本發(fā)明涉及一種熱交換器及制造這一熱交換器的方法。特別是針對汽車領(lǐng)域的應(yīng)用，特別是用于冷卻用于冷卻車輛發(fā)動機的傳熱流體的散熱器。

背景技術(shù)：

在汽車應(yīng)用中，存在兩種已知的主要類型的熱交換器：第一類型，稱為機械交換器，對應(yīng)于通過材料變形組裝它們的部件而獲得的交換器，以及稱為釬焊交換器的交換器，對應(yīng)于通過使用釬焊組裝它們的部件而獲得的交換器。

機械式交換器主要由芯束和多個翅片制成，傳熱流體流通通過所述芯束，所述多個翅片垂直于管，并且設(shè)置有所述管通過的孔。翅片的目的在于增加用于與經(jīng)過交換器的空氣換熱的表面面積。因此獲得了在通過管流通的流體和在翅片中間經(jīng)過的空氣之間的換熱。

翅片被保持在管上，并且通過膨脹所述管將管保持在集管板上。更具體地說，膨脹橄欖沿著管在管內(nèi)通過。它具有使管的材料變形從而增大它們的橫截面的效果，從而允許保持管壓靠在翅片上。

機械交換器對釬焊交換器的一個好處是它們非常易于組裝。具體來說，釬焊交換器需要涉及大量投資的釬焊爐，而機械交換器可以用需要遠低投資的設(shè)備生產(chǎn)。

然而，在機械交換器中，集管板和管由金屬制成，因此受到腐蝕。這種現(xiàn)象被集管板和管之間的原電池效應(yīng)(galvaniceffect)進一步放大。腐蝕削弱管和/或集管板，并引起對于交換器的流體密封性的風(fēng)險。

為了減輕這種缺點，已經(jīng)提出了由塑料制成的集管箱。它們是管狀的，并且具有用于管的通過的孔。然而，通過這樣的解決方案，給定箱內(nèi)可用空間的量，膨脹管是困難的。因此，相對于箱固定管存在問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明尋求克服這些缺點，并且首先涉及一種熱交換器，其特別用于機動車輛，所述交換器包括用于在第一流體和第二流體之間交換熱量的芯束，所述芯束包括多個管和集管箱，所述管和所述箱允許所述第一流體在它們之間流通，所述交換器還包括用于保持所述管的保持板，所述保持板固定到所述箱，所述箱包括設(shè)置有所述管從中通過的孔的集管板，所述集管板由塑料制成。

由于集管板由塑料制成，所以避免了現(xiàn)有技術(shù)的金屬集管板遇到的腐蝕現(xiàn)象。此外，通過經(jīng)由保持板將管附接到箱，解決了相對于箱固定管的問題。

根據(jù)各種實施例，以下方面可以一起或分開地考慮：

-所述保持板在外部地附接到所述箱，

-所述保持板附接到所述集管板，

-所述箱包括附接到所述集管板的蓋，

-所述蓋由塑料制成，

-所述蓋和所述集管板通過焊接固定，

-所述管由金屬制成，

-所述管由鋁合金制成，

-所述交換器還包括所述管從中通過的墊片，

-所述墊片位于所述集管箱的外部，

-所述墊片在所述管和所述集管板之間、在設(shè)置在所述集管板中的用于所述管的通過的所述孔的輪廓處被壓縮，

-所述管在其端部處被擴口，

-所述擴口至少面向所述保持板和/或所述集管板，或者甚至面對所述墊片延伸，

-所述保持板相對于所述集管箱是可移除的。

本發(fā)明還涉及一種制造這種交換器的方法，所述方法包括：

-將所述管固定到所述保持板的步驟，

-將所述保持板附接到所述集管箱的步驟。

根據(jù)本發(fā)明的各種實施例，以下方面可以一起或分開地被考慮：

-將所述管固定在所述保持板中的所述步驟涉及在使在所述保持板中所述管擴口的步驟，

-所述方法還包括將所述管引入到所述集管板中的步驟，

-將所述管引入到所述集管板中的所述步驟是在將所述管固定到所述保持板的步驟之后和/或在將所述保持板附接到所述集管箱的步驟之前，

-將所述管引入到所述集管板中的所述步驟包括將所述管壓力配合到所述集管板和/或所述墊片中的步驟。

附圖說明

附圖將使得容易理解本發(fā)明可以如何被實施。在這些圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相似的元素。

圖1是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的交換器的正面圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的熱交換器的集管箱的分解透視圖。

圖3是根據(jù)本發(fā)明的熱交換器的芯束的局部透視圖。

圖4是示出將圖3的芯束安裝在圖2的集管箱上的透視圖。

圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的熱交換器組裝后的實例的透視圖。

圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的圖5的交換器的替代形式的實施例的透視圖。

具體實施方式

如圖1所示，本發(fā)明涉及在第一流體和第二流體之間交換熱量的熱交換器1。這是機械式的交換器。它包括管3的芯束，第一流體(在這種情況下是傳熱流體)流通通過所述管。所述傳熱流體是例如乙二醇水，特別是當(dāng)交換器1作為用于冷卻內(nèi)燃發(fā)動機的散熱器時。

所述管3例如具有圓形的、橢圓形的或長方形的橫截面。在最后的情況下，它們的橫截面可以呈現(xiàn)凹形區(qū)域，以給予在管的中間區(qū)域中給予其縮小的孔截面。所述管3例如由諸如鋁合金的金屬合金制成。它們特別地通過電弧焊而獲得。

所述芯束還可以包括冷卻或散熱翅片4，管3通過翅片4。這些管例如在一個或多個組中平行排列，并且彼此于平行設(shè)置的翅片4特別地垂直于所述管3橫向地布置。為了簡化附圖，僅描繪了有限數(shù)量的芯束的翅片。

翅片4設(shè)置有具有與所述管的橫截面相對應(yīng)的形狀的管通過孔。它們也可以有柵格來破壞第二流體的流動，即在這種情況下是入射氣流。這就促進了在翅片4之間流動的氣流與通過管3流通的傳熱流體之間的熱交換。所述翅片4彼此分開有利地恒定的間隔。

所述交換器另外包括兩個彼此平行地間隔開、并且通過管3連接的端集管箱2。所述管3和所述箱2允許所述第一流體在它們之間流通。優(yōu)選地，為了熱交換器1的緊湊性，在平面中的翅片4的尺寸基本上對應(yīng)于集管箱2的尺寸。

在作為冷卻機動車輛發(fā)動機的冷卻散熱器的應(yīng)用的情況下，來自管并通過集管箱中的一個的傳熱流體通過供給管被輸送到發(fā)動機的多個熱部件(發(fā)動機缸體、氣缸蓋等)，其在被返回之前需要冷卻，現(xiàn)在是被加熱的，通過回流管到散熱器的另一集管箱，以再次流通通過管。為了降低傳熱流體的溫度，翅片的存在促進通過交換器的管流通的熱的傳熱流體和在所述管之間經(jīng)過的氣流之間的熱交換，所述翅片的形狀、數(shù)量和材料被選擇以優(yōu)化移除大量的熱量，以便逐漸將通過交換器的傳熱流體降低到對于冷卻發(fā)動機可接受和有效的溫度范圍。通向發(fā)動機以及從發(fā)動機返回的設(shè)置在相應(yīng)的箱中的流體供給和返回聯(lián)接器并未被描述。

所述箱2包括裝配有用于所述管3通過的孔的集管板6。所述箱2在此還包括附接到所述集管板6的蓋8。所述蓋8例如由塑料制成。塑料特別是聚酰胺，特別是pa-6,6。

如圖2中最佳可見的，所述蓋8可以具有加強肋10。它還可以包括用于固定交換器的一個或多個凸緣12，所述凸緣在此位于其縱向端部處，和/或用于第一流體的一個或多個入口和/或出口歧管14，其在這種情況下位于其縱向端部之間。

根據(jù)本發(fā)明，所述集管板由塑料制成，特別是聚酰胺，特別是pa-6,6。這樣的材料選擇使得可以限制腐蝕的影響。

圖2分別描繪了蓋8和集管板6。所述蓋8和所述集管板6可以有利地通過焊接固定在一起，特別是使用振動焊、超聲波焊、紅外線焊，激光焊、熱熔接等。

如圖3所示，所述交換器還包括用于保持所述管3的保持板16。在此，在所述管3的每個縱向端附近設(shè)置這種保持板16。所述板16例如穿制在其中保持管3的通孔18。換句話說，所述管3和所述保持板16彼此固定，優(yōu)選不可分離地固定。所述板16例如由金屬制成。在此它是基本矩形的形狀。

特別要注意的是，所述保持板16與翅片4不同。具體地，保持板比翅片更結(jié)實，特別是通過選擇不同的材料和/或不同厚度的材料。

圖4描繪了在箭頭20所指的方向上的交換器芯束與箱2的裝配。

如下圖所示，在該裝配完成時，每個保持板16被固定到一個箱2。這使管3相對于箱2固定。在這種情況下，所述保持板16在外部地附接到所述箱2上，更具體地，附接到所述集管板6。

為了確保箱2和管3之間的良好密封，后者有利地壓力配合到所述集管板6中。為了進一步改善這一結(jié)果并且如在圖4中更可見的，所述交換器可以包括墊片22，特別是彈性體墊片，所述管3通過墊片22。

為此，所述墊片22有利地具有使管通過的孔24。所述墊片22在此具有連接環(huán)形部分的平坦部分，所述環(huán)形部分基本上是突出的，從而形成套箍或套管26，在該位置處限定用于所述管通過墊片22的孔24。換句話說，每個所述管3通過所述套箍26中的一個。所述墊片22在這種情況下位于所述集管箱2的外部。

所述墊片22在被設(shè)置在所述集管板6中用于通過管3的孔24的輪廓處在所述管3和所述集管板6之間被壓縮。換句話說，套箍26在此處與所述集管板6一致地、在管3和在所述集管板6中形成的通過所述管3的孔的輪廓之間被壓縮。換句話說，將套箍26的一部分插入到形成在集管板6中用于使管3通過的所述孔中，管箍甚至軸向延伸遠至集管箱2的內(nèi)部。

所述管3在它們的縱向端部有利地為擴口28。所述擴口28至少面向所述保持板16、所述墊片22和所述集管板6延伸。這樣的擴口28促進管3保持在所述保持板16中，管3壓力配合到集管板6中,以及墊片22在所述管3和集管板6之間壓縮。

如圖5和圖6所示，所述保持板16相對于集管箱2是可移除的。

在圖5中，所述保持板16通過設(shè)置在所述集管板6上的凸耳30和設(shè)置在所述保持板16上的槽32固定到集管板6，所述凸耳30夾在所述槽32中。

在圖6中，所述保持板16通過卷曲固定到集管板6。為此，所述集管板6設(shè)置有在這種情況下沿其周邊均勻分布的殼體34，保持板16的卷曲齒36位于殼體34的水平處。

下面描述如上所述的交換器的制造方法。

根據(jù)本發(fā)明，所述管3例如通過將所述管的端部擴口而固定在所述保持板16上。

同樣通過擴口而固定翅片4的先前步驟可以進行。為了做到這一點，膨脹橄欖可以沿著其通過，使管變形到比設(shè)置在翅片4中的用于使所述管通過孔略大的直徑。然后，可以在第二階段將管的端部的擴口到更大的直徑。

此外，特別是通過焊接集管板6和蓋8而組裝所述集管箱2。

在稍后的步驟中，特別是利用所述凸耳30和/或通過卷曲將所述保持板16附接至所述集管箱2，因而將熱交換器芯束附接到所述集管箱2。

在此之前，已經(jīng)特別地通過將所述管3壓力配合到所述集管板6中，由此壓縮墊片22，而將所述管3有利地引入到所述集管板6中。