DE19824700A1 - Wärmeübertrager, insbesondere Kühler für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Abstract

Wärmeübertrager, insbesondere Kühler für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem Rippenrohrblock (1) und mindestens einem Wasserkasten (6), jeweils mit einem Rohrboden (4) und einem Wasserkastendeckel (5), sowie mindestens zwei metallischen Seitenteilen (7), die den Rippenrohrblock (1) mit dem Wasserkastendeckel (5) verbinden, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserkastendeckel an seinen Schmalseiten jeweils eine Führung, bestehend aus Haken, zur Aufnahme der Seitenteile aufweist und die Seitenteile im Bereich der Haken mit diesen korrespondierend ausgeführte Aussparungen aufweisen und daß die Seitenteile parallel zur ihrer Längsachse jeweils neben den Aussparungen über Längsschlitze verfügen, wobei zwischen den Aussparungen und den Längsschlitzen schmale Stege belassen sind, womit eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Wasserkastendeckel und den Seitenteilen durch Einlegen der Seitenteile in die Führungen des Wasserkastendeckels und Verformen der Stege hinter den Haken gebildet wird.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager, insbesondere einen Kühler für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem Rippenrohrblock und mindestens ei­ nem Wasserkasten, jeweils mit einem Rohrboden und einem Wasserkasten­ deckel, sowie mindestens zwei Seitenteilen, die den Rippenrohrblock mit dem Wasserkastendeckel verbinden.

Zweck solcher Seitenteile ist es im wesentlichen, ein Kippen des Wasser­ kastens gegenüber dem Rippenrohrblock zu verhindern. Die Neigung des Wasserkastens zum Kippen gegenüber dem Rippenrohrblock ist dabei um so größer, je weniger Rohrreihen der Rippenrohrblock parallel zu seinen Stirnseiten aufweist und je geringer die Breite der Rohre gegenüber der Tiefe der Wasserkästen in Rippenrohrblocktiefenrichtung ist.

Aus der Druckschrift DE GM 86 29 407 ist ein Wärmeübertrager bekannt, der einen Rippenrohrblock und zwei Wasserkästen aufweist, wobei die beiden Wasserkästen durch jeweils zwei Seitenteile miteinander verbunden sind. Dabei weisen die Wasserkastendeckel an ihren Schmalseiten Schrägen auf, die mit schräg abgewinkelten Lappen der Seitenteile korrespondierend aus­ geführt sind, so daß die Seitenteile mit den Wasserkastendeckeln durch Befestigungsmittel, insbesondere Schraubverbindungen, miteinander ver­ bunden sind.

Eine solche Verbindung zwischen den Seitenteilen und den Wasserkasten­ deckeln hat den Nachteil, daß während der Montage des Wärmeübertragers mehrere Bauteile, insbesondere mehrere Schrauben, gehandhabt werden müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbindung zwischen den Seitenteilen und den Wasserkastendeckeln zu schaffen, die die Montage vereinfacht und die Anzahl der zu handhabenden Bauteile reduziert.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Wasserkastendeckel an seinen Schmalseiten jeweils eine Führung, bestehend aus Haken, zur Aufnahme der Seitenteile aufweist und die Seitenteile im Bereich der Haken mit diesen korrespondierend ausgeführte Aussparungen aufweisen und daß die Seiten­ teile parallel zur ihrer Längsachse jeweils neben den Aussparungen über Längsschlitze verfügen, wobei zwischen den Aussparungen und den Längs­ schlitzen schmale Stege belassen sind, womit eine formschlüssige Verbin­ dung zwischen dem Wasserkastendeckel und den Seitenteilen durch Einle­ gen der Seitenteile in die Führungen des Wasserkastendeckels und Verfor­ men der Stege hinter die Haken gebildet wird. Dieses Verformen der Stege erfolgt dabei derart, daß ein schraubenzieherähnliches Werkzeug in den Längsschlitz eingebracht und um einen Winkel von bis zu 90° gedreht wird, so daß sich der Steg entsprechend verformt.

Gemäß Anspruch 2 weisen die Seitenteile in dem Bereich, in dem sie jeweils am Rippenrohrblock anliegen, ein im Querschnitt etwa U-förmiges Profil auf. Somit ergibt sich eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Rippen­ rohrblock und dem Seitenteil durch ein Umfassen des Rippenrohrblocks durch die Schenkel des etwa U-förmigen Profils.

Gemäß Anspruch 3 verfügt der Wärmeübertrager, gegenüber den vorheri­ gen Ausführungen, explizit über zwei Wasserkästen, so daß sich durch die Verbindung der beiden Wasserkästen mit den beiden Seitenteilen ein Rah­ men ergibt, der den Rippenrohrblock umschließt.

Nach den Merkmalen des Anspruchs 4 weist der Wärmeübertrager ebenfalls zwei Wasserkästen auf, wobei sich die Gestaltung der Seitenteile gegen­ über denen des Anspruchs 3 unterscheidet. Die Seitenteile stellen keine durchgehende Verbindung zwischen den beiden Wasserkästen dar, sondern jedes der vier Seitenteile verläuft vom Wasserkasten aus gesehen in Rich­ tung Rippenrohrblock maximal bis zur Mitte des Rippenrohrblocks. Auf diese Weise ergibt sich gegenüber der Ausführung des Anspruchs 3 keine Rah­ menkonstruktion, es wird aber ebenfalls wirkungsvoll ein Abkippen des Wasserkastens gegenüber dem Rippenrohrblock verhindert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Hierbei zeigt

Fig. 1 perspektivisch einen Eckbereich des Wärmeübertragers mit dem daran angebrachten Seitenteil;

Fig. 2 eine Seitenansicht des Wärmeübertragers mit dem daran angebrachten Seitenteil;

Fig. 3 eine Schnittdarstellung des Wärmeübertragers anhand der Linie I-I aus Fig. 2, die eine Möglichkeit der Verbindung zwischen dem Rippenrohrblock und dem Seitenteil auf­ zeigt.

Fig. 1 zeigt perspektivisch einen Eckbereich des Wärmeübertragers mit dem daran angebrachten Seitenteil. Der Wärmeübertrager weist einen Rippen­ rohrblock i, bestehend aus Rohren 2 und Rippen 3, auf. Die Rohre 3 durchziehen einen Rohrboden 4 und münden in einen durch einen Wasser­ kastendeckel 5 und den Rohrboden 4 gebildeten Raum eines Wasserka­ stens 6. Ein Seitenteil 7 liegt - wie nicht näher dargestellt - an einer der Schmalseiten des Rippenrohrblocks 1 an. Im Bereich des Rohrbodens 4 weist das Seitenteil 7 eine Kröpfung auf, die den rinnenförmigen Bereich des Rohrbodens 4 umfaßt.

Im Bereich des Wasserkastendeckels 5 liegt das Seitenteil 7 parallel zu ei­ ner der Schmalseiten des Wasserkastendeckels 5 an. Dort weist der Was­ serkastendeckel 5 eine Führung auf, die zur Aufnahme des Seitenteils dient. Diese Führung besteht aus einer Nut 8, die eine etwas größere Breite auf­ weist als das Seitenteil 7 und mit diesem korrespondierend ausgeführt ist. Im Bereich der beiden Außenkanten der Nut 8 ist auf jeder Seite jeweils ein Ha­ ken 9 angebracht, der die Nut 8 in ihrer Höhe senkrecht zur Schmalseite des Wasserkastendeckels 5 teilweise begrenzt, indem er in einem Abstand, der etwas größer als die Dicke des Seitenteils 7 ist, die Nut 8 teilweise abdeckt.

Das Seitenteil weist gemäß Fig. 2 in diesem Bereich der Haken 9 mit diesen korrespondierend ausgeführte Aussparungen 10 auf. Diese Aussparungen 10 sind jeweils etwas größer ausgeführt als die Haken. Dieses ermöglicht, das Seitenteil durch eine geradlinige Bewegung, die etwa senkrecht zur Schmalseite des Wasserkastendeckels 5 bzw. etwa senkrecht zur Schmal­ seite des Rippenrohrblocks 1 verläuft, in die Nut 8 des Wasserkastendec­ kels 5 einzulegen.

Des weiteren weist das Seitenteil jeweils im Bereich der Haken 9 parallel zur Längsachse 11 des Seitenteils nach innen versetzte Längsschlitze 12 auf, die derart gestaltet sind, daß sich im Bereich zwischen den Aussparungen 10 und den Längsschlitzen 12 Stege 13 ergeben. Zur Fixierung des Seiten­ teils innerhalb der Führung 8 gegen eine Lageänderung in der Richtung, aus der das Seitenteil in die Nut eingelegt wurde, wird ein schraubenzieherähnli­ ches Werkzeug in den Längsschlitz 12 eingebracht und um einen Winkel von bis zu 90° gedreht. Dadurch, daß der zwischen den beiden Längsschlit­ zen 12 gelegene Bereich des Seitenteils 7 aufgrund der größeren Material­ menge eine deutlich größere Stabilität als die schmalen Stege 13 aufweist, wird bei dieser Drehung des Werkzeuges der Steg 13 nach außen gebogen, wie dies auf der linken Seite der Fig. 2 der im verformten Zustand dargestell­ te Steg 13a verdeutlicht. Dadurch liegt dieser plastisch verformte Steg 13a nun hinterschnitten hinter dem Haken 9, so daß eine Fixierung des Seiten­ teils gegenüber der Richtung, aus der das- Seitenteil in die Nut eingelegt wurde, erreicht wird.

Die Verbindung zwischen dem Seitenteil 7 und dem Wasserkastendeckel 5 bleibt durch diese Art der Lagerung in Richtung der Achsen der Rohre 2 voll beweglich. Somit können Längendrehungen, denen der Rippenrohrblock 1 während des Betriebes ausgesetzt ist, ausgeglichen werden. Die Verbin­ dung zwischen dem Seitenteil 7 und dem Wasserkastendeckel 5 hat damit die Funktion eines Loslagers. Andererseits nimmt das Seitenteil 7 durch die seitliche Führung der Nut 8 bzw. der Haken 9 solche Momente auf, die an­ sonsten ein Kippen des Wasserkastens 6 gegenüber dem Rippenrohrblock 1 verursachen könnten, so daß es als Momentenstütze wirkt.

Fig. 3 zeigt eine Schnittdarstellung des Wärmeübertragers anhand der Linie I-I aus Fig. 2, die eine Möglichkeit der Verbindung zwischen dem Rippen­ rohrblock 1 und dem Seitenteil 7 nach Anspruch 2 aufzeigt. Dabei weist das Seitenteil 7 ein im Querschnitt etwa U-förmiges Profil auf, so daß sich die Schenkel 14 an den jeweiligen Stirnflächen des Rippenrohrblocks 1 abstüt­ zen, wodurch eine gute Aufnahme von Momenten, die zwischen dem Rip­ penrohrblock 1 und dem Wasserkasten 6 wirken, gewährleistet ist. Im vor­ liegenden Beispiel erstrecken sich die Schenkel 14 durchgehend über die gesamte Anlagefläche zwischen dem Seitenteil 7 und dem Rippenrohrblock 1. Ebenfalls möglich wäre alternativ dazu, anstatt der durchgehenden Schenkel 14 - in den Zeichnungen nicht dargestellte - Flügel anzuordnen, die sich nicht über die gesamte Anlagefläche zwischen Seitenteil und Rip­ penrohrblock erstrecken. Solche Flügel würden ebenfalls für eine gute Mo­ mentenabstützung sorgen.

Es ist alternativ zu der in Fig. 3 dargestellten Verbindung zwischen dem Rippenrohrblock 1 und den Seitenteilen 7 auch möglich, diese durch ein Abwinkeln der Schenkel 14 in korrespondierend dazu ausgeführte Nuten am Rippenrohrblock 1 zu gestalten, wie dies beispielsweise in der Druckschrift DE 22 33 737 offenbart ist. Damit wird eine formschlüssige Verbindung zwi­ schen dem Rippenrohrblock 1 und den Seitenteilen 7 gewährleistet, die ne­ ben der Aufnahme von Kippmomenten des Wasserkastens 6 auch senkrecht zur Schmalseite des Rippenrohrblocks 1 nach außen wirkende Kräfte auf­ nehmen könnte.

Eine weitere Alternative dazu ist in der Druckschrift DE 24 18 132 darge­ stellt, wobei durch schwalbenschwanzförmige Ausschnitte an den Schmal­ seiten des Rippenrohrblocks jeweils eine Art durch laufende Längsnut gebil­ det wird, in die den Ausschnitten entsprechend ausgebildete Befestigungs­ teile der Seitenteile klemmend von innen nach außen eingreifen.

Claims (4)

1. Wärmeübertrager, insbesondere Kühler für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem Rippenrohrblock (1) und mindestens einem Wasserkasten (6), jeweils mit einem Rohrboden (4) und einem Wasserkastendeckel (5), so­ wie mindestens zwei metallischen Seitenteilen (7), die den Rippenrohr­ block (1) mit-dem Wasserkastendeckel (5) verbinden, dadurch gekenn­ zeichnet,

• - daß der Wasserkastendeckel (5) an seinen Schmalseiten jeweils eine Führung (8), bestehend aus Haken (9), zur Aufnahme der Seitenteile (7) aufweist,
• - daß die Seitenteile (7) im Bereich der Haken (9) mit diesen korrespon­ dierend ausgeführte Aussparungen (10) aufweisen,
• - daß die Seitenteile (7) parallel zur ihrer Längsachse (11) jeweils neben den Aussparungen (10) Längsschlitze (12) aufweisen, wobei zwischen den Aussparungen (10) und den Längsschlitzen (12) schmale Stege (13) belassen sind,
• - daß eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Wasserkastendec­ kel (5) und den Seitenteilen (7) durch Einlegen der Seitenteile (7) in die Führungen (8) des Wasserkastendeckels (5) und Verformen der Stege (13) hinter die Haken (9) gebildet wird.

2. Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Seitenteile (7) im Bereich des Rippenrohrblocks (1) ein im Querschnitt etwa U-förmiges Profil aufweisen,
• - daß die formschlüssige Verbindung zwischen dem Rippenrohrblock (1) und den Seitenteilen (7) durch ein bereichsweises Umfassen des Rip­ penrohrblocks (1) durch die Schenkel (14) des U-förmigen Profils ent­ steht.

3. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 und 2, wobei dieser zwei Wasserkästen (6) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß dieser zwei Seitenteile (7) besitzt und daß diese Seitenteile (7) mit den beiden Was­ serkastendeckeln (5) zu einem Rahmen verbunden sind.

4. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 und 2, wobei dieser zwei Wasserkästen (6) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß dieser über vier Seitenteile (7) verfügt, von denen jeweils zwei Seitenteile an einer der Schmalseiten des Rippenrohrblocks (1) derart angeordnet sind, daß die Seitenteile (7) ein Kippen der Wasserkästen (5) gegenüber dem Rippen­ rohrblock (1) verhindern.