CN112805526B - 包括堆叠板的加强的热交换器 - Google Patents

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Abstract

一种热交换器(2)，其包括堆叠板(4)，堆叠板(4)包括下板(20)，其他板(22)堆叠在该下板上。该热交换器(2)还包括固定板(6)和在固定板(6)与下板(20)之间的加强板(8)。该加强板(8)具有通过加强板(8)材料的切割和折叠获得的加强元件(24)。

Description

包括堆叠板的加强的热交换器
技术领域
在机动车辆的热交换器领域中，已知使用包括堆叠板的热交换器，以使两种流体在相邻的板对之间交替地流通。这种热交换器例如用作发动机机油的机油冷却器。油和冷却剂沿着板叠板的每个中间板的相应侧面流通。
背景技术
热交换器还可以包括用于将堆叠板固定到机动车辆中的固定板。堆叠板例如焊接到固定板上，该固定板本身例如通过螺钉固定在车辆上。
从US2007084809-A和EP2267390-A还已知一种在固定板和堆叠板之间的加强板。
然而，这些设计是昂贵的，并且仍可以在机械耐力方面进行改进。
发明内容
本发明的一个方面涉及一种热交换器，该热交换器包括堆叠板，该堆叠板包括下板，其他板堆叠在该下板上，并且该热交换器还包括固定板和在该固定板与该下板之间的加强板，其中，固定板具有由加强板材料的切割和折叠获得的加强元件。
由此获得的加强元件在带来加强的同时仍允许挠性。而且，该方法允许以合理的成本控制加强元件的位置和形状。
还发现仅在两个角部周围具有加强元件是最佳的。
在特定的实施例中，热交换器可以包括以下技术特征中的一个、几个或任何组合：
加强元件仅是下板的仅一个或多个角部。仅在多个角部之一中具有加固元件可以使角部处得到加强，同时还为下板的其余部分提供更大的弹性。因此，下板可能会在约束不严格的位置遵循轻微变形，从而减轻了加强板和下板之间的界面中的约束。
加强元件仅在下板的两个角部周围。
对于每个加强角部，只有一个加强元件。
加强元件与下板接触。
加强元件的形状与下板的形状互补。
从固定板的顶部平面表面测量的加强元件的高度h优选至少是从加强板的顶部主平面表面测量的下板的***边缘的高度h’的一半。
加强元件的内表面跟随下板的外表面。
加强元件围绕下板的相应角部连续。
加强板仅具有两个加强元件。
加强板是基本上平坦的板。
除了加强元件的区域之外，加强板是平坦的板。
板具有用于流体流通的两个孔，加强元件位于两个孔的附近。
这两个孔分别用于流体、特别是油的入口和出口。
下板具有与加强板的用于流体流通的两个孔相对的对应孔，下板的两个孔分别在下板的由加强元件加强的两个角部中。
固定板具有接收固定板的平面表面和围绕加强板的突起。
该突起是固定板的***边缘。
该***边缘沿加强板的轮廓的至少50％存在。
固定板具有与加强板的对应孔相对的用于流体流通的两个孔。
固定板具有用于将热交换器固定到机动车辆中的孔。
加强板具有与加强板的对应孔相对的用于固定的孔。
堆叠板限定用于两种相应流体的两个回路，该回路被构造成使得两种流体在相邻的板对之间交替地流通。
每个回路沿着堆叠板的每个中间板的相应侧流动。
堆叠板中的每个中间板具有孔，用于使两种流体流通通过每个中间板。
下板具有两个孔，分别用于两种流体中一种、特别是油的入口和出口。
与下板相对的端板具有两个孔，分别用于两种流体中的第二种流体、特别是冷却剂的入口和出口。
热交换器是油冷却器。
本发明的另一方面涉及一种用于制造热交换器的方法，该热交换器包括：堆叠板，包括下板，其他板堆叠在该下板上；该热交换器还包括固定板；以及在固定板和下板之间的加强板，该固定板具有加强元件，并且其中，该方法包括从加强板的材料切割和折叠加强元件的动作。
在特定的实施方案中，该方法可以包括以下特征中的一个、几个或任意组合：
加强元件的切割和折叠是通过工具、特别是切割染料(cutting dye)的单次运动完成的。
切割和折叠是在一个步骤中完成的。
由加强板通过切割和折叠制成的所有加强元件都在单个步骤中完成。
附图说明
现在将参考附图通过示例的方式描述本发明的实施例，在附图中：
图1是根据本发明的实施例的热交换器的透视图，该热交换器包括堆叠板、固定板以及在固定板和堆叠的板之间的加强板；
图2是图1的热交换器中存在的加强板的透视图；
图3是透视图，示出了图1的热交换器中存在的堆叠板的下板、加强板和固定板，以及在下板的顶部上的堆叠基板中的第一基板；
图4是图3所示的固定板、加强板和下板的剖视图。
具体实施方式
图1示出了典型地用于油冷却的热交换器2。热交换器包括堆叠板4、固定板6和在固定板6与堆叠板4之间的加强板8。
热交换器包括穿过堆叠板中的顶部端板14的冷却剂入口10和冷却剂出口12。冷却剂例如是通常用于发动机冷却的基于水和乙二醇的液体。在图2和图3中，还可通过堆叠板4中的下板20、通过加强板8和通过固定板6看到油入口16和油出口18。因此，热交换器旨在用作油冷却器，例如用于冷却机动车辆发动机的油。然而，热交换器也可以用于其他流体之间的热交换，例如基于水和乙二醇的液体与诸如12234yf的制冷剂之间的热交换。
热交换器的堆叠板4被设计成使得两种流体在相邻的板对之间交替地流通。也就是说，每种流体沿着堆叠板4的每个中间板22(也称为“基板”)的相应侧面流通。基板22具有用于使两种流体流通通过每个板的孔。
这种类型的堆叠板4是本领域技术人员通常使用的并且是已知的。
在图2至图3上更具体地示出的加强板8是基本上平坦的板，其在下板20的两个角部26周围具有两个加强元件24。这两个加强元件24在图4上更密切地示出，是通过从加强板上切割和折叠材料而获得的。
如图4所示，加强元件24的内表面28接触下板20的***边缘32的外表面30。优选地，加强元件24的内表面28具有与外表面30的形状互补的形状，并且因此沿着整个角部26接触。
从固定板6的顶部平面表面34测量的加强元件24的高度h优选至少是从加强板8的顶部主平面表面36测量的下板20的***边缘32的高度h’的一半。
加强元件24的切割和折叠优选地通过切割染料(cutting dye)或任何其他适合的工具的单次运动来进行。但是替代地，也可以选择使用两个不同的工具/设备分两个步骤进行。通过切割和折叠制成的加强板8的所有加强元件24都优选地在单个步骤中完成。
如图所示，优选地，仅在下板20的两个角部26周围存在加强元件24。可替代地，可以有四个加强元件24，在下板20的每个角部26周围，但这是次优选的解决方案。
同样优选地，加强元件24在它们相应的角部26周围成一个部件(或“连续的”)。也就是说，每个角部26仅由一个加强元件加强。与在特定角部处具有多个加强元件相比，发现了一种更可靠的加强。
再次优选地，加强的角部是在用于油的流体连通的油入口16和油出口18附近的角部。如果基于水和乙二醇的冷却剂的入口和出口也被设计为通过加强板8和固定板6，这也是可能的选择，那么加强元件将在油的入口和出口附近，并且在基于水和乙二醇的冷却剂的入口和出口附近将没有加强元件。
加强板8具有与固定板6的对应固定孔相对的固定孔38，以便例如接收旨在将热交换器固定在机动车辆中的固定螺钉。可替代地，加强板不具有固定孔，并且固定板6通过在加强板外部的孔被紧固到汽车上。
加强板8还具有与下板20的对应定位元件42协作的定位元件42，或更一般地定位元件。在该特定示例中，下板20、加强板8和固定板6的定位元件42是突出柱，每个板20、6和8的突出柱分别相同。
由于与加强板8的固定孔38相对的固定孔44，图2、3和4所示的固定板6用于接收加强板并将热交换器2固定到机动车辆上。可以使用固定螺钉或任何其他合适的固定元件(例如螺栓)进行固定。
固定板6具有顶部平面表面34(图4)，顶部平面表面34接收加强板的底部平面表面46，两个表面彼此接触。替代地，固定板6和加强板8可以具有任何其他适合的几何形状。
固定板6具有围绕加强板8的***边缘48，用于加强固定板6。
优选地，***边缘48基本上沿着加强板8的整个轮廓延伸。在附图中，仅存在没有***边缘48的两个区域52，但是***边缘48仍然存在于加强板8的轮廓的至少50％周围。
最后，如通常所知，堆叠板4由相同的基板、上板(未示出)和顶部端板14制成。
如图3所示，下板20具有两个孔54和56。对于下板20存在不起作用的孔，因为这些孔在加强板8和固定板6中没有对应孔。
下板20还具有用于油流通的孔58和60。
基板22全部相同。它们具有用于油流通的孔62和用于冷却剂流通的孔64。
而且，每个基板相对于相邻基板旋转180度。这样，就不必像众所周知的那样制作两种不同类型的板。
第一组基板旨在使油在基板22上方流通。用于油流通的孔62与这些板的主平面表面在同一平面中，用于冷却剂流通的孔66升高，以使它们与上方基板的底部平面表面紧密接触，其旋转180度。
堆叠板的基板22的第二半部(second half)在这些基板22的主平面表面的平面中具有用于冷却剂的孔64，并且用于油流通的孔62升高，使得它们与上方板的底部表面紧密接触。冷却剂将在第二种类型的基板的顶部侧上流通。
重要的是，堆叠板4中的每个基板22、下板20和上板(未示出)具有相同形状的***边缘32。每个板的***边缘32以紧密的方式接收上方板的***边缘32的外表面。该设计也被称为“桶”设计，其中每个桶板沿着***边缘32以紧密的方式接收上方桶板。
顶部端板仅具有用于接收冷却剂入口和出口的孔66和68。可选地，如上所述，冷却剂的入口和出口也可以在固定板6的侧面，在这种情况下，在顶部端板14中将没有流通孔。

Claims (13)

1.一种热交换器(2)，包括堆叠板(4)，所述堆叠板包括下板(20)，其他板(22)堆叠在所述下板上，并且所述热交换器(2)包括固定板(6)和在所述固定板(6)与所述下板(20)之间的加强板(8)，其中，所述加强板(8)具有由加强板(8)材料的切割和折叠获得的加强元件(24)；从固定板的顶部平面表面测量的加强元件的第一高度h至少是从加强板的顶部主平面表面测量的下板的***边缘的第二高度h’的一半；所述加强板还包括定位突起，所述定位突起被配置为与所述下板的定位元件协作；所述定位突起在垂直于所述加强元件的第一高度的方向上设置在所述加强板的两个孔之间，所述两个孔被配置为使流体循环通过所述加强板；其中，所述加强元件(24)仅在所述下板(20)的一个或多个角部周围。
2.根据权利要求1所述的热交换器(2)，其中，
所述加强元件(24)仅在所述下板(20)的两个角部周围。
3.根据权利要求1所述的热交换器(2)，其中，
所述加强元件(24)与所述下板(20)接触。
4.根据权利要求1所述的热交换器(2)，其中，
所述加强元件(24)的形状与所述下板(20)的形状互补。
5.根据权利要求1所述的热交换器(2)，其中，
所述加强板(8)是基本上平坦的板。
6.根据权利要求1所述的热交换器(2)，其中，
所述加强板(8)具有用于流体流通的两个孔(16、18)，所述加强元件(24)位于所述两个孔(16、18)的附近。
7.根据权利要求6所述的热交换器(2)，其中，
所述下板(20)具有与所述加强板(8)的用于流体流通的两个孔(16、18)相对的对应孔(58、60)，所述下板(20)的两个孔(58、60)分别位于所述下板(20)的由所述加强元件(24)加强的两个角部(26)中。
8.根据权利要求1所述的热交换器(2)，其中，
所述固定板(6)具有接收所述加强板(8)的平面表面(34)和围绕所述加强板(8)的突起(48)。
9.根据权利要求7或8所述的热交换器(2)，其中，
所述突起(48)是所述固定板(6)的***边缘。
10.根据权利要求1所述的热交换器(2)，其中，
所述堆叠板(4)限定用于两种相应流体的两个回路，所述回路被构造成使得两种流体在相邻的板(22)对之间交替地流通。
11.根据权利要求1所述的热交换器(2)，其中，
所述热交换器(2)是油冷却器。
12.一种用于制造热交换器(2)的方法，所述热交换器包括：堆叠板(4)，所述堆叠板包括下板(20)，其他板(22)堆叠在所述下板上；所述热交换器还包括固定板(6)以及在所述固定板(6)和所述下板(20)之间的加强板(8)，所述加强板(8)具有加强元件(24)，从固定板的顶部平面表面测量的加强元件的高度h至少是从加强板的顶部主平面表面测量的下板的***边缘的高度h’的一半；所述加强板还包括定位突起，所述定位突起被配置为与所述下板的定位元件协作；所述定位突起在垂直于所述加强元件的第一高度的方向上设置在所述加强板的两个孔之间，所述两个孔被配置为使流体循环通过所述加强板，其中，所述加强元件(24)仅在所述下板(20)的一个或多个角部周围；并且其中，所述方法包括从所述加强板(8)的材料切割和折叠所述加强元件(24)的动作。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，
加强元件(24)的切割和折叠是通过工具的单次运动完成的。
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