DE102004036022A1

DE102004036022A1 - Sammelkasten für einen mehrreihigen Wärmetauscher

Info

Publication number: DE102004036022A1
Application number: DE102004036022A
Authority: DE
Inventors: Jörg BERGMILLER; Thomas Seeger
Original assignee: Behr Industrieanlagen GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr Industry GmbH and Co KG
Priority date: 2004-07-23
Filing date: 2004-07-23
Publication date: 2006-02-16
Also published as: EP1774243A1; WO2006010581A1; US7832463B2; US20070277956A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Sammelkasten (1), insbesondere für einen Wärmetauscher (1) einer Kraftfahrzeug-Kühlanlage, mit einem Kastenelement (3), bestehend aus mindestens zwei einstückig miteinander ausgebildeten und Fluid aufnehmenden Sammelbereichen (4), die nach außen mit einem Dichtelement abgedichtet sind, und einem diese Sammelbereiche (4) des Kastenelements (3) verschließenden Boden (5; 65; 75), wobei zwischen zwei benachbarten Sammelbereichen (4) eine Dichtungsanordnung (6) zwischen dem Kastenelement (3) und dem Boden (5; 65; 75) vorgesehen ist, wobei die Dichtungsanordnung (6) genau ein Dichtelement (7; 67; 77) umfasst, welches neben der Abdichtung zwischen den beiden Sammelbereichen (4) auch der Abdichtung nach außen dient. Dabei ist das Dichtelement (7; 67; 77) bevorzugt im Sammelkasten (2; 62; 72) in einer Ebene angeordnet, insbesondere in einer durchgehenden Rinne (8; 68; 78).

Description

Die Erfindung betrifft einen Sammelkasten für einen mehrreihigen Wärmetauscher gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Herkömmliche Sammelkästen für mehrreihige Kühler, insbesondere für Kraftfahrzeug-Kühlanlagen, bestehend aus einem Kastenelement mit mindestens zwei einstückig miteinander ausgebildeten und Fluid aufnehmenden Bereichen, im Folgenden als Sammelbereiche bezeichnet, und einem im Wesentlichen eben ausgebildeten, diese Sammelbereiche verschließenden Boden, weisen zur Vermeidung einer Leckage nach außen ein Dichtelement, insbesondere mit rundem oder ovalem Querschnitt, auf, welches insbesondere in eine Sicke eingelegt und durch einen umlaufenden Rand des Kastenelements zusammengepresst ist. Ferner treten ohne das Vorsehen von Dichtelementen Leckageprobleme zwischen den einzelnen benachbarten Sammelbereichen der Sammelkästen auf. Eine Leckage ist jedoch insbesondere bei im Sammelkasten benachbart angeordneten unterschiedlichen Kreisläufen, die gegebenenfalls mit unterschiedlichen Medien oder Temperaturen arbeiten, unerwünscht. Um eine Leckage zwischen den einzelnen Sammelbereichen der Sammelkästen zu vermeiden, sind weitere Dichtelemente vorgesehen. Eine derartige Anordnung ist jedoch relativ aufwändig.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Sammelkasten für einen mehrreihigen Wärmetauscher zur Verfügung zu stellen. Dieser sollte bevorzugt auch kostengünstig herstellbar sein.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Sammelkasten mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Erfindungsgemäß ist ein Sammelkasten, insbesondere für einen Wärmetauscher einer Kraftfahrzeug-Kühlanlage, mit einem Kastenelement bestehend aus mindestens zwei einstückig miteinander ausgebildeten und Fluid aufnehmenden Sammelbereichen, die nach außen mit einem Dichtelement abgedichtet sind, und einem diese Sammelbereiche des Kastenelements verschließenden Boden vorgesehen, wobei zwischen zwei benachbarten Sammelbereichen ein Dichtelement zwischen dem Kastenelement und dem Boden vorgesehen ist, das einstückig mit dem Dichtelement ausgebildet ist, welches der Abdichtung nach außen dient, so dass die beiden Dichtelemente ein gemeinsames, einstückig ausgebildetes Dichtelement bilden. Dadurch, dass nur ein Dichtelement vorgesehen ist, das sowohl der inneren Abdichtung als auch der Abdichtung gegenüber der Umgebung dient, verringert sich die Anzahl der Teile und somit auch die Montagekosten. Eine Leckage zwischen zwei benachbarten Sammelbereichen, insbesondere im Bereich zwischen dem Teil des Dichtelements, welches der Abdichtung zweier benachbarter Sammelbereiche dient, und dem Bereich, welcher der Außenabdichtung dient, kann durch eine derartige Ausgestaltung der Dichtung sicher vermieden werden.

Bevorzugt ist im Boden eine Rinne ausgebildet, in die das Dichtelement eingelegt ist, und am Kastenelement eine annähernd der Breite der Rinne entsprechende Fläche vorgesehen, die zumindest teilweise am Dichtelement anliegt, so dass auf das Dichtelement eine ausreichende Druckspannung ausgeübt werden kann, ohne dasselbe zu beschädigen. Alternativ kann auch im Kastenelement eine Rinne ausgebildet sein, in die das Dichtelement eingelegt ist, und am Boden eine annähernd der Breite der Rinne entsprechende Fläche vorgesehen sein, die zumindest teilweise am Dichtelement anliegt.

Die Fläche ist bevorzugt als ein sich in Längsrichtung des Sammelkastens in Richtung des Bodens beziehungsweise des Kastenelements erstreckender Vorsprung ausgebildet. Ist das Dichtelement in die Rinne eingelegt, so ist es in einer Ebene angeordnet, das heißt die durch das Verspannen des Bodens mit dem Kastenelement entstehenden Kräfte wirken im Wesentlichen senkrecht zu dieser Ebene und Querkräfte werden vermieden.

Als Dichtelement ist bevorzugt eine Schnur- oder Flachdichtung vorgesehen. Derartige Dichtungen können kostengünstig hergestellt und eingebaut werden.

Das Dichtelement weist bevorzugt an mindestens einer Ecke, vorzugsweise an allen vier Ecken oder zumindest an zwei diagonal gegenüberliegenden Ecken, einen vorstehenden Bereich auf, welcher auch im zusammengebauten Zustand von außen sichtbar ist. Dieser vorstehende Bereich vereinfacht die Positionierung des Dichtelements und ermöglicht eine einfache visuelle Kontrolle, ob ein Dichtelement eingebaut ist oder nicht.

Vorzugsweise ist ein Zugspannungserzeugungsmittel und/oder ein entsprechend wirkendes Druckspannungserzeugungsmittel vorgesehen, welches sicherstellt, dass die zwischen dem Kastenelement und dem Boden angeordnete Dichtungsanordnung, welche bevorzugt durch eine Flach- oder Schnurdichtung gebildet ist, ausreichend dazwischen eingepresst ist und somit auch bei hohen Drücken ihre Funktion erfüllt, das heißt ein Lecken von einem Sammelbereich in den benachbarten Sammelbereich sicher verhindert.

Bevorzugt ist das Zugspannungserzeugungsmittel beziehungsweise das Druckspannungserzeugungsmittel mindestens zweiteilig, vorzugsweise dreiteilig, ausgebildet, wobei es vorzugsweise mindestens eine Gewindeverbindung zur Einstellung der auferlegten Zugspannung umfasst oder eine Clipsverbindung zum einfachen und schnellen Verbinden von Boden und Kastenelement.

Gemäß einer Ausführungsform kann ein Teil des Zugspannungserzeugungsmittels fest mit dem Boden oder dem Kastenelement verbunden sein und das Kastenelement beziehungsweise den Boden im Bereich einer Öffnung durchdringen, wobei es zumindest in einem Teil des nach außen ragenden Bereichs ein Gewinde aufweist, auf das von außen als zweites Teil des Zugspannungserzeugungsmittels eine mit einem hiermit zusammenwirkenden Gewinde versehenes Element, insbesondere eine Mutter, aufgeschraubt ist. Dabei ist zur Vereinfachung der Herstellung der Teil des Zugspannungserzeugungsmittels, der fest mit dem Boden oder dem Kastenelement verbunden ist, leistenartig ausgebildet und weist eine Mehrzahl von Öffnungen auf, in welchen Schrauben oder Gewindebolzen verdrehsicher befestigt sind.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann ein Teil des Zugspannungserzeugungsmittels fest mit dem Boden oder dem Kastenelement verbunden sein, welches ein Innengewinde aufweist und das Kastenelement beziehungsweise der Boden eine Öffnung aufweist, die von einem mit einem Außengewinde versehenen Element durchdrungen ist, welches in das Innengewinde eingeschraubt ist. Auch in diesem Fall ist vorzugsweise der Teil des Zugspannungserzeugungsmittels, der fest mit dem Boden oder dem Kastenelement verbunden ist, leistenartig ausgebildet und weist eine Mehrzahl von Öffnungen mit einem Innengewinde auf.

Das Zugspannungserzeugungsmittel, das bei entsprechender Ausgestaltung auch in einem Randbereich eines Sammelbereichs angeordnet sein kann, weist zwecks Abdichtung gegenüber der Umgebung mindestens ein Dichtelement auf.

Im Falle einer Ausgestaltung des Zugspannungserzeugungsmittels als Clipsverbindung, vorzugsweise als Mehrzahl von in einer Reihe angeordneten Clipsverbindungen, ist bevorzugt am Kastenelement oder am Boden mindestens ein Federarm ausgebildet oder vorgesehen, insbesondere eingespritzt in das Teil, das in eine Öffnung am Boden beziehungsweise am Kastenelement eingreift. Dies ermöglicht eine einfache und sehr schnelle Montage. Die Mehrzahl von Öffnungen weisen bevorzugt eine kreis- oder langlochförmige Gestalt auf.

Ist das Zugspannungserzeugungsmittel oder das Druckspannungserzeugungsmittel mittig zwischen zwei Sammelbereichen angeordnet, so ist bevorzugt beiderseits desselben je eine Dichtungsanordnung vorgesehen.

Der Sammelkasten wird vorzugsweise in einem Wärmetauscher, insbesondere Kühler, einer Kraftfahrzeug-Kühlanlage verwendet.

Es ist selbstverständlich, dass sich die Erfindung nicht nur auf Kunststoff-Sammelkästen, sondern auch auf Sammelkästen aus anderen Materialien, wie insbesondere Aluminium, bezieht. Durch das Vorsehen eines erfindungsgemäßen Zugspannungserzeugungsmittels oder Druckspannungserzeugungsmittels können Kunststoff- oder Metall-Sammelkästen beispielsweise mit einer leicht verringerten Wandstärke ausgebildet sein oder für höhere Drücke verwendet werden können. In diesem Fall kann an Stelle eines Verbindens mittels Klebens insbesondere auch eine Löt- oder gegebenenfalls Schweißverbindung vorgesehen sein. Die gewählte Verbindung ist abhängig von den zu verbindenden Materialien, den zu erwartenden Belastungen, insbesondere den zu erwartenden Temperaturen und Spannungen, und den Kosten für die Verbindung.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung im Einzelnen erläutert. In der Zeichnung zeigen:
1 einen Schnitt quer durch einen Sammelkasten gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
2 einen Schnitt quer durch einen Sammelkasten gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel,
3 einen Schnitt quer durch einen Sammelkasten gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel,
4 einen Schnitt quer durch einen Sammelkasten gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel,
5 einen Schnitt quer durch einen Sammelkasten gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel,
6a einen Schnitt quer durch einen Sammelkasten gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel,
6b eine Draufsicht auf einen Teil des Bodens des Sammelkastens von 6a,
7a einen Schnitt quer durch einen Sammelkasten gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel,
7b eine Draufsicht auf einen Teil des Bodens des Sammelkastens von 7a,
8 eine Ansicht eines Kühlers mit zwei Sammelkästen,
9 eine Seitenansicht des Kühlers von 8,
10 eine Draufsicht auf den Kühler von 8,
11 eine Draufsicht auf einen Boden, wie er beim achten Ausführungsbeispiel verwendet wird,
12 einen Schnitt durch den Boden von 11,
13 einen Schnitt quer durch einen Sammelkasten gemäß dem achten Ausführungsbeispiel,
14 eine Draufsicht auf das Dichtelement gemäß dem achten Ausführungsbeispiel,
15 einen Schnitt durch das Dichtelement von 14,
16 einen Schnitt quer durch einen Sammelkasten gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel, wobei eine Umlenkung vorgesehen ist,
17 eine Draufsicht auf das Dichtelement gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel,
18 einen Schnitt entlang der Linie A-A durch das Dichtelement von 17,
19 einen Schnitt entlang der Linie B-B durch das Dichtelement von 17, und
20 einen Schnitt entlang der Linie C-C durch das Dichtelement von 17.
Eine Kraftfahrzeug-Kühlanlage weist als einen Wärmetauscher 1 einen zweireihigen Kühler mit zwei seitlich angeordneten Sammelkästen 2 und dazwischen verlaufenden Flachrohren (schematisch in der Zeichnung durch Rechtecke angedeutet) und Wellrippen auf, wie er in den 8 bis 10 dargestellt ist. Hierbei sind die einzelnen Reihen des Wärmetauschers 1 Teil unterschiedlicher Kreisläufe, so dass sich die in ihnen befindlichen Medien zumindest in ihren Betriebszuständen unterscheiden, weshalb sichergestellt sein muss, dass keine Leckage zwischen den Kreisläufen in den Sammelkästen 2 erfolgt.
Jeder Sammelkasten 2 besteht aus einem Kastenelement 3 mit zwei einstückig miteinander ausgebildeten und je ein Medium aufnehmenden Sammelbereichen 4 und einem im Wesentlichen eben ausgebildeten, diese Sammelbereiche 4 verschließenden Boden 5. Im Boden 5 sind in zwei Reihen eine Mehrzahl von Öffnungen ausgebildet, welche in ihrem Querschnitt im Wesentlichen dem Querschnitt der Flachrohre entsprechen, welche durch sie leicht in den Sammelbereich 4 ragen.
Zum Vermeiden einer Leckage der Sammelbereiche 4 nach außen, das heißt an die Umgebung, sind die äußeren Ränder des Bodens 5 auf an sich bekannte Weise entsprechend der Zeichnung ausgebildet, wobei ein leicht elastisches Dichtelement zwischen den verstärkt ausgebildeten Enden des Kastenelements 3 und den rinnenartig ausgebildeten äußeren Rändern des Bodens 5 angeordnet ist.
Zur Vermeidung einer Leckage zwischen den einzelnen Sammelbereichen 4 ist in jedem Sammelkasten 2 eine Dichtungsanordnung 6 vorgesehen, welche zwischen dem Kastenelement 3 und dem Boden 5 zwischen den Sammelbereichen 4 angeordnet ist. Die Dichtungsanordnung 6 weist ein leicht elastisches Dichtelement 7' auf, welches von dem Kastenelement 3 und dem Boden 5 zusammengepresst ist. Dabei sind das zuvor genannte Dichtelement zur Abdichtung gegenüber der Umgebung und das Dichtelement 7' zur Abdichtung zwischen den Sammelbereichen 4 einstückig ausgebildet, in einer Form, wie beispielsweise in 14 dargestellt, und werden in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 7 bezeichnet.
Da insbesondere bei hohen Drücken in den Sammelbereichen 4 die Gefahr besteht, dass der Sammelkasten 2 durch den hohen Innendruck verformt wird, sind zur Sicherstellung der Dichtwirkung zwischen den beiden Sammelbereichen 4 folgende Maßnahmen getroffen:
Erstens ist im Boden 5, welcher im Wesentlichen plattenartig ausgebildet ist, eine in Längsrichtung der Dichtungsanordnung 6 verlaufende Rinne 8 vorgesehen, in welche das Dichtelement 7 gelegt ist. Dabei weist die Rinne 8 die gleiche Tiefe wie der rinnenartig ausgebildete äußere Rand des Bodens 5 auf, so dass das Dichtelement 7 im eingebauten Zustand über seine gesamte Länge eben angeordnet ist.
Das Kastenelement 3 weist einen sich in Längsrichtung desselben erstreckenden Vorsprung 9 mit einer nach außen weisenden Fläche auf, welcher zumindest in den äußeren Bereich der Rinne 8 passt. Der Vorsprung 9 ragt so weit in die Rinne 8, wie die äußeren, verstärkt ausgebildeten Enden des Kastenelements 3. Auf Grund der üblicherweise herrschenden Spannungen in Folge der Befestigung des Bodens 5 am Kastenelement 3 steht das Dichtelement 7 über seine gesamte Länge unter einer in den meisten Fällen ausreichenden Druckspannung.
Zur Erhöhung der Sicherheit ist zweitens, benachbart zur Dichtungsanordnung 6 ein Zugspannungserzeugungsmittel 10 vorgesehen, auf welches im Folgenden unter Bezugnahme auf die einzelnen Ausführungsbeispiele und die hierzu gehörenden Figuren der Zeichnung näher eingegangen werden soll. Da der prinzipielle Aufbau des Sammelkastens 2, wie zuvor beschrieben, unverändert bleibt, werden für alle Ausführungsbeispiele die zuvor genannten Bezugszeichen verwendet.
1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel, welches einen Kunststoff-Sammelkasten 2 betrifft, gemäß dem das Zugspannungserzeugungsmittel 10 eine Mehrzahl von in einer Reihe angeordneten Schrauben 11 und mit diesen zusammenwirkenden Muttern 12 aufweist. Die Schrauben 11 sind mit ihren Köpfen gemeinsam mit einem sich in Längsrichtung parallel zur Rinne 8 erstreckenden Element 13, in welches die Schrauben 11 gesteckt und mit dem sie drehsicher verbunden, gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel verklebt, sind, mit dem Boden 5 des Sammelkastens 2 fest verklebt und ragen mit ihren Endbereichen durch Öffnungen im Kastenelement 3. Die Muttern 12 sind auf der dem Boden 5 gegenüberliegenden Seite des Kastenelements 3 angeordnet. Ferner ist auf jeder Schraube 11 bodenseitig des Ka stenelements 3 und in den Bereich der Öffnung ragend ein Dichtelement 14 angeordnet. Das Element 13 dient neben der Positionierung und zusätzlichen Unterstützung der Schrauben 11 auch als plane Anlagefläche für das Dichtelement 14, so dass dieses beim Einbau richtig positioniert und bei Betrieb gleichmäßig belastet wird.
Im Bereich, in welchem die Köpfe der Schrauben 11 mit dem Boden 5 verbunden sind, weist der Boden 5 eine zweite Rinne 15 auf, die parallel zur Rinne 8 verläuft. Diese zweite Rinne 15 stellt eine gute und bei sich ändernden Drücken und hiermit verbundenen elastischen Verformungen des Sammelkastens 2 dauerfeste Verbindung sicher. Das Kastenelement 3 ist in seinem Bereich zwischen den beiden Sammelbereichen 4, zumindest von der dem Boden 5 gegenüberliegenden Seite gesehen, eben und ausreichend breit ausgebildet, so dass die Mutter 12 problemlos mit dem erforderlichen Drehmoment angezogen werden kann. Durch das Anziehen der Muttern 12 des Zugspannungserzeugungsmittels 10 wird das Kastenelement 3 in seinem mittleren Bereich über seine gesamte Länge hinweg auf den Boden 5 zubewegt und mit diesem verspannt. Die Vorspannung wirkt sich auf die benachbart verlaufende Dichtungsanordnung 6 derart aus, dass das Dichtelement 7 stärker zwischen Kastenelement 3 und Boden 5 eingepresst wird.
Gemäß dem in 2 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel entsprechen die geometrischen Abmessungen des Kastenelements 3 und des Bodens 5 denen des ersten Ausführungsbeispiels, wobei wiederum eine am Boden 5 ausgebildete sich parallel zur ersten Rinne 8 erstreckende zweite Rinne 25 vorgesehen ist. Im Bereich der zweiten Rinne 25 ist jedoch gemäß dem Zugspannungserzeugungsmittel 10 des zweiten Ausführungsbeispiels ein mit einer Vielzahl von Innengewinden versehenes Element 26 verklebt, in welches durch Öffnungen im Kastenelement 3 Schrauben 27 eingeschraubt sind, so dass die gleiche Funktion wie beim ersten Ausführungsbeispiel erfüllt wird. Zur Abdichtung sind wiederum Dichtelemente 24 vorgesehen, welche in ihrer Funktion denen des ersten Ausführungsbeispiels entsprechen.
Beim in 3 dargestellten dritten Ausführungsbeispiel entspricht die Geometrie des Kastenelements 3 derjenigen des Kastenelements 3 des ersten und zweiten Ausführungsbeispiels. Am Boden 5 ist jedoch keine zweite Rinne vorgesehen, so dass er bis zur Rinne 8 im Wesentlichen eben verläuft und im Prinzip einen Teil eines der Sammelbereiche 4 bildet. Auf der kastenseitigen Seite des Bodens 5 ist, entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel, ein sich in Längsrichtung, parallel zur Rinne 8 erstreckendes Element 33 angeklebt, welches eine Mehrzahl von Schrauben 31 umfasst, die durch Öffnungen im Element 33 gesteckt und mit dem Kastenelement 3 verklebt sind. Auf die durch Öffnungen im Kastenelement 3 ragenden Enden der Schrauben 31 sind Muttern 32 geschraubt. Ebenfalls sind, entsprechend den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen, zur Abdichtung der Öffnungen Dichtelemente 34 vorgesehen.
4 zeigt das vierte Ausführungsbeispiel, welches im Prinzip einer Kombination der Geometrie des dritten Ausführungsbeispiels mit dem Zugspannungserzeugungsmittel 10 des zweiten Ausführungsbeispiel entspricht. Auf Grund des Wegfalls der zweiten Rinne ist das mit einer Mehrzahl von Innengewinden versehene Element 46 leistenartig ausgebildet und mit seiner einen Fläche mit der kastenseitigen planen Fläche des Bodens 5 verklebt. In das Element 46 sind durch Öffnungen im Kastenelement 3 gesteckte Schrauben 47 eingeschraubt. Ferner sind Dichtelemente 44 zur Abdichtung der Öffnungen vorgesehen.
Entsprechend dem fünften in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Geometrie des Kastenelements 3 und des Bodens 5 entsprechend dem zuvor beschrieben dritten Ausführungsbeispiel vorgesehen. Auf der kastenseitigen Seite des Bodens 5 ist, entsprechend dem dritten Ausführungsbeispiel, ein sich in Längsrichtung, parallel zur Rinne 8 erstreckendes U-förmiges Element 53 angeklebt, welches eine Mehrzahl von Gewindebolzen 51 umfasst, die mit ihrem einen Ende durch Öffnungen ins Element 53 gesteckt und mit dem Element 53 verpresst sind. Auf die durch Öffnungen im Kastenelement 3 ragenden Enden der Gewindebolzen 51 sind Muttern 52 geschraubt. Ebenfalls sind, entsprechend den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen, zur Abdichtung der Öffnungen Dichtelemente 54 vorgesehen.
Die 6a, 6b, 7a und 7b zeigen ein sechstes und siebtes Ausführungsbeispiel eines Sammelkastens 62 beziehungsweise 72, welches sich jeweils in seinem Aufbau im Wesentlichen vom bisher beschriebenen Aufbau dadurch unterscheidet, dass an Stelle einer Dichtungsanordnung 6 beidseitig des Zugspannungserzeugungsmittels je eine Dichtungsanordnung 66 beziehungsweise 76 angeordnet ist, weshalb das Zugspannungserzeugungsmittel 10 mittig zwischen zwei Sammelbereichen 64 beziehungsweise 74 angeordnet ist, und dass an Stelle von Schrauben oder Gewindebolzen als Teil des Zugspannungserzeugungsmittels 10 eine Reihe von Clipsverbindungen 60 beziehungsweise 70 verwendet werden, wobei jedoch auch die Verwendung von Schrauben usw. möglich ist.
Für die Dichtungsanordnungen 66 beziehungsweise 76 sind jeweils zwei parallel zueinander verlaufende Rinnen 68 beziehungsweise 78 im Boden 65 beziehungsweise 75 vorgesehen, in welche je ein Dichtelement 67 beziehungsweise 77 gelegt ist, das auf seiner anderen Seite mit einer planen Fläche des Kastenelements 63 beziehungsweise 73 anliegt.
Gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel wird jede Clipsverbindung 60 durch in das Kastenelement 63 eingespritztes Teil, welches zwei Federarme mit hakenartigen Enden aufweist, und eine hiermit zusammenwirkende Hinterschneidung, die im Boden 65 in Form von mehreren Öffnungen in Form von Langlöchern ausgebildet ist, gebildet. Da bei der Montage ein gewisser Druck zum Einschnappen der Clipsverbindung 60 ausgeübt wird, wird der Boden 65 stets in Richtung des Kastenelements 63 gezogen, so dass ein ausreichendes Zusammenpressen der beiden Teile im Bereich der Dichtungsanordnungen 66 sichergestellt ist.
Beim siebten Ausführungsbeispiel ist das Teil mit den Federarmen einstückig mit dem Kastenelement 73 ausgebildet und entspricht in seiner Form und Wirkungsweise dem des sechsten Ausführungsbeispiels. Im Unterschied zum sechsten Ausführungsbeispiel ist am Boden 75 ein getrennt vom Boden 75 ausgebildetes Hohlprofil angebracht, in welchem Öffnungen in Richtung Kastenelement 73 in Form von Langlöchern ausgebildet sind. In diese Öff nungen greifen die Federarme mit ihren hakenartigen Enden ein und stellen eine ausreichende Vorspannung sicher.
Es ist offensichtlich, dass an Stelle von Zugspannungserzeugungsmitteln auch entsprechend auf beide Außenseiten von Kastenelement und Boden wirkende Druckspannungserzeugungsmittel vorgesehen sein können, wofür insbesondere sowohl im Kastenelement als auch im Boden miteinander fluchtende Öffnungen vorgesehen sind, durch die das Druckspannungserzeugungsmittel ragt, beispielsweise eine Schraube mit einer Mutter, wobei auf einer Außenseite der Kopf der Schraube und auf der anderen Außenseite die Mutter anliegt. Gegebenenfalls können auch beide Spannungserzeugungsmittel miteinander kombiniert werden.
Ebenso selbstverständlich ist, dass bei sämtlichen zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen die Anordnung der Öffnungen und der Elemente vertauscht werden kann, das heißt, die Öffnungen können im Boden vorgesehen und die Elemente am Kastenelement angebracht sein.
Wie in den Ausführungsbeispielen acht und neun dargestellt, kann auch auf ein Zugspannungserzeugungsmittel 10 oder Druckspannungserzeugungsmittel zwischen den einzelnen Sammelbereichen 4 verzichtet und der Boden 5 mit dem Kastenelement 3 auf an sich bekannte Weise verspannt werden.
11 und 12 zeigen einen Boden 5 für einen zweireihigen Sammelkasten, welcher in zwei Reihen angeordnet eine Mehrzahl von in je einem ebenen Bereich angeordneten parallel zueinander verlaufenden Schlitzen zum Einführen von in 13 als Rechtecke angedeuteten Flachrohren aufweist. Ferner ist eine 8-förmige Rinne 8 von konstanter Tiefe bezüglich der beiden ebenen Bereiche des Bodens 5 vorgesehen, welche die beiden ebenen Bereiche außen umlaufend umgibt und durch ihren Querteil voneinander trennt. In den vier äußeren Eckbereichen sind nicht näher dargestellte Aussparungen vorgesehen, auf deren Funktion an späterer Stelle näher eingegangen wird, die jedoch für die Dichtfunktion eines in die Rinne 8 eingelegten 8-förmigen Dichtelements 7 nicht nachteilig sind.
Das Kastenelement 3 ist entsprechend dem in 3 dargestellten Kastenelement 3 ausgebildet, jedoch fehlt das Zugspannungserzeugungsmittel 10, so dass der mittlere Bereich etwas schmäler ausgebildet ist (vgl. 13). Das Kastenelement 3 weist zwei einstückig miteinander ausgebildete und je ein Medium aufnehmende Sammelbereichen 4 auf.
Ferner weist es in seinem mittleren Bereich einen sich in Längsrichtung desselben erstreckenden Vorsprung 9 mit einer nach außen weisenden Fläche auf, welcher zumindest in den äußeren Bereich des mittleren Bereichs der Rinne 8 passt. Der Vorsprung 9 ragt so weit in die Rinne 8, wie die äußeren, verstärkt ausgebildeten Enden des Kastenelements 3. Entsprechend verläuft der Vorsprung 9 auch entlang der Enden aller vier äußeren Seiten, wobei die Schmalseiten nicht dargestellt sind, jedoch in ihrer Form im Wesentlichen derjenigen der in 13 rechts und links dargestellten Seiten entspricht. Auf Grund der üblicherweise herrschenden Spannungen in Folge der Befestigung des Bodens 5 am Kastenelement 3 steht das Dichtelement 7 über seine gesamte Länge unter einer in den meisten Fällen ausreichenden Druckspannung.
Das 8-förmige Dichtelement 7 (vgl. 14) weist einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt auf. Hierbei ist an den äußeren Ecken jeweils ein vorstehender Bereich 88 einstückig mit dem Dichtelement 7 ausgebildet, der im eingebauten Zustand durch die Aussparungen im Boden 5 nach außen ragt, so dass der Einbau und die richtige Positionierung des Dichtelements 7 im Sammelkasten 2 problemlos ersichtlich ist. Zudem erleichtern die Bereiche 88 die Positionierung im Rahmen der Montage.
Gemäß dem in den 16 bis 20 dargestellten neunten Ausführungsbeispiel ist ebenfalls kein Zugspannungserzeugungsmittel 10 oder Druckspannungserzeugungsmittel zwischen den einzelnen Sammelbereichen 4 vorgesehen. Zudem entfällt die Rinne 8, so dass das Dichtelement direkt am ebenen Boden 5 flach anliegt und von den verbreitert ausgebildeten Enden des Kastenelements 3 gehalten wird.
Die Ausgestaltung des Kastenelements 3 entspricht der des achten Ausführungsbeispiels, jedoch ist eine quer, das heißt in Richtung der Schnittebene von 16 verlaufende Trennwand (nicht dargestellt) in einem der beiden Sammelbereiche 4 vorgesehen.
Gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel ist eine zusätzliche Unterteilung eines der beiden Sammelkästen 4 vorgesehen, weshalb das Dichtelement 7, das entsprechend dem vorigen Ausführungsbeispiel einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweist, eine entsprechende, allerdings vorliegend auf Grund der Abmessungen der Trennwand höher ausgebildete Querverbindung 99 aufweist (vgl. 17), so dass es nicht nur die beiden Sammelkästen 4 nach außen und gegeneinander sondern auch den unterteilten Sammelkasten 4 gegeneinander abdichtet.

1: Wärmetauscher
2, 62, 72: Sammelkasten
3, 63, 73: Kastenelement
4, 64, 74: Sammelbereich
5, 65, 75: Boden
6, 66, 76: Dichtungsanordnung
7, 7, 67, 77: Dichtelement
8, 68, 78: Rinne
9: Vorsprung
10: Zugspannungserzeugungsmittel
11, 31: Schraube
12, 32, 52: Mutter
13, 33, 53: Element mit Schrauben
14, 24, 34, 44, 54: Dichtelement
15, 25: zweite Rinne
26, 46: Element mit Innengewinden
27, 47: Schraube
51: Gewindebolzen
60, 70: Clipsverbindung
88: vorstehender Bereich
99: Querverbindung

Claims

Sammelkasten, insbesondere für einen Wärmetauscher (1) einer Kraftfahrzeug-Kühlanlage, mit einem Kastenelement (3) bestehend aus mindestens zwei insbesondere einstückig miteinander ausgebildeten und Fluid aufnehmenden Sammelbereichen (4), die nach außen mit einem Dichtelement abgedichtet sind, und einem diese Sammelbereiche (4) des Kastenelements (3) verschließenden Boden (5; 65; 75), wobei zwischen zwei benachbarten Sammelbereichen (4) ein Dichtelement (7') zwischen dem Kastenelement (3) und dem Boden (5; 65; 75) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (7'), das benachbarte Sammelbereiche (4) gegeneinander abdichtet, Teil des Dichtelements ist, welches der Abdichtung nach außen dient, so dass die beiden Dichtelemente ein gemeinsames, einstückig ausgebildetes Dichtelement (7; 67; 77) bilden.
Sammelkasten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (7; 67; 77) im Sammelkasten (2; 62; 72) in einer Ebene angeordnet ist.
Sammelkasten nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Boden (5; 65; 75) und/oder im den bodenseitigen Enden des Kastenelements (3) eine Rinne (8; 68; 78) vorgesehen ist, in welche das Dichtelement (7; 67; 77) eingelegt ist.
Sammelkasten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (7; 67; 77) eine Flach- und/oder Schnurdichtung mit im Wesentlichen konstantem Querschnitt ist.
Sammelkasten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (7) an mindestens einer Ecke einen vorstehenden Bereich (88) aufweist.
Sammelkasten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (7; 67; 77) eine Querverbindung (99) aufweist, die einer Trennwand in einem der Sammelbereiche (4) zugeordnet ist.
Sammelkasten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Zugspannungserzeugungsmittel (10) und/oder ein Druckspannungserzeugungsmittel zwischen dem Boden (5) und dem Kastenelement (3) im Bereich zwischen zwei benachbarten Sammelbereichen (4) und benachbart zur Dichtungsanordnung (6) vorgesehen ist.
Sammelkasten nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugspannungserzeugungsmittel (10) beziehungsweise das Druckspannungserzeugungsmittel mindestens zweiteilig ausgebildet ist und mindestens eine Gewindeverbindung zur Einstellung der auferlegten Zugspannung umfasst.
Sammelkasten einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des Zugspannungserzeugungsmittels (10) fest mit dem Boden (5) oder dem Kastenelement verbunden ist, und das Kastenelement (3) beziehungsweise den Boden im Bereich einer Öffnung durchdringt, wobei es zumindest in einem Teil des nach außen ragenden Bereichs ein Gewinde aufweist, auf das von außen als zweites Teil des Zugspannungserzeugungsmittels (10) eine mit einem hiermit zusammenwirkenden Gewinde versehenes Element (12) aufgeschraubt ist.
Sammelkasten nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Teil des Zugspannungserzeugungsmittels (10), der fest mit dem Boden (5) oder dem Kastenelement verbunden ist, leistenartig ausgebildet ist und eine Mehrzahl von Öffnungen aufweist, in welchen Schrauben oder Gewindebolzen verdrehsicher befestigt sind.
Sammelkasten nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des Zugspannungserzeugungsmittels (10) fest mit dem Boden (5) oder dem Kastenelement verbunden ist, welches ein Innengewinde aufweist, und das Kastenelement (3) beziehungsweise der Boden eine Öffnung aufweist, die von einem mit einem Außengewinde (27) versehenen Element durchdrungen ist, welches in das Innengewinde eingeschraubt ist.
Sammelkasten nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Teil des Zugspannungserzeugungsmittels (10), der fest mit dem Boden (5) oder dem Kastenelement verbunden ist, leistenartig ausgebildet ist und eine Mehrzahl von Öffnungen mit einem Innengewinde aufweist.
Sammelkasten nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugspannungserzeugungsmittel (10) mindestens ein Dichtelement (14; 24; 34; 44; 54) aufweist.
Sammelkasten nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugspannungserzeugungsmittel (10) und/oder Druckspannungserzeugungsmittel mindestens eine Clipsverbindung (60; 70) aufweist.
Sammelkasten nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass am Kastenelement (63; 73) oder am Boden mindestens ein Federarm ausgebildet oder vorgesehen ist, der in eine Öffnung am Boden (65; 75) beziehungsweise am Kastenelement eingreift.
Sammelkasten nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Öffnungen vorgesehen ist, die kreis- oder langlochförmig ausgebildet sind.
Sammelkasten nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass beidseitig des Zugspannungserzeugungsmittels (10) und/oder Druckspannungserzeugungsmittels je eine Dichtungsanordnung (66; 76) vorgesehen ist.
Verwendung eines Sammelkastens nach einem der Ansprüche 1 bis 17 in einem Wärmetauscher (1), insbesondere Kühler, einer Kraftfahrzeug-Kühlanlage.
Wärmetauscher, insbesondere Kühler, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit Rohren und insbesondere Rippen, vorzugsweise Wellrippen, wobei die Rohre mit zumindest einem Sammelkasten kommunizieren, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Sammelkasten nach einem der Ansprüche 1 bis 17 ausgebildet ist.