CN102549370A - 散热器元件以及用于封闭散热器元件的端件的方法和装置 - Google Patents

散热器元件以及用于封闭散热器元件的端件的方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种具有本体(2)的散热器元件(1)，所述本体设置有用于水循环的内部腔室(4)且具有基本为管状的端件(10)，该端件沿着轴线(A)延伸并且由塞(20)封闭；端件(10)具有围绕开口(12)的径向外部轴环(18)，以及一对平坦且平行的相对面(19)，所述面与轴线(A)基本正交且在轴向投影中至少部分地交迭；塞(20)通过一对平行、平坦且相对的固定表面(29)机械地紧固至轴环，所述固定表面彼此面对并且与轴线(A)正交，并且所述固定表面与轴环(18)的相应面(19)直接接触且轴向地夹紧且挤压抵靠在所述相应面上。

Description

散热器元件以及用于封闭散热器元件的端件的方法和装置
技术领域
本发明涉及散热器元件，以及涉及用于封闭散热器元件的端件的方法和装置。具体地，本发明应用于利用压铸制造的散热器元件，该散热器元件通常由铝制成。
背景技术
正如已知的，压铸铝散热器通常由相互连接以形成适合尺寸的散热器的一组元件形成；每个元件都具有基本为管状的本体，所述本体沿轴线延伸且具有端件，由于结构需要，该端件在底部开口；因此，所述端件具有沿轴线设置的底部开口，以及通常具有一对相对的侧孔，以使得该元件能够与同类型的其他元件连接。
已知有多种系统用于封闭散热器元件的底部开口。
传统解决方案包括在底部开口的前缘周围焊接一盖。由于这种解决方案需要执行焊接，因而具有与焊接相关的所有缺点，因此使用这种解决方案到目前为止并不完全令人满意。
而设想了盖与散热器元件的端件之间的机械接合的其他解决方案就液压封闭性的效果和/或结构的成本和简单性而言(以及某些情况下，从审美的角度来说)，也不是完全令人满意。
具体地，W02007/138627A1中示出的解决方案设想了将盖径向地压制在端件的前缘周围，以便在接合在所述前缘周围；不过，该解决方案存在沿径向在端件上产生较大压力的缺点，并且因此尤其是在元件具有的横截面不是圆形而是例如卵形或椭圆形或多边形的情况下，这种解决方案是不实际的，在一定程度上，该方案会导致元件的挤压(除非采用较大的厚度，但这会伴有较高的制造成本)和/或盖变形，并且因此导致效果不佳。
发明内容
本发明的目的是提供一种散热器元件以及提供用于封闭散热器元件的端件的方法和装置，本发明将没有以上强调的现有技术的缺点；具体地，本发明的目的是提供具有底部开口的散热器元件，在散热器元件具有非圆形横截面的本体的情况下，该底部开口也以简单且完全有效的方式被封闭，此外，可选地，能够在散热器元件的端件上提供具体的美观的外观。
因此，如分别在所附的独立权利要求1、10、12中限定的，本发明涉及散热器元件，具体地涉及一种通过铝压铸提供的元件，以及用于封闭所述散热器元件的端件的方法和装置。
根据本发明的散热器元件设置有密封塞，该密封较为简单且完全有效，并且以简单、快速且成本低的方式应用，而不需要相对长时间且复杂的操作，并且同时提供特定质量的美观解决方案。此外，本发明还能够容易地应用于具有非圆形横截面(例如，卵形或椭圆形，多边形等)的元件。
附图说明
通过对本发明实施例的非限制性示例的以下说明，参照附图中的图形，可以更清晰地明白本发明的进一步特征和优势，在附图中：
图1是根据本发明的散热器元件的局部立体图，并且专门示出了设置有密封塞的散热器元件的端件；
图2是图1中散热器元件的纵向截面图；
图3是一装置的局部和部分横截面示意图，所述装置用于封闭图1-2中散热器元件的端件；
图4是从下方观察的图3装置的细节的示意图，并且为清楚起见移除了部分部件；
图5-7示意性示出了图3中装置的操作；
图8和图9分别是本发明散热器元件的变型的局部立体图和纵向截面图；以及
图10和图11分别是本发明散热器元件的进一步变型的局部立体图和纵向截面图。
具体实施方式
在图1和图2中，附图标记1表示散热器元件的整体；元件1具有由金属材料(尤其是铝和例如为压铸铝)制成的本体2；该本体2基本为管形体，其包括沿着轴线A纵向延伸的主管形部3，所述轴线A相对于元件1的正常使用位置基本垂直；元件1设置有：用于水循环的内部腔室4、设置有用于连接至其他散热器元件和/或连接至液压回路的横向连接器套筒5、以及设置有多个散热翅片和/或板6，所述散热翅片和/或板6分别连接至彼此和/或本体2且具体连接至主要部分3。
元件1包括设置在元件1的纵向端11处的端件10，该纵向端例如底端(再次相对于元件1的正常使用位置)。
优选地，但不是必须地，元件1的主要部分3，以及因此端件10，具有的横截面基本为卵形或椭圆形和/或在任意情况下沿着主轴线B伸长，和/或为可能具有整圆的(rounded，倒圆的)侧边和/或顶点的多边形(四边形、长菱形、方形等)。
端件10基本为管状的，并且还基本沿着轴线A延伸，且具有底部开口12，该底部开口12沿着轴线A设置并且基本横断轴线A。端件10包括围绕开口12的径向外轴环18，该轴环优选设置在端件10的自由端处，并且优选地(但不是必须地)，所述外轴环由朝向开口12发散的扩张部15承载。
轴环18具有一对相对且平坦的平行面19，所述平行面与轴线A基本正交，并且在轴向投影中至少部分地交迭，换句话说，通过将面19彼此投射在垂直于轴线A的平面中，这两个面19的投影至少部分地交迭，并且优选至少重叠在径向外部封闭的连续环形表面上，或者至少重叠在环形表面的部分上。
第一面19a由轴环18的环形前缘限定；第二面19b由与所述前缘相对的环形表面限定。仍然可以理解的是，面19中的每一个可以由基本为环形的连续表面构成，或者可以由两个或更多个独立表面部分构成，所述独立表面部分围绕轴线A以彼此相隔一定的角距离的方式设置。
开口12由塞20封闭，该塞通过开口12部分地插在端件10中，并且在塞20与端件10之间开口12设置有至少一个密封环21；具体地，密封环21是设置在端件10中且径向地设置在塞20的外部侧表面22与端件10的内部侧表面之间的径向密封环。
塞20和开口12具有与轴环18的横截面相同的形状，并且因此优选(但不是必须地)基本为卵形或椭圆形和/或在任何情况下沿着主轴线B伸长，和/或基本为多边形(四边形、长菱形、方形等)且可能具有整圆的侧边和/或顶点。
塞20包括：封闭部分24，其被容纳在端件10中并且成形为用于封闭封开口12；以及接合部分25，该接合部分基本为环形且例如成形为径向外部环形凸缘，所述径向外部环形凸缘从封闭部分24的周缘延伸且适配在端件10的外侧上轴环18周围。
塞20由整体式本体本体(既包括封闭部分24又包括接合部分25)构成，该整体式本体优选由薄板金属(例如钢或铝)制成。
优选地，塞20的封闭部分24具有与端件10的扩张部15的形状对应的扩张形状。
密封环21(例如由弹性材料制成的O形环的密封环)装配在封闭部分24(所述封闭部分可能被容纳在表面22和/或表面23上形成的座中)周围，并且密封环21从表面22朝向表面23径向地延伸，以便以流体密封的方式密封端件10。
接合部分25具有一对相对且平坦平行固定表面29所述固定表面29彼此面对且与轴线A正交，所述固定表面29与轴环18的相应面19直接接触，且轴向地夹紧并且挤压在相应面19上。具体地，第一表面29a抵靠支撑在轴环18的面19a上，并且第二表面29b抵靠支撑在面19b上。
表面29中的每一个(尤其是，表面29b)可以由基本为环形的连续表面构成，或者可以由两个或更多个独立的表面部分形成，这些表面部分围绕轴线A以相互间隔一定角距离的方式设置，例如两个沿直径方向相对的表面部分(具体地，设置在主轴线B的相对端处)。
接合部分25进一步包括侧壁30，所述侧壁30基本平行于轴线A且围绕轴线A设置；所述侧壁30连接这两个相对的固定表面29，并且围绕轴环18径向地设置在外部。
塞20被夹紧抵靠端件10，并且通过固定表面29机械地连接至端件10，所述固定表面被轴向地压制在轴环18的相应面19上；相反，侧壁30不承受径向上的任何力，即其基本不承载。
在图1和图2所示的示例中，接合部分25包括一对附件34，所述附件设置在塞20的相应沿直径方向相对的端部处(具体为主轴线B的相对端处)，该附件基本被弯曲以围绕轴环18形成C型，并且设置有固定表面29。因此，塞20通过这两个附件34与端件10接合。在任何情况下都可以理解的是，替代地，塞20可通过连续的环形周缘带与轴环18接合，所述环形周缘带也是围绕轴环18弯曲。
塞20具有外部前表面35，其与表面29a相对，其例如基本为环形的。
有利地，塞20例如通过图3-4中示意性地示出的装置50安装在元件1上，所述装置精确地具有利用塞20封闭元件1的端件10的目的。
装置50基本包括夹持组51，所述夹持组设置有壳体座52，所述壳体座成形为用于容纳由端件10以及由塞20形成的组件53，其装配其轴环18上且围绕一轴线延伸，所述轴线因此与插入在座52中的元件1的轴线A重合。具体地，座52具有对向表面54，所述对向表面由基体55支撑，并且通过支撑在塞20上并且特别是支撑在前表面35上而轴向地(沿着轴线A)协同操作。
夹持组51包括可移动夹持件56，其由致动器系统(已知但未示出)驱动，所述致动器系统与塞20的接合部分25协作，以便使轴环18周围的接合部分25变形，并且将塞20与轴环18相接合。
具体地，夹持组51包括两个半夹紧件57，这两个半夹紧件可以沿着滑动方向S相对于彼此移动，该滑动方向与轴线A基本正交且有利地平行于主轴线B或与主轴线B重合，并且这两个夹紧件设置有相应的腔体58，该腔体与表面54一起限定了座52。
以这样的方式使两个半夹紧件57成形，即，使得它们横向地夹紧在容纳于座52中的组件53的相对侧。夹持组51还包括与半夹紧件57协作的制动器59，以使得半夹紧件的移动停止在滑动方向S上的预设定位置中。
夹持件56可平行于轴线A移动，并且以这样的方式构造该夹持件，即，将塞20轴向地夹紧抵靠在座52上并且特别抵靠在对向表面54上，以便使得容纳在座52中的塞20的接合部分25塑性变形，并且弯曲轴环18下方的塞20的固定表面29b，以便在轴环18上施加夹紧力，该夹紧力基本只沿着轴向(平行于轴线A)施加且基本没有径向应力分量。
仍然参照图5-7，下面将说明执行根据本发明的封闭方法的装置50的操作。
将塞20预设置在未变形结构中，其中固定表面29(安装有塞20)垂直于轴线A弯曲在轴环18下方，转而构成侧壁30的自由端部分，并且作为侧壁30的延伸部，该固定表面还平行于轴线A设置；接着，通过开口12引入带有密封环21的封闭部分24且将与接合部分25配合在轴环18上，而将塞20施加在端件10上；塞20的固定表面29a被设置成支撑在轴环18的面19a上。
由元件1以及由塞20(未变形)形成的组件53设置在装置50的两个半夹紧件57之间，这两个半夹紧件以相互间隔适当间距的方式处于分开的开口位置(图3和图5)；接着，半夹紧件57沿着滑动方向S(图6)相互靠近以限定出座52，组件53保持被容纳且横向地夹持在座52中。
接着，夹持件56沿着平行于轴线A的方向移动(图7)，以便使得接合部分25塑性变形，从而使固定表面29b弯曲在轴环18下方且抵靠着轴环18的面19b，并且将固定表面29a、29b轴向夹紧抵靠轴环18的相应面19a，19b，以这样的方式在轴环18上施加夹紧力，所述夹紧力基本只沿着轴向(平行于轴线A)施加，并且基本没有径向应力分量(与轴线A正交)。
在图8-9的进一步实施例中，其中以相同的标号表示与那些已经说明的部件相同或类似的部件，塞20仍然包括容纳在端件10中的封闭部分24以及径向外部凸缘头25a，该凸缘头在端件10的外侧上延伸并且具有环形肩部26，该环形肩部通过支撑并且特别地紧靠着面19a而与轴环18协作。
优选地，塞20的封闭部分24具有自由端27(其与头部25a相对)，该自由端被斜切，并且其具有与端件10的扩张部15的形状对应的扩张形状。自由端27具有与轴线A基本正交且设置在端件10中的末端封闭表面28；头部25a具有与末端封闭表面28相对且基本与其平行的前表面39。
利用固定件38将塞20夹紧抵靠端件10且机械地连接至端件10，该固定件通过支撑于塞20的前表面39上而与该前表面协作且紧靠在该前表面上，并且该固定件38通过其接合部分31机械地紧固至端件10，所述接合部分向后弯曲且以如下方式塑性变形，即，将塞20夹紧抵靠端件10的对向表面(在适当的情况下，该对向表面由轴环18的面19a限定)，并且因此挤压塞20的外部侧表面22与端件10的内部侧表面23之间的密封环21。
有利地，通过相应件构成固定件38(其构成塞20的接合部分25)和塞20，它们优选为整体式的、截然不同的、以及独立的。优选地，塞20由铝制成，并且固定件38由薄板金属(例如钢)制成。
在图8和图9所示的示例中，固定件38通过接合部分31接合至端件10，所述接合部分31基本弯曲成围绕轴环18形成C形，并且其与面19b接合。
具体地，固定件38包括：板32，其至少部分地(在所示的示例中是完全地，不过不是必须的)覆盖塞10的前表面39；以及周边带33，该周边带从板32的周缘延伸并且围绕轴环18弯曲，以构成接合部分31，所述接合部分31接合端件10且具体接合轴环18。
仍然可以理解的是，取代连续的周边带，固定件38可以具有其他形状的接合部分31。
例如，在图10和图11所示的实施例中，固定件38包括板32和附件34，该附件从板32的周缘延伸，并且构成接合端件10(仍然是具体接合轴环18)的相应接合部分31。
具体地，附件34设置在板32的至少两个沿直径方向相对的端部处。
该方案还能够缩短端件10的长度(沿着轴线A测量)，能够使用相应较短的塞20，并且具有特别满意的美观效果。
还应该理解的是，固定件38和塞20能够由以任意方式预先组装和/或固定连接的相应件以如下方式构成，即，取代由塞20以及由固定件38构成的两个分离件，形成能够应用于端件10的整体式本体。
所以，如已经参照图1和图2所述，固定件38可以由塞20的一部分(特别是由接合部分25)构成；即，该固定件可以制成为与塞20形成为一体的件，以构成整体式本体(例如由铝制成)；例如，固定件38可由塞20的径向外部凸缘部分构成，其可以是连续的或由限定了一个或多个接合部分31的角隔离的部分构成，该接合部分以类似于之前已经说明的方式围绕轴环18弯曲。
在任意情况下，除了开口12之外，端件10还可选地具有一对相对孔40，这一对孔设置在端件10的相对侧面上，并且与开口12以及与轴线A基本正交；孔40由相应的边缘41界定，例如基本为圆形的，并且孔40液压地连接腔室4与横向连接器套筒5。
根据本发明的一方面，塞20在端件10中延伸，以便紧密地靠近孔40，以防止在将元件1浸在通用处理池中时形成气囊(air pocket)。具体地，以这样的方式使塞20成形，即，一旦将其固定至端件10，末端封闭表面28就被设置成紧靠边缘41的相应近端伸展部分42设置，所述近端伸展部分42面向开口12且设置成最靠近开口12。
优选地，末端封闭表面28与孔40基本相切和/或所述末端封闭表面28位于基本与边缘41相切或相对于边缘41(具体地，相对于边缘41的近端延伸部分42)正切的平面中。
所以应该理解的是，可以对文中已经说明和描绘的内容进行修改和变型，而不会背离所附权利要求中限定的本发明的范围。

Claims (15)

1.一种散热器元件(1)，包括：本体(2)，所述本体设置有用于水循环的内部腔室(4)且具有基本为管状的端件(10)，所述端件沿着轴线(A)延伸；塞(20)，所述塞封闭所述端件(10)的底部开口(12)且机械地耦接至所述端件(10)；以及至少一个密封环(21)，所述密封环设置在所述塞(20)与所述端件(10)之间；所述散热器元件的特征在于，所述端件(10)具有径向外轴环(18)，所述轴环(18)围绕所述开口(12)且具有一对平坦且平行的相对面(19)，所述面与所述轴线(A)基本正交且在轴向投影中至少部分地交迭；并且所述塞(20)通过一对平行、平坦且相对的固定表面(29)机械地紧固至所述轴环(18)，所述固定表面彼此面对且与所述轴线(A)正交，并且所述固定面被轴向地夹紧且挤压抵靠在所述轴环(18)的相应面(19)上。
2.根据权利要求1所述的散热器元件，其中，所述塞(20)通过夹紧力被夹紧在所述轴环(18)上，所述夹紧力基本只沿着轴向作用并且将所述塞(20)的所述固定表面(29)轴向地挤压抵靠在所述轴环(18)的所述面(19)上，并且所述夹紧力基本没有径向应力分量。
3.根据权利要求1或2所述的散热器元件，其中，所述开口(12)和所述塞(20)具有的形状基本为卵形或椭圆形，并且在任何情况下均沿着主轴线(B)伸长，和/或基本为可能具有整圆的侧边和/或顶点的多边形。
4.根据权利要求3所述的散热器元件，其中，所述塞(20)的所述固定表面(29)中的至少一个包括沿直径方向相对的表面部分，所述表面部分沿着所述主轴线(B)设置在所述塞(20)的相应直径方向相对端部处且彼此分离。
5.根据前述权利要求中任一项所述的散热器元件，其中，所述密封环(21)是设置在所述端件(10)中且径向设置在所述塞(20)的外部侧表面(22)与所述端件(10)的内部侧表面之间的径向密封环。
6.根据前述权利要求中任一项所述的散热器元件，其中，所述塞(20)通过固定件(38)固定至所述端件(10)，所述固定件(38)通过支撑在所述塞(20)的前表面(39)上而与所述前表面(39)协作，并且通过其自己的至少一个接合部分(31)机械地紧固至所述端件(10)，所述接合部分塑性变形并且围绕所述端件(10)的至少一个相应轴环部分(18)向后弯曲，以将所述塞(20)夹紧抵靠在所述端件(10)上。
7.根据权利要求6所述的散热器元件，其中，所述固定件(38)和所述塞(20)由相应件构成，优选为整体式的、截然不同的且独立的，并且可选地预先组装和/或以任意方式彼此牢固地连接，以这种方式形成能够应用于所述端件(10)的整体式本体，取代由所述塞(20)以及由所述固定件(38)构成的两个独立的件。
8.根据权利要求7所述的散热器元件，其中，所述塞(20)由铝制成，并且所述固定件(38)由薄板金属，例如钢制成。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的散热器元件，其中，所述固定件(38)包括板(32)，所述板至少部分地覆盖所述塞(20)的所述前表面(39)，并且从所述板(32)的周缘延伸出一个或多个接合部分(31)，所述接合部分接合所述端件(10)。
10.一种用于封闭散热器元件的端件的方法，所述散热器元件(1)具有本体(2)，所述本体(2)设置有用于水循环的内部腔室(4)且包括基本为管状的端件(10)，所述端件沿着轴线(A)延伸且具有由径向外轴环(18)界定的底部开口(12)，所述轴环(18)设置有一对平坦且平行的相对面(19)，所述面与所述轴线(A)基本正交且在轴向投影中至少部分地交迭；所述方法的特征在于包括以下步骤：
将塞(20)应用于所述端件(10)上，所述塞(20)具有：封闭部分(24)，所述封闭部分成形为用于封闭所述开口(12)；以及径向外部接合部分(25)，所述接合部分成形为装配于所述轴环(18)周围，并且所述接合部分能够弹性变形以使得所述塞(20)机械地接合至所述轴环(18)；
将由所述接合部分(25)内部承载的所述塞(20)的第一固定表面(29a)压制抵靠在所述轴环的第一面(19a)上；
使所述接合部分(25)塑性变形以将第二固定表面(29b)弯曲到所述轴环(18)的下方且抵靠在所述轴环(18)的第二面(19b)上；以及
将所述固定表面(29)轴向夹紧抵靠在所述轴环(18)的相应面(19)上，以便在所述轴环(18)上施加夹紧力，所述夹紧力基本只沿着轴向施加且基本没有径向应力分量。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述开口(12)和所述塞(20)具有的形状基本为卵形或椭圆形，并且在任何情况下均沿着主轴线(B)伸长，和/或基本为可能具有整圆的侧边和/或顶点的多边形。
12.一种用于封闭散热器元件的端件的装置(50)，具体地通过在所述散热器的所述端件上安装塞，所述装置包括：
夹持组(50)，所述夹持组(50)设置有壳体座(52)，所述壳体座围绕轴线(A)延伸且成形为用于容纳组件(53)，所述组件由所述散热器元件的端件(10)以及由装配在所述端件(10)的径向外部轴环(18)上的塞(20)形成；以及
夹持件(56)，所述夹持件能够平行于所述轴线(A)移动，并且以如下方式构造，即，将所述塞(20)夹紧抵靠在所述座(52)上且使得容纳在所述座(52)中的所述塞(20)的接合部分(25)塑性变形，以及使得所述塞(20)的固定表面(29b)弯曲在所述轴环(18)下方，以便在所述轴环(18)上施加夹紧力，所述夹紧力基本只沿着轴向施加且基本没有径向应力分量。
13.根据权利要求12所述的装置，其中，所述夹持组(51)成形为横向地在相对侧部上夹持容纳在所述座(52)中的所述组件(53)。
14.根据权利要求12或13所述的装置，其中，所述夹持组(51)包括两个半夹紧件(57)，所述半夹紧件能够沿着滑动方向(S)相对于彼此移动，并且所述半夹紧件设置有共同限定所述壳体座(52)的相应腔体(58)；所述滑动方向(S)基本垂直于所述轴线(A)。
15.根据权利要求14所述的装置，包括与所述半夹紧件(57)协作的制动器(59)，用于使所述半夹紧件(57)的移动停止在沿着所述滑动方向(S)的预设定位置中。
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