热交换器的制作方法

本发明涉及以对温度变化得以改善的耐久性以及重量减少为特征的热交换器。这种热交换器尤其适用于汽车。

背景技术：

现有技术中已知且在车辆内用作铝-水-空气冷却器的热交换器通常包括由铝制管、多盘、侧面部以及管底部形成的冷却网络。在此情况下，还被称为收集箱或集管(header)的水箱通常通过三元乙丙橡胶(epdm)-密封部来对冷却网络进行密封。众所周知，管底部与收集箱之间的连结部可进行锡焊或插入。

在热交换器进行锡焊的情况下，因锡焊而导致的刚性连接被证明为一个缺点，尤其在温度变化很快时，因热膨胀而导致的材料应力对热交换器的耐久性产生负面影响。

所插入的连结部可使管与管底部之间进行滑动，最终可补偿因温度变化而导致的材料的长度变化。但是，连结部被插入的情况时的缺点在于，铝管底部通常通过压接-连接来与收集箱相连接，像这种连接状态要求较高的管底部突出。由此，需要不是用于热传导的空间。热交换器需要汽车用插拔型冷却器以便可更好地利用可用的设置空间且与已知的解决方案相比具有更小的重量。

技术实现要素：

技术问题

本发明的技术问题在于，提出得以改善的设置空间利用度及具有相对更小的重量的热交换器。

解决问题的手段

上述技术问题通过具有根据发明要求保护范围1的特征的热交换器来解决。多个改善例及变形实施例分别示于从属发明要求保护范围中。

根据本发明的热交换器具有从一个块体内可向纵向相互并列排列的多个流体引导金属管。在此情况下，作为管突出部的金属管的管端部彼此隔开间隔排列。并且，根据本发明的热交换器具有由塑料形成的至少一个管底部，该管底部中形成有多个收容贯通口。管底部的收容贯通口的排列状态与管端部的排列状态一致，从而最终管底部可安装在管端部上，在此情况下，管端部可收容于收容贯通口内。并且，提供由塑料形成的收集箱，该收集箱通过形成于管底部与收集箱之间的锁定装置来与管底部相连接，在此情况下，密封部可向管底部与收集箱之间插入，该密封部确保在管端部上的管底部的压入配合(pressfit)，并且使收集箱对管底部进行密封且使管底部对管端部进行密封。

管底部及收集箱由塑料形成，从而相对于铝制的部件重量减少大约可达到50％。因此，根据本发明的热交换器的优点实质上在于重量削减。进而，可通过相对于铝更有利的塑料的使用来节约材料成本。

根据本发明的热交换器的一实施例，可提出密封部为可压缩的弹性体密封部，上述弹性体密封部具有贯通插入开口，上述贯通插入开口具有管端部用贯通插入延伸部，从而最终该密封部可向收容贯通口的内部面与管端部的外周围之间。优选地，贯通插入开口的横截面的形状及贯通插入延伸部的横截面的形状与管端部的外周围侧形状一致。优选地，贯通插入开口的内部周围及贯通插入延伸部的内部周围小于管端部的外周围，从而最终可确保压入配合。

弹性体密封部可实现为单独结构部件，当将管底部安装在管端部上时可额外地插入管端部与管底部以及收集箱之间。但是，还可提出如下方案，即，密封部通过注塑成型方法，尤其通过结合注塑成型方法来集成于或插入于管底部或收集箱内。通过结合注塑成型方法来将密封部向管底部或收集箱内注入，从而密封部成为各个相关部件的构成部分。像这种情况可减少排列的复杂性，通过部件装配的容易性来减少成本，其原因在于，该密封部无需单独插入。

根据本发明的热交换器的另一变形实施例，可提出密封部通过管底部与收集箱的材料结合方式的焊接来向管底部与收集箱之间插入。在此情况下，密封部通过作为收集箱及管底部的材料的塑料的熔融来形成。通过焊接过程，管底部的塑料还可变形以确保管端部上的管底部的压入配合。由此，管底部及收集箱的塑料的焊接可实现如管底部及收集箱等的构成部件的材料结合方式的连接及对于管端部密封。优选地，当安装于管端部上时，管底部与收集箱相互焊接。

在收集箱和管底部的相向的内部面中可提供有以相互隔开间隔的方式排列的接合点或焊接点，在这些接合点或焊接点中，收集箱可与管底部相互焊接。优选地，多个焊接点经过由收集箱和管底部形成的排列体的整个周围分布，从而最终可实现均匀的连接。在如收集箱及管底部等的多个构成部件之间，通过在焊接点形成的点状的焊接来实现向锁定装置的锁定连结部上方突出的机械性的附加相互连接。

锁定装置可包括排列在管底部或收集箱的多个夹子以及以与这些夹子相向的方式排列在管底部或收集箱内的锁定开口。因此，可提出夹子形成于收集箱的一变形实施例，在此情况下，多个锁定开口以相向的方式形成于管底部。此时，优选地，夹子以及相向放置且夹子与其内部相配合以形成锁定连接的锁定开口均匀地分布在由管底部及收集箱形成的排列体的整个长度上。因锁定连接而需要管底部的更低的插入深度，像这种情况有利地作用于可利用的热传导面积的有效利用。

发明的效果

热交换器的根据本发明的概念在于，管底部及收集箱使用塑料以可实现重量减少及成本减少。根据本发明的热交换器尤其适合用于汽车。

附图说明

本发明的附加的多个细节、特征及优点通过以下由参照附图的关于各个实施例的详细说明来明确示出。其中，附图如下。

图1为示出根据本发明的热交换器的第一实施例的简要分解图。

图2为示出从侧面观察具有密封部及管底部的收集箱的简图。

图3为示出第一实施例的简要剖视图，在此情况下具有密封部及管底部的收集箱被接合。

图4为示出无密封部的第一实施例的简要细节剖视图。

图5为示出具有密封部的第一实施例的简要细节剖视图。

图6为示出根据本发明的热交换器的第二实施例的简图。

具体实施方式

在各个附图中重复的多个特征部以相同附图标记来进行标注。

图1为通过分解图来示出根据本发明的热交换器的第一实施例。通过附图标记1示出由向纵向相互并列排列的多个流体引导金属管2形成的块体。在多个金属管之间可形成有由金属形成的多盘。金属管2的管端部3具有窄的开口横截面，并隔开间隔并排。通过附图标记4示出由塑料形成且具有收容贯通口5的管底部。管底部4的收容贯通口5的排列与块体1内的管端部3的排列一致，最终管底部4可安装于管端部3上，在此情况下，管端部3可向管底部4的收容贯通口5内插入。由塑料形成的收集箱6可通过排列在收集箱6的夹子7以及由在管底部4与夹子7相向排列的锁定开口8形成的锁定装置来与管底部4相连接。密封部9可向管底部4与收集箱6之间插入，该密封部确保管端部3上的管底部4的压入配合，并使收集箱6对管底部4进行密封且使管底部4对管端部3进行密封。在所图示的实施例中，具有用于管端部3的贯通插入开口10且可压缩的弹性体密封部用作密封部9，最终该密封部可向收容贯通口5的内部面与管端部3的外周围之间插入。为了在管端部3确保管底部4的压入配合，贯通插入开口10的横截面小于管端部3的横截面。并且，密封部9具有环形突出部11，该环形突出部在密封部9的外周围缘形成唇(lip)形，并随着围绕收集箱6的内部来使收集箱对管底部4进行密封。

图2为示出从侧面观察根据本发明的热交换器的第一实施例的具有密封部9及管底部4的收集箱6的简图。作为可压缩的弹性体密封部的密封部9具有贯通插入开口10，上述贯通插入开口10具有贯通插入延伸部10.1，这些贯通插入开口的排列状态与管底部4的收容贯通口5的排列状态一致。贯通插入延伸部10.1的形状及外周围与收容贯通口5的形状及内部周围一致。贯通插入开口10及贯通插入延伸部10.1的横截面小于管端部3的横截面，从而当管端部3(未图示)向贯通插入开口10或贯通插入延伸部10.1内插入时，密封部9被推动并对管底部4进行弹性加压，由此管底部4与管端部3之间形成强制结合连结部形式的压入配合。

图3为示出安装状态下的第一实施例的剖视图，在此情况下，收集箱6、密封部9、管底部4及管端部3向彼此的内部插入，在此情况下，通过可压缩的密封部9来确保管端部3上的压入配合及对管底部4的管端部3的密封以及对收集箱6的管底部4的密封。

图4为在管底部4与收集箱6之间无密封部的第一实施例的细节剖视图。在所图示的例中，管底部4及收集箱6以一同插入的状态来进行排列，在此情况下，收集箱6的夹子7与管底部4的锁定开口8内相配合。当管底部4与收集箱6之间无密封部时，无法确保管端部3及密封部上的固定安装。

图5为示出第一实施例的细节剖视图，在此情况下，弹性体密封部9向管底部4与收集箱6之间以及管底部4与管端部3之间插入。由于可压缩的弹性体密封部9的具有贯通插入延伸部10.1的贯通插入开口10的内部横截面小于管端部3的外部横截面，因此弹性体密封部9向收容贯通口5加压，最终确保管底部4的压入配合。在此情况下，形成于弹性体密封部9的外周围缘的呈唇形的环形突出部11排列在管底部4与收集箱6之间。通过收集箱6与管底部4之间的锁定连接，弹性体密封部9的环形突出部11被压缩，由此，收集箱6对管底部4进行密封。附图标记10.2表示贯通插入开口10的贯通插入延伸部10.1的环形突出部。环形突出部10.2确保管底部4的收容贯通口5内的密封部9的固定安装，最终密封部当向金属管2的纵向施加拉伸载荷或剪切载荷时不被推向外部，例如金属管2的热膨胀时可导致的情况。因此，如上所述的排列状态可实现与收集箱6内部相同的管端部3的固定安装及密封。

图6为示出具有由塑料形成且具有收容贯通口5以便在其内部可收容管端部3(未图示)管底部4及由塑料形成且可通过形成于管底部与收集箱之间的锁定装置来与管底部4相连接的收集箱6的根据本发明的热交换器的第二实施例的简图。在此情况下，密封部可向管底部4与收集箱6之间，该密封部确保管端部3上的管底部4的压入配合，并且使收集箱6对管底部4进行密封且使管底部4对管端部3进行密封。在本变形实施例中，密封部可通过管底部4和收集箱6的材料结合方式的焊接来向管底部4与收集箱6之间插入。密封部通过作为收集箱6及管底部4的材料的塑料的熔融来形成。通过焊接过程，管底部4的塑料还可变形以确保管端部3上的管底部4的压入配合。由此，管底部4及收集箱6的塑料的焊接可实现如管底部4及收集箱6等的构成部件的材料结合方式的连接以及对管端部3的密封。优选地，当安装在管端部3上时，管底部4与收集箱6相互进行焊接。

在收集箱6和与管底部4相向的内部面中示出以相互隔开间隔的方式排列的接合点或焊接点12，在这些接合点或焊接点中，收集箱6与管底部4可相互焊接。优选地，焊接点12经过由收集箱6和管底部4形成的排列体的整个周围来进行分布，最终可达到均匀的连接。在如收集箱6及管底部4等的多个构成部件之间，通过在焊接点形成的环形或点状的焊接来实现向锁定装置的锁定连结部上方突出的机械性的附加相互连接。

产业上的可利用性

本发明涉及以对温度变化得以改善的耐久性以及重量减少为特征的热交换器。这种热交换器尤其适用于汽车。