專利名稱：無溝槽集管板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱交換器領(lǐng)域，特別地用于機動車。本發(fā)明更特別地涉及一種安裝在熱交換器上的集管箱(header tank)，例如用于 發(fā)動機冷卻劑的散熱器。這種類型的散熱器通常使用管子和位于管子之間的插入物用作熱 交換芯，并且該集管箱包含至少兩個部件，其中一個部件形成集管板(header plate)，用于 接收和固定熱交換芯的管子端部，另一部件形成蓋子，被固定至集管板，用于至少部分地關(guān) 閉集管板。集管箱通常有兩種類型，即“全金屬”類型或帶有塑料蓋子的類型?！叭饘佟鳖愋?的集管箱與帶有塑料蓋子的類型的集管箱相比具有一定的優(yōu)點，并且該類型必須安裝密封 裝置，通常是彈性密封墊圈，以確保蓋子和集管板之間極佳的水密性連接。集管板具有溝槽或通道，用于密封墊圈的放置和定位。蓋子隨后被放置在密封墊 圈上，并且在通常情況下，集管板是壓接(crimp)的，例如使用在集管板周邊定位的齒。雖然如此，特別地考慮到為了減小集管箱的尺寸，一些集管板并不具更容易放置 密封墊圈和使之保持在位的溝槽或通道。這種無溝槽或無通道的集管板在作為申請人的本 公司提交的文獻EP 1702191中有所公開和描述。在這種最近類型的集管板中，一個主要的問題在于，用于將蓋子固定到集管板的 壓接或相似操作。問題是，在該操作中，集管板需承受非常大的局部壓力，而不存在任何溝 槽(存在至少一個步驟，給予足夠的軸向力)會相當(dāng)大地弱化集管板(在其邊緣周圍以及 在用于管子的插槽處)，這意味著這種集管板容易在壓接操作中破壞，或被這種壓接操作損 壞至使集管箱的密封失效，或使其壽命因此相當(dāng)大地縮短的程度。文獻FR 2867553解決了這個問題。該文獻提出的解決方案是一種集管板的周邊 變形，以使集管板在壓接的時候更加強固。這種解決方案特別難以實施，并且具有增加相當(dāng) 大體積的較大缺點。還已知一種相當(dāng)相似的解決方案，這種解決方案同樣地在于在無溝槽或無通道的 集管板的插槽之間造成變形，這仍然是為使集管板在壓接操作中幸存。同樣，這種解決方案 是特別難以實施的。此外，在現(xiàn)有技術(shù)的無溝槽或無通道集管板中，出現(xiàn)的另一個問題是，要將用于針 對固定到板的蓋子提供密封的墊圈保持在位。在確實具有溝槽或通道的箱中，所述溝槽或 通道特別地被用于使墊圈定位。在平坦的板上，當(dāng)其不再具有溝槽或通道時，墊圈特別地難 以定位。更嚴(yán)重的是，墊圈的不良定位會帶來風(fēng)險，致使板和蓋子之間的泄漏，尤其是墊圈 被夾住或不適當(dāng)?shù)貕鹤〉那闆r。這個困難至今極大地限制了平板式交換器的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
當(dāng)前發(fā)明的一個目的是，通過提出一種方案來克服現(xiàn)有技術(shù)的無溝槽或無通道集 管板的缺點，以獲得蓋子和集管板的優(yōu)化附連，而不損壞集管板、其插槽或管子端部，同時 保證墊圈的正確定位。
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因此，本發(fā)明在于一種熱交換器的集管板，包括多個開口或插槽用于多個管子或 其相似物的固定，至少一流體流動通過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，兩個相鄰的開口或插槽之間的距離或“管距”P小于9. 5毫米(mm)。“平坦表面”這種表述是指，當(dāng)其用于集管板時，集管板沿單個平坦表面延伸，沒有 以通常方式突出的插槽，特別是在其周邊處，從而這種集管板無溝槽、無結(jié)構(gòu)性加強件(相 對于集管板的中平面向上或向下突伸)、無通道或其相似物，所述溝槽、結(jié)構(gòu)性加強件、通道 或其相似物通常用于容納密封裝置(通常是彈性墊圈)，并在其齒或其相似物的壓接時，具 有加強集管板的功能，以便將蓋子固定到集管板上。本發(fā)明其他有利方面如下所述-兩個相鄰的開口或插槽之間的距離或“管距”ρ為5至8毫米；_插槽的高度為1至5毫米，特別是1至2. 5毫米。此外，所述板在其周邊處裝備有壓接齒。所述齒例如間隔開并賦予該板周邊一種 鋸齒形外觀。它們從而具有尺寸1，已知為寬度，沿平行于該板的長邊方向考慮。壓接齒密 度(crimping tooth density)可以定義為，齒的組合寬度和所述長邊的沿其直線部分考慮 的長度L之比，即是說，排除該板的端部區(qū)域，如果其帶有半徑的話。為了進一步改善壓接時該板的強度，壓接齒密度與管距之比可選擇為0.04至 0. 17，例如 0. 06 至 0. 09。本發(fā)明還涉及一種集管箱，其包括根據(jù)上述限定的集管板以及蓋子。優(yōu)選地，集管 板或構(gòu)成集管板的部件的材料厚度為0. 8毫米至2毫米，更適宜地為0. 8毫米至1. 5毫米。所述集管箱裝備有密封墊圈，該墊圈在所述板和蓋子之間定位在板的周邊處。為 了進一步改善墊圈的定位，p-h與墊圈直徑d之比為1至3，其中P為“管距”，h為“管子高 度”或被管子通過的孔的短軸尺寸。換言之，(P_h)/d為1至3，例如為1. 5至2. 5。如果墊圈不是圓的，墊圈直徑d的定義為具有相同橫截面面積的圓形墊圈的直 徑。本發(fā)明能應(yīng)用于釬焊熱交換器和所謂的“機械”熱交換器，其中，集管箱的部件，即 通常的集管板和蓋子，也被通過機械方法永久地固定在一起，例如通過壓接、夾緊或類似操 作。需要指出的是，所謂的“釬焊”熱交換器并不使用任何機械緊固步驟制造，沒有將蓋子 壓接或預(yù)先固定到集管板的步驟。集管箱和熱交換器的部件被附帶地釬焊在一起。因此，本發(fā)明涉及一種釬焊型熱交換器，特別地用于機動車，其包括熱交換芯，該 熱交換芯包括多個管子或其相似物，該管子端部分別固定于兩個集管箱，其特征在于，所述 兩個集管箱是如上文所述的集管箱。本發(fā)明還涉及一種熱交換器，特別地用于機動車，包括熱交換芯，該熱交換芯包括 多個管子或其相似物，所述管子的端部分別固定至兩個集管箱，組成所述集管箱的部件被 機械地固定在一起，其特征在于，這兩個集管箱是如上文所詳述的集管箱。優(yōu)選地，該交換器具有至少一個以下特征-管子的高度h為1至8毫米，特別是1至5毫米，更優(yōu)選地為1至2毫米；-管子端部的側(cè)向邊緣具有圓形或矩形橫截面；-管子的材料厚度為0.15至0. 5毫米，特別是為0. 15至0. 35毫米，更優(yōu)選地為 0. 15至0. 27毫米。


在以下僅作為實例的描述中，參考附圖，其中-圖1是橫截面示意圖，示出了現(xiàn)有技術(shù)集管板的一部分，其具有開口和插槽，用 于接收管子端部和承受作用于該集管板及其插槽或管子端部的力，-圖2是橫截面示意圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的集管板的一部分，其具有開口和插 槽，用于接收管子端部和承受作用于該集管板及插槽或管子端部的力，-圖3是根據(jù)本發(fā)明的集管板的局部截面圖，其為沿圖2的III-III的截面，即沿 著所述板的縱向軸線，-圖4是根據(jù)本發(fā)明的集管板的另一實施例的簡化局部截面圖，該截面仍為沿圖2 的III-III的截面。
具體實施例方式圖1示出了集管板1的局部截面，示出了用于現(xiàn)有技術(shù)的集管箱(有時也被稱為 “集流器”)的開口或插槽2。該圖還示出了力3、3’，該力作用于集管板1，并由此作用于所 述板1上的每個插槽或開口 2，或作用于管子端部。本發(fā)明的集管箱是一種帶有部件或板1的集管箱，該部件或板1的功能是將管子 端部集中；該集管板1沿單個平面延伸，并且不具有凹陷、通道、臺階部或任何其他用于提 供結(jié)構(gòu)性加強目的的變形部，因為本發(fā)明的目的在于披露一種不同且有利的解決方案，用 于加強集管板1及其插槽2，并由此加強管子端部，特別是在其壓接之時和之后。除了本發(fā)明的特定方面以外，集管箱以常規(guī)方式生產(chǎn)，并不具有使之區(qū)別于例如 以作為申請人的本公司名義提交的EP 1702191所述的集管箱的技術(shù)特別之處。同樣地，除 本發(fā)明關(guān)聯(lián)的特定特征以外，釬焊類型或“機械”類型的熱交換器并不具有使之區(qū)別于現(xiàn)有 技術(shù)的任何其他特征?，F(xiàn)有技術(shù)的集管箱通常包含大致為矩形、圓形或類似形狀的插槽。兩個插槽2之 間的距離對應(yīng)于管距P’，至少等于12毫米。因此，在本實施例中，在壓接時，力3作用于集 管板1的周邊，且該力實質(zhì)上幾乎擴展到插槽2的側(cè)向端部3’或管子端部，而插槽2或管 子端部的此部分特別地易損。因此，作用于每個側(cè)向端部部分的力3和3’較大，并損壞集 管板1或所述插槽2的側(cè)向端部或管子端部。令人驚訝的是，作為申請人的本公司發(fā)現(xiàn)了這個技術(shù)難題的一種解決方案，其提 供了在特定范圍內(nèi)的管距P。管距P或兩個相鄰的插槽2之間的距離(按每個開口 /插槽 的中間考慮)的這種范圍從而在最寬泛的意義上被限定為小于9. 5毫米。并且，基于該寬 泛的范圍，作為申請人的本公司還發(fā)現(xiàn)關(guān)于管距P和管子高度h的特別有利的范圍。開口的設(shè)計是，在集管板10中僅僅是開口 15，用于接收管子11，與插槽12的設(shè)計 相反，該插槽對應(yīng)于集管板10的向上立起/向下垂懸于集管板的中平面(mean plane)(或 表面)XX之下的那部分。為了清晰的理解，圖3示出了帶有開口 15的集管板10，圖4示出 了帶有插槽12的集管板10 ；這兩種集管板10每個都包括尺寸相同的孔，與管子11的寬度 相對應(yīng)。附圖中并未示出的蓋子被以一方式固定到集管板，該方式是完全公知的并被本領(lǐng)域的技術(shù)人員所精通，例如使用圖3所示的齒20，將其設(shè)置在集管板上的目的是用于壓接 到蓋子邊緣。所述壓接齒20設(shè)置在板的周邊處，在其側(cè)向邊緣40處，所述側(cè)向邊緣40圍繞板 的平坦部分80，該平坦部分80配備有孔，用于使管子通過。所述齒例如被間隔開，并賦予該 板側(cè)向邊緣40的上部一種鋸齒形外觀。所述齒20特別地具有一種尺寸，已知為寬度1，其沿平行于該板的長邊方向考慮。 此外，所述板具有壓接齒密度，定義為齒組合寬度與所述長邊(沿其直線部分考慮)的長度 L之比，也就是說，在此種情況下，不考慮連接側(cè)向邊緣40的側(cè)向部分60和縱向部分70的 半徑50。壓接齒密度與管距之比例如是0. 04至0. 17。在壓縮之前，根據(jù)本發(fā)明的交換器的集管箱的密封墊圈30在圖3中有所顯示。該 密封墊圈30在通向該箱的管子端部和該板的側(cè)向邊緣40之間圍繞集管板的平坦部分80 的周邊定位。ρ-h與墊圈直徑d之比可以是1至3。
權(quán)利要求
一種熱交換器的集管板(1)，包括多個開口或插槽(2)，用于固定多個管子或其相似物，至少一個流體流動通過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，所述兩個相鄰開口或插槽(2)之間的距離或“管距”(p)小于9.5毫米(mm)。
2.如權(quán)利要求1所述的集管板(1)，其特征在于，所述兩個相鄰開口或插槽(2)之間的 距離或“管距”(P)為5至8毫米。
3.如前述任一權(quán)利要求所述的集管板(1)，其特征在于，所述插槽(2)的高度為1至5 毫米，特別地為1至2. 5毫米。
4.如前述任一權(quán)利要求所述的集管板，所述板在其周邊處裝備有壓接齒(20)，所述齒 具有一尺寸，即寬度1，沿平行于所述板的所述長邊方向考慮，所述板具有壓接齒密度，定義 為所述齒的組合寬度與所述長邊的沿其直線部分考慮的長度L之比，所述壓接齒密度與所 述管距之比為0. 04至0. 17。
5.一種熱交換器的集管箱，包括前述任一權(quán)利要求所述的集管板(1)，和已知為“蓋 子”的至少一個部件，在該蓋子固定于所述集管板(1)時，用于至少部分地關(guān)閉所述集管箱， 以及位于所述集管板(1)和所述蓋子之間的密封裝置。
6.如權(quán)利要求5所述的集管箱，其中，所述密封裝置包括墊圈(30)，并且其中，p-h與 所述墊圈直徑d之比為1至3，其中，ρ為所述“管距”，h為所述管子所通過的孔的短軸的尺 寸。
7.如權(quán)利要求5或6所述的集管箱，其特征在于，所述集管箱或構(gòu)成所述集管箱的部件 的材料厚度為0. 8毫米至2毫米，優(yōu)選地為0. 8毫米至1. 5毫米。
8.一種釬焊型熱交換器，特別地用于機動車，包括熱交換芯，所述熱交換芯包括多個所 述管子或其相似物，該管子的端部分別固定于兩個集管箱，其特征在于，所述兩個集管箱是 如權(quán)利要求5至7中的任一項所述的集管箱。
9.一種熱交換器，特別地用于機動車，包括熱交換芯，所述熱交換芯包括多個所述管子 或其相似物，該管子的端部分別固定于兩個集管箱，構(gòu)成所述集管箱的部件被機械地固定 在一起，其特征在于，所述兩個集管箱是如權(quán)利要求5至7中的任一項所述的集管箱。
10.如權(quán)利要求8或9所述的熱交換器，其特征在于，所述管子的高度(h)為1至8毫 米，特別地為1至5毫米，優(yōu)選地為1至2毫米。
11.如權(quán)利要求8或9所述的熱交換器，其特征在于，所述管子的端部的所述側(cè)向邊緣 具有圓形或矩形橫截面。
12.如權(quán)利要求8或9所述的熱交換器，其特征在于，所述管子的材料厚度為0.15至 0. 5毫米，特別地為0. 15至0. 35毫米，優(yōu)選地為0. 15至0. 27毫米。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種熱交換器的集管板(1)，包括多個開口或插槽(2)，用于多個管子或其相似物的固定，至少一個流體流動通過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，兩個相鄰的開口或插槽(2)之間的距離或“管距”(p)小于9.5毫米(mm)。本發(fā)明還涉及一種帶有所述集管板(1)的集管箱，以及包括這樣的集管箱的釬焊或“機械地固定”熱交換器。
文檔編號F28F9/02GK101981403SQ200980110504
公開日2011年2月23日 申請日期2009年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月13日
發(fā)明者克里斯琴·里昂迪特, 讓-馬克·萊蘇爾 申請人:法雷奧熱系統(tǒng)公司