专利名称：全金属换热器及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种全金属换热器，由具有两条窄边和两条宽边的扁管和翅片 构成，它们一起与扁管构成为一组，其或者具有至少一个管底和收集箱，其中 收集箱的边纟彖与管底的边缘相连，例如通过焊接；或者具有至少一个收集箱， 其包含管底，并具有间隔设置的突起。此外，本发明还涉及一种换热器的制造 方法。
背景技术：
前面描述的换热器例如由DE 198 19 247A1已知。突起在此与管底的孔口 相一致。因此，在实施焊接禾聘之前，零件可暂时性组接在一起。用丁弊接辅 助装置的费用可明显减少。已知换热器的缺点在于，在翅片-扁管组合上总是存 在着明显的管底超高，这可以看作是不必要的空间浪费。此外，从扁管弓l出来 的横截面相对于换热器或管底的整个横截面的比例并非最佳，因此在换热器的 效能方面还有改善的可能性。
发明内容
本发明的目的在于掛共一种换热器，其在保持相对较好的热量技术值的情 况下，所需空间更少。
附加作用是，可以采取制造容易、尤其灵活的设计。
在全金属换热器方面，根据本发明的解决方案^3131应用权利要求1的特 征而得到的。根据本发明的制造方法是权利要求22的内容。它规定，在窄边范 围内的魏插入到扁管的端部中。此^Mte位于收集箱对置的纵向逝彖上。
在这种情况下，实施例雌可这样體，即突起设置在管底的纵向边缘上， 但可能的缺点是，管底费用很高，且不具有其它的优点。另一种可能的构造方 式是，设置金属的、框架式的配件，其具有突起。
制造方法可实现一系列的优点。在负载下进行后面的焊接工艺时，在收集
箱的两个对置的边缘上，插入到扁管端部中的突起把扁管固定，因此可基本避 免扁管所谓的"倒塌"危险，其原因是与管底不充分的焊接连接。因此本发明 允剤顿这样的扁管，其宽边可具有更大的尺寸，从而在扁管-翅片组合的深度 方向上，避免使用制造技术上耗费大的多个扁管。换言之，通过本发明，在更 宽的效率范围内，可^f共修改费用更少的换热器。
此外还保持了前面提到的现有技术水平中的优点，也就是说，特别明显地 ^>了用于焊接辅助装置的费用，因为插入的突起有禾盱换热驟件的组接。
因为扁管在管底的,深度上延伸， 甚至突伸超出，因此几乎没有空 腔出现，此空腔对换热器的目的不起作用。换言之，气流经过的扁管横截面与 "扁管面积处于有利的比例，其还与换热器的齡相关表面大致相同。
此外，如同例如从DE 195 43 9861 Al或从更早的文献中所知一样，比起那 些没有管底的换热器，代替管底的是扩展的扁管端部，所提出的换热器在生产 时具有更高的制程稳定性。
扁管或者以其窄边高出管底的宽面，并在高出的范围内，突起配合至IJ扁管 的端部中。或者，管底宽面高出扁管的窄边，并在高出的范围内，突起配合到 扁管的端部中。
如上所述，首先提出的替代方案是,的，因为可以更好地避免已提到的 扁管"倒塌"，因为在这种情况下，收集箱的ii^以其突起AA^卜面紧贴在管底的 边缘上，此突起对在宽边方向上，也就是在垂直于扁管纵向上起作用的压力， 是特别有抵抗力的。此外，在创造更紧密的连接方面，这种解决方案也是更有 利的。
突起分别从内部接触到扁管的窄边，并雌在此处相焊接。
管底j皿以已知的方式具有巻起来的边缘和孔口，用来容纳扁管端部。但 按建议，孑L口一直延伸到巻起来的i^彖内。
管底只在两个纵边上具有巻起来的边缘，因此它们可以由任意长度的片材 制成。因此，模具成本和改变换热器不同尺寸的成本也可以明显减少。
收集箱具有端面孔口。因此每个收集箱都只是指具有两个巻边的片材，这 在制造技术方面也是有利的。
收集箱的端面 L口M:已知的侧盖fei寸闭，其长度超过扁管的长度。
突起以符合目的的方式成型，有利于它到扁管端部中的插入动作。 一种有
利的改进规定，突起按切割齿的形状构成。这种构造允许更好地平衡扁管的纵 向公差。尽管有不可避免的纵向公差，仍可以实现突起和扁管端部之间的紧密 连接。
全金属换热器可在很多地方有意义地实现，在同时保持良好的换热效能的 情况下，所需的空间更少。发明者还考虑到，这种换热器特别适用于在汽车中 的冷却空气的增压空气冷却器。但也不排除其它的应用可能性，特别是在汽车 领域。
全金属换热器是指这样的的换热器，其在权禾腰求中提到的组成部分都是 由金属、优选铝构成的，不管随后是否有非金属的构件固定在换热器上，其也 属于此系统。例如在全金属换热器中，其应该由变形的片材制成，也可以装上 和固定相对复杂的附件。
位于扁管端部的突起，位于构成为波浪状的配件上，例如片材或类似物体， 其与收集箱的壁板相连，在负载下在随后的焊接过程中把扁管固定住，因此前 面提到的扁管"倒塌"的危险，其原因是容纳孔口上的不充分的焊接连接，也 基本可以M设置此配件来避免。除llfct外，还可保持现有技术中的优点，即 可以明显减少用于焊接辅助装置的费用，因为片材(附件)在端部具有钩部， 通过钩部配合到侧盖板上，则有利于换热器的安装零件的组接。
收集箱可构成为一体，或由多个部分构成。构成为一体的特征是，它具有 U形横截面，其中基底部分具有容纳孔口，用于管底，两条边构成为收集箱的 两个壁板。如果此壁板改变开別犬，并组成一个空间，则产生一体构成的收集箱。 如果壁板基本保持平整，贝嚅要第二个部件，来构成封闭的空间，就产生两部 分的收集箱。容纳孔口至少一直延伸到收集箱的壁板中。
突起以f始目的的方式成型，因此有利于它至偏管端部中的插入动作。
酉己件是波浪状的片沐其用娜技术可轻易地加工出来，用来制&匕配件。 根据本发明的意思，捐媳"片材"包含所有可能的物质结构，因此总的说来都 可以称为配件。在片材或配件上提至啲突起是指第一突起，在片材上还存在着 第二突起。第二突起设置在第一突起之间。第二突起改善了换热器的安装，并 为下面的焊接工序的改善了准备工作。
根据本发明的制造全金属换热器的方法，其中扁管和翅片组接成扁管-翅片 组合，随后管底安驗扁管端部，最后，收集箱以其边缘安装在管底的边缘上，其特征在于，设置在构件上的，在扁管的窄边范围内插入到其端部中。
收集箱的纵向, 从外面紧贴在管底的纵向边缘上。扁管的窄边高出 管底的纵向边缘，因此位于收集箱的纵向边缘上的，可插入到此高出来的扁 管范围内。突起以这种方式把扁管固定在负载状态下。
下面在两个实施例中，参照附图来描述了本发明的。 图1示出了根据本发明的换《繊的拆分视图； 图2示出了前视图； 图3示出了俯视图4和5示出了换热器的部力，视亂
图6示出了换热器的总体透视图7示出了扁管细节；
图8和9示出了另一实施例；
图10示出了根据本发明的换《繊拆分视图11和12示出了己制成的换热器透视图13和14示出了处于组合状态的换热器的部分透视图15示出了突起的有利构造。
具体实施例方式
所示的换热器的所有零件都是由金属、 铝或铝合金构成，适宜的是， 都用焊层覆盖。各个零件，如扁管1、翅片4、管底5、收集箱6和侧盖板30 都是由片材制成，但也不排除其它可能性，即例如扁管1也可以制成拉伸的管。 扁管l的横截面约成长方形，但窄边2也可稍稍向外隆拱起。在所示的实施例 中，内部嵌fK立于扁管l中。随后，扁管1与翅片4堆栈，用来构i^i管-翅片 组合。在扁管1的端部固定有管底5，其中扁管1的端部位于管底5的孔口 21 中，此处后面构成紧密的焊^3^接。随后^±收集箱6，特另,同在图4中可看 到的一样，收集箱6的边缘10上的突起11插入到扁管1的边缘区i或中，此边 缘区i!Wl扁管1的窄边2构成，其从管底5的边缘20上稍微突出。在管底5 的孔口21的边缘上，，具有通孔(未示出)，期微背向着收集箱6，因此扁
管端部不会朝内伸出，使扁管1中流动的介质实现较小的压力损失。在管底5 的孔口 21之间存在着絲22。此麟22可具有用来提高其冈唬的微。最后， 安装侧盖板30，其同时封闭了收集箱6的端面 L口60。此侧盖板30为此在其 端部上分别具有碗状的封闭件，,己^A孔口60中。借助插入到侧盖l碟口 62中的可' 夹持组件61，侧盖板30可实现预先固定，并把换热器的零件组 合在一起。在这个实施例中，此换热器主要是为进行CAB热焊过程而制备的。 ^M^接都是在烛炉中的工作进程中完成的。
符合目的的是，突起11的形状与扁管1在窄边2范围内存在的轮廓相一致， 因此可简化插入动作，并实现紧密的焊接连接。因此吸收了一定的制造公差。 在设置在扁管1之间的翅片4的行列和高度方面，收集箱6 i^彖上的魏11的 间隔与扁管1的间隔相一致。此处必须允许一定的公差，可fflil突起ll的形状 来平衡此公差(见以下对图15和图16的描述)。
收集箱6具有特别易于生产且简单的构造。只需进行两次巻边，用来构成 两个纵向壁板和一个横向擘板。例如连離口 70也可以舰成型方式轻易实现。
应该^顿特别易于制造的管底5，其由无端部的板材制成，只需切割成适合 的长度，因为它在端面上没有巻起边缘。为此不需要昂贵的拉伸模具。在图4 和5中可给出一鹏示。御卩里可看到，在收集箱6的边缘10上具有一与突起 11相称的附件100。它与管底5 20上的相应裂口 101共同起作用，在此实 现紧密的焊接连接。从图5还可得知，管底5的孔口21—直延伸到边缘20上， 这以参考^H己22清楚地示出。因此在安装时，管底5也可垂直于纵向方向，或 在扁管端部的宽边3的方向上，推至偏管上。在现有技术7jC平中，在扁管纵向 上的运动是必须的。此处称之为"套上"管底。
在图3和6中特别示出了侧盖板30中的一个，此处管底5没有从扁管-翅片 组合上突出。侧盖板30的宽度大概相当于扁管1的宽边3的尺寸。
此外还需指出，根据本发明的换热器允许从外面相当容易地进入，进行在 焊^S术方面的重要连接。这种重要连接是指扁管-管底的连接。如果在进行了 焊接工艺后仍然存在不密封的5嫁，贝湘应的地方可简单i舰行后操作，在第 二次焊接工序中将其消除，因为它在很大程度上是可接近的。但对于按现有技 术水平的换热器，i^S常是不可能的，给人的印象是报废率很高。
图7示意性地示出了单个的扁管1，并且是在扁管端部。在换热器中，可存 在期M1:量的扁管i。每个扁管i中都有两个延伸的突起ii，伸进深度只需要
几个毫米，10-15mm就已经足够了。在实际情况中应该更少。应理解是， 一个 ^ 11位于收集箱6的一个，上，另一个突起11位于收集箱6的另 一对面 边缘10上。突起11从内部紧密地贴在扁管1的窄边2上。在扁管1中具有内 部嵌件80，特别对于用)ti卩空气加载的增压空气7轴卩器来说，它是特别典型的。 但在其它瞎况下，完全可以不用这种内部嵌件。通常把内部嵌件80織扁管1 中是很困难的，因此在窄边2的范围内，尽可能去除用于流经的增压空气的分 路，其会对热量的交换产生不良的影响。如同在图7中所示的一样，突起ll有 利地减少了有害的分路，这是本发明的另一优点。在视图中，在扁管1角落里 的细小间隙是有原因的。在现实中，它是不存在的，或在焊接工序中安全地被 封闭。前面提到的间隙在插入突起11时也被整平了，突起11在一定的预紧压 力下在箭头方向上固定两个宽边3。
图8和9示出了可替代的设计，突起11设置在管底5上。在这种情况下， 管底5在管的纵向方向上推动，同时，ll插入到扁管端部l中。随后，固定 并安装收集箱6和侦隨板30。
至少在图10-14中描述的实施例中，都设置有一4材勾成的收集箱6。但在这 种情况下规定，收集箱6也具有管底5，因此没有把传统的管底作为零件，这从 提到的附图中可看出。收集箱6具有基底部分106，收集箱6的两个折弯壁板 107从其弓l伸出来。壁板107是变形的，并可以借助未示出的纵向焊纟链接在一 起，用来构成收集箱6。在基底部分106上设置有用于扁管端部的容纳孔口21， 其中扁管1的间隔应该与容纳孔口 21的间隔相一致。 一个相当有特色的特征在
于，容纳孔口21—茵迈伸到壁板107中，也就是说，即一;tM伸到在基底部分 106上的壁板107折弯边缘上，这从图14中的t莉己22中可清Mi也看出。在所示 的实施例中，在两个收集箱6的齡壁板107上分别具有一错条(附加件) 110。在其中一个收集箱6的壁板107上，嵌条110具有附加功能，例如用于未 示出的配件的夹持功能90。在^t壁板107上设置嵌条110不是强制性的措施。 如果要满足附加功能70，则i體嵌条110是特别有利的。原则上，在本实施例 中为此没有进行规定，取消左收集箱6的壁板107上的狭长嵌条110，其没有实 现附加功能，为实现前面描述的解决方案，也就是说，突起n需直接设置在收 集箱6的壁板107上，管底构成为单个的部件，如同在附图中示出的一样。
嵌条110的另一优点可从附图12中得出。从这里可看出，具有提到的附加 功能的嵌条110也可以提高收集箱6的刚度。在图12中可看出，嵌条110在收 集箱的壁板107的主要部分上延伸，并与壁板107相焊接。
从图13和14可明显看出，嵌条110相对于间隔设置在它上面的突起11的 布置。突起ll可设置成这样的轮廓，用来简化它到扁管l中的插入动作。在突 起11之间，这是指第一突起ll，分别具有第二突起12。如同可看到的一样。 在两个第一突起11之间分别设置有一个第二突起12。如果第一突起11位于扁 管端部，贝嗨二魏12对嵌条110产生反作用力矩，把壁板107隔开，这与设 想相悖。因为第二， 12从外面分别紧贴在翅片4上，这就防止了或至少起反 作用力。
此外，从图13和14可看得出，在嵌条110的端部设置钩部13是有利的， 用来把侧盖板30固定在外面的翅片4上。因此在焊接之前，有利于把針换热 器组接在一起。此外，还有禾盱使前面提至啲嵌条110从壁板107上突出来。 此外，还可以取消图1中用^H己61、 62示出的钩环，它们应该把侧盖板30固 定在收集箱6的端面 L口 60上，这在制造技术上也是有利的。
图15示出了只有一个突起11的视图。此魏11按切割齿m的式样构成。 因此可更好地吸收扁管的纵向公差，其大约在+/-1.0111111的范围内。在此突起ll 上构成有尖角的ii^彖112， KE判处，即在从突起11到收集箱6或配件或管 底的壁fe间的过渡区i或上延伸。在把突起ll插入到扁管端部时，此尖角的边 缘112切住此端部，处于长度上公差范围内的扁管略微打开并ffiit匕端部向外巻 起。这从图16中的K可很好地看出。中间的管比两边其它的管更长一些。突起 11的尖角例如借助冷成型制成。突起11和扁管的壁板之间的厚度差有利于实现 这一点。收集箱6的壁板大约厚1.0-2.0111111，突起ll例如也是由它构成的，同 时扁管的壁板厚度可以是0.05-0.25mm的范围内。
总之，本发明Mf共了一种创新产品，与现有技术7jC平相比，可改进的空间 已不多。
权利要求
1.一种全金属换热器，由具有两条窄边和两条宽边(2、3)的扁管(1)和翅片(4)构成，它们与所述扁管一起构成一组，所述换热器或者具有至少一个管底(5)和收集箱(6)，其中所述收集箱(6)的边缘(10)与所述管底(5)的边缘(20)例如通过焊接相连，或者具有至少一个收集箱(6)，其包含所述管底，还具有间隔设置的突起(11)，其特征在于，所述突起(11)的间隔与所述扁管(1)的间隔相对应，使得所述突起(11)在所述窄边(2)的范围内配合在所述扁管(1)的端部中。
2. 如权利要求1戶脱的全金属换热器，其特征在于，戶腿扁管(1)突伸使 得其窄边(2)突出舰戶脱管底(5)的宽度，并在突出的范围内戶腿魏(11) 配合在戶/M扁管(1)的所述端部中。
3. 如权利要求i戶;M的全金属换热器，其特征在于，所述管底的宽度从所述扁管(1)的所述窄边(2)上突出，并在突出的范围内戶脱突起(11)配合 在所述扁管(1)的戶，端部中。
4. 如前述权利要粒任一项戶脱的全金属换热器，其特征在于，戶腿突起(ii)分别从内部接触戶腿扁管(i)的戶腿窄边(2)， ^im在此处焊接。
5. 如前述权利要fe任一项所述的全金属换热器，其特征在于，所述突起(ii)优选地设置在戶;M收集箱(6)的纵向边缘(10)上。
6. 如前述权利要^tt任一项戶诚的全金属换热器，其特征在于，戶腿管底 (5)具有以自身已知的方式在对置的纵向侧边上巻起的边缘(20)，以及用来分别容纳一个扁管端部(1)的孔口 (21)，其中戶腿孔口 (21)延伸駄巻起 的戶，纵向ii^彖(20)。
7. 如前述权利要求之任一项戶服的全金属换热器，其特征在于，戶舰管底 (5)具有仅在两个纵向侧iii:巻起边缘(20)，因此所述管底(5)可由任意长度的单一金属片材制成。
8. 如前述权禾腰求之任一项戶腿的全金属换热器，其特征在于，戶服收集 箱(6)具有端面孔口 (60)。
9. 如前述权利要求之任一项戶脱的全金属换热器，其特征在于，戶腿换热器具有自身已知的侧盖板(30)， m戸;m扁管(1)的长度上延伸，并封闭所述收集箱(6)的戶脱端面孔口 (60)。
10. 如权利要求1戶，的全金属换热器，其牛寺征在于，戶，^ (11)设置 在臓管底(5)上，或者其特征在于插入有臓魏(11)的框架。
11. 如前述权利要粒任一项戶欣的全金属换热器，其特征在于，戶欣魏 (11)形鹏配件(110)上，其髓戶脱收集箱(6)的壁板(107)延伸，并与之相连。
12. 如权利要求1及11戶脱的全金属换热器，其特征在于，戶脱收集箱(6) 具有巻起远离基底部分(106)的两个壁板(107)，所述基底部分(106)形成 有用于所述管端的容纳孔口 (21)。
13. 如权利要求12所述的全金属换热器，其特征在于，戶，容纳孔口 (21) 伸入戶;M收集箱(6)的0 3i壁板(107)。
14. 如禾又利要求11或12戶，的全金属换热器，其特征在于，所述配件(110) 从外侧^J文平整地紧贴在戶服收集箱(6)的戶腐壁板(107)上。
15. 如权利要求11-14之任一项戶腿的全金属换热器，其特征在于，所述配 件(110)具有其它的功能，例如具有用于附加零件的夹持功能(90)或诸如此 类的功能。
16. 如权利要求11-15之任一项所述的全金属换热器，其特征在于，所述配 件(110)可具有这样的轮廓，其与所述收集箱的所述壁板(107)的轮廓相一 致。
17.如权利要求ii-i6之任一项戶;M的全金属换热器，其特征在于，所述突起(11)是指第一突起(11)，其中所述配件(110)在所述第一突起(11)之 间具有第二突起(12)。
18.如权利要求ii-n之任一项戶;M的全金属换热器，其特征在于，戶;f^配件(110)在端部形成有适于固定戶/M换热器的侧盖板(30)的钩部(13)或类働。
19. 如前述权禾腰fe任一项戶腿的全金属换热器，其特征在于，戶腿突起 (11)例如成型为圆锥形，以便于将其插入戶皿扁管(1)的端部。
20. 如前述权利要fe任一项戶腿的全金属换热器，其特征在于，戶舰突起 (11)按切割齿(111)的式样形成。
21. 如前述权利要幼壬一项戶诚的全金属换热器，其特征在于，臓换热器优选可作为空气冷却的增压空气冷却器。
22.—种用于制造全金属换热器的方法，其具有以下步骤将扁管和翅片组接成扁管-翅片组；将管底布置在，扁管的端部上；将收集箱的边缘布置在所述管底的边缘上，其特征在于，设置在构件上的突起(11)在所述扁管(1)的窄边(2)的范围内被插入其端部。
23.如权利要求22所述的制造方法，其特征在于，所述的收集箱(6)的具有所述突起(11)的纵向边缘(10)优选地从外侧安装至所述管底(5)的边缘(20)上，其中突起(11)被插入腿扁管(1)的端部。
全文摘要
本发明涉及一种全金属换热器，由具有两条窄边和两条宽边(2、3)的扁管(1)和翅片(4)构成，它们一起与扁管构成一组，换热器要么具有至少一个管底(5)和收集箱(6)，其中收集箱(6)的边缘(10)与管底(5)的边缘(20)相连，例如通过焊接；要么具有至少一个收集箱(6)，其包含管底，还具有间隔设置的突起(11)。本发明提供了一种换热器，其在保持相对好的热量技术值的情况下，所需空间更少。根据本发明，突起(11)在窄边(2)的范围内配合到扁管(1)的端部中。相应地，根据本发明的制造方法规定，突起(11)大概在窄边(2)的范围内插入到扁管(1)的端部中。
文档编号F28F9/02GK101194140SQ200680020776
公开日2008年6月4日 申请日期2006年2月18日 优先权日2005年6月11日
发明者赫尔马特·罗尔 申请人:摩丁制造公司