CN1157227A - 特别用于汽车的热交换器 - Google Patents

Abstract

一种热交换器，包括一个流体箱(1)，流体箱有一个外周底部凸边(4)，以及一块集流板(2)，板上有周边(12)，限定一个U形外颈槽(16)，用于接纳外周底部凸边(4)，中间放置密封垫(17)，并在末端部分有呈齿形缺口的长度变化，形成镶嵌爪(18)，用于靠在外周底部凸边(4)的上面(5)上，使其相对集流板(2)固定不动。外周底部凸边(4)在其上表面(5)上有加厚部(19)和减薄部(20)的交替。每个加厚部(19)插入两个相邻的镶嵌爪(18)之间，两个相邻加厚部之间的距离最大值至少等于一镶嵌爪的纵向宽度(L1)。

Description

特别用于汽车的热交换器

本发明涉及特别用于汽车的热交换器，并且特别涉及那种铝质钎焊或焊接热交换器，它包括一个带外周底部凸边的流体箱，通过镶嵌组装在带有外周边缘的集流板上，中间放置密封垫。

在某些已知的、通常呈长方形的热交换器中，外周边缘限定一个通常呈U型的外周颈槽，用于至少部分接纳外周底部凸边和密封垫，且该外周边缘的末端部分的长度变化成齿形缺口，构成镶嵌爪，用于靠在外周底部凸边的上表面上，使其相对集流板固定不动。

这种镶嵌爪特别在交换器的纵向边(长度方向)上延伸。

在这种交换器中，为了达到机械强度和抗压强度，流体箱的外周底部凸边要比限定该流体箱的箱壁厚得多。

然而，底部凸边越厚，外周颈槽就越深，因此，颈槽底部离镶嵌爪的距离也就越大。其结果是形成强大的杠杆效应，在高压作用下，促使外周边缘和镶嵌爪弯曲，并且不能使上述镶嵌爪在流体箱外周底部凸边支撑面上保持压力恒定。

这可造成密封垫处的局部渗漏，并且有时还会因为其边缘的弯曲而造成板的松动，并因此使密封垫的压缩压力降低，造成更严重的渗漏。

上述结果在当前的这种包括用铝或铝锰合金(主要为了提高展延性、降低成本和重量)制成的集流板和管子的交换器中更为明显，因为这种合金不具备良好的机械性能。

技术人员推荐的所有试图解决这一问题的方案，都要求使用制造起来常常很复杂的金属加固件。因此，目前还没有一种方案能够简单地并以较低的加工成本来解决上述问题。

因此本发明的一个目的就是获得一种热交换器，它没有已有技术的交换器的全部或部分缺点。

本发明为此提出一种引言中介绍的热交换器，其中在外周底部凸边的上表面上有形成加厚部和减薄部交替的厚度变化，在镶嵌爪折拢后，每一个加厚部用于插入两个相邻的镶嵌爪之间。这样，镶嵌爪就支撑在与其所处位置相对的上表面的减薄部位上。

根据本发明的另一个特点，两个相邻的加厚部之间的距离最大值至少等于一镶嵌爪纵向宽度与一镶嵌爪纵向宽度的正倍数或零倍数与两个相邻镶嵌爪的间距之和。

在本发明的最佳实施例中，两个相邻加厚部的间距最大值等于一镶嵌爪的纵向宽度，而一加厚部的纵向宽度最小值等于一镶嵌爪的纵向宽度。

下面将参照附图举例说明，附图中：

-图1A和1B示出根据本发明最佳实施例的分别处于装配前和装配后的热交换器的上部或下部的立体图；

-图2为沿图1B所示交换器的II-II轴线的横向剖视图。

图1A示出了通常为模压硬塑料的流体箱1的一部分以及例如热交换器上部的金属集流板2的相应部分。

在下面的说明中，以水作为在交换器内循环的流体。因此，流体箱称为水箱。但是，很清楚本发明还适用于例如用油或用气运行的交换器。

水箱1包括成型壁3，用于盛水并在其外侧有一个外周底部凸边4形成凸缘，凸缘包括上支撑面5、内面6、外面7和底面8。

在整个说明中，各部分的位置标注都相对图1所示。很清楚，图1和图2水箱翻转后，将使下部的元件处于上部位置。

集流板2包括一个中间部分9，上有开口10，可使管子11的端头穿过(见图2)，并且在该中间部分的整个外周，有一个在交换器组装前通过弯折成形的周边12。

管子3构成管路系统，并且一般用铝或含铝的展延性能好的合金制成。集流板最好用属于“3000”系列的铝锰合金制成。

周边12限定通常呈U形的外颈槽16的内面13、底14和外面15，外颈槽用于安装外周底部凸边4以及中间的密封垫17，密封垫用可变形的水密封材料如弹性材料制成。

周边的外面15的末端部分的长度变化成齿形缺口，形成镶嵌爪18。镶嵌爪彼此之间最好按距离D(纵向)均匀分隔，此外每个爪的纵向宽度为L1。

这些预先切割的镶嵌爪用于靠在外周底部凸边4的上支撑面5上，使其相对集流板2固定不动，中间放置密封垫17。这样，密封垫处于外颈槽16内的周边12的底14和外面15与外周底部凸边4的内面8之间。

当然，该垫可呈其它形状，因而它可与其它几个面接触。

水箱最好用强化塑料模压成形，在其外周底部凸边4的上表面5上有厚度变化，形成加厚部19和减薄部20的交替。

所说的加厚部是指外周底部凸边的一个部位，其厚度等于或稍小于现有技术的水箱外周底部凸边的厚度。因此，所谓的减薄部就是那些厚度明显小于加厚部的部位。

申请人惊奇地发现，具有这种厚度变化的底部凸边的机械性能和现有技术的底部凸边的机械性能基本相同，并且在任何情况下都足以支持工作中和组装中的各种应力。

这样，被周边12限定的外颈槽16的深度大大小于已知的交换器；这同样缩短了镶嵌爪18的杠杆臂的长度。因此，施加在交换器镶嵌爪上的应力大大小于现有技术的交换器所承受的应力。

另外，当水箱通过模压完成时，制造水箱所必需的材料用量明显少于以前，这降低了制造成本并有助于减轻交换器的重量。

最后，外周底部凸边上支撑面5上的加厚部19在模压时有利于材料的溢出。

两个相邻的加厚部19的间距(或减薄部20的纵向宽度)最小值最好等于镶嵌爪18的纵向宽度L1，而加厚部19的纵向宽度L2(或两个减薄部20的间距)最大值等于两个相邻的镶嵌爪18之间的距离D。

另外，各部位和镶嵌爪各自的位置设定应做到在折拢后各镶嵌爪插入两个相邻的加厚部19之间并靠在与其所处位置相对的减薄部20上。

爪的折拢在金属件(集流板2和管子11)在例如炉内钎焊连接完，然后将密封垫17和水箱外周底部凸边4放在外颈槽16内后进行。沿基本平行于交换器纵向侧面的轴线X-X向内进行折拢，直到镶嵌爪18将各水箱1的外周底部凸边4的上面5压在集流板2的周边12上，从而压紧密封垫17，同时使上述外周底部凸边4固定在外颈槽16内不动。

压力强度可通过移动折拢轴线X-X的位置进行调整。

为了使压力在整个密封垫上均匀分布，最好考虑使镶嵌爪在交换器纵向侧面的整个长度上分布。当然，当预计交换器内的压力很大时，还可以在横向侧面上做上镶嵌爪。

本发明不局限于上述介绍的两种实施方式，而是囊括了技术人员在下面权利要求范围内可以开发的所有变型。

这样，在镶嵌爪之间没有空间时，可考虑减少加厚部。为此，只需使两个相邻加厚部之间的距离最大值至少等于一镶嵌爪的纵向宽度11与纵向宽度L1的倍数和两个相邻镶接爪的间距D之和。

或者可以使镶嵌爪的纵向宽度不等于(大于或小于)减薄部的纵向宽度。

此外，所描述的厚度变化是直接在水箱模压成形阶段获得的，但显然它也可以通过切割获得。

Claims (6)

1.特别用于汽车的热交换器，它包括一个流体箱(1)，流体箱有一个外周底部凸边(4)，以及一块集流板(2)，板上有一个周边(12)，限定一个通常呈U形的外颈槽(16)，用于至少部分接纳外周底部凸边(4)和置于中间的密封垫(17)，并在末端部分有呈齿形缺口的长度变化，形成镶嵌爪(18)，用于靠在外周底部凸边(4)的上面(5)上，使其相对集流板(2)固定不动，其特征是，所述外周底部凸边(4)在其上表面(5)上厚度有变化，形成加厚部(19)和减薄部(20)的交替，在镶嵌爪折拢后，每个加厚部(19)用于插入两个相邻镶嵌爪(18)之间，使镶嵌爪(18)靠在与其所处位置相对的上表面(5)的减薄部(20)上。

2.根据权利要求1所述的热交换器，其特征是，两个相邻的加厚部之间的距离最大值至少等于一镶嵌爪的纵向宽度(L1)和一镶嵌爪的纵向宽度(L1)的正倍数或零倍数和两个相邻镶嵌爪的间距(D)之和。

3.根据权利要求2所述的热交换器，其特征是，两个相邻的加厚部(19)之间的距离最大值等于一镶嵌爪(18)的纵向宽度(L1)。

4.根据权利要求3所述的热交换器，其特征是，加厚部(19)的纵向宽度(L2)最小值等于一镶接爪(18)的纵向宽度(L1)。

5.根据权利要求1到4之一所述的热交换器，其特征是，镶嵌爪(18)在所述交换器的纵向侧边上延伸。

6.根据权利要求1到5之一所述的热交换器，其特征是，水箱(1)通过模压制成。