CN101107492A - 热交换器，特别是用于汽车的增压空气冷却器或冷却液散热器 - Google Patents

热交换器，特别是用于汽车的增压空气冷却器或冷却液散热器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种热交换器(1)，特别是用于汽车的增压空气冷却器或冷却液散热器，具有一个钎焊芯体，它由管(4)、翅片和至少一个管板(2)组成，还包括至少一个塑料箱(3)，它具有在横断面上近似呈U形的壁(3a)和环绕一周的法兰(3b)。该箱通过法兰(3b)与管板机械连接。按照本发明，在塑料箱(3)的内侧，在法兰(3b)和壁(3a)的过渡区(5)布置着加强筋。

Description

热交换器，特别是用于汽车的增压空气冷却器或冷却液散热器
技术领域
本发明涉及一种用于汽车的增压空气冷却器或冷却液散热器。
背景技术
已知的特别是用于汽车的热交换器常具有一个钎焊芯体，它由管、翅片及管板组成，而塑料集流箱则安置在管板上。塑料箱和管板之间的连接为夹紧连接或卷边连接，在这里，在塑料箱的法兰和管板之间垫有密封件，它通过箱/管板的连接夹紧。这样，塑料箱就与金属管板固定且密封地连接。
这种箱/管板连接在DE-B 28 52 408中被公开，其中，管板的可变形边缘区域在水箱的法兰上夹紧，从而形成形状配合的连接。在内部压力上升的情况下，塑料箱容易出现变形，并且应力变大，尤其在夹紧区域之上，这会导致箱/管板连接出现泄漏。
因此在DE-A 38 41 470中，申请人建议对法兰区域进行修改，以用于所谓的波浪缝隙卷边，在这里，在法兰上面的箱壁为波浪形，从而加强了纵向壁。
特别是如DE-A 198 57 435所述，在增压空气冷却器中，塑料箱内部的压力变得更高，而随着未来的发展，压力趋向于变得更大，这样，传统的塑料箱就会无法承受这种压力。事实上将会出现变形，从而导致应力变大，出现裂纹。
发明内容
本发明的目的是改进前面所述的热交换器，特别是塑料箱的内部抗压强度得到改善，同时又没有明显增加热交换器的重量。
这一目的由具有下述特征的热交换器实现。根据本发明，在塑料箱的内侧的法兰之上，即在法兰和箱壁之间的过渡区域设有多个加强筋。这样的优点在于，在内部压力变大的情况下，塑料箱在关键部位得到加强，并可更有效地防止变形。这样，将把这个在箱/管板连接之上的箱的区域中的应力集中减少到允许的值。特别是根据本发明加强的塑料箱可用作增压空气冷却器。
在本发明的优选结构中，塑料箱具有U形的横断面，这个断面通过台阶过渡为环绕一周的法兰。在大致为钝角的台阶的角的区域，在内侧布置着加强筋，在这里，筋的内边优选地与箱的内壁的U形轮廓对齐。这样的优点在于，加强筋布置在一个区域中，而在这个区域加强筋对在箱中穿流的介质即冷却液或增压空气带来的流动阻力是微不足道的，也就是说，根据本发明的加强筋在塑料箱中不会加大压降。它们所带来的重量增加也是微不足道的，因为箱的壁厚本身并没有变大，筋只形成了相对很薄的壁。这样，在相对来说没有增加重量和损失压力的情况下，它们提高了箱的关键区域的抗弯截面系数，而当内部压力加大时在这个区域会特别受到弯曲的压力。
在本发明的优选结构中，热交换器具有芯体，这个芯体包括一个单列或多列的扁平管系统，其中，扁平管的端部插入到管板上的开口中。加强筋之间相隔一定距离，这个距离等于管距即管的间距或外部筋距即箱外侧的筋的间距。在这里，加强筋布置在管的高度处或者布置在管之间。这样就使箱的纵向壁得到均匀的加强，这种均匀的加强将适应内部加压。
在本发明的其它优选结构中，法兰和箱壁之间的过渡区域沿箱的纵向成波浪形，如前面提及的DE-A 38 41 470所述。具有优点的是，加强筋布置在波浪形轮廓的区域中，即布置在箱内侧的凹陷区域(波谷)或隆起区域(波峰)中。这样的优点在于，在进一步加强的同时，箱内部的压力损失的增加很小。
在本发明的其它优选结构中，伸入到塑料箱内部的筋的表面与箱的脱模方向平行。这样，可在箱的型芯中加工出筋的轮廓，箱则在注塑后可沿脱模方向并且在不使用其它滑块的情况下被拉出即脱模。这样可以实现降低制造成本的优点，因为通过根据本发明的加强筋的结构和布置将不会明显增加注塑模具的成本。
附图说明
下面通过附图对本发明的实施例进行详细说明。其中，
图1中是根据本发明的热交换器的截取部分，它包括管板和塑料箱之间的连接；
图2是图1的局部放大图X，它包括根据本发明的加强筋；
图3是具有加强筋的第一布置的塑料箱的立体图；
图4中是具有加强筋的第二布置的塑料箱；
图5中是塑料箱纵向壁的截取部分(第一布置)；
图6是沿图5中的VI-VI线的截面图；
图7是塑料箱纵向壁的截取部分(第二布置)；
图8是沿图7中的VIII-VIII线的截面图。
具体实施方式
图1中是根据本发明的热交换器1，它具有管板2、塑料箱3和扁平管4，所述扁平管固定在管板2的开口2a中。如已知的现有技术，管板2在外侧具有环绕一周的槽2b，外侧的边缘区域2c与之相连。塑料箱3具有未完全显示的U形轮廓，它包括壁3a，所述壁过渡成为壁厚更大的法兰3b。法兰3b及图未示的密封件插入到管板2的槽2b中，并通过可变形的边缘区域2c在图未详示的卷边或夹紧连接中与管板2夹紧。这种箱/管板连接已在前面提及的现有技术例如DE-A 38 41 470中公开。扁平管4与图未示的波纹翅片和管板上的开口(管板中只能看到管板2的局部)钎接成芯体。塑料箱(其中又只能看到箱3的局部)放置在钎焊芯体上并夹紧。
图2是图1的局部放大图X，即塑料箱3的壁3a和法兰3b之间的过渡区5，其中，过渡区5由台阶形成，并且壁3a的内边3d相对于法兰3b的内边3e向内位移大致一个壁厚。也就是说，塑料箱3通过台阶5得到所谓的缩进。在台阶5区域，在箱3的内侧布置着加强筋6，其内边6a与箱壁3a的内边3d对齐。这样加强筋6就填满了台阶5的钝角，并一直延伸进入到法兰3b的区域。通过加强筋6的这种布置，在过渡区5即在由于内部压力而受到更高载荷的区域使箱加强。热交换器1优选地作为增压空气冷却器，因此受到压力大约为2bar(未来压力还会增加)的压缩增压空气的加载，这样塑料箱中在法兰之上的区域就处在很大的应力之下，而通过根据本发明的加强筋不需加大箱3的壁厚就将抵销这种应力，也就是说，不会显著增加箱3的重量。
图3是塑料箱7的角部区域的立体图，包括在纵向壁7b内侧的根据本发明的加强筋8。箱7具有在图中未完全显示的、环绕一周的矩形法兰7a，在它之上布置着波浪形的过渡区9，如前面提及的DE-A 38 41 470所述-因此，这个公开文件被全面地采用为本申请的公开内容。图未示的管板和箱7之间的连接与上述公开文件中的实施形式相同。由于过渡区9的波浪形结构，在箱7的内侧产生了凹陷10和隆起11。在第一个实施形式中，加强筋8布置在凹陷10之上。
图4中是加强筋12在塑料箱13中布置的第二种实施形式，所述箱同样具有波浪形的过渡区9，与之前所述的图3中的过渡区9相同。因此，在箱13的内侧同样形成了凹陷10和隆起11，它们形成了壁的波浪形轮廓。在这里，加强筋12布置在隆起11区域中，也就是说在箱内壁的突出部分上，并分别布置在两个凹陷10之间。就这方面来说，这里的加强筋12的长度大于图3中所示的实施例。在两个实施例中，即在加强筋8和加强筋11上，其筋表面(与图2中的表面6相同)分别相互平行，其中，这些表面大致垂直于假想的管板平面或由环绕一周的法兰7a所形成的平面。这意味着，图未示的型芯在塑料箱3、7、13的制造过程中可沿一个方向即所谓的脱模方向拉动。加强筋6、8、12的布置和结构不要求增加滑块，因而对现有模具进行修改便可实现。
图5中是图3中的实施例的另一个视图，即塑料箱7的纵向壁7b的截取部分的视图，它包括法兰7a。在法兰7a之上布置着波浪形的过渡区9。纵向壁7b在其外侧通过横向筋7c加强。
图6是沿图5中的VI-VI线的截面图，即截面穿过法兰7a。在纵向壁7b的内侧，在波浪形轮廓9的区域(见图5)形成了凹陷10和隆起11，即波谷和波峰。在两个隆起11之间分别布置着垂直伸入到内部的加强筋8，即-如图3所示-在凹陷10之上。加强筋8向内一直延伸到线7d，这条线形成了纵向壁7b的内部轮廓。在这个方面，加强筋8与内壁7d对齐，通过这种方式保证了更少的压降。此外，加强筋10的间距等于图未示的扁平管的间距。筋8也是垂直于图示平面，因此易于与箱的主型芯一起脱模。
图7是箱13的侧壁13a(见图4)的截取部分的视图，它包括波浪形轮廓9。
图8是沿图7中的VIII-VIII线并穿过箱13的法兰的截面图。通过波浪形轮廓9在内侧形成凹陷10和隆起11，加强筋12(见图4)布置在它们的上面。垂直向内伸入的加强筋12延伸到边13b，它相当于纵向壁13a(垂直于图示平面)的内边。这样，加强筋12不会越过纵向壁13a进入到箱的内腔，因此也不会加大流动介质如增压空气或冷却液的压降。

Claims (10)

1.热交换器，包括用于汽车的增压空气冷却器或冷却液散热器，具有一个钎焊芯体，它由管(4)、翅片和至少一个管板(2)组成，还包括一个由塑料或金属组成的箱(3)，它具有在横断面上近似呈U形的壁(3a)和环绕一周的法兰(3b)，并通过法兰(3b)与管板(2)机械连接，其特征在于，在箱(3)的内侧，在法兰(3b)和壁(3a)的过渡区(5)布置着加强筋(6)。
2.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，过渡区具有一个朝向内部的、环绕一周的台阶(5)。
3.根据权利要求1或2所述的热交换器，其特征在于，加强筋(6)具有内边(6a)，它与内壁(3d)对齐。
4.根据权利要求1、2或3所述的热交换器，其特征在于，管为圆管、椭圆管或扁平管(4)，布置成单列或多列，并插入到至少一个管板(2)中，并且加强筋(6)之间以一定的间隔布置在塑料箱(3)纵向壁(3a)上，所述间隔等于管距或外部筋距。
5.根据权利要求4所述的热交换器，其特征在于，加强筋(6)分别布置在管(4)的高度处。
6.根据权利要求4所述的热交换器，其特征在于，加强筋(6)分别布置在管(4)之间。
7.根据前面的权利要求中任一项所述的热交换器，其特征在于，过渡区(9)为波浪形，并在内侧具有凹陷(10)和隆起(11)，并在塑料箱(7，13)的外侧具有凹进的区域，而管板的部分则形状配合地卡入到所述凹进的区域。
8.根据权利要求7所述的热交换器，其特征在于，加强筋(8)布置在凹陷(10)之上。
9.根据权利要求7所述的热交换器，其特征在于，加强筋(12)布置在隆起(11)的区域，并布置在凹陷(10)之间。
10.根据前面的权利要求中任一项所述的热交换器，其特征在于，加强筋(6、8、12)具有与箱(3、7、13)的脱模方向平行的筋表面。
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