CN100475380C - 换热片及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于形成热交换器换热片(10)的方法，其包括：形成一个沿着片状金属带或金属条边缘(22)延伸的流体通道(28)；以及形成一对端部凸起。该端部凸起(32)沿纵向伸长，并在换热片的最终宽度范围内形成从而不需要沿着换热片的边缘将多余材料切掉。该方法比现有技术中连续进行冲压的方法所产生的废料要少，同时还能允许换热片的长度有所变化。

Description

换热片及其制造方法
技术领域
本发明涉及换热片的制造方法，特别是一种能够减少废料产生的制造方法以及由该方法制造出的换热片。
背景技术
热交换器通常是由多个堆叠起来的换热片对制成，该换热片对限定了在一对集管之间延伸的冷却剂流体通路。如2001年8月14日授权公开的美国专利US6273183的图1所示，每一对换热片均背对背相接，并且在其周围边缘处彼此连接。该换热片具有隆起的中部，其间限定流体通路，并可布置湍流加强件。换热片的两端带有凸起，该凸起上打孔从而形成入口和出口。在组装热交换器时，凸起之间彼此对齐并相通从而形成一对集管。然后将扩展的金属肋片布置在换热片对之间从而使另一种流体如空气横向流过换热片对。端部的凸起还可用来在换热片对之间形成空间以便插入肋片。
这种热交换器的各个换热片通常均由一种已知的“连续冲压”方法形成，其中需对一卷金属片连续地进行冲压操作以便连续地形成所述的换热片。如上所述，端部凸起必须具有足够的高度才能使冷却肋片插入。此外，凸起必须具有特定的直径和面积才能使足够的冷却剂流过集管。因此每片换热片所需的带材的宽度通常由形成凸起所需的带材宽度来确定。
在许多情况下，形成凸起所需的带材宽度要大于换热片对所需的宽度。结果就是必须沿着换热片的边缘将多余的材料去掉，特别是形成有凸起的端部之间的多余材料。由常规的连续冲压工艺来制造换热片所产生的多余材料可高达到35％。
因此，需要一种改进的方法来形成换热片，其中多余材料的产生能有所减少或完全消除，并且能够在不增加加工成本的情况下生产出不同长度的换热片。
发明内容
本发明的一个方面是提供一种用来形成热交换器的换热片的方法，其中的换热片具有长度和宽度，长度方向形成纵轴，该方法包括：(a)提供一种平片状金属带，其具有沿纵轴方向延伸的长侧边，并且金属带的宽度实质上与换热片的宽度相同；(b)形成一个沿着金属带侧边延伸的流体通道；以及(c)在金属带上形成一对凸起，该凸起高出侧边和流体通道，其中凸起的纵向尺寸大于其横向尺寸。
本发明的一个方面是提供一种热交换器的换热片，其包括：(a)一个中间部分，该中间部分限定伸长的流体通道；(b)被中间部分分开的一对端部；(c)每一个端部都有凸起，每一个凸起都具有一个内腔和一个带有流体流孔的上表面，其中凸起的内腔与流体通道相通；(d)沿着换热片的整个周边连续延伸并包绕流体通道和凸起的平面法兰；(e)多个小突片，每一个小突片均与法兰一体形成并从法兰伸出，并且每一个小突片均位于换热片的其中一个端部上。
本发明的另一方面是提供一种热交换器，其包括多个由本发明换热片制成的换热片对，其中每一个换热片对均由两个换热片的法兰密封连接形成，其中一个换热片凸起的内腔与另一个换热片凸起的内腔相通，这样两个换热片的中间部分合起来就形成一个与凸起内腔相通的流体通道，换热片对彼此堆叠，其中凸起的孔相互对齐，从而换热片对的凸起形成一对集管。
附图说明
现在来参照附图以举例的形式来描述本发明，其中：
图1是本发明的一个优选换热片的俯视立体图；
图2是图1所示换热片的俯视平面图；
图3是图1所示换热片的一个端部的仰视平面图；
图4是加工图1所示换热片所用带体或条体的俯视平面图；
图5是图4中条体在形成流体通道后的俯视平面图；
图6是图5中条体在第一次冲压凸起之后的俯视平面图；
图7是图6中条体在第二次冲压凸起之后的俯视平面图；
图8是图7中条体在第三次冲压凸起之后的俯视平面图；
图9是图8中条体在第四次冲压凸起之后的俯视平面图；
图10是图9中条体在凸起内形成孔并且进行可选的切除端部法兰之后的俯视平面图；
图11是本发明另一个端部开孔的条体；
图12是本发明另一优选换热片沿图9中线IX-IX’的剖视图；以及
图13是图1所示换热片制成的换热片对一端的侧视图；
图14和15是根据本发明的一个优选方法在形成通道部分之后的条体的俯视平面图；
图16到21从侧面示意性地展示了图14和15中条体通道部分的形成过程；
图22示意性地展示了图14到21所示方法的操作步骤；
图23、24和31是根据本发明另一优选方法在形成通道部分和凸起之后的条体的俯视图；
图25到30从侧面示意性地展示了图23、24和31中条体通道部分和凸起的形成过程；以及
图32示意性地展示了图23到31所示方法的操作步骤。
具体实施方式
图1到3所示为本发明的一个优选的热交换器换热片10。该换热片10的一对端部14之间是一个长条形的中间部分12。图1至3所示点划线16表示的是中间部分12和端部14之间的近似边界。
换热片10具有一个上表面18以及与一之相反的下表面20，换热片10具有长侧边22，该长侧边22沿换热片10的整个长度一直延伸到端部边缘24。沿着换热片10的侧边22延伸的是一对侧肩26，这些侧肩26形成一个沿纵轴延伸的流体通道28，该流体通道28沿着换热片10的下表面20延伸形成。流体通道28优选沿着换热片10的整个中间部分12形成，作为优选，其也可穿过点划线16伸到换热片10的端部14中。侧肩26与侧边22分开从而在侧边22和侧肩26之间形成平的外围侧法兰30。该侧法兰30在纵向沿着端部14之间的侧边22延伸。
换热片10的端部14中布置有一对凸起32。该凸起32高出侧边22和流体通道28，其高度应足以在由换热片10形成的换热片对制成热交换器时，每一对换热片对之间都具有足够的空间来插入冷却肋片，其中换热片10的下表面彼此相对而连接以形成换热片对。
凸起32可以是所需的任何形状，这包括圆形。作为优选，每一个凸起32均具有纵向的大直径，其大于横向的小直径。更为优选的是，该凸起为卵形。这里的术语“卵形”是指任何具有平滑曲边的非圆形，如椭圆形，带有圆角的矩形或者是其它长圆形或蛋形。在附图所示的优选实施例中，凸起32的平面图是卵形，其具有在平滑弧形端头之间纵向延伸的直侧边34，近端36位于中间部分12和端部14之间的点划线16上或附近，远端38位于换热片10的端部边缘24旁边。
如图2所示，凸起32的侧边34相对于侧边22向内分开，同时凸起32的远端38也相对于端部边缘24向内分开从而形成绕着换热片10端部14延伸的外围端法兰40。该侧法兰30和外围端法兰40一起形成环绕换热片10整个周边的连续法兰。该连续法兰形成了一个表面，一对换热片10沿着该表面例如通过铜焊背对背(下表面20对着另一下表面)连接起来从而形成一换热片对。
为了在热交换器组装之后与集管相通，每一个凸起32的上表面44上均带有一个孔42。孔42的面积应大到足以使适量的流体流过集管，同时上表面44上保持环形密封。在热交换器的组装过程中，相邻换热片对之间彼此沿着环形密封法兰46例如通过铜焊相连起来。如该优选换热片10所示，孔42优选布置在上表面44的中心，并且其形状与凸起32的形状相同，当然这一点并不重要。
从图3中的仰视平面图可以明显地看出，侧法兰30在靠近凸起32时变宽并彼此相对向内弯曲，这样，侧法兰30就在点50处与凸起32相交，该点50位于凸起32之侧边34和近端36之间的交点附近。由此，每一个外围端法兰40实质上只沿着凸起32的侧边34和远端38延伸，而留下一个实质上与近端36重合的区域，流体通道28就在这里与凸起32的内腔相通。
如上所述，由换热片10形成的换热片对可带有湍流加强件，如上面专利文献等公开的扩展金属湍流加强件，这里以参考的形式并入本申请。该湍流加强件优选为矩形并布置在换热片对的换热片10之间，其优选在换热片10的整个中间部分12延伸布置。在增强换热的同时，该端流加强件还为换热片10的中间部分12提供支撑，从而防止流体通道28塌陷或变窄。在由换热片对构成的热交换器中，湍流加强件的端头优选与凸起32的弧形近端36交叠，这样湍流加强件就能沿着流体通道28的整个长度提供支撑。侧法兰30的内收可用作整个湍流加强件的限位器从而防止湍流加强件在换热片对之间纵向滑动。图3中点划线49所示为湍流加强件(图中未示出)端头的优选位置。
现在已经描述了本发明优选的热交换器的换热片10，下面来描述用来制造本发明热交换器换热片10的优选方法。
在本发明的一个优选方法中，首先是提供一片状金属带52，其优选由可铜焊的材料制成，该材料优选从下列这组材料中选取：铝、铝合金以及覆了一层铝焊合金的铝或铝合金。这里定义的金属带52在长度上没有限制，只要其具有纵向延伸的侧边54以及上表面和与之相反的下表面(图中未示出)即可。金属带52沿横向的宽度实质上与上述换热片10的宽度一样。
只要在金属卷材(其宽度大于金属带52的宽度)宽度上的一点或多点纵向切割就可形成多个金属带52，金属带52的纵向方向平行于切割方向。作为选择，也可将卷材分成片后再沿纵向或横向切割成金属带52的方式来形成金属带52。
在本发明的方法中，金属带52沿横向的一点或多点切断从而形成多个金属条53，每一个金属条53的纵向长度都实质上与换热片10的长度相同。
在本发明另一优选方法中，首先是提供一片状金属条53，其宽度与金属带52的宽度相同，长度则实质上与换热片10相同。作为优选，金属条53可如上所述通过切割无限长的金属带52获得。当金属条换热片10的长度与片状金属卷材的宽度相同时，可沿着卷材的宽度横向切割来形成金属条53。当金属条53的长度稍稍大于卷材宽度时，则可沿着卷材的对角线切割来形成金属条53，即金属带52的侧边54相对于卷材的横向成一角度。
在此基础之上，下面从长度和宽度实质上等于换热片10长度和宽度的金属条53开始来描述该方法。然而，为了表明本方法可从提供金属带52或金属条53开始，图4(在点划线部分)展示了金属带52超出金属条53端部边缘56的部分。此外，图4和图5中展示了中间部分12、端部14以及将中间部分12和端部14分开的点划线16。
本方法的下一步包括：优选沿着金属条53的侧边54形成侧肩26来形成流体通道28。作为优选，如图5所示，侧肩26终止于端部14从而没有伸到端部14中。如图5所示，作为优选，该侧肩26可终止于将中间部分12与端部14分开的点划线16处或其旁边。侧肩26的终止位置应优选使其不会干扰到换热片10端部的平的端法兰40的形成。
显然，侧肩26的形成可使每一片换热片10形成一个沿纵向延伸的流体通道28，并且沿着流体通道28的侧边有侧法兰30。然而，该换热片10可具有更为复杂的结构并可形成多条流体通道，当然所有这些结构都必须具有与侧边54相邻的法兰，并且隆起的中间部分形成流体通道。
如上所述，金属带52或金属条53的宽度实质上与换热片10的宽度相同。对于换热片10的宽度来说，这里所用的术语“实质上相同”是指金属带52或金属条53在形成有流体通道28之后沿其中间部分12横向所测的宽度与换热片10沿中间部分12横向测的宽度相同，这样就不需对换热片10进行切边。显然，在形成流体通道28之前，金属带52或金属条53的宽度要稍稍大于换热片10的宽度，因为金属带52或金属条53在宽度上要有一部分用来形成侧肩26。
显然，当本方法首先提供的是具有无限长度的金属带52时，在将金属带52切割成各个金属条53之前可滚轧形成侧肩26。当然，也可用合适的模具冲压金属带52或金属条53来形成侧肩26。
本方法的下一步包括在金属带52或金属条53的端部14中形成凸起32。该凸起32可通过多个连续的冲压或拉延操作来形成，图6至9所示为连续的每一步冲压操作所形成的凸起的情况。从图中可以看出，有一些用来形成凸起32的材料来自金属带52或金属条53的周边材料。这就使端部14的材料朝着凸起32向内收。这一点可从图6至9中金属带52或金属条53的侧边54彼此沿着凸起32的侧边34向内凹看出。
在本发明最优选的实施例中，金属带52优选在形成凸起32之前切成金属条53，其中凸起32由一对模板连续冲压形成。该模板优选以如下的方式安装在一装置上，即模板之间的距离可以调节从而允许形成的换热片具有各种长度，这一点在连续冲压模板中是不可能的。
显然，凸起32的长度、宽度和高度在选择上应使：换热片对所形成的热交换器能满足所需的流体流过集管；换热片对之间保持所需的空间以便插入冷却肋片；并且可在金属带52或金属条53的宽度范围内形成凸起32，由此避免从换热片10的边缘切掉多余的材料。
在形成了凸起32之后，本方法的下一步包括：在凸起32中形成孔42，例如利用板牙(cutting die)。
如图9所示，在凸起32的远端38和换热片10的端部边缘24之间有一些多余的材料。尽管不是特别重要，但可通过剪切将其中一些材料去掉，从而形成例如图10所示的圆角边缘62，同时端法兰40保持有足够的地方可通过例如铜焊使换热片对形成防漏结构。
如上所述，金属条53的长度实质上与换热片10的长度相同。对于换热片10的长度来说，这里所用的术语“实质上相同”是指金属条53在形成有凸起32之后沿其纵向在端部边缘56之间的测量长度与换热片10如图10所示进行剪切端部之前的总长度相同。显然，在形成凸起32之前，金属条53的长度要稍稍大于换热片10在剪切端部之前的长度，因为凸起32的形成会减少金属条53的长度。
从图6到9可以看出，换热片10的端法兰40在接近凸起32中侧边34的地方最窄，这是因为有许多材料会从金属带52或金属条53的外围部分向内拉伸以形成凸起32。这些区域的端法兰40如果过窄就会缩小换热片对的连接表面，从而有可能会影响该区域连接的可靠性，从而限制了凸起32的宽度尺寸。为了避免该区域的端法兰40过窄，金属带52或金属条53的端部14优选带有孔64。这些孔64布置在端部14的中心区域内，其可通过切割而成以便形成凸起32的孔42。在凸起32的形成过程中，形成凸起32所需的一些材料会从孔64顺着图11的箭头方向向外拉伸，从而减少从凸起32外围区域拉过来的材料。
在本发明一优选实施例中，凸起32和孔42为卵形，孔64优选沿纵向伸长。在图11所示的优选实施例中，孔64为哑铃形，其包括一对圆孔66，这对圆孔66通过一纵向切槽68相连。
除了剪切图10所示的端法兰40之外，端法兰40还可沿着图9所示的线70弯曲以形成小突片72。线70平行于纵轴并实质上与端法兰40内凹弧形部分的弧线相切，其中端法兰40的内凹弧形部分与凸起32的侧边34接近。如图12所示，小突片72相对于端法兰40的其余部分优选呈直角延伸，并且两个小突片优选为同时向上弯。由此，当换热片10组合形成换热片对时，换热片对的端部就具有H形的剖面，其中小突片72从端法兰40同时向上和向下延伸。图12中所示还包括换热片对74中小突片72的结构，其中第二块换热片用虚线表示。
当换热片对74堆叠起来形成热交换器时，小突片72会伸到换热片10之间的空间内。在某些优选实施例中，相邻换热片对74上的小突片72具有足够的高度从而彼此邻接，其可在热交换器铜焊过程中相互连接起来，从而在换热片10之间形成附加的铜焊连接。在其它优选实施例中，小突片的高度较小，因此相邻换热片对上的小突片72彼此之间不会接触。当相邻换热片对彼此之间不相接合时，其可用来给热交换器的安装架提供多个固定表面。当然，安装架也可固定到相邻换热片对74上的小突片彼此邻接的小突片上。
图13的侧视图所示为一优选换热片对74一端的情况，其中的换热片对是由一对换热片10背靠背连接形成，这样换热片10法兰30和法兰40就相互接合并以防漏的方式如铜焊的方式连接起来。
尽管本发明的上述方法是在形成凸起之前形成流体通道，但很显然这种顺序虽然是优选的，但并不重要。在其它优选的实施例中，凸起可在形成流体通道之前形成。然而，作为优选是先形成流体通道，因为通道的形成能够提高金属条的刚度，从而减少其弯曲或扭曲的可能，从而能提高冲压形成凸起的精度。
在本发明的一些优选方法中，换热片10中的流体通道28是通过单通道模具对金属带52或金属条53冲压形成，该模具具有固定的长度，并相对于金属带52或金属条53的纵轴固定。而凸起32则是由多个模具形成的，这些模具优选为能相对于纵轴来回移动。这种结构可使换热片10的长度在有限的范围内变化(这一点将在下面参照图23到32进一步说明)。然而，如果要使换热片10的长度能在较大的范围内变化，则必须用另一种具有不同长度的模具来代替这里的通道形成模具。然后对凸起形成模具的相对位置进行调节以适应于新的通道长度。
为了使加工成本降到最低，本发明提供一些方法，其能够在不改变通道形成模具的条件下轻松地改变通道的长度。下面参照图14到22来描述该方法的一个优选实施例，在图14到22所展示的方法中，流体通道28通过一次或多次冲压操作来形成，其中冲压所使用的模具是通道形成模具80，该模具可沿金属带52或金属条53的纵轴移动，从而使通道长度发生变化以便生产出预定范围内各种长度的换热片10。
采用了可轴向移动的通道形成模具80的每一次冲压操作都会形成一段通道，该段通道的长度等于或小于流体通道28的总长度。例如，当所需的换热片长度是预定范围的下限时，流体通道28优选通过这种可轴向移动的通道形成模具80的一次冲压形成，其中可轴向移动的通道形成模具80所形成的该段通道的长度等于流体通道28的总长度。
另一方面，当所需的换热片长度大于预定范围的下限时，可通过两次或多次冲压来形成流体通道28，其中至少有一次冲压要用到可移动通道形成模具80。此时，可轴向移动的通道形成模具80所形成的这段通道的长度将小于流体通道28的总长度。显然，可用一个可轴向移动的通道形成模具80来进行所述的两次或多次冲压操作，也可用二个或多个可轴向移动的通道形成模具80，或者是一个可轴向移动的通道形成模具和一个静止的通道形成模具。
在图14到22所示的特定方法中，流体通道28的长度大于预定范围的下限，因此需要多次冲压才能形成流体通道28。在该优选实施例中，至少有一次冲压操作是用可轴向移动的通道形成模具80完成的。下面来详细描述该优选方法。
图14到21所示的方法是从金属条53开始的，该金属条53的宽度和长度实质上等于上述换热片10的宽度和长度。如图4所示，金属条53具有位于一对端部14之间的长条形中间部分12，并且中间部分12和端部14之间的近似边线由点划线16表示。之后，金属条53被送到一装置78中，装置78包括一个或多个可轴向移动的通道形成模具80，其中每一个模具80均包括上模体82和下模体84。
如图16和17所示，上下模体82和84在金属条53上闭合从而形成具有图14所示近端部分86a和远端部分88a的第一通道部分28a。其中的远端部分88a终止于中间部分12与金属条53中其中一个端部14之间的边界16处或其附近。
在形成了第一通道部分28a之后，紧跟是如图18所示打开模体82和84。如图16至21所示，上模体82的相反两端90和92呈圆角或收角。这样就能使第一通道部分28a的近端86a和远端88a具有圆弧或收角形式的渐变终止端98a和100a，从而避免损坏金属条53。附图中，为了看得更加清楚，终止端98a和100a为圆弧形式并被夸大显示出来。
本方法的下一步包括形成第二通道部分28b，如图15所示，第二通道部分28b包括近端部分86b和远端部分88b，并且远端部分88b终止于中间部分12与金属条53中一个端部14之间的边界16处或其附近。从图15可以看出，第一通道部分28a的近端部分86a以及第二通道部分28b的近端部分86b会有重合部分A，并且远端部分88a和88b沿纵向分开一定的距离，该距离优选等于流体通道28的长度。
第二冲压操作优选由图16至18所示第一冲压操作所用的同一模具80来完成。在此情况下，在流体通道28的形成过程中金属条53优选为保持不动，此时凭借通道形成模具80在第一和第二冲压操作之间轴向移动来完成位置变化。
作为选择，如图19至22所示，第一和第二冲压操作也可由不同的通道形成模具80来完成。尽管不同模具80之间可沿轴向对齐，但如图22所示，不同模具80也可布置在横向彼此分开的不同冲压点上，这样在第一和第二冲压操作之间金属条53就必须横向移动。
尽管模具80如上所述为轴向移动，但显然其中用来形成第一通道部分28a和第二通道部分28b的模具80也可相对于金属条53的纵轴固定不动。
图19所示第二冲压操作中所用的通道形成模具80的上模体82也具有圆弧端或渐收端90和92由此第二通道部分28b的远端部分88b就具有渐变的终止端100b。由于近端部分86a和86b相互重合，因此第二通道部分28b的近端部分86b就看不到渐变的终止端。在第二冲压操作之后，第一通道部分28a的终止端98a也看不到了。此外，近端部分86a和86b被平滑压合从而形成一个断面基本一致的通道28。
如上所述，至少有一个通道形成模具80可沿着纵轴移动从而改变重合区域A的大小。为了确保通道28具有一致的断面，必须使近端部分86a和86b有一定程度的重合从而使通道28中没有渐变终止端。在本发明最为优选的实施例中，至少需要有1英寸的重合区域来保证通道28具有一致的断面。
在图14至21所通道冲压操作之后，紧跟着的是上面参考图6到10所描述的形成凸起32并制成换热片10。如图22所示，两个凸起可由轴向对齐的凸起形成模具81同时形成，其中这两个模具81优选为能相对于纵轴移动。显然凸起形成模具81也可在横向上彼此分开，这样通常就需要多对凸起形成模具81的多次冲压操作才能形成各个凸起32。
图23到32所示本发明另一优选实施例。在该方法实施例中，金属条53如前面的实施例一样，其宽度和长度基本与换热片10的一样，并且在一对端部14之间具有一个长条形的中间部分12，其中中间部分12和端部14之间近似边界由点划线16表示。之后，将金属条53送到一装置102中，该装置102包括一具有上模体106和下模体108的通道形成模具104。在本实施例中，所形成的第一通道部分110具有端部112和114。第一通道部分110的长度稍小于通道28的长度，这样至少有一个端部会与金属条53的中间部分12和端部14之间的近似边界16分开。在附图所示的优选实施例中，通道部分110的两个端部112、114均与线16分开。
该通道形成模具104要么可沿纵轴移动，要么是静止不动。在图25至27所示的优选实施例中，通道形成模具104为静止不动。如果需要，可用上述的模具80来代替静止不动的通道模具104，这样就需用两次不同的冲压操作来形成第一通道部分110。
与前面的实施例一样，通道形成模具104的上模体106的相反两端116和118优选呈圆角或收角。如图23所示，上模体106的弧形能使第一通道部分110的端部112和114具有渐变的终止端，从而避免损坏金属条53。在上述实施例中，端部116和118的弧形在附图中被夸大地显示出来。
如图24、28和29所示，本方法的下一步包括形成第二通道部分124和第一个凸起32，通道部分124和第一个凸起32通过复合模具126对金属条53的冲压一起形成，其中的复合模具126具有上模体128和下模体130。上下模体128和130具有用来形成凸起的凸起形成部分132、134以及用来形成第二通道部分124的通道形成部分136、138。上模体128通道形成部分136的终端140优选为平滑圆角或收角从而将第一和第二通道部分110和124压成一体。
如图24所示，第一通道部分110的端部112和第二通道部分124在区域B内重合，该重合区域B可随着换热片10的长度变化而变化。作为优选，复合模具126可沿着纵轴移动从而改变重合区域B的大小以及换热片10的长度。为了确保通道28的断面基本一致，重合的量应足以确保通道中没有第一和第二通道部分110、124的圆弧形终止端。作为优选，如上所述，重合区域B至少为1英寸。
如图6到10所示，显然通常需要一次以上的操作才能形成凸起32。在用到了复合模具126的优选实施例中，至少有一次凸起形成操作是由复合模具126来完成的，其中作为选择，可以有一次或多个凸起形成操作由仅具有一个凸起形成部分的模具来完成。
然后对图24所示部分完成的换热片10进行图30所示的第三冲压操作，其中第三通道部分144和第二凸起32’通过复合模具126’对部分完成的换热片10的冲压而一起形成，其中的复合模具126’优选为复合模具126的镜像对称结构。复合模具126’具有一个带有凸起形成部分132’和通道形成部分136’的上模体128’以及一个带有凸起形成部分134’和通道形成部分138’的下模体130’。如图31所示，第一通道部分110的端部114与第三通道部分144有一个重合区域C，其可随着换热片10的长度变化而变化，并优选至少为1英寸。作为优选，复合模具126’能沿纵轴移动从而改变重合区域C的大小以及换热片10的长度。
图32所示为上面参照图23至31所描述的方法的操作顺序。在图32所示的实施例中，金属条53被横向送到通道形成模具104，然后与复合模具126和126’轴向对齐。显然，凸起形成模具彼此之间不必轴向对齐。
尽管前面描述的是本发明的优选实施例，但本发明并不限于此。此外，本发明包括所有落在权利要求书范围内的实施例。

Claims (41)

1、用来形成热交换器换热片(10)的方法，所述方法包括以下步骤：
(a)提供一种平片状金属条(53)，其具有一对沿纵轴方向延伸的长的侧边(54)和在所述侧边之间延伸的端部边缘(56)，所述侧边(54)互相平行，以使所述金属条(53)具有相同的宽度，所述金属条具有位于一对沿纵向分开的端部(14)之间的中间部分(12)；
(b)在所述金属条(53)的中间部分(12)中形成一对凸起的侧肩(26)，所述侧肩(26)彼此分开，并与所述侧边(54)分开，其中凸起的流体通道(28)被限定在所述侧肩(26)之间，并且其中在形成所述侧肩(26)之后的所述中间部分(12)的宽度限定了所述换热片(10)的最大宽度；以及
(c)在所述金属条(53)上形成一对凸起(32)，每个所述凸起都在所述金属条的其中一个所述端部中形成，并且其高出所述侧边(54)和所述流体通道(28)；
其特征在于，每个凸起(32)都具有一对沿纵轴方向延伸的侧边(34)，并且所述凸起的长度大于其宽度；
在形成所述凸起时，来自所述金属条(53)的所述端部(14)的材料朝着凸起32向内收，因而使所述侧边(54)沿着所述凸起(32)的所述侧边(34)彼此向内凹，这样使所述侧边(54)之间的横向距离沿所述凸起(32)的所述侧边(34)达到最小；
所述侧边(54)之间的所述最小横向距离限定了所述换热片(10)的最小宽度；以及所述侧肩(26)和所述凸起(32)距离所述换热片(10)的所述侧边(54)的间隔足够大，使得沿所述换热片(10)的整个周边形成连续法兰(30、40)。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属条(53)的长度与所述换热片(10)的长度相同。
3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，每一个所述侧肩(26)均沿着所述侧边(54)中的一个纵向延伸，这样所述流体通道(28)沿所述金属条(53)纵向延伸。
4、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述侧肩(26)终止以使其没有伸到所述端部(14)中。
5、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述流体通道(28)通过冲压形成。
6、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述流体通道(28)通过滚压形成。
7、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述凸起(32)通过一次或多次冲压或拉伸形成。
8、如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：
(d)在每一个凸起(32)的上表面(44)形成一个第一孔(42)。
9、如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述每一个凸起(32)上表面(44)的第一孔(42)均通过切除所述上表面(44)的中间部分而形成，所述中间部分具有第二孔(64)。
10、如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一孔(42)和第二孔(64)沿凸起(32)的纵向呈长形。
11、如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第二孔(64)包括一对分开的、通过纵向延伸的切槽(68)连接的圆孔(66)。
12、如权利要求1所述的方法，其中所述金属条(53)具有一对所述的端部边缘(56)，所述端部边缘(56)在所述侧边(54)之间横向延伸。
13、如权利要求1所述的方法，其中所述凸起(32)是椭圆形的，并且其中所述凸起(32)的所述纵向延伸的侧边(34)是直的。
14、如权利要求1所述的方法，其中所述换热片(10)不沿所述换热片(10)的所述侧肩(28)切边形成。
15、如权利要求1所述的方法，进一步包括所述从金属带(52)或者金属片的片上切割所述金属条的步骤。
16、如权利要求15所述的方法，其中所述金属条(53)通过在一个或者更多点处横向切割所述金属带(52)形成。
17、如权利要求16所述的方法，其中所述的金属带(52)在所述侧肩(26)形成之前被切割。
18、如权利要求16所述的方法，其中所述金属带(52)在所述侧肩(26)形成之后和所述凸起(32)形成之前被切割。
19、如权利要求1所述的方法，进一步包括沿纵向伸展的线(70)剪切所述换热片(10)的步骤，每个所述线(70)在某点处沿其中一个所述侧边(54)的切线延伸，在该点处所述侧边(54)向内凹向其中一个所述凸起(32)，每个所述线(70)终止于其中一个所述端部边缘(56)处。
20、如权利要求19所述的方法，其中所述的剪切所述换热片(10)的步骤在所述换热片的所述侧边(54)和所述端部边缘(56)之间产生了圆角边缘(62)。
21、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述片状金属条(53)由一种可铜焊的材料形成。
22、如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述可铜焊的材料选自于一组材料，所述组包括：铝、铝合金以及镀有铜焊合金的铝或铝合金。
23、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述每一个凸起(32)均由其中一个所述端部(14)的外围边缘向内形成，这样所述凸起(32)的外周侧边就与其中一个所述端部(14)的所述外围边缘分开，从而沿所述端部(14)的所述外围边缘形成外围法兰(40)。
24、如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述每一个沿凸起(32)的侧边(34)延伸的外围法兰(40)均沿着一条平行于纵轴的线(70)弯曲，从而形成小突片(72)，所述小突片(72)与外围法兰(40)的其余部分成直角延伸。
25、如权利要求24所述的方法，其特征在于，所述小突片(72)都朝相同的方向弯曲。
26、如权利要求24所述的方法，其特征在于，所述小突片(72)朝相反的方向弯曲。
27、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述形成流体通道(28)的步骤包括：
冲压出第一通道部分(28a)，所述第一通道部分(28a)具有近端部分(86a)和远端部分(88a)；
冲压出第二通道部分(28b)，所述第二通道部分(28b)具有近端部分(86b)和远端部分(88b)；
其中所述近端部分(86a，86b)彼此以预定的区域重合，而所述远端部分(88a，88b)则彼此沿纵轴方向分开。
28、如权利要求27所述的方法，其特征在于，所述第一通道部分(28a)由第一通道形成模具形成，第二通道部分(28b)由第二通道形成模具形成，并且第一和第二通道形成模具中至少有一个模具可沿纵轴移动。
29、如权利要求28所述的方法，其特征在于，所述第一和第二通道形成模具均可沿纵轴移动。
30、如权利要求28所述的方法，还包括下面的步骤：沿着纵轴移动所述第一和第二通道形成模具中的一个或两者全部，从而增加或减少所述第一和第二通道部分(28a，28b)的远端部分(88a，88b)之间彼此重合的量。
31、如权利要求27所述的方法，其特征在于，所述预定的重合区域应足以使所述第一和第二通道部分(28a，28b)的近端部分(86a，86b)彼此压合在一起，从而使所述远端部分(88a，88b)之间的流体通道(28)具有一致的截面。
32、如权利要求27所述的方法，其特征在于，所述预定的重合区域沿着纵轴测量至少是1英寸。
33、如权利要求27所述的方法，其特征在于，所述第一通道部分由一个通道形成模具(104)形成；以及
其中所述第二通道部分以及其中一个凸起(32)通过一次或多次冲压操作一起形成，其中至少有一次冲压操作包括用复合模具(126)冲压金属带，所述复合模具具有凸起形成部分(132，134)和通道形成部分(136，138)。
34、如权利要求33所述的方法，其特征在于，所述用来形成第一通道部分的通道形成模具(104)相对纵轴固定不动。
35、如权利要求33所述的方法，其特征在于，所述复合模具(126)可沿纵轴移动从而改变所述预定重合区域的大小。
36、一种用平片状金属条来形成热交换器换热片的装置，所述热交换器的换热片具有中间部分，所述中间部分限定沿纵向延伸的伸长的流体通道，被中间部分分开的一对端部，以及布置在每一个端部的凸起，每一个凸起都带有一个流体流通孔以及与流体流通孔和流体通道相通的内腔，所述装置包括多个用来形成流体通道和凸起的模具，所述模具包括：
(a)第一通道形成模具，用来在所述金属条中形成所述流体通道的第一部分；以及
(b)第二通道形成模具，用来在所述金属条中形成所述流体通道的第二部分，其中所述第一和第二通道形成模具彼此之间沿轴向布置，从而在流体通道第一部分与流体通道第二部分相互重合的地方形成重合区域；其特征在于所述装置进一步包括：
(c)多个用来形成所述凸起的模具，以及
第一和第二通道形成模具中至少有一个模具可沿着纵轴移动从而改变重合区域的大小。
37、如权利要求36所述的装置，其特征在于，用来形成所述凸起的模具被固定在相对纵轴不动的位置上。
38、如权利要求36所述的装置，其特征在于，所述第二通道形成模具包括复合模具，所述复合模具具有用来形成其中一个凸起的凸起形成部分以及用来形成第二通道部分的通道形成部分，其中，所述凸起形成部分包括用来形成所述凸起的所述模具中的一个模具。
39、如权利要求38所述的装置，其特征在于，所述第一通道形成模具相对于纵轴固定不动，并且第二通道形成模具可沿纵轴移动。
40、如权利要求38所述的装置，其特征在于，所述复合模具可沿纵轴移动从而改变所述预定重合区域的大小。
41、如权利要求38所述的装置，进一步包括：
用来形成所述流体通道第三部分的第三通道形成模具，其中所述流体通道的第三部分与通道的第一部分重合并远离通道的第二部分，其中第一和第三通道形成模具相互之间沿轴向布置，从而在流体通道第一部分与流体通道第三部分重合的地方形成重合区域；
其中第一通道形成模具相对于纵轴固定不动，同时第二和第三通道形成模具可沿纵轴移动从而改变重合区域的大小；以及
第三通道形成模具包括一个复合模具，所述复合模具具有用来形成其中一个凸起的凸起形成部分以及用来形成第三通道部分的通道形成部分。
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