DE3911792C2 - Wärmeaustauscher, insbesondere Kühler für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmeaustauscher, insbesondere Kühler für ein Kraftfahrzeug, bestehend aus einem Bündel von Rippenrohren, die in wenigstens einen Flüssigkeitssammelkasten einmünden, Seitenteilen oder Traversen, die an den Seitenrändern des Blocks angeordnet und miteinander durch wenigstens ein Zugelement mit zwei Schenkeln verbunden sind, wobei die beiden Schenkel an ihren offenen Enden mit Halteelementen ausgestattet sind, die aus, Teilen bestehen, die im wesentlichen orthogonal zu den Schenkeln verlaufen.

Ein derartiger Austauscher, wie er in der FR 2.506.000, beschrieben wird, enthält einen Wärmeaustauscherblock, bestehend aus einem Bündel von Rohren, die mit Rippen versehen sind, welche entweder lotrecht zur Längsrichtung der Rohre angeordnet und daran durch Hartlötung oder mechanische Montage angeordnet sind, oder parallel zur gleichen Richtung bei Anbringung durch Hartlötung, wobei das genannte Rippenrohrbündel in wenigstens einen Flüssigkeitssammelkasten einmündet.

An diesem Austauscher und insbesondere an den Seitenrändern des Wärmeaustauscherblockes ist wenigstens ein Seiten- oder Querteil angeordnet, der dazu dient, die Steifigkeit des genannten Blocks zu verbessern, mit dem Fahrzeug verbundene Organe abzustützen und festzuhalten und/oder den Kühler am Fahrzeug zu befestigen.

Wie in der oben erwähnten Druckschrift beschrieben, ist es erforderlich, die Traversen miteinander und insbesondere in einem Bereich zu verbinden, der im wesentlichen in der Mitte des Austauscherblocks liegt, also an einer Stelle, wo die Einspannkräfte und die Gefahr einer Verformung des Kühlers am größten sind.

Diese Verbindung erfolgt mittels eines Zugelements, das in diesem Falle allgemein U-förmig ist und dessen freie Enden der U-Schenkel mit Haken versehen sind. Dieses Zugelement ist rund um den Wärmeaustauscherblock angeordnet und umschließt diesen in einer Weise, daß der untere Teil des U-Stücks in einer ersten Reihe von Einkerbungen liegt, die an einer Traverse vorgesehen sind, und daß die Haken in einer zweiten Reihe von Haken angeordnet sind, die in der anderen Traverse vorgesehen sind.

Diese Anordnung ist jedoch nachteilig, denn es ist erforderlich, beim Einbau des Zugelements dessen Zugspannung durch Verschieben der Haken oder des Unterteils auf den Einkerbungen einzustellen. Dieser Vorgang erfordert nicht nur Spezialwerkzeuge, sondern liefert auch kein zuverlässiges Ergebnis. Tatsächlich kann die gewünschte Lage des Zugelements einer der Einkerbungen nicht entsprechen, und es muß entweder in einer Einkerbung angeordnet werden, die eine ungenügende Zugspannung bewirkt, oder es muß in einer Einkerbung angeordnet werden, die eine zu große Zugspannung bewirkt und damit zur Beschädigung des Wärmeaustauscherblocks führen kann.

Vorliegender Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Probleme zu lösen, und schlägt ein Zugelement von einfacher Bauweise vor, dessen Befestigung ein zuverlässiges Resultat zeitigt.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Gemäß einem Merkmal werden die Schenkel, das elastische Element und die Halteelemente aus dem gleichen Draht gebildet.

Gemäß einem weiteren Merkmal ist das elastische Element ein gebogenes Teil, welches mit einem der Enden der Schenkel verbunden ist.

Das Zugelement hat somit einen einfachen Aufbau und eine einfache Form, die eine kostengünstige Fertigung ermöglichen.

Die weiteren Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachfolgenden Beschreibung, worin auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird.

- Fig. 1 ist eine Vorderansicht eines Wärmeaustauschers, der mit einem Zugelement gemäß der Erfindung versehen ist.

- Fig. 2 ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A aus Fig. 1.

- Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht des Zugelements gemäß der Erfindung, angeordnet in den Traversen.

Die Fig. 1, 2 und 3 zeigen einen Wärmeaustauscher 1, insbesondere einen Kühler für ein Kraftfahrzeug, mit einem Wärmeaustauscherblock 2, bestehend aus einer Reihe von Rohren 3, die parallel zueinander verlaufen und in wenigstens einen Flüssigkeitssam­ melkasten, hier zwei Stück mit den Nummern 4 und 5, einmünden, der mit Well- oder Abstrahlrippen 6 ver­ sehen ist, welche zwischen den Rohren 3 einerseits und an der freien Kante des ersten und des letzten Rohrs 3 andererseits befestigt sind, mit Seitenwän­ den 7, die an der freien Kante des ersten und letz­ ten Abstrahlers 6 befestigt sind, elastisch verform­ baren Teilen 8, die an der freien Kante der Seiten­ wände 7 befestigt und von Traversen 9, 10 bedeckt sind, die sich zur Aufnahme der Enden der Zugelemen­ te 10, in diesem Falle zwei Stück, eignen, die bei­ derseits des Blocks 2 angeordnet sind und im wesent­ lichen in der Mitte desselben liegen.

Die Traversen 9, 10 besitzen, wie aus den Fig. 2 und 3 besser ersichtlich, jeweils eine flache Wand 11, 12, die mit den beiden U-Profilen 13, 13' bzw. 14, 14' von vertikalen Sehenkeln 15, 15' bzw. 16, 16' und vom horizontalen Schenkel 17 bzw. 18 verbun­ den ist, wobei die genannten Profile in Längsrich­ tung beiderseits der genannten flachen Wände ange­ ordnet sind und über das freie Ende der Schenkel 15' bzw. 16' mit den Längskanten der genannten flachen Wände in Verbindung stehen.

Wie aus Fig. 3 besser ersichtlich, besitzt der horizontale Schenkel 18 des zur Traverse 10 gehören­ den Profils 14 zwei Öffnungen 19, 20 mit einem Ab­ stand zueinander, die im wesentlichen parallel zur Vorderseite des Blocks 2 angeordnet sind und gleich­ zeitig zwischen den Schenkeln 16, 16' liegen.

Der horizontale Schenkel 17 des Profils 13 der Tra­ verse 9 besitzt eine im wesentlichen parallel zur Vorderseite des Bündels angeordnete Öffnung 21. In der Nähe jedes Endes dieser Öffnung 21 ist eine Öffnung 22 vorgesehen, die in einem Abstand vom genannten Ende und in einer Richtung angeordnet ist, die im wesentlichen der Richtung der Öffnung 21 entspricht. Die Öffnungen 19, 20, 21, 22 sind vorzugsweise an den anderen horizontalen Schenkeln 17 und 18 der Profile 13' bzw. 14' in der Weise vorgesehen, daß jede Vorderseite des Bündels ein Zugelement 30 auf­ nehmen kann.

Das Zugelement 30 besitzt zwei Schenkel 23, 24, wobei ein Ende eines Schenkels 23 mit einem Ende des anderen Schenkels 24 über ein elastisches Element 25 verbunden ist und zwischen diesen ein spitzer Winkel entsteht, während die anderen freien Enden jedes Schenkels über ein Halteelement 26 verfügen.

In der Praxis wird das Zugelement 30 aus einem Draht gebildet, der in der Mitte so gebogen ist, daß die Schenkel 23, 24 im Verhältnis zueinander im wesent­ lichen V-förmig angeordnet sind und daß der untere Teil des V, der die beiden Schenkel miteinander ver­ bindet, den gebogenen Teil 27 ausmacht, der das ela­ stische Mittel bildet, welches den Schenkeln eine elastische Verschiebung im Verhältnis zueinander gestattet. Die freien Enden des V-Stücks sind S-för­ mig in der Weise gebogen, wie es in Fig. 3 bei 28 dargestellt ist, und zwar so, daß sich das S im Ver­ hältnis zum betreffenden Schenkel in orthogonaler Lage befindet und gleichzeitig parallel zu einer Ebene verläuft, die sich durch die beiden Schenkel erstreckt, bei gleichzeitiger Verbindung damit über das Ende der unteren Schleife des S. Diese S-förmige Konfiguration des Halteelements verleiht darüber hinaus dem genannten Element eine Elastizität, deren Funktion später genauer beschrieben wird.

Der Einbau des Zugelements 30 geht wie folgt von­ statten:

Der Wärmeaustauscherblock 2, versehen mit seinen Seitenwänden 7 und den elastisch verformbaren Teilen 8, und die Traversen 9, 10 werden in einen Montage­ rahmen eingesetzt. Anschließend wird im wesentlichen lotrecht zu jeder Traverse 9, 10 eine Kraft in der Weise ausgeübt, daß diese die elastisch verformbaren Teile 8 eindrücken und gleichzeitig einander annä­ hern.

Die Zugelemente 30 können dann zwischen den beiden Traversen 9, 10 eingesetzt und fest miteinander ver­ bunden werden. Dazu werden die Zugelemente 30 unter Vorspannung eingebaut, d. h. die Schenkel 23, 24 wer­ den mit Hilfe des gebogenen Teils 27, der als ela­ stisches Element dient, in der Weise einander ange­ nähert, daß diese im wesentlichen parallel zueinan­ der liegen, während das Zugelement bei dieser Konfi­ guration so angeordnet ist, daß die durch die beiden Schenkel 23, 24 verlaufende Ebene parallel zur Vor­ derseite des Blocks 2 liegt und daß die Enden jedes Schenkels mit dem Halteelement 26, hier den S-förmi­ gen Teilen 28, im offenen Teil des Profils 14 lie­ gen, so daß diese jeweils in die Öffnungen 19, 20 eingeführt werden können, die der Schenkel 18 auf­ weist, wobei die genannten Öffnungen in diesem Falle eine Länge aufweisen, die wenigstens gleich der Län­ ge des S ist. Während die Bewegung fortgesetzt wird, befinden sich die S-förmigen Teile 28 gegenüber der Öffnung 21 des horizontalen Schenkels 17 der Traver­ se 9.

Bei weiterer Fortsetzung der Bewegung und Parallel­ haltung der Schenkel 23, 24 im Verhältnis zueinander treten die S-förmigen Teile 28 durch die Öffnung 21 hindurch und münden in den offenen Teil des Profils 13 der Traverse 9 ein.

In diesem Falle ist die Länge der Öffnung 21 größer als die Länge der beiden S-förmigen Teile, die hin­ durchtreten, aber es kann in Erwägung gezogen wer­ den, diese Öffnung 21 durch zwei Öffnungen zu erset­ zen, die gleich den Öffnungen 19, 20 sind.

Nachdem diese Position erreicht ist, werden die Schenkel 23, 24 in der Weise freigegeben, daß sie dazu neigen, ihre ursprüngliche V-Stellung wieder einzunehmen, aber ihre Öffnungsbewegung ist dadurch begrenzt, daß die Peripherie der Schenkel 23, 24 mit den Enden der Öffnung 21 in Berührung kommt.

Die Öffnungsbewegung wird vorzugsweise so berechnet, daß die Peripherie der Schenkel 23, 24 stets mit den Enden der Öffnung 21 in Berührung kommt.

Die auf die Traversen 9, 10 ausgeübten Kräfte werden anschließend allmählich eingestellt, und die genann­ ten Traversen gleiten entlang den Peripherien der genannten Schenkel, bis einerseits die Traverse 10 in Höhe der Schnittstelle zwischen den Schenkeln 23, 24 und dem gebogenen Teil 27 liegt und andererseits die Traverse 9 und insbesondere die Öffnungen 22 des Schenkels 17 mit der oberen freien Schleife der S-förmigen Teile 28 zusammentreffen. Auf diese Weise bilden die Öffnungen 22 Elemente zur Blockierung der S-förmigen Teile 28.

Diese Position ist ohne weiteres erreichbar, denn das Zugelement steht unter Vorspannung, und daher ist die Peripherie der Schenkel 23, 24 immer in Kon­ takt mit den Enden der Öffnung 21, und die freie obere Schleife der S-förmigen Teile 28 kann nur mit den Öffnungen 22 zusammentreffen.

Auf diese Weise wird die Traverse 9 fest zwischen der Seitenwand 7 oder dem Seitenrand des Blocks 2 und den oberen freien Schleifen der S-förmigen Teile 28 blockiert, während die Traverse 10 fest zwischen der anderen Seitenwand 7 oder dem anderen Seitenrand des Blocks 2 und dem gebogenen Teil 27 blockiert ist, während die beiden Traversen miteinander durch die Schenkel 23, 24 verbunden sind.

In dieser Position dienen die unteren Schleifen des S-förmigen Teils 28, die durch die Schenkel 23, 24 verbunden sind, aufgrund ihrer Form als elastische Elemente, die die eventuellen Ausdehnungen des Austauschers aufnehmen können, und die freien oberen Schleifen in den Öffnungen 22 verhindern eine eventuelle Verlagerung der Schenkel im Verhältnis zueinander.

Man kann vorsehen, daß das Zugelement 30 in der Weise angeordnet wird, daß einer der Schenkel auf eine der Flächen des Blocks 2 zu liegen kommt, während der andere Schenkel auf die andere Fläche zu liegen kommt und dabei den Block 2 umschließt.

In diesem Falle werden die einzelnen Schenkel miteinander wieder durch ein elastisches Element verbunden, welches parallel zum Seitenrand des Blocks 2 und insbesondere zur Traverse 10 verläuft und darauf angeordnet ist, wobei die Traverse 10 nur eine einzige Öffnung 19 aufweist und die Traverse 9 eine Öffnung 21, die der Öffnung 19 entspricht, sowie eine einzige Öffnung 22 besitzt.

Claims (10)

1. Wärmeaustauscher, insbesondere Kühler für ein Kraftfahrzeug, mit einem Wärmeaustauscherblock (2), bestehend aus einem Bündel von Rippenrohren (3, 6), die in wenigstens einen Flüssigkeitssammelkasten (4, 5) einmünden, Seitenteilen oder Traversen (9, 10), die an den Seitenrändern des Blocks (2) angeordnet und miteinander durch wenigstens ein Zugelement (30) mit zwei Schenkeln (23, 24) verbunden sind, wobei die beiden Schenkel (23, 24) an ihren offenen Enden mit Halteelementen (26) ausgestattet sind, die aus Teilen (28) bestehen, die im wesentlichen orthogonal zu den Schenkeln (23, 24) verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schenkel (23, 24) des Zugelements (30) an ihren geschlossenen Enden einen im wesentlichen spitzen Winkel einschließen und diese Enden ein elastisches Element (25) bilden.

2. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugelement (30) mit zwei Schenkeln (23, 24) unter Vorspannung zwischen den beiden Traversen (9, 10) eingebaut ist.

3. Wärmeaustauscher nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel (23, 24), das elastische Element (25) und die Halteelemente (26) aus dem gleichen Draht bestehen.

4. Wärmeaustauscher nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Element (25) ein gebogenes Teil (27) ist, welches mit einem der Enden der Schenkel (23, 24) verbunden ist.

5. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile (28) der Halteelemente (26) S-Form haben.

6. Wärmeaustauscher nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Traverse (10) zwei Öffnungen (19, 20) für den Durchtritt der Halteelemente (26) aufweist.

7. Wärmeaustauscher nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Traverse (9) eine Öffnung (21) für den Durchtritt der Halteelemente (26) aufweist.

8. Wärmeaustauscher nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Traverse (9) Blockierelemente für die Halteelemente (26) aufweist.

9. Wärmeaustauscher nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Blockierelemente aus Öffnungen (22) bestehen.

10. Wärmeaustauscher nach Anspruch 5 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die obere freie Schleife des S-förmigen Teils (28) mit den Öffnungen (22) der Traverse (9) zusammenwirkt.