用于冷却内燃机流体的热交换器，具有至少一热交换器的布置和用于加工热交换器的方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于冷却内燃机流体、尤其汽车的增压的内燃机的、尤其是增压流体的热交换器（10）、一种热交换器（10）的布置和一种用于加工热交换器（10）的方法。所述热交换器（10）具有一外部管段（12），在其中设置至少一内部的、具有至少一用于要被冷却的流体的通道的管段（36）。在外部管段（12）中还设置至少一用于冷却流体的冷却流体通道（56）。至少一冷却流体通道（56）与至少一用于要被冷却流体的通道处于热接触并且流体技术密封地相互分开。以管束（34）的形式设置许多内部管段（36），它们分别在两端（38,46）是敞开的。所述内部管段（36）分别通过一端（38）密封地固定在上游的端部体（42）的各通流孔（40）里面，并且分别通过另一端（46）密封地固定在下游的端部体（50）的各通流孔（48）里面。所述上游的端部体（42）使外部管段（12）的入口室（43）与包括至少一冷却流体通道（56）的冷却剂室（27）流体密封地分开。所述下游的端部体（50）使外部管段（12）的出口室（51）与冷却剂室（27）流体密封地分开。所述内部管段（36）使入口室（43）与出口室（51）连接。
【专利说明】用于冷却内燃机流体的热交换器，具有至少一热交换器的布置和用于加工热交换器的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一个用于冷却内燃机流体、尤其汽车的增压的内燃机的增压流体的热交换器，具有一外部管段，在其中设置至少一内部的、具有至少一用于要被冷却的流体的通道的管段，并且在其中设置至少一用于冷却流体的冷却流体通道，其中至少一冷却流体通道与至少一用于要被冷却流体的通道处于热接触并且流体技术密封地相互分开。
[0002]本发明还涉及一个具有至少一用于冷却内燃机流体、尤其汽车的增压流体的热交换器的布置，具有一外部管段，在其中设置至少一具有至少一用于要被冷却流体的通道的管段，并且在其中设置至少一用于冷却流体的冷却通道，其中至少一冷却通道与至少一用于要被冷却流体的通道流体技术地相互密封并且处于热接触。
[0003]本发明还涉及一种用于加工冷却内燃机流体的、尤其汽车的增压的、例如涡轮增压的内燃机的增压流体的热交换器的方法。
【背景技术】
[0004]由WO 2008/034604 A2已知一个尤其用于汽车内燃发动机的热交换器、最好是气体冷却器，用于冷却内燃发动机的流体，尤其气体、例如以增压流体的形式如废气、增压空气、其混合物或类似流体。热交换器具有一内部管段，具有至少一用于导引要被冷却流体的通道，还具有一外部管段。液体的冷却剂在外部管段与内部管段之间的中间空间里面导引。
[0005]本发明的目的是实现一个热交换器、一个具有至少一热交换器的布置和一种用于加工热交换器的方法，其中简单地以尽可能微小的热交换器尺寸在要被冷却流体与冷却流体之间实现尽可能高效的热交换。
【发明内容】
[0006]这个目的按照本发明由此实现，以管束的形式设置许多内部管段，它们分别在两端是敞开的，并且所述内部管段分别通过一端密封地固定在上游的端部体的各通流孔里面，并且分别通过另一端密封地固定在下游的端部体的各通流孔里面，所述上游的端部体使外部管段的入口室与包括至少一冷却流体通道的冷却剂室流体密封地分开，并且所述下游的端部体使外部管段的出口室与冷却剂室流体密封地分开并且所述内部管段使入口室与出口室连接。
[0007]按照本发明设有管束，它具有许多内部管段。该管束设置在外部管段的冷却剂室里面。两个端部体用于限制冷却剂室。在内部管段之间的中间空间作为冷却流体的冷却流体通道。在热交换器运行时冷却流体通流在内部管段之间和在内部管段与冷却剂室的径向内部圆周壁之间的中间空间里面的冷却剂室。要被冷却的流体穿过内部管段流动。在热交换器按照对流方法运行时冷却流体在冷却流体通道里面的流动与要被冷却的流体在内部管段里面的流动相反指向。热交换器可以选择在顺流方法运行，其中冷却流体在冷却流体通道里面的流动方向与要被冷却的流体在内部管段里面的流动方向相同指向。由于使用许多内部管段可以加大在热交换器中以冷却流体激活的内部管段的总横截面积。有利地可以使内部管段的直径、横截面和壁厚是一致的。由此可以实现以要被冷却的流体均匀地通流内部管段。其长度也是类似的。所述内部管段有利地均匀地分布在管束里面，由此可以实现均匀的中间空间。在内部管段之间的中间空间的直径和横截面可以是一致的。通过这种方式可以实现以冷却流体均匀地通流管束。内部管段的端部可以均匀间隔地穿过端部体导弓丨，由此也使那里的内部管段之间的中间空间是均匀的。所述入口室可以作为要被冷却流体的分配室，因此要被冷却的流体可以均匀地分配在内部管段上。所述内部管段可以有利地由柔性材料、优选由塑料制成。通过这种方式可以使管束的形状和/或走向简单地适配于外部管段的形状和走向。通过柔性材料也可以实现弧形的管束。必要时外部管段也可以有利地由柔性材料、最好是塑料制成。代替由柔性材料也可以由其它材料、例如金属、尤其是铝或铝合金制成外部管段和/或内部管段。通过这种方式可以简单地实现刚性的热交换器。刚性的外部管段可以稳定地抵御机械作用、尤其是压力。由具有高导热性的材料制成内部管段是有利的。所述内部管段的端部可以有利地材料锁合地通过端部体固定在通孔里面。它们可以有利地焊接和/或粘接。可以有利地通过密封的硬化的材料围铸内部管段的端部。通过材料锁合的连接可以改进密封效果。所述端部体可以有利地是端部盘。在此可以是一体的或多体的、最好两体的端部盘。优选在多体的端部盘中可以使浇注腔配有用于注入粘接/密封材料的开孔，用于使通孔相对于内部管段的端部密封。在端部体与外部管段的径向内部圆周侧之间可以有利地设置密封、优选环密封，用于改进冷却剂室相对于入口室或相对于出口室的密封。各端部体的通孔可以有利地均匀地相互间隔，用于使内部管段的端部相互间保持均匀的间隔。通过这样实现的在内部管段之间的中间空间连接，可以使冷却流体均匀地分配到冷却流体通道里面。通过这种方式可以进一步改进热交换器。所述外部管段可以有利地设置在用于要被冷却流体的流体管道的两个分段之间。它可以一起形成流体管道。所述流体管道最好可以是增压内燃机的增压空气管道。因此所述热交换器可以简单且节省空间地实现用于冷却增压空气的增压空气冷却器。热交换器可以有利地设置在增压设备、最好涡轮增压器的出口与抽吸室的入口之间，由此可以有效地利用在那里现有的结构空间。所述冷却流体有利地可以并联或反并联地对要被冷却的液体流动。通过这种方式不产生横流。由此可以进一步提高冷却效率。
[0008]在有利的实施例中，所述外部管段可以分别在上游的端部体和下游的端部体部位具有用于冷却流体到冷却剂室的通路。在端部体部位输入的冷却流体可以均匀地分布在外部管段的横截面上，并因此均匀地通流内部管段之间的冷却流体通道。通过在端部体部位分配冷却流体可以防止，冷却流体占据通过下面的冷却流体通道的最短路径。所述通路可以有利地尽可能靠近相应的端部体，由此使内部管段之间的中间空间几乎在其整个长度上通流要被冷却的流体。由此可以更好地充分利用对于热交换有效的内部管段表面，由此可以总体上改进热交换。
[0009]在另一有利的实施例中，所述相邻的内部管段分别在端部体部位相互间隔并且在中间段彼此接触。通过这种方式可以改善冷却流体在端部体部位中在内部管段上的均匀分布。在中间段部位内部管段相互接触并且因此可以具有热接触。通过这种方式可以改善内部管段之间的热传递，由此可以总体上改进热交换。此外在中间段里面冷却流体通道通过彼此接触的内部管段变窄。由此可以改善冷却流体的通流和热交换。彼此接触的内部管段防止冷却流体横流，由此可以进一步改善热交换。有利地可以使内部管段在中间段部位松动地彼此接触。通过这种方式可以方便管束的柔性弯曲。但是内部管段也可以在中间段部位相互连接，尤其焊接或粘接。因此可以改善管束的稳定性。
[0010]所述外部管段在中间段部位有利地收缩，并且至少在中间段里面，设置在管束径向外圆周上的内部管段可以顶靠在外部管段的径向内部圆周侧上。通过这种方式可以减小在管束的径向外部圆周侧与外部管段的径向内部圆周侧之间的通流通道的通流横截面。因此可以避免，与内部管道之间的冷却流体通道相比，冷却流体优选通过这个径向外部通流通道的路径。在管束径向外部圆周侧与外部管段径向内部圆周侧之间的通流室轮廓可以与内部管段之间在管束内部里面的中间室轮廓类似、最好一致。设置在管束径向外部圆周侧上的内部管段可以有利地顶靠在外部管段的径向内部圆周侧上。通过这种方式可以实现在那里的内部管段与外部管段之间的热传递。此外由此可以防止在那里的通流通道里面的横流。由此总体上可以改善热交换效率。
[0011]在另一有利的实施例中，不设置在管束径向外部圆周上的内部管段可以密封地包装，尤其分别被六个内部管段包围，尤其在必要时存在的中间段里面分别顶靠在六个相邻的内部管段上。通过这种方式可以减小在内部管段之间的中间空间的横截面积。因此总体上可以进一步改善在冷却流体与要被冷却流体之间的热传递。中间室、即冷却流体通道的轮廓可以有利地是三角形的，其中其侧面对应于内部管段的表面弯曲。
[0012]此外所述管束的径向外部圆周侧和所述外部管段的径向内部圆周侧分别可以具有六角形的基本轮廓。在此管束的六角形基本轮廓的侧面对应于内部管段的表面形成轮廓。同样外部管段的径向内部圆周侧的六角形基本轮廓的侧面可以形成轮廓。因此基本轮廓可以最佳地适配于内部管段在管束里面的密封包装的布置。由此可以实现管束垂直于内部管段走向的均匀伸展。管束的径向外部圆周侧和外部管段的径向内部圆周侧具有相同的基本轮廓，由此可以使管束径向外部的圆周侧与外部管段的径向内部圆周侧之间的中间空间均匀地构成。这对流体走向和相关的热交换产生积极影响。管束的径向外部圆周侧和外部管段的径向内部圆周侧也可以具有其它的基本轮廓，例如菱形或梯形的基本轮廓。
[0013]在另一有利的实施例中，所述外部管段的径向内部圆周侧可以具有轮廓，它与管束的径向外部圆周侧轮廓对应于那里的内部管段至少部分地互补。通过外部管段的径向内部圆周侧形成轮廓可以实现，在管束外部圆周侧上的内部管段与外部管段的内侧面之间的中间空间与在管束内部里面的内部管段之间的中间空间相同地构造。通过这种方式可以改善管束也在管束径向外部圆周侧上的均匀通流。中间空间在管束外部圆周侧上的轮廓最好可以与在管束内部里面的中间空间的轮廓一致。
[0014]按照本发明所述技术目的还通过具有至少一个热交换器的布置由此实现，至少两个热交换器在要被冷却流体的流动方向上并联或串联地设置。
[0015]所有在上面结合按照本发明的热交换器展示的优点和特征相应地适用于按照本发明的布置和其有利的实施例，反之亦然。在热交换器的并联布置中，来自一个管段的要被冷却流体可以有利地分配到两个热交换器。在热交换器的出口上冷却的流体可以一起导引到公共的管段。通过这种方式可以以相同的通流长度和相关的在纵向上必需的结构空间实现对应于并联热交换器数量的数倍的热交换器效率。可以选择至少两个热交换器串联地设置。在此热交换器先后由要被冷却的流体通流。因此可以以相同的热交换器横截面通过相应地加大通流长度实现相应数倍的热交换器效率。也可以有利地相互并联地设置多个热交换器，并且多个这样并联的结构其本身串联。也可以选择多个热交换器串联地设置并且多个这样串联的结构并联地设置。
[0016]此外所述技术目的按照本发明通过本方法实现，其中许多内部管段由塑料制成并且以管束的形式设置，所述内部管段通过两个彼此对置的端部体的相应贯通孔导引，其中两个端部体的相互对应的贯通孔对中，所述内部管段截长，两个端部体沿着内部管段分别相互离开地运动到管束的端部，所述管束在两个端部体之间的中间段部位收缩，内部管段的端部密封地固定在贯通孔里面，所述管束加入到外部管段里面，由此使端部体密封地顶靠在外部管段的径向内部圆周侧上。
[0017]所有结合上述热交换器和上述布置展示的优点和特征相应地适用于按照本发明的方法，反之亦然。两个端部体可以有利地上下敷设，由此使其各贯通的开孔对中。通过这种方式可以使内部管段在一方法步骤中通过两个端部体的开孔插接。通过这种方式可以简单地将内部管道插入到端部体的开孔里面。在端部体相互离开地移动之前，截长内部管段，由此可以使端部在截长的一端没有突出地设置在相应端部体的开孔内部。在内部管段端部密封地固定在贯通的开孔里面之前，使管束在中间段部位收缩，由此可以避免，设置在管束径向外部部位的内部管段通过相应较强的弯曲在管束收缩时比在内部管段在管束中心更剧烈地机械夹紧。通过这种方式可以使内部管段无机械应力地固定在端部体里面。利用挤压到一起使管束缩小。为此尤其可以使用相应的模具，可以将管束放入其中。端部体可以有利地分别配有相应的密封、最好环密封，它可以改善端部体相对于外部管段的径向内部圆周侧的密封。可以有利地将管束与端部体放入到外部管段的第一半壳里面，它在外部管段的纵向上是敞开的。用于在纵向封闭外部管段的第二半壳可以放在第一半壳上并且与其连接。使用两体或多体外部管段的优点是，在外部管段弯曲变化时管束也可以方便地放入到外部管段里面。此外也可以方便地将配有收缩的中间段的管束放入到相应成形的外部管段里面。内部管段可以有利地挤出并且设置在管束的模具里面。为此可以有利地使用相应的阴模。阴模可以有利地具有用于挤出的管段的导向孔，它们为了给定内部管段的长度设置。内部管段的截长可以有利地在阴模中进行。为此有利地使用切刀，它沿着阴模表面导弓I。在此切刀可以在面对端部体的阴模一侧上沿着导引。由此可以使用于下面的内部管段的毛坯保留在阴模的导向孔里面。通过这种方式可以在连续的工艺中挤出内部管段。
[0018]在本方法的有利扩展结构中，所述内部管段的端部可以材料锁合地与端部体连接，尤其焊接和/或利用密封的硬化的材料固定。材料锁合的连接可以密封且稳定地实现。为了焊接内部管段的端部可以有利地将热心轴插入到内部管段的端部里面，它们从内部使内部管段的材料与端部体焊接。为了粘接可以选择将密封的硬化的材料加入到端部体开孔部位里面，它可以使内部管段的端部密封地与端部体粘接。在相应的端部体里面可以有利地设有注入孔，通过它们使密封的硬化的材料喷入或注入到浇注腔里面，它包围内部管段的端部。可以有利地使用多体的端部盘，其中一个端部盘部分可以具有用于密封和硬化材料的相应的注入孔和浇注腔。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]本发明的其它优点、特征和细节由下面的描述给出，在描述中借助于附图详细解释本发明的实施例。专业人员可以将在附图、说明书和权利要求中组合公开的特征适宜地单独考虑并且组合成有意义的其它组合。附图简示出:
图1 汽车的增压内燃机的增压空气管道的增压空气冷却器的立体图，具有用于增压空气管道的管束，
图2图1中的在纵向上敞开的增压空气冷却器，其中以纵向剖面图示出管束，
图3图2的增压空气冷却器在用于固定管束的上游的端部盘部位中的细节图，
图4图1至3中的增压空气冷却器在管束中间段部位的横截面细节图，
图5图1至4的增压空气冷却器，它以对流方法运行，
图6图5的增压空气冷却器的纵向剖面细节图，
图7图1至4的增压空气冷却器，它以顺流方法运行，
图8图7的增压空气冷却器的纵向剖面细节图，
图9至14增压空气冷却器的具有一体的端部盘的管束，它与图1至8的增压空气冷却器的管束类似，在不同的加工状态，
图15至19增压空气冷却器的可选择的具有两体的端部盘的管束，它与图1至8的增压空气冷却器的管束类似，在不同的加工状态，
图20增压空气冷却器的另一实施例，它与图1至8的增压空气冷却器类似，其中增压空气冷却器的外管和管束在中间段弯曲，
图21两个增压空气冷却器的并联布置，它们对应于图1至8的增压空气冷却器，
图22两个增压空气冷却器的串联布置，它们对应于图1至8的增压空气冷却器，
图23对应于图1至8的增压空气冷却器的增压空气冷却器结构，作为紧凑型热传递器前面的预冷却器。
[0020]在附图中相同的部件配有相同的附图标记。
【具体实施方式】
[0021]在图1至8中以不同的立体图和运行方式示出用于汽车的增压内燃机的增压空气的增压空气冷却器10。
[0022]增压空气冷却器10包括外管12，它具有入口管段14、出口管段16和位于其间的中间管段18。要被冷却的增压空气的流动方向在图1至3中通过箭头11表示。外管12在纵向上分成两体并且由两个半壳20组成。在图2中示出在纵向上敞开的外管12与一个半壳20。中间管段18与入口管段14和出口管段16相比收缩。中间管段18的径向外部圆周侧和径向内部圆周侧具有六角形横截面。中间管段18的径向内部圆周侧分别过渡到入口管段14和出口管段16的径向内部圆周侧，它们同样具有六角形横截面。
[0023]入口管段14和出口管段16的径向外部圆周侧分别具有圆形的横截面。在面对中间管段18的一侧上入口管道14具有符合圆周的容纳槽22。相应地出口管段16具有符合圆周的容纳槽24。容纳槽22和24的径向外部圆周具有圆形的横截面。其径向内部边缘对应于出口管段16和入口管段14的径向内部圆周侧的六角形轮廓具有六角形轮廓。
[0024]从入口管段14观察，直接在那里的容纳槽22后面，在外管12里面设有基于增压空气流逆流的用于增压空气冷却器10的冷却剂的通路26。优选使用液体的冷却剂。也可以选择使用气体的冷却剂。上游的通路26引到外管12内部的冷却剂室27里面。如同下面还要解释的那样，通路26可以根据运行方式作为冷却剂的入口或出口。上游的通路26位于入口管段14与中间管段18之间的锥形过渡部位28。
[0025]从中间管段18观察，在下游的容纳槽24前面外管12具有用于冷却剂到冷却剂室27的下游通路30。下游通路30位于与上游通路26对置的外管12圆周侧。下游通路30设置在中间管段18与出口管段16之间的锥形过渡部位32。
[0026]通路26和30分别与未示出冷却剂循环的冷却剂管道的管道段连接。
[0027]在外管12里面这样设置具有许多内管36的管束34，内管36在外管12的纵向上延伸。在图2中以纵向剖面图不出管束34。内管36具有相同的轮廓,具有相同的外径和内径。其上游的自由端38密封地固定在上游的端部盘42里面的各贯通的入口孔40里面。端部盘42是圆的。它由塑料制成。内管36穿过上游的端部盘42导引。内管36的上游端部38在入口孔40分别与端部盘42焊接。入口孔40均匀分布地设置在上游的端部盘42里面，由此也使内管36的上游端部38在轮廓上观察均匀地分布。
[0028]上游的端部盘42密封地设置在容纳槽22里面。在上游端部盘42的径向外部圆周侧的密封槽174里面设置密封环44。上游的端部盘42使入口管段14中的入口室43与冷却剂室27密封地分开。
[0029]内管36的下游端部46与上游端部38类似地固定在下游的端部盘50的出口孔48里面。端部盘50由塑料制成。内管36的下游端部46分别在出口孔48里面与端部盘50焊接。下游端部盘50设置在下游的容纳槽24里面。下游的端部盘50将出口管段16里面的出口室51与冷却剂室27密封地分开。环密封52设置在下游的端部盘50的密封槽里面。出口孔48在下游端部盘50上均匀分布地设置，由此使内管36的下游端部46均匀地分布在出口管段16的横截面上。
[0030]在外管12的中间管段18部位管束34在管束中间段54收缩。相邻的内管36松动地相互接触。这样设置内管36，使不位于管束34的径向外部圆周侧上的内管36分别具有六个相邻的内管36。在管束中间段54部位每个内管36分别接触六个相邻的内管36。即内管36密封地包装在管束中间段54里面。在内管36之间的中间空间里面形成用于冷却剂的冷却剂通道56。冷却剂通道56如图4所示在管束中间段54具有基本三角形的向内弯曲的侧面轮廓。中间空间和相关的冷却剂通道56的轮廓是一致的。
[0031]管束34的径向外部圆周侧对应于外管12的径向内部圆周侧具有六角形的基本轮廓。位于管束34径向外部圆周侧上的内管36松动地顶靠在外管12的中间管段18的径向内部圆周侧上。中间管段18的径向内部圆周侧具有轮廓58，它与管束34的径向外部圆周侧的轮廓互补。通过这种方式使在那里分别通过两个相邻的内管36和位于其间的中间管段18的径向内部圆周侧限制的冷却剂通道56在轮廓上与管束3内部的冷却通道56 —致。由此也可以在径向外部圆周侧的部位实现以冷却剂均匀地通流管束34。
[0032]在外管12的过渡部位28和32内部内管36相互间隔，由此在那里分别形成冷却剂室27的分配室段60和62，在其中冷却剂在进入到冷却剂通道56之前和从冷却剂通道56排出之后可以均匀地分布。通过这种方式均匀地分布冷却剂到冷却剂通道56并且从冷却剂通道56均匀地排出。通路26和30分别通到相应的分配室段60和62。
[0033]在增压空气冷却器运行时，如图5和6和图7和8所示，要被冷却的增压空气在流动方向11上从相应的增压空气管的管段流入到增压空气冷却器10的入口室43。在那里要被冷却的增压空气均匀地分布在内管36的上游的端部38上。要被冷却的增压空气通流内管36，在图6和8里面通过箭头64表示。在通流内管36时冷却增压空气。冷却的增压空气通过下游端部46进入到出口室51。它在那里聚集并且离开增压空气冷却器10。
[0034]增压空气冷却器10可以按照对流方法运行，在图5和6中示出，或者按照顺流方法运行，在图7和8中示出。
[0035]在对流方法中冷却剂从冷却剂循环通过下游的通路30输送到冷却剂室27的下游的分配室段62。内管36在那里的距离能够使冷却剂均匀地分配在分配室段62的横截面上。冷却剂均匀地流入到内管36之间的冷却剂通道56。冷却剂与增压空气流动方向64相反地、在图6中通过箭头66表示通流冷却剂通道56。热量由要被冷却的增压空气通过内管36传递到冷却剂，由此使增压空气在内管36里面冷却。冷却剂从冷却剂通道56流到上游的分配室段60并且在那里聚集。它通过上游的通路26从冷却剂室27流回到冷却剂循环。
[0036]在顺流方法中运行时，在图7和8中示出，与对流方法不同，冷却剂通过上游的通路26输送到上游的分配室段60。它在增压空气的流动方向64上通流冷却剂通道56，在图8中通过箭头166表示，其中增压空气被冷却。冷却剂离开冷却剂通道56并且进入到下游的分配段62。冷却剂通过下游的通路30离开增压空气冷却器10。
[0037]在图9至14里面示例地示出用于加工具有端部盘142和150的管束134的方法步骤，该管束可以在图1至8中的增压空气冷却器10中使用。那些与图1至8中的增压空气冷却器10的实施例中的部件类似的部件配有相同的附图标记。与管束34不同，管束134具有更少数量的内管36。
[0038]内管36在阴模158的辅助下由塑料挤出。阴模168是六角形的盘。阴模168具有许多导引孔170，它们对应于内管36以后在管束134里面的布置并且通过它们挤出的内管36在箭头172的方向上导引，如同在图9中表示的那样。
[0039]上游的端部盘142和下游的端部盘150插到管束134上，如同在图10中所示的那样。端部盘142和150分别是一体的。上游的端部盘142具有用于内管36的入口孔40，下游的端部盘150具有用于内管的出口孔48。入口孔40和出口孔48的布置对应于导引孔170的布置。端部盘142和150这样相互敷设，使上游端部盘142的入口孔40、下游端部盘150的出口孔48和阴模168的导引孔170分别对中。
[0040]一旦内管36具有所期望的长度，如图11所示，借助于切刀176沿着面对端部盘142和150的阴模168表面截长。
[0041]接着如图12所示，将上游的端部盘142插到离开下游的端部盘150的内管36上形成内管36的上游端部38。下游的端部盘150插接成下游的端部46。在图11中通过箭头178表示插接方向。在加工方法的这个状态上游的端部38松动地设置在入口孔40里面，下游的端部46松动地设置在出口孔48里面，由此它们在端部盘142和150里面在纵向上是活动的。
[0042]在另一方法步骤里面，如图13所示，管束134在管束中间段54收缩。在此挤出的内管36向着管束134中心弯曲。径向内管36越靠近管束134中心，所需的弯曲度越小。端部38和46还松动地固定在端部盘142和150里面，由此可以实现无机械应力的弯曲。管束134这样多地收缩，由此使内管36在管束中间段54紧密地相互接触。
[0043]接着如图14所示，下游端部46在各出口孔48里面与下游的端部盘150焊接。为此将具有热心轴182的心轴板180插到敞开的端部46里面，心轴对应于出口孔48设置。通过加热使端部46与下游的端部盘150形状锁合地且密封地连接。相应地使上游端部38与上游端部盘142密封地连接。可以选择首先使上游端部38与上游端部盘142连接，接着使下游端部46与下游端部盘150连接。端部38和46与相应的端部盘142和150连接也可以在一个工作过程中例如在使用两个心轴板180的条件下实现。
[0044]未示出的环密封加入到端部盘142和150的相应密封槽174里面。管束134衬入到外管的半壳里面，其中端部盘142和150在外管的径向内部圆周侧插到各容纳体里面。接着放置外管的第二半壳并且使两个半壳密封地相互连接。在此例如利用焊接或粘接实现连接。也可以使用其它形式的连接，例如螺栓连接或卡口连接。
[0045]在图15至19中示例地示出用于管束134与端部盘242和250的可选择加工方法的几个加工步骤。那些与图9至14的方法实施例的部件类似的部件配有相同的附图标记。与在按照第一实施例的方法中一样，在按照第二实施例的方法中首先在对应于图9的阴模168的辅助下挤出内管36。
[0046]与图9至14的实施例不同，上游的端部盘242和下游的端部盘250在纵向上观察分别是两体的，如同在图15至19中所示的那样。端部盘242和250分别具有第一端部盘部分243和第二端部盘部分245。上游的端部盘242的端部盘部分243和245具有用于内管36的入口孔40。入口孔40分别通过端部盘部分242和端部盘部分245延伸。下游的端部盘250的端部盘部分243和245具有用于内管36的出口孔48。出口孔48分别穿过端部盘部分243和端部盘部分245延伸。入口孔40和出口孔48的布置对应于导引孔170在阴模168里面的布置。
[0047]在挤出内管36以后，如图15所示，将端部盘242和250插到内管36上，由此分别使第一端部盘部分243相互面对和相互接触。
[0048]第二端部盘部分245分别具有浇注腔284，它包围穿过它导引的内管36并且其中间空间相互连接。浇注腔284分别在各第二端部盘部分245的径向外部圆周侧上具有注入孔 286。
[0049]第一端部盘部分243还分别具有凸起部288，它嵌入到各第二端部盘部分245的相应容纳体290里面。
[0050]一旦内管36具有所期望的长度，如图16所示，与第一实施例类似，通过切刀176沿着面对端部盘242和250的阴模168表面截长内管。
[0051]接着与第一实施例类似地牵拉端部盘242和250并且定位在内管36的各端部38和46上。在图17中示出这一点。
[0052]然后对应于第一实施例使管束134在管束中间段54收缩，由此使内管36在那里紧密地相互接触。在加工方法的这个状态端部38和46还轴向活动地支承在端部盘242和250里面。
[0053]接着如图19所示，注入漏斗292插入到下游端部盘250的第二端部盘部分245的注入孔286里面。通过注入漏斗292和注入孔286注入液体粘接剂形式的密封的硬化的材料。粘接剂分布在浇注腔284里面并由此在那里使内管36的下游端部46密封地加入到第二端部盘部分245里面。在粘接剂硬化以后使下游端部46密封地固定在第二端部盘部分345的相应出口孔48里面。粘接剂相应地充满上游端部盘242的第二端部盘部分245，并由此使内管36的上游端部38密封地加入到上游端部盘242的第二端部盘部分245里面。再去掉注入漏斗292。也可以选择，首先将内管36的上游端部38加入到上游端部盘242里面，然后才将下游端部46加入到下游端部盘250里面。也可以在一个工作过程中实现加入上游端部38和下游端部46。
[0054]环密封加入到第二端部盘部分245里面的密封槽174里面。接着与第一实施例类似地将管束134衬入到外管12的第一半壳里面。外管通过第二半壳封闭。两个半壳密封地相互连接，尤其焊接或粘接。
[0055]在图20中示出增压空气冷却器310的另一实施例。那些与图1至9的增压空气冷却器10的实施例的部件类似的部件配有相同的附图标记。与第一实施例的增压空气冷却器10不同，在第二实施例中外管312和包含在其中的管束334在例如管束中间段的中间管段318部位弯曲。
[0056]在图21中示出对应于图1至9的增压空气冷却器10的两个增压空气冷却器10的并联布置的实施例。两个增压空气冷却器10的入口管段14和出口管段16分别利用分配体94相互连接并且连接在未示出的增压空气管道的相应管段上。
[0057]在图22中示出对应于图1至9的增压空气冷却器10的两个增压空气冷却器10的串联布置的实施例。在此两个增压空气冷却器10前后串联，其中上游增压空气冷却器10的出口管段16与下游增压空气冷却器10的入口管段14连接。
[0058]在图23中示例地示出使用图1至9的增压空气冷却器10作为紧凑热传递器96的预冷却器。
[0059]在所有上述的增压空气冷却器10;310、增压空气冷却器10的布置和用于加工增压空气冷却器10的方法中能够实现下面的变化:
本发明不局限于汽车的增压的内燃机的增压空气冷却器10;310。而是也可以在其它形式的内燃机、如工业发动机中使用。它也可以在其它形式的用于冷却内燃机的流体、例如气体或液体的热交换器中使用。
[0060]内管36也可以具有不同的内径和/或外径。
[0061]代替松动的相互接触，内管36在管束中间段54部位也可以相互连接。例如它们相互粘接或焊接。
[0062]代替松动的在中间管段18;318的径向内部圆周侧上接触，内管36在管束中间段54部位也可以与它连接。例如内管可以与它粘接或焊接。
[0063]代替与一体的端部盘42; 142和50; 150焊接，内管36的端部38和46在图1至14的实施例中也可以以其它方式密封地与它们连接。例如它们也可以利用其它形式的材料锁合的连接、例如通过粘接与相应的端部盘42; 142和50; 150密封连接。相应地在使用多体端部盘242和250时、如同在图15至19中所示的实施例那样，端部38和46也可以与端部盘242和250焊接。
[0064]代替由塑料制成，端部盘42; 142; 242和50; 150; 250和/或内管36和/或外管12; 312也可以由其它材料、例如金属、例如铝或铝合金制成。
【权利要求】
1.一个用于冷却内燃机流体、尤其汽车的增压的内燃机的增压流体的热交换器(10; 310)，具有一外部管段(12; 312)，在其中设置至少一内部的、具有至少一用于要被冷却的流体的通道的管段(36)，并且在其中设置至少一用于冷却流体的冷却流体通道(56)，其中至少一冷却流体通道(56)与至少一用于要被冷却流体的通道处于热接触并且流体技术密封地相互分开，其特征在于，以管束(34;134;334)的形式设置许多内部管段(36)，它们分别在两端(38，46 )是敞开的，并且所述内部管段(36 )分别通过一端(38 )密封地固定在上游的端部体(42; 142; 242)的各通流孔(40)里面，并且分别通过另一端(46)密封地固定在下游的端部体(50; 150; 250)的各通流孔(48)里面，所述上游的端部体(42; 142; 242)使外部管段(12;312)的入口室(43)与包括至少一冷却流体通道(56)的冷却剂室(27)流体密封地分开，并且所述下游的端部体(50;150;250)使外部管段(12;312)的出口室(51)与冷却剂室(27)流体密封地分开并且所述内部管段(36)使入口室(43)与出口室(51)连接。
2.如权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述外部管段(12;312)分别在上游的端部体(42; 142; 242 )和下游的端部体(50; 150; 250 )部位具有用于冷却流体到冷却剂室(27)的通路(26，30)。
3.如权利要求1或2所述的热交换器，其特征在于，所述相邻的内部管段(36)分别在端部体(42，50; 142, 150; 242，250)部位相互间隔并且在中间段(54)彼此顶靠。
4.如权利要求3所述的热交换器，其特征在于，所述外部管段(12;312)在中间段(54)部位收缩并且至少在中间段(54)里面设置在管束(34; 134;334)径向外圆周上的内部管段(36)顶靠在外部管段(12;312)的径向内部圆周侧上。
5.如上述权利要求中任一项所述的热交换器，其特征在于，不设置在管束(34;134;334)径向外部圆周上的内部管段(36)密封地包装，尤其分别被六个内部管段(36 )包围，尤其在必要时存在`的中间段(54 )里面分别顶靠在六个相邻的内部管段(36 )上。
6.如上述权利要求中任一项所述的热交换器，其特征在于，所述管束(34;134;334)的径向外部圆周侧和所述外部管段(12; 312)的径向内部圆周侧分别具有六角形的基本轮廓。
7.如上述权利要求中任一项所述的热交换器，其特征在于，所述外部管段(12;312)的径向内部圆周侧具有轮廓(58 )，它与管束(34; 134; 334)的径向外部圆周侧轮廓对应于那里的内部管段(36)至少部分地互补。
8.一种具有至少一尤其如上述权利要求中任一项所述的、用于冷却内燃机流体、尤其汽车的增压流体的热交换器(10)的结构，具有一外部管段(12)，在其中设置至少一具有至少一用于要被冷却流体的通道的内部管段(36)，并且在其中设置至少一用于冷却流体的冷却通道(56)，其中至少一冷却通道(56)与至少一用于要被冷却流体的通道流体技术地相互密封并且处于热接触，其特征在于，至少两个热交换器(10)在要被冷却流体的流动方向(11)上并联或串联地设置。
9.一种用于加工冷却内燃机流体的、尤其汽车的增压的、内燃机的、尤其是增压流体的热交换器的方法，其中许多内部管段(36)由塑料制成并且以管束(134)的形式设置，所述内部管段(36)通过两个彼此对置的端部体(142，150;242, 250)的相应贯通孔(40，48)导弓丨，其中两个端部体(142，150;242, 250)的相互对应的贯通孔(40，48)对中，所述内部管段(36)截长，两个端部体(142，150，242，250)沿着内部管段(36)分别相互离开地运动到管束(134)的端部(38，46)，所述管束(134)在两个端部体(142, 150; 242; 250)之间的中间段(54)部位收缩，内部管段(36)的端部(38，46)密封地固定在贯通孔(40，48)里面，所述管束(134)加入到外部管段里面，由此使端部体(142，150;242, 250)密封地顶靠在外部管段的径向内部圆周侧上。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述内部管段(36)的端部(38，46)材料锁合地与端部体(142，150; 242`，250)连接，尤其焊接和/或利用密封的硬化的材料固定。
【文档编号】B29C47/00GK103528402SQ201310265619
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年6月28日 优先权日:2012年6月29日
【发明者】A.科尔恩, H.贝尔, A.雷赫曼恩, H.皮伊特罗维斯基, G-T.斯佩德 申请人:曼·胡默尔有限公司