EP0115795B1

EP0115795B1 - Water/air cooler for water cooled internal combustion engines, especially for commercial vehicles

Info

Publication number: EP0115795B1
Application number: EP84100405A
Authority: EP
Inventors: Werner Lenz
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 1983-02-05
Filing date: 1984-01-17
Publication date: 1986-08-27
Also published as: US4540044A; DE3303986A1; ES276189U; ES276189Y; DE3460519D1; EP0115795A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Wasser/Luft-Kühler nach dem gattungsbildenden Teil des Patentanspruches 1.The invention relates to a water / air cooler according to the generic part of claim 1.

Ein Wasser/Luft-Kühler dieser Bauart ist bekannt (FR-A-20 10 231). Bei dieser Bauart sind die oberen und unteren Wasserkästen jeweils fest mit Traversen verbunden, die U-förmig ausgebildet und mit den Wasserkästen verlötet oder auch verschraubt sind. Diese Traversen werden anschliessend mit Seitenteilen verschraubt, die mit angeschweissten Knotenblechen versehen sind. Bei dieser Bauart wird daher ein Rahmen gebildet, der mit Hilfe von Schrauben und Flanschen kraftschlüssig aufgebaut ist. Nachteilig ist, dass sich ein solcher Aufbau wegen der notwendigen Schraubverbindungen nur zum Zusammenfügen von metallischen Bauteilen eignet, der Einsatz der einfacher zu verarbeitenden und auch leichteren Kunststoffteile aber nicht möglich ist.A water / air cooler of this type is known (FR-A-20 10 231). With this type of construction, the upper and lower water boxes are each firmly connected with crossbeams, which are U-shaped and soldered or screwed to the water boxes. These trusses are then screwed to side parts that are provided with welded-on gusset plates. With this type of construction, a frame is therefore formed, which is constructed with the aid of screws and flanges in a non-positive manner. It is disadvantageous that such a structure is only suitable for joining metallic components because of the necessary screw connections, but the use of the easier to process and also lighter plastic parts is not possible.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Kühler der eingangs genannten Bauart so auszubilden, dass eine sichere und dauerhafte Befestigung am Fahrzeug auch möglich ist, wenn Teile des Kühlers, insbesondere die Wasserkästen, aus Kunststoff hergestellt werden.The invention is therefore based on the object of designing a cooler of the type mentioned at the outset in such a way that secure and permanent attachment to the vehicle is also possible if parts of the cooler, in particular the water boxes, are made from plastic.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 vorgesehen. Durch diese Ausgestaltung wird die Verbindung zwischen Seitenteilen und aus Kunststoff bestehenden Wasserkästen im wesentlichen durch einen Formschluss bewirkt. Eine solche formschlüssige Verbindung eignet sich besonders für Kunststoff, weil durch die erfindungsgemässe Ausgestaltung die von den Seitenteilen her ausgeübten Kräfte, über eine grosse Anlagefläche zwischen den Steckbolzen und den Durchgangsöffnungen übertragen werden. Die erfindungsgemässe Lösung weist auch den Vorteil auf, dass eine einfache Montage des neuen Wasser/Luft-Kühlers möglich ist, für die keine Schraub-und auch keine Lötverbindungen notwendig sind. Die Seitenteile bilden zusammen mit den Wasserkästen eine formschlüssig zusammenwirkende Rahmenkonstruktion, die den gelöteten Kühlerblock zwischen sich hält, alle Befestigungskräfte aber in sich aufnimmt.To solve this problem, the characterizing features of claim 1 are provided. With this configuration, the connection between the side parts and the water boxes made of plastic is essentially brought about by a positive fit. Such a form-fitting connection is particularly suitable for plastic, because the forces exerted by the side parts are transmitted over a large contact surface between the socket pins and the through-openings due to the inventive configuration. The solution according to the invention also has the advantage that simple installation of the new water / air cooler is possible, for which no screwed connections and also no soldered connections are necessary. The side parts, together with the water tanks, form a form-fitting, interacting frame construction that holds the soldered radiator block between them, but absorbs all the fastening forces.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Gegenstandes der Erfindung werden in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Anspruch 2 bringt dabei den Vorteil mit sich, dass eine hohe Stabilität erreicht wird und die Winkelausrichtung von Wasserkasten und Seitenteilen bei der Montage erleichtert wird.Advantageous developments of the subject matter of the invention are characterized in the subclaims. Claim 2 has the advantage that a high stability is achieved and the angular alignment of the water tank and side panels is facilitated during assembly.

Die Merkmale des Anspruches 4 erlauben es, Fertigungstoleranzen und während des Betriebes auftretende Wärmespannungen ausgleichen zu können. Beispielsweise kann die untere Befestigung der Seitenteile mit dem Wasserkasten als Festlager gestalten sein, während die Verbindung mit dem oberen Wasserkasten als Loslager dient. Trotz einfacher konstruktiver Ausgestaltung wird dadurch ein spannungsfreier Längenausgleich möglich, was bei den bisherigen, kraftschlüssigen und verschraubten Rahmenbauarten von Kühlern nicht möglich war.The features of claim 4 allow manufacturing tolerances and thermal stresses occurring during operation to be able to be compensated. For example, the lower fastening of the side parts with the water tank can be designed as a fixed bearing, while the connection with the upper water tank serves as a floating bearing. In spite of the simple structural design, tension-free length compensation is possible, which was not possible with the previous, non-positive and bolted frame types of coolers.

Merkmale des Anspruches 6 erlauben eine einfache Sicherung der Steckbolzen.Features of claim 6 allow easy securing of the plug pins.

Die Merkmale des Anspruches 7 eröffnen die Möglichkeit zwischen Kunststoff und Stützhülse einen strammen Presssitz zur besseren Kraftübertragung vorzusehen, dennoch aber zur einfacheren Montage die Steckbolzen nur mit Schiebesitz ihrerseits in den Stützhülsen zu führen.The features of claim 7 open up the possibility between plastic and support sleeve to provide a tight press fit for better power transmission, but for easier assembly the plug pins only have a sliding fit in turn in the support sleeves.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Wasser/Luft-Kühlers dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines neuen Wasser/Luft-Kühlers für Nutzfahrzeuge,
Fig. 2 die Seitenansicht des Kühlers der Fig. 1 in Richtung des Pfeiles 11 der Fig. 1 gesehen,
Fig. 3 eine Draufsicht auf ein Seitenteil des Kühlers der Fig. 1,
Fig. 4 die Ansicht des Seitenteiles der Fig. 3 in Richtung des Pfeiles IV,
Fig. 5 eine vergrösserte Detaildarstellung der Einzelheit V in Fig. 1,
Fig. 6 die Draufsicht auf die vergrösserte Einzelheit der Fig. 5,
Fig. 7 den Schnitt durch Fig. 1 bzw. vergrössert durch die Fig. 5 längs der Linie VII-VII und
Fig. 8 eine perspektivische Darstellung der - an sich bekannten - Sicherungselemente für die Steckbolzen.

In the drawing, an embodiment of a water / air cooler according to the invention is shown and explained in the following description. Show it:

1 is a schematic view of a new water / air cooler for commercial vehicles,
2 seen the side view of the cooler of FIG. 1 in the direction of arrow 11 of FIG. 1,
3 is a plan view of a side part of the cooler of FIG. 1,
4 is a view of the side part of FIG. 3 in the direction of arrow IV,
5 is an enlarged detail view of the detail V in Fig. 1,
6 is a top view of the enlarged detail of FIG. 5,
Fig. 7 shows the section through Fig. 1 or enlarged by Fig. 5 along the line VII-VII and
Fig. 8 is a perspective view of the - known per se - securing elements for the plug pins.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Wasser/Luft-Kühler für ein Nutzfahrzeug dargestellt, der aus einem oberen, aus Kunststoff hergestellten Wasserkasten 1 und aus einem ebenfalls aus Kunststoff bestehenden unteren Wasserkasten 2 besteht, zwischen denen eine Reihe nicht gezeigter Rohre für die Führung des Kühlwassers angeordnet ist, deren Achsen 3 senkrecht zu den Befestigungsflanschen 4 der Wasserkästen 1 und 2 verlaufen. Der aus den verrippten Rohren und den nicht gezeigten Rohrböden bestehende Kühlerblock ist durch Lötverbindungen hergestellt. Die Rohrböden sind jeweils mit dem Flansch 4 der Wasserkästen verbördelt, wie das bekannt ist.1 and 2, a water / air cooler for a commercial vehicle is shown, which consists of an upper, made of plastic water tank 1 and also made of plastic lower water box 2, between which a number of pipes, not shown, for the Management of the cooling water is arranged, the axes 3 of which run perpendicular to the fastening flanges 4 of the water boxes 1 and 2. The radiator block consisting of the ribbed tubes and the tube sheets, not shown, is produced by soldered connections. The tube sheets are each flanged with the flange 4 of the water boxes, as is known.

Zur Befestigung des Kühlers dienen die beiden Seitenteile 5 und 6. Diese sind als Profilteile aus Metall hergestellt, können aber ebenfalls aus einem geeigneten Kunststoff bestehen. Die Seitenteile 5 und 6 sind in ihrem Grundaufbau spiegelsymmetrisch zu der Mittelebene 7 des Kühlers gestaltet, weisen allerdings beim Ausführungsbeispiel verschiedenartige Befestigungsvorsprünge im unteren Teil auf. So ist das Seitenteil 5 mit einer senkrecht abstehenden Befestigungsplatte 8 versehen, die über zwei dreieckförmige Winkel 9 an dem Seitenteil abgestützt ist. Diese Platte 8 und die Verstärkungswinkel 9 können angeschweisst oder in anderer Weise befestigt sein. Die Platte dient bei der Befestigung des Kühlers 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 im oberen Bereich ringförmige Ausprägungen 11 auf, die mit Bohrungen zum Einsetzen von Befestigungsschrauben versehen sind. Die so als Profilteile ausgebildeten Seitenteile sind sehr stabil. Sie weisen an ihrem oberen und an ihrem unteren Ende jeweils Befestigungslaschen 12 bzw. 13 auf, welche den oberen Wasserkasten 1 bzw. den unteren Wasserkasten 2 seitlich übergreifen. Diese Befestigungslaschen 12 bestehen aus zwei die Wasserkästen jeweils auf der Vorder- bzw. auf der Rückseite übergreifenden Laschenteile 12a und 12b bzw. 13a, 13b, und sie sind durch die Anordnung der schrägverlaufenden Verbindungsstege 14 als Verstärkungseckwinkel ausgebildet. Die Befestigungslaschen 12 und 13 sind jeweils, wie insbesondere den Fig. 3 und 4 zu entnehmen ist, jeweils mit zwei Bohrungen 15 bzw. 16 versehen, von denen die Bohrungen 15 zylindrisch sind, während die Bohrungen 16 als Langlöcher ausgebildet sind, die sich in Richtung der Achsen 3 der nicht gezeigten Rohre erstrecken.The two side parts 5 and 6 are used to fasten the cooler. These are made of metal as profile parts, but can also consist of a suitable plastic. The basic structure of the side parts 5 and 6 is mirror-symmetrical to the central plane 7 of the cooler, but in the exemplary embodiment they have different fastening projections in the lower part. Thus, the side part 5 is provided with a vertically projecting fastening plate 8, which is supported on the side part by means of two triangular angles 9. This plate 8 and the reinforcement bracket 9 can be welded or attached in some other way. The plate is used to attach the radiator to be supported on part of the frame structure of the vehicle, not shown. The side part 6 is provided with fastening hooks 10 protruding from a profiled depression. Both side parts have ring-shaped features 11 in the upper area, which are provided with bores for inserting fastening screws. The side parts designed as profile parts are very stable. They point at their upper and lower ends each mounting tabs 12 and 13, which laterally overlap the upper water tank 1 and the lower water tank 2. These fastening tabs 12 consist of two tab parts 12a and 12b or 13a, 13b, each of which overlaps the water boxes on the front and on the rear, and they are designed as reinforcement corner brackets by the arrangement of the inclined connecting webs 14. The fastening tabs 12 and 13 are, as can be seen in particular from FIGS. 3 and 4, each provided with two bores 15 and 16, of which the bores 15 are cylindrical, while the bores 16 are designed as elongated holes which are in Extend direction of the axes 3 of the pipes, not shown.

Diese Bohrungen 15 und 16 in den Seitenteilen 5 und 6 sind so angeordnet, dass sie jeweils mit Bohrungen 17 in den Wasserkästen 1 bzw. 2 fluchten, die im Ausführungsbeispiel als durchgehende zylindrische Öffnungen ausgebildet sind, so dass Verbindungsbolzen 18, wie sie im einzelnen in den Fig. 7 und 8 gezeigt sind, durch die Bohrungen 15 bzw. 16 und die zugeordneten Bohrungen 17 in den Wasserkästen 1 und 2 durchgesteckt werden können, so dass auf diese Weise eine sichere und stabile Befestigung der Seitenteile 5 und 6 an den Wasserkästen 1 bzw. 2 erfolgt. Wie die Fig. 1 und 5 zeigen, sind dabei die Bohrungen 17 im Abstand zu dem Befestigungsflansch 4 der Wasserkästen 1 bzw. 2 angeordnet, so dass die Befestigung der Seitenteile 5 und 6 unabhängig von der Befestigung der Wasserkästen 1 bzw. 2 an dem Kühlerblock erfolgen kann. Insbesondere bei aus Kunststoff hergestellten Wasserkästen ist diese Art des Aufbaus eines Kühlers vorteilhaft, weil sie eine ausserordentliche Stabilität sichert und die Befestigung nicht von einer Lötverbindung abhängig macht.These holes 15 and 16 in the side parts 5 and 6 are arranged so that they are aligned with holes 17 in the water boxes 1 and 2, which are designed in the embodiment as continuous cylindrical openings, so that connecting bolts 18, as they are detailed in 7 and 8 are shown, can be inserted through the bores 15 and 16 and the associated bores 17 in the water boxes 1 and 2, so that in this way a secure and stable attachment of the side parts 5 and 6 to the water boxes 1st or 2 takes place. 1 and 5 show, the bores 17 are arranged at a distance from the mounting flange 4 of the water boxes 1 and 2, so that the attachment of the side parts 5 and 6 independently of the attachment of the water boxes 1 and 2 to the radiator block can be done. This type of construction of a cooler is particularly advantageous in the case of water boxes made of plastic, because it ensures extraordinary stability and the attachment does not depend on a soldered connection.

Wie den Fig. 5, 6 und vor allen Dingen der Fig. 7 entnommen werden kann, sind zur Befestigung der Wasserkästen 1 und 2 mit den Befestigungslaschen 12, 13 der Seitenteile 5, 6 jeweils als glatte zylindrische Steckstifte ausgebildete Steckbolzen 18 vorgesehen, die auf einer Seite mit einem Anlagekopf 18a und auf der anderen Seite mit einer umlaufenden Nut 18b versehen sind. Diese Steckbolzen 18 sind beim Ausführungsbeispiel durch metallische Stützhülsen 19 geführt, deren Innendurchmesser so auf den Aussendurchmesser der Steckbolzen 18 abgestimmt ist, dass diese leicht, aber ohne nennenswertes Spiel durch die Bohrungen 17 der Wasserkästen und durch die Bohrungen 16 bzw. 15 der Befestigungslaschen 12 bzw. deren Befestigungslaschenteile 12a und 12b durchgeführt werden können. Wie Fig. 7 zu entnehmen ist, erfolgt die Sicherung der durchgesteckten Steckbolzen 18 über eine Federklammer 20, die bekannt ist und die im wesentlichen U-förmig ausgebildet ist und mit zwei Federschenkeln in die Nut 18b hereingedrückt und in der hereingedrückten Lage gemäss Fig. 7 durch die vordere Sicherungslasche 20a gesichert wird, die über das Stirnende des Steckbolzen 18 schnappt. Diese Art der Federklammerbefestigung ist bekannt. Sie erlaubt bei dem erfindungsgemässen Kühler eine besonders einfache und schraublose Montage.As can be seen from FIGS. 5, 6 and above all from FIG. 7, for the fastening of the water boxes 1 and 2 with the fastening tabs 12, 13 of the side parts 5, 6, each provided as a smooth cylindrical plug pin 18 provided are provided on one side with a contact head 18a and on the other side with a circumferential groove 18b. In the exemplary embodiment, these socket pins 18 are guided through metallic support sleeves 19, the inside diameter of which is matched to the outside diameter of the socket pins 18 in such a way that they are light but without significant play through the holes 17 in the water boxes and through the holes 16 or 15 of the fastening tabs 12 or whose fastening tab parts 12a and 12b can be carried out. As can be seen in FIG. 7, the push-through bolts 18 are secured by a spring clip 20, which is known and is essentially U-shaped and is pressed into the groove 18b with two spring legs and in the pressed-in position according to FIG. 7 is secured by the front securing tab 20a, which snaps over the front end of the plug pin 18. This type of spring clip attachment is known. In the cooler according to the invention, it permits particularly simple and screwless installation.

Claims

1. Water/air radiator for water cooled internal combustion engines, particularly of utility vehicles, consisting of a finned tube block, water tanks with tube ends and side parts which serve for attachment of the radiator, the side parts being provided at both ends with, projecting laterally into the region of the water tanks, fixing lugs having apertures through which it is possible to pass fixing bolts which engage corresponding bores in parts rigidly connected to the water tanks, characterized in that the bores are provided outside of the tube ends directly in the water tanks (1, 2) which consist of synthetic plastics material and are constructed as cylindrical throughways (17) which are integrally formed in and which traverse the water tanks and in that provided as the fixing bolts are plain linchpins (18) which are pushed through the apertures (15, 16) in the fixing lugs (12, 13) and through the throughways (17) in the water tanks (1, 2).

2. Radiator according to claim 1, characterized in that each fixing lug (12, 13) consists of, extending parallel with each other, two lug parts (12a, 12b, 13a, 13b) which engage around both sides of the associated water tank (1, 2).

3. Radiator according to claims 1 or 2, characterized in that the fixing lugs (12, 13) are constructed as corner reinforcements and are provided with two each of the bores (15, 16).

4. Radiator according to one of claims 1 to 3, characterized in that the bores are in each case constructed at one end of the side parts (5, 6) as elongated holes extending in the direction of the tube axes (3) of the finned tube block.

5. Radiator according to claim 4, characterized in that the elongated holes (16) are provided on the upper fixing lugs (12) of the side parts (5, 6).

6. Radiator according to claim 1, characterized in that the linchpins (18) are secured by spring clips (20) which fit with a snap-action into a groove (18b) on the linchpins (18).

7. Radiator according to claim 1, characterized in that bracing sleeves (19) which consist of metal are inserted into the throughways (17) in the water tanks (1, 2).