DE29822378U1 - Water / air cooler - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
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Description
Die Erfindung betrifft einen Wasser/Luft-Kühler für Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere für Nutzfahrzeuge mit den Merkmalen des Oberbegriffes im Anspruch 1.The invention relates to a water/air cooler for internal combustion engines, in particular for commercial vehicles with the features of the preamble in claim 1.
Der so ausgebildete Wasser/Luft-Kühler ist aus dem EP 504 034 bekannt. Bei
dem bekannten Wasser/Luft-Kühler sind sämtliche Verbindungen der Seitenteile mit den Kunststoffwasserkästen mittels gewindeschneidender Schrauben ausgeführt.
Die Schraubarbeitsgänge sind zeitaufwendig und jede Schraube stellt ein Einzelteil dar, daß bereitgestellt werden muß.
Deshalb gibt es Lösungen, wie z.B. diejenigen aus EP 346 602 und EP 504 635, die ohne Schraubverbindungen auskommen. Dafür sind formschlüssige Verbindungen
vorgesehen, die aus am Kunststoffwasserkasten angeformte Zapfen bestehen, die in Öffnungen der Seitenteile einrasten. In dem erstgenannten
Dokument sind an jedem Kastenende vier Zapfen angeformt worden, wodurch die Kastenform werkzeugseitig recht aufwendig wird. Die Seitenteile bestehen selbst
aus Kunststoff und weisen zusätzliche Schnapphaken auf, die nicht besonders zuverlässig sind. Beim Einbau oder beim Transport der Teile können die Haken
abbrechen oder zumindest beschädigt werden. Dem zweiten Dokument können ähnliche Nachteile zugeordnet werden. Als Hauptnachteil beider Dokumente wäre
zu nennen, daß die Montage der Seitenteile des Kühlers nicht durch Einschieben der Seitenteile in Richtung der Flachrohre des Kühlers bzw. senkrecht zur
Längsrichtung der Kunststoffkästen erfolgen kann, sondern ausschließlich durch seitliches Heranführen, in Längsrichtung der Kunststoffkästen, wodurch die
Laschen der Seitenteile aufgebogen werden. Ferner lassen diese formschlüssigen Verbindungen keine Längenausdehnung des Kühlnetzes bei dessen Erwärmung
zu. Dafür müssen in den Seitenteilen aus den bekannten Lösungen extra Vorkehrung
getroffen werden. Gewöhnlich werden Sicken oder dergleichen in die Seitenteile eingeprägt. Jede Verformung am Seitenteil wirkt sich auf die
Werkzeugkosten aus. Es ist deshalb anzustreben die Längenausdehnung des Kühlnetzes zu ermöglichen, ohne jedoch für diesen 2'weck Sicken oder die Stabilität
herabsetzende Einschnitte im Seitenteil vornehmen zu müssen.The water/air cooler designed in this way is known from EP 504 034. In the known water/air cooler, all connections between the side parts and the plastic water tanks are made using self-tapping screws. The screwing operations are time-consuming and each screw is an individual part that must be prepared.
There are therefore solutions, such as those in EP 346 602 and EP 504 635, which do not require screw connections. Instead, positive connections are provided which consist of pins formed on the plastic water tank which snap into openings in the side parts. In the first document, four pins are formed on each end of the tank, which makes the tank shape quite complex in terms of tooling. The side parts themselves are made of plastic and have additional snap hooks which are not particularly reliable. The hooks can break off or at least be damaged when the parts are installed or transported. The second document has similar disadvantages. The main disadvantage of both documents is that the side parts of the cooler cannot be installed by pushing the side parts in the direction of the flat tubes of the cooler or perpendicular to the length of the plastic tanks, but only by moving them sideways, lengthwise of the plastic tanks, which bends up the tabs of the side parts. Furthermore, these form-fitting connections do not allow the cooling network to expand in length when it is heated. For this, special provisions must be made in the side parts of the known solutions. Usually, beads or similar are embossed into the side parts. Any deformation of the side part affects the tool costs. It is therefore desirable to allow the cooling network to expand in length without having to make beads or cuts in the side part that reduce stability.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in einer einfachen Verbindung, die eine unter engen räumlichen Verhältnissen vereinfachte Montage der Seitenteile mit denThe object of the invention is to provide a simple connection that allows for simplified assembly of the side parts with the
Kunststoffwasserkästen zuläßt und die die Längenausdehnung des Kühlnetzes gestattet.plastic water tanks and which allows the length expansion of the cooling network.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This object is solved by the characterizing features of claim 1.
Wegen der Abkantung im Stegteil des Seitenteiles und der gleitenden Aufnahme der Zapfen in den korrespondierende Öffnungen erlaubt die erfindungsgemäße Lösung, daß sich das Kühlnetz in Längsrichtung der Flachrohre ausdehnen kann. Die durch die Abkantung erreichte Elastizität in diesem Bereich gewährleistet zusätzliche Sicherheit. Langlöcher in den Seitenteilen sind prinzipiell nicht mehr notwendig. Sie können jedoch, gewissermaßen zusätzlich, vorgesehen werden. Durch die Löcher werden gewindeschneidende Schrauben hindurchgesteckt, die der Verbindung der Seitenteile mit den Kunststoffwasserkästen am gegenüberliegenden Kasten dienen. Die dazu verwendeten Schrauben besitzen einen am Schraubenkopf angeformten Bund, dessen Durchmesser geringfügig kleiner als der kleine Durchmesser des Langloches bzw. als der Lochdurchmesser ist und dessen Dicke der Dicke des Seitenteiles entspricht.Due to the bevel in the web part of the side part and the sliding accommodation of the pins in the corresponding openings, the solution according to the invention allows the cooling network to expand in the longitudinal direction of the flat tubes. The elasticity achieved in this area by the bevel ensures additional safety. In principle, elongated holes in the side parts are no longer necessary. However, they can be provided, in a sense in addition. Thread-cutting screws are inserted through the holes, which serve to connect the side parts to the plastic water tanks on the opposite tank. The screws used for this have a collar formed on the screw head, the diameter of which is slightly smaller than the small diameter of the elongated hole or the hole diameter and the thickness of which corresponds to the thickness of the side part.
Der Montageprozeß wurde dadurch vereinfacht, daß die Seitenteile sowohl in Längsrichtung der Kunststoffkästen als auch senkrecht dazu, also von oben, an den Kühler herangeführt werden können. Dies ist besonders bei beengten räumlichen Verhältnissen von Bedeutung. Dabei werden zunächst die Zapfen in die Öffnungen im Stegteil eingeführt, wobei gleichzeitig die Rastelemente an den Laschen der Seitenteile hinter Anschläge am Kunststoffkasten einrasten. Die Rastelement bewirken die provisorische Befestigung der Seitenteile in ihrer Sollposition. Anschließend kann die Schraubverbindung am gegenüberliegenden Kasten erfolgen.The assembly process has been simplified by the fact that the side parts can be brought up to the cooler both in the lengthwise direction of the plastic boxes and perpendicularly to them, i.e. from above. This is particularly important in confined spaces. First, the pins are inserted into the openings in the web part, while at the same time the locking elements on the tabs of the side parts snap into place behind stops on the plastic box. The locking elements temporarily secure the side parts in their desired position. The screw connection can then be made on the opposite box.
Die Anordnung der Zapfen an der Querwand des Wasserkastens, die in Richtung der Flachrohre wegweisen, hat darüber hinaus den Vorteil, daß die Ausformbarkeit des Wasserkastens aus dem Spritzgußwerkzeug vereinfacht worden ist und daß die Werkzeugkosten trotz der Zapfen nicht wesentlich erhöht werden.The arrangement of the pins on the transverse wall of the water tank, which point in the direction of the flat tubes, also has the advantage that the water tank can be easily removed from the injection molding tool and that the tool costs are not significantly increased despite the pins.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der beilie-The invention is described below in exemplary embodiments with reference to the enclosed
genden Zeichnungen erläutert.
Fig. 1 zeigt einen Wasser/Luft-Kühler;The following drawings explain this.
Fig. 1 shows a water/air cooler;
Fig. 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel in der Seitenansicht; Fig. 3 zeigt eine Ansicht der Fig. 2, von oben;
Fig. 4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel in der Seitenansicht; Fig. 4a ist ähnlich der Fig.4;Fig. 2 shows a first embodiment in side view; Fig. 3 shows a view of Fig. 2 from above;
Fig. 4 shows a second embodiment in side view; Fig. 4a is similar to Fig.4;
Fig. 5 zeigt eine Ansicht der Fig. 4 oder 4a, von oben; Fig. 6 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel in der Seitenansicht; Fig. 7 zeigt eine Ansicht der Fig. 6, von oben;Fig. 5 shows a view of Fig. 4 or 4a, from above; Fig. 6 shows a third embodiment in side view; Fig. 7 shows a view of Fig. 6, from above;
Fig. 8 zeigt eine Ansicht in Richtung des Pfeiles in Fig. 1; Der Wasser/Luft-Kühler besitzt ein Kühlnetz 3, das aus einer oder mehreren Reihen von Flachrohren und zwischen den Flachrohren angeordneten wellenförmig verformten und mit Schnitten versehenen Lamellen besteht sowie durch Hart-J lötung zum Kühlnetz verbunden und im übrigen nicht weiter beschrieben werden muß, weil es vielfältig bekannt ist. In Fig. 1 wurde, unten links, lediglich ein kleiner Ausschnitt des gesamten Kühlnetzes 3 eingezeichnet. Die gesamte Fläche zwischen dem oberen Kunststoffwasserkasten 1 und dem unteren Kunststoffwasserkasten 2 wird durch das Kühlnetz 3 ausgefüllt. Die Flachrohre erstrecken sich zwischen dem oberen 1 und dem unteren Wasserkasten 2, so daß die Kühlflüssigkeit durch die Eintrittsöffnung 4 in den oberen Wasserkasten 1 einströmen und durch die Flachrohre zum unteren Wasserkasten 2 gelangen kann, um durch die Austrittsöffnung 5 im unteren Wasserkasten 2 zurück in den Kühlkreislauf strömen zu können. Durch die Lamellen strömt die Kühlluft senkrecht zur Zeichnungsebene der Fig. 1.Fig. 8 shows a view in the direction of the arrow in Fig. 1; the water/air cooler has a cooling network 3 which consists of one or more rows of flat tubes and wave-shaped and cut fins arranged between the flat tubes and is connected to the cooling network by brazing and does not need to be described any further because it is widely known. In Fig. 1, only a small section of the entire cooling network 3 has been drawn in, bottom left. The entire area between the upper plastic water tank 1 and the lower plastic water tank 2 is filled by the cooling network 3. The flat tubes extend between the upper 1 and the lower water tank 2 so that the coolant can flow into the upper water tank 1 through the inlet opening 4 and pass through the flat tubes to the lower water tank 2 in order to be able to flow back into the cooling circuit through the outlet opening 5 in the lower water tank 2. The cooling air flows through the fins perpendicular to the plane of Fig. 1.
Das linke Seitenteil 6 und das rechte Seitenteil 7 verbinden die Wasserkästen 1 und 2.The left side part 6 and the right side part 7 connect the water tanks 1 and 2.
Die untere Verbindung 8 ist mittels gewindeschneidender Schrauben 9 ausgeführt, die in glattwandige Bohrungen 12 eingeschraubt sind, die in Vorsprüngen an den Wänden des Wasserkastens 2 eingeformt sind. In den Laschen 10 der Seitenteile sind dazu Langlöcher 11 vorgesehen. Der wesentliche Unterschied zum EP 504 034 besteht darin, daß auch von der linken und rechten Stirnseite gewindeschneidende Schrauben 9 eingedreht worden sind, die sich ebenfalls in glattwandigen Bohrungen 12 befinden. Es versteht sich, daß aus diesem GrundThe lower connection 8 is made by means of thread-cutting screws 9, which are screwed into smooth-walled holes 12 formed in projections on the walls of the water tank 2. For this purpose, elongated holes 11 are provided in the tabs 10 of the side parts. The main difference from EP 504 034 is that thread-cutting screws 9 have also been screwed in from the left and right front sides, which are also located in smooth-walled holes 12. It is understood that for this reason
auch im Stegteil 17 der Seitenteile 6 und 7 Löcher 11 vorgesehen worden sind, was jedoch aus den Abbildungen nicht zu sehen ist.Holes 11 have also been provided in the web part 17 of the side parts 6 and 7, which, however, cannot be seen in the illustrations.
Beide Seitenteile 6 und 7 dienen der Abstützung des Kühlers im Fahrzeug, wozu entsprechende Halterungen 13 vorgesehen sind. Aus diesem Grund ist deren ausreichende Stabilität und auch eine sichere Verbindung mit den Kunststoffwasserkästen 1 und 2 wesentlich. Hierzu leisten die auch von den Stirnseiten eingeführten Schrauben 9 ihren Beitrag.Both side parts 6 and 7 serve to support the radiator in the vehicle, for which corresponding brackets 13 are provided. For this reason, their sufficient stability and also a secure connection to the plastic water tanks 1 and 2 are essential. The screws 9, which are also inserted from the front sides, make their contribution to this.
Die in Fig.1 eingekreiste obere Verbindung 14 ist in den Fig. 2 bis 7 in mehreren Beispielen näher gezeigt worden. Es versteht sich, daß es vollkommen egal ist, ob die Verbindung 14 oben oder unten vorgesehen ist. In den Fig. 2 und 3 sind die Zapfen 15 unmittelbar an der Querwand 16 des Kunststoffkastens 1 angeformt worden. Sie erstrecken sich in Richtung der Flachrohre, also im Bild vertikal nach oben. Das Stegteil 17 weist eine Abkantung 18 auf und drei Öffnungen 19. Die Abkantung besitzt hier einen Winkel 21 von 90°, weil die Querwand 16 parallel zu den Rohrboden 24 angeordnet ist. Die Größe des Winkels 21 wird also durch die Geometrie des Wasserkastens 1 bestimmt und kann ohne weiteres abweichend von den gezeigten Ausführungsbeispielen sein. Die Öffnungen 19 haben einen Kragen 20, der in den Fig. 2 und 3 nach oben gerichtet ist. Es versteht sich, daß sowohl an den Zapfen 15 als auch an den Öffnungen 19 abgerundete Kanten vorgesehen werden, um das Einführen der Zapfen 15 in diese Öffnungen 19 zu erleichtern.The upper connection 14 circled in Fig. 1 has been shown in more detail in Figs. 2 to 7 in several examples. It goes without saying that it makes no difference whether the connection 14 is provided at the top or bottom. In Figs. 2 and 3, the pins 15 have been molded directly onto the transverse wall 16 of the plastic box 1. They extend in the direction of the flat tubes, i.e. vertically upwards in the picture. The web part 17 has a bevel 18 and three openings 19. The bevel here has an angle 21 of 90° because the transverse wall 16 is arranged parallel to the tube base 24. The size of the angle 21 is therefore determined by the geometry of the water box 1 and can easily deviate from the embodiments shown. The openings 19 have a collar 20 which is directed upwards in Figs. 2 and 3. It is understood that rounded edges are provided on both the pins 15 and the openings 19 in order to facilitate the insertion of the pins 15 into these openings 19.
Die Fig. 3 zeigt, daß die Zapfen 15 und die korrespondierenden Öffnungen 19 zueinander so angeordnet sind, daß sie ein gleichseitiges Dreieck einschließen. Von einiger Bedeutung ist nun die Form der einzelnen Öffnungen 19, die zwar bei allen Öffnungen 19 gleich ist, jedoch sind zwei Öffnungen 19 mit ihrer Längsachse in Richtung der Längsachse des Wasserkastens 1 angeordnet und die dritte Öffnung mit ihrer Längsachse quer dazu. Damit wird die Fixierung in Längs-und Querrichtung erreicht. An den Laschen 10 befindet sich je ein Rastelement 22, das am zur Kühlermitte weisenden Ende der Laschen 10 angeordnet worden ist.Fig. 3 shows that the pins 15 and the corresponding openings 19 are arranged in relation to one another in such a way that they enclose an equilateral triangle. The shape of the individual openings 19 is of some importance, which is the same for all openings 19, but two openings 19 are arranged with their longitudinal axis in the direction of the longitudinal axis of the water tank 1 and the third opening is arranged with its longitudinal axis transverse to it. This achieves fixation in the longitudinal and transverse directions. There is a locking element 22 on each of the tabs 10, which has been arranged at the end of the tabs 10 pointing towards the center of the radiator.
Die Rastelemte 22 sind halbrund im Querschnitt, so daß sich beim Aufschieben der Seitenteile 6 und 7 die Laschen 10 unter Ausnutzung der Elastizität etwas aufbiegen und die Seitenteile 6 und 7 bis in ihre Sollposition gebracht werdenThe locking elements 22 are semi-circular in cross-section, so that when the side parts 6 and 7 are pushed on, the tabs 10 bend slightly using their elasticity and the side parts 6 and 7 are brought into their desired position.
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können, wo die Rastelemente 22 hinter am Wasserkasten 1 angeformte Anschläge 23 greifen.where the locking elements 22 engage behind stops 23 formed on the water tank 1.
Das abgekantete Stegteil 17 befindet sich nur an einem Ende der Seitenteile 6 und 7, nicht am gegenüberliegenden anderen Ende der Seitenteile 6 und 7. Deshalb können die Seitenteile 6 und 7 auch von oben montiert werden, indem das mit den Langlöchern 11 versehene untere Ende der Seitenteile 6 und 7 zunächst den oberen Wasserkasten 1 umgreift und anschließend senkrecht nach unten in die Sollposition bewegt werden kann.The bent web part 17 is only located at one end of the side parts 6 and 7, not at the other opposite end of the side parts 6 and 7. Therefore, the side parts 6 and 7 can also be mounted from above by first gripping the lower end of the side parts 6 and 7, which is provided with the elongated holes 11, around the upper water tank 1 and then being moved vertically downwards into the desired position.
In den Fig. 4, 4a und 5 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem die Zapfen Einzelteile sind, die aus Metall sein könnten. Auch diese Zapfen 15 haben einen zylinderförmigen Kopf 24, an dem sich eine gewindeschneidende Schraube 25 anschließt. In der Querwand 16 des Kunststoffwasserkastens 1 befinden sich glattwandige Bohrungen bzw. Sacklocher 27, in die die Zapfen 15 mit ihren Schrauben 25 eingedreht werden können.(Fig. 4a) Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 ist ein glattwandiger Stift 28 am Zapfen 15 angeformt, der einfach in die glattwandige Bohrung 27 eingeführt ist. Da hier lediglich Kräfte quer zur Längsachse der Zapfen 15 aufgenommen werden müssen, ist auch eine solche Ausführung möglich und noch kostengünstiger.In Fig. 4, 4a and 5 an embodiment is shown in which the pins are individual parts that could be made of metal. These pins 15 also have a cylindrical head 24, to which a thread-cutting screw 25 is connected. In the transverse wall 16 of the plastic water tank 1 there are smooth-walled holes or blind holes 27 into which the pins 15 can be screwed with their screws 25. (Fig. 4a) In the embodiment according to Fig. 4 a smooth-walled pin 28 is formed on the pin 15, which is simply inserted into the smooth-walled hole 27. Since only forces transverse to the longitudinal axis of the pins 15 have to be absorbed, such an embodiment is also possible and even more cost-effective.
Die Fig. 6 und 7 unterscheiden sich von den Fig. 2 und 3 dadurch, daß eine andere
Form der Zapfen 15 gewählt worden ist. Sinngemäß sind die Öffnungen 19
an die Form der Zapfen 15 angepaßt worden. Der Kragen 20 ist nach innen
gerichtet.
Die Fig. 8 zeigt die im Ausführungsbeispiel untere Befestigung etwas näher. Gewindeschneidende
Schrauben 9 sind in glattwandige Bohrungen 12 eingeschraubt. Der Bereich der Schrauben 9 wurde herausgebrochen gezeichnet. Die
glattwandigen Bohrungen 12 sind in Anformungen 26 am Kunststoffkasten ausgebildet.
Solche Schrauben 9 sind sowohl im Stegteil 17, also der Stirnseite des
Wasserkühlers, als in den Laschen 10, also von den Frontseiten des Wasserkühlers
vorgesehen worden.Fig. 6 and 7 differ from Fig. 2 and 3 in that a different shape of the pins 15 has been chosen. The openings 19 have been adapted to the shape of the pins 15. The collar 20 is directed inwards.
Fig. 8 shows the lower fastening in the example in a little more detail. Thread-cutting screws 9 are screwed into smooth-walled holes 12. The area of the screws 9 has been shown broken out. The smooth-walled holes 12 are formed in projections 26 on the plastic box. Such screws 9 are provided both in the web part 17, i.e. the front side of the water cooler, and in the tabs 10, i.e. on the front sides of the water cooler.
Claims (9)
dadurch gekennzeichnet, daß1. Water/air cooler for internal combustion engines, in particular for commercial vehicles, consisting of a cooling network with flat tubes and fins arranged between them and of opposing plastic water tanks with two parallel longitudinal walls, a transverse wall connecting the longitudinal walls and two opposing end walls; one of the plastic water tanks has smooth-walled holes at the ends which serve to connect U-shaped side parts to this water tank by means of thread-cutting screws which are inserted through openings in the tabs of the side parts and screwed into the smooth-walled holes,
characterized in that
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