CN109891180B - 用于机动车辆热交换器的收集板 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆热交换器(10)的收集板(14)，包括用于热交换器(10)的第一管束的管的第一接收区(30)和用于热交换器的第二管束的管的第二接收区(32)，收集板(14)具有凹槽(38)，凹槽(38)在第一和第二接收区(30；32)之间延伸，收集板(14)在凹槽(38)处更薄。本发明还涉及一种包括这种收集板的用于机动车辆(10)的热交换装置，特别是用于冷却机动车辆的发动机的散热器，具有两个有条理的通道。

Description

用于机动车辆热交换器的收集板
技术领域
本发明涉及一种用于机动车辆热交换器的收集板和一种设置有这种收集板的热交换器。
背景技术
热交换器通常包括由两个端子管界定的管束。另外，可以在束的管之间设置热交换散热片以改善热交换。端子热交换散热片可以布置在每个端子管的外面上。因此，端子热交换散热片界定管束。颊板直接布置在每个上述端子热交换散热片上。
热交换器还包括两个收集板(或“收集器”)，它们由管束的管的端部穿过。每个收集板都由盖覆盖，以形成水室。在这种特定情况下，第一水室允许从由第一盖形成的流体入口分配穿过管的流体。第二水室允许收集已经穿过管的流体，以便将流体引导到由第二盖形成的热交换器的流体出口。
特别地，在汽车领域中，热交换器可以包括两束管，这两束管是平行的并且在垂直于两束管的方向上彼此偏移，被待冷却或加热的流体连续穿过。在这种情况下，流体入口和出口可以布置在管束的同一端的区域中并且由相同的盖形成，水室位于另一端，允许流体从被穿过的第一管束的管的出口引导到待穿过的第二管束的管的入口。
在这种情况下，两束管的管在不同温度下被流体穿过。这导致在由较热流体通过的第一束和由较冷流体通过的第二束之间的管的不同膨胀。这些不同膨胀可能导致管固定到的收集板上出现裂缝或进一步损坏，这会损害有效引导流体所需的密封。
当收集板包括用于接收密封环的凹槽(这使得收集板更加刚性)时，可以强调管的不同膨胀的这些影响。
这些不同膨胀在与较热液体和较冷液体直接接触的水室入口和出口的收集板的区域中也特别明显。然后，该收集板可以具有不同膨胀，这些不同膨胀也能够对收集板造成损坏，从而损害其密封。
本发明的目的是提供一种收集板，其能够减少甚至完全避免裂缝和/或损坏的出现。
发明内容
为此，本发明提出一种用于机动车辆热交换器的收集板，包括用于热交换器的第一管束的管的第一接收区和用于热交换器的第二管束的管的第二接收区，所述收集板具有凹槽，所述凹槽在所述第一和第二接收区之间延伸，所述收集板在凹槽的区域中更薄。
因此，在凹槽的区域中板的变薄使得可以形成“变形凹口”，这使得收集板能够更加柔韧并且便于收集板适应第一和第二束的管的不同膨胀。特别地，位于上述两个部分之间的该变薄便于这两个部分围绕该变薄的相对枢转。
根据本发明的优选实施例，收集板包括以下特征中的一个或多个，单独地或组合地采用：
-凹槽的区域中的变薄对应于收集板在凹槽的区域中的最小厚度，其大于收集板在凹槽的区域中的最大厚度的50％和/或小于75％；
-凹槽由收集板的折叠部限定；
-折叠部具有U形横截面；
-收集板的变薄位于折叠部的U形横截面的一个或多个角度的区域中；
-收集板具有在与具有凹槽的收集板的面相对的收集板的一个面上减小收集板的厚度的通道或变形；
-在收集板的一个面上，凹槽设计成朝向与收集板形成至少一个水室的盖定向；
-收集板具有基本上矩形形状，优选地具有圆角，并且凹槽在收集板的纵向方向上延伸；
-用于管的第一和/或第二接收区包括多个槽，所述槽优选地是平行的，每个槽优选地设计成由一个相应管的端部穿过；
-每个槽位于收集板的突起的顶部，突起优选地是椭圆形形状，该椭圆形形状的长度进一步优选地基本垂直于凹槽，并且突起优选地从具有凹槽的收集板的面突出；
-收集板形成围绕第一和第二接收区的凹部，凹槽在任一侧通向凹部。
根据另一特征，本发明涉及一种用于机动车辆的热交换装置，特别是用于冷却机动车辆的发动机的散热器，具有两个有条理的通道，包括第一和第二管束、第一收集板和第二收集板、至少一个第一盖，优选地是固定到第一收集板并形成进水口和出水口的单个第一盖，以及第二盖，其固定到第二收集板并在第一管束和第二管束之间形成用于水的引导，第一收集板如上所述以其所有组合。
优选地，根据本发明的热交换器包括以下特征中的一个或多个，单独地或组合地采用：
-热交换装置还包括第一密封环，其容纳在布置在第一收集板和第一盖的壁之间的第一收集板的凹槽中，以将进水口和第一管束流体连通的分配空间与将出水口和第二管束流体连通的收集空间分开，密封环优选地具有U形横截面；
-凹槽接收夹在第一收集板和第一盖板的壁之间的单个第二密封环，该密封环优选地具有U形横截面；以及
-第二密封环具有带有中心臂的八字形形状，中心臂形成容纳在第一收集板的凹槽中的第一密封环。
附图说明
通过阅读以下参考附图以说明的方式提供的非限制性描述，将更清楚地理解本发明，其中：
-图1和2分别以透视图和正视图示出了用于机动车辆的热交换器；
-图3和4分别以透视图和沿线IV-IV的剖视图示出了图1的热交换器的收集板；
-图5示出了图4的细节；
-图6示出了图5的细节的变体；以及
-图7和8分别以剖视图和分解图示出了图1的热交换器的组件的细节。
具体实施方式
在说明书的其余部分中，相同或相同功能的元件具有相同的附图标记。出于简明描述的目的，仅描述了所示实施例之间的差异。
图1和2示出了热交换器10(或热交换器)的实施例。在这种特殊情况下，它是一种用于冷却机动车辆的变速箱和发动机的具有两个有条理的通道的热交换器。这种交换器可以例如借助于由机动车辆的位移速度产生的空气流F冷却穿过其中的水。
热交换器10基本上包括在两个平行平面中延伸的两束管12(图1和图2中仅一个可见)，这两个平行平面在垂直于平面的方向上相对于彼此偏移。管束组装在接收管12的端部和两个侧面颊板18、20的两个收集板14、16之间。收集板14、16具有大致矩形形状，在该特定情况下具有圆角。收集板14、16可以由金属特别是铝制成。
第一盖22固定到位于热交换器10的第一纵向端的收集板14，由此形成的组件有时被称为水室。第一盖22形成热交换器10的进水口24和出水口26。第一盖22还与收集板14形成两个空间：
-第一所谓的分配空间将进水口24与第一管束流体连通，在该特定情况下，图中不可见的管束设计成相对于冷却空气流F的传播方向放置在下游；
-第二所谓的收集空间使出水口26与第二管束流体连通。
第二盖28固定到位于热交换器10的与第一端相对的第二端处的收集板16。该第二盖28与收集板16一起限定了中空空间，其使第一和第二束管12流体连通。
该热交换器10的操作可总结如下：
-热水通过进水口24进入热交换装置10；
-热水穿过由第一盖22和收集板14形成的分配空间朝向位于在空气流F的方向上相对于第二管束12下游的第一管束12，该第一管束12因此与通过与第二管束12接触而预先加热的空气接触；
-在热交换器10的与进水口24相对的端部，水由盖28引导半转，盖28将水引导到第二管束12；
-然后水穿过该第二管束12，直到其到达由第一盖22和收集板14形成的收集空间，其将冷却的水引导到出水口26。
因此，第一管束12被通常比穿过第二管束12的流体更热的流体穿过。结果，第一管束的管比第二管束的管膨胀到更大的程度。由于这两束管12固定在两个收集板14、16上，特别是通过钎焊，所以管的不同膨胀沿基本平行于管的延伸方向并且因此基本上垂直于收集板14、16的平面的方向在收集板上产生力。
然而，如下所述，在这种情况下，收集板14设计成限制这些膨胀的影响，特别是为了避免出现裂缝或其他可能损害收集板14、16的密封的更严重损坏的风险，使热交换装置10无效或者至少效率较低。
因此，如图3所示，其示出了收集板的面14a(下文称为内面14a)，其设计成朝向第一盖22定向并且与图4中所示的面14b(下文称为外面)相对，收集板14包括两个区30、32，用于接收第一和第二管束12的管。在这种情况下，这些区相对于板14的纵向中间平面对称。每个接收区30、32由收集板14的大致一半形成。管30、32的每个接收区包括例如用于接收管束12的管的相同数量的槽34，槽34被管的端部穿过，使得这些分别通向分配空间或进入由第一盖22限定的收集空间。为了确保该组件的密封，可以将管钎焊到收集板14上，特别是在这些槽34的区域中。此外，在这种情况下，槽34在相对于收集板14的内面14a的凸起或突起36的顶部处产生。突起可以是椭圆形的，如图3所示，以使它们更加刚性和/或使它们适应管的形状，其端部由所述突起接收。优选地，为了优化槽34的数量，突起36的椭圆形状的主方向因此基本上对应于收集板14的宽度。
两个接收区30、32由内面14a中的凹槽38分开。凹槽38设计成容纳密封环，在分配空间和收集空间之间提供密封。
在这种情况下，凹槽38以对应于收集板14的纵向方向的直线延伸。凹槽38的这种形状特别适于接收在收集板14和第一盖22之间提供密封的密封件，所述密封件的几何形状优选地是简单的，以确保其效率。
在这种情况下，凹槽38由收集板14的折叠部40形成。该实施例是特别有利的，因为折叠部40可以在与形成槽34和/或突起36的冲压步骤相同的冲压步骤期间产生。
在这种情况下，折叠部40具有U形横截面。折叠部40的这种形状为其提供了更大的灵活性。更具体地并且如图5中可见，特别地，折叠部40包括围绕限定凹槽38的基部的腹板46的两个颊板42、44。颊板42、44与腹板形成例如70°和130°之间的角度。特别地，颊板和腹板之间的角度可被定义为在颊板42、44的区域中与收集板14的面14a的切线和与收集板14的延伸平面平行的平面之间的最大角度。
如在图5中更特别可见，收集板14在凹槽38的区域中具有变薄。更具体地，在这种情况下，收集板14的厚度至少局部地在凹槽38的区域中为最小emin。这种变薄可以基本上在折叠部40的U形横截面的一个或多个角度的区域中产生，即在角部48的区域中在折叠部40的颊板42、44和腹板46之间的连接处。板14的厚度emin可以是板14在折叠部40的区域中的最大厚度emax的50％和75％之间。特别地，板14的厚度emin可以大于0.8mm和/或小于1.2mm。板14在折叠部40的区域中的最大厚度emax可以大于1mm和/或小于2mm，特别是基本上等于1.5mm。在这种情况下，该最大厚度emax是板14在折叠部40的颊板42、44的未连接到腹板46的端部处的厚度。厚度emax可以等于板14在接收区30、32的区域中的厚度，特别是在凹槽38附近。
图6示出了一种变型，其中收集板14在其外面14b上具有形成更显著变薄的变形或通道50。通道50在凹槽38的区域中产生。通道50尤其平行于凹槽38延伸。通道50又可以允许在折叠部40的区域中形成收集板14的变薄。然而，可替代地，除了关于图5所描述的变薄之外，还产生该通道50。特别有利地，与接收第二管束的管(即由较冷的流体穿过的管)的接收区相比，通道50和/或板14在凹槽38的区域中的任何变薄更靠近接收第一管束的管(即由较热的流体穿过的管)的接收区产生。特别地，当凹槽以折叠部40的形式产生时，变薄和/或凹槽50不会在折叠部40的顶部产生，而是相对于该顶部在由较热流体穿过的管的接收区域的方向上偏移。这使得可以通过围绕变薄的旋转来促进收集板14在凹槽38的区域中的变形。
图7和8更详细地示出了第一盖22在第一收集板14上的组装。密封环52容纳在凹槽38中。密封环52具有U形横截面，以便容纳在凹槽38中并接收第一盖22的壁54。壁54使得可以将一方面与进水口24且另一方面与第一管束流体连通的分配空间和一方面与出水口26且另一方面与第二管束流体连通的收集空间分开。
如在图8中更特别可见，密封环52有利地是密封件56的中心臂，其形状为八字形。密封件56可以具有U形横截面，以便接收第一盖22的壁，从而提供这些盖的密封。未容纳在凹槽38中的密封件56的部分容纳在凹部58中，凹部58在收集板14的内面14a中产生并围绕第一和第二接收区30、32。
本发明不仅仅限于所描述的实施例，而是具有本领域技术人员可以获得的许多变型的可能性。
特别地，在所述实施例中，单个第一盖形成热交换装置的进水口和出水口。然而，作为变型，进水口和出水口由单独的盖形成。

Claims (20)

1.一种用于机动车辆热交换器(10)的收集板(14)，包括用于热交换器(10)的第一管束的管的第一接收区(30)和用于热交换器的第二管束的管的第二接收区(32)，所述收集板(14)具有凹槽(38)，所述凹槽(38)在所述第一和第二接收区(30；32)之间延伸，所述收集板(14)在凹槽(38)的区域中更薄，
其中，所述收集板(14)具有在与具有凹槽(38)的收集板(14)的面(14a)相对的收集板(14)的一个面(14b)上减小收集板(14)的厚度的通道(50)或变形。
2.如权利要求1所述的收集板，其中，所述凹槽(38)的区域中的变薄对应于所述收集板(14)在凹槽(38)的区域中的最小厚度(emin)，其大于收集板(14)在凹槽(38)的区域中的最大厚度(emax)的50％和/或小于收集板(14)在凹槽(38)的区域中的最大厚度(emax)的75％。
3.如权利要求1或2所述的收集板，其中，所述凹槽(38)由所述收集板(14)的折叠部(40)限定。
4.如权利要求3所述的收集板，其中，所述折叠部(40)具有U形横截面。
5.如权利要求4所述的收集板，其中，所述收集板(14)的变薄位于所述折叠部(40)的U形横截面的一个或多个角度的区域中。
6.如权利要求1或2所述的收集板，其中，在所述收集板(14)的面(14a)上，所述凹槽(38)设计成朝向与收集板(14)形成至少一个水室的盖(22)定向。
7.如权利要求1或2所述的收集板，其具有基本上矩形形状，其中，所述凹槽(38)在收集板(14)的纵向方向上延伸。
8.如权利要求1或2所述的收集板，其中，用于管的第一和/或第二接收区(30；32)包括多个槽(34)，每个槽(34)设计成由一个相应管的端部穿过。
9.如权利要求8所述的收集板，其中，每个槽(34)位于收集板(14)的突起(36)的顶部，所述突起(36)是椭圆形形状，该椭圆形形状的长度基本垂直于所述凹槽(38)。
10.如权利要求1或2所述的收集板，其形成围绕所述第一和第二接收区(30； 32)的凹部(58)，所述凹槽(38)在任一侧通向所述凹部(58)。
11.如权利要求7所述的收集板，其中，所述收集板的矩形形状具有圆角。
12.如权利要求8所述的收集板，其中，所述多个槽(34)是平行的。
13.如权利要求9所述的收集板，其中，所述突起从具有凹槽(38)的收集板(14)的面(14a)突出。
14.一种用于机动车辆(10)的热交换装置，其具有两个有条理的通道，包括第一和第二管束(12)、第一收集板(14)和第二收集板(16)、第一盖(22)，其固定到所述第一收集板(14)并形成进水口(24)和出水口(26)，第二盖(28)，其固定到所述第二收集板(16)并在所述第一管束和第二管束(12)之间形成用于水的引导，所述第一收集板(14)是根据前述权利要求中任一项所述的收集板。
15.如权利要求14所述的热交换装置，还包括第一密封环(52)，其容纳在布置在所述第一收集板(14)和第一盖(22)的壁(54)之间的第一收集板(14)的凹槽(38)中，以将进水口(24)和第一管束流体连通的分配空间与将出水口(26)和第二管束(12)流体连通的收集空间分开。
16.如权利要求15所述的热交换装置，其中，凹部(58)接收夹在第一收集板(14)和第一盖(22)的壁之间的单个第二密封环(56)。
17.如权利要求16所述的热交换装置，其中，所述第二密封环(56)具有带有中心臂的八字形形状，所述中心臂形成容纳在第一收集板(14)的凹槽(38)中的第一密封环(52)。
18.如权利要求15所述的热交换装置，其中，所述第一密封环(52)具有U形横截面。
19.如权利要求16所述的热交换装置，其中，所述第二密封环(56)具有U形横截面。
20.如权利要求14所述的热交换装置，其中，所述热交换装置是用于冷却机动车辆的发动机的散热器。
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