專利名稱：具有改進的冷卻劑軟管接頭的機油冷卻器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及熱交換器領域，更具體地說，是涉及用作車輛機油冷卻器的熱交換器。
已知有用于冷卻內(nèi)燃機潤滑系統(tǒng)的潤滑油的熱交換器。這種通常使用的熱交換器的一種形式是所謂的“環(huán)形”機油冷卻器。典型地，這種機油冷卻器有僅為兩英寸或更少的軸向長度，并且其結(jié)構能位于發(fā)動機殼體和機油濾清器之間，被直接裝在缸體上以前由機油濾清器所占據(jù)的位置上，這種類型的機油冷卻器包括一多件的殼體，其連接于車輛冷卻系統(tǒng)以接收冷卻劑，其包括一組較簿的盤形室，要進行冷卻的機油通過室中循環(huán)。美國專利Nos.4,967,835(Lefeber，1990，6)；4,561,494(Frost，1985，12，31)；4,360,055(Frost，1982，11，23)；3,743,011(Frost，1973，7，3)中公開了這種機油冷卻器的例子，它們在此一并進行考慮。
通常，這種機油冷卻器的殼體具有一對軟管接頭，其一個與從車輛冷卻系統(tǒng)提供冷卻劑的輸入軟管連接，另一個與將冷卻劑返回車輛冷卻系統(tǒng)的出口軟管相連。在一種形式中，軟管接頭是直的，其不使冷卻劑流動方向有任何改變。這種直的軟管接頭公開于美國專利Nos.4,967,835和4,561,494中。在另一種形式中，軟管接頭有冷卻劑流動方向的變化，典型地為冷卻劑流動方向軸線有90°的轉(zhuǎn)向。當發(fā)動機艙的空間有限時，就要使用這種軟管接頭，典型地，車輛OEM寧可在軟管接頭形成90°的轉(zhuǎn)向，而優(yōu)于在冷卻劑管上模制成90°的轉(zhuǎn)向。
軟管接頭使用一彎曲管件而使冷卻劑流動方向有90°的改變是已知的。典型地，為了防止管的壓折，管壁的破裂和/或管壁的變簿，管的彎曲半徑不能少于管徑的1.5倍。管的彎曲半徑固有地使冷卻劑軟管到軟管接頭接觸面與從機油冷卻器殼體到軟管接頭接觸面偏離至少1.5倍的管徑。于是，這種類型的軟管接頭的一個缺點是需要額外的發(fā)動機艙空間以容納管的彎曲半徑。另一與管的彎曲半徑有關的缺點是在機油冷卻器殼體和軟管接頭之間的附加的力矩臂，其能導致由軟管和作用于軟管接頭的冷卻劑的重量引起的較大的應力。當其與車輛中通常的振動相結(jié)合時，能導致機油冷卻器殼體壁沿機油冷卻器殼體和軟管接頭之間接觸面的過早的疲勞損壞。
也已知使用了釬焊在機加體上的螺紋管的軟管接頭，其能冷卻劑流動方向以90°的轉(zhuǎn)向。機加體連接于機油冷卻器殼體，并使連接于冷卻劑軟管的螺紋管中的冷卻劑流有90°的轉(zhuǎn)向。而這種軟管接頭的一個缺點是制造成本，由于要機加一個體，將螺紋管釬焊在機加體上，在將機加體釬焊到機加體之前將其TIG焊到殼體上，這就增加了成本。另外，因為機加體不能容易地立在機油冷卻器殼體上，所以要將其定位焊在殼體上，使其定位直到進行釬焊。由于定位焊在殼體上形成的熱作用區(qū)使應力升高，并在一些情況下，定位焊使機油冷卻器殼體完全穿孔。最后，在機加體和螺紋管之間的釬焊接觸面引起一潛在的失效點，在該處，軟管接頭可能在結(jié)構上失效和/或泄漏。
所以，需要一種新的軟管接頭，其能應用于一機油冷卻器，使機油冷卻器殼體和冷卻劑軟管之間的冷卻劑流動方向改變，同時使用于容納軟管接頭所需要的發(fā)動機艙的空間最小，和/或使繞軟管接頭和殼體之間接觸面的應力最小，和/或用于制造軟管接頭并將其裝在殼體上的成本最少。
本發(fā)明的主要目和是提供一種新的改進的軟管接頭。更具體地說，是提供一種可靠的軟管接頭，其用于與一機油冷卻器(最好為一環(huán)形機油冷卻器)連接，以在機油冷卻器和冷卻劑軟管之間改變冷卻劑流方向，同時使容納軟管接頭的所需的發(fā)動機艙的空間最小，和/或使軟管接頭和殼體之間接觸面的應力最小，和/或使軟管接頭的制造和安裝成本最小。
本發(fā)明提供了一種機油冷卻器，包括一殼體，和一軟管接頭，用于在冷卻劑軟管和機油冷卻器殼體之間傳送冷卻劑流，在冷卻劑流已進入接頭之后，接頭使冷卻劑流的方向改變一預定角度，其改進的特征在于所述接頭包括在機油冷卻器殼體中的第一孔；整體管件，有第一端和第二端，形成于所述端部中間的冷卻劑孔，以傳送冷卻劑流，所述第二端適于與冷卻劑軟管相連，以傳送冷卻劑流；一繞冷卻劑孔和第一孔中之一形成的突緣，其被接納在冷卻劑孔和第一孔的另一個中。
管件還包括一相鄰于第一端形成的平面，并且至少管件的一個部分有大致圓形的截面。
還包括一栓塞，并且管件第一端還包括一端部開口，端部開口容納栓塞。
本發(fā)明提供了一種機油冷卻器，包括一殼體，和一軟管接頭，用于在冷卻劑軟管和機油冷卻器殼體之間傳送冷卻劑流，在冷卻劑流已進入接頭之后，接頭使冷卻劑流的方向改變一預定角度，其改進的特征在于所述接頭包括一整體管件，有一第一端，一相鄰于第一端形成的平面，一通過平面形成的冷卻劑孔，以傳送冷卻劑，和一第二端，其有大致圓形的截面，并適于與冷卻劑軟管連接以傳送冷卻劑流。
冷卻劑孔和第一孔中之一為一突緣孔，冷卻劑孔和第一孔中的另一個為一突緣接收孔。
機油冷卻器還包括一平面，其與管件的平面相配合。
本發(fā)明提供了一種機油冷卻器，包括一殼體，和一軟管接頭，用于在冷卻劑軟管和機油冷卻器殼體之間傳送冷卻劑流，在冷卻劑流已進入接頭之后，接頭使冷卻劑流的方向改變一預定角度，其改進的特征在于所述接頭包括一整體管件，其有一圓形部分，適于與一冷卻劑軟管連接，以傳送冷卻劑流，一多邊形部分，適于與機油冷卻器殼體連接，一連接圓形部分和多邊形部分的過渡部分，和一形成于多邊形部分側(cè)面的冷卻劑孔，以傳送冷卻劑流；一在機油冷卻器殼體上的第一孔，其與冷卻劑孔流體連通；冷卻劑孔和第一孔中一個是一突緣孔，冷卻劑孔和第一孔的另一個為一突緣接收孔。
本發(fā)明還提供了一種制造機油冷卻器的方法，機油冷卻器包括一殼體，和一軟管接頭，用于在冷卻劑軟管和機油冷卻器殼體之間傳送冷卻劑流，在冷卻劑流已進入接頭之后，接頭使冷卻劑流的方向改變一預定角度，該方法包括下述步驟提供一整體管件，其有一對端部，所述端部中的一個適于連接于傳送冷卻劑的冷卻劑軟管；提供一機油冷卻器殼體；在機油冷卻器殼體上形成第一孔；在管件壁上形成一冷卻劑孔，用于傳送冷卻劑；繞第一孔和冷卻劑孔中的一個形成突緣；將突緣插入第一孔和冷卻劑孔中的另一個。
還包括下述步驟在管件上形成一平面，穿過平面形成第二孔；在機油冷卻器殼體上形成一平面，穿過平面形成第一孔。
還包括將管件釬焊到機油冷卻器殼體上的步驟。
還包括在管件和機油冷卻器殼體中的一個上提供作為釬焊混合物的銅包層的步驟。
初始提供的管件基本上是圓形的。
下面通過實施例并參照附圖對本發(fā)明進行描述。


圖1是具有機油冷卻器的發(fā)動機缸體的局部側(cè)剖視圖，機油冷卻器使用了本發(fā)明的冷卻劑軟管接頭，并且一個普通的機油濾清器疊置于機油冷卻器上；圖2是圖1所示的機油冷卻器殼體和軟管接頭的透視圖；圖3是圖2中所示機油冷卻器殼體和軟管接頭的透視圖；圖4是圖2所示殼體和軟管接頭的分解圖；圖5是本發(fā)明軟管接頭另一實施例的側(cè)視圖；圖6是圖5軟管接頭的后視圖；圖7是圖5中軟管接頭的前視圖；圖8是圖5中軟管接頭的底視圖；圖9是圖5中軟管接頭的頂視圖。
下面參照附圖描述根據(jù)本發(fā)明的軟管接頭的一個實施例，其用于內(nèi)燃機潤滑油的冷卻器。然而，本發(fā)明不限于此，其可以用于其他方面。
參見圖1，一內(nèi)燃機缸體示意地示為10，其包括一通常用于安裝一機油濾清器14的機座12。然而，在本發(fā)明的情況，一環(huán)形機油冷卻器16設置于機油濾清器14和機座12之間。更具體地說，機油冷卻器16通過一已知的接頭/送油管18夾在機油濾清器14和機座12之間。送油管18有一螺紋端部可插入機座12中的回油孔20。在機座12還有一供油槽或孔21。機油冷卻器16的殼體22包括隔開的輸入和輸出軟管接頭24和26(圖2)，其分別通過冷卻劑軟管例如軟管28與內(nèi)燃機的冷卻系統(tǒng)相連。殼體22包括一組熱交換單元(未示)，其設置于供油孔21和回油孔20之間。熱交換單元可以是通常用于環(huán)形機油冷卻器的任何結(jié)構，其例子示于美國專利Nos.3,743,011；4,360,055；4,561,494；和4,967,835。
各軟管接頭24和26包括一整體管件34，其有第一端32和第二端34。第一端32有一四方形的多邊形截面，第二端34有一適于與冷卻劑軟管28連接的圓形截面。一過渡部分36連接于第一端34的圓形截面與第一端32的方形截面。
如圖3所示，一冷卻劑孔38形成于平面40上，與整體管件30的第一端32相鄰，即，處于端部32和34之間，而比前者更靠近后者。繞冷卻劑孔38形成有突緣42，其從平面40向外伸出。第二端34包括一軟管凸邊44。一冷卻劑軟管，例如圖1所示的軟管28設置于軟管凸邊44上，并通過一管夾46夾在整體管件30上，如圖1所示。
如圖4所示，各整體管件30包括一端孔48和兩個相對的間隔的半球形向內(nèi)突出的突起或“壓坑”50，其相鄰于端部28并伸入管30。一具有方形截面的栓塞52容納在端部開口48中。各栓塞有半徑為54的前部，以協(xié)助栓塞52插入端部開口48，和一對相對間隔的孔或凹坑56，當栓塞52插入端部開口48時，其用于容納突起50。這種布置類似于所謂的“卡合”連接。
如圖4所示，殼體22包括一平面58，其有一對孔60。每個孔60適于接納一個整體管件30的突緣42。
各整體管件30最好由一定長度的圓管形成。方形截面最好是在端部32進行模壓或鍛壓成形。冷卻劑孔38和突緣42可以使用任何已知的方式在平面40上形成。一最好的方法是使用已知“T-鉆孔”方式。在另一最佳方法中，可預鉆冷卻劑孔38，然后將一過盈尺寸的金屬球擠壓通過冷卻劑孔38而形成突緣42。軟管凸邊44通過任何已知的方法形成于第二端34上。
整體管件30和殼體22最好是銅包鋼，也可以使用任何已知的材料，例如鋁或銅包鋁。組裝軟管接頭24，26時，將整體管件30上的突緣42插入殼體22上的孔60，使整體管件30的平面40靠在殼體22的平面58上。然后，對突緣42進行樁接或擴張，而將突緣42保持在開口60上，使平面40靠在平面58上。然后，在栓塞52插入端部開口48之前，將少量的焊膏或銅焊片放在栓塞頂部，然后將栓塞52插入端部開口48，直到突起50容納在孔56中。然后組裝機油冷卻器16的其他部分，然后對整體的機油冷卻器組件進行爐內(nèi)的釬焊循環(huán)，將突緣42焊到開口60上，并將平面40焊到平面58上。而管件30和殼體22的銅包層作為釬焊合金。
當機油冷卻器16已裝在發(fā)動機缸體10上時，冷卻劑流按圖4中箭頭A的方向從輸入冷卻劑軟管28經(jīng)第二端34的開口端注入輸入軟管接頭24。然后冷卻劑流經(jīng)第二端34通過過渡部分36進入第一端32，在該處，軟管接頭24使冷卻劑流轉(zhuǎn)向大致90°，并向外流出冷卻劑孔38，并按圖4中箭頭B的方向流入機油冷卻器殼體22。在經(jīng)機油冷卻器16循環(huán)之后，冷卻劑流經(jīng)輸出軟管接頭26的冷卻劑孔38在圖4中箭頭C的方向流入整體管件30的第一端32。然后，軟管接頭26使冷卻劑流轉(zhuǎn)向大約90°，然后經(jīng)過渡部分36進入第二端34。最后，冷卻劑流經(jīng)第二端34的開口端，按圖4中箭頭D的方向進入輸出冷卻劑軟管28。
圖5，6，7，8和9顯示了軟管接頭24，和26的最佳實施例。在該實施例中，整體管件62有一第一端64，其有一多邊形截面，其為矩形的并偏置于管件62的由第二端68的圓形截面限定的中心軸線66。一過渡部分69連接于第二端68的圓形截面與第一端64的方形截面。該實施例使用一個相鄰于端部開口71的相對間隔的壓入的突起70，而不是圖3和4中實施例所用的半球形突起50。突起70防止栓塞72插入端部開口71過深。栓塞72與栓塞52結(jié)構相同，但有一矩形截面，以配合第一端64的矩形端部。在栓塞72插入管件62中后，在管子端部開口71附近卷邊以固定栓塞72。
如圖7所示，在整體管件62第一端64附近的平面76上形成一冷卻劑孔74。即，處于端部64和62之間，但比后者更接近于前者。繞冷卻劑孔74形成突緣78，其從平面76向外延伸，第二端68包括一軟管凸邊44。一冷卻劑軟管，例如圖1所示的軟管28裝在軟管凸邊44上，并通過一管夾46夾緊在整體管件62上，如圖1所示。
如圖3和4所示的實施例，各整體管件62最好由一段長度的圓形管形成。在第一端64鍛壓成矩形截面?？梢砸匀魏我阎姆绞皆谄矫?6上形成冷卻劑孔74和突緣78，包括采用圖3和4中實施例中形成冷卻劑孔3 8和突緣42所用的方法?？捎萌魏我阎姆椒ㄔ诘诙?8上形成軟管凸邊44。
圖5，6，7，8和9中實施例的組裝和操作與圖1，2，3，和4中實施例所述的一樣。
可以理解，軟管接頭24和26特別適用于冷卻劑軟管和機油冷卻器殼體之間通過一預定角度傳送冷卻劑。與普通的機加體/螺紋管式軟管接頭相比，軟管接頭24和26簡單，制造和裝入機油冷卻器的成本低。與彎曲的軟管接頭相比，軟管接頭24，26需要較少的發(fā)動機艙的空間，同時能減少沿軟管接頭和機油冷卻器殼體之間接觸面的應力和疲勞失效。
權利要求
1.一種機油冷卻器，包括一殼體，和冷卻劑軟管接頭，用于在冷卻劑軟管和機油冷卻器殼體之間傳送冷卻劑流，在冷卻劑流已進入接頭之后，接頭使冷卻劑流的方向改變一預定角度，其改進的特征在于所述接頭包括在機油冷卻器殼體中的第一孔；整體管件，有第一端和第二端，形成于所述端部中間的冷卻劑孔，以傳送冷卻劑流，所述第二端適于與冷卻劑軟管相連，以傳送冷卻劑流；一繞冷卻劑孔和第一孔中之一形成的突緣，其被接納在冷卻劑孔和第一孔的另一個中。
2.如權利要求1所述的機油冷卻器，其特征在于管件還包括一相鄰于第一端形成的平面，并且至少管件的一個部分有大致圓形的截面。
3.如權利要求1所述的機油冷卻器，其特征在于還包括一栓塞，并且管件第一端還包括一端部開口，端部開口容納栓塞。
4.一種機油冷卻器，包括一殼體，和一軟管接頭，用于在冷卻劑軟管和機油冷卻器殼體之間傳送冷卻劑流，在冷卻劑流已進入接頭之后，接頭使冷卻劑流的方向改變一預定角度，其改進的特征在于所述接頭包括一整體管件，有一第一端，一相鄰于第一端形成的平面，一通過平面形成的冷卻劑孔，以傳送冷卻劑流，和一第二端，其有大致圓形的截面，并適于與冷卻劑軟管連接以傳送冷卻劑流。在機油冷卻器殼體中的一第一孔與冷卻劑孔流體連通。
5.如權利要求4所述的機油冷卻器，其特征在于冷卻劑孔和第一孔中之一為一突緣孔，冷卻劑孔和第一孔中的另一個為一突緣接收孔。
6.如權利要求4所述的機油冷卻器，其特征在于機油冷卻器還包括一平面，其與管件的平面相配合。
7.一種機油冷卻器，包括一殼體，和一軟管接頭，用于在冷卻劑軟管和機油冷卻器殼體之間傳送冷卻劑流，在冷卻劑流已進入接頭之后，接頭使冷卻劑流的方向改變一預定角度，其改進的特征在于所述接頭包括一整體管件，其有一圓形部分，適于與一冷卻劑軟管連接，以傳送冷卻劑流，一多邊形部分，適于與機油冷卻器殼體連接，一連接圓形部分和多邊形部分的過渡部分，和一形成于多邊形部分側(cè)面的冷卻劑孔，以傳送冷卻劑流；一在機油冷卻器殼體上的第一孔，其與冷卻劑孔流體連通；冷卻劑孔和第一孔中一個是一突緣孔，冷卻劑孔和第一孔的另一個為一突緣接收孔。
8.一種制造機油冷卻器的方法，機油冷卻器包括一殼體，和一軟管接頭，用于在冷卻劑軟管和機油冷卻器殼體之間傳送冷卻劑流，在冷卻劑流已進入接頭之后，接頭使冷卻劑流的方向改變一預定角度，該方法包括下述步驟提供一整體管件，其有一對端部，所述端部中的一個適于連接于傳送冷卻劑的冷卻劑軟管；提供一機油冷卻器殼體；在機油冷卻器殼體上形成第一孔；在管件壁上形成一冷卻劑孔，用于傳送冷卻劑；繞第一孔和冷卻劑孔中的一個形成突緣；將突緣插入第一孔和冷卻劑孔中的另一個。
9.如權利要求8所述的方法，其特征在于還包括下述步驟在管件上形成一平面，穿過平面形成第二孔；在機油冷卻器殼體上形成一平面，穿過平面形成第一孔。
10.如權利要求9所述的方法，其特征在于還包括將管件釬焊到機油冷卻器殼體上的步驟。
11.如權利要求9所述的方法，其特征在于還包括在管件和機油冷卻器殼體中的至少一個上提供作為釬焊混合物的銅包層的步驟。
12.如權利要求9所述的方法，其特征在于初始提供的管件基本上是圓形的。
全文摘要
機油冷卻器,包括一殼體,和冷卻劑軟管接頭,用于在冷卻劑軟管和機油冷卻器殼體之間傳送冷卻劑流,在冷卻劑流已進入接頭之后,接頭使冷卻劑流的方向改變一預定角度,所述接頭包括:在機油冷卻器殼體中的第一孔;整體管件,有第一端和第二端,形成于所述端部中間的冷卻劑孔,以傳送冷卻劑流,所述第二端適于與冷卻劑軟管相連,以傳送冷卻劑流;一繞冷卻劑孔和第一孔中之一形成的突緣,其被接納在冷卻劑孔和第一孔的另一個中。
文檔編號F01M11/03GK1172206SQ9711119
公開日1998年2月4日 申請日期1997年5月15日 優(yōu)先權日1996年5月22日
發(fā)明者詹姆斯·T·哈施 申請人:穆丹制造公司