DE19526286A1 - Wärmeübertrager - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager, insbesondere einen Kühler für eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraft­ fahrzeuges, der aus einem aus einer Vielzahl von parallel zu­ einander in zwei jeweils von einem Kühlmittelkasten überdeck­ ten Rohrböden gehaltenen Rohren und aus quer zu diesen Rohren verlaufenden, im Abstand zueinander angeordneten Lamellen aufgebauten Rippenrohrblock besteht, der an seinen senkrecht zu den Rohrböden verlaufenden Seiten mit mindestens einer Be­ festigungsleiste versehen ist, die aus zwei L-förmigen Lei­ stenteilen besteht, die einrastend zu einem U-Profil mitein­ ander verbindbar und an den etwa um 90° abgewinkelten Enden der Lamellen mit kammartigen Vorsprüngen angeklemmt sind.

Wärmeübertrager dieser Art sind aus der EP 0 401 590 B1 be­ kannt. Dort sind dem Rippenrohrblock auf diese Weise Seiten­ teile zugeordnet, die an den Lamellen gehalten sind, die mit Befestigungsschenkeln und mit Durchbrüchen zur Befestigung des Kühlers ausgerüstet sind. Die Seitenteile bilden dabei U-Profile, deren Schenkel nach außen gerichtet sind.

Bekannt sind auch Wärmeübertrager (EP 0 219 021 B1), die mit einer Lüfterhaube versehen sind, die frontal vor dem Rippen­ rohrblock sitzt. Diese Lüfterhaube wird mit dem oberen und dem unteren Wasserkasten mit Hilfe von Rasthaken verbunden. Bei dieser Bauart sind die beiden Wasserkästen über Seiten­ teile zu einem Rahmen verbunden.

Die Anordnung einer Lüfterhaube vor dem Rippenrohrblock macht es erforderlich, diese Lüfterhaube, auch wenn sie in eben­ falls bekannter Weise über Schraubbolzen mit den Wasserkästen verbunden wird, an die Abmessungen der Wasserkästen und des Rippenrohrblockes anzupassen. Dies erfordert es, daß für Wärmeübertrager unterschiedlicher Leistung und daher auch mit unterschiedlich bemessenen Rippenrohrblöcken, verschiedene Typen von Lüfterhauben zur Verfügung stehen müssen, deren Herstellung unterschiedliche Werkzeuge und damit einen rela­ tiv hohen Aufwand erforderlich macht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Wärmeübertrager mit dem Rippenrohrblock zugeordneten Lüfterhauben so auszubilden, daß die Anpassung der Lüfterhaube an unterschiedliche Abmes­ sungen des Rippenrohrblockes nicht erforderlich ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Wärmeübertrager der eingangs genannten Art vorgesehen, daß die Befestigungsleiste Teil einer Lüfterhaube ist, daß die Befestigungsleiste dem Rippenrohrblock mit nach innen gerichteten Schenkeln einfaßt und an dessen Lamellen zur Befestigung der Lüfterhaube gehal­ ten ist. Der Erfindung liegt dabei die Überlegung zugrunde, daß die bei Wärmetauschern der eingangs genannten Art vorge­ sehene Befestigung von Seitenteilen bei entsprechender Ab­ wandlung auch in besonders vorteilhafter Weise zur Befesti­ gung einer Lüfterhaube ausgenützt werden kann, die damit un­ abhängig von der Lage der Kühlmittelkästen werden und unmit­ telbar dem Rippenrohrblock zugeordnet werden kann. Dies er­ öffnet auch die Möglichkeit, die Lüfterhaube nur einem Teil der Fläche des Rippenrohrblockes zuzuordnen, weil sich in vielen Einsatzfällen herausgestellt hat, daß die durch einen Lüfter zwangsweise und unabhängig vom Fahrtwind bewirkte Durchströmung des für die Verbrennungskraftmaschine vorgese­ henen Kühlers nicht unbedingt über die gesamte Fläche des Rippenrohrblockes erfolgen muß.

In Weiterbildung der Erfindung ist es besonders zweckmäßig, die Lüfterhaube auf einer Seite an einem der Kühlmittelkästen und lediglich auf der anderen Seite am Rippenrohrblock zu be­ festigen. Diese Ausgestaltung erlaubt es beispielsweise für Querstromkühler, deren Leistungsvergrößerung durch größere Breite und damit durch eine längere Rohranordnung erreicht wird, nur einen Lüfterhaubentyp vorzusehen, der nur eine be­ stimmte Rohrlänge überdeckt und dann je nach Breite des Küh­ lers einen mehr oder minder großen Teil des Rippenrohrblockes freiläßt. Durch diese Ausgestaltung kann aber mit einem ein­ zigen Lüfterhaubentyp eine Serie von Kühlern unterschied­ licher Leistung bestückt werden, was zu einer wesentlichen Herstellungsvereinfachung beiträgt. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können die Befestigungsstellen für die Befesti­ gung am Kühlmittelkasten an seitlich die Lüfterhaube überra­ gende Laschen angebracht sein, die in vorteilhafter Weise mit Versteifungsrippen versehen sein können, die in Richtung der Achsen der Rohre des Rippenrohrblocks bis zu einer die Lüf­ terschaufeln einfassenden Zarge reichen. Durch diese Maßnahme wird eine sehr stabile Befestigung der Lüfterhaube über die Zuordnung zu einem Wasserkasten erreicht. Die Befestigung an den Lamellen ergänzt diese einseitige Befestigung.

Es ist schließlich in einfacher Weise und um eine möglichst große Materialersparnis für die Herstellung der Lüfterhaube zu erreichen auch möglich, die Zarge an der von den Befesti­ gungsstellen am Kühlmittelkasten abgewandten Seite von einer äußeren Haubenbegrenzungskante tangieren zu lassen, von der aus die beiden den Rippenrohrblock umfassenden Befestigungs­ leisten in Richtung zum Kühlmittelkasten verlaufen. Diese Be­ festigungsleisten können dabei eine Länge aufweisen, die kleiner ist als der Radius der Lüfterzarge. Diese Ausfüh­ rungsform ist mit einem Minimum an Materialaufwand herstell­ bar.

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Frontansicht eines als Querstrom­ kühler ausgebildeten Wärmeübertragers mit einer er­ findungsgemäß befestigten Lüfterhaube,

Fig. 2 die Draufsicht auf den Wärmeübertrager der Fig. 1,

Fig. 3 die schematische Schnittdarstellung längs der Schnittlinie III-III in Fig. 1,

Fig. 4 die vergrößerte Darstellung der Einzelheit IV in Fig. 3, welche die Art der Verrastung der Teile der Befestigungsleiste zeigt,

Fig. 5 eine Darstellung ähnlich Fig. 4, jedoch bei einer anderen Art der Zusammenfügung der Befestigungs­ leiste,

Fig. 6 eine weitere Ausführungsform der Befestigungslei­ ste, und

Fig. 7 schließlich eine weitere Variante der Ausführungs­ form nach Fig. 6.

In den Fig. 1 bis 3 ist ein Wärmeübertrager (1) gezeigt, der als Querstromkühler ausgelegt ist und zur Kühlung der Kühl­ flüssigkeit einer nicht gezeigten Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeuges dient. Der Wärmeübertrager (1) besteht aus einem Rippenrohrblock (2), der in nicht näher gezeigter Weise aus mehreren, in Richtung der Achsen (3) verlaufenden, aber nicht gezeigten Rohren und aus senkrecht zu diesen ver­ laufenden Lamellen (4) besteht, die parallel jeweils zu Rohr­ böden (5 und 6) verlaufen, in denen die Enden der in Richtung der Achsen (3) verlaufenden Rohre abgedichtet gehalten sind. Die Rohrböden (5 und 6) werden jeweils von einem Kühlmittel­ kasten (7 bzw. 8) überdeckt, der jeweils in bekannter Weise dicht mit den Rohrböden (5 bzw. 6) verbunden ist. Kühlflüs­ sigkeit kann daher über eine Zuführöffnung (10) dem Kühlmit­ telkasten (8) zugeführt werden, durchströmt dann die in Rich­ tung der Achsen (3) verlaufenden Rohre und verläßt den Kühl­ mittelkasten (7) durch den Stutzen (9). Die beiden Kühlmit­ telkästen (7 und 8) sind jeweils mit einer angesetzten Lasche (11) versehen, über die eine Befestigung des Querstromkühlers (1) im Fahrzeug erfolgt. Die Kühlmittelkästen (7 und 8) kön­ nen aus Kunststoff bestehen.

Dem Rippenrohrblock (2) ist in der Strömungsrichtung (12) der für die Kühlung des Kühlmittels verwendeten Luft eine Lüfter­ haube (13) nachgeschaltet, die aus einer in einer Abdeckung angeordneten Zarge (14) und aus einer innerhalb dieser Zarge über Speichen gehaltenen Nabe (16) besteht, in der ein An­ triebsmotor (17) für einen Lüfter gelagert ist, dessen Schau­ feln (18) innerhalb der Zarge (14) umlaufen.

Die Lüfterhaube (13) ist an ihrem dem Kühlmittelkasten (7) zugewandten Ende mit zwei den Kühlmittelkasten auf der Ab­ strömseite übergreifenden Laschen (19) versehen, die an seit­ lichen Vorsprüngen (20) des Kühlmittelkastens (7) anliegen und über Schrauben mit diesen verbunden sind. Von den Laschen (19) aus gehen Versteifungsrippen (21) bis zu einer die Lüf­ terzarge (14) umgebenden Zarge (22). Auf der von den Laschen (19) abgewandten Seite geht die Abdeckung der Lüfterhaube (13) in eine parallel zu den Lamellen (4) verlaufende Außen­ kante (23) über und von dieser Außenkante (23) aus erstrecken sich zwei Befestigungsleistenstücke (24) zum Inneren der Lüf­ terhaube (13) hin. Die in Richtung der Achsen (3) der Rohre gesehene Länge der Befestigungsleisten (24) ist dabei kleiner als der Radius der die Lüfteranordnung umgebenen Zarge (22).

Den Fig. 3 und 4 kann entnommen werden, daß diese Befesti­ gungsleisten (24) aus zwei Schenkelteilen (24a und 24b) be­ stehen, wobei der Schenkel (24a) fest mit der Lüfterhaube (13) verbunden ist und der Schenkel (24b) Teil eines kammar­ tigen Leistenstückes (25) ist, das mit kammartigen Vorsprün­ gen (26) zwischen benachbarte Lamellen geschoben ist, deren um 90° abgebogene Enden (27) in einer Nut zwischen den kam­ martigen Vorsprüngen (26) und einer Anlageleiste (28) aufge­ nommen werden und mit einer Rastlasche (29) in einer Vertie­ fung (30) des Außenteiles der Befestigungsleiste (24) einra­ stend gehalten ist.

Auch der feste Teil der Befestigungsleiste (24) besitzt im Bereich oberhalb eines Schenkelteiles (24a) kammartige Vor­ sprünge (26), die den kammartigen Vorsprüngen (26) des zwei­ ten Leistenteiles (25) entsprechen. Die umgebogenen Außenkan­ ten (27) der Lamellen (4) werden daher beidseitig von den Teilen der Befestigungsleiste (24) umgriffen und festgehalten und auf diese Weise kann die Lüfterhaube (13) am Rippenrohr­ block auf der vom Kühlmittelkasten (7) abgewandten Seite ge­ sichert werden. Die Befestigung der umgebogenen Enden (27) der einzelnen Lamellen (4) erfolgt dabei in der gleichen Weise, wie das, allerdings für die Anordnung eines Seitentei­ les mit nach außen, also vom Rippenrohrblock weg gerichteten Schenkeln aus der EP 0 401 590 B1 bekannt ist. Diese EP 0 401 590 B1 wird daher in dieser Hinsicht auch zum Gegenstand der Offenbarung der vorliegenden Anmeldung gemacht.

Wie der Fig. 1 ohne weiteres entnommen werden kann, reicht die Lüfterhaube (13) nicht über die gesamte Stirnfläche des Rippenrohrblockes (2). Der rechts von der Kante (23) gelegene Teil des Rippenrohrblockes bleibt von der Lüfterhaube (13) unbedeckt. Diese Bauweise weist daher den Vorteil auf, daß die Lüfterhaube (13) auch auf einen Querkühler passen würde, der sehr viel breiter als der dargestellte Kühler (1) ist und dessen nicht von der Lüfterhaube (13) überdeckter Bereich sich daher noch weiter nach rechts erstrecken würde. Durch die neue Bauweise kann daher der gleiche Lüfterhaubentyp mit verschiedenen Kühlern kombiniert werden, ohne daß jeweils ei­ ne Anpassung an die Kühlerabmessungen notwendig wäre.

Es ist selbstverständlich auch denkbar, die Lüfterhaube aus­ schließlich durch Befestigungsleisten, wie die Befestigungs­ leiste (24), am Rippenrohrblock zu befestigen und auf eine Befestigung am Kühlmittelkasten zu verzichten. Man müßte dann der Lüfterhaube (13) auf der in Fig. 1 links gelegenen Seite noch ein weiteres Paar von Befestigungsleisten (24) zuordnen. Natürlich ist es auch nicht unbedingt notwendig, die Lüfter­ haube (13) mit einer Außenkante (23) enden zu lassen, welche die Zarge (22) tangiert. Auch hier wäre es möglich, die Au­ ßenkante (23) mehr nach rechts zu verlegen, so daß die Lüf­ terzarge (14) etwa in der Mitte der Breite der Lüfterhaube liegt. Entscheidend ist, daß ein und derselbe Lüfterhaubentyp durch die Art der Befestigung am Rippenrohrblock für ver­ schiedene Breiten von Kühlern verwendbar ist, so daß nicht jedem Kühlertyp eine andere Lüfterhaube zugeordnet werden muß.

Es wäre schließlich auch noch denkbar, die Lüfterhaube (13) in dem außerhalb der Zarge (22) liegenden Bereich parallel zum Verlauf der Rohrachsen (3) zu teilen und aus teleskopar­ tig zueinander verschiebbaren, aber miteinander verrastbaren Teilen aufzubauen, so daß auch eine Anpassung der Lüfterhau­ benbefestigung an die Höhe eines Kühlers möglich ist, wenn dies gewünscht wird. In allen Fällen ist Voraussetzung, daß die Befestigung zumindest teilweise in der geschilderten Weise an den Lamellen (4) des Rippenrohrblockes (2) erfolgt.

Die Fig. 5 bis 7 zeigen andere Möglichkeiten des Zusammenbaus der beiden Teile der Leiste (24) zum Zweck des Verklemmens der umgebogenen Enden (27) der Lamellen (4). So zeigt Fig. 5 beispielsweise die Möglichkeit, den kammartigen Leistenteil (25′) mit einer Einschiebelasche mit Öffnungen (31) zu verse­ hen und diese Einschiebelasche dann mit Hilfe einer Niet (32) fest mit einem nach außen ragenden Schenkelteil (37) der Be­ festigungsleiste (24′) zu verbinden. Die mit den Öffnungen (31) versehene Lasche des Leistenteiles (25′) wird dabei in eine Nut zwischen den Teilen (24′ und 37) eingeschoben, um die abgewinkelten Enden (27) zu verklemmen.

Die Fig. 6 zeigt eine Abwandlung insofern, als hier der Schenkel (37) der Ausführungsform der Fig. 5 als kurzes Schenkelstück (38) verblieben ist, dessen Außenkante (36) als Anschlag für die nunmehr unmittelbar auf die Außenseite der abgewinkelten Ränder (27) auf schiebbare kammartige Teilleiste (25′′) dient. Diese Leiste (25′′) ist mit einem einschiebba­ ren Schenkelteil versehen, der einen Spalt aufweist, in den von außen eine Klemmleiste (34) einschiebbar ist, wenn die Endposition gemäß der Darstellung in Fig. 6 erreicht ist. Ein in die Öffnung (35) eingerasteter Vorsprung (39) der Leiste (25′′) wird dann in dieser Rastlage gesichert.

Fig. 7 zeigt eine sehr ähnlich zu der Ausführungsform der Fig. 6 aufgebaute Variante, bei der jedoch die einzelnen Ein­ rastöffnungen bzw. Nuten (35) durch eine Feinrasterung (33) ersetzt sind, mit der es möglich wird, die Einschiebeposition der Teilleiste (25′′′) sehr fein anpassen zu können, ehe die Sicherungsleiste (34) eingeschoben wird.

Claims (7)

1. Wärmeübertrager, insbesondere Kühler für eine Verbren­ nungskraftmaschine eines Kraftfahrzeuges, der aus einem aus einer Vielzahl von parallel zueinander in zwei jeweils von einem Kühlmittelkasten (7 bzw. 8) überdeckten Rohrböden (5 bzw. 6) gehaltenen Rohren und aus quer zu diesen Rohren ver­ laufenden, im Abstand zueinander angeordneten Lamellen (4) aufgebauten Rippenrohrblock (2) besteht, der an seinen senk­ recht zu den Rohrböden (5 bzw. 6) verlaufenden Seiten mit mindestens einer Befestigungsleiste (24) versehen ist, die aus zwei L-förmigen Leistenteilen (24, 25) besteht, die ra­ stend zu einem U-Profil miteinander verbindbar und an den etwa um 90° abgewinkelten Enden (27) der Lamellen (4) mit kammartigen Vorsprüngen (26) angeklemmt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsleiste (24) Teil einer Lüfterhaube (13) ist, daß die Befestigungsleiste (24) den Rippenrohrblock (2) mit nach innen gerichteten Schenkeln (24a, 24b) einfaßt und an dessen Lamellen (4) zur Befestigung der Lüfterhaube (13) gehalten ist.

2. Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Lüfterhaube (3) auf einer Seite an einem der Kühlmittelkästen (7) und auf der anderen Seite am Rippenrohr­ block (2) befestigt ist.

3. Wärmeübertrager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Befestigungsstellen für die Befestigung am Kühl­ mittelkasten (7) an seitlich die Lüfterhaube (13) überragen­ den Laschen (19) angebracht sind.

4. Wärmeübertrager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Laschen (19) mit Versteifungsrippen (21) verse­ hen sind, die in Richtung der Achsen (3) der Rohre des Rip­ penrohrblockes (2) bis zu einer die Lüfterschaufeln (18) ein­ fassenden Zarge (22) reichen.

5. Wärmeübertrager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Zarge (22) an der von den Befestigungsstellen am Kühlmittelkasten (7) abgewandten Seite von einer äußeren Hau­ benbegrenzungskante (23) tangiert wird, von der aus die bei­ den den Rippenrohrblock (2) umfassenden Befestigungsleisten (24) in Richtung zum Kühlmittelkasten (7) verlaufen.

6. Wärmeübertrager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Befestigungsleisten (24) eine Länge aufweisen, die kleiner ist als der Radius der Zarge (22).

7. Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Lüfterhaube parallel zu den Achsen (3) der Rohre des Rippenrohrblockes (2) geteilt und aus teleskopartig ge­ geneinander verschiebbaren Teilstücken besteht.