CN101999066A - 用于热交换器集管盒的密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种热交换器的集管盒，包括：集管板，用于固定至多个管子，至少一流体流动通过所述管子；和盖子，用于当该盖子固定于所述集管板时至少部分地关闭所述集管箱；以及弹性密封装置(1)，位于集管板和盖子之间，其特征在于，密封装置(1)被放置为以张紧状态倚靠至少两个管子端部。本发明还涉及一种热交换器，包含两个上述的集管箱，并涉及一种用于将这样的密封装置定位在集管盒中的方法。

Description

用于热交换器集管盒的密封装置

技术领域

本发明涉及热交换器领域，特别是用于机动车的热交换器。

本发明更特别地涉及一种安装在钎焊热交换器上的集管箱或集管盒，该热交换器也就是说，一种热交换器，其各元件通过钎焊操作被明确地固定在一起(通过施加钎焊材料层并使其通过专用钎焊炉)。

背景技术

机动车热交换器，例如散热器和增压器交换器，使用一个或多个部件构成的形成进口室或出口室的集管箱。通常地，这些集管箱包含至少两个部件，这两个部件中的一个形成集管板，另一个部件形成盖子，该盖子固定于集管板，以至少部分地关闭集管箱。

集管箱通常有两种类型，即“全金属”类型或带有塑料盖子的类型。“全金属”类型的集管箱与带有塑料盖子类型的集管箱相比具有一定的优点，带有塑料盖子那种类型要求密封装置的固定，以确保盖子和集管板之间极佳的流体密封连接，该密封装置通常是弹性密封垫圈。

集管板具有沟槽或通道，密封垫圈用于定位和放置在其中。随后，盖子被定位在密封垫圈上，并且在通常情况下，集管板是压接的，例如使用在集管板周边处定位的齿。

此外，由于明显的节省空间和尺寸原因，一些集管箱的集管板不具有有助于密封垫圈的定位和保持的沟槽或通道。

主要问题在于，在安装盖子之前在集管板上定位密封垫圈，因为定位密封垫圈的这个操作是造成生产困难的主要根本原因。

存在密封垫圈的不良定位的多个原因。

密封垫圈可表现出使其翘曲的制造缺陷，而垫圈的这种固有缺陷因为密封垫圈的尺寸或甚至因为其颜色而不容易被识别。此外，如果密封垫圈过长，随着盖子向下固定，沿垫圈的轮廓将会有褶皱。或多或少长期下去，这会导致不完善的密封和流体泄漏。

密封垫圈的定位通常是由操作人员进行的手动操作，因为使用机器是困难的，自动定位密封垫圈的主要问题在于机器从储存在箱子或其相似物里的多个密封垫圈中拾起或抓取密封垫圈的能力。此外，密封垫圈通常由橡胶制成，因此具有容易损坏的风险。

为了解决这些问题，文献DE 4243495、US 7156401和FR 2867553都披露了用于张紧密封垫圈的方法和/或装置，但这些解决方案的执行显示出一些缺点。

在文献DE 4243495中，密封垫圈包含突起部，其位于垫圈拉伸所围绕的四个角部，这些突起部从而被定位于集管板的专门的凹槽中。这个解决方案的一个主要缺点在于，需要在集管板的各角部处制造凹槽，这会具有额外的制造成本并弱化集管板，特别是降低其抵挡循环压力的能力。此外，由于垫圈的突起部突出超过集管箱(也被称为“集流器”)，其会增大集管箱的(包装)尺寸。

文献US 7156401披露了一种与文献DE 4243495的解决方案非常相似的解决方案，因此其具有与后者相同的缺点。

文献FR 2867553披露了一种解决方案，在此方案中，钉状物在盖子上制造在角部处，其目的在于保持密封垫圈的形状并可能地使它张紧。这个解决方案使得难以将密封垫圈沿盖子长度被正确定位，因为在盖子被抬起至其安装到集管板上的位置时，垫圈容易掉落。

发明内容

本发明的目的是，通过提出一种方案用于简单并牢固地将密封垫圈固定到集管板上并随后在集管板上完美地固定盖子而克服现有技术集管箱的缺点。本发明的一个优点在于，其允许令人满意的垫圈定位，即使在集管板没有沟槽时。

因此，本发明在于一种用于热交换器的集管箱，包括：

-至少一个被称为“集管板”的部分，具有至少一系列孔，该系列孔沿该板的延伸方向设置，所述孔被设置用于多个管子或其相似物通过，至少一流体流动通过所述管子或其相似物，所述集管板用于所述多个管子的固定，和

-至少一个被称为“盖子”的部分，当其固定于所述集管板时，用于至少部分地关闭所述集管箱，和

-弹性密封装置，位于集管板和盖子之间，

其特征在于，该密封装置可被设置为以张紧状态至少倚靠一个部分，所述至少一个部分露出到管子的所述箱中，所述管子通过位于所述单系列或多系列孔的相对端部处的孔。

本发明的好处主要在于，密封装置在集管板上特别可靠的定位，该密封装置被设置为以张紧状态倚靠至少位于芯每侧上的管子的露出到箱中的端部，避免该垫圈的任何损伤，和密封装置在集管板上的和相对于盖子(盖子底部)的不正确定位(通过扭转、转动、翘曲等)的任意可能性，从而不需要任何附加设备或复杂操作。

表述“管子的端部”或“管子端部”是指，管子的仅末端部分，该部分从集管板突出至集管箱(或集管箱空间)中，或还指通常表现为相对于集管板的突起部的凸缘。因此，管子端部可涉及一个或多个管子和/或一个或多个凸缘。

本发明的其他有利方面如下所述：

-弹性密封装置包括用于使所述密封装置张紧的抓取装置；

-该集管板沿大致平坦的表面延伸，从而密封装置不(必)定位于专门的凹陷或沟槽中；

-位于抓取装置之间的区域构成密封装置的弹性区域，所述装置的其他区域可以是弹性的或非弹性的；

-抓取装置包括至少两个部分，大致垂直于密封装置的延伸平面延伸并连接所述装置的两个相对边缘；

-密封装置经由支承件倚靠管子端部，该支承件位于与所述密封垫圈的延伸平面不同的高度；

-用于倚靠管子端部的支承件高于密封垫圈的延伸平面或在其之上，或与其在同一平面；

-密封垫圈所倚靠的支承件单独地或仅在管子端部上。

本发明还涉及一种热交换器，其包括热交换芯，该热交换芯包括多个管子或其相似物，该管子或其相似物的端部分别通过钎焊固定于两个上述的集管箱，在该交换器中，垫圈被设置为以张紧状态至少倚靠露出到管子的所述箱中的部分上，所述管子通过位于所述单系列或多系列孔的相对端部处的孔。

本发明还涉及一种用于在上述集管箱中安装弹性密封装置的方法，包括以下相继的步骤：

a)抓取至少两个抓取装置，

b)使至少位于两个抓取装置之间的弹性区域延长(或拉伸)，

c)将密封装置安装为至少抵靠位于集管板周边的管子的两个端部。有利的是，步骤a)、b)、c)使用机器自动完成，或由操作者手动完成。

附图说明

在以下仅作为实例给出的描述中，参考附图，其中：

-图1是根据本发明的密封装置的第一实施例的示意性透视图；

-图2是密封装置的第一实施例沿图1所示的BB的截面图；

-图3是密封装置的第一实施例沿图1所示的AA的截面图；

-图4至9接连地示出自动或手动安装透视图图1所示的密封装置的第一实施例的方法的步骤；

-图10是根据本发明的密封装置的第二实施例的局部视图；

-图11是根据本发明的密封装置的第二实施例的另一角度视图；

-图12是密封装置的第二实施例沿图11所示的BB的截面图；并且

-图13是与图12的截面图相同的截面图，其示出了作用于密封装置上的由于在其中的张紧造成的力和负载。

具体实施方式

图1示出了密封装置1，在此种情况下，其由弹性密封垫圈1构成，该密封垫圈具有矩形周边2，该周边具有两个长边3、3’和两个短边4、4’。并且，该密封垫圈1包含两个横向部分5，也就是说，这些部分5的每个连接两个相对的边缘3、3’或4、4’，此处为以直角在密封垫圈1的周边2的两个长边3、3’之间连接。而且，这些垂直部分5基本垂直于密封垫圈5的延伸平面竖立，也就是说，其垂直于由密封垫圈1的周边限定的平面。此外，如图2和3所示，这些垂直部分5略微偏移，即是说，其从密封垫圈1的下平面6上方开始竖立。

除了在上述部分5的区域，密封垫圈1的横截面是圆形横截面，而每个部分5都具有大致矩形的横截面。密封垫圈1的圆形横截面特别地适合所述垫圈1的使用(尽管其也可以具有一些其他形状)，但另一方面，上述部分5的矩形横截面，作为例子被选择并且可以完全与之不同，例如其可以具有圆形、椭圆形或适合被自动臂或操作者的手抓取的任何其他形状的横截面。

同样地，每个抓取部分5的厚度或宽度都可以随意选择，只要这些部分5足够坚固，使其能够被处理并容易地安装在管子7的端部之间。

图4至9示出密封垫圈1在集管板8上的安装的相继步骤。被选择用来示出在集管板8上的安装方法的密封垫圈1，与图1和2所示的密封垫圈1是相同的。此处，这种安装示出为使用机器(附图未示出)，也就是说，机器使用设为运动的两对抓取夹9、9’，自动完成安装，该机器在附图中未示出。容易看出，如果由(普通)操作人员执行这些步骤，密封装置1可以以基本相同的方式安装。

图4示出了抓取部分5上方的两对抓取夹9、9’，每对抓取夹9、9’都可以被下降，从而每对抓取夹围住(flank)抓取部分5。

图5示出了每对抓取夹9、9’夹持到各自的相应抓取部分5，从而可以操作密封垫圈1。

图6被选择为示出通过移动位于图4至9右侧的抓取夹9、9’而拉伸弹性密封垫圈1的步骤。当然，弹性垫圈1可以以不同方式拉伸，例如通过在位于左侧的抓取部分5上牵拉，或同时在两个抓取部分5上牵拉。为了执行拉伸，该一对或多对抓取夹9必须沿远离另一抓取部分5的位置的方向移动。在这个阶段，密封垫圈1被拉伸，并因此处于(高度)张紧状态，这意味着其尺寸(远)大于其放松状态的尺寸，从而其容易被定位在集管板8上。

图7以横截面示出了处于张紧状态并被定位在集管板8上的密封垫圈1。所述集管板具有沿该板的延伸方向设置的一系列孔20，所述孔20允许多个管子7或其相似物通过，至少一流体流动通过该管子或其相似物。所述孔20例如具有长圆形横截面，其两个长边互相平行，由适合所用管子横截面的半圆形在每个端部处连接。所述孔彼此平行设置，其长轴定位为与板的纵向延伸方向正交。在所示例子中，集管板是无沟槽或无通道的。

机器使用其抓取夹9、9’对移动要被定位在集管板8上方的密封垫圈1，随后这些抓取夹9、9’下降以放下垫圈1。

图8示出了两套抓取夹9、9’或仅其中一个抓取部分5被拉伸时的其中一套抓取夹9、9’向彼此返回的步骤，以使弹性垫圈1的张紧力减小。需要注意的是，在图8所示的步骤中，当垫圈1的张紧力减小时，该张紧力不为零(或甚至比较高)，这意味着，密封装置1始终在张紧状态下至少接合管子7的两个端部，理想地，位于热交换芯边缘处的管子7的端部，这在附图中未示出。

接着，如图9所示，两套抓取夹9、9’撤回，这通常通过抬高这两对抓取夹9、9’，或将其向上移动，从而使其脱离抓取装置5。

图10至图13示出了本发明主题的第二实施例。

该第二密封装置1’不同于图1至9所示的密封装置1，其主要区别在于抓取装置5及其形状和位置。与之前一样，密封垫圈1’具有的形状适应于集管板8’的周围或周边，也就是说，其通常是矩形的，具有两个长边3、3’和两个短边，并在四个角部处大致为圆的，如附图10和11所示。

此外，在此实施例中，抓取装置10分别位于密封垫圈1’的两个端部11处，即位于两个相对的短边4、4’上。

应注意，无论在第一或第二实施例中，抓取装置5、10的数量并不重要，这意味着，其可以潜在地存在仅一个抓取装置5或10，或另一方面，存在沿密封垫圈1、1’位于适当位置处的多于两个抓取装置5、10。这些抓取装置5、10可以用不同于形成密封垫圈1、1’的材料制造，或更加特殊地用不同于密封垫圈1、1’的周边或周围2的材料制造，例如使用比密封垫圈1、1’的周边2更强和更少弹性的另一种塑料，例如通过使用于抓取装置5、10的聚酰胺与用于密封垫圈1、1’的周边或周围2的乳胶橡胶(具有更优异的性质)组合。

在本文中，重要的是，在抓取装置5或10之间形成的区域，是密封垫圈1、1’的主要弹性区域，以便通过在抓取装置5或10上的作用轻松地拉伸密封垫圈1、1’。

第二实施例的抓取装置10包含轴向突起部，该突起部包含两部分，用于与管子7的一个或多个端部接触的上第一部分12，和在密封垫圈1’的周边2和接触部分12之间提供连接的台阶式(set-back)第二部分13。第二部分13从垫圈1’的周边2在与周边2基本相同的水平或高度处延伸，而第一部分12在第二部分13的上方延伸，并具有轴向突出部分。因此，第一部分12相对于第二部分13轴向地偏移，使得第二部分13可以相对于接触第一部分12为所述的台阶式。特别地，第一部分12的轴向突起部分是密封垫圈1’与管子7的端部接触的部分。

第二实施例的抓取装置1’的这种特殊结构，在密封垫圈1’处于张紧状态下的行为方式方面具有优点。因为密封垫圈1’以与第一实施例基本相同的方式，被自动或手动地放下，当密封垫圈1’被安装到集管板8’上且其一些张紧力随后被释放时，密封垫圈1’具有一种自然收缩倾向(弹性回复力)，如箭头14所示。此时，由于密封装置1’的第一部分12压靠管子7的端部，合力15将趋于将台阶式第二部分13牢固地压靠凸缘16，从而避免密封垫圈1’扭动或翘曲的任何风险。此外，如果存在从集管板8’突出的突起部，密封垫圈1’经由其抓取装置12，将极好地牢固压靠管子7的一个或多个端部并压靠凸缘16。

附图没有示出的盖子固定于集管板8、8’，通过一种完全公知的并为本领域的技术人员所精通的方式，例如使用附图未示出的齿，该齿为此目的设置在集管板8、8’上，并可压接到盖子的边缘上。

Claims (11)

1.一种用于热交换器的集管箱，包括：

-至少一个被称为“集管板”(8、8’)的部分，具有至少一系列孔(20)，所述系列孔沿板的延伸方向设置，所述孔被设置用于使多个管子(7)或其相似物通过，至少一流体流动通过所述管子或其相似物，所述集管板用于固定所述多个管子，和

-至少一个被称为“盖子”的部分，用于当其固定于所述集管板(8、8’)时，至少部分地关闭所述集管箱，和

-弹性密封装置(1、1’)，位于所述集管板(8、8’)和盖子之间，

其特征在于，所述密封装置(1、1’)可被设置为以张紧状态倚靠至少一部分，所述部分露出到管子(7)的所述箱中，所述管子通过位于所述单系列或多系列孔的相对端部处的孔。

2.如权利要求1所述的集管箱，其特征在于，所述弹性密封装置(1、1’)包括抓取装置(5、12)，用于使所述密封装置张紧。

3.如权利要求1或2所述的集管箱，其特征在于，所述集管板(8、8’)沿大致平坦的表面延伸，从而所述密封装置(1、1’)不被定位于专门的凹陷或沟槽中。

4.如权利要求2所述的集管箱，其特征在于，位于所述抓取装置(5、11和12)之间的区域构成所述密封装置(1、1’)的弹性区域，所述装置的其他区域可以为弹性的或非弹性的。

5.如权利要求2或4所述的集管箱，其特征在于，所述抓取装置(5)包括至少两个部分，所述至少两个部分大致垂直于密封装置(1)的延伸平面延伸并连接所述装置(1)的两个相对的边缘(3、3’)。

6.如权利要求1所述的集管箱，其特征在于，密封装置(1、1’)经由支承件(12)倚靠管子(7)的端部，所述支承件位于与所述密封垫圈的延伸平面不同的高度。

7.如权利要求1至5中的任一项所述的集管箱，其特征在于，用于倚靠管子(7)的端部的前述支承件(12)，高于密封垫圈(1’)的延伸平面或在其之上，或与其在同一平面。

8.如前述任一权利要求所述的集管箱，其特征在于，密封垫圈(1、1’)所倚靠的所述支承件(12)单独地或仅在管子的端部上。

9.一种热交换器，特别地用于机动车，包括热交换芯，所述热交换芯包括多个管子(7)或其相似物，该管子或其相似物的端部分别通过钎焊固定于两个集管箱，其特征在于，所述两个集管箱中的至少一个是如前述任一权利要求所述的集管箱，所述垫圈被设置为以张紧状态至少倚靠露出到管子的所述箱中的部分上，所述管子通过位于所述单系列或多系列孔的相对端部处的孔。

10.一种用于在如权利要求1至9中任一项所述的集管箱上安装弹性密封装置(1、1’)的方法，包括以下相继的步骤：

a)使至少两个所述抓取装置(5、12)张紧，

b)使至少位于所述两个抓取装置(5、12)之间的弹性区域延长，

c)将所述密封装置(1、1’)安装为至少抵靠管子(7)的两个端部，所述管子位于所述单系列或多系列孔的相对端部处。

11.如前述权利要求所述的方法，其特征在于，步骤a)、b)、c)使用机器自动执行或由操作者执行。

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