专利名称：热交换器管道及其形成方法
技术领域：
本发明涉及用于热交换器(例如用于摩托车的进气冷却器)的扁平管 道。热交换器管道可以具有两个窄侧和两个宽侧，并且可以由两个被成型 的、连续的片材制成，在片材的一个纵向边缘上具有相对较大的弯曲部， 并且在片材的另一个纵向边缘上具有相对较小的弯曲部。两个片材可以通 过以下方式相对于彼此布置，以形成扁平管道的壁，S卩 一个片材的纵向 边缘上的相对较大的弯曲部将另一个片材的纵向边缘上的相对较小的弯曲 部保持在其中(反之亦然)，从而形成扁平管道的窄侧。
发明内容
从一些相对较早的申请中已知了扁平管道。申请之一具有申请号DE 10 2006 006 670.7。图1示出了上述申请的扁平管道的横截面。该扁平管 道除了以上列举的特征还具有波浪形的内部部件z。该扁平管道被限定为 具有极薄的壁厚，例如在0.03mm-0.15mm的范围，或略高于该范围。该扁 平管道也已经被申请人制造并基于试用被安装在热交换器中。到目前为 止，该热交换器已经成功地通过所有验证阶段，因此有希望很快成为商 用。
在一些扁平管道中，未焊接的扁平管道在制造过程中发生不期望的形 状改变。扁平管道在利用肋部被预安装在热交换器的栅网上后被焊接。形 状改变可能是由于存在于材料(铝钢板)中或由片材的必要的成型操作所 产生的材料应力。形状改变可能导致不尽如人意的焊接连接，例如还可能
4阻止连接到波浪形的内部部件z。附图2a和2b旨在说明这里所指的问 题。扁平管道的一个窄侧在图2a的左侧被示出。根据图2a右侧的两个 图，很明显地，由于在扁平管道的制造过程中成型力的作用，扁平管道的 窄侧的弯曲部可以从彼此弹开。由于上述的原因，如前所述，之后的焊接 过程中的焊接质量受到影响。箭头是为了示出可以导致上述弹开的力，并 且其在加工扁平管道以形成散热器的过程中作用在扁平管道上。图2b中 也示出了扁平管道的一个窄侧。根据图2b右侧的图，很明显地，由于扁 平管道成型过程中力的施加不均，相对较大的弯曲部B由于内应力而没有 保持在其给定的位置。
在所述的图1中，同样明显地，扁平管道的片材或壁部分可以在其中 所示的箭头的方向上发生位移，最终导致片材在如果没有上述的内部的部 分z的情况下发生分离。本发明的一个独立的目的是消除或减轻所述的缺 陷。
根据一个方面，规定片材具有相应的成型部分，成型部分沿扁平管道 的纵向延伸，并且通过成型部分与相应的另一个片材相互作用而提高了由 片材形成的扁平管道的结合力。这至少较大程度地防止了在加工扁平管道 以形成散热器的过程中(即在散热器的焊接过程被执行之前)扁平管道弹 开或被推开的情况。从而提供了更好的焊接质量的前提。
特别地，两个片材优选地以相同方式被实施。成型部分优选地被实施 为凸缘或弯折部等。成型部分优选地被设置在弯曲部的起始部处和/或端部 处。
在目前优选的具体情况中，要求成型部分布置在大致位于一个片材的 相对较大的弯曲部的起始部处，并且与另一个片材的相对较小的弯曲部的 端部相互作用。在另一种具体的情况中，成型部分布置在大致位于一个片 材的相对较大的弯曲部的起始处，并且与另一个片材的相对较小的弯曲部 的一部分相互作用。目前这种情况也是优选的，因为在这种情况下，相对 较小的弯曲部可以以非常有利的方式具有多个层，从而产生更稳定的窄 侧。
在具体情况下，要求成型部分布置在大致位于两个片材的相对较小的弯曲部的起始处以及大致位于两个片材的相对较大的弯曲部的端部处，这 种情况下它们相互作用的方式使得成型部分大致上配合于彼此。
在一个优选改进中，要求相对较大的弯曲部和/或相对较小的弯曲部被 实施为多层。多层结构通过弯曲部中的折叠来实现。这样，可以如所述极 大地加强扁平管道的窄侧。
将通过附图采用多个示例实施例来描述本发明。通过具体说明和对应 的附图，本发明的其他方面将变得清楚。
各个视图示出以下内容
图1示出现有技术的扁平管道的横截面；
图2a和2b示出现有技术的扁平管道具有的问题； 图3a-d示出用于解决图2a中所示的问题的第一示例实施例； 图4a-d示出用于解决图2a中所示的问题的第二示例实施例； 图5a-d示出用于解决图2a中所示的问题的第三示例实施例； 图6a-d示出用于解决图2b中所示的问题的第四示例实施例； 图7a-d示出用于解决图2a和2b中所示的问题的第五示例实施例； 图8示出合适地用于第三示例实施例的额外措施并从而示出了图2a和 2b中所示的问题的解决方案；并且
图9示出片材的制造过程中的各个步骤。
具体实施例方式
在详细描述本发明的任何实施例之前，应理解，本发明的应用不限于 以下说明中指出的或以下附图中示出的构件的结构和布置的细节。本发明 适于其他实施例，并且适于用不同的方式来实行或实施。还应该理解，其 中使用的措辞和术语目的在于描述，并且不能认为是限制。其中的"包 括"、"包含"或"具有"以及其变形旨在包括其后列出的、与之相当的 项目，以及附加的项目。除非另有规定或限制，"安装"、"连接"、 "支撑"、"耦合"以及其变形被广义地使用，并且包括直接和间接地安装、连接、支撑、耦合。此外，"连接"和"耦合"不限于物理或机械的 连接和耦合。
五个示例实施例的每个由被指代为字母a-d的四个图来示出。每个图 a所示的是被成型的片材的较大弯曲部B或较小弯曲部b的放大视图。图 b总是表示一个被成型的片材。图c示出由一个片材的较大弯曲部B和另 一个片材的较小弯曲部b形成的扁平管道的窄侧1。最后，图d作为与穿 过扁平管道的横截面相应的视图示出了各个扁平管道。
在所有图示的示例实施例中，可以出现内部部件z，例如如图1所示 的内部部件。在所有图示的示例实施例中，通过提供较大弯曲部B而被补 偿的台阶a大致位于较小弯曲部b的起始部处。"弯曲部" 一词在这里不 应该以约束的形式被理解为环状或抛物线状的弯曲部等。"弯曲部"一词 也应该被理解为例如如下实施例具有直的窄侧1，窄侧1具有两个边缘 部分，两个边缘部分构成从窄侧1到两个宽侧2的过渡部分。
在所有的示例实施例中，两个片材x和y基本上是相同的，并且相对 于彼此以横向对倒的形式布置，以形成扁平管道。此外，片材的厚度应该 约在0.03mm-0.15mm的范围，或略高于该范围。此外，如果设置了内部部 件，则用于内部部件的片材的厚度应该在0.03-0.09mm的范围。此外，扁 平管道仅优选的是摩托车中使用的进气冷却器的扁平管道。不排除其它的 热交换器应用和使用领域。较大或相对较大的弯曲部B被这样表述的原因 是它适于在其自身内保持另一个被表述为较小或相对较小的弯曲部b的弯 曲部。实际上，由于金属板材极薄的厚度， 一眼看上去并不能区分出弯曲 部B和b之间的尺寸差别。
根据图3的第一示例实施例示出作为成型部分u的凸缘，该凸缘是其 自身折叠得到的，大致位于两个片材x和y的较大的弯曲部B的起始部 处，并且延伸过扁平管道的整个长度。如图3c所清楚可见，另一个片材y 的较小弯曲部b的端部支撑抵靠在该凸缘上，从而该凸缘与另一个片材y 相互作用。该示例实施例中的较小弯曲部b的端部设置有带状材料的边缘 的巻边v，用来在扁平管道的制造处理和嵌接期间提高较小弯曲部b的端 部和凸缘u的相互作用。从而提高扁平管道的两个片材的结合力。根据图4的示例实施例提出的扁平管道的窄侧1具有三层。简单的弯
折部被设置为位于较大弯曲部B的端部处的成型部分u。较大的弯曲部B
具有一个简单的折叠。在每种情况下，另一个片材的较小弯曲部b的端部
支撑抵靠在上述的弯折部u上，从而弯折部u与另一个片材相互作用。同 样，具有相对较小弯曲部b的片材可以根据示例实施例图3那样在端部处 设置带状材料的边缘的巻边v (图4中未示出)。根据图5的示例实施例也提出了具有三层的窄侧1。如第一示例实施 例，同样在相对较大的弯曲部B的起始部处设置作为成型部分u的凸缘。 然而，与上述实施例不同的是，另一个片材的相对较小的弯曲部b具有形 成双层的折叠f，双层的较小弯曲部b的部分vl支撑抵靠在上述凸缘u 上，从而凸缘与另一个片材相互作用。由于另一个片材的折叠f，相对较 小的弯曲部b的此处被称为vl的端部具有两层，端部vl作用的方式对应 于根据图3和图4的示例实施例的带状材料的边缘的巻边v。这里可以免 去额外的带状材料的边缘的巻边。
在根据图6的示例实施例中，扁平管道的两个片材x和y的每个均具 有两个成型部分ul和u2。"开口"凸缘作为成型部分ul被大致设置在较 小的弯曲部b的起始部处被设置，并且在自身上折叠得到的凸缘作为成型 部分u2被大致设置在较大的弯曲部B的起始部处。凸缘ul和u2在尺寸 上相互匹配，从而一个片材的较大弯曲部B的起始部处的凸缘u2装配到 另一个片材的较小弯曲部b的起始部处的开口凸缘ul内，从而凸缘与另 一个片材相互作用。
在根据图7的示例实施例中，示出另一种具有三层式窄侧1的扁平管 道。这里的相对较大的弯曲部B是双层的，并且在相对较大的弯曲部B的 端部处设置弯折部作为成型部分ul。在双层部分的一部分中，设置凸缘， 该凸缘在自身上折叠得到并被称为成型部分u2。大约在相对较小的弯曲部 b的起始部处设置被称为成型部分u3的"开口"凸缘。 一个片材的相对较 小的弯曲部b的起始部处的成型部分u3与另一个片材的相对较大的弯曲 部B的双层部分中的折叠凸缘u2配合。此外， 一个片材的较小的弯曲部b 的端部(所提到的)支撑抵靠在另一个片材的相对较大的弯曲部B的端部处的弯折部ul上，从而弯折部ul与另一个片材相互作用。
图8以两个图示出了对根据图5的示例实施例的改进，其中片材的相 对较大的弯曲部B的端部具有略小的弯曲角w，所以上述的端部在最后一 步中能以一定程度的预应力被推到或抵靠在另一个片材的相对较小的弯曲 部b的具有台阶a的起始部处，从而进一步增加了尺寸稳定性。
为了完成该过程，图9示出了用于制造一个片材x或y的一些步骤。 用于制造扁平管道的所有片材x、 y以及可能的z方法或用于制造扁平管道 的方法在滚轴传输机或生产线上进行，其在比本申请具有更早的优先权日 的前述申请中被示出和描述。通过比较可以看出，该图涉及根据图3的第 一示例实施例中使用的片材x、 y的制造。从尚未被造型的连续的片材x 或y来开始形成成型部分u，之后开始形成较大的弯曲部B。之后是左边 一栏所示的步骤，接着是右边一栏的顶部起继续。底部的图示出了完成的 片材x或y。两个相同的片材x和y在大致为根据右边一栏的底部的第十 一步的状态下以横向对倒的方式组合，以形成扁平管道。另一个片材x或 y (该处未示出)从上方放置，将其相对较小的弯曲部b放入所示的片材x 或y的尚未完成的相对较大的弯曲部B中，未示出的另一个片材的相对较 大的弯曲部B从上方配合到示出的片材的相对较小的弯曲部b的周围。
以上所描述的和附图所示出的实施例只是以示例的方式提出，并不旨 于对本发明的构思和原理进行限制。因此，本领域的技术人员应理解，只 要不背离所附权利要求中指出的本发明的精神和范围，可以对元件及其结 构和布置的进行各种改变。
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权利要求
1.一种用于热交换器的扁平管道，所述扁平管道包括两个窄侧和两个宽侧，其由两个连续的片材制成，在所述片材的一个纵向边缘具有相对较大的弯曲部，并且在所述片材的另一个纵向边缘上具有相对较小的弯曲部；其中，两个所述片材以如下所述的方式相对于彼此布置，以形成所述扁平管道的壁所述布置方式为使得一个所述片材的纵向边缘的所述相对较大的弯曲部将另一个所述片材的纵向边缘上的所述相对较小的弯曲部保持在其中，以形成所述扁平管道的所述窄侧；其中，两个所述片材中的每个均包括至少一个其他成型部分，所述其他成型部分沿所述扁平管道的纵向延伸，并且通过一个所述片材的所述其他成型部分与相应的另一个所述片材相互作用来提高由所述片材形成的所述扁平管道的结合力。
2. 根据权利要求1所述的扁平管道，其中，所述成型部分被实施为凸 缘和弯折部中的一者。
3. 根据权利要求1所述的扁平管道，其中，所述成型部分被布置在所 g弯曲部的起始部与端部中的一者处。
4.根据权利要求1所述的扁平管道，其中，所述成型部分被布置在大 致位于一个所述片材的所述相对较大的弯曲部的起始部处，并且与另一个 所述片材的所述相对较小的弯曲部的端部相互作用。
5. 根据权利要求4所述的扁平管道，其中，所述相对较小的弯曲部的 所述端部包括所述片材的边缘的巻边。
6. 根据权利要求1所述的扁平管道，其中，所述成型部分被布置在大 致位于一个所述片材的所述相对较大的弯曲部的起始部处，并且与另一个 所述片材的所述相对较小的弯曲部的一部分相互作用。
7. 根据权利要求1所述的扁平管道，其中，所述成型部分被布置在大 致位于两个所述片材的所述相对较小的弯曲部的起始部处以及大致位于两 个所述片材的所述相对较大的弯曲部的端部处，其中所述成型部分装配于彼此。
8. 根据权利要求7所述的扁平管道，其中，所述成型部分是凸缘，一 个所述凸缘被实施为开口凸缘，其另一个所述凸缘装配到所述开口凸缘的 开口中。
9. 根据权利要求1所述的扁平管道，其中，所述相对较大的弯曲部和/或所述相对较小的弯曲部被实施为通过折叠至少部分地形成多层。
全文摘要
本发明涉及具有两个窄侧和两个宽侧的扁平热交换器管道。扁平管道可以由两个连续的片材制成，在该片材的一个纵向边缘上具有相对较大的弯曲部，并且在该片材的另一个纵向边缘上具有相对较小的弯曲部。两个片材相对于彼此横向对倒地布置，以形成扁平管道的壁，使得一个片材的纵向边缘的相对较大的弯曲部将另一个片材的纵向边缘的相对较小的弯曲部保持在其中，以形成扁平管道的窄侧。该片材形成有至少一个其他成型部分，该成型部分沿扁平管道的纵向延伸，并且提高了扁平管道的结合力。
文档编号F28F1/40GK101600931SQ200780051159
公开日2009年12月9日 申请日期2007年11月29日 优先权日2007年2月10日
发明者丹尼尔·波斯特, 马丁·保罗帕 申请人:摩丁制造公司