DE4338055A1 - Heat exchanger, in particular radiator, for motor vehicles - Google Patents

Abstract

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmetauscher nach dem Oberbe­ griff des Patentanspruches 1.The invention relates to a heat exchanger according to the Oberbe handle of claim 1.

Derartige Wärmetauscher wurden beispielsweise durch die DE-A 17 51 710 oder DE-C 21 29 096 bekannt; sie weisen einen Kunststoffwasser­ kasten und einen Metallboden auf, wobei der Kunststoffwasserkasten, insbesondere, wenn er wie bei Kühlern eine erhebliche Ausdehnung in Längsrichtung besitzt, zum "Einfallen" neigt. Diese Erscheinung ist auf den Spritzvorgang und die unterschiedliche Abkühlungsgeschwin­ digkeit zurückzuführen und hat zur Folge, daß die inneren Längssei­ ten des Wasserkastens im Bereich des Fußes nach innen gewölbt sind. Der Metallboden dagegen, der eine entsprechende Umfangsnut für die Aufnahme des Wasserkastenfußes aufweist, unterliegt einer derarti­ gen Verformung nicht, da er durch Tiefziehen hergestellt wird. Bei der Montage wird auf den Metallboden eine Dichtung gelegt, die im wesentlichen den Boden bedeckt, so auch den Übergangsbereich zwi­ schen dem innenliegenden Boden und der äußeren Nut. Wenn jetzt der nach innen gewölbte Wasserkasten auf den geradlinigen Boden aufge­ setzt wird, kommt es zu einer Quetschung der Dichtung im Übergangs­ bereich, weil der Wasserkastenfuß nicht einwandfrei in die Bodennut hineinpaßt, sondern hineingedrückt wird.Such heat exchangers have been described, for example, by DE-A 17 51 710 or DE-C 21 29 096 known; they have a plastic water box and a metal floor, the plastic water box, especially if it has a significant expansion in Longitudinal direction, tends to "collapse". This phenomenon is on the spraying process and the different cooling speeds due to the fact that the inner longitudinal axis ten of the water box are arched inward in the area of the foot. The metal floor, however, which has a corresponding circumferential groove for the Includes recording of the water box base, is subject to such against deformation as it is produced by deep drawing. At the assembly is placed on the metal floor, a seal that in essentially covered the floor, including the transition area between between the inner bottom and the outer groove. If now water tank arched inwards on the straight floor is set, there is a crushing of the seal in the transition  area because the water box foot does not fit properly into the floor groove fits in, but is pushed in.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den vorgenannten Nachteil bei der Montage zu vermeiden, d. h. insbesondere sicherzustellen, daß die Dichtung nicht beschädigt oder verworfen wird, was zu Undichtig­ keiten des Wärmetauschers führen könnte. Darüber hinaus soll der Wasserkasten leichtgängig montierbar sein.The object of the present invention is to overcome the aforementioned disadvantage to avoid during assembly, d. H. in particular to ensure that the seal is not damaged or discarded, causing it to leak of the heat exchanger. In addition, the Water tank can be easily installed.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Pa­ tentanspruches 1 und 7 gelöst. Danach sind sogenannte Spreizmittel am Wasserkasten vorgesehen, die den nach oben stehenden Randbereich des Metallbodens umgreifen und beim Aufsetzen des Wasserkastens eine Spreizkraft erzeugen, die die spritzbedingte Wölbung der Längsseiten beseitigt und somit den Wasserkasten hinsichtlich seiner Form genau an den Boden anpaßt. Damit ist eine leichtgängige Montage möglich, und die Dichtung, insbesondere im Übergangsbereich von Nut zum Bo­ den, wird nicht gequetscht, beschädigt oder verworfen.This task is carried out with the characteristic features of Pa Tent claims 1 and 7 solved. After that are so-called spreading agents provided on the water tank, which the upstanding edge area of the metal floor and one when placing the water box Generate spreading force that the injection-related curvature of the long sides eliminated and thus the water tank exactly in terms of its shape adapts to the ground. This enables easy installation, and the seal, especially in the transition area from groove to Bo is not crushed, damaged or discarded.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Spreizmittel als Haken ausgebildet und über eine Sollbruchstelle an Verstärkungsrip­ pen des Wasserkastens angespritzt. Diese Maßnahme bedeutet, daß sie ohne weiteres an bestehenden Wasserkasten- und Bodenkonstruktionen nachgerüstet werden kann, d. h. die Werkzeuge brauchen nur unwesent­ lich verändert zu werden. Im übrigen können die hakenförmigen Spreizmittel nach der Montage aufgrund der vorgesehenen Sollbruch­ stelle entfernt werden. Um die Einführung beim Aufsetzen des Wasser­ kastens auf den Boden zu erleichtern, haben die Haken an ihrer Un­ terseite eine Schräge, die die Spreizwirkung einleiten.In a further embodiment of the invention, the spreading means are as Hook formed and a predetermined breaking point on reinforcement rip injection molded pen of the water box. This measure means that they on existing water tank and floor constructions can be retrofitted, d. H. the tools need only little Lich to be changed. Otherwise, the hook-shaped Spreading means after assembly due to the intended breaking be removed. To the introduction when putting on the water on the floor, the hooks on their un a slope on the underside that initiates the spreading effect.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Verbindung zwischen Wasserkasten und Boden auf an sich bekannte Weise erfolgen, d. h. durch die sogenannte Wellenschlitzbördelung, wie sie durch die DE-A-28 52 408 der Anmelderin bekannt wurde. Dabei sind die wellen­ förmigen Bereiche zwischen den Verstärkungsrippen angeordnet, so daß diese beim "Schließen" vorteilhaft als Widerlager wirken.In a further embodiment of the invention, the connection between The water tank and floor are made in a manner known per se, d. H. through the so-called wave slot flanging, as it is through the DE-A-28 52 408 of the applicant was known. Here are the waves  shaped areas arranged between the reinforcing ribs, so that these advantageously act as abutments when "closing".

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:An embodiment is shown in the drawing and is in following described in more detail. Show it:

Fig. 1a einen Querschnitt durch den Wasserkasten mit Boden, FIG. 1a is a cross section through the water box with bottom,

Fig. 1b das Aufsetzen des Wasserkastens auf den Boden und Fig. 1b the placement of the water box on the floor and

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines Ausschnittes eines Kühlers. Fig. 2 is a perspective view of a section of a cooler.

Fig. 1a zeigt im Querschnitt einen Wasserkasten 1, der mit einem Metallboden 10 verbunden und über eine Dichtung 15 abgedichtet wird. Der Wasserkasten 1 ist aus Kunststoff hergestellt und weist eine in der Zeichnung nicht dargestellte rechteckige Form in der Draufsicht auf, was zum Teil auch aus Fig. 2 erkennbar wird. Der Wasserkasten 1 weist im Querschnitt 2 eine etwa halbkreisförmige Kontur auf, die in einem etwas verdickten Wasserkastenfuß 3 endet. Ferner befinden sich in Längsrichtung des Wasserkastens 1 verteilt am Außenumfang Verstärkungsrippen 4, die dem Wasserkasten 1 die erforderliche Form­ steifigkeit verleihen sollen. Der Metallboden 10 weist eine umlau­ fende, im Querschnitt etwa U-förmig ausbildete Nut 11 auf, die nach innen über einen Absatz 13 in den ebenen Bodenbereich 14 übergeht und nach außen durch einen nach oben stehenden Randbereich 12 be­ grenzt wird. Auf den Metallboden 10 wird eine Dichtungsplatte 15 aus Kautschukmaterial gelegt, die mit ihrem äußeren wulstförmig ausge­ bildeten Bereich 16 von der Nut 11 aufgenommen wird. Der innere Teil 18 der Dichtung 15, der den inneren Bodenbereich 14 bedeckt, ist durch einen absatzförmigen Übergangsbereich 17 mit dem äußeren Dich­ tungswulst 16 verbunden. Die Breite des Wasserkastenfußes 3 ist so bemessen, daß beim Einführen in die Bodennut 11 hinreichendes Spiel verbleibt und die Dichtung, insbesondere im Bereich 17, nicht be­ schädigt wird. Erfindungsgemäß sind nun an den Verstärkungsrippen 4 Haken 5 angebracht, d. h. einstückig mit dem Wasserkasten 1 ge­ spritzt, wobei sie über eine Sollbruchstelle 6 in Form einer Materi­ alschwächung mit den Verstärkungsrippen 4 verbunden sind. Die Haken 5 bilden mit den Verstärkungsrippen 4 eine Aussparung 7, die nach unten, d. h. in Richtung Metallboden offen ist, und besitzen an ihrem unteren Ende eine nach innen gerichtete Schräge 8, die beim Aufset­ zen des Wasserkastens 1 auf den Metallboden 10 als Einführhilfe fun­ giert. Die Breite der Aussparung 7 entspricht der Wandstärke des Randbereiches 12. Fig. 1a shows in cross-section a water tank 1 which is connected to a metal base 10 and sealed by a seal 15. The water tank 1 is made of plastic and has a rectangular shape, not shown in the drawing, in plan view, which can also be seen in part in FIG. 2. The cross section 2 of the water tank 1 has an approximately semicircular contour which ends in a somewhat thickened water tank base 3 . There are also in the longitudinal direction of the water box 1 distributed on the outer circumference reinforcing ribs 4 , which are to give the water box 1 the required shape stiffness. The metal floor 10 has a umlau fende, cross-sectionally approximately U-shaped groove 11 which merges inwards via a shoulder 13 into the flat bottom region 14 and is outwardly delimited by an upstanding edge region 12 . On the metal base 10 , a sealing plate 15 made of rubber material is placed, which is received with its outer bulge-shaped area 16 from the groove 11 . The inner part 18 of the seal 15 , which covers the inner bottom region 14 , is connected by a shoulder-shaped transition region 17 to the outer sealing bead 16 . The width of the water box base 3 is dimensioned such that sufficient play remains when inserted into the bottom groove 11 and the seal, in particular in the region 17 , is not damaged. According to the invention, hooks 5 are now attached to the reinforcing ribs 4 , that is to say in one piece with the water tank 1 , where they are connected to the reinforcing ribs 4 via a predetermined breaking point 6 in the form of a material weakening. The hooks 5 form with the reinforcing ribs 4, a recess 7 , which is open downwards, ie in the direction of the metal floor, and have at their lower end an inward bevel 8 which, when inserting the water box 1 onto the metal floor 10, serves as an insertion aid yaws. The width of the recess 7 corresponds to the wall thickness of the edge area 12 .

Fig. 1b zeigt das Aufsetzen des Wasserkastens 1 auf den Boden 10:
Der Zusammenbau erfolgt in der Weise, daß der Wasserkasten 1 von oben auf den Metallboden 10, der bereits die Dichtung 15 aufnimmt, aufgesetzt wird. Bei dieser Abwärtsbewegung kommen zunächst die Schrägen 8 der Haken 5 in Kontakt mit dem äußeren oberen Randbereich 12 des Metallbodens. Wenn die Form des Wasserkastenfußes 3 von der Form des Randbereiches 12 bzw. der Nut 7 abweicht, wird der Wasser­ kasten 1 bzw. seine Längsseiten bei weiterer Abwärtsbewegung in Richtung der Pfeile S nach außen gespreizt, weil die Haken 5 sich an der Außenfläche der Randbereiche 12 des Metallbodens abstützen und den Wasserkastenfuß damit an die Innenseite des Randbereiches 12 heranziehen. Damit wird gleichzeitig die Innenseite 9 des Wasserka­ stenfußes 3 nach außen gezogen bzw. gespreizt, so daß der gefähr­ dete Dichtungsbereich 17 am Absatz 13 des Metallbodens 10 nicht mehr gequetscht wird, vielmehr geht der Wasserkastenfuß 3 hier mit seiner Innenseite 9 frei. Hierfür ist Voraussetzung, daß der Randbereich 12 um das Maß y über die Boden-Bezugsebene x-x nach oben ragt, welches gleichzeitig der Höhe des Wasserkastenfußes 3 und der Innenkante der Schräge 8 entspricht. Nachdem der Wasserkasten bei seiner Ab­ wärtsbewegung die vorgesehene Endstellung, d. h. die vorgesehene Pressung des Dichtungswulstes 16 erreicht hat, wird er mit dem Boden "geschlossen", d. h. verriegelt. Diese Verriegelung wird durch die an sich bekannte Wellenschlitzbördelung vorgenommen, wie sie insbeson­ dere aus der Fig. 2 erkennbar wird. FIG. 1b shows the mounting of the box 1 on the bottom 10:
The assembly takes place in such a way that the water tank 1 is placed from above onto the metal base 10 , which already accommodates the seal 15 . During this downward movement, the bevels 8 of the hooks 5 first come into contact with the outer upper edge region 12 of the metal base. If the shape of the water box foot 3 deviates 12 and the groove 7 of the shape of the edge region, the water box 1 and its longitudinal sides, on further downward movement in the direction of arrows S spread outwardly, because the hook 5 on the outer surface of the edge areas Support 12 of the metal floor and thus pull the water box foot towards the inside of the edge area 12 . So that the inside 9 of the Wasserka stenfußes 3 is pulled outwards or spread, so that the endangered sealing area 17 on the paragraph 13 of the metal floor 10 is no longer squeezed, rather the water box foot 3 is here with its inside 9 free. The prerequisite for this is that the edge region 12 projects upwards by the dimension y above the floor reference plane xx, which at the same time corresponds to the height of the water box foot 3 and the inner edge of the slope 8 . After the water box in its downward movement has reached the intended end position, ie the intended pressing of the sealing bead 16 , it is "closed" with the bottom, ie locked. This locking is carried out by the well-known wave slot flanging, as can be seen in particular from FIG. 2.

Fig. 2 zeigt in perspektivischer Darstellung einen Ausschnitt 20 aus einem Kühler für Kraftfahrzeuge. Ein Wasserkasten 21 aus Kunst­ stoff ist mit einem Metallboden 22 verbunden, wobei sich zwischen dem Wasserkastenfuß 27 und dem Boden 22 eine äußere Dichtung 23 und im inneren Bodenbereich eine Dichtungsplatte 24 befindet. Mit dem Boden 22 sind über Dichtungskragen 34, die einstückig mit der übri­ gen Dichtung 24 und 23 ausgebildet sind, Rohre 31 verbunden, die in ihrem Endbereich 32 gegenüber den Dichtungskragen 34 aufgeweitet sind. Die Rohre 31 weisen zur luftseitigen Wärmeabfuhr Rippen 33 auf, die mechanisch mit den Rohren 31 verbunden sind. Der Wasserka­ sten 21 weist an seinen Längsseiten Verstärkungsrippen 28 auf, die in ihrem unteren, d. h. zum Boden 22 hin weisenden Bereich, Haken 25 aufweisen, die einstückig mit dem Wasserkasten 1 gespritzt sind. Diese Haken 25 übergreifen den oberen Randbereich 26 des Metallbo­ dens 22, so daß dieser zwischen der Außenseite der Verstärkungsrippe 28 und der Innenseite des Hakens 25 in dem Hakenschlitz (Bezugsziffer 7 in Fig. 1) gefangen ist. Zwischen den Verstärkungs­ rippen 28 sind im Randbereich 26 jeweils Längsschlitze 29 vorgese­ hen, über denen wellenförmige Bereiche 30 nach innen über den Flansch 27 zur Verriegelung gedrückt sind. Diese sogenannte Wellen­ schlitzbördelung ist an sich bekannt, aber im vorliegenden Falle, d. h. in Verbindung mit den erfindungsgemäßen Haken als Spreizmittel, besonders vorteilhaft. Die Verstärkungsrippen 28 wirken nämlich beim Eindrücken der "Wellen" 30 als Widerlager. Fig. 2 shows a perspective view of a section 20 from a radiator for motor vehicles. A water box 21 made of synthetic material is connected with a metal floor 22, which is located between the Wasserkastenfuß 27 and the bottom 22, an outer seal 23 and the inner bottom of a seal plate 24th With the bottom 22 are connected via sealing collars 34 , which are integrally formed with the rest of the seal 24 and 23 , tubes 31 , which are widened in their end region 32 relative to the sealing collar 34 . The tubes 31 have fins 33 for the air-side heat dissipation, which are mechanically connected to the tubes 31 . The most Wasserka 21 has on its longitudinal sides on reinforcing ribs 28 which have their lower in, that the bottom 22 pointing towards the area, hooks 25 which are molded integrally with the water box. 1 This hook 25 overlaps the upper edge region 26 of the Metallbo dens 22 so that it is caught between the outside of the reinforcing rib 28 and the inside of the hook 25 in the hook slot (reference number 7 in Fig. 1). Between the reinforcing ribs 28 , longitudinal slots 29 are provided in the edge region 26 , via which undulating regions 30 are pressed inward via the flange 27 for locking. This so-called wave slot flanging is known per se, but is particularly advantageous in the present case, ie in connection with the hooks according to the invention as spreading means. The reinforcing ribs 28 act as an abutment when the "waves" 30 are pressed in.

Für den Fall, daß die Haken 25 aus Platzgründen beim späteren Einbau des Kühlers in das Kraftfahrzeug nicht erwünscht sind, können sie aufgrund der vorgesehenen Sollbruchstelle leicht entfernt, d. h. ab­ gebrochen werden.In the event that the hooks 25 are not desired for reasons of space when the radiator is later installed in the motor vehicle, they can be easily removed, ie broken off, due to the intended breaking point.

Claims (7)

1. Wärmetauscher, insbesondere Kühler für Kraftfahrzeuge, mit ei­ nem Kunststoffwasserkasten (1), einem Metallboden (10) und zwischen beiden angeordneter Dichtungsplatte (15), die mit ih­ rem äußeren Umfangsbereich (16) in einer umlaufenden Nut (11) des Metallbodens (10) angeordnet ist und sich von dort über einen Absatz (17) als Dichtungsplatte (18) über den Metallbo­ den (10) erstreckt, wobei der Metallboden (10) einen äußeren, nach oben stehenden Randbereich (12) aufweist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß am Wasserkasten (1, 21), insbesondere an dessen Längsseiten, nach unten offene Haken (5, 25) angespritzt sind, die den oberen Randbereich (12, 26) übergreifen.1. Heat exchanger, in particular cooler for motor vehicles, with egg nem water tank ( 1 ), a metal base ( 10 ) and between the two arranged sealing plate ( 15 ) which with their rem outer peripheral region ( 16 ) in a circumferential groove ( 11 ) of the metal base ( 10 ) is arranged and from there extends over a shoulder ( 17 ) as a sealing plate ( 18 ) over the metal base ( 10 ), the metal base ( 10 ) having an outer, upstanding edge region ( 12 ), characterized in that that on the water tank ( 1 , 21 ), in particular on its longitudinal sides, open hooks ( 5 , 25 ) are injection molded, which overlap the upper edge region ( 12 , 26 ). 2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haken (5, 25) an Verstärkungsrippen (4, 28) des Wasserkastens (1, 21) angespritzt sind, zwischen denen Verriegelungsmittel (30) für den Wasserkasten (1, 21) und den Boden (10, 22) ange­ ordnet sind.2. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the hooks ( 5 , 25 ) are molded onto reinforcing ribs ( 4 , 28 ) of the water tank ( 1 , 21 ), between which locking means ( 30 ) for the water tank ( 1 , 21 ) and the bottom ( 10 , 22 ) are arranged. 3. Wärmetauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsmittel als an sich bekannte sogenannte Wellen­ schlitzbördelung (29, 30) ausgebildet sind.3. Heat exchanger according to claim 2, characterized in that the locking means are formed as a known so-called wave slot flanging ( 29 , 30 ). 4. Wärmetauscher nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Haken (5) an ihrem nach innen weisenden, unteren Bereich eine Schräge (8) als Einführhilfe aufweisen. 4. Heat exchanger according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the hooks ( 5 ) have an incline ( 8 ) on their inwardly facing lower region as an insertion aid. 5. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Haken (5) über eine Sollbruchstelle (6) mit dem Wasserkasten (1) verbunden sind.5. Heat exchanger according to one of claims 1 to 4, characterized in that the hooks ( 5 ) via a predetermined breaking point ( 6 ) with the water tank ( 1 ) are connected. 6. Wärmetauscher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollbruchstelle (6) als Materialschwächung im Übergangsbereich zwischen Haken (5) und Verstärkungsrippe (4) ausgebildet ist.6. Heat exchanger according to claim 5, characterized in that the predetermined breaking point ( 6 ) is designed as a material weakening in the transition region between the hook ( 5 ) and reinforcing rib ( 4 ). 7. Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere zur Verbindung von Was­ serkasten und Boden, dadurch gekennzeichnet, daß die Montage von Wasserkasten, Dichtung und Boden in folgender Reihenfolge abläuft:

• a) Auf dem Metallboden (10), dessen äußere Randbereiche (12) senkrecht nach oben stehen, wird die Dichtung (15) posi­ tioniert,
• b) der Wasserkasten (1) wird oberhalb des Bodens (10) in Stellung gebracht und hinsichtlich seiner Längs- und Schmalseiten zum Boden (10) ausgerichtet,
• c) der Wasserkasten (1) wird senkrecht nach unten bewegt, bis die Spreizmittel (5, 8) in Kontakt mit dem oberen Randbereich (12) des Bodens (10) kommen,
• d) der obere Randbereich (12) wird in die Hakennut (7) ein­ geführt, so daß eine Führung bzw. Spreizung der Längssei­ ten des Wasserkastenfußes (3) erfolgt,
• e) nach Abschluß der Abwärtsbewegung des Wasserkastens (21) wird der obere Randbereich (30) zwischen den Verstär­ kungsrippen (28) nach innen über den Wasserkastenfuß (27) verformt.

7. A method for producing a heat exchanger according to one of the preceding claims, in particular for the connection of what serkasten and bottom, characterized in that the assembly of water tank, seal and bottom takes place in the following order:

• a) the seal ( 15 ) is positioned on the metal base ( 10 ), the outer edge regions ( 12 ) of which are perpendicular upwards,
• b) the water tank ( 1 ) is positioned above the bottom ( 10 ) and aligned with respect to its long and narrow sides to the bottom ( 10 ),
• c) the water tank ( 1 ) is moved vertically downwards until the spreading means ( 5 , 8 ) come into contact with the upper edge region ( 12 ) of the base ( 10 ),
• d) the upper edge region ( 12 ) is guided into the hook groove ( 7 ) so that guidance or expansion of the longitudinal sides of the water box foot ( 3 ) takes place,
• e) after completion of the downward movement of the water tank ( 21 ), the upper edge region ( 30 ) between the reinforcing ribs ( 28 ) is deformed inwards over the water tank foot ( 27 ).