本發(fā)明涉及一種熱交換器的收集箱，特別地用于機動車輛。本發(fā)明還涉及相應(yīng)的熱交換器。這種熱交換器例如在機動車輛中特別地用作冷卻系統(tǒng)的散熱器，或者在高壓應(yīng)用中，例如用作空調(diào)系統(tǒng)的冷凝器。

背景技術(shù)：

一般說來，這種熱交換器包括芯部管束和至少一個收集箱。這一收集箱被構(gòu)造成接收熱交換器的管的端部。

為此，收集箱一般地包括頭部，例如頭部板的形式。收集箱一般地另外包括固定到頭部板以閉合收集箱的蓋子。

頭部板允許將流體分配到熱交換管，或者允許收集來自這些熱交換管的流體。頭部板一般地由鋁制成，并且可例如通過模壓生產(chǎn)。

頭部板一般地具有平坦底部。

但是，在用以經(jīng)受壓力的應(yīng)用中，已知的慣常做法是頭部具有至少部分圓化的底部，以抵抗壓力。另外，平坦底部或者盤狀底部的頭部板通常設(shè)有包圍開口的凸緣，熱交換器的芯部管束中的管的端部穿過這些開口。

開口，諸如狹槽，例如通過移除材料或者相反地不去除材料而制成在頭部板中，用于管的引入。在后一情形中，工具將材料朝向收集箱限定的體積的內(nèi)部推動，從而圍繞用于引入管的開口形成凸緣。這些凸緣稱為標準凸緣。

這些凸緣使得可以確保管和頭部板中的開口之間的接觸，并在釬焊例如全鋁交換器的情況下獲得高品質(zhì)的釬焊。

這些管通常沿與用以形成圍繞開口的凸緣的工具相同的方向插入開口中。插入的管一般地部分地延伸到收集箱中，以確保正確釬焊和穩(wěn)定且不漏氣的組件。在一些方案中，管突出到以收集箱體積的幾乎一半形成用于流體的儲存器的體積中。

但是，管突出進形成用于流體的儲存器的、收集箱的內(nèi)部體積限定的體積中引起流體回路中的內(nèi)部壓力降低。這一內(nèi)部壓力降低要求增大泵送功率，以維持一定的流體流率。

根據(jù)已知方案，平坦底部的收集箱可具有稱為反向凸緣的凸緣，也就是說，在與熱交換管的插入方向相反的方向上形成的凸緣。因此，這些凸緣具有背向收集箱限定的體積的翻邊的形狀。但是，這種反向凸緣僅非常略微地翻邊，換句話說，這意味著已知的反向凸緣限定小的入口錐狀部來用于插入熱交換管。因此，入口錐狀部可能不足以允許簡單地插入熱交換管，并且現(xiàn)有技術(shù)已知的方案對于將熱交換管插入頭部中可能存在困難。

由于將熱交換管插入具有這種反向凸緣的頭部中存在困難，在現(xiàn)有技術(shù)中并未設(shè)想底部圓化的頭部的這種反向凸緣方案，在現(xiàn)有技術(shù)中，所謂的標準凸緣是優(yōu)先的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于提出一種允許解決現(xiàn)有技術(shù)的這些問題的收集箱。

為此，本發(fā)明的一個目的是一種用于熱交換器的收集箱(collection box)，所述收集箱包括頭部(header)，所述頭部具有至少部分圓化的形狀，并且包括用于熱交換器的多個熱交換管通過的多個開口和包圍這些開口的多個凸緣，其特征在于，所述頭部進一步包括多個褶皺部(corrugations)，并且這些凸緣形成在頭部的褶皺部處，并且分別具有背離收集箱限定的體積指向的大致翻邊的(flared)形狀。

根據(jù)一個優(yōu)選實施例，這些凸緣在褶皺部的背向收集箱限定的體積的頂部(crests)處形成。

這種至少部分圓化的箱適于在高壓應(yīng)用中承受壓力，并且具有這種反向凸緣、即在與管的通常插入方向相反的方向上面向的凸緣能夠接收先前將伸入到收集箱限定的體積中的管的端部。

因此，這些管的端部不再開放到收集箱限定的體積中。這明顯減少了與通過熱交換器的管的流體流動相關(guān)的壓力降低。

總之，通過將至少部分圓化的頭部與多個褶皺部組合，有足夠材料用以形成反向凸緣，這些反向凸緣充分翻邊以便于引入熱交換管。具體地，根據(jù)本發(fā)明的反向凸緣限定用于熱交換管插入的大致郁金香狀的(tulip-shaped)進口開口，這種開口由于這一額外的材料而是足夠?qū)挼摹?/p>

所述收集箱可以另外包括單獨地或者組合地考慮的一個或多個以下特征：

-頭部具有至少一個壁，該至少一個壁的形狀是朝向收集箱限定的體積的外部的大致盤狀(dished)，

-褶皺部形成在壁上，

-這些褶皺部分別具有的頂部高度是管的節(jié)距的大約30％，這一高度足夠形成凸緣，

-這些凸緣分別具有大致漸縮的(conical)形狀，

-凸緣形成的錐狀部具有大約30°的角度，使得同時用于將多個熱交換管引入到被凸緣包圍的頭部開口中更容易，

-凸緣分別具有第一寬度和大于第一寬度的第二寬度，例如第二寬度是第一寬度的大約兩倍，由此提供足夠?qū)捯员阌趯⑷繜峤粨Q管引入頭部的開口中的開口，

-第一寬度大致等于用以插入開口中的管的寬度，

-這些凸緣分別具有兩個凸形的大致翻邊的邊緣，其中凸形面向收集箱限定的體積的外部，

-這些凸緣具有的高度為褶皺部的高度的大約一半，

-凸緣相對于頭部上的褶皺部減薄，以便褶皺部分別具有第一厚度并且凸緣分別具有小于褶皺部的第一厚度的第二厚度，

-在凸緣處的材料減薄至少大于材料初始厚度的30％，或者甚至局部大于材料的初始厚度的50％。通過減薄材料，凸緣能夠伸長以獲得充分翻邊而促進管的引入。

本發(fā)明還涉及特別地用于機動車輛的熱交換器，其包括熱交換芯部管束，熱交換芯部管束的端部固定到如上文限定的至少一個收集箱。

這可以是釬焊的熱交換器。

作為替代例，可以是其中形成收集箱的元件被以機械方式彼此組裝的熱交換器。

根據(jù)一個實施方式，熱交換管具有包括在0.8mm至2.5mm之間、優(yōu)選地在1.2mm和1.8mm之間的高度。

熱交換管的節(jié)距，也就是說，兩個熱交換管之間的中心距離是例如包括在5mm和10mm之間，優(yōu)選地在6mm和8mm之間。

附圖說明

通過閱讀以下通過說明性非限制性示例給出的描述并且通過研究附圖，本發(fā)明的進一步特征和優(yōu)點將變得更清楚，在圖中：

圖1是用于熱交換器的、根據(jù)本發(fā)明的收集箱的透視圖，

圖2是接收熱交換器的芯部管束的部分示出的管的端部的、圖1的收集箱的局部橫截面圖，

圖3是圖1的頭部的橫截面?zhèn)纫晥D，

圖4a是圖1至3的收集箱的頭部的第一透視圖，

圖4b是圖1至3中的收集箱的頭部的第二透視圖，

圖5是圖4a和4b的頭部的橫截面圖，和

圖6是接收熱交換器的管的端部的、圖5的頭部的放大圖。

在這些圖中，相同的元件使用相同附圖標記。

具體實施方式

圖1是示出用于熱交換器(未示出)的流體收集箱1的簡化示意圖，該收集箱1特別地用在機動車領(lǐng)域。熱交換器特別地可用作散熱器或者機動車輛的冷凝器。

特別地，本發(fā)明可以應(yīng)用于釬焊的熱交換器。

熱交換器包括芯部管束3。在圖2中，僅可見一個管3的一端。管3例如以鋁或者鋁合金制成。它們例如是大致扁平的管3。

收集箱1被構(gòu)造成接收熱交換器的管3的至少一個端部，更具體地，接收熱交換器(未示出)中的多個管3的端部。在圖2中，僅一個管3的一端可見。

為此，收集箱1包括頭部5。收集箱1另外包括固定到頭部5的蓋子6，以閉合收集箱1。

頭部5例如以鋁或者鋁合金制成。蓋子6可部分地以鋁或鋁合金制成，或者作為替代例，以塑料制成。

蓋子6可以例如通過夾住固定、通過釬焊或者甚至通過壓接而固定到頭部5。

此外，頭部5包括多個開口7，以用于管3的端部通過。

開口7具有例如大致長形的(elongate)形狀，諸如狹槽。

接收在開口7中的管3的端部則可例如釬焊到頭部5。

根據(jù)一個實施例，熱交換管3具有包括在0.8mm至2.5mm之間、優(yōu)選地在1.2mm和1.8mm之間的高度。

熱交換管3的節(jié)距，也就是說，兩個熱交換管3之間的中心距離是例如包括在5mm和10mm之間，優(yōu)選地在6mm和8mm之間。

根據(jù)例示的實施例，頭部5具有形成箱端部的壁8。收集箱1另外包括連接到這一箱端部的側(cè)壁8’。

這是具有至少部分圓化的形狀的箱端部8。

根據(jù)例示的實施例，形成箱的端部的壁8(也稱為端壁8)具有朝向收集箱1限定的體積外部的大致盤狀的形狀。由此，頭部5的端壁8具有相對于收集箱1限定的內(nèi)部體積為大致凹形并且相對于熱交換器的芯部管束3為大致凸形的形狀，其中凸形面向收集箱1限定的體積的外部。在圖1至3中可見的，收集箱1另外包括在頭部5的開口7處形成的預(yù)定數(shù)目的凸緣9，這些開口7用于接收管3的端部。更具體地，每個開口7由凸緣9包圍，這些凸緣9在本示例中以不移除材料的方式形成。

頭部5另外包括多個變形部11。變形部11形成在頭部5的大致盤狀的端壁8中。變形部11例如制成為形成規(guī)則圖案。

根據(jù)例示的實施例，這一圖案以褶皺部或者波紋部11組成。

褶皺部11可以相對于頭部5的端壁8的縱向軸線對稱形成。因此，褶皺部11具有在頭部5的端壁8的一側(cè)和另一側(cè)上交替延伸的頂部。換句話說，褶皺部11具有例如面向收集箱1限定的體積的內(nèi)部的多個頂部，和背離收集箱限定的體積且因此朝向收集箱1的外部及朝向熱交換器的芯部管束3指向的多個相反的頂部。

在圖4a和4b中更好地看出的凸緣9形成在褶皺部11處，更具體地，形成在褶皺部11的背向收集箱限定的體積的頂部處。特別地，在褶皺部11的背向收集箱限定的體積的頂部處通過刺穿(piercing)或者鉆孔(perforating)頭部5形成開口7，而通過圍繞這些開口7的材料形成凸緣9。

為能夠具有足夠材料以在褶皺部11處形成凸緣9，褶皺部11形成為具有足夠高度h(參見圖5)，例如具有為管的節(jié)距的大約30％的頂部高度h。

由此，凸緣9背離收集箱1限定的體積形成，即朝向熱交換器的芯部管束3形成。繼而，它們稱為反向凸緣9。

由此，再次參考圖2和圖6，當(dāng)熱交換器的管3的端部插入這種反向凸緣9包圍的開口7時，管3的這一端部布置在位于向著收集箱1限定的體積的內(nèi)部的、褶皺部11的頂部和頭部5的箱端部8的水平之間的區(qū)域Z中，但不突出到收集箱1限定的體積中。管3不開放到收集箱1的體積中使得可以提高在流體流動方面的性能。

凸緣9具有足夠高度h’以適于允許管3的端部的插入，例如為褶皺部11的高度h的大約一半。

此外，凸緣9具有翻邊的整體形狀，諸如郁金香形狀。

更具體地，這些凸緣9分別具有大致漸縮的形狀，例如具有大約30°的角度α(參見圖5)。

因此凸緣9具有由兩個短的邊緣9c、9d連接在一起的兩個翻邊的邊緣9a、9b，邊緣9a、9b對應(yīng)于兩個長邊緣。

這一翻邊的或者大致漸縮的形狀便于管3的端部從收集箱1限定的體積外部朝向收集箱1限定的體積內(nèi)部引入到頭部5中。

兩個翻邊的邊緣9a、9b例如具有大致凸形形狀，其中凸形面向收集箱1限定的體積的外部。

參考圖5，郁金香狀凸緣9分別具有：

-在關(guān)聯(lián)的褶皺部11的被刺穿或者穿孔的頂部處的第一寬度l₁，其對應(yīng)于凸緣9的最短寬度，以及

-外圍第二寬度l₂，其對應(yīng)于凸緣9的最大寬度。

第一寬度l₁大致等于或者略大于用以插入開口7中的管3的寬度。

最大寬度l₂限定凸緣9包圍的、用于管3的端部的插入的開口7。第二寬度l₂制成為足夠?qū)捯栽试S將熱交換器(未示出)的全部管3的端部簡單且特別地同步地插入到開口7中。第二寬度l₂例如是凸緣9的第一寬度l₁的大約兩倍。此外，凸緣9可以相對于頭部5上的褶皺部11減薄。具體地，參考圖6，褶皺部11具有例如第一厚度e₁，并且凸緣9具有小于褶皺部11的第一厚度e₁的第二厚度e₂。凸緣9可以在翻邊的長邊緣9a、9b處恰如在短連接邊緣9c、9d那樣易于減薄。

舉例來說，材料減薄在凸緣9上進行，并且可以在材料的初始厚度的超過30％或甚至局部超過50％的范圍。

通過減薄凸緣9上的材料，可以加長這一凸緣9。

因此，將理解包括這種反向凸緣9的頭部5便于熱交換器的許多熱交換管3的端部的同時且簡單的引入，而不需要任何專用工具以特別地將每個管3引導(dǎo)到關(guān)聯(lián)的開口7中。

具體地，反向且翻邊的凸緣9提供了足以從收集箱1的外部朝向收集箱1限定的體積的內(nèi)部引入的開口。

最后，這些反向凸緣9允許管3的端部的插入，而無需這些端部開放到收集箱1限定的體積中，從而利于收集箱1內(nèi)部的流體流動。