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Die
Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager,
insbesondere für
Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 – bekannt
durch die DE-A 197 22 098 der Anmelderin.
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Durch
die DE-A 197 22 098 der Anmelderin wurde ein Wärmeübertrager, einsetzbar als Kühlmittelkühler für Kraftfahrzeuge,
in Ganzmetallbauweise bekannt. Sämtliche
Bauteile eines solchen Wärmeübertragers
bestehen vorzugsweise aus Aluminiumlegierungen und werden nach dem
mechanischen Fügen „in einem
Schuss" in einem
Lötofen
gelötet.
Ein Problem bei derartigen Wärmeübertragern
besteht darin, dass die einzelnen Teile sauber und mit definierten
Spalten gefügt,
in dieser Position fixiert und in den Lötofen verbracht werden müssen, um
dort unter Beibehaltung der vorfixierten Position verlötet zu werden.
Treten beispielsweise während
des Lötprozesses
unzulässig
große
Spalte zwischen zu verlötenden
Teilen auf und reicht das Lotangebot zur Füllung dieser Spalte nicht aus,
so ist das Lötprodukt möglicherweise
undicht, d. h. der gelötete
Wärmeübertrager
Auschuss.
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Der
bekannte Kühlmittelkühler für Kraftfahrzeuge
besteht aus einem Block von Flachrohren und zwischen diesen angeordneten
Wellrippen. Die Flachrohre weisen aufgeweitete Flachrohrenden auf, die
mit ihren Längsseiten
aneinander anliegen und somit einen herkömmlichen Rohrboden ersetzen. Über die
aufgeweiteten Rohrenden sind als U-Profil ausgebildete Sammel kästen geschoben,
die mit ihren Längsseiten
(U-Schenkeln) die Schmalseiten der Rohrenden umfassen. Die Stirnseiten
der Sammelkästen
sind zunächst
offen – sie
werden durch im Querschnitt angepasste Endabschnitte von Seitenteilen
geschlossen, wobei die Seitenteile zwischen den Sammelkästen am
Block, d. h. den äußersten Rippenlagen
anliegen und den Block für
den Lötprozess
verspannen. Die Seitenteile einschließlich ihrer Endabschnitte werden
also senkrecht zur Längsrichtung
der Flachrohre gefügt,
sie sind „schwimmend" in den U-Profilen
angeordnet und somit in der Lage, sich während des Lötprozesses, wenn sich der Block setzt,
in die U-Profile hinein zu bewegen und der Setzbewegung des Blockes
zu folgen. Wegen dieser schwimmenden Anordnung der End- oder Deckelabschnitte
in den offenen Stirnseiten der Sammelkästen sind Sicherungsmittel
in Form von Stützlaschen
an den Sammelkästen
vorgesehen, die die Endabschnitte der Seitenteile wie Krallen umfassen
und somit eine Vorfixierung für
den Lötprozess
bewirken. Nachteilig bei diesen Krallen, die nach dem Fügen der
Seitenteile umgebogen werden, ist, dass möglicherweise eine Verwertung
der Seitenflächen
der Sammelkästen
in dem zu verlötenden
Bereich auftreten kann. Damit besteht die Gefahr, dass die Deckelabschnitte
nicht sauber mit der Innenwandung der Sammelkästen verlöten, weil sich ungleichmäßige Spalte
ergeben haben.
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Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei einem Wärmeübertrager
der eingangs genannten Art derartige Problemstellen zu vermindern und/oder
eine verbesserte Lötung
zu gewährleisten.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Erfindungsgemäß sind sowohl
an den Stimseiten der Sammelkästen
als auch an den Deckelabschnitten der Seitenteile Schrägen angeordnet,
sodass in Verbindung mit entsprechenden Führungsmitteln am Sammelkasten
ein Fügen
der Sammelkästen
mit den Deckelabschnitten in Längsrichtung
der Flachrohre bzw. der Seitenteile erfolgt. Dadurch wird über die
Seitenteile quer zu den Flachrohren von beiden Seiten Druck auf
den Block ausgeübt,
und die Sammelkästen
werden infolge der Schrägen
gegenüber
dem Block zentriert. Die Deckelabschnitte sind durch die Führungsmittel
gesichert und bilden mit den Sammelkästen eine saubere Lötverbindung.
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Nach
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Führungsmittel
als vorgefertigte von den Stirnseiten der Sammelkästen abragende Krallen
mit Führungsnuten
ausgebildet, die die Schrägen
der Deckelabschnitte führen
und gleichzeitig ein Widerlager für den Druckaufbau durch die
Seitenteile bilden. Da die Krallen mit dem Sammelkasten vorgefertigt
sind, entsteht nach dem Fügen
keine Verwerfung, vielmehr ergeben sich saubere Lotspalte und somit
die Voraussetzung für
eine einwandfreie Lötung.
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Nach
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind an
den Stirnseiten der Sammelkästen
Haltemittel angeordnet, die vorzugsweise als Laschen ausgebildet
sind und die Deckelabschnitte formschlüssig hintergreifen, sodass
eine Sicherung zwischen Sammelkästen
und Seitenteilen in Längsrichtung
gegeben ist. Die Laschen haben vor dem Fügen der Seitenteile mit den
Sammelkästen eine
vorgefertigte Montageposition, die ein Einschieben der Deckelabschnitte
erlaubt. Nach dem Fügen werden
die Laschen in eine Halteposition verformt, vorzugsweise durch einfaches
Umbiegen, welches jedoch aufgrund der Anordnung und der vorgefertigten
Montageposition nicht zu einer Verwerfung der Seitenflächen der
Sammelkästen
führt.
Die Laschen sind im oberen Bereich der Sammelkästen, d. h. im Bereich der
Längskanten
angeordnet und sichern nach dem Umbiegen die Deckelabschnitte. Andere Ausbildungen
der Haltemittel, z. B. Schnapp- oder Rastverbindungen im Bereich
der Stirnseiten sind möglich.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden
näher beschreiben.
Es zeigen
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1 einen
Endabschnitt eines Sammelkastens,
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2 einen
Deckelabschnitt eines Seitenteiles und
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3 die
fertige Verbindung zwischen Deckelabschnitt und Sammelkasten.
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1 zeigt
einen Sammelkasten 1 für
einen nicht dargestellten Wärmeübertrager
in der Bauweise gemäß eingangs
genannter DE-A 197 22 098, die hiermit ausdrücklich in den Offenbarungsgehalt
dieser Anmeldung mit einbezogen wird. Der Sammelkasten 1 ist
im Wesentlichen als offenes U-Profil ausgebildet, und zwar mit zwei
parallelen Seitenflächen 2, 3 und
einer Deckfläche 4,
welche zusammen das U-Profil bilden. Der Sammelkasten 1 weist
eine offene Stirnseite 5 und eine offene Bodenseite 6 auf,
welche nicht dargestellte aufgeweitete Rohrenden eines Wärmeübertragerblockes
in der Bauweise nach der DE-A 197 22 098 aufnimmt. Die Seitenfläche 2 weist eine
Längskante 2a und
eine parallel angeordnete Bodenkante 2b auf. Die Seitenfläche 2 wird
stirnseitig durch eine Stirnkante 7 begrenzt, die als Schräge ausgebildet
ist und einen Winkel α plus
90 Grad mit der Längskante 2a bildet.
Nach einer bevorzugten Ausführung
beträgt
diese Winkel α etwa
10 bis 20 oder etwa 15 Grad. Die hintere Seitenwand 3 weist
in analoger Weise eine schräg
angeordnete Stirnkante 8, d. h. parallel zur Stirnkante 7 auf.
An beiden Stirnkanten 7, 8 sind im Bereich der
offenen Bodenseite 6 U-förmig ausgebildete,
nach innen, d. h. zur offenen Stirnseite 5 hinweisende
Krallen 9, 10 angeordnet, die einstückig mit
den Seitenflächen 2, 3 ausgebildet sind.
Diese Krallen 9, 10 dienen – wie später erläutert wird – als Führungsmittel und weisen daher
Führungsnuten 9a, 10a auf.
Ferner sind an den Stirnkanten 7, 8 Laschen 11, 12 im
Bereich der Deckfläche 4 angeordnet.
Diese Laschen 11, 12 sind ebenfalls einstückig mit
den Seitenflächen 2 bzw. 3 ausgebildet und
dienen – wie
später
erläutert
wird – als
Haltemittel. Die Laschen 11, 12 sind ebenfalls
nach innen, d. h. zur offenen Stirnseite 5 hin vorgebogen,
d. h. sie nehmen hier eine Montageposition ein.
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2 zeigt
den endseitigen Abschnitt eines Seitenteils 13, wie es
im Prinzip aus der eingangs genannten DE-A 197 22 098 bekannt ist.
Das Seitenteil 13 ist mit einem endseitigen Deckelabschnitt 14 verbunden,
der zwei parallel zueinander angeordnete Seitenflächen 15, 16 und
eine diese verbindende Querfläche 17 aufweist.
Die Seitenfläche 15 weist eine
schräg
angeordnete, unter dem Winkel α geneigte
Seitenkante 18, und die Seitenfläche 16 weist in analoger
Weise eine schräg
angeordnete Seitenkante 19 auf. Die Seiten flächen 15, 16 und
die Querfläche 17 sind
jeweils gegenüber
einer Deckelfläche 20,
die in das Seitenteil 30 mit einem Absatz übergeht,
rechtwinklig abgebogen.
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3 zeigt
die Verbindung des Sammelkastens 1 mit dem Deckelabschnitt 14,
d. h. nach dem Fügen
beider Teile. Die offene Stirnseite 5 (vgl. 1)
ist durch Fügen,
d. h. durch Aufschieben des Sammelkastens 1 in Richtung
der Pfeile F (Fügerichtung)
auf den Deckelabschnitt 14 geschlossen worden. Die Deckelfläche 20 füllt somit
den Querschnitt der Stirnseite 5 vollständig aus, wobei die abgewinkelten
Flächen 15, 16, 17 an
den Innenseiten der Seitenflächen 2, 3 und
der Deckfläche 4 anliegen.
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Der
Fügevorgang
erfolgt, nachdem der hier nicht dargestellte Block, bestehend aus
Flachrohren und Wellrippen, kassettiert und die beiden Seitenteile 13 beidseitig
angelegt sind. Dann wird der Sammelkasten 1 – und ebenso
ein hier nicht dargestellter weiterer Sammelkasten – in Richtung
der Pfeile F über
den Deckelabschnitt 14 geschoben, wobei die schräg angeordneten
Seitenkanten 18, 19 in die Führungsnuten 9a, 10a eingreifen
und somit geführt
werden. Die Fügebewegung
ist abgeschlossen, wenn die Querfläche 17 gegenüber der
Deckfläche 4 zum Anschlag
kommt – dann
werden die vorgebogenen Laschen 11, 12 (vgl. 1)
vollständig
nach innen in ihre Halteposition 11', 12' gebogen, sodass sie die Querfläche 17 verriegeln.
Die Krallen 9, 10 bilden senkrecht zur Richtung
der Pfeile F, d. h. auch senkrecht zur Längsrichtung der hier nicht
dargestellten Rohre des Blockes ein Widerlager für die am Seitenteil 13 (und
einem gegenüber
liegenden, hier nicht dargestellten Seitenteil) auftretende Reaktionskraft, die
sich aus einem Zusammendrücken
des nicht dargestellten Blockes ergibt. Nach dem Umlegen der als Haltemittel
dienenden Laschen 11, 12 sind nicht nur Seitenteile
und Sammelkästen,
sondern auch der nicht dargestellte Block fixiert, sodass der gesamte Wärmeübertrager
zum Löten
in einen nicht dargestellten Lötofen
verbracht werden kann, wo er „in
einem Schuss" gelötet wird.
Wie im Zu sammenhang mit der gattungsbildenden Druckschrift eingangs
erwähnt,
ist auch hier das Seitenteil 13 bzw. der Deckelabschnitt 14 schwimmend
im Sammelkasten 1 aufgenommen und kann daher einer Setzbewegung des
Blockes folgen, ohne dass sich dabei der Lötspalt zwischen Deckabschnitt 14 und
Sammelkasten 1 in unzulässiger
Weise verändert.
Auch das Umbiegen der Laschen in ihre Haltepositionen 11', 12' führt zu keiner
Verwertung der Seitenflächen 2, 3, da
bei dieser Verformung nur minimale Reaktionskräfte auftreten.
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- 1
- Sammelkasten
- 2
- Seitenfläche
- 3
- Seitenfläche
- 4
- Deckelfläche
- 5
- (offene)
Stirnseite
- 6
- (offene)
Bodenseite
- 7
- Stirnkant
(Schräge)
- 8
- Stirnkante
(Schräge)
- 9
- Kralle
- 9a
- Führungsnut
- 10
- Kralle
- 10a
- Führungsnut
- 11
- Lasche
- 12
- Lasche
- 13
- Seitenteil
- 14
- Deckelabschnitt
- 15
- Seitenfläche
- 16
- Seitenfläche
- 17
- Querfläche
- 18
- Seitenkante
- 19
- Seitenkante
- 20
- Deckelfläche