EP0693665A2 - Anordnung zur Verbindung von zwei oder mehr Wärmetauschern - Google Patents

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EP0693665A2
EP0693665A2 EP95110372A EP95110372A EP0693665A2 EP 0693665 A2 EP0693665 A2 EP 0693665A2 EP 95110372 A EP95110372 A EP 95110372A EP 95110372 A EP95110372 A EP 95110372A EP 0693665 A2 EP0693665 A2 EP 0693665A2
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EP
European Patent Office
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snap
tab
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arrangement
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EP95110372A
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EP0693665A3 (de
EP0693665B1 (de
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Reinhard Heine
Artur Dipl.-Ing. Wäsch (FH)
Uwe Dipl.-Ing. Hoffrogge
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Mahle Behr GmbH and Co KG
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Behr GmbH and Co KG
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Publication of EP0693665A3 publication Critical patent/EP0693665A3/de
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    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
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    • F28F9/001—Casings in the form of plate-like arrangements; Frames enclosing a heat exchange core
    • F28F9/002—Casings in the form of plate-like arrangements; Frames enclosing a heat exchange core with fastening means for other structures
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    • F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/0408—Multi-circuit heat exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat exchangers for more than two fluids
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    • F28D1/0435—Combination of units extending one behind the other
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    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2280/00—Mounting arrangements; Arrangements for facilitating assembling or disassembling of heat exchanger parts
    • F28F2280/10—Movable elements, e.g. being pivotable
    • F28F2280/105—Movable elements, e.g. being pivotable with hinged connections

Definitions

  • the invention relates to an arrangement for connecting two or more heat exchangers to one another, which are each provided with collecting tanks, in particular made of plastic, and with flow paths running between them with heat exchange surfaces for a heat exchange medium.
  • heat exchangers In practice, particularly in vehicle construction, it is often necessary to assemble several heat exchangers, for example in order to connect a charge air cooler to the cooler for the engine coolant in a commercial vehicle.
  • the assembly of such heat exchangers can prove to be very complex if, for example, the cooler is to be attached to the radiator already in the vehicle when there is limited space in the engine compartments of motor vehicles.
  • connection of the two coolers should be designed in such a way that they compensate for the different thermal expansion of the two coolers and also take up manufacturing tolerances, special brackets and screw connections have hitherto been provided so that the forces occurring during acceleration of the masses during vehicle operation are absorbed properly can be.
  • the assembly process with such screw connections is complex.
  • the invention has for its object to provide an arrangement of the type mentioned, with which two or more heat exchangers can be firmly connected in a simple manner without problems due to different thermal expansions of the two heat exchangers or due to tolerance-related dimensional deviations.
  • one of the header boxes of a heat exchanger is assigned a spacing from one another and approximately perpendicularly from its longitudinal direction, which can be inserted into corresponding openings in bracket-like counter bearings on the associated header box of the other heat exchanger and by pivoting around a counter bearing surface in a certain end position can be positioned, and further in that locking devices, in particular snap hooks, are assigned to the other two collecting boxes to secure the end position of the pins and the two heat exchangers.
  • This configuration elaborate connecting elements such as screws, brackets or the like. superfluous.
  • One heat exchanger can be pre-positioned on the other by inserting its pins and then brought into its end position by locking against the other heat exchanger and locked there.
  • two snap tabs which can be pivoted elastically about an axis can be provided as the locking device, which are each assigned approximately to the end region of a collecting tank and are aligned perpendicular to one another with their pivot axes.
  • the cross sections of at least one of the pegs and the opening of the counterbearing associated therewith can be adapted to one another in the longitudinal direction of the collecting boxes, so that after inserting the pegs into the assigned openings and when pivoting, the two water boxes are also aligned exactly in the direction the longitudinal axis of their collection boxes.
  • one of the two pegs has a rectangular one, the other one has a cross section of a quadrangle with two side walls aligned parallel to one another, in which at least one further side wall runs obliquely to the opposite side wall and in its inclination the inclination of corresponds with it interacting wall of the counter bearing when positioning the heat exchanger.
  • This configuration provides one of the pins with a wedge-like configuration on at least one side, which leads to alignment in one direction during the pivoting process, without special measures having to be taken for such alignment. Since the bevel is only in one direction and on one side wall, it is still possible for the pegs to move perpendicular to the longitudinal axes of the header boxes if thermal expansion should occur.
  • one of the snap tabs can be aligned horizontally and the other vertically, wherein then each snap tab is assigned a contact surface for a stop of a heat exchanger and a counter surface as a snap-in edge and a resilient rib, which is assigned to the snap-in edge so that its free end lies in the path of movement of the end of the snap-in tab provided with the latching hooks and, when the snap-in clip is engaged, against presses the side of the end of the snap tabs facing away from the locking hooks.
  • This configuration ensures, on the one hand, because of the vertical arrangement of the snap tabs to one another, that a production-related parallelogram shape, ie a shape of the heat exchanger which deviates from an exact rectangle and which can actually occur in practice due to production, can be compensated for.
  • the vertical snap tab is placed near a fixed bearing point and can also perform its function fully in the event of floor angle deviations.
  • both the charge air cooler (1) and the coolant cooler which is used to cool the engine coolant of an internal combustion engine (not shown) for a vehicle, are each provided with header boxes (3, 4) or (5, 6), between which, in a manner not shown, because, as is known, so-called finned tube blocks (7 and 8) run which serve as heat exchange surfaces for the heat exchange medium flowing between the header tanks (3, 4) on the one hand and (5, 6) on the other hand.
  • the coolant cooler (2) is fastened to the charge air cooler (1) in that two pins (9 and 10) projecting from the collecting box (5) approximately perpendicular to the longitudinal direction of the collecting box (5) of the coolant cooler (2) Appropriate openings engage in bracket-like counter bearings (11 and 12), each of which is provided on the side of the header boxes (3) facing the coolant cooler (2).
  • the pins (9 and 10) lie both on the counter bearing (11 or 12) and on stop surfaces (13 and 14), which are also attached to the header box (3).
  • the pin (9) of the collecting box (5) lies with its side facing away from the collecting box (3) on the inner surface of the bow-like counter bearing (11) and with a side facing the collecting box (3) on the stop surface (13) when it, as in FIGS. 6, 7 or 3 is shown, is in its fastening position.
  • stop surfaces (13 and 14) are each offset from the counter-bearing surfaces (11a and 12a) of the bow-like counter-bearings (11 and 12).
  • This staggered arrangement makes it possible during assembly to pivot the pins (9 and 10) counterclockwise by a certain angle relative to the illustration in FIGS. 6 and 7, into the openings of larger dimensions than the cross section of the pins (9 and 10) between the stop surfaces (13, 14) and the respective left edge of the counter bearing surfaces (11a and 12a) before pivoting clockwise for the purpose of assembly.
  • the coolant cooler (2) is therefore connected to the charge air cooler (1), which is already arranged in the engine compartment of a vehicle, for example, in that it is positioned slightly obliquely to the charge air cooler (1), for example in such a way that the longitudinal axes indicated in FIGS. 6 and 7 (15, 16) each take the position (15 'or 16').
  • the coolant cooler (2) is then pivoted clockwise until the assembly position shown in FIGS. 6 and 7 or 3 is reached.
  • the pins (9 and 10) are then held firmly and securely by their bilateral contact.
  • the pin (10) has a cross section in the shape of a square with two side walls (10a) and which run parallel to one another a perpendicular side wall (10b).
  • the fourth side wall (10c) is inclined obliquely with respect to the side wall (10b) and a corresponding inclined inner wall (12b) of the bow-shaped abutment (12) is associated with it.
  • the pin (10) in the illustration in FIG. 8 is therefore pressed in a wedge shape from bottom to top into the recess within the counter bearing (12) which is adapted to its cross-sectional shape.
  • the pin (10) therefore forms a fixed bearing with its counter bearing (12), which leads to a secure anchoring of the two heat exchangers to one another.
  • both side walls (10c and 10b) are arranged obliquely to the parallel side walls (10a) and the associated inner walls (12b) of the abutment (12) are both adapted to the inclination of these side walls.
  • the securing of the assembly position achieved by the swivel movement in the clockwise direction is achieved in the exemplary embodiment in each case by snap tabs (17 and 18), the details of which can be seen in FIGS. 10 and 11, as will also be described.
  • the collection boxes (4 and 6) is but one of these snap tabs (17 and 18)
  • Another force absorption point is assigned, which is intended to provide a form-locking position.
  • the collecting box (6) of the coolant cooler (2) is assigned a hollow pin (19) protruding to one side, which is inserted into a hollow pin (20) which protrudes from the collecting box (4).
  • FIGs 10 and 10a first show that the collecting tank (6) of the coolant cooler (2) is assigned a snap-tab arrangement (17) at the location shown at the top left in Figure 1, which consists of an elastic part of the collecting tank (4) of the Charge air cooler (1) attached snap tab (21) with a hook (22) at its end and consisting of a snap edge (23) assigned to this snap tab (21) or its hook (22), which in the exemplary embodiment has a contact surface (24) for cooperation is associated with a counter surface (25) on the collecting box (4).
  • a resilient securing web (26) is also arranged on the collecting box (6), the function of which, in the assembled state, is to secure the snap tab (21) in the end position reached. This can be seen better from FIG.
  • header boxes (3, 4 5 and 6) of the charge air cooler and coolant cooler (2) are made of plastic and that all parts described so far, including the snap tab (21) or pin (9 and 10 ) are made of plastic.
  • the design of the contact surface (24) as a leg on an otherwise U-shaped rib (28) therefore ensures the elasticity required for assembly. It also has the advantage that certain manufacturing tolerances can be compensated for, because the two heat exchangers can in any case be pressed together so far that the snap tab (21) engages.
  • the snap-tab arrangement (17) is arranged vertically.
  • the snap-tab arrangement (18), on the other hand, is horizontal.
  • This configuration also makes it possible to join the two heat exchangers, even if their outer shape is not exactly rectangular due to the manufacturing process, but, as is customary, has a certain parallelogram shape.
  • This horizontal latching arrangement also consists of a snap tab (29) with a hook (30) attached to the header tank (6) of the coolant cooler (2) and a latching edge (31) and a contact surface (32) that connects the header tank (4 ) of the charge air cooler (1) are assigned.
  • a counter surface (33) of the collecting tank (6) interacts with the contact surface (32) and is attached to an angular extension (34) from which the snap flap (29) also projects.
  • the snap tab (29) is assigned a securing web (35) which has a contact edge for securing the latching position of the snap tab (29), but additionally also an actuating web (36), the function of which is explained with reference to FIGS. 11a to 11c will be.
  • actuating web (36) is Associated with this actuating web (36) a rib (37) protruding therefrom with a recess (38) in which the head of the hook (30) has space when the snap-in tab (29) is engaged.
  • a tool (39) for example in the form of a screwdriver, is provided on the underside of the snap flap (18) on the underside of the two heat exchangers for removal from the side into the space between the Hook (30) and an upstanding rib (40) of the support (32) can be inserted.
  • the wall (37) can be grasped at the bottom by further insertion of this tool and pressed upwards according to FIG.
  • the configuration according to the invention makes it very simple or the like without the aid of screwing tools. possible to establish a secure and permanent connection between two heat exchangers. Of course, it would also be conceivable to additionally attach a third heat exchanger, for example an oil cooler, in a similar manner if there is a need for this.
  • the configuration according to the invention is particularly suitable for heat exchangers with plastic collecting boxes, because the previously mentioned parts can then also be produced in one piece with the collecting boxes in a simple manner.

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Abstract

Der Zusammenbau von zwei Wärmetauschern, wie er in der Praxis öfters gewünscht wird, wird in der Regel über Halterungen und Schraubverbindungen vorgenommen. Dies ist, inbesondere bei beengten Platzverhältnissen, aufwendig. Es wird vorgeschlagen, einen der beiden zusammenzuschließenden Wärmetauschern (1,2) mit einseitig abstehenden Zapfen (9,10) und den anderen Wärmetauscher mit diesen Zapfen zugeordneten Öffnungen derart zu versehen, daß die Zapfen als Scharnier wirken können, so daß die beiden Wärmetausche nach einer gewissen Verschwenkung durch Schnapplaschen in der Montagelage gesichert werden können. Verwendung für Wärmetauscher von Kraftfahrzeugmotoren. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Verbindung von zwei oder mehr Wärmetauschern untereinander, die jeweils mit Sammelkästen, insbesondere aus Kunststoff und mit zwischen diesen verlaufenden Strömungswegen mit Wärmetauschflächen für ein Wärmetauschmedium versehen sind.
  • Es ist in der Praxis, insbesondere im Fahrzeugbau, oftmals notwendig, mehrere Wärmetauscher zusammenzubauen, um beispielsweise bei einem Nutzfahrzeug einen Ladeluftkühler mit dem Kühler für das Motorkühlmittel zu verbinden. Die Montage solcher Wärmetauscher kann sich dann als sehr aufwendig erweisen, wenn beispielsweise bei beengten Platzverhältnissen in den Motorräumen von Kraftfahrzeugen der eine Kühler an dem bereits im Fahrzeug befindlichen Kühler angebracht werden soll.
  • Da die Verbindungen der beiden Kühler so gestaltet sein sollen, daß sie die unterschiedliche Wärmedehnung der beiden Kühler ausgleichen und auch noch Fertigungstoleranzen aufnehmen sollen, hat man bisher spezielle Halterungen und Schraubverbindungen vorgesehen, damit auch die durch die Beschleunigung der Massen beim Fahrzeugbetrieb auftretenden Kräfte einwandfrei aufgenommen werden können. Der Montagevorgang mit solchen Schraubverbindungen ist aufwendig.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der zwei, oder auch mehrere Wärmetauscher in einfacher Weise fest miteinander verbunden werden können, ohne daß Probleme durch unterschiedliche Wärmedehnungen der beiden Wärmetauscher oder durch toleranzbedingte Maßabweichungen auftreten können.
  • Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß einem der Sammelkästen eines Wärmetauschers im Abstand zueinander und etwa senkrecht von seiner Längsrichtung abstehende Zapfen zugeordnet werden, die in entsprechende Öffnungen in bügelartigen Gegenlagern am zugeordneten Sammelkasten des anderen Wärmetauschers einführbar und durch Verschwenken um eine Gegenlagerfläche in einer bestimmten Endlage positionierbar sind, und ferner dadurch, daß den anderen beiden Sammelkästen Arretiereinrichtungen, insbesondere Schnapphaken, zur Sicherung der Endlage der Zapfen und der beiden Wärmetauscher zugeordnet sind. Durch diese Ausgestaltung werden aufwendige Verbindungselemente wie Schrauben, Halterungen o.dgl. überflüssig. Der eine Wärmetauscher kann am anderen durch Einführen seiner Zapfen vorpositioniert und dann durch das Einklappen gegen den anderen Wärmetauscher in seine Endlage gebracht und dort verriegelt werden.
  • Aus der EP 0 346 602 B1 ist es zwar für die Befestigung von Seitenteilen eines Kühlers für Fahrzeugmotoren schon bekannt, in Aussparungen der Seitenteile Zapfen eingreifen zu lassen, die an den Sammelkästen befestigt sind und in der Art von Scharnieren wirken, um zur Montage ein Anklappen der Seitenteile an die Sammelkästen zu ermöglichen. Bei der Anordnung von Seitenteilen spielt die gegenseitige Ausrichtung von zwei Wärmetauschern, die auch unterschiedlichen Wärmedehnungen unterliegen können, keine Rolle. Die eingeschwenkte Lage der Seitenteile wird dort auch durch Keile gesichert, die gesondert einzuschieben sind. Mit der Verbindung von zwei oder mehr Wärmetauschern hat die dort gezeigte Einrichtung nichts gemeinsam.
  • In Weiterbildung des Erfindungsgedankens können als Arretiereinrichtung zwei um jeweils eine Achse elastisch schwenkbare Schnapplaschen vorgesehen sein, die jeweils etwa dem Endbereich eines Sammelkastens zugeordnet sind und mit ihren Schwenkachsen senkrecht zueinander ausgerichtet sind. In Weiterbildung der Erfindung können die Querschnitte mindestens eines der Zapfen und der ihm zugeordneten Öffnung des Gegenlagers in der Längsrichtung der Sammelkästen aneinander angepaßt sein, so daß nach dem Einführen der Zapfen in die zugeordneten Öffnungen und beim Verschwenken auch eine exakte Ausrichtung der beiden Wasserkästen in Richtung der Längsachse ihrer Sammelkästen erfolgen kann. Dies kann noch dadurch gefördert werden, daß einer der beiden Zapfen einen rechteckigen, der andere dagegen einen Querschnitt eines Viereckes mit zwei parallel zueinander ausgerichteten Seitenwänden hat, bei dem mindestens eine weitere Seitenwand schräg zu der ihr gegenüberliegenden Seitenwand verläuft und in ihrer Neigung der Neigung der mit ihr beim Positionieren des Wärmetauschers zusammenwirkenden Wand des Gegenlagers entspricht. Durch diese Ausgestaltung erhält einer der Zapfen zumindest auf einer Seite eine keilartige Ausbildung, die dazu führt, daß eine Ausrichtung in einer Richtung während des Schwenkvorganges eintritt, ohne daß besondere Maßnahmen für eine solche Ausrichtung zu treffen sind. Da die Abschrägung nur in einer Richtung und an einer Seitenwand erfolgt, bleibt es für die Zapfen dennoch möglich, sich senkrecht zu den Längsachsen der Sammelkästen zu verschieben, wenn Wärmedehnungen auftreten sollten.
  • In Weiterbildung der Erfindung kann eine der Schnapplaschen horizontal und die andere vertikal ausgerichtet sein, wobei dann jeder Schnapplasche eine Anlagefläche für einen Anschlag eines Wärmetauschers und eine Gegenfläche als Einrastkante sowie eine federnde Rippe zugeordnet ist, die so der Einrastkante zugeordnet wird, daß ihr freies Ende in der Bewegungsbahn des mit den Rasthaken versehenen Endes der Schnapplasche liegt und bei eingerasteter Schnapplasche gegen die von den Rasthaken abgewandte Seite des Endes der Schnapplaschen drückt. Diese Ausgestaltung gewährleistet zum einen, wegen der senkrechten Anordnung der Schnapplaschen zueinander, daß auch eine fertigungsbedingte Parallelogrammform, d.h. eine von einem exakten Rechteck abweichende Form der Wärmetauscher, die in der Praxis tatsächlich herstellungsbedingt auftreten kann, ausgeglichen werden kann. Die vertikale Schnapplasche wird nahe einer Festlagerstelle angeordnet, und siekann auch bei Winkelabweichungen des Bodens ihre Funktion voll erfüllen.
  • Da im Bereich der horizontal angeordneten Schnapplasche auch mit einer Schräglage des Bodens gerechnet werden muß, ist es vorteilhaft, wenn die Auflagefläche der horizontal ausgerichteten Schnapplasche etwas elastisch ausgebildet ist.
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung dargestellt, die im folgenden erläutert wird. Es zeigen:
    • Fig. 1
    die schematische Darstellung einer Frontansicht einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Verbindung eines Ladeluftkühlers und eines Kühlmittelkühlers,
    Fig. 2
    die Seitenansicht der Anordnung der Figur 1 in Richtung des Pfeiles II der Figur 1,
    Fig. 3
    die Draufsicht auf die Anordnung der Figur 1 in Richtung des Pfeiles III der Figur 1 gesehen,
    Fig. 4
    die Seitenansicht der Anordnung der Figur 1 in Richtung des Pfeiles IV gesehen,
    Fig. 5
    die Darstellung des Teilschnittes durch die linken Sammelkästen der Figur 1 in Richtung der Schnittlinie V-V,
    Fig. 6
    die vergrößerte Detaildarstellung des Schnittes nach der Linie VI-VI in Figur 1,
    Fig. 7
    die vergrößerte Detaildarstellung der Einzelheit VII in Figur 3,
    Fig. 8
    die schematische Darstellung des Schnittes VIII-VIII durch die Zapfenverbindung der Figur 6,
    Fig. 9
    die schematische Darstellung des Schnittes nach der Linie IX-IX in Figur 7,
    Fig. 10 und 10a
    die vergrößerte Darstellung der in der Figur 1 links oben gezeigten Schnapplaschenverbindung im nicht montierten, Figur 10a die Schnapplaschenverbindung der Figur 10 während des Verbindungsvorganges,
    Fig. 11
    die vergrößerte Darstellung des Detail XI in Fig. 2 mit der unteren Schnapplaschenverbindung der Anordnung der Fig. 1 im Verriegelungszustand,
    Fig. 11a
    die Schnapplaschenverbindung der Figur 11 während eines ersten Schrittes zur Aufhebung der Schnapparretierung,
    Fig. 11b
    eine Darstellung ähnlich Fig. 11a, jedoch in einer weiteren Lösephase,
    Fig. 11c
    die auf die Phase der Fig. 11b folgende Demontagephase, in der der Haken der Schnapplasche von seiner Gegenfläche frei wird, und
    Fig. 11d
    die Schnapplaschenanordnung der Fig. 11, jedoch im gelösten Zustand.
  • In den Figuren 1 bis 3 ist eine Anordnung bestehend aus einem Ladeluftkühler (1) und einem Kühlmittelkühler (2) gezeigt, die beide fest miteinander verbunden sind. Sowohl der Ladeluftkühler (1) als auch der Kühlmittelkühler, der zur Kühlung des Motorkühlmittels einer nicht gezeigten Verbrennungskraftmaschine für ein Fahrzeug dient, sind jeweils mit Sammelkästen (3, 4) bzw. (5, 6) versehen, zwischen denen in nicht näher dargestellter, weil bekannter Weise sogenannte Rippenrohrblöcke (7 bzw. 8) verlaufen, die als Wärmetauschflächen für das jeweils zwischen den Sammelkästen (3, 4) einerseits und (5, 6) andererseits strömende Wärmetauschmedium dienen. Der Kühlmittelkühler (2) ist bei dem gezeigten Beispiel dadurch an dem Ladeluftkühler (1) befestigt, daß zwei etwa senkrecht zu der Längsrichtung des Sammelkastens (5) des Kühlmittelkühlers (2) vom Sammelkasten (5) aus abstehende Zapfen (9 und 10) in entsprechende Öffnungen in bügelartig ausgebildeten Gegenlagern (11 und 12) eingreifen, die jeweils auf der zum Kühlmittelkühler (2) hinweisenden Seite der Sammelkästen (3) angebracht sind. Die Zapfen (9 bzw. 10) liegen dabei sowohl an dem Gegenlager (11 bzw. 12) als auch an Anschlagflächen (13 und 14) an, die ebenfalls an dem Sammelkasten (3) angebracht sind.
  • Wie aus den vergrößerten Darstellungen der Figuren 6 und 7 hervorgeht, liegt dabei der Zapfen (9) des Sammelkastens (5) mit seiner vom Sammelkasten (3) wegweisenden Seite an der Innenfläche des bügelartigen Gegenlagers (11) und mit einer dem Sammelkasten (3) zugewandten Seite an der Anschlagfläche (13) an, wenn er, so wie dies in den Figuren 6, 7 oder 3 gezeigt ist, sich in seiner Befestigungslage befindet.
  • Aus den Figuren 6 und 7 wird auch deutlich, daß die Anschlagflächen (13 bzw. 14) jeweils versetzt zu den Gegenlagerflächen (11a bzw. 12a) der bügelartigen Gegenlager (11 bzw. 12) angeordnet sind. Diese versetzte Anordnung ermöglicht es, bei der Montage die Zapfen (9 und 10) gegenüber der Darstellung der Figuren 6 und 7 jeweils im Gegenuhrzeigersinn um einen bestimmten Winkel verschwenkt in die in ihren Abmessungen größer als der Querschnitt der Zapfen (9 und 10) ausgebildeten Öffnungen zwischen den Anschlagflächen (13, 14) und der jeweils linken Kante der Gegenlagerflächen (11a und 12a) einzuschieben, ehe zum Zweck der Montage ein Schwenkvorgang im Uhrzeigersinn erfolgt. Der Kühlmittelkühler (2) wird daher dadurch mit dem beispielsweise schon fest im Motorraum eines Fahrzeuges angeordneten Ladeluftkühler (1) verbunden, daß er leicht schräg zum Ladeluftkühler (1) gestellt wird, etwa so, daß die in den Figuren 6 und 7 jeweils angedeuteten Längsachsen (15, 16) jeweils die Position (15' bzw. 16') einnehmen. Der Kühlmittelkühler (2) wird dann im Uhrzeigersinn verschwenkt, bis die in den Figuren 6 und 7 bzw. 3 dargestellte Montagelage erreicht ist. Die Zapfen (9 und 10) werden dann durch ihre beidseitige Anlage fest und sicher gehalten.
  • Aus den Figuren 8 und 9 geht außerdem hervor, daß der obere Zapfen (9) mit seitlichem Spiel innerhalb seines bügelartigen Gegenlagers (11) geführt ist. Der Zapfen (9) bildet daher mit dem Gegenlager (11) eine Art Loslager, die es ermöglicht, daß Längenänderungen der Wärmetauscher in Richtung ihrer Sammelkästen aufgenommen werden können. Längenänderungen in Richtung der Rohre der nicht näher dargestellten Krippenrohrblöcke, d.h. Längenänderungen quer zu den Sammelkästen (3 bzw. 5) können durch die Längsverschiebbarkeit der Zapfen (9 bzw. 10) in ihrer Lage zwischen den Anschlagflächen (13 bzw. 14) und den Gegenlagerflächen (11a bzw. 12a) aufgenommen werden.
  • Um aber eine eindeutige Zuordnung der Montagelage des Kühlmittelkühlers (2) zum Ladeluftkühler (1) zu erhalten, ist der Zapfen (10), wie Figur 8 zeigt, mit einem Querschnitt in der Form eines Viereckes mit zwei parallel zueinander verlaufenden Seitenwänden (10a) und einer senkrecht dazu stehenden Seitenwand (10b) ausgestattet. Die vierte Seitenwand (10c) ist schräg gegenüber der Seitenwand (10b) geneigt und ihr ist eine entsprechend schräg geneigte Innenwand (12b) des bügelartigen Widerlagers (12) zugeordnet. Bei der Verschwenkung des Kühlmittelkühlers (2) im Uhrzeigersinn zum Zweck der Befestigung, wird daher der Zapfen (10) in der Darstellung der Figur 8 von unten nach oben keilförmig in die an seine Querschnittsform angepaßte Ausnehmung innerhalb des Gegenlagers (12) hereingedrückt. Der Zapfen (10) bildet daher mit seinem Gegenlager (12) ein Festlager, das zu einer sicheren Verankerung der beiden Wärmetauscher aneinander führt. Natürlich wäre es auch möglich, die entsprechende Keilwirkung zu erzielen, wenn beide Seitenwände (10c und 10b) schräg zu den parallelen Seitenwänden (10a) angeordnet und die zugeordneten Innenwände (12b) des Widerlagers (12) beide der Neigung dieser Seitenwände angepaßt werden.
  • Die Sicherung der durch die Schwenkbewegung im Uhrzeigersinn erreichten Montagelage wird beim Ausführungsbeispiel jeweils durch Schnapplaschen (17 und 18) erreicht, deren Ausgestaltung im einzelnen aus den Figuren 10 und 11 hervorgeht, wie auch noch beschrieben werden wird. Den Sammelkästen (4 und 6) ist aber außer diesen Schnapplaschen (17 und 18) noch ein weiterer Kraftaufnahmepunkt zugeordnet, der eine formschlüssige Lagesicherung bewirken soll. Zu diesem Zweck ist dem Sammelkasten (6) des Kühlmittelkühlers (2) ein nach einer Seite abstehender Hohlzapfen (19) zugeordnet, der passend in einen Hohlzapfen (20) hereingesteckt ist, der vom Sammelkasten (4) absteht.
  • Die Figuren 10 und 10a zeigen zunächst, daß dem Sammelkasten (6) des Kühlmittelkühlers (2) an der in der Figur 1 links oben gezeigten Stelle eine Schnapplaschenanordnung (17) zugeordnet ist, die aus einer elastisch an einem Teil des Sammelkastens (4) des Ladeluftkühlers (1) angebrachten Schnapplasche (21) mit einem Haken (22) an ihrem Ende und aus einer dieser Schnapplasche (21) bzw. ihrem Haken (22) zugeordneten Rastkante (23) besteht, der beim Ausführungsbeispiel eine Anlagefläche (24) zum Zusammenwirken mit einer Gegenfläche (25) am Sammelkasten (4) zugeordnet ist. Am Sammelkasten (6) ist ferner ein federnder Sicherungssteg (26) angeordnet, dessen Aufgabe im montierten Zustand darin besteht, die Schnapplasche (21) in der erreichten Endstellung zu sichern. Dies geht besser aus Figur 10a hervor, wo die letzte Phase des Montagevorganges gezeigt ist. Bei der Verschwenkung des Kühlmittelkühlers (2) im Uhrzeigersinn stößt das freie Ende der Schnapplasche (21) mit dem Rasthaken (22) gegen den Sicherungssteg (26) und drückt diesen zunächst in die Lage (26'), bis durch weiteres Andrücken des Kühlmittelkühlers (2) in Richtung des Pfeiles (27) nach einer gewissen elastischen Verformung der Anlagefläche (24) der Rasthaken (22) hinter seine Rastkante (23) einrastet. Ist dies geschehen, dann wird der Sicherungssteg frei und bewegt sich aufgrund seiner Elastizität wieder in die Lage (26) zurück. Er drückt dann mit seinem freien Ende von außen gegen den Rasthaken (22) und verhindert ein unbeabsichtigtes Lösen dieses Hakens aus der Montagestellung.
  • Es darf bei dieser Gelegenheit erwähnt werden, daß die Sammelkästen (3, 4 5 und 6) von Ladeluftkühler und Kühlmittelkühler (2) aus Kunststoff hergestellt sind und daß auch allebis jetzt beschriebenen Teile, also auch Schnapplasche (21) oder Zapfen (9 und 10) aus Kunststoff bestehen. Die Ausgestaltung der Anlagefläche (24) als ein Schenkel an einer im übrigen U-förmigen Rippe (28) gewährleistet daher die für die Montage erforderliche Elastizität. Sie bringt auch noch den Vorteil mit sich, daß gewisse Herstellungstoleranzen ausgeglichen werden können, weil die beiden Wärmetauscher in jedem Fall soweit aneinander gedrückt werden können, daß die Schnapplasche (21) einrastet.
  • Die Schnapplaschenanordnung (17) ist, wie beschrieben, vertikal angeordnet. Die Schnapplaschenanordnung (18) dagegen horizontal. Diese Ausgestaltung ermöglicht es auch, die beiden Wärmetauscher zusammenzufügen, auch wenn ihre Außenform fertigungsbedingt nicht exakt rechteckig ist, sondern, was üblich ist, eine gewisse Parallelogrammform aufweist. Diese horizontale Rastanordnung besteht ebenfalls aus einer Schnapplasche (29) mit einem Haken (30), die am Sammelkasten (6) des Kühlmittelkühlers (2) angebracht ist und aus einer Rastkante (31) und einer Anlagefläche (32), die dem Sammelkasten (4) des Ladeluftkühlers (1) zugeordnet sind. Mit der Anlagefläche (32) wiederum wirkt eine Gegenfläche (33) des Sammelkastens (6) zusammen, die an einem winkelförmigen Ansatz (34) angebracht ist, von dem aus auch die Schnapplasche (29) abragt.
  • Gemäß Fig. 11 ist der Schnapplasche (29) ein Sicherungssteg (35) zugeordnet, der eine Anlagekante zum Absichern der Rastlage der Schnapplasche (29) aufweist, aber zusätzlich auch noch einen Betätigungssteg (36), dessen Funktion anhand der Figuren 11a bis 11c erläutert werden wird. Diesem Betätigungssteg (36) zugeordnet ist eine von diesem abstehende Rippe (37) mit einer Ausnehmung (38), in der bei eingerasteter Schnapplasche (29) der Kopf des Hakens (30) Platz hat.
  • Aus der Figur 11a wird zunächst erkennbar, daß man zur Demontage an der schlecht zugängigen Stelle der Schnapplasche (18) an der Unterseite der beiden Wärmetauscher ein Werkzeug (39), etwa in der Form Schraubendrehers vorsieht, der von der Seite in den Raum zwischen dem Haken (30) und einer nach obenstehenden Rippe (40) der Abstützung (32) eingeführt werden kann. Nach Figur 11b kann durch das weitere Einführen dieses Werkzeuges die Wand (37) unten erfaßt und gemäß Figur 11c nach oben gedrückt werden, so daß die Ausnehmung (38) und ihre Sicherungskante des Sicherungssteges (35) so weit nach oben abgehoben wird, daß der Haken der Schnapplasche (29) von seiner Rastkante (31) frei wird und sich der Kühlmittelkühler (2) vom Ladeluftkühler (1) abschwenken läßt und zwar nunmehr im Gegenuhrzeigersinn so lange, bis auch die Zapfen (9 und 10) wieder die vorher anläßlich der Montage erwähnte Schrägstellung zu ihren Anlageflächen (11a und 13) einnehmen und sich auf diese Weise dann der Kühlmittelkühler vom Ladeluftkühler lösen läßt. Selbstverständlich wird es vor dem Demontagevorgang auch notwendig, die obere Schnapplasche (17) zu lösen, ehe die Kühler auseinandergenommen werden können.
  • Durch die Ausgestaltung nach der Erfindung wird es in sehr einfacher Weise ohne die Zuhilfenahme von Schraubwerkzeugen o.dgl. möglich, eine sichere und dauerhafte Verbindung zwischen zwei Wärmetauschern herzustellen. Natürlich wäre es auch denkbar, noch einen dritten Wärmetauscher, z.B. einen Ölkühler, in ähnlicher Art und Weise zusätzlich zu befestigen, wenn dafür eine Notwendigkeit besteht. Durch die Ausgestaltung der Zapfenlagerung (der Zapfen 9 und 10) einerseits und der Anordnung der Schnapplaschen (die senkrecht aufeinanderstehen) andererseits, wird neben der einfachen Handhabung auch die Sicherheit für eine exakte Ausrichtung der aneinander befestigten Wärmetauscher gegeben. Die Möglichkeit, Herstellungstoleranzen auszugleichen, besteht ebenfalls und die Möglichkeit, daß die neue Verbindung Wärmedehnungen aufnimmt. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung eignet sich besonders für Wärmetauscher mit Sammelkästen aus Kunststoff, weil sich dann die vorher erwähnten Teile in einfacher Weise auch einstückig mit den Sammelkästen herstellen lassen.

Claims (10)

  1. Anordnung zur Verbindung von zwei oder mehr Wärmetauschern untereinander, die jeweils mit Sammelkästen (3, 4) bzw. (5, 6), insbesondere aus Kunststoff, und mit zwischen diesen verlaufenden Strömungswegen (Rippenrohrblöcke 7, 8) mit Wärmetauschflächen für ein Wärmetauschmedium versehen sind, gekennzeichnet, dadurch, daß einem (5) der Sammelkästen eines Wärmetauschers (2) im Abstand zueinander und etwa senkrecht zu der Längsrichtung der Sammelkästen abstehende Zapfen (9, 10) zugeordnet sind, die in Öffnungen in bügelartigen Gegenlagern (11, 12) am zugeordneten Sammelkasten (3) des anderen Wärmetauschers (1) einführbar und durch Verschwenken um eine Gegenlagerfläche (11a, 12a) in einer bestimmten Endlage positionierbar sind, und daß den anderen beiden Sammelkästen (4, 6) Arretiereinrichtungen (17, 18), insbesondere Schnapphaken, zur Sicherung der Endlage der Zapfen und der beiden Wärmetauscher zugeordnet sind.
  2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Arretiereinrichtungen zwei um jeweils eine Achse elastisch schwenkbare Schnapplaschenanordnungen (17, 18) vorgesehen sind, die jeweils etwa dem Endbereich eines Sammelkastens zugeordnet sind und mit ihren Schwenkachsen senkrecht zueinander ausgerichtet sind.
  3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnitte mindestens eines der Zapfen (10) und der ihm zugeordneten Öffnung des Gegenlagers (12) in der Längsrichtung der Sammelkästen aneinander angepaßt sind.
  4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer der beiden Zapfen (9) mit einem rechteckigen, der andere (10) dagegen mit einem Querschnitt eines Vierecks mit zwei parallel zueinander ausgerichteten Seitenwänden (10a) versehen ist, bei dem mindestens eine weitere Seitenwand (10c) schräg zu den parallelen Seitenwänden (10a) verläuft und in ihrer Neigung der Neigung der mit ihr beim Positionieren des Wärmetauschers (2) zusammenwirkenden Wand (12b) des Gegenlagers (12) entspricht.
  5. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schnapplaschenanordnung (18) horizontal und die andere (17) vertikal ausgerichtet sind.
  6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Schnapplaschenanordnungen (17, 18) eine Schnapplasche (21 bzw. 29) aufweist, der eine Anlagefläche (24 bzw. 32) für einen Anschlag (25 bzw. 33) sowie eine Gegenfläche (23 bzw. 31) als Einrastkante und ein federnder Sicherungssteg (26 bzw. 35) zugeordnet ist, der so der Einrastkante (23 bzw. 31) zugeordnet ist, daß sein freies Ende in der Bewegungsbahn des mit dem Rasthaken (22 bzw. 30) versehenen Endes der Schnapplasche (21 bzw. 29) liegt und bei eingerasteter Schnapplasche gegen die von dem Rasthaken abgewandte Seite des Endes der Schnapplasche (21 bzw. 29) drückt.
  7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagefläche (33) der horizontal ausgerichteten Schnapplaschenanordnung (18) etwas elastisch ausgebildet ist.
  8. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Gegenlagerfläche (11a bzw. 12a) der Zapfen (9 bzw. 10) eine ihr gegenüberliegende Anschlagfläche (13 bzw. 14) zugeordnet ist, an der der Zapfen (9 bzw. 10) in seiner Endlage anliegt.
  9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagflächen (13 bzw. 14) versetzt gegenüber den Gegenlagerflächen (11a bzw. 12a) angeordnet sind.
  10. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß den mit den Schnapplaschenanordnungen (17, 18) ausgestatteten Sammelkästen (4 bzw. 6) mindestens eine zusätzliche Kraftaufnahmestelle in der Form eines in eine Ausnehmung (Hohlzapfen 20) eines Sammelkastens (4) eingreifenden und am anderen Sammelkasten (6) angeordneten Zapfens (19) zugeordnet ist.
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