DE19953786A1 - Kühlmittelkühler mit einem Ausgleichsbehälter - Google Patents

Abstract

Beschrieben wird ein Kühlmittelkühler mit einem aufgesetzten Ausgleichsbehälter, der insbesondere für Nutzfahrzeuge geeignet ist. Der Ausgleichsbehälter (9) ist rittlings mit vier Laschen (10) auf einen der Sammelkästen (4) des Kühlmittelkühlers (1) aufgesetzt und mit Hilfe von Bolzen (8) befestigt, welche Befestigungsöffnungen (11) in den Laschen (10) und dazu fluchtende Öffnungen in seitlichen Laschen (7a) der Seitenteile (6, 7) des Kühlmittelkühlers und jeweils eine Durchgangsöffnung (12) im Sammelkasten (4) durchqueren.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kühlmittelkühler mit einem auf einen der Sammelkästen für das Kühlmittel aufgesetzten Aus­ gleichsbehälter für eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Nutzfahrzeuges.

Aus der EP 0 280 107 A1 ist ein Kühlmittel/Luftkühler be­ kannt, bei dem der Ausgleichsbehälter mit Hilfe von zueinan­ der korrespondierend ausgebildeten Verbindungszapfen mit Rasthaken und Ösen, die jeweils dem Ausgleichsbehälter und dem Sammelkasten zugeordnet sind, mit dem Sammelkasten ver­ bunden wird. Bei dieser Bauart sind Ausgleichsbehälter und Sammelkasten aus Kunststoff hergestellt. Die Verbindungszap­ fen können auch als Hohlstutzen ausgebildet sein und auch zur Herstellung der Flüssigkeitsverbindung zwischen Sammelkasten und Ausgleichsbehälter vorgesehen werden.

Solche Bauarten können vorgesehen werden, wenn Sammelkasten und Ausgleichsbehälter aus dem gleichen Material bestehen. Wärmedehnungen durch unterschiedliches Material lassen sich mit solchen Bauarten nicht oder nur sehr schlecht aufnehmen. Dazu kommt, daß bei größeren Ausgleichsbehältern, wie sie für die Kühler von Nutzfahrzeugen vorgesehen werden, die Befesti­ gung unter Umständen nicht ausreicht, um größere Kippmomente aufnehmen zu können, insbesondere dann nicht, wenn der Aus­ gleichsbehälter - bedingt durch Einbauverhältnisse im Motor­ raum - nicht symmetrisch zu der Längsmittelebene des Sammel­ kastens ausgebildet sein kann, sondern seinen Schwerpunkt au­ ßerhalb dieser Ebene hat.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kühlmittel­ kühler der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sein Ausgleichsbehälter stabil und fest am Sammelbehälter angeord­ net werden kann, ohne daß größere Umgestaltungen in der Bau­ art notwendig sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Kühlmittelkühler der eingangs genannten Art vorgesehen, daß der Ausgleichsbehälter den Sammelkasten mit beidseitig an ihm angebrachten Laschen mit Befestigungsbohrungen sattelförmig übergreift und über diese Befestigungsbohrungen mit dem Sammelkasten formschlüs­ sig verbunden, insbesondere verschraubt ist. Diese Ausgestal­ tung ergibt eine stabile Anordnung, die wegen der beidersei­ tigen Befestigung auch dann vorgesehen sein kann, wenn der Schwerpunkt des Ausgleichsbehälters nicht in der Längsmittel­ ebene des Sammelkastens liegt.

In Weiterbildung der Erfindung kann für einen Kühlmittelküh­ ler mit einem Sammelkasten, der an beiden Endbereichen mit Durchgangsbohrungen zum Durchführen von Steckbolzen versehen ist, die auch den Sammelkasten beidseitig übergreifende La­ schen von Seitenteilen durchsetzen, vorteilhaft vorgesehen werden, daß die Befestigungsbohrungen der Laschen fluchtend zu jenen der Laschen der Seitenteile und des Sammelbehälters angeordnet sind. Durch diese Maßnahme nämlich kann die ohne­ hin schon für die Befestigung der Seitenteile am Sammelkasten vorgesehene Verbindungsanordnung auch zum Befestigen des Aus­ gleichsbehälters mit verwendet werden. Diese Ausgestaltung ergibt eine besonders stabile Anordnung.

Um zu vermeiden, daß dann, wenn Ausgleichsbehälter und Sam­ melkasten aus unterschiedlichen Werkstoffen, beispielsweise aus unterschiedlichen Kunststoffen bestehen, durch unter­ schiedliche Längenausdehnungen der Werkstoffe Spannungen auf­ treten, die zu einer Beeinträchtigung der Befestigung führen können, kann in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen wer­ den, daß die Laschen des Ausgleichsbehälters als in Längs­ richtung des Sammelkastens nachgiebige Halterungen ausgebil­ det werden. Unterschiedliche Längenausdehnungen können daher durch entsprechende elastische Verformung der Halterungen aufgenommen werden.

Zu diesem Zweck kann in Weiterbildung der Erfindung vorgese­ hen werden, daß die Befestigungsbohrungen in Zungen angeord­ net sind, die über Verbindungsstege mit dem Ausgleichsbehäl­ ter verbunden sind. Dies erlaubt eine Verformung der Verbin­ dungsstege in der Richtung der Wärmeausdehnungen. Dabei kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung auch vorgesehen wer­ den, daß die Zunge von einem Quersteg absteht, der beidseitig in die Verbindungsstege übergeht, und daß diese Verbindungs­ stege parallel zueinander verlaufen, aber in der gleichen Richtung vom Verbindungssteg abstehen wie die Zunge. Durch diese Ausgestaltung wird die Gesamtlänge von Zunge und Ver­ bindungsstegen relativ groß, ohne daß jedoch die Lasche selbst zu große Abmessungen erhalten muß. Es stehen daher verhältnismäßig lange elastische Wege zur Verfügung für den Längenausgleich und es wird auf diese Weise auch möglich, Verbindungsstege und Zunge stabil genug auszubilden, ohne die notwendige elastische Verformung zu behindern.

Um Herstellungstoleranzen ausgleichen zu können, kann die Be­ festigungsbohrung in den Laschen des Ausgleichsbehälters als parallel zum Verbindungssteg verlaufendes Langloch ausgebil­ det sein.

In Weiterbildung der Erfindung kann schließlich auch noch im Bereich einer Mittelquerebene zwischen den Halterungen des Ausgleichsbehälters eine Rastverbindung zwischen Sammelkasten und Ausgleichsbehälter vorgesehen werden. Durch diese Ausge­ staltung kann in der Mitte des Ausgleichsbehälters eine Fi­ xierung gegenüber dem Sammelbehälter erreicht werden, so daß die Wärmedehnungen keine Lageveränderung des Ausgleichsbehäl­ ters bewirken. Diese Mittelfixierung erlaubt auch eine Lagen­ sicherung bei der Montage, ehe die Verbindungsbolzen zwischen Seitenteilen und Sammelkasten auch durch die Halterung des Ausgleichsbehälters geschoben werden.

Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand eines Ausführungs­ beispieles dargestellt und wird im folgenden erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Frontansicht eines Kühlmittelkühlers nach der Erfindung mit aufgesetztem Ausgleichsbehälter,

Fig. 2 die Ansicht des Kühlmittelkühlers der Fig. 1 in Richtung des Pfeiles II gesehen,

Fig. 3 die vergrößerte Darstellung des Schnittes durch Fig. 1 längs der Linie III-III,

Fig. 4 die vergrößerte Darstellung des Schnittes in Fig. 1 nach der Linie IV-IV,

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung des Ausgleichsbe­ hälters nach der Erfindung,

Fig. 6 die Ansicht des Ausgleichsbehälters der Fig. 5 von unten gesehen,

Fig. 7 die Ansicht des Ausgleichsbehälters der Fig. 5 in Richtung des Pfeiles VII der Fig. 5 gesehen und

Fig. 8 eine nochmals vergrößerte Darstellung einer der Haltelaschen des Ausgleichsbehälters nach den Fig. 5 bis 7.

Die Fig. 1 und 2 zeigen einen Kühlmittelkühler 1, der mit ei­ ner Kühlerhaube 2 mit einer umlaufenden Zarge 2a versehen ist, welche die Schaufeln eines nicht gezeigten Kühllüfters umrahmt. Der Kühlmittelkühler 1 besteht aus einem von Luft durchströmten Rippen/Rohrblock 3, der durch die Zarge 2a hin­ durch in Fig. 1 zu erkennen ist. Die vom Kühlmittel durch­ strömten Rohre münden in einen oberen Sammelkasten 4 und in einen unteren Sammelkasten 5, die beide durch Seitenteile 6 und 7 zu einem stabilen Rahmen verbunden sind.

Zu diesem Zweck sind die Seitenteile 6 und 7 jeweils an ihren Enden mit Laschen 6a, 7a bzw. 6b, 7b versehen, welche den zu­ geordneten Sammelkasten 4 bzw. 5 auf beiden Seiten übergrei­ fen und mit Hilfe von Steckbolzen 8 fest mit dem Sammelkasten 4 verbunden sind. Im folgenden spielt nur die Befestigung des oberen Sammelkastens 4 mit den Seitenteilen 6 und 7 eine Rol­ le. Der untere Sammelkasten 5 kann in gleicher Weise mit den Seitenteilen verbunden sein.

Auf den Sammelkasten 4 ist ein Ausgleichsbehälter 9 rittlings so aufgesetzt, daß er mit den im einzelnen aus den Fig. 3 bis 8 ersichtlichen Laschen 10 seitlich am Sammelkasten 4 zur An­ lage kommt. Diese Laschen 10 sind, wie im einzelnen noch an­ hand der Fig. 5 bis 8 erläutert werden wird, als elastische Halterung ausgebildet und besitzen jeweils eine Durchgangs­ öffnung 11, die so angeordnet ist, daß sie jeweils mit der inneren der beiden Durchgangsöffnungen 12 (Fig. 3) und mit den zugeordneten Öffnungen in den Laschen 7a fluchtet. Der Bolzen 8 zur Befestigung der Seitenteile 6, 7, der durch die Durchgangsöffnung 12 und die Öffnungen 13 (Fig. 3) in den La­ schen 7a gesteckt ist, kann daher auch zur Befestigung des Ausgleichsbehälters 9 mit eingesetzt werden.

Wie die Fig. 8, aber auch die Fig. 5 und 7 erkennen lassen, ist die Durchgangsöffnung 11 in den Laschen 10 jeweils als ein Langloch ausgebildet, dessen größere Achse in Richtung der Längserstreckung des Ausgleichsbehälters 9 und des Sam­ melkastens 4 verläuft. Diese Ausgestaltung ist vorgesehen, um Bauteiltoleranzen auszugleichen. Wie die Fig. 5, 7 und insbe­ sondere 8, aber auch zeigen, sind die als Halterungen ausge­ bildeten Laschen 10 als zusätzlich in Richtung der großen Achse des Langloches 11 nachgiebige Halterungen ausgebil­ det, die aus zwei von einem Befestigungsrand 14 ausgehenden zwei Stegen 15, 15a bestehen, die im wesentlichen parallel zueinander verlaufen und die an dem vom Befestigungsrand 14 abgewandten Ende über einen Verbindungssteg 16 untereinander verbunden sind. Von der Mitte dieses Verbindungssteges 16 aus erstreckt sich eine Zunge 17 nach oben in den Raum zwischen den Stegen 15, 15a herein und diese Zunge ist mit dem Lang­ loch 11 ausgerüstet. Die Stege 15, 15a sind mit längs verlau­ fenden Rippen versehen und sie sind, da sie aus dem gleichen Kunststoffmaterial, wie der gesamte Ausgleichsbehälter 9 ein­ stückig an diesen angespritzt sind, in gewissem Umfang und beim Auftreten großer Kräfte elastisch, im übrigen aber fest genug, um Kräfte aufnehmen zu können, die durch Brems- oder Verzögerungskräfte des Fahrzeuges auf den auf den Kühlmittel­ kühler 1 aufgesattelten Ausgleichsbehälter 9 wirken können.

Auch die Zunge 17 besitzt eine gewisse Elastizität, so daß durch die gewählte Ausgestaltung Halterungen 10 für den Aus­ gleichsbehälter 9 entstehen, deren Elastizität außer vom ge­ wählten Material vor allem durch die Länge der Stege 15, 15a und die Länge der Zunge 17 vom Verbindungssteg 16 aus nach oben bedingt ist. Diese Halterungen 10 können Wärmedehnungen, die zwischen dem Ausgleichsbehälter 9 und dem zugeordneten Sammelkasten 4 auftreten, weil beispielsweise der Sammelka­ sten und der Ausgleichsbehälter aus unterschiedlichen Kunst­ stoffen gefertigt sind, aufnehmen, so daß sich keine Wärme­ spannungen ergeben, die zur Beschädigung der beiden miteinan­ der verbundenen Teile führen können.

Die Fig. 2, 3, 4, 5 und 6 zeigen überdies, daß der Aus­ gleichsbehälter 9 - aus Gründen der zur Verfügung stehenden Einbautiefe für den Kühler - seinen Schwerpunkt nicht in der Längsmittelebene 18 des Sammelbehälters 4 liegen hat, sondern von dieser Längsmittelebene 18 aus nach der von der Lüfter­ zarge 2a abgewandten Seite des Kühlmittelkühlers 1. Die ge­ wählte Ausgestaltung gewährleistet auch in diesem Fall eine ausreichend stabile Befestigung.

Die Fig. 1, 4 und 5 bis 7 zeigen auch, daß der Ausgleichsbe­ hälter 9 auf einer Seite im Bereich etwa der Mittelquerebene liegenden Ebene 19, die mit der Schnittebene IV-IV zusammen­ fällt, mit einer zusätzlichen Rastverbindung fest mit dem Sammelkasten 4 verbunden ist. Der Ausgleichsbehälter 9 ist zu diesem Zweck mit einem in Richtung der Laschen 10 abstehenden Rastzapfen mit einem federnden Rasthaken 21 versehen, der beim Aufsetzen des Ausgleichsbehälters 9 auf den Sammelkasten 4 hinter eine Rastkante schnappt und so eine mittig Fixierung des rittlings aufgesetzten Ausgleichsbehälters 9 sorgt. Diese Ausgestaltung weist dabei den Vorteil auf, daß der Aus­ gleichsbehälter 9 auf diese Weise schon vorfixiert ist und daher die Bolzen 8 in verhältnismäßig einfacher Weise durch alle fluchtenden Bohrungen, also durch die Öffnung 11 in der Lasche 10, durch die obere Öffnung in der Lasche 7a der Sei­ tenteile und durch die Durchgangsöffnung 12 im oberen Sammel­ kasten 4 hindurchgeschoben und fixiert werden können. Diese Ausgestaltung bewirkt auch, daß Wärmedehnungen von der Mitte aus nach beiden Seiten erfolgen können und dann jeweils über die Laschen 10 aufgenommen werden können. Schließlich wird auf der vom Schwerpunkt abgewandten Seite für eine zusätzli­ che Befestigung gesorgt.

Die Fig. 1 und 2 lassen weiter erkennen, daß dem Kühlmittel­ kühler in der Durchströmungsrichtung ein Ladeluftkühler 22 vorgeschaltet ist, der jeweils seitlich mit den Seitenteilen 6, 7 verbunden ist. Dieser Ladeluftkühler und seine Anordnung

Claims (10)

1. Kühlmittelkühler mit einem auf einen der Sammelkästen (4) für das Kühlmittel aufgesetzten Ausgleichsbehälter (9) für eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Nutzfahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichsbehälter (9) den Sammelkasten (4) mit beidseitig an ihm angebrachten Laschen (10) mit Befestigungsöffnungen (11) sattelförmig übergreift und über diese Befestigungsöff­ nungen (11) mit dem Sammelkasten (4) formschlüssig verbunden, insbesondere verschraubt ist.

2. Kühlmittelkühler nach Anspruch 1 mit einem Sammelkasten (4) der an beiden Endbereichen mit Durchgangsöffnungen (12) zum Durchführen von Steckbolzen (8) versehen ist, die auch den Sammelkasten (4) beidseitig übergreifende Laschen (7a) von Seitenteilen (6, 7) durchsetzen, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsöffnungen (11) der Laschen (10) fluchtend zu jenen der Laschen (6a, 7a) der Seitenteile (6, 7) und des Sammelbehälters (4) angeordnet sind.

3. Kühlmittelkühler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Laschen (10) als in Längsrichtung des Sammelkastens (4) nachgiebige Halterungen ausgebildet sind.

4. Kühlmittelkühler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Befestigungsöffnungen (11) in Zungen (17) ange­ ordnet sind, die über Verbindungsstege (15, 15a) mit dem Aus­ gleichsbehälter (9) verbunden sind.

5. Kühlmittelkühler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Zunge (17) von einem Quersteg (16) absteht, der beidseitig in die Verbindungsstege (15, 15a) übergeht.

6. Kühlmittelkühler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Verbindungsstege (15, 15a) parallel zueinander verlaufen und in der gleichen Richtung vom Verbindungssteg (16) abstehen, wie die Zunge (17).

7. Kühlmittelkühler nach Anspruch 2 oder 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Befestigungsöffnungen als parallel zum Verbindungssteg (16) verlaufende Langlöcher (11) ausgebildet . sind.

8. Kühlmittelkühler nach Anspruch 1 oder einem der übri­ gen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwerpunkt des Ausgleichsbehälters (9) außerhalb der Mittelebene (18) zwischen den Haltelaschen (10) liegt.

9. Kühlmittelkühler nach Anspruch 1 oder einem der übrigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichsbehälter aus einem Kunststoffmaterial hergestellt ist, dessen Wärme­ ausdehnungskoeffizient von dem des Kunststoffmateriales ab­ weicht, aus dem der Sammelkasten (4) besteht.

10. Kühlmittelkühler nach Anspruch 1 oder einem der übrigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich einer Mit­ telquerebene (19) zwischen den Haltelaschen (10) eine Rast­ verbindung (20, 21) zwischen Sammelkasten (4) und Ausgleichs­ behälter (9) vorgesehen ist.