DE2134028A1

DE2134028A1 - Wasserkasten aus kunststoff fuer waermetauscher aus metall

Info

Publication number: DE2134028A1
Application number: DE19712134028
Authority: DE
Inventors: Eugen Stump
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 1971-07-08
Filing date: 1971-07-08
Publication date: 1973-01-25
Also published as: GB1370860A; IT962645B; FR2144877A1

Description

"Wasserkasten aus Kunststoff für Wärmetauscher aus Metall"

Die Erfindung betrifft Wasserkasten aus Kunststoff für Wärmetauscher aus Metall, insbesondere für Kraftfahrzeugheizungs- und/oder Kühlanlagen, wobei der Kunststoff-Kastenteil mit einem Metallrohrboden verbördelt ist.

Wasserkästen aus Kunststoff sind an sich bekannt. Die Hauptgründe für die Verwendung von Kunststoff-Wasserkasten bestehen in der Oewiohtseinsparung und in der Kostensenkung. Ferner lassen sich Kunststoff-Wasserkästen oft vielfach einfacher fertigen.

Schwierigkeiten bereitet Jedoch die dichte Verbindung von Kunststoff mit Metallen. Hinsichtlich Festigkeit und Dichtigkeit hat sich bisher das Einbördeln des Kunststoffkastens mit dem Rohrboden bewährt.

Weitere Schwierigkeiten bestehen darin, daß der Kunststoff-Wasserkasten und der Metallboden, beispielsweise aus Messing oder Aluminium verschiedene Wärmedehnungen aufweisen.

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Es ist bereits bekannt, zur Verringerung der Steifigkeit des Kunststoff-Wasserkastens Falten vorzusehen, deren Wirkung bei steigender Temperatur zunimmt. Bei fallender Temperatur wird jedoch der Kunststoff härter, wodurch sich die Dehnfalten weniger auswirken können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wasser kasten aus Kunststoff zu schaffen, der einfach herzustellen ist und bei dem die verschiedenen Wärmedehnungskoeffizienten der Materialien des Kastens und des Bodens angeglichen sind.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung bei einem Wasserkasten der eingangs erläuterten Art im wesentlichen dadurch gelöst, daß der Boden an seiner Innenseite in Höhe einer einwärts gerichteten Bördelkante eine entsprechende Stufe aufweist. Die Ausweichmöglichkeit des Kunststoffes ist dadurch auf ein Minimum beschränkt, wodurch die beim Einbördeln eingebrachte Vorspannung im wesentlichen erhalten wird. Der Rand des Kunststoff -Wasserkastens wird in Höhe der Stufe an der andererseits die einwärts gerichtete Bördelkante des Bodens angreift flächenförmig festgehalten, so daß bei Wärmedehnungen Verformungen erst oberhalb dieser Stufe auftreten können.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn nach einer Weiterbildung der Erfindung, zwischen Kunststoffkastenunterkante und unterem Bördelrand des Bodens in an sich bekannter Weise eine elastische Dichteinlage angeordnet ist. Dabei kann die Dichteinlage aus einem eingelegten oder anvulkanisierten Gummi hergestellt sein oder aber auch aus Kunststoff.

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In an sich bekannter Weise kann, in einem weiteren Merkmal der Erfindung, der Kunststoffkasten Dehnfalten aufweisen.

Eine weitere Vereinfachung und Senkung der Herstellungskosten ergibt sich dann, wenn in an sich bekannter Weise Einfüll- und/oder Anschlußstutzen einstückig mit dem Kunststoff-Wasserkasten hergestellt sind.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn ein Regulier- bzw. Sperr-Ventilgehäuse in den Wasserkasten-Gesamtkörper integriert ist.

Dadurch wird es möglich, einen Wasserkasten vollständig mit allen Anschlüssen und Sperrmitteln aus Kunststoff herzustellen. Die Anschlußstutzen können in vorteilhafter Weise sägezahnförmig ausgebildet sein, wodurch sich ein besserer und dichterer Sitz für die Anschlußschläuche ergibt.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind alle Ventilteile aus Kunststoff gebildet. Ein Kunststoffventil ist wesentlich kostengünstiger herzustellen als ein Regelventil aus Messing. Die Integration des Ventils in den Kunfctstoff-Wasserkasten bringt zusätzlich bauliche Vereinfachungen und technische Verbesserungen. Es besteht keine Dichtstelle mehr zwischen Ventil und Gehäuse und die sonst nötigen Befestigungsmittel fallen weg.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann der Ventilkörper in an sich bekannter Weise aus einem Zylindermantelabschnitt bestehen, der gefedert gelagert ist. Die Wirkung der Feder wird durch den Flüssigkeitsdruck noch unterstützt. Das Kunststoff-Ventil kann für luftseitig regulierte Anlagen als Absperrventil und für wasserseitig regulierte Anlagen als Regelventil dienen.

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ORIOJNAL INSPECTED

Zur Anpassimg der verschiedenen Warraedehnungskoeffizienten von Metall und Kunststoff kann vorteilhafterweise das Material für den Wasserkasten durch Beimengung von Fremdstoffen praktisch auf die Wärmedehnung des Metalls gebracht werden. Dadurch werden Verspannungen der Wasserkasten-Bodenverbindung ausgeschaltet.

Die Verwendung von Glas, z. B. in Form sehr kurzer Glasfasern, als Zumengung zum Kunststoff hat sich als besonders vorteilhaft bewiesen. Durch entsprechende Bemessung kann die Dehnung des Kunststoffes der Wärmedehnung von Messing bzw. Aluminium weitgehend angeglichen werden.

Weitere Vorteile und Merkmale der. Erfindung werden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 schematisch einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Wasserkasten,

Fig. 2 in vergrößertem Maßstab die Verbindung zwischen Wasserkasten und Kastenboden,

Fig» 3 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Wasserkasten, und

Fig· 4 einen Schnitt durch ein integriertes Ventil.

Aus Fi g# 1 ist der grundsätzliche Aufbau eines erfindungsgemäläen Wasserkastens ersichtlich. Dabei ist ein Kunststoff-Wasserkasten 1 mit einem Metall-Boden 2, in den Rohre 3 eingeschweißt oder in anderer Seite befestigt sind, durch TJmbördeln verbunden.

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Die erfindungsgemäße Ausbildung des Bördelrandes ist insbesondere aus Pig. 2 ersichtlich. Der Rand 1 des Wasserkastens weist einen Bördelrand 13 auf, um den der untere Rand des Metallrohrbodens 2 umgebördelt ist. Dabei wird die Unterfläche des Bördelrandes IjJ von der unteren Bördelfläche 14 des Bodens 2 umfaßt, dessen äußere Kante sich dann in Form einer oberen Bördelfläche 15 über die durch den Bördelrand 13 gebildete Stufe legt. Erfindungsgemäß weist nun die Rückseite des Bodens 2 eine Stufe 16 auf, die im Höhenbereich der oberen Bördelfläche 15 verläuft. In an sich bekannter Weise kann zwischen Bördelrand 13 und unterer Bördelfläche 14 eine elastische Dichtzwischenlage 17 angeordnet sein. Diese elastische Zwischenlage kann aus Gummi oder Kunstgummi bestehen und eingelegt sein. Es kann aber auch ein entsprechender Gummistreifen anvulkanisiert werden. Schließlich kann die Einlage 17 auch noch aus elastischem Kunststoff bestehen, um die kleinen noch bestehenden Unebenheiten beider Teile auszugleichen.

Aus Fig. 1 ist ferner zu ersehen, daß der Wasserkasten einstückig mit einem Einfüllstutzen 4 und einem Zuflußstutzen 5 ausgebildet ist. Ferner ifet in dem Wasserkasten 1 ein Ventil 6 integriert, d. h. das Ventilgehäuse ist einstückig mit dem übrigen Teil des Wasserkastens 1 ausgebildet.

In de^i Ventilgehäuse ist ein an sich bekannter Ventilkörper 7 mittels eines Stellftebels 8 verdrehbar gelagert. Der Ventilkörper 7 kann, wie insbesondere aus Fig. 4 hervorgeht, zylindermantelartig ausgebildet sein und wird durch eine Feder 11 gegen die Schwenkachse 9 abgestützt. Die Schwenkachse y weist am unteren Ende noch ein Lager Io auf. Durch die federnde Lagerung des Ventilkörpers 7 gegenüber der Schwenkachse 9 wird erreicht,

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ORIGINAL INSPECTED

daß im geschlossenen Zustand die Wirkung der Feder 11 noch durch den Flüssigkeitsdruck unterstützt wird. Das Ventilgehäuse.ist nach oben durch eine Deckplatte 12 in an sich bekannter Weise unter Verwendung entsprechender Dichtringe od. dgl. abgeschlossen,

Der Wasserkasten 1 kann noch eine Trennwand 18 aufweisen, sowie Dehnfalten 19.

Aus Fig. 1 im Zusammenhang mit fig. 2 ergibt sich, daß der Kunststoffteil 1 nahezu allseitig umschlossen ist.

Die erfindungsgemäße Stufe 16 im Umbördelbereich des Bodens dient dazu, die eingebrachte Vorspannung zu erhalten.

Als Material für den Boden dient in an sich bekannter Weise Messing oder Aluminium oder eine entsprechende Legierung. Das Kunststoffmaterial für den Kunststoff-Wasserkasten ist zweckmäßig mit einem Stoff geringer Wärmedehnung versetzt, oder durch Glasfaserbeimengungen verstärkt.

Durch die einstückige Ausbildung der Anschlüsse 4 und 5 und des Ventils 6 mit dem Wasserkasten 1 wird erreicht, daß die sonst notwendigen Anschlüsse, wie Muffen, Halterungen und Flansche, entfallen.

In vorteilhafter V/eise sind die Einzelteile des Ventils, wie Schwenkachse 9* Dichtscheibe 12 und Stellhebel 8, ebenfalls aus Kunststoff hergestellt.

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Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Während das Ausführungsbeispiel einen oberen Wasserkasten zeigt, kann in gleich vorteilhafter Weise auch ein entsprechender unterer Wasserkasten aus Kunststoff mit dem Wärmetauscher 2 verbunden sein. Die Erfindung umfaßt daher auch alle fachmännischen Abwandlungen sowie alle Teil- und Unterkombinationen der beschriebenen und/oder dargestellten Merkmale und Ma3nahmen.

- Ansprüche -

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Claims

Ansprüche

ίΓ7)Wasserkästen aus Kunststoff für Wärmetauscher aus Metall, insbesondere für Kraftfahrzeughe1zungs- und/oder Kühlanlagen, wobei der Kunststoffkastenteil mit dem Metallrohrboden verbördelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden an seiner Innenseite in Höhe der einwärts gerichteten Bördelkante eine entsprechende Stufe aufweist.
2. Wasserkasten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Kunststoffkastenunterkante und unterem Bördelrand des Bodens in an sich bekannter Weise eine elastische Dichteinlage angeordnet ist.
3. Wasserkasten nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffkasten Dehnfalten aufweist.
4. Wasserkasten nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise Einfüll- und/ oder Anschlußstutzen· einstückig mit dem Wasserkasten hergestellt sind.
5. Wasserkasten nach Anspruch 1 oder folgenden, insbesondere Anspruch K_f dadurch gekennzeichnet, daß ein Regulier- bzw. Sperr-Ventilgehäuse in den Wasserkasten-Gesamtkörper integriert ist.
6. Wasserkasten nach Anspruch 4 oder 5* dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußstutzen sägezahnförmig ausgebildet sind.

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7. Wasserkasten nach Anspruch 2 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß als elastische Dichtungseinlage eingelegter oder anvulkanisierter Gummi dient.
8. Wasserkasten nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 6, gekennzeichnet durch eine elastische Dichtungseinlage aus Kunststoff.
9. Wasserkasten nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß als Material für den Wasserkasten ein mit einem Stoff sehr geringer Wärmedehnung versetzter Kunststoff dient.
10. Wasserkasten nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch die Verwendung von kurzen Glasfasern als Zumengung zum Kunststoff.
11. Wasserkasten nach Anspruch 5 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß alle Ventilteile aus Kunststoff gebildet sind.
12. Wasserkasten nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper in an sich bekannter Welse aus einem Zylindermantelabschnitt besteht und daß der Ventilkörper verdrehbar und federnd gelagert ist.

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