DE3202901A1

DE3202901A1 - Waermetauscher und verfahren zu dessen herstellung

Info

Publication number: DE3202901A1
Application number: DE3202901A
Authority: DE
Inventors: Reinhold 7035 Waldenbuch Kuchelmeister
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 1982-01-29
Filing date: 1982-01-29
Publication date: 1983-08-11
Also published as: DE3202901C2

Description

3202S01

27.01.1982 81-B-02 E EZDP/ri/sw/Bl20

Süddeutsche Kühlerfabrik Julius Fr. Behr GmbH & Co. KG Mauserstraße 3, D 7000 Stuttgart 30

WÄRMETAUSCHER UND VERFAHREN ZU DESSEN HERSTELLUNG

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmetauscher, insbesondere Kühler für Kraftfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie auf ein Verfahren zu dessen Herstellung.

Aus der US-PS 25 99 965 ist ein Wärmetauscher bekannt, bei deir die Seitenteile mittels einer Lötverbindung an dem Kühlerblock befestigt sind. Die Seitenteile sind im wesentlichen C-förmig und greifen mit ihren Profilkanten in seitlich an den Rippen vorgesehene Nuten. Da lediglich die 4 Ecken des Kühlerblockes in ein flüssiges Lot eingetaucht werden, steht nur eine begrenzte Anzahl von Rippen und damit eine relativ kleine Verbindungsfläche zur Lötung zur Verfügung. Auch die Maßnahme zu: Vergrößerung der nutzbaren Verbindungsfläche, Teile der Rippe] abzuwinkein, wobei die Abwinkelung bei allen Rippen an der gleichen Stelle vorgenommen wird, damit automatisch die zur Aufnahme des Seitenteils erforderlichen Nuten gebildet werden

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bringt nur eine geringfügige Verbesserung. Um zu gewährleisten, daß die Nuten nicht zu breit werden, da sonst eine Lötverbindung mit dem Seitenteil nicht möglich ist, können die abgewinkelten Flächen nur sehr klein sein. Bei dieser Konstruktion kommt es wesentlich auf einen definierten Spalt zur einwandfreien Verlötung der Seitenteile mit den Rippen an. Für größere Kraftbeanspruchungen ist eine derartige Verbindung nicht geeignet. Außerdem müssen bei der bekannten Anordnung die Seitenteile aus lötfähigem Material, also aus Metall sein. Auch die Anbringung eines partiellen Seitenteils, das nicht über die gesamte Höhe reicht, ist nicht möglich.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, einen Wärmetauscher, der im Gattungsbegriff des Anspruchs 1 bezeichneten Art zu schaffen, bei dem auch Seitenteile aus nicht lötbarem Material Verwendung finden und auch partiell an einer beliebigen Stelle der Seiten des Rippenpaketes angebracht sein können und darüber hinaus die Seitenteile auf einfache Weise mit den Rippenenden verbindbar sind. Ferner ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Wärmetauschers zu schaffen.

Diese Aufgabe wird bei einem Wärmetauscher der gattungsgemäßen Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme wird eine auf einfache Weise herstellbare Seitenteilbefestigung von hoher Festigkeit und größter Zuverlässigkeit erreicht. Da der Konstrukteur durch diese Seitenteilbefestigung in der Wahl des Werkstoffes für diese Seitenteile relativ frei ist, können Materialien von

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geringem Gewicht zur Anwendung kommen. Außerdem ist die Form (fi-iv !'.,eiste beliebig, so daß damit die unterschiedlichen Abs .lande des Kühlers von der Karosserie des jeweiligen Fahrzeug-■t"vps ausgeglichen werden können. Auch die bei den Wärmetauschern mit durch Klemmverbindung befestigten Seitenteilen auft reitenden Spannungsspitzen im Material der Seitenteile werden bei der erfindungsgemäßen Anordnung vermieden.

Als Seitenteile werden vorzugsweise Profilleisten verwendet, vvobei eine U-förmige Profilleiste dann Verwendung findet, wen] die Verbindungsflächen nicht nur an der Rippenseite angeordne' sind und eine H-, L- oder S-förmige Profilleiste insbesondere dann, verwendet wird, wenn das Seitenteil gleichzeitig zur Abäeciiung von Zwischenräumen und/oder zur Befestigung zusätzlicher Aggregate dient.

Es ist von Vorteil, ira Bereich der Rippenenden Kerben oder Lö eher zum formschlüssigen Verbinden des Materials der Leiste Au.'." den Rippen vorzusehen. Dadurch kann die Festigkeit der Verbindung erhöht werden. Zur Vergrößerung der Verbindungsfla c'rie zwischen Rippenenden und Seitenteil ist es insbesondere f'L; das Kleben von Seitenteilen zweckmäßig, daß im Bereich de ^p"Ppenenden mindestens annähernd senkrecht zur Längsrichtung \ϊ-ϊζ Rippen verlaufende, durch abgewinkelte Teile der Rippen gebildete Flächen vorgesehen sind. Aufgrund der sich teilweis überlappenden abgewinkelten Teile ergibt sich eine einheitliche große Fläche, an der die Seitenteile befestigt werden, w< dur.-oh eine gleichmäßige Kraftverteilüng erreicht wird. Durch diese Maßnahme erhält der Wärmetauscher außerdem eine große Vt -rvindungssteif igkeit = __

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Je nach dem, ob durch das Abwinkein der Teile die Breite der Rippen erhalten bleiben soll oder nicht, wird die Größe der abzuwinkelnden Teile durch über die eigentliche Rippengröße hervorstehende Lappen oder durch Einkerbungen am Rippenende definiert. Entsprechend der jeweils gestellten Anforderung und der Form der Profilleiste können die Flächen wahlweise an der Seite des Wärmetauschers und/oder im darin angrenzenden Bereich der Rippen auf der Vorder- und Rückseite des Kühlers und/oder in Schlitzen im Endbereich der Rippen angeordnet sein. Damit kann der .Konstruktuer auch die Anordnung der Verbindungsflächen an den jeweils günstigsten Stellen vorsehen und außerdem kann bei partiellen Seitenteilen eine große Verbindungsfläche und somit eine große Festigkeit erreicht werden.

Um zu einer sauberen, gleichmäßigen Klebeverbindung von großer Festigkeit zu gelangen, ist es zweckmäßig, als Klebemittel ein doppelseitig mit warmhärtbarem Klebstoff beschichtetes Klebeband zu verwenden. Hierbei können beispielsweise Klebstoffe verwendet werden, die in weniger als einer Minute bei Temperaturen bis ca. 200 ⁰C aushärten.

Damit nur ein begrenztes Volumen des Seitenteilmaterials erweicht werden muß, ist es von Vorteil, jedes Rippenende nicht, auf der gesaraten Breite, sondern nur an zwei oder mehreren kleinen Stellen einzubetten. Hierfür wird vorgeschlagen, daß die Leiste auf ihrer den Rippenenden zugewandten Seite Vorsprünge aufweist, die nach dem Einbetten im Bereich der Löcher zwischen den Rippenenden liegen.

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Sofern das Seitenteil ein U- oder H-förmiges Profil hat, wobei sich aie Schenkel oder Arme entlang der Rippen erstrecken ist es zweckmäßig, die Rippenenden oder abgewinkelten Teile in die Schenkel der Profilleiste einzubetten. Eine besonders geeignete Ausgestaltung eines derartigen Seitenteils besteht darin, daß die Profilleiste ursprünglich aus zwei oder drei Teilen besteht, wobei die Teilungsebene in Längsrichtung der Profilleiste verläuft und die beiden Teile miteinander verschweißt sind. Dadurch können selbst große Toleranzen des Abstandes der Seitenteilschenkel ausgeglichen und das Seitenteil einfach und schnell an die Rippenenden angelegt werden. Die Ausgestaltung des Seitenteils entlang jeder Teilungsebene ist vorzugsweise so gewählt, daß ein Teil eine Vertiefung und das andere Teil einen Vorsprung, der in die Vertiefung eingreift, aufweist. Dabei kann die Vertiefung und der Vorsprung V-förmig ausgebildet und der öffnungswinkel der Vertiefung wesentlich größer als der Winkel des Vorsprungs sein. Um für eine derartige Profilleiste nicht mehrere Teile einzeln herstellen und lagern zi müssen und um Verwechslungen bei der Montage zu vermeiden, is1 es vorteilhaft, daß die Teile jeweils mittels eines Filmscharniers verbunden sind. Eine vorteilhafte Anordnung für das Einbetten, wobei die Leiste nicht über die Rippenbreite überstehist darin zu sehen, daß die"Rippenenden eine schwalbenschwanz· förmige Öffnung aufweisen, wodurch entlang des Wärmetauscherblocks eine Art Nut gebildet ist, in die ein an der Leiste befindlicher Vorsprung eingreift, der infolge plastischer Ver formung ein Einbetten der Rippenenden in die Leiste ermöglicht.

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Hinsichtlich des Materialpreises und des Gewichtes ist es von Vorteil, daß die Leiste aus einem extrudierten oder gespritzten Kunststoffmaterial, vorzugsweise aus einem Thermoplast, besteht.

Ein Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers mit geklebten Seitenteilen ist im Anspruch 19 angegeben. Während bei dem Verfahren nach Anspruch 19 eine Vorrichtung zum Anpressen der Leiste an die Rippenenden während der Aushärtezeit erforderlich ist, ist bei dem Verfahren gemäß Anspruch 20 eine separate Vorrichtung zur Anpressung der Leiste während der Aushärtezeit des Klebemittels nicht notwendig.

Erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung des Wärmetauschers mittelsEinbetten der Rippenenden in das Material der Leiste ist in den Ansprüchen 21-24 angegeben. Der Vorteil dieser Verfahren besteht darin, daß auf ein Klebemittel ganz verzichtet werden kann. Für derartige Verfahren sind vornehmlich Leisten aus einem thermoplastischen Kunststoff geeignet. Das Erweichen der entsprechenden Zone kann gemäß Anspruch 25 beispielsweise mittels Ultraschall, Reibschweißen, Hochfrequenzoder Induktionserwärmung oder mittels Heizelementen erfolgen. Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers, bei dem zum formschlüssigen Verbinden der Rippenenden mit der Profilleiste keine Löcher oder Kerben in den Rippen erforderlich sind, sind beispielsweise in den Ansprüchen 22 und 23 beschrieben.

Die Erfindung ist nachstehend anhand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert.

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In der Zeichnung zeigt:

Figur 1 eine schematische Darstellung eines Fallstromkühlers

Figur 2 eine perspektivische Darstellung eines vergrößerten Ausschnitts einiger Rippenenden

Figur 3 eine Vorderansicht einiger geschichteter Rippenenden

Figur 4 eine Draufsicht auf ein Rippenende vor dem

Abwinkein der Verbindungsflächen

Figur 5 einen Schnitt gemäß der Linie V-V in Figur 4,

jedoch mit bereits abgewinkelten Flächen

Figur 6 einen Schnitt durch eine Profilleiste mit

daran befestigtem Rippenende gemäß Figur 4 und 5

Figur 7 eine Variante zu Figur 4

Figur 8 einen Schnitt durch eine Profilleiste mit

daran befestigtem Rippenende gemäß Figur 7

Figur 9 eine aufgedehnte Profilleiste während der

Montage

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Figur 10 einen Schnitt durch eine Profilleiste und

daran befestigtem Rippenende gemäß Figur 2

Figur 11 a und b Zwei Ausführungen von Profilleisten und Rippenenden vor dem Einbetten

Figur 12 eine in das Material der Profilleiste eingebettete Rippe gemäß der Linie XII-XII in Figur 13

Figur 13 einen Teil eines Längsschnitts eines Seitenteils mit eingebetteten Rippenenden gemäß der Linie XIII-XIII in Figur 12

Figur 14 eine an abgewinkelten Rippenenden mittels

Einbettung befestigte Profilleiste, wobei die Profilleiste zweiteilig ausgeführt ist

einen Schnitt nach der Linie XV-XV in Figur

eine Ausführungsvariante zu Figur 11 a

ein in eine einteilige Profilleiste eingebettetes abgewinkeltes Rippenende

die Befestigung eines in Ausnehmungen der Rippenenden eingreifenden Seitenteils.

ein Rippenende mit dreiteiliger Profilleiste

eine dreiteilige Profilleiste vor der

Montage _BAD ORIGINAL COPY

Figur	15
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Figur	16
Figur	17
Figur	18
Figur	19
Figur	20

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Χ · iTigur 1 ist ein Kühler 1 in Fallstrombauweise dargestellt, c T-T. eine Vielzahl von Rohren 2 und quer zu diesen Rohren 2 verlaufende Rippen 3 umfaßt. Die Enden der Rohre 2 münden in ■-. λ/ien oberen Wasserkasten 4 mit einem Zulauf 5 und einen unte-. η Wasserkasten 6 mit einem Ablauf 7. An den Rippenenden sind ■ "isten 8 und 9 befestigt, die als sogenannte Seitenteile die-. -ri, wobei die auf der linken Seite dargestellte Leiste 8 als I :ofilleiste mit Befestigungslöchern 10 zur Montage des Küh-"■ -.rs im Fahrzeug ausgeführt ist und die auf der rechten Seite :: :.rgestellte Leiste 9 über Laschen 11 mit Befestigungslö-

ern 10 verfügt. Die Laschen 11 können je nach Bedarf vor dem A -.bringen der Leiste 9 an den Rippenenden an der jeweils geeigneten Stelle der Leiste 9 angebracht werden. Die Leisten 8

• 'id 9 haben von den Wasserkästen 4 und 6 einen ausreichenden £·-.-, stand, so daß auch bei extremen temperaturbedingten Längen- t.. iderungen zwischen den Wasserkästen 4 und 6 keine Anlage der ■' bserkästen an den Leisten 8 und 9 erfolgt.

.·. . Figur 2 sind ein paar Enden der geschichteten Rippen 3 in perspektivischer Darstellung und wesentlich vergrößert gezeigt. Die Rippen 3 weisen an ihren Enden abgewinkelte Tei- ; -. 12 auf, wobei die abgewinkelten Teile 12 aller Rippen 3 in '''■.gelbe Richtung weisen und sich teilweise überlappen. Durch :'.·:; abgewinkelten Teile 12 wird eine senkrechte, zur ; ingsrichtung der Rippen 3 verlaufende Fläche 13 gebildet, wi ■'."!■Λ5 in Figur 3 deutlich zu sehen ist. Es ist hierbei r · mmerken, daß die Blechstärke der Rippe 3 üblicherweise im .' 'jntelmillimeterbereich liegt und daher die Unebenheiten der ι - '^:iche 13 vernachlässigbar gering sind. An den Rippenenden is :. oe Profilleiste 8 befestigt, wobei die Fläche 13 als

• "-:■:■ bindungsflache zum Kleben dient. In Figur 2 sind die zur .·■ ' t'nahme der Rohre 2 vorgesehenen Öffnungen mit dem Ί 2ugszeichen 14 versehen.

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1 '. .Lgar 3 sind ein paar Enden der geschichteten Rippen 3 von a-?...: iUihlerstirnseite dargestellt. Der normalerweise gleichmäh ··> abstand der Rippe 3 von der nächsten Rippe 3' ist mit s /.■.-:. ύ: chnet. Der Abstand der Rippe 3 zur übernächsten Rippe 3'' betragt 2s, wobei selbstverständlxch die geringe Dicke der :a„"ppe 3' vernachlässigt ist. Die abgewinkelten Teile 12 veri -: ~Äf::-ia annähernd rechtwinkelig zu den Rippen 3 und erstrecken ; --.h soweit, daß sich eine Überlappung mit dem nächsten abge-Ttf.-.riiialten Teil 12' ergibt. Die abgewinkelten Teile 12 ergeben ;■'..■- "f.heituch eine annähernd ebene Fläche 13. Durch die Über-.L-. _?.·; uag ist sichergestellt, daß sich beim Andrücken der Leiste Sydie abgewinkelten Teile 12 nicht in die Räume zwischen df.η 1-tippen 3, 3', 3" biegen.

F:-.gur 4 zeigt das Ende 3* einer Rippe 3 mit drei über das eigentliche Maß der Rippe 3 hervorstehende Lappen 15, 16 und 17, »•eiche beim Stanzen der Öffnungen 14 gleichzeitig abgewinkelt *.;eraen und dann den bereits beschriebenen Teilen 12 entsprechar und nachfolgend als abgewinkelte Teile 15', 16' und 17' bezeichnet sind.

Ti: Figur 5 ist ein Schnitt nach der Linie V-V der Figur 4 dargestellt, wobei jedoch das Rippenende 3* mit bereits abgewinki-l':.3a Teilen 15' und 16' gezeigt ist.

r^;i:ei Teile 15', 16' und 17' bilden - wie aus Figur 6 her- >-i.-i..-itit - drei Verbindungsflächen entsprechend der erwähnten ί·: -vjlifl 13, die jeweils im rechten Winkel zueinander stehen, -ver.:*v·:3 sich somit eine U-Form ergibt. Eine dieser U-Form ent-.;■■.■;·:■ hende Profilleiste 18 ist mi i te "Ls einer Klebstoff schicht !Λ- κ-i ■ den drei Flächen verbunden. Die Profilleiste 18 kann - .·. ^:- dies in Figur 6 angedeutet ist - an der Außenseite mit £.:...?■; :-.;sn 11 zur Befestigung des Kühlers am Fahrzeug versehen

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F:-.qr " ■' z^-Lgr. -3as Ende 3* einer Rippe 3, das Einkerbungen 20 mv:J "tλ auJ ^rvi.st. Durch diese Einkerbungen 20,21 sind die abzv.·,-..?■:-.·2_η^ί=·.α Partien definiert, die analog zu Figur 4 mit 15, 1- ur.o 17 ':.ei-,e i.c-inet sind.

F-. .'λ~ 8 ei;^!,-vjricht; im wesentlichen der Figur 6, jedoch ist di Ii- rör^iy'e Profilleiste in ihrem äußeren Maß an die Breite dei R:..;jpe:; öneapaßt. In Figur 9 ist dargestellt, wie die U-Profi] J.-.;■-.£ 18 -.-ui ihren Schenkeln 18' gedehnt und dann auf die mil e.· -ι--¹: Klebstoff schicht versehenen Flächen der Rippenenden 3* geschoben wird. Die Profilleiste 18 wird gegen die abgewinke." tc-n Teile 15 gedrückt und dann die Dehnung aufgehoben, wodurt auI:-";-..-nd des Zurückfederns der Schenkel 18' ebenfalls ein An· pixißdruck gegen die Teile 16' und 17' entsteht.

I:. .-<i'?ur 10 ist eine Profilleiste 8 dargestellt, die bezügli -L:.:*:-:?. Querschnittsform im wesentlichen der in Figur 2 darge-E -.511-/.Sr: S--ferdigen Profilleiste entspricht. Die Profilleiste 8 ist mit ihrem mittleren Teil zur Verbindung mit den ab g-M'H r. elten Teilen 12 vorgesehen. Ein Ende der Querschnittsfoi'ü! -eräuft rechtwinklig zum Mittelteil und bildet eine sei l.c-;e Ar lage f lache der Rippen 3. Das andere Ende der Quer- :-■. ■ Λ-.-f-si-'j :·ϊΐ ii-1· entgegengesetzt abgewinkelt und enthält die r>---.v?iv.s erwähnten ßefestigungslöcher 10. Dieses abgewinkelte S---i'c"! --er Profilleiste kann beispielsweise auch als Anschlag :/,·: r. -Stiegung einer bestimmten Lage im Fahrzeug oder als Ai •;:-se.'.oraen". fü-r unterschiedliche Abstände des Kühlers voi :'. . "' :..o .ot-rii- des jeweiligen Fahrzeugtyps oder als sogenam :■■/'. ·'': :.ufLc'iboiickung sowie als Aggregatebefestigung dienen.

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In Figur 11 a ist ein Ausschnitt einer Rippe 3 dargestellt, die im Bereich des Rippenendes 3* mehrere Löcher 22 aufweist. Vor dem Rippenende 3* befindet sich eine im wesentlichen U-förmig gebildete Leiste 8, die auf ihrer dem Rippenende 3* zugewandten Seite eine Vielzahl von Vorsprüngen 24 aufweist. Dia Vorsprünge 24 sind so angeordnet, daß sie dem Abstand der Löcher 22 entsprechen.

Γ'-gur 11 b zeigt einen Ausschnitt einer Wärmetauscherrippe 3, bei der im Bereich des Rippenendes 3* entlang der Längsseite zwei Kerben 23 angeordnet sind. Vor dem Rippenende 3* befindet sich eine H-förmig ausgebildete Profilleiste 18, deren sich in Richtung auf die Wärmetauscherrippe 3 erstreckenden Arme 18'' so geformt sind, daß das Rippenende 3* mit seinem die Kerben 23 aufweisenden Bereich in den Armen 18'' eingebettet werden.

Die Richtung, in welcher die Leiste 8 bzw. 18 während des Einbettens der Rippenenden 3' in das Material der Leiste 8 bzw. IB bewegt wird, ist für Figur 11 a und 11 b mit einem Pfeil angegeben.

In Figur 12 ist ein in das Material einer Leiste 8 eingebettetes Rippenende 3* einer Wärmetauscherrippe 3 dargestellt, wo-L'r.i die Leiste 8 etwa die gleiche Gestalt aufweist wie dieje- r\q& der Figur 11 a. Wie aus Figur 12 ersichtlich ist, befinden sich im eingebetteten Zustand des Rippenendes 3* die Vorsprünge 24 im Bereich der in der Rippe 3 angeordneten Löcher 22, so daß das erweichte Kunststoffmaterial der Leiste 8 durch die Löcher 22 treten kann und somit eine formschlüssige Verbindung erreicht ist. Mit 11 ist eine Lasche bezeichnet, in der ein Befestigungsloch 10 angeordnet ist.

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F'-jur 13 zeigt einen Schnitt nach der Linie XIII-XIII in Fii. <■: 12. Av3 dieser Ansicht wird deutlich, wie die übereinander ij.· .-"!lichteten Rippen 3 mit ihren Rippenenden 3* in das Ma terι"1 der Leiste 8 eingebettet sind und wie die formschlüssige ^x'^f ..-bindung aufgrund der Löcher 22 erreicht ist.

r\-;r 14 /.aigt eJ.ne in eine Profilleiste 18 eingebettete Rip-ρ. ^!-. wobei die. Profilleiste zwei Teile 25 und 26 umfaßt. Die ^r vpe 3 weist ein abgewinkeltes Teil 12 auf, wie dies bereits 2 ^: Figur 2 und 3 beschrieben ist. Die Teile 25 und 26 der Profi ,..!.eiste 18 sind so ausgebildet, daß sie mit jeweils auf die L"-^::;iqsmitte!achse der Rippe 3 gerichteten Vorsprüngen 25 ' und 2'■' hinter die abgewinkelten Teile 12 greifen. Das Rippenende »■ "St lediglich in die Vorsprung 25' und 26' eingebettet. Die .'ingsebene cl^r Profilleiste 18 zwischen den beiden Tei-

"^?t.i \ind 26 "-V:Läuft in Längsrichtung der Leiste, wobei der T^-. ..' 25 in der T^xiungsebene eine V-förmige Vertiefung 28 und

. 'ail 26 einen V-förmigen Vorsprung 27 aufweist. Der Winkel ■:'... ..· '^r -förmi'jO:.:: '/orsprungs 27 ist wesentlich geringer als der

u.-igswiiiktei -Ioj.* Vertiefung 28. Durch diese Ausgestaltung >> v:kf- die Anordnung wie ein Schwenklager, durch das die ': -.Lie 25 und 2*5 begrenzt gegeneinander verschwenkbar sind. Mit i'^:(:\len 31 ist die Bewegungsrichtung der Vorsprünge 25" und 1 während des Eintiettens angegeben.

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Zum Befestigen -5er Leiste 18 an dem Wärmetauscherblock werden die Teile ■■'■-■ ■>:■■■'! 26 der Leiste 18 mit ihren Vorsprüngen 25' und 26^v an den Sippenenden 3* angelegt. An den Teilen 25 und 26 wird :Lri Erreich der Vorsprünge 25' und 26' jeweils eine Sonotrode 36 aufgesetzt, durch die die Schwingungsenergie auf das Schneidgut übertragen wird. Somit tritt an den Grenzflächen de"" Vorsprünge 25 ' und 26' und im Bereich der Verbindungsstelle der Teile 25 und 26 eine Erwärmung auf, die zum Er we Λ :hea des Materials der Leiste 18 führt, wodurch aufgrund eines entsprechenden Vorschubs die Vorsprünge 25' und 26' in die Zwischenräume der Rippenenden 3* bewegt werden und ein Verschieben der Teile 25 und 26 in Richtung der Pfeile 31 erfolgt- Dadurch kommen die Teile 25 und 26 im Bereich der Teilungse.r.eria zur Anlage, wodurch gleichzeitig ein Verschweißen tier Teile 25 und 26 im Bereich der Teilungsebene erfolgt.

Figur .15 zeigt einen Schnitt nach der Linie XV-XV in Figur Aus dieser Darstellung ist ersichtlich, wie eine Vielzahl von Rippen 3 «'it sich überlappenden abgewinkelten Teilen 12 in das Material des Tails 26 bzw. 26' der Leiste 18 eingebettet sind.

Dadurch. .-IaC d:^:u abgewinkelten Teile 12 nach dem Einbetten der Rippenenö-.-u ?* zwischen dem Teil 26 und dem Vorsprung 26' eingeklemmt sind, wird eine formschlüssige Verbindung der Rippen 3 mit der Leiste 18 erreicht.

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In Figur 16 ist schematisch ein Ausschnitt einer Rippe 3 mit abgewinkeltem Teil 12 dargestellt, auf die eine H-förmige Pro filleiste 18 in Richtung des Pfeiles 31 aufgebracht werden soll. Damit der sich in Richtung der Rippe 3 erstreckende Arm 18" der Profilleiste 18 im erweichten Zustand zwischen die Rippen 3 treten kann, ist im seitlichen Bereich des abgewinkelten Teiles 12 eine Aussparung 32 vorgesehen. Zur formschlüssigen Verbindung der Rippe 3 mit der Leiste 18 sind Löcher 22 vorgesehen, die,in Aufschieberichtung der Leiste 18 gesehen, seitlich neben dem abgewinkelten Teil 12 liegen.

In Figur 17 ist eine Rippe 3 dargestellt, die an ihrem Ende ein abgewinkeltes Teil 12 aufweist. Das Einbetten der Rippe : in eine H-förmige Profilleiste 18 erfolgt in diesem Fall dadurch, daß im erweichten Zustand die sich seitlich neben der Rippe 3 erstreckenden Arme 18'' aufeinander zubewegt werden, entsprechend der durch die Pfeile 31 angegebenen Richtung. Dadurch wird eine formflüssige Verbindung der Rippen 3 mit d Profilleiste 18 erreicht, ohne daß die in Figur 16 dargestel ten Löcher 22 erforderlich sind.

In Figur 18 ist eine Anordnung gezeigt, bei der die Rippener. den 3* eine schwalbenschwanzförmige Öffnung 35 aufweisen, wc durch entlang des Wärmetauscherblocks eine Art Nut gebildet ist. In diese Nut greift ein Vorsprung 33 einer KunststoffIe ste 8, wobei der Vorsprung 33 einen in Längsrichtung der Lei stc 8 verlaufenden Kanal 34 aufweist. Zum Einbetten der Rippenenden wird das Material des Vorsprungs 33 erweicht und gleichzeitig in dem Kanal 34 ein Druck aufgebaut, der bewir] daß das Material des Vorsprungs 33 in die Zwischenräume der Rippenenden 3* dringt. Mit gestrichelten Linien 33' und 34' ist. die Form der Leiste nach dem Einbetten angedeutet.

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Figur 19 zeigt ein Rippenende 3* mit einer aus drei Teilen 30,30',3O¹¹ bestehenden Leiste 18. Die Leiste 18 hat die Form eines U, wobei der Steg mit 30 und die Schenkel mit 30' und 30" bezeichnet sind. Die Schenkel 30' und 30'' sind jeweils über Filmscharniere 29 miteinander verbunden. Der mittlere Teil 30 (Steg) weist an seinen Enden jeweils eine Ausnehmung oder Vertiefung 37 auf, in die jeweils ein Vorsprung 38 der Schenkel 30',3O¹¹ eingreift. Die Schenkel 30',3O¹' besitzen auf ihrer den Rippen 3 zugewandten Seite mehrere Vorsprünge 39. Die Sonotroden des Ultraschallschweißgerätes werden so angesetzt, wie zu Figur 14 beschrieben und die Vorschubrichtung ist durch Pfeile 31 angegeben.

In Figur 20 ist die Leiste 18 im Zustand vor der Montage dargestellt. Wie daraus ersichtlich ist, handelt es sich hierbei um eine im Spritzgieß- oder Extrudierverfahren leicht herstellbare Form, wobei hinsichtlich der Handhabung der Leiste 18 die drei Teile 30,30' und 30'' aufgrund der Filmscharniere 29 wie ein gemeinsames Bauteil anzusehen sind.

Für die Herstellung von Seitenteilbefestigungen durch Einbetten der Rippenenden in das Material der Leiste, wie dies in Figur 11 bis 20 dargestellt ist, sind vornehmlich solche Verfahren geeignet, die ein örtliches Erweichen des Leistenmateriales gestatten. Hierzu wird insbesondere auf das Ultraschallverfahren hingewiesen, bei dem eine Wärmeentwicklung verstärkt an jenen Grenzflächen auftritt, die mit dem anderen Körper, im vorliegenden Fall dem Rippenblock, verbunden werden sollen. Das Verbinden von Kunststoffteilen mittels Ultraschall ist ansich bekannt und beispielsweise in dem Buch von Lehfeldt "ütraschall" Vogel-Verlag 1973, Seite 77 ff beschrieben.

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Claims

27.01.1982 81-B-02 E EZDP/ri/sw/Bl20 Süddeutsche Kühlerfabrik Julius Fr. Behr GmbH & Co. KG Mauserstraße 3, D 7000 Stuttgart 30 Ansprüche

1.) Wärmetauscher, insbesondere Kühler für Kraftfahrzeuge, der im wesentlichen eine Vielzahl paralleler Rohre und quer zu den Rohren verlaufende Rippen sowie der jeweils letzten Rippe benachbarte Böden und Wasserkästen umfaßt, wobei an den durch die Rippenenden gebildeten Seiten des Wärmetauschers zur Befestigung dienende Seitenteile angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine an den Rippenenden (3*) anliegende, das Seitenteil bildende Leiste (8,9,18) durch ein Klebemittel (19) oder durch Einbettung der Rippenenden (3*) in das Material der Leiste (8,9,18) mit den Rippen (3) verbunden ist.

2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Leiste (8,18) eine Profilleiste vorzugsweise mit einem U-, L-, H- oder S-Profil ist.

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3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch

j gekennzeichnet, daß im Bereich der Rippen-

I enden (3*) Kerben (23) oder Löcher (22) zum formschlüssi

gen Verbinden des Klebemittels oder des Materials der Lei-

1 ste (8,9,18) mit den Rippen (3) vorgesehen sind.

4. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch g e'-

kennzeichnet , daß im Bereich der Rippenenden \i (3*) mindestens annähernd senkrecht zur Längsrichtung der

;| Rippen (3) verlaufende, durch abgewinkelte Teile (12,15',

\{ 16',17') der Rippen (3) gebildete Flächen (13) vorgesehen

I sind.

I

5. Wärmetauscher nach Anspruch 4, dadurch ge

kennzeichnet , daß die abgewinkelten Teile (12,15',16',17') sich mindestens bis zur nächsten Rippe (3¹) und höchstens bis zur übernächsten Rippe (3,2') erstrecken.

6. Wärmetauscher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Größe der abgewinkelten Teile (12,15',16',17¹J durch über die eigentliche Rippengröße hervorstehende Lappen (15,16,17) oder durch Einkerbungen (20,21) am Rippenende definiert ist.

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7. Wärmetauscher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Flächen (13) an der Seite des Wärmetauschers und/oder im darin angrenzenden Bereich der Rippenenden (3*) auf der Lufteintritts- und Luftaustrittsseite des Wärmetauschers (1) und/oder in Schlitzen im Endbereich der Rippen (3) angeordnet sind.

8. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Klebemittel (19) ein doppelseitig mit vorzugsweise wärmhärtbarem Klebstoff beschichtetes Klebeband ist.

9. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 5 bis 8, d a - d urch gekennzeichnet, daß die Lei- ste (8,18) und/oder die Fläche (13) der Rippenenden (3*) mit einem vorkonfektionierten Klebemittel versehen ist.

10. Wärmetauscher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Leiste (8,18) auf ihrer den Rippenenden (3*) zugewandten Seite Vorsprünge (24) aufweist, die nach dem Einbetten im Bereich der Löcher (22) zwischen den Rippenenden (3*) liegen.

11. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippenenden (3*) oder die seitlichen Bereiche der abgewinkelten Teile (12) in die sich entlang den Rippen (3) erstrekkenden Schenkel (18 ' ,30 ' ,30 ¹¹J einer U-förmigen oder Arme (18¹¹) einer H-förmigen Profilleiste (18) eingebettet sind.

BAD ORIGINAL

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j 2 ,. Wärmetauscher nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Profilleiste (18) ursprünglich aus zwei oder drei Teilen (25,26,30,30' ,30'') besteht, wobei die Teilungsebene bzw. -ebenen in Längsrichtung der Profilleiste (18) verläuft bzw. verlaufen und die Teile (25,26,30,30',3O¹¹) miteinander verschweißt sind.

13. Wärmetauscher nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß entlang jeder Teilungsebene ein Teil (25,30) eine Vertiefung (28,37) und das andere Teil (26 ,30 ' ,30^f') einen Vorsprung (27,38), der in die Vertiefung (28,37) eingreift, aufweist.

14. Wärmetauscher nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß die Vertiefung (28) und der Vorsprung (27) V-förmig ausgebildet sind, wobei der Öffnungswinkel der Vertiefung (28) wesentlich größer ist als der Winkel des Vorsprungs (27).

15. Wärmetauscher nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß die Teile (30,30',3O¹¹) jeweils mittels eines Filmscharniers (29) verbunden sind.

16. Wärmetauscher nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet , daß die abgewinkelten Teile (12) sich nicht über die gesamte Breite der Rippen (3) erstrecken und die Löcher (22) in Aufschieberichtung der Leiste (18) gesehen, nebt.-η den abgewinkelten Teilen (12) liegen.

BAD ORIGiNAL

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17. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Rippenenden (3*) eine schwalbenschwanzförmige Öffnung (31) aufweisen, wodurch entlang des Wärmetauscherblocks eine Art Nut gebildet ist, in die ein an der Leiste (18) befindlicher Vorsprung (32) eingreift, der durch nachträgliche Aufweitung infolge plastischer Verformung ein Einbetten der Rippenenden (3*) in die Leiste (18) ermöglicht.

18. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiste (8,9,18) aus einem extrudierten oder gespritzten Kunststoffmaterial, vorzugsweise aus einem Thermoplast, besteht.

19. Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf die durch die abgewinkelten Teile (12 ,15',16',17') gebildete Fläche (13) ein doppelseitiges Klebeband aufgebracht, die Leiste (8,9,18) aufgelegt und angepreßt wird und anschließend der Kleber vorzugsweise durch Erwärmung der Klebestellen ausgehärtet wird.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet , daß eine ü-förmige Profilleiste (18) an ihren Schenkeln (18') im Rahmen der Elastizität des Leistenmaterials gedehnt und dann auf die Rippenenden gedrückt wird und schließlich beim Aufheben der Dehnung aufgrund des Zurückfederns die Schenkel (18') der Profilleiste (18) auf die den Schenkeln (18') gegenüber liegenden Klebeflächen gepreßt werden.

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21. Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Leiste auf die mit Kerben (23) oder Löchern (22) versehenen Rippenenden (3*) oder auf die durch die abgewinkelten Teile (12,15!,16' ,17 ') gebildete Fläche (13) gebracht und dann das Material der Leiste (8, 9,18) in der mit den Rippen (3) zu verbindenden Zone kurzzeitig erweicht wird, die Rippenenden (3*) oder die abgewinkelten Teile (12) in das Material der behandelten Zone eingebettet werden und schließlich das Material wieder in den ursprünglichen festen Zustand gebracht wird.

22. Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel (18') einer U-förmigen Profilleiste (18) erweicht und die freien Enden der Schenkel (18') durch entsprechenden Vorschub in die Zwischenräume der Rippenenden (3*) bewegt werden und anschließend das erweichte Material wieder erstarrt.

23. Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers nach den Ansprüchen 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet , daß die Teile (25,26 bzw. 30',3O¹¹) mit Vorsprüngen (25',26' bzw. 39) die Rippenenden (3*) übergreift, dann durch Erweichen der Vorsprünge (25',26' bzw. 39) und durch entsprechenden Vorschub das Material der Vorsprünge (25',26" bzw. 39) in die Zwischenräume der Rippenenden (3*) gedrückt wird, wodurch die Teile (25,26 bzw. 30,30',3O¹') gegeneinander bewegt werden und gleichzeitig eine Verschweißung der Teile (25,26 bzw. 30,30', 30") im Bereich der Teilungsebene erfolgt und schließlic das erweichte Material wieder in den ursprünglichen, festen Zustand gebracht wird.

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24. Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Kanal (33) im Vorsprung (32) ein entsprechender Druck aufgebaut wird, der beim Erweichen des Materials des Vorsprungs (32) ein Aufweiten des VorSprungs bewirkt, so daß das Material zwischen die Rippenenden (3*) fließt und beim Erstarren des Materials der Druck im Kanal (33) abgebaut wird.

25. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß das örtliche Erweichen des Materials der Leiste (18) durch Ultraschall, Reibschweißen, Hochfrequenz- oder Induktiverwärmung oder mittels Heizelementen erfolgt.