CN109073341B - 包括保护装置的热交换装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆的热交换装置(10)，包括具有第一和第二收集板(26；28)的热交换器(12)、附接到收集板(26；28)的第一和第二集管箱(30；56)以及在第一和第二收集板(30；56)之间延伸的管(22)的束(18；20)。每个收集板(30；56)在管束(18；20)的管(22)和相应收集板(30；56)的侧端(50；68)之间形成凹槽(54；72)。用于管(22)的穿孔保护装置(14)使用附接装置(78、80)附接到热交换器(12)，所述附接装置(78、80)抵靠着第一和第二收集板(26；28)中的凹槽(54、72)的内部。

Description

包括保护装置的热交换装置
技术领域
本发明涉及一种用于机动车辆的热交换装置，包括热交换器和用于热交换器的保护装置。本发明还涉及这种热交换装置的组装方法。本发明更具体地涉及一种布置在机动车辆前面上的热交换装置。
背景技术
在汽车领域中，布置在前面上的热交换器可能受到投射的碎屑特别是石头的影响，这会损坏热交换器。值得注意的是，这些碎屑可以穿过包含流体流以通过由移动的机动车辆产生的气流冷却的热交换器的管。
为了保护这些热交换器，已知根据机动车辆的正常运动方向将保护装置放置在热交换器的前面，以吸收由投射的碎屑引起的冲击。保护装置特别是格栅。
因此，例如文献US-A-2007/080009提出将保护装置附接到机动车辆的挡泥板。
文献US-A-2005/029028又教导了将保护装置附接到布置在管束上游的框架，参考穿过热交换器的气流的方向。
最后，申请JP2012229907描述了一种热交换装置，其包括附接到热交换器的集管箱的格栅，其布置在由待冷却的流体穿过的管束的两侧。
这些用于保护装置的附接方法容积庞大，因为它们大大增加了由热交换器和保护装置形成的热交换装置所占的容积。
此外，由本申请人提交的申请FR1554049描述了一种热交换装置，其中保护装置具有基本上垂直于格栅延伸的附接峰，附接峰通过力插在分离管束中的管的散热片之间。然而，散热片可能变形，这会不利地影响保护装置的附接。
最后，也由本申请人提交的申请FR1554050描述了一种具有带钩的保护格栅的热交换装置。保护格栅布置成面向热交换器的前面，使得钩与热交换器的侧面重叠并与所述热交换器的后面接合。然而，该装置比单独的热交换器更笨重。
因此，需要一种热交换装置，其不具有现有技术中装置的至少一些缺点。
发明内容
为此，本发明提出了一种用于机动车辆的热交换装置，包括：
-热交换器，其具有：
o主要沿纵向方向延伸的第一收集板和第二收集板，
o附接到第一收集板的第一集管箱和附接到第二收集板的第二集管箱，和
o至少一个管束，其沿管的纵向方向在第一和第二收集板之间延伸，
o第一和第二收集板中的每一个在管束的管和相应收集板的侧端之间形成凹槽，所述凹槽基本沿垂直于管的纵向方向的相应收集板的纵向方向延伸，以及
-用于管束中的管的穿孔保护装置，其包括附接到热交换器的附接装置，附接装置抵靠着由第一和第二收集板形成的凹槽的内部。
因此，保护装置直接附接到热交换器。有利地，因此可以使保护装置成形为使得其不横向突出超过热交换器，从而限制热交换装置的尺寸。
因此，与收集板的此附接是坚固的，特别是如果收集板由金属制成的话。
根据优选实施例，根据本发明的热交换装置具有以下特征中的一个或多个，单独地或组合地采用：
-附接装置包括至少一个弹性配合凸起，其装配到第一收集板的凹槽或第二收集板的凹槽中，所述附接装置优选地包括多个这样的弹性配合凸起，其装配到第一收集板的凹槽或第二收集板的凹槽中，所述弹性配合凸起，
-附接装置还包括至少一个弹性配合凸起，其装配到第一收集板的凹槽或第二收集板的凹槽的另一个中，所述附接装置优选地包括多个这样的弹性配合凸起，其装配到第一收集板的凹槽或第二收集板的凹槽的另一个中，所述弹性配合凸起也优选均匀分布，
-附接装置还包括至少一个支承凸起，其支承地装配到第一收集板的凹槽或第二收集板的凹槽的另一个中，所述附接装置优选地包括多个这样的支承凸起，其装配到第一收集板的凹槽或第二收集板的凹槽的另一个中，所述支承凸起也优选均匀分布，
-保护装置具有开口，所述开口平行于管束的管延伸，所述开口优选地在平行于第一和/或第二收集板的纵向方向的方向上相对于管偏移，
-保护装置包括格栅，所述格栅优选地具有杆，所述格栅优选地具有在平行于管的方向上延伸的杆和/或垂直于管的方向延伸的杆，
-格栅具有的与管平行延伸的杆与管束中的管一样多，
-热交换装置还包括至少部分地围绕保护装置延伸的附接部分，
-附接部分是空气引导件，特别是会聚空气引导件，
-附接部分附接到第一和/或第二集管箱，
-附接部分在第一和/或第二集管箱上具有弹性配合凸起，所述第一和/或第二集管箱优选地具有与附接部分的弹性配合凸起匹配的凸起，以及
-在适用的情况下，所述保护装置和/或所述附接部分由塑料制成，特别是由聚酰胺或聚丙烯制成。
根据另一方面，本发明涉及一种用于如上所述的所有相关组合的热交换装置的组装方法，包括其中保护装置附接在由第一和第二收集板形成的凹槽的内部的步骤。
根据第一变型，保护装置的附接步骤包括将弹性配合凸起弹性地装配到第一收集板的凹槽中以及第二收集板的凹槽中的步骤，优选基本上同时进行。
根据第二变型，保护装置的附接步骤包括第一步骤，其中支承凸起插入第一收集板或第二收集板的凹槽中，然后是保护装置枢转的步骤，最后是弹性配合凸起装配到第一收集板或第二收集板的另一个的凹槽中的步骤。
优选地，组装方法还包括以下步骤：其中附接部分特别是空气引导件附接到集管箱，所述附接部分优选地至少部分地通过弹性配合附接到集管箱之一。
附图说明
通过阅读以下通过非限制性示例和附图给出的描述，本发明的其他特征和优点将变得更加清楚，其中：
-图1是第一示例性热交换装置的透视图，
-图2是可用于图1中的热交换装置的热交换器的示意性前视图，
-图3是沿图2中的热交换器的平面III的示意性横截面图，
-图4是可用于图1中的热交换装置的保护装置的透视图，
-图5A至5F示出了在图2中的热交换器上组装图4中的保护装置的步骤，
-图6是可用于图1中的热交换装置的会聚空气引导件的透视图，
-图7A至7D是图6中的空气引导件附接到设置有保护装置的图2中的热交换器的细节的示意图，以及
-图8是第二示例性热交换装置的示意性纵向截面图。
在附图中，使用相同的附图标记标识相同的元件或具有相同功能的元件。没有在每个示例中描述这些元件。实际上，为了简明起见，仅详细描述了不同示例之间的差异。
具体实施方式
图1示出了第一示例性热交换装置10。这基本上包括热交换器12、用于热交换器12的保护装置14以及在热交换器12上的附接部分16。
热交换器12在图2和3中更清楚地示出。热交换器包括两个管22束18、20，管22设计成由待冷却的流体穿过，单个束18、20中的管22通过散热片24彼此分开。
第一管束18平行于第二管束20布置，并且在运动时在车辆产生的气流F的方向上偏移。两个束18、20的管22在第一收集板26和第二收集板28之间主要沿共同的纵向方向Y延伸。每个收集板26、28主要沿纵向方向X延伸。在这种情况下，收集板26、28垂直于管的纵向方向Y平行。
第一集管箱30附接到第一收集板26。在这种情况下，该集管箱30是盖，优选地由塑料制成。在这种情况下，该第一集管箱30限定在一侧上与由第一集管箱30形成的热交换器12的流体入口34流体连通并且在另一侧与第一管束18流体连通的第一容积32。一旦所述气流已经通过第二管束20，第一管束18有利地是旨在与气流F接触的管束。第一集管箱30还形成在一侧上与由第一集管箱30形成的流体出口38流体连通并且在另一侧上与第二管束20流体连通的第二容积36。
如图3特别示出，第一集管箱30的侧壁40、42装配到由第一收集板26的折叠或压花46形成的第一收集板26的槽44中。该第一槽44基本上围绕第一收集板26的整个周边延伸。第一收集板26的槽44可以装配有插入第一集管箱30的侧壁40、42和第一收集板26之间的密封件，以限制或防止液体从形成在第一集管箱30内的容积32、36泄漏。
在与第一集管箱30的侧壁40、42相对的一侧上，第一收集板26的压花46形成在第一和第二束18、20的管22与第一收集板26的侧端50、52之间延伸的突出肋48。该突出肋48在第一收集板26的侧端50处特别限定了凹槽54，该凹槽54设计成朝向车辆的前面定向(即在这种情况下是第一收集板26的最靠近第二管束20的侧端50)，所述凹槽54在突出肋48和第二管束20的管22之间延伸。该凹槽54基本上沿第一收集板26的纵向方向X且因此垂直于第二管束20的管22延伸。
类似地，第二集管箱56附接到第二收集板28。在这种情况下，该第二集管箱是盖，优选地由塑料制成。在这种情况下，第二集管箱28限定了在一侧上与第一管束18的管22的出口流体连通并且在别处与第二管束20的管22的入口流体连通的容积57。
第二集管箱56的侧壁58、60装配到由第二收集板28的折叠或压花64形成的第二收集板28中的槽62中。该第二槽62基本上围绕第二收集板28的所有周边延伸。第二收集板28中的槽62可以接收插在第二集管箱56的侧壁58、60和第二收集板28之间的密封件，以限制或防止液体从限定在第二集管箱56内的容积57泄漏。
在与第二集管箱56的侧壁58、60相对的一侧上，第二收集板28的压花64形成在第一和第二束18、20的管22与第二收集板28的侧端68、70之间延伸的突出肋66。该突出肋66在第二收集板28的侧端68处特别限定了凹槽72，该凹槽72设计成朝向车辆的前面定向(即在这种情况下是第二收集板28的最靠近第二管束20的侧端68)，所述凹槽72在突出肋66和第二管束20的管22之间延伸。该凹槽72基本上沿第二收集板28的纵向方向X且因此垂直于第二管束20的管22延伸。
最后，热交换器12具有两个侧面板74、76，其主要在两个管束18、20的管22的纵向方向Y上延伸。
此外，热交换装置10的保护装置14在图4中更详细地示出。在这种情况下，该保护装置14是平穿孔表面77，其具有的附接装置包括在平穿孔表面77的第一纵向端部77a处的轴承(支承)凸起78a和在穿孔表面77的与第一纵向端部77a相对的第二纵向端部77b处的弹性配合凸起80。
在这种情况下，平穿孔表面是格栅77。在所示的示例中，一旦格栅77已经沿第一和第二管束18、20的管22的纵向方向Y组装在热交换器12上，格栅77的所有杆都是平行的并且在相应的纵向方向Y上延伸。有利地，格栅77具有的杆与第二管束20具有的管18一样多。因此，有利地，格栅77的杆可以布置成面向第二管束20的管22，从而优化由保护装置14提供的保护。格栅77尤其可以由塑料制成，例如聚酰胺或聚丙烯。因此，格栅77易于制造，例如通过模制。此外，保护装置14的重量因此受到限制。
当然，杆可以不同地定向，特别是垂直于管22的纵向方向。可替代地，格栅可以具有不平行的杆。值得注意的是，格栅可以具有垂直的杆，第一组杆例如平行于管22的纵向方向Y延伸，而第二组杆垂直于第一组杆延伸，一旦格栅77组装在热交换器12上，即平行于第一和第二收集板26、28的纵向方向X。
在这种情况下，存在三个支承凸起78，但该数量不是限制性的。支承凸起78有利地沿格栅77的第一纵向端部77a的长度均匀分布。如图5a特别示出，支承凸起78基本上为“L”形，具有两个垂直分支78a、78b以及将“L”连接到格栅77的附件78c。
在这种情况下，还存在三个弹性配合(或夹持)凸起80，尽管该数量不是限制性的。弹性配合凸起80沿着格栅77的第二纵向端部77b的长度均匀分布。
如图5D特别所示，弹性配合凸起80由U形凸片80a形成，U形凸片80a从保护装置14的与设计成面向热交换器12的管22的面相对的面延伸。凸片80a的“U”形使得弹性配合凸起80能够弹性变形。然而，凸片80a部分地突出超过保护装置14的设计成面向热交换器12的管22的面。值得注意的是，弹性配合凸起80的自由端80b突出超过保护装置14的设计成面向热交换器12的管22的这个面。在这种情况下，自由端80b的形状类似于弯曲的指状物。
保护装置14可以以图5A至5F所示的方式附接到热交换器12。
首先，如图5A所示，支承凸起78插入由第二收集板28形成的凹槽72中。更具体地说，如图5B和5C所示，支承凸起78的“L”的分支78a抵靠着第二收集板28的肋66。因此，保护装置沿第一方向在管的纵向方向Y上抵靠着第二收集板28的肋66。在该位置，支承凸起78的“L”的第二分支78b插入第二收集板28的凹槽72中。优选地，支承凸起78的“L”的第二分支78b接触限定凹槽72的肋66，使得保护装置14沿一个方向也在垂直于收集板的方向X和管的方向Y的方向Z上抵靠着第二收集板28的肋66。
如图5D所示，保护装置14然后围绕基本上平行于第二收集板28的纵向方向X的轴线枢转，将支承凸起78保持抵靠着第二收集板28的肋66。然后，通过力将弹性配合凸起80的弯曲指状物80b插入第一收集板26的凹槽54中。通过U形凸片80a的弹性变形实现这种强制插入，直到达到图5E和5F所示的位置。在这些图中，弹性配合凸起80的弯曲指状物80b支承地容纳在第一收集板26的凹槽54中，抵靠着由第一收集板26形成的肋48。弯曲指状物80b通过U形凸片80a施加的弹力保持在该位置。U形凸片80a的该弹力还将支承凸起78压靠在第二收集板28的肋64上，特别是在第二收集板28的凹槽72中。
应该注意的是，有利地，一旦热交换装置10组装在机动车辆中，第二集管箱56就位于第一集管箱30的下方。因此，支承凸起78也通过保护装置14的重量压靠在第二收集板28的肋64上。
如上所述，保护装置14直接附接到热交换器12的收集板26、28。因此，保护装置14可以成形为不相对于热交换器12横向突出。值得注意的是，如在管22的纵向方向X上测量的格栅77或保护装置14的长度基本上等于收集板26、28之间的距离。
由于保护装置14不相对于热交换器12横向突出，因此附接部分16可以附接到热交换器12，特别是在保护装置14“上方”，即使得保护装置14介于热交换器12和附接部分16之间。然后，附接部分16可以至少部分地围绕保护装置14延伸。
在所示的例子中，特别是在图6中，附接部分16是空气引导件，在这种情况下是会聚空气引导件(下文中称为“会聚喷嘴16”)。会聚喷嘴16是漏斗结构，其设计成增加通过管束18、20的空气流量。会聚喷嘴16例如由塑料制成，特别是聚酰胺或聚丙烯。
在这种情况下，会聚喷嘴16具有第一纵向端部16a，两个凸片82、84设计成沿X方向滑动地接收在形成于第一集管箱26上的匹配座86、88中。每个座86、88在凸片82、84的插入方向上设置有止动表面。有利地，一旦热交换装置10已经组装在机动车辆中，该插入方向就是会聚喷嘴16的重量方向，从而会聚喷嘴16的该重量由座86、88上的止动件承担。
在会聚喷嘴16的第二纵向端部16b处，会聚喷嘴具有两个弹性配合凸起90、92，其设计成与形成在第二集管箱56上的匹配凸起94、96配合。在这种情况下，每个弹性配合凸起90、92的形状类似于两个平行的对称叉，每个叉90、92的轴90a、92a足够柔韧以使得端部处的钩90b、92b能够通过所述轴90a、92a的弹性变形而朝向彼此移动。
如图所示，会聚喷嘴16还具有侧边缘98，其朝向保护装置14折叠并且设计成与保护装置14配合，以限制会聚喷嘴16相对于保护装置14的相对运动。在这种情况下，折叠的侧边缘98与格栅77的纵向边缘配合。
会聚喷嘴16可以附接到热交换装置12，如图7A至7D所示。
首先，如图7A和7B所示，会聚喷嘴的凸片82、84沿插入方向插入第一集管箱30的匹配座86、88中。插入凸片86、88直到所述突片86、88在插入方向上抵靠着匹配座86、88的止动件。
一旦插入凸片82、84，会聚喷嘴16的弹性配合凸起90、92基本上与第二集管箱56的匹配凸起94、96相对。然后，压力施加在会聚喷嘴16的第二纵向端部16b上，以将会聚喷嘴的弹性配合凸起90、92装配到第二集管箱56的匹配凸起94、96中。这里应该注意，会聚喷嘴的第二端部16b上的压力在垂直于格栅77的平面的方向Z上施加。实际上，使用弹性配合凸起90、92的附接基本上旨在使会聚喷嘴16保持靠近或接触格栅77。通过凸片82、84在第一集管箱30的匹配座86、88中停止，基本上确保了会聚喷嘴16与格栅77相对的位置。
图8示出了第二示例性热交换装置100。该热交换装置100与第一示例10的主要区别在于保护装置14不具有支承凸起78。格栅77的每个纵向端部77a、77b具有与第一示例10中相类似的弹性配合凸起80。
在这种情况下，保护装置14的附接包括将弹性配合凸起80弹性地装配到第一收集板26的凹槽54中以及第二收集板28的凹槽72中的步骤。弹性配合凸起80可以基本上同时插入第一和第二收集板26、28的凹槽54、72中。在这种情况下，基本上同时意味着同时进行插入，例如通过保护装置14在基本垂直于由收集板26、28和管22的纵向方向X、Y限定的平面的方向Z上朝向热交换器12的运动。
本发明不限于上述实施例。实际上，本发明涵盖了本领域技术人员可以获得的许多变体。
值得注意的是，保护装置和/或附接部分的组装可以通过逆反第一和第二收集板的作用而对称地进行。
此外，附接部分可以仅通过弹性配合附接到热交换器。为此，所描述的示例中的凸片需要简单地由弹性配合凸起代替。
该附接部分不必是空气引导件，而是例如可以是框架或支撑元件，特别是由塑料制成，以保持部件或热交换器。
同样，在所描述的示例中，保护装置具有格栅。在变型中，保护装置可以以本领域技术人员可接近的方式制造，只要其具有能够使由车辆运动产生的至少一部分气流F通过的开口即可。优选地，保护装置中的开口平行于管延伸，开口还优选地在平行于第一和/或第二收集板的纵向方向的方向上相对于管偏移。
最后，在所述的示例中，热交换器是具有两个有条理通道的热交换器。因此，热交换器具有两个共面的管束。可替代地，热交换器可仅包括一个管束或两个以上管束。

Claims (19)

1.一种用于机动车辆的热交换装置(10；100)，包括：
-热交换器(12)，其具有：
主要沿纵向方向(X)延伸的第一收集板(26)和第二收集板(28)，附接到第一收集板(26)的第一集管箱(30)和附接到第二收集板(28)的第二集管箱(56)，和
至少一个管(22)的束(18；20)，其沿管(22)的纵向方向(Y)在第一和第二收集板(26；28)之间延伸，
第一和第二收集板(26；28)中的每一个在管束(18；20)的管(22)和相应收集板的侧端(50:68)之间形成凹槽(54；72)，所述凹槽(54；72)基本沿垂直于管(22)的纵向方向(Y)的相应收集板的纵向方向(X)延伸，以及
-用于管束(18；20)中的管(22)的穿孔保护装置(14)，其包括附接到热交换器(12)的附接装置，附接装置抵靠着由第一和第二收集板(26；28)形成的凹槽(54、72)的内部，所述附接装置包括装配到第一收集板(26)的凹槽(54)或第二收集板(28)的凹槽(72)中的至少一个弹性配合凸起(80)，和支承地装配到第一收集板(26)的凹槽(54)或第二收集板(28)的凹槽(72)的另一个中的至少一个支承凸起(78)，其中，所述弹性配合凸起(80)通过保护装置(14)的枢转而装配到第一收集板(26)的凹槽(54)或第二收集板(28)的凹槽(72)中。
2.如权利要求1所述的热交换装置(100)，其中，所述附接装置包括装配到第一收集板(26)的凹槽(54)或第二收集板(28)的凹槽(72)中的多个这样的弹性配合凸起(80)，所述弹性配合凸起(80)也均匀分布。
3.如权利要求1所述的热交换装置(100)，其中，所述附接装置还包括装配到第一收集板(26)的凹槽(54)或第二收集板(28)的凹槽(72)的另一个中的至少一个弹性配合凸起(80)，所述附接装置包括装配到第一收集板(26)的凹槽(54)或第二收集板(28)的凹槽(72)的另一个中的多个这样的弹性配合凸起(80)，所述弹性配合凸起(80)也均匀分布。
4.如权利要求1所述的热交换装置(10)，其中，所述附接装置包括装配到第一收集板(26)的凹槽(54)或第二收集板(28)的凹槽(72)的另一个中的多个这样的支承凸起(78)，所述支承凸起(78)也均匀分布。
5.如权利要求1至4中任一项所述的热交换装置，其中，所述保护装置(14)具有开口，所述开口平行于管束(18；20)的管(22)延伸，所述开口在平行于第一和/或第二收集板(26；28)的纵向方向(X)的方向上相对于管(22)偏移。
6.如权利要求1至4中任一项所述的热交换装置，其中，所述保护装置(14)包括格栅(77)，所述格栅(77)具有杆，所述格栅(77)具有在平行于管(22)的方向上延伸的杆和/或垂直于管(22)的方向延伸的杆。
7.如权利要求6所述的热交换装置，其中，所述格栅(77)具有的与管(22)平行延伸的杆与管束(18；20)中的管(22)一样多。
8.如权利要求1至4中任一项所述的热交换装置，还包括附接部分(16)，其至少部分地围绕保护装置(14)延伸。
9.如权利要求8所述的热交换装置，其中，所述附接部分是空气引导件。
10.如权利要求8所述的热交换装置，其中，所述附接部分(16)附接到第一和/或第二集管箱(30；56)。
11.如权利要求10所述的热交换装置，其中，所述附接部分(16)在第一和/或第二集管箱(30；56)上具有附接部分弹性配合凸起(90；92)，所述第一和/或第二集管箱(30；56)具有与所述附接部分弹性配合凸起(90；92)匹配的凸起(94；96)。
12.如权利要求8所述的热交换装置，其中，在适用的情况下，所述保护装置(14)和/或所述附接部分(16)由塑料制成。
13.如权利要求12所述的热交换装置，其中，在适用的情况下，所述保护装置(14)和/或所述附接部分(16)由聚酰胺或聚丙烯制成。
14.如权利要求9所述的热交换装置，其中，所述附接部分是会聚空气引导件(16)。
15.一种用于如权利要求1至14中任一项所述的热交换装置(10)的组装方法，包括用于将所述保护装置(14)附接到由所述第一和第二收集板(26；28)形成的凹槽(54；72)的内部的步骤。
16.如参照权利要求3的权利要求15所述的组装方法，其中，所述保护装置(14)的附接步骤包括同时进行的将弹性配合凸起(80)弹性地装配到第一收集板(26)的凹槽(54)中以及第二收集板(28)的凹槽(72)中的步骤。
17.如参照权利要求4的权利要求15所述的组装方法，其中，用于所述保护装置(14)的附接步骤包括第一步骤，其中所述支承凸起(78)插入所述第一收集板(26)或第二收集板(28)的凹槽(54；72)中，然后是保护装置(14)枢转的步骤，最后是弹性配合凸起(80)装配到第一收集板(26)或第二收集板(28)的另一个的凹槽(54；72)中的步骤。
18.如权利要求15至17中任一项所述的组装方法，还包括以下步骤：其中附接部分(16)附接到集管箱(30；56)，所述附接部分(16)至少部分地通过弹性配合附接到所述集管箱(30；56)之一。
19.如权利要求18所述的组装方法，其中，所述附接部分(16)是空气引导件。
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