专利名称：无沟槽集管板的制作方法
技术领域：
本发明涉及热交换器领域，特别地用于机动车。本发明更特别地涉及一种安装在热交换器上的集管箱(header tank)，例如用于 发动机冷却剂的散热器。这种类型的散热器通常使用管子和位于管子之间的插入物用作热 交换芯，并且该集管箱包含至少两个部件，其中一个部件形成集管板(header plate)，用于 接收和固定热交换芯的管子端部，另一部件形成盖子，被固定至集管板，用于至少部分地关 闭集管板。集管箱通常有两种类型，即“全金属”类型或带有塑料盖子的类型。“全金属”类型 的集管箱与带有塑料盖子的类型的集管箱相比具有一定的优点，并且该类型必须安装密封 装置，通常是弹性密封垫圈，以确保盖子和集管板之间极佳的水密性连接。集管板具有沟槽或通道，用于密封垫圈的放置和定位。盖子随后被放置在密封垫 圈上，并且在通常情况下，集管板是压接(crimp)的，例如使用在集管板周边定位的齿。虽然如此，特别地考虑到为了减小集管箱的尺寸，一些集管板并不具更容易放置 密封垫圈和使之保持在位的沟槽或通道。这种无沟槽或无通道的集管板在作为申请人的本 公司提交的文献EP 1702191中有所公开和描述。在这种最近类型的集管板中，一个主要的问题在于，用于将盖子固定到集管板的 压接或相似操作。问题是，在该操作中，集管板需承受非常大的局部压力，而不存在任何沟 槽(存在至少一个步骤，给予足够的轴向力)会相当大地弱化集管板(在其边缘周围以及 在用于管子的插槽处)，这意味着这种集管板容易在压接操作中破坏，或被这种压接操作损 坏至使集管箱的密封失效，或使其寿命因此相当大地缩短的程度。文献FR 2867553解决了这个问题。该文献提出的解决方案是一种集管板的周边 变形，以使集管板在压接的时候更加强固。这种解决方案特别难以实施，并且具有增加相当 大体积的较大缺点。还已知一种相当相似的解决方案，这种解决方案同样地在于在无沟槽或无通道的 集管板的插槽之间造成变形，这仍然是为使集管板在压接操作中幸存。同样，这种解决方案 是特别难以实施的。此外，在现有技术的无沟槽或无通道集管板中，出现的另一个问题是，要将用于针 对固定到板的盖子提供密封的垫圈保持在位。在确实具有沟槽或通道的箱中，所述沟槽或 通道特别地被用于使垫圈定位。在平坦的板上，当其不再具有沟槽或通道时，垫圈特别地难 以定位。更严重的是，垫圈的不良定位会带来风险，致使板和盖子之间的泄漏，尤其是垫圈 被夹住或不适当地压住的情况。这个困难至今极大地限制了平板式交换器的应用。
发明内容
当前发明的一个目的是，通过提出一种方案来克服现有技术的无沟槽或无通道集 管板的缺点，以获得盖子和集管板的优化附连，而不损坏集管板、其插槽或管子端部，同时 保证垫圈的正确定位。
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因此，本发明在于一种热交换器的集管板，包括多个开口或插槽用于多个管子或 其相似物的固定，至少一流体流动通过所述管子或其相似物，所述集管箱沿平坦表面延伸， 其特征在于，两个相邻的开口或插槽之间的距离或“管距”P小于9. 5毫米(mm)。“平坦表面”这种表述是指，当其用于集管板时，集管板沿单个平坦表面延伸，没有 以通常方式突出的插槽，特别是在其周边处，从而这种集管板无沟槽、无结构性加强件(相 对于集管板的中平面向上或向下突伸)、无通道或其相似物，所述沟槽、结构性加强件、通道 或其相似物通常用于容纳密封装置(通常是弹性垫圈)，并在其齿或其相似物的压接时，具 有加强集管板的功能，以便将盖子固定到集管板上。本发明其他有利方面如下所述-两个相邻的开口或插槽之间的距离或“管距”ρ为5至8毫米；_插槽的高度为1至5毫米，特别是1至2. 5毫米。此外，所述板在其周边处装备有压接齿。所述齿例如间隔开并赋予该板周边一种 锯齿形外观。它们从而具有尺寸1，已知为宽度，沿平行于该板的长边方向考虑。压接齿密 度(crimping tooth density)可以定义为，齿的组合宽度和所述长边的沿其直线部分考虑 的长度L之比，即是说，排除该板的端部区域，如果其带有半径的话。为了进一步改善压接时该板的强度，压接齿密度与管距之比可选择为0.04至 0. 17，例如 0. 06 至 0. 09。本发明还涉及一种集管箱，其包括根据上述限定的集管板以及盖子。优选地，集管 板或构成集管板的部件的材料厚度为0. 8毫米至2毫米，更适宜地为0. 8毫米至1. 5毫米。所述集管箱装备有密封垫圈，该垫圈在所述板和盖子之间定位在板的周边处。为 了进一步改善垫圈的定位，p-h与垫圈直径d之比为1至3，其中P为“管距”，h为“管子高 度”或被管子通过的孔的短轴尺寸。换言之，(P_h)/d为1至3，例如为1. 5至2. 5。如果垫圈不是圆的，垫圈直径d的定义为具有相同横截面面积的圆形垫圈的直 径。本发明能应用于钎焊热交换器和所谓的“机械”热交换器，其中，集管箱的部件，即 通常的集管板和盖子，也被通过机械方法永久地固定在一起，例如通过压接、夹紧或类似操 作。需要指出的是，所谓的“钎焊”热交换器并不使用任何机械紧固步骤制造，没有将盖子 压接或预先固定到集管板的步骤。集管箱和热交换器的部件被附带地钎焊在一起。因此，本发明涉及一种钎焊型热交换器，特别地用于机动车，其包括热交换芯，该 热交换芯包括多个管子或其相似物，该管子端部分别固定于两个集管箱，其特征在于，所述 两个集管箱是如上文所述的集管箱。本发明还涉及一种热交换器，特别地用于机动车，包括热交换芯，该热交换芯包括 多个管子或其相似物，所述管子的端部分别固定至两个集管箱，组成所述集管箱的部件被 机械地固定在一起，其特征在于，这两个集管箱是如上文所详述的集管箱。优选地，该交换器具有至少一个以下特征-管子的高度h为1至8毫米，特别是1至5毫米，更优选地为1至2毫米；-管子端部的侧向边缘具有圆形或矩形横截面；-管子的材料厚度为0.15至0. 5毫米，特别是为0. 15至0. 35毫米，更优选地为 0. 15至0. 27毫米。
在以下仅作为实例的描述中，参考附图，其中-图1是横截面示意图，示出了现有技术集管板的一部分，其具有开口和插槽，用 于接收管子端部和承受作用于该集管板及其插槽或管子端部的力，-图2是横截面示意图，示出了根据本发明的集管板的一部分，其具有开口和插 槽，用于接收管子端部和承受作用于该集管板及插槽或管子端部的力，-图3是根据本发明的集管板的局部截面图，其为沿图2的III-III的截面，即沿 着所述板的纵向轴线，-图4是根据本发明的集管板的另一实施例的简化局部截面图，该截面仍为沿图2 的III-III的截面。
具体实施例方式图1示出了集管板1的局部截面，示出了用于现有技术的集管箱(有时也被称为 “集流器”)的开口或插槽2。该图还示出了力3、3’，该力作用于集管板1，并由此作用于所 述板1上的每个插槽或开口 2，或作用于管子端部。本发明的集管箱是一种带有部件或板1的集管箱，该部件或板1的功能是将管子 端部集中；该集管板1沿单个平面延伸，并且不具有凹陷、通道、台阶部或任何其他用于提 供结构性加强目的的变形部，因为本发明的目的在于披露一种不同且有利的解决方案，用 于加强集管板1及其插槽2，并由此加强管子端部，特别是在其压接之时和之后。除了本发明的特定方面以外，集管箱以常规方式生产，并不具有使之区别于例如 以作为申请人的本公司名义提交的EP 1702191所述的集管箱的技术特别之处。同样地，除 本发明关联的特定特征以外，钎焊类型或“机械”类型的热交换器并不具有使之区别于现有 技术的任何其他特征。现有技术的集管箱通常包含大致为矩形、圆形或类似形状的插槽。两个插槽2之 间的距离对应于管距P’，至少等于12毫米。因此，在本实施例中，在压接时，力3作用于集 管板1的周边，且该力实质上几乎扩展到插槽2的侧向端部3’或管子端部，而插槽2或管 子端部的此部分特别地易损。因此，作用于每个侧向端部部分的力3和3’较大，并损坏集 管板1或所述插槽2的侧向端部或管子端部。令人惊讶的是，作为申请人的本公司发现了这个技术难题的一种解决方案，其提 供了在特定范围内的管距P。管距P或两个相邻的插槽2之间的距离(按每个开口 /插槽 的中间考虑)的这种范围从而在最宽泛的意义上被限定为小于9. 5毫米。并且，基于该宽 泛的范围，作为申请人的本公司还发现关于管距P和管子高度h的特别有利的范围。开口的设计是，在集管板10中仅仅是开口 15，用于接收管子11，与插槽12的设计 相反，该插槽对应于集管板10的向上立起/向下垂悬于集管板的中平面(mean plane)(或 表面)XX之下的那部分。为了清晰的理解，图3示出了带有开口 15的集管板10，图4示出 了带有插槽12的集管板10 ；这两种集管板10每个都包括尺寸相同的孔，与管子11的宽度 相对应。附图中并未示出的盖子被以一方式固定到集管板，该方式是完全公知的并被本领域的技术人员所精通，例如使用图3所示的齿20，将其设置在集管板上的目的是用于压接 到盖子边缘。所述压接齿20设置在板的周边处，在其侧向边缘40处，所述侧向边缘40围绕板 的平坦部分80，该平坦部分80配备有孔，用于使管子通过。所述齿例如被间隔开，并赋予该 板侧向边缘40的上部一种锯齿形外观。所述齿20特别地具有一种尺寸，已知为宽度1，其沿平行于该板的长边方向考虑。 此外，所述板具有压接齿密度，定义为齿组合宽度与所述长边(沿其直线部分考虑)的长度 L之比，也就是说，在此种情况下，不考虑连接侧向边缘40的侧向部分60和纵向部分70的 半径50。压接齿密度与管距之比例如是0. 04至0. 17。在压缩之前，根据本发明的交换器的集管箱的密封垫圈30在图3中有所显示。该 密封垫圈30在通向该箱的管子端部和该板的侧向边缘40之间围绕集管板的平坦部分80 的周边定位。ρ-h与垫圈直径d之比可以是1至3。
权利要求
一种热交换器的集管板(1)，包括多个开口或插槽(2)，用于固定多个管子或其相似物，至少一个流体流动通过所述管子或其相似物，所述集管板沿平坦表面(XX)延伸，其特征在于，所述两个相邻开口或插槽(2)之间的距离或“管距”(p)小于9.5毫米(mm)。
2.如权利要求1所述的集管板(1)，其特征在于，所述两个相邻开口或插槽(2)之间的 距离或“管距”(P)为5至8毫米。
3.如前述任一权利要求所述的集管板(1)，其特征在于，所述插槽(2)的高度为1至5 毫米，特别地为1至2. 5毫米。
4.如前述任一权利要求所述的集管板，所述板在其周边处装备有压接齿(20)，所述齿 具有一尺寸，即宽度1，沿平行于所述板的所述长边方向考虑，所述板具有压接齿密度，定义 为所述齿的组合宽度与所述长边的沿其直线部分考虑的长度L之比，所述压接齿密度与所 述管距之比为0. 04至0. 17。
5.一种热交换器的集管箱，包括前述任一权利要求所述的集管板(1)，和已知为“盖 子”的至少一个部件，在该盖子固定于所述集管板(1)时，用于至少部分地关闭所述集管箱， 以及位于所述集管板(1)和所述盖子之间的密封装置。
6.如权利要求5所述的集管箱，其中，所述密封装置包括垫圈(30)，并且其中，p-h与 所述垫圈直径d之比为1至3，其中，ρ为所述“管距”，h为所述管子所通过的孔的短轴的尺 寸。
7.如权利要求5或6所述的集管箱，其特征在于，所述集管箱或构成所述集管箱的部件 的材料厚度为0. 8毫米至2毫米，优选地为0. 8毫米至1. 5毫米。
8.一种钎焊型热交换器，特别地用于机动车，包括热交换芯，所述热交换芯包括多个所 述管子或其相似物，该管子的端部分别固定于两个集管箱，其特征在于，所述两个集管箱是 如权利要求5至7中的任一项所述的集管箱。
9.一种热交换器，特别地用于机动车，包括热交换芯，所述热交换芯包括多个所述管子 或其相似物，该管子的端部分别固定于两个集管箱，构成所述集管箱的部件被机械地固定 在一起，其特征在于，所述两个集管箱是如权利要求5至7中的任一项所述的集管箱。
10.如权利要求8或9所述的热交换器，其特征在于，所述管子的高度(h)为1至8毫 米，特别地为1至5毫米，优选地为1至2毫米。
11.如权利要求8或9所述的热交换器，其特征在于，所述管子的端部的所述侧向边缘 具有圆形或矩形横截面。
12.如权利要求8或9所述的热交换器，其特征在于，所述管子的材料厚度为0.15至 0. 5毫米，特别地为0. 15至0. 35毫米，优选地为0. 15至0. 27毫米。
全文摘要
本发明涉及一种热交换器的集管板(1)，包括多个开口或插槽(2)，用于多个管子或其相似物的固定，至少一个流体流动通过所述管子或其相似物，所述集管板沿平坦表面(XX)延伸，其特征在于，两个相邻的开口或插槽(2)之间的距离或“管距”(p)小于9.5毫米(mm)。本发明还涉及一种带有所述集管板(1)的集管箱，以及包括这样的集管箱的钎焊或“机械地固定”热交换器。
文档编号F28F9/02GK101981403SQ200980110504
公开日2011年2月23日 申请日期2009年2月12日 优先权日2008年2月13日
发明者克里斯琴·里昂迪特, 让-马克·莱苏尔 申请人:法雷奥热系统公司