专利名称：用于汽车的热交换器组件及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种特别是在汽车上应用的热交换器组件，它具有用来进行热量传递的管子和翅片，并带有至少一个侧板。另外，本发明还涉及一种制造侧板的方法。
背景技术：
DE 197 53 408 A1已公开了这种类型的热交换器组件。在该项发明中，热交换器包括一个翅片/管子组件，它带有众多按管系结构相互连接的管子和波纹翅片。为了保持翅片/管子组件在制造过程中的稳定性，它在两边由侧板夹持住。由于强度的原因，该侧板的横截面大致呈U形，与实心侧板相比这种结构形式大大节省了材料。通过将带钢的边缘部分弯曲变形而产生出的这种轮廓大致为U形，而带钢的宽度等于U形两长边的长度加上侧板的宽度。U形的两长边就作为加强肋片，它们防止侧板出现不应有的变形。为了改善热交换器运行中热应力的分布，这些加强肋片可以带有形状为褶皱状凸缘的伸缩区。
发明内容
本发明的目的是提供一种带有至少一个侧板的热交换器组件及其制造方法，从而减少材料消耗。
本发明的目的通过具有权利要求1的特征的热交换器组件得以实现。按照权利要求1，一个热交换器组件由至少一个热交换器组成。热交换器组件也可以由两个、三个或更多的热交换器组成。热交换器组件带有管子，至少第一种介质流经这些管子，而第二种介质则围绕管子流动，这样热量就从至少第一种介质传递到第二种介质上，或者反过来。为了加大传热面，在管子之间布置了热交换翅片，它与管子之间存在着热接触。
这种热交换器组件在至少一侧上带有一个侧板，侧板则具有一个底板，它压在最外面的管子或最外面的翅片之上。特别是在制造过程如钎焊过程中，该至少一个侧板可以保证由管子和热交换翅片所形成的管子/翅片组件的稳定性。出于这个原因，侧板要至少带有一个加强肋片。优选的是，侧板带有两个或更多加强肋片。
本发明的目的优选地通过以下方法实现至少一个加强肋片由侧板的底板上的平面中间件变形而成。为此，在侧板的制造过程中，平面中间件的边被成段地预先切割出来，之后，平面中间件从底板平面成形出。与之前公开的、其加强肋片由底板的平面边缘部分变形而成的侧板所不同的是，在制造本发明所描述的侧板时可使用带钢，它的宽度等于底板的宽度。这样就节省了材料，从而降低了热交换器组件的材料成本。
从属权利要求提供了本发明的优选实施形式。
按照一个具有优点的实施形式，至少一个加强肋片沿侧板的纵向延伸。这样侧板就在上述的纵向上被加固。在另一个实施形式中，至少一个加强肋片沿侧板的横向延伸。这样侧板就在上述的横向上被加固。
按照一个优选的实施形式，至少一个加强肋片具有至少一个固定装置。特别优选的是，这种固定装置由变形而成的加强肋片或由加强肋片上经过变形的一部分构成。这样其它装置例如干燥器就可以固定在热交换器组件上，同时又不增加材料的消耗。同样可行的是通过固定装置将热交换器组件固定在汽车发动机舱内。
按照一个优选的实施形式，侧板带有至少一个伸缩区。伸缩区是由一个或若干个开口和若干个与开口邻接的桥形连接片形成，开口优选地相互对齐。平面中间件从底板平面中成形出时，就产生至少一个开口，它与相关的平面中间件相对应。也就是说，每个加强肋片与它相应的开口邻接。
特别优选的是，桥形连接片带有褶皱状的凸缘，这样在由开口和桥形连接片形成的伸缩区，侧板的伸缩性就特别大。
本发明的目的也可以通过按照权利要求9的侧板制造方法来实现。本发明的一个基本设想是在制造侧板时使用钢板，它的尺寸与之后的侧板底板的尺寸相比没有出入，这样与已知的制造方法相比所需材料减少了。加强肋片则由钢板上已有的平面中间件形成。为此，平面中间件的边被预先切割出，之后平面中间件被从钢板所处的平面中向平面外弯曲而成。
以下结合附图及实施例对本发明进行具体描述，其中
图1为一个侧板的透视图，图2为一个侧板的横剖面图，图3为两个金属板的俯视图，图4为一个热交换器的透视图，图5为一个热交换器组件的透视图，图6为一个侧板的透视图，图7为一个侧板的透视图，图8为一个侧板的一个截段，图9为一个侧板的一个截段。
具体实施例方式
图1和图2分别为侧板100的透视图及横剖面图，两图中相同的部件均使用同一标号。侧板100由底板110以及两个加强肋片120和130组成。加强肋片120、130由底板110上的平面中间件形成，这些平面中间件则是由底板110的平面成形而出。例如，为了实现这一目的，在三条边140、150和160处切割出矩形的平面中间件120，然后沿着边170将其弯折，使它与底板110大致垂直。在“竖起”平面中间件120后，底板110中留下一个开口180。另外加强肋片120、130上也带有开口190、200，销子(图中未示)可从它们中间穿过，这些销子与夹紧箍(同样图中未示)一起在热交换器制造过程中起着夹具的作用。
在另一个未在图中显示的实施例中，在热交换器的制造过程中，特别是在钎焊过程中，不是通过夹紧箍而是借助于一个所谓的夹紧保持架将热交换器夹住。用来固定夹紧箍的销子被取消了，因此也就不再有相应的开口。
如图3所示，为用来制作符合现有技术的热交换器侧板的带刚300，和与之相对应的、用来制作根据本发明所描述的侧板的带钢400。由带钢300、400制成的侧板的各自宽度应为b，并带有一个高度为h的加强肋片。为此，带钢300的宽度为b+2h，侧板上宽度为b的中间区域310形成底板。边缘区320和330则沿着成形边340及350从图3所示的平面中弯折出而成形，并形成之后的侧板上的加强肋片。此外，经过预冲压的带钢300带有一个延续段360，用来连接水箱。
与之相对的是带钢400，它本身的整个宽度b就是之后侧板的底板宽度。为了形成加强肋片，在底板410上沿着边440、450或460、470切割出平面中间件420和430，并沿着成形边480或490将其从图4所示的平面中弯折成形出来。平面中间件420和430的宽度h也就是之后形成的加强肋片的高度。与带钢300同样经过预冲压的带钢400也带有一个延续段495，用来连接后来形成的侧板与水箱。
通过图中的对比可以看出，制作带有如本发明所述的侧板的热交换器所消耗的材料要少于带有符合现有技术水平的侧板的热交换器。但同时又没有放弃基本功能上的特征，例如底板的宽度要可以覆盖住热交换肋片，或者加强肋片所起的加固作用。
图4为冷却剂冷却器500在汽车上应用的一个实施例。冷却剂冷却器500带有一个由管子520和波纹翅片530构成的管子/翅片组件510。在管子/翅片组件510的两侧，管子520的端部分别接入到集流箱540及550中。集流箱540或550的端面555或558是封闭的。集流箱540或550带有一个进口560和一个出口570，用于冷却液的进出。尤其是为了保护最外面的波纹翅片580，管子/翅片组件510在两侧装有侧板590。冷却剂冷却器的作用原理如下所述来自汽车发动机的冷却液经过进口560进入到集流箱540，并在那里被分配到管子520中。冷却液在穿过管子/翅片组件510后在集流箱550中集合，并经过出口570返回到汽车的冷却液循环中。为了使冷却液冷却下来，周围空气以下列方式穿过管子/翅片组件510管子520和翅片530被冷却空气绕流。同时，波纹翅片530加大了传热面，并且为了改善热交换而与管子520钎焊在一起。
为了防止管子/翅片组件510在钎焊过程中出现分离散开，因此有必要将管子520和翅片530夹紧。可使用所谓的夹紧箍将它们夹紧。同样也可通过在侧板上的夹紧框架或保持架将管子、翅片和侧板夹住。为了防止最外面的波纹翅片580在夹紧过程中以及钎焊过程中出现不应有的变形，于是就用侧板590将其盖住。为了加固侧板以防止不应有的变形，侧板590上设有加强肋片600和610。加强肋片600、610是由侧板590的底板620上的平面中间件变形而成。通过这种方式，就实现了节约材料、降低成本的目的。
作为上述实施例的进一步改进，图5中所示的热交换器组件700由两个热交换器组件成，即冷却剂冷却器710和冷凝器720。冷却剂冷却器710在结构和作用原理上同图4中所示的冷却剂冷却器基本上没有差异，因此这里就不再作详细的描述。同样，冷凝器720基本上包括两个集流箱730和740以及一个位于它们之间的管子/翅片组件(图中未示)，它将形成集流管子的集流箱730和740相互连接在一起。冷凝器720紧邻着冷却剂冷却器710布置，在这种布置下，冷却空气首先穿过冷凝器720，紧接着穿过冷却剂冷却器710。冷凝器720用来冷却冷却液循环中的冷却液，在这一过程中，冷却液在冷凝器中被冷凝。按冷却空气的主流动方向，冷却剂冷却器的管子750位于冷凝器中各管子之后并与它们对齐，这样就可以共同使用连续的波纹翅片760。这样，波纹翅片760就从冷凝器的进口侧一直延伸到冷却剂冷却器的出口侧。
为了保护最外面的波纹翅片770而设置了侧板780，它也同样从冷凝器的进口侧一直延伸到冷却剂冷却器的出口侧。侧板780被两个加强肋片790和800加固，其中，加强肋片790和800由侧板780的底板810上的平面中间件形成。热交换器组件700上与侧板780相对的另一侧也同样布置了一个侧板，在图5中只能看到它的一条侧边820。冷却剂冷却器710和冷凝器720共同的管子/翅片组件830可在两侧与共同的侧板780及820在一个工序中被预夹紧，然后在下一个工序中被钎焊。
在其它的、图中未示的实施例中，热交换器组件由一个高温冷却器和一个低温冷却器或由一个机油冷却器和一个冷凝器组成，其中，机油冷却器在必要时是变速器机油冷却器。同样也可以采用其它任何热交换器的组合。
此外，热交换器组件也可以由三个或更多的单个热交换器组件成，并带有一个或更多的、优选为两个如本发明所述的侧板，其中，单个热交换器可以为任何一种热交换器。
图6所示为另一个实施例，图中的侧板900由底板910和加强肋片920、930和940组成。与加强肋片920、930和940相对应的是开口950、960或970，它们的大小等于底板910的平面中间件，加强肋片920、930或940则是由平面中间件经过强制变形而形成的。这种成形方式可以是正向平行的，如加强肋片920和930，但也可以是逆向平行的，如加强肋片930和940。与图1中实施例相似，未在图中显示的销子穿过开口980、990和1000，这样，带有侧板900的热交换器组件在制作过程中就可被同样未在图中显示的夹紧箍夹紧。
在另一个未在图中显示的实施例中，在热交换器的制造过程中，特别是在钎焊过程中，不是通过夹紧箍而是借助于一个所谓的夹紧保持架将热交换器夹住。用来固定夹紧箍的销子被取消了，因此也就不再有相应的开口。
图7所示为一个侧板1100的透视图，它用于一个未在图中显示的热交换器组件，这个热交换器组件由两个不同的热交换器构成。在侧板1100上，第一个热交换器所在的区域1110和第二个热交换器所在的区域1120之间有一个伸缩区1125。伸缩区1125中的伸缩性由开口1130决定，而区域1110和1120之间只是通过桥形连接片1140相互连接，在这种情况下，桥形连接片1140被设计成拱形以提高伸缩性。开口1130与加强肋片1150相对应，后者则是通过在三条边上切割出平面中间件1130，接着又将其沿着第四条边从侧板1100的底板1155所在的平面中弯折出而成形。此外，侧板1100受到加强肋片1160和1170的加固，其中，加强肋片1170还带有支座1190，支座上带有固定孔1200。与由底板1155上的平面中间件变形而成的加强肋片1150不同的是，加强肋片1160和1170由侧板1100的底板1155的平面边缘变形而成。
另外，侧板1100在其端部带有延续段1210和1220，它们被用来盖住一个图中未示的、带有侧板1100的热交换器组件的两个热交换器中之一所带有的水箱(图中未示)。为了减少例如由热应力所带来的机械负荷，侧板1100带有两个伸缩区1230和1240，它们基本上由开口1250或1260形成。
在另一个图中未示的实施例中，开口1250和1260所对应的加强肋片直接与开口1250或1260邻接，并由侧板1100的底板1155的平面中间件变形而成，在这里，开口1250和1260正好是由于这些平面中间件的变形而产生的。
图8为侧板1300的截断图，它带有不同的加强肋片1310及1320，与它们相对应的是切割而成的平面中间件1330及1340。加强肋片1310沿侧板1300的纵向延伸，并带有用于让销子穿过的开口1350，而加强肋片1320则与侧板1300的纵向之间存在一个角度α并且未设开口。原理上，加强肋片1320也可同样带有让销子穿过的开口。
加强肋片1320与侧板纵向之间的角度α大约为10°，这样就产生出一个有利的加强肋片布置的几何图形，在这一几何图形中，四个加强肋片并列在区域1360中，这样至少在区域1360中，侧板1300具有特别高的稳定性。在其它的实施例中角α可以取0°和90°之间的任意值。
图9是侧板1400的截断图，在这里，加强肋片1410采用以下方式成形在一个钢板上切割出边1420、1430，它们与钢板的边1440共同确定一个平面中间件，该中间件则从钢板平面沿箭头1450所示的方向弯出并成一个大约90°的角度。
尤其是在弯曲边1460的区域，这个角度也可以小于90°。这适用于所有本发明所涉及的侧板或热交换器组件。
权利要求
1.用于汽车上的热交换器组件，由至少一个热交换器组成，具有管子和热交换翅片，并具有至少一个具有一个底板和至少一个加强肋片的侧板，其特征在于，该至少一个加强肋片由底板上的平面中间件变形而成。
2.按照权利要求1所述的热交换器组件，其特征在于，该至少一个加强肋片沿着侧板的纵向延伸。
3.按照权利要求1或2所述的热交换器组件，其特征在于，该至少一个加强肋片沿着侧板的横向延伸。
4.按照权利要求1到3之一所述的热交换器组件，其特征在于，该至少一个加强肋片与侧板的纵向之间存在着一个角度α，且0°＜α＜90°。
5.按照权利要求1到4之一所述的热交换器组件，其特征在于，该至少一个加强肋片具有至少一个固定装置。
6.按照权利要求5所述的热交换器组件，其特征在于，该至少一个固定装置由至少一部分经过变形的加强肋片形成。
7.按照权利要求1到6之一所述的热交换器组件，其特征在于，该侧板带有至少一个伸缩区，伸缩区由一个或若干个相互对齐的开口和若干个与该开口邻接的桥形连接片形成，其中，至少一个开口与一个形成加强肋片的底板平面中间件相对应。
8.按照权利要求7所述的热交换器组件，其特征在于，该桥形连接片带有褶皱状的凸缘。
9.用于制造在带有至少一个热交换器的热交换器组件上应用的侧板的方法，其特征在于它包括以下步骤，a)准备宽度为b的钢板，该宽度等于侧板的宽度，b)将钢板上的至少一个平面中间件的边分段预切割，c)使至少一个平面中间件变形并离开由钢板所形成的平面，从而形成至少一个加强肋片。
全文摘要
本发明提供了一种热交换器组件，包括管子、翅片和带有至少一个加强肋片的侧板。本发明还提供了制造该组件的方法。
文档编号F28F9/00GK1714271SQ200380103216
公开日2005年12月28日 申请日期2003年11月24日 优先权日2002年11月25日
发明者沃尔夫冈·赖尔, 米夏埃尔·施皮特 申请人:贝洱两合公司