CN104303003B - 热交换器束盖 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种附连至热交换器(1)的壳体(2)的盖(25)，所述盖(25)包括壁(26)，所述壁(26)用于闭合用于将热交换器束插入到壳体(2)中的孔(5)。所述壁(26)设计为允许盖(25)可移除地附连至壳体(2)，且所述壁具有突出边缘(27)。盖(25)还包括用于机械加强所述壁(26)的器件(30)。本发明还涉及一种包括这种盖(25)的热交换器束、包括这种束(7)的热交换器(1)、和用于包括这种交换器(1)的机动车辆的热机的进气模块。

Description

热交换器束盖
技术领域
本发明涉及一种用于热交换器的盖、包括这种盖的芯部和包括这种芯部的热交换器。其还包括用于包括这种热交换器的燃烧发动机的进气模块。
背景技术
本发明应用于所有类型的热交换器，尤其是用于机动车辆的热交换器，例如意图安装在车辆的发动机舱中的热交换器，诸如增压空气冷却器(CAC)或发动机排气再循环冷却器，也称为EGR交换器(或EGRC)。
在该领域中，已知包括热交换芯部的热交换器，所述芯部包括一系列板，所述板一个在另一个顶部上平行堆叠。芯部布置在壳体中，所述壳体引导要被冷却的流体通过该芯部，冷却流体流动通过该芯部。堆叠板固定至热交换器盖，所述盖以可移除方式闭合壳体的一个面，特别是以螺旋连接方式固定。
遇到的一个问题是，当热交换器在操作中时，壳体和盖可经受机械应力。这些应力可导致盖的变形并损坏芯部。
这些应力一方面源于当要被冷却的流体在高温下经过芯部时壳体所经历的热膨胀。另一方面，要被冷却的流体在一压力下穿过芯部，所述压力可在非常短的时间段上变化很大，导致施加在其通道回路中的机械应力的显著变化。这些机械应力具有带来壳体鼓起的风险。在一些极端操作条件下，甚至可观察到盖的移除或壳体和热交换器的盖之间的泄漏的出现。
使用的第一方案包括将盖钎焊到壳体。但是，这种方案需要使用金属壳体。此外，盖不再可移除。
本发明目的是改善该情形。
发明内容
因此，本发明涉及一种意图附连至热交换器的壳体的盖，所述盖包括壁，所述壁意图闭合用于将热交换器芯部引入到壳体中的孔，所述壁构造为允许盖可移除地附连至壳体，且所述壁具有突出边缘，所述盖还包括用于所述壁的机械加强器件。
术语“可移除”理解为意味着，能够在不损坏组件的情况下取下，也就是说，可以将盖从壳体取下而不损坏盖或壳体，有损坏的情况如其他类型的固定，诸如通过钎焊或焊接固定的情况。可移除紧固的例子是通过螺纹连接或铜铆接固定。
因此，借助壁的机械加强器件，本发明使得可以改进盖的机械强度，且因此减少当盖经受机械应力时盖的变形幅度。
根据本发明的一个方面，机械加强器件构造为从壳体向外突出。
根据本发明的示例性实施例，机械加强器件包括至少一个机械增强肋。肋例如位于壁的中央部分中，也就是说，位于与被突出边缘占据的区域不同的区域中。
有利地，一个或多个肋通过冲压壁制造。
根据本发明的变体实施例，肋中的全部或一些(称为长肋)以相互平行的方式沿所述盖的长度延伸。机械加强器件包括例如两个长肋。
根据本发明的一个方面，至少一个其他肋(称为短肋)将长肋连接在一起。特别地，机械加强器件包括六个短肋。
根据一个示例性实施例，机械加强器件包括固定至所述盖的全部或部分周边的至少一个机械加强杆。
根据本发明的一个方面，所述盖具有大致矩形形状，杆中的第一个沿盖的第一长边固定和/或杆中的第二个沿盖的第二长边固定。有利地，杆中的第三个沿盖的第一短边固定和/或杆中的第四个沿盖的第二短边固定。
根据一个示例性实施例，一个或多个杆钎焊至盖。替代地，一个或多个杆通过夹持保持在盖上。该一个或多个杆例如在所述盖紧固至壳体的同时被固定至盖。
根据本发明的一个方面，所述加强器件包括固定至壁的至少一个机械加强支架。有利地，所述盖具有大致矩形形状，所述支架固定在盖的第一和第二长边处。
有利地，支架包括用于在上述突出边缘的第一长边处固定至突出边缘的至少一个点，和用于在所示突出边缘的第二长边处固定至突出边缘的点。
根据本发明的一个方面，支架包括用于固定至所述壁的平坦面的至少一个点。特别地，平坦的面位于壁的中央部分中。
根据本发明的一个示例性实施例，支架包括在突出边缘处固定至所述壁和平坦面的凸片。
根据本发明的一个方面，加强器件包括突出边缘的局部增加高度部段。有利地，所述盖具有大致矩形形状，且在矩形的长边处，与平坦面相比较，突出边缘在盖的中间区域中比在盖的端部区域中高。增加高度部段例如为等腰三角形形式，两个等边之间的顶点是增加高度部段相对于平坦面的最高点。
本发明还涉及包括如上限定的盖的热交换芯部，所述盖固定至所述板的端板。
本发明还涉及一种热交换器，包括如上限定的芯部和容置所述芯部的壳体，所述盖固定至所述壳体。
本发明还涉及用于包括如上限定的热交换器的机动车辆燃烧发动机的进气模块。
附图说明
本发明的其他特征、细节和优势在阅读以下通过关于附图的说明出的描述而更加显而易见。在图中：
图1是根据本发明的热交换器的分解透视图；
图2是根据本发明的盖和芯部的透视图；
图3至6是根据本发明的图2的盖的变化实施例的透视图；和
图7是示意性示出的芯部和图6的盖的侧视图。
具体实施方式
图1示出用于机动车辆燃烧发动机的进气模块，所述模块包括热交换器1。所述进气模块具有用于沿发动机的汽缸盖的方向的进气的出口9。模块的所述出口9将进气流分开，在该情况下，分为四个不同的流。
所述热交换器1允许第一流体(例如冷却流体)和第二流体(特别是要被冷却的流体)之间的热交换器。该热交换器能够将存在于要被冷却的流体中的热量传递至冷却流体。在该情况下，其是空气/水热交换器，也就是说，要被冷却的流体是例如用于发动机的馈入气体流，冷却流体特别地是已经添加有乙二醇的水。
热交换器1包括壳体2，所述壳体2具有本体3，本体3例如具有中空平行六面体总体形状。该本体3的中空部分形成包围部4，通过由边沿6界定的孔5可进入包围部4。壳体2在该情况下通过模制获得。其例如通过热塑性材料、热固性材料或铝制成。
热交换器1还包括芯部7，芯部7意图安装在壳体2中，特别是安装在包围部4中。该芯部7借助平移运动通过孔5插入。芯部7在该情况下包括堆叠板10，所述堆叠板10在彼此之间确定用于冷却流体和要被冷却的流体的交替环路。板10成对地布置，使得单个对的两个板10确定用于彼此之间的冷却流体的循环管道。芯部7在该情况下具有平行六面体的总体形状，且具有用于要被冷却的流体的入口面(在图2中标记为17)和相对的出口面17'。用于要被冷却的流体的循环的回路设置在两个相邻的板对的两个相对的板10之间。
本体3具有由基部13连接的两个侧向面11、12，和连接侧向面的两个纵向面14、15，称为入口面14和出口面15。纵向面14、15每个包括界定开口的框架。要被冷却的流体因此意图在穿过芯部7之前通过由纵向入口面14的框架限定的开口进入热交换器1，并通过由纵向出口面15界定的开口离开热交换器1。要被冷却的流体则借助其出口9离开进气模块，如上所见的。
根据本发明的热交换器的盖25在堆的上部板的区域中固定至堆。盖25意图固定至壳体2。其包括壁26，壁26设计为闭合孔5，芯部7通过孔5被引入到壳体2中。壁26构造为允许盖25被可移除地紧固至壳体2。为此目的，其特别地包括用于固定至壳体2的器件，例如开口21，该器件特别地设置在凸耳20的区域中。因此可以将盖25螺纹连接或铆接到壳体2，并将其与壳体2断开连接，而不损坏盖25和/或壳体2。
芯部7和盖25特别地由铝或铝合金制成。
盖25在该情况下具有大致矩形形状。其因此包括第一和第二互相相对的长边61、63和第一和第二互相相对的短边62、64。盖25的第一长边61、63分别与芯部7的入口面和出口面17'位于同侧。
壁26包括意图朝向壳体2的内部指向的第一面，和与第一面相反并意图朝向壳体2的外部指向的第二面29。如上所述，第一和第二面29大致为平坦的。它们位于壁26的中央部分28中。
壁26还包括突出边缘27。突出边缘27定位为沿盖25的全部周边或部分周边。在该情况下，突出边缘27沿盖25的整个周边延伸。突出边缘27横向于(特别是垂直于)壁26的中央部分28延伸，且紧密遵从壁26的所述中央部分28的轮廓，该轮廓例如遵从由凸耳20限定的形状。在图1所示的例子中，突出边缘27具有恒定高度，也就是说，突出边缘27的远端沿突出边缘27距壁26的中央部分28大约相同距离。一旦盖25已经被紧固至壳体2，突出边缘27朝向壳体2的外部指向，也就是说其从壁26的中央部分28的第二面29突出。
突出边缘27包括第一和第二长边65、67，所述长边位于盖25的第一和第二长边61、63处，突出边缘27还包括第一和第二短边66、68，所述短边位于盖25的第一和第二短边62、64处。
热交换器1包括用于冷却流体的入口和/或出口喷嘴18、19，所述喷嘴与设置在盖25中的开口(在图6中标记为18'、19')连通，并允许冷却流体进入和/或离开芯部7。
根据本发明，盖25包括用于壁26的机械加强器件30。机械加强器件30在该情况下构造为从壳体2向外突出，也就是说，它们从壁26的中央部分28的第二面29突出。
图2和3示出盖25的实施例，其中，机械加强器件30包括至少一个机械增强肋31、32、33。肋31、32、33例如位于壁26的中央部分28中，也就是说，位于与被突出边缘27占据的区域不同的区域中。肋31、32、33例如通过冲压壁26制造。它们例如包括凸起31'，所述凸起31'特别地存在于肋的纵向端处和特别地在其纵向端之间。这些凸起31'横向于肋31、32、33的纵向延伸部延伸，且增加肋31、32、33的机械加强特性。
在该情况下，机械加强器件30包括长肋31、32，特别是两个长肋31、32，所述长肋沿盖25的长度大致平行于彼此延伸。由于它们的纵向延伸部，在该情况下，长肋加强壁26抵抗沿不同方向的弯曲变形。
根据图3中所示的示例性实施例，其他肋中的至少一个(称为短肋33)将长肋31、32连接在一起。机械加强器件在该情况下包括六个短肋33。短肋33特别地在长肋31、32之间垂直地延伸，且可在凸起31'的区域中延伸超过长肋。
图4示出盖25的实施例，其中，机械加强器件30包括至少一个机械加强支架40，该机械加强支架40固定至壁26。支架40在盖25的第一和第二长边61、63处固定至盖25。支架40包括例如用于固定至突出边缘27的第一长边65的至少一个点41，和用于固定至突出边缘27的第二长边67的点42。特别地，支架40包括用于固定至壁26的平坦面(在该情况下为第二面29)的至少一个点48。
支架40可包括具有大致矩形形状的中央本体43，和在突出边缘27处固定至壁26和固定至第二面29的凸片44。中央本体43是基本上平坦的。凸片44具有U形横截面且源于中央本体43。在图4所示的例子中，支架40包括六个凸片44。其包括固定至突出边缘27的第一长边65和壁26的第二面29的的两个凸片44，固定至突出边缘27的第二长边67和壁26的第二面29的两个凸片44，和仅固定至壁26的第二面29的两个凸片44。固定至突出边缘27的长边65、67的凸片44借助U形中央部分固定至其。凸片44的U形形状的两个侧腿中的第一个连接至中央本体43，凸片44的U形形状的两个侧腿中的第二个固定至壁26的第二面29。
图5示出一示例性实施例，其中，支架40被简化且包括相对于本体互相相对的两个凸片44。两个凸片44中的一个固定至突出边缘27的第一长边65，两个凸片44中的另一个固定至突出边缘27的第二长边67。特别地，中央本体43沿盖25的纵向延伸部具有与凸片44相同的尺寸。
尽管在图4和5中所示的两个示例性实施例中仅示出了一个支架40，但是当然可以将多个支架40固定至同一个盖25，以便增加其机械强度。本发明还提供包括六个凸片44的一个或多个支架40与包括两个凸片44的一个或多个支架40的布置。
图6和7示出盖25的实施例，其中，机械加强器件30包括至少在突出边缘27上的局部增加高度部段50。增加高度部段50在该情况下存在于突出边缘27的第一和第二长边65、67上。增加高度部段理解为意味着，在增加高度部段50处，与壁26的第二面29相比较，突出边缘27较高。该增加高度部段50特别地在盖25的中部区域中具有其最高点，例如在突出边缘27的长边65、67的中部处。增加高度部段在盖25的中间区域中最高，以便加强该区域，该区域最可能受到最大应力。
增加高度部段50例如在突出边缘27的第一和第二长边65、67上相同。在该情况下，短边不具有增加高度部段。特别地，增加高度部段50为等腰三角形形式，三角形的两个等边之间的顶点是增加高度部段50相对于壁26的第二面29的最高点。
根据本发明的未示出的示例性实施例，机械加强器件包括至少一个机械增强杆。一个或多个杆固定至盖的全部周边或部分周边。
杆中的第一个例如沿盖的第一长边固定，杆中的第二个特别地沿盖的第二长边固定。
杆中的第三个例如沿盖的第一短边固定和/或杆中的第四个特别地沿盖的第二短边固定。在该例子中，杆沿盖的整个周边布置。对照地，可沿盖的设置为在用于要被冷却的流体的入口面附近的第一长边设置单个杆。
杆具有四边形横截面。它们包括意图朝向壳体的外部指向的第一面，与壁的第二面接触的第二面，和连接它们的第一和第二面的侧向面。
根据一个示例性实施例，杆钎焊至盖。杆则由金属制成。替代地，杆通过夹持保持在盖上。它们可还通过螺纹连接或通过铆接紧固至盖。杆则由塑料或金属制成。
作为变化例，杆例如在盖紧固至壳体的同时被固定。杆则在盖螺纹连接或铆接至壳体的同时螺纹连接或铆接至盖。
尽管已经分开示出了加强器件的各示例性实施例，但清楚的是本发明覆盖各例子的组合的情况，也就是说，在同一盖上的这些例子中的两个或更多的联合。

Claims (14)

1.一种意图附连至热交换器(1)的壳体(2)的盖(25)，所述盖(25)包括壁(26)，所述壁(26)意图闭合用于将热交换器芯部引入到壳体(2)中的孔(5)，所述壁(26)构造为允许盖(25)可移除地附连至壳体(2)，且所述壁具有突出边缘(27)，所述盖(25)还包括用于所述壁(26)的机械加强器件(30)，其中，当所述盖(25)已经被紧固至壳体(2)时，所述突出边缘(27)朝向壳体(2)的外部指向；
其中，所述盖(25)固定至芯部，且其中，机械加强器件(30)包括突出边缘(27)的局部增加高度部段(50)；所述盖具有大致矩形形状，且在矩形的长边处，与所述壁的平坦面相比较，突出边缘在所述盖的中间区域中比在所述盖的端部区域中高；所述局部增加高度部段为等腰三角形形式，两个等边之间的顶点是所述局部增加高度部段相对于所述平坦面的最高点。
2.如权利要求1所述的盖(25)，其中，所述机械加强器件(30)构造为从壳体(2)向外突出。
3.如权利要求1或2所述的盖(25)，其中，所述机械加强器件(30)包括至少一个机械增强肋(31、32、33)。
4.如权利要求3所述的盖(25)，其中，一个或多个肋(31、32、33)通过冲压所述壁(26)制造。
5.如权利要求3所述的盖(25)，其中，称为长肋的肋中的全部或一些(31、32)以相互平行的方式沿所述盖(25)的长度延伸。
6.如权利要求5所述的盖(25)，其中，称为短肋的、至少一个除所述长肋之外的肋(33)将长肋(31、32)连接在一起。
7.如前述权利要求1或2所述的盖(25)，其中，所述机械加强器件(30)包括固定至所述盖(25)的全部或部分周边的至少一个机械加强杆。
8.如权利要求7所述的盖(25)，其中，所述盖(25)具有大致矩形形状，所述杆中的第一个沿盖(25)的第一长边(61)固定和/或所述杆中的第二个沿盖(25)的第二长边(63)固定。
9.如权利要求1或2所述的盖(25)，其中，所述机械加强器件(30)包括固定至所述壁(26)的至少一个机械加强支架(40)。
10.如权利要求9所述的盖(25)，其中，该支架(40)包括用于在所述突出边缘(27)的第一长边(65)处固定至突出边缘(27)的至少一个点(41)，和用于在所述突出边缘(27)的第二长边(67)处固定至突出边缘(27)的点(42)。
11.如权利要求9所述的盖(25)，其中，该支架(40)包括用于固定至所述壁(26)的平坦面(29)的至少一个点(48)。
12.一种热交换器芯部(7)，包括如权利要求1至11中任一项所述的盖(25)。
13.一种热交换器(1)，包括如权利要求12中所述的芯部(7)和容置所述芯部(7)的壳体(2)，所述盖(25)固定至所述壳体(2)。
14.一种用于机动车辆燃烧发动机的进气模块，包括如权利要求13所述的热交换器(1)。
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