DE19930689B4

DE19930689B4 - Wärmeübertrager mit Halter

Info

Publication number: DE19930689B4
Application number: DE1999130689
Authority: DE
Inventors: Viorel Dipl.-Ing. Braic; Uwe Dipl.-Ing. Hoffrogge
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 1999-07-02
Filing date: 1999-07-02
Publication date: 2004-11-25
Anticipated expiration: 2019-07-03
Also published as: DE19930689A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem Rippenrohrblock, bestehend aus einer Vielzahl von Rohren, in denen ein flüssiges und/oder gasförmiges Medium strömt, und damit verbundenen luftbeaufschlagten Rippen, und wenigstens einem Sammelkasten, in den die Rohre münden, sowie wenigstens einem Seitenteil, das an einer Seitenfläche des Rippenrohrblocks und/oder an dem Sammelkasten angeordnet ist und wenigstens einen von der Seitenfläche nach außen abstehenden Seitenschenkel aufweist, sowie wenigstens einem Halter, der durch wenigstens eine am Seitenschenkel befindliche Ausnehmung mit dem jeweiligen Seitenteil verbunden ist. Es ist Aufgabe der Erfindung, einen solchen Wärmeübertrager derart weiterzubilden, daß die Montage des Halters vereinfacht wird, in dem die Anzahl der Handhabungsvorgänge, insbesondere die Anzahl unterschiedlicher translatorischer und rotatorischer Bewegungen während der Montage, vermindert wird. Um diese Aufgabe zu lösen ist vorgesehen, daß der Halter wenigstens ein Anschlagelement aufweist, das an den Seitenschenkel in Einführrichtung anlegbar ist, und wenigstens ein Rastelement, das an denselben oder einen weiteren Seitenschenkel entgegen der Einführrichtung anlegbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager mit Halter, insbesondere für Kraftfahrzeuge, gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1.

Ein solcher Wärmeübertrager ist aus der Druckschrift DE 198 44 048 A1 bekannt. Dieser Wärmeübertrager bestehend aus einer Vielzahl von Rohren, in denen ein Medium strömt, und damit verbundenen luftbeaufschlagten Rippen, und zwei Sammelkästen, in die die Rohre münden, sowie zwei Seitenteilen, die an einer Seitenfläche des Rippenrohrblocks oder an den Sammelkästen angeordnet sind und zwei von der Seitenfläche nach außen abstehende Seitenschenkel aufweisen, sowie wenigstens einem Halter, der durch zwei am Seitenschenkel befindliche Ausnehmungen mit dem jeweiligen Seitenteil verbunden ist. Dabei ist der Halter derart ausgestaltet, daß er formschlüssig durch eine am Seitenteil befindliche Ausnehmung und kraftschlüssig durch ein federndes Rastelement mit dem jeweiligen Seitenteil verbunden ist.

Ein derart gestalteter Halter hat den Nachteil, daß zur Einführung des Halters in die Ausnehmungen des Seitenteils während der Montage des Halters vergleichsweise komplizierte Handhabungsvorgänge mit translatorischen Be wegungen in verschiedene Richtungen und rotatorischen Bewegungen um eine Achse erforderlich sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wärmeübertrager der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß die Montage des Halters vereinfacht wird, indem die Anzahl der Handhabungsvorgänge, insbesondere die Anzahl unterschiedlicher translatorischer und rotatorischer Bewegungen während der Montage, vermindert wird.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß der Halter wenigstens ein Anschlagelement aufweist, das an den Seitenschenkel in Einführrichtung anlegbar ist, und wenigstens ein Rastelement, das an denselben oder einen weiteren Seitenschenkel entgegen der Einführrichtung anlegbar ist. Durch eine derartige konstruktive Orientierung von Anschlagelement und Rastelement des Halters an einer einzigen Einführrichtung ist es ermöglicht, den Halter durch eine einzige translatorische Bewegung in eine Richtung am Seitenteil des Wärmeübertragers zu montieren. Dieses geschieht, indem der Halter durch eine Ausnehmung des Seitenteils bis zum Anschlag der Anschlagelemente geführt ist und in dieser Endposition das Rastelement einrastet. In der Endposition ist dabei das Anschlagelement zur Kraftaufnahme in Einführrichtung und das Rastelement zur Kraftaufnahme entgegen der Einführrichtung ausgelegt.

In Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 ist das Rastelement in Form einer federnden Zunge ausgebildet, wobei der Zungengrund mit dem Halter einstückig verbunden ist und die Zungenspitze einen Rasthaken aufweist. Die Ausführung des Rastelements in Form einer federnden Zunge ermöglicht damit, daß die Rastfläche des Rasthakens während der Einführbewegung des Halters in die Ausnehmung des Seitenteils in ihrer Ensposition nach dem Prinzip eines Schnapphakens einrasten kann und damit eine Fixierung des Halters gewährleistet. Die Rastfläche des Rasthakens liegt dabei am Seitenschenkel des Seitenteils im wesentlichen flächig an.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 3 weist der Halter parallel zu dem wenigstens einen Anschlagelement angeordnete und einstückig mit dem Halter verbundene Federelemente auf, die an den Seitenschenkel anlegbar sind. Diese Federelemente dienen vor allem als Toleranzausgleich und sorgen für eine spielfreie Verbindung zwischen dem Halter und dem Seitenteil.

In Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 4 ist die Einführrichtung in Richtung der Längsachse des Halters gelegen. Durch diese Orientierung der wesentlichen Funktionskomponenten des Halters an einer einzigen Einführrichtung ist es ermöglicht, den Halter durch eine translatorische Bewegung in eine Richtung am Seitenteil des Wärmeübertragers zu montieren und auch mit einer ebenso einfachen, lediglich entgegengesetzten Bewegung im Falle eines späteren Recyclings zu demontieren.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 5 liegt das Anschlagelement auf der nach außen gerichteten Seite und das Rastelement auf der nach innen gerichteten Seite des Seitenschenkels an. Damit ist eine zuverlässige Fixierung des Halters sowohl in Einführrichtung als auch entgegen der Einführrichtung gewährleistet.

In Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 6 weist das Seitenteil zwei Seitenschenkel auf, die jeweils mit etwa gleich großen Ausnehmungen versehen sind, wobei die erste Ausnehmung zur Anlage der Anschlagelemente sowie der Rastelemente und die zweite Ausnehmung zur Aufnahme eines Führungsschweifes ausgeführt ist. Durch eine solche Einbringung eines Führungsschweifes in die zweite Ausnehmung des Seitenteils, die in einem gewissen Abstand zur ersten Ausnehmung steht, kann je nach Wahl des Abstandes zwischen den beiden Ausnehmungen der Hebelarm – als Abstand zwischen den beiden Ausnehmungen – zur Abstützung und damit die Kraft- bzw. Momentaufnahmefähigkeit des Halters den individuellen Bedürfnissen angepaßt werden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 7 ist der Führungsschweif in Richtung der Längsachse des Halters gelegen und weist ein Ausgleichselement in Form einer federnden Zunge, das im Bereich der zweiten Ausnehmung gelegen ist, auf. Durch dieses Ausgleichselement ist der Führungsschweif spiel- und vor allem klapperfrei innerhalb der zweiten Ausnehmung fixierbar.

In Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 8 weist der Halter eine Haltevorrichtung zur Aufnahme von wenigstens einem Zusatzaggregat auf. Diese Haltevorrichtung macht den eigentlichen funktionellen Zweck des Halters aus und dient zur Aufnahme von weiteren Wärmeübertragern, die nahe des Wärmeübertragers positioniert sein sollen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 9 weist die Haltevorrichtung eine im Querschnitt etwa C-förmige Gestalt auf, bestehend aus einer Haltevorrichtungs-Basis, zwei etwa senkrecht dazu abgewinkelten Federarmen, zwei etwa senkrecht dazu abgewinkelten Haltevorrichtungs-Mittelschenkeln und zwei nahezu senkrecht dazu abgewinkelnten Haltevorrichtungs-Schnapphaken. Durch diese geometrische Gestaltung der Haltevorrichtung kann ein weiterer Wärmeübertrager auf einfache Art und Weise durch an diesen angebrachte Haltebolzen in die Haltevorrichtung eingeclipst werden, ohne daß komplizierte Handhabungsvorgänge erforderlich wären.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Hierbei zeigt schematisch:
1 eine räumliche Ansicht eines Teilbereichs eines Wärmeübertragers mit an einem Seitenteil angebrachten Haltern;
2 eine räumliche Schnittdarstellung des Seitenteils mit dem daran angebrachten Halter;
3 eine Schnittdarstellung des Halters;
4 eine Draufsicht auf den Halter;
5 eine räumliche Ansicht des Seitenteils mit dem daran angebrachten Halter und einem Haltebolzen eines weiteren Wärmeübertragers.
1 zeigt einen Wärmeübertrager, der als Ladeluftkühler 10 für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges ausgebildet ist. Dieser besitzt einen Rippenrohrblock 12, der aus einer Vielzahl von parallel zueinander angeordneten, nicht näher dargestellten Rohren und Rippen besteht. An den beiden Seitenflächen dieses Ladeluftkühlers 10 sind ein oberes Seitenteil 14 und ein nicht dargestelltes unteres Seitenteil angeordnet. An dem oberen, aus einem metallischen Werkstoff ausgeführten Seitenteil 14 sind ein erster Halter 16 und ein zweiter Halter 18 angebracht, die zur Aufhängung eines Kondensators 20 für eine Klimaanlage des Kraftfahrzeuges dienen. Dabei sind die als Spritzgußteile aus Kunststoff ausgebildeten Halter 16 und 18 Systemkomponenten von mehreren Halteelementen, die zur Fixierung des Kondensators 20 am Ladeluftkühler 10 dienen. An den Kondensator 20 ist ein erster Haltebolzen 22 und ein zweiter Haltebolzen 24 angebracht, die jeweils zum Kontakt zwischen dem Kondensator und den Haltern dienen.
2 zeigt einen Ausschnitt des oberen Seitenteils 14. Dieses besteht aus einem Querschenkel 24, von dessen Grundfläche senkrecht und vom Rippenrohrblock 12 wegweisend ein erster Seitenschenkel 26 und ein zweiter Seitenschenkel 28 ausgehen, so daß diese drei Schenkel ein im Querschnitt im wesentlichen u-förmiges Profil bilden. Gemäß 5 weist das Seitenteil 14 in dem dargestellten Bereich, in dem der Halter 16 angeordnet ist, eine erste Ausnehmung 30 und eine zweite Ausnehmung 32 auf.
Wie 2, 3, 4 und 5 zu entnehmen ist, weist der Halter 16 ein erstes Anschlagelement 34 und ein zweites Anschlagelement 36 sowie ein federndes Rastelement 38 zur grundlegenden Fixierung gegenüber dem Seitenteil 14 auf. Die Anschlagelemente 36 und 38 liegen im montierten Zustand mit ihren Anschlagflächen 44 auf einer Seite des Seitenschenkels 28 und fixieren damit den Halter 16 in positiver x-Richtung. Das Rastelement 38, das aus einem Zungengrund 46 und einem Rasthaken 48 besteht, liegt im montierten Zustand ebenfalls am Seitenschenkel 28 an, allerdings auf der den Anschlagelementen 36 und 38 abgewandten Seite, so daß ein flächiger Kontakt zwischen der Rastfläche 50 des Rastelements 38 und dem Seiten schenkel 28 und damit eine Fixierung des Halters 16 in negativer x-Richtung vorliegt.
Des weiteren besitzt der Halter 16 ein erstes Federelement 40 und ein zweites Federelement 42, die jeweils einem Ausgleich von Spielräumen zwischen der Rastfläche 50 und der Anschlagfläche 44 im Zusammenhang mit dem Seitenschenkel 28 schaffen können und gleichzeitig einem Auftreten von Klappergeräuschen entgegenwirken. Für eine lagefeste Fixierung in Richtung der y- und z-Achse sorgt der jeweilige Kontaktbereich zwischen dem Halter 16 und der Ausnehmung 30.
In Verlängerung des Halters 16 in Richtung des Seitenschenkels 26 weist dieser einen Führungsschweif 52 auf, der im montierten Zustand durch die Ausnehmung 32 hindurch geführt ist und dadurch in Richtung der y- und z-Achse für eine Stabilisierung des gesamten Halters sorgt und aufgrund der Hebelarmlänge, die durch den Abstand zwischen dem ersten Seitenschenkel 26 und dem zweiten Seitenschenkel 28 gebildet ist, den Halter zur Aufnahme größerer Momente befähigt. Zum Ausgleich möglicher Spielräume zwischen dem Führungsschweif 52 und der Ausnehmung 32 weist der Führungsschweif 52 darüber hinaus eine federnde Zunge 54 auf, die für einen Toleranzausgleich in Richtung der y-Achse sorgt.
Die Einleitung der Kräfte auf den Halter 16 erfolgt über eine als Teil des Halters 16 ausgebildete Haltevorrichtung 56, an der der Kondensator 20 befestigt ist. Diese Haltevorrichtung ist als federndes Rastelement mit zwei Federarmen 58 und 60 sowie zwei Rastflächen 62 und 64 ausgeführt. Die Rastflächen 62 und 64 bilden zusammen mit einer in den Halter integrierte halbkreisförmige Aufnahme 66 die eigentliche Haltevorrichtung 56 zur Aufnahme des am Kondensator 20 angeordneten Haltebolzens 22.
Kräfte, die durch den Halter 16 auf das Seitenteil 14 übertragen werden sollen, werden zunächst über den Haltebolzen 22 auf die Haltevorrichtung 56 übertragen. Dabei kann die Haltevorrichtung 56 aufgrund des gemäß 5 lediglich eingesteckten Haltebolzens 22 nur Kräfte aufnehmen, die in x-Richtung und z-Richtung gerichtet sind. Diese Kräfte werden je nach Rich tung auf unterschiedliche Weise auf das Seitenteil übertragen. In positiver und negativer z-Richtung angreifende Kräfte werden im wesentlichen über den Kontaktbereich zwischen der Ausnehmung 30 und dem Halter 16 aufgenommen. In positiver x-Richtung angreifende Kräfte werden im wesentlichen über die beiden Anschlagelemente 34 und 36 übertragen. In negativer x-Richtung angreifende Kräfte werden im wesentlichen die Rastfläche 50 und das daran anschließende Rastelement 38 übertragen. Zur Aufnahme von Momenten, die durch die Einleitung der Kräfte durch den Haltebolzen 22 in einem festen Abstand zur Seitenschenkel 28 aufgenommen werden müssen, dient der auf der bezüglich des Seitenschenkels 28 gegenüberliegend gelagerte Führungsschweif 52.
Die in positiver und negativer x-Richtung angreifenden Kräfte sind besonders groß für den Fall, daß anstatt oder zusätzlich zu dem Kondensator beispielsweise ein Elektromotor zum Antrieb eines Lüfters durch den Halter gehalten wird. In einem solchen Fall machen sich ebenfalls die schwingungsdämpfenden Eigenschaften des aus Kunststoff hergestellten Halters besonders positiv bemerkbar. Auch muß die Einbauposition relativ zum Ladeluftkühler 10 nicht auf das obere Seitenteil 14 beschränkt sein, sondern es kann ebenfalls ein Einsatz an weiteren Positionen des Ladeluftkühlers 10 vorteilhaft sein.
Um den Halter 16 am Seitenteil 14 zu montieren, wird dieser mit dem Führungsschweif voran entlang der x-Achse durch die erste Ausnehmung 30 des zweiten Seitenschenkels 28 hindurchgeführt, bis die Anschlagelemente 34 und 36 am Seitenschenkel 28 zum Anschlag kommen und zeitgleich oder nahezu zeitgleich das Rastelement 38 einschnappt. Zur Montage des Kondensators 20 an diesen Halter 16 wird der Haltebolzen 22 in Richtung der x-Achse derart in die Haltevorrichtung 56 eingeschoben, daß die Rastflächen einrasten und eine Fixierung des Haltebolzens 22 in Richtung der x- und z-Achse gewährleisten.

Claims

Wärmeübertrager mit einem Rippenrohrblock (12), bestehend aus – einer Vielzahl von Rohren zur Durchströmung mit einem flüssigen und/oder gasförmigen Medium, – mit den Rohren verbundene luftbeaufschlagbare Rippen, – wenigstens einen Sammelkasten, in den die Rohre münden, – wenigstens einem Seitenteil (14), wobei – das Seitenteil an einer Seitenfläche des Rippenrohrblocks (12) und/oder an dem Sammelkasten angeordnet ist und – das Seitenteil wenigstens einen von der Seitenfläche nach außen abstehenden Seitenschenkel (28) aufweist, – wobei der Seitenschenkel wenigstens eine Ausnehmung (30) aufweist, – wenigstens einem Halter (16), wobei – der Halter durch die Ausnehmung des Seitenteils greift und mit einer translatorischen Bewegung mit dem jeweiligen Seitenteil (14) montierbar und verbunden ist, – der Halter (16) wenigstens ein Anschlagelement (34, 36) aufweist, das an dem Seitenschenkel (28) in Einführrichtung anlegbar ist, und – wenigstens ein Rastelement (38) aufweist, das an denselben oder einen weiteren Seitenschenkel (28) entgegen der Einführrichtung anlegbar ist.
Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rastelement (38) in Form einer federnden Zunge ausgebildet ist, wobei der Zungengrund (46) mit dem Halter (16) einstückig verbunden ist und die Zungenspitze einen Rasthaken (48) aufweist.
Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (16) parallel zu dem wenigstens einen Anschlagelement (34, 36) angeordnete und einstückig mit dem Halter (16) verbundene Federelemente (40, 42) aufweist, die an den Seitenschenkel (28) anlegbar sind.
Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einführrichtung des Halters (16) in Richtung seiner Längsachse (17) gelegen ist.
Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlagelement (34, 36) auf der nach außen gerichteten Seite und das Rastelement (38) auf der nach innen gerichteten Seite des Seitenschenkels (28) anliegt.
Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Seitenteil (14) zwei Seitenschenkel (26, 28) aufweist, die jeweils mit etwa gleich großen Ausnehmungen (30, 32) versehen sind, wobei die erste Ausnehmung (30) zur Anlage der Anschlagelemente (34, 36) sowie der Rastelemente (38) und die zweite Ausnehmung (32) zur Aufnahme eines Führungsschweifes (52) ausgeführt ist.
Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsschweif (52) in Richtung der Längsachse (17) des Halters (16) gelegen ist und ein Ausgleichselement in Form einer federnden Zunge (54), das im Bereich der zweiten Ausnehmung (32) gelegen ist, aufweist.
Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (16) eine Haltevorrichtung (56) zur Aufnahme von wenigstens einem Zusatzaggregat aufweist.
Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung eine im Querschnitt etwa C-förmige Gestalt aufweist, bestehend aus einem Haltevorrichtungs-Grund, zwei etwa senkrecht dazu abgewinkelten Haltevorrichtungs-Seitenschenkeln, zwei etwa senkrecht dazu abgewinkelten Haltevorrichtungs-Mittelschenkeln und zwei nahezu senkrecht dazu abgewinkelnten Haltevorrichtungs-Schnapphaken.