DE4425238A1 - Wärmeaustauscher, insbesondere Kühler - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmeaustauscher, ins­ besondere Kühler, der im Oberbegriff des Anspruchs 1 defi­ nierten Art.

Bei einem bekannten Wärmeaustauscher dieser Art (DE-OS 27 03 528) wird in den etwa U-förmigen Randabschnitt des Rohrbodens in einem besonderen Arbeitsgang zunächst die Dichtung eingelegt und hiernach der Sammelkasten aufgesetzt, wobei dieser mit dem rundum laufenden Fuß von oben her in den etwa U-förmigen Randabschnitt eingreift und eingedrückt wird. Die Befestigung des Sammelkastens am Rohrboden erfolgt durch eine Rastverbindung zwischen Wasserkasten und Rohr­ boden, über die die Dichtung unter Spannung gehalten wird. Beim Aufsetzen des Sammelkastens kann es vorkommen, daß dessen Fuß infolge von Toleranzen oder ungenauer Arbeits­ weise nicht exakt in den etwa U-förmigen Randabschnitt ein­ geführt wird, so daß der Fuß bei der anschließenden Her­ stellung der Rastverbindung seitlich nach innen verschoben wird und daher nur teilweise oder verkantet in dem U-för­ migen Randabschnitt sitzt. Dies kommt daher, weil der Fuß des Sammelkastens bereits auf die Dichtung drückt, bevor er seitlich geführt wird. Bei ungenauer Plazierung der Dichtung kann der Fuß des Sammelkastens bei weiterem Herunter­ drücken des Sammelkastens wegen unzulänglicher Seiten­ führung nach innen ausweichen, so daß der Fuß dann für den nachfolgenden Befestigungsvorgang eine falsche Position einnimmt. Beim Aufdrücken des Sammelkastens mit dem Fuß auf die Dichtung besteht ferner die Gefahr, daß der Druck auf die Dichtung einen vorgegebenen Wert überschreitet, was unbedingt vermieden werden muß, um die notwendige Elastizität der Dichtung beizubehalten. Bei der Montage muß daher mit großer Aufmerksamkeit und Genauigkeit gear­ beitet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wärmeaus­ tauscher, insbesondere Kühler, der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die Montage vereinfacht wird.

Die Aufgabe ist bei einem Wärmeaustauscher, insbesondere Kühler, der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 gelöst. Dadurch, daß die Dichtung mit dem Fuß bereits ver­ bunden und an diesem gehalten ist, entfällt der besondere Arbeitsgang des separaten Einlegens der Dichtung. Zugleich ist gewährleistet, daß die Dichtung relativ zum Fuß des Sammelkastens immer an der richtigen Stelle liegt. Beim Einführen des Fußes in den etwa U-förmigen Randabschnitt kommt der mindestens eine Stützteil an der Innenfläche des inneren Wandteils zur Anlage noch bevor die Dichtung den Grund des etwa U-förmigen Randabschnitts berührt. Dadurch wird der gesamte Fuß des Sammelkastens sicher in den U-förmigen Raum des Randabschnitts hineinge­ führt. Ein zu starkes Zusammendrücken oder gar Zerquetschen der Dichtung kann in einfacher Weise ebenfalls vermieden werden. Ferner sind die Voraussetzungen dafür geschaffen, die Montage des Sammelkastens zu automatisieren. Von Vor­ teil ist ferner, daß der Sammelkasten aus Kunststoff einerseits und die damit verbundene Dichtung andererseits jeweils einer Wiederverwertung zugeführt werden können, da die Dichtung sich im Bedarfsfall vom Fuß des Sammelkastens entfernen läßt, z. B. abziehen läßt. Insgesamt wird durch die Erfindung eine sichere und fehlerfreie, einfachere Montage des Sammelkastens erreicht, ferner die Gefahr einer etwaigen Beschädigung oder Zerstörung der Dichtung bei der Montage vermieden und die Möglichkeit der Auto­ matisierung der Montage erreicht.

Weitere vorteilhafte Erfindungsmerkmale und Ausgestaltungen ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 13. Der nach unten überstehende mindestens eine Stützteil stößt bei der Mon­ tage auf den Grund des etwa U-förmigen Randabschnitts auf und bildet somit in vorteilhafter Weise einen Begrenzungs­ anschlag, wodurch ein Beschädigen, insbesondere Zerquet­ schen, der Dichtung mit Sicherheit vermieden ist.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.

Der vollständige Wortlaut der Ansprüche ist vorstehend allein zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen nicht wiedergegeben, sondern statt dessen lediglich durch Nennung der Anspruchsnummern darauf Bezug genommen, wo­ durch jedoch alle diese Anspruchsmerkmale als an dieser Stelle ausdrücklich und erfindungswesentlich offenbart zu gelten haben. Dabei sind alle in der vorstehenden und folgenden Beschreibung erwähnten Merkmale weitere Bestand­ teile der Erfindung, auch wenn sie nicht besonders hervor­ gehoben und insbesondere nicht in den Ansprüchen erwähnt sind.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht eines Abschnitts eines Wärmeaustauschers,

Fig. 2 einen schematischen senkrechten Schnitt des rechten Randbereichs des Wärmeaustauschers in Fig. 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 3 einen schematischen senkrechten Schnitt allein des randseitigen Fußes des Sammelkastens des Wärme­ austauschers in Fig. 1 und 2, vor dem Zusammenbau,

Fig. 4 einen schematischen horizontalen Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 2,

Fig. 5 einen schematischen horizontalen Schnitt etwa entsprechend demjenigen in Fig. 4 eines Randbereiches eines Wärmeaustauschers gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.

In Fig. 1 bis 4 ist ein Wärmeaustauscher 10 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel gezeigt, der insbesondere als Kühler gestaltet bzw. benutzt wird und hierbei z. B. als Wasserkühler für eine Brennkraftmaschine. Der Wärmeaus­ tauscher 10 weist einen Rohrboden 11 auf, der aus Metall, insbesondere z. B. aus Aluminium oder einer Aluminiumlegie­ rung, besteht und in dessen ebenen Teil hier nicht weiter gezeigte Rohre eingesetzt und fest und dicht damit ver­ bunden sind, die mit ihren Enden oberhalb des Rohrbodens 11 ausmünden. Schematisch ist in Fig. 1 insoweit lediglich ein Kühlnetz 12 angedeutet, das ausgehend vom Rohrboden 11 sich nach unten erstreckt. Bestandteil dieses Kühlnetzes 12 sind die zuvor beschriebenen Rohre und bedarfsweise ferner nicht weiter gezeigte Leitelemente in den Bereichen zwischen den Rohren.

Der Rohrboden 11 ist in Draufsicht etwa rechteckförmig mit abgerundeten Ecken ausgebildet. Auf den Rohrboden 11 ist ein Sammelkasten 13 aus Kunststoff aufgesetzt, der mit dem Rohrboden 11 lösbar verbunden ist. Hierzu weist der Rohr­ boden 11 einen umlaufenden, im Querschnitt etwa U-förmigen Randabschnitt 14 mit einem inneren Wandteil 15 und einem quer in Abstand davon verlaufenden äußeren Wandteil 16 auf. Der Sammelkasten 13 weist einen umlaufenden Fuß 17 auf, der in dem Randabschnitt 14 des Rohrbodens 11 aufgenommen und gehalten ist. Der Fuß 17 ist mit einem Flansch 18 mit horizontaler Flanschfläche versehen, die oberseitig von umgelegten Bördellappen 19 am Randabschnitt 14 des Rohr­ bodens 11 übergriffen ist.

Der in den etwa U-förmigen Randabschnitt 14 eingreifende Fuß 17 ist an zumindest einem der Wandteile 15, 16 des Randabschnittes 14 geführt und abgestützt. Im Bereich des Randabschnittes 14 und des Fußes 17 befindet sich zwischen beiden eine umlaufende Dichtung 20.

Am Fuß 17 des Sammelkastens 13 ist an der dem inneren Wand­ teil 15 des Randabschnitts 14 zugeordneten Seite, d. h. an der in Fig. 2 und 3 linken Seite, mindestens ein mit diesem inneren Wandteil 15 zusammenwirkender Stützteil 21 ange­ formt, der beim ersten Ausführungsbeispiel in Fig. 1 bis 4 als durchlaufender Stützsteg 22 ausgebildet ist. Der Stütz­ teil 21, insbesondere Stützsteg 22, steht zum Grund 23 des etwa U-förmigen Randabschnitts 14 hin über.

Die Dichtung 20 ist von vornherein mit dem Fuß 17 verbunden und an diesem gehalten. Sie muß daher nicht in einem gesonderten Arbeitsgang in den Randabschnitt 14 eingelegt werden. Dieser Arbeitsgang entfällt somit. Beim Aufsetzen des Sammelkastens 13 und Eingreifen des randseitigen Fußes 17 in den etwa U-förmigen Randabschnitt 14 ist zugleich gewährleistet, daß dann die Dichtung 20 immer an die richtige Stelle gelangt.

Die Dichtung 20 ist mit dem Fuß 17 durch Anspritzen an diesem verbunden. Das Anspritzen der Dichtung 20 kann bei noch warmem Kunststoffmaterial des Sammelkastens 13 an dessen Fuß 17 erfolgen. Hierbei wird zunächst der Sammel­ kasten 13 aus Kunststoff geformt und anschließend bei noch warmem Material die Dichtung 20 an den Fuß 17 angespritzt.

Die Dichtung 20 ist an der Unterseite 24 des Fußes und dabei seitlich neben dem mindestens einen Stützteil 21 in Gestalt des durchlaufenden Stützsteges 22 angeordnet, ins­ besondere angespritzt. Der durchlaufende Stützsteg 22 steht nach unten über diese Unterseite 24, die eine etwa horizontale Fußfläche des Fußes 17 bildet, über. Die Dichtung 20 ist im Winkelbereich zwischen dieser Unterseite 24 und der in Fig. 2 nach rechts weisenden Außenfläche 25 des Stützsteges 22 angeordnet, insbesondere angespritzt. Der mindestens eine Stützteil 21, insbesondere Stützsteg 22, ist mit der in Fig. 2 nach links weisenden Außenfläche 26 an der zugewandten, in Fig. 2 und 4 nach rechts weisen­ den Innenfläche 27 des inneren Wandteils 15 geführt und abgestützt. Beim Einführen des Fußes 17 in den etwa U-för­ migen Randabschnitt 14 kommt somit der mindestens eine Stützteil 21, insbesondere Stützsteg 22, an dieser Innen­ fläche 27 des inneren Wandteils 15 zur Anlage, bevor die Dichtung 20 den Grund 23 des Randabschnitts 14 berührt.

Fig. 3 zeigt die Dichtung 20 im unbelasteten Zustand. Man erkennt, daß die Dichtung 20 in diesem Zustand über den Fuß 17 und dessen mindestens einen Stützteil 21, insbesondere Stützsteg 22 nach unten hin übersteht. Wie Fig. 3 zeigt, steht die Dichtung 20 mit einem wesentlichen Querschnitts­ bereich nach unten hin über. Auf ihrer Außenseite 28, die im zusammenmontierten Zustand zur Innenfläche 29 des äußeren Wandteils 16 des Randabschnitts 14 hinweist und daran anliegt, weist die Dichtung 20 zumindest eine Aus­ nehmung 30 auf, die beim Belasten der Dichtung 20 (Fig. 2) zur Aufnahme des dabei verdrängten Dichtungsmaterials dient, so daß ein Zerquetschen der Dichtung 20 vermieden ist.

Der mindestens eine Stützteil 21, insbesondere Stützsteg 22, steht im montierten Zustand auf dem Grund 23 des Rand­ abschnitts 14 auf. Er wirkt als Begrenzungsanschlag. Da­ durch ist gewährleistet, daß der Druck auf die Dichtung 20 nicht einen bestimmten Wert überschreitet, so daß diese ihre Elastizität beibehält, die notwendig ist, um die er­ läuterte Bördelverbindung gespannt zu halten und zugleich eine dauerhafte Abdichtung zwischen dem Fuß 17 und dem Randabschnitt 14 zu gewährleisten. Da die Dichtung 20 von vornherein mit dem Fuß 17 verbunden ist, insbesondere an dessen Unterseite angespritzt ist, muß diese nicht als besonderes Teil auf Lager gehalten, bereitgestellt und bei der Montage separat eingelegt werden. Zugleich entfallen etwaige Probleme, die sich bei einem separaten Einlegen durch ungenaue Plazierung der Dichtung 20 sonst ergeben würden. Somit ist beim Einsetzen des Fußes 17 in den Rand­ bereich 14 gewährleistet, daß die Dichtung 20 immer an die richtige Stelle gelangt.

Beim Einführen des Fußes 17 in den etwa U-förmigen Randab­ schnitt 14 gelangt der Stützteil 21, insbesondere Stütz­ steg 22, an der zugeordneten Innenfläche 27 des inneren Wandteils 15 zur Anlage noch bevor die Dichtung 20 den Grund 23 des Randabschnitts 14 berührt. Dadurch wird der gesamte Fuß 17 sicher in den Randabschnitt 14 hineingeführt.

Ein etwaiges Zerquetschen der Dichtung 20 wird ebenfalls mit Sicherheit vermieden, weil der mindestens eine Stütz­ teil 21, insbesondere Stützsteg 221 als vertikaler Begren­ zungsanschlag wirksam ist. Somit wird eine sichere und fehlerfreie Montage des Sammelkastens 13 gewährleistet, bei der Montage eine etwaige Beschädigung oder gar Zer­ störung der Dichtung 20 vermieden und außerdem die Mög­ lichkeit erschlossen, die Montage des Sammelkastens 13 und Befestigung am Randabschnitt 14 zu automatisieren. Von Vorteil ist ferner, daß sowohl der Sammelkasten 13 als auch die Dichtung 20 später einer Wiederverwertung zugeführt werden können, da sich im Bedarfsfall die Dichtung 20 vom Fuß 17 des Sammelkastens 13 wieder abziehen läßt.

Bei dem in Fig. 5 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel sind für die Teile, die dem ersten Ausführungsbeispiel entsprechen, um 100 größere Bezugszeichen verwendet, so daß dadurch zur Vermeidung von Wiederholungen auf die Beschreibung des ersten Ausführungsbeispieles Bezug ge­ nommen ist.

Beim zweiten Ausführungsbeispiel folgen entlang dem Fuß 117 mehrere einzelne Stützteile 121 in Abstand aufeinander, die als nach unten gerichtete Vorsprünge ausgebildet sind, dem inneren Wandteil 115 in beschriebener Weise zugeordnet und daran geführt und abgestützt sind und der Abstützung des Fußes 117 in vertikaler Richtung auf dem Grund des Rand­ abschnitts 114 dienen. Dabei sind mehrere einzelne entlang dem Fuß 117 mit Abstand und quer dazu versetzt zueinander angeordnete Stützteile 121, 121a vorgesehen, von denen die einen Stützteile 121 an der zugeordneten Innenfläche 127 des inneren Wandteils 115 und die anderen Stützteile 121a an der zugeordneten Innenfläche 129 des äußeren Wandteils 116 geführt und abgestützt sind, und zwar jeweils mit ihrer der Innenfläche 127 bzw. 129 zugewandten Außenfläche. Auch auf diese Weise wird somit eine Führung des Fußes 117 zumindest durch den inneren Wandteil 115 gewährleistet. Die Dichtung 120 kann auch bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel analog dem ersten Ausführungsbeispiel auf der dort mit 24 bezeichneten Unterseite des Fußes und dort, wo die einzelnen Stützteile 121 bzw. 121a verlaufen, seitlich neben dem je­ weiligen Stützteil 121, 121a angeordnet und dabei an diesen Flächen angespritzt sein.

Claims (13)

1. Wärmeaustauscher, insbesondere Kühler, z. B. Wasserkühler für eine Brennkraftmaschine, mit einem Rohrboden (11) aus Metall und einem mit diesem lösbar verbundenen Sammel­ kasten (13) aus Kunststoff, wobei der Rohrboden (11) einen umlaufenden, im Querschnitt etwa U-förmigen Rand­ abschnitt (14) mit einem inneren Wandteil (15) und einem äußeren Wandteil (16) aufweist und der Sammelkasten (13) einen umlaufenden, in dem etwa U-förmigen Randabschnitt (14) aufgenommenen und gehaltenen Fuß (17) aufweist, der an zumindest einem der Wandteile des Randabschnitts (14) geführt und abgestützt ist, und mit einer im Bereich des etwa U-förmigen Randabschnitts (14) und des Fußes (17) zwischen diesen befindlichen, umlaufenden Dichtung (20), dadurch gekennzeichnet, daß am Fuß (17; 117) des Sammelkastens (13) an der dem inneren Wandteil (15; 115) des Randabschnitts (14; 114) zugeordneten Seite mindestens ein mit dem inneren Wand­ teil (15; 115) zusammenwirkender Stützteil (21; 121) ange­ formt ist, der zum Grund (23) des etwa U-förmigen Rand­ abschnitts (14; 114) hin übersteht und den Fuß (17; 117) darauf abstützt, und daß die Dichtung (20; 120) mit dem Fuß (17; 117) verbunden und an diesem gehalten ist.

2. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (20; 120) mit dem Fuß (17; 117) durch Anspritzen daran verbunden ist.

3. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (20; 120) bei noch warmem Kunststoff­ material des Sammelkastens (13) an dessen Fuß (17; 117) angespritzt ist.

4. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (20; 120) an der Unterseite (24) des Fußes (17; 117) und seitlich neben dem mindestens einen Stützteil (21; 121) des Fußes (17; 117) angeordnet, insbesondere angespritzt, ist.

5. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Stützteil (21; 121) mit einer Außenfläche (26) an der zugewandten Innenfläche (27; 127) des inneren Wandteils (15; 115) geführt und abge­ stützt ist.

6. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Stützteil (21; 121) beim Ein­ führen des Fußes (17; 117) in den etwa U-förmigen Rand­ abschnitt (14; 114) an der Innenfläche (27; 127) des inneren Wandteils (15; 115) zur Anlage kommt, bevor die Dichtung (20; 129) den Grund (23) des etwa U-förmigen Randabschnitts (14; 114) berührt.

7. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (20; 120) im unbelasteten Zustand über den Fuß (17; 117) und dessen mindestens einen Stützteil (21; 121) nach unten hin übersteht.

8. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (20; 120) auf vorzugsweise der zur Innenfläche (29; 129) des äußeren Wandteils (16; 116) des etwa U-förmigen Randabschnitts (14; 114) weisenden Außenseite (28) mindestens eine Ausnehmung (30) zur Aufnahme des beim Belasten der Dichtung (20; 120) ver­ drängten Dichtungsmaterials aufweist.

9. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Stützteil (21) als durchlaufender Stützsteg (22) ausgebildet ist.

10. Wärmeaustauscher nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Stützteil (21; 121), insbeson­ dere der durchlaufende Stützsteg (22), nach unten über eine etwa horizontale Fußfläche (24) des Fußes (17) übersteht und die Dichtung (20) im Winkelbereich zwischen der Fußfläche (24) und dem Stützteil (21; 121) angeordnet, insbesondere angespritzt, ist.

11. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß entlang dem Fuß (117) mehrere einzelne Stützteile (121) in Abstand aufeinanderfolgen, die als nach unten gerichtete Vorsprünge ausgebildet und dem inneren Wand­ teil (115) zugeordnet und daran geführt und abgestützt sind.

12. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch mehrere einzelne, entlang dem Fuß (117) mit Abstand und quer dazu versetzt zueinander angeordnete Stützteile (121, 121a), von denen die einen (121) an der zugeord­ neten Innenfläche (127) des inneren Wandteils (115) und/oder die anderen (121a) an der zugeordneten Innen­ fläche (129) des äußeren Wandteils (116) jeweils mit ihrer Außenfläche geführt und abgestützt sind.

13. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Fuß (17; 117) einen Flansch (18) aufweist, der oberseitig von umgelegten Bördellappen (19) am Rand­ abschnitt (14; 114) des Rohrbodens (11) übergriffen ist.