EP1650522A2

EP1650522A2 - Behälter, insbesondere Sammelkasten eines Wärmetauschers

Info

Publication number: EP1650522A2
Application number: EP05016194A
Authority: EP
Inventors: Roland Hemminger
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 2004-08-25
Filing date: 2005-07-26
Publication date: 2006-04-26
Also published as: DE102004041303A1; EP1650522A3

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Behälter oder ein Teil eines Behälters, insbesondere eines Sammelkastens eines Wärmetauschers, mit einer im Wesentlichen kreisrunden Öffnung, in der ein im Wesentlichen die Gestalt eines Hohlzylinders aufweisender Stutzen (20) durch Löten befestigbar ist, der vor dem Löten in der Öffnung vorpositioniert wird. Um einen Behälter zu schaffen, der einfach und kostengünstig herstellbar ist, weist der Stutzen (20) an seinem dem Behälter zugewandten Ende, im Querschnitt durch den Stutzen betrachtet, mindestens einen, bezogen auf den Außendurchmesser des Stutzens erweiterten Bereich auf, der in Abhängigkeit von seiner Position in die Öffnung einführbar und durch dessen Verdrehen der Stutzen (20) in der Öffnung einklemmbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Behälter oder ein Teil eines Behälters, insbesondere eines Sammelkastens eines Wärmetauschers, mit einer im Wesentlichen kreisrunden Öffnung, in der ein im Wesentlichen die Gestalt eines Hohlzylinders aufweisender Stutzen durch Löten befestigbar ist, der vor dem Löten in der Öffnung vorpositioniert wird.
Bei dem Behälter handelt es sich vorzugsweise um einen Wasserkasten eines Kühlers. Ein herkömmlicher Kühler umfasst einen oberen und einen unteren Wasserkasten. Dazwischen liegt das Kühlnetz. Am oberen Wasserkasten befinden sich der Kühlereintrittsstutzen, am unteren Wasserkasten der Kühleraustrittsstutzen und meist eine Ablassschraube. Beim Anbringen eines Stutzens an einem Wasserkasten wird dieser in der Regel vor dem Löten in das Wasserkastenblechteil eingepresst. Zu diesem Zweck muss an dem Wasserkasten ein Durchzug hergestellt werden, um eine Spannung auf den Stutzen aufzubringen. Nach dem Löten sorgt der Lötverbund für die Stabilität des Stutzens. Aus der europäischen Patentschrift EP 1 285 212 B1 ist eine Endkammer für einen gelöteten Wärmetauscher mit Wänden bekannt, die einen Raum begrenzen, wobei eine der Wände des Raums mit einer Öffnung versehen und an der Öffnung ein Stutzen angeschlossen ist. Der Stutzen weist mindestens eine Nase auf. Die Öffnung enthält mindestens eine Kerbe für das Durchlassen der Nase, so dass der Stutzen während des Lötens nach der Drehung des Stutzens in der Öffnung durch die Nase vorübergehend in der Öffnung festgehalten wird. Aus der europäischen Patentschrift EP 0 662 200 B1 ist eine Vorrichtung bestehend aus wenigstens zwei Elementen bekannt, bei welcher das eine Element einen Stift und das andere Element eine Aufnahme für den Stift aufweist. Der Stift weist wenigstens in einem Bereich bezüglich einer gedachten Zylinderfläche je drei gleiche, über den Zylinderkern vorspringende Nocken auf, deren Keilflächen flach ansteigen und von dem höchsten Punkt aus steil zum tiefsten Punkt des benachbarten Nockens beziehungsweise auf den Zylinderkem abfallen. Die Nocken bilden somit ein konvexes Keilprofil. Die Aufnahme weist bezüglich einer gedachten Zylinderfläche beziehungsweise einer gedachten Zylinderbohrung drei Nuten auf, deren Keilflächen flach abfallen und von ihrem tiefsten Punkt steil zum höchsten Punkt der benachbarten Nut beziehungsweise auf die Zylinderbohrung ansteigen. Die Nut bildet somit ein konvexes Keilprofil, wobei die Anzahl der Nuten denen der Nocken entspricht. Die Keilflächen der Nocken beziehungsweise der Nuten weisen -im Querschnitt gesehen- den Verlauf einer logarhytmischen Kurve auf, deren Pol in der Achse des Stifts beziehungsweise der Aufnahme angeordnet ist. Somit ist die Steigung dieser Keilfläche in allen Punkten entlang ihres Verlaufs gleich und gleich bleibend.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Behälter oder ein Teil eines Behälter, insbesondere eines Sammelkastens eines Wärmetauschers, mit einer im Wesentlichen kreisrunden Öffnung, in der ein im Wesentlichen die Gestalt eines Hohlzylinders aufweisender Stutzen durch Löten befestigbar ist, der vor dem Löten in der Öffnung vorpositioniert wird, zu schaffen, der beziehungsweise das einfach und kostengünstig herstellbar ist.
Die Aufgabe ist bei einem Behälter oder einem Teil eines Behälters, insbesondere eines Sammelkastens eines Wärmetauschers, mit einer im Wesentlichen kreisrunden Öffnung, in der ein im Wesentlichen die Gestalt eines Hohlzylinders aufweisender Stutzen durch Löten befestigbar ist, der vor dem Löten in der Öffnung vorpositioniert wird, dadurch gelöst, dass der Stutzen an seinem dem Behälter zugewandten Ende, im Querschnitt durch den Stutzen betrachtet, mindestens einen, bezogen auf den Außendurchmesser des Stutzens, erweiterten Bereich aufweist, der in Abhängigkeit von seiner Position in die Öffnung einführbar und durch dessen Verdrehen der Stutzen in der Öffnung einklemmbar ist. Durch die erfindungsgemäße Gestaltung der Öffnung und des Stutzens wird auf einfache Art und Weise das Schaffen einer reibschlüssigen Verbindung zwischen Stutzen und Öffnung ermöglicht. Dadurch wird das Vorpositionieren des Stutzens in der Öffnung vor dem Löten erheblich vereinfacht.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Behälters ist dadurch gekennzeichnet, dass der erweiterte Bereich des Stutzens, im Querschnitt durch den Stutzen betrachtet, in radialer Richtung konvex nach außen gekrümmt und, bezogen auf einen Krümmungsradius, symmetrisch ausgebildet ist. Dadurch wir die Herstellung des Stutzens vereinfacht.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Behälters ist dadurch gekennzeichnet, dass die Behälteröffnung mindestens einen, bezogen auf den Innendurchmesser der Öffnung, erweiterten Bereich aufweist. Vorzugsweise ist zwischen dem erweiterten Bereich des Stutzens und dem erweiterten Bereich der Öffnung etwas Spiel vorgesehen, um das Einführen des Stutzens in die Öffnung zu vereinfachen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Behälters ist dadurch gekennzeichnet, dass der erweiterte Bereich der Öffnung in radialer Richtung konvex nach außen gekrümmt und, bezogen auf einen Krümmungsradius, symmetrisch ausgebildet ist. Dadurch wird die Herstellung des Behälters oder des Behälterteils vereinfacht.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Behälters ist dadurch gekennzeichnet, dass der Stutzen an seinem dem Behälter zugewandten Ende eine Einführschräge aufweist. Durch die Einführschräge wird das Einführen des Stutzens in die Öffnung noch weiter vereinfacht.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Behälters ist dadurch gekennzeichnet, dass der Stutzen mehrere erweiterte Bereiche aufweist. Vorzugsweise weisen der Stutzen und die Öffnung jeweils zwei, drei oder vier erweiterte Bereiche auf.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Behälters ist dadurch gekennzeichnet, dass die erweiterten Bereiche gleichmäßig über den Umfang des Stutzens verteilt angeordnet sind. Dadurch wird die Handhabung des Stutzens beim Vorpositionieren vereinfacht.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Behälters ist dadurch gekennzeichnet, dass an dem Stutzen ein Bund ausgebildet ist, der einen Anschlag für den Stutzen bildet. Durch den Anschlag wird die Einführtiefe des Stutzens in die Öffnung begrenzt.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen:

Figur 1: eine perspektivische Darstellung eines Kühlers eines Kraftfahrzeugs mit einem Kühlereintrittsstutzen und einem Kühleraustrittsstutzen;
Figur 2: eine perspektivische Darstellung eines Stutzens in Alleinstellung;
Figur 3: den Stutzen aus Figur 2 in der Vorderansicht;
Figur 4: eine zu dem in den Figuren 2 und 3 dargestellten Stutzen passende Öffnung in einem Kühler;
Figur 5: eine Öffnung in einem Kühler mit vier erweiterten Bereichen und
Figur 6: eine Öffnung in einem Kühler mit zwei erweiterten Bereichen.

In Figur 1 ist ein Kühler 1 eines Kraftfahrzeugs perspektivisch, vereinfacht dargestellt. Der Kühler 1 umfasst einen oberen Wasserkasten 2, der in der Figur rechts angeordnet ist. Im eingebauten Zustand des Kühlers 1 ist der Wasserkasten 2 oben angeordnet. Auf der entgegengesetzten, in der Figur linken Seite des Kühlers 1 ist ein unterer Wasserkasten 3 angeordnet. Zwischen den Wasserkästen 2 und 3 erstreckt sich ein Kühlnetz 5. Die Wasserkästen 2, 3 und das Kühlnetz 5 sind vorzugsweise aus einem lötbaren Blechmaterial gebildet. Vorzugsweise bestehen die Wasserkästen 2 und 3 aus mehreren Blechteilen, die miteinander verlötet sind. In den oberen Wasserkasten 2 ist ein Kühlereintrittsstutzen 8 eingesetzt. In den unteren Wasserkasten 3 ist ein Kühleraustrittsstutzen 9 eingesetzt. Die Stutzen 8 und 9 sind in Öffnungen, die in den Wasserkästen 2 und 3 ausgebildet sind, eingeklemmt und anschließend verlötet worden. Das Einklemmen der Stutzen dient dazu, diese vor dem Verlöten an den Wasserkästen zu positionieren.
In den Figuren 2 und 3 ist ein Stutzen 20 perspektivisch in Alleinstellung dargestellt. Bei dem Stutzen 20 handelt es sich zum Beispiel um einen Kühlmitteleintritts- oder Austrittsstutzen eines Kühlers, wie er in Figur 1 dargestellt ist. Der Stutzen 20 hat im Wesentlichen die Gestalt eines geraden, hohlen Kreiszylinders, der an einem Ende mit einer Abfasung 21 versehen ist, die das Aufschieben von Verbindungsschläuchen erleichtert. An dem anderen Ende ist an dem Stutzen 20 eine Abfasung 22 vorgesehen, die das Einführen des Stutzens 20 in eine entsprechende Öffnung des Wasserkastens erleichtert.
Zwischen den beiden Abfasungen 21, 22 ist etwa in der Mitte des Stutzens 20 ein Bund 24 ausgebildet, der beim Einführen des Stutzens in die Öffnung des Wasserkastens einen Anschlag bildet. Zwischen dem Bund 24 und der Abfasung 22 weist der Stutzen 20 einen Axialabschnitt 26 auf, dessen Radius über den Umfang nicht konstant ist, sondern variiert. Der Stutzen 20 weist über seine gesamte Länge, also auch in dem Axialabschnitt 26, einen konstanten Innendurchmesser 28 auf. In dem Axialabschnitt 26 weist der Stutzen 20 drei Bereiche 31, 32, 33 mit einem konstanten Außendurchmesser auf, der größer als der Innendurchmesser 28, aber konzentrisch zu diesem angeordnet ist. Die drei Bereiche 30 bis 33 mit konstantem Außendurchmesser sind gleichmäßig über den Umfang des Stutzens 20 verteilt angeordnet. In Umfangsrichtung zwischen zwei Bereichen mit konstantem Außendurchmesser ist jeweils ein Bereich 35, 36, 37 mit einem größeren, konvex nach außen gekrümmten Außendurchmesser angeordnet.
In Figur 4 ist eine Öffnung 41 in einem Wasserkasten eines Kühlers, wie er in Figur 1 dargestellt ist, separat dargestellt. Die Öffnung 41 weist keinen konstanten Innendurchmesser auf. Die Öffnung 41 weist drei Bereiche 43, 44, 45 auf, deren Innendurchmesser erweitert ist. Die erweiterten Bereiche 43 bis 45 sind so gestaltet, dass ein Stutzen, wie er in den Figuren 2 und 3 dargestellt ist, mit seinem der Abfasung 21 abgewandten Ende mit den erweiterten Bereichen 35 bis 37 in die Öffnung 41 eingeführt werden kann. Nach dem Einführen in die Öffnung 41 wird der Stutzen 20 verdreht und dadurch in der Öffnung 41 verklemmt. Durch ein Verdrehen von circa 50 bis 100 Grad nach dem Einstecken des Stutzens kann der Stutzen 20 in der Öffnung 41 so verspannt und gesichert werden, dass die Teile bis zum anschließenden Lötprozess stabil verbunden bleiben.
In Figur 5 ist eine Öffnung 51 eines Wasserkastens dargestellt, die vier erweiterte Bereiche 53, 54, 55, 56 aufweist. Der zugehörige Stutzen weist ebenfalls vier erweiterte Bereiche auf.
In Figur 6 ist eine Öffnung 61 eines Wasserkastens mit zwei erweiterten Bereichen 63 und 64 dargestellt. Der zugehörige Stutzen weist ebenfalls zwei erweiterte Bereiche auf.

Claims

Behälter oder Teil eines Behälters, insbesondere eines Sammelkastens (2,3) eines Wärmetauschers (1), mit einer im Wesentlichen kreisrunden Öffnung (41;51;61), in der ein im Wesentlichen die Gestalt eines Hohlzylinders aufweisender Stutzen (20) durch Löten befestigbar ist, der vor dem Löten in der Öffnung vorpositioniert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Stutzen (20) an seinem dem Behälter zugewandten Ende, im Querschnitt durch den Stutzen betrachtet, mindestens einen, bezogen auf den Außendurchmesser des Stutzens, erweiterten Bereich (35,36,37) aufweist, der in Abhängigkeit von seiner Position in die Öffnung (41) einführbar und durch dessen Verdrehen der Stutzen (20) in der Öffnung (41) einklemmbar ist.
Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erweiterte Bereich (35-37) des Stutzens (20), im Querschnitt durch den Stutzen betrachtet, in radialer Richtung konvex nach außen gekrümmt und, bezogen auf einen Krümmungsradius, symmetrisch ausgebildet ist.
Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Behälteröffnung (41) mindestens einen, bezogen auf den Innendurchmesser der Öffnung, erweiterten Bereich (43,44,45) aufweist.
Behälter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erweiterte Bereich (53-56;63,64) der Öffnung (51;61) in radialer Richtung konvex nach außen gekrümmt und, bezogen auf einen Krümmungsradius, symmetrisch ausgebildet ist.
Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stutzen (20) an seinem dem Behälter zugewandten Ende eine Einführschräge (22) aufweist.
Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stutzen (20) mehrere erweiterte Bereiche (35-37) aufweist.
Behälter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erweiterten Bereiche (35-37) gleichmäßig über den Umfang des Stutzens (20) verteilt angeordnet sind.
Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Stutzen (20) ein Bund (24) ausgebildet ist, der einen Anschlag für den Stutzen bildet.
Wänneübertrager mit Rohren und insbesondere Rippen, sowie mit zumindest einem Sammelkasten, der nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.