DE2036398B2

DE2036398B2 - Kühler

Info

Publication number: DE2036398B2
Application number: DE19702036398
Authority: DE
Inventors: Andre Meudon Hauts-De- Seine Chartet (Frankreich)
Original assignee: Sa Des Usines Chausson Asnieres Hauts-De-Seine (frankreich)
Current assignee: Sa Des Usines Chausson Asnieres Hauts-De-Seine (frankreich)
Priority date: 1969-07-23
Filing date: 1970-07-22
Publication date: 1979-03-08
Also published as: FR2050325B1; GB1309659A; ES381997A1; BE753423A; FR2050325A1; DE2036398A1; DE2036398C3

Description

Die Erfindung betrifft einen Kühler entsprechend *"> dem Oberbegriff des Patentanspruches I.

Aus der US-PS 34 47 603 ist es bekannt, Rohre eines Wärmeaustauschers in einer clastomcrcn Schicht zu halten, die mit der Rohrplatte in Verbindung stehen. Dabei liegt auf der clastomcrcn Schicht eine Platte auf, mittels der unter Wärmccinfluß auf die elastomere Schicht derart ein Druck ausgeübt wurde, daß die elastomere Schicht den Zwischenraum zwischen den Rohren und der Rohrplatte ausfüllt. Dabei stellt die elastomere Schicht eine vom übrigen Wasserkasten unabhängige Schicht dar. Die die elastomere Schicht mitumfasscnde Rohrplatte wird insgesamt starr mit den Wasserkästen verbunden. Dies setzt einen relativ komplizierten Herstellungsvorgang voraus. Weiterhin ergibt sich ein Nachteil dadurch, daß die Verbindung 6" zwischen den Rohren, der Rohrplatte und dem Wasserkasicn relativ starr ausgebildet ist. so daß einerseits das Schwingungsvcrhalten des Kühlers bei Verwendung in Kraftfahrzeugen schlecht ist, und andererseits die während des Lötens und des Betriebs ίί entstehenden unterschiedlichen Wärmeausdehnungen nicht ausgeglichen werden können.

Dasselbe gilt im wesentlichen für clic CjB-PS 7 16 623, bei der ebenfalls die Rohrplatte und die Kunststoffplatte fest mit dem Wasserkasten und den Seitenwänden verbunden sind. Es besieht auch bei dieser Lösung eine relativ surre Verbindung zwischen den Rohren und den Rohrplatten.

Bei der US-PS 22 40 537 ist der Wass.erka.sten als Gußstück ausgebildet und mit einer flexiblen Rohrplatte versehen, durch die die Rohre in den Wnsscrkasten ragen. Die Rohre sind in der flexiblen Piaitc bi festigt. Hierdurch ergibt sich zwar gegebenenfalls ein Ausgleich der Wärmespannungen, jedoch ist auch hier das Schwingungsverhalten dann ungünstig, wenn ein derartiger Kühler in einem Kraftfahrzeug verwendet würde, bei dem relativ ungünstige und unterschiedliche frregerfrequenzen auftreten.

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Kühler der im Oberbegriff des Palentanspruches I genannten Gattung zu schaffen, welcher bei einfacher Herstellung einen im wesentlichen steifen Aufbau hat, damit dieser in einem Kraftfahrzeug befestigt werden kann, darüber hinaus aber so ausgebildet ist, daß zur Vermeidung einer Knickbeanspruchung der Rohre die Wärmeausdehnung derselben ausgeglichen wird.

Diese Aufgabe wird durch die sich aus dem kennzeichnenden Teil des Palentanspruches 1 ergebenden Merkmale im Zusammenhang mit den Merkmalen des Oberbegriffs gelöst.

Dadurch, daß der Wasserkasten vollständig aus synthetischem Material hergestellt ist, kann auf besonders einfaches Weise durch Aufbringung von Druck und Wanne innerhalb des geschlossenen Wasscrkastcns bewirkt werden, daß der mit der Rohrplatte zentrierend über die Posilionicrungsvorsprüngc verbundene Boden des Wasserkastens derart mil den Rohren befestigt wird, daß das Material des Bodens unter der Druck- und Wärmebeanspruchung ins fließen gerät und insofern in den Zwischenraum zwischen den Rohren und den Öffnungsrändern derart eindringen kann, daß sich das synthetische Malerial an die Außenseite der Rohre diückt. Oadurch wird der Zwischenraum zwischen den Rohren und den Öffnungsrändern in der Rohrplatte nicht vollständig ausgefüllt und es besteht einerseits eine starre aber andererseits flexible Befestigung zwischen dem Boden des Wasserbehälters, der Rohrplatte und den Rohren. Diese Lösung bedingt ein relativ einfaches Herstellungsverfahren und aber darüber hinaus eine schwingungstechnisch günstige Befestigung, die den erforderlichen Ausgleich der Wärmcausdehniingen /uliil.it.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird in der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, wobei auf die Zeichnung Bezug genommen wird, näher erläutert. Es zeigt

F i g. I einen schcmatisehcn senkrechten Schnitt durch einen Teil eines einen Sammelkasten bildenden Wasserkastens,

I' i g. 2 eine Unteransichl des auf Γ i g. I dargestellten Wasscrkastcns,

F-'i g. 3 einen Schnitt nach der Linie IM-III von F i g. 2,

Fig. 3ii einen St'hnill gemäU Fig. J durch eine gegenüber dieser leicht abgewandelte Ausführungsform.

('i g. 4 einen senkrechten Schnitt durch eine Einzelheit eines Kühlers und

!ig. ^r> und 6 senkrechte Schnitte durch weitere Lin/clhcitcn des Kühlers.

Zur Herstellung eines Kühlers werden Wasserkäslcn

1 (Fig. I) benutzt, die aus inernioplastischem oder gegebenenfalls hilzehärlendem Kunstharz oder in manchen Fällen auch aus Gummi hergestellt werden.

Der in den Fig. I bis 3 dargestellte Wasserkasten wird in einem für den Werkstoff des Wasserkastens geeigneten Verfahren geformt, d. h. beispielsweise im Fall von thermoplastischem Harz durch Sprit/gießen oder Schleuderguß, in manchen Fällen auch einfach durch Blasen oder Vakuumtiefziehen. Das Spritzgußverfahren kann auch bei Wasserkästen aus Gummi angewandt werden, während diese im Fall von hilzehärlendem Harz durch Aufspritzen in Schalenformen gebildet werden können. In allen Fällen ist es zweckmäßig, bei der Herstellung der Wasserkästen I direkt den Füllstutzen 2, die Anschlußstutzen 3 und gegebenenfalls auch Befettigungslappen 4 (Fig. 3) direkt mitzuformen. Der Boden 5 des Wasserkastens wird ebt>n oder leicht gewölbt ausgebildet und zweckniäßigerweise in Nähe seiner Mille mit einer Längsrinne 6 versehen, die einen Dehnungsstoß bildet.

Wenn der mit den oben beschriebenen Wasserkästen herzustellende Kühler in seinem eigentlichen Wärmctauscherbündel zwei Reihen von Rohren besitzt, so werden in dem Boden 5 der Wasserkästen Rohruohrungen 7 und 8 vorgesehen, die gemäß Fig. 2 von einer Reihe zur anderen im Zickzack oder gemäß Fig. 3a fluchtend angeordnet sein können.

Zwischen den Rohrbohrungen 7 und 8 jeder Reihe werden an der Unterseite des Wasserkastens Positionierungsvorsprüngc 9 vorgesehen.

Ferner besitzt der Kühler perforierte Rohrplatten 10 (Fig.4) mit den Rohrbohrungen 7 und 8 entsprechend geformten ersten Öffnungen 11, die jeweils mit diesen Rohrbohrungen zusammenfallen, jedoch, wie F i g. 4 zeigt, gröt'ere Abmessungen als diese besitzen. Ferner sind die perforierten Rohrplatten 10 mit zweiten Öffnungen 12 verschen, deren Form und Abmessung denen der Post lion icrungsvorsprünge 9 entspricht.

Zum Bau des Kühlers werden auf die Enden seiner Rohre 13 zwei Rohrplatten 10 aufgesetzt. Die Enden der Rohre werden in die Öffnungen 11 dieser Platten und anschließend in die Rohrbohrungen 7 der beiden Wasserkästen eingeführt. Die Positionicrungsvorsprünge 9. die in die Öffnungen 12 eingeführt werden, gewährleisten eine richtige Positionierung der perforierten Platte gegenüber dem entsprechenden Wasserkasten und den Rohren, wodurch insbesondere gewährleistet wird, daß das Metall jeder Rohrplatte nicht mit der Wandung der Rohre 13 in Berührung kommt.

Wenn die Wasscrkäslen aus thermoplastischem Harz hergestellt werden, werden diese aufgesetzt, wenn das Harz kalt oder nur leicht erwärmt ist. Sind die Wasserkästen aus Gummi hergestellt, so handelt es sich um Rohgummi oder Kautschuk und die Montage des Kühlers wird vor jrdcr Vulkanisierung vorgenommen. Bestehen die Wasserkästen aus hitzehärtendem Harz, so werden sie beim Aufsetzen auf die Rohre mindestens ■n ll()he der Rohrbohrungen und der Positionierungsvorsprünge mit nicht polymcrisicrlcm Harz bedeckt.

In allen drei Fällen wird der monierte Kühler erhitzt, wobei die Temperatur von der Art des Werkstoffs UQr Wasserkiisten abhängt. Ferner wird mindestens in den beiden ersten Fällen, d. h. bei Wasserkästen aus thermoplastischem Harz oder Rohgummi, im Inneren des hergestellten Kühlers, insbesondere im Inneren der Wasserkästen. gleichzeitig mit der Erhitzung ein Druck ausgeübt, was mit Hilfe von leicht verdichteter Luft erreicht werden kann, auf diese Weise wird das thermoplastische Harz b/w. der Rohgummi /um Fließen gebracht, so daß es b/w. er in die Öffnungen 11 der Rohrplatten 10 eindringt und dabei gegen die Außenwandung der Rohre 13 angepreßt wird. F.benso fließt der Wirkstoff an den Posilionierungsvorsprüngei, 9, die dann unten an der Rohrplatte 10 hervorstehende Köpfe 9 j bilden (F ig. 4).

Im Fall von thermoplastischem Werkstoff bewirkt der auf diesen ausgeübte Druck und dessen Erweichung.

tu daß er an den Wandungen der Rohre haftet und nach Abkühlung haften bleibt, wodurch die erforderliche Abdichtung erreicht wird. Im Fall von Gummi wird hierbei auch gleichzeitig mit seiner Vulkanisierung unter Druck seine Haftung an den Wandungen der Rohre

Γι erreicht. Im Fall der Verwendung eines hitzehärtenden Werkstoffes wird zunächst das Harz mit dem die Wasserkästen bildenden Werkstoff polymerisiert und haftet gleich -.eilig an den Rohren. Falls hierbei ein Druck ausgeübt wird, so v.ird dadurch erreicht, daß der Zusatzwerlt:.toff, solange er noch nicht durch Wärmebehandlung gehärtet ist, an den Wand^;gen des Rohres entlangfließt, sofern hierzu ein ausreichender Raum vorhanden ist.

In allen drei Fällen erreicht man eine gut haftende und dichte Verbindung zwischen den Wasserkästen und den Rohren des Kühlers sowie zwischen den Wasserkästen und den Rohrplatten 10.

Wie F i g. 3 und 3a zeigen, wird der notwendigerweise /wischendem Werkstoff der Wasserkästen und dem der

in Rohrplatte 10 bestehende Ausdehnungsunlcrschied bei Benutzung des Kühlers in Querrichtung durch die Längsrinne 6 ausgeglichen. Zum Ausgleich des Ausdehnungsunterschicdes in Längsrichtung wird auf die auf F i g. 5 dargestellte Weise vorgegangen. Hierzu werden

ii am Boden 5 des Wasserkastens zu beiden Seiten der Positionierungsvorsprünge 9 kleine Querrinnen 14 vorgesehen. Diese Querrinnen 14 begünstigen außerdem das Eindringen und daß Fließen der Fositionierungsvorsprüngc 9 in die Öffnungen 12 der Rohrplatten 10.

Im Vorhergehenden wurde der Fall betrachtet, bei wcloicm beide Wasserkästen gleichzeitig auf den Rohren montiert werden. Selbstverständlich können diese Montagearbeiten auch in zwei auleinanderfolgen-

i". den Gangen durchgeführt werden. Hierbei ist es jedoch bei der Montage des ersten Wasserkaslens erforderlich, die noch nicht mit einem Wasserkasten versehenen Enden der Rohre zu verschlisßen, damit bei der Montage im Inneren des Wasserkastens ein Druck erzeugt werden kann. Angesichts der geringen Drücke, die hierbei erforderlich sind, können die Rohre mit schmelzbaren Stoffen, wie beispielsweise Wachsen, verschlossen werden.

Oie (rohrplatten 10 werden auf die auf F ι g. 4

π dargestellte Weise durch .Seitenwangen 15 miteinander verbunden, an wekhcn sie auf beliebige bekannte Weise, beispielsweise mit Hilfe einer zuvor hergestellten Bördelung und einer Schraube 16 befestigt werden. Ferner kann diese Verbindung zwischen Scilcnwangcn

fiü und perforierten Rohrplatten durch .Schweißpunkte erreich! werden Die perforierten Rohrplatten können nämlich aus korrosionsanfälligen Meiallen. bei:piclsweise aus Stahl, hergestellt werden. d,i sie nie nut der im Kühler Hinlaufender) Flüssigkeit in Berührung kommen.

(>"> Zur Verbesserung der Dichtung /wischen d-^n Wiis.serkästen und den Enden der Rohre können die Rohrbohrungen 7 der Wasserkiisten in manchen Fällen auf die auf K i tr. 6 dargestellte Wckn mit hici's:imon

Lippen 17, 18 versehen werden, die hei Einwirkung der Wiirme und des Druckes (l-'ig. b) leichter verformbar sind, Ferner können hier/u in den die Kohrbohrungen bildenden Miinscheiien kleine Kinge vorgesehen wer ilen.

Hier/u 2 HIaIl Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Kühler mit Sammelbehältern für die Kühlflüssigkeit, insbesondere Wasserkäster, und mk Kühl- *> rohren, die durch in jeweils eine Rohrplatte befindliche erste öffnungen in die Sammelbehälter ragen und die mittels einer auf den Rohrplatten befindlichen Schicht aus bei Wärme fließfähigem, synthetischem Material durch Druck und Wärme mit κι den Rohrplatten verbunden sind, wobei der Durchmesser der ersten öffnungen in den Rohrplatten größer ist als der Rohraußendurchmesser, und mit zwischen den ersten Öffnungen in der Rohrplatte befindlichen zweiten Öffnungen, dadurch ge- ΐί kennzeichnet, daß die Schicht aus synthetischem Material durch den Boden (5) des an sich bekannten, aus diesem Material vorgeformten Sammelbehälters gebildet ist. daß an der Außenseite des Bodens '5) Positionierungsvorsprünge (9) angeformt sind, die in die zweiten Öffnungen (12) eingesetzt sind, und daß Material des Bodens (5) unter Druck und Wärme derart in die ersten Öffnungen (11) der Rohrplatten eingeflossen ist, daß das Material an die Rohraußenwandungen gedrückt ist.

2. Kühler nach Anspruch l.djdurch gekennzeichnet, daß die Wasserkästen (1) um die Rohre (13) Manschetten bilden, die mit dünnen, in Richtung auf die Rohre (13) vorstehenden Lippen (17, 18) »1 versehen sind.

3. Kühler ruch einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Boden (5) der Wasserkästen (1) zwischen den Reihen der ersten Öffnungen (11) eine Längsrinne (C vorgesehen ist. »

4. Kühler nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Boden (5) der Wasserkästen (1) zwischen den ersten Öffnungen (11) und den Positionierungsvorsprüngen (9) Querrinnen (14) vorgesehen sind. 4"