專利名稱：換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種換熱器，尤其是用于流體冷卻裝置的換熱器，該換熱器具有由平面平行的板組成的堆疊，其中:在相互疊合的板中的各對(duì)板之間交替地形成用于熱的介質(zhì)的通流區(qū)域和用于冷卻介質(zhì)的通流區(qū)域，各通流區(qū)域分別在側(cè)部由使各板保持間距的成型板條限界，各成型板條形成貼靠在各板上的焊接面；各成型板條在一個(gè)介質(zhì)的通流區(qū)域和另一個(gè)介質(zhì)的通流區(qū)域上沿著各板的彼此成角度地相交的邊緣延伸；并且，至少冷卻介質(zhì)的通流區(qū)域的成型板條具有基體、從該基體沿著所述焊接面延伸的兩個(gè)支腿、以及在所述支腿之間的朝向鄰接的通流區(qū)域敞口的凹槽。
背景技術(shù)：
這種類型的換熱器(也稱為肋片式冷卻器)是現(xiàn)有技術(shù)，參見(jiàn)DE20208748U1。利用空氣作為冷卻介質(zhì)，這樣的換熱器經(jīng)常用于冷卻機(jī)械設(shè)備(如建筑機(jī)械等)的工作液壓系統(tǒng)的液壓液或靜液壓走行傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的液壓液，或者用作(尤其是在風(fēng)力發(fā)電設(shè)備中的)高負(fù)荷傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的油冷卻器。在操作這類設(shè)備時(shí)，不僅換熱器受到機(jī)械負(fù)荷，而且待冷卻的流體也由于高的操作溫度而受到特別大程度的熱負(fù)荷。這特別是在如下情況中如此，即由于間歇式工作模式而產(chǎn)生溫度階躍的情況，這由于材料延展而在通過(guò)焊接與剛性塊體連接的組件的堆疊中引起強(qiáng)的應(yīng)力。因此尤其在焊縫的區(qū)域中出現(xiàn)應(yīng)力裂紋，并伴隨換熱器出毛病并進(jìn)而危害所屬系統(tǒng)的危險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到這些問(wèn)題，本發(fā)明基于的目的是提供一種換熱器，其特征在于改善的針對(duì)操作負(fù)荷的抵抗能力，從而實(shí)現(xiàn)安全的長(zhǎng)期操作。根據(jù)本發(fā)明，所述目的通過(guò)具有權(quán)利要求1的全部特征的換熱器得以實(shí)現(xiàn)。按照權(quán)利要求1的特征部分，本發(fā)明的一個(gè)主要特點(diǎn)在于，由于至少在與冷卻介質(zhì)鄰接的成型板條中的凹槽的特殊造型，與支腿的焊接面鄰接的橫截面的形狀在避免過(guò)高的應(yīng)力方面得以優(yōu)化。由于凹槽從內(nèi)端部部段起具有平坦面狀壁部件，因此可以經(jīng)由成型支腿的長(zhǎng)度實(shí)現(xiàn)抗彎強(qiáng)度的至少近似線性的變化，從而通過(guò)選擇長(zhǎng)度和/或斜度，所述平坦面狀壁部件能夠相對(duì)于焊接面平面實(shí)現(xiàn)支腿的最佳彎曲特性。在這種情況下，能夠以特別有利的方式這樣設(shè)置，S卩，所述凹槽從其內(nèi)端部部段起具有:延伸到所述側(cè)腿的橫截面的狹窄部位、漸擴(kuò)的第一平坦面狀壁部件；毗連到所述狹窄部位上的、匯聚的第二平坦面狀壁部件；以及毗連到所述第二平坦面狀壁部件上的第三平坦面狀壁部件，各第三平坦面狀壁部件平行于所述焊接面地延伸到所述凹槽的開(kāi)口附近。因此，在成型支腿上形成抗彎強(qiáng)度低的區(qū)域，這些區(qū)域在兩側(cè)毗連抗彎阻力基本上線性增長(zhǎng)的支腿部段。狹窄部位不僅限定彎曲關(guān)節(jié)型式的彎曲線，而且也構(gòu)成最陡溫度梯度的位置。由于這在最小材料橫截面的位置上起作用，所以產(chǎn)生相應(yīng)小的材料延展和材料應(yīng)力。在特別有利的實(shí)施例中，所述凹槽以如下方式成型，即:第四平坦面狀壁部件毗連到所述第三平坦面狀壁部件上，各第四平坦面狀壁部件相對(duì)于彼此略漸擴(kuò)地延伸直至所述凹槽的開(kāi)口。優(yōu)選地，各第一平坦面狀壁部件能夠形成相互垂直的平面，并且所述第二平坦面狀壁部件能夠與所述第一平坦面狀壁部件成鈍角，所述鈍角優(yōu)選僅略大于直角。因此，凹槽的在鄰接于內(nèi)端部的區(qū)域中的橫截面形狀大致為朝開(kāi)口敞口的正方體。能夠有利地這樣設(shè)置，S卩，所述第一平坦面狀壁部件彼此間的連接以及所述第一平坦面狀壁部件與所述第二平坦面狀壁部件的連接分別經(jīng)由拱起的具有相同的曲率半徑的壁部位實(shí)現(xiàn)。所述第二平坦面狀壁部件與所述第三平坦面狀壁部件的連接以及所述第三平坦面狀壁部件與所述第四平坦面狀壁部件的連接優(yōu)選也分別經(jīng)由拱起的具有相同的第二曲率半徑的壁部位實(shí)現(xiàn)，所述第二曲率半徑是所述第一曲率半徑的兩倍。關(guān)于狹窄部位相對(duì)于朝開(kāi)口方向毗連的支腿的橫截面厚度的尺寸，優(yōu)選這樣設(shè)置，即，所述支腿的橫截面在所述第三平坦面狀壁部件的區(qū)域中的厚度是在所述狹窄部位處的厚度的大致兩倍。


下面借助于附圖詳細(xì)解釋本發(fā)明。附圖示出:圖1根據(jù)本發(fā)明的換熱器的實(shí)施例的堆疊板的一部分的僅一個(gè)角部區(qū)域的以分解形式彼此分開(kāi)的立體斜視圖；并且圖2僅一個(gè)用于構(gòu)成在各堆疊板之間的間距保持器的成型板條的放大繪出的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式圖1圖解說(shuō)明制成為傳統(tǒng)的板式結(jié)構(gòu)的形式的換熱器的一個(gè)實(shí)施例，該換熱器具有一疊平坦的、優(yōu)選由鋁合金制成的板1，各板在平行的平面中延伸并構(gòu)成用于位于這些板之間的通流區(qū)域的分隔板，其中在各連續(xù)的板對(duì)之間分別交替地構(gòu)成用于待冷卻的介質(zhì)(例如液壓油)的通流區(qū)域3以及用于冷卻介質(zhì)(例如冷卻空氣)的通流區(qū)域5。如從圖1中可見(jiàn)，通流區(qū)域3和5彼此成直角地延伸。在附圖中位于上部的用于熱的介質(zhì)的通流區(qū)域3在彼此相對(duì)置的兩側(cè)通過(guò)以傳統(tǒng)方式構(gòu)造的端蓋板條7封閉，在所述端蓋板條之間存在相應(yīng)的流入和流出區(qū)域，其中在所述端蓋板條7之間以傳統(tǒng)方式設(shè)置呈肋片型式的渦流器9。冷卻介質(zhì)的通流區(qū)域5同樣在側(cè)面分別通過(guò)端蓋板條限界，這些端蓋板條構(gòu)成在各個(gè)板對(duì)之間的間距保持器，并且這些端蓋板條構(gòu)成為具有根據(jù)本發(fā)明的特殊的構(gòu)造的成型板條U。該根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)借助于圖2詳細(xì)地闡述。如可見(jiàn)的，同樣由鋁合金優(yōu)選擠壓成型的成型板條11具有:面向板I的邊緣區(qū)域的正六面體形或塊狀的基體13、形式為貫通的縱向槽的凹槽15、以及在兩側(cè)對(duì)凹槽15限界的支腿17。如圖1所示，凹槽15朝通流區(qū)域5敞口，在該通流區(qū)域中存在有冷卻肋片19，與在通流區(qū)域3中的渦流器9 一樣，該冷卻肋片擴(kuò)大有效熱傳遞面積。凹槽15的內(nèi)端部部段23 (圖2)與成型板條11的封閉的端部21的間距比端部部段23與凹槽15的開(kāi)口之間的間距大一些。成型板條11的平坦的上端部部段和下端部部段(即從基體13至支腿17的端部區(qū)域)構(gòu)成用于連接堆疊板的焊接面25。在凹槽15的敞口的端部上存在唇狀凸起27。如圖1所示，唇部27將肋片5支承在焊接面25的端部之前，從而在形成堆疊時(shí)避免肋片端部進(jìn)入板I和焊接面25之間的間隙中的危險(xiǎn)。凹槽15從其內(nèi)端部部段23起由平坦面狀壁部件29限界，各平坦面狀壁部件相對(duì)于彼此漸擴(kuò)且成直角地延伸直至相關(guān)的焊接面25附近，并在那里構(gòu)成支腿17的成型橫截面的成型狹窄部位31。第二平坦面狀壁部件29毗連到該狹窄部位31上，各第二平坦面狀壁部件相對(duì)于彼此匯聚地延伸并與第一平坦面狀壁部件29成比直角大ー些的鈍角。第二平坦面狀壁部件33的長(zhǎng)度比第一平坦面狀壁部件29的長(zhǎng)度小一些，并且第三平坦面狀壁部件35毗連到第二平坦面狀壁部件33上，各第三平坦面狀壁部件限定相對(duì)于焊接面25平行的平面并延伸直至凹槽15的開(kāi)ロ附近。第四平坦面狀壁部件37又毗連到第三平坦面狀壁部件35上，各第四平坦面狀壁部件相對(duì)于彼此略漸擴(kuò)地延伸直至凹槽15的開(kāi)ロ。第一平坦面狀壁部件29相互間的連接以及與第二平坦面狀壁部件33的連接分別經(jīng)由曲率半徑相同的拱起的壁部位39實(shí)現(xiàn)。第二平坦面狀壁部件33與第三平坦面狀壁部件35的連接以及該第三平坦面狀壁部件與第四平坦面狀壁部件37的連接同樣經(jīng)由拱起的壁部位41實(shí)現(xiàn)，其中該曲率半徑分別為在壁部位39處的曲率半徑的兩倍。凹槽15的根據(jù)本發(fā)明設(shè)置的橫截面形狀有效地降低工作應(yīng)カ峰值以及在焊接部位上形成裂紋的危險(xiǎn)。在冷卻介質(zhì)流過(guò)凹槽15時(shí)，在支腿成型件上的狹窄部位31形成最陡的溫度梯度的位置。同吋，這也是最小材料橫截面的位置，從而熱變形局限于對(duì)應(yīng)限界的材料部分。由干支腿17的從狹窄部位31起至開(kāi)ロ的成型厚度變大到相當(dāng)于在狹窄部位31處的大致兩倍的成型厚度，所以在焊接面25的區(qū)域上形成最佳應(yīng)力分布。根據(jù)本發(fā)明的換熱裝置不需要局限于流體冷卻的領(lǐng)域，而是也能夠普遍用于氣態(tài)介質(zhì)的冷卻，并且在這里尤其也包括增壓空氣冷卻器(柴油發(fā)動(dòng)機(jī))以及二次冷卻器和中間冷卻器(壓縮機(jī))。在這些應(yīng)用中，(冷卻空氣相對(duì)于介質(zhì)的)溫差還相對(duì)明顯地高于前面所描述的實(shí)施例的溫差。
權(quán)利要求
1.一種換熱器，尤其是用于流體冷卻裝置的換熱器，該換熱器具有由平面平行的板(I)組成的堆疊，其中: 在相互疊合的板(I)中的各對(duì)板之間交替地形成用于熱的介質(zhì)的通流區(qū)域(3)和用于冷卻介質(zhì)的通流區(qū)域(5)，各通流區(qū)域分別在側(cè)部由使各板(I)保持間距的成型板條(7、11)限界，各成型板條形成貼靠在各板(I)上的焊接面(25)； 各成型板條(7、11)在一個(gè)介質(zhì)的通流區(qū)域(3)和另ー個(gè)介質(zhì)的通流區(qū)域(5)上沿著各板(I)的彼此成角度地相交的邊緣延伸；并且， 至少冷卻介質(zhì)的通流區(qū)域(5)的成型板條(11)具有基體(13)、從該基體沿著所述焊接面(25)延伸的兩個(gè)支腿(17)、以及在所述支腿之間的朝向鄰接的通流區(qū)域(5)敞ロ的凹槽(15)， 其特征在于，所述凹槽(15)至少在鄰接于該凹槽的內(nèi)端部部段(23)的區(qū)域中由平坦面狀壁部件(29)限界。
2.按權(quán)利要求1所述的換熱器，其特征在于，所述凹槽(15)從其內(nèi)端部部段(23)起具有:延伸到所述側(cè)腿(17)的橫截面的狹窄部位(31)、漸擴(kuò)的第一平坦面狀壁部件(29)；毗連到所述狹窄部位(31)上的、匯聚的第二平坦面狀壁部件(33);以及毗連到所述第二平坦面狀壁部件上的第三平坦面狀壁部件(35)，各第三平坦面狀壁部件平行于所述焊接面(25)地延伸到所述凹槽(15)的開(kāi)ロ附近。
3.按權(quán)利要求1或2所述的換熱器，其特征在于，第四平坦面狀壁部件(37)毗連到所述第三平坦面狀壁部件(35 )上，各第四平坦面狀壁部件相對(duì)于彼此略漸擴(kuò)地延伸直至所述凹槽(15)的開(kāi)ロ。
4.上述權(quán)利要求之一所述的換熱器，其特征在于，各第一平坦面狀壁部件(29)形成相互垂直的平面。
5.上述權(quán)利要求之一所述的換熱器，其特征在于，所述第二平坦面狀壁部件(33)與所述第一平坦面狀壁部件(29)成鈍角。
6.上述權(quán)利要求之一所述的換熱器，其特征在于，所述第一平坦面狀壁部件(29)彼此間的連接以及所述第一平坦面狀壁部件與所述第二平坦面狀壁部件(33)的連接分別經(jīng)由拱起的具有相同的第一曲率半徑的壁部位(39)實(shí)現(xiàn)。
7.上述權(quán)利要求之一所述的換熱器，其特征在于，所述第二平坦面狀壁部件(33)與所述第三平坦面狀壁部件(35)的連接以及所述第三平坦面狀壁部件與所述第四平坦面狀壁部件(37)的連接分別經(jīng)由拱起的具有相同的第二曲率半徑的壁部位(41)實(shí)現(xiàn)，所述第ニ曲率半徑是所述第一曲率半徑的兩倍。
8.上述權(quán)利要求之一所述的換熱器，其特征在于，所述支腿(17)的橫截面在所述第三平坦面狀壁部件(35)的區(qū)域中的厚度是在所述狹窄部位(31)處的厚度的大致兩倍。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種換熱器，尤其用于流體冷卻裝置，具有由平面平行的板(1)組成的堆疊，其中在相互疊合的板(1)中的各對(duì)板之間交替地形成用于熱的介質(zhì)的和用于冷卻介質(zhì)的通流區(qū)域(3、5)，各通流區(qū)域分別在側(cè)部由使各板(1)保持間距的成型板條(7、11)限界，各成型板條形成貼靠在各板(1)上的焊接面(25)；各成型板條(7、11)在一個(gè)介質(zhì)的和另一個(gè)介質(zhì)的通流區(qū)域(3、5)上沿著各板(1)的彼此成角度地相交的邊緣延伸；并且，至少冷卻介質(zhì)的通流區(qū)域(5)的成型板條(11)具有基體(13)、從該基體沿著所述焊接面(25)延伸的兩個(gè)支腿(17)、以及在所述支腿之間的朝向鄰接的通流區(qū)域(5)敞口的凹槽(15)，其特征在于，所述凹槽(15)至少在鄰接于該凹槽的內(nèi)端部部段(23)的區(qū)域中由平坦面狀壁部件(29)限界。
文檔編號(hào)F28D9/00GK103097848SQ201180041239
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2011年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月29日
發(fā)明者H·J·屈內(nèi), T·科特 申請(qǐng)人:賀德克冷卻技術(shù)有限公司