DE19515530A1 - Wasserkasten eines Wärmetauschers für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wasserkasten eines Wärmetauschers für Kraftfahrzeuge mit den sonstigen Merkmalen des Anspruchs 1.

Ein solcher Wasserkasten ist in der älteren nicht vorveröffentlichten europäischen Patentan­ meldung 94 118 047.3 derselben Anmelderin beschrieben.

In dieser älteren Ausführungsform des Wasserkastens ist eine Steckverbindung eines Bleches mit einem Rohrboden, bei der Zungen des einen Teils in Schlitze des anderen Teils eingreifen bzw. diese Schlitze durchgreifen, speziell für den Fall der Verbindung eines den Wasserkasten in einer eingangs­ seitigen und in einer ausgangsseitigen Abteilung unterteilen­ den Trennwand mit einem Rohrboden des Wasserkastens beschrie­ ben. Alternativ dazu braucht die Trennwand auch nur in eine Nut am Rohrboden einzugreifen. Ein entsprechender Nuteingriff ist bei dem älteren Wasserkasten zwischen der Trennwand und dem Deckel des Wasserkastens einerseits sowie zwischen dem Rand des Deckels und dem Rand des Rohrbodens andererseits vorgesehen.

Bei dem älteren Wasserkasten ist der Deckel mit dem Rand des Rohrbodens überlappend verklemmt, wobei der Rand des Rohrbodens um den freien Rand des Deckels formschlüssig ge­ faltet ist. Das Übergreifen des Außenrands des Rohrbodens am Deckel erfordert an dessen Seitenwand die Ausbildung einer umlaufenden Schulter, an der der umgebogene Bodenrand hinter­ schneidend anliegt. Der Formgebungsaufwand des Deckels ist dabei relativ groß. Außerdem ist bei dem zur Deckelbildung durch Tiefziehen erfolgenden Verformen des Deckels an sich in dessen Material schon eine sehr große Verformung eingeprägt, so daß die zusätzliche Ausbildung der Nut im Deckel für die Aufnahme der eingesteckten Trennwand zu Materialüberbeanspru­ chungen führen kann.

Die Erfindung überträgt die erwähnte Verbindungsart zwischen Trennwand und Rohrboden über eine Steckverbindung mit durchgehenden Schlitzen in einem der verbundenen Bau­ teile, die an sich auf den ersten Blick wegen der möglicher­ weise kritischen Undichtigkeit der Schlitze gefährlich er­ scheint, nunmehr entweder einzeln oder in Kombination auf die beiden genannten anderen Verbindungsstellen, wo jeweils wäh­ rend des Verlötens, meist durch Hartlot, die beiden zu ver­ bindenden Bauteile zusammengespannt werden. Es hat sich ge­ zeigt, daß bei dieser Verbindungsart tatsächlich auch dort die Dichtigkeit der Schlitze der Steckverbindung nicht prak­ tisch kritisch ist und zu zuverlässigen Verbindungsstellen führt. Speziell kann man also den Deckel und den Boden ent­ weder über die Mitteltrennwand oder durch die Randverbindung oder durch beide Verbindungen gemeinsam durch Formschluß in der jeweiligen Schlitzverbindung, vorzugsweise mit Klemmsitz nach Anspruch 5 oder 6, vor dem eigentlichen Lötvorgang si­ cher verbinden, so daß der Lötvorgang nicht durch ausein­ anderdriftende Teile gestört werden kann. Dabei ist es im Grenzfall möglich, aber nicht zwingend erforderlich, daß die in der älteren Anmeldung vorgesehene Steckverbindung zwischen der Trennwand und dem Rohrboden zusätzlich vorgesehen bleibt. Das Zusammenspannen zwischen Deckel und Rohrboden kann nämlich in besonders einfacher Weise gerade auch dann geschehen, wenn eine Steckverbindung der hier betrachteten Art sowohl zwischen Trennwand und Boden als auch zwischen Trennwand und Deckel vorhanden ist.

Die Merkmale der Ansprüche 3 und 4 sehen vor, die Vormontage und die endgültige Stabilität unter Förderung des Lötvorgangs noch dadurch stabiler zu machen, daß der Gedanke eines Nuteingriffs mit dem einer Schlitzverbindung kombiniert wird. Die Einlaufschräge gemäß Anspruch 4 erleichtert dabei die Vormontage bei zunächst nicht hundertprozentig ausgerich­ teten Teilen.

Die Festigkeit der Vormontage vor dem Verlöten wird durch den bereits angesprochenen Klemmsitz nach Anspruch 5 gefördert, bei dem der Formschluß durch ein Anstauchen der bereits in den Schlitz eingeführten Zungen noch wesentlich verstärkt werden kann.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schemati­ scher Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel noch näher er­ läutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch den erfindungsge­ mäßen Wasserkasten;

Fig. 2 einen Teilschnitt der Verbindung zwischen Deckel und Trennwand in Längsrichtung der Trennwand;

Fig. 3 einen Teilschnitt von Fig. 1 in vergrößer­ ter Darstellung;

Fig. 4 eine Variante der Verbindung zwischen Deckel und Trennwand von Fig. 1 in teilweise geschnittener, ver­ größerter Darstellung.

Der Wasserkasten in Fig. 1 besteht aus einem Rohr­ boden 4, der flüssigkeits- und gasdicht mit einem Deckel 6 an dessen Rand 14 verlötet ist. Der Wasserkasten 2 wird durch eine Trennwand 16 in eine vorlaufseitige Kammer 26 und in eine rücklaufseitige Kammer 28 aufgeteilt. Zur Durchströmung mit innerem Wärmeaustauschfluid ist an der vorlaufseitigen Kammer 26 in nicht dargestellter Weise ein Eintritt und in der rücklaufseitigen Kammer 28 ebenfalls in nicht dargestell­ ter Weise ein Austrittsrohr angeschlossen.

Im Rohrboden 4 ist eine Vielzahl von Krägen 32 parallel zueinander angeordnet, in die Flachrohre 24 flüssig­ keitsdicht eingelötet sind. Dabei wird die Zwischenwand 22 des Flachrohres ebenfalls flüssigkeitsdicht mit der Trennwand 16 des Wasserkastens 2 zur Abteilung der vorlaufseitigen und der rücklaufseitigen Flut verlötet.

Der Schnitt in Fig. 1 ist so gewählt, daß er mittig durch die Längsrichtung des Flachrohres 24 verläuft. Die Flachrohre 24 sind zur Verbesserung des äußeren Wärmeüber­ gangs mit einer Lamellenverrippung versehen, durch die das äußere Wärmeaustauschmedium in Gegenstrom zum inneren Wärme­ austauschmedium gemäß Pfeil 30 geführt wird.

Um eine Abdichtung zwischen vorlaufseitiger Kammer 26 und rücklaufseitiger Kammer 28 zu erhalten, ist die Trenn­ wand 16 zwischen den Flachrohren 24 in Schlitze 12 des Rohr­ bodens 4 eingesteckt.

Damit eine sichere Abdichtung gewährleistet ist, erfolgt der Durchgriff der Trennwand 16 durch den Rohrboden 4 gemäß Fig. 1 mit äußerem Überstand.

Der gesamte Wasserkasten 2 besteht aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung. Zur Verlötung der einzelnen Bauteile des Wasserkastens 2 sind der Rohrboden 4 und die Trennwand 16 beidseitig mit einer Lotbeschichtung versehen. Der Deckel 6 kann ebenfalls ein- oder beidseitig lotbeschich­ tet sein, ist jedoch vorzugsweise, um eine bessere Tiefzieh­ fähigkeit zu erreichen, ohne Lotbeschichtung.

Der gesamte Wasserkastendeckel 2 wird in einer Mon­ tagevorrichtung zusammen mit den Flachrohren 24 montiert und anschließend mit einem Flußmittel von außen benetzt.

Die Verlötung des gesamten Wärmetauschers erfolgt unter Schutzgas z. B. in einem Durchlaufofen. Um eine einwand­ freie Lötung zu erhalten, müssen die Teile vor dem Löten ge­ genseitig fixiert werden.

In Fig. 1 ist die Fixierung des Deckels in zwei Al­ ternativen dargestellt, die aber auch kombiniert werden kön­ nen.

Zur Fixierung des Deckels 6 sind Zungen 10 der Trennwand 16 sowohl durch Schlitze 12 im Rohrboden 4 als auch durch Schlitze 12 im Deckel 6 durchgesteckt.

Zum besseren Einführen der Zungen sind diese gemäß Fig. 2 mit einer Einführschräge 34 versehen.

Eine weitere Verbesserung der Montage der Zungen 10 läßt sich durch eine Einlaufschräge 20 im Deckel 6 und/oder im Rohrboden 4 gem. Fig. 4 erreichen. Durch die Einlauf­ schräge 20 in Fig. 4 wird nicht nur die Montage erleichtert, sondern auch ein Ausziehen der Trennwand 16 z. B. aus dem Deckel 6 verhindert, da der Klemmsitz beim Ausziehen noch ver­ stärkt wird. Besonders wichtig für eine gute Fixierung von Trennwand 16 und Deckel 6 ist, daß gemäß Fig. 4 die Zungen 10 mit äußerem Überstand durch den Deckel 6 bzw. Rohrboden 4 so weit durchgreifen, daß zumindest die Einführschräge 34 an den Zungen 10 gemäß Fig. 4 vollständig durch den Schlitz 12 durchtritt.

Zur gegenseitigen Fixierung von Deckel 6 und Rohr­ boden 4 können auch Zungen 10, die umlaufend am Rand des Deckels 6 angebracht sind, durch umlaufend am Rohrboden 4 ange­ brachte Schlitze gemäß Fig. 1 eingesteckt sein.

Zum besseren Einführen der Zungen 10 ist es vor­ teilhaft, die Schlitze 12 im Grund einer Nut 18 gemäß Fig. 3 anzuordnen, so daß die Einlaufschräge 20 durch die Nut 18 selbst gebildet wird. Eine formschlüssige Verbindung des Deckels 6 mit dem Rohrboden 4 kann durch Anstauchen der Zungen 10 gem. Fig. 3 erreicht werden. Dies verhindert in jedem Fall ein Auseinanderdriften der beiden zu verlötenden Teile vor dem Lötvorgang.

Um eine bessere Einführung des Deckels 6 in die Nut 18 zu erhalten, können zusätzlich zur Einlaufschräge 20 der Nut 18 noch die Krägen 32 im Rohrboden 4 angeschrägt sein.

Claims (6)

1. Wasserkasten (2) eines Wärmetauschers, insbesondere eines Heizungswärmetauschers oder eines Motorkühlers für Kraftfahrzeuge, insbesondere aus Aluminium oder einer Alumi­ niumlegierung, mit einem Rohrboden (4) und einem Deckel (6) sowie mit einer verlöteten Steckverbindung (8) zwischen zwei Bauelementen des Wasserkastens (2), bei der Zungen (10) an dem einen Bauelement in durchgehende Schlitze (12) an dem an­ deren Bauelement eingreifen, insbesondere mit äußerem Über­ stand durchgreifen, wobei das eine Bauelement von dem Rohrboden gebil­ det ist, dadurch gekennzeichnet, daß als das andere Bau­ element der Deckel (6) gewählt ist mit Steckverbindung (8) an dessen Rand (14).

2. Wasserkasten (2) eines Wärmetauschers für Kraft­ fahrzeuge, insbesondere eines Heizungswärmetauschers oder Motorkühlers und insbesondere aus Aluminium oder einer Alu­ miniumlegierung, insbesondere nach Anspruch 1, mit einem Rohrboden (4) und einem Deckel (6) sowie mit einer verlöteten Steckverbindung (8) zwischen zwei Bauelementen des Wasserka­ stens (2), bei der Zungen (10) an dem einen Bauelement in durchgehende Schlitze (12) an dem anderen Bauelement ein­ greifen, insbesondere mit äußerem Überstand durchgreifen,
wobei das eine Bauelement von einer in den Wasser­ kasten (2) eingesetzten und diesen unterteilenden Trennwand (16) gebildet ist,
und wobei insbesondere eine solche Steckverbindung (8) zwischen der Trennwand (16) und dem Rohrboden (4) vorge­ sehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß als das andere Bauele­ ment der Deckel (6) gewählt ist.

3. Wasserkasten (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (12) der Steckverbindung (8) von einer an der Innenseite des betreffenden Bauelements geformten Nut (18) ausgehen.

4. Wasserkasten (2) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (18) mit einer Einlaufschräge (20) ausgebildet ist.

5. Wasserkasten (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zungen (10) der Steckverbindung (8) in die Schlitze (12) mit Klemmsitz eingreifen.

6. Wasserkasten (2) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zungen (10) klemmsitzverstärkend angestaucht sind.