DE102010033850A1 - Sammelkasten für einen Wärmetauscher - Google Patents

Sammelkasten für einen Wärmetauscher Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Sammelkasten für einen Wärmetauscher, insbesondere für einen Ladeluftkühler, mit einem Deckel (10), welcher einen Sammelraum (11) ausbildet, und einem Rohrboden (12), welcher Durchzüge (16) für Rohrenden von Rohren (18) aufweist und den Sammelraum (11) an einer offenen Seite des Deckels (16) begrenzt, wobei der Deckel (10) an seiner offenen Seite einen umlaufenden Rand (26) aufweist, welcher dem Rohrboden (12) zugewandt ist und der Rohrboden (12) einen umlaufenden Rand (14) aufweist, welcher dem Deckel (10) zugewandt ist und in zusammengebautem Zustand von Deckel (10) und Rohrboden (12) den umlaufenden Rand (26) des Deckels (10) von außen umgreift, wobei der Rohrboden (12) an seinem umlaufenden Rand (14) voneinander beabstandete Bördellaschen (24) zum Umbördeln um den umlaufenden Rand (26) des Deckels (10) aufweist. Hierbei weist Deckel (10) an seinem umlaufenden Rand (26) voneinander beabstandete Zähne (28) auf, wobei der Rohrboden (12) an einer dem Deckel (10) zugewandten Oberseite (30) zwischen den Durchzügen (16) Erhebungen (22) aufweist, welche innerhalb eines von dem umlaufenden Rand (14) des Rohrbodens (12) umschlossenen Bereich sowie derart ausgebildet und angeordnet sind, dass in zusammengebautem Zustand von Deckel (10) und Rohrboden (12) der umlaufende Rand (26) des Deckels (10) zwischen den Erhebungen (22) und dem umlaufenden Rand (14) des Rohrbodens (12) angeordnet ist, die Zähne (28) in Richtung senkrecht zur Oberseite (30) des Rohrbodens (12) an der Oberseite (30) des Rohrbodens (12) anschlagen und in Richtung parallel zur Oberseite (30) des Rohrbodens (12) jeweils ein Zahn (28) an einer Erhebung (22) anschlägt, wobei ein Abstand zwischen gegenüberliegenden Zähnen (28) des Deckels (10) an gegenüberliegenden Längsseiten des umlaufenden Randes (26) des Deckels (10) kleiner ist als eine Länge (42) der Durchzüge (16).

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Sammelkasten für einen Wärmetauscher, insbesondere für einen Ladeluftkühler, mit einem Deckel, welcher einen Sammelraum ausbildet, und einem Rohrboden, welcher Durchzüge für Rohrenden von Rohren aufweist und den Sammelraum an einer offenen Seite des Deckels begrenzt, wobei der Deckel an seiner offenen Seite einen umlaufenden Rand aufweist, welcher dem Rohrboden zugewandt ist und der Rohrboden einen umlaufenden Rand aufweist, welcher dem Deckel zugewandt ist und in zusammengebautem Zustand von Deckel und Rohrboden den umlaufenden Rand des Deckels von außen umgreift, wobei der Rohrboden an seinem umlaufenden Rand voneinander beabstandete Bördellaschen zum Umbördeln um den umlaufenden Rand des Deckels aufweist, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Aus der DE 10 2005 013 922 A1 ist ein Ladeluftkühler bekannt, der einen Strömungsweg für Ladeluft und einen Strömungsweg für Flüssigkeit mittels eines Stapels von Wärmetauscherplatten ausbildet, wobei an gegenüberliegenden Enden des Stapels Sammelkästen angeordnet sind. Die Sammelkästen sind jeweils mittels eines Rahmens mit dem Stapels von Wärmetauscherplatten mechanisch und fluidleitend verbunden. Der Rahmen weist einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt mit einem innen liegenden und einem außen liegenden Schenkel auf. Der innen liegende Schenkel weist im Abstand angeordnete Sicken auf. Dieser Abstand entspricht einem Abstand von Längsrändern benachbarter Paare von Wärmetauscherplatten, so dass in jeder Sicke ein Stück der Längsränder eingefügt werden kann. Diese Gestaltung soll gute Lötergebnisse erzielen.
  • Aus der DE 10 2007 006 235 A1 ist ein Wärmeübertrager in Ganzaluminiumbauweise bekannt, der einen Rohre und Rippen aufweisenden Block sowie mindestens einen mit den Rohren kommunizierenden Sammelkasten aufweist. Der Sammelkasten umfasst einen wannenförmigen Deckel und einen Rohrboden. Der Deckel weist ein U-Profil auf, welches sich in Richtung des Blockes über einen umlaufenden Absatz stufenförmig in einen Randbereich erweitert. Der Rohrboden ist im Wesentlichen eben ausgebildet und weist einen etwa senkrecht aufgestellten, vorzugsweise leicht nach außen geneigten (konischen) Rand auf und schließt somit das U-Profil des Deckels nach unten ab. Röhrenden von Flachrohren des Blockes werden von Durchzügen im Rohrboden aufgenommen. Zum Verbinden von Deckel und Rohboden schmiegt sich letzterer mit seinem Rand an eine stufenförmige Erweiterung des Deckels an, liegt auf einem stufenförmigen Absatz auf und ist somit in Richtung des Deckels fixiert. Der Randbereich des Deckels weist partiell verformte, nach innen eingedrückte Bereiche, so genannte Nasen auf, welche die Unterkante des Rohrbodens hintergreifen und dadurch den Rohrbodens in eine Richtung weg vom Deckel fixieren.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine leistungsstarken Kühler mit geringem Bauraum zur Verfügung zu stellen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Sammelkasten der o. g. Art mit den in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.
  • Dazu ist es bei einem Sammelkasten der o. g. Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Deckel an seinem umlaufenden Rand voneinander beabstandete Zähne aufweist, wobei der Rohrboden an einer dem Deckel zugewandten Oberseite zwischen den Durchzügen Erhebungen aufweist, welche innerhalb eines von dem umlaufenden Rand des Rohrbodens umschlossenen Bereich sowie derart ausgebildet und angeordnet sind, dass in zusammengebautem Zustand von Deckel und Rohrboden der umlaufende Rand des Deckels zwischen den Erhebungen und dem umlaufenden Rand des Rohrbodens angeordnet ist, die Zähne in Richtung senkrecht zur Oberseite des Rohrbodens an der Oberseite des Rohrbodens anschlagen und in Richtung parallel zur Oberseite des Rohrbodens jeweils ein Zahn an einer Erhebung anschlägt, wobei ein Abstand zwischen gegenüberliegenden Zähnen des Deckels an gegenüberliegenden Längsseiten des umlaufenden Randes des Deckels kleiner ist als eine Länge der Durchzüge.
  • Dies hat den Vorteil, dass ein seitlicher Überstand des Rohrbodens, welcher sich durch das Umgreifen des Deckels durch den umlaufenden Rand des Rohrbodens ergibt, verringert ist, da sich der umlaufende Rand des Deckels an den Erhebungen abstützt und somit keine zusätzliche Verstärkung des umlaufenden Randes des Rohrbodens oder von durch die Durchzüge greifenden Rohrenden notwendig ist. Somit ist eine Abstützung des Deckels am Rohrboden radial nach innen verlegt und ein Bauraumbedarf für den Sammelkasten in einer Richtung parallel zur Oberseite des Rohrbodens dementsprechend verringert.
  • Eine besonders gute, fluiddichte Abdichtung der Stoßstelle zwischen Deckel und Rohrboden erzielt man dadurch, dass zwischen den Zähnen des Deckels und dem umlaufenden Rand des Rohrbodens eine Dichtung, insbesondere ein Dichtungsring, angeordnet ist.
  • Eine gleichmäßige Belastung des Rohrbodens mit Druckkräften wird dadurch erzielt, dass zwischen zwei Durchzügen jeweils ein Paar Erhebungen ausgebildet ist.
  • Ein sicherer und definierter Anschlag der Zähne an den Erhebungen ist dadurch zur Verfügung gestellt, dass sich die Erhebungen an einer dem umlaufenden Rand des Rohrbodens und den Zähnen zugewandten Seite im Wesentlichen senkrecht zur Oberseite und von dieser Erheben.
  • Die Erhebungen können in eine Richtung parallel zur Oberseite dadurch besonders hohe Kräfte aufnehmen, dass sich die Erhebungen an einer von dem umlaufenden Rand des Rohrbodens und von den Zähnen abgewandten Seite rampenförmig von der Oberseite erheben.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in
  • 1 eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sammelkastens in Schnittansicht während einer Montage;
  • 2 den Sammelkasten gemäß 1 nach vollendeter Montage und
  • 3 eine bevorzugte Ausführungsform eines Rohrbodens in perspektivischer Ansicht.
  • Die in den 1 und 2 dargestellte, bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sammelkastens umfasst einen Deckel 10, welcher ein Sammelvolumen 11 ausbildet, und einen Rohrboden 12, welcher an einer offenen Seite des Deckels das Sammelvolumen 11 abschließt. Der Rohrboden 12 ist in 3 näher dargestellt und umfasst einen umlaufenden Rand 14 sowie Durchzüge 16 für Rohrenden von Rohren 18 (1 und 2). Zwischen den Durchzügen 16 sind die Durchzüge 16 voneinander abgrenzende Stege 20 ausgebildet. Auf den Stegen 20 sind Erhebungen 22 ausgebildet. Der umlaufende Rand 14 des Rohrbodens 12 weist voneinander beabstandete Bördellaschen 24 auf. Der Deckel 10 weist ebenfalls einen umlaufenden Rand 26 mit voneinander beabstandeten Zähnen 28 auf.
  • Wie insbesondere aus 1 und 2 ersichtlich, erheben sich die Erhebungen 22 von einer dem Deckel 10 zugewandten Oberseite 30 des Rohrbodens 12. Der umlaufende Rand 16 des Rohrbodens 12 ist derart ausgebildet, dass dieser im zusammengebauten Zustand von Deckel 10 und Rohrboden 12 den umlaufenden Rand 26 des Deckels 10 von außen umgreift. Die Erhebungen 22 erheben sich von der Oberseite 30 an einer ersten Seite 34 im Wesentlichen senkrecht von der Oberseite 30 und an einer zweiten Seite 36 im Wesentlichen rampenförmig. Zwischen der ersten Seite 34 und dem umlaufenden Rand 14 des Rohrbodens 12 ist ein Raum zur Aufnahme des umlaufenden Randes 26 des Deckels 10 mit den Zähnen 28 ausgebildet. Die Zähne 28 schlagen senkrecht zur Oberseite 30 an dieser und parallel zur Oberseite 30 an der ersten Seite 34 der Erhebungen 22 an. Zwischen den Zähnen 28, dem umlaufenden Rand 26 des Deckels 10 und dem umlaufenden Rand 14 des Rohrbodens 12 ist eine Dichtung 38 angeordnet.
  • Zum Zusammenbau von Deckel 10 und Rohrboden 12 werden die Bördellaschen 24 an die Geometrie des umlaufenden Randes 26 des Deckels 10 angelegt, wie aus 2 ersichtlich und dort mit Pfeil 40 angedeutet. Die auftretenden Kräfte 32 werden durch die Zähne 28 an die Erhebungen 22 übertragen. Die Erhebungen 22 nehmen die Kraft beim Bördeln der Bördellaschen 24 auf und nach dem Bördeln ist der umlaufende Rand 26 des Deckels 10 zwischen den Erhebungen 22 und den Bördellaschen 24 eingeklemmt.
  • Der Abstand der ersten Seiten 34 von zwei gegenüberliegenden Erhebungen 22 eines Steges 20 ist kleiner, als eine Länge 42 (3) der Durchzüge 16. Auf diese Weise stützt sich der umlaufende Rand 26 des Deckels 10 nicht außen an den durch die Durchzüge 16 greifenden Rohre 18, sondern weiter innen liegend an den Erhebungen ab. Dies spart entsprechend Bauraum, da ein Überstand 44 (2) des Rohrbodens entsprechend verringert ist. Weiterhin müssen die Rohrenden, die durch die Durchzüge greifen, nicht besonders verstärkt sein. Dadurch ergibt sich zusätzlich eine Gewichtsersparnis von beispielsweise 500 g für den gesamten Wärmetauscher umfassend Deckel 10, Rohböden 12 und Rohre 18.
  • Die Dichtung 38 wird beim Einlegen in den Rohrboden 12 von den durch die Durchzüge 16 greifenden Rohren 18 prozesssicher positioniert. Beim Zusammenfügen von Deckel 10 und Rohrboden 12 wird die Dichtung 38 von den Zähnen 28 des umlaufenden Randes 26 des Deckels 10 in die richtige Abdichtungsposition gebracht.
  • Der erfindungsgemäße Sammelkasten findet beispielsweise Einsatz bei einem Wärmetauscher in Form eines Luft-Luft-Ladeluftkühlers.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Deckel
    11
    Sammelvolumen
    12
    Rohrboden
    14
    umlaufender Rand des Rohrbodens 12
    16
    Durchzüge im Rohrboden 12
    18
    Rohr
    20
    Steg
    22
    Erhebung
    24
    Bördellaschen
    26
    umlaufender Rand des Deckels 10
    28
    Zähne am umlaufenden Rand 26 des Deckels 10
    30
    Oberseite des Rohrbodens 12
    32
    Kräfte
    34
    erste Seite
    36
    zweite Seite
    38
    Dichtung
    40
    Pfeil
    42
    Länge der Durchzüge 16
    44
    Überstand
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102005013922 A1 [0002]
    • DE 102007006235 A1 [0003]

Claims (5)

  1. Sammelkasten für einen Wärmetauscher, insbesondere für einen Ladeluftkühler, mit einem Deckel (10), welcher einen Sammelraum (11) ausbildet, und einem Rohrboden (12), welcher Durchzüge (16) für Rohrenden von Rohren (18) aufweist und den Sammelraum (11) an einer offenen Seite des Deckels (16) begrenzt, wobei der Deckel (10) an seiner offenen Seite einen umlaufenden Rand (26) aufweist, welcher dem Rohrboden (12) zugewandt ist und der Rohrboden (12) einen umlaufenden Rand (14) aufweist, welcher dem Deckel (10) zugewandt ist und in zusammengebautem Zustand von Deckel (10) und Rohrboden (12) den umlaufenden Rand (26) des Deckels (10) von außen umgreift, wobei der Rohrboden (12) an seinem umlaufenden Rand (14) voneinander beabstandete Bördellaschen (24) zum Umbördeln um den umlaufenden Rand (26) des Deckels (10) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (10) an seinem umlaufenden Rand (26) voneinander beabstandete Zähne (28) aufweist, Wobei der Rohrboden (12) an einer dem Deckel (10) zugewandten Oberseite (30) zwischen den Durchzügen (16) Erhebungen (22) aufweist, welche innerhalb eines von dem umlaufenden Rand (14) des Rohrbodens (12) umschlossenen Bereich sowie derart ausgebildet und angeordnet sind, dass in zusammengebautem Zustand von Deckel (10) und Rohrboden (12) der umlaufende Rand (26) des Deckels (10) zwischen den Erhebungen (22) und dem umlaufenden Rand (14) des Rohrbodens (12) angeordnet ist, die Zähne (28) in Richtung senkrecht zur Oberseite (30) des Rohrbodens (12) an der Oberseite (30) des Rohrbodens (12) anschlagen und in Richtung parallel zur Oberseite (30) des Rohrbodens (12) jeweils ein Zahn (28) an einer Erhebung (22) anschlägt, wobei ein Abstand zwischen gegenüberliegenden Zähnen (28) des Deckels (10) an gegenüberliegenden Längsseiten des umlaufenden Randes (26) des Deckels (10) kleiner ist als eine Länge (42) der Durchzüge (16).
  2. Sammelkasten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Zähnen (28) des Deckels (10) und dem umlaufenden Rand (14) des Rohrbodens (12) eine umlaufende Dichtung (38), insbesondere ein Dichtungsring, angeordnet ist.
  3. Sammelkasten nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei Durchzügen (16) jeweils ein Paar Erhebungen (22) ausgebildet ist.
  4. Sammelkasten nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Erhebungen (22) an einer dem umlaufenden Rand (14) des Rohrbodens (12) und den Zähnen (28) zugewandten Seite (34) im Wesentlichen senkrecht zur Oberseite (39) und von dieser Erheben.
  5. Sammelkasten nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Erhebungen (22) an einer von dem umlaufenden Rand (14) des Rohrbodens (12) und von den Zähnen (28) abgewandten Seite (36) rampenförmig von der Oberseite (30) erheben.
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