DE102011008220A1

DE102011008220A1 - Wärmeaustauscher

Info

Publication number: DE102011008220A1
Application number: DE102011008220A
Authority: DE
Inventors: Tomomi Okuyama; Hiroshi Tanaka; Sumio Susa; Mitsuharu Inagaki; Hironobu Fujiyoshi; Ryuji Shirakawa
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2010-01-13
Filing date: 2011-01-10
Publication date: 2012-01-19
Also published as: US20110168364A1

Abstract

Bei einem Wärmeaustauscher mit einer Vielzahl von Rohren (111) umfasst ein Sammlertank (120) eine Kernplatte (121), die mit den Rohren verbunden ist, sowie einen Tankkörper (122), der an der Kernplatte fixiert ist, sowie ein elastisches Element (123), das zwischen einem Bodenteil eines Nutenteils (121a), der an einem Außenumfangsteil der Kernplatte vorgesehen ist, und einem Kopfendteil (122a) des Tankkörpers angeordnet ist und elastisch hierzwischen verformbar ist. Das elastische Element ist mit einem positionsbestimmenden Teil (123a, 123b) versehen, das in etwa parallel zu einer Innenbodenfläche des Bodenteils des Nutenteils vorsteht. Weiterhin ist der die Position bestimmende Teil im elastischen Element so konfiguriert, dass sich ein Spalt zwischen dem die Position bestimmenden Teil und der Bodenfläche des Bodenteils des Nutenteils, und ein Spalt zwischen dem die Position bestimmenden Teil und dem Kopfendteil des Tankkörpers entsteht, ergibt.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmeaustauscher. Beispielsweise kann der Wärmeaustauscher geeignet für ein Fahrzeug benutzt werden und kann als ein Zwischenkühler zum Kühlen von Ansaugluft einer Brennkraftmaschine ausgelegt sein.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Das Patentdokument 1 ( JP 2002-286396A entsprechend der US 2002/0134529A1 ) beschreibt das Gebiet eines Wärmeaustauschers, der als ein Zwischenkühler zum Kühlen der Ansaugluft Verwendung findet, die an eine Brennkraftmaschine geliefert werden soll. Der Wärmeaustauscher umfasst Rohre, in denen Ansaugluft strömt, Rippen, die so ausgelegt sind, dass sie den Wärmeaustausch zwischen der Kühlluft und der Ansaugluft erleichtern, sowie ein Paar von Sammlertanks, die so ausgebildet sind, dass sie mit jedem der Rohre kommunizieren.
Im Zwischenkühler sind eine Vielzahl der Rohre und Rippen abwechselnd zur Bildung eines Wärme austauschenden Kernteils angeordnet. Jeder Sammlertank des Zwischenkühlers ist aufgebaut aus einer Kernplatte aus einem Aluminiummaterial und an die Rohre gelötet sowie einem Tankkörper aus Harz, der an der Kernplatte zur Bildung eines Tankraums hierin befestigt ist.
Insbesondere ist eine kreisförmige Packung (Dichtungselement) aus einem elastischen Element eingeführt zwischen einem Kopfendteil des Tankkörpers und einem Nutenteil, der an einem Außenumfangsteil der Kernplatte vorgesehen ist. In diesem Zustand werden in der Kernplatte vorgesehene Klauenteile längs der Außengestalt des Tankkörpers gebogen: hierdurch werden der Tankkörper und die Kernplatte aneinander befestigt und fixiert.
Ist der Tankkörper an der Kernplatte befestigt, dann wird die in dem Nutenteil der Kernplatte angeordnete Dichtung zwischen die Bodenfläche des Nutenteils der Kernplatte und eine Stirnfläche des Kopfendteils des Tankkörpers gepresst, um hierdurch elastisch verformt zu werden. Im Allgemeinen ist der durch den Nutenteil der Kernplatte und die Stirnfläche des Kopfendteils des Tankkörpers definierte Raum mit einem Raum versehen, in welchen der verformte Teil der Dichtung bewegt wird und in diesen entweicht, wenn die Dichtung gepresst und elastisch verformt wird.
Der Raum ist in einer Breitenrichtung des Nutenteils senkrecht zur Pressrichtung der Dichtung derart vorgesehen, dass die elastisch verformte Dichtung keinen Wandteil senkrecht zur Pressrichtung kontaktiert. Selbst wenn die Dichtung elastisch verformt wird, nimmt die Dichtung keine Reaktionskraft vom Wandteil auf; hierdurch kann eine elastische Kraft der Dichtung, die in einer Trennrichtung zum Trennen des Nutenteils der Kernplatte vom Kopfendteil des Tankkörpers ausgeübt wird, gleichförmig längs des gesamten Umfangs der Dichtung gemacht werden.
Wenn jedoch der Raum, der den elastisch verformten Teil der Dichtung entweichen lässt, vorgesehen ist, kann die Lage der Dichtungsanordnung im Nutenteil sich verschieben, wenn die Dichtung in den Nutenteil der Kernplatte eingepasst wird. Wenn beispielsweise die Dichtung gegen eine Außenwandseite oder eine Innenwandseite des Nutenteils verschoben wird, kann ein elastisch verformter Teil der Dichtung gegen einen Seitenwandteil gepresst werden: hierdurch kann die Dichtung eine Reaktionskraft von dem einen Seitenwandteil aufnehmen.
Hierdurch kann es schwierig werden, dass eine elastische Kraft der Dichtung gleichförmig längs des gesamten Umfangs der Dichtung wirkt. Weiterhin wird wegen der ungleichen elastischen Kraft der Dichtung die Abdichtungsleistung der Dichtung an einem niedrigen elastischen Teil der Dichtung herabgesetzt; hierdurch kann Ansaugluft aus dem unteren elastischen Teil der Dichtung durchlecken.
Wenn weiterhin der Wärmeaustauscher, ausgelegt als Zwischenkühler, an einem Fahrzeug montiert ist, wünscht man die Abmessung des Wärmeaustauschers in einer Fahrzeug-Front-Heck-Richtung zu reduzieren. Wenn allerdings lediglich die Abmessung der Kernplatte des Sammlertanks mit Bezug auf den Wärme austauschenden Kernteil reduziert wird, können die äußersten Rippen oder Einsatzplatten des Wärme austauschenden Kernteils nach außen von der Kernplatte des Sammlertanks in einer Tanklängsrichtung entsprechend einer Anordnung oder Verlaufsrichtung der Rohre und der Rippen vorstehen. In diesem Fall kann der Wärme austauschende Kernteil leicht beschädigt werden.
Das Patentdokument 2 ( EP 0779488A1 ) beschreibt den Fall eines Wärmeaustauschers für ein Fahrzeug, der eine Vielzahl von Rohren, eine Vielzahl von Rippen, von denen jede zwischen benachbarten Rohren zur Erleichterung des Wärmeaustausches auf der Rippenseite angeordnet ist, sowie Sammlertanks, die mit den Rohren in Verbindung stehen, einschließt. Im Wärmeaustauscher des Patentdokuments 2 wird die mit den Rohren verbundene Kernplatte sowie der Tankkörper integral geformt.
Insbesondere wird eine kreisförmige Packung (Dichtungselement) aus einem elastischen Element zwischen einen Kopfendteil des Tankkörpers und einen Nutenteil eingeführt, der an einem Außenumfangsteil der Kernplatte vorgesehen ist. In diesem Zustand werden Klauenteile, die in der Kernplatte vorgesehen sind, längs der Außenumfangsgestalt des Tankkörpers gebogen und hierdurch werden der Tankkörper und die Kernplatte aneinander befestigt und fixiert.
Hierdurch kann daher verhindert werden, dass ein Fluid aus einem Spalt oder Spaltraum zwischen dem Tankkörper und der Kernplatte durchleckt.
Wird die Dichtung nicht gleichförmig verformt, dann kann das Leistungsverhalten der Dichtung beeinträchtigt sein und das Fluid kann aus einem Spalt zwischen Tankkörper und Kernplatte nach außen durchlecken.
Im Patentdokument 2 ist ein vorstehender Teil vorgesehen, der von einer Bodenfläche eines sich erweiternden Teils des Tankkörpers zu einer Bodenfläche eines Nutenteils vorsteht. Wird die Befestigung durchgeführt, so kontaktiert der vorstehende Teil des sich erweiternden Teils des Tankkörpers die Bodenfläche des Nutenteils der Kernplatte, so dass ein Spalt oder Spaltraum zwischen dem sich erweiternden Teil des Tankkörpers und der Bodenfläche des Nutenteils gleichförmig ausgebildet werden kann.
Somit wird nach Patentdokument 2, wenn die Befestigung ausgeführt wird, nicht nur die Dichtung im Nutenteil der Kernplatte untergebracht, vielmehr wird auch der vorstehende Teil des Tankkörpers im Nutenteil der Kernplatte aufgenommen. Daher wird die Abmessung des Nutenteils in Richtung der Breite größer um den im Nutenteil aufgenommenen vorstehenden Teil, wodurch die Abmessung des gesamten Wärmeaustauschers sich vergrößert.
Wenn weiterhin der Tankkörper und die Kernplatte in einem Zustand befestigt werden, wo ein Teil der Dichtung zwischen dem vorstehenden Teil des Tankkörpers und dem Nutenteil der Kernplatte eingeführt ist, wird es schwierig, dass die Dichtung sich gleichförmig verformt. Somit kann es schwierig werden, genau zu verhindern, dass das Fluid aus einem Spalt oder Spaltraum zwischen dem Tankraum und der Kernplatte austritt.
Im Hinblick auf die vorstehenden Probleme ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Wärmeaustauscher mit einem Sammlertank vorzusehen, in dem ein elastisches Element zwischen einer Kernplatte und einem Tankkörper angeordnet ist und sich eine gleichförmige elastische Kraft längs eines gesamten Umfangs des elastischen Elements ergibt.
Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Beschädigung eines Wärme austauschenden Kernteils eines Wärmeaustauschers mit einem Sammlertank zu verhindern, der dadurch geformt wird, dass eine Kernplatte an einem Tankkörper befestigt wird.
Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die gesamte Abmessung eines Wärmeaustauschers mit einem Sammlertank zu reduzieren, der geformt wird, indem eine Kernplatte und ein Tankkörper befestigt bzw. fixiert werden, während verhindert wird, dass ein Fluid aus einem Spalt zwischen Kernplatte und Tankkörper austritt bzw. leckt.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Wärmeaustauscher einen Wärme austauschenden Kernteil und einen Sammlertank. Der Wärme austauschende Kernteil umfasst eine Vielzahl von Rohren, die in einer Anordnungs- oder Verlaufsrichtung angeordnet sind, sowie eine Vielzahl von Rippen, die mit den Außenflächen der Rohre verbunden sind, um den Wärmeaustausch zwischen einem ersten innerhalb der Rohre strömenden Fluid und einem zweiten außerhalb der Rohre strömenden Fluid zu erleichtern. Der Sammlertank ist an einer Längsstirnseite der Rohre angeordnet und erstreckt sich in Verlaufsrichtung der Rohre und steht mit den Rohren in Verbindung. Der Sammlertank schließt eine Kernplatte ein, mit der die eine Längsseite der Rohre verbunden ist, sowie einen Tankkörper, der an der Kernplatte fixiert ist und hierin einen Tankraum definiert, sowie ein elastisches Element, angeordnet zwischen einem Bodenteil eines Nutenteils, der an einem Außenumfangsteil der Kernplatte vorgesehen ist, und einem Kopfendteil des Tankkörpers, um hierzwischen elastisch verformt zu sein. Der Kopfendteil des Tankkörpers ist in den Nutenteil der Kernplatte eingeführt, während das elastische Element zwischen dem Bodenteil der Nutenplatte der Kernplatte und dem Kopfendteil des Tankkörpers angeordnet ist. Zusätzlich ist das elastische Element mit einem positionsbestimmenden Teil versehen, der in etwa parallel zu einer Innenbodenfläche des Bodenteils des Nutenteils vorsteht, um eine Positionsverschiebung des elastischen Elements bezogen auf die Kernplatte zu verhindern; der die Position bestimmende Teil ist im elastischen Element konfiguriert, so dass sich ein Spalt zwischen dem die Position bestimmenden Teil und der Bodenfläche des Bodenteils des Nutenteils; und weiterhin ein Spalt zwischen dem die Position bestimmenden Teil und dem Kopfendteil des Tankkörpers ergibt.
Da somit der positionsbestimmende Teil im elastischen Element vorgesehen ist, lässt sich die Position des elastischen Elements bezogen auf die Kernplatte leicht durch Verwendung des positionsbestimmenden Teils einstellen. Selbst wenn der positionsbestimmende Teil bewegt und gegen den Wandteil des Nutenteils entsprechend einer elastischen Verformung des elastischen Elements gepresst wird, wird es möglich, dass der verformte Teil des positionsbestimmenden Teils gegen die Spalte oder Freiräume bewegt wird. Im Ergebnis kann die elastische Kraft des elastischen Elements zwischen Kernplatte und Tankkörper über den gesamten Umfang des elastischen Elements gleichförmig gemacht werden.
Beispielsweise umfasst die Kernplatte abstehende oder sich erstreckende Teile, die in einer Rohrlängsrichtung verlaufen und eine Vielzahl von Rohreinführungslöchern definieren, in welche die Rohre jeweils eingeführt werden; die abstehenden oder sich erstreckenden Teile sind so konfiguriert, dass sie einen Wandteil des Nutenteils definieren. In diesem Fall umfasst der die Position bestimmende Teil einen die Längsposition bestimmenden Teil des elastischen Elements an einer Innenseite des elastischen Elements in einer Position, die in Verlaufsrichtung der Rohre sich erstreckt; weiterhin ist der die Längsposition bestimmende Teil konfiguriert durch vorstehende Teile, um jeweils gegen Teile zwischen benachbarten Rohreinführungslöchern vorzustehen und den Wandteil des Nutenteils zu kontaktieren.
Alternativ kann der die Position bestimmende Teil einen eine Längsposition bestimmenden Teil des elastischen Elements an einer Innenseite des elastischen Elements in einer Position einschließen, die sich in Verlaufsrichtung der Rohre erstreckt, sowie einen die kleinere Richtungsposition bestimmenden Teil des elastischen Elements an einer Innenseite des elastischen Elements in einer Position, die sich in einer Richtung senkrecht zur Verlaufsrichtung der Rohre erstreckt. In diesem Fall kann eine Vorsprungsabmessung des die Längsposition bestimmten Teils, der gegen die Innenseite des elastischen Elements vorsteht, unterschiedlich zu einer Vorsprungsabmessung des die kleine Richtungsposition bestimmenden Teils, der gegen die Innenseite des elastischen Elements vorsteht, sein.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Wärmeaustauscher einen Wärme austauschenden Kernteil und einen Sammlertank. Der Wärme austauschende Kernteil schließt eine Vielzahl von Rohren, die in einer Verlaufsrichtung angeordnet sind, ein, sowie eine Vielzahl von Rippen, die mit den Außenflächen der Rohre verbunden sind, um den Wärmeaustausch zwischen einem ersten innerhalb der Rohre strömenden Fluid und einem zweiten außerhalb der Rohre strömenden Fluid zu erleichtern. Der Sammlertank ist an einer der Längsstirnseiten der Rohre angeordnet und erstreckt sich in der Verlaufsrichtung der Rohre, um mit den Rohren in Verbindung zu stehen bzw. zu kommunizieren. Im Wärmeaustauscher schließt der Sammlertank eine Kernplatte, mit der eine der Längsstirnseiten der Rohre verbunden ist, sowie einen Tankkörper ein, der an der Kernplatte zur Definition eines Tankraums hierin fixiert oder befestigt ist; auch ist ein Kopfendteil des Tankkörpers in einen Nutenteil eingeführt, der an einem Außenumfangsteil der Kernplatte vorgesehen ist, wenn der Tankkörper an der Kernplatte fixiert wird. Der Nutenteil verfügt über einen ersten Nutenteil, der an zwei Stirnseiten der Kernplatte in Verlaufsrichtung vorgesehen ist, sowie einen zweiten Nutenteil, der an den beiden Stirnseiten der Kernplatte in einer Richtung senkrecht zur Anordnungsrichtung vorgesehen ist.
Weiterhin hat der erste Nutenteil eine Breitenabmessung, die unterschiedlich zu einer Breitenabmessung der Nut des zweiten Nutenteils ist. Zusätzlich verfügt der Sammlertank über eine Abmessung in der Verlaufsrichtung, die gleich oder größer als eine Abmessung des Wärme austauschenden Kernteils in der Abmessungsrichtung ist.
Somit kann eine Beschädigung des Wärme austauschenden Kernteils vermieden werden, wenn der Wärmeaustauscher bewegt oder beispielsweise an einem Fahrzeug montiert wird. Durch Einstellen der Abmessung der Nutenbreite des ersten Nutenteils unterschiedlich zur Abmessung der Nutenbreite des zweiten Nutenteils kann die Abmessung des Sammlertanks in der Verlaufsrichtung der Rohre leicht bei einem üblichen Wärmeaustauscher verändert werden.
Beispielsweise kann die Abmessung der Nutenbreite des ersten Nutenteils größer als die Abmessung der Nutenbreite des zweiten Nutenteils gemacht werden.
Darüber hinaus kann der Kopfendteil des Tankkörpers einen ersten sich erweiternden Teil, der an zwei Stirnseiten der Verlaufsrichtung positioniert ist und sich in der Richtung senkrecht zur Verlaufsrichtung erstreckt; und einen zweiten sich erweiternden Teil, der an den beiden Stirnseiten in der Richtung senkrecht zur Verlaufsrichtung positioniert ist, um sich in der Verlaufsrichtung zu erstrecken, einschließen. In diesem Fall verfügt der erste sich erweiternde Teil über eine sich erweiternde Abmessung, die sich in der Verlaufsrichtung erweitert, die größer als eine sich erweiternde Abmessung des zweiten sich erweiternden Teils ist, der sich in der Richtung senkrecht zur Verlaufsrichtung erweitert.
Im Wärmeaustauscher selbst kann ein elastisches Element zwischen einem Bodenteil des Nutenteils der Kernplatte und dem Kopfendteil des Tankkörpers angeordnet sein, um elastisch hierzwischen verformbar zu werden. In diesem Fall wird der Kopfendteil des Tankkörpers in den Nutenteil der Kernplatte eingeführt, während das elastische Element zwischen dem Bodenteil des Nutenteils der Kernplatte und dem Kopfendteil des Tankkörpers eingebracht wird.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Wärmeaustauscher eine Vielzahl von in einer Verlaufsrichtung angeordneten Rohren, in denen ein Fluid strömt, sowie einen Sammlertank, der an einer Längsstirnseite der Rohre angeordnet ist und sich in Verlaufsrichtung der Rohre erstreckt und mit den Rohren in Verbindung steht. Der Sammlertank umfasst eine Kernplatte, gegen die die einen Längsstirnseiten der Rohre verbunden sind, sowie einen mit der Kernplatte fixierten Tankkörper, um hierin einen Tankraum zu definieren; und umfasst ein kreisförmiges elastisches Element, das zwischen einem Bodenteil eines Nutenteils angeordnet ist, der an einem Außenumfangsteil der Kernplatte und einem Kopfendteil des Tankkörpers vorgesehen ist und hierzwischen elastisch verformbar ist. Weiterhin wird der Kopfendteil des Tankkörpers in den Nutenteil der Kernplatte in einer Einführungsrichtung eingeführt, während das elastische Element zwischen den Bodenteil des Nutenteils der Kernplatte und den Kopfendteil des Tankkörpers eingesetzt wird. Im Wärmeaustauscher verfügt die Kernplatte über einen Klauenteil, der von einem Außenumfangswandteil des Nutenteils vorsteht und längs einer Außenumfangsfläche des Tankkörpers gebogen wird, um an dem Tankkörper fixiert zu werden, sowie eine Kontaktfläche, die zum Kreuzen mit der Einführungsrichtung des Kopfendteils des Tankkörpers vorgesehen ist, wobei der Tankkörper mit einer Vielzahl von die Position bestimmenden Teilen ausgestattet ist, die zu einer Seite senkrecht zur Einführungsrichtung des Kopfendteils des Tankkörpers vorstehen; weiterhin kontaktieren die die Position des Tankkörpers bestimmenden Teile die Kontaktfläche der Kernplatte.
Da die die Position bestimmenden Teile des Tankkörpers die Kontaktfläche der Kernplatte kontaktieren, ist es nicht notwendig, die Breite der Nutenabmessung aufgrund der die Position bestimmenden Teile des Tankkörpers zu erhöhen und hierdurch die Größe des Wärmeaustauschers zu reduzieren. Weiterhin kann eine relative Entfernung zwischen der Bodenfläche des Kopfendteils des Tankkörpers und dem Bodenteil des Nutenteils über den gesamten Umfang gleichförmig ausgeführt werden. Somit kann das elastische Element gleichförmig verformt werden, wodurch verhindert wird, dass Fluid von einem Spalt oder Raum zwischen der Kernplatte und dem Tankkörper austritt.
Beispielsweise können eine Vielzahl der Klauenteile vorgesehen sein, die von dem Außenumfangswandteil des Nutenteils der Kernplatte gegen den Tankkörper vorstehen; auch kann die Kontaktfläche zwischen benachbarten Klauenteilen in der Kernplatte vorgesehen sein.
Die Kernplatte des Wärmeaustauschers kann von einer polygonen Gestalt sein. In diesem Fall kann der die Position bestimmende Teil wenigstens an einem Winkelteil der Kernplatte vorgesehen sein. Weiterhin können die die Position bestimmenden Teile innerhalb des äußersten Umfangsteils der Kernplatte positioniert werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden klarer aus der folgenden Beschreibung, in der auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen ähnliche Teile mit ähnlichen Bezugszahlen bezeichnet sind. Es zeigen:
1 eine Stirnansicht eines Zwischenkühlers als ein Beispiel eines Wärmeaustauschers gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
2 eine teilgeschnittene Darstellung eines Teils eines Sammlertanks des Zwischenkühlers, in einem Schnitt längs einer kleineren Tankrichtung (Breitenrichtung des Tanks) A3 des Sammlertanks gemäß der ersten Ausführungsform;
3 eine teilgeschnittene Darstellung eines Teils des Sammlertanks des Zwischenkühlers, in einem Schnitt längs einer Längsrichtung des Tanks (Hauptrichtung des Tanks) A2 des Sammlertanks gemäß der ersten Ausführungsform;
4 eine perspektivische Darstellung einer Kernplatte und einer Dichtung des Sammlertanks gemäß der ersten Ausführungsform;
5 eine Draufsicht, die die Kernplatte und die Dichtung des Sammlertanks gemäß der ersten Ausführungsform erkennen lässt;
6 eine teilgeschnittene Darstellung eines Teils des Sammlertanks und der Dichtung des Zwischenkühlers, in einem Schnitt längs der kleineren Tankrichtung A3 des Sammlertanks vor der Befestigung, gemäß der ersten Ausführungsform;
7 eine teilgeschnittene Darstellung eines Teils des Sammlertanks und der Dichtung des Zwischenkühlers, in einem Schnitt längs der Tanklängsrichtung (Hauptrichtung des Tanks) A2 des Sammlertanks vor der Befestigung, gemäß der ersten Ausführungsform;
8 eine perspektivische Darstellung eines Sammlertanks eines Wärmeaustauschers gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
9 einen Querschnitt längs der Linie IX-IX der 8;
10 einen Querschnitt längs der Linie X-X der 8;
11 eine perspektivische Darstellung einer Kernplatte und einer Dichtung des Sammlertanks gemäß der zweiten Ausführungsform; und
12 eine perspektivische Darstellung, welche einen Sammlertank eines Wärmeaustauschers gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung erkennen lässt.
Ausführungsbeispiele
Ausführungsbeispiele zur Durchführung der Maßnahme nach der Erfindung sollen nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben werden. In den Ausführungsbeispielen kann ein Teil, der Gegenständen in einer vorherigen Ausführungsform entspricht, mit der gleichen Bezugszahl bezeichnet sein, eine überflüssige Erläuterung für diesen Teil wird daher fortgelassen. Wenn nur ein Teil einer Konfiguration in einem Ausführungsbeispiel beschrieben wird, kann eine vorhergehende Ausführungsform auf andere Teile der Konfiguration Anwendung finden. Die Teile können kombiniert werden, selbst wenn nicht ausführlich beschrieben ist, dass die Teile kombiniert werden können. Die Ausführungsformen können teilweise kombiniert werden, selbst wenn nicht ausdrücklich beschrieben wird, dass die Ausführungsformen sich kombinieren lassen, vorausgesetzt, dies schadet der Kombination nicht.
Eine erste Ausführungsform der Erfindung soll nun nachstehend mit Bezug auf die 1 bis 7 beschrieben werden. Nach der vorliegenden Ausführungsform ist ein Wärmeaustauscher gemäß der vorliegenden Erfindung typischerweise bestimmt für eine Anwendung auf einen Zwischenkühler 100 für ein Fahrzeug. Der Zwischenkühler 100 ist ein kühlender Wärmeaustauscher, bei dem Luft (Ansaugluft) für die Kraftstoffverbrennung, die in die Brennkraftmaschine eingesaugt werden soll, in Wärmeaustausch mit Außenluft (Kühlluft) tritt, wodurch die Ansaugluft gekühlt wird. Als Nächstes soll die Konfiguration des Zwischenkühlers 100 gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben werden.
Hierbei ist 1 eine Stirnansicht und zeigt den Zwischenkühler 100 eines Beispiels eines Wärmeaustauschers gemäß der ersten Ausführungsform. 2 ist eine teilgeschnittene Darstellung und zeigt einen Teil eines Sammlertanks 120 des Zwischenkühlers 100 in einem Schnitt längs einer kleineren Tankabmessung (Breitenrichtung des Tanks) A3 des Sammlertanks 120, gemäß der ersten Ausführungsform. Das heißt, 2 ist eine teilgeschnittene Darstellung in einem Schnitt senkrecht zu einer Längsrichtung A2 des Sammlertanks 120.
3 ist eine teilgeschnittene Darstellung und zeigt einen Teil des Sammlertanks 120 des Zwischenkühlers 100 in einem Schnitt längs einer Tanklängsrichtung A2 des Sammlertanks 120 gemäß der ersten Ausführungsform. Das heißt, 3 ist eine teilgeschnittene Darstellung in einem Schnitt senkrecht zu einer kleineren Tankrichtung A3 des Sammlertanks 120. 4 ist eine perspektivische Darstellung und lässt eine Kernplatte 121 sowie eine Dichtung (elastisches Element) 123 erkennen, und zwar von einer Innenseite des Sammlertanks 120 aus gesehen.
Der Zwischenkühler 100 umfasst eine Vielzahl von Rohren 111 und Rippen 112, die an die benachbarten Rohre 111 gebunden sind. Beispielsweise können die Rohre 111 von Flachquerschnitt sein. Das heißt, die Rippen 112 sind an die Flachseiten der Flachrohre 111 gebunden. Ansaug- oder Eintrittsluft als erstes Fluid strömt in die Rohre 111 und tritt in Wärmeaustausch mit der Kühlluft als einem zweiten außerhalb der Rohre 111 strömenden Fluid. Die Rippen 112 werden geformt, indem ein Blechelement bzw. Plattenelement wellenförmig gebogen wird, sie werden aus Aluminium hergestellt. Die Rippen 112 sind an die Rohre 111 befestigt, um den Wärmeaustausch zwischen der hierin strömenden Ansaugluft und der außerhalb der Rohre 111 strömenden Kühlluft zu erleichtern.
Die Vielzahl von Rohren 111 und die Vielzahl von Rippen 112 sind abwechselnd in einer Anordnungs- oder Verlaufsrichtung entsprechend der Tanklängsrichtung A2 angeordnet, so dass ein Wärme austauschender Kernteil 110 von in etwa rechteckiger Gestalt zur Kühlung der Ansaugluft geformt wird. In 1 tritt die Kühlluft durch den Kernteil 110 in Richtung Vorderseite-Rückseite der Papierebene der 1, wodurch die in den Rohren 111 strömende Ansaugluft gekühlt wird. In 1 ist ein Teil der Rohre 111 und der Rippen 112 im Kernteil 110 eingezeichnet. Tatsächlich sind die Rohre 111 und die Rippen 112 über den Gesamtbereich des Kernteils 110 angeordnet. Die Richtung Vorderseite-Rückseite der Papierebene der 1 entspricht der kleineren Tankrichtung A3.
Das Rohr 111 ist ein geschweißtes Rohr, welches geformt wird, indem ein Blechmaterial gebogen und elektroverschweißt wird, das mit einem Lötmaterial plattiert ist (beispielsweise einer Aluminiumlegierung wie A4045, A4343 oder dergleichen), und zwar sowohl auf der Vorder- wie auf der Rückseite. Die Rippen 112 sind an die Rohre 111 gelötet und gebunden, und zwar unter Verwendung des Lötmaterials, das auf die Außenflächen der Rohre 111 plattiert ist.
Weiterhin werden, wie in 3 gezeigt, sogenannte Jalousien- oder Ventilationsausbildungen 113, im Folgenden „Jalousien” genannt, geformt, indem ein Teil der Rippen 112 geschnitten und gebogen wird, so dass eine Luftströmung gestört und damit verhindert wird, dass eine Temperaturgrenzschicht sich aufbaut. Wie in 1 gezeigt, sind ein Paar von Sammlertanks 120 an den beiden längsendigen Seiten der Rohre 111 angebracht und erstrecken sich in Tanklängsrichtung A2 senkrecht zur Rohrlängsrichtung A1. Die Tanklängsrichtung A2 entspricht der Verlaufsrichtung der Rohre 111 und der Rippen 112. Die Sammlertanks 120 sind so angeordnet, dass sie mit den Rohren 111 in Verbindung stehen.
Der Sammlertank 120 des Zwischenkühlers 100 ist gebildet durch eine Kernplatte 121, hergestellt aus einem Aluminiummaterial und an die Rohre 111 gelötet, sowie einem Tank oder Sammlerkörper aus einem Harzmaterial 122, welcher luftdicht an die Kernplatte 121 zur Bildung eines Tankraums fixiert ist. Die Rohre 111 werden in Rohreinführungslöchern der Kernplatte 121 eingeführt und werden an die Kernplatte 121 unter Verwendung von Lötmaterial gelötet, das sowohl auf Vorder- wie Rückseite der Kernplatte 121 plattiert ist.
Wie in den 2 bis 4 gezeigt, ist die Kernplatte 121 ein Element, das mit einem Nutenteil 121a versehen ist, mit einer Ausnehmung gegen eine Seite des Kernteils 110, längs eines gesamten Umfangsteils der Kernplatte 121. Die Vielzahl von Rohreinführungslöchern 121c, in welche die Rohre 111 eingeführt werden, sind in einem Innenbereich der Kernplatte 121 vorgesehen, der durch den Nutenteil 121a umschlossen ist.
Die Rohreinführungslöcher 121c sind Löcher, welche die Kernplatte 121 durchdringen und werden durch Krempeln bzw. Quetschen hergestellt, so dass sich ein abstehender Teil 121d ergibt, der vorragt und sich von einer Plattenfläche (Grundfläche) der Kernplatte 121 von der Längsrichtung A1 der Rohre 111 nach außen erstreckt. Die abstehenden Teile 121d der Rohreinführungslöcher 121c erstrecken sich längs der Außenseite des eingeführten Rohres 111, wodurch die Lötfläche zwischen der Kernplatte 121 und den Rohren 111 vergrößert wird. Da der vorragende Teil 121d im Rohreinführungsloch 121c der Kernplatte 121 vorgesehen ist, lässt sich der Kontaktbereich zwischen der Kernplatte 121 und den Rohren 111 vergrößern.
Ein Klauenteil 121b als ein Fixierteil ist an einem Außenwandteil des Nutenteils 121a der Kernplatte 121 vorgesehen, um an einem sich erweiternden oder expandierenden Teil an der Kopfendseite des Tankkörpers 122 befestigt zu werden.
Als Nächstes soll eine Befestigungs- und Fixierkonstruktion zwischen der Kernplatte 121 und dem Tankkörper 122 des Sammlertanks 120 beschrieben werden. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird der sich erweiternde oder expandierende Teil 122a des Tankkörpers 122 in den Nutenteil 121a der Kernplatte 121 eingeführt. In diesem Einführungszustand wird die Endseite des Klauenteils 121b längs der Außenfläche des Endteils des Tankkörpers 122 gebogen, so dass der Tankkörper 122 und die Kernplatte 121 befestigt und aneinander fixiert werden.
Weiterhin wird eine kreisförmige Dichtung 123 in den Nutenteil 121a eingepasst, um elastisch zwischen der Bodenfläche des sich erweiternden Teils 122a und der Innenbodenfläche des Nutenteils 121a der Kernplatte 121 verformt zu werden. Die Dichtung 123 ist ein Beispiel eines elastischen Elements aus einem elastischen Material wie Gummi und ist so ausgelegt, dass sie einen Verbindungsteil zwischen dem Tankkörper 122 und der Kernplatte 121 abdichtet. Als Nächstes soll der Aufbau der Dichtung 123 genauer beschrieben werden.
Verstärkungsrippen 122b sind im Tankkörper 122 an Orten vorgesehen, ohne durch den Klauenteil 121b befestigt zu werden, wodurch die Festigkeit des Tankkörpers 122 erhöht wird. Wie in den 1 und 3 gezeigt, sind verstärkende Einführungsplatten 130 an den beiden Endteilen des Kernteils 110 in Verlaufsrichtung der Rohre 111 ausgebildet und erstrecken sich in einer Richtung im Wesentlichen parallel zur Rohrlängsrichtung A1, wodurch die Festigkeit an den beiden Stirnseiten des Kernteils 110 in Verlaufsrichtung verstärkt wird.
Ein Lötmaterial wird auf eine Fläche der Einführungsplatte 130 auf einer Innenseite des Kernteils 110 aufgebracht, um an eine äußerste Rippe 112 gebunden zu werden, die sich auf der am weitesten außen befindlichen Seite des Kernteils 110 in Verlaufsrichtung der Rohre 111 befindet. Die beiden längsseitigen Stirnteile jeder Einführungsplatte 130 sind an die Kernplatte 121 des Sammlertanks 120 unter Verwendung eines Lötmaterials verlötet, das auf die Kernplatte 121 plattiert ist.
Als Nächstes soll ein Verfahren zur Herstellung des Zwischenkühlers 110 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben werden. Zunächst wird ein Kernmontageschritt durchgeführt. Im Kernmontageschritt werden die Rohre 111, die Rippen 112 und die Einführungsplatten 130 auf einer Montageplatte gestapelt, und die Kernplatten 121 werden so montiert, dass die Rohre 111 in die Rohreinführungslöcher 121c der Kernplatte 121 jeweils montiert werden. Der vorläufig beim Kernmontageschritt zusammengebaute Kernteil 110 wird erwärmt und in einem Ofen gebrannt, während der Montagezustand des Kernteils 110 unter Verwendung einer Lehre wie Drähten in einem Lötschritt aufrecht erhalten wird.
Nach dem (Hart)lötschritt wird der Kernteil 110 gekühlt, so dass das geschmolzene Lötmaterial wieder verfestigt wird. Dann wird in einem Befestigungsschritt die Dichtung 123 in den Nutenteil 121a der Kernplatte 121 eingepasst, und hernach wird der Tankkörper 122 befestigt und an der Kernplatte 121 fixiert. Anschließend werden Fehler wie ein Lötfehler, ein Befestigungsfehler, ein Dichtungsfehler oder Abmessungsfehler geprüft, um ein Produkt ohne jeden Fehler zu gewinnen, wodurch die Herstellung des Zwischenkühlers 100 beendet ist.
Nach der vorliegenden Ausführungsform ist der Nutenteil 121a, der an einem äußeren Umfangsteil der Kernplatte 121 vorgesehen ist, benachbart dem Rohreinführungsloch 121c der Kernplatte 121 vorgesehen. Insbesondere ist, wie 2 zeigt, der abstehende Teil 121d mit einem Wandteil versehen, der sich entsprechend der Längsrichtung A1 des Rohres 111 erstreckt, um in etwa senkrecht zur Bodenfläche des Nutenteils 121a zu liegen.
So wird der abstehende Teil 121d als Flachseitenteil in der Kernplatte 121 zwischen dem Nutenteil 121a und dem Rohreinführungsloch 121c benachbart dem Nutenteil 121a geformt. Es wird dadurch möglich, die Abmessungen der Kernplatte 121 in einer Längsrichtung (Tankhauptrichtung) A2 der Kernplatte 121 und gemäß einer Breitenrichtung (kleinere Tankabmessung A3) der Kernplatte 121, senkrecht zur Längsrichtung der Kernplatte 121 zu reduzieren, wie dies die 2 und 3 zeigen. Im Allgemeinen verläuft die Breitenrichtung der Kernplatte 121 parallel mit der Luftströmungsrichtung, die durch den Kernteil 110 geht, und entspricht einer Front-Heck-Richtung des Fahrzeugs, sobald der Zwischenkühler 100 auf einem Fahrzeug montiert ist. Damit kann die Abmessung der Kernplatte 121 des Zwischenkühlers 100 in der Fahrzeugfront-Heckrichtung wirksam reduziert werden.
Wenn jedoch die Längsabmessung des Sammlertanks 120 einfach kürzer als die Abmessung des Kernteils 110 gemacht wird, können die Rippen 112 sowie die Einsatzplatten 130, die an den äußersten Seiten des Kernteils 110 positioniert sind, nach außen über die Längsenden der Kernplatte 121 vorragen.
Wenn die Rippen 112 und die Einsatzplatten 130 von der Kernplatte 121 in einer Richtung parallel zur Längsrichtung der Kernplatte 121 vorragen, können die Rippen 112 sowie die Einsatzplatten 130 des Kernteils 110 leicht aufgrund des vorstehenden Teils des Kernteils 110 beschädigt werden.
Bei der Kernplatte 121 der vorliegenden Ausführungsform, gezeigt in den 2, 3 und 5, ist eine Breitenabmessung X des Nutenteils 121a an den beiden longitudinalen Endseiten der Kernplatte 121 größer als eine Abmessung in der Breite Y des Nutenteils 121a an den beiden kleineren Endseiten der Kernplatte 121 gemacht.
5 ist eine Draufsicht und zeigt die Kernplatte 121 sowie die Dichtung 123 gemäß der ersten Ausführungsform. In den 1 und 5 gibt A1 die Rohrlängsrichtung an, A2 zeigt die Tanklängsrichtung entsprechend der Längsrichtung der Kernplatte 121 senkrecht zur Rohrlängsrichtung A1, und A3 gibt die kleinere Richtung der Kernplatte 121 des Sammlertanks 120 senkrecht zur Rohrlängsrichtung A1 und der Tanklängsrichtung A2 an. Die Tanklängsrichtung A2 entspricht der Verlaufsrichtung der Rohre 111 und der Rippen 112 des Kernteils 110.
Insbesondere ist die Breitenabmessung X des Nutenteils 121a der Kernplatte 121 eine Nut mit einer Abmessung in einer Richtung parallel zur Tanklängsrichtung A2, die Breitenabmessung Y des Nutenteils 121a ist eine Nutenbreitenabmessung in der kleineren Tankrichtung A3 entsprechend der Luftströmungsrichtung.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Breitenabmessung X des Nutenteils 121a an den beiden Stirnseiten der Tanklängsrichtung A2 der Kernplatte 121 größer als die Breitenabmessung Y des Nutenteils 121a an den beiden Stirnseiten der kleineren Tankrichtung A3 des Kernteils 121 gemacht. Daher können die beiden Endteile der Kernplatte 121 des Sammlertanks 120 in Tanklängsrichtung A2 außerhalb des Kernteils 110 in Tanklängsrichtung A2 entsprechend dem Rohr der Rohrverlaufsrichtung des Kernteils 110 positioniert werden.
Die Abmessungen des sich erweiternden bzw. „expandierenden” Teils 122a des Tankkörpers 122 in Tanklängsrichtung A2 sowie die kleinere Tankrichtung A3 sind so eingestellt, dass sie jeweils mit der Breitenrichtung X und der Breitenrichtung Y des Nutenteils 122a korrespondieren. Der sich erweiternde Teil 122a des Tankkörpers 122 besitzt einen ersten Teil, der sich in der kleineren Tankrichtung A3 erstreckt, und zwar senkrecht zur Tanklängsrichtung A2. Der erste Teil des expandierenden Teils 122a des Tankkörpers 122 erweitert sich und steht gegen die Außenseite der Tanklängsrichtung A2 entsprechend der Verlaufsrichtung der Rohre 111 vor. Der erste Teil des expandierenden Teils 122a des Tankkörpers 122 hat eine Abmessung in der Tanklängsrichtung A2, die der Abmessung X der Breite der Nut des Nutenteils 121a entspricht. Weiterhin verfügt der expandierende Teil 122a des Tankkörpers 122 über einen zweiten Teil, der sich in der kleineren Tankrichtung A3 erstreckt. Der zweite Teil des expandierenden Teils 122a des Tankkörpers 122 erweitert sich und steht nach außen bezüglich der kleineren Tankrichtung A3 senkrecht zur Verlaufsrichtung der Rohre 111 vor. Der zweite Teil des sich erweiternden Teils 122a des Tankkörpers 122 hat eine Abmessung in der kleineren Tankrichtung A3, die der Breitenrichtung Y der Nut des Nutenteils 121a entspricht.
Weiterhin wird die sich erweiternde Abmessung des ersten Teils des sich erweiternden Teils 122a, die sich in Tanklängsrichtung A2 erweitert, größer als die sich erweiternde Abmessung des zweiten Teils des expandierenden Teils 122a gemacht, der sich in der kleineren Tankrichtung A3 erweitert. Damit wird eine Wanddicke des ersten Teils des sich erweiternden Teils 122a des Tankkörpers 122, die sich auf beiden Endseiten der Tanklängsrichtung A2 befindet, dicker als eine Wanddicke des zweiten Teils des sich erweiternden Teils 122a des Tankkörpers 122 gemacht, positioniert auf beiden Endseiten der kleineren Tankrichtung A3.
Wie in den 5 bis 7 gezeigt, ist die Dichtung oder Packung 123 in dem Nutenteil 121a positioniert und entspricht den Breitenabmessungen X und Y der Nut des Nutenteils 121a. 6 ist eine teilgeschnittene Darstellung und zeigt einen Teil des Sammlertanks 120 und der Dichtung 123 in einem Schnitt längs der kleineren Tankrichtung A3, bevor der Klauenteil 121b zur Befestigung am Tankkörper 122 gebogen wird. 2 ist eine teilgeschnittene Darstellung in einem Schnitt, der das Rohreinführungsloch 121c des Kernteils 121 sowie die Rippe 122b des Tankkörpers 122 enthält, und 6 ist eine teilgeschnittene Darstellung in einem Schnitt, ohne dass das Rohreinführungsloch 121c der Rippe 121 und die Rippe 122b des Tankkörpers 122 eingeschlossen wären.
7 ist eine teilgeschnittene Darstellung und zeigt einen Teil des Sammlertanks 120 und der Dichtung 123 in einem Schnitt längs der Tanklängsrichtung A2, bevor der Klauenteil 121b gebogen und am Tankkörper 122 befestigt wird. 3 ist eine teilgeschnittene Darstellung und zeigt einen Teil des Sammlertanks 120 und der Dichtung 123 in einem Schnitt längs der Tanklängsrichtung A2, nachdem der Klauenteil 121 gebogen und am Tankkörper 122 befestigt wurde. Wie in 7 zu sehen, besitzt, bevor der Klauenteil 121b der Kernplatte 121 am Tankkörper 122 befestigt wird, die Dichtung 123 einen kreisförmigen Querschnitt und erstreckt sich kreisförmig entsprechend der Gestalt des Nutenteils 121a.
Die Dichtung 123 umfasst ein Paar erster Dichtungsteile, die sich in der kleineren Tankrichtung A3 erstrecken, sowie ein Paar zweite Dichtungsteile, die sich in der Tanklängsrichtung A2 erstrecken. Wie in den 5 und 6 dargestellt, verfügt der zweite Dichtungsteil der Dichtung 123, die sich in der kleineren Tankrichtung A3 erstreckt, über eine Vielzahl von die Position bestimmenden Teilen 123a derartiger Ausbildung, dass die Position der Dichtung 123 in der Tanklängsrichtung A2 bezüglich der Kernplatte 121 bestimmt wird.
Eine Vielzahl vorstehender Teile werden als die Position bestimmenden Teile 123a im Dichtungsteil 123 geformt, um in etwa parallel zur Bodenfläche des Nutenteils 121a jeweils gegen einen Teil zwischen die benachbarten Rohreinführungslöcher 121c vorzustehen. Vor der Befestigung werden die die Position bestimmenden Teile 123a der Dichtung 123 veranlasst, die gegenüber liegenden Wandflächen zu kontaktieren, die durch die sich erweiternden Teile 121d der benachbarten Rohreinführungslöcher 121c geformt sind, wodurch verhindert wird, dass die Dichtung 123 entfernt wird. Der die Position bestimmende Teil 123a ist längs den gegenüber liegenden Wandflächen des benachbarten Rohreinführungslochs 121c dünner gemacht und kann in etwa dreieckige Gestalt haben.
Andererseits, wie in den 5 und 7 dargestellt, ist der erste Packungs-/Dichtungsteil der Packung 123, die sich entsprechend der kleineren Tankrichtung A3 an den beiden Längsstirnseiten der Kernplatte 121 erstreckt, einteilig mit einem positionsbestimmenden Teil 123b vorgesehen, der so konfiguriert ist, dass die Position des zweiten Dichtungsteils der Dichtung 123 bezogen auf die Kernplatte 121 bestimmt wird.
Der die Position bestimmende Teil 123b ist einteilig im ersten Dichtungsteil der Dichtung 123 vorgesehen und erstreckt sich in etwa parallel zur Bodenfläche des Nutenteils 121a. Der die Position bestimmende Teil 123b steht von der Dichtung 123 vor, die über den kreisförmigen Querschnitt verfügt, und zwar gegen den sich erweiternden Teil 121d des Einführungslochs 121c, das in der Verlaufsrichtung der Rohre 111 am weitesten außen positioniert ist. Wie in 7 gezeigt, kontaktiert der die Position bestimmende Teil 123b des ersten Dichtungsteils der Dichtung 123, der an den beiden Längsstirnseiten der Kernplatte 121 vorgesehen ist, nicht den abstehenden Teil 121d vor der Befestigung. Der die Position bestimmende Teil 123b, der in dem ersten Dichtungsteil der Dichtung 123 vorgesehen ist, erstreckt sich kontinuierlich in der kleineren Tankrichtung A3, welche senkrecht zur Verlaufsrichtung der Rohre 111 verläuft.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der die Position bestimmende Teil 123a ein die Längsposition bestimmender Teil der Dichtung 123, und der die Position bestimmende Teil 123b ist ein die kleinere Richtungsposition bestimmender Teil. Die vorstehende Abmessung des die Längsposition bestimmenden Teils 123a ist größer als die Abmessung beim Vorstehen des die kleinere Richtungsposition bestimmenden Teils entsprechend der Dimensionsdifferenz der Breitenrichtungen X und Y der Nut.
Als Nächstes wird die Reaktionskraft aufgrund der elastischen Verformungen der Positionsbestimmungsteile 123a, 123b beschrieben. Wie die 6 und 7 zeigen, sind die die positionsbestimmenden Teile 123a, 123b so konfiguriert, dass sie nicht die Bodenfläche des sich erweiternden Teils 122a des Tankkörpers 122 und die Bodenfläche des Nutenteils 121a der Kernplatte 121 vor der Befestigung kontaktieren.
Vor der Befestigung werden, da die die Position bestimmenden Teile 123a, 123b mit abgestuften Teilen an zwei Seiten der Dichtung 123 in einer Pressrichtung entsprechend der Rohrlängsrichtung A1 dünner ausgebildet werden, Freiräume zwischen jedem der expandierenden oder sich erweiternden Teile 123a, 123b und der Bodenfläche des expandierenden Teils 122a und zwischen jedem der sich erweiternden Teile 123a, 123b und der Bodenfläche des Nutenteils 121a geformt.
Nach der Befestigung werden die die Längsposition bestimmenden Teile 123a jeweils gegen Teile zwischen benachbarten Rohreinführungslöchern 121c entsprechend einer elastischen Verformung der Querschnittsgestalt der Dichtung 123 bewegt. Das heißt, jeder der die Längsposition bestimmenden Teile 123a wird elastisch verformt und an eine Position zwischen den benachbarten Rohreinführungslöchern 121c bewegt.
Jetzt werden die die Längsposition bestimmenden Teile 123a gepresst, und zwar durch die abstehenden Teile 121d des Rohreinführungslochs 121c, um elastisch leicht verformt zu werden. Die Reaktionskraft aufgrund dieser elastischen Verformung der die Längsposition bestimmenden Teile 123a jedoch wird kaum in eine Richtung zum Trennen der Kernplatte 121 und des Tankkörpers 122 voneinander ausgeübt. Selbst wenn der die Längsposition bestimmende Teil 123a geringfügig elastisch verformt wird, kann die elastische Verformung gegen einen Raum zwischen dem die Längsrichtung bestimmenden Teil 123a und der Bodenfläche des sich erweiternden Teils 122a und gegen einen Raum zwischen dem die Längsposition bestimmenden Teil 123a und der Bodenfäche des Nutenteils 121a ausweichen.
Weiterhin wird entsprechend der elastischen Verformung der Querschnittsgestalt des zweiten Dichtungsteils der Dichtung 123 der die kleinere Richtung bestimmende Teil 123b gegen den abstehenden Teil 121d des Rohreinführungslochs 121c an der äußersten Seite in Tanklängsrichtung A2 bewegt, wie in den 3 und 7 gezeigt.
In dem in 3 gezeigten Befestigungszustand wird der die kleinere Richtungsposition bestimmende Teil 123b elastisch in einem Grad verformt, bei dem der abstehende Teil 121d des Rohreinführungsteils 121c kontaktiert wird. Jetzt wird der die kleinere Position bestimmende Teil 123b kaum elastisch verformt und hierbei wird die Reaktionskraft aufgrund dieser elastischen Verformung kaum gegen die Richtung beaufschlagt, in der die Kernplatte 121 sowie der Tankkörper 122 voneinander getrennt werden.
Selbst nach der Befestigung kontaktieren die die Position bestimmenden Teile 123a, 123b fast nicht die Bodenfläche des sich erweiternden Teils 122a des Tankkörpers 122 und die Bodenfläche des Nutenteils 121a der Kernplatte 121. Das heißt, Abmessungen der die Position bestimmenden Teile 123a, 123b werden vor der Befestigung eingestellt, derart, dass ein Abstand oder Freiraum zwischen dem die Position bestimmenden Teil 123a, 123b und der Bodenfläche des sich erweiternden Teils 122a des Tankkörpers 122 und zwischen dem die Position bestimmenden Teil 123a, 123b und der Bodenfläche des Nutenteils 121a der Kernplatte 121 nach der Befestigung beibehalten werden kann.
Somit wird die Reaktionskraft aufgrund der elastischen Verformung des die Längsposition bestimmenden Teils 123a und des die kleinere Richtungsposition bestimmenden Teils 123b kaum auf die Richtung zur Trennung der Kernplatte 121 und des Tankkörpers 122 voneinander ausgeübt. Im Ergebnis ist die elastische Kraft, die auf die Richtung zum Trennen von Kernplatte 121 und Tankkörper 122 voneinander ausgeübt wird, in etwa gleich der elastischen Verformungskraft eines Teils kreisförmigen Querschnitts der Dichtung 123 über den Gesamtumfang der Dichtung 123.
Als Nächstes werden die Leistungen oder Effekte des Zwischenkühlers 100 entsprechend der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Nach der vorliegenden Ausführungsform wird die Breitenabmessung X des Nutenteils 121a in dem ersten Teil, der sich zur kleineren Richtung A3 der Kernplatte 121 erstreckt, größer als die Breitenabmessung Y des Nutenteils 121a in der zweiten Richtung gemacht, die sich gemäß der Tanklängsrichtung A2 erstreckt, welche der Verlaufsrichtung der Rohre 111 entspricht. Damit können die beiden Endteile der Kernplatte 121 des Sammlertanks 120 in Tanklängsrichtung A2 außerhalb des Kernteils 110 in Tanklängsrichtung A2 entsprechend der Rohrverlaufsrichtung des Kernteils 110 positioniert werden.
Das heißt, die Abmessung des Sammlertanks 120 in Tanklängsrichtung A2 wird gleich oder größer als die Abmessung des Kernteils 110 in Tanklängsrichtung A2 entsprechend der Rohrverlaufsrichtung eingestellt. Das heißt, hierdurch kann verhindert werden, dass die Endteile des Kernteils 110 nach außen über den Sammlertank 120 in Rohrverlaufsrichtung vorstehen. Damit kann eine Beschädigung des Kernteils 110 verhindert werden, wenn der Zwischenkühler 100 bewegt oder an einem Fahrzeug angebracht wird.
Weiterhin wird die Abmessung des ersten Teils des sich erweiternden Teils 122a des Tankkörpers 122, positioniert an den beiden Seiten der Tanklängsrichtung A2, so eingestellt, dass sie der Nutenbreitenrichtung X des Nutenteils 122a entspricht, und die Abmessung des zweiten Teils des expandierenden Teils 122a des Tankkörpers 122, positioniert an den beiden Seiten der kleineren Tankrichtung A3, ist so eingestellt, dass sie der Nutenbreitenabmessung Y des Nutenteils 121a entspricht. Hierdurch kann verhindert werden, dass die Eingriffslage zwischen Kernplatte 121 und Tankkörper 122 sich verschiebt.
Weiterhin wird die Abmessung des ersten Teils des sich erweiternden Teils 122a, der sich in Tanklängsrichtung A2 erstreckt, größer als die Abmessung des zweiten Teils des sich erweiternden Teils 122a ausgebildet, der sich in der kleineren Tankrichtung A3 erstreckt. Daher kann die Abmessung des Sammlertanks 120 in der kleineren Tankrichtung A3 senkrecht zur Tanklängsrichtung A2 reduziert werden.
Im Ergebnis kann die Abmessung des Zwischenkühlers 100 in Luftströmungsrichtung reduziert werden, wodurch die Abmessung des Zwischenkühlers 100 reduziert wird. Wenn somit der Zwischenkühler 100 an einem Fahrzeug montiert ist, kann die Abmessung des Zwischenkühlers 100 in der Fahrzeugfront-Heckrichtung entsprechend der kleineren Tankrichtung A3 wirksam reduziert werden.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden die Vielzahl von die Längsposition bestimmenden Teilen 123a einteilig mit der Dichtung 123 ausgeführt, so dass ein Teil der die Längsposition bestimmenden Teile 123a den abstehenden Teil 121d kontaktiert, der einen Teil des Nutenteils 121a bildet. Daher lässt sich die Position der Dichtung 123 bezüglich der Kernplatte 121 leicht bestimmen.
Weiterhin wird der Abstand oder Freiraum zwischen dem die Längsposition bestimmenden Teil 123a und der Bodenfläche des Nutenteils 121a und zwischen dem die Längsposition bestimmenden Teil 123a und der Bodenfläche des expandierenden Teils 122a gebildet, nachdem die Klauenteile 121b befestigt sind. Somit wird, wenn der die Längsposition bestimmende Teil 123a aufgrund der elastischen Verformung der Dichtung 123 verformt wird, und der verformte die Längsposition bestimmende Teil gegen den abstehenden Teil 121d gepresst wird, welche den Nutenteil 121d bestimmt, die elastische Verformung des die Längsposition bestimmenden Teils 123a gegen den Freiraum ausweichen.
Weiterhin stehen die die Längsposition bestimmenden Teile 123a jeweils vor und verformen sich gegen die Teile zwischen den benachbarten Rohreinführungslöchern 121c. Beim Befestigen daher kann die elastische Verformung des die Längsposition bestimmenden Teils 123a gegen die Teile zwischen den benachbarten Rohreinführungslöchern 121c ausweichen. Damit wird die Reaktionskraft aufgrund dieser elastischen Verformung der die Längsposition bestimmenden Teile 123a kaum auf die bzw. in der Richtung zum Trennen der Kernplatte 121 und des Tankkörpers 122 voneinander ausgeübt.
Damit wird die Reaktionskraft aufgrund dieser elastischen Verformung der Dichtung 123 ungleich auf die Richtung zum Trennen der Kernplatte 121 und des Tankkörpers 122 voneinander ausgeübt und damit eine ungleiche Kraft begrenzt, die auf die Reaktionskraft ausgeübt wird. Damit kann die elastische Kraft der Dichtung 123 gleichförmig über den gesamten Umfang der Dichtung 123 gemacht werden.
Nach der vorliegenden Ausführungsform, gezeigt in 7, wird die vorstehende Abmessung des die kleinere Richtung bestimmenden Teils 123b so eingestellt, dass der die kleinere Richtungsposition bestimmende Teil 123b nicht eine Wandfläche des abstehenden Teils 121d vor der Befestigung kontaktiert. Jedoch kann die Abmessung des Vorstehens des die kleinere Richtungsposition bestimmenden Teils 123b so eingestellt werden, dass der die kleinere Richtungsposition bestimmende Teil 123b die Wandfläche des abstehenden Teils 121d vor der Befestigung kontaktiert.
Wenn der die kleinere Richtungsposition bestimmende Teil 123b die Wandfläche des abstehenden Teils 121d vor der Befestigung kontaktiert, wird der die kleinere Richtung bestimmende Teil 123b gegen den abstehenden Teil 121d entsprechend der elastischen Verformung des Teils mit kreisförmigem Querschnitt der Dichtung 123 gepresst. Selbst in diesem Fall wird der die kleinere Richtungsposition bestimmende Teil 123b elastisch gegen einen Raum zwischen dem die kleinere Richtungsposition bestimmenden Teil 123b und die Bodenfläche des Nutenteils 121a und gegen einen Raum zwischen dem die kleinere Richtungsposition bestimmenden Teil 123b und dem abstehenden Teil 122a gepresst.
Somit kann, selbst wenn der die kleinere Richtungsposition bestimmende Teil 123b gegen den Wandflächenteil des Rohreinführungslochs 121c gepresst wird, die Reaktionskraft von dem Wandteil des Rohreinführungslochs 121c aufgrund der elastischen Verformung sehr klein gemacht werden, und damit wird die Reaktionskraft auf die Richtung des den Nutenteil 121a und den sich erweiternden Teil 122a voneinander trennenden Reaktionskraft kaum ausgeübt.
Im Ergebnis wird es also möglich, selbst wenn die vorstehende Abmessung des die kleinere Richtungsposition bestimmenden Teils 123b so eingestellt ist, dass die Wandfläche des abstehenden Teils 121d kontaktiert wird, für die elastische Kraft der Dichtung 123, die zwischen Kernplatte 121 und Tankkörper 122 eingeführt wurde, über den gesamten Umfang der Dichtung 123 gleichförmig zu werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Nutenteil 121a am Außenumfangsteil der Kernplatte 121 benachbart dem Rohreinführungsloch 121c der Kernplatte 121 vorgesehen. Insbesondere, wie in 2 gezeigt, wird ein Teil des Nutenteils 121a des abstehenden Teils 121d des Rohreinführungslochs 121c gebildet.
Weiterhin wird der abstehende Teil 121d als Flachwandteil in der Kernplatte 121 gebildet, um den Nutenteil 121a und das Nuteneinführungsloch 121c benachbart dem Nutenteil 121a voneinander zu trennen. Es wird daher möglich, wirksam die Abmessungen der Kernplatte 121 in der Längsrichtung A2 der Kernplatte 121 und in der Breitenrichtung A3 der Kernplatte 121 senkrecht zur Längsrichtung A2 der Kernplatte 121 zu reduzieren.
(Zweite Ausführungsform)
Eine zweite Ausführungsform der Erfindung soll nun mit Bezug auf die 8 bis 11 beschrieben werden. Nach der zweiten Ausführungsform wird der Wärmeaustauscher der vorliegenden Erfindung typischerweise angewendet auf den in 1 gezeigten Zwischenkühler 100. Der Zwischenkühler 100 ist ein kühlender Wärmeaustauscher, in welchem Luft (Ansaugluft) für die Brennstoffverbrennung, die an eine Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs zu liefern ist, mit Außenluft (Kühlluft) in Austausch gebracht, wodurch die Ansaugluft gekühlt wird. Die Grundstruktur des Zwischenkühlers 100 ist ähnlich der der ersten oben in 1 beschriebenen Ausführungsform, deren Detailbeschreibung nun fortgelassen werden soll.
Ein Detailaufbau des Sammlertanks 120 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird beschrieben mit Bezug auf die 8 bis 11. 8 ist eine perspektivische Darstellung, die den Sammlertank 120 des Zwischenkühlers 100 gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt. 9 ist ein Querschnitt längs der Linie IX-IX in 8, und 10 ist ein Querschnitt längs der Linie X-X der 8. 8 zeigt einen Zustand des Sammlertanks 120, bevor noch der Tankkörper 122 befestigt und an der Kernplatte 121 fixiert wird. 11 ist eine perspektivische Darstellung und zeigt die Kernplatte 121 und eine Dichtung (elastisches Element) 123, von der Innenseite des Sammlertanks 120 aus gesehen.
Wie in 11 gezeigt, ist die Kernplatte 121 ein Plattenelement, das mit einem Nutenteil 121a versehen ist, das gegen die Seite des Kernteils 110 längs eines gesamten Außenumfangsteils der Kernplatte 121 genutet ist. Die Kernplatte 121 ist in etwa von rechtwinkeliger – wie in 10 gezeigter – Gestalt. Die Vielzahl von Einführungslöchern 121c, in welche die Rohre 111 eingeführt und gelötet werden, sind in einem Innenbereich der Kernplatte 121, der vom Nutenteil 121a umschlossen ist, vorgesehen.
Die Rohreinführungslöcher 121c sind Löcher, welche die Kernplatte 121 durchdringen und werden hergestellt durch Quetschen oder Rändeln, so dass sich abstehende Teile 121d ergeben, die von einer Plattenfläche (Basisfläche) der Kernplatte nach außen, bezogen auf die Längsrichtung der Rohre 111, vorragen und sich erstrecken. Die abstehenden Teile 121d der Rohreinführungslöcher 121c erstrecken sich zur Außenfläche des eingeführten Lochs 111, wodurch der Lötbereich zwischen Kernplatte 121 und Rohren 111 vergrößert wird. Da der abstehende Teil 121d im Rohreinführungsloch 121c vorgesehen ist, lässt sich ein Kontaktbereich zwischen der Kernplatte 121 und den Rohren 111 ähnlich wie bei der vorbeschriebenen ersten Ausführungsform vergrößern.
Eine Vielzahl von Klauenteilen 121b sind in einem Seitenwandteil 121e längs des Nutenteils 121a der Kernplatte 121 vorgesehen. Der Seitenwandteil 121e ist an einer Außenumfangsseite des Nutenteils 121a in der Kernplatte 121 vorgesehen. Die Klauenteile 121b sind entlang der Außenumfangsgestalt eines sich erweiternden Teils 122a des Tankkörpers 122 vorgesehen, um am sich erweiternden Teil 122a an einer Stirnseite des Tankkörpers 122 befestigt zu werden. Die Klauenteile 121b sind in der Kernplatte 121 vorgesehen und erstrecken sich vom Seitenwandteil 121e der Kernplatte 121 bis zur Seite des Tankkörpers 122.
Flachseiten sind im Seitenwandteil 121e der Kernplatte 121 zwischen benachbarten Klauenteilen 121b vorgesehen und haben die gleiche Wanddicke wie die Kernplatte 121. Die Flachseiten zwischen den benachbarten Klauenteilen 121b des Seitenwandteils 121e sind als Kontaktflächen 121f ausgelegt, welche jeweils positionsbestimmende Teile 122b des Tankkörpers 122 kontaktieren, wenn die Kernplatte 121 und der Tankkörper 122 befestigt sind.
Das heißt, jede der Kontaktflächen 121f ist im Seitenwandteil 121e vorgesehen und definiert die Außenumfangsseiten des Nutenteils 121a quer zur Einführungsrichtung des sich erweiternden Teils 122a des Tankkörpers 122 in den Nutenteil 121a der Kernplatte 121.
Wie oben beschrieben, ist der Tankkörper 122 an der Kernplatte 121 befestigt und bildet hierin einen Tankraum. Der Tankkörper 122 ist an seiner einen Stirnseite offen, wo die Kernplatte 121 fixiert ist, und der sich erweiternde Teil 122a ist an einer Stirnseite des Tankkörpers 122 vorgesehen. Ein Strömungseinlass oder Strömungsauslass ist im Tankkörper 122 an einem Stirnteil gegenüber der einen Stirnseite vorgesehen, wo die Kernplatte 121 fixiert ist. Die Ansaugluft strömt in den Sammlertank 120 des Zwischenkühlers 100 durch den Strömungseinlass oder strömt aus dem Sammlertank 120 des Zwischenkühlers 100 durch den Strömungsauslass.
In der vorliegenden Ausführungsform, gezeigt in 9, ist der sich erweiternde Teil 122a des Tankkörpers, der in den Nutenteil 121a eingeführt werden soll, im Wesentlichen in eine im Querschnitt rechtwinkelige Gestalt geformt. Insbesondere werden eine kreisförmige Packung (Dichtungselement) 123, hergestellt aus einem elastischen Element sowie der sich erweiternde Teil 122a des Tankkörpers 122 in den Nutenteil 121a eingeführt, der am Außenumfangsteil der Kernplatte 121 vorgesehen ist. Das heißt, die kreisförmige Packung oder Dichtung 123 wird zwischen dem Nutenteil 121a der Kernplatte 121 und dem sich erweiternden Teil 122a des Tankkörpers 122 eingeführt. In diesem Zustand werden die in der Kernplatte 121 vorgesehenen Stirnseiten der Klauenteile 121b jeweils längs der Außenumfangsgestalt des Tankkörpers 122 gebogen, und hierdurch werden der Tankkörper 122 und die Kernplatte 121 befestigt und aneinander fixiert.
Eine Vielzahl der die Position bestimmenden Teile 122b sind im Tankkörper 122 vorgesehen und erstrecken sich durchgehend von dem sich erweiternden Teil 122a im Tankkörper 122, wie in 9 gezeigt. Jeder der die Position bestimmenden Teile 122b steht in einer Richtung in etwa senkrecht zur Einführungsrichtung des sich erweiternden Teils 122a, der in den Nutenteil 121a eingeführt ist, vor. Jeder der die Position bestimmenden Teile 122b ist so ausgebildet, dass er zwischen benachbarten Klauenteilen 121b im Tankkörper 122 positioniert werden kann und so ausgebildet, dass er die Kontaktfläche 121f kontaktiert, die zwischen den benachbarten Klauenteilen 121b vorgesehen ist.
Weiterhin ist bei der vorliegenden Ausführungsform, gezeigt in den 8 und 10, die Kontaktfläche 121f auch zu einem rechtwinkeligen Eckteil der Kernplatte 121 geformt, um zwischen den Klauenteilen 121b positioniert zu werden, die in Längsrichtung der Kernplatte 121 und der Klauenteile 121b angeordnet sind, welche in der kleineren Richtung der Kernplatte 121 verlaufen. Daher kontaktiert der die Position bestimmende Teil 122b die Kontaktfläche 121f, die an dem Rechteckwinkelteil vorgesehen ist. Da der die Position bestimmende Teil 122b an jedem rechtwinkeligen Eckenteil der Kernplatte 121 vorgesehen ist, lässt sich die Anordnungsposition zwischen der Kernplatte 121 und dem Tankkörper 122 genauer bestimmen.
Weiterhin ist, wie in 10 gezeigt, der äußerste Umfangsteil des die Position bestimmenden Teils 122b innerhalb eines äußersten Umfangs der Kernplatte 121 positioniert, ohne nach außen über den äußersten Umfang der Kernplatte 121 hinaus zu reichen.
Wie in den 8 und 9 gezeigt, erstreckt sich jedes der positionsbestimmenden Teile 122b, der in Längsrichtung A2 der Kernplatte 121 angeordnet ist, in der Einführungsrichtung des sich erweiternden Teils 122a, der in den Nutenteil 121a eingeführt ist. Daher sind die die Position bestimmenden Teile 122b, die in Längsrichtung A2 der Kernplatte 121 angeordnet sind, als Verstärkungsrippen ausgelegt, um die Festigkeit des Tankkörpers 122 zu erhöhen.
Weiterhin ist die kreisförmige Packung oder Dichtung 123 von im Allgemeinen kreisförmiger Gestalt im Querschnitt in den Nutenteil 121a eingepasst, um elastisch zwischen der Bodenfläche des expandierenden Teils 122a und der inneren Bodenfläche des Nutenteils 121a der Kernplatte 121 verformt zu werden. Die Dichtung 123 ist ein Beispiel für ein elastisches Element aus einem elastischen Material wie Gummi und ist so ausgelegt, dass sie einen Verbindungsteil zwischen dem Tankkörper 122 und der Kernplatte 121 abdichtet.
Wie in 11 zu erkennen, wird, bevor der Klauenteil 121b der Kernplatte 121 sich am Tankkörper 122 befestigt wird, die Dichtung 123 von im Allgemeinen rechtwinkeligem Querschnitt sich kreisförmig längs der Gestalt des Nutenteils 121a der Kernplatte 121 erstrecken. Die Dichtung 123 kann integral mit den positionsbestimmenden Teilen 123a ähnlich wie bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform vorgesehen sein, wenigstens in den Teilen, welche der Längsrichtung der Kernplatte 121 entsprechen.
Ähnlich wie bei der vorbeschriebenen ersten Ausführungsform kann der die Position bestimmende Teil 123a in dem Dichtungsteil 123 vorgesehen sein und steht in etwa parallel zur Bodenfläche des Nutenteils 121a jeweils gegen die Teile zwischen den benachbarten Einführungslöchern 121c vor. In diesem Fall kann jeder der die Position bestimmenden Teile 123a der Dichtung 123 in in etwa dreieckige oder halbkreisförmige Gestalt längs der Gestalt zwischen benachbarten Rohreinführungslöchern 121c der Kernplatte 121 geformt werden.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind die die Position bestimmenden Teile 122b im Tankkörper 122 so vorgesehen, dass sie jeweils die Kontaktflächen 121f der Kernplatte 121 kontaktieren. Es ist daher einfach, gleichförmig eine relative Entfernung zwischen der Bodenfläche des sich erweiternden Teils 122a des Tankkörpers 122 und der Bodenfläche des Nutenteils 121a des Kernteils 121 über den gesamten Umfang einzustellen. Somit kann die Dichtung 123 elastisch durch eine gleichförmige Last verformt werden, die hierauf längs des gesamten Umfangs der Dichtung 123 ausgeübt wird, wodurch verhindert wird, dass Fluid aus einem Raum oder einem Spalt zwischen dem Tankkörper 122 und der Kernplatte 121 hervor leckt.
Weiterhin sind die Kontaktflächen 121f durch Flachseiten im Seitenwandteil 121e der Kernplatte 121 benachbart der Stirnseite des Tankkörpers 122 geformt. Es ist daher nicht notwendig, die die Position bestimmenden Teile 122b in dem Nutenteil 121a unterzubringen, wenn die Kernplatte 121 und der Tankkörper 122 aneinander befestigt sind.
Daher lässt sich die Breitenabmessung des Nutenteils 121a auf die zur Aufnahme der Dichtung 123 erforderliche Minimumabmessung einstellen, wodurch verhindert wird, dass die Breitenabmessung des Nutenteils 121a unnötig vergrößert wird. Im Ergebnis kann genau verhindert werden, dass Fluid aus einem Spalt zwischen Tankkörper 122 und Kernplatte 121 heraus leckt, ohne die Gesamtgröße des Wärmeaustauschers zu vergrößern. Es wird somit möglich, leicht den Wärmeaustauscher in einem kleinen Raum des Fahrzeugs zu montieren.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Vielzahl von Klauenteilen 121b in der oben beschriebenen Weise vorgesehen und jede Kontaktfläche 121f ist zwischen benachbarten Klauenteilen 121b angebracht. Somit werden die Klauenteile 121b und die Kontaktflächen 121f abwechselnd in einer Außenumfangsrichtung der Kernplatte 121 angeordnet. Wie 11 erkennen lässt, verfügt die Kernplatte 121 über im Wesentlichen rechteckige Umfangsgestalt, und die positionsbestimmenden Teile 122b sind so angeordnet, dass sie der Umfangsgestalt der Kernplatte 121 entsprechen.
Da die Klauenteile 121b und die Kontaktflächen 121f abwechselnd in Außenumfangsrichtung der Kernplatte 121 angeordnet sind, lassen sich die Kontaktteile zwischen den positionsbestimmenden Teilen 122b des Tankkörpers 122 und den Kontaktflächen 121f gleichförmig über den gesamten Umfang der Kernplatte 121 anordnen. Hierdurch kann wirksam verhindert werden, dass die relative Entfernung zwischen der Bodenfläche des expandierenden Teils 122a und der inneren Bodenfläche des Nutenteils 121a ungleich wird.
Da weiterhin der äußerste Umfangsteil jedes positionsbestimmenden Teils 122b innerhalb des äußersten Umfangs der Kernplatte 121 positioniert ist, kann verhindert werden, dass die die Position bestimmenden Teile 122b nach außen mehr als bis zum Außenumfang der Kernplatte 121 vorstehen. Daher lässt sich die Gesamtabmessung des Wärmeaustauschers wirksam reduzieren.
(Andere Ausführungsformen)
Obwohl die Erfindung voll in Verbindung mit bevorzugten Ausführungsformen anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben wurde, ist darauf hinzuweisen, dass verschiedenartige Änderungen und Modifikationen für den Fachmann klar werden.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen ist ein Wärmeaustauscher der vorliegenden Erfindung für einen Zwischenkühler eines Fahrzeugs ausgelegt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf den Zwischenkühler beschränkt und kann auch für andere Typen von Wärmeaustauschern Anwendung finden. Beispielsweise lässt sich der Wärmeaustauscher der vorliegenden Erfindung auf einen Kühlradiator oder einen Kondensator für einen Kühlzyklus, einen Radiator für ein Motorkühlsystem, einen Ölkühler oder dergleichen anwenden. Bei den oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsformen ist ein Paar der Sammlertanks 120 an zwei Längsstirnseiten der Rohre 111 positioniert. Die vorliegende Erfindung lässt sich aber auch anwenden auf einen Wärmeaustauscher, bei dem der Sammlertank an einer Längsstirnseite der Rohre 111 des Kernteils 110 vorgesehen ist.
Bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform sind die Vielzahl von Klauenteilen 121b getrennt in Längsrichtung der Kernplatte 121 angeordnet. Anzahl und Gestalt der Klauenteile 121b können jedoch in geeigneter Weise verändert werden, ohne auf die in den oben beschriebenen Ausführungsformen beschriebenen Beispiele beschränkt zu sein. Beispielsweise können die Klauenteile 121b in Bandgestalt geformt werden und kontinuierlich miteinander in Längsrichtung der Kernplatte 121 verbunden sein. Alternativ können die Rippen 122b fortfallen.
Bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform ist die Abmessung X der Nutenbreite größer als die Abmessung Y der Nutenbreite eingestellt. Die Abmessung X der Nutenbreite kann jedoch auch gleich oder kleiner als die Abmessung Y der Nutenbreie eingestellt sein. Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen werden die Einsatzplatten 130 an den beiden Endseiten des Kernteils 120 in Verlaufsrichtung der Rohre 111 des Kernteils 110 vorgesehen. Jedoch können die Einsatzplatten 130 fortgelassen werden.
Bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform sind die die Längsposition bestimmenden Teile 123a und die die kleinere Seitenposition bestimmenden Teile 123b einteilig mit der Dichtung 123 ausgebildet. Die Dichtung 123 kann aber auch gleichförmig in der Querschnittsgestalt über den gesamten Umfang der Dichtung 123 geformt sein, ohne mit Längsrichtungspositionsteilen 123a und Positionsteilen 123b für die kleinere Richtung, die unterschiedlich zu den die Längsposition bestimmenden Teilen 123a sind, eingestellt sein.
Bei der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform sind die Klauenteile 121b und die Kontaktflächen 121f abwechselnd am Umfangsteil der Kernplatte 121 angeordnet. Anzahl und Gestalt der Klauenteile 121b können jedoch in ähnlicher Weise verändert werden, ohne auf die in der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform beschriebenen Beispiele begrenzt zu sein. Beispielsweise können die Klauenteile 121b in Bandgestalt geformt sein und kontinuierlich in Längsrichtung der Kernplatte 121 verbunden sein. In diesem Fall können die Kontaktflächen 121f nur an den Eckteilen der rechtwinkeligen Gestalt der Kernplatte 121 vorgesehen sein, und die die Position bestimmenden Teile 122b des Tankkörpers 122 können an Orten entsprechend den Eckteilen der Rechteckgestalt der Kernplatte 121 angeordnet sein.
Die Kernplatte 121 kann in eine andere Polygongestalt geformt sein, ohne auf die im Wesentlichen rechteckige Gestalt begrenzt zu sein.
Bei der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform lässt sich auch die Gestalt der Klauenteile 121b in geeigneter Weise verändern. Beispielsweise können die Klauenteile 121b in die in 12 gezeigte Gestalt geformt sein und über eine Vielzahl von Schlitzlöchern in dem Seitenwandteil 121e der Kernplatte 121 verfügen. Wie in 12 gezeigt, können die Klauenteile 121b gegen die Innenseite des Seitenwandteils 121e gebogen sein, um einen oberen Seitenteil des sich erweiternden Teils 122a des Tankkörpers 122 zu kontaktieren. Selbst in diesem Fall können die Kontaktflächen 121f zwischen benachbarten Klauenteilen 121b vorgesehen sein, um jeweils die die Position bestimmenden Teile 122b des Tankkörpers 122 zu kontaktieren.
Solche Änderungen und Abänderungen sind als im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegend, wie sie durch die beiliegenden Ansprüche definiert ist, anzusehen.
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

JP 2002-286396 A [0002]
US 2002/0134529 A1 [0002]
EP 0779488 A1 [0010]

Claims

Wärmeaustauscher umfassend: einen Wärme austauschenden Kernteil (110) mit einer Vielzahl von Rohren (111), die in einer Verlaufs- oder Anordnungsrichtung (A2) angeordnet sind und mit einer Vielzahl von Rippen (112), die mit den Außenflächen der Rohre verbunden sind, um den Wärmeaustausch zwischen einem ersten innerhalb der Rohre strömenden Fluid und einem zweiten außerhalb der Rohre strömenden Fluid zu erleichtern; und einen Sammlertank (120), der an einer der längsseitigen Stirnseiten der Rohre in Verlaufsrichtung der Rohre und in Verbindung mit den Rohren angeordnet ist, wobei der Sammlertank eine Kernplatte (121) einschließt, an die die einen longitudinalen stirnseitigen Seiten der Rohre gebunden bzw. mit diesen verbunden sind, einen Tankkörper (122), der an der Kernplatte befestigt ist und hierin einen Tankraum definiert, ein elastisches Element (123), das zwischen einem Bodenteil eines Nutenteils (121a), das an einem Außenumfangsteil der Kernplatte vorgesehen ist, und einem Kopfendteil (122a) des Tankkörpers, um elastisch hierzwischen verformbar zu sein, angeordnet ist, der Kopfendteil des Tankkörpers in den Nutenteil der Kernplatte eingeführt ist, während das elastische Element zwischen dem Bodenteil des Nutenteils der Kernplatte und dem Kopfendteil des Tankkörpers angeordnet ist, das elastische Element mit einem positionsbestimmenden Teil (123a, 123b) versehen ist, der in etwa parallel zu einer Innenbodenfläche des Bodenteils des Nutenteils vorsteht, um eine Ortsverschiebung des elastischen Elements bezüglich der Kernplatte zu verhindern, und wobei der die Position bestimmende Teil im elastischen Element so konfiguriert ist, dass sich ein Spalt oder Freiraum zwischen dem die Position bestimmenden Teil und der Bodenfläche des Bodenteils des Nutenteils, und ein Spalt zwischen dem die Position bestimmenden Teil und dem Kopfendteil des Tankkörpers ergibt.
Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, wobei die Kernplatte abstehende Teile (121d) einschließt, die in einer Rohrlängsrichtung vorstehen und eine Vielzahl von Rohreinführungslöchern (111) definieren, in welche die Rohre jeweils eingesetzt sind, die abstehenden Teile so konfiguriert sind, dass ein Wandteil des Nutenteils definiert ist, der die Position bestimmende Teil einen die Längsposition bestimmenden Teil (123a) des elastischen Elements an einer Innenseite des elastischen Elements in einer Position einschließt, die sich in Verlaufsrichtung der Rohre erstreckt, und der die Längsposition bestimmende Teil konfiguriert ist durch vorstehende Teile (123a), die jeweils gegen Teile zwischen benachbarten Rohreinführungslöchern vorstehen und den Wandteil des Nutenteils kontaktieren.
Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, wobei der die Position bestimmende Teil einen die Längsrichtung bestimmenden Teil (123a) des elastischen Elements an einer Innenseite des elastischen Elements in einer Stellung einschließt, die sich in Verlaufsrichtung der Rohre erstreckt, und eine die kleinere Richtungsposition bestimmender Teil des elastischen Elements an einer Innenseite des elastischen Elements in einer Stellung vorgesehen ist, die sich in einer Richtung senkrecht zur Verlaufsrichtung der Rohre erstreckt, und die Abmessung des Vorstehens des die Längsposition bestimmenden Teils, der gegen die Innenseite des elastischen Elements vorragt, unterschiedlich zu einer Abmessung des Vorstehens des die kleinere Richtungsposition bestimmenden Teils, der gegen die Innenseite des elastischen Elements vorsteht, ist.
Wärmeaustauscher umfassend: einen Wärme austauschenden Kernteil (110) mit einer Vielzahl von Rohren (111), die in einer Verlaufsrichtung (A2) angeordnet sind und mit einer Vielzahl von Rippen (112), die mit den Außenflächen der Rohre verbunden sind, um den Wärmeaustausch zwischen einem ersten Fluid, das innerhalb der Rohre strömt, und einem zweiten außerhalb der Rohre strömenden Fluid zu erleichtern, und einen Sammlertank (120), der an einer der Längsstirnseiten der Rohre angeordnet ist und sich in Verlaufsrichtung der Rohre, um mit den Rohren in Verbindung zu treten, erstreckt, wobei der Sammlertank eine Kernplatte (121), gegen die eine der längsseitigen Stirnseiten der Rohre angeschlossen ist, und einen an der Kernplatte fixierten Tankkörper (122) umfasst, um einen Tankraum hierin zu definieren, ein Kopfendteil (122) des Tankkörpers in einen Nutenteil (121a) eingeführt ist, der an einem Außenumfangsteil der Kernplatte vorgesehen ist, wenn der Tankkörper an der Kernplatte fixiert wird, der Nutenteil über einen ersten Nutenteil an zwei Stirnseiten der Kernplatte in Verlaufsrichtung vorgesehen ist, und über einen zweiten Nutenteil an zwei Stirnseiten der Kernplatte in einer Richtung senkrecht zur Verlaufsrichtung verfügt, der erste Nutenteil über eine Abmessung (X) der Nutenbreite verfügt, die unterschiedlich zu einer Abmessung (Y) der Nutenbreite des zweiten Nutenteils ist, und der Sammlertank über eine Abmessung in Verlaufsrichtung vertilgt, die gleich einer oder größer als eine Abmessung des Wärme austauschenden Kernteils in der Verlaufsrichtung ist.
Wärmeaustauscher nach Anspruch 4, wobei die Abmessung der Nutenbreite des ersten Nutenteils größer als die Abmessung der Nutenbreite des zweiten Nutenteils ist.
Wärmeaustauscher nach Anspruch 5, wobei der Kopfendteil des Tankkörpers einen ersten sich erweiternden Teil einschließt, der an den beiden Stirnseiten der Verlaufsrichtung positioniert ist, um sich in der Richtung senkrecht zur Verlaufsrichtung zu erstrecken, und ein zweiter sich erweiternder Teil an zwei Seiten in der Richtung senkrecht zur Verlaufsrichtung positioniert ist und sich in Verlaufsrichtung erstreckt, und der erste sich erweiternde Teil über eine Abmessungserweiterung verfügt, die sich in Verlaufsrichtung erweitert und größer als eine sich erweiternde Abmessung des zweiten sich erweiternden Teils, der sich in der Richtung senkrecht zur Verlaufsrichtung erweitert, ist.
Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 4 bis 6, weiterhin umfassend ein elastisches Element (123), das zwischen einem Bodenteil des Nutenteils der Kernplatte und dem Kopfendteil des Tankkörpers angeordnet ist, um elastisch hierzwischen verformbar zu sein, wobei der Kopfendteil des Tankkörpers in den Nutenteil der Kernplatte eingeführt ist, während das elastische Element zwischen dem Bodenteil des Nutenteils der Kernplatte und dem Kopfendteil des Tankkörpers angeordnet wird.
Wärmeaustauscher umfassend: eine Vielzahl von Rohren (111), angeordnet in einer Verlaufsrichtung (A2), in der das Fluid strömt; und einen Sammlertank (120), der an einer der longitudinalen Stirnseiten der Rohre angeordnet ist, um sich in der Verlaufsrichtung der Rohre zu erstrecken und in Verbindung zu den Rohren zu treten, wobei der Sammlertank eine Kernplatte (121) einschließt, an die eines der längsseitigen Enden der Rohre gebunden ist, ein Tankkörper (122) an der Kernplatte fixiert ist und einen Tankraum hierzwischen bildet, weiter ein kreisförmiges elastisches Element (123a) einschließt, das zwischen einem Bodenteil des Nutenteils (121), welches an einem Außenumfangsteil der Kernplatte vorgesehen ist und einem Kopfendteil (122a) des Tankkörpers, das elastisch hierzwischen verformbar ist, angeordnet ist, wobei der Kopfendteil des Tankkörpers in den Nutenteil der Kernplatte in einer Einführungsrichtung eingeführt ist, während das elastische Element zwischen dem Bodenteil des Nutenteils der Kernplatte und dem Kopfendteil des Tankkörpers angeordnet wird, die Kernplatte über einen Klauenteil (121b) verfügt, der von einem Außenumfangswandteil des Nutenteils vorsteht und längs einer Außenfläche des Tankkörpers gebogen ist, um am Tankkörper fixiert zu sein, und eine Kontaktfläche (121f) vorgesehen ist, die die Einführungsrichtung des Kopfendteils des Tankkörpers kreuzt, der Tankkörper mit einer Vielzahl von positionsbestimmten Teilen (122b) versehen ist, die gegen eine Seite senkrecht zur Einführungsrichtung des Kopfendteils des Tankkörpers vorsteht, und die die Position bestimmenden Teile des Tankkörpers die Kontaktfläche der Kernplatte kontaktieren.
Wärmeaustauscher nach Anspruch 8, wobei eine Vielzahl der Klauenteile (121b) vorgesehen ist, um von dem Außenumfangswandteil des Nutenteils der Kernplatte gegen den Tankkörper vorzustehen, und die Kontaktfläche zwischen benachbarten Klauenteilen vorgesehen ist.
Wärmeaustauscher nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Kernplatte über eine polygonale Gestalt verfügt, und der die Position bestimmende Teil wenigstens an einem Winkelteil der Kernplatte vorgesehen ist.
Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die die Position bestimmenden Teile innerhalb des äußersten Umfangsteils der Kernplatte positioniert sind.