DE102017221725A1

DE102017221725A1 - Fluidkanal

Info

Publication number: DE102017221725A1
Application number: DE102017221725.1A
Authority: DE
Inventors: Siegfried Gößler; Anja Immerz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-12-01
Filing date: 2017-12-01
Publication date: 2019-06-06
Anticipated expiration: 2037-12-02
Also published as: DE102017221725B4

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Fluidkanal (11) zum Leiten eines Fluids. Der Fluidkanal umfasst eine Außenwand (12), welche einen Innenraum (15), in dem das Fluid geführt ist, von einem Außenraum (16) abgrenzt und sich entlang einer Längsachse (17) erstreckt, mit einer Zufluss-Öffnung (18) zur Zuleitung des Fluids und einer Abfluss-Öffnung (19) zur Ableitung des Fluids und mindestens eine Versteifungseinrichtung (13) zur Erhöhung der Formstabilität der Außenwand (12), welche in dem Innenraum (15) angeordnet ist, an mindestens zwei einander gegenüberliegenden Seitenflächen (20) der Außenwand (12) angebracht ist und mindestens eine Ausnehmung (23) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Fluidkanal. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Gebäudeelement.
Aus DE 20 2017 102 758 U1 ist ein Fluidkanal zum Leiten eines Fluids bekannt. Der Fluidkanal ist als gerader Flachkanal ausgebildet und umfasst eine Außenwand, welche einen Innenraum gegenüber einem Außenraum begrenzt, sowie eine Versteifungseinrichtung, welche entlang einer Längsrichtung des Fluidkanals verschieblich in dem Innenraum angeordnet ist. Die Versteifungseinrichtung stützt dabei zwei gegenüberliegende Seitenflächen der Außenwand gegeneinander ab. Die Versteifungseinrichtung ist wandförmig ausgebildet und unterteilt den Querschnitt des Innenraums in mehrere voneinander getrennte Strömungskanäle.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Fluidkanal zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch einen Fluidkanal mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass die in einem mittels einer Außenwand von einem Außenraum abgegrenzten Innenraum angeordnete mindestens eine Versteifungseinrichtung des Fluidkanals mindestens eine Ausnehmung aufweisen kann. Somit gelingt es die Formstabilität der Außenwand zu erhöhen, ohne dabei den Innenraum in mehrere voneinander getrennte Strömungskanäle zu unterteilen. Vorteilhaft wird hierdurch erreicht, dass in den Fluidkanal einströmendes und gegebenenfalls turbulentes Fluid entlang der Versteifungseinrichtung laminarisiert und laminar gehalten werden kann. Der Druckverlust entlang des Fluidkanals und somit auch entlang des fluidführenden Gesamtsystems ist somit reduziert. Die Leitung des Fluids kann somit auch über große Weglängen effizient erfolgen.
Vorzugsweise ist die mindestens eine Versteifungseinrichtung aus der Außenwand entnehmbar und/oder in diese einsetzbar. Vorteilhaft wird hierdurch erreicht, dass die mindestens eine Versteifungseinrichtung, abhängig von der Einbausituation und den zu erwartenden auf den Fluidkanal wirkenden Lasten, in die Außenwand eingesetzt werden kann.
Vorzugsweise ist der Fluidkanal als Lüftungskanal ausgebildet. Der Fluidkanal kann insbesondere als Lüftungskanal für eine Dunstabzugsvorrichtung ausgebildet sein.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die Längsachse gerade und der Fluidkanal als Längskanal ausgebildet. Ein als Längskanal ausgebildeter Fluidkanal kann besonders einfach, beispielsweise in einem Extrusionsverfahren, hergestellt werden. Alternativ kann der Fluidkanal auch gekrümmt, insbesondere bogenförmig ausgebildet sein. Die Längsachse des Fluidkanals kann dabei gekrümmt, insbesondere kreisbogenförmig, ausgebildet sein. Vorteilhaft wird hierdurch erreicht, dass der Fluidkanal entsprechend den baulichen Anforderungen geformt sein kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der Fluidkanal als Flachkanal ausgebildet. Der Flachkanal ist dadurch definiert, dass dessen Abmessungen im Querschnitt, entlang einer Haupterstreckungsrichtung größer sind als senkrecht zu dieser Haupterstreckungsrichtung. Vorzugsweise ist die Abmessung des Flachkanals parallel zu der Haupterstreckungsrichtung größer als das 1,5-fache, insbesondere größer als das 2-fache, insbesondere größer als das 3-fache, insbesondere größer als das 5-fache, der Abmessung senkrecht zu der Haupterstreckungsrichtung. Vorteilhaft wird hierdurch erreicht, dass der Fluidkanal eine geringe Bauhöhe im Vergleich zu seiner Querschnittsfläche, insbesondere zu seinem hydraulischen Querschnitt, aufweist.
Der Fluidkanal kann einen rechteckigen Querschnitt aufweisen. Vorzugsweise weist der Fluidkanal dabei mehrere Seitenflächen auf. Der Fluidkanal kann beispielsweise eine ebene Oberseite und/oder eine ebene Unterseite und/oder zwei ebene Nebenseiten, welche die Oberseite und die Unterseite verbinden, aufweisen. Der Fluidkanal kann somit besonders einfach auf ebenen Untergründen montiert werden.
Die Oberseite und/oder die Unterseite und/oder mindestens eine der zwei Nebenseiten und/oder die Versteifungseinrichtung können eine Wölbung, insbesondere eine Bombierung, aufweisen. Vorteilhaft wird hierdurch erreicht, dass der Fluidkanal besonders stabil ist. Eine Abdichtung des Fluidkanals gegenüber angrenzender Bauteile kann durch die Bombierung besonders zuverlässig gewährleistet werden.
Die Oberseite, Unterseite und die Nebenseiten werden zusammenfassend auch einfach als Seiten oder Seitenflächen bezeichnet.
Vorzugsweise sind sämtliche Kanten des Fluidkanals, insbesondere die entlang einer Strömungsrichtung verlaufenden Kanten, verrundet. Der Fluidkanal kann oval ausgebildet sein, das heißt einen ovalen Querschnitt aufweisen. Die Nebenseiten des Fluidkanals können insbesondere im Querschnitt gekrümmt, insbesondere kreisbogenabschnittförmig ausgebildet sein. Vorteilhaft wird durch die Verrundung der Kanten erreicht, dass Strömungsverluste über den Fluidkanal reduziert werden.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die mindestens eine Versteifungseinrichtung als ebene Platte ausgebildet. Die Versteifungseinrichtung kann so besonders einfach hergestellt werden. Alternativ kann die Versteifungseinrichtung als einfach gekrümmte Wand ausgebildet sein. Die Versteifungseinrichtung kann auch als doppelt gekrümmte Wand ausgebildet sein. Dabei kann die mindestens eine Versteifungseinrichtung entlang der Längsachse und/oder in einer Querschnittsebene des Fluidkanals gekrümmt ausgebildet sein. Vorteilhaft wird hierdurch erreicht, dass das Fluid besonders strömungswiderstandsarm in dem Fluidkanal geführt werden kann.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die mindestens eine Versteifungseinrichtung an mindestens zwei einander gegenüberliegenden Seitenflächen der Außenwand angebracht. Vorzugsweise ist die mindestens eine Versteifungseinrichtung an der Oberseite und an der Unterseite der Außenwand angebracht. Hierdurch kann die Druckstabilität der Außenwand gegenüber vertikaler Lasten erhöht werden.
Die mindestens eine Ausnehmung kann die mindestens eine Versteifungseinrichtung durchdringen. Die mindestens eine, insbesondere einstückig ausgebildete, Versteifungseinrichtung umgibt dabei die mindestens eine Ausnehmung in einem Längsschnitt des Fluidkanals. Vorteilhaft wird hierdurch erreicht, dass entlang der Längsachse, jeweils vor und hinter der mindestens einen Ausnehmung, eine Abstützung der Außenwand erfolgt.
Die mindestens eine Ausnehmung der Versteifungseinrichtung kann sich in einem Querschnitt über mindestens 20 %, insbesondere mindestens 40 %, insbesondere mindestens 60 %, insbesondere mindestens 80 % der Haupterstreckung der Versteifungseinrichtung erstrecken. Vorteilhaft wird hierdurch erreicht, dass das Fluid stromabwärts der Ausnehmung laminar an der Versteifungseinrichtung anliegt. Dies wird insbesondere dadurch erreicht, dass der Innenraum nicht in mehrere voneinander getrennte Strömungskanäle unterteilt wird, wodurch über den gesamten Innenraum Strömungen quer zu der Längsachse ermöglicht werden. Hierdurch kann eine gleichmäßige Verteilung der Strömungsgeschwindigkeit über weite Bereiche des Kanalquerschnitts erzielt werden. Der Strömungswiderstand des Fluidkanals wird hierdurch reduziert. An der Abfluss-Öffnung liegt somit eine weitgehend laminare Strömung mit über den Fluidkanalquerschnitt gleichmäßigen Strömungsgeschwindigkeiten vor.
Mehrere Ausnehmungen können in einem Querschnitt einer Versteifungseinrichtung nebeneinander angeordnet sein. Mehrere Ausnehmungen können auch entlang der Längsachse versetzt zueinander angeordnet sein. Hierdurch wird gewährleistet, dass sowohl eine Laminarisierung der Strömung erfolgt als auch eine ausreichende Stützwirkung gegenüber der Außenwand erhalten wird.
Die Versteifungseinrichtung kann ein orthotropes Material aufweisen. Das orthotrope Material kann derart orientiert sein, dass die Versteifungseinrichtung eine erhöhte Steifigkeit in Stützrichtung aufweist.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist die Außenwand mindestens eine Zufluss-Öffnung zur Zufuhr des Fluids und mindestens eine Abfluss-Öffnung zur Ableitung des Fluids auf. Vorzugsweise weist der Fluidkanal mindestens ein Dichtelement auf. Das mindestens eine Dichtelement ist vorzugsweise an der Außenwand, angrenzend an die Zufluss-Öffnung und/oder an die Abfluss-Öffnung, angebracht. Das Dichtelement kann als Dichtungsring oder als Lamellendichtung oder als Manschettendichtung ausgebildet sein. Vorteilhaft wird hierdurch erreicht, dass der Fluidkanal besonders einfach fluiddicht mit einem angrenzenden Kanalabschnitt verbunden werden kann.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist der Fluidkanal mindestens zwei, insbesondere mindestens drei, insbesondere mindestens vier, insbesondere mindestens fünf, insbesondere mindestens zehn Versteifungseinrichtungen auf. Vorteilhaft wird hierdurch erreicht, dass der Fluidkanal besonders stabil gegenüber Drucklasten ausgebildet ist.
Vorzugsweise weist die Außenwand und/oder die Versteifungseinrichtung eine besonders hohe Oberflächengüte auf. Vorzugsweise gilt für die gemittelte Rautiefe Rz < 5 µm, insbesondere Rz < 3 µm. Hierdurch wird die Entstehung von Mikroverwirbelungen an der Außenwand verhindert und die Laminarisierung der Strömung zusätzlich unterstützt. Der Strömungswiderstand über den Fluidkanal wird damit reduziert.
Die Versteifungseinrichtung kann auch einen Schichtaufbau, insbesondere einen Sandwich-Aufbau, aufweisen. Der Schichtaufbau kann ein leichtes Kernmaterial und steife Decklagen aufweisen. Der Fluidkanal kann somit besonders leicht gebaut werden.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die mindestens eine Ausnehmung in Form eines Langlochs ausgebildet. Die Haupterstreckungsrichtung des Langlochs ist vorzugsweise parallel zu der Längsachse orientiert. Die mindestens eine Ausnehmung kann auch in Form eines Kreises ausgebildet sein. Vorteilhaft wird hierdurch erreicht, dass die mechanische Belastung durch Vermeidung scharfer Kanten reduziert wird.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist die mindestens eine Versteifungseinrichtung mindestens zwei Ausnehmungen auf. Insbesondere weist die mindestens eine Versteifungseinrichtung mindestens drei, insbesondere mindestens vier, insbesondere mindestens fünf, insbesondere mindestens sieben, insbesondere mindestens zehn, Ausnehmungen auf. Der Abstand zwischen den jeweiligen Ausnehmungen zueinander kann in einem Bereich von 5 mm bis 100 mm liegen. Der Abstand zweier zueinander benachbarter Ausnehmungen kann auch in einem Bereich von 10 mm bis 90 mm, insbesondere in einem Bereich von 20 mm bis 75 mm, liegen. Relativ zu der Haupterstreckung der Versteifungseinrichtung, in einem Querschnitt, liegt der Abstand zueinander benachbarter Versteifungseinrichtungen vorzugsweise in einem Bereich von 10 % bis 200 %, insbesondere 20 % bis 150 %, insbesondere 50 % bis 100 %. Vorteilhaft wird hierdurch erreicht, dass die Stützwirkung der Versteifungseinrichtung gewährleistet wird und gleichzeitig der Strömungswiderstand durch Laminarisierung der Strömung gesenkt wird.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung erstreckt sich die mindestens eine Ausnehmung über einen Bereich von 10 % bis 100 %, insbesondere in einem Bereich zwischen 20 % und 95 %, insbesondere in einem Bereich zwischen 50 % und 90 %, der Höhe der Versteifungseinrichtung. Derartige Abmessungen der Ausnehmung sind für die Laminarisierung der Strömung förderlich.
Die vertikale Erstreckung des Fluidkanals, insbesondere quer zu der Haupterstreckungsrichtung, ist vorzugsweise geringer als 120 mm, insbesondere geringer als 80 mm, insbesondere geringer als 75 mm, insbesondere geringer als 60 mm. Vorzugsweise ist die vertikale Erstreckung des Fluidkanals, insbesondere quer zu der Haupterstreckungsrichtung, nicht geringer als 30 mm. Ein Fluidkanal mit diesen vertikalen Abmessungen kann besonders platzsparend verlegt und/oder mit geringem Bauraumbedarf in eine Gebäudeeinheit integriert werden.
Ein Verhältnis zwischen der Fläche der mindestens einen Ausnehmung und der Fläche der Versteifungseinrichtung, quer zu der Haupterstreckungsrichtung, liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 30 % und 95 %, insbesondere im Bereich zwischen 50 % und 90 %, insbesondere im Bereich zwischen 60 % und 85 %. Durch ein derartiges Flächenverhältnis wird die Stabilität des Fluidkanals sichergestellt und zudem die Laminarisierung der Strömung gewährleistet.
Vorzugsweise beträgt die Erstreckung der mindestens einen Ausnehmung in Strömungsrichtung mindestens 50 %, insbesondere mindestens 100 %, insbesondere mindestens 150 %, insbesondere mindestens 200 %, insbesondere mindestens 400 %, der Erstreckung der Versteifungseinrichtung in vertikaler Richtung. Diese große Erstreckung der Ausnehmungen in Strömungsrichtung trägt wesentlich zu einer effektiven Laminarisierung der Strömung bei.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die Außenwand und/oder die mindestens eine Versteifungseinrichtung eine Profilierung auf. Die Außenwand und/oder die mindestens eine Versteifungseinrichtung kann wellenförmig ausgebildet sein. Alternativ kann die Profilierung schachbrett- oder rautenförmig ausgebildet sein. Die Profilierung kann auch in Form zueinander paralleler oder sich kreuzender Rippen ausgebildet sein. Diese Rippen sind vorzugsweise in dem Außenraum angeordnet. Die Profilierung der Außenwand kann derart orientiert sein, dass die Biegesteifigkeit des Fluidkanals erhöht ist. Die Wellenlänge der in Wellenform ausgebildeten Profilierung kann sich beispielsweise entlang der Längsachse erstrecken. Eine in Form einer Rippenstruktur ausgebildete Profilierung kann die Außenwand in Umfangsrichtung umlaufen. Die Profilierung zur Erhöhung der Formstabilität der mindestens einen Versteifungseinrichtung kann derart orientiert sein, dass die Druckstabilität der mindestens einen Versteifungseinrichtung in einem Querschnitt entlang ihrer Haupterstreckung gesteigert ist. Rippen können hierzu mit vertikaler Orientierung ihrer Haupterstreckungsrichtung an der mindestens einen Versteifungseinrichtung angeordnet sein. Vorteilhaft kann hierdurch die Formstabilität des Fluidkanals erhöht werden, wobei der Materialaufwand zur Herstellung des Fluidkanals reduziert und dessen Gewicht verringert wird.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die Außenwand und/oder die mindestens eine Versteifungseinrichtung aus einem Kunststoff hergestellt. Der Fluidkanal ist somit korrosionsbeständig. Der Fluidkanal kann in einem Spritzgussverfahren oder einem Extrusionsverfahren hergestellt sein. Alternativ kann der Kunststoffkanal auch in einem Blasverfahren oder einem Rotationsverfahren hergestellt sein.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist der Innenraum eine entlang der Längsachse variierende Querschnittsfläche auf. Der Innenraum kann sich entlang der Längsachse aufweiten oder verjüngen. Die Querschnittsfläche des Innenraums kann, insbesondere bei konstantem Betrag, zwischen verschiedenen Formen variieren. Beispielsweise kann der Innenraum zunächst eine rechteckförmige Querschnittsfläche aufweisen, welche entlang der Längsachse in eine runde, insbesondere kreisförmige, Querschnittsfläche übergeht. Der Fluidkanal kann so beispielsweise als Verbindungsstück zwischen Kanalabschnitten unterschiedlichen Querschnitts ausgebildet sein.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist die Außenwand mindestens ein Führungsmittel zur Führung der mindestens einen Versteifungseinrichtung auf. Vorzugsweise weist die mindestens eine Versteifungseinrichtung je ein an dem mindestens einen Führungsmittel angelagertes Eingriffsmittel auf. Vorzugsweise ist die mindestens eine Versteifungseinrichtung entlang der Längsachse mittels des mindestens einen Führungsmittels verschieblich in dem Fluidkanal gelagert. Vorzugsweise ist das Führungsmittel in Form einer Führungsschiene und/oder in Form von Führungsstegen und/oder in Form von Führungszapfen ausgebildet. Das Eingriffsmittel kann unmittelbar durch die Wandung der mindestens einen Versteifungseinrichtung gebildet sein. Vorteilhaft wird hierdurch erreicht, dass die mindestens eine Versteifungseinrichtung lediglich entlang der Längsachse gegenüber der Außenwand verschiebbar gelagert ist, wobei die Position der mindestens einen Versteifungseinrichtung quer zu der Längsachse festgelegt ist. Die mindestens eine Versteifungseinrichtung kann so zur Montage des Fluidkanals einfach entlang der Längsachse in den Innenraum eingeschoben werden.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist das mindestens eine Führungsmittel zusammen mit dem jeweiligen Eingriffsmittel als Nut-Feder-Verbindung ausgebildet. Vorzugsweise ist das mindestens eine Führungsmittel als Nut und das jeweilige Eingriffsmittel als Feder ausgebildet. Das mindestens eine Führungsmittel kann ausschließlich in den Innenraum hineinragen. Die Kontur der Außenwand kann somit zum Außenraum hin kontinuierlich ausgebildet sein. Vorzugsweise ragt das mindestens eine Führungsmittel ausschließlich in den Außenraum hinein. Vorteilhaft wird hierdurch erreicht, dass die Außenwand zum Innenraum hin einen kontinuierlichen Verlauf aufweist. Der Strömungswiderstand in dem Fluidkanal kann somit reduziert werden.
Das Eingriffsmittel kann vollständig oder abschnittsweise entlang der Längserstreckung des Fluidkanals ausgebildet sein.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist das mindestens eine Eingriffsmittel einen Kopfbereich und einen Halsbereich auf. Das mindestens eine Führungsmittel kann dazu ausgebildet sein, den Kopfbereich formschlüssig zu umgreifen. Vorzugsweise ist das mindestens eine Führungsmittel dazu ausgebildet, den Kopfbereich über einen Winkel von mindestens 185°, insbesondere mindestens 200°, insbesondere mindestens 235°, insbesondere mindestens 270°, zu umgreifen. Das mindestens eine Eingriffsmittel kann mit dem mindestens einen Führungsmittel beispielsweise eine Schwalbenschwanzverbindung und/oder ein Kederverbindung ausbilden. Vorteilhaft wird hierdurch erreicht, dass die mindestens eine Versteifungseinrichtung verliersicher an der Außenwand angebracht ist. Zuglasten entlang der Haupterstreckung der Versteifungseinrichtung in einem Querschnitt, welche bei der Montage des Fluidkanals auftreten können, führen somit nicht zu einer Trennung der Verbindung zwischen dem mindestens einen Führungsmittel und dem mindestens einen Eingriffsmittel.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die mindestens eine Versteifungseinrichtung in jeder Richtung formschlüssig an der Außenwand angebracht. Die mindestens eine Versteifungseinrichtung ist insbesondere in Richtung der Längsachse formschlüssig an der Außenwand angebracht. Der Formschluss kann beispielsweise durch eine Verstiftung quer zu der Längsachse ausgebildet sein. Die Verstiftung kann dabei die Außenwand und die mindestens eine Versteifungseinrichtung durchdringen. Somit kann die an dem mindestens einen Führungsmittel angelagerte, mindestens eine Versteifungseinrichtung einfach entlang der Längsachse an der Außenwand angebracht werden.
Alternativ kann die mindestens eine Versteifungseinrichtung auch durch einen Längsanschlag, entlang der Längsachse, gegenüber der Außenwand fixiert werden. Vorzugsweise überdeckt der Längsanschlag die Versteifungseinrichtung, insbesondere im Bereich des Eingriffsmittels, in einem Querschnitt. Der Fluidkanal kann eine Kanal-Verbindung aufweisen. Der Längsanschlag kann in Form der Kanal-Verbindung ausgebildet sein. Die Kanal-Verbindung kann beispielsweise auf den Fluidkanal im Bereich der Zufluss-Öffnung oder der Abfluss-Öffnung aufgesteckt sein. Die Kanal-Verbindung dient dabei zur Verbindung des Fluidkanals mit einem weiteren Kanalabschnitt.
Alternativ kann die mindestens eine Versteifungseinrichtung stoffschlüssig an der Außenwand angebracht sein. Die mindestens eine Versteifungseinrichtung kann mit der Außenwand verklebt oder verschweißt sein.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist die Außenwand mindestens ein Rastmittel und die mindestens eine Versteifungseinrichtung je einen formschlüssig mit dem Rastmittel verbundenen Rasteingriff auf. Das mindestens eine Rastmittel oder der mindestens eine Rasteingriff kann ein Sägezahnprofil aufweisen. Das mindestens eine Rastmittel kann als Federbalken ausgebildet sein. Vorzugsweise ist das mindestens eine Rastmittel als Federbalken ausgebildet und weist ein Sägezahnprofil auf, wobei der Rasteingriff als einzelner Zahn formschlüssig in das Sägezahnprofil eingreift. Das mindestens eine Rastmittel und der jeweils damit verbundene Rasteingriff sind vorzugsweise dazu ausgebildet, die mindestens eine Versteifungseinrichtung entlang der Längsachse gegenüber der Außenwand zu fixieren. Vorteilhaft wird hierdurch erreicht, dass die Anbringung der mindestens einen Versteifungseinrichtung an der Außenwand besonders einfach erfolgen kann.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die Außenwand mit der mindestens einen Versteifungseinrichtung einstückig ausgebildet. Vorzugsweise ist der Fluidkanal einstückig hergestellt. Die Außenwand ist dabei mit der mindestens einen Versteifungseinrichtung stoffschlüssig verbunden. Vorzugsweise ist der Fluidkanal dabei in einem Extrusionsverfahren und/oder einem Spritzgussverfahren hergestellt. Die mindestens eine Versteifungseinrichtung kann dabei als vorausgehärteter Einsatz in die Spritzgussform integriert und von der Außenwand umspritzt sein oder im Extrusionsverfahren in die Extrusionsform zugeführt werden. Die Herstellung des Fluidkanals ist somit besonders einfach und kostengünstig.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Außenwand aus mindestens zwei Wandsegmenten zusammengefügt. Die Außenwand ist dabei durch mindestens eine Trennlinie in die mindestens zwei Wandsegmente unterteilt. Die mindestens eine Trennlinie kann zumindest abschnittsweise schräg zu der Längsachse verlaufen. Vorzugsweise verläuft die Trennlinie parallel zu der Längsachse. Die mindestens eine Trennlinie erstreckt sich vorzugsweise von der Zufluss-Öffnung bis zu der Abfluss-Öffnung. Vorteilhaft wird hierdurch erreicht, dass die Außenwand erst während der Montage des Fluidkanals geschlossen wird. Die mindestens eine Versteifungseinrichtung kann so besonders einfach, insbesondere entlang der Längsachse formschlüssig, mit der Außenwand verbunden werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der Fluidkanal aus zwei identischen Kanalsegmenten zusammengefügt. Der Fluidkanal kann auch aus mehr als zwei, insbesondere aus mehr als drei, insbesondere aus mehr als vier, identischen Kanalsegmenten zusammengefügt sein. Vorteilhaft wird hierdurch erreicht, dass diese identischen Kanalsegmente identisch, insbesondere unter Verwendung desselben Werkzeugs, insbesondere derselben Gussform, hergestellt werden können. Der Fertigungsaufwand kann somit reduziert werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist der Fluidkanal mindestens eine mit der Außenwand verbundene Befestigungseinrichtung zum Befestigen des Fluidkanals beim Einbau auf. Die mindestens eine Befestigungseinrichtung kann einstückig mit der Außenwand verbunden sein. Die mindestens eine Befestigungseinrichtung kann in Form einer Lasche ausgebildet sein. Vorzugsweise ist die mindestens eine Befestigungseinrichtung als, insbesondere beidseitig, an dem Fluidkanal angeordneter, sich entlang der Längsachse ersteckender ebener Steg ausgebildet. Der Fluidkanal kann somit besonders einfach an dem jeweiligen Untergrund, insbesondere an der Unterseite eines Deckenelements und/oder an einer Wand und/oder auf einem Boden, angebracht werden. Insbesondere beim Verguss des Fluidkanals mit Estrich kann somit ein Aufschwimmen desselben verhindert werden.
Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Gebäudeelement zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch ein Gebäudeelement mit einem plattenförmigen Tragelement und einem Element, insbesondere einem Fluidkanal gelöst. Das Gebäudeelement kann als Wandelement oder als Deckenelement oder als Bodenelement ausgebildet sein. Das Gebäudeelement kann insbesondere dazu ausgebildet sein, einen Gebäuderaum nach außen zu begrenzen.
Das Gebäudeelement kann ein plattenförmiges Tragelement aufweisen. Das plattenförmige Tragelement kann eben oder gekrümmt ausgebildet sein. Das Tragelement kann als ein für die Statik eines Gebäudes wesentliches Element oder als ein für die Statik nicht relevanter Raumteiler ausgebildet sein. Vorzugsweise ist an dem Tragelement mindestens einer der Fluidkanäle angebracht. Vorzugsweise ist der mindestens eine Fluidkanal über die Befestigungseinrichtung an dem Tragelement angebracht.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist der mindestens eine Fluidkanal zumindest abschnittsweise von einer Deckschicht umgeben, insbesondere umgossen. Die Deckschicht kann aus einem aushärtbaren, insbesondere mineralischen Material, insbesondere Gips oder Beton oder Estrich, bestehen.
Alternativ kann das Gebäudeelement eine Verkleidung, insbesondere eine abgehängte Decke oder eine doppelte Wand oder einen doppelten Boden aufweisen. Vorzugsweise ist der mindestens eine Fluidkanal zwischen dem Tragelement und der Verkleidung angeordnet.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Dunstabzugssystems für einen Küchenherd,
2 eine perspektivische Darstellung eines Fluidkanals mit einer Außenwand und einer darin angeordneten Versteifungseinrichtung,
3A eine Schnittdarstellung mit einem Führungsmittel der Außenwand und mit einem Eingriffsmittel der Versteifungseinrichtung, wobei das Führungsmittel und das Eingriffsmittel eine Schwalbenschwanzverbindung ausbilden,
3B eine perspektivische Darstellung des Führungsmittels und des Eingriffsmittels, wobei diese eine Nut-Feder-Verbindung ausbilden,
3C eine perspektivische Darstellung des Führungsmittels und des Eingriffsmittels, wobei diese eine Kederverbindung ausbilden und wobei die Außenwand ein Rastmittel und die Versteifungseinrichtung einen Rasteingriff aufweisen,
4 eine perspektivische Darstellung eines Flachkanals, wobei dessen Außenwand eine Profilierung aufweist,
5 eine perspektivische Darstellung eines Fluidkanals aus zwei identischen Kanalsegmenten und
6 eine Schnittdarstellung eines Gebäudeelements mit einem plattenförmigen Tragelement und dem daran angebrachten Fluidkanal.

In 1 ist ein Dunstabzugssystem 1 dargestellt, welches den Abzug von Kochdünsten, die oberhalb eines Küchenherdes 2 entstehen, gewährleistet. Das Dunstabzugssystem 1 gewährleistet den Abzug von Kochdünsten nach unten. Das Dunstabzugssystem 1 weist eine Eintrittsöffnung 3 zum Ansaugen der Kochdünste, einen Lüfter 4 zur Erzeugung der notwendigen Druckdifferenz und einen den Lüfter 4 umgebenden und an der Eintrittsöffnung 3 angeschlossenen Abzugskanal 5 auf. Der Abzugskanal 5 erstreckt sich hinter einem Küchenschrank 6 und zunächst oberhalb eines Fußbodens 7. Über ein Anschlussstück 8 ist der Abzugskanal 5 mit einem in dem Fußboden 7 angeordneten und in Estrich 9 eingebetteten Boden-Kanalabschnitt 10 verbunden. Der Boden-Kanalabschnitt 10 des Abzugskanals 5 ist durch einen im Folgenden näher erläuterten Fluidkanal 11 ausgebildet.
Der Fluidkanal 11 ist in 2 im Detail dargestellt. Der Fluidkanal 11 umfasst eine Außenwand 12 sowie eine Versteifungseinrichtung 13. Der Fluidkanal 11 ist als Flachkanal ausgebildet, wobei eine Haupterstreckungsrichtung 14 eines Querschnitts des Fluidkanals 11 parallel zu einer Horizontalebene orientiert ist. Der Fluidkanal 11 ist vollständig aus Kunststoff hergestellt.
Die Außenwand 12 umschließt einen Innenraum 15 und grenzt diesen somit von einem Außenraum 16 ab. Die Außenwand 12 erstreckt sich entlang einer Längsachse 17. Die Längsachse 17 ist gerade ausgebildet, sodass der Fluidkanal 11 als Längskanal ausgebildet ist. Die Außenwand 12 weist an ihrer Vorderseite eine Zufluss-Öffnung 18 und an ihrer Rückseite eine Abfluss-Öffnung 19 auf. Der Querschnitt des Innenraums 15 ist entlang der Längsachse 17 konstant. Die Außenwand 12 ist in einem Extrusionsverfahren hergestellt.
Die Versteifungseinrichtung 13 ist im Innenraum 15 angeordnet. Die Versteifungseinrichtung 13 ist an zwei einander gegenüberliegenden Seitenflächen 20, nämlich an einer Oberseite 21 und an einer Unterseite 22, der Außenwand 12 angebracht. Die Versteifungseinrichtung 13 weist mehrere Ausnehmungen 23 auf. Die Ausnehmungen 23 sind rechteckförmig ausgebildet. Ein Abstand 24 zwischen je zwei Ausnehmungen 23 beträgt 20 mm.
Die Versteifungseinrichtung 13 ist als ebene Wand ausgebildet. Die Ausnehmungen 23 durchdringen die Versteifungseinrichtung 13 senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene der Versteifungseinrichtung 13.
Die Außenwand 12 weist ein Führungsmittel 25 auf. Das Führungsmittel 25 ist im Querschnitt trapezförmig ausgebildet. Das Führungsmittel 25 ragt in den Innenraum 15 hinein. Das Führungsmittel 25 weist eine Führungsnut 26 auf, welche sich in Richtung der Längsachse 17 erstreckt. Die Führungsnut 26 weist quer zu der Längsachse 17, insbesondere in vertikaler Richtung, Hinterschneidungen auf, die durch die Vorsprünge 27 gebildet werden.
Die Versteifungseinrichtung 13 weist ein Eingriffsmittel 28 auf. Das Eingriffsmittel 28 ist wulstförmig ausgebildet und an einer Oberseite und einer Unterseite der Versteifungseinrichtung 13 angeordnet. Das Eingriffsmittel 28 ist in die Führungsnut 26 eingebracht. Die Versteifungseinrichtung 13 ist über ein oberes und ein unteres Eingriffsmittel 28 formschlüssig mit je einer oberen und einer unteren Führungsnut 26 verbunden. In vertikaler Richtung erfolgt der Formschluss zwischen der Versteifungseinrichtung 13 und dem Führungsmittel 25 insbesondere durch die Vorsprünge 27. Das Führungsmittel 25 umgreift dabei das Eingriffsmittel 28 in einem Querschnitt formschlüssig.
Die Versteifungseinrichtung 13 ist zur Befestigung relativ zu der Außenwand 12 in Richtung der Längsachse 17 mit dieser stoffschlüssig verbunden. Das Eingriffsmittel 28 ist dabei mit dem Führungsmittel 25 verklebt.
Zur fluiddichten Verbindung des Fluidkanals 11 mit weiteren Kanalabschnitten ist an der Zufluss-Öffnung 18 sowie an der Abfluss-Öffnung 19 ein nicht dargestelltes Dichtelement angebracht. Das Dichtelement ist als Lamellendichtung ausgebildet.
Sowohl die Außenwand 12 als auch die Versteifungseinrichtung 13 sind jeweils einstückig hergestellt. Zur Montage des Fluidkanals 11 wird die Versteifungseinrichtung 13 entlang des Führungsmittels 25 in den Innenraum 15 eingeführt, wobei die Eingriffsmittel 28 in die jeweilige Führungsnut 26 eingreifen. Die Versteifungseinrichtung 13 ist durch in die Führungsnut 26 eingebrachten Klebstoff derart gegenüber der Außenwand 12 fixiert, dass die Stirnflächen der Versteifungseinrichtung 13 und der Außenwand 12 bündig zueinander angeordnet sind.
3A zeigt eine alternative Ausführungsform der Verbindung zwischen der Versteifungseinrichtung 13 und der Außenwand 12. Das Eingriffsmittel 28 ist schwalbenschwanzförmig ausgeführt und das Führungsmittel 25 weist eine entsprechend geformte Führungsnut 26 auf. Die hierdurch ausgebildete Schwalbenschanz-Verbindung ermöglicht die formschlüssige Anbringung der Versteifungseinrichtung 13 an der Außenwand 12, wobei insbesondere eine Fixierung der Versteifungseinrichtung 13 gegenüber der Außenwand 12 in vertikaler Richtung erfolgt. Zur formschlüssigen Verbindung der Versteifungseinrichtung 13 mit der Außenwand 12 in Richtung der Längsachse 17 weisen sowohl das Eingriffsmittel 28 als auch das Führungsmittel 25 eine Durchgangsbohrung 29 auf. Die Durchgangsbohrungen 29 des Eingriffsmittels 28 und des Führungsmittels 25 sind in einem montierten Zustand des Fluidkanals 11 konzentrisch zueinander angeordnet. Mittels eines nicht dargestellten Stiftes, welcher diese Durchgangsbohrungen 29 durchdringt, wird die Versteifungseinrichtung 13 gegenüber der Außenwand 12 in Richtung der Längsachse 17 fixiert.
In 3B ist eine weitere Ausführungsform der Verbindung zwischen der Versteifungseinrichtung 13 und der Außenwand 12 dargestellt. Das Eingriffsmittel 28 ist als im Querschnitt rechteckförmige Feder ausgebildet. Das Führungsmittel 25 weist eine dieser rechteckigen Form entsprechende Führungsnut 26 auf. Das Eingriffsmittel 28 ist in der Führungsnut 26 lediglich quer zu einer Haupterstreckungsebene der Versteifungseinrichtung 13 formschlüssig gelagert. Das durch die Außenwand 12 ausgebildete Führungsmittel ragt ausschließlich in den Außenraum 16 hinein. Das Führungsmittel 25 beeinträchtigt somit die Geometrie des Innenraums 15 nicht.
Zur Montage des Fluidkanals 11 werden zwei einander gegenüberliegende Eingriffsmittel 28 der Versteifungseinrichtung 13 in entsprechende Führungsmittel 25 der Außenwand 12 in Richtung der Längsachse 17 eingeschoben. Zur Fixierung der Versteifungseinrichtung 13 gegenüber der Außenwand 12 in Richtung der Längsachse 17 wird je eine Kanal-Verbindung an der Zufluss-Öffnung 18 und an der Abfluss-Öffnung 19 auf die Außenwand 12 aufgesteckt. Die Kanal-Verbindung ist derart ausgebildet, dass diese die Führungsnut 26 überdeckt. Die Versteifungseinrichtung 13 ist somit zwischen den Kanal-Verbindungen in jede Richtung unverschiebbar gelagert.
In 3C ist eine weitere Ausführungsform der Verbindung zwischen der Versteifungseinrichtung 13 und der Außenwand 12 dargestellt. Das Eingriffsmittel 28 ist kederförmig ausgebildet. Hierzu weist das Eingriffsmittel 28 einen Kopfbereich 30 und einen gegenüber dem Kopfbereich 30 verjüngten Halsbereich 31 auf. Das Führungsmittel 25 ist in Form einer Kederschiene ausgebildet. Das Führungsmittel 25 umgreift den Kopfbereich 30 formschlüssig. Zur Festlegung der Lage der Versteifungseinrichtung 13 relativ zu der Außenwand 12 in Richtung der Längsachse 17 weist die Außenwand 12 ein Rastmittel 32 auf. Das Rastmittel 32 ist derart an der Außenwand 12 angeordnet, dass es in Eingriff mit einem Rasteingriff 33 der Versteifungseinrichtung 13 gelangt. Das Rastmittel 32 weist einen Federbalken 34 mit einem Sägezahnprofil 35 auf.
Zur Montage des Fluidkanals 11 wird die Versteifungseinrichtung 13 derart in den Innenraum 15 eingebracht, dass das Eingriffsmittel 28 in Eingriff mit dem Führungsmittel 25 gelangt. Die Versteifungseinrichtung 13 wird entlang der Längsachse 17 in den Innenraum 15 bewegt bis der Rasteingriff 33 in Eingriff mit dem Rastmittel 32 steht. Die Versteifungseinrichtung 13 wird dabei in Richtung eines nicht dargestellten Anschlages bewegt, welcher an der Außenwand 12 angebracht ist oder durch eine von der Gegenseite in das Führungsmittel 25 eingebrachte Versteifungseinrichtung 13 gebildet wird. Die Versteifungseinrichtung 13 ist somit zwischen dem Rastmittel 32 und dem Anschlag in Richtung der Längsachse 17, gegenüber der Außenwand 12 befestigt.
In 4 ist eine weitere Ausführungsform des Fluidkanals 11 dargestellt. Zur Erhöhung der Formstabilität weist die Außenwand 12 eine Profilierung 36 auf. Die Profilierung 36 ist schachbrettmusterförmig ausgebildet. Die Profilierung 36 ist dabei durch einander in einem rechten Winkel kreuzende Rippen ausgebildet. Diese Rippen ragen dabei in den Außenraum 16 hinein. Der Querschnitt des Innenraums 15 bleibt durch die Profilierung 36 in seiner Form unbeeinträchtigt. Der Fluidkanal 11 weist drei einstückig mit der Außenwand 12 verbundene Versteifungseinrichtungen 13 auf. Die Versteifungseinrichtungen 13 weisen langlochförmige Ausnehmungen 23 auf. Der Fluidkanal 11 ist einstückig in einem Spritzgussverfahren hergestellt.
Eine weitere Ausführungsform des Fluidkanals 11 ist in 5 dargestellt. Die Außenwand 12 ist zweiteilig ausgebildet. In dem Innenraum 15 sind zwei Versteifungseinrichtungen 13 angeordnet. Die Versteifungseinrichtungen 13 sind zweiteilig ausgebildet. Die beiden Trennlinien 37 der Außenwand 12 erstrecken sich von der Zufluss-Öffnung 18 bis zu der Abfluss-Öffnung 19. Die zwei Teile der Außenwand 12 sind als Wandsegmente 38 bezeichnet. Die Wandsegmente 38 sind einstückig mit den als Versteifungssegmente 39 bezeichneten Teilen der Versteifungseinrichtungen 13 ausgebildet. Je ein Wandsegment 38 bildet zusammen mit den einstückig damit verbundenen Versteifungssegmenten 39 eines von zwei Kanalsegmenten 40. Der Fluidkanal 11 ist aus zwei identischen Kanalsegmenten 40 zusammengefügt. Zur Verbindung der beiden Kanalsegmente 40 weist der Fluidkanal 11 nicht dargestellte Rastverbindungen an der Außenwand 12 bzw. an der Versteifungseinrichtung 13 auf. Die Ausnehmungen 23 sind langlochförmig ausgebildet.
Die identisch ausgebildeten beiden Kanalsegmente 40 sind in einem Spritzgussverfahren hergestellt. Durch die identische Geometrie der beiden Kanalsegmente 40 genügt eine einzige Form zur Herstellung der beiden Kanalsegmente 40. Die zwischen den beiden Kanalsegmenten 40 vorgesehenen Rastverbindungen sind einstückig mit diesen verbunden und gewährleisten eine einfache Montage des Fluidkanals 11.
In 6 ist ein Fluidkanal 11 mit Befestigungseinrichtungen 41 als Teil eines Gebäudeelements 42 dargestellt. Das Gebäudeelement 42 ist als Bodenelement ausgebildet, wobei diese einen Wohnraum nach unten begrenzt. Das Gebäudeelement 42 umfasst ein plattenförmiges Tragelement 43 sowie den daran angebrachten Fluidkanal 11. Die Befestigungseinrichtungen 41 sind an der Unterseite 22 der Außenwand 12 angebracht. Die Befestigungseinrichtungen 41 sind als horizontale Verlängerung der Unterseite 22 beidseitig an dem Fluidkanal 11 ausgebildet. Die Befestigungseinrichtungen 41 weisen Löcher zur Befestigung des Fluidkanals 11 an einem Tragelement 43 auf. Der Fluidkanal 11 ist über Verbindungsmittel 44, welche die Befestigungseinrichtung 41 durchdringen, kraftschlüssig mit dem Tragelement 43 verbunden. Der Fluidkanal 11 ist von einer Deckschicht 45 aus Estrich 9 umgossen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202017102758 U1 [0002]

Claims

Fluidkanal (11) zum Leiten eines Fluids, umfassend 1.1. eine Außenwand (12), welche einen Innenraum (15), in dem das Fluid geführt ist, von einem Außenraum (16) abgrenzt und sich entlang einer Längsachse (17) erstreckt, mit 1.1.1. einer Zufluss-Öffnung (18) zur Zuleitung des Fluids und 1.1.2. einer Abfluss-Öffnung (19) zur Ableitung des Fluids und 1.2. mindestens eine Versteifungseinrichtung (13) zur Erhöhung der Formstabilität der Außenwand (12), welche 1.2.1. in dem Innenraum (15) angeordnet ist, 1.2.2. an mindestens zwei einander gegenüberliegenden Seitenflächen (20) der Außenwand (12) angebracht ist und 1.2.3. mindestens eine Ausnehmung (23) aufweist.
Fluidkanal (11) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Versteifungseinrichtung (13) mindestens zwei Ausnehmungen (23) aufweist, wobei deren jeweiliger Abstand (24) zueinander in einem Bereich von 5 mm bis 100 mm liegt.
Fluidkanal (11) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenwand (12) und/oder die mindestens eine Versteifungseinrichtung (13) eine Profilierung (36) zur Erhöhung der Formstabilität aufweist.
Fluidkanal (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenwand (12) und/oder die mindestens eine Versteifungseinrichtung (13) aus einem Kunststoff hergestellt ist.
Fluidkanal (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum (15) eine entlang der Längsachse (17) variierende Querschnittsfläche aufweist.
Fluidkanal (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenwand (12) mindestens ein Führungsmittel (25) aufweist und dass die mindestens eine Versteifungseinrichtung (13) je ein an dem mindestens einen Führungsmittel (25) angelagertes Eingriffsmittel (28) aufweist.
Fluidkanal (11) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Führungsmittel (25) zusammen mit dem jeweiligen Eingriffsmittel (28) als Nut-Feder-Verbindung ausgebildet ist.
Fluidkanal (11) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Eingriffsmittel (28) einen Kopfbereich (30) und einen Halsbereich (31) aufweist, wobei das mindestens eine Führungsmittel (25) den Kopfbereich (30) formschlüssig umgreift.
Fluidkanal (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Versteifungseinrichtung (13) in jeder Richtung formschlüssig an der Außenwand (12) angebracht ist.
Fluidkanal (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenwand (12) mindestens ein Rastmittel (32) aufweist und dass die mindestens eine Versteifungseinrichtung (13) je einen formschlüssig mit dem Rastmittel (32) verbundenen Rasteingriff (33) aufweist.
Fluidkanal (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet, durch eine einstückige Ausbildung der Außenwand (12) mit der mindestens einen Versteifungseinrichtung (13).
Fluidkanal (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenwand (12) aus mindestens zwei Wandsegmenten (38) zusammengefügt ist, wobei sich eine Trennlinie (37) zwischen den mehreren Wandsegmenten (38) von der Zufluss-Öffnung (18) bis zu der Abfluss-Öffnung (19) erstreckt.
Fluidkanal (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass dieser aus mindestens zwei identischen Kanalsegmenten (40) zusammengefügt ist.
Fluidkanal (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch mindestens eine mit der Außenwand (12) verbundene Befestigungseinrichtung (41) zum Befestigen des Fluidkanals (11) beim Einbau.
Gebäudeelement (42), insbesondere ein Wandelement oder ein Deckenelement oder ein Bodenelement, umfassend 15.1. ein plattenförmiges Tragelement (43) und 15.2. mindestens einen Fluidkanal (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 14.