專利名稱：熱交換器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種熱交換器，該熱交換器由布置在彼此上方的多個層組成，這些層均具有用作待冷卻介質通道的腔體，并界定用作冷卻劑通道的另一腔體，其中，在每一層中，形成了用作待冷卻介質通道的通孔。
背景技術：
圖1示出了一種堆積式承載板熱交換器，該熱交換器由布置在彼此上方且均具有一個瑞流插入件(turbulence insert)的不同的板2組成。對該瑞流插入件3進行錯射和沖壓，由此使其以這種方式適合于板2的形狀。安裝在彼此上方的板2被布置在一個底板4上。在每個板2的端部區(qū)域，有用于引導待冷卻介質或引導冷卻劑的通孔5。在板2上，堆積式承載板熱交換器I通過法蘭F而關閉，該法蘭F代表了內燃機和冷卻劑供給系統(tǒng)的接口。在此，板2是被沖壓的或深長形狀的部件。為了生產(chǎn)如此形狀的部件，必須準備多個工具，其中用于不同尺寸的板2需要許多工具。工具的多樣性增加了投資成本，這是因為工具是不變的，同時對于每個板尺寸必須準備單獨的工具?；跓峤粨Q器的類型，對于每個板尺寸可能需要多達四種不同的工具。尤其就原型生產(chǎn)而言，其中同樣必須為每個新尺寸準備工具，可預料到工具的生產(chǎn)時間會很長。由于用于原型和小系列的板2的量小，用在工具上的投資就不可能分期償還。

發(fā)明內容
因此本發(fā)明的目標是提出一種熱交換器，其可以以可變的方式生產(chǎn)且可降低對于工具特別是對于原型或小系列的投資成本。根據(jù)本發(fā)明，這個目標通過具有下述設置的層來實現(xiàn)，該層由湍流插入件插入其中的框架組成。這種設置具有如下優(yōu)勢:可以以簡單的方式依靠激光束或水流(water jet)從金屬片切下所述框架，其中所述激光束或所述水流的路徑由計算機控制。具體地，在大量生產(chǎn)的情況下，對于生產(chǎn)所述框架，也可想到?jīng)_壓。因此，可使用任何由計算機控制的激光束工具或水流工具，其配備有用于制造所述框架的專門產(chǎn)生形狀的計算機程序。從而完全省略了生產(chǎn)昂貴的工具，以便減少或完全消除了投資成本。如此的計算機程序可以簡單的方式變化，以致可生產(chǎn)許多不同尺寸和數(shù)量的框架，而不顯著增加成本。并且，熱交換器的開發(fā)次數(shù)也會減少。這是由于根據(jù)本發(fā)明，因為所述熱交換器可接受任何可能的外部輪廓，最佳利用安裝空間或在機動車輛中適應現(xiàn)存的安裝空間是可能的。有利地，所述框架完全包封所述湍流插入件，且特別具有近似矩形的形狀。所述湍流插入件通過所述框架保持在適當?shù)奈恢茫渲兴隹蚣艿母叨扰c所述湍流插入件的高度相適應。所述湍流插入件簡單地必須從更大的部件中沖壓出來。省略了為使所述湍流插入件適應所述框架的形狀而對其進行的剪切，以便進一步降低所述熱交換器的生產(chǎn)成本。在一種構造中，在兩層之間插入隔離裝置，所述層各自由所述框架和所述湍流插入件組成。該隔離裝置將所述待冷卻介質和所述冷卻劑的介質流分隔開。由于所述隔離裝置可以以簡單的方式由薄膜或薄金屬片制得，這也導致所述熱交換器的生產(chǎn)成本的降低。在一種改進中，以板狀形狀形成的所述隔離裝置在兩邊都具有焊料層。此焊料層確保了，在焊料熔爐中焊接預組裝的熱交換器期間，所述框架和所述湍流插入件通過所述隔離裝置彼此牢固連接，由此獲得所述熱交換器的高穩(wěn)定性。在一種變換形式中，在每種情況下，在所述框架的端部區(qū)域形成一個用于引導所述待冷卻介質的通孔和一個通道閉合物(closure)。由于這種構造，基于框架的所述熱交換器在其幾何形狀上與堆疊的板式熱交換器相一致，使得在所述熱交換器組裝后，作為閉合物被附接到所述熱交換器上的對應的法蘭，也可用于以框架式結構實施的熱交換器。這就消除了以下需求，即為制成為框架式結構的熱交換器而制造新法蘭的需求。為了確保引導所述待冷卻介質通過所述湍流插入件，在所述框架中，形成通往所述待冷卻介質入口的所述第一通孔和通往所述待冷卻介質出口的所述第二通孔，以便彼此在對角線上相對或簡單地彼此相對。此外，為了容納組裝輔助裝置，所述框架具有導向開口。該導向開口確保布置在彼此頂部的所述框架準確匹配，以便所述通孔可靠地定位于彼此的頂部，該通孔各自分別通往所述待冷卻介質或冷卻劑的所述入口或所述出口。在特別節(jié)約空間的變換方式中，所述導向開口形成于所述通孔和所述能源閉合物之間。在一種改良方式中，在安置在相對彼此的第一預定位置中的兩個框架之間，在所有情況下，另一個框架被安裝在相對于所述第一位置翻轉或旋轉的第二預定位置。通過所述框架相對于彼此的交替定位，產(chǎn)生用于待冷卻介質的通道或用于所述冷卻劑的所述腔體，以便所述介質和所述冷卻劑一直被交替輸送給彼此，且所述冷卻劑可以足夠的方式驅散所述待冷卻介質的熱量。在一種構造中,所述框架在其外緣上有至少一個標釬(marking pin)。此標釬的優(yōu)勢為:在所述熱交換器組裝后，所述標釬在所述熱交換器的外面留下對稱圖案，以便進行堆疊的人可立即識別出所述各自的框架是否處于相對于彼此的正確位置。


本發(fā)明具有多種實施方式。其中一些將通過在附圖中示出的圖解進行更詳細的闡述。在圖中，圖1示出了現(xiàn)有技術的堆疊的板式熱交換器；圖2示出了熱交換器的框架；圖3示出了熱交換器的隔離板；圖4示出了根據(jù)圖2的框架和根據(jù)圖3的隔離板的裝置的分解圖；圖5示出了熱交換器中框架的第一定位的俯視圖；圖6示出了熱交換器中框架的第二定位的俯視圖；圖7示出了貫穿油熱交換器的截面；圖8示出了貫穿內冷卻器的截面；圖9示出了具有上述熱交換器的焊接裝置；
圖10示出了可更換的焊接裝置；圖11示出了由擠出的板型制造框架；圖12示出了熱交換器的可能設計。相同的附圖標記指代相同的特征。
具體實施例方式圖2示出了通過計算機控制的激光束工具或水流工具剪下的框架。在此，框架6具有一個近乎矩形的形狀，并在其縱向延伸有兩個肋拱狀的縱邊7和8，同時在窄邊上、力口寬了端部區(qū)域9和10。端部區(qū)域9包括用于液體介質的入口 11、用于液體介質的通道閉合物13和用于輔助組裝的導向開口 14。與端部區(qū)域9的通道閉合物13呈對角線相對，還具有形成在端部區(qū)域10中的通道閉合物13。同樣，在端部區(qū)域10中，用于液體介質的出口12與端部區(qū)域9中的入口 11呈對角線相對地布置。在端部區(qū)域9的通道閉合物13和入口11之間，以及在端部區(qū)域10的出口 12和通道閉合物13之間，布置導向開口 14，以便當形成框架6時它們彼此對稱地相對。在圖3中，示出了一種隔離裝置，其作為隔離板15形成，且其外部輪廓與框架6的外部輪廓相適應。隔離板15平坦且在其窄端分別有開口 16和17，該開口 16和17都近乎橢圓形并橫跨框架6的通道閉合物13以及分別橫跨框架6的入口 11或出口 12。布置于中央且形成在隔離板15兩側上的開口 18精確地安置在導向開口 14的下面。圖4示出了圖2和圖3中所示的框架6和隔離板15怎樣安裝在彼此頂部。在此，框架6支撐在隔離板15上，其中框架6的內部填有湍流插入件19。此湍流插入件19被簡單地插入到框架6中且因為這個原因只需要經(jīng)沖壓。避免了將湍流插入件19剪切成特定的形狀。除了已經(jīng)提及的開口諸如入口 11或出口 12或導向開口 14及通道閉合物13，框架6在端部區(qū)域10上還具有標釬20。此外，通道閉合物13提供有能使框架6有優(yōu)越穩(wěn)定性的肋21。有了上述肋21，確?？蚣?在端部區(qū)域9、10不會膨脹。在圖5中，隔離板15和框架6交替層疊在另一個上面，且定位在底板22上。在此，框架6并不包含湍流插入件。在此俯視圖中，示出了框架6a的位置?？蚣?a的端部區(qū)域9定位在底板22的左側，而框架6a的端部區(qū)域10被安置在底板22的右側?？蚣?a的用于液體介質的端部區(qū)域9的入口 11與端部區(qū)域10中用于液體介質的出口 12呈對角線相對布置。在此，導向開口 14彼此相對布置。同樣，在框架6a的此布置中，端部區(qū)域9和端部區(qū)域10的通道閉合物13彼此呈對角線相對布置。在圖6中，示出了放置在圖5所示的框架6a之上的另一框架6b的第二位置。與圖5的框架6a相比，框架6b圍繞其縱軸旋轉180°。這導致端部區(qū)域9的通道閉合物13被放置在下述位置，即置于下面的框架6a的入口 11放置的位置。關于端部區(qū)域10，通道閉合物13和出口 12也相互易位。在此位置，湍流插入件19被插入框架6b中。因此，待冷卻介質可從入口 11流出并從框架6b的縱向方向流經(jīng)湍流插入件19，以便再次經(jīng)過出口 12流出并流出框架6b。圖7示出了一個完整制造的滑油熱交換器，其中多個框架6a、6b被層疊在彼此頂部，其中框架6a、6b通過隔離板15隔開。湍流插入件19僅在此實例中標示。通過隔離板15隔開，框架6a、6b交替安裝在底板22上，并通過法蘭23關閉。在組裝之前，在隔離板15的兩側涂上一層焊料，以實現(xiàn)在焊接過程中框架6a、6b和湍流插入件19彼此的穩(wěn)固相連。圖8示出了一種冷熱氣自動調節(jié)機(intercooler),其框架式結構已進行說明，其中本文類似，框架6a、6b交替布置在底板22上，其中，在每種情況下框架6a、6b通過隔離板15隔開。在該剖面圖中，很清晰地示出了不同的通道，其分別作為用作散熱劑的空氣的通道或用作待冷卻介質的通道。箭頭24標示了空氣側的外形，而箭頭25標示了散熱劑側的外形。法蘭23也覆蓋著冷熱氣自動調節(jié)機。在圖9中，建造為框架式結構的熱交換器27被插入焊接裝置26中。在此，熱交換器27被安裝在由四個導向插銷32引導的第一板28上，其中在第一板28和第二板29之間布置了許多彈簧30。為了能牢固地安置框架6a、6b和隔離板15，在每種情況下將一螺栓31a、31b插入穿過熱交換器27的導向開口 14。蓋板33覆蓋熱交換器27。在導向插銷32的開口 34處，以如此方式即熱交換器27預加載在彈簧30上的方式來設置蓋板33。如同已說明的，在預組裝的熱交換器27中，為隔離板15的兩側提供了焊料層。以如此方式在焊接裝置26中被夾緊的熱交換器27滑入焊錫熔爐中，在焊接過程中將帶有各自零件的熱交換器焊接到一起。圖10示出了可變的焊接裝置26，該裝置可針對熱交換器27的不同尺寸進行調節(jié)。，螺栓31a、31b既可垂直調節(jié)也可水平調節(jié)，該螺栓接合在熱交換器27的框架6的導向開口 14中。另外，螺栓31a、31b緊固在堆疊輔助35上，該堆疊輔助35可在夾緊后再次移除。因此，焊接裝置26可用于制作為框架式結構的熱交換器的每一種形狀。如同已說明的，熱交換器27的框架6依靠激光束或水流進行剪切或沖壓，其中工具通過計算機程序控制。作為一種選擇，框架6也可根據(jù)圖11中示出的壓制外形36生產(chǎn)。在單一工序中產(chǎn)生的拉伸的壓制外形36隨后被分割形成框架6。然而，本發(fā)明不限于有近似矩形形狀的熱交換器。通過框架式結構，可能形成熱交換器37的所有可想到的形狀，如圖12所示。尤其通過使用控制激光束工具或水流工具的計算機程序，可生產(chǎn)環(huán)形、S形或圓弓形的形狀。因此，熱交換器37的形狀總是可適應于機動車輛中的安裝位置。
權利要求
1.一種熱交換器，所述熱交換器包括布置在彼此頂部的多個層，所述層均具有用作待冷卻介質通道的腔體(24)，并界定用作冷卻劑通道的另一腔體(25)，其中每一層(6，6a，6b，19)具有用作所述待冷卻介質通道的通孔(11，12)； 所述熱交換器的特征在于，層(6，6a，6b，19)由湍流插入件(19)插入其中的框架(6，6a, 6b)組成。
2.根據(jù)權利要求1所述的熱交換器，特征在于，所述框架(6，6a，6b)完全包封所述湍流插入件(19)，且有利地具有近似矩形的形狀。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的熱交換器，特征在于，隔離裝置(15)被插入在兩個層(6，6a,6b, 19)之間,所述層各自由所述框架(6,6a,6b)和所述瑞流插入件(19)組成。
4.根據(jù)權利要求3所述的熱交換器，特征在于，以板狀方式形成的所述隔離裝置(15)在兩側都具有焊料層。
5.根據(jù)權利要求4所述的熱交換器，特征在于，在每種情況下，在每個所述框架(6，6a，6b)的端部區(qū)域(9，10)形成一個用作所述待冷卻介質通道的通孔(11，12)和一個通道閉合物(13)。
6.根據(jù)權利要求5所述的熱交換器，特征在于，通往所述待冷卻介質的入口的第一通孔(11)和通往所述待冷卻介質的出口的第二通孔(12)形成于所述框架(6，6a，6b)中且彼此呈對角線相對地布置。
7.根據(jù)前述權利要求中至少一項所述的熱交換器，特征在于，所述框架(6，6a，6b)具有用于容納組裝輔助裝置的導向開口(14)。
8.根據(jù)權利要求6和7所述的熱交換器，特征在于，所述導向開口(14)形成在所述通孔(11，12)和所述通道閉合物(13)之間。
9.根據(jù)前述權利要求中至少一項所述的熱交換器，特征在于，在預定位置中，兩個框架(6a)之間，在所有情況下，另一框架(6b)被安裝在相對于所述第一位置特別翻轉或旋轉的第二預定位置。
10.根據(jù)前述權利要求中至少一項所述的熱交換器，特征在于，所述框架(6)在外緣至少具有一個標釬。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種熱交換器，所述熱交換器包括一個位于另一個上方的多個層，所述層均具有用作待冷卻介質通道的腔體(24)，并界定用作冷卻劑通道的另一腔體(25)，其中每一層(6,6a，6b，19)具有用作所述待冷卻介質通道的通孔(11,12)。就多功能的且降低了加工投資成本的熱交換器而言，層(6，6a，6b，19)由湍流插入件(19)放置其中的框架(6，6a，6b)組成。
文檔編號F28D9/00GK103154655SQ201180032678
公開日2013年6月12日 申請日期2011年6月24日 優(yōu)先權日2010年6月29日
發(fā)明者福爾克爾·費爾特, 威廉·格勞爾 申請人:馬勒國際有限公司