DE2852415A1 - Klemmverbindung - Google Patents

Klemmverbindung

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DE2852415A1 DE19782852415 DE2852415A DE2852415A1 DE 2852415 A1 DE2852415 A1 DE 2852415A1 DE 19782852415 DE19782852415 DE 19782852415 DE 2852415 A DE2852415 A DE 2852415A DE 2852415 A1 DE2852415 A1 DE 2852415A1
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Description

Hr
Blatt 4 30.11.1978
78-B-14 EZDP/Heu/Bü.
Süddeutsche Kühlerfabrik Julius Fr. Behr GmbH & Co. KG. 7000 Stuttgart 30, Mauserstr. 3
Klemmverbindung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Klemmverbindung zwischen einem mit Flansch versehenen ersten Teil und einem mit verformbarem Randbereich versehenen zweiten Teil, wobei der Randbereich mit dem Flansch in formschlüssiger Verbindung steht und zwischen beiden Teilen eine verformbare Dichtung angeordnet ist.
Es sind verschiedene Verbindungen der genannten Art bekannt, sogenannte Bördelverbindungen, bei denen der Randbereich des Bodens den Flansch formschlüssig umgreift (FR-PS 1.039.911, DE-GM 74 14 340), jedoch ist diese Art von Verbindungen für Reparaturzwecke nicht geeignet, da sie zwar lösbar aber anschliessend wegen Bruchgefahr nicht wieder schliessbar sind. Andererseits sind auch lösbare Bördelverbindungen (SU-PS 109.420) bekannt, bei denen die zu verbindenden Teile mittels einer klammerartigen, gezahnten Profilleiste zusammengehalten werden und durch Aufbiegen der Zähne voneinander getrennt werden können. Diese Klammer-Lösung mit zusätzlicher Schliessleiste ist jedoch sehr material- und fertigungsaufwendig.
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2952415
Blatt 5 30.11.1978
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Klemmverbindung gemäss der im Oberbegriff beschriebenen Art zu schaffen, die einerseits ein sicheres und dauerhaftes Abdichten der zu verbindenden Teile bei verringertem Materialaufwand und einfacher Herstellmöglichkeit erlaubt und die andererseits zu Reparaturzwecken demontierbar und anschliessend wieder schliessbar ist. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, dass die zu schaffende Klemmverbindung auch bei unzugänglichen zu verbindenden Teilen noch einfach herstellbar und lösbar ist.
Die Lösung dieser Aufgabe liegt erfindungsgemäss in den kennzeichnenden Merkmalen der vorangestellten Ansprüche. Zunächst bedeutet das Merkmal einer durchgehenden Aussenkante einen Vorteil gegenüber den bekannten Ausführungen mit gezahnter Aussenkante, weil dieser zusätzliche Arbeitsgang der Zahnausstanzung durch das erfindungsgemässe Merkmal fortfällt. Durch die verformten und nicht verformten Teilbereiche dieser erfindungsgemässen Verbindung wird einerseits der für den Zusammenhalt und die Abdichtung beider Teile erforderliche Formschluss hergestellt, andererseits ergibt sich durch die nicht verformten, stehen gebliebenen Teilbereiche eine erhöhte Festigkeit für diese Verbindung: Die dreidimensionale Verformung des Randbereiches und die damit verbundene wellenartige Ausbildung der Aussenkante führt zu einer Dehnung des verformten Materials und damit zu einer Kaltverfestigung, d.h. zu einer Erhöhung der Dauerfestigkeit. Hieraus ergeben sich geringere mögliche Wanddicken bei der Verwendung des zu verformenden Materials, d.h. geringere Gewichte sowie eine erhöhte Lebensdauer für die erfindungsgemässe Verbindung. Da die nicht verformten Teilbereiche, die senkrecht nach
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Blatt 6
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oben stehen, und die verformten Teilbereiche/ die als waagerechte Halteflächen den Flansch umschliessen, ineinander übergehen, werden Rippen zwischen den waagerechten und senkrechten Flächen des Randbereiches gebildet, die für eine zusätzliche Versteifung der waagerechten Halteflächen und damit für eine Herabsetzung der mechanischen Beanspruchung dieser Verbindung sorgen. Auch hieraus ergeben sich unmittelbare Gewichtsvorteile. Schliesslich ergibt sich als Vorteil eine einfache Montage mit einem einfachen Schliesswerkzeug sowie eine einfache Demontage der erfindungsgemässen Verbindung, weil das öffnen der Verbindung durch Hintergreifen der verformten Teilbereiche mittels eines einfachen hakenförmigen Werkzeuges leicht möglich ist. Dabei wird das Material des verformbaren Randbereiches nicht so beansprucht bzw. geschädigt, dass die Verbindung nicht nochmals nach erfolgter Reparatur geschlossen werden kann. Im übrigen ergeben sich als weiterer Vorteil dieser Verbindung relativ geringe Schliesskräfte beim Schliessen der Verbindung, obwohl eine durchgehende gerade Aussenkanfce Verwendung findet, die jedoch nur etwa auf der Hälfte ihrer Länge verformt wird und daher entsprechend geringere Verformungskräfte bewirkt, die darüber hinaus nicht auf den Flansch übertragen, sondern vom Boden aufgenommen werden.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht gemäss Anspruch 3 einen rechteckigen Querschnitt für den Flansch und ein entsprechendes Rechteck-Nutprofil für das zweite Verbindungsteil vor. Hieraus ergibt sich ein besonders einfacher Schliess-
Blatt 7
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Vorgang mit einfachem Schliesswerkzeug, weil die bereits durch das Rechteck-Nutprofil vorgeformten Teilbereiche zum Teil stehenbleiben und zum Teil durch einfaches Rollieren in waagerecht stehende Flächen verformt werden. Hierdurch ergibt sich eine besonders vorteilhafte rippenartige Versteifung der waagerechten Halteflächen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung gemäss Anspruch 4 sind die Verbindungsteile als Kunststoff-Wasserkasten und metallischer Blechboden Bestandteil eines Wärmetauschers, bei dem das im Kunststoff-Wasserkasten befindliche Wasser in Verbindung mit dem vom Blechboden aufgenommenen Rohrbündel steht. Derartige Wärmetauscher finden in der Automobilindustrie als Kühler oder Heizkörper Verwendung in sehr grossen Stückzahlen, so dass sich die erwähnten Vorteile hier besonders stark auswirken.
In einer weiteren vorteilhaften Fortbildung der Erfindung gemäss den Ansprüchen 5 bis 8 ist eine Vorrichtung zur Herstellung der erfindungsgemässen Verbindung vorgesehen. Diese erfindungsgemässe Vorrichtung, insbesondere deren Schliessbacken, erlaubt auf einfache und sichere Weise, die Verbindung herzustellen, d.h. Boden und Wasserkasten flüssigkeitsdicht zu verschliessen, und ermöglicht, dass eine Festigkeitssteigerung des zu verformenden Materials erreicht wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung"ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
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Es zeigen
Fig. 1: Die erfindungsgemässe Verbindung in einer Ansicht von vorn,
Fig. 2: die erfindungsgemässe Verbindung im Querschnitt,
Fig. 3: die erfindungsgemässe Verbindung in einer Ansicht von oben,
Fig. 4: den Flansch des ersten Verbindungsteiles im Querschnitt,
Fig. 5: den verformbaren Randbereich des zweiten Verbindungsteiles und Dichtung vor der Verformung,
Fig. 6: die erfindungsgemässe Verbindung an einem Fahrzeugkühler,
Fig. 7: die erfindungsgemässe Schliessvorrichtung,
Fig. 8: den erfindungsgemässen Schliessbacken in einer Ansicht von unten,
Fig. 9: den erfindungsgemässen Schliessbacken in einer Seitenansicht,
Fig.10: den erfindungsgemässen Schliessbacken in einem Querschnitt durch einen Verformungsabschnitt,
Fig.11; den erfindungsgemässen Schliessbacken in einem Querschnitt durch eine Aussparung,
Fig.12: eine Vorrichtung zum öffnen der erfindungsgemässen Verbindung.
Die Figuren 1, 2 und 3 zeigen die erfindungsgemässe Verbindung im fertigen, d.h. geschlossenen Zustand, angewandt für einen Wärmetauscher, bei dem der Wasserkasten 1 als erstes Teil und der Rohrboden
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als zweites Teil mittels einer elastomeren Dichtung flüssigkeits- und druckdicht miteinander verbunden sind. Beide Teile 1 und 2 bilden also den Sammelbehälter für einen Wärmetauseher, der von einem heissen unter Druck stehenden flüssigen Medium durchströmt wird. Die übrigen Teile des Wärmetauschers, also Rohre und Rippen, sowie ein zweiter Sammelbehälter sind in der Zeichnung nicht dargestellt, sie gehen aus dem genannten Stand der Technik hervor.
Aus den Figuren 1 bis 3 geht hervor, dass der Blechboden 2 einen verformbaren Randbereich 5 aufweist, der sich bei der fertigen Verbindung aus senkrecht nach oben stehenden unverformten Teilbereichen 8 sowie aus waagerecht liegenden verformten Teilbereichen 7 zusammensetzt. Die Äussenkante des verformbaren Randbereiches 5 hat einen wellenförmigen Verlauf 16, wobei diese Linie 16 nicht in einer einzigen, sondern in einer Vielzahl von Ebenen zwischen der waagerechten und der vertikalen Ebene verläuft. Dadurch, dass die verformten Teilbereiche im wesentlichen in einer waagerechten und die nicht verformten Teilbereiche 8 im wesentlichen in einer vertikalen Ebene liegen, ergeben sich durch den Übergang von der waagerechten in die vertikale Ebene rippenartige Versteifungsflächen 17, wie sie besonders gut in Figur 2 erkennbar sind. Da der aus den Teilen 1, 2 und 3 bestehende Sammelbehälter unter einer vorwiegend pulsierenden Druckbeanspruchung steht, unterliegt die erfindungsgemässe Verbindung ebenfalls Kräften, die ein Biegemoment in dem Sinne auf die waagerechten Halteflächen 7 ausüben, dass diese wieder nach aussen
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aufgebogen werden. Dieser Beanspruchung wirken die erfindungsgemässen Versteifungsrippen 17 entgegen und tragen somit zu einer Verstärkung und Erhöhung der Lebensdauer der mechanischen Verbindung bei.
In den Figuren 4 und 5 sind Einzelheiten der beiden Teile 1 und 2, und zwar einerseits der Flansch und andererseits das Rechteck-Nutprofil des Bodens mit eingelegter Dichtung 3 vor dem Zusammenfügen beider Teile 1 und 2 dargestellt. Dabei ist erkennbar, dass der verformbare Randbereich 5 des Bodens 2 eine durchgehende gerade Aussenkante 6 aufweist. Der Flansch 4 des Wasserkastens 1 besitzt ein etwa rechteckiges Profil im Querschnitt, das im wesentlichen durch die obere Fläche 9, die Aussenflache 10, die untere auf der Dichtung 3 aufliegende Fläche 11 und die Innenfläche 12 begrenzt wird. Korrespondierend zu diesem Rechteckprofil des Flansches . 4 ist das Rechteckprofil des Bodens 2 ausgebildet, das analog die Innenseite 13, die Unterseite 14, auf der die Dichtung 3 aufliegt, und die Aussenseite 15 aufweist.
Figur 6 zeigt ein weiteres Anwendungsbeispiel der erfindungsgemässen Klemmverbindung, und zwar für den Kühler eines Fahrzeuges. Hier ist der Wasserkasten 1 in Kunststoff ausgeführt und zu seiner Verstärkung mit seitlichen Rippen 18 versehen, die bis auf den Flansch 4 hinuntergehen und damit keinen Platz für das Umlegen des Bodens 2 lassen. Für diese Ausbildung des Wasserkastens 1 mit Rippen erweist sich die erfindungsgemässe Klemmverbindung insofern als besonders vorteilhaft, als die verformten Teilbereiche 7 jeweils zwischen die Rippen 18
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gelegt werden können, so dass im Bereich der Rippen die nicht verformten Teilbereiche 8 liegen.
In Figur 7 ist in zwei Halbschnitten eine Vorrichtung zum Herstellen bzw. Schliessen der erfindungsgemässen Klemmverbindung dargestellt, wobei der linke Halbschnitt die Vorrichtung im geöffneten und der rechte Halbschnitt die Vorrichtung im geschlossenen Zustand zeigt. Diese Vorrichtung besteht aus einem fest angeordneten Werkzeugunterteil 20, das einen Aufnahmebacken 21 zur Aufnahme des Wärmetauschers trägt. Dieser Wärmetauscher 19 liegt mit seinem Blechboden 2 in einer entsprechenden Ausnehmung des Aufnahmebackens 21. In dem Nutprofil des Boden 2 ist vor dem Verschliessen des Wasserkastens 1 die Rundschnurdichtung 3 eingelegt, und der verformbare Randbereich 5 des Bodens 2 steht senkrecht nach oben. Das Werkzeugoberteil 22 ist beweglich und wird durch eine Presse 26 betätigt, d.h. zum Schliessen des Wasserkastens 1 nach unten bewegt. Es nimmt in einer entsprechenden Ausnehmung einen über eine Druckfeder 25 ihm gegenüber abgestützten Niederhalter 24 sowie den Schliessbacken 23 in sich auf. Letzterer besitzt in dem Bereich, der bei der Schliessbewegung auf den verformbaren Randbereich 5 des Bodens 2 trifft, eine schräg bzw. waagerecht verlaufende Rollierform 30, die das partielle Verformen des Randbereiches 5 bewirkt. Bei der Arbeitsbewegung, d.h. beim Schiiessvorgang bewegt sich das Werkzeugoberteil 22 mit seinem Niederhalter 24 nach unten, der zunächst den Wasserkasten 1 unter dem Druck seiner Feder 25 nach unten gegen die Dichtung 3 presst, die dadurch verformt wird. Nachdem die Dichtung 3 somit vorgespannt ist, trifft der Schliessbacken 23 zu-Blatt 12 030024/0353
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nächst mit seiner unteren Fläche auf den senkrecht nach oben stehenden Randbereich 5 des Bodens, biegt diesen partiell zunächst nach innen, bis die waagerechte Fläche der Rollierform 30 den Randbereich 5 ergreift und parallel zur oberen Fläche des Flansches waagerecht umlegt.
Der genauere Aufbau des Schliessbackens 23 ist aus den einzelnen Figuren 8 bis 11 erkennbar. Der für die Verformung bestimmte Bereich 27 des Schliessbackens weist abwechselnd hintereinander angeordnete Verformungsabschnitte · 28 und Aussparungen 29 auf. Das im Querschnitt in den Figuren 10 und 11 dargestellte Profil der Verformungsabschnitte 28 einerseits und der Aussparungen 29 andererseits ist so bemessen, dass beim Niedergang, d.h. beim Anschlag des Schliessbackens mit seiner Unterkante auf der Oberkante des Aufnahmebackens der Randbereich 5 des Bodens nicht erfasst wird, während die Rollierform 30 die vollständige Verformung des Randbereiches 5 während des Arbeitshubes bis zum Anschlag bewirkt. Die Rollierform 30 ist im wesentlichen durch zwei ineinander übergehende Flächen, eine schräg von unten nach oben zunächst gerade und dann bogenförmig verlaufende Rollierfläche 31 sowie eine daran anschliessende waagerecht bis leicht abwärts geneigt verlaufende Schiiessfläche 32 gekennzeichnet. Diese Formgebung bewirkt beim Niedergehen des Schliessbackens 23 zunächst ein Umbiegen des verformbaren Randbereiches 5 um den Flansch 4 und daran anschliessend ein Niederdrücken des Randbereiches 5 in eine waagerechte Lage. Die Verformungsflächen 31 und 32 der Rollierform 30 sind gegenüber den Aussparungen 29 an ihren Übergangskanten 33
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abgerundet, so dass sich nach der Verformung der erwähnte wellenförmige Verlauf 16 der fertigen Klemmverbindung ergibt.
Figur 12 zeigt schliesslich eine Vorrichtung, die ein öffnen der erfindungsgemässen Klemmverbindung zu Reparaturzwecken ermöglicht. Dabei wird der zu öffnende Wärmetauscher 19 in Öffnungsbacken 34 eingelegt und eingespannt. Mittels des Hebelwerkzeuges 36 kann dann der Randbereich 5 des Bodens 2 bis zum Anschlag gegen die Kante 35 aufgebogen werden. Der Wasserkasten 1 kann dann abgehoben und der Wärmetauscher repariert werden. Danach kann er durch die erfindungsgemässe Schliessvorrich- tung wieder verschlossen werden.
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Claims (1)

  1. Süddeutsche Kühlerfabrik Julius Fr. Behr GmbH & Co. KG 7000 Stuttgart 30, Mauserstr. 3
    30.11.1978
    78-B-14
    EZDP/Heu/Bü.
    Ansprüche
    1.) Klemmverbindung zwischen einem mit Flansch versehenen ersten Teil und einem mit verformbarem Randbereich versehenen zweiten Teil, wobei der Randbereich mit dem Flansch in formschlüssiger Verbindung steht und zwischen beiden Teilen eine verformbare Dichtung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Randbereich (5) des zweiten Teiles (2) vor seiner Verformung eine durchgehende gerade Aussenkante (6) und nach seiner Verformung zur Herstellung der Klemmverbindung eine durchgehende wellenförmige Aussenkante (1.6) und abwechselnd verformte (7) und nicht verformte (8) Teilbereiche (7,8) aufweist, wobei die verformten Teilbereichs (7) den Formschluss und die nicht verformten Teilbereiche (8) eine Versteifung bilden.
    Klemmverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass der Randbereich (5) dreidimensional verformt ist, derart, dass die wellenförmige Aussenkante (16) mehr als eine Ebene einschliesst und dass die verformten Teilbereiche (7) gegenüber den nicht verformten Teilbereichen (8) einen ungefähr rechten Winkel bilden und derart ineinander übergehen, dass rippenartige Versteifungsflächen (17) gebildet werden.
    030024/0353
    Blatt 2
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    78-B-14 EZDP/Heu/Bü.
    3. Klemmverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , dass der Flansch (4) einen etwa rechteckigen Querschnitt (9, 10, 11, 12) und der mit dem Flansch (4) korrespondierende Bereich des zweiten Teiles (2) ein den Flansch (4) und die Dichtung (3) aufnehmendes Rechteck-Nutprofil (13,14,15) aufweist, dass die verformten Teilbereiche (7) die obere Fläche (9) des Flansches (4) umschliessen und dass die nicht verformten Teilbereiche (8) die obere Fläche (9) überragen.
    4. Klemmverbindung nach Anspruch 1 oder 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Teil (1) als Kunststoff-Wasserkasten und das zweite Teil (2) als metallischer Blechboden zur Aufnahme eines Rohrbündels für einen Wärmetauscher (19) ausgebildet sind.
    5. Vorrichtung zur Herstellung der Klemmverbindung nach Anspruch 1 oder 2 oder 3 oder 4, bestehend aus einem festen Werkzeugunterteil mit Aufnahmebacken zur Aufnahme der vorgefügten, zu verbindenden Teile und einem beweglichen Werkzeugoberteil mit Schliessbacken, dadurch gekennzeichnet, dass der Schliessbacken (23) an seinem für die Verformung bestimmten Bereich (27) abwechselnd hintereinander angeordnete Verformungsabschnitte (28) und Aussparungen (29) aufweist.
    6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennze ichnet, dass die Verformungsabschnitte (28) eine im Querschnitt durch den Schliessbacken (23) bogenförmig verlaufende Rollierform (30) aufweisen.
    Blatt 3 030024/03 5
    Ζβ52415
    Blatt 3 30.11.1978
    78-B-14 EZDP/Heu/Bü.
    7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn ζ e i c h η e t , dass die Rollierform (30) aus einer die Verformung des Randbereiches (5) einleitenden, zunächst geradlinig und schräg und anschliessend bogenförmig verlaufenden Rollierfläche (31) und einer die Verformung des Randbereiches (5) abschliessenden, waagerecht bis leicht abwärts geneigt, d.h. etwa quer zur Schliessbewegung des Schliessbackens (23) verlaufenden Schliessflache (32) besteht .
    8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch g e k e η η zeichnet, dass die Verformungsflächen (31,32) der Rollierform (30) an den den Aussparungen (29) benachbarten Kanten (33) abgerundet sind.
    Blatt 4
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DE2852415A 1978-12-04 1978-12-04 Klemmverbindung Ceased DE2852415B2 (de)

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