換熱器的u形循環管及其製造方法
2023-05-21 19:29:36
專利名稱：換熱器的u形循環管及其製造方法
技術領域：
本發明涉及一種換熱器的U形循環管及其製造方法。
本發明還涉及一種裝有多個這種U形循環管的換熱器。
人們對換熱器，特別是汽車換熱器已有所了解，這種換熱器包括一束U形循環管，稱為「U形管」，換熱器中每個管子的末端以密封的方式通向一流體盒中。通常，這些管子還穿過一些散熱片，以增加經過管束的載熱流體和掃過管束的空氣流之間的換熱面積。
在大多數已知的換熱器中，這些U形管是經過軋制，然後彎曲，使其成為所謂的「發卡形」而得到的，然後把管子的末端與一流體盒的集流盤密封連接。
這種已知換熱器的缺點之一在於它們的製造需要大量的操作。
另外，人們知道可通過焊接兩塊衝壓金屬板得到有兩個平行支管的平管，稱為「雙道管」。
這種管的缺點在於這些管必須用於有兩個相對流體盒的換熱器，這仍需要大量的製造作業。
本發明的目的就是克服上述的缺點。
本發明的目的特別是得到一種能通過一次唯一的焊接作業即可製成換熱器的U形循環管。
為此，本發明提出一種換熱器的U形循環管，這種管是將一金屬板材毛坯沿一摺疊線摺疊，形成兩部分，再從毛坯內表面把兩部分焊接在一起而得到的，毛坯的這兩部分經過從內表面衝壓，形成兩個大致形狀為U形的衝壓凹槽，這兩個U形衝壓凹槽共同確定了一個U形管道，該管道的兩個出口在摺疊毛坯的一邊敞開。
這樣就用簡單的方法，通過板材毛坯的衝壓、摺疊，然後經過焊接得到U形循環管。
這種焊接作業可以在管子本身上面進行，或者最好在將管子整體與換熱器的其它組件即流體盒和散熱片進行連接的同時進行。
在本發明的一個實施例中，每個U形衝壓槽由兩個大致平行的分支和一個連接兩個分支的彎道組成。
有利的是，在板材毛坯被看作是平面的情況下，兩個U形衝壓槽各自的彎道對稱地位於摺疊線的兩側。
為了實現本發明，最好特別使用內表面有焊接合金的鋁製板材毛坯，便於以後的焊接作業。
有利的是，板材毛坯在U形管道的兩個出口之間有一個切口，使兩個出口分開並提供兩個管腳，便於以後與換熱器的流體盒的連接。
根據本發明的另一個特徵，摺疊後的板材毛坯另外還包括一個基本為直角的摺疊末端，以形成一個分隔部件。
該分隔部件有利地位於管道出口的對面，這樣可以使同一換熱器流體盒相對的區域內的管子得到加固。
另一方面，本發明還涉及上述的U形循環管的製造方法，該方法包括以下操作-準備金屬板材毛坯；-從板材毛坯的內表面衝壓毛坯，以形成兩個形狀大致呈U形的衝壓凹槽，這兩個衝壓槽對稱排列在一條把毛坯分為兩部分的對稱線的兩側；-沿對稱線將板材毛坯的兩部分對摺，使板材毛坯的兩部分互相靠近，並使這兩部分從內表面互相接觸；-焊接板材毛坯的兩部分，這樣可以得到一個由兩個U形衝壓槽共同確定的U形管道，管道的兩個出口在已摺疊毛坯的一邊敞開；每個U形衝壓槽由一個彎道連接的兩個基本平行的分支所組成。
有利的是，兩個U形衝壓槽各自的彎道對稱地位於對稱線的兩側。
板材毛坯用鋁板，並在內表面有焊接合金塗層。
另外，本發明的方法還可包括切割板材毛坯的操作，在板材毛坯兩部分的每一部分的厚度內切割毛坯，以分開U形管的兩個出口。
同樣，本發明的方法還可包括一個附加操作，把已摺疊的板材毛坯末端的一部分大致摺疊成直角，以形成一個分隔件。
下面僅作為實例，參照附圖進行描述，附圖如下-
圖1為預先衝壓、切割並準備摺疊的板材毛坯的正視圖；-圖2為從圖1的板材毛坯得到的U形循環管的立體圖；-圖3為包括多個圖2所示U形循環管的換熱器的局部側視圖；-圖4為沿圖3中IV-IV線的剖視圖。
首先參照圖1，該圖表示以兩條長邊12和兩條短邊14為界的矩形金屬板材毛坯10，板材毛坯10已從其內表面F衝壓形成兩個U形衝壓凹槽16，這兩個U形衝壓凹槽16相對於把毛坯分成兩部分18的對稱線L對稱地排列，對稱線L與兩條短邊14平行，並與兩條短邊等距。
兩個衝壓槽16均大致呈U形，由兩個互相平行、並且與長邊12平行的分支20組成，另外這兩個分支通過彎道22而互相連接。兩個彎道對稱分布在對稱線L的兩側。
衝壓槽16的兩個分支20的末端為出口24，出口24一直通到形成板材毛坯自由邊的短邊14。
正如下面將看到的，這些出口24將形成管腳。
為了便於管腳後來的裝配，毛坯在每對出口24之間還有一個從自由邊14形成的切口26。
眾所周知，衝壓槽16是凹形的，並且這些衝壓槽以外的毛坯是共面的。因此，每個衝壓槽16被外緣28和內緣30所包圍，這些邊緣都在板材衝壓前的初始平面內。
然後把圖1的毛坯從對稱線L的兩邊對摺(如箭頭F所示)，使板材毛坯的兩部分18互相接近，並使這兩部分從內表面互相接觸。結果各自的邊緣28互相接觸，邊緣30也是如此。在這樣得到的狀態下，兩個衝壓槽16共同限定了一個U形管道，其兩個出口通向已摺疊毛坯的一邊，如圖2所示。
另外，在圖2的特殊情況下，摺疊後的板材毛坯還包括一個大致折成直角的末端部分32，它是通過沿與對稱線L平行的摺疊線P摺疊而得到的。正如在圖3中看到的，這個末端部分用於形成一個分隔件。
有利的是板材毛坯用內表面F為焊接合金塗層的鋁材。這樣，板材毛坯摺疊後就能在一適當的爐中經過燒制形成U形管。
這種焊接作業可在U形管本身上進行，或者更好是在組成換熱器的管子組件上進行。
需要指出的是，切口26可以或者在摺疊前的毛坯上製成，或者在摺疊後的毛坯上進行。
由於有了切口26，U形管有了兩個互相分開的管腳34(圖2)。
現在參看圖3、圖4，這兩個圖示出包括多個從前面所述的毛坯10得到的U形管的換熱器36。
這些管子平行排列，每個管的兩個管腳34接至集流盤40上的孔38中，集流盤40包括一個摺疊邊42(圖4)。集流盤40罩住一流體盒44，流體盒的斷面為U形，並包括一個腹部46和兩個嵌入邊42的葉片48。另外，一縱向隔板50安放在集流盤40和流體盒36之間，在流體盒內劃分出兩個相鄰的腔，分別與同一個管子的兩個分開的出口24連通。這樣，載熱流體可以進入流體盒的其中一個腔，在不同的管中循環，並達到另一個腔中，如圖4中箭頭所示。
兩個相鄰的管子之間分別裝有波狀夾層52，形成冷卻散熱片。另外，兩塊板54(圖3上只可看到其中的一個)分別裝在管束的兩端。
需要指出的是，不僅板材毛坯10，還有集流盤40、流體盒34、隔板50及散熱片52都有利地由金屬材料製成，一般是有焊接層的鋁。
這樣，在安排好換熱器的不同組成元件後，可把這些元件放入一焊接爐內，一次作業完成焊接和不同元件的連接。
需要指出的是管子的摺疊部分32形成分隔件，它同樣有助於整體的機械堅固性。
當然，本發明不局限於實現上述實施例的形式，也可以考慮其它變型。
因此，板材毛坯的摺疊也可沿與U形衝壓槽的分支平行的對稱線而進行。
本發明專門用於汽車的換熱器。
權利要求
1.換熱器的U形循環管，其特徵是，它是將一金屬板材毛坯(10)沿一摺疊線(L)對摺，使其構成兩部分(18)，並從毛坯內表面(F)使兩部分焊接為一體而得到的，該兩部分(18)已從內表面(F)衝壓，形成U形衝壓凹槽(16)，兩個衝壓凹槽(16)共同限定一個U形管道，管道具有兩個出口(24，34)，在摺疊的毛坯的一邊敞開。
2.根據權利要求1所述的管，其特徵是，每個U形衝壓槽由兩個平行分支(20)所組成，一個彎道(22)把兩個分支連在一起。
3.根據權利要求2所述的管，其特徵是，在板材毛坯是平面的情況下，兩個U形衝壓槽(16)各自的彎道(22)對稱地位於摺疊線(L)的兩側。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的管，其特徵是，板材毛坯(10)為鋁製的，並且其內表面(F)復蓋有焊接合金塗層。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的管，其特徵是，板材毛坯(10)在U形管道的兩個出口(24)之間有一個切口(26)，以把兩個出口分開。
6.根據權利要求1至5中任一項所述的管，其特徵是，摺疊後的板材毛坯(10)另外還包括一個基本垂直摺疊的端部(32)，以形成一個分隔部件。
7.根據權利要求1至6中任一項所述的換熱器U形循環管的製造方法，其特徵是，它包括以下步驟-準備金屬板材毛坯(10)；-從金屬板材毛坯(10)的內表面(F)對其進行衝壓，形成兩個形狀通常呈U形的衝壓凹槽(16)，這兩個U形衝壓凹槽(16)對稱排列在把毛坯(10)分為兩部分(18)的對稱線(L)的兩側；-沿該對稱線(L)使毛坯(10)對摺，使板材毛坯的兩部分(18)互相靠近，以使這兩部分從內表面(F)互相接觸；-焊接板材毛坯(10)的兩部分(18)，從而得到一個由兩個U形衝壓槽(16)共同限定的U形管道，該U形管道有兩個通向摺疊毛坯的一個邊(14)的兩個出口(34)。
8.根據權利要求7所述的製造方法，其特徵是，每個U形衝壓槽(16)由兩個由一彎道(22)連接在一起的平行分支(20)所組成。
9.根據權利要求8所述的方法，其特徵是，兩個U形衝壓槽(16)各自的彎道(22)對稱地位於對稱線(L)的兩側。
10.根據權利要求8或9所述的方法，其特徵是，板材毛坯(10)是鋁，並且其內表面(F)復蓋有焊接合金。
11.根據權利要求7至10中任一項所述的方法，其特徵是，它還包括一個操作，即在板材毛坯(10)的兩部分(18)的每個厚度上切割板材毛坯(10)，以把U形管的兩個出口(24)分開。
12.根據權利要求7至10中任一項所述的方法，其特徵是，它還包括一個附加操作，即把摺疊後毛坯的端部(32)大致摺疊成直角，以形成一個分隔部件。
13.一種換熱器，它包括多個根據權利要求1至6中任一項所述的或者通過實施權利要求7至12中任一項所述的方法所得到的U形管。
全文摘要
本發明涉及換熱器的U形循環管。將金屬板材毛坯(10)，沿摺疊線(L)摺疊，形成兩部分(18)，通過毛坯內表面一側的焊接把兩部分(18)連為一體，從而得到該管，所述兩部分已從毛坯內表面衝壓成兩個U形衝壓凹槽(16)，以共同限定一個U形管道，該U形管道的兩個出口(34)通向摺疊毛坯的一邊(14)。本發明用於汽車換熱器。
文檔編號F28D1/02GK1147623SQ9610936
公開日1997年4月16日 申請日期1996年7月30日 優先權日1995年7月31日
發明者卡洛斯·馬汀斯, 馬丁·武爾姆澤 申請人:瓦萊奧空調公司