CN104792195A - 热交换器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种热交换器，特别地用于机动车，该热交换器具有管道/翅片-模块和至少一个收集管(16)，该管道/翅片-模块带有管道(38)，冷却剂能够通过这些管道流动，冷却剂从管道(38)流入该收集管(16)中，其中该至少一个收集管(16)具有收集管上方部件(12)和收集管下方部件(10)，其中在收集管上方部件(12)和收集管下方部件(10)上设置有朝外突出的隆起(18)，该隆起构成卷边几何形状以便容纳管道/翅片-模块的管道(38)。

Description

热交换器
技术领域
本发明涉及一种热交换器，尤其用来冷却和/或加热机动车中的机组和/或构件，和/用来控制电动车和/或混合动力车中的蓄电池系统的温度。
背景技术
在许多技术领域都普遍地应用热交换器，用来冷却和/或加热机组和/或构件。例如，当机动车的内燃机中的热能被积累且必须排放时，则尤其地在汽车工业领域中应用热交换器。该热能能够借助热交换器从内燃机的区域中排出，并且用来调节温度，尤其用来加热机动车的乘客内室。
DE10112697A1涉及一种尤其用于机动车的热交换器，其具有至少一个翅管模块，并且具有分别在管道的端侧从属于该翅管模块、由扇形体构成的集流室。相邻设置的扇形体具有可交织接插的连接区域，它们构成为截锥状。
DE102011079091A1公开一种用于冷却流体的具有底部的收集器。该底部具有接口，用来将收集器的腔室与至少一个冷却管连接起来。该底部还具有至少在收集器的局部区域上延伸的孔口，其中设置有盖子，用来液密地封闭底部的孔口，其中该盖子构成为金属线或挤压型材。该收集器能够安装在热交换器中，其中冷却流体通过第一连接管路引入收集器中，并且从该收集器通过该至少一个冷却管引导至偏转腔，并且从该偏转腔通过至少一个第二冷却管送回至收集器，并且通过第二连接管路再次从收集器中导出来。
US2001/0004010A1涉及一种具有两个收集管的热交换器。这些收集管由两部分构成，并且与一个腔室集合在一起。该腔室具有半圆形的零件，该零件包含收集管。热交换器能够借助第二零件固定在机动车的大梁上。第一零件具有隆起，该隆起与收集管中的凹槽啮合，并且将该腔室固定在其收集管上的位置上。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有经改善的收集管的热交换器。
这一点通过具有以下特征的热交换器得以实现：一种热交换器，特别用于机动车，该热交换器具有管道/翅片-模块(Rohr/RippenPaket)和至少一个收集管，该管道/翅片-模块带有管道，冷却剂能够通过所述管道流动，从所述管道流出的冷却剂流入该收集管中，该至少一个收集管具有收集管上方部件和收集管下方部件，其中在收集管上方部件和收集管下方部件上设置有朝外突出的隆起，该隆起构成卷边几何形状以便容纳管道/翅片-模块的管道。
在此尤其有利的是，收集管上方部件和收集管下方部件分别具有一排朝外突出的隆起，所述隆起分别构成孔口的卷边几何形状的侧面以便容纳管道。因此，该孔口以及尤其是卷边几何形状通过收集管上方部件和收集管下方部件的隆起共同构成。
收集管上方部件和收集管下方部件优选由两个弯成圆形的定制毛坯制成。在定制毛坯设置有朝外突出的隆起。该朝外突出的隆起在此优选沿着收集管的纵向延伸方向设置，尤其优选沿着收集管的整个纵向延伸部位设置。对于收集管上方部件，在朝外突出的隆起之间设置有收集管上方部件的壁板部段，对于收集管下方部件，在朝外突出的隆起之间设置有收集管下方部件的壁板部段。对于收集管上方部件，该朝外突出的隆起在此似乎是收集管上方部件的向上弯曲的壁板部段，对于收集管下方部件，该朝外突出的隆起是收集管下方部件的向上弯曲的壁板部段。该朝外突出的隆起构成表面元件。该朝外突出的隆起在此构成基本上水平延伸的隆起部段。该朝外突出的隆起从收集管壁板上离开。该朝外突出的隆起在此优选是基本上径向朝外突出的隆起。收集管上方部件和收集管下方部件能够局部地重叠。收集管上方部件和收集管下方部件的材料可能是铝、塑料、黄铜复合物或其它合适的材料。在此，收集管上方部件可由与收集管下方部件相同的材料构成。收集管上方部件和收集管下方部件也可由不同的材料制成。收集管下方部件和收集管上方部件通过已知的接合技术不可拆卸地相连，例如通过焊接工艺或通过粘合。通过收集管在收集管下方部件和收集管上方部件中的几何构造，能够在材料不均的情况下确保工艺稳定的接合过程。收集管能够简单且稳固的组装，其方式是：收集管上方部件和收集管下方部件交织地接插。收集管上方部件和收集管下方部件优选同时相互地扭转。备选地，该收集管上方部件和收集管下方部件也可先交织地推入，然后相互扭转。通过朝外突出的隆起的交织嵌接，并且通过隆起和间隙的共同作用，能够在原本的实际工艺之前建立位置固定的连接。所述组装在一个工艺步骤中进行，它不必设置额外的定位步骤。
在热交换器的实施例中，朝外突出的隆起通过间隙相互分开，该间隙具有收集管上方部件和/或收集管下方部件的壁板部段。
朝外突出的隆起因此能够具有通过间隙定义的、可复制的间距。这些隆起的间距在此能够相当于管道/翅片-模块的管道的间距。
优选在收集管的纵向延伸方向上看，间隙的尺寸小于隆起的尺寸。
这些管道优选是扁管。备选地，这些管道也可具有圆形或椭圆横截面。但各种其它横截面形状也是可能的，其中这些管道在横截面中看具有通过折线限定的周界。
优选该至少一个收集管具有分隔壁，其设置为基本上垂直于该至少一个收集管的纵向延伸方向。
在此，这些分隔壁能够插入收集管壁板的裂缝状凹槽或凹口中。这些裂缝状凹槽优选作为裂缝设置在收集管的周界上，并且在间隙区域的收集管壁板中延伸。
在此，收集管上方部件中的冲压裂缝能够通过收集管下方部件的壁板元件遮盖，收集管下方部件中的冲压裂缝通过收集管上方部件的壁板元件遮盖。热交换器能够以这种方式通过位于末端的分隔壁是液密的。冷却剂流尤其还能通过分隔壁引导。因此，能够实现不同的流动和分配形式。
所述目的同样通过一种用于热交换器的组装方法来实现，该热交换器具有管道/翅片-模块和至少一个收集管，其中，所述组装方法包括以下步骤：-设置收集管上方部件和收集管下方部件，其中收集管上方部件设置为相对于收集管下方部件优选围绕着收集管的延伸轴扭转；-交织地推入并且优选同时径向地扭转收集管上方部件和收集管下方部件，直至产生卷边几何形状；-固定收集管下方部件和收集管上方部件的端部位置；收集管上方部件和收集管下方部件的固定优选这样实现，即收集管上方部件和收集管下方部件的卷边几何形状的朝外突出的隆起这样间隔开来，即该间距相当于管道/翅片-模块的管道的直径。
在组装方法的实施例中，借助粘贴或焊接进行固定。
因此，能够简单且稳固地组装热交换器(尤其是收集管)。优选的是，在后继的接合过程之前无需额外地且单独地定位收集管上方部件和收集管下方部件。在粘贴-接合工艺中，可以在具有足够的机械稳定性的组件中实现粘合物质的硬化，其中该组件优选通过收集管上方部件和收集管下方部件构成。在焊接-接合过程中，焊接和焊料的冷却可借助组件的充分稳定来实现。
附图说明
下面以至少一个实施例为基础并且借助附图详细地阐述本发明。其中：
图1在示意性的透视图中示出收集管上方部件和收集管下方部件；
图2在透视图中示出带有插入的分隔壁的收集管下方部件；
图3在透视图中示出收集管下方部件在收集管上方部件中的推入过程；
图4在透视图中示出交织地推入到收集管上方部件中的收集管下方部件，并且示出相对于收集管上方部件扭转的收集管下方部件；
图5在透视图中示出装有扁管的收集管；
图6在示意图中示出收集管的一部分，其带有遮盖的冲压裂缝。
具体实施方式
图1示出收集管下方部件10、收集管上方部件12以及分隔壁14。特别地，收集管下方部件10和收集管上方部件12在组装状态下构成机动车(未示出)的收集管16。分隔壁14能够插入收集管下方部件10中，以便在收集管16中实现流体引导和流动路径。
收集管下方部件10和收集管上方部件12具有朝外突出的隆起18。在朝外突出的隆起18之间分别设置有壁板部段20，这些壁板部段在相邻设置的朝外突出的隆起18之间形成间隙22。该朝外突出的隆起18具有矩形的表面元件24。该朝外突出的隆起18以一定的角度从壁板26或壁板27弯离。优选地，该表面元件24与壁板26或壁板27形成约90°的角度。该角度优选在60°和110°之间。该表面元件24在此能够构成为平坦的，但也可具有弯曲的形状或折弯的形状。朝外突出是指，该隆起18借助其表面元件24不是设置在壁板26或27的延长部位上，而是朝外突出，即离开壁板26或壁板27。该朝外突出的隆起18优选是径向朝外突出的隆起18。相对而置的朝外突出的隆起18分别形成卷边。该卷边因此是朝外突出的卷边。沿着收集管上方部件12和收集管下方部件10的延伸方向30的卷边的布局分别构成卷边几何形状的侧面，以便组装管道、尤其是扁管。
该收集管下方部件10具有裂缝状的凹槽28，分隔壁14能够被推入该凹槽中。该裂缝状的凹槽28优选设置在特定的壁板部段20中。该裂缝状的凹槽28尤其优选设置在收集管下方部件10的壁板26中，并且在该处设置有分隔壁14，以实现流动路径。
收集管16也可构成为圆形收集器。在此，收集管下方部件10和收集管上方部件12分别构成为半罩10、12。在此，半罩10和12之间的分隔平面基本上平行于这样一个平面，即在该平面中能够在隆起18之间并因此在通过两个隆起18形成的卷边中设置管道(例如扁管)。用来组装管道(例如扁管)的卷边通过收集管上方部件12与收集管下方部件10的相对而置的布局及其共同作用来形成。
图2示出收集管下方部件10。分隔壁14插入裂缝状的凹槽28中，并且优选分隔壁垂直于壁板26延伸。该分隔壁14优选在与收集管延伸方向30垂直的平面中延伸。分隔壁14将收集管下方部件10划分为两个或多个半部。该收集管16因此优选划分为两个或多个半部。
图3在透视图中示出在组装过程中的收集管16。收集管下方部件10和收集管上方部件12在收集管16的延伸方向30中交织地插入。收集管上方部件12在此逐段地环绕收集管下方部件10，并且收集管上方部件12的壁板27逐段地包围收集管下方部件10的壁板26。
图4示出在插接状态下的收集管16。收集管下方部件10和收集管上方部件12完全相叠地接插。壁板26和壁板27在此基本上相互平行。收集管16中的该朝外突出的隆起18在下方的附图部分中相互设置为比上方的附图部分具有更大的间距，其中表面元件24不是相互平行地定向。通过收集管下方部件10相对于收集管上方部件12的扭转，朝外突出的隆起18的第一位置32能够相互改变。该扭转过程借助箭头34表示。在上方附图部分中示出的收集管16中，这些表面元件位于第二位置36中，其中这些壁板部段20设置为基本上相互平行。表面元件24具有基本上相互平行的定向。在此布局中，未示出的管道能够设置在收集管16上。该朝外突出的隆起18优选构成收集管16的卷边几何形状，朝外突出的隆起18之间具有间隙22。在图5中示出设置在收集管16中的管道，并且在相关的附图描述中进行详细描述。
图5示出具有朝外突出的隆起18的收集管16的一部分，其中在两个相对而置的表面元件24之间设置有管道38。该管道38在此实施例中构成为扁管38。基本上在表面元件24之间，该扁管38借助外壁40在管端42的两侧贴靠在收集管16上。该收集管16借助分隔壁14中的一个进行封闭。该管道38也可以是圆形横截面的圆管，或是具有椭圆横截面的椭圆管。在这种情况下，表面元件24不是构成为平坦的，而是形成凹陷造型，它的半径跟随着管道38的半径的造型。
图6在示意图中示出朝外突出的隆起18的区域中的一部分，其中两个朝外突出的隆起18相对而置。还可看到冲压裂缝44，它们通过收集管下方部件10和收集管上方部件12的制造工艺产生。该冲压裂缝44能够通过壁板26和壁板27局部地遮盖并因此封闭。该收集管下方部件10的冲压裂缝44在此由收集管上方部件12的壁板27遮盖，反之亦然。
用来组接热交换器的制造过程亦或组装过程具有以下步骤：
-提供收集管下方部件10和收集管上方部件12，其具有朝外突出的隆起18和壁板部段20；
-将分隔壁14插入裂缝状的凹槽28中；
-将收集管下方部件10和收集管上方部件12交织地推入；
-在箭头方向34上相对于收集管上方部件12来扭转收集管下方部件10；
-将管道38推入朝外突出的隆起18的表面元件24之间；
-通过焊接或粘贴将收集管下方部件10、收集管上方部件12以及管道38连接起来。
因此，在收集管16和热交换器的管道/翅片-模块的管道38之间建立液密的连接。
该热交换器例如能够用来控制电动车和/或混合动力车的蓄电池系统的温度。但该热交换器也可普遍地用来冷却或加热机组或构件。在此，在内燃机的燃烧过程中积累的热能能够通过热交换器排出，并且例如用来调节车辆内室的温度。
备选地或附加地，热交换器也可用于其它使用流体来实现热交换的应用情况。
管道38、收集管16以及收集管下方部件10和收集管上方部件12可由铝材或铝合金制成。备选地，也可由合适的塑料制成单个零件。

Claims (12)

1.一种热交换器，特别地用于机动车，该热交换器具有管道/翅片-模块和至少一个收集管(16)，该管道/翅片-模块带有管道(38)，冷却剂能够通过所述管道流动，从所述管道(38)流出的冷却剂流入该收集管(16)中，其特征在于，该至少一个收集管(16)具有收集管上方部件(12)和收集管下方部件(10)，其中在收集管上方部件(12)和收集管下方部件(10)上设置有朝外突出的隆起(18)，该隆起构成卷边几何形状以便容纳管道/翅片-模块的管道(38)。
2.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，收集管上方部件(12)和收集管下方部件(10)分别具有一排朝外突出的隆起(18)，所述隆起分别构成孔口的卷边几何形状的侧面以便容纳管道。
3.根据权利要求1或2所述的热交换器，其特征在于，朝外突出的隆起(18)通过间隙(22)相互分开，该间隙具有收集管上方部件(12)和/或收集管下方部件(10)的壁板元件(20)。
4.根据权利要求1、2或3所述的热交换器，其特征在于，在收集管(16)的纵向延伸方向(30)上看，间隙(22)的尺寸小于朝外突出的隆起(18)的尺寸。
5.根据前述权利要求中任一项所述的热交换器，其特征在于，管道(38)是扁管。
6.根据前述权利要求中任一项所述的热交换器，其特征在于，管道(38)是圆管。
7.根据前述权利要求中任一项所述的热交换器，其特征在于，该至少一个收集管(16)具有分隔壁(14)，该分隔壁设置为基本上垂直于该至少一个收集管(16)的纵向延伸方向(30)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的热交换器，其特征在于，分隔壁(14)插入收集管壁板(26)的裂缝状的凹槽(28)中。
9.根据前述权利要求中任一项所述的热交换器，其特征在于，收集管上方部件(12)和/或收集管下方部件(10)在横截面中看构成为半圆形、椭圆形或多边形。
10.根据前述权利要求中任一项所述的热交换器，其特征在于，收集管上方部件(12)中的冲压裂缝(44)通过收集管下方部件(10)的壁板部段(20)遮盖，并且收集管下方部件(10)中的冲压裂缝(44)通过收集管上方部件(12)的壁板部段(20)遮盖。
11.一种用于热交换器的组装方法，该热交换器具有管道/翅片-模块和至少一个收集管(16)，其中，所述组装方法包括以下步骤：
-设置收集管上方部件(12)和收集管下方部件(10)，其中收集管上方部件(12)设置为相对于收集管下方部件(10)优选围绕着收集管(16)的纵向延伸方向(30)扭转；
-交织地推入并且同时径向地扭转收集管上方部件(12)和收集管下方部件(10)，直至产生卷边几何形状；
-固定收集管下方部件(10)和收集管上方部件(12)的端部位置；卷边几何形状的朝外突出的隆起(18)这样间隔开来，即该间距相当于管道/翅片-模块的管道(38)的直径。
12.根据权利要求11所述的组装方法，其特征在于，借助粘贴或焊接进行固定。
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