EP1774243A1

EP1774243A1 - Sammelkasten für einen mehrreihigen wärmetauscher

Info

Publication number: EP1774243A1
Application number: EP05768961A
Authority: EP
Inventors: Jörg BERGMILLER; Thomas Seeger
Original assignee: Behr Industrieanlagen GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr Industry GmbH and Co KG
Priority date: 2004-07-23
Filing date: 2005-07-25
Publication date: 2007-04-18
Also published as: WO2006010581A1; US7832463B2; DE102004036022A1; US20070277956A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Sammelkasten (1), insbesondere für einen Wärmetauscher (1) einer Kraftfahrzeug-Kühlanlage, mit einem Kastenelement (3) bestehend aus mindestens zwei einstückig miteinander ausgebildeten und Fluid aufnehmenden Sammelbereichen (4), die nach außen mit einem Dichtelement abgedichtet sind, und einem diese Sammelbereiche (4) des Kastenelements (3) verschließenden Boden (5; 65; 75), wobei zwischen zwei benachbarten Sammelbereichen (4) eine Dichtungsanordnung (6) zwischen dem Kastenelement (3) und dem Boden (5; 65; 75) vorgesehen ist, wobei die Dichtungsanordnung (6) genau ein Dichtelement (7; 67; 77) umfasst, welches neben der Abdichtung zwischen den beiden Sammelbereichen (4) auch der Abdichtung nach außen dient. Dabei ist das Dichtelement (7; 67; 77) bevorzugt im Sammelkasten (2; 62; 72) in einer Ebene angeordnet, insbesondere in einer durchgehenden Rinne (8; 68; 78).

Description

Behr Industry GmbH & Co. KG

Heilbronner Str. 380

D-70469 Stuttgart

Sammelkasten für einen mehrreihigen Wärmetauscher

Die Erfindung betrifft einen Sammelkasten für einen mehrreihigen Wärme- tauscher gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Herkömmliche Sammelkästen für mehrreihige Kühler, insbesondere für Kraftfahrzeug-Kühlanlagen, bestehend aus einem Kastenelement mit min¬ destens zwei einstückig miteinander ausgebildeten und Fluid aufnehmenden Bereichen, im Folgenden als Sammelbereiche bezeichnet, und einem im Wesentlichen eben ausgebildeten, diese Sammelbereiche verschließenden Boden, weisen zur Vermeidung einer Leckage nach außen ein Dichtelement, insbesondere mit rundem oder ovalem Querschnitt, auf, welches insbeson¬ dere in eine Sicke eingelegt und durch einen umlaufenden Rand des Kas- tenelements zusammengepresst ist. Ferner treten ohne das Vorsehen von Dichtelementen Leckageprobleme zwischen den einzelnen benachbarten Sammelbereichen der Sammelkästen auf. Eine Leckage ist jedoch insbe¬ sondere bei im Sammelkasten benachbart angeordneten unterschiedlichen Kreisläufen, die gegebenenfalls mit unterschiedlichen Medien oder Tempera- turen arbeiten, unerwünscht. Um eine Leckage zwischen den einzelnen Sammelbereichen der Sammelkästen zu vermeiden, sind weitere Dichtele¬ mente vorgesehen. Eine derartige Anordnung ist jedoch relativ aufwändig.

BESTATIGUNGSKOPIE Es ist Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Sammelkasten für einen mehrreihigen Wärmetauscher zur Verfügung zu stellen. Dieser sollte bevor¬ zugt auch kostengünstig herstellbar sein.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Sammelkasten mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unter¬ ansprüche.

Erfindungsgemäß ist ein Sammelkasten, insbesondere für einen Wärmetau- scher einer Kraftfahrzeug-Kühlanlage, mit einem Kastenelement bestehend aus mindestens zwei einstückig miteinander ausgebildeten und Fluid auf¬ nehmenden Sammelbereichen, die nach außen mit einem Dichtelement ab¬ gedichtet sind, und einem diese Sammelbereiche des Kastenelements ver¬ schließenden Boden vorgesehen, wobei zwischen zwei benachbarten Sam- melbereichen ein Dichtelement zwischen dem Kastenelement und dem Bo¬ den vorgesehen ist, das einstückig mit dem Dichtelement ausgebildet ist, welches der Abdichtung nach außen dient, so dass die beiden Dichtelemen¬ te ein gemeinsames, einstückig ausgebildetes Dichtelement bilden. Dadurch, dass nur ein Dichtelement vorgesehen ist, das sowohl der inneren Abdich- tung als auch der Abdichtung gegenüber der Umgebung dient, verringert sich die Anzahl der Teile und somit auch die Montagekosten. Eine Leckage zwischen zwei benachbarten Sammelbereichen, insbesondere im Bereich zwischen dem Teil des Dichtelements, welches der Abdichtung zweier be¬ nachbarter Sammelbereiche dient, und dem Bereich, welcher der Außenab- dichtung dient, kann durch eine derartige Ausgestaltung der Dichtung sicher vermieden werden.

Bevorzugt ist im Boden eine Rinne ausgebildet, in die das Dichtelement ein¬ gelegt ist, und am Kastenelement eine annähernd der Breite der Rinne ent- sprechende Fläche vorgesehen, die zumindest teilweise am Dichtelement anliegt, so dass auf das Dichtelement eine ausreichende Druckspannung ausgeübt werden kann, ohne dasselbe zu beschädigen. Alternativ kann auch im Kastenelement eine Rinne ausgebildet sein, in die das Dichtelement ein¬ gelegt ist, und am Boden eine annähernd der Breite der Rinne entsprechen- de Fläche vorgesehen sein, die zumindest teilweise am Dichtelement anliegt. Die Fläche ist bevorzugt als ein sich in Längsrichtung des Sammelkastens in Richtung des Bodens beziehungsweise des Kastenelements erstreckender Vorsprung ausgebildet. Ist das Dichtelement in die Rinne eingelegt, so ist es in einer Ebene angeordnet, das heißt die durch das Verspannen des Bodens mit dem Kastenelement entstehenden Kräfte wirken im Wesentlichen senk¬ recht zu dieser Ebene und Querkräfte werden vermieden.

Als Dichtelement ist bevorzugt eine Schnur- oder Flachdichtung vorgesehen. Derartige Dichtungen können kostengünstig hergestellt und eingebaut wer- den.

Das Dichtelement weist bevorzugt an mindestens einer Ecke, vorzugsweise an allen vier Ecken oder zumindest an zwei diagonal gegenüberliegenden Ecken, einen vorstehenden Bereich auf, welcher auch im zusammengebau- ten Zustand von außen sichtbar ist. Dieser vorstehende Bereich vereinfacht die Positionierung des Dichtelements und ermöglicht eine einfache visuelle Kontrolle, ob ein Dichtelement eingebaut ist oder nicht.

Vorzugsweise ist ein Zugspannungserzeugungsmittel und/oder ein entspre- chend wirkendes Druckspannungserzeugungsmittel vorgesehen, welches sicherstellt, dass die zwischen dem Kastenelement und dem Boden ange¬ ordnete Dichtungsanordnung, welche bevorzugt durch eine Flach- oder Schnurdichtung gebildet ist, ausreichend dazwischen eingepresst ist und somit auch bei hohen Drücken ihre Funktion erfüllt, das heißt ein Lecken von einem Sammelbereich in den benachbarten Sammelbereich sicher verhin¬ dert.

Bevorzugt ist das Zugspannungserzeugungsmittel beziehungsweise das Druckspannungserzeugungsmittel mindestens zweiteilig, vorzugsweise drei- teilig, ausgebildet, wobei es vorzugsweise mindestens eine Gewindeverbin¬ dung zur Einstellung der auferlegten Zugspannung umfasst oder eine Clips¬ verbindung zum einfachen und schnellen Verbinden von Boden und Kasten¬ element. Gemäß einer Ausführungsform kann ein Teil des Zugspannungserzeu- gungsmittels fest mit dem Boden oder dem Kastenelement verbunden sein und das Kastenelement beziehungsweise den Boden im Bereich einer Öff¬ nung durchdringen, wobei es zumindest in einem Teil des nach außen ra- genden Bereichs ein Gewinde aufweist, auf das von außen als zweites Teil des Zugspannungserzeugungsmittels eine mit einem hiermit zusammenwir¬ kenden Gewinde versehenes Element, insbesondere eine Mutter, aufge¬ schraubt ist. Dabei ist zur Vereinfachung der Herstellung der Teil des Zug¬ spannungserzeugungsmittels, der fest mit dem Boden oder dem Kastenele- ment verbunden ist, leistenartig ausgebildet und weist eine Mehrzahl von Öffnungen auf, in welchen Schrauben oder Gewindebolzen verdrehsicher befestigt sind.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann ein Teil des Zugspan- nungserzeugungsmittels fest mit dem Boden oder dem Kastenelement ver¬ bunden sein, welches ein Innengewinde aufweist und das Kastenelement beziehungsweise der Boden eine Öffnung aufweist, die von einem mit einem Außengewinde versehenen Element durchdrungen ist, welches in das In¬ nengewinde eingeschraubt ist. Auch in diesem Fall ist vorzugsweise der Teil des Zugspannungserzeugungsmittels, der fest mit dem Boden oder dem Kastenelement verbunden ist, leistenartig ausgebildet und weist eine Mehr¬ zahl von Öffnungen mit einem Innengewinde auf.

Das Zugspannungserzeugungsmittel, das bei entsprechender Ausgestaltung auch in einem Randbereich eines Sammelbereichs angeordnet sein kann, weist zwecks Abdichtung gegenüber der Umgebung mindestens ein Dicht¬ element auf.

Im Falle einer Ausgestaltung des Zugspannungserzeugungsmittels als Clips- Verbindung, vorzugsweise als Mehrzahl von in einer Reihe angeordneten Clipsverbindungen, ist bevorzugt am Kastenelement oder am Boden mindes¬ tens ein Federarm ausgebildet oder vorgesehen, insbesondere eingespritzt in das Teil, das in eine Öffnung am Boden beziehungsweise am Kastenele¬ ment eingreift. Dies ermöglicht eine einfache und sehr schnelle Montage. Die Mehrzahl von Öffnungen weisen bevorzugt eine kreis- oder langlochförmige Gestalt auf.

Ist das Zugspannungserzeugungsmittel oder das Druckspannungserzeu- gungsmittel mittig zwischen zwei Sammelbereichen angeordnet, so ist be¬ vorzugt beiderseits desselben je eine Dichtungsanordnung vorgesehen.

Der Sammelkasten wird vorzugsweise in einem Wärmetauscher, insbeson¬ dere Kühler, einer Kraftfahrzeug-Kühlanlage verwendet.

Es ist selbstverständlich, dass sich die Erfindung nicht nur auf Kunststoff- Sammelkästen, sondern auch auf Sammelkästen aus anderen Materialien, wie insbesondere Aluminium, bezieht. Durch das Vorsehen eines erfin¬ dungsgemäßen Zugspannungserzeugungsmittels oder Druckspannungser- zeugungsmittels können Kunststoff- oder Metall-Sammelkästen beispiels¬ weise mit einer leicht verringerten Wandstärke ausgebildet sein oder für hö¬ here Drücke verwendet werden können. In diesem Fall kann an Stelle eines Verbindens mittels Klebens insbesondere auch eine Löt- oder gegebenen¬ falls Schweißverbindung vorgesehen sein. Die gewählte Verbindung ist ab- hängig von den zu verbindenden Materialien, den zu erwartenden Belastun¬ gen, insbesondere den zu erwartenden Temperaturen und Spannungen, und den Kosten für die Verbindung.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung im Einzelnen erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt quer durch einen Sammelkasten gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 einen Schnitt quer durch einen Sammelkasten gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, Fig. 3 einen Schnitt quer durch einen Sammelkasten gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel,

Fig. 4 einen Schnitt quer durch einen Sammelkasten gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel,

Fig. 5 einen Schnitt quer durch einen Sammelkasten gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel,

Fig. 6a einen Schnitt quer durch einen Sammelkasten gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel,

Fig. 6b eine Draufsicht auf einen Teil des Bodens des Sammelkas¬ tens von Fig. 6a,

Fig. 7a einen Schnitt quer durch einen Sammelkasten gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel,

Fig. 7b eine Draufsicht auf einen Teil des Bodens des Sammelkas- tens von Fig. 7a,

Fig. 8 eine Ansicht eines Kühlers mit zwei Sammelkästen,

Fig. 9 eine Seitenansicht des Kühlers von Fig. 8,

Fig. 10 eine Draufsicht auf den Kühler von Fig. 8,

Fig. 11 eine Draufsicht auf einen Boden, wie er beim achten Ausfüh¬ rungsbeispiel verwendet wird,

Fig. 12 einen Schnitt durch den Boden von Fig. 11 , Fig. 13 einen Schnitt quer durch einen Sammelkasten gemäß dem achten Ausführungsbeispiel,

Fig. 14 eine Draufsicht auf das Dichtelement gemäß dem achten

Ausführungsbeispiel,

Fig. 15 einen Schnitt durch das Dichtelement von Fig. 14,

Fig. 16 einen Schnitt quer durch einen Sammelkasten gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel, wobei eine Umlenkung vorge¬ sehen ist,

Fig. 17 eine Draufsicht auf das Dichtelement gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel,

Fig. 18 einen Schnitt entlang der Linie A-A durch das Dichtelement von Fig. 17,

Fig. 19 einen Schnitt entlang der Linie B-B durch das Dichtelement von Fig. 17, und

Fig. 20 einen Schnitt entlang der Linie C-C durch das Dichtelement von Fig. 17.

Eine Kraftfahrzeug-Kühlanlage weist als einen Wärmetauscher 1 einen zwei¬ reihigen Kühler mit zwei seitlich angeordneten Sammelkästen 2 und dazwi¬ schen verlaufenden Flachrohren (schematisch in der Zeichnung durch Rechtecke angedeutet) und Wellrippen auf, wie er in den Figuren 8 bis 10 dargestellt ist. Hierbei sind die einzelnen Reihen des Wärmetauschers 1 Teil unterschiedlicher Kreisläufe, so dass sich die in ihnen befindlichen Medien zumindest in ihren Betriebszuständen unterscheiden, weshalb sichergestellt sein muss, dass keine Leckage zwischen den Kreisläufen in den Sammel¬ kästen 2 erfolgt.

Jeder Sammelkasten 2 besteht aus einem Kastenelement 3 mit zwei einstü¬ ckig miteinander ausgebildeten und je ein Medium aufnehmenden Sammel¬ bereichen 4 und einem im Wesentlichen eben ausgebildeten, diese Sam¬ melbereiche 4 verschließenden Boden 5. Im Boden 5 sind in zwei Reihen eine Mehrzahl von Öffnungen ausgebildet, welche in ihrem Querschnitt im Wesentlichen dem Querschnitt der Flachrohre entsprechen, welche durch sie leicht in den Sammelbereich 4 ragen.

Zum Vermeiden einer Leckage der Sammelbereiche 4 nach außen, das heißt an die Umgebung, sind die äußeren Ränder des Bodens 5 auf an sich bekannte Weise entsprechend der Zeichnung ausgebildet, wobei ein leicht elastisches Dichtelement zwischen den verstärkt ausgebildeten Enden des Kastenelements 3 und den rinnenartig ausgebildeten äußeren Rändern des Bodens 5 angeordnet ist.

Zur Vermeidung einer Leckage zwischen den einzelnen Sammelbereichen 4 ist in jedem Sammelkasten 2 eine Dichtungsanordnung 6 vorgesehen, wel¬ che zwischen dem Kastenelement 3 und dem Boden 5 zwischen den Sam¬ melbereichen 4 angeordnet ist. Die Dichtungsanordnung 6 weist ein leicht elastisches Dichtelement T auf, welches von dem Kastenelement 3 und dem Boden 5 zusammengepresst ist. Dabei sind das zuvor genannte Dichtele¬ ment zur Abdichtung gegenüber der Umgebung und das Dichtelement T zur Abdichtung zwischen den Sammelbereichen 4 einstückig ausgebildet, in ei¬ ner Form, wie beispielsweise in Fig. 14 dargestellt, und werden in ihrer Ge¬ samtheit mit dem Bezugszeichen 7 bezeichnet.

Da insbesondere bei hohen Drücken in den Sammelbereichen 4 die Gefahr besteht, dass der Sammelkasten 2 durch den hohen Innendruck verformt wird, sind zur Sicherstellung der Dichtwirkung zwischen den beiden Sam¬ meibereichen 4 folgende Maßnahmen getroffen: Erstens ist im Boden 5, welcher im Wesentlichen plattenartig ausgebildet ist, eine in Längsrichtung der Dichtungsanordnung 6 verlaufende Rinne 8 vorge¬ sehen, in welche das Dichtelement 7 gelegt ist. Dabei weist die Rinne 8 die gleiche Tiefe wie der rinnenartig ausgebildete äußere Rand des Bodens 5 auf, so dass das Dichtelement 7 im eingebauten Zustand über seine gesam¬ te Länge eben angeordnet ist.

Das Kastenelement 3 weist einen sich in Längsrichtung desselben erstre¬ ckenden Vorsprung 9 mit einer nach außen weisenden Fläche auf, welcher zumindest in den äußeren Bereich der Rinne 8 passt. Der Vorsprung 9 ragt so weit in die Rinne 8, wie die äußeren, verstärkt ausgebildeten Enden des Kastenelements 3. Auf Grund der üblicherweise herrschenden Spannungen in Folge der Befestigung des Bodens 5 am Kastenelement 3 steht das Dichtelement 7 über seine gesamte Länge unter einer in den meisten Fällen ausreichenden Druckspannung.

Zur Erhöhung der Sicherheit ist zweitens, benachbart zur Dichtungsanord¬ nung 6 ein Zugspannungserzeugungsmittel 10 vorgesehen, auf welches im Folgenden unter Bezugnahme auf die einzelnen Ausführungsbeispiele und die hierzu gehörenden Figuren der Zeichnung näher eingegangen werden soll. Da der prinzipielle Aufbau des Sammelkastens 2, wie zuvor beschrie¬ ben, unverändert bleibt, werden für alle Ausführungsbeispiele die zuvor ge¬ nannten Bezugszeichen verwendet.

Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel, welches einen Kunststoff- Sammelkasten 2 betrifft, gemäß dem das Zugspannungserzeugungsmittel 10 eine Mehrzahl von in einer Reihe angeordneten Schrauben 11 und mit diesen zusammenwirkenden Muttern 12 aufweist. Die Schrauben 11 sind mit ihren Köpfen gemeinsam mit einem sich in Längsrichtung parallel zur Rinne 8 erstreckenden Element 13, in welches die Schrauben 11 gesteckt und mit dem sie drehsicher verbunden, gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ver¬ klebt, sind, mit dem Boden 5 des Sammelkastens 2 fest verklebt und ragen mit ihren Endbereichen durch Öffnungen im Kastenelement 3. Die Muttern 12 sind auf der dem Boden 5 gegenüberliegenden Seite des Kastenele- ments 3 angeordnet. Ferner ist auf jeder Schraube 11 bodenseitig des Kas- tenelements 3 und in den Bereich der Öffnung ragend ein Dichtelement 14 angeordnet. Das Element 13 dient neben der Positionierung und zusätzli¬ chen Unterstützung der Schrauben 11 auch als plane Anlagefläche für das Dichtelement 14, so dass dieses beim Einbau richtig positioniert und bei Be- trieb gleichmäßig belastet wird.

Im Bereich, in welchem die Köpfe der Schrauben 11 mit dem Boden 5 ver¬ bunden sind, weist der Boden 5 eine zweite Rinne 15 auf, die parallel zur Rinne 8 verläuft. Diese zweite Rinne 15 stellt eine gute und bei sich ändern- den Drücken und hiermit verbundenen elastischen Verformungen des Sam¬ melkastens 2 dauerfeste Verbindung sicher. Das Kastenelement 3 ist in sei¬ nem Bereich zwischen den beiden Sammelbereichen 4, zumindest von der dem Boden 5 gegenüberliegenden Seite gesehen, eben und ausreichend breit ausgebildet, so dass die Mutter 12 problemlos mit dem erforderlichen Drehmoment angezogen werden kann. Durch das Anziehen der Muttern 12 des Zugspannungserzeugungsmittels 10 wird das Kastenelement 3 in sei¬ nem mittleren Bereich über seine gesamte Länge hinweg auf den Boden 5 zubewegt und mit diesem verspannt. Die Vorspannung wirkt sich auf die be¬ nachbart verlaufende Dichtungsanordnung 6 derart aus, dass das Dichtele- ment 7 stärker zwischen Kastenelement 3 und Boden 5 eingepresst wird.

Gemäß dem in Fig. 2 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel entsprechen die geometrischen Abmessungen des Kastenelements 3 und des Bodens 5 denen des ersten Ausführungsbeispiels, wobei wiederum eine am Boden 5 ausgebildete sich parallel zur ersten Rinne 8 erstreckende zweite Rinne 25 vorgesehen ist. Im Bereich der zweiten Rinne 25 ist jedoch gemäß dem Zug- spannungserzeugungsmittel 10 des zweiten Ausführungsbeispiels ein mit einer Vielzahl von Innengewinden versehenes Element 26 verklebt, in wel¬ ches durch Öffnungen im Kastenelement 3 Schrauben 27 eingeschraubt sind, so dass die gleiche Funktion wie beim ersten Ausführungsbeispiel er¬ füllt wird. Zur Abdichtung sind wiederum Dichtelemente 24 vorgesehen, wel¬ che in ihrer Funktion denen des ersten Ausführungsbeispiels entsprechen.

Beim in Fig. 3 dargestellten dritten Ausführungsbeispiel entspricht die Geo- metrie des Kastenelements 3 derjenigen des Kastenelements 3 des ersten und zweiten Ausführungsbeispiels. Am Boden 5 ist jedoch keine zweite Rin¬ ne vorgesehen, so dass er bis zur Rinne 8 im Wesentlichen eben verläuft und im Prinzip einen Teil eines der Sammelbereiche 4 bildet. Auf der kas- tenseitigen Seite des Bodens 5 ist, entsprechend dem ersten Ausführungs- beispiel, ein sich in Längsrichtung, parallel zur Rinne 8 erstreckendes Ele¬ ment 33 angeklebt, welches eine Mehrzahl von Schrauben 31 umfasst, die durch Öffnungen im Element 33 gesteckt und mit dem Kastenelement 3 ver¬ klebt sind. Auf die durch Öffnungen im Kastenelement 3 ragenden Enden der Schrauben 31 sind Muttern 32 geschraubt. Ebenfalls sind, entsprechend den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen, zur Abdichtung der Öff¬ nungen Dichtelemente 34 vorgesehen.

Fig. 4 zeigt das vierte Ausführungsbeispiel, welches im Prinzip einer Kombi¬ nation der Geometrie des dritten Ausführungsbeispiels mit dem Zugspan- nungserzeugungsmittel 10 des zweiten Ausführungsbeispiel entspricht. Auf Grund des Wegfalls der zweiten Rinne ist das mit einer Mehrzahl von Innen¬ gewinden versehene Element 46 leistenartig ausgebildet und mit seiner ei¬ nen Fläche mit der kastenseitigen planen Fläche des Bodens 5 verklebt. In das Element 46 sind durch Öffnungen im Kastenelement 3 gesteckte Schrauben 47 eingeschraubt. Ferner sind Dichtelemente 44 zur Abdichtung der Öffnungen vorgesehen.

Entsprechend dem fünften in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Geometrie des Kastenelements 3 und des Bodens 5 entsprechend dem zuvor beschrieben dritten Ausführungsbeispiel vorgesehen. Auf der kasten¬ seitigen Seite des Bodens 5 ist, entsprechend dem dritten Ausführungsbei¬ spiel, ein sich in Längsrichtung, parallel zur Rinne 8 erstreckendes U- förmiges Element 53 angeklebt, welches eine Mehrzahl von Gewindebolzen 51 umfasst, die mit ihrem einen Ende durch Öffnungen ins Element 53 ge- steckt und mit dem Element 53 verpresst sind. Auf die durch Öffnungen im Kastenelement 3 ragenden Enden der Gewindebolzen 51 sind Muttern 52 geschraubt. Ebenfalls sind, entsprechend den zuvor beschriebenen Ausfüh¬ rungsbeispielen, zur Abdichtung der Öffnungen Dichtelemente 54 vorgese¬ hen. Die Figuren 6a, 6b, 7a und 7b zeigen ein sechstes und siebtes Ausfüh¬ rungsbeispiel eines Sammelkastens 62 beziehungsweise 72, welches sich jeweils in seinem Aufbau im Wesentlichen vom bisher beschriebenen Auf¬ bau dadurch unterscheidet, dass an Stelle einer Dichtungsanordnung 6 beidseitig des Zugspannungserzeugungsmittels je eine Dichtungsanordnung 66 beziehungsweise 76 angeordnet ist, weshalb das Zugspannungserzeu- gungsmittel 10 mittig zwischen zwei Sammelbereichen 64 beziehungsweise 74 angeordnet ist, und dass an Stelle von Schrauben oder Gewindebolzen als Teil des Zugspannungserzeugungsmittels 10 eine Reihe von Clipsver- bindungen 60 beziehungsweise 70 verwendet werden, wobei jedoch auch die Verwendung von Schrauben usw. möglich ist.

Für die Dichtungsanordnungen 66 beziehungsweise 76 sind jeweils zwei pa¬ rallel zueinander verlaufende Rinnen 68 beziehungsweise 78 im Boden 65 beziehungsweise 75 vorgesehen, in welche je ein Dichtelement 67 bezie¬ hungsweise 77 gelegt ist, das auf seiner anderen Seite mit einer planen Flä¬ che des Kastenelements 63 beziehungsweise 73 anliegt.

Gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel wird jede Clipsverbindung 60 durch in das Kastenelement 63 eingespritztes Teil, welches zwei Federarme mit hakenartigen Enden aufweist, und eine hiermit zusammenwirkende Hin- terschneidung, die im Boden 65 in Form von mehreren Öffnungen in Form von Langlöchern ausgebildet ist, gebildet. Da bei der Montage ein gewisser Druck zum Einschnappen der Clipsverbindung 60 ausgeübt wird, wird der Boden 65 stets in Richtung des Kastenelements 63 gezogen, so dass ein ausreichendes Zusammenpressen der beiden Teile im Bereich der Dich¬ tungsanordnungen 66 sichergestellt ist.

Beim siebten Ausführungsbeispiel ist das Teil mit den Federarmen einstü- ckig mit dem Kastenelement 73 ausgebildet und entspricht in seiner Form und Wirkungsweise dem des sechsten Ausführungsbeispiels. Im Unter¬ schied zum sechsten Ausführungsbeispiel ist am Boden 75 ein getrennt vom Boden 75 ausgebildetes Hohlprofil angebracht, in welchem Öffnungen in Richtung Kastenelement 73 in Form von Langlöchern ausgebildet sind, in diese Öffnungen greifen die Federarme mit ihren hakenartigen Enden ein und stellen eine ausreichende Vorspannung sicher.

Es ist offensichtlich, dass an Stelle von Zugspannungserzeugungsmitteln auch entsprechend auf beide Außenseiten von Kastenelement und Boden wirkende Druckspannungserzeugungsmittel vorgesehen sein können, wofür insbesondere sowohl im Kastenelement als auch im Boden miteinander fluchtende Öffnungen vorgesehen sind, durch die das Druckspannungser¬ zeugungsmittel ragt, beispielsweise eine Schraube mit einer Mutter, wobei auf einer Außenseite der Kopf der Schraube und auf der anderen Außensei¬ te die Mutter anliegt. Gegebenenfalls können auch beide Spannungserzeu- gungsmittel miteinander kombiniert werden.

Ebenso selbstverständlich ist, dass bei sämtlichen zuvor beschriebenen Aus- führungsbeispielen die Anordnung der Öffnungen und der Elemente ver¬ tauscht werden kann, das heißt, die Öffnungen können im Boden vorgese¬ hen und die Elemente am Kastenelement angebracht sein.

Wie in den Ausführungsbeispielen acht und neun dargestellt, kann auch auf ein Zugspannungserzeugungsmittel 10 oder Druckspannungserzeugungsmit¬ tel zwischen den einzelnen Sammelbereichen 4 verzichtet und der Boden 5 mit dem Kastenelement 3 auf an sich bekannte Weise verspannt werden.

Figuren 11 und 12 zeigen einen Boden 5 für einen zweireihigen Sammelkas- ten, welcher in zwei Reihen angeordnet eine Mehrzahl von in je einem ebe¬ nen Bereich angeordneten parallel zueinander verlaufenden Schlitzen zum Einführen von in Fig. 13 als Rechtecke angedeuteten Flachrohren aufweist. Ferner ist eine 8-förmige Rinne 8 von konstanter Tiefe bezüglich der beiden ebenen Bereiche des Bodens 5 vorgesehen, welche die beiden ebenen Be- reiche außen umlaufend umgibt und durch ihren Querteil voneinander trennt. In den vier äußeren Eckbereichen sind nicht näher dargestellte Aussparun¬ gen vorgesehen, auf deren Funktion an späterer Stelle näher eingegangen wird, die jedoch für die Dichtfunktion eines in die Rinne 8 eingelegten 8- förmigen Dichtelements 7 nicht nachteilig sind. Das Kastenelement 3 ist entsprechend dem in Fig. 3 dargestellten Kasten¬ element 3 ausgebildet, jedoch fehlt das Zugspannungserzeugungsmittel 10, so dass der mittlere Bereich etwas schmäler ausgebildet ist (vgl. Fig. 13). Das Kastenelement 3 weist zwei einstückig miteinander ausgebildete und je ein Medium aufnehmende Sammelbereichen 4 auf.

Ferner weist es in seinem mittleren Bereich einen sich in Längsrichtung des¬ selben erstreckenden Vorsprung 9 mit einer nach außen weisenden Fläche auf, welcher zumindest in den äußeren Bereich des mittleren Bereichs der Rinne 8 passt. Der Vorsprung 9 ragt so weit in die Rinne 8, wie die äußeren, verstärkt ausgebildeten Enden des Kastenelements 3. Entsprechend verläuft der Vorsprung 9 auch entlang der Enden aller vier äußeren Seiten, wobei die Schmalseiten nicht dargestellt sind, jedoch in ihrer Form im Wesentlichen derjenigen der in Fig. 13 rechts und links dargestellten Seiten entspricht. Auf Grund der üblicherweise herrschenden Spannungen in Folge der Befesti¬ gung des Bodens 5 am Kastenelement 3 steht das Dichtelement 7 über sei¬ ne gesamte Länge unter einer in den meisten Fällen ausreichenden Druck¬ spannung.

Das 8-förmige Dichtelement 7 (vgl. Fig. 14) weist einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt auf. Hierbei ist an den äußeren Ecken jeweils ein vorstehender Bereich 88 einstückig mit dem Dichtelement 7 ausgebildet, der im eingebauten Zustand durch die Aussparungen im Boden 5 nach außen ragt, so dass der Einbau und die richtige Positionierung des Dichtelements 7 im Sammelkasten 2 problemlos ersichtlich ist. Zudem erleichtern die Berei¬ che 88 die Positionierung im Rahmen der Montage.

Gemäß dem in den Figuren 16 bis 20 dargestellten neunten Ausführungs¬ beispiel ist ebenfalls kein Zugspannungserzeugungsmittel 10 oder Druck- spannungserzeugungsmittel zwischen den einzelnen Sammelbereichen 4 vorgesehen. Zudem entfällt die Rinne 8, so dass das Dichtelement direkt am ebenen Boden 5 flach anliegt und von den verbreitert ausgebildeten Enden des Kastenelements 3 gehalten wird. Die Ausgestaltung des Kastenelements 3 entspricht der des achten Ausfüh¬ rungsbeispiels, jedoch ist eine quer, das heißt in Richtung der Schnittebene von Fig. 16 verlaufende Trennwand (nicht dargestellt) in einem der beiden Sammelbereiche 4 vorgesehen.

Gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel ist eine zusätzliche Unterteilung eines der beiden Sammelkästen 4 vorgesehen, weshalb das Dichtelement 7, das entsprechend dem vorigen Ausführungsbeispiel einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweist, eine entsprechende, allerdings vorlie- gend auf Grund der Abmessungen der Trennwand höher ausgebildete Querverbindung 99 aufweist (vgl. Fig. 17), so dass es nicht nur die beiden Sammelkästen 4 nach außen und gegeneinander sondern auch den unter¬ teilten Sammelkasten 4 gegeneinander abdichtet.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Sammelkasten, insbesondere für einen Wärmetauscher (1) einer Kraft¬ fahrzeug-Kühlanlage, mit einem Kastenelement (3) bestehend aus mindestens zwei insbesondere einstückig miteinander ausgebildeten und Fluid aufnehmenden Sammelbereichen (4), die nach außen mit ei- nem Dichtelement abgedichtet sind, und einem diese Sammelbereiche

(4) des Kastenelements (3) verschließenden Boden (5; 65; 75), wobei zwischen zwei benachbarten Sammelbereichen (4) ein Dichtelement (7¹) zwischen dem Kastenelement (3) und dem Boden (5; 65; 75) vor¬ gesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (7¹), das benachbarte Sammelbereiche (4) gegeneinander abdichtet, Teil des Dichtelements ist, welches der Abdichtung nach außen dient, so dass die beiden Dichtelemente ein gemeinsames, einstückig ausgebil¬ detes Dichtelement (7; 67; 77) bilden.

2. Sammelkasten nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (7; 67; 77) im Sammelkasten (2; 62; 72) in einer Ebene angeordnet ist.

3. Sammelkasten nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Boden (5; 65; 75) und/oder im den bodenseitigen Enden des Kas¬ tenelements (3) eine Rinne (8; 68; 78) vorgesehen ist, in welche das Dichtelement (7; 67; 77) eingelegt ist.

4. Sammelkasten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (7; 67; 77) eine Flach- und/oder Schnurdichtung mit im Wesentlichen konstantem Querschnitt ist.

5. Sammelkasten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (7) an mindestens einer Ecke einen vorstehenden Bereich (88) aufweist.

6. Sammelkasten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (7; 67; 77) eine Querverbin¬ dung (99) aufweist, die einer Trennwand in einem der Sammelbereiche (4) zugeordnet ist.

7. Sammelkasten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Zugspannungserzeugungsmittel (10) und/oder ein Druckspannungserzeugungsmittel zwischen dem Bo¬ den (5) und dem Kastenelement (3) im Bereich zwischen zwei benach¬ barten Sammelbereichen (4) und benachbart zur Dichtungsanordnung (6) vorgesehen ist.

8. Sammelkasten nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugspannungserzeugungsmittel (10) beziehungsweise das Druckspan¬ nungserzeugungsmittel mindestens zweiteilig ausgebildet ist und min- destens eine Gewindeverbindung zur Einstellung der auferlegten Zug¬ spannung umfasst.

9. Sammelkasten einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeich¬ net, dass ein Teil des Zugspannungserzeugungsmittels (10) fest mit dem Boden (5) oder dem Kastenelement verbunden ist, und das Kas¬ tenelement (3) beziehungsweise den Boden im Bereich einer Öffnung durchdringt, wobei es zumindest in einem Teil des nach außen ragen¬ den Bereichs ein Gewinde aufweist, auf das von außen als zweites Teil des Zugspannungserzeugungsmittels (10) eine mit einem hiermit zu- sammenwirkenden Gewinde versehenes Element (12) aufgeschraubt ist.

10. Sammelkasten nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Teil des Zugspannungserzeugungsmittels (10), der fest mit dem Boden (5) oder dem Kastenelement verbunden ist, leistenartig ausgebildet ist und eine Mehrzahl von Öffnungen aufweist, in welchen Schrauben oder Gewindebolzen verdrehsicher befestigt sind.

11. Sammelkasten nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekenn- zeichnet, dass ein Teil des Zugspannungserzeugungsmittels (10) fest mit dem Boden (5) oder dem Kastenelement verbunden ist, welches ein Innengewinde aufweist, und das Kastenelement (3) beziehungsweise der Boden eine Öffnung aufweist, die von einem mit einem Außenge¬ winde (27) versehenen Element durchdrungen ist, welches in das In- nengewinde eingeschraubt ist.

12. Sammelkasten nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Teil des Zugspannungserzeugungsmittels (10), der fest mit dem Boden (5) oder dem Kastenelement verbunden ist, leistenartig ausgebildet ist und eine Mehrzahl von Öffnungen mit einem Innengewinde aufweist.

13. Sammelkasten nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass das Zugspannungserzeugungsmittel (10) mindestens ein Dichtelement (14; 24; 34; 44; 54) aufweist.

14. Sammelkasten nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass das Zugspannungserzeugungsmittel (10) und/oder Druckspannungserzeugungsmittel mindestens eine Clipsverbindung (60; 70) aufweist.

15. Sammelkasten nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass am Kastenelement (63; 73) oder am Boden mindestens ein Federarm ausgebildet oder vorgesehen ist, der in eine Öffnung am Boden (65; 75) beziehungsweise am Kastenelement eingreift.

16. Sammelkasten nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Öffnungen vorgesehen ist, die kreis- oder langlochförmig ausgebildet sind.

17. Sammelkasten nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass beidseitig des Zugspannungserzeugungsmittels (10) und/oder Druckspannungserzeugungsmittels je eine Dichtungsanord¬ nung (66; 76) vorgesehen ist.

18. Verwendung eines Sammelkastens nach einem der Ansprüche 1 bis 17 in einem Wärmetauscher (1), insbesondere Kühler, einer Kraftfahr¬ zeug-Kühlanlage.

19. Wärmetauscher, insbesondere Kühler, insbesondere für Kraftfahrzeu¬ ge, mit Rohren und insbesondere Rippen, vorzugsweise Wellrippen, wobei die Rohre mit zumindest einem Sammelkasten kommunizieren, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Sammelkasten nach ei¬ nem der Ansprüche 1 bis 17 ausgebildet ist.