CN107849967A - 热交换器及制造方法 - Google Patents

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T·埃克特
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Abstract

一种热交换器设置在壳体中，所述热交换器具有板对或管的堆叠且其间设置有肋状物，并且具有带孔的覆盖板。所述热交换器的功能性部件，包括入口端口和/或出口端口，由接合器提供，所述接合器以密封方式搁靠在所述覆盖板上。所述接合器被紧固到所述壳体，并且提供到所述孔和所述管或板对的流体连接。

Description

热交换器及制造方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2015年8月20日提交的德国专利申请号102015010885.9的优先权，该申请的全部内容通过引用合并于此。
技术领域
本发明涉及一种热交换器，所述热交换器具有板对或管的堆叠，肋状物布设在所述板对或管之间，并且所述热交换器具有覆盖板，覆盖板具有设置于堆叠上的孔，所述热交换器还具有入口端口和出口端口，其中所述热交换器被布设在壳体中，所述覆盖板的边缘与所述壳体中的***开口的边缘连接。还提出了一种用于制造这种热交换器的方法。
背景技术
从德国专利DE10 2012 006 346B4中已知一种热交换器，该专利的内容通过引用合并于此。位于这种已知的热交换器的覆盖板上的是入口端口和出口端口(对应于扁平管的宽侧的开口)，用于将冷却流体引导穿过覆盖板中的孔并流入或流出所述堆叠的扁平管。这些端口被直接地钎焊在覆盖板上。
对于此类热交换器来说理想的是，能够配备功能性元件，例如传感器、通风部或类似部件，而不会因此使制造成本大量增加。
发明内容
本发明解决的一个问题是提供配备有功能性元件的热交换器，其中，这种热交换器的制造意图被无缝地合并到现有工序中。
在一个实施例中，由于提供有接合器(优选地，所述接合器由塑料材料制成)，用于热交换器的现有制造工序无需被改变。一旦所述堆叠(在钎焊炉中已被钎焊)已被***壳体，并且在覆盖板的边缘和壳体中的***开口的边缘之间已经形成焊接点，接合器将随后被放置到覆盖板上，并且通过其悬臂的方式在壳体上被紧固于紧固点。
在一些实施例中，入口端口和/或出口端口属于接合器，接合器被相对于覆盖板密封，并且提供到孔和管的流体连接。
发明人注意到(至少根据一个优选实施例)，钎焊炉中的堆叠的焊接和钎焊已被简化，因为(与上述提到的现有技术相反)在覆盖板上没有呈现破坏性的并且大量的会增加钎焊重量的金属端口。
下面将参照附图，以示例性实施例在下文中对本发明进行描述。
附图说明
图1示出了尚未完成的热交换器的分解透视图。
图2示出了已完成的热交换器。
图3示出了不带热交换器的壳体。
图4示出了穿过图2的热交换器的截面，特别是在接合器区域，但是以旋转180°的方式示出，对应于热交换器的待安装位置，例如机动车辆的发动机隔室中。
图5至图7示出了各种接合器的透视图。
图8示出了第二个示例性的实施例。
具体实施方式
在详细说明任何本发明的实施例以前，应理解，本发明在其应用中不局限于以下说明中陈述的或附图中示出的构造细节以及组件布设。本发明能够使用其他实施例，并且能够以各种方式被实施或者被执行。还应理解，在此使用的用语和术语是用于描述目的，不应被视为限制。“包括”、“包含”或“具有”以及在此方面的各种变体的使用意味着包含在此后列出的项目及其等效项目，同样也包含附加项目。除非特别说明或限制，否则，术语“装载”、“连接”、“支撑”和“联接”以及由此的变体以其广义使用并且包括直接和间接的装载、连接、支撑和联接。进一步地，“连接”和“联接”不局限于物理的或机械的连接或联接。
如示例实施例示出的热交换器是中间冷却器，通过这种中间冷却器，被压缩的增压空气以液体方式被冷却。
对该用途的说明不意图排除任何其他用途，尤其不排除气体与液体在其中进行热交换的那些用途。
图1或图2，但是特别是图4示出了热交换器包括形成管1的板对堆叠，肋状物2布设在板对之间。管1还可以被以其他方式提供。为此目的，如果需要的话，还可以参考开头引用的现有技术。
位于堆叠上的是覆盖板4。覆盖板4具有两个孔3。位于覆盖板4以上的是接合器10。接合器10是优选地作为注模产品生产的部件，优选地，所述注模产品使用塑料材料制成，尽管替代地它可以作为铸造金属部件(例如铸造铝部件)制造。根据图1、图2和图7，接合器10为单个部件。图5和图6示出了两部件式变体。接合器10包括用于液体的入口端口5和出口端口6。进一步地，接合器10包括用于提供到热交换器中以及返回到出口端口6的流体连接的导管。
如图7中可见，接合器10额外地在其下侧具有两个开口12，每个开口具有围绕其边缘的密封部13。开口12对应于以上提到的孔3。正如所知的那样，另一个洞15(图4，同样地对应于开口12和孔3)位于板1中，使得液体能够流过堆叠的每个板对或每个管，特别是每个扁平管1。
在图2中以两个箭头表示的增压空气流经肋状物2，并且因此被冷却。在图1中，具有箭头的虚线表示液体流经管1的大致呈U型的路径。
只有当钎焊后的堆叠在先前已被***壳体7中的***开口71中，并且覆盖板4的边缘40已被牢固地连接到***开口71的边缘70，特别是以焊接的方式连接到那里时，才安装所描述的接合器10。
除了已描述的特征功能以外，接合器10还具有悬臂11，悬臂11在示例性实施例中为三个，用于将接合器10紧固到壳体7。因此，壳体7已配备了紧固点72。紧固点72可以在例如制造壳体7时一同形成，因此这几乎不需要付出任何额外的努力。在一个示例性的实施例中，该紧固通过旋拧固定实现。
为了简单起见，示例性实施例示出了紧固点72被布设为例如与覆盖板4齐平。因此，悬臂11能够延伸超过覆盖板4的边缘40而不需弯曲或类似的设计。在未示出的实施例中，与之相比，壳体7已适应于限制，其结果是紧固点72也被布设为例如低于(在一些情况下也为高于)覆盖板4的高度。在这样的情况下，为了到达紧固点72，悬臂11形成为具有一个甚至多个弯曲部或类似结构。
通过将紧固点72作为壳体7的一部分提供能够具有一些优势。这些特征可以通过净成形制造过程相对容易地制造，通常在净成形制造过程中形成壳体7，例如，铝铸造过程或塑料注模过程。紧固点72的几何结构因此能够在同一过程中形成，因此无需产生额外的制造步骤，因此仅产生可以忽略的额外成本。可能需要二次操作例如螺纹攻丝操作，但是通过使用自动攻丝螺丝以将接合器10固定到紧固点72，也可以免去该操作。
与此相反，在热交换器4本身的覆盖板4上包含紧固点可能是有问题的。覆盖板4本身通常太薄而不能充分地支持螺纹，而且在经钎焊之后材料通常过软不足以支撑施加到这些螺纹上的负载。因此，为了提供必不可少的紧固点，需要向热交换器本身添加额外的组件，由此带来额外的成本和复杂度。
作为进一步的优势，通过将安装位置以及热交换器的入口端口5和出口端口6与钎焊后的热交换器芯分开设置，可以获得关于那些特征的定位的额外的灵活性。这允许多个冷却器变体之间共用一个共同的钎焊热交换器芯的设计，使用壳体7和接合器10的各种版本满足不同应用的各种包装限制。
进一步地，为了能够排放液体中携带的气体，示例性实施例中的接合器10还具有连接到外部的通风管14。在示例性的实施例中，管14的一端位于被布设在堆叠中形成的出口空间8内部的顶部的一点(图4)。在另一个示例性的实施例中，为此提供了入口空间9。通风管14可以采取金属管的形式，所述金属管被***到接合器10的相应部分，如图4的横截面中可见。关联到外部的连接被作为流体地连接到通风管的一端的通风孔提供，软管连接或类似能够附接至该通风孔。
附图标记15表示温度传感器，其记录液体温度并且能够提供性能相关调整，例如液体的体积流量的调整。用于安装传感器15的相应空间是接合器10的构成部分。这样的额外功能以及其它可能的额外功能可以很容易地通过接合器10提供。如图5至图7中最佳示出，温度传感器15能够包括被集成到接合器10中的容器，其尤其适于容纳标准的热电偶类型的探针(未示出)。为了测量所述空间内的流体的温度并且传送与感测到的温度成比例的电信号，温度传感器15的探针部能够被***温度传感器15的容器部分，并且能够被密封地附加至此，使探针的感应端置于流体空间8或9中。
图5和图6描绘了接合器10的替代实施例，其中，接合器10由多个(即两个或更多)部分构造。接合器10的这种构造在一些情况中是有利的，因为它能够允许更复杂的形状，而这些复杂形状在作为单个组件生产(例如通过塑料注模)时会造成困难。在将接合器10组装到热交换器之前，可以将两个或更多组件通过例如粘结、超声波焊接或类似工艺永久地结合到一起以形成单个接合器10。替代地，可以将组件以可释放的方式结合在一起。在需要将端口之一(例如图5和图6的实施例中的入口端口5)定位到稍微远离相应的孔3的位置的应用中(可能是安装条件中的空间限制迫使如此)时，接合器10的这种多部件的实施例特别有利。接合器10提供的位于远距离定位的端口(在所示实施例中为端口5)和相应的孔3之间的导管平行于覆盖板4的平面表面延伸遍及覆盖板4的长度的一部分。
在根据图8的示例性的实施例中(与已描述的示例性实施例相反)，只有出口端口6已被集成到接合器10中。入口端口5位于覆盖板4上。但是，所述入口端口5也能够位于一些其他位置，例如，位于所述堆叠的相对侧。显然，两个端口5、6也能够被互换，即接合器10可以包括入口端口5而不是出口端口6。已描述和示出的接合器10的附加功能(通风件14、传感器15和其他部件)被保持。
正如可以从查看图8推想，这个示例性的实施例需要相应修改的板设计，其中板对或管具有不同的通流特点(箭头)，但是，这一点本身是已知的(未示出)。
参照本发明的具体实施例描述了本发明的特定特征和元件的各种替代。除了以上描述的每个实施例相互专有的或者与以上描述的每个实施例不一致的特征、元件和操作方式以外，应注意，参照一个特定实施例描述的替代特征、元件和操作方式也适用于其它实施例。已描述的实施例仅以示例方式呈现，而不意图作为本发明的概念和原理的限制。同样地，本领域普通技术人员应领会，在不偏离本发明的精神和范围的基础上，能够对元件及其配置和布设做出各种变动。

Claims (18)

1.一种热交换器，包括：
板对或管的堆叠，肋状物设置在板对或管之间，所述堆叠具有带有一个或多个孔的覆盖板，以允许流体流入所述堆叠和/或从所述堆叠流出；
壳体，所述堆叠设置在所述壳体中，所述壳体具有***开口以容纳所述堆叠；以及
接合器，所述接合器被放置为抵靠所述覆盖板，用以为一个或多个孔提供流体密封部，所述接合器通过一个或多个由所述壳体提供的紧固点紧固于所述壳体，所述接合器提供用于待穿过所述堆叠流通的流体的至少一个入口端口或出口端口。
2.根据权利要求1所述的热交换器，其中，所述一个或多个孔包括第一孔和第二孔，所述第一孔允许流体流入所述堆叠，所述第二孔允许流体从所述堆叠流出，所述接合器包括：
入口端口，流体穿过所述入口端口能够被接收到所述热交换器中；
出口端口，流体穿过所述出口端口能够从所述热交换器中移除；
第一导管，流体地连接所述入口端口和所述第一孔；
第二导管，流体地连接所述出口端口和所述第二孔；
第一密封部，围绕所述第一孔；以及
第二密封部，围绕所述第二孔。
3.根据权利要求2所述的热交换器，其中，所述第一导管和所述第二导管中的一个的至少一部分平行于所述覆盖板的平面表面延伸。
4.根据权利要求1所述的热交换器，其中，所述接合器包括一个或多个注模塑料部分。
5.根据权利要求1所述的热交换器，其中，所述覆盖板被边缘包围，其中，所述边缘位于由所述壳体提供的所述***开口以及一个或多个紧固点之间。
6.根据权利要求1所述的热交换器，其中，所述接合器仅通过所述壳体提供的一个或多个紧固点紧固。
7.根据权利要求1所述的热交换器，其中，所述接合器包括一个或多个悬臂，其中，所述接合器在所述一个或多个悬臂的端部处被紧固至所述一个或多个紧固点。
8.根据权利要求1所述的热交换器，其中，所述壳体包括：
空气入口，其设置在所述壳体的一端；
空气出口，其设置在所述壳体的另一端，所述空气入口和所述空气出口由所述堆叠相分隔；
所述紧固点的第一紧固点设置在对应于所述空气入口的所述***开口的一侧；以及
所述紧固点的第二紧固点设置在对应于所述空气出口的所述***开口的一侧。
9.根据权利要求1所述的热交换器，其中，所述接合器包括通风管和通风口，所述通风管延伸穿过一个或多个所述孔，所述通风口流体地连接到所述通风管的一端。
10.根据权利要求9所述的热交换器，其中，与所述通风口相对的弯曲管的端部设置在所述堆叠内设置的流体空间的顶部。
11.根据权利要求1所述的热交换器，还包括温度传感器以测量穿过所述热交换器的流体的温度，其中，所述温度传感器容纳在集成到所述接合器中的容器中。
12.一种制造热交换器的方法，包括：
将板对或管的堆叠钎焊，使肋状物设置在所述板对或管之间，使覆盖板设置在所述堆叠的一端；
将所述堆叠***壳体的***开口中，使得所述板对或管以及肋状物位于所述壳体中；
将所述覆盖板沿着所述***开口的边缘固定于所述壳体；
将接合器抵靠所述覆盖板放置；以及
将所述接合器在多个紧固点处固定于所述壳体。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，将所述接合器固定于所述壳体产生所述接合器和所述覆盖板之间的一个或多个流体密封部，使得在所述热交换器的入口端口和出口端口之间形成***露的流体路径。
14.根据权利要求12所述的方法，还包括将通风管***所述堆叠中的流体空间。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，将***所述通风管的步骤与将所述接合器放置为抵靠所述覆盖板的步骤同时完成。
16.根据权利要求12所述的方法，其中，将所述接合器固定于所述壳体包括在多个紧固点处将螺钉穿过所述接合器的悬臂***所述壳体中。
17.一种热交换器，包括：
壳体，具有空气入口、空气出口，以及延伸穿过所述空气入口和所述空气出口之间的壳体的空气流动路径；
板对或管的钎焊堆叠，肋状物设置于所述板对或管之间，所述肋状物沿着所述空气流动路径定位，覆盖板在一端被钎焊到所述堆叠；
接合器，具有流体入口和流体出口；以及
流体流动路径，在所述流体入口和所述流体出口之间延伸，并且穿过所述板对或管，其中，所述覆盖板和所述接合器被分别紧固到所述壳体。
18.根据权利要求17所述的热交换器，还包括：
所述覆盖板中的第一孔，所述流体流动路径延伸穿过所述第一孔，以将流体从所述接合器导向至所述堆叠；
所述覆盖板中的第二孔，所述流体流动路径延伸穿过所述第二孔，以将流体从所述堆叠导向至所述接合器；
第一密封部，其围绕所述第一孔，以防止所述流体在穿过所述第一孔时所述流体泄露；以及
第二密封部，其围绕所述第二孔，以防止所述流体在穿过所述第二孔时所述流体泄露，其中，所述第一密封部和所述第二密封部通过将所述接合器紧固到所述壳体而形成。
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