加热用管式散热器以及制造加热用管式散热器的方法与流程

本发明涉及加热用管式散热器以及制造加热用管式散热器的方法，尤其是被称为“梯子”类型的管式散热器。

背景技术：

加热用管式散热器，尤其是通常描述的“梯子”类型的管式散热器，一般由多个管构成，该多个管彼此平行并布置在两个导轨(rail，围栏)之间(导轨在使用时通常是正交的，但并非必须竖直)。热水(或，较为罕见的是，一些其它热流体)在管和导轨内循环。

该类型的加热用管式散热器可由不同材料制成，且制造方法也不同。

具体而言，铝质散热器通常通过分开制作管和导轨，然后将管和导轨组装在一起来制造而成。

将管紧固至导轨必须能够确保有效的机械耦接和有效的防水密封。

已知的用于将管紧固至导轨的方法可以进行改进，尤其是在简易性和组装速度以及耦接的可靠性和使用寿命方面。

技术实现要素：

本发明的一个目的是提供相对于已知解决方案有利的加热用管式散热器以及制造加热用管式散热器的方法。具体是，本发明的一个目的是提供使得能够以简单、快速且有效的方式将管紧固至导轨的加热用管式散热器及其制造方法。

本发明使得能够以相对于已知解决方案而言特别简单、快速且有效的方式将加热用管式散热器的管紧固至导轨，从而以完全令人满意的方式确保机械耦接和防水密封。

本发明还使得能够：

-减小管与导轨之间的耦接尺寸，尤其是减小容置管的底座的深度；

-实现高机械阻力，这是因为管的抗压缩性和抗牵引性更大；

-补救发现有缺陷或不合格的部件。

本发明还使得能够显著减低管与导轨之间的接合区域的缺陷率。

根据本发明的管与导轨之间的耦接还使得生产灵活性高，从而允许制造具有差别化液压回路的散热器，而在生产过程无需补充步骤。

事实上，仅通过改变一些构造参数，尤其是改变管与导轨之间的接合段的通道剖面，而无需借助补充加工步骤或组件便可以优化散热器的几何形状和热交换特征，从而异化散热器的不同区域中的水流。

附图说明

参考附图，根据以下对非限制性实施方案的描述，本发明的进一步的特征和优点将变得显而易见，在附图中：

图1是根据本发明的加热用管式散热器的前视图。

图2是图1中的散热器的细节的部分剖切的局部分解透视图，其中仅部分地示出了散热器的导轨和管。

图3和图4是图1中的散热器的细节的两个分解纵向剖视图。

图5是图1中的散热器的进一步的细节的放大纵向剖视图。

图6是图1中的散热器的细节的纵向剖视图，其中管和导轨组装在一起。

图7是根据变型的图1中的散热器的细节的纵向剖视图。

图8示意性地图示了根据本发明的制造散热器的方法的步骤。

具体实施方式

图1示出了加热用管式散热器1，尤其是被称为“梯子”类型的管式散热器。

散热器1包括一对基本上彼此平行且面向彼此的导轨2(使用时通常正交的，但并非必须竖直)；和多个管3，管布置在导轨2之间且基本上彼此平行并与导轨2垂直。

管3沿导轨2隔开，可以以各种方式彼此隔开和/或组织成组。

参考图2至4，每一个导轨2包括沿轴线A延伸的挤压铝制型材体4。

铝制型材体4具有界定纵向内室6的侧壁5，该侧壁沿轴线A延伸。有利的是(但不是必需的)，侧壁5具有与轴线A平行且面向另一个导轨2的纵向实心底座部分7，和围绕轴线A从底座部分7延伸的例如弯曲或多边形的部分8。

底座部分7优选具有基本平坦且面向另一个导轨2的外表面11，以及面向室6的内表面12。

每一个导轨2设有多个通孔13，这些通孔沿导轨2彼此轴向隔开，并沿各自的与轴线A垂直的轴线B延伸。具体而言，穿过导轨2的侧壁5的底座部分7的厚度在表面11与12之间制成孔13。

每一个孔13限定或包括用于插入管3的座14。因此，每一个导轨2包括彼此轴向隔开以容纳各个管3并沿各个轴线B延伸的一系列座14。

每一个孔13具有前入口开口15，该前入口开口在导轨2的外表面11上形成并设有朝孔13的内部会聚的斜面或引入部分16。

每一个孔13包括与开口15相邻并限定座14的外部部分17，和与室6相邻的内部部分18。部分17和18基本上为圆柱形的并与轴线B平行(沿轴线B具有恒定的剖面和直径)，且具有不同直径，外部部分17的直径大于内部部分18的直径。两个部分17与18之间具有由两个部分17和18的直径变化限定的收窄部分19。部分17和18通过面向开口15的肩部20结合在一起。肩部20可以是绕轴线B的连续环形肩部，或可中断，即由一个或多个彼此分离的扇段构成。肩部20基本上与轴线B垂直，并与侧壁5的底座部分平行的外表面11平行。

为简单起见，既未示出也未描述导轨2的纵向端部，其可能设有各自的帽和/或连接器。

管3由各自的管状主体构成，管状主体由例如与导轨2相似的挤压铝材制成。

每一个管3沿轴线B(使用时，与座14的轴线B重合)在两个轴向相对的端部21之间延伸，端部21各自设有环形自由端前边缘22。

每一个管3包括主中央部分23，例如其基本为圆柱形(即，剖面和直径沿轴线恒定)；和两个耦接部分24，位于各自的端部21且可插入各自的孔13内，或更准确地说，可插入各自的座14内，以将管3联接至导轨2。

如图5详细所示，每一个耦接部分24至少部分地朝管3的端部21渐缩；具体而言，从边缘22开始，耦接部分24包括朝边缘22会聚的渐缩区域25，和例如基本为圆柱形的干涉区域26。

渐缩区域25基本为截锥形，其外径首先(即，在自由端前边缘22)小于座14的直径(即，孔13的外部部分17的直径)，以允许将管3插入并定心于座14内，但大于孔13的内部部分18的直径，以在必要时使边缘22抵靠肩部20停止(在其他情况下，如以下将解释的那样，边缘22不一定与肩部20接触)。

干涉区域26的直径使得其可利用径向干涉插入座14内(即，孔13的外部部分17内)，以通过机械干涉将管3联接至导轨2。优选地，干涉区域基本为圆柱形，但也可像渐缩区域25一样为截锥形。

在任何情况下，干涉区域26均为沿轴线B轴向延伸的环形区域，且在使用时与座14的环形内表面的具有相同形状的对应部分接触，该形状也优选为圆柱形。耦接部分24和座14在各自的环形表面上彼此接触，环形表面沿轴线B延伸，且优选绕轴线B均为圆柱形。换言之，耦接部分24与座14之间的机械干涉并不限于环形接触轮廓(接触线)，而是发生在两个具有一定轴向延伸(沿轴线B)的表面之间。

可选择地，如图2至5所示，渐缩区域25与干涉区域26通过连接区域27连接，连接区域27朝渐缩区域25渐缩，但锥度小于渐缩区域25。

管3的每一个端部21通过机械干涉耦接件30紧固至导轨2，机械干涉耦接件30由耦接部分24(精确地说是干涉区域26)和座14(即，耦接部分24利用径向干涉插入在孔13内的外部部分17)形成。耦接部分24与座14之间的机械干涉主要发生在干涉区域26，但机械干涉也可在渐缩区域25开始，且如果必要的话还可包括连接区域27。

如图6所示，每一个耦接部分24均插入座14内，其各自的边缘22面向或倚靠肩部20。并非所有耦接部分24都一定与肩部20接触；在制造公差容限内，管3的实际长度可略微不同。较长的管将抵接肩部20，而较短的管由于受到各个耦接部分24与各个座14之间的径向干涉的阻挡将达不到肩部20。如此，本发明还允许补偿管3的制造公差。

每一个端部21还通过粘合、焊接、热电熔或一些其它紧固技术永久地紧固在各个座14内。

例如，每一个端部21还通过涂覆在耦接部分24的外侧表面32与座14(即，孔13的外部部分17)的内侧表面之间的一层粘合剂31而粘合在各个座14内。粘合剂层31主要涂抹于渐缩区域25上(占据座14的内侧表面33之间的径向空间)，且涂抹于干涉区域26上较小的范围或剩余范围(且可能涂抹于连接区域27上)。粘合剂层31涂抹在耦接部分24周围以形成连续的环形密封元件34，确保耦接部分24与座14之间的防水密封和机械密封。

层31内的粘合剂适于将制成导轨2和管3的材料粘合在一起，尤其适用于粘合铝。

例如，粘合剂可以是热成网环氧(heat-reticulated epoxy)粘合剂；可使用的粘合剂的实例为由Henkel制造的系列粘合剂，或具有相似特征的粘合剂。

除了将管3牢固地联接至导轨2之外，粘合剂层31还充当防水密封元件，构成相应的密封元件34。

可选择地，散热器1沿导轨2具有差别化的孔13。

根据孔13沿导轨2的位置，每一个导轨2的至少一些孔13具有差别化的收窄部分19(具有不同剖面)。

例如，图7所示的孔13的收窄部分19大于图3、图4和图6所示的孔13的收窄部分19。

有利地，孔13的外部部分17(限定座14)基本均相同，而其内部部分18的直径根据其沿导轨2的位置而有所不同。

导轨2优选各自具有的内部部分18不同(因此收窄部分19不同)的孔13的组。

如此，根据孔沿导轨2的位置，可以校准水在各个孔13内的流动，因此提高了热交换效率。

可选择地，管3装配有内部翅片35，这些翅片位于管3内，并从管3的各个内侧表面延伸。例如，如图5和图6中的虚线所示，每一个管3设有多个纵向翅片35，纵向翅片彼此平行且与管3的轴线B平行，并径向地布置在轴线B周围；在任何情况下，应理解管3可设有具有另一种形状和布置方式的翅片35。翅片35使得能够从管3内部循环的流体的最热区域“捕捉”热量，并将所述热量传递至管3的外表面。

优选利用以下详细描述的方法制造上述散热器1，该方法主要包括以下步骤：

-提供导轨2和管3；

-通过利用机械干涉将管3的耦接部分24插入相应的座14内并形成耦接件30，来将管3和导轨2组装在一起；

-以液密方式例如通过粘合、焊接、热电熔或一些其它技术密封耦接件30；例如，密封耦接件30的步骤包括将每一个耦接部分24粘合在关联的座14内的步骤，具体是通过将耦接部分24的外侧表面32与座14的内侧表面33粘合在一起。

更详细地，通过以以下方式实施本发明的方法来制造散热器1。

制造出导轨2和管3。有利的是，导轨2和管3均通过挤压工艺由铝(或铝合金)制成，因此导轨2和管3均由各自的整体式挤压管状元件构成。

然后，通过机械打孔在导轨2上制成孔13，或更准确地说，制成孔13的直径不同的外部部分17和内部部分18，从而还形成了座14、收窄部分19和肩部20。

通过利用材料去除加工(例如，车削)，管3的端部21便具有适当成形的耦接部分24，具体地是为了形成渐缩区域25、干涉区域26，以及连接区域27(可选择地)。

除了为管3提供用于耦接至导轨2的耦接部分24之外，该操作还允许以精确可靠的方式实现所需的设计尺寸，并且还使得部件的容差范围相对于挤压工艺的容差范围减小。

然后，涂覆粘合剂以提供粘合剂层31。例如，将粘合剂涂覆在座14上，具体是涂覆在座14的内侧表面33上(即，孔13的外部部分17上)。

一旦涂覆了粘合剂，然后在组装步骤中将管3联接至导轨，组装步骤包括：

-将导轨2放置成面向彼此，其中相应的表面11面向彼此，且各自的一系列座14对准；

-将管3放置在导轨2之间并使每一个管3与在相应导轨2上制成的一对座14对准；

-将每一个管3的耦接部分24插入导轨2的各个座14内；

-将一个导轨2朝另一个导轨按压，使耦接部分24接合在各个座14内直至每一个耦接部分24通过机械干涉耦接至各个座14；根据每一个管3的长度，边缘22抵靠各个肩部20停止，或保持与肩部轴向隔开(在内制造公差容限内)。

例如，如图8示意性地所示，导轨2放置在相应的引导件40A和40B上，引导件可相对于彼此移动且彼此平行。例如，导轨2放置在可移动引导件40A(其连接至按压装置43的活塞42)上，和固定引导件40B上。

管3放置在设有安装座45的机架44上，安装座45使管3保持所需的构造，即彼此隔开。机架44放置在引导件40A与40B之间，其中管3与相向的导轨2上的各个成对的座14对准。

所有管3均通过按压装置43在单个步骤中组装在导轨2上，按压装置43将引导件40A和40B朝彼此推动(通过操作例如连接至可移动引导件40A的活塞42)并施加将管3装配在导轨2上所必需的压力，从而形成组件50。

然后，对由导轨2和管3形成的组件50进行密封耦接件30的步骤，以便以液密方式将管3联接至导轨2。

例如，对组件50进行热处理步骤(尤其是烘干步骤)，以实现粘合剂的聚合/网状化，从而完成对每一个耦接件30的防水密封和机械密封。

作为粘合的替代方案，密封步骤可包括不同工序，例如焊接工序(尤其是激光焊接)或热电熔，而无需材料去除。沿开口15的外围边缘36进行焊接或热电熔工序(无需材料去除)以在外围边缘36周围形成管3和/或导轨2的材料珠(bead，焊道，密封条)37(图6)。珠37以液密方式将管3牢固地联接至导轨2。

在任何情况下，一旦完成了机械组装，且管3已紧固至导轨2，由于耦接部分24与各自的座14之间的机械干涉，可很容易对组件50进行处理，以将该组件送至并对其进行后续密封步骤，而无需借助附加帮助。

如上所述，如果散热器1沿导轨2具有差别化的孔13，则通过机械打孔在导轨2上制成孔13的步骤包括：沿导轨2制成差别化的孔13，即沿导轨2具有不同收窄部分19的孔13。

最后，应理解，在不脱离所附权利要求的范围的情况下，可对本文描述和说明的加热用管式散热器以及关联的生产方法进行进一步的修改和变型。