本發(fā)明涉及一種用于制造換熱器的方法。此外，本發(fā)明還涉及一種換熱器。

背景技術(shù)：

換熱器被用來在不同流體之間傳遞熱量。對此，在現(xiàn)有技術(shù)中公開了不同結(jié)構(gòu)形式的換熱器。

例如采用管子翅片結(jié)構(gòu)形式的換熱器、管束式換熱器或者采用疊片結(jié)構(gòu)形式的換熱器屬于已知的結(jié)構(gòu)形式。這些換熱器的共同點(diǎn)是，它們被流體流過和/或繞流并且因此在參與的流體之間產(chǎn)生熱傳遞。這些已知的換熱器尤其是被用作增壓空氣冷卻器、冷卻劑冷卻器、油冷卻器或者被用作加熱體等。

換熱器由金屬和/或非金屬材料制成，這些材料借助于釬焊方法、熔焊方法、形狀鎖合連接或者粘接方法相互連接。例如管子、板元件、翅片元件、管子底板和蓋元件屬于通過釬焊、熔焊或者粘接相互連接的元件。

為了借助于釬焊方法將各個元件連接，可以或者在將元件接合在一起之后施加焊料或者可以使用已經(jīng)覆蓋有焊料的元件。在熱的作用下，焊料材料被熔化并且通過隨后的焊料材料的固化產(chǎn)生持久連接。

de10328274a1公開了一種用于制造疊板式換熱器的方法，其中，多個板元件被相互疊置并且具有焊料。緊接著，在板元件最后被相互熔焊和/或釬焊之前，該板疊被機(jī)械固定。

de102005048452a1公開了一種具有疊片結(jié)構(gòu)形式的換熱器，其中，該換熱器由多個薄片元件構(gòu)成，這些薄片相互疊置。薄片堆疊在上方和在下方分別通過一塊基板封閉。各個薄片元件相互釬焊并且在薄片堆疊內(nèi)形成流動通道，這些流動通道能夠被一種或者多種流體流過。

替代地，各個元件也可以通過粘接方法相互連接。

de102008019556a1例如公開了一種用作換熱器的構(gòu)件，該構(gòu)件由通過材料鎖合方式接合的板件的堆疊構(gòu)成。此外，還公開一種用于制造這種構(gòu)件的方法。各個元件為了連接被施加聚合物膠粘劑。緊接著，它們被相互壓緊直到膠粘劑完全硬化。

de10228697a1公開了一種用于將作為換熱器組成部分的由金屬構(gòu)成的管子與由非金屬構(gòu)成的位于周邊上的翅片連接的方法。這些翅片通過粘接與管子連接。

來自現(xiàn)有技術(shù)的裝置和方法的缺點(diǎn)特別是，為了釬焊和熔焊必須制造復(fù)雜的支架來將元件相互固定，這些支架分別是根據(jù)特定的換熱器進(jìn)行設(shè)計的。此外，這些支架必須在釬焊以及熔焊中分別承受得住高溫。

用于換熱器的釬焊過程常常持續(xù)幾十分鐘直到幾個小時而且能量消耗非常大。此外，所使用的焊料材料也非常昂貴。另外，在施加焊料材料之前需要對表面進(jìn)行清潔。緊接在釬焊過程之后，也可能需要對換熱器進(jìn)行清潔，以便去除多余的焊料材料。此外，釬焊方法和熔焊方法也不適合于連接任意材料，從而大大限制了換熱器元件的材料選擇和可能的材料組合。

在膠粘劑的使用中的缺點(diǎn)是，膠粘劑必須繁瑣地被涂覆到待粘接的元件上，這例如可以通過噴涂裝置和/或噴射裝置實(shí)現(xiàn)。此外，這樣所產(chǎn)生的粘接面要么被不均勻地施加了膠粘劑，要么覆蓋了非常大量的膠粘劑，因為膠粘劑的層厚部分超過2mm。因此，也增加了所需的完全硬化時間，由此使制造變得更加復(fù)雜且成本更高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目的是提供一種用于制造換熱器的方法，該方法相對于現(xiàn)有技術(shù)得到改進(jìn)。此外，本發(fā)明的目的還在于提供一種有利的換熱器。

關(guān)于方法的目的通過一種具有權(quán)利要求1的特征的方法得以解決。

本發(fā)明的一種實(shí)施例涉及一種用于制造換熱器的方法，在換熱器的兩個元件之間具有連接結(jié)構(gòu)，其中，這兩個元件能夠分別在至少一個接觸面上相互連接，其中，所述元件中的至少一個元件在相應(yīng)接觸面的區(qū)域中被施加了膠粘劑膜，其中，在施加壓力的條件下使兩個元件相互接觸并且通過膠粘劑膜在元件之間產(chǎn)生粘接連接。

使用膠粘劑膜是特別有利的，因為該膠粘劑膜能夠簡單地進(jìn)行操作并且能夠以簡單的方式進(jìn)行調(diào)整以便與相應(yīng)元件或者更確切地說與元件之間的接觸面相適應(yīng)。膠粘劑膜可以手動或者自動地被覆蓋到元件之一上。也可以是有利的是，膠粘劑膜已經(jīng)被覆蓋到元件的原始材料上并且緊接著在使用成型方法(比如壓制方法、切割方法或者沖制方法)的條件下來制造元件。

元件之間有利地通過膠粘劑膜產(chǎn)生粘接連接，該粘接連接代替通常的釬焊連接。因此，否則要使用的焊料材料在該方法中用膠粘劑膜代替。這是特別有利的，因為膠粘劑膜也可以被施加到不清潔的表面上，這些表面例如可能具有油脂、油或者污物顆粒。因此，否則在使用釬焊方法中對元件的表面進(jìn)行清潔和去油脂的通常步驟在必要時也可以省去。

膠粘劑膜是特別有利的，還因為可以特別簡單地產(chǎn)生非常一致且能夠容易重現(xiàn)的層厚。這特別是在大規(guī)模制造框架下的自動制造過程方面是有利的。

也有利的是，膠粘劑膜是指觸干的，其中，膠粘劑的粘接作用通過施加壓力和/或通過對膠粘劑膜加熱被激活和/或變得高度粘稠。指觸干的或者按照專業(yè)術(shù)語來說不粘手的膠粘劑膜是特別有利的，因為膠粘劑膜的操作明顯變得容易。不必采用特別的預(yù)防措施來防止與位于元件上的膠粘劑膜接觸。膠粘劑膜的粘接作用通過施加壓力和/或通過加熱才被激活和/或變得高度粘稠，從而粘接作用在實(shí)施所述方法期間才產(chǎn)生。這也使得元件的相對定位變得容易，因為無意的粘接得到避免。

也可優(yōu)選的是，膠粘劑膜具有范圍在10μm到250μm之間的層厚。特別薄的膠粘劑膜是特別有利的，因為所使用的材料量因此可以保持在很低的水平。因此，特別是與膠粘劑通過噴嘴用跡線來涂覆的常規(guī)粘接方法相比，可以實(shí)現(xiàn)膠粘劑用量的明顯降低。特別薄的層厚特別是可通過無填料的膠粘劑來產(chǎn)生。在連接狀態(tài)下，兩個元件之間的粘接層特別薄并且優(yōu)選只為幾個納米直到大約250μm。

膠粘劑的特別薄的層厚此外還有利于產(chǎn)生用于粘接連接的非常短的完全硬化時間。對于熱塑性膠粘劑，完全硬化時間優(yōu)選可以在1分鐘直到20分鐘的范圍內(nèi)。完全硬化時間低于5分鐘是特別優(yōu)選的，以便確保盡可能高的過程速度。

此外還有利的是，膠粘劑膜被膠粘在所述元件之一上和/或被嵌在所述元件之一的切口中。膠粘劑膜為此可以有利地與所述元件之一借助于另外的粘合劑進(jìn)行粘接或者簡單地被放在該元件上。最后，通過施加壓力和/或通過加熱產(chǎn)生與兩個元件的粘接連接。

此外還有利的是，膠粘劑膜在接觸面的區(qū)域中全表面地被覆蓋到所述元件之一上，或者，膠粘劑膜根據(jù)相應(yīng)接觸面經(jīng)過精確裁剪地被覆蓋到所述元件之一上。

根據(jù)元件的設(shè)計和待連接的元件的實(shí)際接觸面，膠粘劑膜可以全表面地被覆蓋到一個元件的一個區(qū)域上或者根據(jù)接觸面經(jīng)過專門裁剪。具有全表面膠粘劑膜的元件可以特別簡單地按照在適合于大批量的規(guī)模進(jìn)行制造。通過專門裁剪的膠粘劑膜可以進(jìn)一步減小材料用量。

也適宜的是，為了連接對被置于相互接觸的元件施加0.005n/mm²和15n/mm²的壓力。在這里，特別有利的是，壓力在加熱狀態(tài)下進(jìn)行施加。通過加熱，膠粘劑膜已經(jīng)變軟了，由此使得元件能夠沉入膠粘劑層中。

此外還有利的是，所述方法包括以下步驟：

使至少一個元件覆蓋有膠粘劑膜，

使元件相互接觸，

對元件施加壓力，

對元件和設(shè)置在接觸面中的膠粘劑膜加熱，

使元件和膠粘劑膜冷卻，

對在元件之間產(chǎn)生的連接的密封性進(jìn)行檢查，

其中，膠粘劑膜通過加熱被軟化，其中，膠粘劑膜至少部分被所述元件中的至少一個元件擠壓，由此在元件之間的層厚在加熱之后比在加熱之前更小。

所述方法特別是以已經(jīng)公開的用于對換熱器進(jìn)行釬焊的方法為導(dǎo)向。但是，與釬焊方法不同，不施加焊料材料，而是只施加膠粘劑膜，該膠粘劑膜在明顯低于焊料材料的溫度下熔化。換熱器元件之間的迄今為止通過釬焊產(chǎn)生的所有連接也都可以通過提出的粘接方法來產(chǎn)生。

在這里，能夠以簡單的方式特別是將不同材料相互連接。這對于在溫度影響下具有極其不同的線膨脹的材料來說，或者是對于可以通過導(dǎo)電的釬焊連接而用作電鍍元件的材料來說是特別有利的。

關(guān)于換熱器的目的通過一種具有權(quán)利要求8的特征的換熱器得以解決。

本發(fā)明的一種實(shí)施例涉及一種具有至少兩個元件的換熱器，其中，換熱器是按照已經(jīng)描述的方法制成，其中，所述元件由管子和/或管子底板和/或板元件和/或蓋元件和/或管接頭和/或翅片元件構(gòu)成。

通過所述粘接方法可以制造所有已知結(jié)構(gòu)形式的換熱器。膠粘劑膜在這里用作在釬焊所使用的焊料材料的完全替代物。膠粘劑膜也可以有利地被施加到形狀極其不同的元件上，從而實(shí)際上對于待通過膠粘劑膜來連接的元件來說不存在幾何限制。

此外還適宜的是，膠粘劑膜由一種膠粘劑構(gòu)成，該膠粘劑由至少一種成分或者只由一種成分構(gòu)成并且可以有填料或者無填料。在這里，能導(dǎo)熱的碎片或者顆粒適合用作填料。在這里，優(yōu)選地可以使用比如氮化硼、鋁、銅、鋼、黃銅、石墨等材料。為了產(chǎn)生膠粘劑膜的盡可能小的層厚，無填料的膠粘劑是特別有利的。

也有利的是，換熱器具有至少一個流動通道，該流動通道能夠被流體流過，其中，流動通道相對于外界通過設(shè)置在換熱器的各個元件之間的膠粘劑膜以流體密封的方式被密封。

通過粘接連接，可以簡單地產(chǎn)生流動通道，這些流動通道在它們的接口處相對于換熱器的其它元件通過所產(chǎn)生的粘接連接被密封。通過例如流動通道通過兩個元件的粘接才產(chǎn)生，流動通道本身也可以通過粘接連接被密封。相對于外界的密封可以例如在管子和管子底板之間的連接部位上實(shí)現(xiàn)，在兩個板元件之間的連接部位上實(shí)現(xiàn)或者在管子底板與形成集流箱的蓋元件之間的連接部位上實(shí)現(xiàn)。

還可優(yōu)選的是，換熱器具有至少一根管子，其中，管子在它的朝外的端部區(qū)域中的至少一個端部區(qū)域上被施加了膠粘劑膜，其中，被施加了膠粘劑膜的區(qū)域被嵌在管子底板的切口中并且膠粘劑膜至少部分遮蓋管子與管子底板之間的接觸面并且在管子與管子底板之間形成流體密封式密封。

通過使用膠粘劑膜來產(chǎn)生換熱器元件之間的連接，尤其可以有利地制造出采用管子翅片結(jié)構(gòu)形式的換熱器或者管束式換熱器。特別有利的是，通過粘接連接，由不同材料構(gòu)成的元件可以相互連接。因此，例如管子可以由具有高導(dǎo)熱能力的金屬材料構(gòu)成，而管子底板例如由塑料構(gòu)成，該塑料在對產(chǎn)生的力的吸收方面具有良好的特性。通過使用膠粘劑膜可以產(chǎn)生具有高密封性的連接。通過膠粘劑膜的特別小的層厚，元件可以類似于鍍有焊料的元件在釬焊方法中進(jìn)行裝配。

此外還有利的是，換熱器由多個相互疊置的板元件構(gòu)成，其中，板元件在它們的邊緣區(qū)域上相互接觸并且在接觸區(qū)域中在各個板元件之間設(shè)有膠粘劑膜并且在板元件之間形成流體密封式密封。

采用疊片結(jié)構(gòu)形式的換熱器也可以通過使用膠粘劑膜而簡單地進(jìn)行制造。板元件為此特別是在它們相互的接觸區(qū)域中具有膠粘劑膜。

此外還有利的是，換熱器具有集流箱，其中，集流箱由管子底板和被嵌在管子底板的容納區(qū)域中的蓋元件構(gòu)成，其中，在管子底板的容納區(qū)域中設(shè)有膠粘劑膜，該膠粘劑膜至少部分地遮蓋蓋元件與管子底板之間的接觸面并且在蓋元件與管子底板之間形成流體密封式密封。

這種換熱器是特別有利的，因為集流箱可以用與換熱器的其余部分相同的連接方法來制造。以這種方式，可以節(jié)省在制造期間的個別過程步驟，由此制造變得更加簡單且成本更加低廉。盡管如此，在各種不同連接部位上仍可以產(chǎn)生相同的連接質(zhì)量。

也適宜的是，換熱器具有至少一根管子，該管子能夠被第一流體流過并且能夠被第二流體繞流，其中，在管子的一個朝外的表面上和/或在管子的一個朝內(nèi)的表面上設(shè)有至少一個翅片元件，該翅片元件通過膠粘劑膜與管子連接。

特別有利地，翅片元件也可以在管子的內(nèi)部或者在管子的外表面上在使用膠粘劑膜的條件下與管子連接。為了實(shí)現(xiàn)一種改進(jìn)的換熱器，這是特別有利的。為了產(chǎn)生盡可能高的導(dǎo)熱能力，膠粘劑膜的很小層厚在這里是特別有利的。

此外還適宜的是，膠粘劑膜在熱的作用下能夠被破壞。為了能夠?qū)⒅圃斐龅膿Q熱器在它們被使用完之后簡單地拆卸并且能夠?qū)⑺褂玫母鞣N材料提供到回收循環(huán)中。用來破壞粘接層所需的溫度水平在這里優(yōu)選明顯高于在換熱器的正常運(yùn)行中出現(xiàn)的溫度水平。但是，所需的溫度水平明顯低于為了產(chǎn)生釬焊連接所需的溫度水平。

釬焊連接在大約650℃的溫度下產(chǎn)生。為了破壞膠粘劑膜所需的溫度明顯低于這個溫度水平。膠粘劑膜的熔化可以優(yōu)選在約100℃直到380℃的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。足以破壞膠粘劑膜的溫度因此優(yōu)選高于膠粘劑膜的熔化溫度并且低于通常的釬焊溫度。

此外還有利的是，換熱器由金屬材料和/或非金屬材料制成。

這是有利的，因為特別是也使得不同材料的組合成為可能。在這里，例如可以使用熱膨脹系數(shù)極其不同的材料，因為為了產(chǎn)生連接所需的溫度明顯低于在實(shí)施釬焊方法期間出現(xiàn)的溫度。這改善了在連接部位上的密封效果，因為在換熱器中的由熱引起的應(yīng)力結(jié)果明顯更低。

特別是塑料或者活性炭屬于優(yōu)選使用的非金屬材料。此外，特別是銅、鋁、鋼和鈦屬于優(yōu)選使用的金屬材料。此外特別有利的是，通過使用膠粘劑膜也可以將通過通常的釬焊方法無法相互連接的材料相互連接。因此，可供材料的多樣性得到明顯提高。

此外還可優(yōu)選，膠粘劑膜由熱塑性材料構(gòu)成。

熱塑性材料是特別有利的，因為與其它膠粘劑相比具有很好的環(huán)境友好性并且能夠簡單地回收。此外，對于熱塑性膠粘劑來說在存放和處理方面只需要遵循很低的最低要求。因此，例如在對熱塑性膠粘劑進(jìn)行處理時不需要提供抽氣裝置，因為這些膠粘劑不會或者只以很小的程度放出氣體。由于不是涉及危險材料，膠粘劑或者覆蓋有膠粘劑的部件也可以利用很低的安全預(yù)防措施進(jìn)行存放。

熱塑性材料是有利的，此外還因為它具有高的耐介質(zhì)性，這提高了所制成的構(gòu)件的使用壽命和故障安全性。特別是鑒于在換熱器中的部分具有腐蝕性的介質(zhì)，這是特別有利的。

此外還特別有利的是，在換熱器的各個元件之間的所有連接都在使用膠粘劑膜的條件下產(chǎn)生。這使得統(tǒng)一處理成為可能并且實(shí)現(xiàn)一種制造過程，該制造過程非常類似于釬焊換熱器的通常制造過程。這使得使已有制造設(shè)備與新技術(shù)相適應(yīng)變得容易。

此外，至少部分也通過釬焊方法制造的元件也可以集成到在其它方面是通過粘接而成的換熱器中。由于釬焊溫度明顯高于用于產(chǎn)生粘接連接的溫度，所以已經(jīng)釬焊的元件在粘接過程期間不會被損壞。

本發(fā)明的有利改進(jìn)方案在從屬權(quán)利要求中以及在隨后的附圖描述中進(jìn)行描述。

附圖說明

下面根據(jù)實(shí)施例，參照附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。在附圖中：

圖1示出了換熱器的管子和波形翅片元件的剖視圖，其中，波形翅片元件通過膠粘劑膜被連接在管子的外表面上，以及

圖2示出了用于對用于制造換熱器的方法進(jìn)行說明的方框圖。

具體實(shí)施方式

圖1示出了換熱器1的剖視圖。換熱器1具有管子2，該管子上連接有翅片元件3。翅片元件3通過膠粘劑層4被連接在管子2上，其中，膠粘劑層4由膠粘劑膜4構(gòu)成，該膠粘劑膜4設(shè)置在管子2的外表面上。

膠粘劑膜4可以被膠粘在管子2上，也就是說借助于粘合劑與管子2連接，或者簡單地被放在管子2的外表面上。

翅片元件3在圖1的實(shí)施例中由波形翅片元件3構(gòu)成。在替代實(shí)施方式中，也可以設(shè)置按照其它方式設(shè)計的翅片元件，以便增加管子的用作熱傳遞的外表面。

在圖1中只示出了換熱器1的有限的局部視圖。除了在圖1中繪出的元件之外，換熱器1還具有其它管子和翅片元件。管子也可以在端側(cè)有利地容納在管子底板中和/或容納在集流箱中。

在圖1中示出一種狀態(tài)，在該狀態(tài)下，翅片元件3平放在膠粘劑膜4上。為了連接，膠粘劑膜4被加熱，由此膠粘劑膜熔化。由于在加熱時刻有壓力作用于管子2和翅片元件3上，因此膠粘劑膜4的一部分被翅片元件3和/或管子2擠壓，由此，膠粘劑膜4的層厚變小。

圖2示出了用于對用于制造換熱器的方法進(jìn)行說明的方框圖。

在方框20中，將膠粘劑膜覆蓋到要相互粘接的元件中的至少一個元件之上。這可以通過自動方法或者手動實(shí)現(xiàn)。膠粘劑膜可以特別是被膠粘到或者被嵌到一個元件的切口中。

在方框21中，使元件相互接觸。為此，根據(jù)換熱器的隨后期望的外觀將它們相對定位。在這里，可以或者只是每次兩個元件相對定位或者也可以類似于已知的釬焊方法對構(gòu)成換熱器主體或者說換熱器的所有元件進(jìn)行全部設(shè)置。

在方框22中，對相對設(shè)置的元件施加壓力。這可以優(yōu)選地在為此設(shè)計的裝置中進(jìn)行。

在方框23中，對元件和膠粘劑膜加熱，由此實(shí)現(xiàn)膠粘劑膜的熔化。這些元件經(jīng)過預(yù)先規(guī)定的時間間隔之后被保持在預(yù)定的溫度水平上，以便使得元件能夠沉入膠粘劑膜的層中并且最后確保膠粘劑層的完全硬化。

然后，在方框24中，使元件冷卻。在隨后的方框25中，對所產(chǎn)生的構(gòu)件進(jìn)行密封性檢查。必要時在這里也進(jìn)行必要的再加工。

在圖1中所示的實(shí)施例是示例性的并且示出了采用管子翅片結(jié)構(gòu)形式的換熱器的一部分。特別是關(guān)于方法在某一換熱器的可應(yīng)用性，該實(shí)施例不具有限制性。圖2的圖表也只是示例性的并且不排除替代的解決方案和變型。