EP1010962B1

EP1010962B1 - Wasser/Luft-Kühler

Info

Publication number: EP1010962B1
Application number: EP99123054A
Authority: EP
Inventors: Friedrich Tritt
Original assignee: Modine Manufacturing Co
Current assignee: Modine Manufacturing Co
Priority date: 1998-12-16
Filing date: 1999-11-20
Publication date: 2002-06-12
Anticipated expiration: 2019-11-20
Also published as: ES2179586T3; DE59901712D1; DE29822378U1; EP1010962A3; EP1010962A2

Description

Die Erfindung betrifft einen Wasser/Luft-Kühler für Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere für Nutzfahrzeuge mit den Merkmalen des Oberbegriffes im Anspruch 1.
Der so ausgebildete Wasser/Luft-Kühler ist aus dem EP 504 034 bekannt. Bei dem bekannten Wasser/Luft-Kühler sind sämtliche Verbindungen der Seitenteile mit den Kunststoffwasserkästen mittels gewindeschneidender Schrauben ausgeführt. Die Schraubarbeitsgänge sind zeitaufwendig und jede Schraube stellt ein Einzelteil dar, daß bereitgestellt werden muß. Deshalb gibt es Lösungen, wie z.B. diejenigen aus EP 346 602 und EP 504 635, die ohne Schraubverbindungen auskommen. Dafür sind formschlüssige Verbindungen vorgesehen, die aus am Kunststoffwasserkasten angeformte Zapfen bestehen, die in Öffnungen der Seitenteile einrasten. In dem erstgenannten Dokument sind an jedem Kastenende vier Zapfen angeformt worden, wodurch die Kastenform werkzeugseitig recht aufwendig wird. Die Seitenteile bestehen selbst aus Kunststoff und weisen zusätzliche Schnapphaken auf, die nicht besonders zuverlässig sind. Beim Einbau oder beim Transport der Teile können die Haken abbrechen oder zumindest beschädigt werden. Dem zweiten Dokument können ähnliche Nachteile zugeordnet werden. Als Hauptnachteil beider Dokumente wäre zu nennen, daß die Montage der Seitenteile des Kühlers nicht durch Einschieben der Seitenteile in Richtung der Flachrohre des Kühlers bzw. senkrecht zur Längsrichtung der Kunststoffkästen erfolgen kann, sondern ausschließlich durch seitliches Heranführen, in Längsrichtung der Kunststoffkästen, wodurch die Laschen der Seitenteile aufgebogen werden. Ferner lassen diese formschlüssigen Verbindungen keine Längenausdehnung des Kühlnetzes bei dessen Erwärmung zu. Dafür müssen in den Seitenteilen aus den bekannten Lösungen extra Vorkehrung getroffen werden. Gewöhnlich werden Sicken oder dergleichen in die Seitenteile eingeprägt. Jede Verformung am Seitenteil wirkt sich auf die Werkzeugkosten aus. Es ist deshalb anzustreben die Längenausdehnung des Kühlnetzes zu ermöglichen, ohne jedoch für diesen Zweck Sicken oder die Stabilität herabsetzende Einschnitte im Seitenteil vornehmen zu müssen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in einer einfachen Verbindung, die eine unter engen räumlichen Verhältnissen vereinfachte Montage der Seitenteile mit den Kunststoffwasserkästen zuläßt und die die Längenausdehnung des Kühlnetzes gestattet.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Wegen der Abkantung im Stegteil des Seitenteiles und der gleitenden Aufnahme der Zapfen in den korrespondierende Öffnungen erlaubt die erfindungsgemäße Lösung, daß sich das Kühlnetz in Längsrichtung der Flachrohre ausdehnen kann. Die durch die Abkantung erreichte Elastizität in diesem Bereich gewährleistet zusätzliche Sicherheit. Langlöcher in den Seitenteilen sind prinzipiell nicht mehr notwendig. Sie können jedoch, gewissermaßen zusätzlich, vorgesehen werden. Durch die Löcher werden gewindeschneidende Schrauben hindurchgesteckt, die der Verbindung der Seitenteile mit den Kunststoffwasserkästen am gegenüberliegenden Kasten dienen. Die dazu verwendeten Schrauben besitzen einen am Schraubenkopf angeformten Bund, dessen Durchmesser geringfügig kleiner als der kleine Durchmesser des Langloches bzw. als der Lochdurchmesser ist und dessen Dicke der Dicke des Seitenteiles entspricht.

Der Montageprozeß wurde dadurch vereinfacht, daß die Seitenteile sowohl in Längsrichtung der Kunststoffkästen als auch senkrecht dazu, also von oben, an den Kühler herangeführt werden können. Dies ist besonders bei beengten räumlichen Verhältnissen von Bedeutung. Dabei werden zunächst die Zapfen in die Öffnungen im Stegteil eingeführt, wobei gleichzeitig die Rastelemente an den Laschen der Seitenteile hinter Anschläge am Kunststoffkasten einrasten. Die Rastelement bewirken die provisorische Befestigung der Seitenteile in ihrer Sollposition. Anschließend kann die Schraubverbindung am gegenüberliegenden Kasten erfolgen. Die Anordnung der Zapfen an der Querwand des Wasserkastens, die in Richtung der Flachrohre wegweisen, hat darüber hinaus den Vorteil, daß die Ausformbarkeit des Wasserkastens aus dem Spritzgußwerkzeug vereinfacht worden ist und daß die Werkzeugkosten trotz der Zapfen nicht wesentlich erhöht werden.

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Wasser/Luft-Kühler;

Fig. 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel in der Seitenansicht;

Fig. 3 zeigt eine Ansicht der Fig. 2, von oben;

Fig. 4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel in der Seitenansicht;

Fig. 4a ist ähnlich der Fig.4;

Fig. 5 zeigt eine Ansicht der Fig. 4 oder 4a, von oben;

Fig. 6 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel in der Seitenansicht;

Fig. 7 zeigt eine Ansicht der Fig. 6, von oben;

Fig. 8 zeigt eine Ansicht in Richtung des Pfeiles in Fig. 1;

Der Wasser/Luft-Kühler besitzt ein Kühlnetz 3, das aus einer oder mehreren Reihen von Flachrohren und zwischen den Flachrohren angeordneten wellenförmig verformten und mit Schnitten versehenen Lamellen besteht sowie durch Hartlötung zum Kühlnetz 3 verbunden und im übrigen nicht weiter beschrieben werden muß, weil es vielfältig bekannt ist. In Fig. 1 wurde, unten links, lediglich ein kleiner Ausschnitt des gesamten Kühlnetzes 3 eingezeichnet. Die gesamte Fläche zwischen dem oberen Kunststoffwasserkasten 1 und dem unteren Kunststoffwasserkasten 2 wird durch das Kühlnetz 3 ausgefüllt. Die Flachrohre erstrecken sich zwischen dem oberen 1 und dem unteren Wasserkasten 2, so daß die Kühlflüssigkeit durch die Eintrittsöffnung 4 in den oberen Wasserkasten 1 einströmen und durch die Flachrohre zum unteren Wasserkasten 2 gelangen kann, um durch die Austrittsöffnung 5 im unteren Wasserkasten 2 zurück in den Kühlkreislauf strömen zu können. Durch die Lamellen strömt die Kühlluft senkrecht zur Zeichnungsebene der Fig. 1.
Das linke Seitenteil 6 und das rechte Seitenteil 7 verbinden die Wasserkästen 1 und 2. Die untere Verbindung 8 ist mittels gewindeschneidender Schrauben 9 ausgeführt, die in glattwandige Bohrungen 12 eingeschraubt sind, die in Vorsprüngen an den Wänden des Wasserkastens 2 eingeformt sind. In den Laschen 10 der Seitenteile sind dazu Langlöcher 11 vorgesehen. Der wesentliche Unterschied zum EP 504 034 besteht darin, daß auch von der linken und rechten Stirnseite gewindeschneidende Schrauben 9 eingedreht worden sind, die sich ebenfalls in glattwandigen Bohrungen 12 befinden. Es versteht sich, daß aus diesem Grund auch im Stegteil 17 der Seitenteile 6 und 7 Löcher 11 vorgesehen worden sind, was jedoch aus den Abbildungen nicht zu sehen ist.

Beide Seitenteile 6 und 7 dienen der Abstützung des Kühlers im Fahrzeug, wozu entsprechende Halterungen 13 vorgesehen sind. Aus diesem Grund ist deren ausreichende Stabilität und auch eine sichere Verbindung mit den Kunststoffwasserkästen 1 und 2 wesentlich. Hierzu leisten die auch von den Stirnseiten eingeführten Schrauben 9 ihren Beitrag.
Die in Fig.1 eingekreiste obere Verbindung 14 ist in den Fig. 2 bis 7 in mehreren Beispielen näher gezeigt worden. Es versteht sich, daß es vollkommen egal ist, ob die Verbindung 14 oben oder unten vorgesehen ist. In den Fig. 2 und 3 sind die Zapfen 15 unmittelbar an der Querwand 16 des Kunststoffkastens 1 angeformt worden. Sie erstrecken sich in Richtung der Flachrohre, also im Bild vertikal nach oben. Das Stegteil 17 weist eine Abkantung 18 auf und drei Öffnungen 19. Die Abkantung besitzt hier einen Winkel 21 von 90°, weil die Querwand 16 parallel zu den Rohrböden 24 angeordnet ist. Die Größe des Winkels 21 wird also durch die Geometrie des Wasserkastens 1 bestimmt und kann ohne weiteres abweichend von den gezeigten Ausführungsbeispielen sein. Die Öffnungen 19 haben einen Kragen 20, der in den Fig. 2 und 3 nach oben gerichtet ist. Es versteht sich, daß sowohl an den Zapfen 15 als auch an den Öffnungen 19 abgerundete Kanten vorgesehen werden, um das Einführen der Zapfen 15 in diese Öffnungen 19 zu erleichtern.
Die Fig. 3 zeigt, daß die Zapfen 15 und die korrespondierenden Öffnungen 19 zueinander so angeordnet sind, daß sie ein gleichseitiges Dreieck einschließen. Von einiger Bedeutung ist nun die Form der einzelnen Öffnungen 19, die zwar bei allen Öffnungen 19 gleich ist, jedoch sind zwei Öffnungen 19 mit ihrer Längsachse in Richtung der Längsachse des Wasserkastens 1 angeordnet und die dritte Öffnung mit ihrer Längsachse quer dazu. Damit wird die Fixierung in Längs-und Querrichtung erreicht. An den Laschen 10 befindet sich je eine Anformung in Form eines Rastelementes 22, das am zur Kühlermitte weisenden Ende der Laschen 10 angeordnet worden ist. Die Rastelemente 22 sind halbrund im Querschnitt, so daß sich beim Aufschieben der Seitenteile 6 und 7 die Laschen 10 unter Ausnutzung der Elastizität etwas aufbiegen und die Seitenteile 6 und 7 bis in ihre Sollposition gebracht werden können, wo die Rastelemente 22 hinter am Wasserkasten 1 angeformte Anschläge 23 greifen. Das abgekantete Stegteil 17 befindet sich nur an einem Ende der Seitenteile 6 und 7, nicht am gegenüberliegenden anderen Ende der Seitenteile 6 und 7.

Deshalb können die Seitenteile 6 und 7 auch von oben montiert werden, indem das mit den Langlöchern 11 versehene untere Ende der Seitenteile 6 und 7 zunächst den oberen Wasserkasten 1 umgreift und anschließend senkrecht nach unten in die Sollposition bewegt werden kann.

In den Fig. 4, 4a und 5 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem die Zapfen 15 Einzelteile sind, die aus Metall sein könnten. Auch diese Zapfen 15 haben einen zylinderförmigen Kopf 24, an dem sich eine gewindeschneidende Schraube 25 anschließt. In der Querwand 16 des Kunststoffwasserkastens 1 befinden sich glattwandige Bohrungen bzw. Sacklocher 27, in die die Zapfen 15 mit ihren Schrauben 25 eingedreht werden können.(Fig. 4a) Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 ist ein glattwandiger Stift 28 am Zapfen 15 angeformt, der einfach in die glattwandige Bohrung 27 eingeführt ist. Da hier lediglich Kräfte quer zur Längsachse der Zapfen 15 aufgenommen werden müssen, ist auch eine solche Ausführung möglich und noch kostengünstiger.
Die Fig. 6 und 7 unterscheiden sich von den Fig. 2 und 3 dadurch, daß eine andere Form der Zapfen 15 gewählt worden ist. Sinngemäß sind die Öffnungen 19 an die Form der Zapfen 15 angepaßt worden. Der Kragen 20 ist nach innen gerichtet.
Die Fig. 8 zeigt die im Ausführungsbeispiel untere Befestigung etwas näher. Gewindeschneidende Schrauben 9 sind in glattwandige Bohrungen 12 eingeschraubt. Der Bereich der Schrauben 9 wurde herausgebrochen gezeichnet. Die glattwandigen Bohrungen 12 sind in Anformungen 26 am Kunststoffkasten ausgebildet. Solche Schrauben 9 sind sowohl im Stegteil 17, also der Stirnseite des Wasserkühlers, als in den Laschen 10, also von den Frontseiten des Wasserkühlers vorgesehen worden.

Bezugszeichenliste

1: einer der Kunststoffwasserkästen
2: der andere Kunststoffwasserkasten
3: Kühlnetz
4: Eintrittsöffnung
5: Austrittsöffnung
6: eine Seitenteil
7: anderes Seitenteil
8: untere Verbindung
9: Schrauben
10: Laschen
11: Rund-oder Langlöcher
12: glattwandige Bohrungen
13: Halterungen
14: obere Verbindung
15: Zapfen
16: Querwand
17: Stegteil
18: Abkantung
19: Öffnungen
20: Kragen
21: Winkel der Abkantung
22: Anformungen
23: Anschläge
24: Kopf des Zapfens
25: Schrauben
26: Anformung für 12
27: Sackloch
28: Stift

Claims

Wasser / Luft-Kühler für Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere für Nutzfahrzeuge, bestehend aus einem Kühlnetz (3) mit Flachrohren und dazwischen angeordneten Lamellen und aus gegenüberliegenden Kunststoffwasserkästen (1, 2) mit zwei parallelen Längswänden, einer die Längswände verbindenden Querwand und zwei gegenüberliegenden Stirnwänden; einer der Kunststoffwasserkästen (2) weist an den Enden glattwandige Bohrungen (12) auf, die zur Verbindung u-förmiger Seitenteile (6, 7) mit diesem Wasserkasten (2) mittels gewindeschneidender Schrauben (9) dienen, die durch Öffnungen (11) in Laschen (10) der Seitenteile (6, 7) hindurchgesteckt und in die glattwandigen Bohrungen (12) eingeschraubt sind,
dadurch gekennzeichnet, daß
der andere Kunststoffwasserkasten (1) an seinen gegenüberliegenden Enden an der Querwand (16) Zapfen (15) besitzt, die sich in Richtung der Flachrohre erstrecken und daß die u-förmigen Seitenteile (6;7) an den den Öffnungen (11) gegenüberliegenden Enden einen zwischen den Laschen (10) abgebogenen, auf die Querwand (16) gerichteten Stegteil (17) aufweisen, in dem Öffnungen (19) zur gleitenden, die Längenausdehnung des Kühlnetzes in Längsrichtung der Flachrohre erlaubende Aufnahme der Zapfen (15) eingearbeitet sind.
Wasser/Luft-Kühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Laschen (10) Anformungen (22) aufweisen, die nach innen weisende Einprägungen sind und die am zur Kühlermitte weisenden Ende der Laschen (10) angeordnet sind.
Wasser/Luft-Kühler nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Einprägungen einen etwa halbrunden oder ähnlichen Querschnitt aufweisen, der geeignet ist, die Laschen (10) bei der Montage im elastischen Bereich aufzubiegen.
Wasser/Luft-Kühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß drei Zapfen (15) vorgesehen sind, die zueinander so angeordnet sind, daß sie die Ecken eines vorzugsweise gleichseitigen Dreiecks bilden.
Wasser/Luft-Kühler nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfen (15) Zylinderform aufweisen.
Wasser/Luft-Kühler nach Anspruch 1 oder 4 , dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfen (15) einen rechteckigen Querschnitt aufweisen.
Wasser/Luft-Kühler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfen (15) am Kunststoffwasserkasten (1) angeformt sind oder Einzelteile sind, die am Kunststoffwasserkasten (1) befestigt sind, beispielsweise durch Einschrauben einer am Zapfen (15) angeformten gewindeschneidenden Schraube (25) in ein vorgeformtes Sackloch (27).
Wasser/Luft-Kühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (19) in dem abgekanteten Stegteil (17) der Seitenteile (6;7) einen angeformten Kragen (20) aufweisen, der nach innen oder nach außen gerichtet sein kann.
Wasser/Luft-Kühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am anderen Ende der Seitenteile (6;7) auch im Stegteil (17) Öffnungen (11) vorhanden sind, durch die gewindeschneidende Schauben (9) gesteckt sind, die in glattwandige Bohrungen (12) an der schmalen Stirnseite des Kunstststoffwasserkastens (2) eingeschraubt sind.