CN100455974C - 换热器和制造换热器歧管的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有冷却芯的换热器，其由多个平行的换热管5和两个具有插槽4的歧管1组成，其中换热管5的末端插入与其流体相连通的各歧管，以及各插槽4由插槽开口7和由变形的歧管壁部分形成的平行延伸的插槽壁界定。为了提高换热器结构的刚性，所述插槽4的外侧相对于歧管壁向内变形，在歧管的外表面形成凹状体2，所述插槽4的内侧相对于歧管壁向内变形，在歧管的内表面形成凸状体3，以及其中凸状体3包括形成插槽壁10的凹槽6为了容纳至少一部分交换管5末端的纵向边缘。还提供了制造这种换热器歧管的方法。

Description

换热器和制造换热器歧管的方法
技术领域
本发明涉及具有冷却芯的换热器，其由多个平行的换热管和两个具有插槽的歧管组成，其中所述换热管的末端插入与其流体相连通的各歧管，各插槽由插槽开口和由变形的歧管壁部分形成的平行延伸的插槽壁界定。还提供了制造这种换热器歧管的方法。
背景技术
典型的换热器包括具有孔的歧管，其中插入冷却芯管。在这种换热器中，冷却芯管仅与罐的一壁保持接触。因此，所得到的连接处的表面小，降低了结构的刚性。
US5842515提出了此问题的一种解决办法，其公开了一种包括歧管的换热器，其具有由多个用于容纳相对应的换热管的孔形成的平底部分，一对从平底部分的相对面延伸的垂直壁，其还具有相对应于孔的用来引导管的多个插槽。一对横向延伸的或从垂直壁向外凸出的连接部分设置并连接在一起以形成中空内腔以及界定歧管的外表面。
US5743329提出了此问题的另一种解决办法，其说明书公开了具有歧管的换热器，其带有外部和内部的套管，并包括至少一个位于几乎垂直于所述歧管纵向轴的平面内的插槽，所述插槽由受到歧管的平行延伸的插槽壁限制的狭窄侧所界定，歧管的插槽壁大体沿着与围绕歧管纵轴的圆相切的方向延伸。插槽宽度至少等于歧管内径且因而插槽能够容纳平的换热管。插槽壁由具有恒定壁厚度的变形的歧管壁部分形成，以及插槽壁的外侧位于歧管外部套管的外面。所述插槽壁的内侧相对于歧管的内部套管径向向外偏离，以及台肩形成于插槽壁和歧管的内部套管之间。
发明内容
本发明的目的是提供一种换热器，其结构的刚性得到提高，其中歧管以稳定而精确的方式与换热管的末端相连。本发明的另一个目的是提供一种制造换热器歧管的简便而完善的方法，其有利于换热器歧管的预先组装和制造以使它们可以随后被合并所得到的换热器中。
根据本发明，这提供了一种换热器，其中插槽的外侧相对于歧管壁向内变形，在歧管的外表面形成凹状体，所述插槽的内侧相对于歧管壁向内变形，在歧管的内表面形成凸状体，以及其中凸状体包括形成插槽壁的凹槽，以容纳至少一部分交换管末端的纵向边缘。
根据本发明，还提供一种制造根据本发明的换热器歧管的方法，其包括下述步骤：
(i)形成歧管的管状封闭轮廓，
(ii)从两侧向内变形轮廓壁，以在歧管的外表面和内表面分别形成一对凹状体和凸状体，
(iii)在每一对凸状体之间切开歧管，以形成由向内变形的弯曲歧管壁部分围绕的插槽开口，以及
(iv)在每一对凸状体内切出凹槽。
从下面的描述和权利要求中，本发明进一步优选的特征和优势将显而易见。
附图说明
本发明将会仅通过实施例得到说明，并参照下面的附图，其中：
图1阐释了部分初始歧管轮廓的横截面视图和轴侧视图；
图2阐释了在形成凹-凸齿之后部分初始歧管轮廓的横截面视图和轴侧视图；
图3阐释了部分已成型的歧管，其具有两个插入到相对应插槽内的换热管；
图4是图3中一个插槽的横截面视图；
图5是图4中插槽的顶视图。
图6是图4中的部分插槽的轴侧视图，详细显示了插槽的凹槽附近的结构；
图7a、7b、7c和7d显示了沿着歧管壁的插槽的横截面视图，具有用于插槽的四个不同实施方案的部分换热管；
图8阐释了部分歧管的另一个实施方案，在轴侧视图中，该歧管具有长方形的横截面。
具体实施方式
根据本发明的换热器歧管1可以由如图1显示的壁厚为w的初始封闭铝合金轮廓制造。这种轮廓可以从市场上购得或可选择地，根据本领域技术人员已知的典型方法，例如通过焊接法或挤出法制造。
如图2显示，在根据本发明方法的下一个步骤中，管状歧管1轮廓的壁在歧管的相对面向内变形，垂直于歧管的纵轴，以在歧管1的外表面和内表面分别形成一组具有凹状体2和相对应的凸状体3的凹-凸齿。
由于这种变形，在凹状体2底部之间的距离(Z)小于歧管的外径(D)，而凸状体3顶部之间的距离(X)小于歧管的内径(d)。凹状体2和凸状体3之间的歧管轮廓的壁厚(w)基本上与歧管壁其它地方的厚度一样。
图3显示了部分成型的歧管1。每一对凹-凸齿形成了用作换热管5的插槽4的基本结构。插槽4通过将歧管壁向下切到凸状体3的顶部来形成以及各插槽的形状相对应于插入其中的各换热管5的端部横截面形状。插槽的详细结构和切开的方法将在下面描述，特别参考图4。
虽然，为了附图的清楚，向内变形步骤(图2)后的歧管与形成插槽步骤(图3)后的歧管分开显示，但是应该理解使用合适的工具将在歧管壁形成凹-凸齿的步骤和切开插槽的步骤合并为单独操作是可以的，且具有优势。
两个基本上平的换热管5显示成插入相对应的歧管1的插槽4中。整个换热器包括由多个平行换热管5连接的两个歧管1。在预先组装后，换热器被放置在炉内，在这里进行一次性的硬焊操作。
将歧管壁向下切到凸状体3的顶部的过程形成了凸状体3内的圆形凹槽6。这些凹槽6具有向外的末端，其并入插槽开口7的外缘。这些凹槽6增大了管5和歧管1之间的连接处的表面积，这样管5和歧管1之间的接合处的刚性更高以及整个换热器结构从结构上说更稳固。
而且，凹槽6有利于在换热器的预组装过程中将管5引入歧管1中，基于此目的，它们被准确安装在管5的纵向边缘。另外，凹槽6包括向内的台肩8，其阻止了管末端的进一步移动。这确保了各管5插入歧管1的插槽中相同的距离，直到其紧靠相对应的凹槽6的台肩8。
在歧管的实施例中，相邻的插槽开口7之间的壁包括在切开歧管插槽的最后阶段中形成的平的部分9。平的部分9减少了切开的开口7上沙漏形状的变形效应并确保了歧管开口的宽度统一。
图4和图5显示了具有它的所有必要特征和尺寸的插槽4的横截面。插槽开口宽度(L)或者插槽的凹槽之间的距离相应于管5的宽度，同时插槽开口7和凹槽6的向内的台肩8之间的距离确定了插槽深度(h)等于管5的插入深度。插槽深度(h)小于凸状体的总长(H)，在凸状体中形成凹槽6。若是管状歧管，则插槽的凹槽6的最大允许深度(h)明显取决于凸状体3的长度(H)。插槽壁10的厚度(E)小于初始的歧管轮廓的壁厚w。
如图5显示的顶视图，凹状体2的宽度(B)大于插槽4的宽度(C)。而且，对于管状歧管轮廓来说，凹状体的深度(A)确定了凸状体的长度(H)，由此确定了插槽的凹槽6的最大允许深度h。
参考图6，其显示了插槽附近的歧管壁的结构，很清楚地看到插槽开口7的纵向侧被由切开操作形成的弯曲歧管壁部分所围绕。这是由于切开操作造成的开槽和凸起而合并引起的并导致了换热管和歧管1之间接触面积的扩大。
用于制造插槽的合适工具有一对整体形成的切割和成型构件，其将形成凹-凸齿的步骤、切开插槽开口的步骤和形成凹槽的步骤合并成单一的过程。
工具还可以包括在切开插槽4的过程中用于在歧管轮廓上形成平的底部分9的冲压部分。
很明显，可以使用合适的工具并在各插槽的成齿/切开/切割之后，以两插槽之间预定的距离放置歧管，而一个接一个地成系列地制造插槽，或者，更优选地，同时使用一组以两插槽之间的距离平行布置与间隔的相连的工具来制造插槽。
应该理解除了上述工具，还可以使用其它类型的工具来制造插槽。根据本发明的方法可以用于形成不同形状的插槽，如长方形、圆形或椭圆形。此外，该方法可易于被施行和自动化。
图7a到图7d显示了沿着歧管壁的横截面的插槽的示例性形状。图7a显示了插槽，其中凹状体2和凸状体3基本上呈椭圆形。具有基本上呈长方形的凹状体2b和凸状体3b的插槽显示在图7b中。图7c显示了具有两褶的凹状体2c和相对应的两褶的凸状体3c的插槽，其可以通过例如使用具有压挤元件而形成，所述挤压元件被适合地成形以反应齿的形状。图7d显示了具有基本上呈长方形的两褶的凹状体2d和相对应的凸状体3d的插槽。
图8显示了根据本发明具有长方形横截面的歧管1a的另一个示例性实施方案。相比图3的歧管，此轮廓包括具有沿着歧管轮廓的高度基本上恒定深度的凸状体和凹状体的齿。
上述根据本发明的换热器的实施方案仅仅是示例性的。图并不一定是按照比例尺的，有些特征可以被放大或缩小。本领域技术人员还应该理解换热器可以是机动车辆空调系统的散热器或冷凝器。

Claims (7)

1.一种具有冷却芯的换热器，其包括至少一个换热管和至少一个设置有插槽的歧管，所述换热管的末端插入插槽与所述歧管成流体连通，各插槽由插槽开口和在所述歧管的变形的壁部分形成的插槽壁所界定，其特征在于，
所述插槽(4)的外侧相对于所述歧管的壁向内变形，由此在所述歧管(1)的外表面形成凹状体(2)，
所述插槽(4)的内侧相对于所述歧管的壁向内变形，由此在所述歧管(1)的内表面形成凸状体(3)，
凹槽(6)形成于所述凸状体(3)内，所述凸状体(3)提供了所述插槽的壁(10)，以容纳至少一部分所述换热管(5)的所述末端的纵向边缘。
2.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于所述凹槽(6)的内端受到台肩(8)的限制，所述台肩限制了所述换热管(5)的所述末端插入所述歧管(1)的深度。
3.根据前述任一项权利要求所述的换热器，其特征在于所述歧管(1)包括相邻插槽开口(7)之间的平的部分(9)。
4.根据权利要求1或2所述的换热器，其特征在于所述歧管(1)是管状的且具有基本上呈长方形或椭圆形的横截面。
5.根据权利要求3所述的换热器，其特征在于所述歧管(1)是管状的且具有基本上呈长方形或椭圆形的横截面。
6.一种制造包括多个适用于容纳换热管的插槽的换热器歧管的方法，所述换热管的末端插入插槽与各歧管成流体连通，以及各插槽由插槽开口和由所述歧管的变形的壁部分形成的插槽壁所界定，其特征在于所述方法包括下述步骤：
(i)形成歧管的管状封闭轮廓，
(ii)从两侧向内变形轮廓壁，以在所述歧管的外表面和内表面分别形成一对凹状体和凸状体，
(iii)在每一对凸状体之间切开所述歧管，以形成由向内变形的弯曲歧管壁部分所围绕的插槽开口，以及
(iv)在每一对凸状体内切出凹槽。
7.根据权利要求6所述的制造换热器歧管的方法，其特征在于所述方法进一步包括在相邻的插槽开口之间形成平的部分的步骤。
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