CN106461356B - 用于机动车换热器的封头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车换热器的封头(10)，该封头(10)用于接收换热管(12)。所述封头包括：金属板(18)，管(12)穿过该金属板，并且该金属板具有用于将封头(10)压接至联管箱(16)的两个长边(26)；以及包括聚合材料的板(22)，该板布置在金属板(18)的上方并具有用于接收管(12)的开口(42)。

Description

用于机动车换热器的封头

技术领域

本发明涉及尤其用于机动车的换热器领域。更确切地说，本发明涉及一种换热器封头，该换热器封头包括一束管和至少一个联管箱(又称水箱)。

背景技术

通常，封头通过管接收口容纳管，所述管接收口是在封头中按有规律的间隔做出的孔口，这些间隔限定管间距。

为了提高换热器的换热性能，可减小管间距，这使得封头能容纳更多管。

已知的是，铝封头容纳的管的数目不如钢封头容纳的多，因为管间距不能减小到小于特定值。这是因为铝封头的机械强度必须足以抵抗换热器正常使用过程中的导热流体的压力，因此这种封头的铝材厚度不能小于1.2毫米。由于这种封头是通过深拉制成的，因此若铝材厚度大于或等于1.2毫米，则无法减小管间距。实际上，无法制造出既允许材料厚度大于或等于1.2毫米又允许减小管间距的深拉模具，因为在这种情况中，在模具材料的管接收口之间将没有足够的空间。

例如，文献WO 2009/058395说明了一种封头，该封头包括由铝材制成的管接收部，该管接收部也作为联管箱，并包括塑料增强件。这种增强封头允许减小用于封头和管的材料的厚度。

但是，现有技术的封头不允许充分减小管间距来容纳更多管从而提高换热器的热效率。因此，现有技术的封头不支持换热器达到最佳热性能。

而且，由于这种封头包括布置在联管箱上的大量加强肋以确保能承受换热器的内部压力，因此现有技术的这种方案很复杂，制造成本很高，并增加了换热器的总质量。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够容纳更多管并且还能减少质量的封头，以克服上述缺点。

为此，本发明的目的是一种用于机动车换热器的封头，该封头配置为接收换热管，所述封头包括：

-金属板，管穿过该金属板，并且该金属板具有用于将封头压接至联管箱的两个纵边，和

-包括聚合材料的板，该板布置在所述金属板的上方并具有用于接收管的开口。

在下文的说明中，术语“聚合材料板”指包括聚合材料的板。因此，上述的封头由聚合材料板增强，这允许使用厚度小于1.2毫米的金属铝板。有利的是，封头的金属板厚度的减小使其能通过深拉生产，同时将管间距减小为与钢封头中的管间距相似的值。因此，这种封头可接收更多的换热管。因而换热器的热效率得到提高，同时封头的质量减小。而且，由于聚合材料板增强了抗压能力并改善了管之间的密封，因此这种封头不易发生故障，例如导热流体的渗漏等。实际上，这种封头提高了换热器的可靠性和使用寿命。

术语“位于......上方”指聚合材料板位于金属板的上方，但是它们之间没有直接接触。因此，应理解，在这两个彼此叠置的板之间可***密封垫。

所述接收口指的是用于使管穿过板的开口，管必须穿过这些开口。

所述封头还可包括下列的一个或多个独立或组合的特征。

聚合材料板的壁构造为使得管的端部与此壁平齐而终止。因此，管不会从聚合材料板突出，因而它们的端部不会伸入联管箱之内，这消除了联管箱中的流体的紊流现象。

聚合材料板具有整体平坦的形式，其厚度在3和8毫米之间，优选大约为5毫米。聚合材料板的这种厚度范围显著提高封头的机械强度，并允许减少金属板的厚度。

聚合材料板包括用于联管箱的加强构造，所述加强构造优选包括用于布置在联管箱中的短柱的接收口。该加强构造有利地加强联管箱相对于封头的稳定性和结合性，这能限制换热器渗漏的危险。

在金属板和聚合材料板之间布置有密封垫片。该垫片最好具有双密封功能，即，管和封头之间的密封以及封头和联管箱之间的密封。而且，该垫片作为两个板之间的连接元件，这有助于在换热器组装过程中对封头进行搬运操作。

该垫片包括夹在金属板和聚合材料板之间的平坦部分，并且优选具有配置为在管上滑动的漏斗。这种漏斗能够加强管和管接收口之间的密封。

该垫片包括用于在联管箱和两个板之中的至少一个之间形成密封的周围凸筋。因此，这种凸筋能避免换热器渗漏的危险。

布置在聚合材料板上的管接收口还包括用于保持所述垫片的肩部，该肩部构造为当管接收在接收口中时使得所述垫片被压靠在所述肩部上。因此，所述垫片更易布置在封头上，并且更易长期保持其位置。

本发明还涉及一种用于如上所述封头的包括聚合材料的板。

本发明还涉及一种用于上述的封头的密封垫片。

本发明还涉及上述的联管箱和封头。

附图说明

参照附图能够更好地理解本发明，这些附图仅是示例性的，而不是限定性的，在附图中：

-图1是第一种实施方式的封头的透视图，在该封头上布置有管束；

-图2是第二种实施方式的封头的透视图。

具体实施方式

请参考图1，示出了用于机动车的换热器的封头10。在该实例中，换热器是配有一排换热管12的散热器，这些换热管12用于向换热器内导引载热流体。可替代地，所述换热器可以是另一种换热器，例如增压空气冷却器。

所述封头构造为通过其端部14接收换热器管12，并与联管箱16组装在一起。在此实例中，封头12由金属板18、密封垫片20和由聚合材料制成的板22(在下文中称为聚合材料板)组成。

管12预定穿过压接到联管箱16上的金属板18。为此，金属板18为深拉片材，包括中央矩形面24，该中央矩形面24具有用于管12穿过的有规律地间隔的椭圆形开口。金属板18具有侧面，这些侧面形成用于将封头10压接到联管箱16上的纵折边26和横折边(未示出)。这些边26包括矩形形式的压接齿28，这些压接齿有助于金属板18的压接操作。

密封垫片20布置在金属板18和聚合材料板22之间。为此，它包括夹在金属板和聚合材料板之间的平坦部分30。这个矩形形状的平坦部分30具有配置为在管12上滑动的漏斗32。这些漏斗32为椭圆形形式，并在垫片的平坦部分30的两边突出，即，它们包括正对联管箱18突出的上部34和在垫片的平坦部分之下突出的下部36。漏斗32包括布置在上部34的侧壁上的唇缘38。这些唇缘38预定停靠在布置在聚合材料板的管接收口42中的肩部40上。因此，它们不仅形成有助于垫片的定位的支撑表面，还参与联管箱和封头之间的密封。

该垫片包括用于在联管箱16和两个板18、22之中的至少一个之间形成密封的周围凸筋44。该垫片由弹性材料制成，这种弹性材料常用在换热器中，并且是本领域技术人员所熟知的。

聚合材料板22布置在金属板18上方，用于接收管。管接收口42具有长方形轮廓，而保持垫片20的肩部44具有基本上椭圆的形式。每个肩部40构造为当管12接收在接收口42中时使得垫片的唇缘38被压靠在肩部40上。在此实例中，管在其端部14稍稍外扩，这能改善垫片的漏斗32与肩部40的接触。

聚合材料板22包括联管箱16的加强构造46、48，这些构造包括沿板22的每个边缘布置的一排接收孔，这些接收孔用于接收布置在联管箱16中的加强短柱48。每个孔横向通入聚合材料板22的侧面23中，形成凹槽。凹槽的边缘49隔开一定距离，该距离小于每个开口的直径。应理解，这些开口的形状使得加强短柱48不能从聚合材料板22横向脱出，并且被保持为垂直于板22的状态。

因此，上述加强构造能够更好地抵抗当封头的侧壁39在换热器内的流体压力的作用下分开时引起的牵引力和旋转力。因此，联管箱16的变形更小，并且可显著减少用于提高刚度的加强肋的数目。

建议采用热固性聚合物材料制造聚合材料板22，但是也可考虑其它的可替代材料，包括热塑塑料或复合材料。聚合材料板22的厚度在3和8毫米之间，优选大约为5毫米。

联管箱16在封头的顶部形成护盖。它由热固性材料制成。联管箱16的正对聚合材料板22的上壁54的部分52具有半圆筒状轮廓，以抵抗流体压力。联管箱的这个半圆筒部52在其侧面延展为侧壁39，每个侧壁39包括台阶56(也被本领域技术人员称为“缘边”)。在联管箱16内，台阶56限定内肩58，该内肩58预定抵靠在聚合材料板22上。内肩58承载朝向聚合材料板的加强短柱48。每个短柱通过一条材料57连接至台阶56，形成联管箱16的内加强肋。这条材料57能够穿过凹槽49之一。在联管箱16外，台阶56形成外肩60，该外肩60在压接台阶之后折叠时可接收压接齿28。

由于封头被聚合材料板22加强，而且由于存在联管箱的加强构造46、48，因此能够使加强肋的数目最佳化(减少或消除)。

垫片的平坦部分30的顶部接收聚合材料板22，具有围绕换热管12的漏斗32，以及围绕聚合材料板22的周围凸筋44。更确切地说，漏斗32突出在垫片20的上方，并围绕管12的端部14，其末端与聚合材料板22的上壁54平齐。此上壁54构造为使得类似于漏斗32的管的端部14与此壁平齐而终止。

根据图2中所示的第二种实施方式，换热器管具有直端，即，没有止挡喇叭口(即，用于防止所述管朝联管箱60外滑动的管加宽部分)。对于聚合材料板来说，这包括在整个高度上与管的椭圆形轮廓对应的轮廓的开口(即，板的开口没有肩部)。因此，垫片的漏斗的上部具有与管相同的轮廓，并且没有唇缘。这种更简单的设计的实施方式能够降低换热器的制造成本。

封头10不局限于所示的实施方式，其它实施方式对于本领域技术人员来说也是显而易见的。尤其是，聚合材料板22的总体形状可有所不同。由于它是模制而成的，因此较易保证它包括凹腔形状或凸起构造，这种凹腔形状或凸起构造例如可简化管12在接收口42中的定位。而且，为了进一步简化制造，还可考虑不布置加强构造46、48，但是在此情况中，联管箱应具有附加的加强肋。

Claims (8)

1.一种用于机动车换热器的封头(10)，配置为接收换热管(12)，其特征在于该封头包括：

-金属板(18)，换热管(12)穿过该金属板，并且该金属板具有用于将封头(10)压接至联管箱(16)的两个纵边(26)，和

-包括聚合材料的聚合材料板(22)，该聚合材料板布置在所述金属板(18)的上方并具有用于接收换热管(12)的接收口(42)，且其中

聚合材料板(22)包括用于联管箱(16)的加强构造(46、48)，所述加强构造包括用于接收布置在联管箱(16)中的短柱(48)的接收孔。

2.如权利要求1所述的封头，其中，聚合材料板(22)的壁(54)构造为使得换热管(12)的端部(14)的末端与该壁(54)平齐。

3.如权利要求1所述的封头，其中，聚合材料板(22)具有总体平坦的形式，其厚度在3和8毫米之间。

4.如权利要求1所述的封头，包括布置在金属板(18)和聚合材料板(22)之间的密封垫片(20)。

5.如权利要求4所述的封头，其中，密封垫片(20)包括夹在金属板(18)和聚合材料板(22)之间的平坦部分(30)，并且具有配置为在换热管(12)上滑动的漏斗(32)。

6.如权利要求4或5所述的封头，其中，密封垫片(20)包括用于在联管箱(16)和金属板(18)、聚合材料板(22)之中的至少一个之间形成密封的周围凸筋(44)。

7.如权利要求4所述的封头，其中，布置在聚合材料板(22)上的用于换热管(12)的接收口(42)包括用于保持所述密封垫片的肩部(40)，该肩部(40)构造为当管接收在接收口(42)中时使得密封垫片(20)被压靠在所述肩部(40)上。

8.一种包括联管箱(16)和如权利要求1至7中任一项所述的封头(10)的换热器。

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