專利名稱：用于熱交換器集管盒的密封裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱交換器領(lǐng)域，特別是用于機(jī)動(dòng)車的熱交換器。本發(fā)明更特別地涉及一種安裝在釬焊熱交換器上的集管箱或集管盒，該熱交換器 也就是說，一種熱交換器，其各元件通過釬焊操作被明確地固定在一起(通過施加釬焊材 料層并使其通過專用釬焊爐)。
背景技術(shù)：
機(jī)動(dòng)車熱交換器，例如散熱器和增壓器交換器，使用一個(gè)或多個(gè)部件構(gòu)成的形成 進(jìn)口室或出口室的集管箱。通常地，這些集管箱包含至少兩個(gè)部件，這兩個(gè)部件中的一個(gè)形 成集管板，另一個(gè)部件形成蓋子，該蓋子固定于集管板，以至少部分地關(guān)閉集管箱。集管箱通常有兩種類型，即“全金屬”類型或帶有塑料蓋子的類型。“全金屬”類型 的集管箱與帶有塑料蓋子類型的集管箱相比具有一定的優(yōu)點(diǎn)，帶有塑料蓋子那種類型要求 密封裝置的固定，以確保蓋子和集管板之間極佳的流體密封連接，該密封裝置通常是彈性 密封墊圈。集管板具有溝槽或通道，密封墊圈用于定位和放置在其中。隨后，蓋子被定位在密 封墊圈上，并且在通常情況下，集管板是壓接的，例如使用在集管板周邊處定位的齒。此外，由于明顯的節(jié)省空間和尺寸原因，一些集管箱的集管板不具有有助于密封 墊圈的定位和保持的溝槽或通道。主要問題在于，在安裝蓋子之前在集管板上定位密封墊圈，因?yàn)槎ㄎ幻芊鈮|圈的 這個(gè)操作是造成生產(chǎn)困難的主要根本原因。存在密封墊圈的不良定位的多個(gè)原因。密封墊圈可表現(xiàn)出使其翹曲的制造缺陷，而墊圈的這種固有缺陷因?yàn)槊芊鈮|圈的 尺寸或甚至因?yàn)槠漕伾蝗菀妆蛔R(shí)別。此外，如果密封墊圈過長，隨著蓋子向下固定，沿 墊圈的輪廓將會(huì)有褶皺?；蚨嗷蛏匍L期下去，這會(huì)導(dǎo)致不完善的密封和流體泄漏。密封墊圈的定位通常是由操作人員進(jìn)行的手動(dòng)操作，因?yàn)槭褂脵C(jī)器是困難的，自 動(dòng)定位密封墊圈的主要問題在于機(jī)器從儲(chǔ)存在箱子或其相似物里的多個(gè)密封墊圈中拾起 或抓取密封墊圈的能力。此外，密封墊圈通常由橡膠制成，因此具有容易損壞的風(fēng)險(xiǎn)。為了解決這些問題，文獻(xiàn)DE 4243495,US 7156401和FR 2867553都披露了用于張 緊密封墊圈的方法和/或裝置，但這些解決方案的執(zhí)行顯示出一些缺點(diǎn)。在文獻(xiàn)DE 4243495中，密封墊圈包含突起部，其位于墊圈拉伸所圍繞的四個(gè)角 部，這些突起部從而被定位于集管板的專門的凹槽中。這個(gè)解決方案的一個(gè)主要缺點(diǎn)在于， 需要在集管板的各角部處制造凹槽，這會(huì)具有額外的制造成本并弱化集管板，特別是降低 其抵擋循環(huán)壓力的能力。此外，由于墊圈的突起部突出超過集管箱(也被稱為“集流器”)， 其會(huì)增大集管箱的(包裝)尺寸。文獻(xiàn)US 7156401披露了一種與文獻(xiàn)DE 4243495的解決方案非常相似的解決方 案，因此其具有與后者相同的缺點(diǎn)。
文獻(xiàn)FR 2867553披露了一種解決方案，在此方案中，釘狀物在蓋子上制造在角部 處，其目的在于保持密封墊圈的形狀并可能地使它張緊。這個(gè)解決方案使得難以將密封墊 圈沿蓋子長度被正確定位，因?yàn)樵谏w子被抬起至其安裝到集管板上的位置時(shí)，墊圈容易掉 落。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，通過提出一種方案用于簡單并牢固地將密封墊圈固定到集管板 上并隨后在集管板上完美地固定蓋子而克服現(xiàn)有技術(shù)集管箱的缺點(diǎn)。本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在 于，其允許令人滿意的墊圈定位，即使在集管板沒有溝槽時(shí)。因此，本發(fā)明在于一種用于熱交換器的集管箱，包括_至少一個(gè)被稱為“集管板”的部分，具有至少一系列孔，該系列孔沿該板的延伸方 向設(shè)置，所述孔被設(shè)置用于多個(gè)管子或其相似物通過，至少一流體流動(dòng)通過所述管子或其 相似物，所述集管板用于所述多個(gè)管子的固定，和_至少一個(gè)被稱為“蓋子”的部分，當(dāng)其固定于所述集管板時(shí)，用于至少部分地關(guān)閉 所述集管箱，和-彈性密封裝置，位于集管板和蓋子之間，其特征在于，該密封裝置可被設(shè)置為以張緊狀態(tài)至少倚靠一個(gè)部分，所述至少一 個(gè)部分露出到管子的所述箱中，所述管子通過位于所述單系列或多系列孔的相對(duì)端部處的 孔。本發(fā)明的好處主要在于，密封裝置在集管板上特別可靠的定位，該密封裝置被設(shè) 置為以張緊狀態(tài)倚靠至少位于芯每側(cè)上的管子的露出到箱中的端部，避免該墊圈的任何損 傷，和密封裝置在集管板上的和相對(duì)于蓋子(蓋子底部)的不正確定位(通過扭轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)動(dòng)、 翹曲等)的任意可能性，從而不需要任何附加設(shè)備或復(fù)雜操作。表述“管子的端部”或“管子端部”是指，管子的僅末端部分，該部分從集管板突出 至集管箱(或集管箱空間)中，或還指通常表現(xiàn)為相對(duì)于集管板的突起部的凸緣。因此，管 子端部可涉及一個(gè)或多個(gè)管子和/或一個(gè)或多個(gè)凸緣。本發(fā)明的其他有利方面如下所述-彈性密封裝置包括用于使所述密封裝置張緊的抓取裝置；-該集管板沿大致平坦的表面延伸，從而密封裝置不(必)定位于專門的凹陷或溝 槽中；-位于抓取裝置之間的區(qū)域構(gòu)成密封裝置的彈性區(qū)域，所述裝置的其他區(qū)域可以 是彈性的或非彈性的；-抓取裝置包括至少兩個(gè)部分，大致垂直于密封裝置的延伸平面延伸并連接所述 裝置的兩個(gè)相對(duì)邊緣；-密封裝置經(jīng)由支承件倚靠管子端部，該支承件位于與所述密封墊圈的延伸平面 不同的高度；-用于倚靠管子端部的支承件高于密封墊圈的延伸平面或在其之上，或與其在同
一平面；-密封墊圈所倚靠的支承件單獨(dú)地或僅在管子端部上。
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本發(fā)明還涉及一種熱交換器，其包括熱交換芯，該熱交換芯包括多個(gè)管子或其相 似物，該管子或其相似物的端部分別通過釬焊固定于兩個(gè)上述的集管箱，在該交換器中，墊 圈被設(shè)置為以張緊狀態(tài)至少倚靠露出到管子的所述箱中的部分上，所述管子通過位于所述 單系列或多系列孔的相對(duì)端部處的孔。本發(fā)明還涉及一種用于在上述集管箱中安裝彈性密封裝置的方法，包括以下相繼 的步驟a)抓取至少兩個(gè)抓取裝置，b)使至少位于兩個(gè)抓取裝置之間的彈性區(qū)域延長(或拉伸)，c)將密封裝置安裝為至少抵靠位于集管板周邊的管子的兩個(gè)端部。有利的是，步 驟a)、b)、c)使用機(jī)器自動(dòng)完成，或由操作者手動(dòng)完成。


在以下僅作為實(shí)例給出的描述中，參考附圖，其中-圖1是根據(jù)本發(fā)明的密封裝置的第一實(shí)施例的示意性透視圖；-圖2是密封裝置的第一實(shí)施例沿圖1所示的BB的截面圖；-圖3是密封裝置的第一實(shí)施例沿圖1所示的AA的截面圖；-圖4至9接連地示出自動(dòng)或手動(dòng)安裝透視1所示的密封裝置的第一實(shí)施例 的方法的步驟；-圖10是根據(jù)本發(fā)明的密封裝置的第二實(shí)施例的局部視圖；-圖11是根據(jù)本發(fā)明的密封裝置的第二實(shí)施例的另一角度視圖；-圖12是密封裝置的第二實(shí)施例沿圖11所示的BB的截面圖；并且-圖13是與圖12的截面圖相同的截面圖，其示出了作用于密封裝置上的由于在其 中的張緊造成的力和負(fù)載。
具體實(shí)施例方式圖1示出了密封裝置1，在此種情況下，其由彈性密封墊圈1構(gòu)成，該密封墊圈具 有矩形周邊2，該周邊具有兩個(gè)長邊3、3’和兩個(gè)短邊4、4’。并且，該密封墊圈1包含兩個(gè) 橫向部分5，也就是說，這些部分5的每個(gè)連接兩個(gè)相對(duì)的邊緣3、3’或4、4’，此處為以直角 在密封墊圈1的周邊2的兩個(gè)長邊3、3’之間連接。而且，這些垂直部分5基本垂直于密封 墊圈5的延伸平面豎立，也就是說，其垂直于由密封墊圈1的周邊限定的平面。此外，如圖 2和3所示，這些垂直部分5略微偏移，即是說，其從密封墊圈1的下平面6上方開始豎立。除了在上述部分5的區(qū)域，密封墊圈1的橫截面是圓形橫截面，而每個(gè)部分5都具 有大致矩形的橫截面。密封墊圈1的圓形橫截面特別地適合所述墊圈1的使用(盡管其也 可以具有一些其他形狀)，但另一方面，上述部分5的矩形橫截面，作為例子被選擇并且可 以完全與之不同，例如其可以具有圓形、橢圓形或適合被自動(dòng)臂或操作者的手抓取的任何 其他形狀的橫截面。同樣地，每個(gè)抓取部分5的厚度或?qū)挾榷伎梢噪S意選擇，只要這些部分5足夠堅(jiān) 固，使其能夠被處理并容易地安裝在管子7的端部之間。圖4至9示出密封墊圈1在集管板8上的安裝的相繼步驟。被選擇用來示出在集管板8上的安裝方法的密封墊圈1，與圖1和2所示的密封墊圈1是相同的。此處，這種安 裝示出為使用機(jī)器(附圖未示出)，也就是說，機(jī)器使用設(shè)為運(yùn)動(dòng)的兩對(duì)抓取夾9、9’，自動(dòng) 完成安裝，該機(jī)器在附圖中未示出。容易看出，如果由(普通)操作人員執(zhí)行這些步驟，密 封裝置1可以以基本相同的方式安裝。圖4示出了抓取部分5上方的兩對(duì)抓取夾9、9’，每對(duì)抓取夾9、9’都可以被下降， 從而每對(duì)抓取夾圍住(flank)抓取部分5。圖5示出了每對(duì)抓取夾9、9’夾持到各自的相應(yīng)抓取部分5，從而可以操作密封墊 圈1。圖6被選擇為示出通過移動(dòng)位于圖4至9右側(cè)的抓取夾9、9’而拉伸彈性密封墊圈 1的步驟。當(dāng)然，彈性墊圈1可以以不同方式拉伸，例如通過在位于左側(cè)的抓取部分5上牽 拉，或同時(shí)在兩個(gè)抓取部分5上牽拉。為了執(zhí)行拉伸，該一對(duì)或多對(duì)抓取夾9必須沿遠(yuǎn)離另 一抓取部分5的位置的方向移動(dòng)。在這個(gè)階段，密封墊圈1被拉伸，并因此處于(高度)張 緊狀態(tài)，這意味著其尺寸(遠(yuǎn))大于其放松狀態(tài)的尺寸，從而其容易被定位在集管板8上。圖7以橫截面示出了處于張緊狀態(tài)并被定位在集管板8上的密封墊圈1。所述集 管板具有沿該板的延伸方向設(shè)置的一系列孔20，所述孔20允許多個(gè)管子7或其相似物通 過，至少一流體流動(dòng)通過該管子或其相似物。所述孔20例如具有長圓形橫截面，其兩個(gè)長 邊互相平行，由適合所用管子橫截面的半圓形在每個(gè)端部處連接。所述孔彼此平行設(shè)置，其 長軸定位為與板的縱向延伸方向正交。在所示例子中，集管板是無溝槽或無通道的。機(jī)器使用其抓取夾9、9’對(duì)移動(dòng)要被定位在集管板8上方的密封墊圈1，隨后這些 抓取夾9、9’下降以放下墊圈1。圖8示出了兩套抓取夾9、9’或僅其中一個(gè)抓取部分5被拉伸時(shí)的其中一套抓取 夾9、9’向彼此返回的步驟，以使彈性墊圈1的張緊力減小。需要注意的是，在圖8所示的 步驟中，當(dāng)墊圈1的張緊力減小時(shí)，該張緊力不為零(或甚至比較高)，這意味著，密封裝置 1始終在張緊狀態(tài)下至少接合管子7的兩個(gè)端部，理想地，位于熱交換芯邊緣處的管子7的 端部，這在附圖中未示出。接著，如圖9所示，兩套抓取夾9、9 ’撤回，這通常通過抬高這兩對(duì)抓取夾9、9 ’，或 將其向上移動(dòng)，從而使其脫離抓取裝置5。圖10至圖13示出了本發(fā)明主題的第二實(shí)施例。該第二密封裝置1’不同于圖1至9所示的密封裝置1，其主要區(qū)別在于抓取裝置 5及其形狀和位置。與之前一樣，密封墊圈1’具有的形狀適應(yīng)于集管板8’的周圍或周邊， 也就是說，其通常是矩形的，具有兩個(gè)長邊3、3’和兩個(gè)短邊，并在四個(gè)角部處大致為圓的， 如附圖10和11所示。此外，在此實(shí)施例中，抓取裝置10分別位于密封墊圈1’的兩個(gè)端部11處，即位于 兩個(gè)相對(duì)的短邊4、4’上。應(yīng)注意，無論在第一或第二實(shí)施例中，抓取裝置5、10的數(shù)量并不重要，這意味著， 其可以潛在地存在僅一個(gè)抓取裝置5或10，或另一方面，存在沿密封墊圈1、1’位于適當(dāng)位 置處的多于兩個(gè)抓取裝置5、10。這些抓取裝置5、10可以用不同于形成密封墊圈1、1’的材 料制造，或更加特殊地用不同于密封墊圈1、1’的周邊或周圍2的材料制造，例如使用比密 封墊圈1、1’的周邊2更強(qiáng)和更少彈性的另一種塑料，例如通過使用于抓取裝置5、10的聚酰胺與用于密封墊圈1、1’的周邊或周圍2的乳膠橡膠(具有更優(yōu)異的性質(zhì))組合。在本文中，重要的是，在抓取裝置5或10之間形成的區(qū)域，是密封墊圈1、1’的主 要彈性區(qū)域，以便通過在抓取裝置5或10上的作用輕松地拉伸密封墊圈1、1’。第二實(shí)施例的抓取裝置10包含軸向突起部，該突起部包含兩部分，用于與管子7 的一個(gè)或多個(gè)端部接觸的上第一部分12，和在密封墊圈1’的周邊2和接觸部分12之間提 供連接的臺(tái)階式(set-back)第二部分13。第二部分13從墊圈1’的周邊2在與周邊2基 本相同的水平或高度處延伸，而第一部分12在第二部分13的上方延伸，并具有軸向突出部 分。因此，第一部分12相對(duì)于第二部分13軸向地偏移，使得第二部分13可以相對(duì)于接觸 第一部分12為所述的臺(tái)階式。特別地，第一部分12的軸向突起部分是密封墊圈1’與管子 7的端部接觸的部分。第二實(shí)施例的抓取裝置1’的這種特殊結(jié)構(gòu)，在密封墊圈1’處于張緊狀態(tài)下的行 為方式方面具有優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)槊芊鈮|圈1’以與第一實(shí)施例基本相同的方式，被自動(dòng)或手動(dòng)地 放下，當(dāng)密封墊圈1’被安裝到集管板8’上且其一些張緊力隨后被釋放時(shí)，密封墊圈1’具 有一種自然收縮傾向(彈性回復(fù)力)，如箭頭14所示。此時(shí)，由于密封裝置1’的第一部分 12壓靠管子7的端部，合力15將趨于將臺(tái)階式第二部分13牢固地壓靠凸緣16，從而避免 密封墊圈1’扭動(dòng)或翹曲的任何風(fēng)險(xiǎn)。此外，如果存在從集管板8’突出的突起部，密封墊圈 1’經(jīng)由其抓取裝置12，將極好地牢固壓靠管子7的一個(gè)或多個(gè)端部并壓靠凸緣16。附圖沒有示出的蓋子固定于集管板8、8’，通過一種完全公知的并為本領(lǐng)域的技術(shù) 人員所精通的方式，例如使用附圖未示出的齒，該齒為此目的設(shè)置在集管板8、8’上，并可壓 接到蓋子的邊緣上。
權(quán)利要求
1.一種用于熱交換器的集管箱，包括-至少一個(gè)被稱為“集管板”(8、8’ )的部分，具有至少一系列孔(20)，所述系列孔沿板 的延伸方向設(shè)置，所述孔被設(shè)置用于使多個(gè)管子(7)或其相似物通過，至少一流體流動(dòng)通 過所述管子或其相似物，所述集管板用于固定所述多個(gè)管子，和-至少一個(gè)被稱為“蓋子”的部分，用于當(dāng)其固定于所述集管板(8、8’ )時(shí)，至少部分地 關(guān)閉所述集管箱，和-彈性密封裝置(1、1’)，位于所述集管板(8、8’ )和蓋子之間，其特征在于，所述密封裝置(1、1’ )可被設(shè)置為以張緊狀態(tài)倚靠至少一部分，所述部 分露出到管子(7)的所述箱中，所述管子通過位于所述單系列或多系列孔的相對(duì)端部處的 孔。
2.如權(quán)利要求1所述的集管箱，其特征在于，所述彈性密封裝置(1、1’)包括抓取裝置 (5、12)，用于使所述密封裝置張緊。
3.如權(quán)利要求1或2所述的集管箱，其特征在于，所述集管板(8、8’)沿大致平坦的表 面延伸，從而所述密封裝置(1、1’ )不被定位于專門的凹陷或溝槽中。
4.如權(quán)利要求2所述的集管箱，其特征在于，位于所述抓取裝置(5、11和12)之間的區(qū) 域構(gòu)成所述密封裝置(1、1’ )的彈性區(qū)域，所述裝置的其他區(qū)域可以為彈性的或非彈性的。
5.如權(quán)利要求2或4所述的集管箱，其特征在于，所述抓取裝置(5)包括至少兩個(gè)部 分，所述至少兩個(gè)部分大致垂直于密封裝置(1)的延伸平面延伸并連接所述裝置(1)的兩 個(gè)相對(duì)的邊緣(3、3’)。
6.如權(quán)利要求1所述的集管箱，其特征在于，密封裝置(1、1’)經(jīng)由支承件(12)倚靠 管子(7)的端部，所述支承件位于與所述密封墊圈的延伸平面不同的高度。
7.如權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)所述的集管箱，其特征在于，用于倚靠管子(7)的端部 的前述支承件(12)，高于密封墊圈(1’ )的延伸平面或在其之上，或與其在同一平面。
8.如前述任一權(quán)利要求所述的集管箱，其特征在于，密封墊圈(1、1’)所倚靠的所述支 承件(12)單獨(dú)地或僅在管子的端部上。
9.一種熱交換器，特別地用于機(jī)動(dòng)車，包括熱交換芯，所述熱交換芯包括多個(gè)管子(7) 或其相似物，該管子或其相似物的端部分別通過釬焊固定于兩個(gè)集管箱，其特征在于，所述 兩個(gè)集管箱中的至少一個(gè)是如前述任一權(quán)利要求所述的集管箱，所述墊圈被設(shè)置為以張緊 狀態(tài)至少倚靠露出到管子的所述箱中的部分上，所述管子通過位于所述單系列或多系列孔 的相對(duì)端部處的孔。
10.一種用于在如權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的集管箱上安裝彈性密封裝置(1、1’) 的方法，包括以下相繼的步驟a)使至少兩個(gè)所述抓取裝置(5、12)張緊，b)使至少位于所述兩個(gè)抓取裝置(5、12)之間的彈性區(qū)域延長，c)將所述密封裝置(1、1’)安裝為至少抵靠管子(7)的兩個(gè)端部，所述管子位于所述 單系列或多系列孔的相對(duì)端部處。
11.如前述權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，步驟a)、b)、c)使用機(jī)器自動(dòng)執(zhí)行或由 操作者執(zhí)行。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種熱交換器的集管盒，包括集管板，用于固定至多個(gè)管子，至少一流體流動(dòng)通過所述管子；和蓋子，用于當(dāng)該蓋子固定于所述集管板時(shí)至少部分地關(guān)閉所述集管箱；以及彈性密封裝置(1)，位于集管板和蓋子之間，其特征在于，密封裝置(1)被放置為以張緊狀態(tài)倚靠至少兩個(gè)管子端部。本發(fā)明還涉及一種熱交換器，包含兩個(gè)上述的集管箱，并涉及一種用于將這樣的密封裝置定位在集管盒中的方法。
文檔編號(hào)F28F9/02GK101999066SQ200980112696
公開日2011年3月30日 申請日期2009年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月13日
發(fā)明者克里斯琴·里昂迪特, 讓-馬克·萊蘇爾 申請人:法雷奧熱系統(tǒng)公司