集管箱、熱交換器和相應(yīng)的組裝方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于熱交換器的集管箱，包括：集管板（11），具有開口（17），用于多個熱交換管（5）以及在所述管（5）兩側(cè)上的至少兩個端部板（7）的通過；彈性密封裝置（13），繞集管板（11）的周邊輪廓布置；以及蓋（15），具有蓋基部（25），其封閉所述集管箱，由此擠壓所述密封裝置（13）。所述端部板（7、107、207）在所述集管板（11、111、211）內(nèi)側(cè)上具有一長度（L’）的軸向延伸部，該長度（L’）大于或等于所述密封裝置（13、113、213）的高度（h），且所述密封裝置（13，113，213）被布置為在張緊狀態(tài)下相對于所述端部板（7，107，207）擱置。本發(fā)明還涉及一種熱交換器，其包括至少一個這樣的集管箱。本發(fā)明還涉及一種組裝該交換器的方法。
【專利說明】集管箱、熱交換器和相應(yīng)的組裝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于熱交換器的集管箱，特別用于機動車。
[0002]本發(fā)明還涉及一種包括至少一個這樣的集管箱的熱交換器以及涉及一種組裝該交換器的相應(yīng)方法。
【背景技術(shù)】
[0003]用于機動車的熱交換器，例如用以冷卻發(fā)動機冷卻劑，是已知的。
[0004]通常，這樣的熱交換器包括芯部管束和可能的布置在這些管之間的翅片，以及兩個集管箱。
[0005]集管箱通常包括至少兩部分:集管板，其接收管的端部；以及蓋，其被固定到集管板以封閉集管箱。
[0006]全金屬集管箱是已知的，如替代地具有塑料制的蓋的箱。
[0007]具有塑料制的蓋的類型的集管箱需要密封裝置，通常為塑料墊圈，以提供在蓋和集管板之間的完美密封接合部。
[0008]在已知方案中，集管板可以具有溝槽或槽，密封裝置被安放和定位在其中。蓋于是被定位在密封裝置上，然后蓋被固定到集管板以封閉集管箱。
[0009]作為替代方式，存在扁平的集管板，其沒有溝槽或槽，用于顯著地使得將墊圈定位和保持在位更加容易。表述“扁平集管板”意味著該集管板在扁平的單個表面上延伸，例外是任意套環(huán)，其可通常被提供作為凸起以接收管的端部。特別地，在其周邊，集管板由此不具有通常用于容納密封裝置的溝槽或類似物。
[0010]主要問題在于在蓋被安裝之前將墊圈定位在集管板上，因為該定位墊圈的操作是在生產(chǎn)中遭遇的難題的主要根源。
[0011]墊圈可能被錯誤地定位存在一些可能的原因。特別地，墊圈可能展現(xiàn)出使其扭曲的制造缺陷，該墊圈中的內(nèi)在缺陷由于墊圈的尺寸或甚至由于其顏色而不容易被發(fā)現(xiàn)。
[0012]此外，如果墊圈太長，其將在蓋被固定到位時沿其輪廓起皺。這導(dǎo)致略有不滿的密封且導(dǎo)致在或長或短的長時間內(nèi)的流體泄漏。
[0013]定位墊圈通常為由操作員用手執(zhí)行的操作。
[0014]在一個已知方案中，墊圈具有位于四個角的凸起，其允許墊圈被被拉伸，這些突起繼而被定位在集管板上的專門的槽中。該方案的一個主要不利之處在于需要在集管板的各個角部產(chǎn)生槽，這代表著額外的加工成本和削弱集管板，特別是降低其對循環(huán)應(yīng)力變化的抵抗力。此外，由于在墊圈上的凸起突出超過集管箱，它們增加了集管箱所占用的空間量。
[0015]在另一個已知方案中，銷被制造在蓋上角部處，用于保持墊圈的形狀，且可能地保持其處于張緊狀態(tài)。該方案使得可以確保墊圈沿蓋的正確定位，唯一難點是在蓋被安裝到集管板之前被操縱時墊圈容易落下。
[0016]另一方案也是已知的，其中密封裝置被布置在管的至少兩端上。然而，對于相對大的集管箱，管可能在蓋被卷曲到集管板的操作中變形。力繼而通過墊圈被傳遞到管。[0017]由此本發(fā)明的一個目的是通過提出一種用于以簡單和可靠的方式將墊圈定位在集管板上的方案來減輕現(xiàn)有技術(shù)集管箱的這些缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]為此本發(fā)明的一個主題是一種用于熱交換器的集管箱，包括:
[0019]-集管板，具有開口，用于多個熱交換管以及在所述管兩側(cè)上的至少兩個端部板的通過；
[0020]-彈性密封裝置，繞集管板的周邊輪廓布置；以及
[0021]-蓋，具有蓋基部，其封閉所述集管箱，由此擠壓所述密封裝置。
[0022]其特征在于:
[0023]-所述端部板在所述集管箱內(nèi)側(cè)上具有一長度的軸向延伸部，該長度大于或等于所述密封裝置的高度，且在于:
[0024]-所述密封裝置被布置為在張緊狀態(tài)下相對所述端部板擱置。
[0025]所述集管箱還可以包括一個或多個以下特征，其可以獨立地或組合地考慮。
[0026]-端部板在所述集管箱內(nèi)部的所述軸向延伸部具有的長度基本等于所述芯束突出到所述集管箱內(nèi)部的長度；
[0027]-所述密封裝置包括墊圈；
[0028]-所述集管板為基本扁平；
[0029]-所述集管板包括周邊溝槽以容納所述密封裝置；
[0030]-所述溝槽具有底部和從所述底部延伸的兩個凸緣，外凸緣和內(nèi)凸緣，且所述內(nèi)凸緣相對于所述底部適當(dāng)傾斜；
[0031]-所述溝槽是大致U形總體形狀；
[0032]-所述集管板具有被分別配置為接收端部板和相鄰管的端部兩者的至少兩個開Π ；
[0033]-所述集管板具有為所述開口加邊的套環(huán)。
[0034]本發(fā)明還涉及一種熱交換器，特別用于機動車，包括熱交換器芯束，該熱交換器芯束包括平行管的堆疊和平行于所述管的所述堆疊的至少兩個端部板，其特征在于所述交換器還包括至少一個這樣的集管箱，所述管和端部板分別固定到該集管箱。
[0035]所述交換器還可以包括一個或多個以下特征，其可以獨立地或組合地考慮。
[0036]-所述端部板為基本直的，且分別從相鄰管間隔開恒定距離；
[0037]-所述端部板為適當(dāng)彎曲的，從而被容納在所述集管板中的端部板的端部和相鄰管的端部之間的距離實質(zhì)上短于在所述集管板外側(cè)上所述板和所述相鄰管之間的距離。
[0038]本發(fā)明還涉及一種用于組裝這樣的熱交換器的方法，其特征在于其包括以下步驟:
[0039]-將所述管插入到所述集管板的相關(guān)開口中；
[0040]-將所述端部板插入到所述集管板的相關(guān)開口中；
[0041 ]-拉緊所述密封裝置；以及
[0042]-將所述密封裝置在張緊狀態(tài)下抵靠所述端部板定位。【專利附圖】

【附圖說明】
[0043]通過閱讀僅通過非限制性示例給出的下列描述以及通過研究附圖，本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將變得更加明顯，在附圖中:
[0044]圖1是根據(jù)第一實施例的集管箱的簡化分解視圖；
[0045]圖2是示出圖1的集管箱的扁平集管板的橫截面的示意性視圖；
[0046]圖3是示出根據(jù)替代實施例的圖2的集管板的橫截面的示意性視圖；
[0047]圖4是示出根據(jù)另一替代實施例的具有套環(huán)的集管板的橫截面的示意性視圖；
[0048]圖5是具有根據(jù)圖4的替代實施例的集管板的集管箱的簡化分解視圖；
[0049]圖6是與圖4和圖5的集管板互補的墊圈的透視圖；
[0050]圖7是示出根據(jù)第二實施例的具有用于容納密封裝置的溝槽的集管板的橫截面的示意性圖示；
[0051]圖8是示出根據(jù)替代實施例的圖7的集管板的橫截面的示意性視圖；
[0052]圖9是示出根據(jù)另一替代實施例的圖7的集管板的橫截面的示意性視圖；以及
[0053]圖10是示出根據(jù)第三實施例的具有用于容納密封裝置的U形溝槽的集管板的橫截面的示意性圖示。
【具體實施方式】
[0054]在附圖中，基本相同的元件具有相同的參考標號。
[0055]對應(yīng)于圖1到4的元件的圖5到7的元件具有相同的參考標號且在百位數(shù)加一。
[0056]對應(yīng)于圖1到6或圖7到9的元件的圖10的元件具有相同的參考標號且在百位
數(shù)加二。
[0057]本發(fā)明涉及一種用于機動車的熱交換器，特別地用于冷卻發(fā)動機冷卻劑。
[0058]特別地，本發(fā)明可用于釬焊熱交換器。
[0059]圖1以示意性簡化地方式示出了用于熱交換器的集管箱I的第一實施例，該熱交換器包括熱交換芯束3 (在圖2到4中部分地且示意性地示出)。
[0060]芯束3包括多個管5的堆疊,該多個管5被布置為一排或多排管。僅管5的端部在圖2到4中可見。管5的端部突出到集管箱I中一長度L。
[0061]該交換器還具有兩個端部板7，在管5的堆疊的每一側(cè)一個。只有一個端部板7在圖2到4中示出。
[0062]端部板7不同于管5且與其相區(qū)分開。這樣端部板7可由此從端部管區(qū)分開。
[0063]差異在于端部板7不具有用于流體的流動管道，而管5限定了用于流體的流動管道。
[0064]此外，如上所述，交換器可以例如通過釬焊固定到一起。當(dāng)在這種情況下，端部板7在釬焊操作之前被定位在芯束3的端部處。
[0065]由此，端部板7通過用于釬焊操作的裝置幫助抓緊和保持芯束。
[0066]此外，端部板7具有軸向延伸部8，其突出到集管箱I中一長度LI。
[0067]該長度LI可以差不多等于芯束3的管5突出的長度L。
[0068]插置在兩個連續(xù)管5之間以及端部板7和相鄰管5之間的翅片9也可以被提供。
[0069]如果是這種情況，則端部板7還部分起到保護翅片9的作用。[0070]端部板7平行于管5。
[0071]此外，端部板7可以如圖2所示基本是直的，或替代地可以適當(dāng)彎曲(參照圖3和4)，從而降低集管箱I所占用的空間量。
[0072]發(fā)生的是端部板7被彎曲使得它們的端部更靠近相鄰管5的端部。由此，在會聚到集管箱I中的端部板7的端部和相鄰管5的端部之間的距離d小于在其余長度上的端部板7和相鄰管5之間的距離C。
[0073]距離d可以為接近零。
[0074]再次參考圖1，集管箱I包括:
[0075]-集管板11;
[0076]-彈性密封裝置，譬如墊圈13；
[0077]-蓋15,例如具有基本穹頂形的總體形狀。
[0078]墊圈13被繞集管板11的周邊輪廓布置。墊圈13由此具有和集管板11的周邊輪廓的形狀互補的總體形狀。
[0079]在圖1所示的實例中，集管板具有基本矩形的總體形狀，且墊圈13具有基本矩形的總體形狀。墊圈13可附加地在角部處適當(dāng)?shù)箞A。此外，根據(jù)實施例，墊圈13具有基本圓形橫截面。
[0080]墊圈13被拉緊然后一旦已張緊則被放置為與端部板7接觸。由于端部板7位于堆疊的管5的每一側(cè)上，它們由此位于集管板11的縱向端部處。
[0081]集管板11具有開口 17，用于管5的端部和板7的端部的通過。
[0082]由此，管5經(jīng)由開口 17突出到集管板11內(nèi)部一突出長度L。
[0083]相似地，軸向延伸部8突出到集管板11內(nèi)部一長度Li。
[0084]該長度LI大于或等于墊圈13的高度h且可以基本等于管5突出的長度L。
[0085]此外，集管板11可以具有套環(huán)19(參考圖4和圖5)，其為孔17加邊以接收管5的端部和板7的端部。
[0086]當(dāng)在這種情況下，如圖4和6中可見，墊圈13在其縱向端部處分別具有周邊第一部分13a和接觸第二部分13b，該接觸第二部分形成與周邊第一部分13a相比突起的突出部。該接觸突出部13b被配置為懸于接受端部板7的端部的套環(huán)19之上(參照圖4)，以便于壓靠該端部板7。
[0087]墊圈13可以具有連接該周邊部分13a和接觸部分13b的連接部分13c。
[0088]而且，當(dāng)端部板7被彎曲使得它們的端部更靠近相鄰管5的端部時，相應(yīng)開口 17由此也更靠近到一起。
[0089]此外，為了進一步降低集管箱I所需的總空間，可以采取措施使得每一個端部板7與相鄰管5容納在相同開口 17中。
[0090]為了實現(xiàn)該目的，集管板11具有兩個開口 17，其在尺寸上比其他開口更大；它們是位于端部處的開口 17，該端部在此處為參考附圖為縱向的端部。
[0091]這些尺寸較大的開口 17被配置為接收管5的端部和端部板7的端部兩者。
[0092]根據(jù)圖1到4所示的第一實施例，集管板11是扁平的。它由此沒有溝槽來接收墊圈13。
[0093]集管板11具有突起或向上彎曲的邊緣21，其在于開口 17相同的平面中限定用于墊圈13的殼體。
[0094]壓接凸片23被設(shè)置在集管板11的突起邊緣21上以被壓接到蓋15的邊緣。
[0095]此外，蓋15具有蓋基部25。這是蓋15的下部部分，其壓靠墊圈13。
[0096]墊圈13 (以示意和簡化形式示出)由此被繞集管板11的周邊輪廓在蓋基部25和集管板11之間定位。
[0097]此外，墊圈13可以具有和蓋基部25的形狀互補的形狀，且總是存在于蓋基部25和集管板11之間。由此在蓋基部25和集管板11之間沒有直接接觸。
[0098]蓋基部25還與集管板11協(xié)作以被固定，例如使用存在于集管板11的周邊或外周上的壓接凸片23，該壓接凸片23在壓接時彎曲到蓋15上。
[0099]蓋15可由此通過擠壓墊圈13封閉集管箱I。
[0100]此外，端部板7的延伸部8在此處被示出為基本直的。當(dāng)然，其它形狀，例如適當(dāng)彎曲(其適于幫助保持墊圈13在位)，也可以被預(yù)想。
[0101]圖7到9所示的第二實施例不同于第一實施例之處在于集管板111并不是扁平的，而是具有溝槽127以容納墊圈113。
[0102]該容納溝槽127具有底部129和兩個凸緣，外凸緣121和內(nèi)凸緣131，其從該底部129延伸。
[0103]外凸緣形成集管板111的翻起邊緣121。
[0104]內(nèi)凸緣131，其指在集管板111內(nèi)側(cè)上的那個，根據(jù)第二實施例被相對于由溝槽127的底部129限定的總平面適當(dāng)傾斜，從而其形成連續(xù)斜坡。
[0105]底部129在所示實例中具有開口 117以接收端部板107的端部。當(dāng)然，開口 117被對稱地提供以接收另一端部板107的端部。
[0106]相似地，集管板111沿由內(nèi)凸緣131形成的整個斜坡具有開口 117以接收管105的端部。
[0107]很顯然，以類似于第一實施例的方式，端部板107可基本是直的(圖7)或適當(dāng)彎曲以使得它們更靠近管105的端部(參照圖8和9)。
[0108]附加地或替代地，端部板107可相應(yīng)地容納在與相鄰管105共用的開口 117中(圖9)。
[0109]相似地，端部板107的軸向延伸部108在集管箱內(nèi)具有長度LI，其大于或等于墊圈113的高度h，且例如基本等于芯束103突出到集管箱內(nèi)部的長度L。
[0110]此外，且以類似于第一實施例的方式，開口 117可通過套環(huán)加邊或可沒有套環(huán)。
[0111]圖10所示的第三實施例不同于第二實施例之處在于容納溝槽227是基本U形總體形狀。
[0112]在該情況下，內(nèi)凸緣231基本平行于形成集管板211的翻起邊緣221的外凸緣。兩個凸緣221和231基本垂直于溝槽227的底部229。
[0113]如在第一和第二實施例中，端部板207的軸向延伸部208在集管箱內(nèi)具有長度Li，其大于或等于墊圈213的高度k，且例如基本等于芯束203突出到集管箱中的長度L。
[0114]端部板207也可以是基本直的或彎曲的。此外，每一個端部板207也可以與相鄰管205容納在同一個開口 217中，如圖10所示。
[0115]當(dāng)在這種情況下，如圖6和10所示，墊圈213在其縱向端部處，具有容納在溝槽227中的周邊第一部分213a，和接觸第二部分213b，該接觸第二部分懸掛于溝槽227的內(nèi)凸緣231之上從而壓靠該端部板7。
[0116]墊圈213可以具有連接該周邊部分213a和接觸部分213b的連接部分213c。
[0117]該替代實施例基本類似于根據(jù)第一實施例的墊圈13的實施例，其具有為開口 17加邊的套環(huán)19 (參照圖5和6)。
[0118]很顯然，根據(jù)該第三實施例，開口 217也可以具有為其加邊的套環(huán)或不具有套環(huán)。
[0119]現(xiàn)在描述組裝熱交換器的連續(xù)步驟，該熱交換器包括具有堆疊的平行管5、105、205的熱交換器芯束3、103、203 ;以及兩個端部板7、107、207，其平行于管5、105、205且放置在該堆疊的每一側(cè)上；且還包括至少一個如上所述的集管箱I。
[0120]在第一步驟中，管5、105、205和端部板7、107、207的端部被弓I入到集管板11、111、211中的相關(guān)聯(lián)開口 17、117、217中。
[0121]當(dāng)板11、111、211在板11、111、211的周邊處具有兩個開口 17、117、217(該開口具有適于接收管5，105，205的端部和端部板7，107，207的端部兩者的較大尺寸)時，這兩個端部被引入到這樣的開口中。
[0122]芯束3、103、203和端部板7、107、207于是可以被釬焊到集管板11、111、211。端部板7、107、207幫助抓緊和保持芯束，用于執(zhí)行該釬焊操作。
[0123]在第二步驟中，墊圈13、113、213然后被定位在集管板11、111、211的周邊輪廓上，與端部板7、107、207接觸。
[0124]為此，墊圈13、113、213被拾取且首先被拉緊，例如通過手或甚至自動地，在它已經(jīng)被張緊之后，它被放置為與端部板7、107、207接觸。被拉緊的墊圈13、113、213由此在張緊狀態(tài)下被放置，從而它的尺寸大于它閑置時的尺寸，且從而它可以被容易地在集管板11、
111、211上設(shè)置到位。
[0125]由此，在下一步驟，墊圈13、113、213在張緊狀態(tài)下被抵靠端部板7、107、207定位。
[0126]集管箱I于是可以被封閉，通過使用蓋15擠壓墊圈13、113、213，且例如集管板
11、111、211可以被壓接到該蓋15。
[0127]當(dāng)交換器包括根據(jù)本發(fā)明的第二集管箱I時，相同的操作可以被執(zhí)行用于固定芯束3、103、203到第二集管箱I。
[0128]根據(jù)另一實施例，交換器可以是機械組裝類型的。
[0129]在這樣的情況下，諸如包覆墊圈(其在集管板11、111、211上延伸)這樣的密封裝置可以被提供。這樣的包覆墊圈密封集管板11、111、211中的開口 17、117、217，該開口被用于接收管5、105、205的端部和端部板7、107、207的端部。
[0130]由此應(yīng)理解這樣的集管箱I通過在墊圈被抵靠端部板7、107、207定位之前使其處于張緊狀態(tài)(其允許墊圈13、113、213在集管板的周邊輪廓上正確地保持在位，直到蓋15被安裝以封閉集管箱I)而促進墊圈13、113、213的定位。
[0131]此外，如果端部板7、107、207的端部的形狀被改變以使得它們更靠近相鄰管5、105、205，這樣的集管箱I可以占用較小量的空間。
【權(quán)利要求】
1.一種用于熱交換器的集管箱，包括: -集管板(11、111、211)，具有開口(17、117、217)，用于多個熱交換管(5、105、205)以及在所述管(5、105、205)兩側(cè)上的至少兩個端部板(7、107、207)的通過； -彈性密封裝置(13、113、213)，繞集管板(11、111、211)的周邊輪廓布置；以及-蓋(15)，具有蓋基部(25)，該蓋基部封閉所述集管箱，由此擠壓所述密封裝置(13、113,213), 其特征在于: -所述端部板(7、107、207)在所述集管箱內(nèi)側(cè)上具有一長度(Li)的軸向延伸部(8、108、208)，該長度(Li)大于或等于所述密封裝置(13、113、213)的高度(h)，且在于: -所述密封裝置(13、113、213)被布置為在張緊狀態(tài)下抵靠所述端部板(7、107、207)擱置。
2.如權(quán)利要求1所述的集管箱，其特征在于端部板(7，107,207)在所述集管箱內(nèi)部的所述軸向延伸部(8、108、208)具有的長度(LI)基本等于所述芯束突出到所述集管箱內(nèi)部的長度(L)。
3.如權(quán)利要求1和2中任一項所述的集管箱，其特征在于所述密封裝置(13、113、213)包括墊圈。
4.如權(quán)利要求1到3中任一項所述的集管箱，其特征在于所述集管板(11、111、211)為基本扁平。
5.如權(quán)利要求1到3中任一項所述的集管箱，其特征在于所述集管板(11、111、211)包括周邊溝槽(127、227)以容納所述密封裝置(13、113、213)。
6.如權(quán)利要求5所述的集管箱，其特征在于所述溝槽(127)具有底部(129)和從所述底部(129)延伸的兩個凸緣，外凸緣(121)和內(nèi)凸緣(131)，且所述內(nèi)凸緣(131)相對于所述底部(129)適當(dāng)傾斜。
7.如權(quán)利要求5所述的集管箱，其特征在于所述溝槽(227)是大致U形總體形狀。
8.如前述權(quán)利要求中任一項所述的集管箱，其特征在于所述集管板(11、111、211)具有被分別配置為接收端部板(7、107、207)和相鄰管(5、105、205)的端部兩者的至少兩個開口(17、117、217)。
9.如前述權(quán)利要求中任一項所述的集管箱，其特征在于所述集管板(11、111、211)具有為所述開口(17、117、217)加邊的套環(huán)(19)。
10.一種熱交換器，特別用于機動車，包括熱交換器芯束(3、103、203)，該熱交換器芯束包括平行管(5、105、205)的堆疊和平行于所述管(5、105、205)的所述堆疊的至少兩個端部板(7、107、207)，其特征在于所述交換器還包括至少一個如前述權(quán)利要求中任一項所述的集管箱(I )，所述管(5、105、205)和所述端部板(7、107、207)分別固定到該集管箱。
11.如權(quán)利要求10所述的交換器，其特征在于所述端部板(7、107、207)為基本直的，且分別從相鄰管(5、105、205)間隔開恒定距離。
12.如權(quán)利要求10所述的交換器，其特征在于所述端部板(7、`107、207)為適當(dāng)彎曲的，從而被容納在所述集管板(11、111、211)中的端部板(7、107、207)的端部和相鄰管(5、105、205)的端部之間的距離(d)實質(zhì)上短于在所述集管板(11、111、211)的外側(cè)上所述板(7、`107、207)和所述相鄰管(5、105、205)之間的距離(O。
13.一種用于組裝根據(jù)權(quán)利要求10到12中任一項所述的熱交換器的方法，其特征在于其包括以下步驟: -將所述管(5、105、205)插入到所述集管板(11、111、211)的相關(guān)開口( 17、117、217)中； -將所述端部板(7、107、207)插入到所述集管板(11、111、211)的相關(guān)開口( 17、117、217)中； -拉緊所述密封裝置(13、113、213);以及 -將所述密封裝置(13、`113、213)在張緊狀態(tài)下抵靠述端部板(7、107、207)定位。
【文檔編號】F28F9/02GK103874902SQ201280034781
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2012年7月11日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月12日
【發(fā)明者】C.里昂德特 申請人:法雷奧熱系統(tǒng)公司