热交换器组件 |
|||||||
| 申请号 | CN201380056467.1 | 申请日 | 2013-10-29 | 公开(公告)号 | CN104769382B | 公开(公告)日 | 2017-11-17 |
| 申请人 | 株式会社电装; 电装马斯顿有限公司; | 发明人 | N·伍林; M·西埃夫法拉法; | ||||
| 摘要 | 本公开涉及形成 热交换器 或热交换器的一部分的组件(10)。组件(10)包括具有为侧板形式的至少一个插入件(20)的芯体(12)和通过至少一个卡扣配合连接而被连接到所述或每一个插入件(20)的总箱板(14)。因此，可以有助于组件(10)的组装处理，并且可以降低组件(10)的成本。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种形成热交换器或热交换器的一部分的组件，所述组件包括： |
||||||
| 说明书全文 | 热交换器组件[0001] 相关申请的交叉引用 技术领域背景技术[0004] 热交换器是公知的。典型地，热交换器具有可以为管状散热片式芯体的芯体和在芯体的每一侧的插入件。传统地，插入件与总箱板的连接通过多级过程实现。组装过程中的这些步骤增加了生产周期的时间并且常常需要专业工具，例如，需要使凸缘卷曲的专业工具。进一步地，这种连接通常容易出现误差和制造妥协。在JP2004125333和DE3937463(A1)中描述了两种这样的连接。 [0005] [PTL1] [0006] JP2004-125333A [0007] [PTL 2] [0008] DE 3937463A1发明内容 [0009] 本公开的目的是提供一种形成热交换器或热交换器的一部分的组件，所述组件能够有助于热交换器或热交换器的一部分的组装过程并降低成本。 [0010] 根据公开的第一方面，提供了一种形成热交换器或热交换器的一部分的组件，所述组件包括具有为侧板形式的至少一个插入件的芯体、和通过至少一个卡扣配合连接连接到每一插入件的总箱板。 [0011] 这里使用的术语“插入件”是用于有时也被称为侧板、芯板、侧部构件或内侧构件的特征的技术术语。这里使用的术语“总箱板”是用于有时也被称作顶板或管板的特征的技术术语。热交换器可以是通常用于车辆的任何适合的热交换器，例如汽车散热器。总箱板是热交换器的被布置成将冷却剂供应到安装在所述热交换器中的一系列管和从所述一系列管供应冷却剂的部件。卡扣配合连接允许在一个动作中将插入件组装到总箱板并且除去对完成连接的随后制造步骤(诸如部件变形或焊接)的需要。 [0012] 总箱板可以包括与侧板重叠并连接到侧板的凸缘。 [0013] 这避免了现有技术中由于在总箱内产生连接部而引起的渗漏的潜在问题。凸缘可以是向下转向的凸缘。这还保持了小的空间包络。凸缘还可以用作用于将总箱板安装在芯体上的导向件。这也通过总箱板与插入件之间更加确定的连接和更大的接触面积而加强了芯体的整体角部连接。 [0014] 实际上，根据本公开的另一方面，提供了一种形成热交换器或热交换器的一部分的组件，所述组件包括具有为侧板形式的至少一个插入件的芯体、和包括凸缘的总箱板，且凸缘和侧板重叠并连接在一起。 [0015] 总箱板优选地通过至少一个卡扣配合连接连接到每一个插入件。 [0016] 优选地，插入件和水箱板中的一个限定至少一个突起部，而插入件和水箱板中的另一个限定至少一个止动件，且所述或每一个突起部在所述或一个止动件后面进行闩锁以形成卡扣配合连接。所述或每一个止动件都可以是限定孔口的表面的一部分。在一个实施例中，具有单个突起部和单个止动件；在另一个实施例中，具有两个突起部和两个止动件；而在进一步的实施例中，具有多于两个的突起部和多于两个的止动件。 [0017] 止动件可以在插入件或总箱板凸缘上，并且在优选的实施例中，所述或每一个止动件都在凸缘上。 [0018] 所述或每一个突起部或止动件都可以设置在弹性臂上。支承臂的部件还可以包括连结板，所述连结板与臂相对，使得臂和连结板之间可以夹持另一部件。这提供了对断开的额外抵抗力。在设置两个或更多个臂的情况下，两个臂之间的连接区可以包括可以通过型锻形成的诸如细长脊部等加强变形件。这提供了额外的强度。变形件可以延伸超过臂的根部。在优选的实施例中，变形件从臂的根部在每一个方向上延伸大约相同的距离。这确保受到来自臂的弹性弯曲的应力的整个区域被加强。 [0019] 优选地，所述或每一个突起部都连接到倾斜引入部。倾斜引入部确保便于卡扣配合连接的连接。所述或每一个突起部和倾斜引入部形成倒钩部。可以采用反向锥形件。引入部的端部可以被折边。这用于提供更加明确的引入部。 [0020] 优选地，所述或每一个弹性臂当被组装时邻接散热片。使弹性臂邻接散热片增加与散热片接触的插入件的表面面积，从而使得进一步增加钎焊之后连接的结构整体性。 [0021] 优选地，插入件还包括横跨所述或每一个弹性臂的部件。这提供了更大的刚性。所述部件也可以防止所述或每一个弹性臂过度弯曲，以防止塑性变形。横跨部件可以包括在所述或每一个臂外侧的笼状件。这允许在芯体中散热片始终将端部管支撑到芯体的角部中。另外或者可选地，横跨部件可以包括在所述或每一个臂后面的连接件。 [0022] 优选地，臂的材料厚度(material gauge)与从根部到突起部的弹性臂长度之间的比值在7与253之间。对于诸如铝等材料来说，所述比值可以被减小到31至83的示例性范围。材料厚度与弹性臂长度比值确保变形仅出现在弹性范围内，因此优化了弹性极限内的应力施加与提供充足的回弹力以通过止动件保持突起部的接合之间的平衡。 [0023] 在优选的实施例中，一个部件限定凹穴，用于将部件保持在另一个上。这种非弹簧连接提高了最终铜焊接头处的质量。在一个实施例中，插入件包括凸缘保持凹穴。凸缘保持凹穴可以容纳总箱板的一部分，并因此保持插入件与总箱板之间的接触。在钎焊期间，当芯体的部件以不同的速率收缩时，这有利于提高钎焊连接。 [0024] 在一个实施例中，总箱板包括与插入件接触的凸缘，或者所述或每一个弹性臂都由凸缘形成，止动件是来自凸缘的切口，而突起部是插入件的渐缩部分。当插入件正连接到总箱板时，凸缘用作导向件。由凸缘形成弹性臂确保结构整体性被最大化并简化了铜焊夹具和部件工具。优选地，凸缘包括引入部。引入部允许当滑过芯体和插入件时更加容易地实现连接。 [0025] 可选地，总箱板包括与插入件接触的凸缘，或者所述或每一个弹性臂都形成在插入件中，止动件是来自凸缘的切口，并且止动件是凸缘的渐缩部。由插入件形成弹性臂确保结构整体性被最大化，而不是使用单独的部件或处理。 [0026] 优选地，插入件包括一个或多个加固件。这些加固件有助于加强插入件并可以允许减少整体材料使用。 [0027] 额外的材料可以被添加作为折边。折边可以设置在弹性臂之间的连接区(land)的外侧并且另外或者可选地设置在内侧，和/或设置到所述或每一个弹性臂的侧部。这种折边提供额外的强度并且可以有助于定位在总箱板上。 [0028] 所述或每一个弹性臂都可以包括至少一个接合部。这允许与散热片的更多接触，因此能够获得更好地铜焊接头。所述或一个接合部在突起部处并且可以被布置成避免止动件的角部淤塞突起部的内半径。 [0029] 插入件可以为细长通道形式。这提高了插入件的刚性并加强组件。通道的侧壁可以远离芯体延伸。 [0031] 以下参照附图以示例的方式描述本公开的实施例，其中： [0032] 图1是根据本公开的第一实施例的热交换器组件的透视图； [0033] 图2是图1的热交换器组件的部分II的部分分解详细图； [0034] 图3A是根据第一实施例的热交换器组件的总箱板的透视图； [0035] 图3B是图3A的部分IIIB的部分透视详细图； [0036] 图4是图1的热交换器组件的部分II的横截面的正视图； [0037] 图5是本公开的第二实施例中的热交换器组件的插入件的透视图； [0038] 图6是本公开的第三实施例中的热交换器组件的插入件的透视图； [0039] 图7是显示根据本公开的第四实施例的热交换器组件的一部分的透视图； [0040] 图8是显示根据本公开的第五实施例的热交换器组件的一部分的透视图； [0041] 图9是显示根据本公开的第六实施例的热交换器组件的一部分的透视图； [0042] 图10是显示根据本公开的第七实施例的热交换器组件的一部分的透视图； [0043] 图11是显示维度X和Y的横截面中的侧视图； [0044] 图12是显示根据本公开的第八实施例的热交换器组件的一部分的透视图； [0045] 图13是图12的热交换器组件的一部分的横截面的正视图；以及 [0046] 图14是显示根据变形例的热交换组件的插入件的透视图。 具体实施方式[0047] 下面将参照附图更加完整地描述示例性实施例。以下的描述仅仅是示例性的，不用于限定本公开、本申请或者限定其使用。 [0048] (第一实施例) [0049] 参照图1-4，根据本公开的第一实施例的为侧板形式的热交换器组件10包括芯体12、总箱板14和插入件20。 [0050] 部件通过准备用于钎焊的机器被组装。连接必须牢固，使得部件在诸如利用夹具加工和钎焊等进一步的处理期间保持连接。 [0051] 芯体12包括一系列大致平行的管，所述管具有设置在所述管之间的散热片布置。图1显示仅在角部处的管和散热片，但是所述管和散热片占据芯体12的整个侧部。管开槽到总箱板14中。仅在每一个端部处显示总箱板孔口15和管，但是孔口和管在总箱板14的整个长度上延伸。总箱板14被布置成连接到水箱，所述水箱用于连接到通向诸如内燃机等发热设备的导管(未示出)。总箱板14具有第一端部16和第二端部18。插入件20在每一个端部16、 18处连接到总箱板14。 [0052] 参照图2-4，总箱板14包括在第一端部16和第二端部18中的每一个处的向下弯曲凸缘22，使得每一个凸缘被定位成基本上与总箱板14的主体正交。每一个凸缘22当被组装时在插入件20的方向上延伸并位于所述插入件20的外部。每一个凸缘22都包括两个切口24(例如，孔口)。插入件20具有末端26，并包括位于末端26附近的两个相对应的弹性臂28、和在弹性臂28之间的连接区。每一个弹性臂被布置成邻接芯体12并从末端26纵向沿着插入件20形成在一对大致平行的切掉部30之间。切掉部30开始于插入件的末端26，终止于形成弹性臂28的根部32的位置处。弹性臂28因此大致形成在与插入件20的主体相同的平面中。 [0053] 插入件20包括折边末端60(第一折边)，所述折边末端远离芯体12并向下弯曲，使得折边倚靠插入件20的外表面上。为了容纳折边末端60，与插入件的最终长度相比较，插入件20的端部的尺寸超大。在折边之前，U形切掉部30被形成为用于产生每一个弹性臂28，并且在预先制造插入件的端部之前，U形切掉部的每一个臂都从预定根部32延伸到一点。邻接切掉部30的其余材料形成一条带，所述条带远离弹性臂28向外弯曲，使得一旦形成折边，则所述材料产生笼状件66。条带限定在插入件20的外侧上包围弹性臂28的笼状件66。笼状件66在弹性臂28的任一侧的位置处连接到插入件20，并且在弹性臂28的位置处沿向外方向延伸到热交换器组件10。笼状件66是插入件20的横跨弹性臂28的部分的示例。笼状件66可以防止弹性臂28的过度弯曲，以限制塑性变形的可能性。笼状件66还加固已经被切掉部30削弱的插入件20。笼状件66进一步在操作期间保护弹性臂28，并确保部件保持对准。笼状件66之间的条带的部分还在这些区域中加强插入件20。插入件20可以包括加固件。笼状件66可以用作插入件20的加固件的示例。 [0054] 参照图4，每一个弹性臂28都包括倒钩部34和板簧36。板簧36的长度被限定为臂28在根部32与倒钩部34之间的长度。倒钩部34包括突起部38和引入部40，且突起部38向内朝向芯体12延伸。引入部40相对于突起部38以锐角布置并远离芯体12弯曲。可以理解的是，引入部40相对于突起部38的角度形成在所述引入部40与突起部38之间的尖端42。倒钩部34可以包括倒锥体。例如，引入部40可以被折边。板簧36包括第一接合部44和第二接合部50。第一接合部44包括第一弯曲部45a和第二弯曲部45b。第一弯曲部45a使臂28向外转向到第一接合部44的向外延伸部46，且向外延伸部46大致垂直于插入件20的主体。第二弯曲部45b使臂28平行于插入件20的主体向回转向并将其引导到接触部48中。臂28进一步包括第二接合部50。第二接合部50从接触部48的上端延伸。第二接合部50的第一弯曲部初始使臂28远离芯体12转向然后立即朝向芯体12向回转向，从而形成上述向内延伸的突起部38。第二接合部50的第二弯曲部是突起部38与引入部40之间的尖端42。可以理解的是，倒圆通道52形成在第二接合部50的第一弯曲部的后面。 [0055] 插入件20包括在每一侧的向外转向的纵向凸缘54(细长通道)，使得所述插入件20大致为一通道形状。 [0056] 插入件20包括在每一侧处的形成开口侧杯状形状的凸缘保持凹穴70。当两个部件连接时，凸缘保持凹穴70保持插入件20与总箱板14之间的接触。在钎焊期间，当芯体的部件以不同的速率收缩时，这有利于提高钎焊连接。 [0057] 插入件20和总箱板14通过首先对准总箱板14与芯体12而组装在一起，且凸缘22在插入件20外部。接着使芯体12和总箱板14一起受压，从而迫使引入部40沿凸缘22向上滑动。该动作使板簧36弹性变形，使得所述板簧36远离凸缘22弯曲。当尖端42邻接凸缘22时，弹性臂28的最大偏转点出现。当尖端42邻接凸缘22时，对弹性臂28的位移所作出反应的力通过尖端42进行作用。在大致与插入件的主体相同的平面中，插入件20和总箱板14继续一起受压，直到尖端42抵达切口24，此时弹性臂28卡回到中立位置，使得突出部38在切口24内侧。 可以理解的是，当弹性臂28在中立位置时，接触部48接触凸缘22。第二接合部50的第一弯曲部的限定倒圆通道52的内壁与凸缘22分开并允许突出部38与切口24的下壁56平齐。可以理解的是，每一个切口24的下壁56都形成用作制动装置的止动件，由倒钩部34形成的突出部 38用作闩锁。当被组装时，倒钩部34防止插入件20与总箱板14分离。因此，可以理解的是，止动件和突起部或制动装置和闩锁协作以形成用于将插入件20固定到总箱板14的卡扣配合连接器。 [0058] 纵向凸缘54用作增大热交换器组件10的结构整体性以及使得部件在随后的处理阶段之间过渡时更加稳固的加强机构。 [0059] 热交换器组件10优选地由良好的热导体制造而成，典型地由诸如钢、钢复合材料、黄铜或铜等金属制成。插入件20和总箱板14优选但不是必然由类似的铝合金制成。优选地，插入件20和总箱板14由3000或6000系列铝制造而成。材料厚度优选地在0.5mm至3mm的范围内。弹簧长度x与材料厚度y的比值Z在本文中是重要的，参见图11。对于铝来说，比值Z在30∶1与85∶1之间。已经使用经验数据确定Z。下限与部件的屈服强度大致成反比，例如，屈服强度越低，弹性臂必须越长。上限是弹性模量的函数。当考虑使用实际比值Z时，与上限相比较，下限被认为是更重要的。 [0060] 在本实施例中，材料厚度y是1.4mm，而弹簧长度x是70mm，因此比值是50∶1。 [0061] 可以理解的是，插入件可以由除了铝之外的材料制成。对于钢来说，比值Z的范围例如在7∶1与253∶1之间。可以理解的是，这种大范围对于钢来说也是可能的，这是因为与铝相比，钢具有更高的刚性和弹性。 [0062] 有利地，卡扣配合连接器允许以一个动作将插入件组装到总箱板并且除去了对诸如部件变形或焊接等随后的制造步骤的需要。这种闩锁和制动系统确保连接可在一批热交换器组件中重复。当将总箱板正在连接到插入件时，插入件用作导向件。由凸缘形成作为切口的制动装置能够确保在不使用额外的处理的情况下最大化结构整体性。在芯体的远离水箱的一侧形成连接能够防止连接区域中任何可能的泄露问题。还能够保持被组件所占据的空间包络小且紧凑。依赖于所采用的材料的在7∶1与253∶1或30∶1与85∶1之间的材料厚度与弹簧长度比值能够确保变形仅在弹性范围发生，使得连接可重复，同时优化了弹性极限内的应力施加与保持倒钩部的接合的充分回弹力的提供之间的平衡。 [0063] 插入件与凸缘之间的紧密连接产生至总箱板连接部的良好的后钎焊插入件。所述实施例适用于使用连接到总箱板的塑料水箱的热交换器、或使用诸如铸造铝等金属水箱的热交换器，其中所述使用金属水箱的热交换器可以例如通过简单的对接焊接而被焊接到总箱板。 [0064] 以下将描述一组非穷举的进一步的实施例。进一步的实施例类似于第一实施例，并且以下仅描述不同。与先前实施例相同的所有部件使用相同的附图标记，但是对于第二实施例前缀有2，对于第三实施例前缀有3等等。 [0065] (第二实施例) [0066] 参照图5，在本公开的第二实施例中，插入件220以与先前的图相反的角度被示出。插入件220包括折边末端260(第一折边)。折边末端260通过使插入件220的端部226在与第一实施例相反的方向上被折叠且向内朝向芯体并向下折叠使得折边抵靠在插入件220的内表面上而形成。为了容纳折边末端260，与制造之前的插入件220的最终长度相比较，插入件 220的端部的尺寸超大。在该第二实施例中，用于形成弹性臂228的切掉部230仅从根部232延伸到在预先制造的插入件220的端部之前的点。当折边末端260在制造期间已经形成时，插入件220的端部处的其余材料大致在与插入件220相同的平面中形成一连结板262。连结板262占据与接合部244的接触表面(图5中未示出)相对的位置。折边末端260用于增大插入件端部的强度。连结板262是在弹性臂后面的连接件并且是插入件220的横跨弹性臂的部分的示例。 [0067] 插入件220进一步包括在两个板簧236(两个弹性臂)之间的连接区中的加强变形件。例如，插入件220进一步包括为纵向型模形式的型模状脊部264。型模状脊部264通过型锻而形成并在两个板簧236中间沿着插入件220延伸超过根部232。型模状脊部264在每一个方向上从根部232延伸大约相同的距离。型模状脊部264是形成在弹性臂之间的连接区中的细长脊部的示例。 [0068] 折边末端260和型模状脊部264为插入件220提供额外的强度。型模状脊部264和折边末端260可以用作插入件220的加固件的示例。 [0069] (第三实施例) [0070] 参照图6，本公开的第三实施例类似于第一实施例。引入部340在其末端处弯曲以形成折边368(第二折边)。此外，类似于第二实施例，第三实施例的组件包括型模364。 [0071] (第四实施例) [0072] 参照图7，在本公开的第四实施例中，插入件420包括三个弹性臂428。中心弹性臂428比前述实施例中的宽并包括连接到两个倒钩部434的单个板簧436。两个倒钩部434中的每一个都插入到布置在总箱板414的凸缘422上的单个分开的切口424(例如，孔口)或制动装置中。两个外臂428比前述实施例中的窄。图7显示当组装时型模状脊部464可以在弹性臂 428的板簧436的中间和旁边延伸直到总箱板凸缘的下端的正下方。 [0073] (第五实施例) [0074] 参照图8，在本公开的第五实施例中，插入件620包括形成闩锁的单个宽倒钩部634。总箱板614的凸缘622包括单个切口624(例如，孔口)，所述切口包括形成制动装置的止动件。如前述实施例所示，材料厚度与凸缘622的长度的比值允许凸缘622用作弹性臂。在组装时，凸缘622在倒钩部634上滑动直到凸缘622的材料的抗挠刚度迫使切口624超过锥形倒钩部634。在第五实施例中，当采用凸缘622作为闩锁时具有处理益处。例如，能够制造部件的更简单的推压工具将是能够满足需要的。在第五实施例中，倒钩部634是单个，但是倒钩部634的数量不局限于一个。倒钩部634的数量可以是多个。在这种情况下，切口624的数量相应地可以是多个，或者切口624可以是单个放大切口。 [0075] (第六实施例) [0076] 参照图9，在本公开的第六实施例中，总箱板714的凸缘722包括在每一侧的凸耳774。切掉部730沿着主体和侧部凸缘722之间的每一个折叠线从插入件720的末端形成在插入件720中。切掉部730限定弹性臂728，所述弹性臂728因此由纵向凸缘754形成。弹性臂728的中立位置因此在与纵向凸缘754的同一平面中。每一个弹性臂728都弯曲以形成倒钩部 734。在组装期间，总箱板714和插入件720一起受压，使得弹性臂728滑过凸耳774并滑过倒钩部734，从而迫使弹性臂728向外弯曲。当尖端742邻接凸耳774时，发生最大偏转，这是因为偏置力通过尖端742作用。当尖端742停止以邻接凸耳774时，弹性臂728复原回到中立位置，从而因此将突出部738卡扣在凸耳774上。结果，每一个凸耳774都用作止动件，而每一个倒钩部734的突起部738都用作闩锁，其中所述止动件和所述闩锁协作以形成卡扣配合连接器。由插入件720和总箱板714形成卡扣配合连接器能够确保在不使用用于卡扣配合连接的单独的部件或处理的情况下最大化结构整体性。 [0077] (第七实施例) [0078] 参照图10，在本公开的第七实施例中，总箱板814的凸缘822包括两个倒钩部834。插入件820包括两个弹性臂828，所述弹性臂仅包括第一接合部844。接合部844的接触部848限定切口824(例如，孔口)。切口824的止动件形成制动装置，而倒钩部834的突起部838形成闩锁。在组装时，插入件820与总箱板814的凸缘822对准。然后，插入件820与总箱板814一起受压，这使得接触部848沿着倒钩部834向上滑。倒钩部的尖端842作用用于弹性臂828的偏转点。一旦尖端842抵达切口824，则弹性臂828大致在插入件820的平面中恢复到其中立位置，因此允许止动件或制动装置卡扣在突起部838或闩锁上。 [0079] (第八实施例) [0080] 参照图12和图13，在本公开的第八实施例中，总箱板被布置成用垫圈安装朝向总箱板卷曲的水箱。总箱板914包括上弯边缘980。在本实施例中，边缘不是平直的，而是具有锯齿形边缘。因此，多个公成形部982被切掉，从而绕边缘980向上延伸。在总箱板914的第一端部916和第二端部918处，在向下折叠凸缘之前，U形切掉部形成在凸缘的主体中，使得公成形部982同时形成在总箱板的端部处。 [0081] 虽然实施例显示了具有五排管的热交换器，但是可以使用管排的数量从一个到多于五个的任意期望的数量。 [0082] 在第四实施例中，设置三个弹性臂428，并且中心弹性臂428比两个外臂428宽。可选地，如图14所示，两个外弹性臂428可以被省略。 [0083] 在上述实施例中，折边末端设置在插入件中，但是折边末端可以被省略。换句话说，插入件可以不被折边。 [0084] 将要认识的是，即使在上文中已经以示例的方式相对于多个实施例描述了本公开，但是可以将来自一个实施例的一些特征应用到另一个实施例，并且列表是非穷举的。 |
||||||
