DE3732964C2

DE3732964C2 -

Info

Publication number: DE3732964C2
Application number: DE3732964A
Authority: DE
Inventors: Herbert Dr.-Ing. 7307 Aichwald De Damsohn; Reinhold 7016 Gerlingen De Heck; Juergen 7300 Esslingen De Hoeing
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 1987-09-30
Filing date: 1987-09-30
Publication date: 1991-03-21
Also published as: DE3732964A1; ES2019680B3; EP0309683B1; BR8804974A; US4881595A; EP0309683A1; DE3861370D1

Description

Die Erfindung betrifft eine Klemmverbindung zwischen einem, mit einem Flansch versehenen Kunststoffwasserkasten, und einem mit einem einen verformbaren Randbereich tragenden Rohrboden, zwischen denen eine elastische Dichtung unter Vorspannung gehalten ist.

Eine solche Klemmverbindung ist aus der DE-OS 28 52 408 bekannt. Um ein Dichthalten der Klemmverbindung auch bei höheren Drücken im Wärmetauscher zu gewährleisten, muß insbesondere der Flansch des Kunststoffwasserkastens mit engen Toleranzen gefertigt werden. Trotzdem können durch geringfügige Unebenheiten und Verziehen des Kunststoffs Undichtigkeiten auftreten.

Aus der EP 01 45 574 B1 ist ein Flansch eines Kunststoffwasserkastens bekannt, der an seiner Oberseite eine Schrägfläche aufweist, die gegen die Flanschaußenkontur abfällt. Durch diese Schräge soll eine 90° Umbördelung vermieden werden.

In Vermeidung der geschilderten Nachteile liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bekannte Klemmverbindung so auszugestalten, daß auch bei größeren Fertigungstoleranzen eine dichte Klemmverbindung gewährleistet ist.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Verwirklichung der Merkmale des Hauptanspruchs.

Beim Schließen der Klemmverbindung durch Verformung der ersten Teilbereiche erfolgt durch das Aufgleiten der Unterkanten noch eine gewisse Erhöhung der Vorspannung der elastischen Dichtung, die bei der Montage beim Schließvorgang bereits vorgespannt ist. Dadurch, daß beim Verformen der ersten Teilbereiche jeweils örtlich ein Teil der Schrägfläche des Flansch des Kunststoffwasserkastens durch die Unterkante des verformten ersten Teilbereichs abgeschabt wird, können auch größere Fertigungstoleranzen ohne weiteres ausgeglichen werden, so daß auch größere Maßabweichungen keine Undichtigkeiten der Klemmverbindung verursachen können.

Eine Materialeinsparung bei gleichzeitiger möglichster Konstanthaltung der Wanddicken auch im Bereich des Flanschs kann dadurch erreicht werden, daß der Flansch des Kunststoffwasserkastens ausgeformte Schließnocken aufweist und daß diese Schließnocken die Schrägflächen tragen. Durch die im wesentlichen überall gleichen Wandstärken des Kunststoffwasserkastens kann gleichzeitig die Auskühlzeit bei der Produktion kurz gehalten werden und es wird auch ein gleichmäßigeres Füllen beim Spritzvorgang erreicht, verbunden mit weniger inneren Spannungen, so daß hierdurch auch die Maßhaltigkeit wegen geringeren Verzugs verbessert wird.

Weiter können zwischen den Schließnocken höhere, die Schrägflächen überragende Rippenvorsprünge vorgesehen sein, deren Außenkonturen mit der Flanschaußenkontur fluchten. Durch diese fluchtende Ausrichtung der Außenkonturen wird eine Nach-innen-Verformung der durch sie abgestützten nicht verformten Teilbereiche des verformbaren Randbereichs des Rohrbodens verhindert, so daß hier gleichzeitig noch eine Vereinfachung der Montagewerkzeuge bei Erhöhung der Montagesicherheit erreicht wird.

Der Schrägungswinkel der Schrägflächen des Flanschs beträgt gegenüber der Dichtfläche etwa 10°.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 die Klemmverbindung in einer Ansicht von vorne,

Fig. 2 die Klemmverbindung in einem Schnitt entlang der Linie II-II, in größerem Maßstab,

Fig. 3 die Klemmverbindung in einer Ansicht von oben,

Fig. 4 einen Querschnitt des Flanschs des Kunststoffwasserkastens in größerem Maßstab und

Fig. 5 eine Seitenansicht in Richtung des Pfeils V in Fig. 4 auf einen Teilbereich des Flanschs.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen die Klemmverbindung in fertigem, d.h. geschlossenem Zustand. Es handelt sich um einen Kunststoffwasserkasten 1 und einen aus Metall bestehenden Rohrboden 2, die unter Zwischenlage einer elastischen Dichtung 3 flüssigkeits- und druckdicht miteinander verbunden sind. Beide Teile bilden den Sammelbehälter eines nicht vollständig dargestellten Wärmetauschers, bspw. eines Kühlers für Kraftfahrzeuge.

Die Dichtung 3 ist in einem U-förmigen Außenrand 6 des Rohrbodens 2 zusammen mit einem ebenfalls umlaufenden Flansch 4 des Kunststoffwasserkastens 1 aufgenommen. Der außen und oben liegende Teil des Außenrands 6 besteht abwechselnd aus verformten ersten Teilbereichen 7 und nicht verformten weiteren Bereichen 8. In geschlossenem Zustand der Klemmverbindung hat daher der verformbare Bereich 5 des Außenrands 6, wie in Fig. 3 ersichtlich ist, eine Wellenform. Hierzu muß der verformte erste Teilbereich 7 des Rohrbodens 2 freigeschnitten sein. Im Ausführungsbeispiel erfolgt dies durch Langlöcher 10, deren über den Flansch 4 gebogene Unterkanten 9 wesentlicher Bestandteil der Klemmverbindung sind.

Zur Erzielung einer möglichst überall gleichen Wandstärke des Kunststoffwasserkastens 1 ist der Flansch 4 mit hochgezogenen Schließnocken 11 versehen, deren Außenkonturen 12 fluchtend zur Flanschaußenkontur 12′ verlaufen und die auf ihrer Oberseite eine Schrägfläche 13 tragen. Der Schrägungswinkel 14 dieser Schrägflächen gegenüber der Dichtfläche 15 des Rohrbodens 2 beträgt etwa 10°.

Zwischen den einzelnen Schließnocken 11 sind höherreichende Rippenvorsprünge 16 vorgesehen, deren Außenkonturen 12′′ mit der Flanschaußenkontur 12′ fluchten, so daß beim Einbiegen der ersten Teilbereiche 7 des verformbaren Randbereichs 5 die nicht verformten weiteren Teilbereiche 8 abgestützt werden und so eine unerwünschte Verformung verhindern.

Die Herstellung der Klemmverbindung und auch deren evtl. späteres Lösen ist in der DE-OS 28 52 408 ausführlich beschrieben. Nachdem die Dichtung 3 in den Rohrboden 2 eingelegt worden ist, wird der Wasserkasten 1 gegen die Dichtung 3 gepreßt, und Wasserkasten und Rohrboden werden auf ein Soll-Maß vorgespannt. Dieses Soll-Maß ist dann erreicht, wenn sich die Oberkante des Wasserkastenflansches 4 unterhalb der Oberkanten der Langlöcher 10 befindet. Danach erfolgt das Schließen der Verbindung durch ein Hereinbiegen der ersten Teilbereiche 7. Bei diesem Hereinbiegen der ersten Teilbereiche 7 erfolgt durch deren Unterkanten 9 nach einem Aufgleiten auf der Schrägfläche 13 schließlich ein gewisses Abschaben des Kunststoffs, wenn ein elastisches Nachgeben nicht mehr möglich ist. Maßabweichungen der Höhe der Schließnocken 11 gegenüber der Dichtfläche 15 bleiben daher, wenn diese nur ausreichend hoch sind, ohne Einfluß auf die Dichtheit der Klemmverbindung. Es können daher Kunststoffwasserkästen 1 mit relativ großen Fertigungstoleranzen, insbesondere auch der Flanschen 4 mit ihren Schließnocken 11, ohne Nachteile verwendet werden, so daß wesentlich weniger Ausschußteile ausgesondert werden müssen und trotzdem die Dichtheit der Wärmetauscher auch bei höherem Innendruck und höherer Temperatur gewährleistet ist.

Claims

1. Klemmverbindung zwischen einem, mit einem Flansch (4) versehenen, Kunststoffwasserkasten (1) und einem einen verformbaren Randbereich (5) aufweisenden Rohrboden (2), wobei

- zwischen dem Flansch (4) und dem U-förmigen Außenrand (6) des Rohrbodens (2) eine elastische Dichtung (3) unter Vorspannung gehalten ist,
- der Flansch (4) des Kunststoffwasserkastens (1) hochgezogene Schließnocken (11) aufweist, deren Außenkonturen fluchtend zur Flanschaußenkontur (12′) verlaufen und die auf ihrer Oberseite eine Schrägfläche (13) aufweisen, die zur Flanschaußenkontur (12′) hin abfällt,
- der verformbare Randbereich (5) über den Schließnocken (11) des Flansches (4) wellenförmige erste Teilbereiche (7) und parallel zur Flanschaußenkontur (12′) verlaufende weitere Teilbereiche (8) aufweist,
- die wellenförmigen Teilbereiche (7) parallel und im Abstand von der Außenkante in Höhe der Schließnockenoberkante durch Langlöcher (10) freigeschnitten sind,
- die wellenförmigen Teilbereiche (7) zusammen mit den Flanschen eine formschlüssige Verbindung bilden, bei der die Unterkante (9) des Teilbereichs (7) auf der Schrägfläche (13) der Schließnocken (11) des Flansches (4) unter Vorspannung anliegt,
- ein Teil der Schrägfläche (13) des Flansches (4) durch die Unterkante (9) der wellenförmigen Bereiche (7) abgeschabt ist.

2. Klemmverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Schließnocken (11) höhere, die Schrägflächen (13) überragende Rippenvorsprünge (16) vorgesehen sind, deren Außenkonturen (12″) mit der Flanschaußenkontur (12′) fluchten.

3. Klemmverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schrägungswinkel (14) der Schrägflächen (13) gegenüber der Dichtfläche (15) des Flansches (4) etwa 10° beträgt.