EP0170952A1

EP0170952A1 - Wasser/Luft-Kühler für wassergekühlte Verbrennungskraftmaschinen

Info

Publication number: EP0170952A1
Application number: EP85109011A
Authority: EP
Inventors: Werner Lenz; Manfred Dipl.-Ing. Möst
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 1984-08-04
Filing date: 1985-07-19
Publication date: 1986-02-12
Also published as: US4678026A; DE3428857A1; DE3560964D1; BR8503656A; EP0170952B1; ES288069Y; ES288069U

Abstract

Wasser/Luft-Kühler für wassergekühlte Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere von Nutzfahrzeugen, der aus einem zwischen Wasserkästen (1', 2') und Seitenteilen (5', 6') gehaltenen Kühlerblock besteht. Die Seitenteile sind dabei mit ihren beiden Enden über die Wasserkästen seitlich übergreifende Befestigungslaschen (12', 13') mit den Wasserkästen verbunden. Diese Befestigungslaschen weisen Öffnungen (38, 42) auf, durch die fest mit den Wasserkästen verbundene, zapfenartige Verbindungsbolzen (33, 36, 45) greifen. Die Laschen können dabei entweder durch Federklammern (35) oder durch entsprechende Rastausbildung (48) an den Verbindungsbolzen selbst gehalten werden. Diese Ausführung eines Wasser/Luft-Kühlers läßt sich sehr einfach montieren und ist besonders für eine Bauart geeignet, bei der die Wasserkästen aus Kunststoff hergestellt sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wasser/Luft-Kühler für wassergekühlte Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere von Nutzfahrzeugen, dessen Kühlerblock einschließlich der Wasserkästen über Seitenteile befestigt wird, die an ihren beiden Enden mit die Wasserkästen seitlich übergreifenden Befestigungslaschen versehen sind, die öffnungen aufweisen, durch die Verbindungsbolzen o.dgl. gesteckt sind, die formschlüssig an den Wasserkästen gehalten sind, nach Patent ......... (Patentanmeldung P 33 03 986.0).
Im Hauptpatent ist ein Wasser/Luft-Kühler beschrieben, bei dem die Seitenteile ohne eine Lötverbindung fest an den Wasserkästen angebracht werden können und zusammen mit den Wasserkästen eine stabile Rahmenkonstruktion für den aus Rohren und Kühllamellen bestehenden Kühlerblock bilden. Bei der Ausbildung nach dem Hauptpatent ist vorgesehen, daß die Wasserkästen mit durchgehenden öffnungen versehen sind, die mit den als Bohrungen ausgebildeten öffnungen in den Befestigungslaschen fluchten, so daß Steckbolzen durch die Befestigungslaschen und durch die Wasserkästen hindurchgesteckt werden können.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Wasser/ Luft-Kühler nach dem Hauptpatent weiterzubilden und insbesondere dann, wenn aus Kunststoff hergestellte Wasserkästen vorgesehen werden, so auszubilden, daß die Montage vereinfacht wird.
Die Erfindung besteht darin, daß die Verbindungsbolzen fest an den Wasserkästen angebracht sind, so daß der Vorgang des Ausrichtens der Bohrungen in den Befestigungslaschen und in den Wasserkästen und das nachfolgende Durchstecken von Verbindungsbolzen überflüssig wird. Diese Ausgestaltung macht es allerdings erforderlich, insbesondere wenn die Befestigungslaschen aus zwei parallel zueinander verlaufenden Laschenteilen bestehen, die den zugeordneten Wasserkasten jeweils beidseitig übergreifen, daß die Befestigungslaschen eine gewisse Elastizität aufweisen, um sich beim Montagevorgang zumindestens soweit aufspreizen zu lassen, daß sie über die Enden der Verbindungsbolzen schnappen. Zu diesem Zweck werden die Verbindungsbolzen so ausgebildet, daß sie auf beiden Seiten jeweils nicht mehr von den Außenseiten der Wasserkästen abragen als die Elastizität der Befestigungslaschen dies zuläßt.
Die neue Ausgestaltung weist den Vorteil auf, daß bei der Montage die Seitenteile nur in einer bestimmten Richtung auf die Enden der Wasserkästen aufgeschoben werden müssen, bis die Verbindungsbolzen in die zugeordneten öffnungen einschnappen. Bei Wasser/Luft-Kühlern mit Befestigungslaschen, die als Eckverstärkung ausgebildet und mit je zwei öffnungen für die Verbindungsbolzen versehen sind, die in unterschiedlichem Abstand von den Außenseiten der Wasserkästen angebracht sind, ist es besonders vorteilhaft und einfach, wenn der jeweils äußere der beiden Verbindungsbolzen eine von der Außenseite nach innen ansteigende Auflaufschräge für das zugeordnete Laschenteil besitzt, die dafür sorgt, daß die Laschen sich in dem gewünschten Sinn bis zum Überschnappen über die Bolzen aufspreizen. Diese Ausführung erlaubt es auch in einfacher Weise, die Verbindungsbolzen einstückig an den Wasserkästen anzuformen. Bei einer Herstellung aus Kunststoff werden die Wasserkästen damit gleich mit den späteren Verbindungsstellen zu den Seitenteilen ausgerüstet.
Bei dieser Ausführung kann der mit der Auflaufschräge versehene Verbindungsbolzen einen Querschnitt aufweisen, der nicht rotationssymmetrisch ist. Werden die öffnungen in den Laschenteilen dem Querschnitt dieses Verbindungsbolzens in der quer zu den mit den Seitenteilen versehenen Außenseiten verlaufenden Montagerichtung angepaßt, dann ergibt sich ein guter Formschluß zwischen Seitenteilen und Wasserkästen. Der nicht mit der Auflaufschräge versehene Verbindungsbolzen kann, wie beim Hauptpatent, rund ausgebildet sein und mit einer die Laschenteile^-an den Wasserkästen haltenden Sicherungseinrichtung in der Form einer Federklammer versehen sein. Es ist aber auch bei der neuen Ausführung möglich und vorteilhaft, wenn die Sicherungseinrichtung als eine am freien Ende des Verbindungsbolzens angeordnete, elastisch nachgiebige Rastanordnung ausgebildet ist, die in einfacher Weise aus zwei gegenüberliegenden Rasthaken bestehen kann, die bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform Teil der Seitenwandungen eines mit rechteckigem Querschnitt versehenen Verbindungsbolzens sind, dessen Zentrum Doppel-T-förmig ausgebildet ist. Auch der zweite Verbindungsbolzen weist daher eine nicht rotationssymmetrische Form auf. Eine solche Form läßt sich in einfacher Weise aus Kunststoff herstellen. Auch die Art der Rasteinrichtung ist einfach realisierbar. Um schließlich die genaue Lage der Seitenteile an den Wasserkästen sicherzustellen, ist es zweckmäßig, wenn im Bereich außerhalb mindestens eines der Verbindungsbolzen Rippen vorgesehen sind, deren freie Stirnseiten als Anlageflächen für die Laschenteile der Seitenteile dienen.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Frontansicht eines neuen Wasser/Luft-Kühlers in einer Darstellung ähnlich der Fig. 1 des Hauptpatentes,
Fig. 2 die Seitenansicht des Kühlers der Fig. 1 in Richtung des Pfeiles II der Fig. 1,
Fig. 3 die vergrößerte Darstellung des Schnittes durch die Fig. 1 längs der Linie III-III,
Fig. 4 den Schnitt durch die Fig. 3 längs der Linie IV-IV,
Fig. 5 die vergrößerte Teildarstellung des linken Bereiches eines Wasser/Luft-Kühlers ähnlich Fig. 1- jedoch mit einer anderen Art der Befestigung der Seitenteile an den Wasserkästen,
Fig. 6 den Schnitt durch die Ausführungsform der Fig. 5 längs der Linie VI-VI und
Fig. 7 den Schnitt durch diese Ausführungsform längs der Linie VII-VII in Fig. 6.

In den Fig. 1 und 2 ist - wie beim Hauptpatent - ein Wasser/Luft-kühler für ein Nutzfahrzeug dargestellt, der aus einem oberen, aus Kunststoff hergestellten Wasserkasten 1' und aus einem ebenfalls aus Kunststoff hergestellten unteren Wasserkasten 2' besteht, zwischen denen in bekannter Weise Rohre zur Führung des Kühlwassers angeordnet sind, von denen nur die Achsen 3 gezeigt sind, die senkrecht zu dem Befestigungsflansch 4' der Wasserkästen 1' und 2' verlaufen. Die in Richtung der Achsen 3 angeordneten Rohre sind in bekannter Weise mit Rippen versehen und bilden mit nicht gezeigten Rohrböden einen Kühlerblock, der durch eine Lötverbindung hergestellt ist. Die Rohrböden sind mit dem zugeordneten Flansch 4' der Wasserkästen 1' und 2' verbördelt, wie das ebenfalls bekannt ist.
Zur Befestigung des Kühlers im Nutzfahrzeug dienen die Seitenteile 5' und 6'. Diese sind entweder als Profilteile aus Metall hergestellt oder bestehen, ebenso wie die Wasserkästen, aus einem Kunststoff mit genügender Stabilität. Die Seitenteile 5' und 6' sind im wesentlichen symmetrisch zu der Mittelebene 7 des Kühlers ausgebildet, weisen aber verschiedenartige Befestigungsvorsprünge auf. Das Seitenteil 5' besitzt eine seitlich abstehende Auflagefläche 8', die über Befestigungswinkel 9' am Seitenteil 5' angebracht ist. Die Fläche 8 dient zum Abstützen auf einem Teil der Rahmenkonstruktion des nicht gezeigten Fahrzeuges.
Das Seitenteil 6' ist mit aus einer profilierten Vertiefung herausragenden Befestigungshaken 10' versehen. Beide Seitenteile weisen außerdem noch Ausprägungen 11' auf, die mit Bohrungen zum Einsetzen von Befestigungsschrauben versehen sind. Diese so'ausgebildeten Seitenteile sind sehr stabil. Sie sind am oberen und am unteren Ende mit Befestigungslaschen 12' bzw. 13' versehen, welche den oberen Wasserkasten 1' und den unteren Wasserkasten 2' seitlich übergreifen. Diese Befestigungslaschen 12' bestehen aus jeweils zwei, die Wasserkästen 1' und 2' auf ihrer Vorder- und Rückseite übergreifenden Laschenteilen 12a' und 12b' bzw. 13a' und 13b'. Sie sind durch die Anordnung von schräg verlaufenden Verbindungsstegen 14' als Eckwinkel ausgebildet, welche zur Verstärkung der Seitenteile in diesen Bereichen dienen.
Aus den Fig. 3 und 4 geht hervor, daß der Wasserkasten 1' - und analog der Wasserkasten 2' - aus einem mit Längs- und Querrippen 30 und 31 versehenen und dadurch in diesem Bereich stabil ausgestalteten Kunststoffteil besteht, an dem von beiden Außenseiten 32 nach außen abstehende Verbindungsbolzen 33 in Form von Hohlstutzen vorgesehen sind, die einstückig aus dem Material des Wasserkastens 1' ausgeformt und, beim Ausführungsbeispiel, mit aus dem Kunststoffmaterial gegossen oder gespritzt sind. Diese Verbindungsbolzen 33 weisen außerdem im Bereich ihres freien Endes umlaufende Nuten 34 auf, in die - ähnlich wie beim Hauptpatent - die aus der Fig. 4 ersichtlichen Federklammern 35 einrastend eingeschoben sind.
Fest an dem Wasserkasten 1' angeformt ist außerdem ein weiterer Verbindungsbolzen 36 in der Form eines Einpaßzapfens, der, wie insbesondere auch Fig. 1 entnommen werden kann, einen kürzeren Abstand zu den mit den Seitenteilen 5' bzw. 6' versehenen Stirnseiten der Wasserkästen 1' bzw. 2' aufweist. Dieser Verbindungsbolzen 36 ist mit einer von den Stirnseiten, d.h. also vom zugeordneten Seitenteil 5' bzw. 6' ausgehenden, zur Längsmittelebene 7 des Kühlers ansteigenden Auflaufschräge 37 versehen und;aus Herstellungsgründen ebenfalls als ein kurzer Hohlzapfen ausgebildet, der jedoch, im Gegensatz zum Verbindungsbolzen 33, nicht rund im Querschnitt, sondern rechteckig ausgebildet ist. Dieser Verbindungsbolzen 36 ragt auch nicht so weit von den Seiten 32 aus nach außen ab, wie der Verbindungsbolzen 33. Er greift aber formschlüssig in eine entsprechende öffnung 38 in den Laschenteilen 12a' .bzw. 12b' des Seitenteiles 5' ein. Die Anordnung der Befestigungslasche 13' und an dem anderen Seitenteil 6' ist analog. Im Bereich der beiden Verbindungsbolzen 33 und 36 sind am Wasserkasten 1', natürlich analog auch am Wasserkasten 2' nach außen abstehende Rippen 39 vorgesehen, deren freie Stirnseiten 40 als Anlageflächen für die Laschenteile 12a' und 12b' dienen. Die Seitenteile 5' bzw. 6' können daher seitlich auf die Wasserkästen aufgeschoben werden. Dies geschieht beispielsweise mit dem Seitenteil 5' in Richtung des Pfeiles II in der Fig. 1. Die Laschenteile 12a' und 12b' laufen bei diesem Montagevorgang mit ihren freien Enden auf die Auflaufschräge 37 des äußeren Verbindungsbolzens 36 auf und werden auseinandergespreizt. Dies ist möglich, weil die Befestigungslaschen 12' bzw. 13' entsprechend elastisch ausgebildet sind. Fig. 1 zeigt, daß die Befestigungslaschen 12' bzw. 13' im Bereich der Befestigungsbolzen 35 und 36 nicht durch die äußere Stirnwand 41 zusammengehalten sind, sondern parallel zueinander frei abragen. Sie spreizen sich daher beim Aufschieben auf den Verbindungsbolzen 36 auseinander bis sie mit ihren öffnungen 38 beim weiteren Aufschiebevorgang über diese Bolzen 36 schnappen, wobei gleichzeitig die den Verbindungsbolzen 33 zugeordneten, im Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 bis 4 runden öffn-ungen 42 über die freien Seiten der Verbindungsbolzen 33 in die in Fig. 3 gezeigte Lage schnappen. Es genügt dann, Federklammern 35 aufzuschieben, so daß die Seitenteile 5' bzw. 6' an den Wasserkästen 1' und 2' gesichert sind.
Ähnlich wie beim Hauptpatent ist jeweils im Bereich der Befestigungslaschen 13', d.h.. an der Unterseite der Seitenteile 5' und 6' ein Festlager vorgesehen. Hier korrespondieren die Abmessungen der Öffnungen 38 und 42 in den Befestigungslaschen 12' bzw. 13' mit den Außenabmessungen der Befestigungsbolzen 33 und 36. Im oberen Bereich der Befestigungslaschen 12' ist dies quer zur Längsmittelebene 7 ebenfalls der Fall. In Richtung der Längsmittelebene 7 ist jedoch zwischen den Seitenteilen 5' und 6' und dem oberen Wasserkasten 1' ein sogenanntes Loslager gebildet, wie dies auch beim Gegenstand des Hauptpatentes der Fall war.
Die Ausführungsform der Fig. 5 bis 7 entspricht jener der Fig. 1 bis 4, jedoch mit dem Unterschied, daß hier die Sicherung der Laschenteile 12a' und 12b' der Seitenteile 5' bzw. 6' nicht durch eine Federklammer 35 erfolgt, sondern durch eine federnd ausgebildete Rasteinrichtung an dem dem Verbindungsbolzen 33 entsprechenden Inneren, d.h. zur Längsmittelebene 7 hin gewandten Verbindungsbolzen. Die übrige Ausbildung entspricht jener der Ausführungsform der Fig. 1 bis 4. Für die entsprechenden Teile sind daher auch die gleichen Bezugszeichen gewählt. Der, zur Längsmittelebene 7 hin gerichtete Verbindungsbolzen 45 der Ausführungsform der Fig. 5 bis 7 besitzt im Gegensatz zum Verbindungsbolzen 33 einen in etwa rechteckigen Außenquerschnitt der aus den beiden Außenwänden 46 eines Doppel-T-Mittelteiles 47 gebildet wird. Die beiden übrigen, den Gesamtquerschnitt zu einem Rechteckquerschnitt ergänzenden Wandteile werden von federnden Rasthaken 48 gebildet, die an ihren äußeren Enden mit hakenförmigen Nasen 49 versehen sind, die durch die Öffnungen 42 in den Laschenteilen 12a' und 12b' durchgreifen und diese nach dem Einrasten fest an den Anlageflächen 40 der Rippen 39 halten. Diese Ausführungsform läßt sich daher ohne einen zusätzlichen Arbeitsvorgang dadurch montieren, daß die Seitenteile 5', 6' seitlich auf die Wasserkästen aufgeschoben werden, wobei die Laschenteile 12a' und 12b' sich an der Auflaufschräge 37 des Verbindungsbolzens 36 aufspreizen und dann über die freien Enden der fest mit den Rasserkästen 1', 2' bzw. 2" verbundenen und als frei abstehende Zapfen ausgebildete Verbindungsbolzen 36 und 45 mit ihren öffnungen 38 und 42 überschnappen. Dabei werden die beiden Rasthaken 48, die einander gegenüberliegen eines jeden Verbindungsbolzens 45 nach innen gedrückt, bis die Rasthaken 49 über die Außenfläche der Laschenteile 12a' und 12b' greifen und so die Befestigungslaschen fest an den Anlageflächen 40 der Rippen 39 halten.

Claims

1. Wasser/Luft-Kühler für wassergekühlte Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere von Nutzfahrzeugen, dessen Kühlerblock einschließlich der Wasserkästen über Seitenteile befestigt wird, die an ihren beiden Enden mit die Wasserkästen seitlich übergreifenden Befestigungslaschen versehen sind, die öffnungen aufweisen, durch die Verbindungsbolzen o.dgl. gesteckt sind, die formschlüssig an den Wasserkästen gehalten sind nach Patent ......... (Patentanmeldung P 33 03 986.0), dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsbolzen (33, 36, 45) fest an den Wasserkästen (1', 2', 1", 2") angebracht sind.

2. Wasser/Luft-Kühler nach Anspruch 1 mit aus zwei parallel zueinander verlaufenden Laschenteilen bestehenden Befestigungslaschen, die den zugeordneten Wasserkasten jeweils beidseitig übergreifen, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsbolzen (33, 36, 45) auf beiden Seiten jeweils nur so weit von den Außenseiten (32) der Wasserkästen (1', 2', 1", 2") abragen, daß die Befestigungslaschen (12', 13') unter elastischer Aufspreizung ihrer Laschenteile (12a', 12b', 13a', 13b') mit den öffnungen (38, 42) über die freien Enden der Verbindungsbolzen schiebbar sind.

3. Wasser/Luft-Kühler nach Anspruch 2 mit Befestigungslaschen, die als Eckverstärkung ausgebildet und mit je zwei öffnungen für Verbindungsbolzen versehen sind, die in unterschiedlichem Abstand von den Außenseiten der Wasserkästen angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere (36) der beiden Verbindungsbolzen eine von den Seitenteilen (5', 6') zugewandten Außenseite zur Längsmittelebene (7) hin ansteigende Auflaufschräge (37) für das zugeordnete Laschenteil (12a', 12b') besitzt.

4. Wasser/Luft-Kühler nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsbolzen (33, 36, 45) einstückig an den Wasserkästen (1', 2', 1", 2") angeformt sind.

5. Wasser/Luft-Kühler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Auflaufschräge (37) versehene Verbindungsbolzen (36) einen Querschnitt aufweist, der nicht rotationssymmetrisch ist.

6. Wasser/Luft-Kühler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen (38, 42) in den Laschenteilen (12a', 12b') dem Querschnitt der Verbindungsbolzen (33, 36, 45) in der quer zur Längsmittelebene (7) verlaufenden Richtung angepaßt sind.

7. Wasser/Luft-Kühler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß nur der nicht mit der Auflaufschräge (37) versehene Verbindungsbolzen (33, 45) mit einer die Laschenteile (12a', 12b') an den Wasserkästen (1', 1") haltenden Sicherungseinrichtung (35, 48) versehen ist.

8. Wasser/Luft-Kühler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherungseinrichtung als eine am freien Ende des Verbindungsbolzens (45) angeordnete,elastisch nachgiebige Rastanordnung (48, 49) äüsgebildet ist.

9. Wasser/Luft-Kühler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastanordnung aus zwei einander gegenüberliegenden Rasthaken (48) besteht.

10. Wasser/Luft-Kühler nach den Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rasthaken (48) Teil der Seitenwandungen eines mit rechteckigem Querschnitt versehenen Verbindungsbolzen (45) sind, dessen Zentrum aus einem Doppel-T-förmigen Mittelteil (47) besteht.

11. Wasser/Luft-Kühler nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich außerhalb mindestens eines der Verbindungsbolzen (33, 36, 45) Rippen (39) vorgesehen sind, deren freie Stirnseiten (40) als Anlageflächen für die Laschenteile (12a', 12b' bzw. 13a', 13b') dienen.