DE10062205A1 - Querstromkühler - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Querstromkühler für Kraftfahrzeuge, bestehend aus horizontal angeordneten Rohren (20) mit dazwischen befindlichen Rippen (21), wobei die Rohre (20) an beiden Enden in Sammelkästen (1; 2) münden; an einem der Längs- und Querwände aufweisenden Sammelkästen (1) ist parallel dazu ein ebenfalls Längs- und Querwände aufweisendes Ausdehnungsgefäß (3) angeordnet, wobei eine an einer Längswand ausgeformte Entgasungsleitung (8) vorgesehen ist, die mit dem Ausdehnungsgefäß (3) und dem Sammelkasten (1) in Strömungsverbindung ist, um Gaseinschlüsse in der Kühlflüssigkeit aus dem Sammelkasten (1) in das Ausdehnungsgefäß (3) zu führen. DOLLAR A Eine kompakte Gestalt des Sammelkastens mit dem Ausdehnungsgefäß und weniger Einzelteile werden erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Sammelkasten (1) und das Ausdehnungsgefäß (3) aus zwei in Richtung ihrer Längsachsen (5) angeordneten und fügetechnisch verbundenen Teilen gebildet ist, die mittels einer gemeinsamen Wand (6) voneinander getrennt sind, wobei die Entgasungsleitung (8) in der Fügenaht (7) angeordnet ist. Außerdem kann neben der Entgasungsleitung eine zusätzliche Leitung (4) vorgesehen werden, die ebenfalls in der Ebene (13) der Fügenaht (7) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Querstromkühler für Kraftfahrzeuge, bestehend aus horizontal angeordneten Rohren mit dazwischen befindlichen Rippen, wobei die Rohre an beiden Enden in Sammelkästen münden; an einem der Längs- und Querwände aufweisenden Sammelkästen ist parallel dazu ein ebenfalls Längs- und Querwände aufweisendes Ausdehnungsgefäß angeordnet, wobei eine an einer Längswand ausgeformte Entgasungsleitung vorgesehen ist, die mit dem Ausdehnungsgefäß und dem Sammelkasten in Strömungsverbindung ist, um Gaseinschlüsse in der Kühlflüssigkeit von dem Sammelkasten in das Ausdehnungsgefäß zu führen.

Der beschriebene Querstromkühler ist aus der DE 33 41 390 A1 bekannt. Bei dem bekannten Querstromkühler bestehen das Ausdehnungsgefäß und der Sammelkasten aus einem einzigen mittels Spritzgußtechnik hergestellten Teil aus Kunststoff. Zwischen dem Ausdehnungsgefäß und dem Sammelkasten befindet sich eine ausgeformte Verbindungsleitung, die die Entgasungsleitung mit dem Ausdehnungsgefäß verbindet. Das Ausdehnungsgefäß und der Sammelkasten besitzen einen geringen Abstand zueinander, der möglicherweise aufgrund des speziellen Herstellungsverfahrens erforderlich ist, so daß diese Bauweise nicht als besonders kompakt angesehen werden kann. Ähnliche Nachteile besitzt auch der Querstromkühler, der aus der DE 34 46 007 C2 bekannt ist und im übrigen ebenfalls dem Oberbegriff entspricht. Ferner ist bei bestimmten Ausführungen, in Abhängigkeit vom gesamten Kühlsystem des Kraftfahrzeuges, noch eine zweite Leitung erforderlich, um einen Druckimpuls zum Ventildeckel am Ausdehnungsgefäß zu geben, wodurch die Effizienz des Kühlsystems positiv beeinflußt wird. Wie bei dem bekannten Querstromkühler diese zweite Leitung angeordnet werden kann, wurde dort nicht erwähnt. Gewöhnlich werden aus Metall bestehende Leitungen nachträglich eingesetzt, die beispielsweise an angespritzten Haltern befestigt werden können. Ein solcher Vorschlag kann der DE 41 06 297 C2 entnommen werden, der im übrigen ebenfalls einen Sammelkasten und ein Ausdehnungsgefäß beschreibt, die aus einem einzigen Stück hergestellt sind. Aus Metall bestehende Leitungen erfordern entsprechenden Aufwand bei der Entsorgung, weil die Trennung und Sortierung der Materialien erforderlich ist. Die Montage kann ebenfalls als relativ aufwendig angesehen werden, weil die Leitungen zusätzliche Einzelteile darstellen, die bereitgestellt und natürlich montiert werden müssen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, bei dem Querstromkühler eine äußerst kompakte Gestaltung seines Sammelkastens mit dem Ausdehnungsgefäß zu erzielen oder zu bewahren und dabei die Zahl der Einzelteile zu reduzieren. Die erfindungsgemäße Lösung sieht vor, daß der Sammelkasten und das Ausdehnungsgefäß aus zwei in Richtung ihrer Längsachsen angeordneten und fügetechnisch verbundenen Teilen gebildet ist, die mittels einer gemeinsamen Wand voneinander getrennt sind, wobei die Entgasungsleitung in der Fügenaht angeordnet ist.

Eine unabhängige, nebengeordnete Lösung sieht erfindungsgemäß vor, daß der Sammelkasten und das Ausdehnungsgefäß aus zwei in Richtung ihrer Längsachsen angeordneten und fügetechnisch verbundenen Teilen gebildet ist, die mittels einer gemeinsamen Wand voneinander getrennt sind, wobei die Entgasungsleitung und mindestens eine zusätzliche Leitung in der Fügenaht angeordnet sind, wobei auch die zusätzliche Leitung mit dem Sammelkasten und dem Ausdehnungsgefäß in Verbindung steht.

Dadurch wird sichergestellt, daß separate, z. B. nachträglich einzusetzende Leitungen entfallen können. Die unmittelbare fügetechnische Verbindung, vorzugsweise eine Schweiß- oder Klebeverbindung, zwischen dem Sammelkasten und dem Ausdehnungsgefäß gewährleistet eine sehr kompakte Gestalt, weil kein raumbeanspruchender, ungenutzter Abstand zwischen dem Sammelkasten und dem Ausdehnungsgefäß vorhanden ist. Da die Leitungen in der Fügenaht zwischen dem Sammelkasten und dem Ausdehnungsgefäß ausgebildet sind - also ein Teil der Fügenaht sind - können sie bei der Herstellung der Sammelkästen und der Ausgleichsbehälter gleich derart mit ausgebildet werden, daß sie sich beim Zusammenfügen derselben ergeben. Somit sind für den Fall, daß sowohl die Sammelkästen als auch das Ausdehnungsgefäß aus Kunststoff bestehen, keine Leitungen aus Metall erforderlich, wodurch die Entsorgung verbessert wird. Dieses erfindungsgemäße Merkmal schafft ferner auch die Voraussetzung dafür, daß der Sammelkasten und das Ausdehnungsgefäß mittels Spritzgußtechnik einfach herstellbar, insbesondere aus dem Werkzeug entformbar sind.

Das Ausdehnungsgefäß und die Sammelkästen sind vorzugsweise aus Kunststoff oder auch aus Aluminium geformt und mittels an sich bekannter Fügeverfahren in der Fügenaht verbunden. Vorzugsweise sind sie miteinander verschweißt oder verklebt.

Weitere ausgestaltende oder im Zweifel wesentliche Merkmale sind in den abhängigen Patentansprüchen 3 bis 9 enthalten.

Ferner ergeben sich weitere Merkmale und Wirkungen aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnungen.

Die Figuren zeigen:

Fig. 1 schematische Gesamtansicht des Querstromkühlers;

Fig. 2 schematischer Querschnitt durch den Sammelkasten und das Ausdehnungsgefäß der Fig. 1;

Fig. 3 perspektivische Skizze einer anderen Ausführung;

Fig. 4 perspektivischer Ausschnitt in CAD-Darstellung einer weiteren Ausführung;

Fig. 5 und Fig. 6 CAD-Darstellung einer nächsten Ausführung;

Der Querstromkühler besteht in an sich bekannter und deshalb nicht im Detail zu beschreibender Weise aus horizontalen Rohren 20, die Flachrohre sind, und aus dazwischen angeordneten Rippen 21. Die Rohre 20 verbinden die beiden Sammelkästen 1 und 2, so daß durch sie hindurch die Kühlflüssigkeit des Kraftfahrzeuges strömen kann, um mittels Kühlluft, die senkrecht zur Bildebene der Fig. 1 durch die Rippen 21 strömt, gekühlt zu werden. Die Rohre 20 münden in Rohrböden 23, und zwar in nicht gezeigten, dort vorhandenen Öffnungen, in denen sie beispielsweise mittels Löten dicht verbunden sind. Die Sammelkästen 1; 2 sind mit ihrer Umrandung 32 am Rand der Rohrböden 23 mechanisch verbunden, wobei dazwischen eine Dichtung angeordnet ist. (nicht gezeigt)

Sind die Sammelkästen 1; 2 und das Ausdehnungsgefäß 3 als Druckgußerzeugnisse aus Aluminium geformt, kann selbstverständlich von der beschriebenen mechanischen Verbindung zwischen dem Rohrboden 23 und dem Sammelkasten 1 zu einer Lötverbindung übergegangen werden.

Die Kühlflüssigkeit strömt am Sammelkasten 1 über den Einlaßstutzen 25 aus dem nicht gezeigten Kühlkreislauf in den Kühler hinein und am Auslaßstutzen 24 des Sammelkastens 2 wieder zurück in den Kreislauf. Mit dem Sammelkasten 1 ist ein Ausdehnungsgefäß 3 verbunden, und zwar an der Fügenaht 7, die im Ausführungsbeispiel in einer Ebene 13 verläuft, mittels Schweißen zusammengefügt. Die Sammelkästen 1; 2 und das Ausdehnungsgefäß 3 bestehen hier aus Kunststoff. Sie sind so geformt, daß ihre Herstellung problemlos mittels der Spritzgußtechnik möglich ist. Als ein geeignetes Verfahren der Fügetechnik kommt auch eine Klebeverbindung in Betracht, insbesondere wenn, wie in diesen Ausführungsbeispielen dargestellt, die Sammelkästen 1; 2 und das Ausdehnungsgefäß 3 aus Kunststoff sind. Natürlich sind auch lösbare Verbindungen, die Dichtungen aufweisen, nicht völlig ausgeschlossen. In der Ebene 13 der Fügenaht 7 befindet sich die Entgasungsleitung 8 und eine zusätzliche Leitung 4. Beide Leitungen 4; 8 verbinden den Sammelkasten 1 strömungstechnisch mit dem Ausdehnungsgefäß 3, die ansonsten mittels der gemeinsamen Wand 6 voneinander getrennt sind. Und zwar ist die Entgasungsleitung 8 deutlich unterhalb des Niveaus (Pfeil) der Kühlflüssigkeit im Ausdehnungsgefäß 3 mittels einer Bohrung 35 mit dem Sammelkasten 1 verbunden, während die zusätzliche Leitung 4 eine Verbindungsbohrung 36, oben, zum Ventildeckelanschluß 27 aufweist. (Fig. 3) Da die Fig. 1 lediglich eine relativ abstrakte Darstellung ist, muß bezüglich des erwähnten wesentlichen Merkmals der Anordnung der Leitungen 4; 8 in der Fügenaht 7 auf die Fig. 2 verwiesen werden. Die Leitungen 4 und 8 haben einen rechteckigen Querschnitt, wie die Fig. 2 zeigt. In der Ebene 13 der Fügenaht 7 befindet sich ein Teil dieser in unmittelbarer Nachbarschaft angeordneten Leitungen 4 und 8, und zwar der Abschluß oder die Deckwand 31 der Leitungen 4 und 8, während der andere Teil der Leitungen als U-förmige Rinne 30 an einer Längswand angeordnet ist, die in Fig. 2 gleichzeitig die gemeinsame Wand 6 ist.

Die Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform in einer detaillierteren Art als in den Fig. 1 und 2. Die Entgasungsleitung 8 ist dort zum Teil in der verlängerten Längswand 11 des Sammelkastens 1 ausgebildet. Der andere Teil des Entgasungsleitung 8 befindet sich in der Längswand 15 des Ausdehnungsgefäßes 3. Beide Teile haben einen U-förmigen Querschnitt, so daß sie nach der Verbindung durch Schweißen einen etwa rechteckigen Querschnitt erhalten, wobei es auf den rechteckigen Querschnitt nicht besonders ankommt, denn beide Teile könnten beispielsweise auch halbrund sein, so daß sich ein etwa runder Querschnitt der Leitungen 4; 8 ergibt. Die Entgasungsleitung 8 ist am unteren Ende mittels einer Bohrung 35 mit dem Sammelkasten 1 strömungstechnisch verbunden. Am oberen Ende mündet die Entgasungsleitung 8 mit einer Bohrung 28 in den Sammelkasten 1. Die zusätzliche Leitung 4 ist, im Unterschied zur zuvor beschriebenen Ausführung, an der anderen, gegenüberliegenden verlängerten Längswand 10 des Sammelkastens 1 und auch in der entsprechenden Längswand 9 des Ausdehnungsgefäßes 3 angeordnet worden. Die strömungstechnische Verbindung zum Sammelkasten 1 ist hier mittels der Bohrung 26 am unteren Ende der Leitung 4 und oben über 36 zum Sockel 27 des Ventildeckels vorgesehen. Der hier nicht dargestellte Ventildeckel ist in bekannter Weise mit einer Sicherheitsfunktion ausgestattet, um den Auswurf der Kühlflüssigkeit zu verhindern. Dazu hat die zusätzliche Leitung 4 des Ausführungsbeispiels folgende Funktion: Im Fahrbetrieb wird mittels der zusätzlichen Leitung 4 die Zuhaltekraft des Ventildeckels, bzw. der Druck im Ausdehnungsgefäß 3 etwas reduziert, um das Kühlsystem zu entlasten. Beim Abstellen des Motors findet eine Nachheizung der Kühlflüssigkeit statt, weil keine Kühlluft mehr durch den Kühler strömt und die gespeicherte Wärme nicht abgeführt wird. In dieser Situation sorgt die zusätzliche Leitung 4 dafür, daß die Zuhaltekraft wieder auf den ursprünglichen Wert ansteigt, wobei der Ventildeckel seine Dichtfunktion erfüllt. Beide Leitungen 4, 8 sind, sofern die Längswände 10 und 11 parallel zueinander verlaufen, ebenfalls parallel zueinander angeordnet. In anderen nicht gezeigten Ausführungen kann selbstverständlich von der Parallelität auch abgewichen werden, sofern die Funktion der Leitungen 4, 8 erfüllt wird. Ein weiterer zur erwähnender Unterschied dieser Ausführung besteht darin, daß sich das Ausdehnungsgefäß 3 mit seiner Längsachse 5 nur über einen Teil der Länge des Sammelkastens 1 erstreckt. Hierbei handelt es sich jedoch um eine in das Belieben des Fachmanns gestellte Maßnahme, die er in Abhängigkeit von dem geforderten Rauminhalt des Ausdehnungsgefäßes 3 oder von vorhandenen Einbaurestriktionen des Querstromkühlers in das Kraftfahrzeug treffen kann.

Die Fig. 4 ist eine aufgeschnittene Darstellung einer Ausführungsart, in der lediglich die zusätzliche Leitung 4 vorhanden ist, die zwischen der Längswand 9 des Ausdehnungsgefäßes 3 und der verlängerten Längswand 10 des Sammelkastens 1 ausgebildet ist. In der überall mit 7 bezeichneten Fügenaht erfolgt die Verbindung mittels Schweißen. Es gibt Ausführungen für andere Kühlsysteme, die keine zusätzliche Leitung 4 benötigen. Es versteht sich deshalb vollkommen, daß, wenn lediglich eine Leitung vorhanden ist, es sich dabei um die Entgasungsleitung 8 handelt, die bei allen Ausführungen erforderlich ist.

Die Fig. 5 zeigt das Ausdehnungsgefäß 3 einer weiteren Ausführungsart, bei der beide Leitungen 4 und 8 parallel zueinander an einer Längswand 15 des Ausdehnungsgefäßes 3 angeordnet sind. Mit 7 wurde die gesamte Fügenaht bezeichnet in deren Ebene 13 die Schweißverbindung vorgenommen wird.

Die Fig. 6 stellt die Verbindung zwischen Ausdehnungsgefäß 3 und Sammelkasten 1 bei dieser Ausführungsart im Querschnitt dar. Wie daraus zu sehen ist, sind Teile beider Leitungen 4; 8 lediglich an der Längswand 10 des Sammelkastens 1 ausgebildet, so daß sie vollständige Leitungen 4; 8 beim Zusammenfügen und Schweißen des Ausdehnungsgefäßes 3 mit dem Sammelkasten 1 ergeben. Die verlängerten Längs- und Querwände des Sammelkastens 1 und die Längs- und Querwände des Ausdehnungsgefäßes 3 wurden mit einem umlaufenden Randflansch 33 ausgestattet. Damit läßt sich die Schweißverbindung vereinfachen. Der Ausgleichsbehälter 3 besitzt außerdem einen Rücklaufstutzen 34, der auch dazu dient, den Kühler und das System zu entlüften.

Claims (9)

1. Querstromkühler für Kraftfahrzeuge, bestehend aus horizontal angeordneten Rohren (20) mit dazwischen befindlichen Rippen (21), wobei die Rohre (20) an beiden Enden in Sammelkästen (1; 2) münden; an einem der Längs- und Querwände aufweisenden Sammelkästen (1) ist parallel dazu ein ebenfalls Längs- und Querwände aufweisendes Ausdehnungsgefäß (3) angeordnet, wobei eine an einer Längswand ausgeformte Entgasungsleitung (8) vorgesehen ist, die mit dem Ausdehnungsgefäß (3) und dem Sammelkasten (1) in Strömungsverbindung ist, um Gaseinschlüsse in der Kühlflüssigkeit aus dem Sammelkasten (1) in das Ausdehnungsgefäß (3) zu führen, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelkasten (1) und das Ausdehnungsgefäß (3) aus zwei in Richtung ihrer Längsachsen (5) angeordneten und fügetechnisch verbundenen Teilen gebildet ist, die mittels einer gemeinsamen Wand (6) voneinander getrennt sind, wobei die Entgasungsleitung (8) in der Fügenaht (7) angeordnet ist.

2. Querstromkühler für Kraftfahrzeuge, bestehend aus horizontal angeordneten Rohren mit dazwischen befindlichen Rippen, wobei die Rohre an beiden Enden in Sammelkästen (1; 2) münden; an einem der Längs- und Querwände aufweisenden Sammelkästen (1) ist parallel dazu ein ebenfalls Längs- und Querwände aufweisendes Ausdehnungsgefäß (3) angeordnet, wobei eine an einer Längswand ausgeformte Entgasungsleitung (8) vorgesehen ist, die mit dem Ausdehnungsgefäß (3) und dem Sammelkasten (11) in Strömungsverbindung ist, um Gaseinschlüsse in der Kühlflüssigkeit aus dem Sammelkasten (1) in das Ausdehnungsgefäß (3) zu führen, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelkasten (1) und das Ausdehnungsgefäß (3) aus zwei in Richtung ihrer Längsachsen (5) angeordneten und fügetechnisch verbundenen Teilen gebildet ist, die mittels einer gemeinsamen Wand (6) voneinander getrennt sind, wobei die Entgasungsleitung (8) und mindestens eine zusätzliche Leitung (4) in der Fügenaht (7) angeordnet sind, wobei auch die zusätzliche Leitung (4) mit dem Sammelkasten (1) und dem Ausdehnungsgefäß (3) in Verbindung steht.

3. Querstromkühler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Entgasungsleitung (8) und/oder die zusätzliche Leitung (4) an der Längswand (9) des Ausdehnungsgefäßes (3) und an der korrespondierenden Längswand (10) des Sammelkastens (1) ausgebildet ist/sind.

4. Querstromkühler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Entgasungsleitung (8) an der einen Längswand (15) des Ausdehnungsgefäßes (3) und an der korrespondierenden Längswand (11) des Sammelkastens (1) ausgebildet ist und die zusätzliche Leitung (4) an der anderen, gegenüberliegenden Längswand (10) des Sammelkastens (1) und des Ausdehnungsgefäßes (3) vorgesehen ist.

5. Querstromkühler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Entgasungsleitung (8) und/oder die zusätzliche Leitung (4) teilweise an der gemeinsamen Wand (6) angeordnet sind, die eine Längswand ist.

6. Querstromkühler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Entgasungsleitung (4) und die zusätzliche Leitung (8) vorzugsweise im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind.

7. Querstromkühler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen (4; 8) vorzugsweise quadratischen, rechteckigen oder runden Querschnitt aufweisen und die Fügenaht (7) entweder quer durch diesen Querschnitt angeordnet ist, wobei in beiden korrespondierenden Längswänden (9; 10) jeweils eine Rinne (30) vorgesehen ist, oder daß die Fügenaht (7) so angeordnet ist, daß in einer Längswand (9; 6) eine Rinne (30) vorgesehen ist, die von einer in der korrespondierenden Längswand (10) angeordneten Deckwand (31) abgeschlossen ist.

8. Querstromkühler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausdehnungsgefäß (3) und die Sammelkästen (1) vorzugsweise aus Kunststoff oder aus Aluminium geformt und mittels an sich bekannter Fügeverfahren in der Fügenaht (7) verbunden, vorzugsweise miteinander verschweißt oder verklebt sind.

9. Querstromkühler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelkasten (1) mit den, einen Teil der Leitungen (4; 8) aufweisenden Längswänden (10; 11) und mit Querwänden (12) versehen ist, die sich bis über das Niveau der gemeinsamen Wand (6) erstrecken und in einer die Fügenaht (7) bildenden Ebene (13) enden, in der sie mit den korrespondierenden, den anderen Teil der Leitungen (4; 8) aufweisenden Längswänden (9; 15) und den Querwänden (14) des Ausdehnungsgefäßes (3), einschließlich der Leitungen (4; 8), verschweißt sind.