CN110388844A - 用于连接进行热传导的设备的壳体元件的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于连接进行热传导的设备的壳体元件的系统。所述系统具有壳体，壳体的第一壳体元件和第二壳体元件以端侧朝向彼此定向并且能够形状配合地连接。在此壳体元件以在端侧的区域中构成的侧棱边彼此贴靠。所述连接构成为锁合设备，其具有第一锁止元件和第二锁止元件。第一锁止元件构成为分别具有平行于端侧定向的平坦的面的凹部。在第一壳体元件的侧棱边的外侧上分别在第一锁止元件和端侧之间构成有从侧棱边伸出的成型部，所述成型部在朝向第一锁止元件的一侧上具有设置在由第一锁止元件的平坦的面展开的平面中的平坦的面，使得第一锁止元件的和成型部的平坦的面构成用于第二锁止元件的连续的支承面。

Description

用于连接进行热传导的设备的壳体元件的系统
技术领域
本发明涉及一种尤其用于在机动车辆中应用的、用于连接进行热传导设备的壳体元件的系统。所述设备具有壳体，所述壳体具有第一壳体元件和第二壳体元件，所述第一壳体元件和第二壳体元件以端侧朝向彼此定向并且可经由形状配合的连接彼此连接。
背景技术
上述类型的热交换器主要用于冷却排气，尤其内燃机的排气，所述排气与待输送给燃烧过程的新鲜空气混合，以便一方面实现氧含量的降低。另一方面也利用排气的热能。热交换器例如在内燃机的吸入侧处或者在与燃料电池的连接部中使用。
设置在内燃机的吸入侧上的所谓的增压空气冷却器由此是热交换器，所述热交换器用于降低输送给马达的燃烧空气的温度。热交换器在此在压缩机元件如涡轮增压机和内燃机的进入阀之间构成并且用于导出因空气压缩而产生的热量的至少一部分。
在EP 0 285 504 A1中描述了一种具有两件式的壳体的热交换器，所述壳体具有容纳元件和盖元件。容纳元件具有用于传导空气的连接部的连接管。壳体以围绕一排热交换器管道的方式构成并且构成用于待冷却的空气在空气的连接管之间的通道。在壳体的闭合状态中，这两个壳体元件例如借助于紧固带或者U形钉相对于彼此固紧。紧固带在此被旋紧。
从现有技术中也已知的是，壳体元件根据壳体元件的材料彼此钎焊、熔焊或者粘接。
在DE 10 2008 001 660 A1中公开了一种用于机动车辆的排气系的热交换器，所述热交换器具有独立地构成的引导排气的热交换器管道，所述热交换器管道设置在闭合的壳体中。由冷却剂穿流的壳体由壳体盖和外罩部分构成，所述壳体盖和外罩部分例如借助于机械的保持机构如螺丝或者铆钉或者借助于无辅助机构的连接，如卷边来彼此连接。
从现有技术中已知的增压空气冷却器或排气冷却器非常复杂地构成并且具有大量部件，例如用于封闭壳体的部件，使得尤其壳体通常需耗费地制成并且以大的时间耗费来安装。
热交换器的壳体元件借助于无辅助机构的连接，如锁止连接来彼此连接以封闭壳体，所述壳体元件对于锁止元件的适合深度仅提供受限的结构空间。与锁止元件的支承面的尺寸相比过小的深度引起不充分的，尤其形状配合的连接从而引起不期望地打开锁止连接的风险提高，特别是在热交换器以高的压力加载和高的压力脉冲负荷运行期间。
与锁止元件的支承面的尺寸相比更大的深度可能通过支承面朝向壳体的内部扩张而实现。然而，沿着由壳体围绕的体积从而可利用的内部的结构空间是极其受限的。此外，锁止连接部尤其支承面沿着所给出的方向的扩张可能引起壳体元件中的至少一个壳体元件的非常大规模的变形，这又提高了材料疲劳的风险从而提高了锁止连接进而壳体被破坏的风险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种以无辅助机构的方式连接壳体元件，尤其进行热传导的设备的壳体元件的改进的系统。所述系统应当以最小的结构空间需求构成为，防止不期望地断开所述连接，特别是在所述连接承受高负荷的情况下，例如在热交换器的压力加载高和压力脉冲负荷高的情况下进行运行期间。由壳体围绕的内部体积应当保持不变。所述系统还应当可简单地操作，具有防止所述连接的材料疲劳和破坏的最大耐久力以及产生最小的制造成本和材料成本。
所述目的通过具有根据本发明的特征的主题来实现。改进方案在下文中说明。
所述目的通过一种尤其用于在机动车辆中应用的、用于连接进行热传导的设备的壳体元件的根据本发明的系统来实现。所述系统具有壳体，所述壳体具有第一壳体元件和第二壳体元件，所述第一壳体元件和第二壳体元件以端侧朝向彼此定向并且可经由形状配合的连接彼此连接。
壳体元件以在端侧的区域中构成的侧棱边彼此贴靠。所述连接构成为锁合设备，所述锁合设备具有设置在第一壳体元件的侧棱边上的第一锁止元件和设置在第二壳体元件的侧棱边上的第二锁止元件。在此，第一锁止元件构成为凹部，所述凹部分别具有平行于端侧定向的平坦的面。
锁合设备具有与第一和第二锁止元件彼此相对应的功能元件，尤其用于将壳体元件可松开地连接和简单地形状配合地接合。在接合在一起的过程期间，锁止元件中的一个锁止元件弹性变形，其在所述过程结束时与另一锁止元件形状配合地卡住。
第一壳体元件和第二壳体元件有利地以共同围绕体积的方式构成。
根据本发明的设计理念，在第一壳体元件的侧棱边的外侧上分别在第一锁止元件和端侧之间构成从侧棱边伸出的成型部。所述成型部在朝向第一锁止元件的一侧上具有在由第一锁止元件的平坦的面展开的平面中的平坦的面，使得第一锁止元件的和成型部的平坦的面构成用于第二锁止元件的连续的支承面。
壳体元件的侧棱边优选分别沿着垂直于端侧的方向定向并且围绕端侧在整个环周上设置。壳体元件在侧棱边处在整个环周上彼此贴靠。
根据本发明的一个优选的设计方案，成型部分别在第一锁止元件的整个平行于端侧定向的伸展范围上延伸。
从侧棱边伸出的成型部有利地在不同于朝向第一锁止元件的一侧的侧上以持续地过渡到由侧棱边展开的平面中的方式构成。
根据本发明的一个改进方案，设置在第一壳体元件上的第一锁止元件以从侧棱边起延伸到由壳体围绕的体积中的方式构成。
在相邻地设置的第一锁止元件之间有利地分别设有连接片。第一壳体元件的侧棱边连同与第一锁止元件和连接片在此优选构成为闭合的面。
本发明的特别的优点在于，设置在第一锁止元件上的、分别从侧棱边起凹状地成形的面构成用于容纳锁合设备的第二锁止元件。
第一锁止元件在此优选在凹状地成形的面的顶点处具有作为至侧棱边的外侧的最大尺寸的最大深度。
根据本发明的另一有利的设计方案，第二壳体元件的第二锁止元件构成为具有一定形状的锁止隆起部，使得可一体地容纳在第一壳体元件的第一锁止元件之内。
根据本发明的一个改进方案，第二锁止元件分别具有沿着第一锁止元件的支承面的方向定向的平坦的面，其中第一壳体元件的第一锁止元件的支承面和第二壳体元件的第二锁止元件的平坦的面以彼此贴靠的方式设置。
根据本发明的另一优选的设计方案，第二壳体元件具有用于容纳第一壳体元件的成型部的开口。
本发明的另一优点在于，壳体元件分别具有矩形的横截面，所述横截面具有两个长边和两个窄边，并且锁止元件至少在壳体元件上的长边上构成。锁止元件也可以设置在整个环周上从而可以不仅设置在长边上而且设置在窄边上。
壳体元件优选由铝或者塑料构成。
根据本发明的用于连接进行热传导的设备的，尤其是冷却剂冷却的或者空气冷却的增压空气冷却器的壳体元件的系统总的来说具有如下多种优点：
-作为用于锁合设备的第一壳体元件的配对件的第二壳体元件的形状改变最小或者没有形状改变，第一壳体元件不改变从而获得鲁棒性，
-最小的空间结构需求和最大的紧凑性，
-在制造时最小的成本和最小的材料耗费，
-非常简单的安装。
附图说明
本发明的设计方案的其它细节、特征和优点从接下来参照附图对实施例的描述中得出。附图示出：
图1a和1b示出现有技术中的进行热传导的设备的第一壳体元件的立体视图，所述第一壳体元件具有壁部和连接区域；
图1c和1d分别以侧向剖视图示出现有技术中的用于将图1a和1b中的第一壳体元件以与所述设备的第二壳体元件组合的方式连接的系统，所述系统处于闭合的设置方式中；
图2a和2b示出进行热传导的设备的第一壳体元件的立体视图，所述第一壳体元件具有壁部和连接区域；
图2c和2d分别以侧向剖视图示出根据本发明的用于将图2a和2b中的第一壳体元件以与所述设备的第二壳体元件组合的方式连接系统，所述系统处于闭合的设置方式中；
图2e示出进行热传导的设备的第一壳体元件的立体剖视图，所述第一壳体元件具有连接区域；以及
图3示出进行热传导的设备的第二壳体元件的局部的立体视图。
具体实施方式
在图1a和1b中分别示出现有技术中的进行热传导的设备的第一壳体元件1’的立体视图，所述第一壳体元件具有壁部2和连接区域3’。从图1b中获知第一壳体元件1’的局部在放大视图。
第一壳体元件1’构成为，与未示出的第二壳体元件围绕一个体积。在所述体积之内能够集成有未示出的热传导装置，所述热传导装置由第一流体穿流和由第二流体绕流。在所述流体之间能够传导热。在此，这些流体中的一个流体流过在壁部2中构成的通道4进入到由第一壳体元件1’和由第二壳体元件围绕的体积中，由壳体元件1’的相应的壁部2有针对性地围绕热传导装置传导，并且紧接着流过未示出的通道再次流出所述体积。
第一壳体元件1’具有连接区域3’，在所述连接区域中，第一壳体元件1’和第二壳体元件以彼此贴靠、封闭所述设备的方式设置。第一壳体元件1’的连接区域3’和第二壳体元件的连接区域分别构成为锁合设备的彼此相对应的部件以形状配合地连接第一壳体元件1’和第二壳体元件。
连接区域3’分别在壳体元件1’的端侧5的区域中构成。壳体元件1’的端侧5在通过方向x、y展开的平面中并且相对于彼此定向为，使得壳体元件1’的壁部2的侧棱边6’在整个环周上彼此贴靠。壳体元件1’的分别沿着方向y从端侧5起延伸的并且围绕端侧5在整个环周上构成的侧棱边6’相互重叠。在侧棱边6’的重叠的区域中分别构成有连接区域3’。
在第一壳体元件1’的连接区域3’中构成的锁合设备具有第一锁止元件7’，所述第一锁止元件沿着侧棱边6’围绕敞开的端侧5在整个环周上设置。第一锁止元件7’构成为凹部或构成为锁止槽，所述凹部或锁止槽分别从侧棱边6’起向内延伸，即延伸到由壳体元件1’围绕的体积中。在相邻地设置的锁止元件7’之间分别设有连接片8。侧棱边6’与锁止元件7’和连接片8构成为不具有通孔的闭合的面，以及除了槽状的锁止元件7’的区域以外，在外侧上构成为平坦的面。
第一锁止元件7’均匀地分布在侧棱边6’上并且彼此间分别以相同的间距设置。在相邻的第一锁止元件7’之间构成的连接片8沿着侧棱边6的环周方向，也就是说，相应地沿着方向x、y分别具有相同的宽度。第一锁止元件7’沿着z方向以彼此对齐地定向的方式设置。
锁止槽7’具有从侧棱边6’起凹状地成形的面以容纳锁合设备的第二锁止元件，所述第二锁止元件在未示出的第二壳体元件上构成。锁止槽7’在凹状地成形的面的顶点处分别具有至侧棱边6’的外侧的最大尺寸，其中将所述最大尺寸理解为沿着垂直的定向距侧棱边6’的平面的距离。锁止槽7’，在垂直于方向z定向地设置的侧上，通过平坦的、描绘锁止槽7’的横截面的并且分别在由方向x、y展开的平面中设置的面限界。在此，分别朝向端侧5定向的平坦的面用作为用于锁合设备的第二锁止元件的支承面。
第一锁止元件7’的用于第二锁止元件的支承面的最大伸展范围在此对应于凹状地成形的面的顶点和侧棱边6’的外侧之间的尺寸。
从图2a和2b中得到进行热传导的设备的第一壳体元件1的立体视图，所述第一壳体元件具有壁部2和连接区域3。在图2b中示出第一壳体元件1的局部的放大视图。
根据图2a和2b的第一壳体元件1与根据图1a和1b的第一壳体元件1’的区别主要在于构成为锁合设备的连接区域3的设计方案。关于第一壳体元件1、1’的部件的相同的构成参见对图1a和1b的说明。相同的部件和特征设有相同的附图标记。
第一壳体元件1、1’的连接区域3、3’之间的主要区别在此在于第一锁止元件7、7’的构成方式。根据图2a和2b的第一壳体元件1的第一锁止元件7沿着方向z，尤其朝向敞开的端侧5，构成有成型部9。分别设置在锁止槽7和敞开的端侧5之间的成型部9在侧棱边6上以从侧棱边6向外伸出的方式设置并且分别在第一锁止元件7的整个沿着方向y定向的伸展范围上延伸。
在此，每个成型部9构成为从侧棱边6处突出的凸缘，所述凸缘在三个侧上持续地过渡到由侧棱边6展开的平面中。成型部9和侧棱边6之间的持续的、倒圆的过渡部是壁部2的应力低的区域。
在成型部9的朝向锁止槽7的第四侧上，成型部9构成有设置在由方向x、y展开的平面中的平坦的面并且具有至侧棱边6的平面的最大伸展范围。由此，第一锁止元件7的用于锁合设备的第二锁止元件的支承面的最大伸展范围对应于在锁止槽7的凹状地成形的面的顶点和侧棱边6的外侧之间的尺寸加上成型部9沿着垂直方向至侧棱边6的外侧的平面的伸展范围。由此，设置在壳体元件1的长边上的第一锁止元件7的支承面因此例如对应于沿着方向z设置的、描述锁止槽7的横截面的并且分别设置在由方向x、y展开的平面中的面加上分别在成型部9的朝向锁止槽7的第四侧上构成的平坦的面。
成型部9主要用于增大第一锁止元件7的用于在连接区域3中构成的锁合设备的第二锁止元件的支承面。
锁合设备的第一锁止元件7的支承面12相对于现有技术中的锁合设备的壳体元件1’的支承面12’的增大在图1c和1d以及图2c和2d中示出的系统的对照中变得明确。
在图1c和1d中分别示出现有技术中的系统，所述系统用于将图1a和1b中的设备的第一壳体元件1’以与设备的第二壳体元件10组合的方式连接，而在图2c和2d中分别以侧向剖视图示出在闭合的设置方式中的根据本发明的系统，所述根据本发明的系统用于将图2a和2b中设备的第一壳体元件1以与设备的第二壳体元件10组合的方式连接。从图2e中看到进行热传导的设备的第一壳体元件1的立体剖视图，所述第一壳体元件具有连接区域3。
第二壳体元件10在连接区域3、3’中具有构成为锁止隆起部的第二锁止元件11，所述第二锁止元件与第一锁止元件7、7’相对应并且与第一锁止元件7、7’的连接地形成锁合设备。第二锁止元件11以一定形状构成，使得完全地容纳在第一锁止元件7、7’之内并且具有在由方向x、y展开的平面中定向的一侧上的平坦的支承面。
在所述设备的闭合状态中，第一锁止元件7、7’的支承面12、12’和第二锁止元件11的支承面彼此贴靠。尤其沿着方向z相互挤压的第一锁止元件7、7’和第二锁止元件11形状配合地彼此连接。
根据图2a至2d的第一壳体元件1的第一锁止元件7的支承面12的大小与根据图1a至1d的现有技术中的第一壳体元件1’的第一锁止元件7’的支承面12’的大小的区别在于沿着方向x定向的深度T、T’。第一锁止元件7的深度T又通过第一壳体元件1的在侧棱边6上构成的成型部9共同决定。
现有技术中的设备的第一壳体元件1’的第一锁止元件7’的支承面12’的深度T’在此对应于支承面12’的如下最大伸展范围，即凹状地成形的面的顶点和侧棱边6’的外侧之间的尺寸。
相对于此，根据图2a至2d的设备的第一壳体元件1的第一锁止元件7的支承面12的深度T对应于支承面12的最大伸展范围，即凹状地成形的面的顶点和侧棱边6的外侧之间的尺寸加上成型部9沿着垂直方向至侧棱边6的外侧的平面的伸展范围。
也根据借助于虚线示出的基面13图解说明第一锁止元件7、7’的支承面12、12’的深度T、T’之间的差别。基面13在此对应于现有技术中的设备的第一壳体元件1’的侧棱边6’的外侧。
第二壳体元件10在连接区域3、3’中还具有开口14，所述开口从朝向第一壳体元件1、1’的侧棱边6、6’的外侧定向的表面起沿着方向x延伸。在开口14作为通孔的优选的实施方式中，开口14延伸穿过第二壳体元件10的壁部。
开口14在此构成为，与第一壳体元件1的成型部9相对应。在第一锁止元件7上构成的成型部9设置在第二壳体元件10的开口14之内。第二壳体元件10的构成有开口14的区域也称为用于成型部9的容纳区域14。
通过构成第一壳体元件1的成型部9从而增大锁合设备的支承面12，优化壳体元件1、10的连接特性从而防止所述连接的不期望的断开，特别是在所述设备在承受高负荷的情况下，例如在所述设备的压力加载高并且压力脉冲负荷高的情况下进行运行期间。在此，不仅由壳体围绕的内部体积保持不变而且进行热传导的设备的整个结构空间需求保持不变。
图3以立体视图示出进行热传导的设备的构成为盖元件的第二壳体元件10的局部。第二壳体元件10的端侧和覆盖面在由方向x、y展开的平面中定向。侧棱边垂直于覆盖面并且围绕覆盖面在整个环周上构成。
侧棱边具有锁合设备的第二锁止元件11以及用于容纳第一壳体元件1的成型部9的开口14。构成为穿过侧棱边的通孔的开口14沿着方向z与第二锁止元件11相邻地设置，使得与每个第二锁止元件11相关联地构成开口14。
分别相邻地设置的第二锁止元件11沿着第二壳体元件10的端侧彼此连接，以便确保锁合设备的高的稳定性。
附图标记列表
1、1’ 第一壳体元件
2 壁部
3、3’ 连接区域
4 通道
5 端侧
6、6’ 侧棱边
7、7’ 第一锁止元件，锁止槽
8 连接片
9 成型部
10 第二壳体元件
11 第二锁止元件
12、12’ 锁合设备的支承面
13 基面
14 开口，成型部9的容纳区域
x、y、z 方向
T、T’ 支承面的深度

Claims (14)

1.一种用于连接进行热传导的设备的壳体元件(1，10)的系统，所述系统具有壳体，所述壳体具有第一壳体元件(1)和第二壳体元件(10)，所述第一壳体元件和第二壳体元件以端侧(5)朝向彼此定向并且能够经由形状配合的连接彼此连接，其中所述壳体元件(1，10)借助于在所述端侧(5)的区域中构成的侧棱边(6)彼此贴靠，并且所述连接构成为锁合设备，所述锁合设备具有设置在所述第一壳体元件(1)的侧棱边(6)上的第一锁止元件(7)和设置在所述第二壳体元件(10)的侧棱边上的第二锁止元件(11)，其中所述第一锁止元件(7)构成为凹部，所述凹部分别具有平行于所述端侧(5)定向的平坦的面，其特征在于，在所述第一壳体元件(1)的侧棱边(6)的外侧上分别在第一锁止元件(7)和所述端侧(5)之间构成有从所述侧棱边(6)伸出的成型部(9)，所述成型部在朝向所述第一锁止元件(7)的一侧上具有设置在由所述第一锁止元件(7)的平坦的面展开的平面中的平坦的面，使得所述第一锁止元件(7)的和所述成型部(9)的平坦的面构成用于第二锁止元件(11)的连续的支承面(12)。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，侧棱边(6)以沿着垂直于所述端侧(5)的方向定向的方式设置并且围绕所述端侧(5)在整个环周上构成。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，成型部(9)以在第一锁止元件(7)的整个平行于所述端侧(5)定向的伸展范围上延伸的方式构成。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其特征在于，从所述侧棱边(6)伸出的成型部(9)在不同于朝向所述第一锁止元件(7)的一侧的侧上以持续地过渡到由所述侧棱边(6)展开的平面中的方式构成。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其特征在于，所述第一锁止元件(7)从所述侧棱边(6)起以延伸到由所述壳体围绕的体积中的方式构成。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，在相邻地设置的第一锁止元件(7)之间构成有连接片(8)。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述第一壳体元件(1)的侧棱边(6)与所述第一锁止元件(7)和所述连接片(8)构成为闭合的面。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的系统，其特征在于，所述第一锁止元件(7)分别构成有从所述侧棱边(6)起凹状成形的面以容纳所述锁合设备的第二锁止元件(11)。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述第一锁止元件(7)在所述凹状成形的面的顶点处具有作为至所述侧棱边(6)的外侧的最大尺寸的深度(T)。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的系统，其特征在于，所述第二锁止元件(11)构成为具有一定形状的锁止隆起部，使得可一体地容纳在所述第一锁止元件(7)之内。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的系统，其特征在于，所述第二锁止元件(11)分别具有沿着所述第一锁止元件(7)的支承面(12)的方向定向的平坦的面，其中所述第一锁止元件(7)的支承面(12)和所述第二锁止元件(11)的平坦的面以彼此贴靠的方式设置。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的系统，其特征在于，所述第二壳体元件(10)具有用于容纳所述第一壳体元件(1)的所述成型部(9)的开口(14)。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的系统，其特征在于，所述壳体元件(1，10)具有矩形的横截面，所述横截面具有两个长边和两个窄边，并且所述锁止元件(7，11)至少在所述壳体元件(1，10)的所述长边上构成。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的系统，其特征在于，所述壳体元件(1，10)由铝或者塑料构成。
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