交通工具热交换管和包括此类管的交通工具散热器的制作方法

本发明涉及一种包括内部增强结构的交通工具热交换管。

本发明还涉及一种交通工具散热器，并且涉及一种形成交通工具热交换管的方法。

发明背景

交通工具热交换器通常可以包括多个管，在该多个管内可以传送诸如发动机冷却剂的热流体。在管的外面，诸如周围空气的冷却的流体可以流动，以与发动机冷却剂交换热量进而使发动机冷却剂冷却。

DE 27 47 275 A1公开了一种用于交通工具的轻金属热交换器。该热交换器包括交通工具热交换管，该交通工具热交换管用于传输处于与热交换介质热交换下的流体。每个管在其相应的端部部分设置有增强管壁的内部增强结构。

发明概述

本发明的一个目的是提供一种交通工具热交换管，其以比现有技术更有效的方式被增强。

此目的和其他的目的通过包括内部增强结构的交通工具热交换管来实现，其中该交通工具热交换管至少包括第一分隔的流体通道和第二分隔的流体通道，该第一分隔的流体通道和第二分隔的流体通道沿着管延伸且彼此平行且被沿着管的至少一部分延伸的至少一个分隔壁彼此分隔，每个流体通道具有在平行于分隔壁的高度的方向上测量的内部高度，该内部高度小于每个流体通道的宽度，第一通道具有第一大表面和相对的第二大表面，第二通道具有第一大表面和相对的第二大表面，其中内部增强结构是管加强件，该管加强件具有第一加强部分和第二加强部分，该第一加强部分加强管的第一通道，该第二加强部分加强管的第二通道，其中管加强件的第一加强部分和第二加强部分在接合部分处彼此接合，其中第一加强部分包括第一支承表面、第二支承表面和中间部分，该第一支承表面支承第一通道的第一较大表面，该第二支承表面支承第一通道的第二较大表面，该中间部分将第一支承表面连接到第二支承表面，并且其中第二加强部分包括第一支承表面、第二支承表面和中间部分，该第二加强部分的该第一支承表面支承第二通道的第一较大表面，该第二加强部分的该第二支承表面支承第二通道的第二较大表面，该第二加强部分的该中间部分将第一支承表面连接到第二支承表面。

此交通工具热交换管的优点在于其有效地抵抗压力和温度应变，特别是在管的入口处的压力和温度应变。

根据一个实施方案，管还包括在分隔壁已中断处的入口端部部分和/或出口端部部分，使第一通道和第二通道在端部部分处产生彼此接触，其中管加强件被至少部分地容纳在端部部分中。此实施方案的优点在于向加强件提供了更多的空间，使得该加强件可以更有效地增强管。

根据一个实施方案，入口端部部分和/或出口端部部分具有从管的远端到分隔壁起始处测量的10mm至100mm的长度LEP。已经发现入口端部部分和/或出口端部部分的这样的长度LEP能导致有效的热传递和用于交通工具热交换器的管的稳固设计。

根据一个实施方案，管加强件的接合部分设置有切口，以容纳分隔壁的至少一部分，其中管加强件的第一部分延伸到第一通道中，至少部分地延伸到第一通道和第二通道被分隔壁彼此分隔处的第一通道的那部分中，并且其中管加强件的第二部分延伸到第二通道中，至少部分地延伸到这些通道被分隔壁彼此分隔处的第二通道的那部分中。此实施方案的优点在于，由于加强件在分隔壁中断处提供增强和加强效应的叠加，通道被更有效地增强。

根据一个实施方案，沿着管所见到的管加强件的总长度小于管的总长度的20％。此实施方案的优点在于获得了流动阻力的最小增长，并且仍获得了有效的增强。

根据一个实施方案，大表面中的至少一个设置有表面结构，并且其中管的入口端部部分和/或出口端部部分基本上没有这种表面结构。此实施方案的优点在于，当至少部分地由于加强件与管的较大表面更有效地接触的事实而加强件所位于的入口和/或出口部分基本上没有表面结构时，加强件可更有效地增强管。

根据一个实施方案，管加强件由金属片制成，其中管加强件的材料厚度小于第一通道和第二通道的在平行于分隔壁的高度的方向上测量的内部高度的30％。此实施方案的优点在于，管加强件提供有效的增强而没有明显地增加管的流动阻力。根据一个实施方案，管加强件的材料厚度MTS是0.2mm至1.0mm。此实施方案的优点在于获得了管的有效增强，仍具有对于穿过管流动的相对受限的阻力。

根据一个实施方案，第一加强部分包括边缘支承表面，该边缘支承表面支承边缘表面，该边缘表面连接第一通道的第一大表面和第二大表面，并且其中第二加强部分包括边缘支承表面，该边缘支承表面支承边缘表面，该边缘表面连接第二通道的第一大表面和第二大表面。此实施方案的优点在于获得了进一步改善的管的增强。

根据一个实施方案，管加强件被钎焊到第一通道和第二通道。此实施方案的优点在于获得了管加强件至管的有效安装。

根据一个实施方案，至少一个第一入口通道在加强件的第一部分和第一通道的大表面中的一个之间形成，并且至少一个第二入口通道在加强件的第二部分和第二通道的大表面中的一个之间形成。此实施方案的优点在于，流体可以以低流动阻力穿过管流动。

根据一个实施方案，管加强件被整体地容纳在管内。此实施方案的优点在于，管占用相对小的空间，并且流体流入管中或从管中流出的阻力被减小。而且，将具有管加强件的管和没有管加强件的管的组合安装到交通工具热交换器的相同的集管板将变得更容易。

根据一个实施方案，管的第一分隔的流体通道和第二分隔的流体通道中的每个具有1mm至6mm的内部高度HC和5mm至30mm的内部宽度WC。已经发现这些测量值在交通工具热交换器应用中提供了有效的热量传递。优选地，在平行于分隔壁的高度的方向上测量的内部高度HC小于相应的通道的内部宽度WC，并且由此相应的通道是扁平的通道。

根据一个实施方案，交通工具热交换管的总长度LT可以在100mm至2000mm的范围中。已经发现这些长度提供了有效的热传递以及交通工具热交换器的稳固设计。

根据一个实施方案，交通工具热交换管包括2到5个被相应的分隔壁彼此分隔的分隔且平行的流体通道，并且管加强件包括相似数量的适合于加强每个相应的通道的加强部分。此实施方案的优点在于获得了稳固的设计和有效的热传递而没有施加不适当的流动阻力。

本发明的另一个目的是提供一种有效的且具有稳固设计的交通工具散热器。

此目的通过交通工具散热器来实现，该交通工具散热器包括根据上面描述的实施方案中任一个实施方案的至少一个交通工具热交换管。

此交通工具散热器的优点在于，该交通工具散热器是有效的，需要小空间的，并且对于苛刻的条件(例如，温度、流体压力、振动等)是稳固的。

根据一个实施方案，交通工具散热器包括多个交通工具热交换管，其中少于交通工具散热器的交通工具热交换管的总数量的50％的交通工具热交换管包括管加强件。此交通工具散热器的优点在于，仅承受关于例如温度和压力的最高应力下的那些交通工具热交换管才是上面提到的包括管加强件的类型的管，同时承受较低应力的交通工具散热器的那些管是没有加强件或具有较低增强效果类型的加强件的类型的管。因此，承受较低应力的那些管可以被廉价的制成，并且具有对流体流动的较低阻力，这使交通工具散热器整体更廉价且更节能。更优选地，交通工具散热器包括多个交通工具热交换管，其中交通工具散热器的交通工具热交换管的总数量1.5％至40％的交通工具热交换管包括管加强件。此数量的设置有管加强件的交通工具热交换管向交通工具散热器提供了合适的增强，并且还关于大部分交通工具散热器应用的重量和成本是有效的。

本发明的另一个目的是提供一种制造交通工具热交换管的有效方式。

此目的通过根据权利要求13所述的方法来实现。此方法的优点在于，对温度和流体压力有大的抵抗力的交通工具热交换管可以被有效地制造。

根据一个实施方案，该方法还包括在将管加强件插入管中的步骤之后，使管和管加强件受到钎焊的步骤，以将管加强件固定到管。这提供了管加强件的有效固定。

根据一个实施方案，该方法包括给管提供入口端部部分和/或出口端部部分，在入口端部部分和/或出口端部部分，分隔壁已中断，在管加强件的接合部分处给管加强件提供切口，并且将管加强件插入管的端部部分中直至中断的分隔壁的至少一部分被容纳在管加强件的切口中。此实施方案的优点在于，在分隔壁中断的位置中可以获得改善的增强。

从下面的详细描述和权利要求，本发明的进一步的目的和特征将变得明显。

附图简述

下面将参考附图更详细地描述本发明，在附图中：

图1是三维视图，并且图示了交通工具散热器的交通工具热交换器芯的一部分。

图2a是二维视图，并且图示了从交通工具热交换管的侧面所看到的交通工具热交换管。

图2b是二维视图，并且图示了从交通工具热交换管的顶部所看到的交通工具热交换管。

图2c是二维视图，并且图示了从交通工具热交换管的端部所看到的交通工具热交换器管。

图3a是三维视图，并且图示了根据第一实施方案的管加强件。

图3b是二维视图，并且图示了在沿着图3a的箭头III-III的截面中所看到的管加强件。

图4a是三维视图，并且图示了安装在交通工具热交换管中的管加强件。

图4b是二维视图，并且图示了在沿着图4a的箭头IV-IV的截面中所看到的安装在管中的管加强件。

图5是三维视图，并且图示了根据替代的实施方案的管加强件和交通工具热交换管。

优选实施方案描述

图1图示了交通工具散热器，该交通工具散热器旨在通过允许周围空气穿过交通工具热交换器使冷却剂的周围空气冷却进而冷却该冷却剂，该冷却剂诸如在交通工具(诸如货车、卡车、挖掘机等)中的发动机冷却剂。在图1的图示中，为了保持图示清楚的目的，交通工具散热器的一些部分已经被去掉。交通工具散热器包括如在图1中局部示出的交通工具热交换器芯1。

热交换器芯1包括多个交通工具热交换管2，穿过该多个交通工具换热管可以传送诸如发动机冷却剂的流体。每个管2是多通道类型的，即每个单独的管2具有至少两个分隔的通道，如将在后面更详细说明的。在实施方案中示出的管2成对布置，即在每“层(level)”上具有两个平行的管2。

交通工具热交换管2被安装在集管板4中。集管板4又可以被安装到热交换箱(为了保持图示清楚的原因而未示出)，该热交换箱向交通工具热交换管2供应要被冷却的流体。为此，集管板4包括可连接到热交换箱的安装翼缘6。

热交换器翅片8布置在管2之间，用于改善穿过管2之间的周围空气和在管2内传送的冷却剂之间的热量传递。可选择地，侧板9可以被布置在最外侧的管2或翅片8的外面，以提供稳定性和对碰撞等的物理防护。

特别是邻近集管板4的热冷却剂进入管2处，交通工具热交换管2遭受高压和高温。由于这个原因，至少一些管2在它们相应的入口端部部分10通过相应的加强件12来增强，这将在下面更详细的描述。

图2a图示了从交通工具热交换管的侧面所看到的交通工具热交换管2，图2b图示了从管2的顶部所看到的管2，并且图2c图示了从管2的端部所看到的管2。管2具有第一通道14和第二通道16。分隔壁18将两个通道14、16彼此分隔。如在图2c中最佳示出的，每个通道14、16具有在平行于分隔壁18的高度方向上测量的内部高度HC，该内部高度HC小于每个通道14、16的内部宽度WC，并且由此相应的通道14、16可以被当作是扁平的通道。根据一个示例，内部高度HC是1mm至6mm，并且内部宽度WC是5mm至30mm。在图2a中示出的管2的总长度LT可以依据应用通常是100mm至2000mm。

第一通道14具有第一大表面20和相对的第二大表面22，每个大表面具有与内部宽度WC相似的宽度。大表面20、22通过分隔壁18和边缘表面24被保持在一起。类似地，第二通道16具有第一大表面26和相对的第二大表面28，每个大表面具有与内部宽度WC相似的宽度。大表面26、28通过分隔壁18和边缘表面30被保持在一起。大表面20、22、26、28中的一个或多个可以设置有用于增强湍流的表面结构，例如浅凹部32。

管2具有入口端部部分10和出口端部部分34。在端部部分10处，分隔壁18被中断，这意味着两个通道14、16在端部部分10处彼此接触。而且，诸如浅凹部32的表面结构根据一个实施方案在端部部分10处是中断的，这意味着大表面20、22、26、28在端部部分10处基本上是平坦的。

入口端部部分10具有从管2的远端36到分隔壁18起始处测量的长度LEP，该长度LEP可以是例如10mm至100mm。出口端部部分34可具有长度LEP，并且具有与入口端部部分10的长度相似的设计。

图3a以三维透视图图示了作为图1中示出的加强件12的示例性实施方案的管加强件38，并且图3b如所看到的以横截面的方式图示了管加强件38。管加强件38包括第一加强部分40和第二加强部分42，该第一加强部分适合用于加强管2的第一通道14，该第二加强部分适合用于加强管2的第二通道16。第一加强部分和第二加强部分40、42在中心接合部分44处互相接合。在图3a和图3b中示出的实施方案中，加强件38实际上是整体的单元，其包括两个加强部分40、42且由单件金属片(例如，诸如铝的镀锡板(tinplate of aluminium))制成。加强件38的材料厚度MTS通常是0.2至1.0mm。

第一加强部分40包括第一支承表面46，该第一支承表面适合于与图2a至图2c中示出的管2的第一通道14的第一较大表面20接触。回到图3a至图3b，第二支承表面和第三支承表面48、50被布置在第一支承表面46的相对侧上，并且该第二支承表面和第三支承表面适合于与第一通道14的第二较大表面22接触。第二支承表面和第三支承表面48、50经由中间部分52连接到第一支承表面46。而且，边缘支承表面54被连接到第二支承表面48。

类似地，第二加强部分42包括第一支承表面56和第二支承表面以及第三支承表面58、60，该第一支承表面适合于与管2的第二通道16的第一较大表面26接触，并且该第二支承表面和第三支承表面58、60被布置在第一支承表面56的相对侧上，并且适合于与第二通道16的第二较大表面28接触。第二支承表面和第三支承表面58、60经由中间部分62被连接到第一支承表面56，并且边缘支承表面64被连接到第二支承表面58。

在中心接合部分44处，第一加强部分40的第三支承表面50被连接到第二加强部分42的第三支承表面60。

从加强件38的外端部70至内端部72测量的加强件38的总长度LTS，比如之前参考图2a和图2b描述的入口端部部分10的长度LEP长。回到图3a，接合部分44设置有切口74。从加强件38的外端部70至切口74的底部76测量的中心接合部分44的中心接合部分长度LCP与如之前参考图2a和图2b描述的入口端部部分10的长度LEP相等，或比如之前参考图2a和图2b描述的入口端部部分10的长度LEP短。

沿着管2可见的加强件38的总长度LTS通常小于如图2a中示出的管2的总长度LT的20％。从而获得了冷却剂流动阻力的最小增长。

图4a图示了安装在交通工具热交换管2的入口端部部分10中的管加强件38，并且图4b是沿着如图4a的箭头IV-IV所见到的横截面。为了使图示更清晰的原因，第一较大表面20、26的一些部分在图4a的图示中已经被去掉。

如在图4b中最佳图示的，加强件38的第一部分40的第一支承表面46支承第一通道14的第一较大表面20，并且第二支承表面和第三支承表面48、50支承第一通道14的第二较大表面22。边缘支承表面54支承边缘表面24。相应的支承表面46、48、50、54通过例如钎焊到它们相应的表面20、22、24来至少部分地固定到它们相应的表面20、22、24。

类似地，加强件38的第二部分42的第一支承表面56支承第二通道16的第一较大表面26，并且第二支承表面和第三支承表面58、60支承第二通道16的第二较大表面28。边缘支承表面64支承边缘表面30。相应的支承表面56、58、60、64通过例如钎焊到它们相应的表面26、28、30来至少部分地固定到它们各自的表面20、22、24。

加强件38的第一部分40的中间部分52阻止第一支承表面46从第二支承表面和第三支承表面48、50移位。当第一支承表面46被固定到第一大表面20且第二支承表面和第三支承表面48和50被固定到第二大表面22时，这些第一大表面和第二大表面20、22在例如来自第一通道14的内侧处的介质施加的压力下被阻止彼此间移位。同样边缘表面24被支承。基本上，第一通道14被防止在受内部压力的影响下延伸。因此，加强件38向第一通道14增加了强度和支承。加强件38也以对应的方式向第二通道16添加了强度和支承。

如图4a中最佳图示的，由于图3a中图示的加强件38的总长度LTS比图2a和图2b中图示的入口端部部分10的长度LEP长，所以管2的分隔壁18至少部分地被容纳在加强件38的切口74中，同时，图3a中图示的中心接合部分长度LCP与图2a和图2b中图示的入口端部部分10的长度LEP相等或比图2a和图2b中图示的入口端部部分10的长度LEP短。从而，加强件38的第一部分40将延伸到第一通道14中，至少部分地延伸到第一通道和第二通道14、16被分隔壁18彼此分隔处的第一通道14的部分中，并且加强件38的第二部分42将延伸到第二通道16，至少部分地延伸到通道14、16被分隔壁18彼此分隔处的第二通道16的部分中。入口端部部分10和分隔壁18的端部之间的过渡区域从机械视角看是敏感位置，并且此过渡区域由加强件38的第一部分和第二部分40、42支承，第一部分和第二部分40、42延伸越过过渡区域并且进入通道14、16的分隔的部分中。

如在图4b中最佳图示的，第一入口通道78在加强件38的第一部分40和第一通道14的大表面20、22之间形成，而第二入口通道80在加强件38的第二部分42和第二通道16的大表面26、28之间形成。另外，图3b中最佳示出的加强件38的材料厚度MTS通常小于图2c中最佳示出的相应的通道14、16的内部高度HC的30％。从而，流体可进入管2而受来自加强件38的很小的阻碍。

在图4a至图4b中描述了加强件38如何被插入管2的入口端部部分10中。应理解，根据与图4a至图4b中公开的原理相似的原理，加强件38也可以，或者作为替代使加强件38插入在入口端部部分10中，或者接合上述内容，与插入在图2b中示出的出口端部部分34中。因此，管2可以设置有插入入口端部部分10中的加强件38、插入出口端部部分34中的加强件38、或两者。

在上文中已经描述了，交通工具热交换管2包括第一流体通道14和第二流体通道16，并且已经描述了管加强件38具有加强管2的第一通道14的第一加强部分40和加强管2的第二通道16的第二加强部分42。应理解，根据替代的实施方案的交通工具热交换管还可以包括平行的流体通道，例如布置成邻近第二流体通道16的第三流体通道。

图5图示了与上文描述的热交换管2相似的这种替代的交通工具热交换管102，但是该交通工具热交换管102具有第一通道114、第二通道116和第三通道117，这些通道是彼此平行的，其中第二通道116是位于第一通道114和第三通道117之间的中心通道。第一分隔壁118将第一通道和第二通道114、116彼此分隔，并且第二分隔壁119将第二通道和第三通道116、117彼此分隔。

管加强件138被插入管102的入口端部部分110中。管加强件138又非常类似于管加强件38，但是该管加强件138包括适合于加强管102的第一通道114的第一加强部分140、适合成加强管102的第二通道116的第二加强部分142和适合成加强管102的第三通道117的第三加强部分143。相应的加强部分140、142、143可具有与参照图3a和图3b在上文详细描述的加强部分40、42相似的设计。回到图5，第一加强部分和第二加强部分140、142在第一接合部分144处彼此接合，并且第二加强部分和第三加强部分142、143在第二接合部分145处彼此接合。

第一加强部分140根据与参考图4b在上文描述的那些原理相似的原理支承管102的第一通道114的较大表面120、122。以相似的方式，第二加强部分142支承管102的第二通道116的较大表面126、128，并且第三加强部分143支承管102的第三通道117的较大表面127、129。

加强件138的第一接合部分144设置有第一切口174，并且第二接合部分145设置有第二切口175。当加强件138已插入管102的入口端部部分110中时，管102的第一分隔壁118被至少部分地容纳在加强件138的第一切口174中，并且第二分隔壁119被至少部分地容纳在加强件138的第二切口175中。从而，加强件138的第一部分140将延伸到第一通道114中，至少部分地延伸到第一通道和第二通道114、116被第一分隔壁118彼此分隔处的第一通道114的部分中，加强件138的第二部分142将延伸到第二通道116中，至少部分地延伸到通道114、116、117被第一分隔壁和第二分隔壁118、119彼此分隔处的第二通道116的部分中，并且加强件138的第三部分143将延伸到第三通道117中，至少部分地延伸到第二通道和第三通道116、117被第二分隔壁119彼此分隔处的第三通道117的部分中。从而，入口端部部分110和分隔壁118、119的端部之间的敏感过渡区域通过加强件138的第一部分、第二部分和第三部分140、142、143被有效地支承，该第一部分、第二部分和第三部分140、142、143延伸越过该过渡区域并且进入通道114、116、117的分隔的部分中。

应理解的是，在随附权利要求的范围内，上述实施方案的许多变型是可能的。

因此，交通工具热交换管可包括两个或更多个分隔的流体通道，该两个或更多个分隔的流体通道沿着管2延伸且彼此平行且由相应的分隔壁彼此分隔。更优选地，交通工具热交换管包括2至5个由相应的分隔壁彼此分隔的分隔壁和平行的流体通道，并且管加强件优选地包括相同数量的加强部分且适合于加强每个相应的通道。

总之，交通工具热交换管(2)至少包括第一分隔的流体通道和第二分隔的流体通道(14、16)。管加强件(38)具有第一加强部分(40)和第二加强部分(42)，该第一加强部分适合于加强管(2)的第一通道(14)，该第二加强部分适合于加强管(2)的第二通道(16)。第一加强部分(40)包括第一支承表面(46)和第二支承表面(48)，该第一支承表面支承第一通道(14)的第一较大表面(20)，该第二支承表面支承第一通道(14)的第二较大表面(22)。第二加强部分(42)包括第一支承表面(56)和第二支承表面(58)，该第一支承表面支承第二通道(16)的第一较大表面(26)，该第二支承表面支承第二通道(16)的第二较大表面(28)。