Die Erfindung betrifft auch ein Werkzeug zum Fixieren eines Stutzens in ei- ner Behälteröffnung.

Der Einbau von Stutzen in Behälter, wie Sammelkästen von Wärmetau- schern, erfolgt in der Serienfertigung an separaten Arbeitsplätzen und nicht am Herstellungsort der Behälter, da Teile der zum Einbau der Stutzen erfor- derlichen Werkzeuge in den Innenraum des Behälters eingebracht werden müssen.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Einbau eines Stutzens in eine Behälteröff- nung zu vereinfachen.

Die Aufgabe ist bei einem Behälter, insbesondere einem Sammelkasten ei- nes Wärmetauschers, mit einer Öffnung, in der ein Stutzen anbringbar be- ziehungsweise angebracht ist, dadurch gelöst, dass der Stutzen an seinem dem Behälter zugewandten Ende einen verformbaren Stutzenrandbereich aufweist, der vor dem Verformen in den Behälter ragt und nach dem Verfor- men zumindest teilweise innen an der Behälteröffnung anliegt. Gemäß ei- nem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird nicht der komplette Stutzen- randbereich umgebogen beziehungsweise verformt, sondern nur mindestens ein Abschnitt des Stutzenrandbereichs. Gemäß einem anderen Aspekt der

vorliegenden Erfindung kann aber auch der komplette Stutzenrandbereich umgebogen beziehungsweise verformt werden.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Behälters ist dadurch gekenn- zeichnet, dass der verformbare Stutzenrandbereich formschlüssig mit der Behälteröffnung verbunden ist. Der Formschluss wird vorzugsweise dadurch erreicht, dass mindestens ein Abschnitt des Stutzenrandbereichs zusammen mit dem zugehörigen Abschnitt des die Behälteröffnung aufweisenden Be- hältermåterials verformt wird. Durch den Formschluss wird der Stutzen ver- lier-und verdrehsicher in der Behälteröffnung fixiert. Der fixierte Stutzen kann in einem anschließenden Lötvorgang stoffschlüssig mit dem Behälter verbunden werden. Die Verformung des Stutzenrandbereichs erfolgt, bezo- gen auf die Behälteröffnung, vorzugsweise in axialer und radialer Richtung.

Die Verformung kann aber auch nur in axialer oder in radialer Richtung erfol- gen.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Behälters ist dadurch ge- kennzeichnet, dass der verformbare Stutzenrandbereich einen vor dem Ver- formen radial nach innen vorstehenden Vorsprung aufweist, der beim Ver- formen radial nach außen verformt wird. Dieses Ausführungsbeispiel liefert den Vorteil, dass die Verformung des Stutzenrandbereichs mit Hilfe eines einfachen Werkzeugs, zum Beispiel einem Dorn, bewirkt werden kann.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Behälters ist dadurch ge- kennzeichnet, dass der Vorsprung durch eine umlaufende Schräge begrenzt wird. Die umlaufende Schräge bildet eine Angriffsfläche für ein Werkzeug zum Verformen des Stutzenrandbereichs. Nach dem Verformen ist die Schräge vorzugsweise in Richtung der Stutzenlängsachse angeordnet.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Behälters ist dadurch ge- kennzeichnet, dass die umlaufende Schräge in einem Winkel von etwa 45 Grad zur Stutzenlängsachse verläuft. Dieser Winkel hat sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung als besonders vorteilhaft erwiesen.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Behälters ist dadurch ge- kennzeichnet, dass im Randbereich der Behälteröffnung mindestens ein ver- formter Bereich ausgebildet ist, in den ein komplementär verformter Bereich des verformbaren Stutzenrandbereichs eingreift. Die Art der Verformung hängt von. dem verwendeten Werkzeug ab. Vorzugsweise hat der verformte Bereich die Gestalt eines Kugelabschnitts.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Behälters ist dadurch ge- kennzeichnet, dass an dem Ende des Stutzens mit dem verformbaren Stut- zenrandbereich ein Bund ausgebildet ist. Der Bund trennt den verformbaren Stutzenrandbereich von dem Rest des Stutzens. Der Bund bildet einen An- schlag, wenn der Stutzen in die Behälteröffnung eingeführt wird. Beim Ver- formen des Stutzenrandbereichs wird der Randbereich der Behälteröffnung zwischen dem Bund und dem verformbaren Stutzenrandbereich einge- klemmt, um den Stutzen an beziehungsweise in der Behälteröffnung zu fixie- ren.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Behälters ist dadurch ge- kennzeichnet, dass radial außen zwischen dem Bund und dem verformbaren Stutzenrandbereich eine. umlaufende Vertiefung ausgebildet ist. Die Vertie- fung bildet einen Aufnahmeraum für Grat, der fertigungsbedingt an der Be- hälteröffnung ausgebildet sein kann.

Die oben angegebene Aufgabe ist bei einem Werkzeug zum Fixieren eines vorab beschriebenen Stutzens in einer Behälteröffnung dadurch gelöst, dass das Werkzeug mindestens ein Verformungselement aufweist, das aus einer Einführposition in eine Verformungsendposition bewegbar ist. In der Einführ- position ist das Verformungselement so in oder an dem Werkzeug angeord- net, dass das Werkzeug von außen durch den Stutzen in den Innenraum des Behälters eingeführt werden kann. Wenn das Verformungselement aus der Einführposition in die Verformungsendposition bewegt wird, dann kommt das Verformungselemerit an einem Abschnitt des Stutzenrandbereichs zur Anla- ge und verformt diesen Abschnitt, bis er an dem Randbereich der Behälter- öffnung zur Anlage kommt. Bei der weiteren Bewegung des Verformungs- elements in die Verformungsendposition wird der Abschnitt des Stutzen-

randbereichs, an dem das Verformungselement anliegt, zusammen mit dem Randbereich der Behälteröffnung verformt, um den Formschluss auszubil- den. Das Werkzeug ist vorzugsweise mit mindestens zwei Verformungsele- menten ausgestattet.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Werkzeugs ist dadurch gekenn- zeichnet, dass das Verformungselement in dem Werkzeug geführt ist. Die Führung gewährleistet, dass sich das Verformungselement reproduzierbar auf einer definierten Bewegungsbahn zwischen der Einführposition und der Verformungsendposition bewegt.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Werkzeugs ist dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsbahn des Verformungselements im We- sentlichen quer zur Stutzenlängsachse verläuft. Es wird der Zustand be- trachtet, wenn das Werkzeug durch den Stutzen in den Behälterinnenraum eingeführt ist. Die Führungsbahn des Verformungselements kann senkrecht zu der Stutzenlängsachse verlaufen. Dann verläuft die Führungsbahn des Verformungselements parallel zu der Ebene, die durch die Behälteröffnung definiert wird. Es ist aber auch mögiich, dass die Führungsbahn des Verfor- mungselements schräg zu der Ebene verläuft, die durch die Behälteröffnung definiert wird.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Werkzeugs ist dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsbahn des Verformungselements vom Innenraum des-Behälters schräg nach außen verläuft. Es wird wieder der Zustand betrachtet, wenn das Werkzeug durch den Stutzen in den Behäl- terinnenraum eingeführt ist. Der schräge Verlauf der Führungsbahn hat den Vorteil, dass das Verformungselement beim Herausziehen des Werkzeugs nach dem Verformen des Stutzenrandbereichs einfacher aus der Verfor- mungsendposition in die Einführposition gelangt. Dadurch wird das Heraus- ziehen des Werkzeugs nach dem Verformen des Stutzenrandbereichs er- leichter. Beim Herausziehen des Werkzeugs befindet sich das Verfor- mungselement vorzugsweise wieder in der Einführposition.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Werkzeugs ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verformungselement mit einer Rampe zusam- menwirkt, die relativ zu dem Werkzeug in Richtung der Stutzenfängsachse bewegbar ist. Es wird der Zustand betrachtet, wenn das Werkzeug durch den Stutzen in den Behälterinnenraum eingeführt ist. Durch eine Bewegung der Rampe wird das Verformungseiement aus der Einführposition in die Ver- formungsendposition bewegt.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Werkzeugs ist dadurch gekennzeichnet, dass die Rampe an einem kegelstumpfartigen Bereich aus- gebildet ist, der sich nach außen. verjüngt. An dem kegelstumpfartigen Be- reich können mehrere VerFormungselemente anliegen, die sich bei einer Bewegung des kegelstumpfartigen Bereichs synchron entlang ihren Füh- rungsbahnen aus der jeweiligen Einführposition in die Verformungsendposi- tion bewegen.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Werkzeugs ist dadurch gekennzeichnet, dass der kegelstumpfartige Bereich von außen betätigbar ist. Die Betätigung kann zum Beispiel hydraulisch oder pneumatisch erfol- gen.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Werkzeugs ist dadurch gekennzeichnet, dass sich von dem kegelstumpfartigen Bereich ein Verbin- dungselement, das auch als Betätigungselement bezeichnet wird, nach au- ßen erstreckt. Es wird der Zustand betrachtet, wenn das Werkzeug durch den Stutzen in den Behälterinnenraum eingeführt ist. Bei dem Betätigungselement kann es sich zum Beispiel um eine Gewindespindel handeln. Das Verbindungselement kann auch als Anker bezeichnet werden, durch den der kegelstumpfartige Bereich aus dem Behälterinnenraum nach außen bewegt wird.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Werkzeugs ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verformungselement zur Behälteröffnung hin ei- nen im Wesentlichen balligen Bereich aufweist. Es wird der Zustand betrach- tet, wenn das Werkzeug durch den Stutzen in den Behälterinnenraum einge-

führt ist. Der ballige Bereich sorgt für eine zerstörungsfreie Verformung des Stutzenrandbereichs in radialer und/oder axialer Richtung.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Werkzeugs ist dadurch gekennzeichnet, dass der ballige Bereich mit seiner nach außen gewandten Hälfte an dem verformbaren Stutzenrandbereich zur Anlage kommt. Es wird der Zustand betrachtet, wenn das Werkzeug durch den Stutzen in den Be- hälterinnenraum eingeführt ist. Durch den balligen Bereich des Verfor- mungselements wird der Stutzenrandbereich im Inneren des Behälters zu dem Rand der Behälteröffnung hin verformt.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Werkzeugs ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verformungselement von einer Kugel gebildet wird. Die Kugel ist vorzugsweise in einer Bohrung geführt, die sich von au- ßen in den kegelstumpfartigen Bereich erstreckt.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Werkzeugs ist dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug mehrere Verformungselemente auf- weist, die gleichmäßig beabstandet über den Umfang des Werkzeugs verteilt sind. Vorzugsweise ist das Werkzeug mit sechs Verformungselementen ausgestattet.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeich- nung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind.

Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungs- wesentlich sein. Es zeigen : Figur 1 einen Behälter mit einem eingesetzten Stutzen und einem darin angeordneten Werkzeug im Längsschnitt ; Figur 2 einen Teil des Werkzeugs aus Figur 1 im Längsschnitt ; Figur 3 eine Draufsicht auf einen in eine Behälteröffnung eingesetzten

Stutzen ; Figur 4 einen Stutzen gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel im Längsschnitt ; Figur 5 einen vergrößerten Ausschnitt V aus Figur 4 und Figur 6 den Ausschnitt aus Figur 5 nach dem Verformen.

In Figur 1 ist ein Teil eines Behälters 1 im Schnitt dargestellt. In dem Behäl- ter 1 ist eine kreisrunde Öffnung 2 ausgespart. Bei dem Behälter 1 handelt es sich um den Sammelkasten eines Wärmetauschers. In die Öffnung 2 des Behälters 1 ist ein Stutzen 5 eingesetzt, der zum Anschließen, zum Beispiel einer Kühlmittelleitung, dient.

Der Stutzen 5 umfasst einen im Wesentlichen kreiszylindermantelförmigen Grundkörper 6 mit einer Stutzenlängsachse 8. An dem dem Behälter 1 zu- gewandten Ende des Grundkörpers 6 ist ein Bund 7 ausgebildet, der radial nach außen absteht. Auf der dem Grundkörper 6 abgewandten Seite des Bunds 7 weist der Stutzen einen im Wesentlichen kreiszylindermantelförmi- gen Stutzenrandbereich 10 auf. Der Stutzenrandbereich 10 ragt in den In- nenraum des Behälters 1, der in Figur 1 mit 12 bezeichnet ist.

Der Stutzen 5 ist in Figur 1 mit dem Stutzenrandbereich 10 in die Behälter- öffnung 2 eingesetzt. Der Bund 7 befindet sich in Anlage an dem die Behäl- teröffnung 2 begrenzenden Umfangsrand des Behälters 1. Ein Werkzeug 15 ist durch den Stutzen 5 teilweise in den innenraum 12 des Behälters 1 einge- führt, um den Stutzen 5 in der Behälteröffnung 2 zu fixieren. Der Stutzen 5 wird in der Behälteröffnung 2 fixiert, um ein Lösen des Stutzens 5 oder ein Verdrehen des Stutzens 5 in der Behälteröffnung 2 zu verhindern, bevor der Stutzen 5 durch einen anschließenden Lötvorgang stoffschlüssig mit dem Behälter 1 verbunden wird.

Das Werkzeug 15 weist an seinem in den Innenraum 12 des Behälters 1 ra- genden Ende einen Werkzeugkopf 16 auf, der einen sich nach außen hin

kegelstumpfartig verjüngenden Abschnitt 17 umfasst. Von dem kegelstumpf- artigen Abschnitt 17 erstreckt sich radial nach außen ein Ansatz 18, in. dem Führungsbohrungen 21 und 22 ausgespart sind. Die Führungsbohrungen 21, 22 verlaufen, bezogen auf die Stutzenlängsachse 8, in radialer Richtung. In den Führungsbohrungen 21,22 ist jeweils eine Kugel 25,26 hin und her be- wegbar aufgenommen.

Der Werkzeugkopf 16 mit dem kegelstumpfartigen Abschnitt 17 ist relativ zu dem Ansatz 18 in Richtung der Stutzenlängsachse 8 bewegbar. Zu diesem Zweck ist an dem Werkzeugkopf 16 eine Spindel 30 befestigt, die sich von dem Werkzeugkopf nach außen erstreckt. An dem freien Ende der Spindel 30, die ein Außengewinde aufweist, ist ein Betätigungselement 32 aufge- schraubt. Wenn das Betätigungselement 32 in der entsprechenden Richtung verdreht wird, dann wird der. Werkzeugkopf 16 mit dem kegelstumpfartigen Abschnitt 17 gegen die Kugeln 25 und 26 gedrückt. Dadurch werden die Ku- geln 25 und 26 in ihren Führungsbohrungen 21 und 22 radial nach außen bewegt, um den Stutzenrandbereich 12 zu verformen. Dabei sind die Ab- messungen des kegelstumpfartigen Abschnitts 17, der Führungsbohrungen 21,22 und der Kugeln 25,26 so gewählt, dass die dem Betätigungselement 32 zugewandten Hälften der Kugeln 25,26 an dem Stutzenrandbereich 10 anliegen. Dadurch wird erreicht, dass die Abschnitte des Stutzenrandbe- reichs 10, an denen die Kugeln 25,26 anliegen, und den Stutzenrandbereich 10 zum Umfangsrand der Behälteröffnung 2 hin umgebogen werden, wenn die Kugeln 25,26 in ihren Führungsbohrungen 21,22 radial nach außen be- wegt werden.

Wenn der Werkzeugkopf 16 in Figur 1 etwas weiter in den Innenraum 12 des Behälters 1 hinein bewegt wird, dann können sich die Kugeln 25,26 radial nach innen bewegen, bis sie ihre Einführposition erreicht haben. In dieser Einführposition sind die Kugeln 25,26 vollständig in den Führungsbohrungen 21,22 aufgenommen, so dass kein Teil der Kugeln 25, 26 radial außen aus den Führungsbohrungen 21,22 herausragt. in diesem Zustand kann das Werkzeug 15 durch den Stutzen in den Behälterinnenraum 12 eingeführt und aus dem Behälterinnenraum 12 ausgeführt werden.

In Figur 2 ist der Ansatz 18, der auch als Werkzeugkopfführungselement be- zeichnet werden kann, in Alleinstellung im Längsschnitt dargestellt. An ei- nem Ende des Werkzeugkopfführungselements 18 ist eine Ausnehmung 40 ausgespart. Die Ausnehmung 40 ist komplementär zu dem kegelstumpfarti- gen Abschnitt (17 in Figur 1) ausgebildet. Von der Ausnehmung 40 erstre- cken sich zwei Führungsbohrungen 41,42 nach außen. Die Führungsboh- rungen 41,42 verlaufen aber nicht, wie in Figur 1, senkrecht zu der Stutzen- längsachse 8, die der Längsachse des Werkzeugs 15 entspricht, sondern sind schräg zu der Werkzeuglängsachse 8 geneigt. Außerdem ist in dem Werkzeugkopfführungselement 18 eine zentrale Durchgangsbohrung 44 zur Aufnahme der Spindel (30 in Figur 1) vorgesehen.

In Figur 3 ist eine Draufsicht auf einen Stutzen 5 dargestellt, der in einer Öff- nung 2 eines Behälters 1 fixiert ist. Durch Kreise 51 bis 56 sind sechs Kugeln eines (ansonsten nicht dargestellten) Werkzeugs angedeutet. Die Kugeln 51 bis 56 befinden sich in ihrer so genannten Einführposition. Bei 58 ist gestri- chelt die Verformungsendposition der Kugel 54 angedeutet. Wenn die Ku- geln 51 bis 56 aus ihren Einführpositionen in ihre Verformungsendpositionen bewegt werden, werden formschiüssige Verbindungen 61 bis 66 zwischen dem Stutzenrandbereich 10 und dem Rand der Behälteröffnung 2 ausgebil- det, an dem der Stutzenrandbereich 10 des Stutzens 5 anliegt. Die Form- schiussbereiche 61 bis 66 haben die Gestalt von Kugelabschnitten, deren Innenradien den Außenradien der Kugeln 51 bis 56 entsprechen.

Die gehärteten Kugeln 51 bis 56 werden in dem Werkzeug über den kegel- stumpfartigen Bereich des Werkzeugskopfs entlang den Führungsbohrungen nach außen gedrückt. Die Prägung des Stutzenrandbereichs erfolgt unter- halb des größten Durchmessers der Kugeln Dadurch wird der Stutzen 5 in axialer Richtung an den Behälter gezogen. Die Kugeln prägen den Stutzen- randbereich nach außen und führen zu einer formschlüssigen Verbindung zwischen Behälter und Stutzen. Die Stutzenmontage kann, zum Beispiel mit einem einfachen Handwerkzeug, nur noch von einer Seite, nämlich von au- ßen, erfolgen.

In den Figuren 4 bis 6 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei dem vorzugsweise der komplette Stutzenrandbereich umgeformt wird. Es ist aber'auch möglich, dass der verformbare Stutzenrandbereich nur teilwei- se verformt wird. Das in den Figuren 4 bis 6 dargestellte Ausführungsbeispiel hat den Vorteil, dass ein einfacher Dorn verwendet werden kann, um den verformbaren Stutzenrandbereich zu verformen.

In Figur 4 ist ein Stutzen 85 dargestellt, der einen im Wesentlichen kreiszy- lindermantelförmigen Grundkörper 86 mit einer Stutzenlängsachse 88 um- fasst. An einem Ende des Grundkörpers 86 ist ein Bund 87 ausgebildet, der radial nach außen absteht. Zwischen dem Grundkörper 86 und dem Bund 87 weist der Stutzen 85 einen sich zu dem Bund 87 hin konisch erweiternden Bereich 89 auf. Auf der dem Grundkörper 86 abgewandten Seite des Bun- des 87 weist der Stutzen 85 einen Stutzenrandbereich 90 auf. Der Stutzen- randbereich 90 ragt im eingebauten Zustand in den Innenraum eines (in Fi- gur 4 nicht dargestellten) Behälters.

Der Stutzenrandbereich 90 weist einen im Wesentlichen hülsenförmigen be- ziehungsweise kreiszylindermantelförmigen Abschnitt 92 auf, der sich von dem inneren Umfang des Bundes 87 in Richtung der Stutzenlängsachse 88 erstreckt. Radial innen ist zwischen dem hülsenförmigen Abschnitt 92 und dem Bund 87 eine umlaufende Vertiefung 94 ausgebildet. Der Stutzenrand- bereich weist, im Schnitt betrachtet, an seinem freien Ende einen Vorsprung 96 auf, der radial nach innen vorsteht. Zwischen dem hülsenförmigen Ab- schnitt 92 und dem Vorsprung 96 ist an dem Stutzenrandbereich 90 eine umlaufende Schräge 98 ausgebildet. Die umlaufende Schräge 98 verläuft in einem Winkel 100 von 45 Grad zur Stutzenlängsachse 88. Radial nach au- ßen weist der Vorsprung 96 eine Außenfläche 99 auf, die sich parallel zur Stutzenlängsachse 88 erstreckt. In Figur 5 ist der Stutzenrandbereich 90 gezeigt, wie er vor dem Verformen aussieht.

In Figur 6 ist der Stutzenrandbereich 90 nach dem Verformen dargestellt. In Figur 6 ist durch 104 ein Teil eines Behälters angedeutet, der eine Öffnung 105 aufweist. Herstellungsbedingt ist an der Öffnung 105 Grat 106 ausgebil- det, der im montierten Zustand des Stutzens 85 in der Vertiefung 94 ange-

ordnet ist. In Figur 6 sieht man, dass die Schräge 98 an dem Stutzenrandbe- reich 90 nach dem Verformen, im Schnitt betrachtet, in einer Linie mit der innenffäche des hülsenförmigen Abschnitts 92 angeordnet ist. Die Außenflä- che 99 des Vorsprungs 96 erstreckt sich nach dem Verformen nach außen.

Dadurch wird erreicht, dass der Stutzenrandbereich 90 die Öffnung 105 des Behälters 104 umgreift.