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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zur Wärmeübertragung zwischen Medien in einer Wärmeübertragereinrichtung, die die Medien durchströmen, wobei eines der Medien Wärmeenergie an ein gegenüber dem vorgenannten kälteres Medium abgibt. Als Medien werden in der Regel Fluide verwendet, deren Aggregatszustand gasförmig bzw. flüssig ist.
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Die vorgenannte Wärmeübertragereinrichtung kennzeichnet eine Anordnung von Strömungskanälen zur Strömungsführung für die Medien, um zu erreichen, dass zwischen diesen Medien eine gewünschte Wärmeübertragung erfolgen kann. Insofern werden die Medien durch eine Wärmeübertragereinrichtung in voneinander separierten Strömungskanälen einander derart angenähert, dass eine Wärmeübertragung zwischen ihnen stattfinden kann, ohne dass sich diese miteinander mischen.
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Diese Art einer Wärmeübertragereinrichtung zählt zu den sogenannten Rekuperatoren, die sich dadurch auszeichnen, dass die jeweiligen Medien mittels der Strömungskanäle separiert voneinander geführt werden, so dass eine Vermischung der Medien unterbleibt.
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Die Wärmeübertragung zwischen den Medien erfolgt dabei über die Strömungskanalwandungen, wodurch neben der Strömungsführung der Medien die Gestaltung der Strömungskanäle und die dazu verwendeten Materialien einen entscheidenden Einfluss auf die Wärmeübertragung haben.
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Der Aufbau und die Gestaltung einer Wärmeübertragereinrichtungen der betreffenden Art sind aus dem Stand der Technik anhand von sogenannten Wärmetauscher bzw. Wärmeübertrager bekannt und beispielsweise in der Bauform als Plattenwärmeübertrager verbreitet, bei denen geschichtete Platten zur Bildung von Strömungskanälen verwendet werden, die zur Wärmeübertragung durch die betreffenden Medien durchströmt werden.
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Dabei ist vielfach vorgesehen, dass eine Anzahl von Strömungskanälen für ein Medium vorgesehen ist, während eine weitere Anzahl von Strömungskanälen einem weiteren Medium vorbehalten ist. Dadurch durchströmen die Medien getrennt voneinander die Strömungskanäle der Wärmeübertragereinrichtung, wodurch ungewünschte Vermischungen der Medien unterbleiben.
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Im Inneren können die Strömungskanäle auf verschiedene Art und Weise gestaltet sein, beispielsweise spaltenförmig, rohrförmig etc. Die den jeweiligen Strömungskanal bildenden Platten eines Plattenwärmeübertragers können auch eingeprägte Strukturen, beispielsweise Sicken und Riffelungen, aufweisen, um das den Strömungskanal durchströmende Medium zu lenken bzw. hinsichtlich seiner Strömung zu verändern.
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Die Wärmeübertragung zwischen den Medien ist neben der geometrischen Strömungsführung durch die Strömungskanäle einer Wärmeübertragereinrichtung ebenfalls davon abhängig, in welche Richtungen die Medien die Strömungskanäle durchströmen.
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Dazu haben sich diverse die Grundformen ausgebildet, die als u.a. Gegenstrom, Gleichstrom, Kreuz- und Wirbelstrom bekannt sind. Darüber hinaus haben sich Kombinationen der vorgenannten Grundformen etabliert, um die Vorteile einer Grundform mit denen einer weiteren Grundform kombinieren zu können.
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Beim Prinzip des Gleichstroms werden die Medien derart geführt, dass sie zueinander in der gleichen Richtung die Strömungskanäle durchströmen.
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Demgegenüber sieht die Variante des Gegenstroms vor, dass die Medien die Strömungskanäle zueinander in entgegengesetzter Richtung durchströmen. Das Prinzip des Kreuzstromes sieht vor, dass ein Medium in einer Richtung strömt, während ein weiteres Medium quer zur Strömungsrichtung des erstgenannten Mediums strömt.
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Bei der Wirbelstromvariante werden die Medien durch eine Gegenströmungsführung derart miteinander verwirbelt, dass sich die Medien nach dem Prinzip des Wirbelstromrohres voneinander trennen lassen.
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Daneben sind auch Kombinationen der vorgenannten Ausprägungen/Betriebsformen verbreitet, beispielsweise indem die Kreuzstromvariante mit der Gegenstromvariante kombiniert wird zu einer Kreuzgegenstromvariante mit den entsprechenden Strömungsrichtungen der in den Strömungskanälen geführten Medien.
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Die vorgenannten Ausführungen sind allerdings nicht abschließend, so dass neben den vorgenannten Prinzipen und Bauformen auch weitere existieren, die zur Realisierung einer Wärmeübertragereinrichtung verwendet werden können.
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Bei den bekannten Vorrichtungen der betreffenden Art ist eine Wärmeübertragereinrichtung in einem Gehäuse angeordnet, wobei das Gehäuse eine Fußplatte und eine Kopfplatte aufweist, zwischen denen wenigstens zwei zueinander beabstandete Säulen entlang ihrer jeweiligen Längsachse längserstreckt sind. An diesen sind wiederum Seitenwandungen des Gehäuses angeordnet, die beispielsweise und insbesondere als Platten ausgeführt sind.
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Die Säulen sind vorzugsweise zu ihren jeweiligen Längsachsen beabstandet, vorzugsweise parallel bzw. im Wesentlichen parallel, zueinander angeordnet, um ein Gestell für das Gehäuse bzw. der zwischen den Säulen angeordneten Wärmeübertragereinrichtung zu bilden. Die Vorrichtungen der betreffenden Art sind allgemein bekannt und ihr Grundaufbau wird in verschiedenen Varianten durch unterschiedliche Hersteller genutzt.
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Die Schwierigkeit, die sich häufig im Betrieb der vorgenannten Vorrichtungen zur Wärmeübertragung zwischen wenigstens einer Wärmeübertragereinrichtung durchströmenden Medien ergibt, liegt darin, dass die Wärmeübertragereinrichtung zum Gehäuse hin, in dem diese angeordnet ist, mittels Dichtungen abgedichtet werden muss, um zu erreichen, dass das betreffende Medium nicht an einer willkürlichen Stelle sondern über die vorgesehenen Strömungsöffnungen aus dem Gehäuse austritt.
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Die Strömungsöffnungen sind vorzugsweise in den Seitenwandungen des Gehäuses angeordnet, wobei jeweils pro Medium sowohl eine Einströmöffnung, über die das betreffende Medium in die Wärmeübertragereinrichtung einströmt, wie auch eine Ausströmöffnung vorgesehen sind, über die das betreffende Medium von der Wärmeübertragereinrichtung aus dem Gehäuse ausströmt.
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Bei Verwendung des Prinzip des Kreuzstroms für die Strömungsführung der Medien sind beispielsweise und insbesondere die Strömungsöffnungen an einander gegenüberliegenden Seitenwandungen des Gehäuses angeordnet, wobei die Strömungsöffnung für ein Medium quer zu den Strömungsöffnungen eines weiteren Mediums angeordnet sind.
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Diese Anordnung der Strömungsöffnungen am Gehäuse Vorrichtung der betreffenden Art ist aus dem Stand der Technik bekannt und bedarf daher keiner weitergehenden Erläuterung.
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Die Problematik des Abdichtens zwischen Wärmeübertragereinrichtung und Gehäuse besteht häufig darin, dass durch wechselnde Betriebsverhältnisse Leckagen an den Dichtungen auftreten können, die ungewünscht sind und für einen vorzeitigen Ausfall der betreffenden Dichtung und damit einer Vorrichtung der betreffenden Art sorgen.
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Ungünstig für Dichtungen sind beispielsweise hohe Drücke und Temperaturdifferenzen zwischen den Medien, die beim Betrieb einer Vorrichtung der betreffenden Art auftreten können. Ferner wirken sich die unterschiedlichen Temperaturverhältnisse zwischen Gehäuse und Wärmeübertragereinrichtung ungünstig auf die Dichtungswirkung der Dichtung aus.
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Des Weiteren tritt durch erhöhte Temperaturdifferenzen bzw. Temperaturschwankungen Verzug am Gehäuse wie auch an der Wärmeübertragereinrichtung auf, der ebenfalls zu Leckagen an den Dichtungen beitragen kann.
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Der Erfindung ist die Aufgabe gestellt, die vorgenannten Nachteile des Standes der Technik hinsichtlich der Dichtwirkung zu überwinden und eine Möglichkeit anzugeben, die Standzeit, wie auch die Sicherheit von Dichtungen zwischen Gehäuse und Wärmeübertragereinrichtung einer betreffenden Vorrichtung zu erhöhen.
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Die Erfindung wendet sich dazu von dem Gedanken ab, die Dichtung hinsichtlich ihrer Gestaltung, Materialzusammensetzung bzw. deren Anordnung zwischen Wärmeübertragereinrichtung und Gehäuse zu verändern.
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Vielmehr verfolgt die Erfindung die Idee, die ihr gestellte Aufgabe auf mechanischem Weg zu lösen, ohne jedoch die Dichtung wie auch die Dichtflächen in ihrer Gestaltung zu verändern.
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Der Erfindungsgedanken fußt vielmehr auf der gewonnenen Erkenntnis, dass Leckagen an Dichtungen der betreffenden Wärmeübertragereinrichtung dadurch entstehen, dass die Säule bzw. die Säulen, die zwischen Fußplatte und Kopfplatte längs erstreckt sind und ein Gestell für das Gehäuse bzw. die Wärmeübertragereinrichtung bilden, tordieren. Dabei kann ein Verdrehen der Säulen bereits während der Montage der betreffenden Vorrichtung auftreten und beispielsweise und insbesondere durch die Montage der Seitenwandungen an den Säulen bedingt sein.
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Dies vor dem Hintergrund, dass in der Regel die Seitenwandungen mit der Säule bzw. den Säulen verschraubt werden, wobei die Schrauben nacheinander und damit zeitlich versetzt angezogen werden.
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Dadurch werden die Säulen mit Torsionskräften beaufschlagt, die ein Verdrehen der Säule(n) bewirken, so dass die Säule(n) nicht mehr in der gewünschten Ausrichtung bleibt (bleiben). Damit wird ebenfalls beispielsweise die im Gehäuse angeordnete Wärmeübertragereinrichtung in seiner Ausrichtung bzw. Gestaltung beeinträchtigt.
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Insofern beeinträchtigen Torsionskräfte, die auf die betreffende Säule bzw. die betreffenden Säulen wirken, einerseits ein Verdrehen der Säule und insbesondere auch eine geometrische Disposition, die sich in einer wenigstens abschnittsweisen Schiefstellung der Säule äußern kann. Damit werden Kräfte auf die Wärmeübertragereinrichtung bzw. weitere Bestandteile des Gehäuses aufgebracht, die dafür sorgen, dass ein Verzug von Bauteilen eintritt, wodurch die Dichtungen zur Bildung von Leckagen neigen.
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Dabei wendet sich die Erfindung ebenfalls von dem Gedanken ab, die Säulen bzw. das Gehäuse zu versteifen.
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Vielmehr löst die Erfindung die ihr gestellte Aufgabe auf überraschend einfache Art und Weise dadurch, dass wenigstens eine der Säulen durch Sicherungsmittel formschlüssig verdrehgesichert ist.
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Im Rahmen der Erfindung ist unter dem Begriff „formschlüssig“ eine Eigenschaft zu verstehen, bei denen ein Verdrehen einer Säule allein durch die Formgebung der Bestandteile der Sicherungsmittel gemindert bzw. verhindert ist, die zur Unterbindung eines Verdrehens einer Säule miteinander gefügt werden. Dabei sind keine weiteren Kräfte oder Zusatzmittel, wie es Schrauben oder Nieten sein können, für den Formschluss erforderlich bzw. entbehrlich.
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Insofern wird ein Formschluss allein durch die Gestaltung bzw. Formgebung der betreffenden Elemente zur Bildung der Sicherungsmittel erreicht, die es im Rahmen der Erfindung ermöglichen, dass die betreffende Säule an einem Gehäusebestandteil, beispielsweise und insbesondere an der Fuß- bzw. Kopfplatte, durch Formschluss verdrehgesichert gelagert ist. Im Rahmen der Erfindung können die Säulen, die Bestandteileeines Gestells zur Anbringung der Seitenwandungen wie auch der Kopfplatte und Fußplatte sind, gleich wie auch unterschiedlich geformt sein.
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Erfindungsgemäß sind unter einer Fußplatte bzw. einer Kopfplatte Platten des Gehäuses einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zu verstehen, zwischen denen Säulen bzw. die angeordnet sind/ist, an der/den die Seitenwandungen des Gehäuses angeordnet sind/werden, so dass in dem durch Kopfplatte, Fußplatte und Seitenwandungen gebildeten Innenraum des Gehäuses eine Wärmeübertragereinrichtung angeordnet ist, der beispielsweise und insbesondere vorzugsweise nach Art eines Plattenwärmeübertragers eingerichtet und ausgebildet ist.
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Der Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung wird auf der Grundlage eines Verwendungszustandes beschrieben, in dem die Vorrichtung für dessen Betrieb der Wärmeübertragereinrichtung montiert und entsprechend eingerichtet ist und daher für den vorgesehenen Zweck des Wärmeaustausches zwischen zwei Medien mittels der Wärmeübertragereinrichtung funktionsfähig ist. Abweichungen davon sind benannt oder ergeben sich aus dem jeweiligen Sinnzusammenhang.
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Im Rahmen der Erfindung ist unter dem Begriff „verdrehgesichert“ eine Eigenschaft zu verstehen, die darauf bezogen ist, dass eine Verdrehung einer Säule um ihre Längsachse nach deren Montage auf ein Maß reduziert ist, dass die Dichtwirkung bzw. Leckagebildung der Dichtungen zwischen Wärmeübertragereinrichtung und Gehäuse nicht oder nur unwesentlich bzw. in einem tolerierbaren Rahmen herabsetzt.
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Die Längsachse einer Säule ergibt sich im Rahmen der Erfindung in Richtung ihrer längsten geometrischen Erstreckung, die durch ihre freien Enden bestimmt ist, an denen jeweils eine Stirnseite gebildet ist, die im Rahmen der Erfindung jeweils auch als Säulenstirnseite bezeichnet wird.
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Die Erfindung führt neben einer Realisierung von günstigen Verhältnissen für die Standzeit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ebenfalls zu dem Vorteil, dass die Bauteilbelastung an der Wärmeübertragereinrichtung herabsetzbar ist. Ferner führt die Erfindung zu dem Vorteil, dass bestehende Vorrichtungen nachgerüstet werden können. Des Weiteren bleibt die Gestaltung der Wärmeübertragereinrichtung der betreffenden Art im Wesentlichen erhalten. Zudem ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung kostengünstig realisierbar. Darüber hinaus ist erfindungsgemäß gewährleistet, dass eine Vorrichtung zerstörungsfrei zur deren Wartung und Instandhaltung demontierbar bleibt/ist.
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Eine formschlüssige Verdrehsicherung einer Säule kann mitunter dadurch erreicht werden, dass die Sicherungsmittel wenigstens einen Formschlusskörper aufweisen, der derart angeordnet ist, dass die Säule an der Fußplatte und/oder der Kopfplatte formschlüssig verdrehgesichert ist, wie dies in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen ist.
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Die Ausbildung eines Formschlusskörpers kann auf verschiedene Art und Weise erfolgen, so kann beispielsweise ein sogenannter Passstift verwendet werden, der zwischen Säule und Fußplatte wie auch zwischen Säule und Kopfplatte derart angeordnet werden kann, dass dieser in einer für den Passstift vorgesehenen Ausnehmung an der Säule wie auch in einer für den Passstift vorgesehenen Ausnehmung an der Fußplatte bzw. Kopfplatte jeweils abschnittsweise eingefügt ist und damit eine formschlüssige Verdrehsicherung für die Säule bewirkt.
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Neben einem Formschlusskörper kann erfindungsgemäß auch eine Vielzahl an Formschlusskörpern vorgesehen sein, um einen entsprechenden Formschluss zur Verdrehsicherung der betreffenden Säule zu erreichen.
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Ferner kann ein Formschlusskörper als Stange ausgeführt sein, die in einem in Längsrichtung erstrecktes Durchgangsloch der Säule eingefügt ist und deren Länge derart bemessen ist, dass diese an beiden freien Enden der Säule jeweils einen Zapfen bildet, der in entsprechend gebildete Ausnehmungen an der Fuß- und Kopfplatte wenigstens abschnittsweise hineinragt, wobei die Gestaltung des Durchgangslochs wie auch der Ausnehmungen für eine formschlüssige Verdrehsicherung der Stange aufeinander abgestimmt ist.
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Die Realisierung der Sicherungsmittel kann auf unterschiedliche Art erfolgen, So ist es beispielsweise möglich, durch die Gestaltung der Gehäusebestandteile, insbesondere Säule sowie Fuß- bzw. Kopfplatte, einen Formschluss zu erreichen, der einem Verdrehen betreffend einer Säule erfindungsgemäß entgegenwirkt. Daher bedarf es nicht zwingend zusätzlicher Bauteil zur Ausbildung von Sicherungsmitteln für eine formschlüssige Verdrehsicherung der Säule.
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Den zuvor genannten Gedanken der Verwendung eines Formschlusskörpers weiterführend ist in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass wenigstens ein Formschlusskörper an einer der Fußplatte zugewandten Säulenstirnseite derart angeordnet ist, dass dieser in wenigstens eine an der Fußplatte gebildeten Ausnehmung wenigstens abschnittsweise formschlüssig die Säule verdrehsichernd eingefügt ist, und/oder dass wenigstens ein Formschlusskörper an einer der Kopfplatte zugewandten Säulenstirnseite derart angeordnet ist, dass dieser in wenigstens einer an der Kopfplatte gebildeten Ausnehmung wenigstens abschnittsweise formschlüssig die Säule verdrehsichernd eingefügt ist.
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Insofern ist im Rahmen der Erfindung vorgesehen, dass sowohl lediglich eine Säulenstirnseite wie auch beide Säulenstirnseiten dafür eingerichteten und ausgebildet sein können, um mit der ihr jeweils zugeordneten Fußplatte bzw. Kopfplatte derart zusammen zu wirken, dass die Säule mittels eines jeweiligen Verschlusskörpers formschlüssig verdrehgesichert ist.
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Dadurch bestehen im Rahmen der Erfindung für die Ausbildung der freien Säulenenden bzw. der betreffenden Säulenstirnseiten verschiedene Möglichkeiten, um die betreffenden Säule formschlüssig verdrehsicher an der Kopfplatte bzw. Fußplatte des Gehäuses zu lagern.
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Sofern beide Säulenstirnseiten für eine formschlüssige Verdrehsicherung der Säule genutzt werden, ergibt sich eine erhöhte Sicherheit, ein Verdrehen der Säule zu verhindern. Des Weiteren ist es dadurch möglich, hohe Kräfte zu kompensieren, die ohne eine erfindungsgemäß vorgesehene formschlüssige Verdrehsicherung eine Drehung der Säule bewirken würden.
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Es ergibt sich erfindungsgemäß ebenfalls der Vorteil, dass die Fügerichtung zwischen Säule und Fuß-/ Bodenplatte zur Realisierung des Formschlusses beibehalten werden kann.
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Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, einen Formschlusskörper auf verschiedene Art und Weise zu gestalten bzw. zu formen. Demgemäß ist es ebenfalls möglich, neben einer Ausnehmung auch mehrere Ausnehmungen vorzusehen, um einen Formschluss mit dem Formschlusskörper zu ermöglichen.
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Dazu ist in einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass der Formschlusskörper formschlüssig und oder stoffschlüssig an der Säulenstirnseite der Säule gehalten ist oder an der Säulenstirnseite angeformt ist. So kann der Formschlusskörper beispielsweise mittels eines Klebemittels stoffschlüssig an einer Säulenstirnseite gehalten sein. Ferner ist es möglich, dass der Formschlusskörper mit einer Säulenstirnseite verschweißt ist. Zudem ist es möglich, dass der Formschlusskörper mittels Zerspannungstechnik an der Säulenstirnseite gestaltet wird, wodurch der Formschlusskörper und Säule einstückig sind.
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Dadurch wird auf vorteilhafte Weise erreicht, dass der Formschlusskörper unverlierbar an der Säule gehalten ist bzw. an dieser entsprechend angeformt ist, wodurch sich Vorteile in der Handhabung der Säule während deren Montage ergeben. Des Weiteren ist es dadurch ebenfalls möglich, die betreffende Säule einstückig zu gestalten.
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Des Weiteren ist dadurch erreicht, dass der Formschlusskörper fest an der Säule gehalten ist, wodurch eine relative Drehung zur Säule unterbunden ist, die dem gewünschten Formschluss mit der Fußplatte bzw. Bodenplatte entgegen wirken würde. Darüber hinaus ist dadurch vorteilhafterweise erreicht, dass die Anzahl an Einzelteilen zur Bildung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung auf ein Minimum beschränkt werden kann. Dadurch ergeben sich ebenfalls Montagevorteile.
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Neben der Anordnung eines Formschlusskörpers an einer Säule ist es ebenfalls möglich, einen wie auch mehrere Formschlusskörper vorzusehen, die an einer der Platten des Gehäuses angeordnet ist.
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So ist beispielsweise in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass wenigstens ein Formschlusskörper derart an der Fußplatte angeordnet ist, dass dieser in wenigstens eine an einer der Fußplatte zugewandten Säulenstirnseite gebildeten Ausnehmung wenigstens abschnittsweise formschlüssig die Säule verdrehsichernd eingefügt ist.
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Damit ist vorteilhafter Weise erreicht, dass das ein oder mehrere Formschlusskörper an der Fußplatte und gegebenenfalls ein oder mehrere weitere Formschlusskörper an der Säule angeordnet sein können, die in Zusammenwirken mit den für die vorgesehenen Ausnehmungen ein formschlüssiges Verdrehsichern der Säule bewirken.
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Insofern existieren im Rahmen der Erfindung verschiedene Möglichkeiten, ein wie auch mehrere Formschlusskörper vorzusehen, die wahlweise an der Fußplatte, der Kopfplatte wie auch der jeweiligen Säule angeordnet sein können, um diese Säule entsprechend der Erfindung formschlüssig verdrehsichernd an der Fußplatte bzw. Kopfplatte zu lagern.
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Vor dem Hintergrund des vorgenannten ist in einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass der Formschlusskörper formschlüssig und/oder stoffschlüssig an der Kopfplatte gehalten ist oder an der Kopfplatte angeformt ist.
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Die Erfindung berücksichtigt ebenfalls, dass mittels der Gestaltung der Sicherungsmittel wie auch durch eine entsprechende Anordnung von Formschlusskörpern zueinander eine formschlüssige Verdrehsicherung für eine Säule erreicht werden kann, so dass nicht nur die Formgebung des einzelnen Formschlusskörpers sondern auch deren Anordnung zueinander einen Formschluss für eine Verdrehsicherung der Säule bewirkt.
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Dazu ist in einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Sicherungsmittel wenigstens an einer, insbesondere an beiden, Säulenstirnseiten wenigstens zwei Formschlusskörper vorsehen, die lateral versetzt zueinander angeordnet sind.
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Eine laterale Richtung, in der die Formschlusskörper versetzt sein können, ergibt sich im Rahmen der Erfindung radial zur Längsachse der Säule.
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Dabei ist es ebenfalls möglich, dass ein Formschlusskörper, wie bereits zuvor ausgeführt, an der betreffenden Säulenstirnseite formschlüssig und/oder stoffschlüssig gehalten ist bzw. an der Säulenstirnseite angeformt ist.
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So ist es möglich, dass ein bzw. beide Formschlusskörper an der jeweils betreffenden Kopfplatte bzw. Fußplatte angeordnet sind.
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Diesbezüglich ergeben sich erfindungsgemäß viele Möglichkeiten, einen oder mehrere Formschlusskörper an wenigstens einer Säulenstirnseite zu halten bzw. anzuformen, wie auch wenigstens einen bzw. beide Formschlusskörper an der betroffenen Platte in der vorgenannten Art und Weise zu halten bzw. anzuformen.
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Unabhängig von der Anordnung von Formschlusskörpern ist für einen verdrehsichernd wirkenden Formschluss ebenfalls die Formgebung der Formschlusskörper auf die Formgebung der dem jeweiligen Formschlusskörper zugeordneten Ausnehmung abzustimmen ist.
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Sofern insbesondere lediglich ein Formschlusskörper pro Säulenstirnseite bzw. lediglich einer seiner Säulenstirnseiten vorgesehen ist, um im Zusammenwirken mit der betreffenden Kopfplatte bzw. Fußplatte einen Formschluss zu realisieren, ist es entscheidend, dass der Formschlusskörper in seinem Querschnitt auf die Kontur der ihm für den Formschluss zugeordneten Ausnehmung abgestimmt ist.
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Dazu ist in einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung berücksichtigt, dass der Formschlusskörper wenigstens einen Querschnitt aufweist, der derart geformt ist, dass dieser mit der Kontur der Ausnehmung derart zusammen wirkt, dass die Säule formschlüssig verdrehgesichert ist.
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Insofern ist es nicht zwingend notwendig, dass jeglicher Freiheitsgrad der Bewegung der Säule unterbunden wird. Dies ist zwar wünschenswert, allerdings im Rahmen der erfindungsgemäß vorgesehen Verdrehsicherung nicht zwingend notwendig.
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Es ist daher beispielsweise möglich, eine Ausnehmung nach Art eines sogenannten Langloches zu gestalten, indem ein entsprechend vorgesehener Formschlusskörper abschnittsweise eingefügt ist und mit den Flanken des Langloches derart zusammenwirkt, dass zwar eine Verschiebung der Säule entlang des Langloches möglich ist, allerdings eine Verdrehung um die Längsachse der Säule formschlüssig unterbunden ist. Dazu bestehen im Rahmen der Erfindung vielerlei Möglichkeiten der Kombination geometrischer Formen.
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Zur Erhöhung der Sicherheit der Sicherungsmittel zur Realisierung einer formschlüssigen Verdrehsicherung für die Säule ist im Rahmen der Erfindung vorgesehen, dass die betreffende Ausnehmung wenigstens abschnittsweise komplementär zum Formschlusskörper geformt ist, wobei im Rahmen der Erfindung ebenfalls berücksichtigt ist, dass die Gestaltung der Ausnehmung und des vorgesehenen Formschlusskörpers zur Realisierung der Sicherungsmittel für ein formschlüssiges Verdrehsichern Säule aufeinander abgestimmt sind.
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Damit ist er erfindungsgemäß ebenfalls umfasst, dass der Querschnitt einer betreffenden Ausnehmungen komplementär zum Querschnitt des Formschlusskörpers geformt ist.
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Im Rahmen der Erfindung könnte beispielsweise eine Ausnehmung – wie zuvor bereits erwähnt – nach Art eines Langlochs gestaltet sein, während ein dazu vorgesehener Formschlusskörper im Querschnitt quadratisch gestaltet und beispielsweise als Zylinderstift oder Zapfen ausgeführt sein kann.
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Insofern ist im Rahmen der Erfindung berücksichtigt, dass die Außenkontur des Formschlusskörpers mit der Kontur der Ausnehmung derart zusammenwirkt, dass die Kontur der Ausnehmung mit der Außenkontur des Formschlusskörpers zur Realisierung eines formschlüssigen Verdrehsicherns für eine Säule abgestimmt ist.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert, in der stellvertretend für eine Vielzahl von erfindungsgemäßen Gestaltungsmöglichkeiten die Erfindung anhand von einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß gebildeten Vorrichtung verdeutlicht werden soll.
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Dabei bilden alle beanspruchten, beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Merkmale für sich genommen sowie in beliebiger Kombination miteinander den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen und deren Rückbezügen sowie unabhängig von ihrer Beschreibung bzw. Darstellung in der Zeichnung.
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Die Figuren der Zeichnung zeigen das Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß gebildeten Vorrichtung jeweils in einer schematischen Darstellung. Die Darstellungen sind daher insbesondere nicht maßstabsgetreu und zur besseren Übersicht auf die das Verständnis unterstützenden Elemente/Bauteile/Bestandteile reduziert.
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In den Figuren sind gleiche oder sich entsprechende Bauteile/Bestandteile bzw. Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Ferner wird zur besseren Übersicht die Beschreibung auf die Unterschiede zwischen den Darstellungen in den Figuren reduziert.
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Zur besseren Übersicht sind in den Figuren nicht stets sämtliche Bezugszeichen aufgeführt, wobei für eine einfache Zuordnung gleiche Bestandteile/Elemente gleich oder entsprechend der jeweils gewählten Ansicht darstellt sind.
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Des Weiteren sind für eine einfachere Orientierung ggf. in einzelnen Figuren Bezugszeichen aufgenommen, die erst im Weiteren an einer anderen Figur erläutert werden.
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Das Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß gebildeten Vorrichtung wird nachfolgend verkürzt auch als Vorrichtung bezeichnet.
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Es zeigt:
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1 das Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in detailreduzierter schematischer Darstellungsweise einer Zusammenbauveranschaulichung in Perspektivansicht,
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2 das Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung aus 1 in einer auf eine Säule, eine Kopfplatte und eine Fußplatte reduzierten Darstellung in einer zur 1 gleichen Ansicht und Darstellungsweise,
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3 das Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung aus 1 in einer auf die Kopfplatte und die daran angeordnete Säule reduzierten Darstellung in einer zur 1 gleichen Ansicht und Darstellungsweise,
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4 das Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung aus 1 in einem Verwendungszustand in einer zur 1 gleichen Ansicht und Darstellungsweise,
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5A)–D) mögliche Ausgestaltungen eines Formschlusses zwischen einem Formschlusskörper und einer Ausnehmung.
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1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 2 zur Wärmeübertragung zwischen Medien (nicht gezeigt) in einer Wärmeübertragereinrichtung 4, die die Medien entsprechend durchströmen. Die Wärmeübertragereinrichtung 4 ist in einem Gehäuse 6 angeordnet ist, wobei das Gehäuse 6 eine Fußplatte 8 und eine Kopfplatte 10 aufweist, zwischen denen vier zueinander zur ihrer jeweiligen Längsachse 12 (zur Vereinfachung einheitlich mit dem Bezugszeichen 12 gekennzeichnet) beabstandete Säulen 14, 16, 18, 20 entlang ihrer jeweiligen Längsachse 12 längserstreckt sind, an denen wiederum Seitenwandungen 22, 24, 26, 28 des Gehäuses 6 angeordnet sind. Die Säulen 14, 16, 18, 20 sind dabei gleich gestaltet und sind Bestandteile eines Gestells 30, an dem u.a. die Seitenwandungen 22, 24, 26, 28.
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Die verwendete Wärmeübertragereinrichtung 44 ist nach Art eines Plattenwärmeübertragers ausgebildet und besteht aus einzelnen Plattenmodulen (nicht gekennzeichnet), die eine modulare Gestaltung der Wärmeübertragereinrichtung 4 ermöglichen, wodurch dieser anforderungsgerecht angepasst werden kann. Die Wärmeübertragereinrichtung 4 ist zwischen den Säulen 14, 16, 18, 20 angeordnet und damit im Gehäuse 6 befindlich.
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Desweiten sind die Säulen 14, 16, 18, 20 jeweils durch Sicherungsmittel 32 formschlüssig verdrehgesichert ist, wobei ein Teil der Sicherungsmittel 28 an der jeweiligen Säulenstirnseite 34, 36, 36’, 38, 40 einer jeweiligen Säule 14, 16, 18, 20 gebildet ist und ein weiterer Teil an der betreffenden Fußplatte 8 bzw. Kopfplatte 10 des Gehäuses 6.
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Jede der Säulen 14, 16, 18, 20 besitzt an ihren freien Enden jeweils eine Säulenstirnseite 34, 36, 36’, 38, 40, wobei aufgrund der Darstellungsweise in 1 lediglich beide Säulenstirnseite 36, 36’ der Säule 18 ersichtlich ist, wobei jedoch aufgrund der Anordnung und der gleichen Gestaltung die verborgenen Säulenstirnseiten der verbleibenden Säulen 14, 16, 20 von der ersichtlichen Säulenstirnseite 36’ eindeutig abgeleitet werden können.
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Die Sicherungsmittel 32 sind für die einzelnen Säulen 14, 16, 18, 20 gleich, so dass sie einheitlich mit dem Bezugszeichen 32 gekennzeichnet sind.
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Des Weiteren sind die Sicherungsmittel 32 an beiden Säulenstirnseiten 34, 36, 36’, 38, 40 einer jeweiligen Säule 14, 16, 18, 20 nach gleicher Art und Weise gebildet, wobei aufgrund der Darstellungsweise in 1 lediglich die weitere Säulenstirnseite 36‘ der Säule 18, die der Fußplatte 8 zugewandt ist, erkennbar ist.
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Die Seitenwandungen 22, 24, 26, 28 des Gehäuses 6 sind jeweils durch eine Platte 22’, 24’, 26’, 28’ gebildet, an denen Strömungsöffnungen 42, 44 für die betreffenden Medien vorgesehen sind, die mittels der Wärmeübertragereinrichtung 4 thermischen miteinander wechselwirken. Die Strömungsöffnungen 42, 44 sind in Abhängigkeit des im Betrieb der Vorrichtung 2 des sie jeweils durchströmenden Mediums einheitlich mit dem Bezugszeichen 40 bzw. 42 versehen, ungeachtet, ob es sich dabei um eine Einström- oder Ausströmöffnung handelt. Die weiteren Erläuterungen erfolgen anhand der weiteren Darstellungen in den einzelnen Figuren.
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In 2 ist das Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 2 aus 1 in einer auf die Säule, die Kopfplatte 10 und die Fußplatte 8 reduzierten Darstellung in einer zur 1 gleichen Ansicht und Darstellungsweise gezeigt.
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Die Sicherungsmittel 32 für die jeweilige Säule 14, 16, 18, 20 weisen jeweils zwei Formschlusskörper 46, 48 auf, die jeweils derart angeordnet sind, dass die jeweilige Säule 14, 16, 18, 20 sowohl an der Fußplatte 8 und auch an der Kopfplatte 10 formschlüssig verdrehgesichert ist. Die weitere Gestaltung einer jeweiligen Säule 14, 16, 18, 20 wird stellvertretend anhand der Säule 18 beschrieben, da die Säulen 14, 16, 18, 20 gleich gestaltet und gleich verdrehgesichert an der Kopfplatte 10 und der Fußplatte 8 gelagert sind.
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Dazu ist vorgesehen, dass einer der Formschlusskörper 46 an einer der Fußplatte 8 zugewandten Säulenstirnseite 36‘ derart angeordnet ist, dass dieser in eine an der Fußplatte 8 gebildeten Ausnehmung 50 wenigstens abschnittsweise formschlüssig die betreffende Säule 20 verdrehsichernd eingefügt ist. Ferner ist der weitere Formschlusskörper 48 an einer der Kopfplatte 10 zugewandten Säulenstirnseite 36 derart angeordnet, dass dieser in eine für diesen an der Kopfplatte 10 gebildete Ausnehmung 52 wenigstens abschnittsweise formschlüssig die Säule 18 verdrehsichernd eingefügt ist. Aufgrund der in 1 gezeigten Ansicht der Vorrichtung 2 ist die Ausnehmung 52 in der Kopfplatte 10 nicht zu erkennen.
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Da jedoch die Formschlusskörper 46, 48 gleich gestaltet und nach gleicher Art an der Säule 20 angeordnet sind, ist die Ausnehmung 52 in der Kopfplatte 10 analog zur Ausnehmung 50 in der Fußplatte 8 gestaltet, wie dies auch 3 zu entnehmen ist.
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Der jeweilige Formschlusskörper 46, 48 ist an der jeweiligen Säulenstirnseite 36, 36‘ der Säule 20 angeformt, wodurch die Säule 20 einstückig gebildet ist. Der jeweilige Formschlusskörper 46, 48 bildet damit ein Zapfen aus, mittels dem im Zusammenwirken mit der jeweils dazu vorgesehenen Ausnehmung 50, 52 die Säule 20 formschlüssig verdrehgesichert ist.
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Das Fügen von Formschlusskörpern 46, 48 mit der jeweils vorgesehenen Ausnehmung 50, 52 erfolgt entlang der Längsachse 12 der Säule 20, wodurch sich ein großer Handhabungsvorteil ergibt und die Säule 20 entsprechend gut an der Kopfplatte 10 bzw. Fußplatte 8 gehalten werden kann.
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Ferner weist der jeweilige Formschlusskörper 46, 48 wenigstens einen Querschnitt auf, der derart geformt ist, dass dieser mit der Kontur der betreffenden Ausnehmung in der Kopfplatte 10 bzw. der Fußplatte 8 derart zusammenwirkt, dass die Säule 20 formschlüssig verdrehgesichert ist. Dabei ist die jeweilige Ausnehmung 50, 52 wenigstens abschnittsweise komplementär zum betreffenden Formschlusskörper 46, 48 geformt.
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Dazu sind Beispiele in 5 gezeigt.
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In 4 ist nochmals die Vorrichtung aus 1 gezeigt, wobei die einzelnen Bestandteile nicht mehr voneinander beabstandet dargestellt sind.
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Dabei ist zu erkennen, dass die Seitenwandungen mittels Verschraubungen 54 an den Säulen 14, 16, 18, 20 befestigt sind. Stellvertretend für die Vielzahl der verwendeten Verschraubungen 54 für die Seitenwandungen sind diese nur einmalig mit der dem Bezugszeichen 54 gekennzeichnet worden. Die Wiedererkennbarkeit ergibt sich in 4 durch die gleiche Darstellungsart, so dass die einzelnen Verschraubungen 54 nicht näher gekennzeichnet sind.
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Des Weiteren ist die Kopfplatte 10 wie auch die Fußplatte 8 mittels Verschraubungen 56 an den Säulen 14, 16, 18, 20 angeordnet und gehalten. Die Verschraubungen 46 sind anhand der Kopfplatte 10 dargestellt. Die Fußplatte ist nach gleicher Art mit den Säulen 14, 16, 18. 20 verschraubt.
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5A) bis 5D) zeigen nochmals verschiedenen Möglichkeiten formschlüssiger Paarungen eines/mehrerer Formschlusskörper 46, 48 am Beispiel des Formschlusskörpers 46, der in jeweils eine Ausnehmung 52 der Kopfplatte 10 die betreffende Säule 20 formschlüssig verdrehsichernd eingefügt ist. Die Kopfplatte 10 ist dabei in 10 lediglich abschnittsweise und symbolhaft dargestellt.
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Diese Realisierungsmöglichkeiten können beispielsweise zur formschlüssigen Verdrehsicherung der betreffenden Säule 14, 16, 18, 20 genutzt werden, wobei diese beliebig miteinander kombinierbar sind.
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Dabei weisen die einzelnen Beispiele verschiedene Formungen in der Kontur 58 (die ebenfalls den betreffenden Querschnitt kennzeichnet) der Ausnehmung 52 und des Querschnitts 60 des Formschlusskörpers 46.
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Zu erkennen ist, dass die Ausnehmung 52 nicht zwingen vollständig komplementär zum Querschnitt 60 des Formschlusskörpers 46 gestaltet sein muss. Ferner ist ebenfalls erkennbar. Dass durch die gewählte Anordnung von Formschlusskörpern 46 (in Fig. einheitlich mit dem gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet) und Ausnehmungen 52 (in Fig. einheitlich mit dem gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet) eine formschlüssige Verdrehsicherung für die Säule 14, 16, 18, 20 erreicht werden kann.
