CN112240237B - 压接框架或压接基座 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于增压空气冷却器(1)的压接框架或压接基座(6)，该压接框架或压接基座(6)具有周向的凸起边缘(7)，该周向的凸起边缘(7)具有压接槽(8)以及相对的并平行于边缘(7)延伸的两个纵向侧(9)和两个窄侧(10)，其中，压接槽(8)的窄侧(10)由加强件加固，该加强件(11)与边缘(7)一体地形成并弯曲。通过这种方式，能够创建能明显更好地承受应力的压接连接。

Description

压接框架或压接基座

技术领域

本发明涉及一种用于增压空气冷却器的压接框架或压接基座。此外，本发明涉及一种增压空气冷却器，该增压空气冷却器具有带有扁平管的热交换器块，该扁平管分别被容纳在相关的管板的通孔中，并且具有压接框架或形成为管板的压接框架或压接基座。

背景技术

为了能够提高现代内燃机的性能，经常采用所谓的增压空气冷却器，利用该增压空气冷却器将压缩和冷却的增压空气输送给内燃机。这种增压空气冷却器通常由(尤其是由铝形成的)金属的热交换器块和由塑料制成的收集箱或者空气箱或者法兰组成。为了连接这些空气箱或通常这些塑料箱，这些空气箱或塑料箱借助所谓的压接连接经由压接框架或压接基座固定到热交换器块上。

随着进一步提高性能的期望的不断增加，出现在增压空气冷却器中的高增压空气交变压力负载同样变得更大，从长远来看，这能够导致压接连接的松动，尤其是在收集箱的纵向侧的压接连接的松动，并因此导致在增压空气侧的泄漏。在这里，特别是压接槽中的拐角区域承受尤其高的载荷，因此在上拐角区域、邻近压接框架或压接基座的自由边缘、特别是在窄侧区域中能够出现应力峰值，由于动态的压力变化，尤其还由于增压空气的压力脉动，该压峰值最终导致压接连接的失效。

因此，本发明涉及为压接框架或压接基座提供改进的实施方式的问题，该改进的实施方式的特征尤其在于强度的增加并因此具有更长的使用寿命。

发明内容

根据本发明，该问题通过独立权利要求1的主题解决。有利的实施方式是从属权利要求的主题。

本发明基于这样的总体思想，即，以相对简单的方式在压接连接尤其承受应力的位置处对其进行加固，并通过这种方式将压接连接整体上构造成具有更长的使用寿命。这样的压接连接例如通过压接框架或压接基座(例如增压空气冷却器的管板)实现，所述压接框架或压接基底包括带有压接槽的周向的凸起边缘。这些压接槽具有相对的且平行于凸起边缘延伸的两个纵向侧和两个窄侧，其中，这些压接槽的窄侧通过与边缘一体形成的并弯曲的加强件来加强或加固。因此，在窄侧的区域中，通过材料加倍来加强压接槽。通过这种材料加倍，暴露在特别高的应力峰值下的区域(即位于自由边缘附近的窄侧和纵向侧之间的拐角区域)能够被加固，因此，承受特别高载荷的区域被加固，并且由于这个原因，即使在压力脉动期间，压接框架或压接底座承受应力的能力也能够得到提高。

在根据本发明的解决方案的有利的进一步发展中，压接框架或压接基座被形成为未成形的冲压金属件。因此，压接框架或压接基座与之后的边缘一体地冲压成型，并且与布置在其上的加强件一体地冲压成型，其中，在冲压之后的成形过程中，边缘被升高，并且加强件也被弯曲。以此方式，就加工技术的角度而言，边缘的加强以及因此的压接连接的加强是能够相对容易、快速且低成本地实现的。

在根据本发明的解决方案的另一有利实施例中，弯曲的加强件被连接到边缘，特别是被焊接到边缘上。为了能够在加强件和凸缘之间建立固定连接，尤其是在压接槽的窄侧区域中建立固定连接，优选选择材料配合的连接，其中，在这里焊接尤其被证明是有利的。因此，利用边缘进行的加固能够在热交换器块的焊接过程之前进行，或者，如果压接框架或压接基座是热交换器块的一部分，则可以与之一起进行，即，例如扁平管和形成为管板的压接基座。

实际上，只有压接槽的窄侧通过加强件被加固，该加强件与边缘一体地形成并弯曲。这提供了主要的优点，即实际上仅仅加强了那些在运行状态下实际上必须吸收增加的载荷或峰值载荷的区域。通过这种方式，由于加强件仅限定在局部区域，而不是通过同样连续的、完整的与材料有关的加固件使连续的、完整的框架增加一倍，因此能够减少资源的使用，也能够减轻重量。

实际上，加强件与窄侧重叠约0.5-2mm。通过加强件与窄侧的重叠，能够尤其对各个压接槽的自由腹板进行加固，在建立压接连接时，该压接槽通过边缘(例如收集箱)被形成在加强件的平面之外。通过所述的重叠，因此可以精确地对在建立压接连接期间以及在随后的运行期间出现应力峰值的区域进行加固。

实际上，压接基座被形成为增压空气冷却器的管板。这种管座通常还具有通道开口，扁平管被密封地容纳在该通道开口中。这样的管座同样具有凸起的边缘，该边缘然后通过压接连接而压接到收集箱(例如扩散器或者空气箱)，这是由于位于外部的压接槽的腹板在平面外成形，并在收集箱或空气箱其之一的后面进行接合。通过根据本发明的这种作为管座插入到增压空气冷却器中的压接基座，尤其能够更好地吸收高的增压压力和与其相关联的的压力脉动，与尚未加强的压接连接相比，由此能够明显地降低压接连接断开的危险。

此外，本发明的基本思想是提出一种增压空气冷却器，该增压空气冷却器具有带有扁平管的热交换器块,该扁平管分别在纵向端侧上被容纳在相关的管板中的通孔(例如通道)中。这样的增压空气冷却器具有至少一个收集箱(通常是两个收集箱)，以及形成为管板的压接框架或压接基座，该压接框架或压接基座具有带有压接槽的周向的凸起边缘，所述压接槽具有相对的并平行于边缘延伸的两个纵向侧和两个窄侧。这些压接槽的窄侧通过加强件来加固，加强件与边缘一体地形成且弯曲并通常例如通过焊接牢固地连接至边缘。在此，通过将压接槽的外部腹板成形在平面以外，并在收集箱的边缘的后侧进行接合，压接框架或压接基座因此被压接至收集箱的边缘。通过在压接槽的窄侧区域的加固，可以显著地更好地吸收在压接过程中以及随后的增压空气冷却器的运行期间在那里出现的高应力或应力峰值，因此能够提高根据本发明的增压空气冷却器的承受应力的能力并且也能够因此间接地提高所述增压空气冷却器的寿命。

实际上，弯曲的加强件被连接至压接基座或者压接框架的边缘，尤其是被焊接到所述压接基座或压接框架的边缘。通过这种方式，能够在加强件和压接槽的窄侧之间实现材料配合的并且非常牢固的连接，因此这些尤其承受应力的位置能够被加固。加强件能够与压接槽的窄侧重叠大约0.5-2mm，并以此加固位于外侧的纵向侧和窄侧之间的过渡部，即拐角区域，该拐角区域在压接连接的建立过程中承受严重变形。通过压接框架或压接基座的局部加固，还能够省去收集箱边缘的加固。另外的主要优点是，能够保持当前用于建立压接连接的制造工艺，因为压接槽的窄侧的加固强度的变化不会对连接过程或压接连接的建立产生任何影响。

通常，根据本发明提供的加强件能够不依赖于压接槽的形式而应用于压接槽的窄边区域中，使得压接槽既能够通过外侧布置的连续的腹板进行加固，也能够通过间断的腹板进行加固。

本发明的其他重要特征和优点从从属权利要求、附图以及通过附图从相关的附图说明中获得。

应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，以上提到的并且仍将在下文中解释的特征不仅能够以所述的相应组合使用，还能够以其他组合或单独使用。

在附图中示出了本发明的优选实施例，并且在下面的说明中对其进行了详细说明，其中，相同的附图标记表示相同或相似或功能相同的部件。

附图说明

这里分别示意性地示出：

图1示出了具有根据本发明的压接基座的根据本发明的增压空气冷却器，

图2以第一实施例的情况下的视图示出了根据本发明的压接基座，

图3从外部详细示出了图2的压接基座的凸起边缘，

图4示出了图3的示意图，但是是从内部示出的，

图5示出了穿过根据第二实施例形成为管板的压接基座的截面图，

图6示出了从图5的具有加强件的凸起边缘的外侧观察的视图，

图7示出了图5中的Z局部示意图，

图8示出了用于根据本发明的压接基座的第一实施方式的冲压图案，

图9示出了具有根据图8的冲压图案的弯曲的加强件的俯视图，

图10示出了用于根据第一实施方式的压接基座(图2-4)的冲压图案，

图11示出了图9的示意图，但是具有图10的冲压图案和弯曲的加强件。

具体实施方式

根据图1，根据本发明的增压空气冷却器1包括具有未示出的扁平管的热交换器块2，该扁平管分别在纵向端侧上被容纳在相关的管板的通道开口3中(见图2至11)。根据图1的增压空气冷却器1还包括两个收集箱4、5，其中一个收集箱能够例如被形成为扩散器，另一个收集箱则能够被形成为收集器。热交换器块2经由适当的连接件被连接到冷却剂系统。

根据本发明的增压空气冷却器1具有根据本发明形成为管座的的压接基座6，该压接基座6具有周向的凸起边缘7，该周向的凸起边缘7具有压接槽8，该压接槽8包括相对的并平行于边缘7延伸的两个纵向侧9和两个窄侧10，其中，压接槽8的窄侧10由加强件11加固，该加强件11与边缘7一体地形成并弯曲。借助于窄侧10的加强件11，能够对尤其是在建立压接连接时或在随后的运行中承受特别高的载荷的并且暴露于应力峰值下的区域进行加固，因此能够提高压接连接以及配备有这种压接基座6或类似压接框架的增压空气冷却器1的承受压力的能力，尤其是还能承受在运行过程中发生的增压空气压力脉动。加强件11与压接基座6或者通常压接框架的边缘7一体地形成，并经由相应的在完成状态下弯曲的连接腹板12连接到边缘7。

通常，本发明不仅应当对具有这样的压接基座6的增压空气冷却器1进行保护，而且还应当分别对压接基座6或具有这样的边缘7和弯曲的加强件11的类似形成的压接框架进行保护，所述加强件11加固了压接狭槽8的窄侧10，从而加固了临界应力区域。

在此规定，只有压接槽8的窄侧10由加强件11加固，该加强件11与边缘7一体地形成并且向外弯曲，因此仅进行局部的加固是可能的，这种局部加固不仅有助于节省资源，而且还有助于减轻重量。除此之外，由于在弯曲状态下邻接边缘7的外部区域的加强件11被焊接到边缘7上，以便能够可靠地确保加固功能，所以需要较少程度的连接材料，例如焊料。

从图4、图7、图8和图10能够明显看出，加强件11与窄侧10优选重叠约0.5-2mm。因此，设置在加强件11中的压接槽8′在纵向延伸方面比边缘7中的压接槽8短约1-4mm。

根据图2至图4以及图8和图9的视图，观察根据本发明的压接基座6的第一实施例，能够明显看出，在边缘7中的压接槽8和自由边缘13之间延伸的腹板14是中断的，其中，该中断大约为1.5mm宽。加强件11中的压接槽8'也具有这样的中断或这种中断的腹板14'，其中，具有弯曲的加强件11的腹板14、14'中的各个中断15、15'被彼此对准地布置，根据图3、4和9能够容易地看出。

如图5至图7以及图10和图11所示，观察根据本发明的压接基座6的第二实施例，能够看出，布置在边缘7中的压接槽8通过连续的腹板14朝着自由边缘13封闭。面向自由边缘13或边缘7的纵向侧9因此与相对的纵向侧9一样同样是连续的。但是，在这种情况下，加强件11也是以这样的方式形成，即在其折叠或弯曲并焊接到边缘7的状态下,加强件11仅仅对相应压接槽8的窄侧10进行加固，因为这里通过压接过程中的成形操作，在此过程中将腹板或两个腹板半部(参见图8)形成在边缘7的平面之外。

根据图11的边缘7上的腹板14例如在方向16上发生变形。

根据图6和7，能够再次清楚地看出，加强件11仅存在于窄侧10的区域中，即局部地存在。压接基座6或压接框架能够由金属(例如铝)形成，而收集箱4、5能够例如由塑料形成。根据第二实施例的加强件11和根据第一实施例一样(比较图8和9)也没有任何压接槽8'，,而仅仅具有凹部17，该凹部17的宽度b比压接槽8的纵向延伸短1-4mm，因此加强件11与压接槽8的窄侧10重叠。压接槽8的窄侧10显然能够以节圆的方式形成，并且不需要经由矩形过渡部过渡到纵向侧9中。

总而言之，通过根据本发明的增压空气冷却器1或根据本发明的压接基座6或压接框架，显着提高了压接连接的承受应力的能力，即实现了压接基座6或压接框架与例如收集箱4、5的连接，尤其在现代增压空气冷却器1中增压压力越来越高的情况下，这是一个主要优点，因为这样可以延长使用寿命。在此特别有利的是，加强件11仅在局部对实际关键的应力和载荷区域进行加强和加固，因此不存在整个表面的加固，因此不存在材料密集的加固，因此能够节省资源和重量。此外，特别有利的是，由于加强件11的添加对连接过程没有影响，因此不需要改变用于建立压接连接的制造过程。另外，由于根据本发明在压接基座6或压接框架上设置了加强件11，因此不需要例如在收集箱4、5上的其他加强件。

Claims (10)

1.一种用于增压空气冷却器(1)的压接框架或压接基座(6)，所述压接框架或压接基座(6)具有周向的凸起边缘(7)，所述周向的凸起边缘(7)具有压接槽(8)，所述压接槽(8)包括相对的并平行于所述边缘(7)延伸的两个纵向侧(9)和两个窄侧(10)，其中，所述压接槽(8)的窄侧(10)通过弯曲的加强件(11)被加固，所述弯曲的加强件经由相应的在完成状态下弯曲的连接腹板(12)连接到所述边缘(7)，所述加强件(11)与所述边缘(7)一体地形成并且向外弯曲，并且在弯曲状态下邻接所述边缘(7)的外部区域，其中，所述加强件(11)具有在纵向延伸方面比所述边缘(7)中的压接槽(8)短1-4mm的压接槽(8’)或宽度(b)比所述边缘(7)中的压接槽(8)的纵向延伸短1-4mm的凹部(17)，使得所述加强件(11)与所述边缘(7)中的压接槽(8)的窄侧(10)重叠。

2.根据权利要求1所述的压接框架或压接基座，其特征在于，所述压接框架或压接基座(6)被形成为成形的冲压金属件。

3.根据权利要求1所述的压接框架或压接基座，其特征在于，所述弯曲的加强件(11)被焊接到所述边缘(7)。

4.根据权利要求1或2所述的压接框架或压接基座，其特征在于，只有所述边缘(7)中的压接槽(8)的窄侧(10)由弯曲的加强件(11)加固。

5.根据权利要求1或2所述的压接框架或压接基座，其特征在于，所述加强件(11)与所述边缘(7)中的压接槽(8)的窄侧(10)重叠0.5-2.0mm。

6.根据权利要求1或2所述的压接框架或压接基座，其特征在于，所述压接基座(6)被形成为增压空气冷却器(1)的管板。

7.一种增压空气冷却器(1)，

-具有带有扁平管的热交换器块(2)，所述扁平管分别在纵向端侧被容纳在相关的管板的通道开口(3)中，

-具有收集箱(4、5)，

-具有形成为管板的压接框架或压接基座(6)，所述压接框架或压接基座(6)具有周向的凸起边缘(7)，所述周向的凸起边缘(7)具有压接槽(8)，所述压接槽(8)具有相对的并平行于边缘(7)延伸的两个纵向侧(9)和两个窄侧(10)，其中，所述压接槽(8)的窄侧(10)由加强件(11)加固，所述加强件(11)经由相应的在完成状态下弯曲的连接腹板(12)连接到所述边缘(7)，所述加强件(11)与边缘(7)一体地形成并向外弯曲，并且在弯曲状态下邻接所述边缘(7)的外部区域，

-其中，所述压接框架或压接基座(6)被压接至收集箱(4、5)的边缘，

-其中，所述加强件(11)具有在纵向延伸方面比所述边缘(7)中的压接槽(8)短1-4mm的压接槽(8’)或宽度(b)比所述边缘(7)中的压接槽(8)的纵向延伸短1-4mm的凹部(17)，使得所述加强件(11)与所述窄侧(10)重叠。

8.根据权利要求7所述的增压空气冷却器，其特征在于，所述压接框架或所述压接基座(6)形成为成形的冲压金属件。

9.根据权利要求7或8所述的增压空气冷却器，其特征在于，弯曲的加强件(11)被焊接至所述边缘(7)。

10.根据权利要求7或8所述的增压空气冷却器，其特征在于，

-只有所述边缘(7)中的压接槽(8)的窄侧(10)由加强件(11)加固，和/或

-所述加强件(11)与所述窄侧(10)重叠0.5-2.0mm。

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