DE3312691C2 - Wärmeaustauscher, insbesondere Wasserkühler für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmeaustauscher nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein Wasserkühler für eine Brennkraftmaschine mit einem derartigen Aufbau ist aus der DE-OS 27 03 528 bekannt, wobei in der äußeren Seitenwand der den Rohrboden umgebenden Rille gegeneinander versetzt angeordnete Bereiche ausgebildet sind, die ebene Flächen aufweisen. Diese ebenen Flächen sind längs der äußeren Seitenwand der Rille wellenförmig angeordnet und in den nach außen vorstehenden Bereichen sind durch Stanzen hergestellte rechteckige Öffnungen vorgesehen, deren oberer Wandteil als Stützteil zum Übergreifen eines am Flansch des Wasserkastens ausgebildeten Rastteils ausgebildet ist. Die nach innen vorstehenden ebenen Bereiche der äußeren Seitenwand der Rille dienen als Führungsgliedes für zurückversetzte Führungsflächen am Flansch des Wasserkastens. Diese gegeneinander versetzten Bereiche der äußeren Seitenwand der Rille tragen vor allem auch zu einer Versteifung des Randes des Rohrbodens bei und sie werden durch prägen hergestellt. Durch die Ausbildung von Führungsflächen und Rastteilen am Flansch des Wasserkastens und die beschriebene Ausbildung der äußeren Seitenwand der Rille soll vor allem ein einfacher Zusammenbau von Wasserkasten und Kühlerelement erreicht werden.

Wasserkühler für Brennkraftmaschinen werden häufig auch in der Weise ausgebildet, daß, wie in den Fig. 2 bis 5 dargestellt, an der äußeren Seitenwand der Rille 6 eines Rohrbodens 5 vorstehenden Laschen 10 nach innen gebogen werden, so daß sie den Flansch 9 eines Wasserkastens 8 übergreifen und dabei den Dichtungsring 7 zwischen Flansch und Bodenwand der Rille zusammendrücken. Die des Wasserkühlers 1 nach Fig. 2 erfolgt dabei in der Weise, daß die Rohre 2, die auf ihrer Außenfläche mit Lot überzogen sind, die Kühlrippen 3 und die Rohrböden 5, die wiederum mit Lot beschichtet sind, in der in Fig. 2 dargestellten Weise zusammengesetzt und in einem Ofen zum Schmelzen des Lots erwärmt werden. Dabei läuft zwangsläufig geschmolzenes Lot über und es sammelt sich in Form von Tropfen 11 z. B. oben auf der Unterseite der Bodenwand der Rille oder unten auf der Außenseite der Laschen 10. Werden nach diesem Lötvorgang mittels einer Spannvorrichtung die Laschen 10 nach innen gebogen, so ergeben sich durch die verfestigten Lottropfen 11 ungleichmäßige Spannungen am Dichtungsring 7. Der von der Spannvorrichtung ausgeführte Arbeitshub ist durch die Höhe h des Flansches 9, die Stärke t des Rohrbodens 5 und das Kompressionsverhältnis des Dichtungsringes 7 auf einen konstanten Wert 1 vorgegeben. Befindet sich an einer Lasche 10 oder unten an der Bodenwand der Rille im Bereich einer Lasche ein Lottropfen 11, so erfolgt durch den konstanten Arbeitshub der Vorrichtung an dieser Stelle eine stärkere Kompression, wie Fig. 4 zeigt, da der verfestigte Lottropfen 11 eine Verdickung am Rohrboden bildet. Durch die ungleichmäßige Kompression des Dichtungsringes 7 wird die Dichtwirkung beeinträchtigt. Außerdem wird die Biegekraft der Spannvorrichtung auf die schwächeren Teile konzentriert, so daß es an einzelnen Laschen 10 zu einer Verkantung kommt, wie es in Fig. 5 durch die ungleichmäßigen Abstände a und b dargestellt ist. Dies führt zu einer Beeinträchtigung eines aus Kunststoff hergestellten Wasserkastens 8.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wärmeaustauscher der eingangs angegebenen Art so auszubilden, daß beim Umbiegen der Laschen eine gleichmäßige Kompression des Dichtungsringes erreicht und eine Verkantung der Laschen vermieden wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Wärmeaustauscher mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Durch die Verwendung konkaver oder konvexer Bereiche an einer der Seitenwände oder an den Laschen, kann beim Erwärmen des Kühlerelementes zum Verlöten der einzelnen Bauteile das überlaufende Lot an diesen konkaven oder konvexen Bereichen gesammelt werden, so daß es beim nachfolgenden Verformungsvorgang diesen nicht mehr beeinträchtigt. Auf diese Weise kann eine gleichmäßige Kompression am Dichtungsring erzielt und eine Verkantung der Laschen verhindert werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen nach der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Gesamtansicht eines Wasserkühlers,

Fig. 2 bis 5 Schnittansichten des Rillenbereichs am Rohrboden eines herkömmlichen Wasserkühlers,

Fig. 6 den Rillenbereich eines Rohrbodens nach der Erfindung in perspektivischer Ansicht,

Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie VII-VII in Fig. 6,

Fig. 8 in perspektivischer Ansicht-die Verbindung mit dem Wasserkasten bei dem Aufbau nach den Fig. 6 und 7 und

Fig. 9 bis 24 weitere Ausführungsformen nach der Erfindung.

Fig. 1 zeigt einen Wasserkühler 21 für eine Brennkraftmaschine mit einem Kühlerelement 24 aus flachen Aluminiumrohren 22 und Kühlrippen 23 sowie oberen und unteren Rohrböden 25, 25′, auf denen jeweils ein Wasserkasten 28, 28′ aus Kunststoff aufgesetzt ist. Mit 32 und 33 sind Rohranschlüsse bezeichnet und bei 31 ist der Einfüllstutzen dargestellt.

Nach den Fig. 6 bis 8 besteht die Rille 26 auf dem Umfang des Rohrbodens 25 aus der inneren Seitenwand 25i, der Bodenwand 25b und der äußeren Seitenwand 25p. Laschen 30 stehen in gleichen Abständen von der äußeren Seitenwand 25p vor. Die Außenfläche der Seitenwand 25p ist zwischen den Bereichen von denen die Laschen 30 ausgehen, nach innen gedrückt, um dadurch konkave Bereiche 25a auszu­ bilden. Die Innenfläche der äußeren Seitenwand 25p bildet konvexe Bereiche 25g, die in die Rille 26 vorstehen. Die Höhe H der konkaven Bereiche 25a ist gleich der Höhe h der äußeren Seitenwand 25b an den Stellen, an denen die konkaven Bereiche 25a nicht ausgebildet sind.

Der Flansch 29 weist vertiefte Bereiche 31 zur Aufnahme der vorstehenden Bereiche 25g der Innenfläche der äußeren Seiten­ wand 25p auf. Die Laschen 30 sind durch eine nicht dargestell­ te Spannvorrichtung so nach innen gebogen, daß der Dichtungs­ ring 27 zwischen der Bodenwand 25b und dem Flansch 29 des Wasserkastens 28 zusammengedrückt wird, wie es in Fig. 8 dargestellt ist.

Das Lot, mit dem die Außenfläche der Laschen 30, die äußere Seitenwand 25p und die Bodenwand 25b überzogen sind, wird geschmolzen und es fließt zum konkaven Bereich 25a aufgrund seiner Oberflächenspannung. Es wird daher verhindert, daß das überlaufende Lot an der äußeren Seitenwand 25p, der Bodenwand 25b oder den Laschen 30 in den Bereichen haftet, an denen die Spannvorrichtung zum Anliegen kommt. Dadurch ergibt sich eine gleichmäßige Stärke des Rohrbodens 25 und es wird auch das Kompressionsverhältnis des Dichtungsringes 27 gleichförmig.

Da die Höhe H der konkaven Bereiche 25a gerade so groß ist wie die Höhe h der äußeren Seitenwand, ist die Steifigkeit der äußeren Seitenwand 25p größer als die der Laschen 30. Dement­ sprechend werden die Laschen 30 direkt an einer vorgegebenen Linie k (Fig. 6) gebogen, die die Grenzlinie zwischen den Laschen 30 und der äußeren Seitenwand 25p darstellt.

Fig. 9 und 10 zeigen eine Abwandlungsform, wobei gleiche oder ähnliche Bauteile wie beim ersten Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 bis 7 mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.

Es sind eine Vielzahl von konvexen Bereichen 25g in der Außen­ fläche der äußeren Seitenwand 25p, und insbesondere zwischen den jeweiligen benachbarten Laschen 30 vorgesehen, so daß vertiefte Bereiche 25a in der gegenüberliegenden Fläche der äußeren Seitenwand 25p gebildet sind. Die Höhe H der konvexen Bereiche 25g ist gleich der der äußeren Seitenwand 25p an den Stellen, an denen konvexe Bereiche 25g nicht ausgebildet sind, so daß die Steifigkeit der Seitenwand 25p erhöht ist, wodurch die Laschen 30 genau in der erforderlichen Weise gebogen werden können. Da gekrümmte Verbindungen 25e und 25f mit dem ebenen Teil der äußeren Seitenwand 25p an beiden Seiten der konvexen Bereiche 25g ausgebildet sind, sammelt sich das über­ fließende geschmolzene Lot an den gekrümmten Verbindungen 25e und 25f aufgrund der Oberflächenspannung. Der Flansch 29 kann mit vorstehenden Teilen versehen sein, die in die vertieften Bereiche 25a eingreifen, falls dies notwendig ist.

Bei einer weiteren Abwandlungsform sind konkave Bereiche 25a (in Fig. 11 und 12) oder konvexe Bereiche 25g (in Fig. 13 und 14) in der Außenfläche der äußeren Seitenwand 25p an den Stellen ausgebildet, von denen eine Lasche 30 ausgeht.

Bei den weiteren, in den Fig. 15 bis 18 dargestellten Abwand­ lungsformen sind konvexe Bereiche 25g (in Fig. 15 und 16) oder konkave Bereiche 25a (in Fig. 17 und 18) jeweils in der Außen­ fläche der inneren Seitenwand 25i ausgebildet. Die Fig. 19 bis 24 zeigen weitere Abwandlungsformen bei denen konkave Bereiche 25a in der Außenfläche einer der Laschen 30 (in Fig. 19 und 20), der äußeren Seitenwand 25p (Fig. 21 und 22) und der inneren Seitenwand 25i (Fig. 23 und 24) ausgebildet sind, so daß die Längsachse der konkaven Bereiche nicht vertikal, wie bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen, sondern horizontal verläuft.

Claims (4)

1. Wärmeaustauscher, insbesondere Wasserkühler für eine Brennkraftmaschine, mit einem auf der Außenfläche mit Lot überzogenen Metallrohrboden (25), an dessen Umfang zur Aufnahme eines Dichtungsrings (27) eine Rille (26) ausge­ bildet ist, die eine innere Seitenwand (25i), eine Boden­ wand (25b) und eine äußere Seitenwand (25p) aufweist, von der Laschen (30) zum Übergreifen eines am Umfang eines Wasserkastens (28) ausgebildeten Flansches (29) vorstehen, gekennzeichnet durch die Ausbildung von konkaven oder konvexen Bereichen (25a, 25g) in einer Seitenwand (25i, 25p) oder der Lasche (30) zur Ansammlung von Lot.

2. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß konkave oder konvexe Bereiche (25a; 25g) in der Außenfläche der äußeren Seitenwand (25p) zwischen den Stellen ausgebildet sind, von denen die Laschen (30) ausgehen.

3. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß konkave oder konvexe Bereiche (25a; 25g) an den Stellen auf der Außenfläche der äußeren Seitenwand ausgebildet sind, von denen die Laschen (30) ausgehen.

4. Wärmeaustauscher nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe (H) des konvexen oder konkaven Bereichs gleich der Höhe der äußeren Seitenwand zwischen den Laschen (30) ist.