-
Die
Erfindung betrifft eine Flanschbaugruppe zum Halten einer Heizeinrichtung
an einem Fluidbehälter
eines ein zu erwärmendes
Fluid aufnehmenden Geräts,
insbesondere eines Haushaltsgeräts, gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Heizsystem,
welches wenigstens eine Heizeinrichtung zum Erwärmen eines Fluids, insbesondere
bei einem Haushaltsgerät,
eine Flanschbaugruppe zum Halten der Heizeinrichtung und einen Fluidbehälter zur
Aufnahme des durch die Heizeinrichtung zu erwärmenden Fluids enthält, gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruches 23.
-
Die
in der Praxis derzeit verwendeten Flanschbaugruppen bestehen im
Wesentlichen aus fünf
Einzelbauteilen, nämlich
dem eigentlichen Flanschkörper,
der meist aus Stahl gefertigt ist, einer Dichtung, einem Spannstück mit Einpressbolzen,
einer Mutter sowie einen Erdungsflachstecker. Bei der Montage der
vormontierten Flanschbaugruppe in der Montage- bzw. Einbauöffnung eines
Fluidbehälters eines
Haushaltsgerätes,
wie z. Beispiel einer Wäschewaschmaschine
oder einer Geschirrspülmaschine,
wird die Mutter angezogen. Dadurch erfährt das Spannstück eine
Relativbewegung und komprimiert die zwischen dem Flanschkörper und
dem Spannstück
angeordnete Dichtung. Hierdurch wird der Dichtungsquerschnitt vergrößert und
dichtet somit das gesamte System an dem Fluidbehälter ab, wobei gleichzeitig
die Flanschbaugruppe an der Montageöffnung festgelegt wird.
-
Diese
vorbekannte Flanschbaugruppe weist den Nachteil der hohen Zahl an
einzelnen, aus unterschiedlichen Materialien bestehenden und jeweils getrennt
herzustellenden Bauteilen auf. Darüber hinaus ist es notwendig,
eine relativ hohe Kraft bei der Montage der Flanschbaugruppe anzuwenden,
um eine sichere Abdichtung der Baugruppe an dem Fluidbehälter zu
gewährleisten.
Infolgedessen ist das Dichtungselement verhältnismäßig massiv ausgeführt, was
wiederum die Kosten in negativer Weise beeinflusst.
-
Aus
der europäischen
Patentanmeldung 1 111 962 ist des Weiteren eine Flanschbaugruppe
bekannt, die einen Grundkörper
aus Kunststoff, ein Dichtungselement sowie eine Befestigungseinrichtung
in Form eines Keils aufweist. Zum Fixieren der vormontierten Flanschbaugruppe
in der Montageöffnung
an dem Fluidbehälter
wird diese in die Montageöffnung
eingeführt.
Anschließend
wird der Befestigungskeil im Zentrum des Grundkörpers in eine dafür vorgesehene
Schlitzöffnung
eingeschoben. Durch dieses Einschieben wird der Grundkörper verbreitert und
so in der Montageöffnung
befestigt. Diese an sich schon brauchbare Lösung enthält aber wiederum mindestens
drei Bauteile, die während
der Montage der Flanschbaugruppe von dem Monteur zu handhaben sind.
-
DE 1 952 282 zeigt eine
Befestigungsvorrichtung für
einen in eine Öffnung
einer Behälterwand einzusetzenden
Rohrheizkörper
mit einem von den Heizrohrenden durchsetzten Formkörper aus
einem aufweitbaren elastischen Dichtungswerkstoff, der einen außerhalb
der Behälterwand
liegenden Flansch besitzt, wobei der in die Öffnung einzuführende Teil des
massiven Formkörpers
eine im Wesentlichen prismatische Grundform aufweist und länger ist
als die Höhe
des Randes und die Außenabmessungen des
Teils größer sind
als die Lichtmaße
der Öffnung.
-
DE 1 112 792 zeigt einen
Tauchheizkörper mit
elektrischen Rohrheizkörpern,
der von außen oder
von innen her in eine Öffnung
eines Flüssigkeitsbehälters eingesteckt
und an der Behälterwandung
unter Verwendung eines aus elastischem, wärme- und elektrisch isolierendem
Stoff bestehenden Formstücks
in dem die Enden der Rohrheizkörper dicht
eingesetzt sind, befestigt wird, wobei der Behälteröffnungsrand zwischen Wülsten einer
am Umfang des Formstücks
verlaufenden Rille eingreift, und der innere Rillenwulst des auch
im nicht in die Behälteröffnung eingesetzten
Zustand eine Rille besitzenden elastischen Formstücks eine
Abschrägung
von derartiger Ausgestaltung aufweist, dass die innere Stirnfläche des
Formstücks
kleiner als die Behälteröffnung ist
und die an die Behälterwandung
anliegende Innenfläche
dieses Wulstes gegenüber
dem Rillengrund nur geringfügig
vorsteht, wobei der Umfang des Rillengrundes etwas größer als
derjenige der Behälteröffnung ist.
-
DE 66 07 317 U zeigt
einen Flüssigkeitsbehälter, insbesondere
Laugenbehälter
für Waschmaschinen,
mit einer Durchtrittsöffnung
in der Behälterwandung
zur Befestigung eines elektrischen Rohrheizkörpers, wobei die Behälterwandung
im Bereich der Durchtrittsöffnung
so ausgebildet ist, dass sich eine Durchtrittsöffnung mit einer Tiefe des
Mehrfachen der Wandstärke
der Behälterwandung
ergibt, in die unter elastischer Verspannung ein den Rohrheizkörper umschließender gummielastischer
Körper selbsthaltend
eingesprengt ist.
-
Da
generell derartige Flanschbaugruppen bzw. Heizsysteme einem hohen
Kostendruck unterliegen, haben die Zahl der Bauteile, die Materialwahl und
die Zahl der Handhabungsschritte bei der Vormontage der Flanschbaugruppe
und deren Endmontage an dem Fluidbehälter einen hohen Einfluss auf die
wirtschaftliche Brauchbarkeit einer Flanschbaugruppe bzw. eines
Heizsystems. Daher sind die vorstehend beschriebenen bekannten Flanschbaugruppen
bzw. Heizsysteme nachteilig, da sie eine Vielzahl von Bauteilen
umfassen und eine große
Zahl an Montageschritten erfordern.
-
Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Flanschbaugruppe sowie
ein Heizsystem der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei gleicher oder
besse rer Leistung und Sicherheit gegenüber den vorbekannten Flanschbaugruppen
bzw. Heizsystemen eine deutliche Verringerung der Herstellkosten erlauben.
-
Die
vorstehende Aufgabe wird hinsichtlich der Flanschbaugruppe durch
die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. In den sich daran anschließenden Ansprüchen 2 bis
29 finden sich vorteilhafte Ausgestaltungen hierzu.
-
Durch
das Vorsehen einer Befestigungseinrichtung an einer Flanschbaugruppe
gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruches 1 derart, dass diese durch mindestens ein Befestigungselement
gebildet ist, welches in formschlüssigen Eingriff mit dem Fluidbehälter bringbar
ist, besteht die Möglichkeit; eine
sehr einfache sowie nur wenige Bauteile umfassende und damit kostengünstige Lösung für die Anbringung
der Flanschbaugruppe an dem Fluidbehälter und damit der Anbringung
der Heizeinrichtung zum Beheizen des in dem Fluidbehälter befindlichen Fluids
vorzusehen. Wie nachstehend noch dargelegt werden wird, bieten sich
durch den formschlüssigen Eingriff
des Befestigungselements mit dem Fluidbehälter eine Vielzahl von Vorteilen,
die insbesondere auf eine Reduktion der Kosten einen erheblichen
Einfluss haben. Da die formschlüssige
Verbindung zumindest annährend
vollständig
um den Flanschkörper
herumlaufend vorgesehen ist, wird beim Montieren der Flanschbaugruppe
an der Montageöffnung des
Fluidbehälters
ein in Richtung des Mittelpunkts der Montageöffnung wirkende Haltekraft
erzeugt, die, da sie zumindest annähernd allseitig von dem gesamten
Umfang der Flanschbaugruppe in Richtung des Zentrums der Montageöffnung wirkt,
die Flanschbaugruppe sicher und ggf. dicht an der Montageöffnung hält.
-
Unter
formschlüssiger
Verbindung ist hierbei insbesondere das Ineinandergreifen von Teilekonturen
des mindestens einen Befestigungselements mit wenigstens einem an
dem Fluidbehälter
vorgesehenen Gegenbefestigungselement, beispielsweise durch einen
Rasteingriff zwischen den Befestigungselementen zu verstehen. Für die Konturen
der Befestigungselemente können
dabei die unterschiedlichsten Formen und Gestaltungen gewählt werden.
Eine besonders günstige
Lösung
besteht in einer rasthakenförmigen
Ausgestaltung des Befestigungselements am Flanschkörper und
des Gegenbefestigüngselements
an dem Fluid behälter,
wobei für
das Gegenbefestigungselement auch eine andere geeignete Kontur,
wie beispielsweise ein bogenförmiger Steg
vorgesehen sein kann.
-
Grundsätzlich kann
das formschlüssige
Ineinandergreifen des Befestigungselements an dem Flanschkörper mit
dem entsprechenden Gegenbefestigungselement an dem Fluidbehälter irreversibel erfolgen.
Um jedoch eine Demontage der Heizeinrichtung bzw. des gesamten Heizsystems
zu ermöglichen,
ist es weiterhin von Vorteil, wenn das wenigstens eine Befestigungselement
reversibel in Eingriff mit dem Fluidbehälter bringbar ist.
-
Wie
bereits vorstehend erwähnt,
kann für das
mindestens eine Befestigungselement zur Herstellung des formschlüssigen Eingriffs
mit dem Fluidbehälter
beliebige Teilekonturen gewählt
werden. Wie ebenfalls bereits vorstehend erwähnt wurde, ist es von Vorteil,
wenn das wenigstens eine Befestigungselement durch ein Schnapp-
bzw. Rastelement gebildet ist, welches in Eingriff mit einer an
dem Fluidbehälter
vorgesehenen Gegenschnapp- bzw. Gegenrasteinrichtung bringbar ist.
Ebenso ist aber auch denkbar, dass bei einer entsprechenden Ausgestaltung
hinsichtlich Dichtigkeit die Wand des Fluidbehälters lediglich eine Ausnehmung
mit einer Hinterschneidung aufweist, in die das Schnapp- oder Rastelement
des wenigstens einen Befestigungselements der Flanschbaugruppe eingreift.
-
Um
eine gewisse Vorspannung gegen ein Lösen der formschlüssigen Verbindung
zwischen dem wenigstens einen Befestigungselement und dem Fluidbehälter bereitzustellen,
ist es vorteilhaft, dass das mindestens eine Befestigungselement
federelastisch ausgestaltet ist. Hierbei kann die Federelastizität des Befestigungselements
durch eine Materialeigenschaft des Elements oder durch eine konstruktive
Ausgestaltung des Befestigungselements an dem Flanschkörper gebildet
sein. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass an dem Flanschkörper schlitzförmige Einschnitte
vorgesehen sind, welche sich bei eingebauter Flanschbaugruppe im
Wesentlichen senkrecht zur Wand des Fluidbehälters bzw. zumindest annährend parallel
zu der Achse der Montageöffnung
an dem Fluidbehälter
erstrecken. Selbstverständlich
ist aber eine konstruktive Ausgestaltung auch durch eine Schwächung des Flanschkörpers an
dem Übergang von
dem wenigstens einem Befestigungselement zu dem Flanschkörper möglich. Anzumerken
ist, dass die Federelastizität
des mindestens einen Befestigungselements auch durch eine Kombination
der elastischen Materialeigenschaft und einer konstruktiven Ausgestaltung des
Befestigungselementes erzielt werden kann.
-
Um
eine sichere Anbringung der Flanschbaugruppe an dem Fluidbehälter bereitstellen
zu können,
ist es weiterhin vorteilhaft, wenn die Befestigungseinrichtung zumindest
annährend
vollständig um
den Flanschkörper
umlaufend vorgesehen ist. Beispielsweise kann dies dadurch erfolgen,
dass an der im Einbauzustand zu dem Fluidbehälter weisenden Seite des Flanschkörpers eine
umlaufende Rastnase, die gegebenenfalls federelastisch aus ihrer Ausgangsstellung
reversibel auslenkbar ist, vorgesehen ist.
-
Um
im eingebauten Zustand den Austritt des in dem Fluidbehälter befindlichen
Fluids an die Umgebung zu verhindern, kann weiterhin vorgesehen sein,
dass der Flanschkörper
mit wenigstens einem Dichtmittel zum fluiddichten Abdichten im eingebauten
Zustand gegenüber
dem Fluidbehälter
versehen ist. Hierbei kann das wenigstens eine Dichtmittel durch
eine Materialeigenschaft des Flanschkörpers oder durch wenigstens
ein an dem Flanschkörper vorgesehenes
Dichtelement gebildet sein, welches vorzugsweise aus EPDM oder TPE
besteht. Selbstverständlich
ist auch eine Kombination dieser beiden Lösungen möglich.
-
Um
den Aufbau der Flanschbaugruppe weiter zu vereinfachen, insbesondere
um die Handhabung bei der Vormontage der Flanschbaugruppe mit der
Heizeinrichtung bzw. bei der Endmontage der Flanschbaugruppe an
dem Fluidbehälter
durch wenige Handhabungsschritte vollziehen zu können, ist es weiterhin vorteilhaft,
wenn das wenigstens eine Dichtelement einstückig mit dem Flanschkörper, vorzugsweise
durch Umspritzen verbunden ist.
-
Damit
eine sichere Abdichtung gewährleistet werden
kann, ist weiterhin vorgesehen, dass das Dichtmittel zumindest annährend vollständig den Flansch
umläuft.
-
Wie
bereits vorstehend erwähnt,
dient die Flanschbaugruppe zur Aufnahme und Halterung zumindest
einer Heizeinrichtung. Hierbei kann die Heizeinrichtung durch eine
Heizpatrone oder durch einen beispielsweise U-förmig oder W-förmig gebogenen
Rohrheizkörper
gebildet sein. Je nach Zahl der zur Außenseite des Fluidbehälters zu
führenden
Anschlussenden der Heizeinrichtung kann die Flanschbaugruppe mit
einer oder mehreren Durchgangsdurchbrechungen versehen sein. Um
auch hier eine Abdichtung gegenüber
dem Austritt des in dem Fluidbehälter
befindlichen Fluids an die Umgebung zu verhindern, kann die wenigstens
eine Durchgangsdurchbrechung zur Aufnahme und Halterung wenigstens
einer Heizeinrichtung mit mindestens einem Dichtmittel versehen
sein. Hierbei kann wiederum das mindestens eine Dichtmittel durch
eine Materialeigenschaft des Flanschkörpers oder durch wenigstens
ein Dichtelement, welches vorzugsweise aus EPDM oder TPE hergestellt
ist, gebildet sein. Selbstverständlich
ist auch hier eine Kombination eines Dichtmittels aus einer Materialeigenschaft
des Flanschkörpers
und einem Dichtelement möglich.
-
Damit
auch bei der Vormontage der Heizeinrichtung an der Flanschbaugruppe
die Zahl der Handhabungsschritte gering ist, ist es weiterhin von Vorteil,
wenn das wenigstens eine Dichtelement einstückig mit der wenigstens einen
Durchgangsdurchbrechung, vorzugsweise durch Umspritzen verbunden
ist. Läuft
das mindestens eine Dichtmittel zumindest annährend vollständig an
der wenigstens einen Durchgangsdurchbrechung um, so ist eine vollständige Abdichtung
sicher gewährleistet.
-
Neben
der Heizeinrichtung können
durch den Flanschkörper
der Flanschbaugruppe auch weitere zur Steuerung bzw. Regelung der
Heizeinrichtung und damit zur Steuerung bzw. Regelung der Erwärmung des
Fluids notwendige Bauteile angeordnet sein. Damit diese durch den
Flanschkörper
sicher gehalten werden können,
kann weiterhin vorgesehen sein, dass der Flanschkörper wenigstens
eine Halteeinrichtung zur Aufnahme und Halterung zumindest einer
Steuer- bzw. Regeleinrichtung aufweist. Hierbei kann die Halteeinrichtung
zur Aufnahme und Halterung zumindest einer Steuer- bzw. Regeleinrichtung durch
eine an dem Flanschkörper
vorgesehene, vorzugsweise einstückig
an diesem angeformte Tasche gebildet sein. Hierbei kann die Öffnung der
Tasche zum einen in Richtung der im eingebauten Zustand des Flanschkörpers zu
dem Fluidbehälter
weisenden Seite fluiddicht abgeschlossen sein. Handelt es sich bei
der Steuereinrichtung um eine Temperaturerfassungseinrichtung, so
kann der Boden der Tasche, welcher von dem Fluid umspült ist,
in einer solchen Weise ausgestaltet sein, dass die Temperatur des Fluids
sicher erfasst werden kann. Ebenfalls besteht die Möglichkeit,
das Ansprechverhalten der Steuer- bzw. Regeleinrichtung entsprechend
der Ausgestaltung des Bodens der Tasche festzulegen.
-
Alternativ
kann die Tasche entgegen der Richtung der im eingebauten Zustand
des Flanschkörpers
zu dem Fluidbehälter
weisenden Seite dicht abgeschlossen sein. In einem solchen Fall
wird die Steuereinrichtung in einem fluiddicht gekapselten Gehäuse in die
Tasche eingesetzt und dort entsprechend fixiert.
-
Um
die Endmontage des Flanschkörpers und
der Heizeinrichtung an dem Fluidbehälter zu vereinfachen, kann
auch vorgesehen sein, dass der Flanschkörper an der Heizeinrichtung
angespritzt ist. Hierdurch bilden der Flanschkörper der Flanschbaugruppe und
die Heizeinrichtung ein einstückiges
Bauteil, welches auf einfache Art und Weise an dem Fluidbehälter befestigt
werden kann.
-
Für das Material
der Flanschbaugruppe kann jeder beliebige nicht-metallische Werkstoff,
insbesondere jeder Kunststoff herangezogen werden. Besonders vorteilhaft
hat es sich erwiesen, wenn der Flanschkörper aus Polypropylen hergestellt
ist.
-
Hinsichtlich
des Heizsystems wird die vorstehende Aufgabe durch die Merkmale
des Patentanspruches 23 gelöst.
In den sich daran anschließenden
Ansprüchen
24 bis 29 finden sich vorteilhafte Ausgestaltungen hierzu.
-
Hinsichtlich
der Vorteile des Heizsystems, welches die erfindungsgemäße Flanschbaugruppe verwendet,
ist auf die vorstehenden Ausführungen
zu verweisen.
-
Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sowie mehrere Ausführungsbeispiele
hierzu werden nachstehend in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungsfiguren
näher erläutert. Die
innerhalb der Beschreibung der Ausführungsbeispiele verwendeten
Begriffe „links", „rechts", „oben" und „unten" beziehen sich auf
die Zeichnungsfiguren in einer Ausrichtung mit normal lesbaren Figurenbezeichnungen
und Bezugszeichen. Hierbei ist:
-
1 eine
teilweise geschnittene, perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Heizsystems
mit der Flanschbaugruppe gemäß der Erfindung
und daran gehaltener Heizeinrichtung im eingebauten Zustand an einem
Fluidbehälter;
-
2 eine
zweidimensionale Draufsicht auf die geschnittene Flanschbaugruppe
gemäß 1;
-
3 eine
geschnittene Ansicht in vergrößertem Maßstab eines
Flanschkörpers
der erfindungsgemäßen Flanschbaugruppe
gemäß einer
ersten Ausführungsform;
-
4a eine
geschnittene Ansicht des Flanschkörpers der ersten Ausführungsform
der 3 ohne den Innenwandabschnitt;
-
4b eine
geschnittene Ansicht des Innenwandabschnitts des Flanschkörpers der
ersten Ausführungsform
der 3 ohne den Flanschkörper;
-
5 eine
Weiterbildung des Flanschkörpers
der ersten Ausführungsform
der 3;
-
6 eine
geschnittene Ansicht in vergrößertem Maßstab des
Flanschkörpers
der erfindungsgemäßen Flanschbaugruppe
gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel;
und
-
7 eine
weitere Weiterbildung des Flanschkörpers der ersten Ausführungsform
der 3.
-
1 zeigt
ein erfindungsgemäßes Heizsystem
mit seinen wesentlichen Bestandteilen: eine Ausführung der ebenfalls erfindungsgemäßen Flanschbaugruppe 10,
eine elektrische Widerstands-Heizeinrichtung 40 in Form
eines Rohrheizkörpers,
eine Steuer- oder Regelungseinrichtung 60 zum Steuern bzw.
Regeln des Erwärmungsvorgangs des
durch die Widerstands-Heizeinrichtung 40 zu erhitzende
Fluid und einen Fluidbehälter 70 zur
Aufnahme des durch das Heizsystem zu erwärmenden Fluids. Nachstehend
werden die einzelnen Baugruppen bzw. Bauteile des erfindungsgemäßen Heizsystems
erläutert.
-
Wie
aus den 1 bis 4b entnehmbar ist,
enthält
die erfindungsgemäße Flanschbaugruppe 10 einen
Flanschkörper 12,
der in der Draufsicht im Wesentlichen die Form eines langgestreckten
Ovals aufweist, dessen Längsseiten
im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen und dessen kürzere Stirnseiten
mit den ovalen Rundungen versehen sind. Der Flanschkörper 12 weist
eine erste Flansch- bzw. Längsseite 12a auf,
die im eingebauten Zustand der Flanschbaugruppe 10 von
dem Fluidbehälter 70 wegweist.
Darüber
hinaus besitzt der Flanschkörper 12 eine
zweite Flansch- bzw. Längsseite 12b,
die parallel zu der ersten Längsseite 12a verläuft und
die im eingebauten Zustand der Flanschbaugruppe 10 in Richtung
des Fluidbehälters 70 weist
bzw. in das Innere des Fluidbehälters 70 hineinragt,
wie dies beispielsweise aus den 1 und 2 entnehmbar ist.
Die beiden Längsseiten 12a, 12b sind
durch eine im Wesentlichen senkrecht zu diesen beiden Längsseiten 12a, 12b verlaufende
Umfangsseite 12c miteinander verbunden. Wie aus den 1, 3 und 4a entnehmbar
ist, geht die Umfangsseite 12c in die erste Längsseite 12a über einen
Kreisbogen 12d über,
wogegen die Umfangsseite 12c in einem Winkel von 90° senkrecht
an die zweite Längsseite 12b anstößt.
-
Der
Flanschkörper 12 besitzt
im Ausführungsbeispiel
der 1 bis 6 insgesamt drei Durchgangsdurchbrechungen 14, 16, 18,
deren nicht näher
bezeichneten Mittellängslinien
senkrecht zu den Flansch- bzw. Längsseiten 12a, 12b und
parallel zueinander verlaufen, wie dies aus 2 und 3 ersichtlich
ist. Die Durchgangsdurchbrechungen 14, 18 dienen
zur Anbringung bzw. Halterung der elektrischen Widerstands-Heizeinrichtung 40 und
die Durchgangsdurchbrechung 16 zur Anbringung bzw. Halterung
der Steuer- oder Regeleinrichtung 60 zum Steuern bzw. Regeln
des Erwärmungsvorgangs
des durch die Widerstands-Heizeinrichtung 40 zu
erhitzenden Fluid.
-
Wie
aus 2 und 3 entnehmbar ist, sind die Durchgangsdurchbrechungen 14, 16, 18 bzw.
deren Mittellängslinien
in gleichem Abstand zueinander, betrachtet in der Ebene der ersten
oder zweiten Flansch- bzw. Längsseite 12a, 12b,
angeordnet. Alle drei Durchgangsdurchbrechungen 14, 16, 18 sind
hinsichtlich ihrer geometrischen Gestaltung gleich mit dem Unterschied,
dass der Durchmesser der mittleren Durchgangsdurchbrechung 16 größer ist
als der Durchmesser der beiden links und rechts von der mittleren
Durchgangsdurchbrechung 16 angeordneten Durchgangsdurchbrechungen 14, 18.
Der Durchmesser dieser beiden Durchbrechungen 14, 18 ist
identisch. Daher genügt
es, nachstehend nur den Aufbau und die Gestaltung der Durchgangsdurchbrechung 16 näher zu erläutern. Soweit noch
weitere geringfügige
Unterschiede zwischen den drei Durchgangsdurchbrechungen 14, 16, 18 bestehen,
werden diese während
der Beschreibung des Aufbaus der Durchgangsdurchbrechung 16 näher erläutert.
-
Wie
weiter aus 3 hervorgeht, besitzt die Durchgangsdurchbrechung 16 einen
zumindest annährend
kreiszylindrischen Querschnitt. Weiterhin weist sie zwei unterschiedliche
Innenwandabschnitte 16a, 16b (bzw. 14a, 14b; 18a, 18b)
auf, die sich von der ersten Flansch- bzw. Längsseite 12a aus in
axialer Richtung der Durchgangsdurchbrechung 16 hintereinander
anschließen
und sich bis zur zweiten Flansch- bzw. Längsseite 12b erstrecken.
Der erste Innenwandabschnitt 16a wird durch eine zylindrische Innenwandgestaltung
gebildet. Bei den beiden Durchgangsdurchbrechungen 14, 18 besitzt
dieser zylindrische Abschnitt 14a, 14b noch eine
sich in Richtung der Außenseite öffnende
Anfasung. Der sich an den ersten Innenwandabschnitt 16a unmittelbar
anschließende
zweite Innenwandabschnitt 16b besitzt eine im Längsquerschnitt
wellenförmige
Innenwand kontur. Der Innendurchmesser sowohl der Wellengipfel als
auch der Wellentäler
ist dabei kleiner als der Innendurchmesser des ersten Innenwandabschnitts 16a.
Der zweite Innenwandabschnitt 16b dient zur Abdichtung
an den durch die Durchgangsdurchbrechungen 14, 16, 18 hindurchgeführten Bauteile
des erfindungsgemäßen Heizsystems gegenüber einem
Austreten des durch das Heizsystem zu erhitzenden Fluids. Der Innendurchmesser des
zweiten Innenwandabschnitts 16b ist dabei geringfügig kleiner
als der Außendurchmesser
des jeweils hindurchgeführten
Bauteils des erfindungsgemäßen Heizsystems,
sodass durch das Einführen des
jeweiligen Bauteils in die zugehörige
Durchgangsdurchbrechung 14, 16, 18 der
Innenwandabschnitt komprimiert wird.
-
In
der Ausführung
der 1 bis 5 und 7 ist der
zweite Innenwandabschnitt 16b aus einem zu dem Material
des Flanschkörpers 12 verschiedenen
Material hergestellt, um die Abdichtungswirkung weiter zu verbessern.
Beispielsweise kann der Flanschkörper 12 aus
Polypropylen (PP) und der Innenwandabschnitt 16b bzw. 14b, 18b aus
einem Ethylen/Propylen/Dienpolymerisate-(Terpolymer) Kautschuk (EPDM)
oder einem thermoplastischen Elastomer (TPE) hergestellt sein, wobei
zur Herstellung eines solchen Flanschkörpers 12 ein Zwei-Komponenten-Spritzverfahren bzw.
2K-Spritzverfahren eingesetzt werden kann. Die 4a und 4b zeigen
die beiden aus unterschiedlichen Materialien hergestellten Teile
des Flanschkörpers 12 in
größerem Detail.
Dabei zeigt 4a den Flanschkörper ohne
die aus einem anderen Material gefertigten Innenwandabschnitte 16b bzw. 14b, 18b,
während 4b diese „freigestellt" zeigt.
-
5 zeigt
eine vorteilhafte Weiterbildung des Flanschkörpers 12 der ersten
Ausführungsform der 3 bis 4b,
wobei der Innenwandabschnitt 16b bzw. 14b, 18b zum
Konus der Behälterwandung 70 hingezogen
ausgeführt
ist. Hierdurch gestaltet sich die Herstellung der Flanschbaugruppe
einfacher sowie wird durch eine günstiger Druckverteilung eine noch
besser Dichtwirkung erzielt.
-
Alternativ
dazu zeigt 6 eine zweite Ausführungsform
der Erfindung, wobei der Flanschkörper 12 – als „einstöckige" Variante – durchgehend aus
einem für
die Abdichtung geeigneten Werkstoff, wie beispielsweise einem EPDM
oder einem TPE hergestellt sein. Bevorzugt wird der Flanschkörper 12 aus
einem Werkstoff gefertigt, der sowohl die Schnapp- als auch die
benötigte
Dichteigenschaft abdeckt. Hier hat sich als Werkstoff beispielsweise ein
Thermoplast mit Elastomeranteilen wie PP gefüllt mit einem EPDM als geeignet
erwiesen. Der Flanschteil 12 kann dann als Spritzteil bzw.
mit geeignetem Elastomer, z. B. einem EPDM, als Vulkanisat hergestellt
werden.
-
Gemäß den 1 bis 7 weist
der Flanschkörper 12 der
Flansch- bzw. Längsseite 12b weiterhin
eine entlang seiner Umfangsseite 12c umlaufende Nut 19 auf.
Die in Richtung der Durchgangsdurchbrechung 14, 16, 18 weisende
erste Nutwand 19a ist dabei als gerade in einem spitzen
Winkel zu den Mittellängslinien
der Durchgangsdurchbrechungen 14, 16, 18,
betrachtet in der Längsschnittansicht der 2.
Im Nutgrund 19b geht diese Nutwand 19a in einem
Winkel von 90° in
einen Bogen über,
an den sich die zweite Nutwand 19c anschließt.
-
Im
Bereich des zu der Flansch- bzw. Längsseite 12b weisenden
Ende der Nutwand 19c eine einstückig an dem Flanschkörper 12 angeformte
Befestigungseinrichtung 20. Die vollständig entlang der Nut 19 umlaufende
Befestigungseinrichtung 20 wird durch ein Befestigungselement 22 in
Form eines Rastnockens 26 gebildet, dessen Nockenspitze 26a in
Richtung zu den Durchgangsdurchbrechungen 14, 16, 18 weist.
Wie aus den 3, 4a, 5 und 6 ersichtlich
ist, ist der Rastnocken 26 an seiner von dem Fluidbehälter 70 wegweisenden
Seite 26b mit einer geraden Schrägfläche versehen, wogegen er an
der zu dem Fluidbehälter 70 weisenden
Seite mit einer Abrundung 26c versehen ist. Letztere unterstützt die
Montage des Flanschkörpers 12 an
dem Fluidbehälter 70,
wie dies nachstehend noch erläutert
wird. Der Rastnocken 26 gelangt bei der Montage der Flanschbaugruppe 10 bzw.
des Heizsystems in Eingriff mit einem Gegenrastnocken 76 an
dem Fluidbehälter 70,
wie dies ebenfalls nachstehend noch näher erläutert wird.
-
Wie
bereits vorstehend erwähnt,
dienen die Durchgangsdurchbrechungen 14, 16, 18 zur
Aufnahme und Halterung der elektrischen Widerstands-Heizeinrichtung 40 und
der Steuer- oder Regeleinrichtung 60 zum Steuern bzw. Regeln
des Erwär mungsvorgangs
des durch die Widerstands-Heizeinrichtung 40 zu erwärmenden
Fluids. Insbesondere sind in die Durchgangsdurchbrechungen 14, 18 jeweils
die nicht näher
bezeichneten Anschlussenden der Widerstands-Heizeinrichtung 40 eingeschoben,
wie dies aus den 1 und 2 entnehmbar
ist. Der Innendurchmesser der beiden Durchgangsdurchbrechungen 14, 18 ist
den Durchmessern der im montierten Zustand der Heizeinrichtung 40 im
Inneren der Durchgangsdurchbrechungen 14, 16, 18 befindlichen Abschnitte 42a, 42b des
Mantelrohrs 42 der Heizeinrichtung 40 angepasst
und so bemessen, dass sich eine schwergängige Fügepassung zwischen insbesondere
den Innenwandabschnitten 14a, 14b; 18a, 18b der
Durchgangsdurchbrechungen 14, 18 und der Außenseite
der Mantelrohrabschnitte 42a, 42b der Heizeinrichtung 40 einstellt.
Alternativ oder ergänzend
hierzu können
die Mantelrohrabschnitte 42a, 42b in den Durchgangsdurchbrechungen 14, 18 mittels
eines Klebers fixiert sein, der vorzugsweise gleichzeitig die Abdichtung
der Durchgangsdurchbrechungen 14, 18 übernimmt.
Gegebenenfalls kann aber auch der Flanschkörper 12 insgesamt
um die Mantelrohrabschnitte 42a, 42b der Heizeinrichtung 40 herumgespritzt
sein.
-
In
der in den 1 bis 6 gezeigten
Ausführungsform
ist zwischen den beiden Durchgangsdurchbrechungen 14, 18 weiteren
Durchgangsdurchbrechung 16 vorgesehenen, in der die Steuer-
oder Regeleinrichtung 60 zum Steuern bzw. Regeln des Erwärmungsvorgangs
des durch die Widerstands-Heizeinrichtung 40 zu erwärmenden
Fluids eingesetzt ist, welche in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
durch ein NTC-Element gebildet ist. Das NTC-Element ist in einer
Stahlhülse 62 angeordnet,
dessen in Richtung der Behälterinnenseite
weisenden Ende abgeschlossen ist. Auch hier ist der Innendurchmesser
der Durchgangsdurchbrechung 16 der Außenkontur der Steuer- bzw.
Regeleinrichtung 60 angepasst und die Abmessungen so bestimmt, dass
sich ebenfalls eine schwergängige
Fügepassung
ergibt. Alternativ oder ergänzend
hierzu kann wiederum ein Kleber vorgesehen sein, der vorzugsweise
gleichzeitig die Abdichtung der Durchgangsdurchbrechung 16 übernimmt.
Ist der Flanschkörper 12 an
der Heizeinrichtung 40 angespritzt, so kann ebenfalls ein
Anspritzen des Flanschkörpers 12 an der
Steuer- bzw. Regeleinrichtung 60 erfolgen. Ebenso ist es
aber auch möglich,
dass der Flanschkörper 12 an
der Heizeinrichtung 40 angespritzt ist und die Steuer-
bzw. Regeleinrichtung 60 in die mittlere Durchgangsdurchbrechung 16 eingeschoben
und in geeigneter Weise dort fixiert wird.
-
7 zeigt
eine alternative Ausführung
der Flanschbaugruppe 10c, bei der die Steuer- oder Regeleinrichtung 60b zum
Steuern bzw. Regeln des Erwärmungsvorgangs
des durch die Widerstands-Heizeinrichtung zu erwärmenden Fluids in einer in
den Flansch 12 integrierten Tasche 13 eingefügt ist.
Damit ist es möglich,
die Steuer- oder Regeleinrichtung 60b direkt ohne Abdichtung
in den Flansch 12 zu integrieren. Hierzu kann ein entsprechender
Sensor, beispielsweise ein NTC-Element 14,
zusammen mit der Steckerbaugruppe 15 bei der Herstellung
des Flansches 12 von dem Flanschwerkstoft umspritzt werden
bzw. in einer topfförmigen
Tasche 13 in dem Flansch vergossen werden. Damit kann der
sonst benötigte – im Einsatz
mit dem zu erwärmenden
Fluid in Kontakt stehende – Edelstahltopf
(61 in 2) für den Sensor entfallen.
-
Wie
aus den 1 und 2 zu ersehen
ist, weist der Fluidbehälter 70 eine
Montageöffnung 72 auf.
Diese Montageöffnung 72 besitzt
eine zu dem Flanschkörper 12 komplementäre Form.
An dem von der Behälterinnenseite 1 wegweisenden
Rand der Montageöffnung 72 ist
ein Kragen 74 vorgesehen, welcher ebenfalls eine zu dem
Flanschkörper 12 komplementäre Form
in der Draufsicht aufweist. Insbesondere sind die Montageöffnung 72 und
der Kragen 74 in Form eines langgestreckten Ovals ausgebildet.
An dem freien Ende des Kragens 74 ist ein Gegenrastnocken 76 angeordnet,
welcher zusammen mit dem Rastnocken 26 des Flanschkörpers 12 eine formschlüssige Rastverbindung
bei der Montage des Flanschkörpers 12 an
der Montageöffnung 72 des Fluidbehälters 60 eingeht.
Insbesondere besitzt der Gegenrastnocken 76 eine Nockenspitze 76a,
die in Richtung zu dem Inneren der Montageöffnung 72 weist. Wie
aus 2 ersichtlich ist, ist der Gegenrastnocken 76 an
seiner in Richtung der Behälterinnenseite 1 weisenden
Seite 76b und an seiner zu der Behälteraußenseite A weisenden Seite 76c mit
einer geraden Schrägfläche versehen.
-
Zur
Montage des erfindungsgemäßen Heizsystems
wird zunächst
der Flanschkörper 12 der Flanschbaugruppe 10,
beispielsweise durch einen Spritzvorgang hergestellt. Anschließend kann
die Heizeinrichtung 40 und die Steuer- bzw. Regeleinrichtung 60 in
die jeweilige Durchgangsdurchbrechung 14, 16, 18 eingeschoben
werden. Gegebenenfalls kann die Heizeinrichtung 40 bzw.
die Steuer- oder
Regeleinrichtung 60 in der jeweiligen Durchgangsdurchbrechung 14, 16, 18 verklebt
werden. Alternativ kann, wie dies vorstehend bereits beschrieben
wurde, der Flanschkörper 12 an
den Mantelrohrabschnitten 42a, 42b der Heizeinrichtung 40,
gegebenenfalls zusammen mit der Steuer- oder Regeleinrichtung 60 angespritzt
werden. Die so vormontierte Baugruppe wird anschließend in
die Montageöffnung 72 des
Fluidbehälters 70 eingeschoben.
-
Dabei
gleitet der Rastnocken 26 des Flanschkörpers 12 mit seiner
in Richtung der Behälterinnenseite
I weisenden Abrundung 26b an der entsprechenden Gegenfläche 76c des
Gegenrastnockens 76 und wird dabei in Richtung parallel
zu den beiden Flansch- bzw. Längsseiten 12a, 12b elastisch nach
Außen
ausgelenkt. Nach dem Vorbeigleiten der beiden Rastnockenspitzen 26a, 76a schwenkt
der Rastnocken 26 wieder zurück in seine Ausgangslage in
Richtung zu den Durchgangsdurchbrechungen 14, 16, 18.
Hierbei gelangt die Rastfläche 26b des
Rastnockens 26 in formschlüssigen Eingriff mit der Rastfläche 76b der
Gegenrastnocke 76. Dabei taucht der Kragen 74 teilweise
in die Nut 19 des Flanschkörpers 12 ein. Hierdurch,
insbesondere durch das Umgreifen der vollständig um den Flanschkörper 12 umlaufenden
Befestigungseinrichtung 20 bzw. des Rastnockens 26 mit
der Gegenrastnocke 76 wird die Flanschbaugruppe 10 fest
an dem Fluidbehälter 70 gehalten.
Sofern das Material des Flanschkörpers 12 aus
einem eine Abdichtung erlaubenden Kunststoff, wie beispielsweise
EPDM oder TPE hergestellt ist, dichtet der formschlüssige Eingriff
der Befestigungseinrichtung 20 bzw. des Rastnockens 26 mit
dem Gegenrastnocken 76 die Montageöffnung 72 ab. Gegebenenfalls
kann aber zusätzlich
ein an dem Rastnocken 26 und/oder dem Gegenrastnocken 76 vorgesehenes
Dichtelement verwendet werden.