DE3623458A1

DE3623458A1 - Radiator for internal-combustion engines

Info

Publication number: DE3623458A1
Application number: DE19863623458
Authority: DE
Inventors: Kurt Wehrberger
Original assignee: Kuhlerfabrik Langerer and Reich GmbH and Co KG
Current assignee: Kuhlerfabrik Langerer and Reich GmbH and Co KG
Priority date: 1986-07-11
Filing date: 1986-07-11
Publication date: 1988-01-14

Abstract

In a water radiator for an internal combustion engine, both the tube plates (sheets) (2) and the manifold boxes (1) assigned thereto are made from metal. Each manifold box (1) has a turned up edge region which forms a groove (10) with the box wall (9). In order to join the manifold box (1) to the tube plate (2), provision is made of flanged lugs (6) on the bent-away rim (7) of said box, which act on the groove outer wall (12, 13), a seal (5) further being inserted between a wall part of the groove (10) and the rim region of the tube plate (2). In order to limit the contact pressure exerted on the seal (5) in a simple way, the groove floor (11) is pressed directly against the tube plate (2). The groove outer wall (12) adjoining the groove floor (11) is directed obliquely against the bent-away rim (7) of the rube plate, and the seal (5) is clamped between the inclined groove outer wall (12) and the part of the tube plate (2) which is situated outside the support point (14). <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kühler für Brennkraftmaschinen von der im Gattungsbegriff des Anspruchs 1 umschriebenen Art.The invention relates to a cooler for Internal combustion engines of that in the preamble of the claim 1 circumscribed art.

Ein solcher Kühler ist aus der DE-OS 29 32 249 bekannt. Bei diesem Kühler weist der aus Metall gefertigte Sammelkasten einen an seinen Fuß sich anschließenden umgewendeten Randabschnitt auf, der zusammen mit der Kastenwand eine Nut bildet. Die Außenwand dieser Nut wird von dem abgebogenen Rand des Rohrbodens umgeben, an welchem Bördellaschen vorgesehen sind, die um den Rand der Nutaußenwand gelegt sind und dabei den Nutboden gegen eine auf der Innenseite des Rohrbodens angeordnete Dichtung pressen. Bei einer anderen Bauform (Fig. 4) der bekannten Kühleranordnung liegt die Dichtung in einer im Randbereich des Rohrbodens vorgesehenen umlaufenden Nut, in welche der Sammelkasten mit seinem umgewendeten Randabschnitt eingreift und mittels der an der Nutaußenwand ausgebildeten Bördellaschen gegen die Dichtung gepreßt wird.Such a cooler is known from DE-OS 29 32 249. In this cooler, the collecting box made of metal has a turned-over edge section adjoining its base, which forms a groove together with the box wall. The outer wall of this groove is surrounded by the bent edge of the tube sheet, on which flare tabs are provided, which are placed around the edge of the groove outer wall and thereby press the groove base against a seal arranged on the inside of the tube sheet. In another design ( FIG. 4) of the known cooler arrangement, the seal lies in a circumferential groove provided in the edge region of the tube sheet, into which the collecting box engages with its turned-over edge section and is pressed against the seal by means of the flanged flaps on the groove outer wall.

Da die einander zugeordneten Flächen der Sammelkästen und Rohrböden, zwischen denen die Dichtung im zusammengebauten Zustand eingespannt ist, aus fertigungstechnischen Gründen nicht absolut plan sind, hat die Dichtung nicht nur die Aufgabe, den Spalt zwischen diesen Flächen abzudichten, sondern sie soll darüber hinaus die geometrischen Unregelmäßigkeiten der einander gegenüberliegenden Dichtflächen der vorgenannten Teile ausgleichen. Hierzu ist eine Anpreßkraft für den Sammelkasten erforderlich, die erheblich über derjenigen für plane Dichtflächen notwendigen liegt. Es besteht daher die Gefahr, daß beim Zusammenbau die Dichtung entweder zu stark gepreßt und demzufolge bleibend verformt wird oder daß an Stellen mit größerer Spaltweite die Anpreßkraft zu klein ist. Bei Kühleranordnungen der gattungsgemäßen Art ist daher eine zuverlässige Abdichtung zwischen Rohrboden und Sammelkasten fraglich.Since the surfaces of the collection boxes and Tube sheets between which the gasket is assembled Condition is clamped for manufacturing reasons are not absolutely flat, the seal not only has the task to seal the gap between these surfaces, but rather them the geometric irregularities of the mutually opposite sealing surfaces of the aforementioned Compensate for parts. This is a contact pressure for the Collection box required that is significantly above that for flat sealing surfaces is necessary. There is therefore the Danger that the seal is either too strong during assembly pressed and consequently permanently deformed or that Place with a larger gap width the contact pressure is too small. In cooler arrangements of the generic type is therefore one reliable sealing between the tube sheet and the collecting tank questionable.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den die Dichtung einschließenden Verbindungsbereich der aus Metall gefertigten Sammelkästen und Rohrböden mit einfachen und billigen Mitteln so zu gestalten, daß die Pressung der Dichtung bei Gewähr leistung einer sicheren Abdichtung begrenzt wird. Diese Aufgabe wird mit den im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.The invention has for its object the seal enclosing connection area of the made of metal Collection boxes and tube sheets with simple and cheap means to be designed so that the pressure of the seal is guaranteed performance of a secure seal is limited. These Task is with the in the characterizing part of claim 1 specified features solved.

Durch die unmittelbare Abstützung des Sammelkastens auf dem Rohrboden werden die geometrischen Unregelmäßigkeiten der einander zugeordneten Flächen dieser Teile beim Fügen mittels der Montagevorrichtung infolge der Nachgiebigkeit des metallischen Werkstoffs ausgeglichen und diese Flächen einander angepaßt, und dementsprechend werden auch die die Dichtung klemmenden Flächen, welche sich an die feste Abstützstelle anschließen, zueinander ausgerichtet. Die Dichtung hat daher nur noch die Aufgabe den Spalt zwischen Sammelkasten und Rohrboden abzudichten. Hierzu genügt eine Dichtkraft, mit welcher eine bleibende Verformung der Dichtung vermieden wird. Die Begrenzung der Pressung der Dichtung wird in einfacher Weise im wesentlichen durch die besondere Ausgestaltung des Randbereichs des Sammelkastens erreicht, so daß die Montagevorrichtung für die Verbindung des Sammelkastens mit dem Rohrboden hinsichtlich der Anpreßkraft nicht besonders eingestellt werden muß. Die Dichtkraft wird durch die schräg gerichtete Nutaußenwand in zwei Komponenten zerlegt, was sich auf die Verformung der Dichtung und die Dichtwirkung vorteilhaft auswirkt. Der während des Betriebs des Kühlers im Sammelkasten auftretende Innendruck drückt die mit dem Kasten verbundene Nutaußenwand gegen die Dichtung, wodurch ebenfalls die Dichtwirkung verbessert wird.By the direct support of the collection box on the Tube sheet become the geometric irregularities of the mutually assigned surfaces of these parts when joining the mounting device due to the compliance of the balanced metallic material and these surfaces adapted to each other, and accordingly the die Seal clamping surfaces, which adhere to the fixed Connect support point, aligned with each other. The Seal therefore only has the task of the gap between Sealing the header tank and tube sheet. One is sufficient for this Sealing force with which a permanent deformation of the seal is avoided. The limitation of the compression of the seal will in a simple way essentially through the special Design of the edge region of the collecting tank reached so that the assembly device for the connection of the collecting tank with the tube sheet in terms of the contact pressure not particularly must be set. The sealing force is tilted by the directional groove outer wall divided into two components, which is on the deformation of the seal and the sealing effect has an advantageous effect. The while the cooler is operating internal pressure occurring in the collecting box presses with the Box connected groove outer wall against the seal, whereby the sealing effect is also improved.

Mit dem Kennzeichen des Anspruchs 2 wird in besonders einfacher Weise und ohne zusätzlichen Aufwand die Begrenzung der Anpreßkraft erreicht.With the characterizing part of claim 2 is particularly the limitation in a simple manner and without additional effort the contact pressure is reached.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert, in welcher ein unmittelbar am Rohrboden abgestützter und mit diesem verbundener Sammelkasten im Schnitt dargestellt ist.An embodiment of the invention is described below the drawing explains in which an immediately on Pipe base supported and connected to this collection box is shown in section.

In der Zeichnung ist mit 1 ein Sammelkasten eines Wärmeaustauschers bezeichnet, der in Verbindung mit einem Rohrboden 2 einen nach außen dichten Sammelraum 3 bildet. In diesen Sammelraum 3 münden Wärmeaustauscherrohre 4, welche im Rohrboden 2 auf herkömmliche Weise befestigt sind und in der Zeichnung der Einfachheit halber lediglich mit strichpunktierten Linien angedeutet sind. Der vorerwähnte Wärmeaustauscher kann als Kühler für das Kühlmittel einer flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschine eingesetzt sein.In the drawing, 1 denotes a header box of a heat exchanger which, in conjunction with a tube sheet 2, forms an externally sealed header chamber 3 . In this collecting space 3 open heat exchanger tubes 4 , which are fastened in the tube sheet 2 in a conventional manner and are only indicated with dash-dotted lines in the drawing for the sake of simplicity. The aforementioned heat exchanger can be used as a cooler for the coolant of a liquid-cooled internal combustion engine.

Der Sammelkasten 1 und der Rohrboden 2 sind beide aus Metall gefertigt, wobei der Sammelkasten aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gegossen sein kann, während der Rohrboden üblicherweise aus Aluminiumblech hergestellt ist.The header box 1 and the tube sheet 2 are both made of metal, and the header box can be cast from aluminum or an aluminum alloy, while the tube plate is usually made from aluminum sheet.

Sammelkasten 1 und Rohrboden 2 sind unter Zwischenfügung einer Dichtung 5 mittels Bördellaschen 6 miteinander verbunden. Diese Bördellaschen sind am umgebogenen Rand 7 des Rohrbodens 2 ausgebildet. Angrenzend an den umgebogenen Rand 7 ist in den Rohrboden 2 eine Nut 8 eingearbeitet, welche in Umfangsrichtung des Rohrbodens 2 umläuft und die Dichtung 5 aufnimmt.Collection box 1 and tube sheet 2 are connected to each other with the interposition of a seal 5 by means of flanging tabs 6 . These flare tabs are formed on the bent edge 7 of the tube sheet 2 . Adjacent to the bent edge 7 , a groove 8 is machined into the tube sheet 2 , which extends in the circumferential direction of the tube sheet 2 and receives the seal 5 .

Der Sammelkasten 1 hat einen nach außen umgeschlagenen, in Umfangsrichtung umlaufenden Randbereich, der zusammen mit der Kastenwand 9 eine Nut 10 bildet. Der umgeschlagene Randbereich des Sammelkastens 1 besteht aus dem Nutboden 11, der schräg gegen den abgebogenen Rand 7 des Rohrbodens 2 gerichteten Nutaußenwand 12 und dem mit dem Rohrbodenrand 7 parallellen Wandteil 13, um dessen freie Kante die Bördellaschen 6 gelegt sind, wodurch der Sammelkasten 1 mit dem Rohrboden 2 verbunden ist.The collecting box 1 has an outwardly folded peripheral area that runs in the circumferential direction and that forms a groove 10 together with the box wall 9 . The folded-over edge area of the collecting tank 1 consists of the groove base 11 , the groove outer wall 12 directed obliquely against the bent edge 7 of the tube sheet 2 and the wall part 13 parallel to the tube sheet edge 7 , around the free edge of which the flap tabs 6 are placed, whereby the collecting tank 1 is also included the tube sheet 2 is connected.

Um auf einfache Weise die auf die Dichtung 5 wirkende Anpreßkraft ohne Beeinträchtigung der Dichtwirkung zu begrenzen, ist der umgeschlagene Randbereich des Sammelkastens 1 mit einem Stützteil versehen, welcher ebenfalls in Umfangsrichtung vollständig umläuft und unmittelbar gegen die innere Oberfläche des Rohrbodens 2 gepreßt wird. Dieser Stützteil wird durch den Nutboden 11 gebildet, welcher bei dem dargestellten Ausführungs beispiel kreisbogenförmig gerundet ist. Die Abstützstelle für den Nutboden 11 am Randbereich des Rohrbodens 2 ist mit 14 bezeichnet. Die Dichtung 5 liegt außerhalb der Abstützstelle 14, und zwar zwischen dieser und dem abgebogenen Rohrbodenrand 7, und infolge der starren Abstützwirkung des Rohrbodens 2 übt die an den Nutboden 11 anschließende schräge Nutaußenwand 12 lediglich eine begrenzte Anpreßkraft auf die Dichtung 5 aus, die hierbei in die Rohrbodennut 8 und gegen den abgebogenen Rohrbodenrand 7 gepreßt wird. Das dadurch verdrängte Dichtungsmaterial kann in den durch die Wandteile 7 und 12 gebildeten keilförmigen Raum 15 ausweichen und verbessert noch die Dichtwirkung. Die Nut 8 kann relativ flach ausgebildet sein, da sie lediglich die Dichtung 5, nicht aber den umgeschlagenen Randbereich des Sammelkastens 1 aufzunehmen hat. Dadurch ist der auf der Außenseite des Rohrbodens 2 von der Nut 8 umrandete Raum 16 ebenfalls flach, was zur Verminderung der Korrosionsgefahr an dieser Seite und besonders an der Durchtrittstelle der Rohre 4 durch den Rohrboden 2 beiträgt. Auf die Nut 8 könnte auch vollständig verzichtet werden.In order to limit the pressing force acting on the seal 5 in a simple manner without impairing the sealing effect, the folded-over edge region of the collecting tank 1 is provided with a supporting part, which likewise rotates completely in the circumferential direction and is pressed directly against the inner surface of the tube sheet 2 . This support part is formed by the groove bottom 11 which, for example, is rounded in a circular arc in the embodiment shown. The support point for the groove base 11 at the edge region of the tube sheet 2 is designated by 14 . The seal 5 lies outside of the support point 14 , namely between this and the bent tube sheet edge 7 , and due to the rigid support effect of the tube sheet 2 , the oblique groove outer wall 12 adjoining the groove base 11 exerts only a limited contact pressure on the seal 5 , which in this case in the tube sheet groove 8 and is pressed against the bent tube sheet edge 7 . The sealing material thus displaced can escape into the wedge-shaped space 15 formed by the wall parts 7 and 12 and further improves the sealing effect. The groove 8 can be made relatively flat, since it only has to accommodate the seal 5 , but not the folded-over edge region of the collecting tank 1 . As a result, the space 16 surrounded by the groove 8 on the outside of the tube sheet 2 is also flat, which contributes to reducing the risk of corrosion on this side and in particular at the point at which the tubes 4 pass through the tube sheet 2 . The groove 8 could also be dispensed with entirely.

Claims

1. Radiator for internal combustion engines with a metal tube sheet ( 2 ) and an associated collecting box ( 1 ) made of metal, which has an outwardly folded edge area ( 11 , 12 , 13 ), which together with the box wall ( 9 ) has a groove ( 10 ) forms, a seal ( 5 ) being clamped between a wall part of the same and the edge region of the tube sheet ( 2 ) and the outer wall ( 12 , 13 ) of the groove ( 10 ) with the edge ( 7 ) of the tube sheet ( 2 ) surrounding it by means of flanged flaps ( 6 ), characterized in that the bottom ( 11 ) of the groove ( 10 ) is provided with a circumferential support part pressed directly against the edge area of the tube sheet ( 2 ) and that the groove outer wall ( 11 ) adjoining the groove bottom ( 11 ) 12 ) is directed obliquely against the bent tube sheet edge ( 7 ) and the seal ( 5 ) is clamped between itself and the part of the edge area of the tube sheet ( 2 ) adjoining the support point ( 14 ).

2. Cooler according to claim 1, characterized in that the supporting part is formed by the bottom ( 11 ) of the groove ( 10 ).