热交换器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及根据权利要求1前序部分的用于在第一流体和第二流体之间交换热量的热交换器。本发明还涉及用于所述热交换器的基座。
【背景技术】
[0002]WO 2008/071362A1公开了一种普通的热交换器，例如以冷却器的方式，包括用于单独引导两种流体的挡板，从而交换热量，所述挡板具有多个扁管，第一流体流经该多个扁管，该扁管包括窄管程和宽管程。这些扁管分别终止于箱体基座的纵向端侧，其中扁管经由基座中相应的通孔导入箱体中。此时，基座中的每个通孔具有升出的边缘，该边缘围绕相应的扁管，其中宽边缘侧通常高于窄边缘侧，并通过相应的斜坡彼此过渡。
[0003]然而，已知的热交换器的缺点是由于高温差异产生的缺点，在热交换器的基座上的宽边缘侧和窄边缘侧之间的斜坡区域中出现应力，这对热交换器的寿命具有不利影响。
【发明内容】
[0004]因此，本发明致力于为普通类型的热交换器提供改善的实施方式的问题，该改善的实施方式特别因更长的寿命而具有区别。
[0005]根据本发明该问题通过独立权利要求的主题解决。有利的实施方式是从属权利要求的主题。
[0006]本发明基于以下总体思想:在斜坡区域中，设置特别是圆形的外凹部，经过该斜坡，宽边缘侧过渡至低的窄边缘侧，该外凹部的高度低于窄边缘侧的高度，其中，扁管的拐角区域中的应力可减小约14%，并且寿命可延长约50%，扁管的拐角通过通孔的相应的边缘界定。此处，通常根据本发明的热交换器构建如下:所述热交换器具有挡板，用于隔开的导向热交换的第一流体和第二流体，其中，该挡板具有多个扁管，第一流体流经该扁管，且该扁管具有窄边缘侧和宽边缘侧。此时扁管经由基座中相应的通孔被引入箱体中并与其流体连接。这些通孔中的每个通孔具有升出的边缘，该边缘围绕相联的扁管，其中该边缘的宽边缘侧高于窄边缘侧，并通过相应的斜坡彼此过渡。根据本发明，在该斜坡的区域中，特别是在拐角区域中，现设置凹部，该凹部的高度低于窄边缘侧的高度，并且该凹部导致前述应力减小。此外，凹部区域中的边缘和扁管之间的接触表面的接触表面边缘具有比窄边缘侧的区域中的小的高度。这实质有利于减小扁管的拐角区域中出现的应力。该凹部的设置已经以令人惊奇的方式导致应力的明显降低，从而导致热交换器的寿命的明显延长。
[0007]有利地，特别为圆形的外凹部的高度对应于宽边缘侧的高度的一半。通过改变凹部的高度，能实现当凹部的高度对应于宽边缘侧的高度的约一半时，扁管的拐角中的应力减小最大。此时，在令人惊奇地发现根据本发明的凹部的作用之后，进行高度的改变。该凹部此时可具有圆形的、有角的和锥形的几何形状。
[0008]该宽边缘侧的高度例如可为约7mm，其中，然后凹部的高度为约3.5mm。该数据特别对于当前的热交换器是容易想到的，诸如用于机动车中的冷却器。
[0009]本发明的其它重要特征和优点来自于子权利要求、附图，以及基于附图的各个图的相关描述。
[0010]应理解的是上述提及和下文将要进一步解释的特征不仅能以分别描述的组合使用，还能以其它组合使用，或单独使用，而不背离本发明的范围。
【附图说明】
[0011]本发明的优选示例性实施方式示于附图中，并在以下说明中得到更详细地解释，其中相同的附图标记指代相同或相似或功能相同的组件。
[0012]此处分别示意性示出了:
[0013]图1:根据本发明的热交换器的截余图；
[0014]图2:热交换器的基座的详细视图，该热交换器具有布置在边缘的斜坡区域中的凹部；
[0015]图3:如图2中的图示，但是采用不同视角；
[0016]图4a:根据现有技术的热交换器的基座的详细图示，包括窄边缘侧上的向外弯曲的边缘，以及基座和扁管之间的接触表面边缘(以虚线画出)；
[0017]图4b:根据现有技术的基座的具有接触表面边缘(以虚线画出)的扁管；
[0018]图5a:如图4a的图不，但具有根据本发明的热交换器/基座；
[0019]图5b:如图4b的图示，但在根据本发明的热交换器/基座中具有接触表面边缘(以虚线画出)。
【具体实施方式】
[0020]根据图1，根据本发明的用于在第一流体和第二流体之间交换热量，例如在空气和冷却剂之间交换热量的热交换器I包括用于分别引导两种流体从而交换热量的挡板2，所述挡板具有多个扁管3，第一流体流经该扁管3，且该扁管3包括窄管程4和宽管程5。扁管3经由基座7中的相应的通孔6被引导至箱体8 (参见图2和图3)，并由此与其流体连接。每个通孔6具有升出的边缘9，该边缘9围绕相应的扁管3，其中宽边缘侧10高于窄边缘侧11，并通过相应的斜坡12彼此过渡(特别参见图3)。根据本发明，在该斜坡12的区域中，现设置圆形外凹部13，该圆形外凹部13的高度Ii1低于窄边缘侧11的高度h2，当然还低于宽边缘侧10的高度h3。通过圆形外凹部13，被边缘9包围的扁管3中的应力可显著减小，例如减小14%，由此热交换器I的寿命可延长近50%。
[0021]圆形外凹部13的高度Ii1此时优选对应于宽边缘侧的高度113的约一半，使得，例如在高度匕为约7mm的情况下，凹部13的高度h丨为约3.5mm。如特别由图2和图3中的详细视图可见，凹部13直接抵靠窄边缘侧11，然后经由斜坡12过渡至宽边缘侧10。
[0022]然而，不仅仅是根据本发明的热交换器I在此特别需要保护，对基座7更是如此，如例如在图2和图3中以各个区段示出。具有几乎任意所需长度的基座7由此可由这些单独的区段构成。上述基座7，即上述基座元件7’具有通孔6，升出的边缘9围绕该通孔6，其中宽边缘侧10高于窄边缘侧11，并经由相应的斜坡12彼此过渡。每个基座元件7’此时在斜坡12的区域中具有前述圆形外凹部13，其高度Ii1低于窄边缘侧的高度h2。总之，由此在每个基座元件V或分别的每个基座7的周向边缘9上设置了四个凹部13。基座7或者相应地相联的基座元件7’例如可被构建为金属板材状部件。
[0023]借助于根据本发明的凹部13，可能显著减小特别是作用于扁管3上的应力，从而显著延长热交换器I的寿命。
[0024]观察图4a和4b，根据现有技术的热交换器I’在此示出，例如根据DE102011075071A1，其中边缘9’在窄边缘侧11’上向外弯曲。如在图4b中清楚地示出，如在圆形外凹部13’的区域中一样，这导致窄边缘侧11’上的边缘9’和扁管3’之间的接触表面边缘14’以相同高度h走向。此时，接触表面边缘14’用虚线画出，并构成边缘9’和扁管3’之间的接触表面的边缘16’。因此，窄边缘侧11’区域中的接触表面边缘14的高度h4对应于凹部13’的区域中的接触表面边缘14’的高度h5。
[0025]另一方面，在根据本发明的热交换器I中，根据图1至图3和图5，凹部13的区域中的接触表面边缘14还以与其类似的方式具有圆形外凹部15，该圆形外凹部15实际有利于减小扁管3的拐角区域中出现的应力。这在图5b以及图5a中非常清楚地示出。还清楚可见，凹部13的区域中的接触表面边缘14在窄边缘侧11的区域中的接触表面边缘14下方延伸。接触表面16因此在凹部13的区域中形成凹部。由此接触表面边缘14在凹部13的区域中具有比窄边缘侧11区域低的高度h5，即窄边缘侧11的区域中的接触表面边缘14的高度比大于凹部13的区域中的高度。
[0026]此外，接触表面边缘14的高度h4在窄边缘侧11的区域中低于宽边缘侧10的区域中的边缘9的高度h3。这同样适用于凹部13的区域中的接触表面边缘14的高度h5。
[0027]为了更简化扁管3，拐角区域，即凹部13区域中的边缘9可具有减小的壁厚。
【主权项】
1.一种用于在第一流体和第二流体之间交换热量的热交换器(I)，包括: 挡板(2)，用于分别引导两种流体，从而交换热量，所述挡板具有多个扁管(3)，所述第一流体流经所述扁管(3)，且所述扁管(3)包括窄管程(4)和宽管程(5); 箱体(8)，所述箱体(8)包括底座(7)，所述扁管(3)经由所述底座(7)中相应的通孔(6)被引导至所述箱体(8)中; 其中，每个通孔(6)具有围绕相应的所述扁管(3)的至少一个升出的边缘(9); 其中宽边缘侧(10)高于窄边缘侧(11)，并经由相应的斜坡(12)彼此过渡；其特征在于， 在所述斜坡(12)的区域中设置凹部13，所述凹部的高度Qll)低于所述窄边缘侧(11)的高度(h2)； 所述边缘(9)和所述扁管(3)之间的接触表面(16)的接触表面边缘(14)在所述凹部(13)的区域中具有比所述窄边缘侧(11)的区域中小的高度h5。
2.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于， 所述凹部(13)的高度Qll)对应于所述宽边缘侧(10)的高度(h3)的约一半。
3.根据权利要求1或2所述的热交换器，其特征在于， 所述宽边缘侧(10)的高度(h3)为约7mm，和/或 所述凹部(13)的高度Qi1)为约3.5mm。
4.根据权利要求1至3中一项所述的热交换器，其特征在于， 所述窄边缘侧(11)的区域中接触表面边缘(14)的高度h4小于所述宽边缘侧(10)的区域中边缘(9)的高度h3。
5.根据权利要求1至4中一项所述的热交换器， 其特征在于， 所述凹部(13)直接抵靠所述窄边缘侧(11)。
6.一种用于根据权利要求1至5中一项所述的热交换器(I)的基座(7)，包括用于容纳扁管⑶的通孔(6)，其中， 所述通孔(6)具有升出的边缘(9); 宽边缘侧(10)高于窄边缘侧(11)，并经由相应的斜坡(12)彼此过渡； 在所述斜坡(12)的区域中设置凹部(13)，所述凹部的高度Qll)低于所述窄边缘侧(11)的高度(h2)o
7.根据权利要求6所述的基座，其特征在于， 所述凹部(13)的高度OO对应于所述宽边缘侧(10)的高度(h3)的约一半。
8.根据权利要求6或7所述的基座，其特征在于， 所述宽边缘侧(10)的高度(h3)为约7mm。
9.根据权利要求6至8中一项所述的基座，其特征在于， 所述凹部(13)的高度Qi1)为约3.5mm。
10.根据权利要求6至9中一项所述的基座，其特征在于， 所述凹部(13)直接抵靠所述窄边缘侧(11)。
【专利摘要】本发明涉及一种用于在第一流体和第二流体之间交换热量的热交换器(1)，包括：挡板(2)，用于分别引导两种流体，从而交换热量，所述挡板具有多个第一扁管(3)，所述第一流体流经所述第一扁管(3)，且所述第一扁管(3)包括窄管程(4)和宽管程(5)；箱体(8)，所述箱体(8)包括底座(7)，所述扁管(3)经由所述底座(7)中相应的通孔(6)被引导至所述箱体(8)中。每个通孔(6)具有围绕相应的所述扁管(3)的至少一个升出的边缘(9)。宽边缘侧(10)高于窄边缘侧(11)，并经由相应的斜坡(12)彼此过渡。本发明的实质在于，在所述斜坡(12)的区域中设置凹部13，所述凹部的高度(h1)低于所述窄边缘侧(11)的高度(h2)；所述边缘(9)和所述扁管(3)之间的接触表面(16)的接触表面边缘(14)在所述凹部(13)的区域中具有比所述窄边缘侧(11)的区域中小的高度(h5)。以此方式，可减小应力负载并可延长寿命。
【IPC分类】F28F9-18, F28F9-02
【公开号】CN104704314
【申请号】CN201380051715
【发明人】于尔根·凯泽, 鲍里斯·克勒, 亚历山大·迈泽尔, 瓦埃勒·纳萨尔, 马丁·帕尔曼
【申请人】马勒国际有限公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2013年10月21日
【公告号】CA2881876A1, DE102012219268A1, EP2909562A1, WO2014064036A1