Теплообменник для автомобиля

1 Настоящее изобретение относится к теплообменнику для автомобиля, причем теплообменник включает в себя коллектор, стенка которого определяет диаметр внутренней полости коллектора и наружный периметр коллектора; крепежное устройство, прикрепленное к коллектору, причем крепежное устройство имеет фасонную часть, выполненную в виде лап,которая охватывает коллектор по внешней поверхности более, чем на половине периметра; и устройство, выполненное за одно целое с крепежным устройством для крепления теплообменника на автомобиле. Теплообменники автомобилей обычно представляют собой трубы, соединяющие пару коллекторов, сборников или баков. Для установки и крепления автомобильных теплообменников в двигательном отсеке автомобиля используют крепежные скобы. Для обеспечения конструкционной прочности крепежные скобы обычно закрепляют на или выполняют за одно целое с коллекторами теплообменников. Особое внимание придают прочности крепежной скобы и способу крепления скобы на теплообменнике,поскольку поломка скобы может повлечь серьезные повреждения теплообменника, а также пробой или разрыв коллектора. Впускные и выпускные фитинги также крепят на одном или обоих коллекторах, через которые поступает жидкость, транспортируемая через теплообменник. Альтернативой фитингу служит впускное/выпускное устройство, причем на каждый коллектор припаивают по одному такому устройству. В японской патентной заявке 6-229696 впускное/выпускное устройство описано, как имеющее канал, соосный с отверстием в коллекторе, на котором закреплено это устройство. Определенной формы втулка вставлена в канал и отверстие и припаяна к ним для обеспечения герметичности стыка крепежного устройства с коллектором. С наружной поверхности устройства выполнено резьбовое отверстие, которое используется для крепления к устройству трубы, соединенной с каналом. В ЕР-А-0 795 730 и US-A-5 570 737 описано устройство для крепления теплообменника,которое имеет много общих признаков с крепежным устройством, описанным в JP-A-6229696. В описаниях известных устройств, названных выше, ничего не сказано о способе,каким можно было бы так модифицировать скобу для крепления теплообменника, чтобы она дополнительно служила впускным/выпускным устройством, сохраняя способность надежно крепить теплообменник внутри физически ограниченного рабочего пространства автомобиля. Очень важно разработать такую конструкцию, наличие в которой впускного/выпускного канала не снижает прочность соединения крепежной скобы с коллектором. 2 Однако, чтобы снизить вес и упростить сборку, было бы желательно, чтобы и крепежная скоба и впускное/выпускное устройство могли быть включены в отдельный узел. Целью настоящего изобретения является создание теплообменника, оснащенного крепежным устройством, которое имеет впускной/выпускной канал, посредством которого осуществляется транспортирование жидкости через теплообменник. Другой целью настоящего изобретения является создание крепежного устройства, которое можно надежно и прочно прикреплять к теплообменнику. Следующей целью настоящего изобретения является оснащение крепежного устройства втулкой, которая обеспечивает герметичность соединения крепежного устройства и теплообменника и повышает прочность соединения крепежного устройства и теплообменника. В соответствии с настоящим изобретением создано крепежное устройство, в котором имеется впускной/выпускной канал, сообщающийся для пропуска жидкости с отверстием, выполненным в стенке коллектора, и который имеет устройство для соединения подводящей/отводящей трубы к впускному/выпускному каналу крепежного устройства. В описанной конструкции крепежное устройство удерживает теплообменник внутри двигательного отсека автомобиля и обеспечивает наличие впускного/выпускного канала, с которым соединяют подающую/отводящую трубу для транспортирования жидкости через теплообменник. Предпочтительно, чтобы крепежное устройство обладало свойствами, способствующими прочности стыка этого устройства и коллектора. В предпочтительном варианте осуществления изобретения на поверхности фасонной части крепежного устройства выполнены пазы,чтобы выступы можно было использовать для повышения прочности соединения крепежного устройства с коллектором. Часть пазов заполнена припоем, которым припаивают крепежное устройство к коллектору. В предпочтительном варианте осуществления используется втулка,которая вставлена частично во впускной/выпускной канал и частично в отверстие в стенке коллектора, которая обеспечивает герметичное соединение крепежного устройства и коллектора. Втулку можно выполнить такой,чтобы она способствовала повышению прочности соединения крепежного устройства с коллектором. В процессе установки крепежного устройства на коллекторе фасонную часть крепежного устройства располагают на наружной поверхности коллектора таким образом, чтобы впускной/выпускной канал сообщался с отверстием в стенке коллектора. Пазы, если они имеются на фасонной части крепежного устройства, вводят в зацепление с выступами на коллекторе для 3 временного закрепления крепежного устройства на коллекторе. Вставленная втулка, если она используется и имеет подходящую конфигурацию, повышает прочность соединения крепежного устройства с коллектором. Предпочтительно, чтобы крепежное устройство припаивалось по месту твердым припоем, который предварительно заложен или другим образом помещен в пазы на фасонной части крепежного устройства. Одновременно с этим может быть припаяна по месту втулка, которая вставлена частично во впускной/выпускной канал и частично в отверстие в коллекторе. После выполнения этого(пайки) крепежное устройство можно использовать как для крепления теплообменника на автомобиле, так и для соединения теплообменника через впускной/выпускной канал крепежного устройства с подающей/отводящей трубой. Из сказанного выше должно быть ясно, что крепежное устройство, соответствующее настоящему изобретению, позволяет заменить крепежное устройство и впускное/выпускное устройство на одно устройство, которое служит для крепления теплообменника и соединения подающих/отводящих труб с теплообменником. Для реализации такой замены крепежное устройство надо выполнить таким, чтобы оно способствовало повышению прочности соединения этого устройства с коллектором, несмотря на наличие впускного/выпускного канала, способного понизить прочность соединения крепежного устройства с коллектором. Другие цели и преимущества настоящего изобретения очевидны из следующего ниже подробного описания. Настоящее изобретение описано на конкретных примерах осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи. Фиг. 1 - перспективный вид устройства для крепления теплообменника, соответствующего настоящему изобретению; фиг. 2 - поперечное сечение крепежного устройства, представленного на фиг. 1, которое изображено закрепленным на коллекторе теплообменника в соответствии с настоящим изобретением; фиг. 3-6 - иллюстрации операций по установке втулки в крепежное устройство и коллектор в соответствии с настоящим изобретением для реализации предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения. На фиг. 1 и 2 изображено устройство 10 для крепления теплообменника (не изображен). Крепежное устройство 10 на фиг. 2 изображено закрепленным на коллекторе 12 теплообменника. В соответствии с настоящим изобретением крепежное устройство 10 выполняет две функции, одной из которых является крепление теплообменника к подходящему опорному элементу 14 внутри двигательного отсека автомобиля,как это иллюстрирует фиг. 2. Второй функцией 4 крепежного устройства 10 является работа в качестве впускного/выпускного устройства,обеспечивающего транспортирование жидкости через теплообменник. Несмотря на то, что на прилагаемых фигурах изображена конкретная конструкция крепежного устройства 10, соответствующего настоящему изобретению, и крепежное устройство 10 описано как предназначаемое для установки в автомобиль, для специалистов должно быть ясно, что это устройство можно выполнить в других конструктивных решениях и использовать в других отраслях промышленности, помимо автомобилестроения. Устройство 10 имеет пару полок гнутого фасонного профиля или лап 16, имеющих полукруглую форму и определяющих вогнутую поверхность 18. Как видно на фиг. 2, поверхность 18 выполнена отвечающей круглой наружной поверхности коллектора 12. Также на фиг. 2 видно, что поверхность 18 соприкасается с коллектором 12, по существу, на половине его(коллектора) наружного периметра, но предпочтительно более, чем на половине периметра,чтобы эффективно удерживать устройство 10 на коллекторе 12. По этой причине предпочтительно выполнять лапы с таким профилем, чтобы обеспечивалось достаточное удобство посадки лап 16 на коллектор 12 в процессе прикрепления устройства 10 к коллектору 12. Устройство 10 имеет крепежное плечо 20 с отверстием 22, в которое вставляют болт 24 для закрепления устройства 10 на несущем элементе 14 корпуса автомобиля, как это иллюстрирует фиг. 2. В силу названных конструкционных требований предпочтительным материалом для изготовления устройства 10 является алюминиевый сплав,однако можно использовать другие материалы. На поверхности 18 лап 16 вырезаны пазы 19, параллельные оси вогнутой поверхности 18. Как показано на фиг. 2, пазы 19 заполнены твердым припоем 21, используемым для припаивания устройства 10 с коллектором 12. Твердый припой 21 в виде пасты можно вмазать в пазы 19 или нанести слоем на устройство 10 или коллектор 12 так, чтобы он попадал в пазы 19 в процессе пайки. Надо отметить, что пазы 19 способствуют удалению флюса при пайке. На фиг. 2 можно видеть, что коллектор 12 имеет два выступа 23, изображенные как противоположно расположенные швы. Два из общего числа пазов 19 входят в зацепление с выступами 23,прочно удерживая устройство 10 на коллекторе 12 до окончания процесса пайки. Через устройство 10 проходит впускной/выпускной канал 26. Как видно на фиг. 2,канал 26 соосен с отверстием 30 в стенке коллектора 12, и втулка 28 вставлена в проход, образованный соосными каналом 26 и отверстием 30. Втулку 28, изображенную на фиг. 1 и 2,припаивают по месту, чтобы образовался герметичный стык между устройством 10 и коллекто 5 ром 12. По этой причине в качестве материала покрытия предпочтительно использовать сплавы на алюминиевой основе, подобные АА 4343,АА 4045 или АА 4047. В окрестности впускного/выпускного канала 26 выполнено резьбовое отверстие 32, служащее для крепления подающей/отводящей трубы 34 после ее соединения с каналом 26. В описанной выше конструкции, соответствующей настоящему изобретению, крепежное устройство 10 выполняет несколько функций,которые в совокупности обеспечивают соединение устройства 10 с коллектором 12 таким образом, что повышается конструкционная прочность соединения устройства с коллектором,благодаря чему соединение остается герметичным, испытав многочисленные термические и динамические циклы. При посадке на коллектор лапы 16 устройства 10 служат для захвата коллектора по периметру, существенно ограничивая возможность относительного смещения устройства 10 и коллектора 12. Посадку устройства 10 на коллектор 12 дополнительно облегчает сопряжение выступов 23 на коллекторе 12 с двумя пазами 19 на вогнутой поверхности 18 лап 16. Остальные пазы 19 заполняются твердым припоем 21, который прочно объединяет устройство 10 с коллектором 12. Наконец, втулка 28 дополнительно повышает прочность канала, состоящего из впускного/выпускного канала 26 и отверстия 30 в коллекторе 12. В соответствии с другим преимуществом настоящего изобретения модифицированную втулку 36, изображенную на фиг. 3-6, можно использовать для повышения конструкционной прочности соединения крепежного устройства с коллектором. На фиг. 3 втулка 36 изображена надетой на палец 38, который вставлен с возможностью скольжения в направляющую втулку 40. Зажимное кольцо 50 служит для удержания втулки 36 на пальце 38 до начала вставления втулки 36 в впускной/выпускной канал 26 устройства 10. Втулка 36 изображена с кольцеобразным фланцем 42 на верхнем торце и бортом 44 на нижнем торце. Кольцеобразный фланец 42 расположен, по существу, радиально поверх трубчатого тела втулки 36; борт 44 выполнен отбортовкой кромки втулки 36 с углом гибки приблизительно 180, как видно на фиг. 3. В соответствии с этим признаком настоящего изобретения кольцеобразный фланец 42 деформируется после упора в конусный уступ 46 внутри впускного/выпускного канала 26 крепежного устройства 10, в то время как борт 44 упруго деформируется после упора в наружную поверхность стенки 12. Упругая деформация фланца 42 и борта 44 создает усилие, растягивающее втулку 36 и способствующее повышению прочности соединения крепежного устройства 10 с коллектором 12. На фиг. 4 палец 38, устанавливающий втулку 36 внутри канала 26, изображен в поло 002671 6 жении, когда кольцеобразный фланец 42 только соприкоснулся с конусным уступом 46 в канале 26. На фиг. 5 изображено, как передняя конусная кромка 48 направляющей втулки 40 вдавливает втулку 36 в канал 26, в результате чего кольцеобразный фланец 42 упруго деформируется настолько, что борт 44 втулки 36 упирается в наружную поверхность коллектора 12. Затем,как это иллюстрирует фиг. 6, палец 38 вдавливают в направляющую втулку 40 настолько,чтобы борт 44 радиально расширился и вошел в зацепление с внутренней поверхностью коллектора 12. После извлечения пальца 38 и направляющей втулки 40, кольцевой фланец 42 и борт 44, не имея возможности вернуться к исходной форме, изображенной на фиг. 3, будут прилагать растягивающее усилие к втулке 36, тем самым повышая прочность соединения крепежного устройства 10 с коллектором 12. Настоящее изобретение описано на примере предпочтительного варианта осуществления,однако специалистам в данной области техники должно быть понятно, что в него могут быть внесены многочисленные изменения, не ограничивающие пределы существа и объема изобретения, определенные формулой изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Теплообменник для автомобиля, содержащий коллектор (12),крепежное устройство (10), имеющее фасонную часть (16) с поверхностью, по существу,в виде боковой поверхности, охватывающей, по меньшей мере, часть наружной поверхности коллектора (12) и присоединенной к ней, и средство крепления, выполненное за одно с крепежным устройством (10), для крепления теплообменника на автомобиле (14),отличающийся тем, что в стенке коллектора в зоне фасонной части(16) крепежного устройства (10), имеется отверстие,крепежное устройство (10) имеет впускной/выпускной канал, сообщающийся с отверстием в стенке коллектора (12), при этом в крепежном устройстве (10) имеется средство для крепления подающей или отводящей трубы к впускному или выпускному каналу в крепежном устройстве. 2. Теплообменник по п.1, отличающийся тем, что он имеет пазы (19), выполненные на поверхности фасонной части (16). 3. Теплообменник по п.2, отличающийся тем, что на наружной поверхности коллектора выполнены два выступа (23), причем выступы находятся в зацеплении с двумя пазами (19) на поверхности фасонной части (16) для удержания крепежного плеча (20) на коллекторе (12). 4. Теплообменник по п.2, отличающийся тем, что, по меньшей мере, несколько пазов(19), расположенных между коллектором (12) и фасонной частью (16) крепежного устройства(10), заполнены твердым припоем (21) для обеспечения паяного соединения крепежного устройства (10) с коллектором (12). 5. Теплообменник по п.1, отличающийся тем, что средство крепления выполнено в виде крепежного плеча (20), выступающего из фасонной части (16) крепежного устройства (10) с крепежным отверстием (22). 6. Теплообменник по п.1, отличающийся тем, что он имеет втулку (28), которая частично расположена во впускном или выпускном канале (26) крепежного устройства (10) и частично в отверстии в стенке коллектора (12). 7. Теплообменник по п.6, отличающийся тем, что втулка на наружной поверхности имеет радиально отбортованный кольцевой фланец,соприкасающийся с впускным или выпускным 8 каналом (26) крепежного устройства (10), и борт, соприкасающийся со стенкой коллектора(12), которые обеспечивают соединение крепежного устройства (10) с коллектором (12). 8. Теплообменник по п.7, отличающийся тем, что в впускном или выпускном канале (26) крепежного устройства (10) выполнен внутренний конический уступ, после упора в который кольцевой фланец втулки (28) может упруго деформироваться. 9. Теплообменник по п.7, отличающийся тем, что борт втулки (28) выполнен отбортовкой конца втулки (28) с углом изгиба приблизительно 180. 10. Теплообменник по п.1, отличающийся тем, что фасонная часть (16) крепежного устройства (10) имеет края, обеспечивающие охват коллектора (12) по наружной поверхности.