CN110945309B - 用于机动车辆的热交换器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆的热交换器，包括：芯(2)，其包括开口端堆叠管(3)的管束，并且包括顶部和底部极端管(3a、3b)；集管(4、5)，每个集管具有带有角部(4b、5b)的成形凸缘(4a、5a)，并与管(3、3a、3b)的开口端连接；以及侧壳体部分(6、7)，其位于芯(2)的相对侧，并且至少部分地在极端管(3a、3b)之间和集管(4、5)之间延伸。至少一个侧壳体部分(6、7)具有至少一个突起(10)，突起(10)在其角部中从侧壳体部分(6、7)突出并弯曲以接触管束的侧表面；至少一个突起(10)具有外部表面(10')，其与管束相对并形成为在集管角部(4b、5b)中与集管(4、5)的凸缘(4a、5a)的轮廓形状相匹配的形状；其中，至少一个突起(10)的所述外部表面(10')邻接所述集管(4、5)的凸缘(4a、5a)，以确保集管(4、5)在其角部(4b、5b)处与凸缘(4a、5a)液密连接。

Description

用于机动车辆的热交换器
技术领域
本发明涉及一种用于机动车辆的热交换器。
背景技术
机动车辆中使用的热交换器设计成用于冷却供应给发动机的燃烧用空气，以提高发动机效率。典型的热交换器包括由管束构成的芯，该管束包括彼此平行并彼此隔开一定距离的扁管，并且其开口相对端附接到集管，以向单个管供应和排放空气。集管分别与入口和出口连接器管连接。在芯的侧面放置有侧壳体部分，其包括冷却液(通常是水)的入口和出口。侧壳体部分与极端芯管和集管一起形成液密壳体，其中冷却液围绕气管流通，从而冷却通过其中的空气。组装完热交换器后，通常将极端管和集管的表面以及侧壳体部分的边缘在焊接炉中焊接在一起，以确保冷却液的密封性。
这种热交换器的生产中的一个基本问题在于，确保热交换器壳体的密封性，防止流通液体的泄漏，特别是在集管凸缘的角部处。已经进行了各种尝试来解决该问题，但是结果并不令人满意。
DE102010040983公开了一种热交换器，该热交换器具有芯，该芯具有管束，该管束包括扁管，扁管的相对开口端与集管连接，并且包括围绕芯的壳体。为了改善焊接后的冷却器的密封性并固定壳体部分相对于集管的位置，已经使用了平板突起。突起布置在壳体的侧壁边缘上，并且在侧壁的平面中并且沿着芯的极端管的侧面延伸。此外，已经使用了切口，该切口在集管中制成，并且布置为在将侧壁与集管连接时容纳相应的板突起。
发明内容
本发明的目的是提供一种热交换器，其特征在于，改进了集管凸缘的角部的密封性，从而消除了冷却液的泄漏。
本发明的另一目的是提供一种水增压空气冷却器，其特征在于，改进了集管凸缘的角部的密封性，从而消除了冷却液的泄漏。
根据独立权利要求1的特征实现本发明的目的。
优选实施例尤其可以从从属权利要求和随后的公开中得出。
在侧壳体部分的角部中使用突起以及它们的有利构造确保了管和侧部分与在其凸缘的角部中的集管的密封连接。具体地，由于使用了具有比集流器材料更大的可变形性的突起，因此在管束、侧壳体部分和集流器凸缘的角部之间获得了密封连接，从而避免了冷却液在热交换器中液体流通的端部的泄漏。该解决方案的主要优点在于减少了由于角部中的液体泄漏而导致的许多生产缺陷，并且通常降低了这种热交换器的生产成本。
附图说明
将基于说明书中参照附图给出的示例性实施例来说明本发明，其中：
图1示出了热交换器的分解等距视图；
图2示出了图1的热交换器在部分组装之后、与集管连接之前的等距视图；
图3示出了热交换器的一个集管的平面图，其中该集管的一部分被切掉，示出了管束的开口端、集管凸缘、侧壳体部分和侧板之间的连接；
图4示出了图3的细节“B”的放大图；
图5示出了图2的热交换器的细节“A”的放大等距视图，示出了连接到热交换器的管束的极端管的突起；
图6示出了根据本发明的热交换器在组装之后的纵向截面图；
图7示出了图6的部分“C”的放大图，示出了在组装热交换器之后突起与管束和集管凸缘的连接。
具体实施方式
如图1所示，设计成用于机动车辆的热交换器1包括由管束构成的芯2，该管束具有多个扁管3，用于引导要在热交换器1中冷却的气体，特别是空气。扁管3具有限定的较大侧表面及其较小侧表面，其较大侧表面彼此平行且彼此隔开一定距离设置，以在其间形成用于引导冷却液的通道。管束包括分别位于管束的其余管3的两侧的第一极端管3a和第二极端管3b。
芯2的管3、3a、3b在其开口端的一侧与入口集管4气密地连接，通过入口集管4从热气体入口通道20输送冷却气体。管3、3a、3b在其开口端的另一相对侧与出口集管5气密地连接，冷却气体从出口集管5通过冷却气体出口通道30排出。
入口集管4和出口集管5具有四角形的凸缘4a和5a，其限定了角部4b和5b。在组装冷却器1之后，集管凸缘4a和5a在角部4b、5b处具有围绕极端管3a、3b的侧表面的轮廓。气体管、集管、入口和出口连接器气体通道的构造是已知的。
在管束的两侧，在极端管3a、3b之间以及在集管4、5之间，设置有侧壳体部分6、7，其具有沿极端管3a、3b延伸并以液密的方式与极端管3a、3b连接的纵向边缘6a、7a以及横向于管3、3a、3b延伸并以液密的方式与集管4、5的凸缘4a、5a连接的横向边缘6b、7b。入口连接器管8和出口连接器管9连接到侧壳体部分6、7，以引导冷却液围绕管3、3a、3b通过冷却器1，以便从流过管3、3a、3b的气体中吸收热量。
在组装热交换器1之后，侧壳体部分6、7的纵向边缘6a、7a以液密的方式与极端气体管3a、3b沿其长度连接，并且侧壳体部分6、7的横向边缘6b、7b与集管4、5的凸缘4a、5a以液密方式连接。
管束与侧壳体部分6、7的纵向边缘6a、7a和集管4、5的凸缘4a、5a和侧板6、7的横向边缘6b、7b之间的液密连接通过硬焊进行。
为了在组装热交换器1之后改善集管凸缘角部4b、5b中的连接的液密性，至少一个侧壳体部分6、7设置有至少一个突起10，突起10布置在其角部处并且从至少一个侧壳体部分6、7突出。在图1-7所示并在后面描述的实施例中，在每个侧壳体部分6、7上具有在其每个角部处突出的四个突起10。突起10从侧壳体部分6、7的纵向边缘6a、7a延伸，并且弯曲以接触管束的极端管3a、3b的侧表面。
在所示的示例性实施例中，最好如图2所示，管束的边缘尤其是极端管3a、3b的较大侧表面和较小侧表面之间的边缘被修圆，并且突起10呈拱形以形成与那些修圆边缘的形状相匹配并部分地围绕极端管3a、3b的形状。
在替代实施例(未示出)中，具有突起的侧壳体部分可以位于管束的极端管上方，然后突起横向于堆叠管束延伸，并在横向于堆叠管的方向上弯曲。
在所示的实施例中，如图3、4所示，突起10的形状看起来像飞机翼，其外部表面10'面向集管凸缘4a、5a的角部4b、5b，并且在垂直于侧壳体部分6、7的纵向边缘6a、7a和管束的平面中是凸的。突起10的内部表面10"面向管束并且在垂直于侧壳体部分6、7的纵向边缘6a、7a和管束的平面中是凹的。术语“外部”和“内部”是相对于热交换器1的管束定义的。
突起10的外部凸表面10′形成为完成集管4、5的凸缘角部4b、5b的轮廓形状的形状。结果，在组装热交换器1之后，突起10的外部凸表面10′邻接集管4、5的凸缘角部4b、5b，并确保它们之间的液密连接(图4、7)。
在图5所示的优选实施例中，突起10的外部凸表面10'包括圆柱形部分10'a和锥形部分10'b，所述锥形部分10'b向外下倾到集管4、5以促进突起10穿透到集管角部4b、5b中。锥形部分10'b相对于外部凸突起表面10'的圆柱形部分10'a以2°至45°的会聚角α渐缩。
突起10的长度L取决于集管凸缘4a、5b在其角部4b、5b处的深度。突起10的最小长度由集管凸缘4a、5b下方的尺寸限定。优选地，突起10的最大长度为30mm。
优选地，外部凸表面10'的锥形部分10'b具有长度L1，该长度L1不大于在集管凸缘角部4b、5b中容纳突起10的区域的深度。
为了促进突起穿透到集管凸缘角部4b、5b中，集管凸缘4a、5a朝向突起10倾斜地偏转，以形成会聚到凸缘4a、5a的内部的腔11(图6、7)。
突起10，优选地具有其外部凸表面10'的锥形部分10'b，容纳在腔11中，以使得突起10能够在其角部4b、5b处深深地穿透到集管凸缘4a、5a的轮廓中。
特别希望侧壳体部分6、7的突起10由比集管凸缘4a、5a的材料更可变形的材料成形，这确保了在组装期间，当将突起10放置在凸缘4a、5a中时，突起10变形以精确地配合到集管凸缘4a、5a的轮廓中，这确保了在凸缘角部4b、5b中的连接的特别有利的密封。
突起10可以在挤压、铸造或切割例如激光切割的一个过程中与冷却器1的侧壳体部分6、7形成为整体部分。
在包括将侧壳体部分6、7的突起10放置在集管4、5的角部4b、5b中的热交换器1组装之后，热交换器1的连接在焊炉中被硬焊，以通过硬焊料将极端管3a、3b与侧壳体部分6、7的纵向边缘6a、7a连接在一起，并且将集管凸缘4a、5a与侧板横向边缘6b、7b连接在一起。
在特定的示例性实施例中，在将芯2、集管4、5和侧壳体部分6、7组装在一起之后，附接侧板12，将侧板12横向于侧壳体部分6、7放置在极端气体管上方并且与集管4、5连接。
热交换器可以通过机动车辆中使用的增压空气冷却器来冷却供应给内燃机的空气，从而提高那些发动机的效率。

Claims (15)

1.一种用于机动车辆的热交换器，包括：
·芯(2)，其包括开口端堆叠管(3)的管束，并且包括顶部和底部极端管(3a、3b)，
·集管(4、5)，每个集管具有带有角部(4b、5b)的成形凸缘(4a、5a)，并与管(3、3a、3b)的开口端连接，
·侧壳体部分(6、7)，其位于芯(2)的相对侧，并且至少部分地在极端管(3a、3b)之间和集管(4、5)之间延伸，
其特征在于，
至少一个侧壳体部分(6、7)具有至少一个突起(10)，突起(10)在其角部中从侧壳体部分(6、7)突出并弯曲以接触管束的侧表面；至少一个突起(10)具有外部表面(10')，其与管束相对并形成为在集管角部(4b、5b)中与集管(4、5)的凸缘(4a、5a)的轮廓形状相匹配的形状；
其中，至少一个突起(10)的所述外部表面(10')邻接所述集管(4、5)的凸缘(4a、5a)，以确保集管(4、5)在其角部(4b、5b)处与凸缘(4a、5a)液密连接。
2.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述侧壳体部分(6、7)具有沿着管束的极端管(3a、3b)延伸的纵向边缘(6a、7a)和横向于堆叠管(3)延伸的横向边缘(5b、7b)。
3.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，具有突起的侧壳体部分位于管束的极端管上方，并且所述突起横向于堆叠管束延伸。
4.根据前述权利要求中任一项所述的热交换器，其特征在于，所述突起(10)的外部表面(10')是外部凸表面(10')，并且所述突起具有面对并邻接管束的内部凹表面(10")。
5.根据权利要求4所述的热交换器，其特征在于，所述突起(10)的外部凸表面(10')包括圆柱形部分(10'a)和锥形部分(10'b)，所述锥形部分(10'b)向外下倾到集管(4、5)以促进突起(10)穿透到集管凸缘角部(4b、5b)中。
6.根据权利要求5所述的热交换器，其特征在于，所述锥形部分(10'b)相对于突起(10)的圆柱形部分(10'a)以2°至45°的会聚角α渐缩。
7.根据权利要求5或6所述的热交换器，其特征在于，所述突起(10)的锥形部分(10'b)的长度(L1)不大于容纳突起(10)的集管凸缘角部(4b、5b)的区域的深度。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的热交换器，其特征在于，所述集管凸缘(4a、5a)朝向突起(10)倾斜地偏转，以形成会聚到凸缘(4a、5a)的内部的腔(11)，并且突起(10)容纳在腔(11)中。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的热交换器，其特征在于，所述管束的边缘被修圆，并且所述至少一个突起(10)呈拱形以形成与管束的侧表面的形状相匹配并且部分地围绕管束的形状。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的热交换器，其特征在于，所述至少一个突起(10)与其中一个侧壳体部分(6、7)形成为整体部分。
11.根据权利要求1至3中任一项所述的热交换器，其特征在于，所述至少一个突起(10)由比集管(4、5)的凸缘(4a、5a)更可变形的材料形成。
12.根据权利要求1至3中任一项所述的热交换器，其特征在于，所述管束和侧壳体部分(6、7)以及所述集管凸缘(4a、5a)和侧壳体部分(6、7)通过硬焊料连接在一起。
13.根据权利要求1至3中任一项所述的热交换器，其特征在于，所述热交换器包括连接至集管(4、5)的流体通道(20、30)。
14.根据权利要求1至3中任一项所述的热交换器，其特征在于，所述热交换器包括侧板(12)，所述侧板横向于侧壳体部分(6、7)放置在极端管(3a、3b)上方并与集管(4、5)连接。
15.根据权利要求1至3中任一项所述的热交换器，其特征在于，所述热交换器是增压空气冷却器，其在机动车辆中用于冷却供应给内燃机的空气。
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