DE29611633U1 - Wärmeaustauscher - Google Patents

Description

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Wärmeaustauscher

Die Erfindung betrifft einen Wärmeaustauscher der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.

Die Herstellung von räumlich großen Wärmeaustauschern dieser Art, wie es z.B. für ihre Anwendung in Autobussen, Lastkraftwagen od. dgl. erforderlich ist, ist unabhängig davon vergleichsweise aufwendig, ob sie vollständig aus Aluminium, anderen Metallen oder Kunststoff/Metall-Kombinationen hergestellt werden. Ein Grund hierfür besteht darin, daß einerseits die entsprechend groß zu dimensionierenden Werkzeuge für die Boden- und Deckelteile der Sammelkästen sehr teuer, andererseits aber, anders als beim Pkw-Bau, die zu erwartenden Stückzahlen vergleichsweise klein sind.

Zur Reduzierung der Werkzeugkosten ist es bekannt (EP 0 676 608 Al), die Deckelteile der Sammelkästen aus je einem Mittelabschnitt und zwei an dessen Stirnseiten befestigten Stimdeckeln und die Mittelabschnitte sowie die Bodenteile aus in großen Längen vorgefertigten Blechen herzustellen, indem diese auf die im Einzelfall gewünschte Größe abgelängt und anschließend umgebogen und/oder gestanzt werden. Die Verbindung der einzelnen Teile erfolgt durch Löten, Schweißen oder Kleben. Alternativ hierzu können die Mittelabschnitte der Deckelteile durch Strangpressen hergestellt werden (DE 40 09 780 Al). Auch in diesem Fall bestehen die Bodenteile aus gebogenen und gestanzten Blechteilen, die zur Verlötung mit den Rohren und dem Mittelabschnitt mit einer Lotplattierung versehen sind.

Zur Reduzierung der Werkzeugkosten ist es weiter bereits bekannt, die Bodenteile und mit ihnen verbundene Mittelabschnitte der Deckelteile in einem Stück durch Strangpressen und Ablängen herzustellen, in welchem Fall lediglich die Bodenteile zur Herstellung der die Rohre aufnehmenden Öffnungen einem Stanzvorgang unterworfen und die durch Strangpressen hergestellten Bauteile an ihren Stirnseiten mit Stirndeckeln verschweißt werden brauchen (DE 38 03 599 Al, DE 91 11 412 Ul). Dem Vorteil der Einsparung von Werkzeugkosten steht hier allerdings der unerwünschte Nachteil gegenüber, daß komplizierte z.B. Plasmasprühen beinhaltende Lötverfahren zur Verbindung der Rohre mit den Bodenteilen angewendet werden müssen, um eine dauerhaft dichte Verbindung sicherzustellen. Abgesehen davon bringt das Löten von großen Wärmeaustauschern wegen der erforderlichen engen Toleranzen und der ebenfalls erforderlichen, gleichförmigen Wärmebehandlung grundsätzliche Probleme mit sich.

Trotz der durch das Strangpressen erzielbaren Vorteile ist die Herstellung von großen, in kleinen Stückzahlen anfallenden Wärmeaustauschern daher immer noch aufwendig und mit vielen, durch Lot-, Schweiß- oder Klebverbindungen verursachten Umweltproblemen verbunden. Letztere könnten zwar teilweise dadurch reduziert werden, daß die Rohre in bekannter Weise unter Anwendung eines nichtmetallischen Dichtmittels oder Klebers flüssigkeitsdicht mit dem Bodenteil verbunden werden (EP 0 387 678 Al). Eine solche Verfahrensweise ist aber immer dann unerwünscht, wenn einzelne Teile der Sammelkästen ausschließlich durch Löten oder Schweißen verbunden werden, wie es bei Anwendung von Strangpreßteilen bisher unvermeidlich ist, weil bei den dabei auftretenden hohen Temperaturen die Gefahr besteht, daß das nichtmetallische, die Rohre mit den Bodenteilen verbindende Dichtmittel zerstört und der Wärmeaustauscher undicht wird. Zwar sind auch bereits Verfahren bekannt, bei denen die Boden- und Deckelteile von Sammelkästen durch nichtmetallische Dichtmittel und insbesondere durch Formschluß miteinander verbunden werden (DE 20 35 947 Al, DE 20 36 117 Al). Diese Verfahren setzen jedoch einerseits voraus, daß die Boden- und Deckelteile mit zusammenwirkenden und längs ihres Umfangs umlaufenden Dichtflächen versehen sind, so daß sie bei der Anwendung von Deckelteilen mit stranggepreßten, ggf. einstückig mit Bodenteilen versehenen Mittelabschnitten nicht angewendet werden können. Andererseits erfordert diese Verbindungsart, daß die Bodenteile einem zusätzlichen Biegevorgang unterworfen werden, was bei ihrer Herstellung durch Strangpressen unerwünscht ist.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Wärmeaustauscher der eingangs bezeichneten Gattung so auszubilden, daß keinerlei Lot- oder Schweißverbindungen hergestellt werden brauchen und dennoch die Werkzeugkosten vergleichsweise klein gehalten werden können.
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Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.

Anders als der aufgezeigte Stand der Technik geht die Erfindung von einem unabhängig vom Deckelteil durch Extrudieren oder Strangpressen gefertigten Bodenteil aus, das mit geringen Werkzeugkosten herstellbar ist. Die Anwendung eines solchen Bodenteils wird erfindungsgemäß dadurch ermöglicht, daß das Bodenteil ohne Anwendung eines metallischen Dichtungsmittels sowohl mit den Rohren als auch mit dem Deckelteil verbunden wird, eine Lotplattierung völlig entfallen kann und keine Gefahr besteht, daß vorgesehene nichtmetallische Dichtmittel durch Wärmeerzeugung beschädigt werden. Das gilt unabhängig davon, ob das Deckelteil einstückig und z.B. aus Kunststoff durch Spritzguß hergestellt oder aus einem durch Strangpressen oder Extrudieren erhaltenen Metall- oder Kunststoff-Mittelabschnitt und stirnseitig angebrachten, aus Metall oder Kunststoff bestehenden Stirndeckeln zusammengesetzt wird. Dadurch kann der Wärmeaustauscher in Abhängigkeit vom Einzelfall stets durch ein umweltschonendes Verfahren und mit preisgünstigen Werkzeugen hergestellt werden, was bei kleinen Stückzahlen geringfügige Kostenerhöhungen durch zusätzliche Arbeitsschritte in den meisten Fällen ausgleicht.

Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in einer schematischen, auseinandergezogenen und perspektivischen Darstellung die wesentlichen Einzelteile eines Sammelkastens eines erfindungsgemäßen Wärmeaustauschersammlers;

Fig. 2 in perspektivischer Darstellung ein erfindungsgemäßes, mit einem Wärmetauschernetz verbundenes Bodenteil des Wärmeaustauschers nach Fig. 1;

Fig. 3 einen vergrößerten Querschnitt durch die rechte Ecke des Bodenteils nach Fig. 2 mit einem aufgesetzten Mittelabschnitt eines Deckelteils;

Fig. 4 schematisch eine perspektivische Darstellung des Wärmeaustauschers nach Fig. 1 im zusammengebauten Zustand;

Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine Ecke des Wärmeaustauschers nach Fig. 4;

Fig. 6 eine Seitenansicht einer alternativen Ausfuhrungsform eines erfindungsgemäßen Wärmeaustauschers;

Fig. 7 in einer der Fig. 1 ähnlichen Ansicht eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wärmeaustauschers; und

Fig. 8 bis 12 Querschnitte durch je eine Ecke eines erfindungsgemäßen Wärmeaustauschers, wobei jeweils unterschiedliche Mittel zur Verbindung eines Bodenteils und des Mittelabschnitts eines Deckelteils dargestellt sind.

Ein Sammelkasten eines erfindungsgemäßen Wärmeaustauschers enthält nach Fig. 1 bis 5 ein Bodenteil 1 und ein Deckelteil 2, das aus einem Mittelabschnitt 3 und zwei mit dessen Stirnseiten zu verbindenden Stixndeckeln 4 gebildet ist, von denen in Fig. 1 nur einer dargestellt ist. Eine Längsachse des Sammelkastens ist schematisch mit dem Bezugszeichen 5 angedeutet.

Das Bodenteil 1 weist einen im wesentlichen ebenen, aus einer planparallelen Platte bestehenden Boden 6 mit einer Vielzahl von durchgehenden Öffnungen 7 auf, die in mehreren parallelen Reihen angeordnet sein können. Wie insbesondere Fig. 2 zeigt, sind an den seitlichen Rändern des Bodens 6 jeweils senkrecht zu diesem angeordnete Stege 8 angebracht, durch die das Bodenteil 1 einen insgesamt U- oder H-förmigen Querschnitt erhält. In der Oberseite des Bodens 6 und nahe bei den Stegen 8 ist jeweils eine Nut 9 ausgebildet (Fig. 3), deren Grund eine erste Dichtfläche 10 bildet. Außerdem ist jeder Steg 8 an seiner Innenseite und an einer oberhalb des Bodens 6 gelegenen Stelle mit je einer Rille 11 versehen.

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Das Bodenteil 1 besteht erfindungsgemäß aus einem einstückig hergestellten, in Richtung einer gedachten Längsachse extradierten oder stranggepreßten Körper, der auf die im Einzelfall erforderliche Länge geschnitten und nach dem Extrudieren oder Strangpressen vorzugsweise durch Stanzen und ggf. Tiefziehen mit den Öffnungen 7 und ggf. diese umgebenden Kragen versehen wird. Die Reihen der Öffnungen 7, die Nuten 9, die Dichtflächen 10 und die Rillen 11 sind parallel zu der gedachten Längsachse des Bodenteils 1 angeordnet, die im montierten Zustand des Sammelkastens parallel zu dessen Längsachse 5 liegt, und über die Länge des Bodenteils 1 durchlaufend ausgebildet.

Der Mittelabschnitt 3 weist zwei parallele Seitenwände 12 und einen diese verbindenden Quersteg 14 auf, so daß ein insgesamt im wesentlichen U-förmiger Querschnitt entsteht. Die Seitenwände 12 sind an ihren freien Endflächen als Dichtflächen 15 (Fig. 3) ausgebildet und oberhalb von diesen mit in ihre Außenflächen eingearbeiteten Rillen 16 versehen. Der Mittelabschnitt 3 besteht vorzugsweise aus einem einstückig hergestellten, in Richtung einer gedachten Längsachse extrudierten oder stranggepreßten Körper, der auf die im Einzelfall erforderliche Länge geschnitten ist. Die Dichtflächen 15 und Rillen 16 sind parallel zu dieser gedachten Längsachse angeordnet, die im montierten Zustand des Sammelkastens parallel zu dessen Längsachse 5 (Fig. 1) liegt, und über die Länge des Mittelabschnitts durchlaufend ausgebildet.

Das Bodenteil 1 ist in an sich bekannter Weise mit einem in Fig. 3 angedeuteten Wärmetauschernetz 17 verbunden, das aus Rohren 18 mit z.B. ovalen oder flachovalen Querschnitten und quer zu diesen angeordneten Leitblechen 19 besteht, die mit die Rohre 18 aufnehmenden Öffnungen versehen sind. Zur Verbindung des Wärmetauschernetzes 17 mit dem Bodenteil 1 ist dieses auf der von den Leitblechen 19 abgewandten Seite mit einem Dichtungsmittel 20 belegt, das z.B. aus einer Matte aus einem flexiblen Material, insbesondere einem Elastomer besteht und Öffnungen aufweist, die mit umlaufenden, in die Öffnungen 7 des Bodenteils 1 ragenden Kragen 21 versehen sind. Die in Fig. 3 sichtbaren Enden der Rohre 18 durchragen diese Kragen 21 und sind vorzugsweise durch einen Drück- und Aufweitvorgang ohne Anwendung eines zusätzlichen Lot- oder Klebmittels od. dgl. flüssigkeitsdicht in diesen festgelegt. Ein Verbindungsverfahren dieser Art ist aus der europäischen Patentanmeldung EP 0 387 678 Al bekannt, die hiermit zur Vermeidung von Wiederholungen zum Gegenstand der vorliegenden Offenbarung gemacht

wird. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung ist entscheidend, daß die Rohrenden durch ein nichtmetallisches Dichtungsmittel 20 mit dem Bodenteil 1 verbunden sind.

Die Verbindung des Bodenteils 1 und des Mittelabschnitts 3 erfolgt erfindungsgemäß zumindest in den quer zur Längsachse 5 verlaufenden Richtungen durch Formschluß. Hierzu werden, wie insbesondere aus Fig. 1 und 3 ersichtlich ist, die Seitenwände 12 des Mittelabschnitts 3 so von oben her auf die seitlichen Ränder des Bodenteils 1 aufgesetzt, daß ihre Dichtflächen 15 in den Nuten 9 des Bodenteils 1 liegen und auf deren Dichtflächen 10 abgestützt sind. Zur Abdichtung werden die Nuten 9 vor der Montage des Mittelabschnitts 3 mit einem Dichtungsmittel 22 (Fig. 3) belegt, das z.B. aus einem üblichen silikonhaltigen, flüssigen oder pastösen Dichtmaterial besteht. Die Dichtflächen 15 werden zweckmäßig bei noch feuchtem Zustand des Dichtungsmittels 22 in dieses eingedrückt, um es teilweise nach der Seite zu verdrängen und eine allseits gute Abdichtung zu schaffen. Alternativ könnte das Dichtungsmittel 22 durch eine elastische Gummidichtung od. dgl. gebildet werden.

Die Lage der Rillen 11 und 16 ist so gewählt, daß sie nach der Montage des Mittelabschnitts 3 auf dem Bodenteil 1 einander gegenüberliegend angeordnete Stützflächen (Fig. 3) und zwischen diesen einen parallel zur Längsachse 5 verlaufenden Kanal 23 bilden, der z.B. einen im wesentlichen kreisrunden Innenquerschnitt besitzt. In diesen Kanal 23 wird ein radial ausreichend wenig verformbarer Draht oder Stab 24 mit einem entsprechenden Außenquerschnitt eingeschoben, wie in Fig. 1 schematisch angedeutet ist, wodurch bei ausreichend unflexibel ausgebildeten Stegen 8 die Stützflächen der Rillen seitlich nach innen gedruckt und die Seitenwände 12 gegen die Innenwände der Nuten gepreßt werden. Um dabei zu verhindern, daß die Seitenwände 12 aufgrund von Toleranzen oder aufgrund ihrer Eigenelastizität nach innen ausweichen und die Verbindung dadurch lockern können, sind die Nuten 9 im Bodenteil 1 zweckmäßig ausreichend tief und so ausgebildet, daß ihre Seitenwände die freien Enden der Seitenwände 12 mit wenig Spiel aufnehmen und nach innen und außen hin abstützen. Die Stäbe 24 halten somit nach ihrer Montage den Mittelabschnitt 3 durch Formschluß am Bodenteil 1.

Zum Verschließen des Deckelteils 2 an seinen Stirnseiten dienen die Stirndeckel 4 (Fig. 1), die z.B. aus Kunststoff durch Spritzguß, aus Aluminium durch Druckguß oder

sonstwie hergestellt werden. Diese Stirndeckel 4 weisen eine Querschnittsform auf, die der Querschnittsform des aus dem Bodenteil 1 und dem Mittelabschmtt 3 bestehenden Bauteils entspricht und z.B. rechteckig oder quadratisch ist. Die Stirndeckel 4 sind an ihren Innenseiten zweckmäßig mit längs ihrer äußeren Kontur umlaufenden Nuten 26 versehen, die in Fig. 1 gestrichelt angedeutet sind und dazu dienen, den an einer zugeordneten Stirnseite vorhandenen, umlaufenden Rand des aus dem Bodenteil 1 und dem Mittelabschnitt 3 bestehenden Bauteils mit wenig Spiel formschlüssig aufzunehmen, wie insbesondere Fig. 5 zeigt. Dabei werden die Nuten 26 analog zu den Nuten 9 vor dem Einschieben dieser Ränder mit einem flüssigen, pastösen oder elastischen, d.h. nichtmetallischen Dichtmittel 27 belegt (Fig. 5), um einen flüssigkeitsdichten Abschluß zu erhalten.

Die Befestigung der Stirndeckel 4 am übrigen Teil des Sammelkastens erfolgt z.B. mit Hilfe von Befestigungsschrauben 28 (Fig. 1, 4 bis 6), die durch Bohrungen 29 (Fig. 1) in den Fxken der Stirndeckel 4 hindurch in Bohrungen 30 bzw. 31, die in den Fxken des Mittelabschnitts 3 bzw. an den seitlichen Enden des Bodenteils 1 ausgebildet sind, eingedreht werden, bis die Schraubenköpfe an den Außenseiten der Stirndeckel 4 anliegen. Die Bohrungen 30,31 bestehen vorzugsweise aus durchgehenden Kanälen, die durch Anwendung eines entsprechenden Werkzeugs beim Strangpreßvorgang automatisch hergestellt werden. Die Schrauben 28 sind vorzugsweise selbstschneidend, so daß in den Bohrungen 30,31 keine Gewinde ausgebildet werden brauchen. Die lösbare Verbindung der Stirndeckel 4 mit dem Mittelabschmtt 3 hat dabei den Vorteil, daß die Stirndeckel 4 nach der Montage des Wärmeaustauschers wieder gelöst werden können, um beispielsweise Reparaturarbeiten durchzuführen. Alternativ wäre es aber auch möglich, die Stirndeckel 4 durch Klammer- oder Clipverbindungen od. dgl. lösbar oder mit Hilfe von Nieten od. dgl. unlösbar mit dem übrigen Teil des Sammelkastens zu verbinden.

Die Stirndeckel 4 dienen im übrigen dem Zweck, die Stäbe 24 (Fig. 1) im montierten Zustand unverlierbar in den Kanälen 23 zu halten, so daß die formschlüssige Verbindung zwischen dem Bodenteil 1 und dem Mittelabschmtt 3 nicht unbeabsichtigt gelöst werden kann. Außerdem verhindern die Stirndeckel 4 Relativverschiebungen zwischen dem Bodenteil 1 und dem Mittellabschnitt 3 parallel zur Längsachse 5.

Wie insbesondere Fig. 1 und 4 bis 6 zeigen, ist der erfindungsgemäße Wärmeaustauscher vorzugsweise mit zusätzlichen, der Versteifung dienenden, z.B. im wesentlichen U-förmig ausgebildeten Seitenteilen 33 versehen. Die Seitenteile 33 weisen z.B. mit den Außenflächen der Stirndeckel 4 und den Stirnseiten des Wärmetauschemetzes 17 zur Anlage kommende Grundplatten 34 und von diesen aufragende Stegabschnitte 35 auf, die die Seitenwände 12 des Mittelabschnitts 3, die Stege 7 des Bodenteils 1 und die Vorder- und Hinterseiten des Wärmetauschemetzes 17 U-förmig umgreifen. Die Grundplatte 34 enthält den Bohrungen 30,31 zugeordnete Löcher 36 und kann daher an den Stirnseiten des Wärmeaustauschers mit einem Teil der Befestigungsschrauben 28 montiert werden (Fig. 4 bis 6). Dagegen weisen die Stegabschnitte 35 Löcher 37 (Fig. 1) auf, denen zusätzliche, quer zur Längsrichtung angeordnete Bohrungen 38 (Fig. 1) in den Stegen 8 des Bodenteils 1 zugeordnet sind und von in diese eingedrehten, zusätzlichen Befestigungsschrauben 39 (Fig. 4) durchragt werden. Alternativ ist es möglich, den Löchern 37 Bohrungen in den Seitenwänden 12 des Mittelabschnitts 3 zuzuordnen und daher die Stegabschnitte 35 durch die Befestigungsschrauben 39 mit dem Mittelabschnitt 3 anstatt mit dem Bodenteil 1 zu verbinden. Dabei werden die Bohrungen 38 im Bodenteil 1 bzw. im Mittelabschnitt 3 nach dem Strangpressen durch einen zusätzlichen Arbeitsgang angebracht. Wie die Stirndeckel 4 können auch die Seitenteile 33 mit anderen Befestigungsmitteln fest oder lösbar mit dem Sammelkasten verbunden werden.

Im übrigen versteht sich, daß der Sammelkasten dort, wo es erforderlich ist, mit einem z.B. angeschweißten Anschlußstutzen 40 (Fig. 1,4) für den Zu- oder Ablauf eines Fluids versehen sein kann. Hierzu wird der Mittelabschnitt 3 nach dem Strangpressen mit einer entsprechenden Öffnung versehen. Außerdem können natürlich auch die in der Zeichnung nicht dargestellten Enden der Rohre 18 des Wärmetauschemetzes 17 mit einem entsprechend ausgebildeten Sammelkasten versehen werden, falls dies für erforderlich gehalten wird.

Da das Bodenteil 1 und auch der Mittelabschnitt 3 durch Strangpressen hergestellt werden, sind zusätzliche Arbeitsgänge an diesen Teilen nur zur Herstellung der Öffnungen 7 und ggf. der Bohrungen 38 und der Öffnung für den Anschlußstutzen 40 erforderlich. Änderungen der Querschnittsform des Sammelkastens können dadurch realisiert werden, daß neue Extrudier- oder Strangpreß-Werkzeuge vorgesehen werden, was mit Vergleichs-

weise geringem Kostenaufwand verbunden ist. Dadurch läßt sich der durch das Anbringen der Öffnungen 7 und Bohrungen 38 bedingte zusätzliche Arbeitsaufwand weitgehend kompensieren. Wegen des Fehlens von metallischen Dichtungsmitteln sowie ggf. der Anwendung der Befestigungsschrauben 28,39 kann der erfindungsgemäße Wärmeaustauscher außerdem weitgehend sortenrein recycelt werden, was insbesondere bei der Herstellung des Bodenteils 1, des Mittelabschnitts 3 und der Stirndeckel 4 aus Aluminium erhebliche Vorteile bietet.

Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der ein Bodenteil 42 im wesentlichen entsprechend Fig. 1 bis 6 ausgebildet ist. Dagegen ist ein Deckelteil 43 einstückig ausgebildet, indem es z.B. aus einem Mittelabschnitt 44 hergestellt und an dessen Stirnseiten mit fest angeschweißten Stirndeckehi 45 versehen wird. Zur Längsrichtung parallele Rillen 46,47 im Boden- bzw. Deckelteil 42,43 dienen wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 6 zur Bildung von Kanälen, in die Stäbe 48 in Form von Schweißdrähten od. dgl. eingeschoben werden, um das Deckelteil 43 formschlüssig mit dem Bodenteil 42 zu verbinden. Das Bodenteil 42 weist in diesem Fall an seinen Stirnseiten zweckmäßig zusätzliche, quer zur Längsrichtung verlaufende Nuten 49 auf, die unter Zwischenlage eines geeigneten Dichtungsmittels zur Aufnahme der als Dichtflächen 50 ausgebildeten Unterkanten der Stirndeckel 44 dienen. Dadurch ist das Deckelteil 43 nach der Montage ohne Anwendung weiterer Hilfsmittel in Längsrichtung unverschiebbar gehalten. Der durch die Herstellung der Nuten 49 erforderliche, zusätzliche Arbeitsgang kann bei kleinen Stückzahlen in der Regel in Kauf genommen werden. Im übrigen ist die Anordnung analog zu Fig. 1 bis 6.

Die Ausfuhrungsbeispiele nach Fig. 8 bis 12 sind bis auf die Verbindung ihrer Bodenteile mit Mittelabschnitten von Deckelteilen analog zu Fig. 1 bis 6 ausgebildet, so daß auf die Wiederholung von Einzelheiten verzichtet werden kann. Das gilt insbesondere für ein mit dem jeweiligen Bodenteil verbundenes Wärmetauschernetz 52, das in Fig. 8 bis 12 nur schematisch angedeutet ist.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 8 ist ein Bodenteil 53 mit einem Mittelabschnitt 54 eines Deckelteils in derselben Weise durch Stäbe 55 verbunden, wie bereits anhand Fig. 1 bis 6 beschrieben wurde. Abweichend von diesen Ausführungsformen weisen das Boden-

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teil 53 und der Mittelabschnitt 54 einander zugewandte Dichtflächen 56,57 auf, die außerhalb einer Nut 58 des Bodenteils 53 angeordnet sind, in der eine zugeordnete Unterkante des Mittelabschnitts 54 abgestützt wird. Diese Dichtflächen werden vor der Montage mit einem Dichtungsmittel belegt und können auch zusätzlich zu in der Nut 58 zusammenwirkenden Dichtflächen vorhanden sein.

In Fig. 9 ist abweichend von Fig. 1 bis 8 eine Ausführungsform gezeigt, bei der Seitenwände 60 des Sammelkastens mit einem Bodenteil 61 anstatt mit einem Mittelabschnitt eines Deckelteils aus einem Stück bestehen. In diesem Fall ist das mit den Seitenwänden 60 versehene Bodenteil 61 einstückig durch Strangpressen hergestellt, während der Mittelabschnitt 62 im wesentlichen nur aus einer Platte besteht, in der ggf. den Bohrungen 29 (Fig. 1) entsprechende Bohrungen 63 ausgebildet sind. Der Mittelabschnitt 62 kann dabei alternativ durch Strangpressen oder durch Spritzguß, Druckguß oder sonstwie hergestellt sein.

An die Unterseite des Mittelabschnitts 62 sind in Längsrichtung durchlaufende, an den Seitenrändern vorgesehene Rippen 64 angeformt, die mit entsprechend ausgebildeten, in den Oberseiten der Seitenwände 60 ausgebildeten Nuten 65 zusammenwirken. Die Rippen 64 und die Seitenwände der Nuten 65 sind mit zusammenwirkenden, hinterschnittenen bzw. sägezahnförmigen Nasen 66 versehen, die beim Einführen der Rippen 64 in die Nuten 65 ineinandergreifen und dadurch Schnapp- bzw. Rastverbindungen bilden, die die Teile 61 und 62 durch Formschluß zusammenhalten. Zur Abdichtung werden die Nutenwandungen vor dem Fügen mit einem nichtmetallischen Dichtungsmittel 67 belegt. Das Bodenteil 61 und der Mittelabschnitt 62 sind durch Strangpressen hergestellt. Der in Fig. 1 dargestellte Anschlußstutzen wird zweckmäßig mit einer der Seitenwände 60 des Bodenteils 61 verbunden.

Die Ausführungsform nach Fig. 10 enthält ein plattenförmiges Bodenteil 69 mit an seinen Längsrändern U-förmig hochstehenden Stegen 70 und einen Mittelabschnitt 71 mit Seitenwänden 72 analog zu Fig. 1 bis 6. Abweichend davon sind die unteren freien Längsränder der Seitenwände 72 verbreitert und in einem mittleren Bereich mit je einer Nut 73 versehen. Fine diese Nut 73 begrenzende Außenwand 74 ist über die Nut 73 hinaus nach unten verlängert und am unteren Ende mit einem um 90° nach innen ab-

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stehenden, in Längsrichtung durchlaufenden Haltesteg 75 versehen.

Zur formschlüssigen Verbindung des Mittelabschnitts 71 mit dem Bodenteü 69 werden dessen Stege 70 in die Nuten 73 der Seitenwände 72 eingeschoben. Da dies wegen der nach innen ragenden Haltestege 75 quer zur Längsrichtung nicht möglich ist, werden die Stege 70 und Nuten 73 durch eine Relatiwerschiebung des Bodenteils 69 und des Mittelabschnitts 71 parallel zur Längsrichtung gefugt. Anschließend wird ein Stab 76 in einen dadurch entstehenden Freiraum zwischen zwei Stützflächen eingeführt, die hier durch die Unterseite des Bodenteils 69 und die Oberseite des zugehörigen Haltestegs 75 gebildet sind, wodurch die Stege 70 fest in die zugehörige Nut 73 gedrückt werden. Zur W Abdichtung ist hierbei ein aus einer Dichtmatte od. dgl. bestehendes Dichtungselement 77

vorgesehen, das zwischen die auch als Dichtfläche 78 wirkende Oberseite des Bodenteils 69 und eine zugeordnete Dichtfläche 79 an der Unterseite eines Wandabschnitts eingelegt wird, der auf der von der Außenwand 74 abgewandten Seite an die Nut 73 grenzt. Dabei ist die Anordnung vorzugsweise so getroffen, daß die Stäbe 76 mit einem etwas größeren Durchmesser ausgebildet sind, als dem normalen Abstand der Dichtflächen 78 und 79 entspricht, um dadurch eine Verspannung bzw. Verpressung des Dichtungselements 77 im montierten Zustand herbeizuführen. Das Dichtungselement 77 kann aus einem Rand des in Fig. 3 dargestellten Dichtungselements 20, aber auch aus einem separaten Formteil bestehen. Zur sicheren Lagerung der Stäbe 76 können das Bodenteil 69 und die Haltestege

75 außerdem mit entsprechenden, in Fig. 10 angedeuteten Führungsrillen 80 versehen W sein. Wie bei den anderen Ausführungsformen kann die Nut 73 vor dem Fügevorgang

zusätzlich mit einem zweckmäßig flüssigen oder pastösen Dichtungsmittel 71 belegt werden.

Fig. 11 zeigt eine Ausführungsform, bei der ein Bodenteil 83 durch unmittelbar formschlüssig ineinandergreifende Mittel mit einem Mittelabschnitt 84 eines Deckelteils verbunden wird. Hierzu weist das Bodenteil 83 an seinen seitlichen Längsrändern je eine mit einer Hinterschneidung 85 versehene, in Längsrichtung durchlaufende Nut 86 auf, während Seitenwände 87 des Mittelabschnitts 84 an ihren unteren Längsrändern mit entsprechend geformten, ebenfalls in Längsrichtung durchlaufenden, verbreiterten Rippen 88 versehen sind. Im Ausführungsbeispiel weist die Nut 86 einen im wesentlichen halbkreisförmigen Querschnitt auf, doch versteht sich, daß auch zahlreiche andere Quer-

schnitte möglich sind, die verhindern, daß der Mittelabschnitt 84 nach dem Fügen quer zur Längsrichtung vom Bodenteil 83 entfernt werden kann. Da wie bei der Ausführungsform nach Fig. 10 ein Fügen quer zur Längsrichtung nicht möglich ist, wird auch hier der Fügevorgang z.B. dadurch bewirkt, daß die Seitenwände 87 mit ihren Rippen 88 in Längsrichtung in die zugeordneten Nuten 86 eingeführt werden, die zuvor mit einem Dichtungsmittel versehen werden. Abweichend davon und von den anderen Ausführungsbeispielen kann es hier auch zweckmäßig sein, nach dem Fügen der Teile ein nichtmetallisches Dichtungsmittel 89 in Form eines Klebers od. dgl. in den inneren und/oder äußeren Ecken zwischen dem Bodenteil 83 und den Seitenwänden 87 anzubringen, wie in Fig. 11 schematisch angedeutet ist.

Die Ausführungsform nach Fig. 12 entspricht weitgehend der Ausführungsform nach Fig. 11. Ein Bodenteil 91 ist durch formschlüssig zusammenwirkende Mittel mit einem Mittelabschnitt 92 eines Deckelteils verbunden. Hierzu weist das Bodenteil 91 an seinen seitlichen Längsrändern je eine durch Extrudieren oder Strangpressen hergestellte, in Längsrichtung durchlaufende Nut 93 und eine dünne, außen liegende, die Nut 93 begrenzende Seitenwand 94 auf. Seitenwände 95 des Mittelabschnitts 92 sind dagegen an ihren unteren Längsrändern mit entspechend geformten, ebenfalls in Längsrichtung durchlaufenden, z.B. durch Extrudieren oder Strangpressen herstellbaren und in die Nuten 93 passenden Stegen 96 versehen, die an ihren Außenseiten mit durchlaufenden Schultern 97

versehen sind. Nach der z.B. in Längsrichtung erfolgenden Einführung der Stege 96 in die W Nuten 93 werden die Schultern 97 überragende, in Fig. 12 gestrichelt dargestellte

Abschnitte 98 der Seitenwände 94 zwecks Herstellung einer formschlüssigen Verbindung in Richtung des in Fig. 12 dargestellten Pfeils nach Art von Klammern nach innen umgebogen und auf die Schultern 97 aufgelegt. Dabei kann es zweckmäßig sein, vor oder nach dem Fügevorgang ein Dichtmittel 99, insbesondere ein nichtmetallisches Dichtmittel in die Nuten 93 oder in die Zwischenräume zwischen den Seitenwänden 94 und den Stegen 96 einzubringen. Alternativ könnten die Nuten 93 am Mittelabschnitt 92 und die Stege 96 am Bodenteil 91 vorgesehen werden.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, die auf vielfache Weise abgewandelt werden können. Beispielsweise wäre es möglich, wenn auch nur in Einzelfällen vertretbar, das gesamte Deckelteil 43 (Fig. T) aus Kunststoff durch

Spritzguß herzustellen, insbesondere wenn aus irgendwelchen Gründen bereits ein entsprechendes Spritzgußwerkzeug vorhanden sein sollte. Als Materialien für die verschiedenen Bodenteile und ggf. Deckelteile eignen sich darüber hinaus alle Materialien, die durch Strangpressen oder Extrudieren verarbeitbar sind. Anstelle der dargestellten, als Rundstäbe ausgebildeten Stäbe 24,48 usw. können Stäbe mit anderen Querschnitten in Kombination mit entsprechend ausgebildeten Kanälen 23 vorgesehen werden. Die Seitenteile werden vorzugsweise über die ganze Höhe und ggf. Länge der beschriebenen Wärmeaustauscher erstreckt, um das Wärmetauschernetz von hohen Trag- und Einspannkräften zu entlasten, was insbesondere bei großen, schweren Wärmeaustauschern vorteilhaft ist. Außerdem werden zweckmäßig nur die Seitenteile mit zusätzlichen Funktionsteilen wie Haltern, Bohrungen, Befestigungselementen usw. versehen, die für den Einbau der Wärmeaustauscher in ein Fahrzeug od. dgl. benötigt werden, damit die übrigen Teile kernen zusätzlichen Arbeitsgängen unterworfen werden müssen. Schließlich versteht sich, daß die beschriebenen Teile und deren Elemente auch in anderen als den dargestellten und beschriebenen Kombinationen verwendet werden können.

Claims (15)

_ 14 _ Ansprüche

1. Wärmeaustauscher mit wenigstens einem eine Längsrichtung aufweisenden Sammelkasten, der ein Öffnungen (7) aufweisendes Bodenteil (1,42,53,61,69,83) und ein flüssigkeitsdicht mit diesem verbundenes, separat hergestelltes Deckelteil (2,43) aufweist, und mit einer Vielzahl von Rohren (18), die mit ihren einen Enden in die Öffnungen (J) ragen und durch ein nichtmetallisches Dichtungsmittel (20) flüssigkeitsdicht mit dem Bodenteil (1,42,53,61,69,83) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Bodenteil (1,42,53,61,69,83) aus einem in der Längsrichtung extmdierten oder stranggepreßten und nach dem Extrudieren oder Strangpressen mit den Öffnungen (7) versehenen Profil besteht und das Bodenteü (1,42,53,61,69,83) und das Deckelteil (2,43) unter Anwendung eines nichtmetallischen Dichtungsmittels (22,27,67,77,81,89) und zumindest quer zur Längsrichtung durch Formschluß miteinander verbunden sind.

2. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Deckelteil aus einem in der Längsrichtung extmdierten oder stranggepreßten Mittelabschnitt (3,54,62,71,84) und zwei Stirndeckeln (4) besteht, die unter Anwendung eines nichtmetallischen Dichtungsmittels (27) mit dem Mittelabschnitt (3,54,62,71,84) und/oder dem Bodenteü (1,42,53,61,69,83) verbunden sind.

3. Wärmeaustauscher nach Ansprach 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirndeckel (4) lösbar mit dem Mittelabschmtt (3,54,62,71,84) und/oder dem Bodenteü (1,42,53,61,69,83) verbunden sind.

4. Wärmeaustauscher nach Ansprach 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirndeckel (4) durch Befestigungsschrauben (28) mit dem Mittelabschnitt (3,54,62,71,84) und/oder Bodenteü (1,42,53,61,69,83) verbunden sind.

5. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an seinen Stirnseiten der Versteifung dienende Seitenteüe (33) lösbar befestigt sind.

6. Wärmeaustauscher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenteile (33) durch Befestigungsschrauben (28,39) mit dem Mittelabschnitt (3,54,62,71,84) und/oder Bodenteil (1,42,53,61,69,83) verbunden sind·

7. Wärmeaustauscher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsschrauben (28,39) zumindest teilweise quer zur Längsrichtung angeordnet sind.

8. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelabschnitt (3,54,62,71,84) und/oder das Bodenteil (1,42,53,61,69,83) mit durch Extradieren oder Strangpressen vorgeformten Bohrangen (30,31,63) für selbstschneidende Schrauben versehen ist.

9. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Bodenteil (1,42,53,69,83) und der Mittelabschnitt (3,44,54,71,84) Seitenränder

aufweisen, die mit in der Längsrichtung erstreckten, im montierten Zustand einander paarweise zugeordneten Stützflächen versehen sind, zwischen denen in der Längsrichtung erstreckte, das Bodenteil (1,42,53,69,83) und den Mittelabschnitt (3,44,54,71,84) quer zur Längsrichtung formschlüssig verspannende Stäbe (24,48,55,76) angeordnet sind. 20

10. Wärmeaustauscher nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenränder des Bodenteils (69) und des Mittelabschnitts (71) mit einander paarweise zugeordneten Dichtflächen (78,79) versehen sind, die im montierten Zustand durch die eingelegten Stäbe (76) gegeneinander verspannt sind.

11. Wärmeaustauscher nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Dichtflächen (78,79) ein nachgiebiges Dichtungsmittel (77) vorgesehen ist.

12. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe (24,48,55,76) durch die Stirndeckel (4) und/oder Seitenteile (33) in der Längsrichtung unverlierbar gehalten sind.

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13. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Bodenteil (61,83) und/oder der Mittelabschnitt (62,84) mit in Längsrichtung verlaufenden, Hinterschneidungen (66,85) aufweisenden Nuten (65,76) und der Mittelabschnitt (62,84) und/oder das Bodenteil (61,83) mit in diese formschlüssig einführbaren Rippen (64,88) versehen sind.

14. Wärmeaustauscher nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (65) und Rippen (64) nach Art einer Schnappverbindung quer zur Längsrichtung fügbar sind.

15. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Bodenteil (1,42,53,69,83) und der Mittelabschnitt (3,44,54,71,84) durch die Stirndeckel (4) und/oder Seitenteile (33) in der Längsrichtung unverschiebbar gehalten sind.