用于热交换器集管盒的密封装置 技术领域 本发明涉及热交换器领域, 特别是用于机动车的热交换器。
本发明更特别地涉及一种安装在钎焊热交换器上的集管箱或集管盒, 该热交换器 也就是说, 一种热交换器, 其各元件通过钎焊操作被明确地固定在一起 ( 通过施加钎焊材 料层并使其通过专用钎焊炉 )。
背景技术 机动车热交换器, 例如散热器和增压器交换器, 使用一个或多个部件构成的形成 进口室或出口室的集管箱。 通常地, 这些集管箱包含至少两个部件, 这两个部件中的一个形 成集管板, 另一个部件形成盖子, 该盖子固定于集管板, 以至少部分地关闭集管箱。
集管箱通常有两种类型, 即 “全金属” 类型或带有塑料盖子的类型。 “全金属” 类型 的集管箱与带有塑料盖子类型的集管箱相比具有一定的优点, 带有塑料盖子那种类型要求 密封装置的固定, 以确保盖子和集管板之间极佳的流体密封连接, 该密封装置通常是弹性 密封垫圈。
集管板具有沟槽或通道, 密封垫圈用于定位和放置在其中。 随后, 盖子被定位在密 封垫圈上, 并且在通常情况下, 集管板是压接的, 例如使用在集管板周边处定位的齿。
此外, 由于明显的节省空间和尺寸原因, 一些集管箱的集管板不具有有助于密封 垫圈的定位和保持的沟槽或通道。
主要问题在于, 在安装盖子之前在集管板上定位密封垫圈, 因为定位密封垫圈的 这个操作是造成生产困难的主要根本原因。
存在密封垫圈的不良定位的多个原因。
密封垫圈可表现出使其翘曲的制造缺陷, 而垫圈的这种固有缺陷因为密封垫圈的 尺寸或甚至因为其颜色而不容易被识别。此外, 如果密封垫圈过长, 随着盖子向下固定, 沿 垫圈的轮廓将会有褶皱。或多或少长期下去, 这会导致不完善的密封和流体泄漏。
密封垫圈的定位通常是由操作人员进行的手动操作, 因为使用机器是困难的, 自 动定位密封垫圈的主要问题在于机器从储存在箱子或其相似物里的多个密封垫圈中拾起 或抓取密封垫圈的能力。此外, 密封垫圈通常由橡胶制成, 因此具有容易损坏的风险。
为了解决这些问题, 文献 DE 4243495、 US 7156401 和 FR 2867553 都披露了用于张 紧密封垫圈的方法和 / 或装置, 但这些解决方案的执行显示出一些缺点。
在文献 DE 4243495 中, 密封垫圈包含突起部, 其位于垫圈拉伸所围绕的四个角 部, 这些突起部从而被定位于集管板的专门的凹槽中。 这个解决方案的一个主要缺点在于, 需要在集管板的各角部处制造凹槽, 这会具有额外的制造成本并弱化集管板, 特别是降低 其抵挡循环压力的能力。此外, 由于垫圈的突起部突出超过集管箱 ( 也被称为 “集流器” ), 其会增大集管箱的 ( 包装 ) 尺寸。
文献 US 7156401 披露了一种与文献 DE 4243495 的解决方案非常相似的解决方 案, 因此其具有与后者相同的缺点。
文献 FR 2867553 披露了一种解决方案, 在此方案中, 钉状物在盖子上制造在角部 处, 其目的在于保持密封垫圈的形状并可能地使它张紧。这个解决方案使得难以将密封垫 圈沿盖子长度被正确定位, 因为在盖子被抬起至其安装到集管板上的位置时, 垫圈容易掉 落。发明内容
本发明的目的是, 通过提出一种方案用于简单并牢固地将密封垫圈固定到集管板 上并随后在集管板上完美地固定盖子而克服现有技术集管箱的缺点。 本发明的一个优点在 于, 其允许令人满意的垫圈定位, 即使在集管板没有沟槽时。
因此, 本发明在于一种用于热交换器的集管箱, 包括 :
- 至少一个被称为 “集管板” 的部分, 具有至少一系列孔, 该系列孔沿该板的延伸方 向设置, 所述孔被设置用于多个管子或其相似物通过, 至少一流体流动通过所述管子或其 相似物, 所述集管板用于所述多个管子的固定, 和
- 至少一个被称为 “盖子” 的部分, 当其固定于所述集管板时, 用于至少部分地关闭 所述集管箱, 和 - 弹性密封装置, 位于集管板和盖子之间,
其特征在于, 该密封装置可被设置为以张紧状态至少倚靠一个部分, 所述至少一 个部分露出到管子的所述箱中, 所述管子通过位于所述单系列或多系列孔的相对端部处的 孔。
本发明的好处主要在于, 密封装置在集管板上特别可靠的定位, 该密封装置被设 置为以张紧状态倚靠至少位于芯每侧上的管子的露出到箱中的端部, 避免该垫圈的任何损 伤, 和密封装置在集管板上的和相对于盖子 ( 盖子底部 ) 的不正确定位 ( 通过扭转、 转动、 翘曲等 ) 的任意可能性, 从而不需要任何附加设备或复杂操作。
表述 “管子的端部” 或 “管子端部” 是指, 管子的仅末端部分, 该部分从集管板突出 至集管箱 ( 或集管箱空间 ) 中, 或还指通常表现为相对于集管板的突起部的凸缘。因此, 管 子端部可涉及一个或多个管子和 / 或一个或多个凸缘。
本发明的其他有利方面如下所述 :
- 弹性密封装置包括用于使所述密封装置张紧的抓取装置 ;
- 该集管板沿大致平坦的表面延伸, 从而密封装置不 ( 必 ) 定位于专门的凹陷或沟 槽中 ;
- 位于抓取装置之间的区域构成密封装置的弹性区域, 所述装置的其他区域可以 是弹性的或非弹性的 ;
- 抓取装置包括至少两个部分, 大致垂直于密封装置的延伸平面延伸并连接所述 装置的两个相对边缘 ;
- 密封装置经由支承件倚靠管子端部, 该支承件位于与所述密封垫圈的延伸平面 不同的高度 ;
- 用于倚靠管子端部的支承件高于密封垫圈的延伸平面或在其之上, 或与其在同 一平面 ;
- 密封垫圈所倚靠的支承件单独地或仅在管子端部上。
本发明还涉及一种热交换器, 其包括热交换芯, 该热交换芯包括多个管子或其相 似物, 该管子或其相似物的端部分别通过钎焊固定于两个上述的集管箱, 在该交换器中, 垫 圈被设置为以张紧状态至少倚靠露出到管子的所述箱中的部分上, 所述管子通过位于所述 单系列或多系列孔的相对端部处的孔。
本发明还涉及一种用于在上述集管箱中安装弹性密封装置的方法, 包括以下相继 的步骤 :
a) 抓取至少两个抓取装置,
b) 使至少位于两个抓取装置之间的弹性区域延长 ( 或拉伸 ),
c) 将密封装置安装为至少抵靠位于集管板周边的管子的两个端部。有利的是, 步 骤 a)、 b)、 c) 使用机器自动完成, 或由操作者手动完成。 附图说明 在以下仅作为实例给出的描述中, 参考附图, 其中 :
- 图 1 是根据本发明的密封装置的第一实施例的示意性透视图 ;
- 图 2 是密封装置的第一实施例沿图 1 所示的 BB 的截面图 ;
- 图 3 是密封装置的第一实施例沿图 1 所示的 AA 的截面图 ;
- 图 4 至 9 接连地示出自动或手动安装透视图图 1 所示的密封装置的第一实施例 的方法的步骤 ;
- 图 10 是根据本发明的密封装置的第二实施例的局部视图 ;
- 图 11 是根据本发明的密封装置的第二实施例的另一角度视图 ;
- 图 12 是密封装置的第二实施例沿图 11 所示的 BB 的截面图 ; 并且
- 图 13 是与图 12 的截面图相同的截面图, 其示出了作用于密封装置上的由于在其 中的张紧造成的力和负载。
具体实施方式
图 1 示出了密封装置 1, 在此种情况下, 其由弹性密封垫圈 1 构成, 该密封垫圈具 有矩形周边 2, 该周边具有两个长边 3、 3’ 和两个短边 4、 4’ 。并且, 该密封垫圈 1 包含两个 横向部分 5, 也就是说, 这些部分 5 的每个连接两个相对的边缘 3、 3’ 或 4、 4’ , 此处为以直角 在密封垫圈 1 的周边 2 的两个长边 3、 3’ 之间连接。而且, 这些垂直部分 5 基本垂直于密封 垫圈 5 的延伸平面竖立, 也就是说, 其垂直于由密封垫圈 1 的周边限定的平面。此外, 如图 2 和 3 所示, 这些垂直部分 5 略微偏移, 即是说, 其从密封垫圈 1 的下平面 6 上方开始竖立。
除了在上述部分 5 的区域, 密封垫圈 1 的横截面是圆形横截面, 而每个部分 5 都具 有大致矩形的横截面。密封垫圈 1 的圆形横截面特别地适合所述垫圈 1 的使用 ( 尽管其也 可以具有一些其他形状 ), 但另一方面, 上述部分 5 的矩形横截面, 作为例子被选择并且可 以完全与之不同, 例如其可以具有圆形、 椭圆形或适合被自动臂或操作者的手抓取的任何 其他形状的横截面。
同样地, 每个抓取部分 5 的厚度或宽度都可以随意选择, 只要这些部分 5 足够坚 固, 使其能够被处理并容易地安装在管子 7 的端部之间。
图 4 至 9 示出密封垫圈 1 在集管板 8 上的安装的相继步骤。被选择用来示出在集管板 8 上的安装方法的密封垫圈 1, 与图 1 和 2 所示的密封垫圈 1 是相同的。此处, 这种安 装示出为使用机器 ( 附图未示出 ), 也就是说, 机器使用设为运动的两对抓取夹 9、 9’ , 自动 完成安装, 该机器在附图中未示出。容易看出, 如果由 ( 普通 ) 操作人员执行这些步骤, 密 封装置 1 可以以基本相同的方式安装。
图 4 示出了抓取部分 5 上方的两对抓取夹 9、 9’ , 每对抓取夹 9、 9’ 都可以被下降, 从而每对抓取夹围住 (flank) 抓取部分 5。
图 5 示出了每对抓取夹 9、 9’ 夹持到各自的相应抓取部分 5, 从而可以操作密封垫 圈 1。
图 6 被选择为示出通过移动位于图 4 至 9 右侧的抓取夹 9、 9’ 而拉伸弹性密封垫圈 1 的步骤。当然, 弹性垫圈 1 可以以不同方式拉伸, 例如通过在位于左侧的抓取部分 5 上牵 拉, 或同时在两个抓取部分 5 上牵拉。为了执行拉伸, 该一对或多对抓取夹 9 必须沿远离另 一抓取部分 5 的位置的方向移动。在这个阶段, 密封垫圈 1 被拉伸, 并因此处于 ( 高度 ) 张 紧状态, 这意味着其尺寸 ( 远 ) 大于其放松状态的尺寸, 从而其容易被定位在集管板 8 上。
图 7 以横截面示出了处于张紧状态并被定位在集管板 8 上的密封垫圈 1。所述集 管板具有沿该板的延伸方向设置的一系列孔 20, 所述孔 20 允许多个管子 7 或其相似物通 过, 至少一流体流动通过该管子或其相似物。所述孔 20 例如具有长圆形横截面, 其两个长 边互相平行, 由适合所用管子横截面的半圆形在每个端部处连接。 所述孔彼此平行设置, 其 长轴定位为与板的纵向延伸方向正交。在所示例子中, 集管板是无沟槽或无通道的。 机器使用其抓取夹 9、 9’ 对移动要被定位在集管板 8 上方的密封垫圈 1, 随后这些 抓取夹 9、 9’ 下降以放下垫圈 1。
图 8 示出了两套抓取夹 9、 9’ 或仅其中一个抓取部分 5 被拉伸时的其中一套抓取 夹 9、 9’ 向彼此返回的步骤, 以使弹性垫圈 1 的张紧力减小。需要注意的是, 在图 8 所示的 步骤中, 当垫圈 1 的张紧力减小时, 该张紧力不为零 ( 或甚至比较高 ), 这意味着, 密封装置 1 始终在张紧状态下至少接合管子 7 的两个端部, 理想地, 位于热交换芯边缘处的管子 7 的 端部, 这在附图中未示出。
接着, 如图 9 所示, 两套抓取夹 9、 9’ 撤回, 这通常通过抬高这两对抓取夹 9、 9’ , 或 将其向上移动, 从而使其脱离抓取装置 5。
图 10 至图 13 示出了本发明主题的第二实施例。
该第二密封装置 1’ 不同于图 1 至 9 所示的密封装置 1, 其主要区别在于抓取装置 5 及其形状和位置。与之前一样, 密封垫圈 1’ 具有的形状适应于集管板 8’ 的周围或周边, 也就是说, 其通常是矩形的, 具有两个长边 3、 3’ 和两个短边, 并在四个角部处大致为圆的, 如附图 10 和 11 所示。
此外, 在此实施例中, 抓取装置 10 分别位于密封垫圈 1’ 的两个端部 11 处, 即位于 两个相对的短边 4、 4’ 上。
应注意, 无论在第一或第二实施例中, 抓取装置 5、 10 的数量并不重要, 这意味着, 其可以潜在地存在仅一个抓取装置 5 或 10, 或另一方面, 存在沿密封垫圈 1、 1’ 位于适当位 置处的多于两个抓取装置 5、 10。这些抓取装置 5、 10 可以用不同于形成密封垫圈 1、 1’ 的材 料制造, 或更加特殊地用不同于密封垫圈 1、 1’ 的周边或周围 2 的材料制造, 例如使用比密 封垫圈 1、 1’ 的周边 2 更强和更少弹性的另一种塑料, 例如通过使用于抓取装置 5、 10 的聚
酰胺与用于密封垫圈 1、 1’ 的周边或周围 2 的乳胶橡胶 ( 具有更优异的性质 ) 组合。
在本文中, 重要的是, 在抓取装置 5 或 10 之间形成的区域, 是密封垫圈 1、 1’ 的主 要弹性区域, 以便通过在抓取装置 5 或 10 上的作用轻松地拉伸密封垫圈 1、 1’ 。
第二实施例的抓取装置 10 包含轴向突起部, 该突起部包含两部分, 用于与管子 7 的一个或多个端部接触的上第一部分 12, 和在密封垫圈 1’ 的周边 2 和接触部分 12 之间提 供连接的台阶式 (set-back) 第二部分 13。第二部分 13 从垫圈 1’ 的周边 2 在与周边 2 基 本相同的水平或高度处延伸, 而第一部分 12 在第二部分 13 的上方延伸, 并具有轴向突出部 分。因此, 第一部分 12 相对于第二部分 13 轴向地偏移, 使得第二部分 13 可以相对于接触 第一部分 12 为所述的台阶式。特别地, 第一部分 12 的轴向突起部分是密封垫圈 1’ 与管子 7 的端部接触的部分。
第二实施例的抓取装置 1’ 的这种特殊结构, 在密封垫圈 1’ 处于张紧状态下的行 为方式方面具有优点。因为密封垫圈 1’ 以与第一实施例基本相同的方式, 被自动或手动地 放下, 当密封垫圈 1’ 被安装到集管板 8’ 上且其一些张紧力随后被释放时, 密封垫圈 1’ 具 有一种自然收缩倾向 ( 弹性回复力 ), 如箭头 14 所示。此时, 由于密封装置 1’ 的第一部分 12 压靠管子 7 的端部, 合力 15 将趋于将台阶式第二部分 13 牢固地压靠凸缘 16, 从而避免 密封垫圈 1’ 扭动或翘曲的任何风险。此外, 如果存在从集管板 8’ 突出的突起部, 密封垫圈 1’ 经由其抓取装置 12, 将极好地牢固压靠管子 7 的一个或多个端部并压靠凸缘 16。 附图没有示出的盖子固定于集管板 8、 8’ , 通过一种完全公知的并为本领域的技术 人员所精通的方式, 例如使用附图未示出的齿, 该齿为此目的设置在集管板 8、 8’ 上, 并可压 接到盖子的边缘上。