DE102004005829A1

DE102004005829A1 - Hot water tank made from plastic, comprises pair of tank sections connected via flange joint using internally threaded bushings and screws

Info

Publication number: DE102004005829A1
Application number: DE200410005829
Authority: DE
Inventors: Hans-Jürgen Staßfurth; Frank Finis
Original assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Current assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Priority date: 2004-02-06
Filing date: 2004-02-06
Publication date: 2005-08-25
Anticipated expiration: 2024-02-07
Also published as: DE102004005829B4

Abstract

Internally threaded bushings (7) are inserted into a flange (5) in one of the two tank sections (2, 3) and into bores (9) in the flange (4) on the other tank section. Screws (6) can be secured inside the bushings to secure the two tank section together.

Description

Die Erfindung betrifft einen Warmwasserspeicher mit einem verschraubten Kunststoffbehälter, insbesondere einen druckbeaufschlagten Kunststoffbehälter, der aus mindestens zwei Behälterteilen besteht, wobei die Behälterteile mindestens einen Flansch aufweisen und die Flansche mit Schrauben verbunden sind.The The invention relates to a hot water tank with a bolted Plastic containers in particular a pressurized plastic container, the consists of at least two container parts, the container parts have at least one flange and connected the flanges with screws are.

Im folgenden ist als Anwendungsbeispiel der Kunststoffdruckbehälter eines Warmwasser-Kleinspeichers beschrieben.in the The following is an application example of the plastic pressure vessel of a Hot water small storage described.

Aus der DE 102 16 175 C1 ist ein Behälter bekannt, der aus einem Innen- und einem Außenmantel aus Kunststoff besteht. Der Innenmantel und der Außenmantel sind je aus zwei oder mehreren Kunststoffteilen zusammengesetzt und jeweils reibverschweißt. An Sockeln der Behälterteile sind einerseits Ringnuten und andererseits Ringwulste angeordnet, die insbesondere durch Ultraschallschweißen miteinander gefügt werden. Zur Aufnahme der Druckkräfte weisen die Außenmantelteile des Behälters Versteifungsrippen auf.From the DE 102 16 175 C1 a container is known which consists of an inner and an outer sheath made of plastic. The inner shell and the outer jacket are each composed of two or more plastic parts and each reibverschweißt. At sockets of the container parts on the one hand annular grooves and on the other hand annular beads are arranged, which are joined together in particular by ultrasonic welding. To accommodate the compressive forces, the outer shell parts of the container on stiffening ribs.

Eine aus Kunststoff bestehende Druckflasche mit einem Anschlußstück geht aus dem DE-GM 70 19 974 hervor. An den Flansch sind Armaturen dadurch anschließbar, dass für die Befestigung des Flansches der Armatur mit dem Anschlussstück in das Innere des Anschlussstücks Schraubbolzen eingelassen sind und gegen Zug und Verdrehen gesichert sind. Weiterhin sind die zu sichernden Teile des Befestigungsmittels innerhalb des Innenumfangs in einer auf der Druckfläche angebrachten Bewährung angeordnet.A made of plastic existing pressure bottle with a connector goes From DE-GM 70 19 974. Fittings are attached to the flange connected, that for the attachment of the flange of the fitting with the fitting in the Inside of the fitting Bolt are embedded and secured against pulling and twisting. Farther are the parts of the fastener to be secured within the Inner circumference arranged in a mounted on the pressure surface probation.

Aus der DE 100 16 805 A1 geht ein Verschluß für einen Druckbehälter hervor, der dadurch gekennzeichnet ist, dass Halteelemente bei geschlossenem Druckbehälter die Flansche umgreifen, wobei die Hälfte des Umfangs der Flansche mindestens ein Halteelement vorgesehen ist.From the DE 100 16 805 A1 goes out a closure for a pressure vessel, which is characterized in that holding elements surround the flanges with a closed pressure vessel, wherein half of the circumference of the flanges, at least one retaining element is provided.

Aus der DE 691 01 517 T2 ist eine Schraubverbindung für die Befestigung eines Teils an einer Vorrichtung bekannt. Ein Deckel ist hierzu an einem Behälter durch Bolzen befestigt, wobei der Behälter Innengewinde und entsprechende Durchgangsbohrungen für die Schrauben aufweist. Weiter ist eine Vorrichtung zum gleichzeitigen Positionieren von mehreren Schraubverbindungselementen beschrieben, die sich auf einem Träger befinden.From the DE 691 01 517 T2 a screw connection for the attachment of a part to a device is known. A lid is fastened to a container by bolts, the container having internal threads and corresponding through holes for the screws. Further described is an apparatus for simultaneously positioning a plurality of threaded fasteners located on a carrier.

Bei den vorhandenen Behältern oder Verfahren zur Herstellung eines Behälters werden die Druckkräfte durch die Vorspannung der Schrauben vollständig auf das Material der Behälterteile übertragen. Insbesondere bei Kunststoff sind die aufzubringenden Kräfte begrenzt und nur eine bestimmte Flächenpressung zulässig.at the existing containers or method of manufacturing a container, the compressive forces are transmitted completely transfer the preload of the screws to the material of the container parts. Especially with plastic, the applied forces are limited and only a certain surface pressure allowed.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Flächenpressung bei einer Verschraubung eines druckbeaufschlagten Kunststoffbehälters zu minimieren.task The invention is the surface pressure when screwing a pressurized plastic container to minimize.

Gelöst ist die Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs 1. Die Vorspannkräfte werden mindestens teilweise über die Bundhülse übertragen. Nur ein Teil der Kräfte wird vom Schraubenkopf gegebenenfalls über eine Scheibe auf das Kunststoffmaterial der Flansche übertragen. Durch die Vorspannung der Schrauben zum einen Teil auf die Bundhülse und zum anderen Teil über den Kunststoffflansch kann der Vorteil einer hohen und gleichbleibenden Vorspannkraft ohne Auswirkung auf die Kriechneigung der Kunststoffe und die damit verbundene Vorspannkraft-Relaxion ausgenutzt werden. Auch ist die Änderung der Vorspannkraft aufgrund thermisch induzierter Längenänderung der Bauteile geringer. In vorteilhafter Weise wird zunächst das Kunststoffmaterial beim Zusammenschrauben leicht verformt, bis die Schraube die Bundhülse so weit an sich herangezogen hat, dass der innere Steg der Bundhülse gegen den Schraubenkopf oder eine dazwischenliegende Scheibe gedrückt wird. Beim weiteren Anspannen erfolgt nun eine verminderte Verformung es Kunststoffmaterials, da ein Großteil der Kräfte über die Bundhülse selbst fließt.Solved is the Task by the characterizing features of the main claim 1. The preload forces Be at least partially over transfer the collar sleeve. Only a part of the forces is from the screw head if necessary via a disc on the plastic material transferred to the flanges. By the bias of the screws for a part on the collar sleeve and the other part about the Plastic flange can have the advantage of a high and consistent Preload force with no effect on the creep of the plastics and the associated biasing force relaxation are exploited. Also is the change the preload force due to thermally induced change in length the components lower. Advantageously, the first Plastic material slightly deformed when screwed together until the Screw the collar sleeve so far attracted to itself that the inner web of the collar sleeve against the screw head or an intermediate disc is pressed. Upon further tightening, a reduced deformation now takes place It is plastic material, as much of the forces on the collar sleeve itself flows.

In einer weiteren Ausgestaltungsform fließt die Kraft über eine Dichtung, die zwischen die Flansche gelegt ist. In diesem Fall ist es nicht zwingend erforderlich, dass die Flansche direkt aneinanderstoßen, sondern es ist ausreichend, wenn an den Dichtflächen zwischen Flansch und Dichtung eine entsprechend ausreichende Kraft wirkt. In diesem Fall steht die Dichtung direkt mit dem Wasser des Speichers in Verbindung, wodurch es vorteilhaft ist, wenn im inneren Bereich möglichst glatte Flächen ohne Ecken und Kanten vorhanden sind. Damit ist eine ausreichende Spülung von Wasser im Dichtungsbereich erreicht.In In another embodiment, the force flows over one Seal placed between the flanges. In this case is it is not imperative that the flanges abut directly, but rather it is sufficient if at the sealing surfaces between flange and seal a correspondingly sufficient force acts. In this case stands the seal communicates directly with the water of the store, which makes it advantageous if possible in the inner area smooth surfaces without corners and edges are present. This is sufficient flush reached by water in the sealing area.

Zur Versteifung des Druckbehälters weisen die Behälterteile Versteifungen auf, die weiterhin Kräfte auf den Flansch übertragen.to Stiffening of the pressure vessel have the container parts Stiffeners on which continue to transmit forces to the flange.

In der Zeichnung zeigen:In show the drawing:

1 einen Kunststoffbehälter aus zwei Behälterteilen mit Flanschverschraubung, 1 a plastic container consisting of two container parts with flange connection,

2 Detailansicht der Flanschverschraubung im geöffneten Zustand, 2 Detail view of the flange connection in the opened state,

3 Flanschverschraubung im verschraubten Zustand und 3 Flange screw connection in bolted condition and

4 eine Bundhülse. 4 a collar sleeve.

Ein Warmwasserspeicher mit einem Kunststoffbehälter 1 aus den Behälterteilen 2 und 3 ist mit einer Vielzahl von Schrauben 6 und entsprechenden Bundhülsen 7 verschraubt. Die Schrauben 6 sind durch Bohrungen 9 des Flansches 4 gesteckt und greifen in Bundhülsen 7, die im Flansch 5 sitzen, ein. Zur besseren Verteilung der Kräfte, die vom Schraubenkopf 17 auf den Kunststoff wirken, liegt eine Scheibe 18 zwischen Schraubenkopf 17 und Flansch 4. Zwischen Flansch 4 und Flansch 5 ist eine Dichtung 10 in Ringnuten 13 und 14 gehalten. Die Bundhülsen 7 sind in den Flansch 4 eingesetzt und weisen einen Ringrand 20 auf, der zur besseren Übertragung der Kräfte von der Bundhülse 7 auf den Flansch 4 dient. Die Fügeflächen 15 und 16 der Flansche 4 und 5 liegen entweder dichtend aneinander oder sind abgerundet und offen, damit keine Totbereiche vorliegen und Frischwasser die Nut spült.A hot water tank with a plastic container 1 from the container parts 2 and 3 is with a variety of screws 6 and corresponding collar sleeves 7 screwed. The screws 6 are through holes 9 of the flange 4 stuck and grab in collar sleeves 7 in the flange 5 sit, one. For better distribution of the forces coming from the screw head 17 act on the plastic, is a disc 18 between screw head 17 and flange 4 , Between flange 4 and flange 5 is a seal 10 in ring grooves 13 and 14 held. The collar sleeves 7 are in the flange 4 used and have a ring edge 20 on, to better transfer the forces of the collar sleeve 7 on the flange 4 serves. The joining surfaces 15 and 16 the flanges 4 and 5 are either sealed to each other or are rounded and open, so there are no dead zones and fresh water flushes the groove.

In 3 sind die beiden Behälterteile 2,3 bereits zusammengebaut und ein Großteil der Vorspannkraft wird vom Schraubenkopf 17 auf die Scheibe 18 und auf den Zylindersteg 19 der Bundhülse 7 übertragen. Ein weiterer Anteil der Kraft fließt vom Schraubenkopf 17 über die Scheibe 18 auf den Flansch 4, wo eine Druckkraft an den Kontaktflächen zum Flansch 5 übertragen wird. Dort geht die Kraft ebenfalls über die Verzahnung 11 und den Ringrand 15 der Bundhülse 7 auf diese über. Die Bundhülse 7 ist beweglich bzw. axial verschieblich oder fest in der Bohrung 9 des Flansches 4 eingesetzt. Das Innengewinde 8 der Bundhülse 7 überträgt in vorteilhafter Weise nur in einem Teilbereich die Kraft auf die Schraube 6. Vorzugsweise im oberen Teil der Bundhülse 7, dort wo sie im Flansch 4 geführt ist, erfolgt keine Kraftübertragung von der Schraube 6 auf das Innengewinde 8 der Bundhülse 7. Auch die Schraube 6 ist somit gegenüber der Bundhülse 7 zumindest in einem Teilbereich verschieblich. Dieser ist dafür erforderlich, um die entsprechenden Dehnungen zwischen Schraube 6 und Bundhülse 7 aufzunehmen.In 3 are the two container parts 2 . 3 already assembled and much of the preload force is from the screw head 17 on the disc 18 and on the cylinder web 19 the collar sleeve 7 transfer. Another part of the force flows from the screw head 17 over the glass 18 on the flange 4 where a compressive force at the contact surfaces to the flange 5 is transmitted. There, the power also goes through the gearing 11 and the ring edge 15 the collar sleeve 7 on this over. The collar sleeve 7 is movable or axially displaceable or fixed in the bore 9 of the flange 4 used. The internal thread 8th the collar sleeve 7 transfers advantageously only in a partial area, the force on the screw 6 , Preferably in the upper part of the collar sleeve 7 where they are in the flange 4 is guided, there is no power transmission from the screw 6 on the internal thread 8th the collar sleeve 7 , Also the screw 6 is thus opposite the collar sleeve 7 displaceable at least in one subarea. This is required to make the appropriate expansions between screw 6 and collar sleeve 7 take.

In einer weiteren Ausgestaltung ist die Bundhülse 7 in allen Bereichen fest mit den Flanschen 4,5 verbunden, wodurch zusätzlich Verformungen der Materialien erfolgen. Es ist auch möglich, die Bundhülse lose in den Flanschbereichen beider Behälterteile 2,3 zu führen. Dann erfolgt eine Kraftübertragung lediglich über den Schraubenkopf 17 und den Ringrand 20.In a further embodiment, the collar sleeve 7 in all areas firmly with the flanges 4 . 5 connected, which additionally made deformations of the materials. It is also possible, the collar sleeve loose in the flange portions of both container parts 2 . 3 respectively. Then a power transmission takes place only via the screw head 17 and the ring edge 20 ,

Claims

Hot water tank with a bolted plastic container, in particular a pressurized plastic container, which consists of at least two container parts, wherein the container parts have at least one flange and the flanges are connected with screws, characterized in that in a flange ( 5 ) Collar sleeves ( 7 ) with internal thread ( 8th ) are inserted into the screws ( 6 ), which pass through holes ( 9 ) of the opposite flange ( 4 ), whereby the flange ( 4 ) with the flange ( 5 ) connected is.

Hot water tank according to claim 1, characterized in that the screws ( 6 ) at least partially against the collar sleeves ( 7 ), so that a bias in the screws ( 6 ) is formed, and that at most a proportion of the screw force on the flanges ( 4 . 5 ) or a gasket in between ( 10 ) of the plastic container ( 1 ) acts.

Hot water tank according to claim 1, characterized in that the collar sleeves ( 7 ) in the flange ( 5 ) and in the opposite flange ( 4 protrude or push through it.

Hot water tank according to one or more of the preceding claims, characterized in that the collar sleeves ( 7 ) are embedded in a welded or ultrasonically welded manner and / or in positive engagement with the flange ( 5 ) stand.

Hot water tank according to claim 4, characterized in that the positive engagement of the collar sleeves ( 7 ) with the flange ( 5 ) by a toothing ( 11 ), Knurling, flattening ( 12 ) or asymmetry of the area of the collar sleeve ( 7 ), which in conjunction with the plastic material of the flange ( 5 ) stands.

Hot water tank according to claim 1, characterized in that a ring seal ( 10 ), in particular an O-ring, between the flanges ( 4 . 5 ) is embedded.

Hot water tank according to claim 1, characterized in that the container parts ( 2 . 3 ) Have ribs for reinforcing and absorbing the compressive forces.