专利名称：用于共轴管-热交换器的连接装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于共轴管-热交换器的连接装置，其被设计尤其用于汽车-空 调设备，并且用于装入相应冷却剂回路中。此外，本发明还涉及一种与之相应配置的汽 车-空调设备以及一种用于为这种热交换器形成引流的共轴管-连接器的方法。
背景技术：
原则上已知用于汽车-空调设备的双壁式热交换器管。这样例如DE 102005 052 972 Al公开了一种在汽车-空调设备的冷凝器和减压阀之间延伸的双壁式热交换器管。在 此，双壁管构成用于输送从压缩机中排出的高压-冷却剂的高压管的一部分以及用于输送 从蒸发器中排出的低压-冷却剂的低压管的一部分。在此，双壁式热交换器管具有一个外管和一个内管，其中，内管在外管中这样延 伸，使得内管穿过外管。外管纵向端部件的直径被减小从而形成被减小的连接件。外管的 这种被径向向内减小的连接件与内管液体密封或气体密封地焊接。以这种方式方法，外管 和内管定义出一个引流的管道。内管和外管的钎焊或熔焊在制造技术上相对较耗费。它需要一个为之设计的钎焊 或熔焊过程。此外，钎焊部位和熔焊部位是一个高压-冷却剂回路的薄弱部位。为了保证 足够的密封性，必须按最高的精确度来制造该钎焊或熔焊部位。此外，已经证实这种钎焊或 熔焊部位恰好在长时间运行中很容易被腐蚀。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种共轴式-热交换器管已改进的连接装 置，该连接装置可被特别简单而且廉价地装配并且此外具有已改善的耐腐蚀性。该技术问题通过一种双壁式热交换器管的连接装置解决，其中，热交换器管具有 一外管和一在外管内部与其共轴地径向间隔延伸的内管，连接装置包括一用于承接内管和 外管径向交叠的端部区段的连接件。按本发明的一方面，至少在连接件区域内的局部区段， 外管和内管相互不用焊接地连接并且外管与连接件不用焊接地连接。按本发明的连接装置设计用于双壁式热交换器管，其中，热交换器管具有一个外 管和一个在外管内部共轴延伸的内管。内管和外管具有不同半径，以便在内管外侧和外管 内侧之间形成一个可以引导优选处于高压状态下的冷却剂的引流通道。内管设计用于沿相反的方向流通低压-冷却剂。以这种方式方法可以实现内管和 在外部通道中流动的冷却剂之间热耦合和相应的热交换。此外，连接装置具有一个用于承 接外管和内管径向叠置的端部区段的连接件。连接件在圆周方向上包绕彼此同心的管子，其中，连接件例如仅仅与外管达到止 挡位置。为了避开钎焊或熔焊，按本发明特别规定，外管和内管至少区段性地在连接件的区 域内相互连接并且外管，必要时还有内管与连接件不用焊接连接。按本发明的思想，不用焊 接的连接是一种这样的连接技术，即，内管、外管和连接件相互邻接的表面既不通过钎焊也不通过熔焊相互连接。也就是说，按本发明尤其规定，两个管子和连接件形状配合地和/或 摩擦配合地相互连接。在此，按本发明的第一有利的设计方案规定，内管、外管和连接件不用焊接的连接 由内管、外管和连接件之间形成压配合构成。亦即，内管、外管和连接件在连接件的区域内 受到塑性变形，例如相互挤压，以便内管、外管和连接件即使不用熔焊或钎焊也能不可拆卸 地相互连接，特别是气体密封和/或液体密封地相互连接。尤其按本发明的思想，内管、外管和连接件不用焊接的连接通过所谓的冷压加工 形成。通过对内管、外管和配属的连接件实施冷压可以用特别简单的方式方法，尤其即便不 用对管端部和连接件加热，就能获得所述内管、外管和连接件之间不用焊接的、形状配合和 /或摩擦配合的连接。按本发明的另一种有利的设计方案规定，连接件在内管和外管连接区域内面朝管 子的端部区段地具有至少一个径向折回部，亦即一个径向加宽部和一个与之紧接地朝向管 端部的、基本上圆柱形的内壁区段。径向折回部设计为连接件承接管端区段的端部承接部的径向扩宽部，其中，此外 规定，内管和外管都通过冷压得到一个与径向折回部相应的形状。以这种方式方法可以通 过成型加工实现，内管和外管相对连接件至少单向地轴向固定。按本发明的另一种有利的设计方案规定，连接件本身用作冷压加工中的凹模。在 此在制造技术上规定，首先将初始状态呈圆柱形的管子插入连接件的端部承接部，并接着 使管子受到径向扩宽的成型加工。以这种方式方法所述内管和外管的端部区段得到一个与 连接件端部承接部一致的造型。但是作为替代手段，为此也可以规定，所述连接件和两个管子在冷压过程中一起 变形以形成液体密封和/或气体密封的连接。此外在本发明的范围内规定，连接件具有一个端部承接部，所述优选冷压成型后 的外管和内管端部位于该端部承接部中。连接件的端部承接部朝向管端部敞开，以便可以 与一个相应的配合连接件形成密封连接。连接件的端部承接部在此相对于内管和/外管的管直径径向扩宽。通过在连接件 端部承接部区域内对内管和外管的冷压可以实现按本发明的内管、外管和连接件密封的压 配合。此外，对于本发明有利的是，外管具有一个径向扩宽的止挡凸缘，通过该止挡凸 缘，外管轴向地支承在连接件上。该支承优选在连接件的与端部承接部对置的一侧进行，因 此可以按该方式方法进行外管和连接件之间完全的轴向固定。此外，通过冷压可以实现内 管与外管一起被挤压，内管因此可以通过外管相对于连接件被固定。此外规定，外管和内管在连接件区域内基本上全面地相互贴靠，并且在该区域内 很大程度地通过它们相互贴靠的外侧和内侧借助按本发明的冷压摩擦配合地相互连接。本发明的另一种设计方案规定，连接件在其与管子自由端相背的端部上具有一个 径向扩宽的，优选圆锥形扩宽的、用于外管的管子承接部。在该管子承接部的区域内，内管 与之相反地具有一个很大程度上呈圆柱形的走向，而外管主要向外贴靠在圆锥状远离管自 由端径向扩宽的管承接部上。沿相反的方向观察管子，也就是朝管子自由端看，外管在管子 承接部区域内径向向内逐渐变细。
外管和内管在朝向连接件的端部承接部的一侧基本上全面地相互邻接，并且在该 区域内彼此压接，与之相反，在连接件的管子承接部区段中，外管则径向向外地远离内管。 因此在外管和内管之间形成的引流通道在该区域内开始形成。按本发明的另一种改进方案规定，连接件在管子承接部的高度或轴向位置上具有 一个向外突伸的、与内管和外管之间形成的通道流体连通的连接管。在此，尤其规定，连接管也可以不通过焊接与连接件连接，因此最后按本发明的思 想，不用钎焊或熔焊连接地实现穿过外管壁的流体导引连通。在此，尤其规定，在管子承接部区域内的连接件具有一个径向穿过外管的、通往连 接管中的穿孔。在此这个穿孔优选在完成冷压之后才引入连接件中。因为外管在连接件优 选圆锥状扩宽的管子承接部区域内密封地与连接件压配合连接，并且此外所述外管径向扩 宽的突起部从外面贴靠在连接件的端面上，所以为引流的穿孔和连接管提供了足够的密封 性。此外，此处按本发明另一改进方案规定，连接管与连接件螺纹连接。由此也可以用 简单的方式方法避开钎焊或熔焊连接部位。外管和内管优选由金属，尤其由钢或优质钢制成。连接件可以同样由钢材制成。但 也可以考虑，连接件由轻质材料，例如铝制成。此外，在另一个独立的方面，本发明涉及一种管状的、具有至少一个外管和内管的 共轴式-热交换器。该共轴式-热交换器具有至少一个之前所述的按本发明的用于形成与 空调设备的其它部件或其冷却剂回路流体导引式耦连的连接装置。在此，尤其规定，内管将 从蒸发器中流出的低压-冷却剂导向压缩器中，并且内管和外管之间的引流通道提供一种 在冷凝器和减压阀之间的流体连通连接，在该引流通道中一般是液体的高压冷却剂与在内 管中流动的低压气体冷却剂反方向地流动。但为此可选择地也可以考虑，外部通道中的低压-冷却剂与在内管中流动的高压 冷却剂反向地流动。此外，按另一独立的方面，本发明涉及一种制造按本发明的连接装置的方法。在 此，在第一步骤中提供外管和内管，其中，具有比外管更小外径的内管已经全部安装在外管 中，并且与其同心地布置。随后将两个管子引入至少局部轴向区段地、沿圆周方向却完全包 围管子的连接件中。借助按这种方式方法贴靠在优选彼此齐平贴靠的各根管子的自由端上的连接件， 随后进行成型加工，尤其是冷压，使得不用焊接就能相互连接外管、内管和连接件，从而得 到所述三个部件形状配合和/或摩擦配合的连接。连接件本身可以在此用作凹模，而一个设计为凸模的压模插入外管和内管敞开 的、位于连接件区域中的端部直至它们被径向扩宽。此外在此也自然规定，轴向固定外管和 内管。此外，按本发明的思想，在成型加工过程中，所述外管在与连接管的自由端或敞开端 部相对置的一侧承受一种相应顶锻形式的径向扩宽而形成突起，外管可以借助该扩宽部支 承在连接管上。按另一种有利的设计方案有利地规定，在压接外管、内管和连接件之后在连接件 背对自由管端的径向，例如圆锥形扩宽的管子承接部区域内，将一个贯穿外管的穿孔引入 连接件中。借助该穿孔可以为在外管和内管之间延伸的引流通道创造外部连通。由此，通过将一个连接管与该穿孔对齐地螺旋拧接，就可为所述通道创造一种向外的流体连通连接。
本发明其它目的、特征和有利的设计方案参照附图下列说明中描述。在此全部在 说明书中记载的、还有各附图中描述的特征既以单独的状态也以有意义的组合前后形成本 发明的主题。在附图中图1是用于共轴管-热交换器的连接装置第一种设计结构的横截面图以及图2是连接装置的另一种可选设计结构的横截面图。
具体实施例方式图1中双壁式管20具有一个外管22和一个与之同心地装入其中的内管24。位于 该图左边的管端部在此被包围在连接件28中。该管端部借助该连接件28优选被冷压，以 实现一方面内管M与外管22无焊接的连接，另一方面外管22与连接件观相应无焊接的 连接。为了在外管22、内管M和止挡件观之间形成形状配合式连接和/或摩擦配合式 连接，止挡件观具有朝向位于左边的自由端区段的阶梯状折回部。从右向左看观察，也就 是朝管22、24的自由端，连接件观的端部承接部12首先具有一个径向向外突起的折回部 21，一圆柱形内壁段23与该折回部21邻接。该内壁区段23也终止于另一径向向外指向的折回部25，在该另一径向向外指向 的折回部25上设置一个在连接件观的自由端和径向向外指向的台阶25之间延伸的圆柱 形区段27。连接件观的端部承接部12因此依次配有两个阶梯状台阶或相应的管座区段。为了相互气体密封和/或液体密封地固定，规定，在其初始状态中彼此同心布置 的管22J4被推动穿过止挡件观并且之后在图1中从左看用一个适合的挤压工具径向地 这样扩宽，使内管和外管与连接件观的端部承接部12的轮廓匹配。在该挤压变形过程中 至少伴随着外管22和内管44的塑性变形，以便在很大程度上平衡各管22J4可能存在的 其它的弹性回复力。外管22在与端部承接部12相对置的一侧配有径向凸起状加宽部沈，借助该加宽 部26可实现对外管22和连接件观附加的轴向支承。这种凸起状加宽部沈也可以在冷压过程中形成。但也可以考虑，外管22在形成 气体密封和/或液体密封连接的成型工艺之前配设这一种凸起部26。连接件观具有位于端部承接部12外侧的、用于将连接件观连接到其它导引流体 的系统例如管子10上的固定装置。在此将管子10设计用于插入已压接的端部承接部12 中，以便在内管M和管子10之间形成一个导引流体的连通关系。管子10也具有径向加宽 的止挡凸缘11，借助该止挡凸缘11，管子10可以支承在内管M凸缘状朝外放置的端部上。有利的是，管子10以未进一步示出的方式方法与一各自的连接件连接，该连接件 可以通过专门为此设置的固定装置，例如借助螺栓与连接件观相应地连接。端部承接部12和压接在其中的管子M、22阶梯状或台阶状突出的径向加宽部这 样设计，使得管子10面向端部承接部12的、在图1中位于凸缘区段11右侧的端部区段可 以密封地插入承接部12中。
在按图1的设计方案中，连接件观区域内的内管M基本上或很大程度上全面地 与围绕的外管22贴靠。因此，内管M和外管22之间流体引流的通道17起始于内管M和 外管22向右看从连接件观中突出的部位。为了提供流体密封地输送到外部通道17，外管22与导流接管四耦连。该导流接 管例如可以通过螺纹连接形状配合地和/或摩擦配合地与外管22连接。为此可选择地也 可以考虑，连接管四和外管22之间的连接设计为钎焊连接或熔焊连接。按图2的另一替代性设计方案，设置一个略有变型的连接件38，其中，虽然内管34 和外管32台阶状的压接与图1类似地设置在端部承接部14的阶梯状径向加宽部31、33、 35、37上。然而，对置于端部承接部14设置一个圆锥状径向扩宽的管承接部16，在其区域 内外管32径向朝外地扩宽，以便外管32和内管34之间的通道18在连接件38的管承接部 16以内就开始形成。有利的是，以这种方式和方法通过形成径向向内指向的穿孔40可以穿过管承接 部16区域内的外管32，使得通过将连接管39连接到连接件38上得到一连通到通道18的 向外导引的流体连通装置，因此，可以构成无钎焊或熔焊的流体连通装置。也与图1中的同轴管20相似，在图2的同轴管30中设置一个径向加宽的止挡凸 缘36，用该径向加宽的止挡凸缘可以将外管32沿轴向支承在连接件38上。也可以通过螺纹连接将连接管39连接在连接件38自身上。此处连接件38的径 向长度足够长以便提供液体和/或气体密封的螺纹连接。但是，为了得到一个例如在连接 管39和连接件38之间螺纹连接区域内更好的密封装置，必要时在贴靠在连接件观、38外 侧的支承凸缘26、36的区域内也使用密封图。附图标记清单
10管子
11凸缘区段
12端部承接部
14端部承接部
16管承接部
17通道
18通道
20双壁式管
21径向台阶
22外管
23内壁区段
24内管
25径向台阶
26支承凸缘
27内壁区段
28连接件
29连接管
30双壁式管
31径向台阶
32外管
33内壁区段
34内管
；35径向台阶
36支承凸缘
37内部区段
38连接件
39连接管
40穿孔
权利要求
1 一种双壁式热交换器管的连接装置，其中，所述热交换器管O0;30)具有一外管 (22 ；32)和一在所述外管内部与其共轴地径向间隔延伸的内管04 ;34)，所述连接装置包 括一用于承接所述内管和所述外管径向交叠的端部区段的连接件08 ；38)，其特征在于， 至少区段性地在连接件08 ；38)区域内，所述外管和所述内管(22，M ；32，34)相互不用焊 接地连接并且所述外管与所述连接件(28 ；38)不用焊接地连接。
2.如权利要求1所述的连接装置，其特征在于，所述内管04;34)、外管02;32)和连 接件08 ；38)之间不用焊接的连接由压配合构成。
3.如权利要求1或2所述的连接装置，其特征在于，所述内管04;34)、外管(22;32) 和连接件08 ；38)之间不用焊接的连接通过冷压加工形成。
4.如前述权利要求中任一项所述的连接装置，其特征在于，在内管和外管02二4;32， 34)连接区域内的连接件08;38)面朝管子的端部区段地具有至少一个径向折回部01， 25 ；31,35)和与之紧接的、基本上圆柱形的内壁区段(23,27 ；33,37) 0
5.如权利要求3或4所述的连接装置，其特征在于，所述连接件08;38)本身用作所 述冷压加工中的凹模。
6.如前述权利要求中任一项所述的连接装置，其特征在于，所述外管和内管02二4; 32，34)的端部位于所述连接件08 ；38)相对所述管直径径向扩宽的端部承接部(12 ； 14) 中。
7.如前述权利要求中任一项所述的连接装置，其特征在于，所述外管02;3幻具有一 个径向扩宽的止挡凸缘06 ；36)，通过该止挡凸缘所述外管02 ；32)轴向地支承在所述连 接件(28 ； 38)上。
8.如前述权利要求中任一项所述的连接装置，其特征在于，所述外管和内管02二4; 32，34)在所述连接件08 ；38)区域内基本上全面地相互贴靠。
9.如权利要求1至7之一所述的连接装置，其特征在于，所述连接件(38)在其与管子 自由端相背的端部上具有一个径向扩宽的、用于所述外管(3 的管子承接部(16)，在该管 子承接部中，所述内管(34)具有一个很大程度上呈圆柱形的走向。
10.如权利要求9所述的连接装置，其特征在于，所述连接件(38)在所述管子承接部 (16)的高度上具有一个与内管(3 和外管(34)之间形成的通道流体连通的连接管(39)。
11.如权利要求9或10所述的连接装置，其特征在于，所述连接件(38)在径向扩宽的 管子承接部(16)区域内具有一个径向穿过所述外管(3 的、通往所述连接管(39)中的穿 孔 GO)。
12.如权利要求9至11之一所述的连接装置，其特征在于，所述连接管(39)与所述连 接件(38)螺纹连接。
13.一种汽车空调设备，包括一管状的、具有至少一个外管和内管02，M;32，34)的共 轴式-热交换器，该共轴式-热交换器具有至少一个如前述权利要求中任一项所述的连接直ο
14.一种用于形成按前述权利要求中任一项所述的连接装置的方法，其特征在于如下 步骤-提供一个已装入外管(22 ；32)中的内管(24；34),-将两个管子02，32 ；24, 34)引入一至少局部沿圆周方向完全包围管子的连接件08 ；38),-实施用于形成外管02 ；32)、内管04 ；34)和连接件08 ；38)形状配合式和/或摩 擦配合式连接的成型加工。
15.按权利要求14所述的方法，其中，在所述外管(32)、所述内管(34)和所述连接件 (38)压接之后，在所述连接件(38)背对管子02，M;32，34)自由端的径向扩宽的管子承 接部(16)区域内，将一个贯穿所述外管(32)的穿孔00)引入所述连接件(38)中，以便为 在外管和内管(32，34)之间延伸的引流通道创造外部连接。
全文摘要
本发明涉及一种双壁式热交换器管的连接装置，其中，所述热交换器管(20；30)具有一外管(22；32)和一在所述外管内部与其共轴地径向间隔延伸的内管(24；34)。此外，所述连接装置包括一用于承接所述内管和所述外管径向交叠的端部区段的连接件(28；38)。按本发明，至少区段性地在连接件(28；38)区域内，所述外管和所述内管(22，24；32，34)相互不用焊接地连接并且所述外管与所述连接件(28；38)不用焊接地连接。
文档编号B21D39/04GK102095331SQ20101057095
公开日2011年6月15日 申请日期2010年12月2日 优先权日2009年12月11日
发明者洛萨.西博尔德, 阿特姆.瑟伊 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司