CN104791558A - 尤其用于热交换器的导管接头 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种尤其用于热交换器的导管接头(30)，其具有设置在连接支管(38)中的导管末端(32)，其中在导管末端(32)上设置有朝外突出的、至少部分地周向环绕的圆缘(34)，该连接支管(38)具有第一连接支管部分(66、76、110、78、80、82、84；112、114)，其径向可变形并且构成第一径向可变形的连接支管部分(66、76、110；78、80、82、84；112、114)，其中导管末端(32)借助第一径向可变形的连接支管部分(66、76、110；78、80、82、84；112、114)保持且扣锁在连接支管(38)中。本发明还涉及一种具有这种导管接头(30)的热交换器以及一种用来制造导管接头(30)的连接方法。

Description

尤其用于热交换器的导管接头
技术领域
本发明涉及一种尤其用于热交换器的导管接头。此外，本发明涉及一种尤其用于机动车的热交换器，以及一种相关的连接方法。
背景技术
热交换器例如在机动车的空调系统中通常作为散热器使用。热交换器(尤其是散热器)例如配备有两个导管接头，机动车的冷却剂回路的管线可被连接到这些导管接头上。在此典型地在热交换器上设置两个管线接头。借助顺流接头，热的冷却剂抵达散热器；借助回流接头，冷却的冷却剂能够再次离开散热器。在此重要的是，这些管线接头被构造为流体密封的(尤其对冷却剂来说是密封的)接头、尤其是导管接头。
导管/管线接头和导管/导管接头本身在不同的实施例中是已知的。
例如，US 4,854,417示出了一种连接到排气消音器上的导管接头。入口导管连接到排气消音器的壳体上的接头通过将导管引入壳体中的孔口中得以实现，其中该导管具有多个不同直径的部分，这些部分与构成平台的部分相连。在入口导管的装配中，通过壳体壁板在孔口区域中的轻微变形，该入口导管能够在安装时精确匹配地安装。
DE 297 22 732 U1公开了一种具有圆柱形凸缘、歧管导管和收集管的排气歧管。该歧管导管的端部构成原本的密封表面。在凸缘的导管孔口中加工出周向凹槽，其中该歧管导管借助该凹槽来校准。在此使用一种简单的内部工具，它将导管壁板在相应位置上叉开。该歧管导管还可具有周向凸出部来代替该凹槽，该凸出部能够支撑在凸缘的外侧上。
DE 10 2005 030 736 A1涉及一种具有导管的管线连接装置，该导管在末端部分具有至少一个凸缘，当末端部分的自由端上设置有至少两个轴向依次排列的凸缘时，即可实现紧密且抗压的连接，其中在该末端部分上位于最里面的凸缘比朝向自由端设置的凸缘具有更大的周长。
发明内容
本发明的目的是提供一种改进的、尤其用于热交换器的导管接头，以及一种改进的热交换器。
这一点通过一种尤其用于热交换器的导管接头得以实现。
在本发明的一个实施例中，尤其用于热交换器的导管接头具有设置在连接支管中的导管末端，其中该导管末端具有朝外突出的、至少部分地周向环绕的圆缘。该连接支管在此具有第一连接支管部分，其径向可变形并且构成第一径向可变形的连接支管部分，其中导管末端借助第一径向可变形的连接支管部分保持，以及固定且扣锁在连接支管中。该连接支管优选分配到热交换器的水箱或集流箱，并且与之连接成或可连接成一体。热交换器能够借助该导管末端连接到管线系统上，优选连接到冷却介质管线系统上。该第一径向可变形的连接支管部分优选是第一卷边或折弯的连接支管部分。通过该第一径向可变形的连接支管部分，能够将导管末端扣锁在连接支管中，并最终扣锁在水箱中。因此产生了导管接头，在此导管接头上无需额外的卡圈、夹子、螺纹接头或其它扣锁元件来把导管末端扣锁在连接支管中。这是有利的，因为这能够减少各种各样的零件，尤其是各种各样待存储的并因此需要存储能力的零件。因此能够优化仓储管理，并最终能够节省热交换器的制造成本。此外，导管接头只需少量的径向安装空间，因为省略了额外的夹子和螺钉在径向方向上的填充空间。
第一径向可变形的连接支管部分在此具有环形区域，该环形区域构成具有第一圆形节段和第二圆形节段的环形节段。第一连接支管部分在此能够在周向上封闭导管末端。该环形区域优选在一侧上是敞开的，其中该导管末端在该环形区域上突出来。
第一径向可变形的连接支管部分优选构成环绕着导管末端的圆柱表面，该圆柱表面具有径向可变形的区域。该圆柱表面在此可以是封闭的圆柱表面。备选地，该圆柱表面能够具有断开的圆柱表面部分。
该圆柱表面优选具有径向设置的圆形节段和径向设置的圆缘。因此，在第一连接支管部分上设置有波纹卷边。通过部分地围绕与导管轴线平行的轴线形成圆柱表面，产生了波纹卷边。
备选地，该圆柱表面能够局部地具有节段以及设置在这些节段之间的无材料的中间腔。这一点优选能够通过弯曲卷边产生，其中优选围绕着与导管轴线平行的轴线进行弯曲。
导管接头的另一实施例的特征在于，圆柱表面构成为U形，其中该“U”形的棱边在基本上与z－轴线平行的第一圆柱表面部分上形成第二圆柱表面部分，该第二圆柱表面部分在两侧均与所述第一圆柱表面部分垂直、邻接且周向环绕。该U形的圆柱表面在此优选通过弯曲卷边产生，该弯曲卷边围绕着与导管末端的轴线垂直的轴线进行弯曲。
这些卷边形状(节段和圆形节段)优选分布在第一径向变形的连接支管部分的圆周上。它们尤其优选划分为2、3、4、5、6份。它们优选划分为4份，即在导管末端的圆周上偏置90°。
连接支管优选具有第二连接支管部分，它与第一连接支管部分构成为一体。第二连接支管部分优选设置在热交换器的水箱上。第二连接支管部分在此优选构成为锥形，其中该锥体具有变化的直径。第二连接支管部分在此能够具有斜度不同的部分。优选在第一和第二连接支管部分之间设置有平台或支承面，朝外突出地圆缘能够抵靠在该平台或支承面上。通过这些支承面，导管末端能够沿着导管轴线固定在其纵向位置上。通过连接支管的径向变形部分，该导管末端能够固定在垂直于导管延伸方向的平面(x-y平面)中。
通过在导管末端和连接支管之间设置密封元件，能够实现液密的导管接头。在此，该密封元件可以是弹性橡胶密封元件，例如O形圈。该密封元件优选设置在第一连接支管部分的圆柱表面和导管末端(尤其是朝外突出的圆缘的壁板)之间。
所述目的通过具有根据本发明的导管接头的热交换器得以实现。该热交换器在此能够设置在机动车中，并且与机动车的冷却剂系统是相连的。在此，导管接头设置在热交换器的水箱和冷却剂管线系统之间。该热交换器可在入口上具有根据本发明的第一导管接头，并在出口上具有第二导管接头。通过这些导管接头，热交换器能够可靠地、尤其液密地、优选冷却剂密封地连接到例如冷却剂管线系统并因此连接到冷却剂回路上。无论是冷的冷却剂还是热的冷却剂都不会在连接位置上漏出。因此确保了发动机体中的机动车部件不会被热的冷却剂损坏。还因此确保了车辆乘客的安全性。
此目的还通过一种连接方法得以实现，在此方法中为了将热交换器的水箱与管线系统(例如冷却剂管线系统)的导管末端连接起来，规定了以下步骤：
-将导管末端设置在连接支管中；
-将第一工具定位在第一连接支管部分处；
-借助第一工具或适用于第一连接支管部分的变形的第二工具来成形第一连接支管部分。
所述成形优选通过围绕与导管轴线平行的轴线进行的弯曲来实现，其中产生了波纹卷边或弯曲卷边。在此，波纹卷边具有径向变形的区域。
在连接方法的一个实施例中，所述成形通过围绕与导管轴线垂直的轴线进行的弯曲来实现，其中产生了弯曲卷边。
通过根据本发明的连接方法，能够建立可靠的、固定的导管接头。通过在第一连接支管部分和导管末端之间设置密封元件，该导管接头能够是液密的、尤其对冷却介质来说是密封的。
其它有利的构造方案通过下面的附图描述说明。
附图说明
下面以至少一个实施例为基础并且借助附图对本发明进行详细的阐述。其中：
图1示出了现有技术中用于热交换器的管导管接头的透视图和剖面图；
图2示出了现有技术中用于将导管末端固定到连接支管上的接头夹的透视图和俯视图；
图3示出了根据本发明的第一实施方式的导管接头的示意性剖视图；
图4示出了根据本发明的第一连接支管部分在成形为导管接头之前的透视图；
图5示出了根据本发明的具有第一径向变形连接支管的导管接头的透视图；
图6示出了根据本发明的具有第一径向变形的连接支管部分的导管接头的另一透视图；
图7以俯视图示出了图5中的导管接头的示意图；
图8以俯视图示出了根据本发明的另一实施方式的导管接头的示意图；
图9以透视图示出了在变形之前(左边)和变形之后(右边)的图8中的导管接头；
图10以剖面图示出了图5和图6中的导管接头的第一径向变形的连接支管部分的第一区域；
图11示出了第一径向变形的连接支管的第二区域；
图12示出了根据第二实施例的第一连接支管部分的细节的剖面图；
图13示出了根据本发明的导管接头的不同实施例的连接过程的示意图。
具体实施方式
图1在示意图中示出了根据现有技术的导管接头10。在图1的下方部位以剖面图示出了导管接头。在图1的上方部位以透视图示出了导管接头10的单个元件。导管末端12借助导管接头10与未示出的热交换器的水箱16的连接支管14相连。在连接支管14和导管末端12之间设置有密封元件18，借助该密封元件能够建立或实现液密的连接。该导管末端具有周向环绕的且朝外突出的圆缘20。该导管末端12一直推入连接支管14直到圆缘20处，并且抵靠于连接支管14的周向环绕的平台22处。该导管末端12借助夹子24固定在连接支管14上。该夹子24借助螺钉26封闭。因此，该导管末端12借助固定拧紧且封闭的夹子24扣锁在连接支管14上和连接支管14中。
图2在透视图(附图的上方部分)中示出了现有技术的夹子28，并在沿x-y方向的俯视图(附图的下方部分)中示出了现有技术中导管末端12到连接支管14上的备选的固定方式。该夹子28在安装过程中被推压到连接支管14上。
图3以剖面图示出了根据本发明的导管接头30。该导管接头30具有导管末端32，其具有模制的、朝外突出的且周向环绕的圆缘34。设置在未示出的热交换器的水箱36上的连接支管38具有第一连接支管部分40。连接支管38具有成形的第二连接支管部分，它是这样成形的，即它具有连接支管平台44，圆缘34在导管接头30的安装状态下能够贴靠在该连接支管平台上。第一连接支管部分40和第二连接支管部分42优选设计成一体。第一连接支管部分40优选构成为圆柱形的，并且具有圆柱高度46。该圆柱高度46在安装状态下优选从连接支管平台44延伸越过圆缘34的延伸区域48至少几毫米并且包围导管末端32，在该安装状态下导管末端32插入连接支管38中。
切割线50描述了一个x-y平面，它构造得垂直于导管端部32的轴线54。连接支管平台44在与x-y平面平行的一平面中构造。在图3所示的导管接头30的左半部分中，导管末端32的第一连接支管部分40示出为位于连接支管38中，并因此处于成形为应用于连接支管部分40之前。在右半部分中示出了在环状节段56成形之后的第一连接支管部分40。该成形的连接支管部分用参考标记66表示。左边示出的连接支管没有凹口，而右边示出的具有用于更小成形力的凹口。该成形是借助适当工具实现的，该工具使第一连接支管部分40在线50之上成形并且产生环形节段56。该环形节段56在成形过程中局部地从起始位置57变到末端位置60中，在该末端位置上该环形节段局部地周向贴靠在导管末端32上。导管外圆周58处以及直接邻接的位置采用参考标记60表示。该连接支管部分66具有带第一半径的第一圆形节段63，以及设置在它们之间的、带第二半径r2的第二圆形节段65。该第一半径r1在此大致相当于第一连接支管部分40的半径。第二半径r2小于第一半径r1。连接支管部分40已通过成形工艺径向变形，并且产生了具有第一圆形节段63和第二圆形节段65的波纹卷边。
在导管外圆周面61和连接支管内表面62之间设置有密封元件64(例如O形圏)。连接支管38的形式可与该x-y平面中构造得不同。例如是圆形或椭圆形。
图4在透视图中示出了导管接头30，其中导管末端32还未固定和扣锁在连接支管38中。相同的部件采用相同的参考标记表示。水箱36具有连接支管38，该连接支管具有第一连接支管部分40和第二连接支管部分42。导管末端32插入连接支管38中，并且延伸越过第一连接支管部分40。第一连接支管部分40呈环状地围绕导管末端32设置并与该导管末端以定距离隔开。该环形节段56构成圆柱表面67。该圆柱表面67优选构成为连续的。
图5从斜上方看的透视图中示出了导管接头30。该连接支管部分40已经成形，并且构成了径向变形的连接支管部分66。该连接支管部分66径向对称地围绕导管末端32设置。相同的部件采用相同的参考标记表示。连接支管部分66具有第一圆形节段63和第二圆形节段65。这些圆形节段63和65构成圆柱表面67。圆柱表面67构成为一体并且呈现为环绕的带子。
图6在透视图中示出了连接支管38，其具有成形的连接支管部分66和第二连接支管部分42，它们两个径向对称地围绕导管末端32设置。相同的部件采用相同的参考标记表示。在42和66之间能够沿圆周侧自由地冲压出一个区域。
图7在沿z-轴线54的视线方向中示出了导管接头30的俯视图。相同的部件采用相同的参考标记表示。该成形的连接支管部分66居中地包围着导管末端32。连接支管部分66环形并一体地构造。特别是，连接支管部分66与第二连接支管部分42构成为一体。连接支管部分66具有四个均匀地分布在圆周68上的环形节段70，它们的直径20相当于连接支管部分40的直径，并且还具有四个构成为圆缘状的环形节段74，其中环形节段70和环形节段74交替地分布在圆周68上。环形节段70和74由圆柱表面67构成。
图8示出了连接支管部分41已变形或成形之后的另一实施例。该变形或成形的连接支管部分采用参考标记76表示。该连接支管部分76具有四个分开的节段78、80、82和84，它们优选具有相同的大小并且均匀分散地设置在导管末端32的圆周68上。在这些节段78、80、82和84之间分别设置有中间腔86、88、90和92。这些中间腔86、88、90和92的大小是相同的，因此节段78、80、82和84设置得径向均匀地间隔开来。这些节段78、80、82和84分别在两个末端上沿z-轴线54的方向朝内弯曲。这些节段78、80、82和84的末端在此设置得分别与导管末端32的外圆周面68邻接。
图9以透视图示出了图8中的导管接头30的实施例。在图9的右边部分中，节段78u、80u、82u和84u(不可见)(后缀u表示未变形的节段)还未变形并且构成连接支管部分41。这些节段78u、80u、82u和84u设置得与导管末端32的外圆周面68定距离间隔开来。该连接支管部分41是第一连接支管部分40的变化形式。圆形节段面94基本上平行于导管末端32走向。在图9的右边部分中，连接支管部分41是变形的并且具有节段78、80、82和84，它们具有在导管末端3的方向上的弯曲末端并且未变形或处在待变形的状态。
图10以剖面图示出了导管接头30的剖面，该剖面沿着z-轴线延伸并且延伸贯穿两个相对而置的环形节段70。各个环形节段70都设置得与导管末端32以定距离间隔开来，尤其与导管末端32的外径68以定距离间隔开来。
图11在与z-轴线平行的剖面中，并且在通过两个相对而置的圆缘状的部分74构成的平面中，示出了导管接头30。这些圆缘状的部分74更近地贴靠在导管末端32的外圆周面68上，并且尤其设置得直接邻近导管末端32。
图12示出了在第一连接支管部分41弯曲成环状的第一连接支管部分41之前，该连接支管部分处于展开形式下的第二实施例。可看到由虚线示出的弯曲边缘95。这些弯曲边缘95通过共同的未示出的柱塞实现。在图12的左半边中示出的连接支管部分41与在图12的右半边中示出的连接支管部分示出了两个不同的用于弯曲边缘的可能位置。
图13示出了第一未变形的连接支管部分40、41和96的三种可能的实施例。用A表示的实施例是在图3、4、5、6、7中示出的实施例，它起始于处在未变形状态中的连接支管部分40。用B表示的实施例是在图8、9、10、11和12中示出的实施例，处在未变形状态中的第一连接支管部分41。用C表示的实施例在图13中第一次示出，该实施例的第一连接支管部分采用参考标记96表示。用圆环形的符号98表示用于第一工具的位置，或表示用于三个实施例的定位工具98、100和102。在图13的中间那行中示出了用于x-y平面中的剖面图的各实施例的第一连接支管部分40、41和96。最下面的那行在与z-轴线平行的剖面图中分别为三个实施例示出了相关的工具104、106、108。
第一连接支管部分96的第三实施例96相当于第一连接支管部分40，并且在变形之后具有L形形状110。在此，圆缘34在一定程度上从上方径向地由第一连接支管部分96包围，并且在圆缘34的方向上由连接支管部分44成形。因此，L100既具有第一连接支管部分96的部件，也具有第二连接支管部分42的部件。连接支管部分40是折弯的，因此两个节段112和114分别基本上相互平行地设置，其中稍短的节段112也能够朝上弯曲，因此它能够至少局部地具有与节段114平行的节段。该节段112在此至少局部地具有平台44。

Claims (13)

1.一种尤其用于热交换器的导管接头，其具有设置在连接支管(38)中的导管末端(32)，其中在该导管末端(32)上设置有朝外突出的、至少部分地周向环绕的圆缘(34)，其特征在于，所述连接支管(38)具有第一连接支管部分(66、76、110、78、80、82、84；112、114)，其径向可变形并且构成第一径向可变形的连接支管部分(66、76、110；78、80、82、84；112、114)，其中所述导管末端(32)借助第一径向可变形的连接支管部分(66、76、110；78、80、82、84；112、114)基本上不可移动地保持且扣锁在连接支管(38)中。
2.根据权利要求1所述的导管接头，其特征在于，所述第一径向可变形的连接支管部分(66、76、110)构成为环形，并且形成具有第一圆形节段(63)和第二圆形节段(65)的环形节段(56)。
3.根据权利要求1或2所述的导管接头，其特征在于，所述第一径向可变形的连接支管部分(66、76、110)形成围绕着导管末端(32)的圆柱表面(67)，其具有径向可变形的区域(63、65；70、74；78、80、82、84、112、114)。
4.根据前述权利要求中的一项所述的导管接头，其特征在于，所述圆柱表面(67)具有径向设置的圆形节段(70)以及径向设置且朝内突出的圆缘(74)。
5.根据前述权利要求中的一项所述的导管接头，其特征在于，所述圆柱表面(67)具有节段(78、80、82、84)，以及设置在所述节段(78、80、82、84)之间的无材料的中间腔(86、88、90、92)。
6.根据前述权利要求中的一项所述的导管接头，其特征在于，所述圆柱表面(67)具有U形构造，其中该“U”形的棱边在基本上与z－轴线平行的第一圆柱表面部分(67)上形成第二圆柱表面部分(112、114)，该第二圆柱表面部分在两侧均与所述第一圆柱表面部分垂直、邻接且周向环绕。
7.根据前述权利要求中的一项所述的导管接头，其特征在于，在所述导管末端(32)与连接支管(38)之间设置密封元件(64)。
8.根据前述权利要求中的一项所述的导管接头，其特征在于，提供与所述第一连接支管部分(40、66、76、110；41、78、80、82、84；96、112、114)一体成形的第二连接支管部分(42)。
9.一种尤其用于机动车的热交换器，其具有带连接支管的水箱(36)，并且具有导管末端(32)用来将热交换器连接到冷却剂引导系统上，其特征在于，提供根据权利要求1至8中任一项所述的至少一个导管接头(30)，其尤其用来连接所述导管末端(32)和所述连接支管(38)，其中所述导管末端(32)借助所述导管接头(30)的第一径向可变形的连接支管部分(66、76、110；78、80、82、84、112、114)保持和扣锁在所述水箱(36)中。
10.根据权利要求9所述的热交换器，其特征在于，所述第二连接支管部分(42)布置在所述第一连接支管部分(40、66、76、110；41、78、89、82、84；96、112、114)和所述水箱(36)之间，并优选与水箱(36)连接或与之构成为一体。
11.一种用来将热交换器的水箱(36)与管线系统，例如冷却剂管线系统的导管末端(32)连接的连接方法，其中规定了以下步骤：
-将导管末端(32)设置在连接支管(38)中；
-将第一工具(98、100、102)定位在所述第一连接支管部分(40、41、96)处；
-借助第一工具(98、100、102)或适用于第一连接支管部分(40、41、96)的变形的第二工具(104、106、108)来成形所述第一连接支管部分(40、41、96)。
12.根据权利要求11所述的连接方法，其特征在于，所述成形是指围绕与导管轴线(54)平行的轴线进行的弯曲，其中产生了波纹卷边或弯曲卷边。
13.根据权利要求11所述的连接方法，其特征在于，所述成形是指围绕与导管轴线垂直的轴线进行的弯曲，其中产生了弯曲卷边。
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