Klemmverbindung

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher mit mindestens einem Flansch versehenen Kunststoffwasserkasten und einem einen verformbaren Randbereich tragenden Rohrboden eines, zwischen denen eine elastische Dichtung unter Vorspannung gehalten ist, wobei der verformbare Randbereich vor seiner Verformung parallel zur Flanschaußenkontur verläuft und nach seiner Herstellung einer Klemmverbindung über den Flansch des Kunststoffwasserkastens etwa wellenförmig verformte erste Teilbereiche und nicht verformte parallel zur Flanschaußenkontur verlaufende weitere Teilbereiche aufweist und dabei die über den oder die Flansche des Kunststoffwasserkastens verformten ersten Teilbereiche die formschlüssige Verbindung bilden, bei der jeweils die Unterkante der verformten ersten Teilbereiche auf der oder den Obersetein des oder der Flansche unter Vorspannung anliegen und bei der, zur Erleichterung der Verformung, die verformten ersten Teilbereich parallel und im Abstand von einer Außenkante in Höhe der Flanschoberkante bzw. Flanschoberkanten freigeschnitten sind.

[0002] Ein solcher Wärmetauscher ist aus der DE-OS-28 52 408 bekannt. Um ein Dichthalten der dort gezeigten Klemmverbindung auch bei höheren Drücken im Wärmetauscher zu gewährleisten, muß insobesondere der Flansch der Kunststoffwasserkastens mit engen Toleranzen gefertigt werden. Trotzem können durch geringfügige Unebenheiten und Verziehen des Kunststoffs Undichtigkeiten auftreten.

[0003] In Vermeidung der geschilderten Nachteile liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde den eingangs beschriebenen Wärmetauscher so auszugestalten, daß auch bei größeren Fertigungstoleranzen eine dichte Klemmverbindung gewährleistet ist.

[0004] Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß die Oberseite des Flansches oder der Flansche des Kunststoffwasserkastens mindestens teilweise im Bereich der verformten ersten Teilbereiche eine Schrägfläche aufweisen, daß diese Schrägfläche bzw. Schrägflächen gegen die Flanschaußenkontor hin abfallen und daß die Unterkante der verformten ersten Teilbereiche jeweils über diese Schrägfläche bzw. Schrägflächen verformt sind. Beim Schließen der Klemmverbindung durch Verformung der ersten Teilbereiche erfolgt durch das Aufgleiten der Unterkanten noch eine gewisse Erhöhung der Vorspannung der elastischen Dichtung, die bei der Montage beim Schließvorgang bereits vorgespannt ist. Dadurch, daß beim Verformen der ersten Teilbereich jeweils örtlich ein Teil der Schrägfläche des Flansches des Kunststoffwasserkastens durch die Unterkante des verformten ersten Teilbereichs abgeschabt wird, können auch größere Fertigungstoleranzen ohne weiteres ausgeglichen werden, so daß auch größere Maßabweichungen keine Undichtigkeiten der Klemmverbindung verursachen können.

[0005] Eine Materialeinsparung bei gleichzeitiger möglichster Konstanthaltung der Wanddicken auch im Bereich des Flansches kann dadurch erreicht werden, daß der Flansch des Kunststoffwasserkastens ausgeformte Schließnocken aufweist und daß diese Schließnocken die Schrägflächen tragen. Durch die im wesentlichen überall gleichen Wandstärken des Kunststoffwasserkastens kann gleichzeitig die Auskühlzeit bei der Produktion kurz gehalten werden und es wird auch ein gleichmäßigeres Füllen beim Spritzvorgang erreicht, verbunden mit weniger inneren Spannungen, so daß hierdurch auch die Maßhaltigkeit wegen geringeren Verzugs verbessert wird.

[0006] Weiter können zwischen den Schließnocken höhere, die Schrägflächen überragende Rippenvorsprünge vorgesehen sein, deren Außenkonturen mit der Flanschaußenkontur fluchten. Durch diese fluchtende Ausrichtung der Außenkonturen wird eine Nach-innen-Verformung der durch sie abgestützten nicht verformten Teilbereiche des verformbaren Randbereichs des Rohrbodens verhindert, so daß hier gleichzeitig noch eine Vereinfachung der Montagewerkzeuge bei Erhöhung der Montagesicherheit erreicht wird.

[0007] Der Schrägungswinkel der Schrägflächen des Flansches beträgt gegenüber der Dichtfläche etwa 10°.

[0008] Die Erfindung ist nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:

Figur 1 eine Teilansicht eines Wärmetauschers mit einer Klemmverbindung in einer Ansicht von vorne,

Figur 2 die Klemmverbindung gemäß Fig. 1 in einem Schnitt entlang der Linie 11-11, in größerem Maßstab

Figur 3 die Klemmverbindung in einer Ansicht von oben,

Figur 4 einen Querschnitt des Flansches des Kunststoffwasserkastens in größerem Maßstab und

Figur 5 eine Seitenansicht in Richtung des Pfeils V in Figur 4 auf einen Teilbereich des Flansches.

[0009] Die Figuren 1 bis 3 zeigen die Klemmverbindung eines Wärmetauschers insbesondere eines Kühlers für Kraftfahrzeuge in fertigem, d.h. geschlossenen Zustand. Es handelt sich um einen Kunststoffwasserkasten 1 und einen aus Metall bestehenden Rohrboden 2, die unter Zwischenlage einer elastischen Dichtung 3 flüssigkeits- und druckdicht miteinander verbunden sind. Beide Teile bilden den Sammelbehälter eines nicht vollständig dargestellten Wärmetauschers, bspw. eines Kühlers für Kraftfahrzeuge.

[0010] Die Dichtung 3 ist in einem U-förmigen Außenrand 6 des Rohrbodens 2 zusammen mit einem ebenfalls umlaufenden Flansch 4 des Kunststoffwasserkastens 1 aufgenommen. Der außen und oben liegende Teil des Außenrands 6 besteht abwechselnd aus verformten ersten Teilbereichen 7 und nicht verformten weiteren Bereichen 8. In geschlossenem Zustand der Klemmverbindung hat daher der verformbare Bereich 5 des Außenrands 6, wie in Figur 3 ersichtlich ist, eine Wellenform. Hierzu muß der verformte erste Teilbereich 7 des Rohrbodens 2 freigeschnitten sein. Im Ausführungsbeispiel erfolgt dies durch Langlöcher 10, deren über den Flansch 4 gebogene Unterkanten 9 wesentlichen Bestandteil der Klemmverbindung sind.

[0011] Zur Erzielung einer möglichst überall gleichen Wandstärke des Kunststoffwasserkastens 1 ist der Flansch 4 mit hochgezogenen Schließnocken 11 versehen, deren Außenkonturen 12 fluchtend zur Flanschaußenkontur 12' verlaufen und die auf ihrer Oberseite eine Schrägfläche 13 tragen. Der Schrägungswinkel 14 dieser Schrägflächen gegenüber der Dichtfläche 15 des Rohrbodens 2 beträgt etwa 10°.

[0012] Zwischen den einzelnen Schließnocken 11 sind höherreichende Rippenvorsprünge 16 vorgesehen, deren Außenkonturen 12" mit der Flanschaußenkontur 12' fluchten, so daß beim Einbiegen der ersten Teilbereiche 7 des verformbaren Randbereichs 5 die nicht verformten weiteren Teilbereiche 8 abgestützt werden und so eine unerwünschte Verformung verhindern.

[0013] Die Herstellung der Klemmverbindung und auch deren evtl. späteres Lösen ist in der DE-OS-28 52 408 ausführlich beschrieben. Nachdem die Dichtung 3 in den Rohrboden 2 eingelegt worden ist, wird der Wasserkasten 1 gegen die Dichtung 3 gepresst, und Wasserkasten und Rohrboden werden auf ein Soll-Maß vorgespannt. Dieses Soll-Maß ist dann erreicht, wenn sich die Oberkante des Wasserkastenflansches 4 unterhalb der Oberkanten der Langlöcher 10 befindet. Danach erfolgt das Schließen der Verbindung durch ein Hereinbiegen der ersten Teilbereiche 7. Bei diesem Hereinbiegen der ersten Teilbereiche 7 erfolgt durch deren Unterkanten 9 nach einem Aufgleiten auf der Schrägfläche 13 schließlich ein gewisses Abschaben des Kunststoffs, wenn ein elastisches Nachgeben nicht mehr möglich ist. Maßabweichungen der Höhe der Schließnocken 11 gegenüber der Dichtfläche 15 bleiben daher, wenn diese nur ausreichend hoch sind, ohne Einfluß auf die Dichtheit der Klemmverbindung. Es können daher Kunststoffwasserkästen 1 mit relativ großen Fertigungstoleranzen, insbesondere auch der Flanschen 4 mit ihre Schließnocken 11, ohne Nachteile verwendet werden, so daß wesentlich weniger Ausschußteile ausgesondert werden müssen und trotzdem die Dichtheit der Wärmetauscher auch bei höherem Innendruck und höherer Temperatur gewährleistet ist.

Ansprüche

1. Wärmetauscher mit einem mit mindestens einem Flansch (4) versehenen Kunststoffwasserkasten (1) und einem einen verformbaren Randbereich (5) tragenden Rohrboden (2), zwischen denen eine elastische Dichtung (3) unter Vorspannung gehalten ist, wobei der verformbare Randbereich (5) vor seiner Verformung parallel zur Flanschaußenkontur (12') verläuft und nach seiner Herstellung einer Klemmverbindung über den Flansch (4) des Kunststoffwasserkastens (1) etwa wellenförmig verformte erste Teilbereiche (7) und nicht verformte parallel zur Flanschaußenkontur (12') verlaufende weitere Teilbereiche (8) aufweist und dabei die über den oder die Flanschen (4) des Kunststoffwasserkastens (1) verformten ersten Teilbereiche (7) die formschlüssige Verbindung bilden, bei der die Unterkante (9) der verformten ersten Teilbereiche (7) auf der oder den Oberseiten des oder der Flansche (4) unter Vorspannung anliegen und bei der zur Erleichterung der Verformung die verformbaren ersten Teilbereiche (7) parallel und im Abstand von einer Außenkante in Höhe der Flanschoberkante bzw. Flanschoberkanten freigeschnitten sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberseite des Flansches (4) oder der Flansche (4) des Kunststoffwasserkastens (1) mindestens teilweise im Bereich der verformten ersten Teilbereich (7) eine Schrägfläche (13) aufweisen, daß diese Schrägfläche (13) gegen die Flanschaußenkontur (12') hin abfällt und daß die Unterkanten (9) der verformten ersten Teilbereiche (7) jeweils über diese Schrägfläche (13) bzw. Schrägflächen verformt sind.

2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Verformen der ersten Teilbereiche (7) des verformbaren Randbereichs (5) jeweils örtlich ein Teil der Schrägflächen (13) des Flansches (4) des Kunststoffwasserkastens (1) durch die Unterkante (9) des verformten ersten Teilbereichs (7) abgeschabt wird.

3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (4) des Kunststoffwasserkastens (1) ausgeformte Schließnocken (11) aufweist und daß diese Schließnocken (11) die Schrägflächen (13) tragen.

4. Wärmetauscher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Schließnokken (11) höhere, die Schrägflächen (13) überragende Rippenvorsprünge (16) vorgesehen sind, deren Außenkonturen (12") mit der Flanschaußenkontur (12') fluchten.

5. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schrägungswinkel (14) der Schrägflächen (13) gegenüber der Dichtfläche (15) des Flansches (4) etwa 10° beträgt.

Revendications

1. Echangeur de chaleur comprenant un réservoir d'eau en matière plastique muni d'au moins une bride (4), et un fond de faisceau de tubes (1) qui porte une région de bord déformable (5), entre lesquels une garniture d'étanchéité élastique (3) est maintenue sous précontrainte, la région de bord déformable (5) s'étendant parallèlement au contour extérieur (12') de la bride avant sa déformation tandis qu'après l'établissement d'un assemblage à serrage, elle présente des premières régions partielles (7) déformées à peu près en ondes au-dessus de la bride (4) du réservoir d'eau (1) en matière plastique, et d'autres régions partielles (8) non déformées, qui s'étendant parallèlement au contour extérieur (12') de la bride, les premières régions partielles (7) déformées au-dessus de la ou des bride(s) (4) du réversoir d'eau (1) en matière plastique formant alors l'assemblage par sûreté de forme, dans lequel la tranche inférieure (9) des premières régions partielles déformées (7) est appuyée sur la ou les faces supérieure(s) de la ou des bride(s) (4) avec précontrainte, et dans lequel, pour faciliter la déformation, les premières régions partielles déformables (7) sont libérées par cisaillage parallèlement à la tranche extérieure, à distance de cette tranche, au niveau du ou des bord(s) supérieur(s) de la ou des bride(s), caractérisé en ce que la face supérieure de la bride (4) ou des brides (4) du réservoir d'eau (1) en matière plastique présente une surface oblique (13), au moins partiellement dans la région des premières régions partielles déformées (7), en ce que cette surface oblique (13) est en pente descendante vers le contour extérieur (12') de la bride et en ce que les tranches inférieures (9) des premières régions partielles déformées (7) sont déformées au-dessus de cette surface oblique (13) ou de ces surfaces obliques.

2. Echangeur de chaleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lors de la déformation des première régions partielles (7) de la région de bord déformable (5), une partie des surfaces obliques (13) de la bride (4) du réservoir d'eau (1) en matière plastique est raclée localement par la tranche inférieure (9) de la première région partielle déformée (7).

3. Echangeur de chaleur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la bride (4) du réservoir d'eau (1) en matière plastique présente des bossages de fermeture (11) venus de moulage et en ce que ces bossages de fermeture (11) portent les surfaces obliques (13).

4. Echangeur de chaleur selon la revendication 3, caractérisé en ce que, entre les bossages de fermeture (11), sont prévues des saillies en forme de nervures (16) qui s'élèvent à un plus haut niveau que les surfaces obliques (13), et dont les contours extérieurs (12") sont dans l'alignement du contour extérieur (12') de la bride.

5. Echangeur de chaleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'angle d'inclinaison (14) des surfaces obliques (13) sur la surface d'étanchéité (15) de la bride (4) est d'environ 10°.

Claims

1. A heat exchanger comprising a synthetic plastics water tank (1) provided with at least one flange (4) and a tube plate (2) carrying a deformable marginal zone (5), between which a resilient seal (3) is held under initial tension, the deformable marginal zone (5), prior to being deformed, extending parallel with the outer contours of the flange (12') and, after it has been made with a clamping joint via the flange (4) of the synthetic plastics water tank (1), it comprises substantially undulatingly shaped first partial zones (7) and non-deformed further partial zones (8) which extend parallel with the outer contours of the flange (12'), the first partial zones (7) deformed via the flange or flanges (4) of the synthetic plastics water tank (1) constituting a positive connection in which the bottom edge (9) of the deformed first partial zones (7) bear on the upper side or sides of the flange or flanges (4) under initial tension and in which, to facilitate deformation or shaping, the deformed first partial zones (7) are cut away parallel with and at a distance from an outer edge at the level of the top edge or edges of the flange or flanges characterised in that the upper side of the flange (4) or flanges (4) of the synthetic plastics water tank (1) have at least partially in the region of the deformed first partial zones (7) a sloping surface (13), this sloping surface or surfaces (13) falling away towards the outer contours of the flange (12'), the bottom edge (9) of the deformed first partial zones (7) being in each case deformed over this or these sloping surface (13) or surfaces.

2. A heat exchanger according to Claim 1, characterised in that during shaping of the first partial zones (7) of the deformable marginal zone (5), in each case a part of the sloping surface (13) of the flange (4) of the synthetic plastics water tank (1) has a portion shaved off by the bottom edge (9) of the deformed first partial zone (7).

3. A heat exchanger according to Claim 1 or 2, characterised in that the flange (4) of the synthetic plastics water tank (1) has shaped locking members (11) which support the sloping surfaces (13).

4. A heat exchanger according to Claim 3, characterised in that it is possible to provide between the locking members (11) higher projecting ribs (16) which protrude beyond the sloping surfaces (13), their outer contours (12") being aligned with the outer contours of the flange (12').

5. A heat exchanger according to Claim 1, characterised in that the angle of chamfer (14) of the sloping surfaces (13) is about 10° to the sealing surface (15) of the flange (4).

Zeichnung