DE19953787A1

DE19953787A1 - Anordnung zur gegenseitigen Verbindung von zwei Wärmeübertragern

Info

Publication number: DE19953787A1
Application number: DE19953787A
Authority: DE
Inventors: Reinhard Heine
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 1999-11-09
Filing date: 1999-11-09
Publication date: 2001-05-10
Anticipated expiration: 2019-11-10
Also published as: FR2800863A1; DE19964455B4; FR2800863B1; DE19953787B4

Abstract

Beschrieben wird eine Anordnung zur gegenseitigen Verbindung eines Kühlmittel/Luft-Kühlers und eines Ladeluftkühlers, bei der die Zu- und Abführstutzen (7, 8) des Ladeluftkühlers (6) jeweils mit im Abstand zueinander angeordneten Befestigungsarmen (10, 21) versehen sind. Eine Endlasche (11) des Befestigungsarmes (10) greift dabei zwischen zwei Anlageflächen (12, 13) eines Positionieranschlages in Form einer Rippe (14, 15) herein und ein Rasthaken (22) sichert nach einer Schwenkbewegung des Ladeluftkühlers (6) um eine parallel zu seiner Längserstreckung laufende Achse die Befestigungsstellung (Fig. 6).

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur gegenseitigen Ver bindung von zwei Wärmeübertragern, insbesondere eines Kühl mittel/Luft-Kühlers und eines Ladeluftkühlers für eine Ver brennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeuges, bei der vom Kühlmittel durchströmte Wärmeübertragungselemente mit seitli chen Sammelkästen bzw. von der Ladeluft durchströmte Wärme übertragungselemente mit seitlich angeordneten Zu- und Ab führstutzen vorgesehen sind, deren Wärmeübertragungsflächen jeweils von der Kühlluft angeströmt sind.

Aus der DE 39 18 176 A1 ist ein Wärmeübertrager zur Kühlung des Kühlwassers und der Ladeluft eines Verbrennungsmotors be kannt, bei dem man dem Sammelkasten des Kühlmittelkühlers ei ne Einführöffnung mit federnden Einführzungen zugeordnet hat, in die ein aus zwei parallelen Rippen mit Haltenasen beste hender Vorsprung einschiebbar ist, der von einem Ladeluftan schlußstutzen absteht. In Abstand zu diesen Vorsprung ist ein weiterer Vorsprung in Form eines L-förmigen Schenkels vorge sehen, der beim Einschieben des ersten Vorsprunges in seine Rastöffnungen hinter eine entsprechende, am Sammelkasten des Kühlmittelkühlers angebrachte Lasche greift. Bei dieser Aus gestaltung wird daher der Ladeluftkühler einseitig vor und oberhalb des Kühlmittelkühlers angesetzt und dann parallel zu diesem verschoben, bis die Befestigungseinrichtungen ineinan dergreifen.

Das Einführen der ineinandergreifenden Befestigungselemente durch die Parallelverschiebung ist nicht immer einfach zu be werkstelligen.

Eine weitere Ausgestaltung zum Zusammenbau eines Kühlmittel kühlers mit einem Ladeluftkühler ist aus der DE 44 25 350 A1 bekannt. Dort hat man einem der beiden Wärmeübertrager ein seitig abstehende Zapfen zugeordnet und dem anderen Wärme übertrager diesen Zapfen zugeordnete Öffnungen. Die Ausge staltung ist dabei so gewählt, daß die Zapfen als Scharnier wirken können, so daß die Wärmeübertrager um eine parallel zu den mit den Zapfen und Öffnungen versehenen Sammelkästen ver laufende Achse verschwenkt werden können, bis ihre Wärmeüber tragungselemente parallel zueinander liegen. Bei räumlich be engten Verhältnissen, unter denen beispielsweise der Lade luftkühler nachträglich eingebaut werden soll, sind solche Bauarten nicht immer einsetzbar, weil für den Montageschwenk vorgang verhältnismäßig viel Platz zur Verfügung stehen muß.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine einfache Montage möglich ist, ohne daß jedoch der Platzbedarf für diesen Montagevorgang zu groß wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die Erfindung bei einer An ordnung der eingangs genannten Art darin, daß Zu- und Abführ stutzen des Ladeluftkühlers jeweils mit zwei im Abstand zu einander angeordneten Befestigungsarmen versehen sind, von denen einer mit einer parallel zu den Wärmeübertragungsele menten verlaufenden Endlasche und der andere mit einem Rast haken versehen ist, und daß die Sammelkästen mit einem Posi tionieranschlag für die Endlasche und im Abstand dazu mit ei ner Rastöffnung für den Rasthaken versehen sind, wobei der Positionieranschlag aus zwei parallel und in einem Abstand zueinander verlaufenden Anschlagflächen besteht, der der Dicke der Endlasche entspricht und die in Richtung der Achse des Sammelkastens so versetzt zueinander sind, daß zwischen ihnen ein schräg verlaufender Einführspalt mit größerer Breite ent steht als es der Dicke der Endlasche entspricht.

Durch diese Ausgestaltung kann der Ladeluftkühler jeweils mit den den beiden gegenüberliegenden Zu- bzw. Abführstutzen zu geordneten ersten Befestigungsarm in einfacher Weise schräg zu der Ebene des Kühlmittelkühlers angesetzt, mit seinen End laschen in den Einführspalt leicht eingeführt und dann um ei ne Achse verschwenkt werden, die parallel zu den Wärmeüber tragungselementen des Ladeluftkühlers und des Kühlmittelküh lers verläuft, bis der zweite Befestigungsarm einrastet. Da bei ist vorteilhaft, daß die Befestigungsarme den Zu- und Ab führstutzen zugeordnet sind. Die durch die eintretende Lade luft bewirkten Kräfte auf den Ladeluftkühler können so unmit telbar an den Angriffstellen aufgenommen werden, so daß Drehmomente weitgehend vermieden werden können.

Diese Ausgestaltung macht es daher nicht notwendig, daß der Ladeluftkühler wie beim Stand der Technik um eine senkrecht zu seiner in Richtung der Wärmeübertragungselemente verlau fenden Längsachse verschwenkt werden muß. Vielmehr wird der Ladeluftkühler um eine parallel zu seiner Längsachse verlau fende Achse verschwenkt, so daß inbesondere dann, wenn der Ladeluft-Kühler nur einen Teil der Fläche des Kühlmittelküh lers überdeckt, also dann, wenn die Ausdehnung des Ladeluft kühlers parallel zum Verlauf der Sammelkästen des Kühlmittel kühlers kleiner ist als die in dieser Richtung vorhandene Breite des Kühlmittelkühlers, eine Befestigung auf verhält nismäßig geringem Raum vorgenommen werden. Der Ladeluftkühler kann daher auch bei schon montiertem Kühlmittelkühler und bei beengten Raumverhältnissen in sehr einfacher Weise angebracht oder auch wieder demontiert werden. In bekannter Weise sind zu diesem Vorgang keine Werkzeuge erforderlich.

In Weiterbildung der Erfindung kann der Positionieranschlag auf der von den Wärmeübertragungselementen abgewandten Seite der Sammelkästen angeordnet sein. Die Rastöffnung dagegen wird auf der dem Ladeluftkühler zugewandten Seite der Sammel kästen angeordnet. In vorteilhafter Weiterbildung der Erfin dung können die Sammelkästen aus Kunststoff bestehen und der Positionieranschlag von einer angespritzten abstehenden Rippe gebildet sein, die einen parallel zur Achse des Sammelkastens verlaufenden ersten Teil aufweist, der eine der Anschlagflä chen bildet und einen U-förmig abgewinkelten zweiten Teil, dessen erster Schenkel aus der Ebene des ersten Teiles heraus nach der vom Ladeluftkühler abgewandten Seite versetzt ist, und dessen zweiter Schenkel die andere Anschlagfläche bildet. Diese Ausgestaltung ist verhältnismäßig einfach, gibt aber die Gewähr dafür, daß für den Einführvorgang der Endlasche des ersten Befestigungsarmes des Ladeluftkühlers genug Platz zur Verfügung steht.

In Weiterbildung der Erfindung kann am Ende des zweiten Schenkels der angespritzten Rippenanordnung eine rechtwinklig nach außen abstehende und am freien Ende nach außen abgeboge ne Anlagefläche für die Endlasche und deren Befestigungsarm vorgesehen, deren mit dem zweiten Schenkel gemeinsame Kante einen Teil der Schwenkachse für die zur Verrastung des Rast hakens erforderliche Schwenkbewegung bildet.

In Weiterbildung der Erfindung können auch die Zu- und Ab führstutzen des Ladeluftkühlers aus Kunststoff bestehen und die Befestigungsarme einstückig angespritzt sein. In Weiter bildung der Erfindung können die Befestigungsarme als Ab standshalter mit vorbestimmter Länge ausgebildet und mit Ver steifungsrippen versehen sein. Durch eine solche Ausgestal tung wird es möglich, zwischen Ladeluftkühler und Kühlmittel kühler beispielsweise noch einen Kondensator einzusetzen. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der Rasthaken Teil einer federnden Gabel sein, die am Ende des zweiten Be festigungsarmes angeordnet ist. Bei einer solchen Ausführung kann dann die Rastöffnung dem Abstand der Zinken der Gabel angepaßt und auf der Seite des Rasthakens mit einer Rastver tiefung versehen sein, in die der Rasthaken in der Endpositi on einhakt.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung dargestellt und wird im nachfolgenden erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Frontansicht eines Kühlmittelkühlers für eine Verbrennungskraftmaschine, der mit einem vorge schalteten Ladeluftkühler versehen ist,

Fig. 2 die Draufsicht auf die Anordnung der Fig. 1,

Fig. 3 die Seitenansicht der Anordnung nach Fig. 1 in Richtung des Pfeiles ILI,

Fig. 4 die Seitenansicht der Anordnung nach Fig. 1 in Richtung des Pfeiles IV,

Fig. 5 die vergrößerte Darstellung des Schnittes nach der Linie V-V in Fig. 4,

Fig. 6 die sehr stark vergrößerte Darstellung des Schnit tes VI-VI in Fig. 1 und

Fig. 7 eine Darstellung ähnlich Fig. 6, bei der jedoch der Ladeluftkühler während seines Befestigungsvorganges gezeigt ist.

Die Fig. 1 bis 4 zeigen den an sich bekannten Rip pen/Rohrblock 1a eines Kühlmittelkühlers 1 für den Motor ei nes Kraftfahrzeuges, der auf beiden Seiten von je einem Sam melkasten 2 und 3 und zwischen diesen Sammelkästen 2 und 3 von fest mit den Sammelkästen verbundenen Seitenteilen 4 und 5 gebildet ist. Die Wärmeübertragungselemente des Kühlmittel kühlers bestehen dabei in an sich bekannter Weise aus die beiden Sammelkästen 2 und 3 verbindenden Rohren, zwischen de nen zur Erhöhung der Wärmeübertragungsfläche lamellenartige Bleche angeordnet sind. Dem Kühlmittelkühler vorgeschaltet ist ein Ladeluftkühler 6, der auf einer Seite mit einem Zu führstutzen 7 und auf der anderen Seite mit einem Abführstut zen 8 für die dem Motor zuzuführende Ladeluft versehen ist. Die Wärmeübertragungselemente des Ladeluftkühlers 6 zwischen Zu- und Abführstutzen 7 und 8 können in bekannter Weise aus Strömungskanälen bestehen, die parallel zu den Rohren des Kühlmittelkühlers 1 verlaufen.

Zwischen dem Ladeluftkühler 6 und dem Kühlmittelkühler 1 ist beim gezeigten Ausführungsbeispiel ein Kondensator 9 vorgese hen, der sich über die gesamte Höhe h des Kühlmittelkühlers 1 erstreckt. Die Wärmeübertragungsfläche des Ladeluftkühlers 6 dagegen erstreckt sich zwar über die gesamte Breite des Kühl mittelkühlers 1 aber nur über etwa ein Drittel der Höhe h.

Die Zuführstutzen bzw. Abführstutzen 7 und 8 des Ladeluftküh lers 6 sind aus Kunststoff hergestellt und jeweils mit einem angespritzten ersten Befestigungsarm 10 versehen - wegen der spiegelbildlichen Ausbildung wird nur der Aufbau des Zuführ stutzens 7 beschrieben -. Dieser erste Befestigungsarm 10 en det, wie insbesondere die Fig. 5, 6 und 7 zeigen, in einer Endlasche 11, die beim Ausführungsbeispiel als eine mit Ver stärkungsrippen versehene Platte ausgebildet ist. Diese End lasche 11 steht etwa rechtwinklig von dem äußeren Ende 10a des Befestigungsarmes 10 ab und besitzt eine Dicke b, an die der Abstand von zwei Anschlagflächen 12 und 13 angepaßt ist, die parallel zueinander verlaufen, aber in Richtung der Längsachse des Sammelkastens 2 zueinander versetzt sind. Die se Anschlagflächen 12 und 13 sind Teil einer an den aus Kunststoff hergestellten Sammelkasten 2 auf der von den Wär meübertragungselementen (Rippen/Rohrblock 1a) abgewandten Seite des Sammelkastens 2 angespritzten Rippe. Diese Rippe weist einen parallel zur Achse des Sammelkastens 2 verlaufen den ersten Teil 14 auf, dessen dem Ladeluftkühler 6 zugewand te Seite die Anschlagfläche 12 bildet. Von diesem ersten Teil 14 setzt sich ein abgewinkelter zweiter Teil 15 ab, der U- förmig ausgebildet ist und dessen erster Schenkel 16 aus der Ebene des ersten Teiles 14 heraus nach der vom Ladeluftkühler 6 abgewandten Seite versetzt ist. Der zweite Schenkel 17 be sitzt auf seiner dem Schenkel 16 zugewandten Seite die zweite Anschlagfläche 13. Am Ende dieses zweiten Schenkels 17 ist eine rechtwinklig nach außen abstehende und an ihren freien Enden nach außen abgebogene Lasche 18 vorgesehen, deren eine Seite eine Anlagefläche für den Befestigungsarm 10 in der Montagestellung nach Fig. 7 bildet. Die gemeinsame Kante 19 zwischen dieser Lasche 18 und dem Schenkel 17 bildet, wie Fig. 7 zu entnehmen ist, einen Teil der Schwenkachse, um die der Ladeluftkühler 6 im Sinn des Pfeiles 20 in seine Endstel lung nach Fig. 6 geschwenkt wird.

In dieser Endstellung greift ein an einem zweiten Befesti gungsarm 21 angeordneter Rasthaken 22 hinter eine Rastvertie fung 23 einer Rastöffnung 24. Der Rasthaken 22 ist dabei Teil einer Gabel 25, deren Zinken 26 und 27 federnd sind. Die Breite der Rastöffnung 24 eist so ausgelegt, daß sie dem Ab stand der Zinken 26 und 27 der federnden Gabel 25 entspricht. Wie Fig. 6 zeigt, greift der Rasthaken 22 daher in der Monta gestellung nach Fig. 6 formschlüssig hinter die Rastvertie fung 23. Fig. 6 und 5 zeigen dabei, daß in diesem Rastzustand die Endlasche 11 fest zwischen den beiden Anschlagflächen 12 und 13 gehalten ist, so daß dadurch die Lage des Ladeluftküh lers 6 gegenüber dem Kühlmittelkühler 1 definiert ist. Eine Bewegung der Lasche 11 in Richtung der Achse des Sammelka stens 12 wird durch die Ausgestaltung der Rippe 14, 15 nicht verhindert. Wärmedehnungen des Ladeluftkühlers, die unter schiedlich zu jenen des Kühlmittelkühlers sind, können da durch aufgenommen werden. Im übrigen können auch die Befesti gungsarme 10 und 21 für einen gewissen Ausgleich aufgrund ih rer Federwirkung sorgen.

Wie aus Fig. 6, 3 oder 4 aber auch hervorgeht, sind die Befe stigungsarme 10 und 21 verhältnismäßig lang ausgebildet. Ihre Länge ist dabei so ausgelegt, daß der Ladeluftkühler 6 in ei nem solchen Abstand zum Kühlmittelkühler 1 gehalten wird, daß dazwischen noch Platz zum Einsetzen des Kondensators 9 be steht.

Wie die Fig. 7 deutlich macht, kann durch die erfindungsgemä ße Ausgestaltung die Montage des Ladeluftkühlers am Kühlmit telkühler 1 in einfacher Weise dadurch erreicht werden, daß die Endlasche 11 in der aus Fig. 7 ersichtlichen Lage schräg in den Einführspalt 28 zwischen der Kante 19 und der zwischen der Anschlagfläche 12 und dem Schenkel 16 gebildeten Kante eingeführt wird. Dabei leistet die Einführschräge der Lasche 18 Hilfe. Der Einführspalt 28 besitzt eine wesentlich größere Breite als es der Dicke b der Endlasche 11 entspricht. Die Endlasche 11 läßt sich daher locker und leicht in den Ein führspalt 28 einführen. Wenn der Teil 10a des Befestigungsar mes 10 dann zur Anlage an der Einführlasche 18 kommt, kann die Schwenkbewegung im Sinn des Pfeiles 20 vorgenommen wer den. Fig. 7 macht deutlich, daß der Platz, der für die Monta ge des Ladeluftkühlers 6 in der erfindungsgemäßen Ausgestal tung vor dem Kühlmittelkühler notwendig ist, nur wenig größer als das im Endzustand (Fig. 6) von allen Bauteilen eingenom mene Einbaumaß a, das zur Verdeutlichung in Fig. 7 übertragen wurde. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Schwenkbewe gung im Sinn des Pfeiles 20 um eine Achse erfolgt, die paral lel zu der Längsachse des Ladeluftkühlers 6 verläuft, dessen Höhenabmessung, wie eingangs erwähnt, wesentlich kleiner als das Maß h des Kühlmittelkühlers ist.

Claims

1. Anordnung zur gegenseitigen Verbindung von zwei Wärme übertragern, insbesondere eines Kühlmittel/Luft-Kühlers (1) und eines Ladeluftkühlers (6) für eine Verbrennungskraftma schine eines Kraftfahrzeuges, bei der vom Kühlmittel durch strömte Wärmeübertragungselemente (1a) mit seitlichen Sammel kästen (2, 3) bzw. von der Ladeluft durchströmte Wärmeüber tragungselemente mit seitlich angeordneten Zu- und Abführ stutzen (7, 8) vorgesehen sind, deren Wärmeübertragungflächen jeweils von der Kühlluft angeströmt sind, dadurch gekennzeichnet, daß Zu- und Abführstutzen (7, 8) des Ladeluftkühlers (6) jeweils mit zwei im Abstand zueinander angeordneten Befestigungsarmen (10, 21) versehen sind, von denen der erste Befestigungsarm (10) mit einer parallel zu den Wärmeübertragungselementen verlaufenden Endlasche (11) und der zweite Befestigungsarm (21) mit einem Rasthaken (22) versehen sind, und daß die Sam melkästen (2, 3) jeweils mit einem Positionieranschlag für die Endlasche (11) und im Abstand dazu mit einer Rastöffnung (24) für den Rasthaken (22) versehen sind, wobei der Positio nieranschlag aus zwei parallel und in einem Abstand zueinan der verlaufenden Anschlagflächen (12, 13) besteht, der der Dicke (b) der Endlasche (11) angepaßt ist, die in Richtung der Achse des Sammelkastens (2, 3) so versetzt zueinander sind, daß zwischen ihnen ein schräg verlaufender Einführspalt (28) mit größerer Breite entsteht, als es der Dicke (b) der Endlasche (11) entspricht.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Positionieranschlag auf der von den Wärmeübertragungsele menten abgewandten Seite der Sammelkästen (2, 3) angeordnet ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastöffnung (24) auf der dem Ladeluftkühler (6) zugewand ten Seite des Sammelkastens (2, 3) angeordnet ist.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß die Sammelkästen (2, 3) aus Kunststoff be stehen und der Positionieranschlag von einer angespritzten Rippe gebildet ist, die einen parallel zur Achse des Sammel kasten (2, 3) verlaufenden ersten Teil (14) aufweist, der ei ne der Anschlagflächen (12) bildet und einen U-förmig abge winkelten zweiten Teil (15), dessen erster Schenkel (16) aus der Ebene des ersten Teiles (14) heraus nach der vom Lade luftkühler (6) abgewandten Seite versetzt ist und dessen zweiter Schenkel (17) die andere Anschlagfläche (13) bildet.

5. Anordnung nach Ansprüch 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende des zweiten Schenkels (17) eine rechtwinklig nach au ßen abstehende und am freien Ende nach außen abgebogene Ein führlasche (18) für die Endlasche (11) und deren Befesti gungsarm (10) vorgesehen ist, deren mit dem zweiten Schenkel (17) gemeinsame Kante (19) einen Teil der Schwenkachse für die zur Verrastung des Rasthakens (22) erforderliche Schwenk bewegung bildet.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, daß die Zu- und der Abführstutzen (7, 8) des Ladeluftkühlers (6) aus Kunststoff bestehen und die Befesti gungsarme (10, 21) einstückig angespritzt sind.

7. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die Befestigungsarme (10, 21) als Abstandshalter mit vorbestimmter Länge ausgebildet und mit Versteifungsrippen versehen sind.

8. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rasthaken (22) Teil einer federnden Gabel (25) ist, die am Ende des Befestigungsarmes (21) angeordnet ist.

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastöffnung (24) eine Breite aufweist, die dem Abstand der Zinken (26, 27) der Gabel (25) angepaßt und auf der Seite des Rasthakens (22) mit einer Rastvertiefung (23) versehen ist.