熱交換器管道、熱交換器和相應(yīng)的生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及通過彎折金屬板條(11)生產(chǎn)熱交換器管道(1)的方法，所述管道(1)具有通過結(jié)合相對的邊緣(11a、11b)而形成的內(nèi)部分隔件(19)，所述分隔件面對突出部(50)，所述突出部在結(jié)合區(qū)域(22)處延伸到熱交換器管道(1)內(nèi)。該方法包括以下步驟：局部地沖壓金屬板條(11)以在結(jié)合區(qū)域(22)處產(chǎn)生突出部；彎曲金屬板條(11)以便形成所述熱交換管道(1)，使得突出部延伸到管道(1)內(nèi)。本發(fā)明還涉及這樣的管道(1)和包括成束的所述管道(1)的熱交換器(3)。
【專利說明】熱交換器管道、熱交換器和相應(yīng)的生產(chǎn)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于生產(chǎn)特別用于機(jī)動(dòng)車輛的熱交換器管道的方法、涉及熱交換器管道、并涉及包括該類型的熱交換器管道的芯部的熱交換器。

【背景技術(shù)】
[0002]通常，熱交換器包括具有平行的熱交換器管道的芯部和具有開口的兩個(gè)收集器，熱交換器管道的相應(yīng)端部通過焊接連接到所述收集器。每個(gè)收集器配備有用于流過熱交換器的流體(例如冷卻劑)的入口和出口。因此流體借助收集器穿過熱交換器管道。
[0003]幾種類型的技術(shù)被用來制造所述管道，且在該情況中，使用彎折技術(shù)生產(chǎn)的熱交換器管道被討論。
[0004]通常，這種類型的熱交換器管道通過成卷的金屬板材生產(chǎn)，所述成卷的金屬板材一旦被展開形成板條，則使用特殊的彎折工具逐漸地被成形為希望的橫截面。在彎折之后，板材的縱向邊緣被結(jié)合，以產(chǎn)生熱交換器管道中的一個(gè)或多個(gè)部件。熱交換器管道可隨后被切割至希望的長度，切成對應(yīng)于最終熱交換器管道的部分。
[0005]管道可例如具有B形橫截面，其具有通過兩個(gè)小的彎曲面連接的兩個(gè)基本平面的大平行面。
[0006]當(dāng)為熱交換器管道尺寸設(shè)定時(shí)考慮的一個(gè)參數(shù)是在操作期間的機(jī)械應(yīng)力。事實(shí)上，熱交換器管道特別地承受回路的壓力，所述管道為所述回路的一部分。
[0007]用于提高熱交換器管道的機(jī)械強(qiáng)度的解決方案是，在兩個(gè)大的平行面之間形成分隔部。例如，金屬板條可通過結(jié)合兩個(gè)相對的邊緣而自身彎折，以形成內(nèi)部分隔件。內(nèi)部分隔件將管道分成兩個(gè)流體循環(huán)導(dǎo)管。內(nèi)部分隔件鄰接兩個(gè)導(dǎo)管共用的相對的平面面。
[0008]當(dāng)為管道尺寸設(shè)定時(shí)要考慮的另一參數(shù)是希望的熱交換的效率。
[0009]為了提高熱交換的效率，內(nèi)部隔板可例如布置在管道內(nèi)。所述內(nèi)部隔板，其例如是波浪狀的，通過增大交換表面面積而擾亂(disrupt)管道內(nèi)流體的流動(dòng)。所述內(nèi)部隔板還被用來改變管道的內(nèi)部壓力。為了將內(nèi)部隔板布置在熱交換器管道中，可能設(shè)置的是，內(nèi)部分隔件與相對的平面面之間留有間隙。內(nèi)部隔板由此通過管道的兩個(gè)導(dǎo)管。
[0010]然而，設(shè)計(jì)者可能想要使用兩個(gè)內(nèi)部隔板，即每個(gè)導(dǎo)管一個(gè)，或可能不想要任何隔板。在該情況中，內(nèi)部分隔件與相對的平面面之間的間隙不被填充，且管道損失了機(jī)械強(qiáng)度。
[0011]如果內(nèi)部分隔件與相對的面之間的間隙大于焊接限制，即大于100 μ m，則解決方案包括增大內(nèi)部分隔件的高度以填充該間隙。該方法的缺陷在于其耗費(fèi)時(shí)間且要求特殊工具。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]下文所述的方法通過設(shè)置簡單且成本有效的解決方案而至少部分地克服了這些缺陷，所述解決方案允許內(nèi)部分隔件與管道的相對平面面之間的間隙在不必調(diào)整內(nèi)部分隔件高度的情況下被減小。
[0013]為了該目的，本發(fā)明涉及用于生產(chǎn)熱交換器管道的方法，所述熱交換器管道具有通過內(nèi)部分隔件分開的兩個(gè)流體循環(huán)導(dǎo)管，所述內(nèi)部分隔件通過結(jié)合金屬板條的相對邊緣形成，所述邊緣每個(gè)具有在結(jié)合區(qū)域處與管道的內(nèi)壁相對的端部，所述方法包括步驟:
[0014]局部沖壓金屬板條，以在結(jié)合區(qū)域處產(chǎn)生突出部，
[0015]彎折金屬板條，通過在沖壓的內(nèi)壁處結(jié)合相對的邊緣的端部，使得突出部朝向熱交換器管道的內(nèi)部，以形成具有兩個(gè)流體循環(huán)導(dǎo)管的所述熱交換器管道。
[0016]根據(jù)本方法的另一方面，突出部定位為接觸相對邊緣的端部。
[0017]根據(jù)本方法的另一方面，在附加步驟期間:
[0018]金屬板條被尺寸設(shè)定以產(chǎn)生結(jié)合區(qū)域處的相對邊緣的端部與管道的內(nèi)壁之間的間隙，且其中
[0019]金屬板條被沖壓以產(chǎn)生具有一高度的突出部，所述高度小于或等于間隙。
[0020]根據(jù)本方法的另一方面，間隙為30 μ m至200 μ m,優(yōu)選地為50 μ m至70 μ m。
[0021]根據(jù)本方法的另一方面，如果突出部的高度小于間隙，則突出部的高度被選擇為使得突出部與端部之間的距離小于100 μ m。
[0022]根據(jù)本方法的另一方面，端部和突出部被焊接在一起。
[0023]本發(fā)明還涉及一種熱交換器管道，所述熱交換器管道具有通過內(nèi)部分隔件分開的兩個(gè)流體循環(huán)導(dǎo)管，所述內(nèi)部分隔件通過結(jié)合金屬板條的相對邊緣形成，所述邊緣每個(gè)具有在結(jié)合區(qū)域處與管道的內(nèi)壁相對的端部，所述內(nèi)壁具有突出部，其在結(jié)合區(qū)域處朝向熱交換器管道的內(nèi)部。
[0024]根據(jù)所述管道的另一方面，突出部的內(nèi)壁與端部接觸。
[0025]根據(jù)所述管道的另一方面，金屬板條的厚度為0.15mm至0.35mm,優(yōu)選地為0.20mm至 0.27mm。
[0026]本發(fā)明還涉及熱交換器，尤其適用于機(jī)動(dòng)車輛的熱交換器，其包括熱交換器管道的芯部。
[0027]本發(fā)明的主要優(yōu)勢在于，其允許熱交換器管道的形狀被調(diào)整以填充內(nèi)部分隔件與管道的相對面之間的空間，而不必修改其內(nèi)部分隔件的高度。所述方法簡單且成本節(jié)約，并允許管道維持良好的機(jī)械強(qiáng)度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]本發(fā)明的其它特征和優(yōu)勢將在閱讀以下通過說明性和非限制性示例給出的描述時(shí)和從附圖中變得顯而易見，在附圖中:
[0029]圖1是熱交換器的示意性局部視圖，
[0030]圖2是通過上述方法生產(chǎn)的熱交換器的透視圖，
[0031]圖3是顯示了用于制造熱交換器管道的方法的步驟的流程圖，
[0032]圖4a是用來形成熱交換器管道的金屬板條的示意圖，圖4a不表征用于形成熱交換器管道的板條的尺寸，
[0033]圖4b是交換器管道的示意性局部剖視圖，其中內(nèi)部隔板通過虛線表示，
[0034]圖4c是來自圖4a的金屬板條在已經(jīng)被沖壓之后的示意圖。
[0035]在這些附圖中，基本相似的元件具有相同的附圖標(biāo)記。

【具體實(shí)施方式】
[0036]如圖1部分地所示，熱交換器3通常包括熱交換器管道I的芯部(圖1)，其中第一流體借助收集器5循環(huán)，所述收集器5具有用于接收所述管道I的端部的開口 2。
[0037]熱交換器3是基本上平行六面體的，縱向軸線L被沿?zé)峤粨Q器3的長度限定，且橫向軸線T被在熱交換器3的寬度上限定。
[0038]熱交換器管道I可通過外部隔板9彼此分開，例如沿軸線L的方向呈波浪狀的隔板。第二流體通過所述外部隔板9以便與第一流體交換熱量。
[0039]由于外部隔板9的存在而產(chǎn)生的割裂允許兩種流體之間的熱量的交換更容易。
[0040]本方法的一個(gè)目的是生產(chǎn)具有高度ht、長度Lt和寬度It的熱交換器管道I (圖2)。管道I的高度ht例如為1.0Omm至2.0mm,優(yōu)選地為1.2mm至1.6mm。圖2中所不的管道I的尺寸不是成比例的。
[0041]管道I通過彎曲金屬板條11形成。管道I具有外壁13和內(nèi)壁15。管道I具有基本B形橫截面，所述橫截面具有平行且通過兩個(gè)小的彎曲面互連的大面43和第二大面44。管道I還具有內(nèi)部分隔件19，其基本定位在平行的大面43、44的中間。所述內(nèi)部分隔件19起源于第一大面43且對著突出部50，所述突出部50定位在第二大面44的內(nèi)壁15上。內(nèi)部分隔件19形成B的中心條且將管道I分為形成B的兩個(gè)圈的兩個(gè)流體循環(huán)導(dǎo)管17a、17b。內(nèi)部分隔件19形成第一大面43和第二大面44之間的分隔部。內(nèi)部分隔件19具有高度h。。
[0042]內(nèi)部分隔件19例如通過以基本90°彎折的金屬板條11的相對的邊緣IlaUlb形成。所述彎折的相對邊緣IlaUlb抵靠彼此放置，以一起形成分隔件19。相對的邊緣11a、Ilb的外壁13接觸。所述相對的邊緣IlaUlb每個(gè)具有端部12a、12b。所述端部12a、12b在結(jié)合區(qū)域22處與第二大面44的突出部50的內(nèi)壁相對。
[0043]所述突出部50具有高度113，所述高度113被限定為突出部50進(jìn)入管道I內(nèi)部的遠(yuǎn)近。所述高度hs例如為30 μ m為200 μ m,優(yōu)選地為50 μ m至100 μ m,優(yōu)選地為50 μ m至70 μ m0
[0044]突出部50的高度hs優(yōu)選地被選擇為使得，一旦管道I被彎折，則端部12a、12b與突出部50接觸。替代地，端部12a、12b和突出部50的內(nèi)壁15分開一距離。所述距離小于100 μ m，即焊接限制。端部12a、12b和突出部50的內(nèi)壁15可容易地被焊接。由此實(shí)現(xiàn)良好的機(jī)械強(qiáng)度。
[0045]現(xiàn)在參考圖3，其顯示了用于生產(chǎn)熱交換器管道的步驟，并參考圖4a、4b、4c和圖2，其顯示了這些步驟中的一些。
[0046]參考圖3，用于生產(chǎn)這種類型的熱交換器管道I的方法被描述。
[0047]該方法可包括用于將管道I尺寸設(shè)定的預(yù)備步驟。
[0048]所述管道I由金屬板條11生產(chǎn)。金屬板條11優(yōu)選地由鋁或鋁合金制成。板條11在圖4a中被示意性地并借助圖示顯示。為了有助于理解，圖不是按比例的。
[0049]板條11例如是矩形總體形狀且包括第一壁(稱為外壁13)和平行于外壁13且與外壁13相對的第二壁(稱為內(nèi)壁15)。術(shù)語“內(nèi)”和“外”相對于彎曲管道I的內(nèi)側(cè)和外側(cè)限定。由此，一旦板條11被彎折，則板條11的外壁13形成由此形成的熱交換器I的外壁13，且板條11的內(nèi)壁15形成由此形成的熱交換器I的內(nèi)壁15(見圖2)。
[0050]板條11 (圖4a)具有長度Lb、寬度Ib和厚度eb。厚度eb例如為0.15mm至0.35mm，優(yōu)選地為0.20mm至0.30mm,優(yōu)選地為0.20mm至0.27mm。
[0051]板條11具有相對的縱向邊緣11a、lib。所述邊緣11a、Ilb每個(gè)具有端部12a和12b。
[0052]板條11的長度Ib被選擇為使得，一旦被彎曲，則邊緣I la、I Ib抵靠彼此放置，以一起形成內(nèi)部分隔件19。端部12a、12b與管道I的第二大面44的內(nèi)壁15相對，而不接觸所述面。內(nèi)部分隔件19的高度h。被限定為使得，端部12a、12b通過間隙從第二大面44的內(nèi)壁15分開(圖4b)。該間隙允許內(nèi)部隔板7(如果使用的話)布置在管道I中，所述內(nèi)部隔板7通過虛線表示且具有厚度ei。間隙的值基本對應(yīng)于內(nèi)部隔板7的厚度ei。該厚度ei為30 μ m至200 μ m,優(yōu)選地為50 μ m至100 μ m,優(yōu)選地為50 μ m至70 μ m。
[0053]當(dāng)內(nèi)部隔板7被貫穿導(dǎo)管17a、17b使用時(shí)，或當(dāng)內(nèi)部隔板7不被使用時(shí)，間隙he不再是必要的。所述間隙因此需要被填充，使得管道I具有良好的機(jī)械強(qiáng)度。為此目的，提供了板條11被變形。
[0054]板條11的多個(gè)部分可被界定以便確定所述變形將被定位在哪里。
[0055]通過圓點(diǎn)表示的第一部分31a、31b和第二部分32根據(jù)管道I將被給定的橫截面限定。在當(dāng)前示例中，將生產(chǎn)B形橫截面。
[0056]第二部分32定位在管道I的內(nèi)壁15和端部12a、12b之間的結(jié)合區(qū)域22處。根據(jù)所示的示例，結(jié)合區(qū)域22基本被限定在板條11的寬度Ib的中心，且兩個(gè)第一部分31a、31b在結(jié)合區(qū)域22的兩側(cè)上。
[0057]提供了板條在板條11的第二部分32處變形。
[0058]在步驟101 (圖3)期間，管道I的外壁13被沖壓。根據(jù)所描述的示例，部分32的外壁13被沖壓(圖4c)。第一輪接合在板條11的外壁13上。突出部50由此產(chǎn)生在結(jié)合區(qū)域22處。
[0059]根據(jù)第一變形形式，突出部50的高度hs被選擇為使得，一旦板條11被彎折，則所述突出部50與端部12a、12b接觸。在該情況中，突出部50的高度hs等于間隙he，S卩，為
30μ m M 200 μ m。
[0060]根據(jù)第二變形形式，突出部50的高度hs小于間隙he。在該情況中，突出部50的高度匕被選擇為使得一旦板條11被彎折，則突出部50與端部12a、12b之間的距離小于100 μ m，即焊接限制。
[0061]舉例來說，如果間隙he等于200 μ m，則突出部50的高度hs等于100 μ m。
[0062]優(yōu)選地，突出部50的高度hs為50 μ m至70 μ m。在所有情況中，間隙he和突出部50的高度hs之間的差小于或等于100 μ m,即焊接限制。
[0063]除了該步驟之外，局部沖壓可與金屬板條11的總體沖壓一起被提供。在該情況中，第二輪被用來產(chǎn)生整個(gè)板條11上的凸起。由此形成的凸起將擾亂流體在流體循環(huán)導(dǎo)管17a、17b中的流動(dòng)，并將提高熱交換。
[0064]在步驟102期間，金屬板條11被彎折以通過在結(jié)合區(qū)域22處結(jié)合相對的邊緣I la、I Ib而形成兩個(gè)流體循環(huán)導(dǎo)管17a、17b (圖2)。例如，相對的邊緣IlaUlb可被彎折基本90°，且將形成管道I的兩個(gè)小彎曲面的板條11的兩個(gè)部分可被彎曲翻轉(zhuǎn)。
[0065]因此可以預(yù)期將一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部隔板7插入彎折的管道I的每個(gè)導(dǎo)管17a、17b內(nèi)。
[0066]最終，相對的邊緣IlaUlb被向下折疊以抵靠彼此置放。管道I由此閉合，且熱交換器管道I的內(nèi)部分隔件19由此被形成。
[0067]內(nèi)部隔板7(如果使用的話)可因此在彎折過程中，在板條11完全折疊起來之前被插入。
[0068]如果突出部50的高度1^等于間隙he，則端部12a、12b與突出部50的內(nèi)壁15接觸。
[0069]如果突出部50的高度1^小于間隙he，則端部12a、12b與突出部50的內(nèi)壁15之間的距離必須小于100 μ m以允許焊接。該距離小于100 μ m(即小于焊接限制)。
[0070]彎曲的板條11具有高度ht，寬度It和長度Lb。彎曲的板條11的總體形狀以及因此管道I的總體形狀不被突出部50影響。管道I可因此容易地插入到熱交換器3的收集器5的開口 2內(nèi)。
[0071]一旦彎曲完成，在步驟103期間，長度Lb的板條11 (其中可選地布置了一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部隔板7)可被切割以形成長度Lt的熱交換器管道I。
[0072]根據(jù)變形形式，在插入金屬隔板(一個(gè)或多個(gè))7(如果被使用的話)之前，長度Lb的金屬板條11被切割以至管道I的希望的長度Lt。
[0073]最終，在步驟104期間，端部12a、12b、內(nèi)部隔板7 (如果使用的話)，以及管道I的內(nèi)壁15可通過被焊接而被連接在一起。
[0074]因此理解的是，該方法允許熱交換器管道I的形狀根據(jù)是否意圖容納內(nèi)部隔板7而容易地調(diào)節(jié)。該方法允許賦予管道I良好的機(jī)械強(qiáng)度，而不必須改變內(nèi)部分隔件的高度h。且不改變管道I的總體形狀。
【權(quán)利要求】
1.一種用于生產(chǎn)熱交換器管道(1)的方法，所述熱交換器管道具有通過內(nèi)部分隔件(19)分開的兩個(gè)流體循環(huán)導(dǎo)管(17a、17b)，所述內(nèi)部分隔件通過結(jié)合金屬板條(11)的相對邊緣(lla、llb)形成，所述邊緣(lla、llb)每個(gè)具有在結(jié)合區(qū)域(22)處與管道(1)的內(nèi)壁(15)相對的端部(12a、12b)，所述方法包括步驟: 局部沖壓金屬板條(11)，以在結(jié)合區(qū)域(22)處產(chǎn)生突出部(50)， 彎折金屬板條(11)，通過在經(jīng)沖壓的內(nèi)壁(15)處結(jié)合相對的邊緣(lla、llb)的端部(12a、12b)，使得突出部(50)朝向熱交換器管道(1)的內(nèi)部，以形成具有兩個(gè)流體循環(huán)導(dǎo)管(17a、17b)的所述熱交換器管道(1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于生產(chǎn)熱交換器管道(1)的方法，其中在彎折步驟期間，突出部(50)定位為接觸相對的邊緣(llaUlb)的端部(12a、12b)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于生產(chǎn)熱交換器管道(1)的方法，其特征在于其包括: 預(yù)備步驟，該預(yù)備步驟期間，金屬板條尺寸設(shè)定為在結(jié)合區(qū)域(22)處產(chǎn)生管道(1)的內(nèi)壁(15)和相對邊緣(11a、lib)的端部(12a、12b)之間的間隙he，且其中 金屬板條(11)被沖壓以產(chǎn)生具有高度匕的突出部(50)，所述高度匕小于或等于間隙he。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于生產(chǎn)熱交換器管道(1)的方法，其特征在于，間隙為30 μ m 至 200 μ m,優(yōu)選地為 50 μ m 至 70 μ m。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的用于生產(chǎn)熱交換器管道(1)的方法，其特征在于，如果突出部(50)的高度匕小于間隙he，則突出部(50)的高度hs被選擇為使得突出部(50)與所述端部(12a、12b)之間的距離小于100 μ m。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的用于生產(chǎn)熱交換器管道(1)的方法，其特征在于，所述端部(12a、12b)的面和突出部(50)被焊接在一起。
7.一種熱交換器管道(1)，所述熱交換器管道具有通過內(nèi)部分隔件(19)分開的兩個(gè)流體循環(huán)導(dǎo)管(17a、17b)，所述內(nèi)部分隔件通過結(jié)合金屬板條(11)的相對邊緣(lla、llb)形成，所述邊緣(lla、llb)每個(gè)具有在結(jié)合區(qū)域(22)處與管道的內(nèi)壁(15)相對的端部(12a、12b)，其特征在于，所述內(nèi)壁(15)具有突出部(50)，其在結(jié)合區(qū)域(22)處朝向熱交換器管道(1)的內(nèi)部。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的熱交換器管道(1)，其特征在于，突出部(50)的內(nèi)壁(15)與所述端部(12a、12b)接觸。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的熱交換器管道(1)，其特征在于，金屬板條(11)的厚度為 0.15mm 至 0.35mm,優(yōu)選地為 0.20mm 至 0.27mm。
10.一種熱交換器，特別用于機(jī)動(dòng)車輛，其特征在于，其包括根據(jù)權(quán)利要求7至9的任一項(xiàng)所述的熱交換器管道(1)的芯部。
【文檔編號】F28D1/03GK104302999SQ201380011797
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2013年1月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月31日
【發(fā)明者】C.里昂德特, J-M.萊蘇爾, K.加昂, R.德艾因, D.伯高德, Y.皮徹諾特, X.馬查迪爾 申請人:法雷奧熱系統(tǒng)公司