專利名稱：冷卻液收集器和熱交換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種冷卻液收集器以及熱交換器。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代的熱交換器應(yīng)用領(lǐng)域中，特別是在用于混合動(dòng)力汽車蓄電池系統(tǒng)和電動(dòng)汽車蓄電池系統(tǒng)的熱交換器中，總是對(duì)重量、費(fèi)用和安裝空間有較高的要求。這就要求不僅在方案設(shè)計(jì)中而且在熱交換器在這些應(yīng)用領(lǐng)域的制造中要進(jìn)行新的方案變型，這也是本申請(qǐng)所涉及的。迄今為止，冷卻板比較常見(jiàn)的是層板制造方式，也有另外的制造方式，比如雙層-冷卻板或模塊化-管-冷卻板。這些不同的熱交換器制造方式根據(jù)設(shè)計(jì)而具有不同的優(yōu)點(diǎn)，然而U形流體場(chǎng)設(shè)計(jì)可能在生產(chǎn)或者說(shuō)制造上需要較大的開(kāi)支。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于，提供一種優(yōu)化的冷卻液收集器，并提供一種優(yōu)化的熱交換器。該目的是通過(guò)如獨(dú)立權(quán)利要求所述的冷卻液收集器以及熱交換器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明是基于以下的認(rèn)識(shí)，即，用于將收集器內(nèi)的分配區(qū)域與收集區(qū)域相分離的隔板可以是封閉用構(gòu)件的組成部分，通過(guò)該隔板可以將收集器進(jìn)行液密的封閉。通過(guò)將隔板從設(shè)置在收集器的基體上變成設(shè)置在收集器的封頭上，這一轉(zhuǎn)移可以使得兩個(gè)構(gòu)件在生產(chǎn)中僅僅在彎曲方向上折彎或者沖壓彎曲。優(yōu)選的，收集器可以通過(guò)簡(jiǎn)單的制造原料和較少的生產(chǎn)步驟來(lái)進(jìn)行低成本且快速的生產(chǎn)。從而可以實(shí)現(xiàn)制造、生產(chǎn)和安裝費(fèi)用的減少，而且可以得到較輕的重量和較低的殘次品率。以這種方式，可以簡(jiǎn)化制造方法，如模塊化-管-熱交換器的制造方法，特別是U形流體場(chǎng)類的制造方法。本發(fā)明所實(shí)現(xiàn)的冷卻液收集器具有如下特征，其具有基底，該基底具有第一接口以及開(kāi)口，該第一接口用于將收集器的腔與至少一個(gè)冷卻管相連接，該開(kāi)口延伸通過(guò)腔的至少一個(gè)分區(qū)；收集器還具有封頭，該封頭將基底的開(kāi)口進(jìn)行液密的封閉，其中該封頭可以是線材或者是擠壓型材。該收集器的使用是與熱交換器相聯(lián)系的，其中，冷卻液通過(guò)第一接口進(jìn)入收集器，由該收集器中通過(guò)至少一個(gè)冷卻管輸入到回行收集器中，由該回行收集器中通過(guò)至少一個(gè)第二冷卻管回流到收集器中，并從收集器中通過(guò)第二接口通到外面。該收集器可以是水箱。本發(fā)明中的收集器應(yīng)被理解為是這樣一種裝置，該裝置可以引導(dǎo)流體由至少一個(gè)第一冷卻管流入，且收集從至少一個(gè)第二冷卻管流入的流體。該收集器可以由基底和封頭組合而成。腔相對(duì)于該收集器的外部環(huán)境是液密的。腔可以具有第一接口，該第一接口用于和第一軟管相連接，作為冷卻液的進(jìn)口。本發(fā)明中的第一和/或第二接口應(yīng)被理解為是穿過(guò)收集器的壁面上的一個(gè)或多個(gè)缺口。該缺口至少大部分設(shè)置于基底的同一個(gè)壁上，該缺口的構(gòu)成應(yīng)能容納至少一個(gè)冷卻管，通過(guò)焊接連接，冷卻管可以在相應(yīng)的第一或第二接口位置處與收集器相連接。第一和/或第二接口可以構(gòu)造成能夠容納作為冷卻管的扁管，其借助于焊接連接固定上去?；卓梢员辉O(shè)計(jì)為沖孔-彎曲構(gòu)件。其中基底可以彎曲呈U形。開(kāi)口可以延伸通過(guò)基底的兩個(gè)腿(schenkel)的端部區(qū)域。封頭可以是彎曲構(gòu)件。其擠壓型材可以是空心型材。線材或者擠壓型材都可以被很簡(jiǎn)單地彎曲，且可以生產(chǎn)出不同的長(zhǎng)度以適應(yīng)不同的應(yīng)用。通過(guò)線材彎曲機(jī)械，可以很便宜地生產(chǎn)出各種形狀?；卓梢跃哂械诙涌冢糜趯⑹占鞯牧硗獾那慌c至少一個(gè)另外的冷卻管相連接。其中，開(kāi)口延伸通過(guò)另外的腔的至少一個(gè)分區(qū)。該收集器從而可以具有至少一個(gè)第一腔和另外的腔，腔應(yīng)被構(gòu)造成相對(duì)于外部環(huán)境是液密的。另外的腔可以具有第二接口，該第二接口可以將該腔與第二軟管相連接，作為冷卻液的出口，第一接口和第二接口可以在基底的同一個(gè)面上相鄰布置。封頭可以具有突出部分，該突出部分的構(gòu)成應(yīng)能將腔與另外的腔液密地分隔開(kāi)。該突出部分可以順著收集器的內(nèi)部空間的腔間的分隔線從開(kāi)口中延伸露出。該突出部分可以是封頭的U形段。該U形段可以被設(shè)置在封頭的中段位置。該U形段可以設(shè)置兩個(gè)密閉位置，用于將第一腔和第二腔分隔開(kāi)來(lái)。為了產(chǎn)生這樣的U形段，封頭可以在平面上被彎曲?；卓梢跃哂腥笨冢撊笨诳梢员恢糜诘谝唤涌诤偷诙涌谥g。封頭的突出部分應(yīng)設(shè)計(jì)成可以嵌入基底的該缺口中。該缺口可以依照第一和/或第二接口位置處的缺口來(lái)成型。從而，在生產(chǎn)制造中使用統(tǒng)一的工具即可。當(dāng)封頭的突出部分嵌入該缺口中時(shí)，封頭可以盡量避免滑落。或者，基底可以在第一接口和第二接口之間具有接觸區(qū)域，封頭的突出部分可以被設(shè)計(jì)成能夠在該接觸區(qū)域上是液密的。此時(shí)不再有缺口，可以使得基底更穩(wěn)固。基底的開(kāi)口至少貫穿基底的邊，該開(kāi)口位于第一接口和/或第二接口所在面的對(duì)面。開(kāi)口可以通過(guò)基底的彎曲工序來(lái)產(chǎn)生且通過(guò)封頭來(lái)封閉。開(kāi)口也可以環(huán)繞基底的三個(gè)側(cè)面。此時(shí)，尤其易于基底的制造。在這種情況下，封頭可以封閉基底的這三個(gè)側(cè)面。接頭可以置于U形的轉(zhuǎn)彎處。當(dāng)開(kāi)口僅僅設(shè)置在相對(duì)第一和/或第二接口的面的話，側(cè)面的邊緣可以通過(guò)卷邊來(lái)封閉。基底可以具有至少一個(gè)開(kāi)槽，開(kāi)槽應(yīng)被設(shè)計(jì)成可以使得封頭的端部段從中通過(guò)。本發(fā)明的開(kāi)槽應(yīng)被理解為是槽形空隙，其作為中空的固定部件，其中容納有封頭的一段。從而，封頭可以容易地置于基底中。該開(kāi)槽可以和第一和/或第二接口位于同一條線上。封頭的端部段可以伸出基底。封頭具有兩個(gè)相對(duì)設(shè)置且相反的密封咬合面，該密封咬合面沿著封頭的長(zhǎng)邊延伸且緊貼在基底的相對(duì)設(shè)置的面上。本發(fā)明的密封咬合面可以被理解成是圓形或者橢圓形截面的壓扁，從而可以在接頭和基底之間實(shí)現(xiàn)嚴(yán)密的接觸?；卓梢酝ㄟ^(guò)焊接與封頭相連接。這樣可以在兩個(gè)構(gòu)件之間獲得穩(wěn)定且密封的連接。本發(fā)明還提供一種熱交換器，其具有如下特征具有如前所述的收集器；還具有至少一個(gè)冷卻管，該冷卻管通過(guò)收集器的第一接口與收集器的腔相連接；還具有回行室，該回行室具有腔，該腔通過(guò)第三接口與至少一個(gè)冷卻管相連接。[0021]熱交換器的標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件可以通過(guò)焊接彼此相連?；匦惺铱梢匀缡占饕话銟?gòu)成，與收集器相比，回行室在封頭上沒(méi)有突出部分而已。冷卻管可以借助于導(dǎo)熱壁相連接，從而可以獲得一個(gè)平整的設(shè)備面，該平整的設(shè)備面是位于收集器設(shè)備面和回行室設(shè)備面的延長(zhǎng)面上。在一個(gè)實(shí)施例中，收集器還具有另外的冷卻管，其通過(guò)收集器的第二接口與收集器的另外的腔相連接?；匦惺业那豢梢酝ㄟ^(guò)第三接口與該另外的冷卻管相連接。

本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例將借助于圖示進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。其中圖1顯示的是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的熱交換器的分解圖；圖2a顯示的是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的熱交換器的圖示；圖2b顯示的是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的熱交換器的封頭的突出部分的細(xì)部詳圖；圖2c顯示的是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的突出部分的細(xì)部詳圖；圖3顯示的是本發(fā)明的一個(gè)熱交換器的突出部分的另一實(shí)施例的圖示；圖4顯示的是本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的熱交換器；圖5顯示的是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的熱交換器的收集器的剖面圖；圖6顯示的是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的熱交換器的進(jìn)一步的圖示。附圖標(biāo)記100熱交換器102 基底104 封頭106 第一接口108 第二接口110第一冷卻管112第二冷卻管114第一軟管接頭116第二軟管接頭118突出部分200收集器202冷卻表面300接觸面400 開(kāi)槽402封頭所呈現(xiàn)的(ausgestellt)端部段500 蓋板
具體實(shí)施方式
在本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施例的如下說(shuō)明中，對(duì)于在不同的圖示中顯示的、作用類似的元件，將使用同樣的或者近似的附圖標(biāo)記，其中，將不再對(duì)元件做重復(fù)的說(shuō)明。圖1顯示的是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的熱交換器100的分解圖。圖示的是熱交換器100的收集器的組成部分和熱交換器100的冷卻表面的組成部分。收集器具有基底102和封頭104?；?02是由板材做成的沖壓彎曲構(gòu)件。其具有U形的外形。該U形基底102的第一條腳與該U形基底102的第二條腳等長(zhǎng)且平行。沿著基底102的彎折邊，基底102的第一條腳和基底102的第二條腳相連接，且在此處也布置有第一接口 106和第二接口 108。第一和第二接口是沿直線設(shè)置的。基底102沿著彎折邊的寬度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于基底102沿著基底腳的高度?；?02的高度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于基底102沿著彎折邊的長(zhǎng)度。第一接口 106的設(shè)計(jì)應(yīng)能使得可以將收集器的第一腔和冷卻表面的第一冷卻管110相連接。第二接口 108的設(shè)計(jì)應(yīng)能使得收集器的第二腔與冷卻表面的第二冷卻管112相連接。冷卻表面的冷卻管110，112都構(gòu)造成扁管的形式。在本實(shí)施例中，第一冷卻管110顯示為四根扁管，第二冷卻管112顯示為五根扁管。第一和第二接口 106，108是貫穿基底102彎折邊的稍帶長(zhǎng)形的缺口。缺口都具有相同的尺寸，沿著彎折邊呈有規(guī)律的間距排列。在U形基底102的第一腳上設(shè)置有第一軟管接頭114和第二軟管接頭116。第一軟管接頭114應(yīng)構(gòu)造成可以將收集器的第一腔與第一軟管或管體相連接。第二軟管接頭116的構(gòu)造應(yīng)能使得將收集器的第二腔與第二軟管或管體相連接。封頭104被設(shè)計(jì)為彎曲的線或者彎曲的具有圓形截面的空心線。封頭104在平面內(nèi)被多次直角彎折。在彎曲部位，封頭104具有彎曲半徑。封頭104應(yīng)彎曲成可以封閉基底102的三個(gè)開(kāi)放的側(cè)面，這三個(gè)開(kāi)放側(cè)面是通過(guò)基底102的彎曲面的邊緣面形成的。封頭104應(yīng)構(gòu)造成可以使得可以被容納進(jìn)基底102的第一腳和第二腳之間。在封頭104的中間設(shè)有U形突出部分118。該突出部分118應(yīng)構(gòu)造成可以液密地分隔開(kāi)基底102的第一腔和基底102的第二腔。突出部分的設(shè)計(jì)應(yīng)能可被插入到基底的第一腳和第二腳之間，且能夠從基底102彎折邊的缺口中伸出。熱交換器100在安裝好的狀態(tài)下是被構(gòu)造成可以使得，冷卻液從第一軟管接頭114流入收集器200的第一腔，通過(guò)第一冷卻管110流入此處未圖示出的回行室中。此外，熱交換器在安裝好的狀態(tài)下還被構(gòu)造成可以使得，冷卻液從回行室中經(jīng)由第二冷卻管112流入第二腔內(nèi)，通過(guò)第二軟管接頭116從熱交換器100流出。圖2a顯示的是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的裝配好的熱交換器100的透視圖。這里的熱交換器可以是根據(jù)圖1所描述的熱交換器。該熱交換器100是基于本發(fā)明的用于流體收集器制造的制造方案設(shè)計(jì)建立起來(lái)的。所描述的是具有收集器200和部分冷卻表面202的熱交換器100的剖面圖。如圖1所示，收集器200是由基底和封頭組合裝配而成的。封頭被置于基底的彎曲表面之間，將收集器200從三個(gè)側(cè)面液密的封閉起來(lái)，封頭的突出部分通過(guò)缺口插入基底的彎折邊，并伸出基底。從而收集器200中突出部分分隔出了第一腔和第二腔。第一腔是與第一冷卻管相連接的，第二腔是與第二冷卻管相連接的?；缀头忸^之間的接觸處可以根據(jù)材料特性相互連接，例如根據(jù)材料特征選擇焊接連接。在本實(shí)施例中，熱交換器100是通過(guò)模塊化-管-制造方法制造起來(lái)的。通過(guò)單個(gè)的擠出式扁管的使用可以在模塊化中呈現(xiàn)較高的等級(jí)。所期望的冷卻表面202的寬度和長(zhǎng)度可以使用較低的花費(fèi)進(jìn)行改變。從而，熱交換器液體的收集區(qū)域通過(guò)彎曲的板材構(gòu)成，扁管插進(jìn)其中。附加的封頭構(gòu)成了液體的必要的封閉的收集容積。在使用U-流場(chǎng)設(shè)計(jì)中，通過(guò)收集區(qū)域內(nèi)流動(dòng)路徑的必要分隔是通過(guò)液體收集器200區(qū)域內(nèi)的一個(gè)隔板實(shí)現(xiàn)的，可能產(chǎn)生額外附加的生產(chǎn)費(fèi)用和裝配費(fèi)用。根據(jù)本實(shí)施例，通過(guò)將隔板集成進(jìn)收集區(qū)域的封頭中可以避免該附加費(fèi)用，此時(shí)隔板是作為封頭的突出部分形式存在的。在最簡(jiǎn)單的情況下，封頭可以采用具有圓形或有角的截面的彎曲的構(gòu)件。這些所需要的幾何形狀的制作可以采用線形半成品或者擠壓型材，這些半成品或擠壓型材是借助于合適的制造設(shè)備或者借助于彎曲機(jī)器被成型為理想的形式。以這種方式使得可以通過(guò)構(gòu)件來(lái)在收集器200內(nèi)部實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)彼此隔絕的空間。圖2b和2c顯示的是圖2a所示熱交換器的細(xì)部詳圖。該U形突出部分118，即封頭中的一段彎曲接片，是作為基底的空的扁管卷邊中的隔板來(lái)插入的。圖2b中僅可見(jiàn)其邊緣。U形突出部分118的彎曲端部段圖中可見(jiàn)，該段是從空的扁管卷邊中突出來(lái)的。所謂的“空的”指的是在該扁管卷邊中還未容納扁管。在突出部分118和扁管卷邊之間的接觸范圍里，扁管卷邊壁的外形輪廓與突出部分118的外表面輪廓相對(duì)應(yīng)，從而通過(guò)突出部分118就可以在收集器腔體內(nèi)部空間中相對(duì)于空的扁管卷邊實(shí)現(xiàn)封閉。在圖2c中，示出了突出部分118的不可見(jiàn)的邊緣。從而可明顯看到收集器的第一腔與收集器第二腔之間通過(guò)兩條密封邊沿著突出部分118的接觸線實(shí)現(xiàn)的分隔。突出部分118的寬度與空的扁管缺口的寬度相適應(yīng)，突出部分118以及封頭的高度與空的扁管缺口相適應(yīng)并且與收集器的相對(duì)設(shè)置的壁之間的間距相適應(yīng)。圖3顯示的是本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的熱交換器。圖3所示實(shí)施例與圖1至2所示實(shí)施例的不同在于突出部分118的形式。該突出部分118比圖2所示實(shí)施例更短。基底不再具有用于突出部分118的缺口。換言之，基底具有接觸位置300，用于分隔第一腔和第二腔，該接觸位置300鄰近突出部分118的端部段。突出部分118是封頭的彎曲的接片118，作用在于作為收集器腔體之間的隔板。該彎曲接片118在接觸位置300處與基底焊接連接。圖4顯示的是圖2或圖3所示熱交換器100的細(xì)部。所顯示的是收集區(qū)域200的側(cè)面分隔。由板材進(jìn)行U形彎曲得到的基底102通過(guò)線形封頭104在3個(gè)側(cè)面被封閉?；?02在彎折邊的縱側(cè)面處具有開(kāi)槽400。封頭104穿過(guò)基底102的側(cè)面開(kāi)孔400。封頭104在端部區(qū)域具有設(shè)置好的截面402作為入口斜角，從而可以更容易的穿入開(kāi)槽400。封頭104兩邊面向基底102的面都被切削，以實(shí)現(xiàn)擴(kuò)大的接觸面。圖5顯示的是本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的收集器200。較之于圖4所示的收集器，在收集器200的側(cè)面沒(méi)有開(kāi)槽。為了達(dá)到可靠的緊密性，封頭104在端部區(qū)域內(nèi)是彎曲成與基底102的彎折邊相平行的角度，并呈現(xiàn)與彎折邊內(nèi)半徑相適應(yīng)的角度。封頭104可以采用較高的線材或壓扁的管。熱交換器的冷卻表面兩面都設(shè)有蓋板500，從而可以使熱交換器具有統(tǒng)一的厚度。圖6顯示的是圖5中收集器200的透視視圖。此外，還顯示了第一和第二接口中的一個(gè)。帶有內(nèi)部肋條的4個(gè)扁管110穿過(guò)沿彎折邊上設(shè)置的長(zhǎng)形孔，并與收集器200液密地連接。本技術(shù)方案所述的說(shuō)明和圖示僅表示一種應(yīng)用轉(zhuǎn)化的可能性。此外可以考慮不同的收集形式和收集設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)可能性。例如封頭的實(shí)現(xiàn)形式以及一個(gè)或多個(gè)隔板集成到封頭中的形式都可以采用不同的、多樣的技術(shù)和方法。此外，封頭的截面可以采用任何合適的形式。
本發(fā)明不同的實(shí)施例僅是適應(yīng)性的優(yōu)選，可以彼此相互組合。
權(quán)利要求1.一種 冷卻液收集器(200)，其特征在于，具有 基底(102)，該基底具有第一接口( 106)以及開(kāi)口，該第一接口用于將收集器(200)的腔與至少一個(gè)冷卻管(110)相連接，該開(kāi)口延伸通過(guò)腔的至少一個(gè)分區(qū)； 封頭(104)，該封頭液密地封閉基底(102)的開(kāi)口，其中該封頭是線材或者是擠壓型材。
2.如權(quán)利要求1所述的收集器(200)，其特征在于，基底(102)具有第二接口(108)，該第二接口用于將收集器(200)的另外的腔與至少一個(gè)另外的冷卻管(112)相連接，其中，開(kāi)口延伸通過(guò)該另外的腔的至少一個(gè)分區(qū)。
3.如權(quán)利要求2所述的收集器(200)，其特征在于，封頭(104)具有突出部分(118)，該突出部分將腔與另外的腔液密地分隔開(kāi)來(lái)。
4.如權(quán)利要求3所述的收集器(200)，其特征在于，基底(102)具有缺口，該缺口位于第一接口(106)和第二接口(108)之間，封頭(104)的突出部分(118)嵌入基底(102)的該缺口中。
5.如權(quán)利要求3所述的收集器(200)，其特征在于，基底(102)在第一接口(106)和第二接口( 108)之間具有接觸區(qū)域(300)，封頭(104)的突出部分(118)在所述接觸區(qū)域(300)中液密地密封。
6.如前述權(quán)利要求2所述的收集器(200)，其特征在于，基底(102)的開(kāi)口至少貫穿基底的邊，該開(kāi)口位于第一接口(106)和/或第二接口(108)所在面的對(duì)面。
7.如前述權(quán)利要求1所述的收集器(200)，其特征在于，基底(102)具有至少一個(gè)開(kāi)槽(400)，該開(kāi)槽的結(jié)構(gòu)使得封頭(104)的端部段從其中通過(guò)。
8.如前述權(quán)利要求1所述的收集器(200)，其特征在于，封頭(104)具有兩個(gè)相對(duì)設(shè)置且相反的密封咬合面，該密封咬合面沿著封頭(104)的長(zhǎng)邊延伸且緊貼在基底(102)的相對(duì)設(shè)置的面上。
9.如前述權(quán)利要求1所述的收集器(200)，其特征在于，基底(102)通過(guò)焊接與封頭(104)相連接。
10.一種熱交換器(100)，其特征在于，具有如權(quán)利要求1至9所述的收集器(200);還具有至少一個(gè)冷卻管(110)，該冷卻管通過(guò)收集器(200)的第一接口(106)與收集器(200)的腔相連接；還具有回行室，該回行室具有腔，該腔通過(guò)第三接口與至少一個(gè)冷卻管(110)相連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種冷卻液收集器(200)，其具有基底(102)。該基底包括第一接口(106)，該第一接口用于將收集器(200)的腔與至少一個(gè)冷卻管(110)相連接。該基底(102)還具有開(kāi)口，該開(kāi)口延伸通過(guò)至少一個(gè)分區(qū)。此外，收集器還具有封頭(104)，該封頭使得基底(102)的開(kāi)口被液密地密封。該封頭可以是線材或者擠壓型材。
文檔編號(hào)F28F9/02GK202915804SQ201220333919
公開(kāi)日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2012年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月13日
發(fā)明者斯忒芬·赫希, ?？啤?nèi)夫, 阿希姆·威貝爾特 申請(qǐng)人:貝洱兩合公司