(57)【要約】本発明は、熱交換器（１）、特にインタークーラ又はクーラントラジエータに関し、流体導管（４）の長手方向の端部領域を収容する通路（３）をそれぞれが有する２つの基部（２）と、少なくとも１つの側部（６）であって、その１つの長手方向の端部領域（７）が、関連する基部（２）の端部における通路（８）に少なくとも部分的に収容され又は基部（２）に隣接する、少なくとも１つの側部（６）とを備える。本発明の基本的な特徴は、側部（６）が、異なる断面を有する少なくとも２つのセグメント（９，１０）を有することである。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換器（１）、特にインタークーラ又はクーラントラジエータであって、
流体導管（４）の長手方向の端部領域を収容するための通路（３）をそれぞれが有する、２つの基部（２）と、
少なくとも１つの側部（６）であって、その１つの長手方向の端部領域（７）が、関連する前記基部（２）の端部における通路（８）に少なくとも部分的に収容され又は前記基部（２）に隣接する、少なくとも１つの側部（６）とを備え、
前記側部（６）は、異なる断面を有する少なくとも２つのセグメント（９，１０）を有する
ことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記側部（６）は、２つの特に同一の長手方向の端部セグメント（１３）と、それらの間に配置された中央セクション（１４）とを有する
ことを特徴とする請求項１の熱交換器。
【請求項３】
前記中央セクション（１４）は、前記長手方向の端部セグメント（１３）より、小さな材料厚さ及び／又は小さな曲げ剛性を有する
ことを特徴とする請求項２の熱交換器。
【請求項４】
前記中央セクション（１４）は、細長い金属片の形を有している
ことを特徴とする請求項２又は３の熱交換器。
【請求項５】
前記長手方向の端部セグメント（１３）は、Ｕ形、Ｕくさび形、Ｌ形若しくはＷ形の断面、又は１つ以上の空洞（１５）を有する管状の断面を有する
ことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項の熱交換器。
【請求項６】
前記中央セクション（１４）と長手方向の端部セグメント（１３）との間にギャップ（１６）を備え、そのため、それらは互いに接触しない
ことを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項の熱交換器。
【請求項７】
前記長手方向の端部セグメント（１３）及び前記中央セクション（１４）の少なくとも部分は、互いに物質的に接合、特に半田付けされている
ことを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項の熱交換器。
【請求項８】
少なくとも１つの長手方向の端部セグメント（１３）と、前記中央セクション（１４）とは、確実に固定するように互いに少なくとも部分的に接続されている
ことを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項の熱交換器。
【請求項９】
少なくとも１つの長手方向の端部セグメント（１３）と、前記中央セクション（１４）とは、クリップで留めることによって互いに少なくとも部分的に接続されている
ことを特徴とする請求項８の熱交換器。
【請求項１０】
少なくとも１つの長手方向の端部セグメント（１３）は第１形状（１１）を有し、前記中央セクション（１４）は前記第１形状を補完する第２形状（１２）を有する
ことを特徴とする請求項２〜７のいずれか１項の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１のプリアンブルによる熱交換器、特にインタークーラ又はクーラントラジエータに関する。本発明は、更にそのような熱交換器の側部に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱交換器は、典型的には多数の管、特に、タービュレータ（Turbulenzeinlagen）が付いた又は付かない扁平管と、２つの基部と、完全なコレクタを形成するためにプレナムが取り付けられる典型的に２つの側部とを有する。このために用いられる側部は、典型的には単一部品から、通常は打ち抜き加工又はエンボス加工で製造される。更に、熱によって引き起こされる応力を低減するために、これらの側部は、局所的な伸縮部を備える、又は接合後の製造工程において２つの部品に機械的に分割される。
【０００３】
各側部に伸縮ビードを備える熱交換器が、例えば、DE 197 53 408 A1から知られている。
【０００４】
２つの基部を有し、そのそれぞれが流体導管の長手方向の端部領域を収容するための２つの通路を有する、一般的な熱交換器が、EP 0 748 662 B1から知られている。この場合も、側部を備え、それぞれの長手方向の端部領域が、それぞれの基部の端部における通路に少なくとも部分的に収容される。これらの側部も、熱応力を補償するために伸縮ビードを備える。
【０００５】
第１流体を運ぶために第１流体パスを通って伸びる複数の管を有し、気相の第１流体と液体の第２流体との間の熱交換を行う熱交換器が、DE 10 2012 223 644 A1から知られている。管は、それらの中を第１流体が流れることができるように、第１流体パスに配置された冷却フィンと熱交換を可能にするように結合されており、第２流体を運ぶための第２流体パスをそれらの内側に形成する。管と対応する基部とで形成されたラジエータコアは、第１流体パスの横方向の制限としての役割を果たすために、スタックの方向において最も離れた２つの外側のそれぞれにおいて１つの側部を有する。そのような配置は、両方の側部が少なくとも１つのタイロッドによって互いに固定するように接続されているので、ラジエータコアの安定性を向上させることが意図されている。タイロッドは、冷却フィン及び管からは分離した構成要素であり、張力をスタックの方向に伝えることを可能にする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般に、従来技術による熱交換器の製造においては、異なる長さの側部のために新たな工具の使用及び購入を絶えず必要としていた。単一部品として作られた側部は、例えば金属シートから打ち抜かれるが、長さ全体にわたって同一の壁厚で設計されており、これが、場合によっては、高い強度又は曲げ剛性値が必要とされない領域における、必要のない、材料の多すぎる使用という結果をもたらし得る。これは特に中央領域において該当するのに対して、各側部の長手方向の端部領域においてはより大きな曲げ剛性が必要とされる。したがって、単一部品による側部は、その長さ全体にわたって強化されるか、又は強化が局所的に行われるように構成されなければならず、強化されない領域においてより多くの材料が無駄になるという結果になる。
【０００７】
よって本発明は、一般的な種類の熱交換器の改良された又は少なくとも代替の実施形態を創出する問題に対処し、それは、側部の領域における軽量化及び材料の使用をより少なくすることによって、特に特徴付けられる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この問題は、本発明によると、独立請求項の対象で解決される。有利な実施形態は、各従属請求項の対象である。
【０００９】
本発明は、側部を、熱交換器ラジエータコアの横方向の境界として働き、曲げ剛性に関してそれぞれの要求を満足する、曲げ剛性の面で異なる断面を有する少なくとも２つのセグメント部品から形成するという、全体的な思想に基づいている。本発明による熱交換器は、例えばクーラントラジエータ又はインタークーラの形を有し得るが、古典的に２つの基部を有し、そのそれぞれは流体導管の長手方向の端部領域を収容する通路を有する。基部は、側部によって横方向に区切られ、それぞれの１つの長手方向の端部領域は、各基部の端部の通路に少なくとも部分的に収容されている。代替として、側部の長手方向の端部領域は、基部に半田付け又は溶接もされ得、よって通路には収容されない。本発明によると、側部は、異なる断面を有する少なくとも２つの分離したセグメントを含み、同時に、その異なる断面は異なる曲げ剛性特性を生じさせる。３つの分離したセグメントを用いる変形例は、２つの端部セグメントは同一に構成され得るのに対して、中央部は異なる形を有する、という特に有利な点をもたらす。これは今度は、各側部の長手方向の端部領域（長手方向の端部セグメント）を、例えば、２つの長手方向の端部領域の間に位置する中央セクション（中央部）より堅く構成することを可能にし、長手方向の端部領域に必要とされるより大きな曲げ剛性が容易に達成され、その一方で中央セクションでは材料、よって重量も節約され得る。よって、本発明による熱交換器及び本発明による側部を用いると、基部に近い領域、すなわち、基部の領域において、十分な剛性、特に曲げ剛性を、材料の使用を最小にして実現することが可能である。よって側部の長手方向の端部領域は、基部に近い領域においてはより大きな曲げ剛性の断面を備え、その方で端部領域の間に位置する中央セクションは、より柔軟な断面及び／又は少ない材料厚を有する。理論的には、完全に中央セクションなしで済ませることももちろん可能であり、この場合にはゼロ断面が存在する。
【００１０】
中央セクションは、細長い金属片の形で都合よく作成される。これは、細長い金属片を、精巧な製造装置及び方法なしに、経済的に、製造する、簡単で安価な選択肢を提供する。各側部の長手方向の端部領域は、例えば、Ｕ形、Ｕくさび形、Ｌ形、Ｗ形、又は１つ以上の空洞で構成される管状の、断面を有し得る。この不完全なリストは、このように形作られた長手方向の端部領域は、例えば細長い金属片の形の中央セクションに比べて非常に大きな曲げ剛性を有する、ということを既に示唆している。そのような形の長手方向の端部領域は、よって、この領域に生じる力を散逸させることが容易に可能であり、その一方で、中央セクションは、この領域では高い剛性又は強度値は必要とされないので、材料の使用がより少ないだけではなく、軽量構造にもなり得る。
【００１１】
有利な進展によると、１つの長手方向の端部領域と中央セクションとは、例えば溶接、接着、又は半田付けによって、互いに物質的に接合される。これにより、異なる断面を有する複数のセグメントで構成される１つの側部を組み立て、組み立てられた状態で比較的容易にそれを取り扱うことが可能になる。代替として、中央セクションと長手方向の端部領域との間にギャップを備えるようにすることもあり得、それらが互いに接触しないようにする。この場合、ギャップは熱膨張の影響を補償する。
【００１２】
本発明は更に、前述の熱交換器用の側部を、異なる断面及び曲げ剛性特性を有する少なくとも２つのセグメントから製造するという、全体的な思想に基づいており、異なる断面及び曲げ剛性特性は、側部の中央セクション及び各長手方向の端部領域における曲げ剛性の点での異なる要求を理想的に満足させることを可能にする。長手方向の端部領域において用いられる断面が良好な曲げ剛性を呈するのに対し、中央セクションは、重量がより小さく、同時に、そのより柔軟な構造及び／又は抑えられた材料厚さのおかげで資源を保護するのに役立つ。このように設計された側部は、全体的により軽量であり、それは特に自動車の熱交換器に使用されるときに大きな利点を示すこともし、しかも曲げ剛性に関する全ての要求満たす。更に決定的な利点は、側部の長さが変動することによっても低コストとなるということである。中央セクションのみが変更されなければならないからである。
【００１３】
本発明の更なる重要な特徴及び利点は、従属請求項、図面及び図面を参照した図の関連する説明において記述される。
【００１４】
もちろん、上述の文で記述された特徴、及び以下に説明される特徴は、記述された組合せにおいてのみではなく、他の組合せ、又は単独でも、本発明の範囲を逸脱することなく使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
本発明の好ましい実施形態が、図面に示され、以下の記述においてより詳細に説明される。同一の参照符号は、同一の、類似の、又は機能的に等価な構成要素を参照する。
【図１】図１は、本発明による熱交換器を通る断面図である。
【図２】図２は、中央セクション及び２つの長手方向の端部セグメントを有する本発明による側部を示す。
【図３】図３は、中央セクション及び異なる長手方向の端部セグメントを有する側部のさまざまな図である。
【図４】図４は、中央セクション及び異なる長手方向の端部セグメントを有する側部のさまざまな図である。
【図５】図５は、中央セクション及び異なる長手方向の端部セグメントを有する側部のさまざまな図である。
【図６】図６は、中央セクション及び異なる長手方向の端部セグメントを有する側部のさまざまな図である。
【図７】図７は、中央セクション及び異なる長手方向の端部セグメントを有する側部のさまざまな図である。
【図８】図８は、第１形状を有する長手方向の端部セグメント、及び第１形状を補完する第２形状を有する中央セクションを備える側部の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１によると、本発明による熱交換器１は、例えばインタークーラとして実現され得るのであるが、２つの基部（Boden）２を含み、そのそれぞれは、流体導管４、例えば扁平管、の長手方向の端部領域を収容する（Aufnahme）通路３を有する。基部２は、例えばクーラントのために、コレクタを形成するプレナム５に接続されている。２つの側部（Seitenteil）６の各長手方向の端部領域（Laengsendbereich）７は、関連する基部２の端部における通路８内に、少なくとも部分的に収容されており、端部における通路８は、管４に提供された通路３と同一に構成されている。側部６は、通路８を部分的に又は全体的に通り得るが、そのようにする必要はない。もちろん、代替として、それらは他のやり方でも、例えば半田付け、溶接等によって、基部２に接合され得る。
【００１７】
ここで、長手方向の端部領域７に生じる曲げ剛性に対するより厳しい要求を満たすだけではなく、最小の材料消費で製造され得る側部６を製造可能とするために、側部６が、異なる断面を有しそれとともに異なる曲げ剛性特性も有する少なくとも２つの異なるセグメント９，１０を含むことが、本発明によると示唆される。図２により示された側部６は、全部で３つのセグメント９，１０、すなわち、２つの同一の長手方向の端部セグメント１３と、それらの間に配置された中央セクション１４とを有する。中央セクション１４は、長手方向の端部セグメント１３より小さな曲げ剛性及び／又は材料厚さを有し、従って材料の面で特に経済的に構成され得るし、重量も小さい。他方では、長手方向の端部セグメント１３は、異なる断面を有し、より大きな曲げ剛性を可能にするのみではなく、より大きな材料厚さも有し、これがより大きな曲げ剛性にも寄与する。
【００１８】
中央セクション１４は、細長い金属片の形であり得、これは簡単に安価に構成され得る。これに対して、長手方向の端部セグメント１３は、例えば、Ｗ形の断面（図２及び５参照）、Ｕ形の断面（図３参照）、Ｕくさび形の断面（図４参照）、又は１つ以上の空洞で構成される平板状の断面（図６及び７参照）を有し得る。示された全ての長手方向の端部セグメント１３に共通する特徴は、それらは、それらの断面のみによって、比較的大きな曲げ剛性モーメントを有するということである。
【００１９】
少なくとも１つの長手方向の端部セグメント１３と中央セクション１４とは、例えば溶接又は半田付けによって、互いに物質的に接合されているということ、又は、中央セクション１４と長手方向の端部セグメント１３との間にギャップ１６を備え、そのため、それらは互いに接触しないということが、考えられる。もちろん理論的には、個々のセグメント９，１０は、それらが互いに、オーバーラップし、かつ隣接するように、配置され得る。しかし、もし、セグメント９，１０が互いに接触せず、２つのセグメント９，１０の間のギャップ１６が０．５ｍｍより大きいならば、特に有利である。図２〜７によると、側部６のために、ギャップ１６を有する突合せ接合が示されている。これに対して、図８では、長手方向の端部セグメント１３が第１形状１１を有し、中央セクション１４がそれに相補的な第２形状１２を有する。したがって、この場合、側部６の長手方向の端部セグメント１３には、中央セクション１４に向けられた凸形又は矢印様の形が与えられており（図８の左及び右の画像を参照）、それによって、各リブの尾根が側部６に確実に接合されるようにすることが可能になる。
【００２０】
本発明による側部６及び本発明による熱交換器１は、異なる管長及び側部６の同一の長手方向の端部セグメント１３を有する熱交換器１を製造することを可能にし、それは、管長に応じて異なる長さの中央セクション１４と単純に組み合わされている。このようにして、側部６の複雑な部品、すなわち、長手方向の端部セグメント１３及びセグメント１０が、常に、安価に、格別の結果を伴って、同じ工具を用いて、使用され得る。しかも、中央セクション１４の単純な設計のおかげで、材料の消費を最小にすることができ、極端な例では、中央セクション１４、すなわち、セグメント９は、完全に省略され得る。同時に、長手方向の端部セグメント１３の複雑な形状は、基部に近い基部２の領域で管４のしっかりとした固定を依然としてもたらす。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
2017534040.tif 000011
2017534040.tif 000012
2017534040.tif 000013
2017534040.tif 000014