DE4338959A1

DE4338959A1 - Water/air heat exchanger for motor vehicle

Info

Publication number: DE4338959A1
Application number: DE4338959A
Authority: DE
Inventors: Roland Dipl Ing Haussmann
Original assignee: THERMAL WAERME KAELTE KLIMA
Current assignee: Valeo Klimatechnik GmbH and Co KG
Priority date: 1993-11-15
Filing date: 1993-11-15
Publication date: 1995-05-18
Anticipated expiration: 2013-11-16
Also published as: DE4338959C2

Abstract

The heat exchanger has a nest of ribbed (4) water tubes (2), whose one end (6) is tightly inserted into apertures (8) of a plastics bottom tube plate (10), forming a water box (14) with a plastics lid (12) by friction welding. A partition (16) on the lid divides the box into an inlet side (18) and an outlet side compartment (20). The first friction welding connection (40) is between the lid edge (42) and the bottom plate edge (44). A second such connection (32) is between the partition and the bottom plate with level differences between the connections. The level of the first friction welding connection matches that of the second connection in transition sections (38). In other sections the levels are different.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wasser/Luft- Wärmetauscher für Kraftfahrzeuge, der insbesondere als Hei zungswärmetauscher oder Motorkühler bestimmt ist.The invention relates to a water / air Heat exchanger for motor vehicles, particularly as a Hei heat exchanger or engine cooler is determined.

Ein solcher Wärmetauscher mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 ist sowohl aus der älteren EP-B1 0 099 806 als auch aus der DE-C2 32 47 502 jeweils für sich bekannt.Such a Heat exchanger with the features of the preamble of claim 1 is both from the older EP-B1 0 099 806 and from the DE-C2 32 47 502 each known for itself.

Bei beiden bekannten Wärmetauschern erfolgt eine dichte Verbindung eines aus Kunststoff gefertigten Rohrbodens mit einem ebenfalls aus Kunststoff gefertigten Deckel durch Reib- oder Vibrationsschweißen. Dabei hat man eine am Wasser kasten umlaufende erste Reibschweißverbindung zwischen dem Deckelrand und dem Rand des Rohrbodens auf einem einheitli chen ersten Niveau und eine zweite Reibschweißverbindung zwi schen einer Trennwand, welche den Wasserkasten in eine ein gangsseitige und eine ausgangsseitige Abteilung aufteilt, auf einem anderen einheitlichen Niveau vorgesehen, und zwar je weils als Verbindung ebener Flächen. Dabei hat es jedoch bis her Abdichtungsprobleme im Übergangsbereich der ersten Reib schweißverbindung an die zweite Reibschweißverbindung gege ben.In both known heat exchangers there is one tight connection of a tube sheet made of plastic with a lid also made of plastic Friction or vibration welding. You have one on the water box rotating first friction weld between the Lid edge and the edge of the tube sheet on a uniform Chen first level and a second friction weld between a partition that plugs the water tank into one division on the aisle side and an outlet side division provided a different uniform level, each because as a connection of flat surfaces. However, it has up to forth sealing problems in the transition area of the first friction weld connection against the second friction weld connection ben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ohne im Grundsatz neuartige Reibschweißtechnik allein durch die räum liche Gestaltung der Reibschweißverbindungen eine einwand freie Dichtheit durch den Reibschweißvorgang im Übergangsbe reich der ersten an die zweite Reibschweißverbindung zu er zielen.The invention is based, without Principle of new friction welding technology solely through the room Liche design of the friction welded joints a perfect Free tightness through the friction welding process in the transition area reach the first to the second friction welded joint aim.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merk male von Anspruch 1 gelöst. Bisher hat man trotz des unter schiedlichen Niveaus der zweiten Reibschweißverbindung im Verhältnis zur ersten bei den bekannten Ausbildungsformen nie daran gedacht, auch die erste Reibschweißverbindung ihrer seits mit unterschiedlichem Niveau zu gestalten und so die bei allen bekannten gattungsgemäßen Wärmetauschern immer wie der auftretenden genannten Dichtigkeitsprobleme durch eine einfache räumliche Neugestaltung der durch Reibschweißen er zeugten Verbindungsflächen zu beheben.This task is marked by the characteristic male solved by claim 1. So far, despite the under different levels of the second friction weld connection in the Relationship to the first in the known forms of training never also considered the first friction welded joint of their to design different levels and so the always like in all known generic heat exchangers of the leakage problems mentioned by a simple spatial redesign of the by friction welding to create witnessed connecting surfaces.

Die Unteransprüche 2 bis 8 betreffen vorteilhafte Weiterbildungen. Diese haben entweder zum Ziel, mit besonders einfachen räumlichen Anordnungen auskommen zu können (Ansprüche 2 bis 5) oder von der durch moderne Reibschweiß technik eröffneten Möglichkeit Gebrauch zu machen, gegebenen falls sogar in den Flächen geringfügige Krümmungen einzu bauen, und zwar im Rahmen der durch die Reibschweißtechnik vorgegebenen Möglichkeiten. Im Normalfall wird man, wenn man durch die Krümmung bestimmter Bereiche der Reibschweißverbin dung nicht besondere Vorteile erzielt, wie etwa größere Fe stigkeit, von ebenen Flächenbereichen Gebrauch machen.The sub-claims 2 to 8 relate to advantageous Training. These aim either with, in particular to be able to make do with simple spatial arrangements (Claims 2 to 5) or by the modern friction welding technology opened possibility to make use of given if even slight curvatures in the surfaces build, in the context of by friction welding technology given options. Usually you will if you due to the curvature of certain areas of the friction weld joint not achieve special advantages, such as larger Fe stability, make use of flat surface areas.

Ohne Beschränkung der Allgemeinheit ist vorzugs weise vorgesehen, daß die rampenartigen Übergangsbereiche An stiegswinkel von weniger als 45° haben, um auch dort genügend Material für die Reibschweißverbindung zur Verfügung zu stel len. Allerdings kann man dabei allgemein den Winkel so wäh len, daß an den rampenartigen Übergangsbereichen eine Reib schweißverbindung nur in dem Maße erfolgt, daß Dichtigkeit zwischen den eingangsseitigen und ausgangsseitigen Abteilun gen des Wasserkastens erzielt wird, während man die Festig keit des Wasserkastens, also die Festigkeit der Verbindung zwischen Rohrboden und Deckel, dann zusätzlich auf die übri gen Bereiche konzentrieren kann, an denen das Niveau nicht oder weniger als an den rampenartigen Übergangsbereichen wechselt.Without restriction of generality is preferred as provided that the ramp-like transition areas to angle of rise of less than 45 ° to be sufficient there too Material for the friction welding connection available len. However, you can generally choose the angle len that a friction at the ramp-like transition areas welded joint only to the extent that tightness between the input and output side departments against the water box while the Festig speed of the water tank, i.e. the strength of the connection between the tube sheet and the lid, then additionally on the rest can concentrate on areas where the level is not or less than at the ramp-like transition areas changes.

Die erfindungsgemäßen Wärmetauscher können insbe sondere dadurch hergestellt werden, daß man die im Anspruch 9 angegebene Richtung des Reibschweißens bzw. der das Reib schweißen bewirkenden Vibration quer, vorzugsweise rechtwink lig, zu den rampenartigen Übergangsbereichen wählt. Anders ausgedrückt sind dann alle rampenartigen Übergangsbereiche so zu wählen, daß ihre Querrichtung der Längserstreckungsrich tung der Trennwand entspricht.The heat exchanger according to the invention can in particular be produced in particular that one in claim 9 specified direction of the friction welding or of the friction welding causing vibration across, preferably at right angles lig, to the ramp-like transition areas. Different then all ramp-like transition areas are expressed like this to choose that their transverse direction of the longitudinal direction device corresponds to the partition.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schemati scher Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen noch nä her erläutert. Es zeigen:The invention is based on schemati shear drawings on several embodiments still nä ago explained. Show it:

Fig. 1 einen Querschnitt längs eines Wasserkastens mit anschließendem Teilbereich eines Wärmetauschers längs der Schnittlinie I-I in Fig. 2; FIG. 1 is a cross section along a channel box with subsequent partial area of a heat exchanger taken along the line II in Fig. 2;

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Rohrboden des Was serkastens von innen bei abgenommenem Deckel; Figure 2 is a plan view of the tube sheet of the What serkastens from the inside with the cover removed.

Fig. 3 eine Ansicht des Deckels des Wasserkastens von dessen schmaler Stirnseite her; Figure 3 is a view of the lid of the water tank from its narrow end face.

Fig. 4 einen Querschnitt längs der ersten Reib schweißverbindung zwischen Rohrboden und Deckel bei einem Rohrboden, der mit dem Deckel nach Fig. 3 zusammen Verwendung finden kann; Figure 4 shows a cross section along the first friction weld connection between the tube sheet and the cover in a tube sheet, which can be used together with the cover of Figure 3;

Fig. 4a eine Variante des Ausschnittes a aus Fig. 3 bei einem Rohrboden, der auch in Verbindung mit dem Deckel nach Fig. 3 Verwendung finden kann; und FIG. 4a shows a variant of the detail A of Figure 3 with a tube sheet, which can also be found in connection with the cover of Figure 3. Use.; and

die Fig. 5 und 5a zwei unterschiedliche Phasen der Herstellung der ersten Reibschweißverbindung rechtwinklig zur Reibschweißrichtung bzw. deren Vibrationsrichtung. Figs. 5 and 5a, two different phases of the manufacture of the first friction-welded at right angles to Reibschweißrichtung or their vibrating direction.

Der in Fig. 1 im ganzen angesprochene Wasser/Luft- Wärmetauscher weist ein Bündel von wasserführenden Rohren 2 auf, die durch mechanisches Aufweiten mit einer Lamellenver rippung 4 wärmeleitend fest verbunden sind. Sowohl die Rohre 2 als auch die Verrippung 4 bestehen zweckmäßig aus Alumi nium, z. B. Al99,5 oder einer Aluminiumlegierung, vorzugsweise AlMn1 oder AlMgSi.The water / air heat exchanger referred to in Fig. 1 as a whole has a bundle of water-carrying pipes 2 , which are connected by heat expansion with a lamellaver ribbing 4 in a thermally conductive manner. Both the tubes 2 and the ribbing 4 are suitably made of aluminum, z. B. Al99.5 or an aluminum alloy, preferably AlMn1 or AlMgSi.

Die Rohre 2 sind mit ihrem jeweiligen einen Ende 6 in Öffnungen 8 eines Rohrbodens 10 aus Kunststoff dicht ein gesetzt. Der Rohrboden 10 wird, wie weiter unten noch im ein zelnen erläutert wird, mit einem Deckel 12 aus Kunststoff durch Reibschweißen zu einem Wasserkasten 14 zusammengesetzt.The tubes 2 are sealed with their respective one end 6 in openings 8 of a tube sheet 10 made of plastic. The tube sheet 10 is, as will be explained below in an individual, with a lid 12 made of plastic by friction welding to a water box 14 .

Der Wasserkasten 14 ist durch eine am Deckel 12 ausgebildete Trennwand 16 in eine eingangsseitige Abteilung 18 und eine ausgangsseitige Abteilung 20 aufgeteilt, in die jeweils ein Teil, im allgemeinen die Hälfte, der Rohre 2 des Rohrbündels kommunizierend eingreifen. Die Abteilungen 18 und 20 weisen hier nicht gezeigte Anschlüsse für den Einlaß und den Auslaß des in den Rohren geführten Wassers bzw. Was ser/Glykol-Gemisches auf.The water tank 14 is divided by a partition 16 formed on the cover 12 into an entrance-side section 18 and an exit-side section 20 , in each of which a part, generally half, of the tubes 2 of the tube bundle engage in a communicating manner. The departments 18 and 20 here have connections, not shown, for the inlet and outlet of the water carried in the pipes or water / glycol mixture.

Die mechanisch feste und dichte Befestigung der En den 6 der Rohre 2 im Rohrboden 10 erfolgt in auch bei der Er findung bevorzugter Weise vermittels in die Enden eingesetz ter Hülsen 22, welche mit einem umgelegten Außenflansch 24 eine umlaufende Vertiefung 26 bilden, in welche die Enden 6 der Rohre 2 formschlüssig unter Preßsitz eingreifen. Der Au ßenflansch seinerseits greift mit seinem freien Rand form schlüssig unter Verpressung in eine umlaufende Rille 28 im Rohrboden ein. Wegen der Einzelheiten dieser auch bei der Er findung bevorzugten Befestigungsart der Enden 6 der Rohre 2 im Rohrboden 10 wird auf die EP-A3 0 437 825 ausdrücklich Be zug genommen, deren Offenbarung im Zusammenhang mit dieser Rohrverbindung im Rohrboden ausdrücklich auch zum Gegenstand der vorliegenden Anmeldung gemacht ist. Dies ist im Rahmen der Aufgabenstellung der Erfindung deswegen bedeutsam, weil die Verbindung der Rohre mit dem Rohrboden einerseits und die im Rahmen der Erfindung vor allem betrachtete Verbindung des Deckels mit dem Rohrboden andererseits die beiden Hauptquel len einer Undichtigkeit im Wasserkastenbereich bilden.The mechanically firm and tight fastening of the ends 6 of the tubes 2 in the tube sheet 10 is also carried out in the preferred manner by means of inserted into the ends of the sleeves 22 , which form a circumferential recess 26 with a folded outer flange 24 into which the ends 6 of the tubes 2 engage positively under a press fit. The Au ßflansch in turn engages with its free edge positively under compression in a circumferential groove 28 in the tube sheet. Because of the details of this preferred method of fastening the ends 6 of the tubes 2 in the tube sheet 10 , reference is expressly made to EP-A3 0 437 825, the disclosure of which in connection with this tube connection in the tube sheet is expressly also the subject of the present application is made. This is important in the context of the task of the invention because the connection of the tubes to the tube sheet on the one hand and the connection of the cover to the tube sheet on the other hand, which is primarily considered in the context of the invention, form the two main sources of a leak in the water tank area.

Wie insbesondere aus Fig. 2 erkennbar ist, sind die Hülsen 22 und damit auch die Rohre 2 in ihrem Bündel in auf Lücke versetzten Reihen angeordnet. Diese Anordnung bedingt, daß ein im Rohrboden 10 integral mit ausgebildeter Zwischen steg 30 längs einer zwischen zwei benachbarten, auf Lücke versetzten Rohrreihen in einer Wellenform verläuft. Dieser Zwischensteg 30 weist an seiner freien Stirnseite eine durch gehend ebene Fläche 34 auf, an der die zweite Reibschweißver bindung 32 hergestellt wird. Der Zwischensteg 30 setzt sich unmittelbar in die am Deckel 12 mit ausgebildete Trennwand 16 des Wasserkastens fort, die dementsprechend vorzugsweise ebenso gewellt ausgebildet ist wie der Zwischensteg 30 und eine zur Fläche 34 komplementäre ebene Fläche 36 aufweist, die zusammen mit der Fläche 34 die erwähnte zweite Reib schweißverbindung 32 bildet. Etwas genauer gesagt bilden funktionell in gleichartiger Ausbildung über ihre Höhe die Trennwand 16 und der Zwischensteg 30 die Abtrennung der ein gangsseitigen Abteilung 18 und der ausgangsseitigen Abtei lung 20 des Wasserkastens.As can be seen in particular from FIG. 2, the sleeves 22 and thus also the tubes 2 are arranged in their bundles in rows which are set to a gap. This arrangement requires that an integrally formed in the tube sheet 10 with intermediate web 30 runs along a wave form between two adjacent, staggered rows of tubes. This intermediate web 30 has on its free end face a through flat surface 34 on which the second Reibschweißver connection 32 is made. The intermediate web 30 continues directly into the partition 16 of the water box formed on the cover 12 , which is accordingly preferably corrugated as the intermediate web 30 and has a flat surface 36 complementary to the surface 34 , which together with the surface 34 has the aforementioned second Friction welded joint 32 forms. To put it more precisely, the partition 16 and the intermediate web 30 form the function of the same design over their height, the separation of the aisle-side section 18 and the exit-side section 20 of the water tank.

Eine die zweite Reibschweißverbindung 32 ergänzende und an diese im Übergangsbereich 38 unmittelbar übergehende erste Reibschweißverbindung 40 ist zwischen dem Deckelrand 42 und dem Rand 44 des Rohrbodens 10 ausgebildet und besteht wiederum aus zueinander komplementären Flächen 45 und 47 ei nerseits am Deckelrand 42 des Deckels 12 und andererseits am Rand 44 des Rohrbodens 10. Eine solche erste Reibschweißver bindung hat in bezug auf die gleichartig wie beim Stand der Technik ausgebildete zweite Reibschweißverbindung bei den be kannten, zur Bildung des Oberbegriffs von Anspruch 1 herange zogenen Ausführungsformen ein konstantes unterschiedliches Niveau, so daß es im Übergangsbereich 38 zu Undichtigkeiten aufgrund des abrupten Niveausprunges kommen kann. Dies wird bei dem erfindungsgemäßen Wärmetauscher verhindert, indem das von der zweiten Reibschweißverbindung 32 unterschiedliche Ni veau bei der ersten Reibschweißverbindung nur in allen den Bereichen eingestellt wird, welche nicht im Übergangsbereich 38 gelegen sind. In diesem Übergangsbereich 38 wird jedoch das Niveau der ersten Reibschweißverbindung an das der zwei ten Reibschweißverbindung angeglichen und der Übergang konti nuierlich über rampenartige Übergangsbereiche 46 bewirkt. Diese brauchen nur vorgesehen zu sein, um den sprungfreien Anschluß der ersten und der zweiten Reibschweißverbindung an einander zu gewährleisten. A second friction-welded connection 32 complementary and first of these directly passing over in the transition region 38 friction-welded connection 40 is between the lid rim 42 and the rim 44 are formed of the tube plate 10 and in turn comprises mutually complementary surfaces 45 and 47 egg nerseits edge of the lid 42 of the lid 12 and on the other hand at the edge 44 of the tube sheet 10 . Such a first Reibschweißver connection has a constant different level with respect to the second friction welded connection, which is of the same design as in the prior art and is used to form the preamble of claim 1, so that there are leaks in the transition region 38 due to the abrupt Level jump can come. This is prevented in the heat exchanger according to the invention in that the level different from the second friction weld connection 32 is only set in the first friction weld connection in all the areas which are not located in the transition area 38 . In this transition area 38 , however, the level of the first friction weld connection is adjusted to that of the second friction weld connection and the transition is effected continuously via ramp-like transition areas 46 . These only need to be provided in order to ensure that the first and second friction-welded connections are connected without jumps to one another.

Bei der in Fig. 4 gezeigten Variante ist vorgese hen, daß - in Darstellung an der Fläche 47 des Rohrbodens 10 - nur aus ebenen Abschnitten zusammengesetzt ist, und zwar neben den rampenartigen Übergangsabschnitten 46 noch aus den zu deren beiden Seiten anschließenden Flächen 48 und 50 mit unterschiedlichem Niveau. Die Fläche 50 ist dabei niveaumäßig an das Niveau der zweiten Reibschweißverbindung angepaßt. Da bei ist eine Identität des Niveaus der Fläche 50 mit dem der am Zwischensteg 30 ausgebildeten Fläche 34 möglich. Es können jedoch auch Unterschiede vorhanden sein, die höchstens gleich dem, oder besser weniger als das beim Reibschweißen wegfal lende(n) Abschweißmaß sind. Diese Verhältnisse werden nach folgend an den Fig. 5 und 5a noch weiter veranschaulicht.In the variant shown in FIG. 4 is hen hen, that - in the representation on the surface 47 of the tube sheet 10 - is composed only of flat sections, in addition to the ramp-like transition sections 46 from the adjoining surfaces 48 and 50 on both sides with different levels. The surface 50 is adapted in terms of level to the level of the second friction weld connection. Since an identity of the level of the surface 50 with that of the surface 34 formed on the intermediate web 30 is possible. However, there may also be differences that are at most equal to, or rather less than, the welding dimension that is eliminated in friction welding. These relationships are illustrated further in the following on FIGS. 5 and 5a.

Fig. 4a zeigt eine Variante zu Fig. 4 mit der Be sonderheit, daß hier wenigstens die rampenförmigen Übergangs bereiche 46 nicht eine ebene Flächenausbildung zeigen, son dern eine gekrümmte. Das Maß dieser Krümmung und die Wahl, ob diese Krümmung konvex, konkav oder gegebenenfalls konvex und konkav in Folge gewählt wird, ist im Rahmen der Erfindung frei wählbar, da die Reibschweißung quer zur Rampenausbildung des rampenartigen Übergangsbereichs im Sinne des Pfeils 52 in Fig. 5 erfolgen soll. Mit anderen Worten soll die Vibration der Reibschweißverbindung in Längserstreckungsrichtung von Zwischensteg 30 bzw. Trennwand 16 erfolgen. Die rampenartigen Übergangsbereiche sind dementsprechend neben diesen Bauele menten angeordnet, so daß sich dadurch eine Reibschweißung quer zum rampenartigen Übergangsbereich ergibt. Fig. 4a shows a variant of Fig. 4 with the special feature that here at least the ramp-shaped transition areas 46 do not show a flat surface formation, but a curved one. The extent of this curvature and the choice of whether this curvature is chosen to be convex, concave or, if appropriate, convex and concave in succession, can be freely selected within the scope of the invention, since the friction welding transverse to the ramp formation of the ramp-like transition region in the sense of arrow 52 in FIG. 5 should be done. In other words, the vibration of the friction welding connection is to take place in the longitudinal direction of the extension web 30 or partition 16 . The ramp-like transition areas are accordingly arranged next to these components, so that this results in friction welding across the ramp-like transition area.

In nicht dargestellter Weise kann auch noch eine gewisse leichte Krümmung der ersten und/oder der zweiten Reibschweißverbindung 32 und 40 in Richtung des Pfeiles 52 vorgesehen sein, welche allein durch die in moderner Technik gerade noch möglichen Krümmungen in Reibschweißrichtung be grenzt ist.In a manner not shown, a certain slight curvature of the first and / or the second friction weld connection 32 and 40 can also be provided in the direction of the arrow 52 , which is limited solely by the curvatures in the friction welding direction that are still possible in modern technology.

Anhand der Fig. 5 und 5a wird nun die Herstellungs weise des erfindungsgemäßen Wärmetauschers näher veranschau licht, wobei in Fig. 5 die beiden Einzelteile Rohrboden 10 und Deckel 12 vor Beginn des Reibschweißens und in Fig. 5a die erste Reibschweißverbindung 40 nach dem Verschweißen dar gestellt sind.Referring to Figs. 5 and 5a, the manufacturing will now instance of the heat exchanger according to the invention light shown in detail, wherein provided in Fig. 5 the two individual parts tube sheet 10 and lid 12 before the start of friction welding and in Fig. 5a, the first friction weld 40 after welding is are.

Gemäß den altbekannten Prinzipien der Reibschweiß technik (vgl. z. B. den Artikel "Vibration welding - shaking up the status quo in joining plastics" aus Plastics Enginee ring, August 1980, S. 20 bis 22, insbesondere Fig. 2(d) auf S. 22) wird dabei in dem Bauteil, welches später den fertigen Rohrboden 10 bildet, zunächst quer zur Reibschweißrichtung 52, nicht jedoch an den anderen Bereichen der ersten Reib schweißverbindung 40, zwischen dem Rand des den Rohrboden 10 später bildenden Teils und der ersten Reibschweißverbindung jeweils eine Rille 54 ausgebildet, welche jedoch bei dem fer tigen Wärmetauscher nicht mehr vorhanden ist. Vielmehr wird die Reibschweißfläche 47 am späteren Rohrboden 10 während des Reibschweißvorgangs bis auf den Grund der Rille 54 verlagert. Das vor dem Reibschweißen noch gebildete Loch 56 verschwindet dabei, da sich das Niveau der zweiten Reibschweißverbindung 32 mit dem Absenken der Fläche 47 zusammen ändert, so daß dann gemäß Fig. 5a die Fläche 36 an der Trennwand 16 bis zum Grund des Loches 56 abgesenkt wird. Das beim Reibschweißen verdrängte Schweißgratmaterial 58 sammelt sich dabei au ßerhalb des Randes 42 des Deckels 12 zwischen einem am Deckel außen angeformten und etwa parallel zum Rohrboden 10 verlau fenden Ringflansch 60 und einem am Rand des Rohrbodens 10 senkrecht orientierten umlaufenden Steges 62, wobei die Teile 60 und 62 auch in der fertigen Gestaltung des Wärmetauschers noch etwas Abstand haben können (gemäß Darstellung in Fig. 5a) aber nicht haben müssen. Dies hängt im wesentlichen von dem Abschweißmaß ab, für das bei etwas Abstand auch ein Tole ranzbereich mit in Betracht gezogen wird.According to the well-known principles of friction welding technology (cf. for example the article "Vibration welding - shaking up the status quo in joining plastics" from Plastics Enginee ring, August 1980, pp. 20 to 22, in particular Fig. 2 (d) on p. 22) is in the component which later forms the finished tube sheet 10 , initially transversely to the friction welding direction 52 , but not at the other areas of the first friction weld joint 40 , between the edge of the tube sheet 10 later forming part and the first Friction welding connection each formed a groove 54 , which, however, is no longer present in the finished heat exchanger. Rather, the friction welding surface 47 on the subsequent tube sheet 10 is shifted to the bottom of the groove 54 during the friction welding process. The hole 56 still formed before the friction welding disappears, since the level of the second friction welding connection 32 changes with the lowering of the surface 47 , so that the surface 36 on the partition 16 is then lowered to the bottom of the hole 56 according to FIG. 5a . The welding burr material 58 displaced during friction welding collects outside the edge 42 of the cover 12 between an annular flange 60 formed on the outside of the cover and approximately parallel to the tube sheet 10 and a circumferential web 62 oriented vertically on the edge of the tube sheet 10 , the parts 60 and 62 may still have some distance in the finished design of the heat exchanger (as shown in FIG. 5a) but need not have. This essentially depends on the degree of welding, for which a tolerance range is also taken into account at some distance.

Claims

1. Water / air heat exchanger for motor vehicles, in particular heating heat exchangers or engine coolers, with a bundle of ribbed ( 4 ) pipes ( 2 ) which carry the water and which have at least one end ( 6 ) in openings ( 8 ) of a tube sheet ( 10 ). made of plastic, which is assembled with a cover ( 12 ) made of plastic by friction welding to form a water tank ( 14 ), which is formed by a partition ( 16 ) formed on the cover ( 12 ) into an input-side and an output-side compartment ( 18 , 20 ) is divided, with a first friction weld connection ( 40 ) running around the water tank ( 14 ) between the cover edge ( 42 ) and the edge ( 44 ) of the tube sheet ( 10 ) and a second friction weld connection ( 32 ) between the partition wall ( 16 ) and the tube sheet ( 10 ) with level differences between the first and second friction welded connections ( 32 , 40 ) are provided, characterized in that the level of the first friction welded connection ( 40 ) in transition areas ( 38 ) to the second friction weld connection ( 32 ) is adapted to its level and in other areas ( 48 ) has a different level.

2. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the different level ranges ( 48 , 50 ) of the first friction weld ( 40 ) by ramp-like transition areas ( 46 ) connect to each other.

3. Heat exchanger according to claim 1 or 2, characterized in that the first friction weld ( 40 ) has only two levels of its different level ranges ( 48, 50 ).

4. Heat exchanger according to claim 3, characterized in that the level of the first friction weld connection ( 40 ) only in their transition regions ( 38 ) to the second friction weld connection ( 32 ) is different from the other level.

5. Heat exchanger according to one of claims 1 to 4, characterized in that the first friction welded connection ( 40 ) from each straight in its extension direction areas ( 46 , 48 , 50 ) is composed.

6. Heat exchanger according to one of claims 1 to 4, characterized in that the first friction welding connection ( 40 ) transversely to the friction welding direction ( 52 ) has curved areas ( 46 in Fig. 4a), preferably in the region of the ramp-like transition areas ( 46 ).

7. Heat exchanger according to one of claims 1 to 6, characterized in that the first friction welding connection ( 40 ) in the friction welding direction ( 52 ) is slightly curved.

8. Heat exchanger according to one of claims 1 to 7; since characterized in that the second friction welding connection ( 32 ) is slightly curved in the friction welding direction ( 52 ).

9. A method of manufacturing a heat exchanger according to one of claims 1 to 8 by vibrating the cover ( 12 ) relative to the tube sheet ( 10 ) in the friction welding direction ( 52 ), characterized in that the friction welding is carried out in the transverse direction of the ramp-like transition areas ( 46 ) .

10. The method according to claim 9, characterized in that in the tube sheet ( 10 ) of the heat exchanger forming component ( 10 in Fig. 5) prior to the friction welding a groove ( 54 ) is pre-formed, however, the environment material of the groove ( 54 ) removed to the bottom and the weld burr material ( 58 ) is collected in a pocket located outside the cover ( 12 ) between parts ( 60 , 62 ) formed on the tube sheet ( 10 ) and on the cover ( 12 ).