机动车带有室分隔件的热交换器汇集箱 本发明涉及一种按权利要求1前序部分的热交换器的汇集箱。
通常汇集箱这个概念应该不仅仅理解为中间汇集箱或排出端的汇集箱，而且还应该包括输入端的分配器。
已知多种多样的这种多件组成的汇集箱。迄今为止其中通常由一个箱盖、一个管底板或者还有一个由板材或平板形材料制成的书架式分隔件组成，其中例如箱盖由板材深拉制成。对于特殊的结构迄今还采用压注件(Spritzgussteil)，例如在一种特别是也可以用在机动车的空调装置中的蒸发器中。按照DE-3150187C2对于分配器采用一个由压注板制成的夹层结构，其中通过相应地制成的槽得到分配器中所需要的空腔。
下面在本发明的说明中不用压注(Spritzguss)这个概念，而用压铸(Druckguss)这个概念。但是在本发明的范围内压铸和压注的概念看作是等同的。
众所周知，汇集箱或类似构件，如冷却剂分配器(DE-A1-4212721)的箱盖和管底板分别由压铸制成。但是通常所用的铝基压铸材料由于在铝合金中硅的含量很高而不能钎焊，也不能硬钎焊。因此在这种情况下采用密封件将汇集箱或类似构件拼装起来。这需要额外的制造费用，并且密封的持久性是有限的。
DE-A1-4212721的冷却剂分配器地构件不是做成压铸件，而是连轧件(Sp.4.z.1-3)。以铝为基的连轧件由于它的铝合金的成分和压铸件不同已经可以硬钎焊。
本发明的目的在于，使得对于机动车热交换器中的汇集箱完全可以用压铸方法来制造，就像人们迄今所希望的那样。
本发明还通过合适的应用的材料选择以有利的方式实现迄今未考虑到的以下两方面的组合。
一方面考虑整个汇集箱进行钎焊，特别是硬钎焊。
另一方面可通过压铸来利用生产汇集箱的空间结构可能性。
特别优先的是采用为制造压铸件新开发的按权利要求20的合金。
其中在本发明的范围内以下三种观点可以附加地特别优良地加以利用：
第一种观点：压铸制造不仅仅局限于板式结构，也可以用来制造具有底部和环形侧壁的池形体。在已知的板式结构中以前并不存在这种类型的环形侧壁。
第二种观点：压铸技术还可以使得制造有花纹图案的平隔板栅格，迄今为止它用复杂的拼装结构方式由剪裁好的板材制造(参见DE19515526C1，图11)。
第三种观点：在汇集箱用作输入端分配器的蒸发器中甚至可以在有关空腔分隔板内以压铸技术构成单独的输入不同的为分配均匀而设置的在后续通道内的输入腔的输入管连同输入管和分别附设的输入腔之间的连接开口，其中在整体制造带有蒸发器箱盖的空腔分隔件时在输入管上方应该配置一个在任意结构型式的箱盖内的单独的盖板。这特别是创造了迄今为止不能提供的可能性：在沿分配器的横截面内造成一个可以用来安装输入管的区域，它不再受到输入端输入腔面积要求的限制。
本发明以上述三种观点中的一种为主，其余的另外二种观点算作本发明的细化。
由DE-3136374C2已经知道，在按照可能的方式也可以由压铸制造的分配器的连接箱中可以内置一个作为插入物的物体，它可以由切削加工或作为压注件制造，并将不同的输入管汇总到各个输入腔。但是这不意味着这种输入管与书架式分隔件用压铸或压注技术制成一体。
在迄今为止在所述范围内已经应用压铸件或压注件以拼装成汇集箱方面，作为连接手段除了已经提到过的密封件外主要考虑粘接剂。但是已经说过本发明与此不同考虑采用压铸件作为部件和最好也作为外壳(权利要求12)，它在其造型的许多方面相应于预制的板件。本发明还进一步考虑，压铸件与板件相结合。但是在所述关系中成形的板件通常通过硬钎焊焊接。这种通常采用的通过钎焊，特别是硬钎焊的连接方式在本发明的范围内在完全或部分介入压铸件的情况下被这样承担，即对于有关的压铸件采用可钎焊的合金作为原材料。在与至少一侧涂有焊料的板材相结合的情况下甚至可以完全不考虑有关压铸件相应的焊料涂层。
按权利要求2的销柱(连同权利要求3至10和14的具体结构)还有这样的优点，在汇集箱钎焊以前可以这样地进行汇集箱箱盖和管底板的机械连接的预装配，由此使得焊缝尽可能小，因此在钎焊时尽可能可靠地防止不密封性。
下面借助于对多个实施例的示意图对本发明再更详细地加以说明。其中表示：
图1一个做成蒸发器的四流道扁管热交换器的外观透视图；
图2按图1的带一个第一种结构方案的汇集箱的扁管热交换器的可能的横截面结构；
图3相应于图2的，但是带一个第二种结构方案的汇集箱的横截面；
图4按图3的汇集箱的可以由压铸制造的书架式分隔件，汇集箱装在其管底板和箱盖之间；
图5按图3的汇集箱在去掉箱盖时对管底板的顶视图，但是装着按图4的书架式分隔件；
图6a至6d，四种方案中按图4的书架式分隔件与按图3的蒸发器的管底板或箱盖的各一个连接部位的局部剖视；
图7沿输入端的汇集箱的用压铸制造的箱盖的一个剖面。
在附图中所示的扁管热交换器在所示的所有实施例中做成四流道的，并做成冷却剂循环回路的蒸发器。
这不排除所示的特征按照其含义也转移到具有不同流道数的热交换器中，在必要情况下也转移到不是用扁管制成的和不是用作蒸发器的热交换器。
扁管热交换器具有以下的一般结构：
数量很多的，典型的是20至30根扁管2以相互之间同样的间距和相互对齐的端面4排列。在扁管的扁平侧面6之间分别三明治式地嵌进一个之字形膜片8。同样位于外侧的扁管的两个外表面4也分别装有之字形膜片8。每根扁管具有内加强隔板10，它在扁管内分隔成起贯通通道作用的空腔12。根据结构深度的不同通常空腔12的数目是10到30。
这里所规定的扁管和它的空腔数量的典型范围仅仅是一种优先数值而不是限制。
在机动车空调装置中在完工状态时由扁管2以及之字形膜片8组成的板块式结构有作为外部热交换介质的外界空气沿图1中可以看到的结构深度方向的箭头方向流过。
在蒸发器中作为内部热交换介质的是冷却剂，特别是氟代烃(Fluorkohlenwasserstoff)，它通过输入管14进入热交换器，并通过输出管16重新从热交换器中排出。输入管在冷却剂循环回路中来自它的冷凝器。输出管16通向冷却剂循环回路中的压缩机。
在热交换器内有偶数个流道时，来自输入管14的冷却剂通过一个所谓的分配器进行向各个扁管的输入端分配。在输出端冷却剂汇总输送给输出管16。虽然分配和汇总可以分派单独的箱体，但在所有实施例中则这两个功能都统一在一个共同的汇集箱18内。
然后这个汇集箱18装在扁管2的一个端面4上，而在扁管2的另一个端面4上仅仅各自进行流道之间的流体反向，这里例如通过图1中的图形所表示的单个反向杯20或者根据图2中的视图，这种单个杯的反向功能内置在一个共同的反向汇集箱22内。按图1的单个反向杯20也可以按需要通过没有画出来的连接部位集中成一个结构单元。
在单流道热交换器的极端情况下，反向杯20或反向汇集箱22通过一个没有画出来的输出汇集箱代替。
多流道意味着在由空腔12构成的各个通道到每个扁管2的区域内至少经过一次液流反向。这样在双流道时反向杯20或反向汇集箱22不需要其他的中间空腔分隔件，而仅仅必要保证一次反向功能。在多流道反向的情况下分别至少需要在图2中的四流道的情况下所示的中间隔板24，使得在这种四流道的情况下在每一个反向杯20或反向汇集箱22内进行双重的简单反向。在流道数更多时在必要情况下必须增加中间隔板24的数量。
汇集箱18基本上由一个管底板26和一个箱盖28拼装而成，其中在必要情况下可以设置用来构成汇集箱18的其他零件，它们至少有一部分下面还要介绍。
扁管2背向反向杯20或反向汇集箱22的自由端与汇集箱18的内腔连通地紧密地嵌入管底板26，因此管底板设有嵌入槽以及在必要情况下内部和/或外部的嵌装接头。
因为汇集箱18内冷却剂的输入和输出功能统一在一起，汇集箱18至少需要双空腔结构，它将输入侧和输出侧隔开。为此整体以30表示的空腔分隔件至少有一个纵隔板32的构造的平隔板，它将与输入管14连通的汇集箱18的输入区与一个沿汇集箱18贯通的输出腔34隔开，输出腔与输出管16连通。
其次在蒸发器中输入端的冷却剂需要尽可能均匀地输送给各个扁管2，在极端情况下可以通过一个单独的分配器将输入的冷却剂单独地输送给每一根扁管2。但是在大多数情况下输送给相邻的扁管组，在这些扁管组中至少有一组具有比另一组更多的扁管数，其中每一组的扁管数可以是交替变化的，在按图5的实施例中在扁管总数为10时每组均设有两根扁管。其中每个扁管组配设一个输入腔36，它直接与相关的扁管组连通。在空腔分隔件30内输入腔36通过做成平隔板的横隔板38相互隔开。
在一个没有画出来的双流道蒸发器中横隔板38各自仅仅从纵隔板32的一侧垂直地伸出。
在所示的四流道蒸发器中除了与输出腔34相邻的纵隔板32以外，还设有另一个与它平行的纵隔板40。此纵隔板直到纵隔板32的连接处与分隔输入腔36的横隔板垂直相交。在两个纵隔板32和40之间横隔板38的延长线上这些纵隔板之间分别分隔成一个与各个位于外面的输入腔36相邻的汇集箱18之内从第二个流道向第三个流道反向的内反向腔42。
在有很多通过带有反向功能的汇集箱18的流道时，具有纵隔板40功能的纵隔板数以及内反向腔42的数量也相应增加，内反向腔42沿汇集箱横向分别在内部并相互并排地嵌装在输入腔36和输出腔34之间。
输入管14各自通过一个分布在汇集箱18内的本身的输入管44与各个输入腔36连通，本身的输入管44在各个实施例中做得各不相同。
在完工的热交换器中多数情况下由扁管2和之字形膜片8组成的块在侧面分别通过一板各自贴合在外面的之字形膜片上的侧板46封闭，使得侧板46构成一个对于正面流向热交换器块的外界空气的外部框架。
扁管2，之字形膜片8，汇集箱的管底板26和箱盖28连同在必要时设置的空腔分隔件30以及热交换器的侧板46，最好还有输入管14和输出管16由铝或铝合金制成，并包括与热交换器相邻的管道连接部分一起硬钎焊成为成品的蒸发器。
但是本发明并不仅仅局限于此，实际上在所有情况下在用于按图1的机动车空调装置的冷却剂蒸发器中，可以通过相应的连接接头通入汇集箱18的输入管14和输出管16连接在一个静热学调节的截流阀(blockventil)50的两个相应连接接头48上。截流阀在看不到的相对一侧上具有另外两个输入端和输出端连接接头。
下面更具体地考察不同的实施例：
首先在与图3和4有关的结构形式中管底板26和箱盖28由涂有焊料的板材制成。其中箱盖的自由边缘至少以一侧搭接-在图3中表示两侧搭接-嵌入管底板26内。
按图3输入腔36本身的输入管44内置在分配管54内，此分配管有一个管外壳56和一个星形的内分隔件58，其自由的扇形区构成本身的输入管44。为了能够使这个本身的输入管44分别在管外壳56的同一个圆周部位上通入所属的输入腔36，星形的分隔件58成螺旋线形状分布。这里各个本身的输入管44分别通过一个设在分配管54外壳56上的出口60与所属的输入腔36连通。必要时各个出口60也可以设计成节流器形状用来直接注入输入腔，并且其尺寸这样地确定，使得基本上消除冷凝器压力和蒸发器压力之间的压降。图3中表示出口对准输入腔36的壁；必要时可以选择相应的角度，而不排除同时也对准扁管2的空腔12。
如由图4可以更具体地看到的那样，空腔分隔件30由两块纵隔板32和40以及与它相交的横隔板38组成并构成一个整体的压铸件或压注件，这里在本发明的范围内压铸和压注的概念看作是等同的。
这里空腔分隔件30交叉的平隔板的概念应该理解成也包括只有一侧相交叉的极端情况，其含义是横隔板38只是在一侧直角形地连接在纵隔板32上，这在双通道热交换器的情况下构成整个空腔分隔件30。
为了空腔分隔件30既与箱盖28又与管底板26连接，纵隔板32和40与平隔板38的连接部位设有支柱形加固体62，它在空腔分隔件30相对的两侧上过渡成向外锥形变细的销柱64，它们在空腔分隔件两侧相互地、并与支柱形加固体62对齐。这些销柱64一体地做在空腔分隔件30的压铸件上，并既用来与管底板26又用来与箱盖28连接，其中在图3中表示一种连接方式，也就是下面在图6c中还要说明的这种方式。
图5中又表示一个按图4的结构形式的变型方案，那里附加地在两侧的销柱64之外这两侧之间以均匀的栅格形中间连接的形式在销柱64之间形成补充销柱66，在必要情况下它也可以从平隔板的支柱形加固体62处伸出，但是这些加固体不在平隔板的交叉部位形成。
其次由图5可见，如果这样地选择销柱64和66的栅格，使它分别嵌入扁管2连接部位的栅格中，使得空腔分隔件30与管底板的连接和扁管2与管底板的连接不会不合适地弄错位置。所表示的是一种偏心的嵌装，但是也可以考虑对称的嵌装。
图6a至6d不是作为全体地一一列举地表示四种销柱与管底板26和/或箱盖28的板的优先的连接方式。
在图6a的方案中板只需冲制成杯形，然后有关的销柱64或66以其锥形伸入的末端嵌入冲出的凹坑68内，并在该处硬钎焊。这种连接方式承担了平隔板的连接方式，而且特别是空腔分隔件30的纵隔板32和40与箱盖28和/或管底板26的连接方式。
但是为了提高在保持平隔板与管底板和箱盖按图6a的连接时的强度最好采用按图6b至6d的销柱32与40与管底板和箱盖的连接，这里各自有一个销柱穿过管底板以及箱盖的板。其中图6b表示一种简单的实现方法，同样通过硬钎焊。在图6c中按图1使用的销柱外面压平(Anstauchung)，使它形成一个外部的形状吻合的侧切式的卡紧。在按图6d的方案中在除锥形斜坡以外的其他结构形式中等粗的销柱附加地这样加粗成支柱形，使得在汇集箱18的内侧面上也形成侧切(Hinterschneidung)，它与图6c中表示的压平的措施一起对管底板和箱盖的板起完全的包围作用。在按图6b至6d的结构形式中也采用图6a中的杯形冲制凹坑，但是这里在这个杯形冲制凹坑中附加地存在一个穿透孔。它提高板状结构的形状稳定性。
此外在图4中可以看到，在输入腔36区域内横隔板38上部分别设有一个半圆形凹槽70，按图3的分配管54放在这个凹槽内。在其由可硬钎焊的铝或相应的铝合金制成的结构中分配管可以用所述方法与整个热交换器钎焊在一起。
按图2的变型方案与按图3和4的结构形式除了在不采用分配管54和与它相应的凹槽70以外是一致的。此外通向各个输入腔36的本身的输入管44作为空腔分隔件30的压铸件的补充也一体地做在这个压铸件内。
由图2可以看到汇集箱18在扁管2的长度方向看分成两档。在下面这一档内所提到的所有输入腔36装在扁管组内。在上面这一档附加地分布通向空腔36的本身的输入管44。这个区域的这种结构也很容易做在一个一体的压铸件内，因为在压铸件内输入腔36在朝汇集箱18的纵侧面是完全张开的，并且本身的输入管44朝背面扁管2的一侧是张开的，并且相对于输入腔36仅仅通过一个将两个档分开的中间隔板72隔开，在中间隔板上分别设有出口60，关于其尺寸和对于分配管54所进行的一样。
当然输入腔36本身的输入管44在流动方向前部(上游)共同供给输入端的冷却剂，也和对于分配管54的情况一样。与分配管54的自由端一样，本身的输入管44各自在其末端也是封闭的。
在到此为止所述的图2至6d的结构形式中至少空腔分隔件，必要情况下还有将输入端的冷却剂分配到各个输入腔的分配装置集中在一个压铸件内。这个压铸件基本上可以作为一个独立的部分装在汇集箱18的由板材制成的管底板26和箱盖28内，其中箱盖和管底板完全地或主要地构成汇集箱18的外表面。但是箱盖和/或管底板本身也可以分别是一个整体的压铸件。借助于图7对此加以说明，在这种结构形式中至少下面只对它加以讨论的箱盖28本身由压铸制成。其中管底板出于制造比较方便的原因最好像迄今为止所介绍的结构那样可以由涂有焊料的板材制成，但是如上所述也可以没有具体说明的方式同样为一个整体的压铸件。其中按图9的结构形式不应该排除根据图1至6b所述的可能性，空腔分隔件30做成单独的压铸件，它嵌入一个同样用压铸制造的箱盖28，并且在必要情况下和箱盖28一起装在一个也由压铸制成的管底板26上。
这里和先前所述的结构形式不同在必要情况下甚至不需要将空腔分隔件30和通向输入腔36的本身输入管44做成单独的构件，更好是空腔分隔件和连带各个本身的输入管44的分配装置甚至可以完全集成在箱盖的结构中，甚至做成完全一体的压铸件。
尽管有上述这种可能性，但本身的输入管44也可以按图3安装在单独的分配管54中，例如作为固有的构件装在汇集箱内，并例如按图4放在空腔分隔件30半圆形的凹槽70内。其中箱盖28、管底板26、空腔分隔件30和分配管54可以是单独的构件。
在本发明的考虑采用压铸件的所有结构形式中，如果连接件涂有焊料例如输入管14，输出管16，不管是板材结构的还是压铸件结构的箱盖28，以及已经提到过的管底板的涂有焊料的板材，那么这些压铸件本身不需要焊料涂层。
箱盖28作为压铸件的结构型式可以例如转移到按图2的变型方案中，那里本身的输入管44仅仅装在输入腔36的区域内，在必要时可以集成在箱盖内。但是在极端情况下本身的输入管可以触及与输出腔34邻接的纵隔板32，并且在必要情况下集成在箱盖28的压铸件内。
在所述的如图1的结构形式中输入管14和输出管16在端面一侧装在汇集箱18或它的箱盖28上。但是也可以考虑在各种情况下将输出管16装在汇集箱的纵侧面，特别是在其中部。
图7表示箱盖28的一种结构形式，其中以优先的方式设计流动介质向各个本身的通向输入腔36的输入管44的分配。
这里静热学调节的注入阀86部分包括在做成压铸件的箱盖28的结构中，因此它在蒸发器之外的主要组成部分不再占用它自己的安装空间，就像在图1中的作为截流阀50的结构时的情况那样。
特别是注入阀86的壳体88与箱盖28的压铸件做成一体。
注入阀的其他构件由市场上常见的元件构成。特别的是在汇集箱18输入端端面的旁边在它的压铸件的纵侧面上做出一个螺纹孔90，它在后续加工中通过钻削得到，并在通过一个O型密封圈92作周向密封的条件下一个调整螺钉94可以拧入这个螺纹孔不同的深度。这个调整螺钉94以一个在其内端内上做成的空腔构成阀弹簧96的安装空间，此弹簧由一个阀保持架98固定在它的内部端面上，保持架在其背向阀弹簧的端面上带一个球形的阀元件100，此元件与阀座102共同作用。
这个阀元件由弹簧96向被阀座包围的阀开口104的闭合方向预紧，并控制输入管14和一个设置在本身的输入管44通向输入腔36的入口之前的混和腔106之间的连接横截面。在压铸件内也一起做出一个后续导向孔108，它倾斜地伸入混和腔106，并具有分配给各个输入管44的分配功能。冲击阻挡(Prallfunktion)功能由注入阀上的节流功能承担。
在螺纹孔90轴向对面压铸件内做一个用来安装温度测量头112的另一个螺纹孔110，此测头与输出腔34连通。为此温度测头通过一个做出台阶的阀杆114与球形阀元件100相连，其中阀杆相对于螺纹孔110的内开口具有间隙，使得保证输出腔34和温度测头之间的液流连通。
根据温度测头温度的不同输出腔34供给的输出冷却剂使注入阀不同程度地打开，使得调整到一个恒定的，由调整螺钉94的拧入深度确定的温度。
输入管14和输出管16具有一个共同的连接法兰116，它借助于固定螺钉118嵌入压铸件外侧面上的袋形螺纹孔120内。