热交换器管道、热交换器和相应的生产方法
【专利摘要】本发明涉及通过弯折金属板条(11)生产热交换器管道(1)的方法，所述管道(1)具有通过结合相对的边缘(11a、11b)而形成的内部分隔件(19)，所述分隔件面对突出部(50)，所述突出部在结合区域(22)处延伸到热交换器管道(1)内。该方法包括以下步骤：局部地冲压金属板条(11)以在结合区域(22)处产生突出部；弯曲金属板条(11)以便形成所述热交换管道(1)，使得突出部延伸到管道(1)内。本发明还涉及这样的管道(1)和包括成束的所述管道(1)的热交换器(3)。
【专利说明】热交换器管道、热交换器和相应的生产方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于生产特别用于机动车辆的热交换器管道的方法、涉及热交换器管道、并涉及包括该类型的热交换器管道的芯部的热交换器。
【背景技术】
[0002]通常，热交换器包括具有平行的热交换器管道的芯部和具有开口的两个收集器，热交换器管道的相应端部通过焊接连接到所述收集器。每个收集器配备有用于流过热交换器的流体(例如冷却剂)的入口和出口。因此流体借助收集器穿过热交换器管道。
[0003]几种类型的技术被用来制造所述管道，且在该情况中，使用弯折技术生产的热交换器管道被讨论。
[0004]通常，这种类型的热交换器管道通过成卷的金属板材生产，所述成卷的金属板材一旦被展开形成板条，则使用特殊的弯折工具逐渐地被成形为希望的横截面。在弯折之后，板材的纵向边缘被结合，以产生热交换器管道中的一个或多个部件。热交换器管道可随后被切割至希望的长度，切成对应于最终热交换器管道的部分。
[0005]管道可例如具有B形横截面，其具有通过两个小的弯曲面连接的两个基本平面的大平行面。
[0006]当为热交换器管道尺寸设定时考虑的一个参数是在操作期间的机械应力。事实上，热交换器管道特别地承受回路的压力，所述管道为所述回路的一部分。
[0007]用于提高热交换器管道的机械强度的解决方案是，在两个大的平行面之间形成分隔部。例如，金属板条可通过结合两个相对的边缘而自身弯折，以形成内部分隔件。内部分隔件将管道分成两个流体循环导管。内部分隔件邻接两个导管共用的相对的平面面。
[0008]当为管道尺寸设定时要考虑的另一参数是希望的热交换的效率。
[0009]为了提高热交换的效率，内部隔板可例如布置在管道内。所述内部隔板，其例如是波浪状的，通过增大交换表面面积而扰乱(disrupt)管道内流体的流动。所述内部隔板还被用来改变管道的内部压力。为了将内部隔板布置在热交换器管道中，可能设置的是，内部分隔件与相对的平面面之间留有间隙。内部隔板由此通过管道的两个导管。
[0010]然而，设计者可能想要使用两个内部隔板，即每个导管一个，或可能不想要任何隔板。在该情况中，内部分隔件与相对的平面面之间的间隙不被填充，且管道损失了机械强度。
[0011]如果内部分隔件与相对的面之间的间隙大于焊接限制，即大于100 μ m，则解决方案包括增大内部分隔件的高度以填充该间隙。该方法的缺陷在于其耗费时间且要求特殊工具。
【发明内容】
[0012]下文所述的方法通过设置简单且成本有效的解决方案而至少部分地克服了这些缺陷，所述解决方案允许内部分隔件与管道的相对平面面之间的间隙在不必调整内部分隔件高度的情况下被减小。
[0013]为了该目的，本发明涉及用于生产热交换器管道的方法，所述热交换器管道具有通过内部分隔件分开的两个流体循环导管，所述内部分隔件通过结合金属板条的相对边缘形成，所述边缘每个具有在结合区域处与管道的内壁相对的端部，所述方法包括步骤:
[0014]局部冲压金属板条，以在结合区域处产生突出部，
[0015]弯折金属板条，通过在冲压的内壁处结合相对的边缘的端部，使得突出部朝向热交换器管道的内部，以形成具有两个流体循环导管的所述热交换器管道。
[0016]根据本方法的另一方面，突出部定位为接触相对边缘的端部。
[0017]根据本方法的另一方面，在附加步骤期间:
[0018]金属板条被尺寸设定以产生结合区域处的相对边缘的端部与管道的内壁之间的间隙，且其中
[0019]金属板条被冲压以产生具有一高度的突出部，所述高度小于或等于间隙。
[0020]根据本方法的另一方面，间隙为30 μ m至200 μ m,优选地为50 μ m至70 μ m。
[0021]根据本方法的另一方面，如果突出部的高度小于间隙，则突出部的高度被选择为使得突出部与端部之间的距离小于100 μ m。
[0022]根据本方法的另一方面，端部和突出部被焊接在一起。
[0023]本发明还涉及一种热交换器管道，所述热交换器管道具有通过内部分隔件分开的两个流体循环导管，所述内部分隔件通过结合金属板条的相对边缘形成，所述边缘每个具有在结合区域处与管道的内壁相对的端部，所述内壁具有突出部，其在结合区域处朝向热交换器管道的内部。
[0024]根据所述管道的另一方面，突出部的内壁与端部接触。
[0025]根据所述管道的另一方面，金属板条的厚度为0.15mm至0.35mm,优选地为0.20mm至 0.27mm。
[0026]本发明还涉及热交换器，尤其适用于机动车辆的热交换器，其包括热交换器管道的芯部。
[0027]本发明的主要优势在于，其允许热交换器管道的形状被调整以填充内部分隔件与管道的相对面之间的空间，而不必修改其内部分隔件的高度。所述方法简单且成本节约，并允许管道维持良好的机械强度。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]本发明的其它特征和优势将在阅读以下通过说明性和非限制性示例给出的描述时和从附图中变得显而易见，在附图中:
[0029]图1是热交换器的示意性局部视图，
[0030]图2是通过上述方法生产的热交换器的透视图，
[0031]图3是显示了用于制造热交换器管道的方法的步骤的流程图，
[0032]图4a是用来形成热交换器管道的金属板条的示意图，图4a不表征用于形成热交换器管道的板条的尺寸，
[0033]图4b是交换器管道的示意性局部剖视图，其中内部隔板通过虚线表示，
[0034]图4c是来自图4a的金属板条在已经被冲压之后的示意图。
[0035]在这些附图中，基本相似的元件具有相同的附图标记。
【具体实施方式】
[0036]如图1部分地所示，热交换器3通常包括热交换器管道I的芯部(图1)，其中第一流体借助收集器5循环，所述收集器5具有用于接收所述管道I的端部的开口 2。
[0037]热交换器3是基本上平行六面体的，纵向轴线L被沿热交换器3的长度限定，且横向轴线T被在热交换器3的宽度上限定。
[0038]热交换器管道I可通过外部隔板9彼此分开，例如沿轴线L的方向呈波浪状的隔板。第二流体通过所述外部隔板9以便与第一流体交换热量。
[0039]由于外部隔板9的存在而产生的割裂允许两种流体之间的热量的交换更容易。
[0040]本方法的一个目的是生产具有高度ht、长度Lt和宽度It的热交换器管道I (图2)。管道I的高度ht例如为1.0Omm至2.0mm,优选地为1.2mm至1.6mm。图2中所不的管道I的尺寸不是成比例的。
[0041]管道I通过弯曲金属板条11形成。管道I具有外壁13和内壁15。管道I具有基本B形横截面，所述横截面具有平行且通过两个小的弯曲面互连的大面43和第二大面44。管道I还具有内部分隔件19，其基本定位在平行的大面43、44的中间。所述内部分隔件19起源于第一大面43且对着突出部50，所述突出部50定位在第二大面44的内壁15上。内部分隔件19形成B的中心条且将管道I分为形成B的两个圈的两个流体循环导管17a、17b。内部分隔件19形成第一大面43和第二大面44之间的分隔部。内部分隔件19具有高度h。。
[0042]内部分隔件19例如通过以基本90°弯折的金属板条11的相对的边缘IlaUlb形成。所述弯折的相对边缘IlaUlb抵靠彼此放置，以一起形成分隔件19。相对的边缘11a、Ilb的外壁13接触。所述相对的边缘IlaUlb每个具有端部12a、12b。所述端部12a、12b在结合区域22处与第二大面44的突出部50的内壁相对。
[0043]所述突出部50具有高度113，所述高度113被限定为突出部50进入管道I内部的远近。所述高度hs例如为30 μ m为200 μ m,优选地为50 μ m至100 μ m,优选地为50 μ m至70 μ m0
[0044]突出部50的高度hs优选地被选择为使得，一旦管道I被弯折，则端部12a、12b与突出部50接触。替代地，端部12a、12b和突出部50的内壁15分开一距离。所述距离小于100 μ m，即焊接限制。端部12a、12b和突出部50的内壁15可容易地被焊接。由此实现良好的机械强度。
[0045]现在参考图3，其显示了用于生产热交换器管道的步骤，并参考图4a、4b、4c和图2，其显示了这些步骤中的一些。
[0046]参考图3，用于生产这种类型的热交换器管道I的方法被描述。
[0047]该方法可包括用于将管道I尺寸设定的预备步骤。
[0048]所述管道I由金属板条11生产。金属板条11优选地由铝或铝合金制成。板条11在图4a中被示意性地并借助图示显示。为了有助于理解，图不是按比例的。
[0049]板条11例如是矩形总体形状且包括第一壁(称为外壁13)和平行于外壁13且与外壁13相对的第二壁(称为内壁15)。术语“内”和“外”相对于弯曲管道I的内侧和外侧限定。由此，一旦板条11被弯折，则板条11的外壁13形成由此形成的热交换器I的外壁13，且板条11的内壁15形成由此形成的热交换器I的内壁15(见图2)。
[0050]板条11 (图4a)具有长度Lb、宽度Ib和厚度eb。厚度eb例如为0.15mm至0.35mm，优选地为0.20mm至0.30mm,优选地为0.20mm至0.27mm。
[0051]板条11具有相对的纵向边缘11a、lib。所述边缘11a、Ilb每个具有端部12a和12b。
[0052]板条11的长度Ib被选择为使得，一旦被弯曲，则边缘I la、I Ib抵靠彼此放置，以一起形成内部分隔件19。端部12a、12b与管道I的第二大面44的内壁15相对，而不接触所述面。内部分隔件19的高度h。被限定为使得，端部12a、12b通过间隙从第二大面44的内壁15分开(图4b)。该间隙允许内部隔板7(如果使用的话)布置在管道I中，所述内部隔板7通过虚线表示且具有厚度ei。间隙的值基本对应于内部隔板7的厚度ei。该厚度ei为30 μ m至200 μ m,优选地为50 μ m至100 μ m,优选地为50 μ m至70 μ m。
[0053]当内部隔板7被贯穿导管17a、17b使用时，或当内部隔板7不被使用时，间隙he不再是必要的。所述间隙因此需要被填充，使得管道I具有良好的机械强度。为此目的，提供了板条11被变形。
[0054]板条11的多个部分可被界定以便确定所述变形将被定位在哪里。
[0055]通过圆点表示的第一部分31a、31b和第二部分32根据管道I将被给定的横截面限定。在当前示例中，将生产B形横截面。
[0056]第二部分32定位在管道I的内壁15和端部12a、12b之间的结合区域22处。根据所示的示例，结合区域22基本被限定在板条11的宽度Ib的中心，且两个第一部分31a、31b在结合区域22的两侧上。
[0057]提供了板条在板条11的第二部分32处变形。
[0058]在步骤101 (图3)期间，管道I的外壁13被冲压。根据所描述的示例，部分32的外壁13被冲压(图4c)。第一轮接合在板条11的外壁13上。突出部50由此产生在结合区域22处。
[0059]根据第一变形形式，突出部50的高度hs被选择为使得，一旦板条11被弯折，则所述突出部50与端部12a、12b接触。在该情况中，突出部50的高度hs等于间隙he，S卩，为
30μ m M 200 μ m。
[0060]根据第二变形形式，突出部50的高度hs小于间隙he。在该情况中，突出部50的高度匕被选择为使得一旦板条11被弯折，则突出部50与端部12a、12b之间的距离小于100 μ m，即焊接限制。
[0061]举例来说，如果间隙he等于200 μ m，则突出部50的高度hs等于100 μ m。
[0062]优选地，突出部50的高度hs为50 μ m至70 μ m。在所有情况中，间隙he和突出部50的高度hs之间的差小于或等于100 μ m,即焊接限制。
[0063]除了该步骤之外，局部冲压可与金属板条11的总体冲压一起被提供。在该情况中，第二轮被用来产生整个板条11上的凸起。由此形成的凸起将扰乱流体在流体循环导管17a、17b中的流动，并将提高热交换。
[0064]在步骤102期间，金属板条11被弯折以通过在结合区域22处结合相对的边缘I la、I Ib而形成两个流体循环导管17a、17b (图2)。例如，相对的边缘IlaUlb可被弯折基本90°，且将形成管道I的两个小弯曲面的板条11的两个部分可被弯曲翻转。
[0065]因此可以预期将一个或多个内部隔板7插入弯折的管道I的每个导管17a、17b内。
[0066]最终，相对的边缘IlaUlb被向下折叠以抵靠彼此置放。管道I由此闭合，且热交换器管道I的内部分隔件19由此被形成。
[0067]内部隔板7(如果使用的话)可因此在弯折过程中，在板条11完全折叠起来之前被插入。
[0068]如果突出部50的高度1^等于间隙he，则端部12a、12b与突出部50的内壁15接触。
[0069]如果突出部50的高度1^小于间隙he，则端部12a、12b与突出部50的内壁15之间的距离必须小于100 μ m以允许焊接。该距离小于100 μ m(即小于焊接限制)。
[0070]弯曲的板条11具有高度ht，宽度It和长度Lb。弯曲的板条11的总体形状以及因此管道I的总体形状不被突出部50影响。管道I可因此容易地插入到热交换器3的收集器5的开口 2内。
[0071]一旦弯曲完成，在步骤103期间，长度Lb的板条11 (其中可选地布置了一个或多个内部隔板7)可被切割以形成长度Lt的热交换器管道I。
[0072]根据变形形式，在插入金属隔板(一个或多个)7(如果被使用的话)之前，长度Lb的金属板条11被切割以至管道I的希望的长度Lt。
[0073]最终，在步骤104期间，端部12a、12b、内部隔板7 (如果使用的话)，以及管道I的内壁15可通过被焊接而被连接在一起。
[0074]因此理解的是，该方法允许热交换器管道I的形状根据是否意图容纳内部隔板7而容易地调节。该方法允许赋予管道I良好的机械强度，而不必须改变内部分隔件的高度h。且不改变管道I的总体形状。
【权利要求】
1.一种用于生产热交换器管道(1)的方法，所述热交换器管道具有通过内部分隔件(19)分开的两个流体循环导管(17a、17b)，所述内部分隔件通过结合金属板条(11)的相对边缘(lla、llb)形成，所述边缘(lla、llb)每个具有在结合区域(22)处与管道(1)的内壁(15)相对的端部(12a、12b)，所述方法包括步骤: 局部冲压金属板条(11)，以在结合区域(22)处产生突出部(50)， 弯折金属板条(11)，通过在经冲压的内壁(15)处结合相对的边缘(lla、llb)的端部(12a、12b)，使得突出部(50)朝向热交换器管道(1)的内部，以形成具有两个流体循环导管(17a、17b)的所述热交换器管道(1)。
2.根据权利要求1所述的用于生产热交换器管道(1)的方法，其中在弯折步骤期间，突出部(50)定位为接触相对的边缘(llaUlb)的端部(12a、12b)。
3.根据权利要求1或2所述的用于生产热交换器管道(1)的方法，其特征在于其包括: 预备步骤，该预备步骤期间，金属板条尺寸设定为在结合区域(22)处产生管道(1)的内壁(15)和相对边缘(11a、lib)的端部(12a、12b)之间的间隙he，且其中 金属板条(11)被冲压以产生具有高度匕的突出部(50)，所述高度匕小于或等于间隙he。
4.根据权利要求3所述的用于生产热交换器管道(1)的方法，其特征在于，间隙为30 μ m 至 200 μ m,优选地为 50 μ m 至 70 μ m。
5.根据权利要求3或4所述的用于生产热交换器管道(1)的方法，其特征在于，如果突出部(50)的高度匕小于间隙he，则突出部(50)的高度hs被选择为使得突出部(50)与所述端部(12a、12b)之间的距离小于100 μ m。
6.根据前述权利要求任一项所述的用于生产热交换器管道(1)的方法，其特征在于，所述端部(12a、12b)的面和突出部(50)被焊接在一起。
7.一种热交换器管道(1)，所述热交换器管道具有通过内部分隔件(19)分开的两个流体循环导管(17a、17b)，所述内部分隔件通过结合金属板条(11)的相对边缘(lla、llb)形成，所述边缘(lla、llb)每个具有在结合区域(22)处与管道的内壁(15)相对的端部(12a、12b)，其特征在于，所述内壁(15)具有突出部(50)，其在结合区域(22)处朝向热交换器管道(1)的内部。
8.根据权利要求7所述的热交换器管道(1)，其特征在于，突出部(50)的内壁(15)与所述端部(12a、12b)接触。
9.根据权利要求7或8所述的热交换器管道(1)，其特征在于，金属板条(11)的厚度为 0.15mm 至 0.35mm,优选地为 0.20mm 至 0.27mm。
10.一种热交换器，特别用于机动车辆，其特征在于，其包括根据权利要求7至9的任一项所述的热交换器管道(1)的芯部。
【文档编号】F28D1/03GK104302999SQ201380011797
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2013年1月29日 优先权日:2012年1月31日
【发明者】C.里昂德特, J-M.莱苏尔, K.加昂, R.德艾因, D.伯高德, Y.皮彻诺特, X.马查迪尔 申请人:法雷奥热系统公司