EP1489375A1 - Heat exchanger unit - Google Patents

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EP1489375A1
EP1489375A1 EP04006316A EP04006316A EP1489375A1 EP 1489375 A1 EP1489375 A1 EP 1489375A1 EP 04006316 A EP04006316 A EP 04006316A EP 04006316 A EP04006316 A EP 04006316A EP 1489375 A1 EP1489375 A1 EP 1489375A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
heat exchanger
exchanger block
block according
holes
fastening member
Prior art date
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EP04006316A
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German (de)
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EP1489375B1 (en
Inventor
Norbert Dipl.-Ing. Machanek
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Modine Manufacturing Co
Original Assignee
Modine Manufacturing Co
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Publication date
Application filed by Modine Manufacturing Co filed Critical Modine Manufacturing Co
Publication of EP1489375A1 publication Critical patent/EP1489375A1/en
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Publication of EP1489375B1 publication Critical patent/EP1489375B1/en
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/0408—Multi-circuit heat exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat exchangers for more than two fluids
    • F28D1/0426—Multi-circuit heat exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat exchangers for more than two fluids with units having particular arrangement relative to the large body of fluid, e.g. with interleaved units or with adjacent heat exchange units in common air flow or with units extending at an angle to each other or with units arranged around a central element
    • F28D1/0443—Combination of units extending one beside or one above the other
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/001—Casings in the form of plate-like arrangements; Frames enclosing a heat exchange core
    • F28F9/002—Casings in the form of plate-like arrangements; Frames enclosing a heat exchange core with fastening means for other structures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2275/00—Fastening; Joining
    • F28F2275/14—Fastening; Joining by using form fitting connection, e.g. with tongue and groove
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2275/00—Fastening; Joining
    • F28F2275/20—Fastening; Joining with threaded elements
    • F28F2275/205—Fastening; Joining with threaded elements with of tie-rods

Definitions

  • the invention relates to a heat exchanger block, in particular for off - highway Motor vehicles, consisting of several heat exchangers, each with two Collecting boxes, which have narrow and longitudinal walls, and with between the Collecting boxes arranged flat tubes and corrugated fins, wherein the heat exchangers in the area of the narrow walls of their collecting tanks by means of a fixing element, which extends through matching holes, are detachably connected.
  • a heat exchanger block is for example from the European patent application 0 515 924 A1.
  • the heat exchangers of the block are not closer shown screwed together.
  • the collecting box for the Coolant cooler is integrated in the collecting box for the oil cooler.
  • a solvable Assembled heat exchanger block is advantageous because the detachable connection the heat exchanger can be relatively stable and therefore no further Frame parts, rails or the like, for connecting the heat exchanger required are.
  • the object of the invention is to design the heat exchanger block in such a way that that with only little effort to change its universality in terms of Use for motor vehicles with by different requirements required different sizes of heat exchangers is improved, without to lose his compact training.
  • At least two corresponding narrow walls or sides of the headers have a gradation that gradation from a projecting part and a receding part is that the Grading of the narrow side of a collecting tank with the grading of the narrow side of the adjacent header box matches that in the projecting part a collecting box and in the projecting part of the adjacent
  • Each collecting a bore is attached, of which at least one as Through hole is formed, and that the holes are aligned such that they can receive a fastener.
  • the longitudinal walls of Collection boxes of at least one heat exchanger means for fixing a Fan cover provided.
  • the matching gradations on the narrow sides of the collection boxes ensure the assembly of different heat exchangers, the Although about its tube length should be about the same size but in terms of Block depth and in particular the block height may have different sizes.
  • the invention thus provides a somewhat standardizable system Available, with which the cost of manufacturing heat exchanger blocks for whole different applications can be kept low. Because no Support frame or similar mounting rails are necessary, is the Heat exchanger block extremely compact and space-saving design.
  • fastening member on the entire narrow side of the two manifolds extends and that both Holes are through holes, which are formed as slots whose
  • the heat exchanger block is preferably as a cross-flow heat exchanger block is formed, wherein the collecting boxes arranged on two vertical alignments are.
  • the gradations are formed and the through holes so are attached, that the fastening member in each block depth direction can extend.
  • the step of gradation is parallel to one vertical plane leading from the flat tubes and corrugated fins of the heat exchangers is formed.
  • the heat exchangers of the heat exchanger block are with their Collection boxes arranged at least in a common vertical plane to a fan hood cheap to install the headers can.
  • flat flanges can be used the narrow walls simply joined together and by means of a screw, which is designed as a sliding seat connection to be connected.
  • the figures show a heat exchanger block for motor vehicles in off-highway Area, such as B. for a construction machine or for an agricultural machine.
  • the collecting boxes 4; 5 are aluminum castings. However, not all collection boxes of the block must be designed as castings.
  • the adjacent, corresponding narrow walls 6 of the two headers 4 of the two heat exchangers 2, 3 have a gradation thirteenth
  • This gradation 13 of the narrow side 6 of a collecting box 4 fits with the gradation 13 on the narrow side 6 of the adjacent header 4 form-fitting together.
  • the bores 9 are attached in the projecting portions 13a of both gradations. 13 In these holes 9 , a fastening member 8 is arranged.
  • the gradation 13 is further formed so that it does not protrude beyond the outer contour of the headers and thus the block.
  • the longitudinal wall 7 of the collecting tanks of at least one heat exchanger means 70 for fixing a fan hood 20 are arranged in the longitudinal wall 7 of the collecting tanks of at least one heat exchanger means 70 for fixing.
  • a fan hood 20 are arranged in the longitudinal walls.
  • the longitudinal walls are 7 in a common vertical plane to make the fan cover 20 easier, or to dispense with the provision of shims can.
  • the support arms 25 carry a flange plate 30 to which a fan, not shown, is to be fastened.
  • the lower holding arm 25 is in the embodiment shown a U-shaped bent tube while the upper holding arm is bent only L-shaped.
  • the means 35 can be made available as a means 70 at the same time, so that one of the means can be dispensed with.
  • the holder name 25 could also be fastened by means of the fastening elements 8 , so that the fastening elements 8 is assigned an additional function, which leads to the omission of separate fastening means 35 for the retaining arms 25 .
  • FIG. 2 - 6 show the details of the connection of the heat exchanger of the block of FIG. 1.
  • a gradation 13 is provided with a projecting portion 13a only for connection of the collecting tanks of the middle with the collecting tanks of the lower heat exchanger.
  • the middle heat exchanger is equipped with the upper heat exchanger with another releasable connection, each having a flange 40 on the narrow side 16 of the headers, in which bores are also arranged to introduce a fastening member 50 can.
  • This attachment member 50 is formed as a so-called sliding seat to allow caused by temperature differences length expansions.
  • This embodiment is particularly chosen when a heat exchanger operates in a higher temperature range than the adjacent heat exchanger. This is often the case for intercoolers.
  • this (possibly) known connection ensures on the one hand that the screwing forces do not exceed certain limits, in order not to obstruct the free expansion, and on the other hand, the screw connection is so strong that it does not loosen even under operating conditions.
  • a corrugated washer is provided, the corrugation provides a spring force, similar to a spring ring.
  • the head of the screw 50 is supported on a sleeve 53 provided with a collar through which the shank of the screw 50 extends. Below the collar of the sleeve 53 is the aforementioned corrugated washer 51. (See also enlarged view in Fig.
  • fastening members 50 extend in the direction of the height of the heat exchanger block and the fastening members 8 in the direction of the depth of the heat exchanger block, ie transversely to the first-mentioned fastening members 50 .
  • the holes 9 are formed in the protruding parts 13a of the step 13 as slots.
  • the larger diameter of the elongated hole 9 extends vertically and in the corresponding gradation 13 of the narrow wall 6 of the lower header 4 of the heat exchanger 3 horizontally.
  • Heat exchanger 1 is for example a charge air cooler
  • the middle heat exchanger 2 may be an oil cooler
  • the lower heat exchanger 3 may be a coolant radiator, which does not necessarily work in the same temperature ranges.
  • the solution has been modified so that only on one side of the heat exchanger block, the proposed connection with gradations 13 , 8 holes and mounting member 9 was selected in the narrow walls 6 .
  • the narrow walls 16 were formed so that the connection can be made solely by positive engagement.
  • the illustrated positive connection 90 often referred to as a "dovetail connection", is merely exemplary. It could, for example, be designed in another suitable manner depending on the temperature-induced changes in length.
  • the flat tubes 10 and the corrugated fins 11 of the heat exchangers can be seen more clearly than in the other figures.
  • the heat exchanger block described above has best functional properties for use in the off - highway area. It is particularly inexpensive to produce, and it can be relatively easily modified. It should not go unmentioned that the storage of the heat exchanger block in the motor vehicle is carried out by means of directly arranged on the manifolds 4, 5 damper 17 , as shown for example in FIG. 1.

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Abstract

The heat exchanging block has heat exchangers (1-3) which are mutually connected by connectors. The connectors are arranged in the borings arranged in the projecting pieces on both gradings. Arrangement devices enable the arrangement of hoods (20) in the longitudinal walls of the collection containers. The gradings are provided to the narrow walls of the collection containers (4) of the heat exchangers.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscherblock, insbesondere für Off - Highway - Kraftfahrzeuge, bestehend aus mehreren Wärmetauschern mit je zwei Sammelkästen, die Schmal - und Längswände besitzen, und mit zwischen den Sammelkästen angeordneten Flachrohren und Wellrippen, wobei die Wärmetauscher im Bereich der Schmalwände ihrer Sammelkästen mittels eines Befestigungsorgans, das sich durch übereinstimmende Bohrungen erstreckt, lösbar verbunden sind.The invention relates to a heat exchanger block, in particular for off - highway Motor vehicles, consisting of several heat exchangers, each with two Collecting boxes, which have narrow and longitudinal walls, and with between the Collecting boxes arranged flat tubes and corrugated fins, wherein the heat exchangers in the area of the narrow walls of their collecting tanks by means of a fixing element, which extends through matching holes, are detachably connected.

Ein Wärmetauscherblock ist beispielsweise aus der europäischen Patentanmeldung 0 515 924 A1 bekannt. Die Wärmetauscher des Blocks sind in nicht näher dargestellter Weise miteinander verschraubt. Der Sammelkasten für den Kühlmittelkühler ist im Sammelkasten für den Ölkühler integriert. Ein lösbar zusammengefügter Wärmetauscherblock ist von Vorteil, weil die lösbare Verbindung der Wärmetauscher relativ stabil sein kann und weil deshalb keine weiteren Rahmenteile, Schienen oder dergleichen, zur Verbindung der Wärmetauscher erforderlich sind. Es scheint jedoch schwierig zu werden, wenn dieser Wärmetauscherblock je nach Einsatzfall aus Wärmetauschern verschiedener Größe, Konfiguration und Zweckbestimmung zusammenzufügen ist.A heat exchanger block is for example from the European patent application 0 515 924 A1. The heat exchangers of the block are not closer shown screwed together. The collecting box for the Coolant cooler is integrated in the collecting box for the oil cooler. A solvable Assembled heat exchanger block is advantageous because the detachable connection the heat exchanger can be relatively stable and therefore no further Frame parts, rails or the like, for connecting the heat exchanger required are. However, it seems to be difficult when this one Heat exchanger block, depending on the application of heat exchangers of different sizes, Configuration and purpose is to merge.

Weiterer Stand der Technik wurde in der DE 4 009 726 A1 und auch in der DE 195 09 654 A1 veröffentlicht. In dem zuletzt genannten Dokument ist vorgesehen, den verschiedenen Wärmetauschern zwei gemeinsame, also einstückige Sammelkästen zuzuordnen, was für in ihrer Größe nicht zu verändernde Wärmetauscher vorteilhaft ist, jedoch offenkundig ebenfalls Probleme bereitet, wenn der Wärmetauscherblock aus Wärmetauschern unterschiedlicher Größe zusammengefügt werden soll, um einem bestimmten anderen Einsatzfall zu entsprechen. Ferner scheinen die Wärmetauscher aus diesem Dokument thermisch nicht voneinander getrennt zu sein, weshalb Wärme des einen Wärmetauschers leicht auf den benachbarten Wärmetauscher übergehen kann, was in vielen Fällen nicht erwünscht ist.Further prior art has been described in DE 4 009 726 A1 and also in DE 195 09 654 A1 published. The last mentioned document provides for different heat exchangers two common, so one-piece collection boxes assign, which is advantageous for not changing in size heat exchanger is, but obviously also causes problems when the heat exchanger block should be assembled from heat exchangers of different sizes to to correspond to a specific other application. Furthermore, the Heat exchangers from this document are not thermally separated from each other, Therefore, heat of one heat exchanger easily on the adjacent one Heat exchanger can pass, which is not desirable in many cases.

In der US 2 505 790, aus dem Jahre 1946, ist ein Wärmetauscherblock, bestehend aus einem Wasserkühler und einem Ölkühler, beschrieben worden, die dort im Bereich der Schmalseiten der Sammelkästen entweder mittels Schrauben - also lösbar - verbunden sind oder die Schmalseiten der Sammelkästen sind unlösbar verbunden. In einer dritten dort gezeigten Variante sind zwei Sammelkästen als ein einziges Teil zusammengefaßt worden, das lösbar am Rohrboden befestigt wurde.In US 2 505 790, dating back to 1946, there is a heat exchanger block from a water cooler and an oil cooler, described there in the Area of the narrow sides of the headers either by means of screws - ie detachable - connected or the narrow sides of the headers are unsolvable connected. In a third variant shown there are two headers as a single part has been summarized, which was releasably secured to the tube sheet.

Dieser Wärmetauscherblock weist scheinbar die meisten Übereinstimmungen auf, weshalb der einleitend aufgeführte Oberbegriff davon abgeleitet wurde. Die Schrauben erstrecken sich bei der zuerst genannten Variante durch in hervorspringenden Absätzen angeordneten Bohrungen. In dem in den Fig. 1 und 2 gezeigten Fall ist ein profilierter Träger als Einzelteil zwischen den Schmalseiten der Sammelkästen angeordnet, der sich zwischen den gegenüberliegenden Sammelkästen erstreckt und der zusätzlich an den Längswänden der Sammelkästen angeschraubt ist. Die konstruktive Ausführung der Verbindung scheint aufwendig und nicht mehr zeitgemäß zu sein. Der profilierte Träger behindert die Entwicklung einer standardisierten Verbindungstechnik.This heat exchanger block seems to have the most similarities, why the introductory generic term was derived from it. The Screws extend in the first-mentioned variant by in protruding heels arranged holes. In the in Figs. 1 and 2 The case shown is a profiled carrier as an item between the narrow sides of the Collecting boxes arranged, located between the opposite Extracts collecting boxes and in addition to the longitudinal walls of the collecting tanks screwed on. The constructive design of the connection seems consuming and not to be timely anymore. The profiled carrier hinders the development of a standardized connection technology.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, den Wärmetauscherblock so auszubilden, dass mit lediglich geringem Änderungsaufwand seine Universalität bezüglich der Verwendung für Kraftfahrzeuge mit durch unterschiedliche Anforderungen erforderliche unterschiedliche Größen der Wärmetauscher verbessert wird, ohne seine kompakte Ausbildung einzubüßen.The object of the invention is to design the heat exchanger block in such a way that that with only little effort to change its universality in terms of Use for motor vehicles with by different requirements required different sizes of heat exchangers is improved, without to lose his compact training.

Die erfindungsgemäße Lösung ergibt sich bei dem Wärmetauscherblock gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aus den Merkmalen in seinem Kennzeichen.The solution according to the invention results in the heat exchanger block according to the The preamble of claim 1 from the features in its plate.

Es wird vorgeschlagen, dass wenigstens zwei korrespondierende Schmalwände bzw. -seiten der Sammelkästen eine Abstufung besitzen, dass die Abstufung aus einem vorspringenden Teil und einem zurückspringenden Teil besteht, dass die Abstufung der Schmalseite eines Sammelkastens mit der Abstufung der Schmalseite des benachbarten Sammelkastens zusammenpasst, dass im vorspringenden Teil eines Sammelkastens und im vorspringenden Teil des benachbarten Sammelkastens jeweils eine Bohrung angebracht ist, wovon wenigstens eine als Durchgangsbohrung ausgebildet ist, und dass die Bohrungen derart fluchten, dass sie ein Befestigungsorgan aufnehmen können. Ferner sind in den Längswänden der Sammelkästen wenigstens eines Wärmetauschers Mittel zur Befestigung einer Ventilatorhaube vorgesehen. Außerdem können dort Halterungen für die Lagerung des Ventilators befestigt werden. Im einfachsten Fall sind für die beschriebenen Zwecke Gewindebohrungen in der Längswand vorhanden.It is proposed that at least two corresponding narrow walls or sides of the headers have a gradation that gradation from a projecting part and a receding part is that the Grading of the narrow side of a collecting tank with the grading of the narrow side of the adjacent header box matches that in the projecting part a collecting box and in the projecting part of the adjacent Each collecting a bore is attached, of which at least one as Through hole is formed, and that the holes are aligned such that they can receive a fastener. Furthermore, in the longitudinal walls of Collection boxes of at least one heat exchanger means for fixing a Fan cover provided. In addition, there can be holders for storage be attached to the fan. In the simplest case are described for the Purpose tapped holes in the longitudinal wall exist.

Die zusammenpassenden Abstufungen an den Schmalseiten der Sammelkästen gewährleisten das Zusammenfügen von unterschiedlichen Wärmetauschern, die zwar bezüglich ihrer Rohrlänge etwa gleich groß sein sollten jedoch hinsichtlich der Blocktiefe und insbesondere der Blockhöhe verschiedene Größe aufweisen können. Die Erfindung stellt somit ein in gewisser Weise standardisierbares System zur Verfügung, mit dem die Kosten der Herstellung von Wärmetauscherblöcken für ganz unterschiedliche Anwendungen gering gehalten werden können. Weil keine Tragrahmen oder ähnliche Befestigungsschienen notwendig sind, ist der Wärmetauscherblock äußerst kompakt und raumsparend ausgebildet.The matching gradations on the narrow sides of the collection boxes ensure the assembly of different heat exchangers, the Although about its tube length should be about the same size but in terms of Block depth and in particular the block height may have different sizes. The invention thus provides a somewhat standardizable system Available, with which the cost of manufacturing heat exchanger blocks for whole different applications can be kept low. Because no Support frame or similar mounting rails are necessary, is the Heat exchanger block extremely compact and space-saving design.

Zwischen den Flachrohren und Wellrippen eines Wärmetauschern und den Flachrohren und Wellrippen des benachbarten Wärmetauschers ist eine Zwischeneinlage aus einem Werkstoff mit geringer Wärmeleitfähigkeit eingefügt. Dadurch wird die gegenseitige thermische Beeinflussung der Wärmetauscher minimiert.Between the flat tubes and corrugated fins of a heat exchangers and the Flat tubes and corrugated fins of the adjacent heat exchanger is one Intermediate insert made of a material with low thermal conductivity inserted. As a result, the mutual thermal influence of the heat exchanger minimized.

Als vorteilhaft wird ferner angesehen, dass sich das Befestigungsorgan über die gesamte Schmalseite der beiden Sammelkästen erstreckt und dass beide Bohrungen Durchgangsbohrungen sind, die als Langlöcher ausgebildet sind, derenIt is also considered advantageous that the fastening member on the entire narrow side of the two manifolds extends and that both Holes are through holes, which are formed as slots whose

Längsachsen quer zueinander angeordnet sind. Dadurch wird die Montage der Wärmetauscher zum Wärmetauscherblock erleichtert. Die Kosten für die Herstellung der Wärmetauscher können reduziert werden, weil die Forderungen an die Genauigkeit (Toleranzen) nicht besonders hoch sein müssen.Longitudinal axes are arranged transversely to each other. This will cause the assembly of the Heat exchanger facilitates the heat exchanger block. The cost of production the heat exchanger can be reduced because the demands on the Accuracy (tolerances) need not be particularly high.

Der Wärmetauscherblock ist bevorzugt als Querstrom-Wärmetauscherblock ausgebildet ist, bei dem die Sammelkästen auf zwei vertikalen Fluchten angeordnet sind. Dabei sind die Abstufungen so ausgebildet und die Durchgangsbohrungen so angebracht sind, dass sich das Befestigungsorgan jeweils in Blocktiefenrichtung erstrecken kann. Insbesondere befindet sich die Stufe der Abstufung parallel zu einer vertikalen Ebene, die von den Flachrohren und Wellrippen der Wärmetauscher gebildet wird. Die Wärmetauscher des Wärmetauscherblocks sind mit ihren Sammelkästen zumindest in einer gemeinsamen vertikalen Ebene angeordnet, um eine Ventilatorhaube günstig an den Sammelkästen anbringen zu können.The heat exchanger block is preferably as a cross-flow heat exchanger block is formed, wherein the collecting boxes arranged on two vertical alignments are. The gradations are formed and the through holes so are attached, that the fastening member in each block depth direction can extend. In particular, the step of gradation is parallel to one vertical plane leading from the flat tubes and corrugated fins of the heat exchangers is formed. The heat exchangers of the heat exchanger block are with their Collection boxes arranged at least in a common vertical plane to a fan hood cheap to install the headers can.

Andere korrespondierende Schmalwände der Anordnung können als formschlüssige Verbindung ohne separates Befestigungsorgan ausgebildet sein.Other corresponding narrow walls of the arrangement can be designed as positive Connection be formed without a separate attachment member.

Bei noch anderen korrespondierenden Schmalwänden können flache Flansche an den Schmalwänden einfach zusammengefügt und mittels einer Schraubverbindung, die als Schiebesitzverbindung ausgebildet ist, verbunden sein.In yet other corresponding narrow walls, flat flanges can be used the narrow walls simply joined together and by means of a screw, which is designed as a sliding seat connection to be connected.

Im Folgenden wird die Erfindung in Ausführungsbeispielen beschrieben. In der Beschreibung können Merkmale und Wirkungen genannt sein, die sich als besonders bemerkenswert herausstellen können, auch wenn sie vorstehend nicht erwähnt wurden.In the following the invention will be described in exemplary embodiments. In the Description may include features and effects that may be considered as particularly notable, even if they are not prominent above were mentioned.

Die Figuren zeigen:

Fig. 1
Gesamtansicht eines Wärmetauscherblocks;
Fig. 2
Explosionsdarstellung eines Ausschnittes aus einem Wärmetauscherblock;
Fig. 3
eine Einzelheit aus Fig. 2;
Fig. 4
andere Einzelheit aus Fig. 2;
Fig. 5, 6
weitere Einzelheiten;
Fig. 7
Explosionsdarstellung eines Ausschnittes aus einem Wärmetauscherblock in einem zweiten Ausführungsbeispiel;
Fig. 8, 9
drittes Ausführungsbeispiel in einer perspektivischen Ansicht.
The figures show:
Fig. 1
Overall view of a heat exchanger block;
Fig. 2
Exploded view of a section of a heat exchanger block;
Fig. 3
a detail of Fig. 2;
Fig. 4
another detail of Fig. 2;
Fig. 5, 6
more details;
Fig. 7
Exploded view of a section of a heat exchanger block in a second embodiment;
Fig. 8, 9
third embodiment in a perspective view.

Die Figuren zeigen einen Wärmetauscherblock für Kraftfahrzeuge im Off-Highway - Bereich, wie z. B. für eine Baumaschine oder für eine Landmaschine.The figures show a heat exchanger block for motor vehicles in off-highway Area, such as B. for a construction machine or for an agricultural machine.

Die Sammelkästen 4; 5 sind Aluminiumgusserzeugnisse. Es müssen jedoch nicht alle Sammelkästen des Blocks als Gussteile ausgebildet sein. Die benachbarten, korrespondierenden Schmalwände 6 der beiden Sammelkästen 4 der beiden Wärmetauscher 2, 3 besitzen eine Abstufung 13. The collecting boxes 4; 5 are aluminum castings. However, not all collection boxes of the block must be designed as castings. The adjacent, corresponding narrow walls 6 of the two headers 4 of the two heat exchangers 2, 3 have a gradation thirteenth

Diese Abstufung 13 der Schmalseite 6 eines Sammelkastens 4 passt mit der Abstufung 13 an der Schmalseite 6 des benachbarten Sammelkastens 4 formschlüssig zusammen. Die Bohrungen 9 sind in den vorspringenden Teilen 13a beider Abstufungen 13 angebracht. In diesen Bohrungen 9 ist ein Befestigungsorgan 8 angeordnet. Im Unterschied zum vorne beschriebenen Stand der Technik ist die Abstufung 13 weiterhin so ausgebildet, dass sie nicht über die äußere Kontur der Sammelkästen und damit des Blocks übersteht. In der Längswand 7 der Sammelkästen wenigstens eines Wärmetauschers sind Mittel 70 zur Befestigung einer Ventilatorhaube 20 angeordnet. Vorzugsweise liegen die Längswände 7 in einer gemeinsamen vertikalen Ebene, um die Ventilatorhaube 20 einfacher gestalten zu können, oder um auf das Vorsehen von Ausgleichsstücken verzichten zu können. Diese vertikale Ebene, in der die Ventilatorhaube 20 am Wärmetauscherblock befestigt ist, ist im gezeigten Ausführungsbeispiel die - in Fahrtrichtung - vorwärts, des nicht gezeigten Fahrzeuges gesehen - hintere Ebene. Ein eventuell erforderlicher Ausgleich, der durch unterschiedlich tiefe Wärmetauscher 1, 2, 3 vorhanden sein kann, wird demzufolge vorzugsweise an der Vorderseite des Wärmetauscherblocks vorgenommen werden. In der Fig. 2 sind die erwähnten Mittel 70 zur Befestigung als einfache Gewindebohrungen ausgebildet, die außerdem auch noch am Rand der Seitenteile 80 des oberen und unteren Wärmetauschers 1, 3 vorgesehen sind. (Schrauben nicht gezeigt)This gradation 13 of the narrow side 6 of a collecting box 4 fits with the gradation 13 on the narrow side 6 of the adjacent header 4 form-fitting together. The bores 9 are attached in the projecting portions 13a of both gradations. 13 In these holes 9 , a fastening member 8 is arranged. In contrast to the prior art described above, the gradation 13 is further formed so that it does not protrude beyond the outer contour of the headers and thus the block. In the longitudinal wall 7 of the collecting tanks of at least one heat exchanger means 70 for fixing a fan hood 20 are arranged. Preferably, the longitudinal walls are 7 in a common vertical plane to make the fan cover 20 easier, or to dispense with the provision of shims can. This vertical plane, in which the fan cover 20 is fixed to the heat exchanger block, in the embodiment shown - in the direction of travel - forward, the vehicle, not shown seen - rear plane. Any required compensation, which may be present through different depths of heat exchangers 1, 2, 3 , is therefore preferably made at the front of the heat exchanger block. In Fig. 2, the mentioned means 70 are designed for attachment as simple threaded bores, which are also also provided at the edge of the side parts 80 of the upper and lower heat exchanger 1, 3 . (Screws not shown)

Ferner sind an den Längswänden 7 der Sammelkästen weitere Gewindebohrungen (Mittel 35) vorhanden, die, in Verbindung mit Schrauben, der Befestigung der Haltearme 25 dienen. Die Haltearme 25 tragen eine Flanschplatte 30, an der ein nicht gezeigter Ventilator zu befestigen ist. Der untere Haltearm 25 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel ein U - förmig gebogenes Rohr während der obere Haltearm lediglich L - förmig gebogen ist. In nicht gezeigten Ausführungen können die Mittel 35 gleichzeitig als Mittel 70 nutzbar gemacht werden, so dass auf eines der Mittel verzichtet werden kann. Je nach Einsatzfall könnten die Halterame 25 auch mittels der Befestigungsorgane 8 befestigt werden, so dass den Befestigungsorganen 8 eine zusätzliche Funktion zugewiesen wird, was zum Entfall von separaten Befestigungsmitteln 35 für die Haltearme 25 führt.Further, on the longitudinal walls 7 of the manifolds further threaded holes (means 35 ) are provided, which serve, in conjunction with screws, the attachment of the support arms 25 . The support arms 25 carry a flange plate 30 to which a fan, not shown, is to be fastened. The lower holding arm 25 is in the embodiment shown a U-shaped bent tube while the upper holding arm is bent only L-shaped. In not shown embodiments, the means 35 can be made available as a means 70 at the same time, so that one of the means can be dispensed with. Depending on the application, the holder name 25 could also be fastened by means of the fastening elements 8 , so that the fastening elements 8 is assigned an additional function, which leads to the omission of separate fastening means 35 for the retaining arms 25 .

Die Figuren 2 - 6 zeigen die Einzelheiten der Verbindung der Wärmetauscher des Blocks gemäß Fig. 1. Danach ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel eine Abstufung 13 mit einem vorspringenden Teil 13a lediglich zur Verbindung der Sammelkästen des mittleren mit den Sammelkästen des unteren Wärmetauschers vorgesehen. Der mittlere Wärmetauscher ist hingegen mit dem oberen Wärmetauscher mit einer anderen lösbaren Verbindung ausgestattet, die an der Schmalseite 16 der Sammelkästen jeweils einen Flansch 40 aufweist, in dem ebenfalls Bohrungen angeordnet sind, um ein Befestigungsorgan 50 einbringen zu können. Dieses Befestigungsorgan 50 ist als sogenannter Schiebesitz ausgebildet, um durch Temperaturunterschiede verursachte Längenausdehnungen zu gestatten. Diese Ausführung wird insbesondere dann gewählt, wenn ein Wärmetauscher in einem höheren Temperaturbereich arbeitet als der benachbarte Wärmetauscher. Oftmals trifft das für Ladeluftkühler zu. Dies wird durch die in der Fig. 5 im Detail gezeigte Gestaltung der Schraubverbindung erreicht. Mit dieser (möglicherweise) an sich bekannten Verbindung wird einerseits sichergestellt, dass die Anschraubkräfte bestimmte Grenzen nicht überschreiten, um die freie Ausdehnung nicht zu behindern, und andererseits ist die Schraubverbindung aber so fest, dass sie sich auch unter Betriebsbedingungen nicht lockert. Mit dem Bezugszeichen 51 ist eine gewellte Unterlegscheibe vorgesehen, deren Wellung eine Federkraft zur Verfügung stellt, ähnlich einem Federring. Der Kopf der Schraube 50 stützt sich an einer mit einem Kragen versehenen Hülse 53 ab, durch die hindurch sich der Schaft der Schraube 50 erstreckt. Unterhalb des Kragens der Hülse 53 befindet sich die erwähnte gewellte Unterlegscheibe 51. (siehe auch vergrößerte Darstellung in Fig. 3) Am anderen Ende der Schraube 50 befindet sich eine Mutter 52 wodurch beide Flansche 40 lösbar verbunden sind. Die Hülse 53 hat in Richtung des Schaftes der Schraube 50 eine Länge, die geringfügig kleiner ist als die Höhe der Wellung der Unterlegscheibe 51. Die Schraube 50 und die Mutter 52 werden zusammengeschraubt, bis die Hülse 53 am Flansch 40 zur Anlage kommt, die dadurch ein festeres Anziehen der Schraubverbindung verhindert. In dieser Stellung ist die Wellung der Unterlegscheibe 51 in Richtung des Schaftes der Schraube 50 im elastischen Bereich komprimiert, so dass die daraus resultierende Federkraft dem Lösen der Schraube 50 entgegenwirkt. Es ist klar, dass solche Befestigungsorgane 50 auch als Ersatz für die vorne erwähnten Befestigungsorgane 8 eingesetzt werden können.Figures 2 - 6 show the details of the connection of the heat exchanger of the block of FIG. 1. Thereafter, in the illustrated embodiment, a gradation 13 is provided with a projecting portion 13a only for connection of the collecting tanks of the middle with the collecting tanks of the lower heat exchanger. The middle heat exchanger, however, is equipped with the upper heat exchanger with another releasable connection, each having a flange 40 on the narrow side 16 of the headers, in which bores are also arranged to introduce a fastening member 50 can. This attachment member 50 is formed as a so-called sliding seat to allow caused by temperature differences length expansions. This embodiment is particularly chosen when a heat exchanger operates in a higher temperature range than the adjacent heat exchanger. This is often the case for intercoolers. This is achieved by the design of the screw connection shown in detail in FIG. 5. On the one hand, this (possibly) known connection ensures on the one hand that the screwing forces do not exceed certain limits, in order not to obstruct the free expansion, and on the other hand, the screw connection is so strong that it does not loosen even under operating conditions. By the reference numeral 51 , a corrugated washer is provided, the corrugation provides a spring force, similar to a spring ring. The head of the screw 50 is supported on a sleeve 53 provided with a collar through which the shank of the screw 50 extends. Below the collar of the sleeve 53 is the aforementioned corrugated washer 51. (See also enlarged view in Fig. 3) At the other end of the screw 50 is a nut 52 whereby both flanges 40 are detachably connected. The sleeve 53 has in the direction of the shank of the screw 50 has a length which is slightly smaller than the height of the corrugation of the washer 51st The screw 50 and the nut 52 are screwed together until the sleeve 53 comes to rest on the flange 40 , thereby preventing a tightening of the screw connection. In this position, the corrugation of the washer 51 is compressed in the direction of the shank of the screw 50 in the elastic region, so that the resulting spring force counteracts the loosening of the screw 50 . It is clear that such fastening members 50 can also be used as a replacement for the above-mentioned fastening members 8 .

Insbesondere aus der Fig. 2 ist zu erkennen, dass sich die Befestigungsorgane 50 in Richtung der Höhe des Wärmetauscherblocks erstrecken und die Befestigungsorgane 8 in Richtung der Tiefe des Wärmetauscherblocks, also quer zu den zuerst genannten Befestigungsorganen 50.2, it can be seen that the fastening members 50 extend in the direction of the height of the heat exchanger block and the fastening members 8 in the direction of the depth of the heat exchanger block, ie transversely to the first-mentioned fastening members 50 .

Ebenfalls aus der Fig. 2, aber deutlicher aus der Fig. 4, ist zu sehen, dass die Bohrungen 9 in den vorspringenden Teilen 13a der Abstufung 13 als Langlöcher ausgebildet sind. Beispielsweise im vorspringenden Teil 13a der Abstufung 13 des im Bild oberen Sammelkastens 4 des Wärmetauschers 2 erstreckt sich der größere Durchmesser des Langloches 9 vertikal und in der korrespondierenden Abstufung 13 der Schmalwand 6 des unteren Sammelkastens 4 des Wärmetauschers 3 horizontal. Diese Ausbildung erleichtert die Montage. Zwischen den Wärmetauschern 1, 2, 3 des Blocks befindet sich jeweils ein Zwischeneinlage 100, die die thermische Beeinflussung eines Wärmetauschers auf den benachbarten Wärmetauscher möglichst unterbinden soll, weshalb sie aus einem Werkstoff mit geringer Wärmeleitfähigkeit, beispielsweise einem Kunststoff, besteht. Der obere2, but more clearly from the Fig. 4, it can be seen that the holes 9 are formed in the protruding parts 13a of the step 13 as slots. For example, in the projecting part 13a of the gradation 13 of the picture in the upper header 4 of the heat exchanger 2 , the larger diameter of the elongated hole 9 extends vertically and in the corresponding gradation 13 of the narrow wall 6 of the lower header 4 of the heat exchanger 3 horizontally. This training facilitates assembly. Between the heat exchangers 1, 2, 3 of the block is in each case an intermediate insert 100, which should prevent the thermal influence of a heat exchanger on the adjacent heat exchanger as possible, which is why it consists of a material with low thermal conductivity, such as a plastic. The upper

Wärmetauscher 1 ist beispielsweise ein Ladeluftkühler, der mittlere Wärmetauscher 2 kann ein Ölkühler sein und der untere Wärmetauscher 3 kann ein Kühlmittelkühler sein, die nicht unbedingt in den gleichen Temperaturbereichen arbeiten. Heat exchanger 1 is for example a charge air cooler, the middle heat exchanger 2 may be an oil cooler and the lower heat exchanger 3 may be a coolant radiator, which does not necessarily work in the same temperature ranges.

In der Fig. 7 sind im Gegensatz zum vorstehend beschrieben Ausführungsbeispiel, alle Schmalwände 6 der Sammelkästen 4 in gleicher Weise mit einer Abstufung 13, wie oben beschrieben, ausgebildet, weshalb dieses Ausführungsbeispiel möglicherweise dann als bevorzugt angesehen werden könnte, wenn alle Wärmetauscher etwa im gleichen Temperaturbereich arbeiten. Außerdem wird hier ein Überstand über die äußere Kontur des Sammelkastens vollständig vermieden.In Fig. 7, in contrast to the above-described embodiment, all the narrow walls 6 of the headers 4 are formed in the same manner with a gradation 13 , as described above, which is why this embodiment could possibly be considered preferable when all heat exchangers are approximately the same Temperature range working. In addition, a projection on the outer contour of the header tank is completely avoided here.

In den Fig. 8 und 9 wurde die Lösung dahingehend modifiziert, dass nur an einer Seite des Wärmetauscherblocks die vorgeschlagene Verbindung mit Abstufungen 13 , Bohrungen 8 und Befestigungsorgan 9 in den Schmalwänden 6 gewählt wurde. An der detaillierter gezeigten anderen Seite wurden die Schmalwände 16 so ausgebildet, dass die Verbindung allein durch Formschluss erfolgen kann. Die gezeigte formschlüssige Verbindung 90, die oft als " Schwalbenschwanz-Verbindung" bezeichnet wird, ist rein beispielhaft. Sie könnte beispielsweise in Abhängigkeit von den vorliegenden temperaturbedingten Längenänderungen in anderer geeigneter Weise gestaltet werden. In der Fig. 9 sind die Flachrohre 10 und die Wellrippen 11 der Wärmetauscher deutlicher als in den anderen Figuren zu erkennen.8 and 9, the solution has been modified so that only on one side of the heat exchanger block, the proposed connection with gradations 13 , 8 holes and mounting member 9 was selected in the narrow walls 6 . At the other side shown in more detail, the narrow walls 16 were formed so that the connection can be made solely by positive engagement. The illustrated positive connection 90 , often referred to as a "dovetail connection", is merely exemplary. It could, for example, be designed in another suitable manner depending on the temperature-induced changes in length. In FIG. 9, the flat tubes 10 and the corrugated fins 11 of the heat exchangers can be seen more clearly than in the other figures.

Der vorstehend beschriebene Wärmetauscherblock besitzt beste Funktionseigenschaften zum Einsatz im Off - Highway - Bereich. Er ist besonders kostengünstig herstellbar, und er kann relativ einfach modifiziert werden. Es soll nicht unerwähnt bleiben, dass die Lagerung des Wärmetauscherblocks im Kraftfahrzeug mittels unmittelbar an den Sammelkästen 4, 5 angeordneter Dämpfer 17 vorgenommen wird, wie es beispielsweise die Fig. 1 zeigt.The heat exchanger block described above has best functional properties for use in the off - highway area. It is particularly inexpensive to produce, and it can be relatively easily modified. It should not go unmentioned that the storage of the heat exchanger block in the motor vehicle is carried out by means of directly arranged on the manifolds 4, 5 damper 17 , as shown for example in FIG. 1.

Claims (11)

Wärmetauscherblock, insbesondere für Off - Highway - Kraftfahrzeuge, bestehend aus mehreren Wärmetauschern (1; 2; 3) mit je zwei Sammelkästen (4; 5), die zwei Schmal - und zwei Längswände (6;16;7) besitzen, und mit zwischen den Sammelkästen (4; 5) angeordneten Flachrohren (10) und Wellrippen (11), wobei die Wärmetauscher (1, 2, 3) im Bereich der Schmalwände (6;16) ihrer Sammelkästen (4, 5) mittels Befestigungsorgan (8), das sich in übereinstimmenden Bohrungen (9) erstreckt, lösbar verbunden sind,
gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale,
wenigstens einige Sammelkästen (4; 5) sind Aluminiumgussteile;
zumindest zwei unmittelbar korrespondierende Schmalwände (6) bzw. -seiten zweier Sammelkästen (4, 5) zweier Wärmetauscher besitzen eine Abstufung (13);
die Abstufung (13) der Schmalseite (6) eines Sammelkastens (4) eines Wärmetauschers passt mit der Abstufung (13) an der Schmalseite (6) des benachbarten Sammelkastens (5) des anderen Wärmetauschers zusammen;
die Bohrungen (9) sind in den vorspringenden Teilen (13a) beider Abstufungen (13) angebracht;
in diesen Bohrungen (9) ist das Befestigungsorgan (8) angeordnet;
in einer Längswand (7) der Sammelkästen wenigstens eines Wärmetauschers sind Mittel (70) zur Befestigung einer Ventilatorhaube (20) angeordnet.Heat exchanger block, in particular for off - highway motor vehicles, comprising a plurality of heat exchangers (1, 2, 3) each having two header boxes (4, 5) having two narrow and two longitudinal walls (6, 16, 7), and having between The heat exchangers (1, 2, 3) in the region of the narrow walls (6, 16) of their manifolds (4, 5) by means of fastening member (8), which extends in matching holes (9) are detachably connected,
characterized by the combination of the following features,
at least some header boxes (4; 5) are aluminum castings;
at least two directly corresponding narrow walls (6) or sides of two manifolds (4, 5) of two heat exchangers have a gradation (13);
the gradation (13) of the narrow side (6) of a header box (4) of a heat exchanger coincides with the step (13) on the narrow side (6) of the adjacent header tank (5) of the other heat exchanger;
the holes (9) are mounted in the projecting parts (13a) of both gradations (13);
in these holes (9), the fastening member (8) is arranged;
in a longitudinal wall (7) of the collecting tanks of at least one heat exchanger means (70) for fixing a fan hood (20) are arranged. Wärmetauscherblock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Flachrohren (10) und Wellrippen (11) eines Wärmetauschers und den Flachrohren (10) und Wellrippen (11) des benachbarten Wärmetauschers eine Zwischeneinlage (100) aus einem Werkstoff mit geringer Wärmeleitfähigkeit eingefügt ist.Heat exchanger block according to claim 1, characterized in that between the flat tubes (10) and corrugated fins (11) of a heat exchanger and the flat tubes (10) and corrugated fins (11) of the adjacent heat exchanger, an intermediate insert (100) made of a material with low thermal conductivity is inserted. Wärmetauscherblock nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich jeweils ein einziges Befestigungsorgan (8) über die gesamte Schmalseite (6) der Sammelkästen (4) erstreckt und beide Bohrungen (9) Durchgangsbohrungen, insbesondere Langlöcher sind, deren Längsachsen quer zueinander angeordnet sind. Heat exchanger block according to one of the preceding claims, characterized in that in each case a single fastening member (8) over the entire narrow side (6) of the manifolds (4) and both bores (9) are through holes, in particular slots whose longitudinal axes are arranged transversely to each other , Wärmetauscherblock nach den vorstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscherblock vorzugsweise als Querstrom-Wärmetauscherblock ausgebildet ist, bei dem die Sammelkästen auf zwei vertikalen Fluchten angeordnet sind.Heat exchanger block according to the preceding claims, characterized in that the heat exchanger block is preferably formed as a cross-flow heat exchanger block, wherein the collecting boxes are arranged on two vertical alignments. Wärmetauscherblock nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstufungen (13) aus einem vorspringenden Teil (13a) und einem zurückspringenden Teil (13b) bestehen, die keinen Überstand über die äußere Kontur des Sammelkastens aufweisen, wobei die Abstufungen (13) so ausgebildet und die Durchgangsbohrungen (9) so angebracht sind, dass sich das Befestigungsorgan (8) jeweils in Tiefenrichtung des Blocks erstreckt.Heat exchanger block according to one of the preceding claims, characterized in that the gradations (13) consist of a projecting part (13a) and a recessed part (13b) which have no projection over the outer contour of the collecting box, the graduations (13) so formed and the through holes (9) are mounted so that the fastening member (8) extends in each case in the depth direction of the block. Wärmetauscherblock nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flachrohre und Wellrippen der Wärmetauscher in wenigstens einer vertikalen Ebene abschließen.Heat exchanger block according to one of the preceding claims, characterized in that the flat tubes and corrugated fins of the heat exchanger terminate in at least one vertical plane. Wärmetauscherblock nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stufe der Abstufung (13) parallel zu der erwähnten vertikalen Ebene angeordnet ist.Heat exchanger block according to claims 5 and 6, characterized in that the step of gradation (13) is arranged parallel to said vertical plane. Wärmetauscherblock nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Längswand (7) der Sammelkästen (4) wenigstens eines Wärmetauschers Mittel (35) zur Befestigung von Haltearmen (25) zur Halterung eines Ventilators vorgesehen sind.Heat exchanger block according to one of the preceding claims, characterized in that in a longitudinal wall (7) of the collecting tanks (4) of at least one heat exchanger means (35) are provided for fastening of retaining arms (25) for supporting a fan. Wärmetauscherblock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei andere unmittelbar korrespondierende Schmalwände (16) mit einem Flansch (40) ausgestattet sein können, in denen sich Bohrungen befinden, durch die jeweils ein Befestigungsorgan (50) geführt ist, wobei die Befestigungsorgane (50) in Blockhochrichtung angeordnet ist.Heat exchanger block according to claim 1, characterized in that at least two other directly corresponding narrow walls (16) can be equipped with a flange (40) in which there are bores, through each of which a fastening member (50) is guided, wherein the fastening members (50 ) is arranged in Blockhochrichtung. Wärmetauscherblock nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsorgane (50) die thermisch bedingten Längenänderungen der Wärmetauscher des Blocks gestatten. Heat exchanger block according to claim 9, characterized in that the fastening members (50) allow the thermally induced changes in length of the heat exchanger of the block. Wärmetauscherblock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei andere korrespondierende Schmalwände (16) mit einer formschlüssigen Verbindung (90) ausgestattet sein können, die kein weiteres Befestigungsorgan aufweist.Heat exchanger block according to claim 1, characterized in that two other corresponding narrow walls (16) can be equipped with a positive connection (90) which has no further fastening member.
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