DE19953786A1 - Kühlmittelkühler mit einem Ausgleichsbehälter - Google Patents
Kühlmittelkühler mit einem AusgleichsbehälterInfo
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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.
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