间接式空气冷却器的制作方法

本申请要求于2014年8月16日提交的申请号为10 2014 012 179的德国专利申请的优先权，该德国专利申请的全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本实用新型涉及间接式空气冷却器，其中空气(例如用于内燃机的压缩增压空气)通过液体被冷却，其中空气冷却器由堆叠的板对构成，所述板对具有设置在其间的翅片，并且钎焊的堆叠布置在壳体中，增压空气流入所述壳体，流过翅片并再次离开壳体，其中所述增压空气与在板对中流动的液体交换热量，所述液体可以经由至少一个入口并经由在堆叠中齐平的板开口引入到板对中，并且所述液体可经由至少一个出口借助于其他齐平的板开口被排出。

背景技术：

DE 10 2012 006 346 A1中公开了具有开篇提及的特征的间接式增压空气冷却器。尽管该文献提出了基于逆流的通流，由此可以实现显著的热交换效率，但是在这方面还需要进一步改进。

有时，对效率具有负面影响并常常导致其他缺点的气泡位于冷却剂中。这当然不是一种新问题。通常，这通过使用通气管或通过采取类似措施来解决，例如，设置一种在其顶部上设置有开口的隔离壁，使得气泡可以逸出。

由于热交换器的预定安装位置或者由于其他原因，当气泡在液体流过的空间中积聚并且难以消散或根本不能消散时，气体泡或空气泡具有特别不利的影响。

DE 28 40 813 C2、DE 43 28 448 C2、EP 257 111 A1、DE 10 2005 005 043 A1或EP 075 750 B1(仅举几个这样的公开文献)公开了现有技术，该现有技术关于热交换器的背景下的通气而被确定。

在这些公开的文献中，描述了通常用作冷却剂冷却器或者作为加热热交换器的热交换器。所述热交换器具有管和翅片的块(也就是说，它们不具有板对或壳体)，以及通常相当大体积的、设置在管的相对端处的蓄积箱。所提到的通气管通常设置在其中一个蓄积箱中，并且从那里能够使气泡从冷却剂中逸出，或者被引导到可能进行脱气的膨胀箱。由风扇输送的自由冷却空气流流过这种热交换器的翅片，与间接式空气冷却器相反，这种热交换器通常设置在机动车辆的前部区域中。在EP 075 750B1的情况下，热交换器是作为空调系统的一部分并且提供加热空气流的加热器。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提出一种用于为空气冷却器排出冷却剂的方法，其是有效的并且在其制造方面不会显著增加该空气冷却器的成本。

在本实用新型的一些实施例中，通过间接式空气冷却器实现该目的，该间接式空气冷却器具有根据以下对示例性实施例进行描述的特征。

根据本实用新型的一些实施例的替代方案(其在通气方面较不有效)可以提供制造复杂度较低的优点。

本实用新型的一些实施例的一个特定特征是，例如，至少一个细长的通气元件(例如通气管)连接到堆叠的液体空间，该通气元件从该液体空间延伸穿过板开口1c并且穿过壳体3的壁中的开口30到达壳体3的外部。这种有效的通气有助于提高热交换的效率。

堆叠的液体空间是配置成基本上在该堆叠的板对内的液体空间。所述液体空间包括所有这样的空间，即，液体存在于该空间中，或者在该空间中包含的液体和/或气泡可以位于空气冷却器的正常操作模式中。

在一个特别优选的示例性实施例中，板开口1c对应于壳体的壁中的开口30。开口1c、30也彼此支撑。由于该措施，保持了空气冷却器的紧凑构造。

此外，板开口1c大多还包括位于堆叠的盖板或基板中的穿孔。盖板或基板位于具有开口1c的板和壳体壁之间。

根据第一替代方案，应该理解设置通气元件以便连接到所述液体空间，使得该元件的一端应该连接到所述板开口1c。因此，元件本身不一定必须位于液体空间内。引导元件或类似物可以附加地位于板开口中，所述引导元件或类似物有助于将气泡引导到开口并因此促进脱气。

根据第二替代方案，管实际上可以显著地延伸到所述液体空间中，例如直到液体空间的特定点，该特定点特别暴露为气泡的聚集点。这里的管也可以相应地成形，例如构造成具有线圈或类似的结构。

被板封闭的整个空间的一部分(即，由在堆叠中齐平的板开口形成的部分空间)是优选的液体空间。众所周知，这样的部分空间是入口空间。另一个部分空间是出口空间。

在整个空间的甚至其他部分空间中(例如，在其中与空气交换热量的那些部分空间中)提供通气在其技术实施中似乎不太有效且更复杂。

特别有利的是，将通气管设置成其一端在入口空间中(例如与入口相对)，使得包含在冷却剂中的气泡甚至可以在分别流过板对或所述部分空间之前被提取。

一个优选实施例提供了钎焊到堆叠上的金属通气管。在这种情况下，在上述板开口中的管的连接也是钎焊连接。

此外，空气冷却器的壳体可以包括所述开口，例如，管可以经过所述开口延伸到外部。该开口应当关于所述管进行密封，以防止空气被冷却或已经冷却的空气能够从壳体逸出。在塑料壳体的情况下，由于增压空气的压力，塑料壳体可能执行脉动运动，因此应该以足够小心的方式进行密封。

由于结构上的原因——也就是说，为了能够容易地执行在壳体中的堆叠的组装——连接器零件或类似的连接器元件可以位于壳体开口上。第一管通向连接器零件，所述第一管连接到所述部分空间并且因此优选钎焊到堆叠上。可操作地连接到第一管的另一个管可以从连接器零件延伸到壳体的外部。

如本身已知的，这另一个管可以连接到通常位于(例如机动车辆的)冷却剂回路中的膨胀箱。所述另一个管不必作为单独的管线引导到膨胀箱。通常，所述另一个管直接通向用于冷却剂的回流管路就足够了。通气管可以直接通向空气冷却器的冷却剂的回流管路。由于已经提及的紧凑设置，端口将优选地设置在壳体的外部。

在本实用新型的一个实施例中，入口和出口设置在堆叠和壳体的下侧，因为这是由规定的安装情况所要求的。在这种情况下有意义的是，通气管大致沿堆叠的整个高度延伸并且板开口以及壳体的开口同样位于所述下侧中/上。

关于沿着整个堆叠高度引导管，发明人已经考虑了两种替代方案。在第一并且可能优选的替代方案中，管在板对和翅片的堆叠内延伸并穿过其中，即，经过板的入口流开口，例如，该开口为此具有合适的尺寸。

然而，在其他情况下，管延伸到堆叠外部，但仍然在壳体内并且还沿着整个堆叠高度延伸。当入口开口和出口开口位于板突出物内，并且板突出物共同设置在板的纵向侧或横向侧时，该变型方案特别地呈现。在突出物之间存在自由空间。自由空间本身用于引导管穿过其中，以便此后穿过所述下侧上的开口。

在相对较小的空气冷却器在冷却剂侧上具有相对较低流量的情况下，具有约1至4mm的内径的管可能已经足够。

在示例性实施例中通过附图描述本实用新型。

附图说明

图1是根据本实用新型的间接式空气冷却器的第一实施例的部分正视图。

图2是图1的空气冷却器的立体图。

图3是图1的空气冷却器的分解立体图。

图4是根据本实用新型的间接式空气冷却器的第二实施例的部分正视图。

图5是图4的空气冷却器的立体图。

图6是图4的空气冷却器的另一立体图，选择元件从视图中删除。

图7是图4的空气冷却器的分解立体图。

图8是示出了其中设置有根据本实用新型的空气冷却器的冷却剂回路的示意图

图9是根据本实用新型的间接式空气冷却器的第三实施例的立体图。

图10是图9的空气冷却器的局部断面立体图。

图11和图12是用于根据本实用新型实施例的间接式空气冷却器中的通气元件的示意图。

具体实施方式

在详细解释本实用新型的任何实施例之前，要理解的是，本实用新型并不将其应用限制为以下描述中所列举的或者附图所示的构建细节及部件安排。本实用新型可以有其他实施例并且能够以多种方式实现或执行。同样要理解的是，本文使用的措辞和术语是用于描述的目的，而不应被视为限制。在本文中，“包括”、“包含”或“具有”等词及其变体的使用是指含有其后列出的项目及其等同物以及额外的项目。除非以其他方式指明或限定，术语“安装”、“连接”、“支撑”和“联接”及其变体以广义的方式使用，并且包括直接和间接安装、连接、支撑和联接。另外，“连接”和“联接”不限于物理或机械连接或联接。

图1至图3示出了第一和可能优选的示例性实施例，其中在由堆叠的板对1a、1b封闭的液体空间10内进行通气。

图4至图7示出了另一示例性实施例，其中通气元件6同样连接到所述液体空间10，然而元件6本身主要设置在堆叠外部。与第一示例性实施例相比，该示例性实施例具有通气元件6必须延伸穿过两个板开口1c的缺点。在第一示例性实施例中，仅需要单个板开口1c。

图9和图10示出了另一个示例性实施例，其借鉴了图4到图7中的实施例，并且在堆叠的设计方面进行了改进。与前述实施例相反，入口4和出口5被定位成大致位于堆叠的中心。然而，通气元件6在这里也在入口4和出口5之间。

图1至图7以及图9和图10示出了间接式空气冷却器，通过该间接式空气冷却器，用于内燃机的压缩增压空气通过液体被冷却，其中空气冷却器由堆叠的板1对1a、1b构成，翅片2设置在板1对1a、1b之间，并且钎焊的堆叠设置在壳体3中，增压空气流入壳体3、流过翅片2并再次离开壳体3。增压空气的相应的入口和出口在图2中具有附图标记31和32。增压空气与在板对1a、1b中流动的液体交换热量。经由入口4并经由在堆叠中齐平的入口侧板开口1d，液体流入板对1a、1b，并且通过齐平的出口侧板开口1e经由出口5再次流出。

通气元件6连接到嵌入在堆叠的板对1a、1b中的液体空间10。通气元件6还通过壳体3的开口30延伸到外部。

根据冷却剂回路的设计，如图8所示，通气元件6可以进一步通过管线61引导到膨胀箱AGB。

关于开口30，还应该强调的是，这不必是用于通气元件6的单独的开口30。在一些实施例中，开口30也可以与入口开口4或出口开口5结为一体，其在任何情况下都存在于壳体3中。唯一必要的是通气元件6延伸到壳体3的外部。

在其他情况下，将通气元件6结合在液体的返回管线中可能已经足够。但是，富含气泡的液体被供给到泵62(图8)是不利的。不过，如果已计划结合在返回管线中，则这应当发生在壳体3外部，也就是说在通气元件6已经穿过壳体开口30之后进行，因为这样的设计在紧凑性和组装方面具有优势。

位于下面更详细描述的入口空间10b与出口空间10a之间的简单旁路66具有特定的通气效果(入口空间和出口空间设置成与入口4和出口5相对)。这种替代方案可以为许多应用提供尚好的结果，这在图12中示出并在下面进一步更详细地描述。

通气元件6包括至少一个通气管。还可以有多个管。大多数附图示出了连接器元件(例如连接器零件60)也属于通气元件6。

图1至图7示出了具有所述入口侧板开口1d和出口侧板开口1e的空气冷却器，开口1d、1e位于板侧上的突出物中，并且在突出物之间沿着堆叠的高度提供自由空间。

这种优选的设计实施例允许通气元件6通过堆叠外部的自由空间7，使得不需要额外的安装空间。这在图4至图7中示出。

如上所述，当前，根据图1至图3的第一示例性实施例可以被看作是优选的。通气元件6已经设置在优选的液体空间10b中的堆叠内。用于通气元件6的板开口1c位于基板9中。液体空间10b是用于液体的入口空间。所述液体空间10b由在堆叠中齐平的板入口开口1d形成。相应地，出口空间10a由在堆叠中齐平的板出口开口1e形成。入口空间10b和出口空间10a仅仅是嵌入板对中的整个液体空间10的一部分。

还非常优选的是，通气元件6的一端与出口4相对地设置，例如如图1所示，其示出了经过空气冷却器，特别是在入口空间10b和出口空间10a的区域中的横截面。

作为通气元件6的一部分的通气管可以至少是所述堆叠的、被结合钎焊的组成部件。

与此相反，通气元件6也可以由塑料或其他材料制成。该元件6可以由管和连接器零件60一体构成，然后在钎焊的堆叠的组装过程中被结合安装在壳体3中。

壳体3优选地是塑料壳体。根据这些图，所述壳体3由槽状部分和连接到前者的平面盖部分组成。在未示出的实施例中，这些部分是在堆叠的一半处互连的两个槽状部分。特别地，壳体3是用于内燃机的吸入管，为此目的，该吸入管可以以与所示出的不同的方式设计。例如，所述进气管可以具有用于已冷却的增压空气的多个出口32，其分配给内燃机的各个气缸。

通常情况下，为机动车辆的引擎室(未示出)中的空气冷却器提供规定的安装位置。因此，用于液体的入口4和出口5必须分别位于空气冷却器的下侧或相应的下壳体侧上。已经提到的、通气口的连接器元件60也必须位于下侧上。在所示出的这些情况下，通气元件6大致沿堆叠的高度延伸。壳体3中的开口30以及用于入口4和出口5的另外的开口设置在壳体3的下侧中。

在所有开口中设置连接器零件40、50、60。如图5所示出的，可以为这三个连接器零件提供单个公共法兰板33。

如图4和7所示出的，第二示例性实施例在壳体3的上侧中提供了凸起8。凸起8确保已经提到的空气冷却器的紧凑性。例如，如图4所示出的，两个所述的板开口1c位于基板9的底部处和上板中。

图9示出了另一示例性实施例的堆叠的视图，图10示出了相同的堆叠，但是具有经过入口侧板开口1d的截面。在该示例性实施例中，省去了壳体3的图示。因此，也省略了壳体3中事实上存在的开口30。在针对液体侧的通流的附图中所包括的箭头说明了本实施例的功能模式。进入液体空间10的流被分成两个部分流T1、T2，其旨在由两个箭头示出。

如从图示中进一步得出的，由于中心入口4和中心出口5，当前还存在板11的另一种构造。然而，堆叠同样具有板对1a、1b以及设置在板对1a、1b之间的翅片2。该实施例还在入口侧板开口1d和出口侧板开口1e之间具有所述的自由空间7。自由空间7用于定位通气元件6。

在另一具有板的实施例(未示出)中，如图9和图10所示出的，通气元件6设置成大部分在液体空间10内。

图11是相当抽象的图，其旨在示出通气元件6可以被配置为同时从液体空间10的多个点10a、10b提取气泡。

图12是另一抽象图，其旨在示出通气元件6可以被配置为仅仅是在两个液体部分空间之间的旁路66。

图11可以阐明通气元件6的相应设计可以进一步改善通气的有效性。通气元件6可以延伸到多个液体空间部分中，并同时为所有的部分空间通气。仅示出了部分空间10a和10b。

图12示出了可以通过仅仅一个单个旁路66实现特定的通气效果，该单个旁路66直接(即沿着短路径)将液体进入空间10b连接到空气冷却器的液体离开空间10a。旁路66左侧和右侧的两个箭头的示意相同。这允许进入到进入空间10b的气体夹杂物被直接输送到离开空间10a，这意味着所述气泡不需要流过空气冷却器。由于旁路66的位置应该与入口4和出口5相对，为此目的，也可以在上壳体壁3中设计凸起8。

最后，如图12所示，从旁路66分支并且可以经过位于壳体3的凸起8中的开口30而通向膨胀箱AGB外部的另一管67已经通过虚线被加入。因此，相对于如在前面段落中描述的单个旁路66，通气效果显著改善，因为气体夹杂物可以通过管67从空间10a以及从空间10b被提取。管67的设置已经使旁路功能承担背景角色。

图11和图12的图中未示出的特征对应于在其他图中示出的那些特征并且之前已经详细描述。

参照本实用新型的具体实施例描述了本实用新型的特定特征和元素的各种替换形式。存在特征、元素和操作方式的例外(与上述每个实施例彼此不包含或者不一致)，应当注意，参照一个特定实施例进行描述的可替换的特征、元素和操作方式能够应用于其他实施例。

仅通过示例的形式展示了上文描述及图中示出的实施例，并且这些实施例并不旨在限制本实用新型的概念和原理。这样，本领域普通技术人员将会理解的是，对元件及其配置可以进行多种改变，且不背离本实用新型的精神和范围。