专利名称：制造热交换器的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于制造热交换器的方法，该热交换器包括多个壳体件，该壳体 件被组装以使得能形成让要被冷却的流体流过的管和让冷却流体流过的管。
背景技术：
这种热交换器被用于内燃机中，例如作为内冷器或排气冷却器。在该应用领域中，各种设计是已知的，特别是管束热交换器(tube bundleheat exchanger)、板式热交换器或压铸热交换器。尤其在仅包括让要被冷却的流体流过的一个 管和冷却流体流过的另一个管的这种热交换器中，必须增强冷却性能以使得冷却流体管尽 可能地靠近要被冷却的流体流过的那个管，或者实现附加传热表面，例如通过提供翅片。这 种冷却翅片突出到要被冷却的流体流过的管内，这实际上增加了流动阻力，但是，冷却性能 被大大增加。这种设置有两个被流过的管的压铸热交换器从DE 20 2006 009 464 U1中可获 知。这里，内壳体被设置为单件或多个壳体构件，内壳体的外壁把冷却流体流过的管与要被 冷却的流体流过的管分开。因此，冷却流体流过的管形成在外壳体和内壳体之间。从作为 支承构件的内壳体的至少一个壳体壁，翅片延伸到要被冷却的流体流过的内管。在已知的 设计中，这些翅片与内壳体件或支承构件在制造过程中由压铸材料整体制造。特别地，使用 铝压铸具有重量轻的优点。但是，这种设计的缺点在于，由压铸材料制造的热交换器的成本太高，且必须用的 相当宽的翅片导致材料的高消耗和重量问题。铸造设备限制了翅片宽度，因为翅片太薄缺 乏稳定性，特别是在翅片的根部。类似地，铸造还具有其关于翅片之间距离的限制。而且，一种由单独的嵌套的环形角度元件形成的热交换器从DE-0S 2324 649中 可获知。该环的内边缘被分开为使得端部可被弯曲以形成翅片，该翅片在管的外部延伸到 管中。这些翅片也与角度元件整体形成。内部具有或不具有翅片，使得导致效率较差。DE 297 07 104 U1披露了一种热交换器，其中用作翅片的U形部件通过焊接被固 定到内壳体的内壁。由于非常差的可接近性，这种在内部的固定具有较高的制造成本。从DE-GM 200 22 237 U1可获知一种热交换器，这种热交换器的内热交换块通过 安装在外壳体上的U或L形部件而被固定，这些部件被使用螺钉以柔性的方式被固定到外 壳体。没有披露用于增强传热的翅片。
发明内容
因此，本发明的目的是要提供一种热交换器，其中在与已知的热交换器相比较时， 制造更经济且重量更轻，同时不损害冷却性能。该目的的实现是通过使用至少一个壳体件作为支承构件，和通过在支承构件上形 成开口，翅片被插入该开口，该翅片通过材料接合而与支承构件连接。由此，翅片不必与其 它部分一起铸造，由此设计工作充分减少且可以使用经济制造的翅片。用作支承构件的壳体件可由此在设计方面进行变化，而且，其重量可被优化和减少，因为不需要额外的材料以 把翅片稳定在支承构件上。优选地，翅片到支承构件的连接是通过焊接进行，焊接的执行较经济且可被自动 化。特别地，推荐通过搅拌摩擦焊接实现连接，由此铝压铸件也可被快速地彼此连接 或连接到其它零件。在优选实施例中，支承构件在压铸工艺过程中制造，其中，开口被模制在支承构件 中。因此，不需要额外的修整。支承构件的设计仍保持简单。在替换实施例中，支承构件通过深冲压制造，由此可节省附加成本。优选地，翅片在连铸工艺过程中被制造为单件且然后被切割为需要的长度，其可 通过例如锯切完成，因此仅产生较低的制造成本。在被插入到开口中后，翅片优选地绕它们的位于支承构件上的轴向纵向和横向侧 部焊接。由此形成支承构件的封闭表面，以使得，在组装后，在传输冷却流体的管和传输要 被冷却的流体的管之间获得封闭的隔离壁。同时，翅片永久地与支承构件连接。有利地，翅片由具有至少两个腿状件的部件的第一腿状件形成，该腿状件被插入 支承构件的开口，但是，在该插入之后，垂直于第一腿状件的第二腿状件位于支承构件的凹 部中。例如，该凹部可在压铸工艺过程中形成在支承构件中。当以此方式实现时，翅片沿组 装方向被预固定在支承构件上，由此制造被进一步简化。在一个开发的实施例中，使用的部件是具有三条腿状件的U形部件，其中第三腿 状件用作翅片。该实施例也增加了预固定。当翅片被制造和安装时，一起防止了翅片在焊 接工艺过程之前的倾斜。而且，仅半数部件必须插入到相应的开口中。在一进一步开发的实施例中，第二腿状件被制造为具有基本上与支承构件中的凹 部的高度对应的厚度，第二腿状件的和凹部的尺寸被选择为使得，在翅片插入后，支承构件 形成基部平滑的表面。由此，在这种热交换器被组装后，由支承构件的少翅片侧限定的管内 的压力损失可被最小化。而且，形成搅拌摩擦焊接焊缝被大大简化，因为焊接工具不必在任 何障碍或边缘上移动。在另一优选实施例中，多排翅片被以互相偏置的配置设置在支承构件上，以使得 第一排翅片的第二腿状件的各第一轴向纵向和/或横向侧部被基本上设置在下一排翅片 的第二腿状件的第二轴向纵向和/或横向侧部的投影中。由此，所需的焊缝的数量被减少， 同时，可以把成排的翅片彼此偏置。热交换器的这种制造实现经济，同时还允许实现高冷却性能和进一步最小化重量。附图示出了下面要描述的实施例
图1是具有根据本发明的方法制造的、具有热交换器翅片的支承板的细节的顶部 平面视图；图2是图1的支承板的实施例的侧视图；图3是具有根据本发明的方法制造的、具有翅片的支承板的替换实施例的细节的顶部平面视图；图4示出了与图2对应的侧视图。
具体实施例方式图1和2示出了用作热交换器的壳体件的支承构件1的细节，在本实施例中该构 件被设计为支承板。支承构件1具有开口 2，翅片3被插入该开口。这尤其在图2中可看 到。在该实施例中，翅片3由具有三条腿状件的U形部件4形成。这里，第一腿状件和平行 于第一腿状件5延伸的第三腿状件6么一个在组装后形成翅片3。第二腿状件7把两个腿 状件5和6彼此连接且设置为相对于腿状件5、6成90°的角度。除了腿状件5、6所突出穿过的开口 2外，支承构件1还包括形成在支承构件1的 表面9中的凹部8。凹部8的高度基本上对应于第二腿状件7的厚度，以使得表面9在翅片 3插入后基本上平滑。图1是支承件1上的顶部平面视图，第二腿状件7可从上面观察到。 为了清楚，焊缝10仅部分地示出，U形部件4通过该焊缝而被固定到支承构件1。显然，第 一排翅片12的第一轴向纵向侧部11接壤或设置在之后的第二排翅片14的相对于的第二 轴向纵向侧部13的投影中，以使得该区域仅需要一个焊缝来固定。图3和4示出了与图1和2对应的替换实施例的相应视图。因此，下文中类似的 部件将给予类似的附图标记。两个实施例的不同在于，这里使用了角度部件17代替U形部 件4来形成翅片3。该角度部件17也具有彼此垂直的两个腿状件5、7，以使得第二腿状件 7也被设置在支承构件1中的凹部8中。在这种实施例中，还可以把第一排翅片12与第二 排翅片14偏置，以使得不仅第一排翅片12的第一轴向纵向侧部11分别设置在第二排翅片 14的第二轴向纵向侧部13的投影中，而且除了纵向侧部11、13的这种配置，第二腿状件7 的横向侧部15、16也被以相同的方式相对于彼此设置，以使得第一排翅片12的第一轴向横 向侧部15也设置在第二排翅片14的相对的第二横向侧部16的投影中。由此，焊缝的数量 和由此要被焊接的长度被充分减少。在组装时，这种支承构件1可随后例如通过焊接被固定到未示出的罐形壳体件， 以使得，例如让要被冷却的流体流过的管形成在该罐形件中。由此获得的壳体件可被用例 如罐形壳体件封闭，使得让冷却流体流过的管可被形成在内壳体件的外壁和外壳体件的内 壁之间，以由此构成热交换器。具有翅片3的支承构件1的制造然后被执行，以使得，首先，支承构件1在压铸过 程中制造。在压铸过程中，开口 2和凹部8也可被形成。作为一种替换，可设想用后续的机加工来形成开口 2和凹部8。部件4、17优选地 在连铸工艺过程中制造且通过例如锯切而被切断，以使得各个翅片3由此形成，这些翅片 被插入开口 2中。此后，沿着形成翅片3的部件4、17的第二腿状件7的轴向纵向和横向侧 部11、13、15、16，优选地通过搅拌摩擦焊接实现部件4、17和支承构件1之间的连接，同时， 开口 2被封闭，以实现表面9和支承构件1的底面的紧密空间隔离，由此该壁可用作热交换 器的两个流体传输管之间的隔离壁。通过具有如此构造的具有翅片3的支承构件1的热交换器可被以经济的方式生产 且具有高冷却性能同时重量较轻，因为翅片可由例如铝制造，且通过这种制造可实现优化 的几何。
应该清楚，可以制造支承构件为例如深长部件，代替压铸部件，而不放弃上述优
点o
权利要求
一种用于制造热交换器的方法，该热交换器包括多个壳体件，该壳体件被组装成使得能形成冷却流体流过的管和要被冷却的流体流过的管，其特征在于，至少一个所述壳体件用作支承构件(1)，且支承构件(1)形成有开口(2)，翅片(3)被插入该开口，该开口通过材料接合与支承构件(1)连接。
2.如权利要求1所述的用于制造热交换器的方法，其特征在于，所述连接通过焊接实现。
3.如权利要求2所述的用于制造热交换器的方法，其特征在于，所述连接通过搅拌摩 擦焊接实现。
4.如前述任一项权利要求所述的用于制造热交换器的方法，其特征在于，所述支承构 件(1)在压铸工艺过程中制造，在该过程中开口(2)被模制到支承构件(1)中。
5.如权利要求1至3中任一项所述的用于制造热交换器的方法，其特征在于，支承构件 (1)通过深冲压制造。
6.如前述任一项权利要求所述的用于制造热交换器的方法，其特征在于，翅片(3)在 连铸工艺过程中制造且随后被切割为需要的长度。
7.如前述任一项权利要求所述的用于制造热交换器的方法，其特征在于，在插入到开 口(2)后，翅片(3)绕它们的位于支承构件(1)上的轴向的纵向和横向侧部(11、13、15、16)焊接。
8.如前述任一项权利要求所述的用于制造热交换器的方法，其特征在于，翅片(3)由 具有至少两个腿状件(5)的部件(4、17)的第一腿状件(5)形成，该腿状件被插入支承构件 (1)的开口(2)中，其中，在插入后，垂直于第一腿状件(5)的第二腿状件(7)位于支承构件 (1)的凹部(8)中。
9.如权利要求8所述的用于制造热交换器的方法，其特征在于，所用的部件是具有三 条腿状件(5、6、7)的U形部件(4)，该第三腿状件(6)也用作翅片(3)。
10.如权利要求8或9所述的用于制造热交换器的方法，其特征在于，第二腿状件(7) 被制造为具有与支承构件(1)中的凹部(8)的高度基本上对应的厚度，第二腿状件(7)的 尺寸和凹部(8)的尺寸被选择为使得，在翅片(3)插入后，获得支承构件(1)的基本上平滑 的表面(9)。
11.如权利要求10所述的用于制造热交换器的方法，其特征在于，在支承构件(1)上， 多排翅片(12，14)被设置为相对于彼此偏置，以使得第一排翅片(12)的第二腿状件(7)的 各第一轴向纵向和/或横向侧部(11、15)被设置为基本上在之后的第二排翅片(14)的第 二腿状件的第二轴向纵向和/或横向侧部(13、16)的投影中。
全文摘要
根据本发明，提供一种用于制造热交换器的方法，该热交换器包括多个壳体件，其中一个壳体件用作支承构件(1)，其中该壳体件形成有开口(2)，翅片(3)被插入到该开口中，所述翅片被附着地连接到支承构件(1)。附着连接优选地通过搅拌摩擦焊实现。
文档编号F28F3/02GK101828091SQ200880111703
公开日2010年9月8日 申请日期2008年10月15日 优先权日2007年11月3日
发明者卡尔·维贝克, 安德烈亚斯·特拉温斯基, 迈克尔·布鲁尔 申请人:皮尔伯格有限责任公司