專利名稱：換熱器和制造換熱器歧管的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有冷卻芯的換熱器，其由多個(gè)平行的換熱管和兩個(gè)具有插槽的歧管組成，其中所述換熱管的末端插入與其流體相連通的各歧管，各插槽由插槽開口和由變形的歧管壁部分形成的平行延伸的插槽壁界定。還提供了制造這種換熱器歧管的方法。
典型的換熱器包括具有孔的歧管，其中插入冷卻芯管。在這種換熱器中，冷卻芯管僅與罐的一壁保持接觸。因此，所得到的連接處的表面小，降低了結(jié)構(gòu)的剛性。
US5842515提出了此問題的一種解決辦法，其公開了一種包括歧管的換熱器，其具有由多個(gè)用于容納相對(duì)應(yīng)的換熱管的孔形成的平底部分，一對(duì)從平底部分的相對(duì)面延伸的垂直壁，其還具有相對(duì)應(yīng)于孔的用來引導(dǎo)管的多個(gè)插槽。一對(duì)橫向延伸的或從垂直壁向外凸出的連接部分設(shè)置并連接在一起以形成中空內(nèi)腔以及界定歧管的外表面。
US5743329提出了此問題的另一種解決辦法，其說明書公開了具有歧管的換熱器，其帶有外部和內(nèi)部的套管，并包括至少一個(gè)位于幾乎垂直于所述歧管縱向軸的平面內(nèi)的插槽，所述插槽由受到歧管的平行延伸的插槽壁限制的狹窄側(cè)所界定，歧管的插槽壁大體沿著與圍繞歧管縱軸的圓相切的方向延伸。插槽寬度至少等于歧管內(nèi)徑且因而插槽能夠容納平的換熱管。插槽壁由具有恒定壁厚度的變形的歧管壁部分形成，以及插槽壁的外側(cè)位于歧管外部套管的外面。所述插槽壁的內(nèi)側(cè)相對(duì)于歧管的內(nèi)部套管徑向向外偏離，以及臺(tái)肩形成于插槽壁和歧管的內(nèi)部套管之間。
本發(fā)明的目的是提供一種換熱器，其結(jié)構(gòu)的剛性得到提高，其中歧管以穩(wěn)定而精確的方式與換熱管的末端相連。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種制造換熱器歧管的簡(jiǎn)便而完善的方法，其有利于換熱器歧管的預(yù)先組裝和制造以使它們可以隨后被合并所得到的換熱器中。
根據(jù)本發(fā)明，這提供了一種換熱器，其中插槽的外側(cè)相對(duì)于歧管壁向內(nèi)變形，在歧管的外表面形成凹狀體，所述插槽的內(nèi)側(cè)相對(duì)于歧管壁向內(nèi)變形，在歧管的內(nèi)表面形成凸?fàn)铙w，以及其中凸?fàn)铙w包括形成插槽壁的凹槽，以容納至少一部分交換管末端的縱向邊緣。
根據(jù)本發(fā)明，還提供一種制造根據(jù)本發(fā)明的換熱器歧管的方法，其包括下述步驟(i)形成歧管的管狀封閉輪廓，(ii)從兩側(cè)向內(nèi)變形輪廓壁，以在歧管的外表面和內(nèi)表面分別形成一對(duì)凹狀體和凸?fàn)铙w，(iii)在每一對(duì)凸?fàn)铙w之間切開歧管，以形成由向內(nèi)變形的彎曲歧管壁部分圍繞的插槽開口，以及(iiii)在每一對(duì)凸?fàn)铙w內(nèi)切出凹槽。
從下面的描述和權(quán)利要求中，本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選的特征和優(yōu)勢(shì)將顯而易見。
本發(fā)明將會(huì)僅通過實(shí)施例得到說明，并參照下面的附圖，其中
圖1闡釋了部分初始歧管輪廓的橫截面視圖和軸側(cè)視圖；圖2闡釋了在形成凹-凸齒之后部分初始歧管輪廓的橫截面視圖和軸側(cè)視圖；圖3闡釋了部分已成型的歧管，其具有兩個(gè)插入到相對(duì)應(yīng)插槽內(nèi)的換熱管；圖4是圖3中一個(gè)插槽的橫截面視圖；圖5是圖4中插槽的頂視圖。
圖6是圖4中的部分插槽的軸側(cè)視圖，詳細(xì)顯示了插槽的凹槽附近的結(jié)構(gòu)；圖7a、7b、7c和7d顯示了沿著歧管壁的插槽的橫截面視圖，具有用于插槽的四個(gè)不同實(shí)施方案的部分換熱管；圖8闡釋了部分歧管的另一個(gè)實(shí)施方案，在軸側(cè)視圖中，該歧管具有長(zhǎng)方形的橫截面。
根據(jù)本發(fā)明的換熱器歧管1可以由如圖1顯示的壁厚為w的初始封閉鋁合金輪廓制造。這種輪廓可以從市場(chǎng)上購得或可選擇地，根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的典型方法，例如通過焊接法或擠出法制造。
如圖2顯示，在根據(jù)本發(fā)明方法的下一個(gè)步驟中，管狀歧管1輪廓的壁在歧管的相對(duì)面向內(nèi)變形，垂直于歧管的縱軸，以在歧管1的外表面和內(nèi)表面分別形成一組具有凹狀體2和相對(duì)應(yīng)的凸?fàn)铙w3的凹-凸齒。
由于這種變形，在凹狀體2底部之間的距離(Z)小于歧管的外徑(D)，而凸?fàn)铙w3頂部之間的距離(X)小于歧管的內(nèi)徑(d)。凹狀體2和凸?fàn)铙w3之間的歧管輪廓的壁厚(w)基本上與歧管壁其它地方的厚度一樣。
圖3顯示了部分成型的歧管1。每一對(duì)凹-凸齒形成了用作換熱管5的插槽4的基本結(jié)構(gòu)。插槽4通過將歧管壁向下切到凸?fàn)铙w3的頂部來形成以及各插槽的形狀相對(duì)應(yīng)于插入其中的各換熱管5的端部橫截面形狀。插槽的詳細(xì)結(jié)構(gòu)和切開的方法將在下面描述，特別參考圖4。
雖然，為了附圖的清楚，向內(nèi)變形步驟(圖2)后的歧管與形成插槽步驟(圖3)后的歧管分開顯示，但是應(yīng)該理解使用合適的工具將在歧管壁形成凹-凸齒的步驟和切開插槽的步驟合并為單獨(dú)操作是可以的，且具有優(yōu)勢(shì)。
兩個(gè)基本上平的換熱管5顯示成插入相對(duì)應(yīng)的歧管1的插槽4中。整個(gè)換熱器包括由多個(gè)平行換熱管5連接的兩個(gè)歧管1。在預(yù)先組裝后，換熱器被放置在爐內(nèi)，在這里進(jìn)行一次性的硬焊操作。
將歧管壁向下切到凸?fàn)铙w3的頂部的過程形成了凸?fàn)铙w3內(nèi)的圓形凹槽6。這些凹槽6具有向外的末端，其并入插槽開口7的外緣。這些凹槽6增大了管5和歧管1之間的連接處的表面積，這樣管5和歧管1之間的接合處的剛性更高以及整個(gè)換熱器結(jié)構(gòu)從結(jié)構(gòu)上說更穩(wěn)固。
而且，凹槽6有利于在換熱器的預(yù)組裝過程中將管5引入歧管1中，基于此目的，它們被準(zhǔn)確安裝在管5的縱向邊緣。另外，凹槽6包括向內(nèi)的臺(tái)肩8，其阻止了管末端的進(jìn)一步移動(dòng)。這確保了各管5插入歧管1的插槽中相同的距離，直到其緊靠相對(duì)應(yīng)的凹槽6的臺(tái)肩8。
在歧管的實(shí)施例中，相鄰的插槽開口7之間的壁包括在切開歧管插槽的最后階段中形成的平的部分9。平的部分9減少了切開的開口7上沙漏形狀的變形效應(yīng)并確保了歧管開口的寬度統(tǒng)一。
圖4和圖5顯示了具有它的所有必要特征和尺寸的插槽4的橫截面。插槽開口寬度(L)或者插槽的凹槽之間的距離相應(yīng)于管5的寬度，同時(shí)插槽開口7和凹槽6的向內(nèi)的臺(tái)肩8之間的距離確定了插槽深度(h)等于管5的插入深度。插槽深度(h)小于凸?fàn)铙w的總長(zhǎng)(H)，在凸?fàn)铙w中形成凹槽6。若是管狀歧管，則插槽的凹槽6的最大允許深度(h)明顯取決于凸?fàn)铙w3的長(zhǎng)度(H)。插槽壁10的厚度(E)小于初始的歧管輪廓的壁厚w。
如圖5顯示的頂視圖，凹狀體2的寬度(B)大于插槽4的寬度(C)。而且，對(duì)于管狀歧管輪廓來說，凹狀體的深度(A)確定了凸?fàn)铙w的長(zhǎng)度(H)，由此確定了插槽的凹槽6的最大允許深度h。
參考圖6，其顯示了插槽附近的歧管壁的結(jié)構(gòu)，很清楚地看到插槽開口7的縱向側(cè)被由切開操作形成的彎曲歧管壁部分所圍繞。這是由于切開操作造成的開槽和凸起而合并引起的并導(dǎo)致了換熱管和歧管1之間接觸面積的擴(kuò)大。
用于制造插槽的合適工具有一對(duì)整體形成的切割和成型構(gòu)件，其將形成凹-凸齒的步驟、切開插槽開口的步驟和形成凹槽的步驟合并成單一的過程。
工具還可以包括在切開插槽4的過程中用于在歧管輪廓上形成平的底部分9的沖壓部分。
很明顯，可以使用合適的工具并在各插槽的成齒/切開/切割之后，以兩插槽之間預(yù)定的距離放置歧管，而一個(gè)接一個(gè)地成系列地制造插槽，或者，更優(yōu)選地，同時(shí)使用一組以兩插槽之間的距離平行布置與間隔的相連的工具來制造插槽。
應(yīng)該理解除了上述工具，還可以使用其它類型的工具來制造插槽。根據(jù)本發(fā)明的方法可以用于形成不同形狀的插槽，如長(zhǎng)方形、圓形或橢圓形。此外，該方法可易于被施行和自動(dòng)化。
圖7a到圖7d顯示了沿著歧管壁的橫截面的插槽的示例性形狀。圖7a顯示了插槽，其中凹狀體2和凸?fàn)铙w3基本上呈橢圓形。具有基本上呈長(zhǎng)方形的凹狀體2b和凸?fàn)铙w3b的插槽顯示在圖7b中。圖7c顯示了具有兩褶的凹狀體2c和相對(duì)應(yīng)的兩褶的凸?fàn)铙w3c的插槽，其可以通過例如使用具有壓擠元件而形成，所述擠壓元件被適合地成形以反應(yīng)齒的形狀。圖7d顯示了具有基本上呈長(zhǎng)方形的兩褶的凹狀體2d和相對(duì)應(yīng)的凸?fàn)铙w3d的插槽。
圖8顯示了根據(jù)本發(fā)明具有長(zhǎng)方形橫截面的歧管1a的另一個(gè)示例性實(shí)施方案。相比圖3的歧管，此輪廓包括具有沿著歧管輪廓的高度基本上恒定深度的凸?fàn)铙w和凹狀體的齒。
上述根據(jù)本發(fā)明的換熱器的實(shí)施方案僅僅是示例性的。圖并不一定是按照比例尺的，有些特征可以被放大或縮小。本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)該理解換熱器可以是機(jī)動(dòng)車輛空調(diào)系統(tǒng)的散熱器或冷凝器。
權(quán)利要求
1.一種具有冷卻芯的換熱器，其包括至少一個(gè)換熱管和至少一個(gè)設(shè)置有插槽的歧管，其中所述換熱管的末端插入與其流體相連通的所述歧管，各插槽由插槽開口和在所述歧管的變形的壁部分形成的插槽壁所界定，其特征在于，所述插槽(4)的外側(cè)相對(duì)于所述歧管壁向內(nèi)變形，由此在所述歧管(1)的外表面形成凹狀體(2)，所述插槽(4)的內(nèi)側(cè)相對(duì)于所述歧管壁向內(nèi)變形，由此在所述歧管(1)的內(nèi)表面形成凸?fàn)铙w(3)，凹槽(6)形成于所述凸?fàn)铙w(3)內(nèi)，其提供了所述插槽壁(10)，以容納至少一部分所述交換管(5)末端的縱向邊緣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱器，其特征在于所述凹槽(6)的內(nèi)端受到臺(tái)肩(8)的限制，該臺(tái)肩限制了所述換熱管(5)的末端插入所述歧管(1)的深度。
3.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的換熱器，其特征在于所述歧管(1)包括相鄰插槽開口(7)之間的平的部分(9)。
4.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的換熱器，其特征在于所述歧管(1)是管狀的且具有基本上呈長(zhǎng)方形或橢圓形的橫截面。
5.一種制造包括多個(gè)適用于容納換熱管的插槽的換熱器歧管的方法，其中所述換熱管的末端插入與其流體相連通的各歧管，以及各插槽由插槽開口和由所述歧管的變形的壁部分形成的插槽壁所界定，其特征在于所述方法包括下述步驟(i)形成歧管的管狀封閉輪廓，(ii)從兩側(cè)向內(nèi)變形所述輪廓壁，以在所述歧管的外表面和內(nèi)表面分別形成一對(duì)凹狀體和凸?fàn)铙w，(iii)在每一對(duì)凸?fàn)铙w之間切開所述歧管，以形成由向內(nèi)變形的彎曲歧管壁部分所圍繞的插槽開口，以及(iiii)在每一對(duì)凸?fàn)铙w內(nèi)切出凹槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制造換熱器歧管的方法，其特征在于所述方法進(jìn)一步包括在相鄰的插槽開口之間形成平的部分的步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有冷卻芯的換熱器，其由多個(gè)平行的換熱管5和兩個(gè)具有插槽4的歧管1組成，其中換熱管5的末端插入與其流體相連通的各歧管，以及各插槽4由插槽開口7和由變形的歧管壁部分形成的平行延伸的插槽壁界定。為了提高換熱器結(jié)構(gòu)的剛性，所述插槽4的外側(cè)相對(duì)于歧管壁向內(nèi)變形，在歧管的外表面形成凹狀體2，所述插槽4的內(nèi)側(cè)相對(duì)于歧管壁向內(nèi)變形，在歧管的內(nèi)表面形成凸?fàn)铙w3，以及其中凸?fàn)铙w3包括形成插槽壁10的凹槽6為了容納至少一部分交換管5末端的縱向邊緣。還提供了制造這種換熱器歧管的方法。
文檔編號(hào)F28D1/04GK1979083SQ20061012778
公開日2007年6月13日 申請(qǐng)日期2006年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月10日
發(fā)明者羅曼·米西亞克, 馬雷克·菲利皮亞克, 安德列·克魯帕 申請(qǐng)人:特爾斐科技有限公司