CN103874902A - 集管箱、热交换器和相应的组装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于热交换器的集管箱，包括：集管板（11），具有开口（17），用于多个热交换管（5）以及在所述管（5）两侧上的至少两个端部板（7）的通过；弹性密封装置（13），绕集管板（11）的周边轮廓布置；以及盖（15），具有盖基部（25），其封闭所述集管箱，由此挤压所述密封装置（13）。所述端部板（7、107、207）在所述集管板（11、111、211）内侧上具有一长度（L’）的轴向延伸部，该长度（L’）大于或等于所述密封装置（13、113、213）的高度（h），且所述密封装置（13，113，213）被布置为在张紧状态下相对于所述端部板（7，107，207）搁置。本发明还涉及一种热交换器，其包括至少一个这样的集管箱。本发明还涉及一种组装该交换器的方法。

Description

集管箱、热交换器和相应的组装方法

技术领域

本发明涉及一种用于热交换器的集管箱，特别用于机动车。

本发明还涉及一种包括至少一个这样的集管箱的热交换器以及涉及一种组装该交换器的相应方法。

背景技术

用于机动车的热交换器，例如用以冷却发动机冷却剂，是已知的。

通常，这样的热交换器包括芯部管束和可能的布置在这些管之间的翅片，以及两个集管箱。

集管箱通常包括至少两部分：集管板，其接收管的端部；以及盖，其被固定到集管板以封闭集管箱。

全金属集管箱是已知的，如替代地具有塑料制的盖的箱。

具有塑料制的盖的类型的集管箱需要密封装置，通常为塑料垫圈，以提供在盖和集管板之间的完美密封接合部。

在已知方案中，集管板可以具有沟槽或槽，密封装置被安放和定位在其中。盖于是被定位在密封装置上，然后盖被固定到集管板以封闭集管箱。

作为替代方式，存在扁平的集管板，其没有沟槽或槽，用于显著地使得将垫圈定位和保持在位更加容易。表述“扁平集管板”意味着该集管板在扁平的单个表面上延伸，例外是任意套环，其可通常被提供作为凸起以接收管的端部。特别地，在其周边，集管板由此不具有通常用于容纳密封装置的沟槽或类似物。

主要问题在于在盖被安装之前将垫圈定位在集管板上，因为该定位垫圈的操作是在生产中遭遇的难题的主要根源。

垫圈可能被错误地定位存在一些可能的原因。特别地，垫圈可能展现出使其扭曲的制造缺陷，该垫圈中的内在缺陷由于垫圈的尺寸或甚至由于其颜色而不容易被发现。

此外，如果垫圈太长，其将在盖被固定到位时沿其轮廓起皱。这导致略有不满的密封且导致在或长或短的长时间内的流体泄漏。

定位垫圈通常为由操作员用手执行的操作。

在一个已知方案中，垫圈具有位于四个角的凸起，其允许垫圈被被拉伸，这些突起继而被定位在集管板上的专门的槽中。该方案的一个主要不利之处在于需要在集管板的各个角部产生槽，这代表着额外的加工成本和削弱集管板，特别是降低其对循环应力变化的抵抗力。此外，由于在垫圈上的凸起突出超过集管箱，它们增加了集管箱所占用的空间量。

在另一个已知方案中，销被制造在盖上角部处，用于保持垫圈的形状，且可能地保持其处于张紧状态。该方案使得可以确保垫圈沿盖的正确定位，唯一难点是在盖被安装到集管板之前被操纵时垫圈容易落下。

另一方案也是已知的，其中密封装置被布置在管的至少两端上。然而，对于相对大的集管箱，管可能在盖被卷曲到集管板的操作中变形。力继而通过垫圈被传递到管。

由此本发明的一个目的是通过提出一种用于以简单和可靠的方式将垫圈定位在集管板上的方案来减轻现有技术集管箱的这些缺陷。

发明内容

为此本发明的一个主题是一种用于热交换器的集管箱，包括：

-集管板，具有开口，用于多个热交换管以及在所述管两侧上的至少两个端部板的通过；

-弹性密封装置，绕集管板的周边轮廓布置；以及

-盖，具有盖基部，其封闭所述集管箱，由此挤压所述密封装置。

其特征在于：

-所述端部板在所述集管箱内侧上具有一长度的轴向延伸部，该长度大于或等于所述密封装置的高度，且在于：

-所述密封装置被布置为在张紧状态下相对所述端部板搁置。

所述集管箱还可以包括一个或多个以下特征，其可以独立地或组合地考虑。

-端部板在所述集管箱内部的所述轴向延伸部具有的长度基本等于所述芯束突出到所述集管箱内部的长度；

-所述密封装置包括垫圈；

-所述集管板为基本扁平；

-所述集管板包括周边沟槽以容纳所述密封装置；

-所述沟槽具有底部和从所述底部延伸的两个凸缘，外凸缘和内凸缘，且所述内凸缘相对于所述底部适当倾斜；

-所述沟槽是大致U形总体形状；

-所述集管板具有被分别配置为接收端部板和相邻管的端部两者的至少两个开口；

-所述集管板具有为所述开口加边的套环。

本发明还涉及一种热交换器，特别用于机动车，包括热交换器芯束，该热交换器芯束包括平行管的堆叠和平行于所述管的所述堆叠的至少两个端部板，其特征在于所述交换器还包括至少一个这样的集管箱，所述管和端部板分别固定到该集管箱。

所述交换器还可以包括一个或多个以下特征，其可以独立地或组合地考虑。

-所述端部板为基本直的，且分别从相邻管间隔开恒定距离；

-所述端部板为适当弯曲的，从而被容纳在所述集管板中的端部板的端部和相邻管的端部之间的距离实质上短于在所述集管板外侧上所述板和所述相邻管之间的距离。

本发明还涉及一种用于组装这样的热交换器的方法，其特征在于其包括以下步骤：

-将所述管插入到所述集管板的相关开口中；

-将所述端部板插入到所述集管板的相关开口中；

-拉紧所述密封装置；以及

-将所述密封装置在张紧状态下抵靠所述端部板定位。

附图说明

通过阅读仅通过非限制性示例给出的下列描述以及通过研究附图，本发明的其他特征和优点将变得更加明显，在附图中：

图1是根据第一实施例的集管箱的简化分解视图；

图2是示出图1的集管箱的扁平集管板的横截面的示意性视图；

图3是示出根据替代实施例的图2的集管板的横截面的示意性视图；

图4是示出根据另一替代实施例的具有套环的集管板的横截面的示意性视图；

图5是具有根据图4的替代实施例的集管板的集管箱的简化分解视图；

图6是与图4和图5的集管板互补的垫圈的透视图；

图7是示出根据第二实施例的具有用于容纳密封装置的沟槽的集管板的横截面的示意性图示；

图8是示出根据替代实施例的图7的集管板的横截面的示意性视图；

图9是示出根据另一替代实施例的图7的集管板的横截面的示意性视图；以及

图10是示出根据第三实施例的具有用于容纳密封装置的U形沟槽的集管板的横截面的示意性图示。

具体实施方式

在附图中，基本相同的元件具有相同的参考标号。

对应于图1到4的元件的图5到7的元件具有相同的参考标号且在百位数加一。

对应于图1到6或图7到9的元件的图10的元件具有相同的参考标号且在百位数加二。

本发明涉及一种用于机动车的热交换器，特别地用于冷却发动机冷却剂。

特别地，本发明可用于钎焊热交换器。

图1以示意性简化地方式示出了用于热交换器的集管箱1的第一实施例，该热交换器包括热交换芯束3（在图2到4中部分地且示意性地示出）。

芯束3包括多个管5的堆叠，该多个管5被布置为一排或多排管。仅管5的端部在图2到4中可见。管5的端部突出到集管箱1中一长度L。

该交换器还具有两个端部板7，在管5的堆叠的每一侧一个。只有一个端部板7在图2到4中示出。

端部板7不同于管5且与其相区分开。这样端部板7可由此从端部管区分开。

差异在于端部板7不具有用于流体的流动管道，而管5限定了用于流体的流动管道。

此外，如上所述，交换器可以例如通过钎焊固定到一起。当在这种情况下，端部板7在钎焊操作之前被定位在芯束3的端部处。

由此，端部板7通过用于钎焊操作的装置帮助抓紧和保持芯束。

此外，端部板7具有轴向延伸部8，其突出到集管箱1中一长度L’。

该长度L’可以差不多等于芯束3的管5突出的长度L。

插置在两个连续管5之间以及端部板7和相邻管5之间的翅片9也可以被提供。

如果是这种情况，则端部板7还部分起到保护翅片9的作用。

端部板7平行于管5。

此外，端部板7可以如图2所示基本是直的，或替代地可以适当弯曲（参照图3和4），从而降低集管箱1所占用的空间量。

发生的是端部板7被弯曲使得它们的端部更靠近相邻管5的端部。由此，在会聚到集管箱1中的端部板7的端部和相邻管5的端部之间的距离d小于在其余长度上的端部板7和相邻管5之间的距离d’。

距离d可以为接近零。

再次参考图1，集管箱1包括：

-集管板11；

-弹性密封装置，譬如垫圈13；

-盖15，例如具有基本穹顶形的总体形状。

垫圈13被绕集管板11的周边轮廓布置。垫圈13由此具有和集管板11的周边轮廓的形状互补的总体形状。

在图1所示的实例中，集管板具有基本矩形的总体形状，且垫圈13具有基本矩形的总体形状。垫圈13可附加地在角部处适当倒圆。此外，根据实施例，垫圈13具有基本圆形横截面。

垫圈13被拉紧然后一旦已张紧则被放置为与端部板7接触。由于端部板7位于堆叠的管5的每一侧上，它们由此位于集管板11的纵向端部处。

集管板11具有开口17，用于管5的端部和板7的端部的通过。

由此，管5经由开口17突出到集管板11内部一突出长度L。

相似地，轴向延伸部8突出到集管板11内部一长度L’。

该长度L’大于或等于垫圈13的高度h且可以基本等于管5突出的长度L。

此外，集管板11可以具有套环19（参考图4和图5），其为孔17加边以接收管5的端部和板7的端部。

当在这种情况下，如图4和6中可见，垫圈13在其纵向端部处分别具有周边第一部分13a和接触第二部分13b，该接触第二部分形成与周边第一部分13a相比突起的突出部。该接触突出部13b被配置为悬于接受端部板7的端部的套环19之上（参照图4），以便于压靠该端部板7。

垫圈13可以具有连接该周边部分13a和接触部分13b的连接部分13c。

而且，当端部板7被弯曲使得它们的端部更靠近相邻管5的端部时，相应开口17由此也更靠近到一起。

此外，为了进一步降低集管箱1所需的总空间，可以采取措施使得每一个端部板7与相邻管5容纳在相同开口17中。

为了实现该目的，集管板11具有两个开口17，其在尺寸上比其他开口更大；它们是位于端部处的开口17，该端部在此处为参考附图为纵向的端部。

这些尺寸较大的开口17被配置为接收管5的端部和端部板7的端部两者。

根据图1到4所示的第一实施例，集管板11是扁平的。它由此没有沟槽来接收垫圈13。

集管板11具有突起或向上弯曲的边缘21，其在于开口17相同的平面中限定用于垫圈13的壳体。

压接凸片23被设置在集管板11的突起边缘21上以被压接到盖15的边缘。

此外，盖15具有盖基部25。这是盖15的下部部分，其压靠垫圈13。

垫圈13（以示意和简化形式示出）由此被绕集管板11的周边轮廓在盖基部25和集管板11之间定位。

此外，垫圈13可以具有和盖基部25的形状互补的形状，且总是存在于盖基部25和集管板11之间。由此在盖基部25和集管板11之间没有直接接触。

盖基部25还与集管板11协作以被固定，例如使用存在于集管板11的周边或外周上的压接凸片23，该压接凸片23在压接时弯曲到盖15上。

盖15可由此通过挤压垫圈13封闭集管箱1。

此外，端部板7的延伸部8在此处被示出为基本直的。当然，其它形状，例如适当弯曲（其适于帮助保持垫圈13在位），也可以被预想。

图7到9所示的第二实施例不同于第一实施例之处在于集管板111并不是扁平的，而是具有沟槽127以容纳垫圈113。

该容纳沟槽127具有底部129和两个凸缘，外凸缘121和内凸缘131，其从该底部129延伸。

外凸缘形成集管板111的翻起边缘121。

内凸缘131，其指在集管板111内侧上的那个，根据第二实施例被相对于由沟槽127的底部129限定的总平面适当倾斜，从而其形成连续斜坡。

底部129在所示实例中具有开口117以接收端部板107的端部。当然，开口117被对称地提供以接收另一端部板107的端部。

相似地，集管板111沿由内凸缘131形成的整个斜坡具有开口117以接收管105的端部。

很显然，以类似于第一实施例的方式，端部板107可基本是直的（图7）或适当弯曲以使得它们更靠近管105的端部（参照图8和9）。

附加地或替代地，端部板107可相应地容纳在与相邻管105共用的开口117中（图9）。

相似地，端部板107的轴向延伸部108在集管箱内具有长度L’，其大于或等于垫圈113的高度h，且例如基本等于芯束103突出到集管箱内部的长度L。

此外，且以类似于第一实施例的方式，开口117可通过套环加边或可没有套环。

图10所示的第三实施例不同于第二实施例之处在于容纳沟槽227是基本U形总体形状。

在该情况下，内凸缘231基本平行于形成集管板211的翻起边缘221的外凸缘。两个凸缘221和231基本垂直于沟槽227的底部229。

如在第一和第二实施例中，端部板207的轴向延伸部208在集管箱内具有长度L’，其大于或等于垫圈213的高度h，且例如基本等于芯束203突出到集管箱中的长度L。

端部板207也可以是基本直的或弯曲的。此外，每一个端部板207也可以与相邻管205容纳在同一个开口217中，如图10所示。

当在这种情况下，如图6和10所示，垫圈213在其纵向端部处，具有容纳在沟槽227中的周边第一部分213a，和接触第二部分213b，该接触第二部分悬挂于沟槽227的内凸缘231之上从而压靠该端部板7。

垫圈213可以具有连接该周边部分213a和接触部分213b的连接部分213c。

该替代实施例基本类似于根据第一实施例的垫圈13的实施例，其具有为开口17加边的套环19（参照图5和6）。

很显然，根据该第三实施例，开口217也可以具有为其加边的套环或不具有套环。

现在描述组装热交换器的连续步骤，该热交换器包括具有堆叠的平行管5、105、205的热交换器芯束3、103、203；以及两个端部板7、107、207，其平行于管5、105、205且放置在该堆叠的每一侧上；且还包括至少一个如上所述的集管箱1。

在第一步骤中，管5、105、205和端部板7、107、207的端部被引入到集管板11、111、211中的相关联开口17、117、217中。

当板11、111、211在板11、111、211的周边处具有两个开口17、117、217（该开口具有适于接收管5，105，205的端部和端部板7，107，207的端部两者的较大尺寸）时，这两个端部被引入到这样的开口中。

芯束3、103、203和端部板7、107、207于是可以被钎焊到集管板11、111、211。端部板7、107、207帮助抓紧和保持芯束,用于执行该钎焊操作。

在第二步骤中，垫圈13、113、213然后被定位在集管板11、111、211的周边轮廓上，与端部板7、107、207接触。

为此，垫圈13、113、213被拾取且首先被拉紧，例如通过手或甚至自动地，在它已经被张紧之后，它被放置为与端部板7、107、207接触。被拉紧的垫圈13、113、213由此在张紧状态下被放置，从而它的尺寸大于它闲置时的尺寸，且从而它可以被容易地在集管板11、111、211上设置到位。

由此，在下一步骤，垫圈13、113、213在张紧状态下被抵靠端部板7、107、207定位。

集管箱1于是可以被封闭，通过使用盖15挤压垫圈13、113、213，且例如集管板11、111、211可以被压接到该盖15。

当交换器包括根据本发明的第二集管箱1时，相同的操作可以被执行用于固定芯束3、103、203到第二集管箱1。

根据另一实施例，交换器可以是机械组装类型的。

在这样的情况下，诸如包覆垫圈（其在集管板11、111、211上延伸）这样的密封装置可以被提供。这样的包覆垫圈密封集管板11、111、211中的开口17、117、217，该开口被用于接收管5、105、205的端部和端部板7、107、207的端部。

由此应理解这样的集管箱1通过在垫圈被抵靠端部板7、107、207定位之前使其处于张紧状态（其允许垫圈13、113、213在集管板的周边轮廓上正确地保持在位，直到盖15被安装以封闭集管箱1）而促进垫圈13、113、213的定位。

此外，如果端部板7、107、207的端部的形状被改变以使得它们更靠近相邻管5、105、205，这样的集管箱1可以占用较小量的空间。

Claims (13)

1.一种用于热交换器的集管箱，包括：

-集管板（11、111、211），具有开口（17、117、217），用于多个热交换管（5、105、205）以及在所述管（5、105、205）两侧上的至少两个端部板（7、107、207）的通过；

-弹性密封装置（13、113、213），绕集管板（11、111、211）的周边轮廓布置；以及

-盖（15），具有盖基部（25），该盖基部封闭所述集管箱，由此挤压所述密封装置（13、113、213），

其特征在于：

-所述端部板（7、107、207）在所述集管箱内侧上具有一长度（L’）的轴向延伸部（8、108、208），该长度（L’）大于或等于所述密封装置（13、113、213）的高度（h），且在于：

-所述密封装置（13、113、213）被布置为在张紧状态下抵靠所述端部板（7、107、207）搁置。

2.如权利要求1所述的集管箱，其特征在于端部板（7，107，207）在所述集管箱内部的所述轴向延伸部（8、108、208）具有的长度（L’）基本等于所述芯束突出到所述集管箱内部的长度（L）。

3.如权利要求1和2中任一项所述的集管箱，其特征在于所述密封装置（13、113、213）包括垫圈。

4.如权利要求1到3中任一项所述的集管箱，其特征在于所述集管板（11、111、211）为基本扁平。

5.如权利要求1到3中任一项所述的集管箱，其特征在于所述集管板（11、111、211）包括周边沟槽（127、227）以容纳所述密封装置（13、113、213）。

6.如权利要求5所述的集管箱，其特征在于所述沟槽（127）具有底部（129）和从所述底部（129）延伸的两个凸缘，外凸缘（121）和内凸缘（131），且所述内凸缘（131）相对于所述底部（129）适当倾斜。

7.如权利要求5所述的集管箱，其特征在于所述沟槽（227）是大致U形总体形状。

8.如前述权利要求中任一项所述的集管箱，其特征在于所述集管板（11、111、211）具有被分别配置为接收端部板（7、107、207）和相邻管（5、105、205）的端部两者的至少两个开口（17、117、217）。

9.如前述权利要求中任一项所述的集管箱，其特征在于所述集管板（11、111、211）具有为所述开口（17、117、217）加边的套环（19）。

10.一种热交换器，特别用于机动车，包括热交换器芯束（3、103、203），该热交换器芯束包括平行管（5、105、205）的堆叠和平行于所述管（5、105、205）的所述堆叠的至少两个端部板（7、107、207），其特征在于所述交换器还包括至少一个如前述权利要求中任一项所述的集管箱（1），所述管（5、105、205）和所述端部板（7、107、207）分别固定到该集管箱。

11.如权利要求10所述的交换器，其特征在于所述端部板（7、107、207）为基本直的，且分别从相邻管（5、105、205）间隔开恒定距离。

12.如权利要求10所述的交换器，其特征在于所述端部板（7、107、207）为适当弯曲的，从而被容纳在所述集管板（11、111、211）中的端部板（7、107、207）的端部和相邻管（5、105、205）的端部之间的距离（d）实质上短于在所述集管板（11、111、211）的外侧上所述板（7、107、207）和所述相邻管（5、105、205）之间的距离（d’）。

13.一种用于组装根据权利要求10到12中任一项所述的热交换器的方法，其特征在于其包括以下步骤：

-将所述管（5、105、205）插入到所述集管板（11、111、211）的相关开口（17、117、217）中；

-将所述端部板（7、107、207）插入到所述集管板（11、111、211）的相关开口（17、117、217）中；

-拉紧所述密封装置（13、113、213）；以及

-将所述密封装置（13、113、213）在张紧状态下抵靠述端部板（7、107、207）定位。

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