DE102008047560A1 - Verwendung einer Aluminiumlegierung, Herstellung eines Verdampfers unter Verwendung der Aluminiumlegierung und Verdampfer für eine insbesondere mit CO2 betriebene Kraftfahrzeugklimaanlage - Google Patents

Verwendung einer Aluminiumlegierung, Herstellung eines Verdampfers unter Verwendung der Aluminiumlegierung und Verdampfer für eine insbesondere mit CO2 betriebene Kraftfahrzeugklimaanlage Download PDF

Info

Publication number
DE102008047560A1
DE102008047560A1 DE200810047560 DE102008047560A DE102008047560A1 DE 102008047560 A1 DE102008047560 A1 DE 102008047560A1 DE 200810047560 DE200810047560 DE 200810047560 DE 102008047560 A DE102008047560 A DE 102008047560A DE 102008047560 A1 DE102008047560 A1 DE 102008047560A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
evaporator
connecting pipes
corrosion
flat tubes
parts
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE200810047560
Other languages
English (en)
Inventor
Dennis Dr.-Ing. Brauckmann
Gottfried Dipl.-Ing. Dürr
Christoph Dipl.-Ing. Walter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mahle International GmbH
Original Assignee
Behr GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Behr GmbH and Co KG filed Critical Behr GmbH and Co KG
Priority to DE200810047560 priority Critical patent/DE102008047560A1/de
Publication of DE102008047560A1 publication Critical patent/DE102008047560A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/053Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight
    • F28D1/0535Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight the conduits having a non-circular cross-section
    • F28D1/05366Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators
    • F28D1/05391Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators with multiple rows of conduits or with multi-channel conduits combined with a particular flow pattern, e.g. multi-row multi-stage radiators
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C21/00Alloys based on aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C21/00Alloys based on aluminium
    • C22C21/12Alloys based on aluminium with copper as the next major constituent
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B39/00Evaporators; Condensers
    • F25B39/02Evaporators
    • F25B39/022Evaporators with plate-like or laminated elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F19/00Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/08Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of metal
    • F28F21/081Heat exchange elements made from metals or metal alloys
    • F28F21/084Heat exchange elements made from metals or metal alloys from aluminium or aluminium alloys
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2309/00Gas cycle refrigeration machines
    • F25B2309/06Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide
    • F25B2309/061Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide with cycle highest pressure above the supercritical pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/008Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for vehicles
    • F28D2021/0085Evaporators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02Header boxes; End plates
    • F28F9/026Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits
    • F28F9/0278Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits in the form of stacked distribution plates or perforated plates arranged over end plates

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft die Verwendung einer ersten Aluminiumlegierung, bestehend aus 0 bis 0,15% Si, bevorzugt 0,05%; 0 bis 0,2% Fe, bevorzugt 0,17%; 0,4 bis 0,55% Cu, bevorzugt 0,42%; 0,1 bis 0,2 Mn, bevorzugt 0,16%; 0 bis 0,03% Mag, bevorzugt 0,01%; 0 bis 0,05% Cr; 0 bis 0,04% Zn; 0 bis 0,03% Ti, bevorzugt 0,01%; Rest: Al, zur Herstellung eines korrosionsbeständigen Verdampfers (1) oder Teilen des Verdampfers (1), insbesondere von Flachrohren (3, 4) des Verdampfers (1).

Description

  • Die Erfindung betrifft die Verwendung einer Aluminiumlegierung, ferner die Herstellung eines Verdampfers unter Verwendung der Aluminiumlegierung sowie einen gelöteten Verdampfer nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 8.
  • Verdampfer für Kraftfahrzeugklimaanlagen werden mit dem Kältemittel R134a oder neuerdings mit CO2 bzw. R744 betrieben. Durch die Verwendung von R744 als Kältemittel ergeben sich, bedingt durch den Kälteprozess, wesentlich höhere Drücke, d. h. die einzelnen Komponenten der Klimaanlage, u. a. der Verdampfer müssen entsprechend stärker dimensioniert werden. Aus den höheren Drücken bei CO2-Klimaanlagen resultieren auch höhere Risiken bei einem Versagen einzelner Komponenten. Das Ausströmen von CO2 in den Fahrzeuginnenraum kann zu ernsthaften Beeinträchtigungen der Fahrzeuginsassen führen.
  • Bauweisen für mit dem Kältemittel CO2 betriebene Verdampfer wurden durch verschiedene Patentveröffentlichungen der Anmelderin bekannt, u. a. durch die DE 102 60 107 A1 , die DE 10 2004 048 767 A1 , die WO 03/054467 A1 und die US 2005/0039901 A1 . Es handelt sich dabei um gelö tete Verdampfer, d. h. die einzelnen Bauteile wie Flachrohre, Sammelkästen, Rippen und Anschlussrohre bestehen aus Aluminiumlegierungen. Die Flachrohre sind dabei vielfach als extrudierte Mehrkammerrohre ausgebildet.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Verdampfer für eine Kraftfahrzeugklimaanlage, insbesondere eine mit CO2 betriebene Klimaanlage bereitzustellen, welcher die sich aus dem Betrieb der Klimaanlage ergebenden Risiken, insbesondere auch durch einen Korrosionsangriff begrenzt oder vermindert.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale der Patentansprüche 1 bis 3 und durch die Merkmale der Patentansprüche 8 bis 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Erfindungsgemäß ist die Verwendung von verschiedenen, ähnlichen Aluminiumlegierungen für die Herstellung des Verdampfers vorgesehen. Durch den Einsatz der ausgewählten Aluminiumlegierungen wird ein Korrosionsangriff auf Teile des Verdampfers zumindest erheblich verzögert mit der Folge, dass ein korrosionsbedingter Materialschaden nicht sofort zu einer kritischen Situation im Fahrzeug führt. Ein durch Korrosion entstandenes Leck in einem der Bauteile des Verdampfers wird zunächst nur einen geringen Leckagequerschnitt freigeben, sodass anfangs nur wenig Kältemittel entweichen kann. Eine kritische Situation kann frühzeitig erkannt und behoben werden. Der Grund für dieses Phänomen ergibt sich aus dem besonderen Gefüge der eingesetzten Legierung. Die Struktur des Gefüges, ist derart ausgebildet, dass sich bei einem Korrosionsangriff von außen, z. B. durch Feuchtigkeit und/oder Streusalz zunächst nur ein kleiner Durchbruch in der Wand des Strömungskanals bildet, sodass sich nur eine geringe Leckage und damit keine kritische Situation für die Insassen ergibt. Bei einer ersten Legierung, die vorzugsweise für die relativ dünnwandigen Flachrohre des Verdampfers verwendet wird, bildet sich eine von außen nach innen fortschreitende, trichterförmige Vertiefung in der Wandung aus. Bei einer zweiten Legierung, die vorzugsweise für die relativ dickwandigen Anschlussrohre des Verdampfers verwendet wird, werden Körner aufgrund einer interkristal linen Korrosion nacheinander, d. h. Schicht für Schicht herausgelöst, sodass das Fortschreiten der Korrosion bis zum Durchbruch verzögert wird. Voraussetzung dabei ist, dass die Wandstärke des Strömungskanals ein Mehrfaches der Korngröße beträgt. Bei einer dritten Legierung, die ebenfalls bevorzugt für Anschlussrohre verwendet wird, tritt ebenfalls interkristalline Korrosion auf.
  • Die erfindungsgemäße Verwendung der ausgewählten Aluminiumlegierungen wirkt sich besonders vorteilhaft bei Verdampfern aus, welche mit dem Kältemittel CO2 (R744) betrieben werden, da dieses unter einem hohen Druck, beispielsweise 130 bar steht. Das Kohlendioxid wird bei Auftreten eines korrosionsbedingten Lecks in einem Strömungskanal des Verdampfers nicht schlagartig, sondern eher „schleichend” entweichen, sodass diese Lecksituation zunächst unkritisch erscheint. Eine kritische Situation für die Fahrzeuginsassen kann damit verhindert werden.
  • Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung werden die Einzelteile des Verdampfers, insbesondere Flachrohre, Wellrippen, Platten der Sammelkästen sowie Anschlussrohre stoffschlüssig durch Löten miteinander verbunden. Der Lötprozess erfolgt in einem Lötofen und in einem Arbeitsgang, d. h. als so genannte Komplettlötung. Dabei erfolgt ein kontrollierter Wärmeeintrag in die einzelnen Teile des Verdampfers, sodass am Ende des Lötprozesses die oben erwähnte Gefügestruktur vorliegt. Lösbare Verbindungsstellen, welche ein zusätzliches Sicherheitsrisiko bilden, sind an dem im Fahrzeugraum befindlichen Verdampfer nicht vorhanden.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen Verdampfer, welcher unter Verwendung der genannten Aluminiumlegierungen hergestellt ist und dessen Strömungskanäle oder das Kältemittel führende Teile, nämlich Anschlussrohre, Flachrohre und Sammelkästen einen bestimmten hydraulischen Durchmesser (Innendurchmesser) aufweisen. Erfindungsgemäß soll der hydraulische Durchmesser für die Anschlussrohre des Verdampfers in einem Bereich von 5,5 bis 7,5 mm, insbesondere in einem Bereich von 6,0 bis 6,8 mm liegen. Der hydraulische Durchmesser der Strömungskanäle im Sammelkasten soll im Bereich von 2 bis 7, insbesondere in einem Bereich von 3 bis 4,8 mm liegen. Durch diese Einschränkung des hydraulischen Durchmessers wird das Berstpotential (die Berstenergie) im Crashfall begrenzt und das Verletzungsrisiko für die Fahrzeuginsassen gemindert.
  • Die Erfindung betrifft auch eine Kombination von geometrischen Daten (hydraulischer Durchmesser) und Werkstoffauswahl (Legierung) zur Verminderung des Sicherheitsrisikos im Falle eines korrosionsbedingten Versagens von Teilen des Verdampfers.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben, wobei sich aus der Beschreibung und der Zeichnung weitere Merkmale und Vorteile ergeben können. Es zeigen
  • 1 einen Flachrohrverdampfer für eine Kraftfahrzeugklimaanlage und
  • 2 einen vergrößerten Gefügeausschnitt aus der Wand eines Flachrohres.
  • 1 zeigt in Explosivdarstellung einen Verdampfer 1 für eine Kraftfahrzeugklimaanlage, welche mit dem Kältemittel CO2, auch unter der Bezeichnung R744 bekannt, betrieben wird. Die Bauweise des Verdampfers 1 ist aus dem eingangs genannten Stand der Technik der Anmelderin bekannt. Der Verdampfer 1 weist einen Block 2 mit zwei Reihen von Flachrohren 3, 4 auf, zwischen denen nicht dargestellte, von Umgebungsluft überströmte Wellrippen angeordnet sind. Die Enden der Flachrohre 3, 4 münden in Sammelkästen 5, 6, welche jeweils aus drei Platten 5a, 5b, 5c sowie 6a, 6b, 6c bestehen. Die Funktion der Platten 5a, 5b, 5c sowie 6a, 6b, 6c und deren Ausbildung mit unterschiedlichen Durchbrüchen für die Durchführung des Kältemittels sind ebenfalls aus dem eingangs genannten Stand der Technik bekannt. Der Verdampfer 1 umfasst ferner zwei Anschlussrohre 7, 8, über welche das Kältemittel zu- und abgeführt wird, sowie ein Verteilerrohr 9. Der Verdampfer 1 befindet sich im Bereich des Innenraumes des Kraftfahrzeuges und ist aufgrund des maximal möglichen Betriebsdruckes von bis zu 130 bar als sicherheitsrelevantes Bauteil eingestuft. Die vorgenannten Teile des Verdampfers 1 bestehen aus Aluminiumlegierungen und sind durch einen Lötprozess stoffschlüssig miteinander verbunden – der Verdampfer 1 weist somit keine lösbaren Verbindungen auf. Nicht dargestellte, lösbare Verbindungsstellen, z. B. Anschlussflansche befinden sich an den Enden der Anschlussrohre 7, 8, welche jedoch außerhalb einer nicht dargestellten Spritzwand (Trennwand zwischen Fahrzeuginnenraum und Motorraum) liegen. Der Verdampfer 1 und seine vom Innendruck des Kältemittels CO2 beaufschlagten Teile sind festigkeitsmäßig auf den Betriebsdruck ausgelegt. Um das Berstrisiko niedrig zu halten, sind die Kältemittel führenden Teile erfindungsgemäß in ihrem hydraulischen Durchmesser begrenzt. Die Anschlussrohre 7, 8 einschließlich des Verteilerohres 9 weisen einen hydraulischen Durchmesser Di auf, welcher in einem Bereich von 5,5 bis 7,5 mm und bevorzugt in einem Bereich von 6,0 bis 6,8 mm liegt. Der hydraulische Durchmesser (Innendurchmesser) wird bekanntlich nach der Formel Di = 4A/U berechnet, wobei A die Fläche des Strömungsquerschnittes und U den benetzten Umfang des Strömungsquerschnittes bilden. Die als Mehrkammerrohre ausgebildeten Flachrohre 3, 4 weisen einen hydraulischen Durchmesser im Bereich von 0,5 bis 1 mm, vorzugsweise in einem Bereich von 0,63 bis 0,73 mm auf, wobei diese Angaben für den einzelnen, diskreten Kammerquerschnitt gelten. Für die Sammler 5, 6 werden hydraulische Durchmesser in einem Bereich von 2 bis 7 mm, bevorzugt in einem Bereich von 3 bis 4,8 mm gewählt. Der Bereich ist deshalb so groß gewählt, weil im Sammler – das zeigen auch die Darstellungen der Platten 5a, 5b, 5c, 6a, 6b, 6c – sehr unterschiedliche Strömungsquerschnitte und damit unterschiedliche hydraulische Durchmesser vorliegen. Von den dargestellten Teilen gelten die Sammler 5, 6, auch Sammelkästen 5, 6 genannt, als überdimensioniert. Kritisch sind daher eher die Flachrohre 3, 4 sowie die Anschlussrohre 7, 8. Die vorgenannten Daten für die hydraulischen Durchmesser gelten nicht nur für die Bauweise des beispielhaft dargestellten Verdampfers 1, sondern sinngemäß auch für andere bekannte Verdampferbauweisen, wie sie beispielsweise aus dem eingangs genannten Stand der Technik hervorgehen.
  • Als vorteilhaft zur Verringerung des Berstrisikos haben sich für die Dimensionierung folgende Verhältniswerte ergeben: der Verhältniswert sw/Di bezeichnet das Verhältnis von Wandstärke des betreffenden Strömungskanals zu seinem hydraulischen Durchmesser. Für die Anschlussrohre 7, 8, 9 ist der Verhältniswert sw/Di in einem Bereich von 0,27 bis 0,36, vorzugsweise in einem Bereich von 0,28 bis 0,31 gewählt. Für die Flachrohre 3, 4 ist ein Verhältniswert sw/Di im Bereich von 0,36 bis 0,72 und bevorzugt 0,35 vorteilhaft.
  • Zusätzlich zu diesen Geometriedaten, welche eine hinreichende Festigkeit des Verdampfers sicherstellen, soll der Verdampfer 1 gegen Korrosion geschützt sein. Dies erfolgt erfindungsgemäß durch die Verwendung ausgewählter Aluminiumlegierungen. Für die relativ dünnen Flachrohre 3, 4 wird bevorzugt eine erste Aluminiumlegierung mit folgender Legierungszusammensetzung in Gewichtsprozenten gewählt:
    Si: 0 bis 0,15, bevorzugt 0,05
    Fe: 0 bis 0,2, bevorzugt 0,17
    Cu: 0,4 bis 0,55, bevorzugt 0,42
    Mn: 0,1 bis 0,2, bevorzugt 0,16
    Mg: 0 bis 0,03, bevorzugt 0,01
    Cr: 0 bis 0,5
    Zn: 0 bis 0,04
    Ti: 0 bis 0,3, bevorzugt 0,01
    Rest: Al
  • Aufgrund der Dünnwandigkeit der Flachrohre 3, 4 besteht eine relativ hohe Wahrscheinlichkeit, dass irgendwann nach einem langen Einsatz ein korrosionsbedingter Ausfall an einem der Flachrohre zu erwarten ist. Um diesen Ausfall unkritisch für die Insassen erscheinen zu lassen, wurde erfindungsgemäß die oben erwähnte erste Legierung für die Flachrohre ausgewählt: bei dieser Legierung erfolgt ein Korrosionsangriff (Lochkorrosion) zunächst trichterförmig, wie dies in 2 dargestellt ist.
  • 2 zeigt einen stark vergrößerten Ausschnitt aus einem Flachrohr 3, welcher für die erste Legierung die Gefügestruktur mit einzelnen Körnern a, b, c, d, e darstellt; sw bezeichnet die Wanddicke des Flachrohres 3. Der Korrosionsangriff ist durch einen Pfeil P dargestellt, wobei A die Außenseite und die Innenseite des Flachrohres bilden. Die Korrosion schreitet trichterförmig, wie durch die einzelnen gestrichelten Linien dargestellt, von außen nach innen fort, bis sich auf der Innenseite I ein zunächst punktförmiges, d. h. klei nes Leck L ergibt. In diesem Fall tritt zunächst eine geringe Leckage von CO2 auf, ohne dass gleichzeitig eine signifikante Verminderung der Festigkeit des Flachrohres auftritt. Dieser Korrosionsmechanismus wird durch die einzelnen Legierungsbestandteile der ersten Legierung gefördert und konnte von der Anmelderin nachgewiesen werden.
  • Die Sammelkästen 5, 6 weisen konstruktionsbedingt eine relativ große Wandstärke auf und unterliegen daher einem geringeren Korrosionsrisiko. Dies trifft allerdings nicht auf die Anschlussrohre 7, 8 zu, welche insbesondere in dem Bereich, wo sie durch die Spritzwand des Fahrzeug hindurchgeführt werden, einem erhöhten Korrosionsrisiko, z. B. durch Feuchtigkeit und Streusalz ausgesetzt sind. Erfindungsgemäß wird daher für die Anschlussrohre 7, 8 eine zweite Aluminiumlegierung ausgewählt, welche an sich bereits einen hohen Eigenschutz aufweist, sodass ein Korrosionsangriff grundsätzlich sehr spät auftritt. Wenn das der Fall ist, tritt bei dieser zweiten Legierung bevorzugt eine interkristalline Korrosion auf, d. h. eine Korrosion entlang der Korngrenzen. Dadurch besteht die Möglichkeit, dass ganze Körner herausgelöst werden. Die Erfindung macht sich diese Eigenschaft zu Nutze, indem sie die Wandstärke der Anschlussrohre und die Korngröße des Gefüges derart aufeinander abstimmt, dass die Wandstärke immer ein Mehrfaches der Korngröße, z. B. das Zehnfache beträgt. Dadurch werden bei einem Korrosionsangriff einzelne Körner nach und nach, von außen nach innen herausgelöst, sodass das Fortschreiten der Korrosion verzögert wird, bis ein kleines Leck auftritt. Eine kritische Situation für die Fahrzeuginsassen kann dadurch verhindert werden.
  • Die zweite Legierung weist folgende Zusammensetzung in Gewichtsprozenten auf:
    Si: 0 bis 0,1, bevorzugt 0,075
    Fe: 05 bis 0,15, bevorzugt 0,11
    Cu: 0 bis 0,05, bevorzugt 0,03
    Mn: 0,3 bis 0,7, bevorzugt 0,34
    Mg: 0 bis 0,05, bevorzugt 0
    Cr: 0,05 bis 0,1, bevorzugt 0,08
    Zn: 0 bis 0,05, bevorzugt 0,06
    Ti: 0,1 bis 0,2, bevorzugt 0,163
    Rest: Al
  • Eine dritte Legierung hat sich ebenfalls als vorteilhaft für die Herstellung von Anschlussrohren erwiesen, wobei im Falle eines Korrosionsangriffs ebenfalls eine interkristalline Korrosion auftritt, bei welcher einzelne Körner nacheinander aus der Wandung der Anschlussrohre herausgelöst werden. Die dritte Legierung hat folgende Legierungszusammensetzung in Gewichtsprozenten:
    Si: 0,05 bis 0,15 bevorzugt 0,08
    Fe: 0,06 bis 0,35 bevorzugt 0,2
    Cu: 0 bis 0,1,
    Mn: 0,3 bis 0,6, bevorzugt 0,33
    Mg: 0,02 bis 0,2, bevorzugt 0,11
    Cr: 0 bis 0,25
    Zn: 0,05 bis 0,3, bevorzugt 0,21
    Ti: 0 bis 0,25, bevorzugt 0,01
    Rest: Al.
  • Wie oben erwähnt, tritt auch bei dieser Legierung im Korrosionsfalle eine interkristalline Korrosion auf. Damit nicht bereits beim Herauslösen eines einzelnen Korns ein Leck in der Wandung entsteht, sollte die Korngröße etwa ein Zehntel der Wandstärke des Anschlussrohres oder weniger betragen, z. B. 0,1 mm oder weniger, und zwar nach der Fertigstellung (Umformung) der Anschlussrohre.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 10260107 A1 [0003]
    • - DE 102004048767 A1 [0003]
    • - WO 03/054467 A1 [0003]
    • - US 2005/0039901 A1 [0003]

Claims (11)

  1. Verwendung einer ersten Aluminiumlegierung, bestehend aus 0 bis 0,15% Si, bevorzugt 0,05%; 0 bis 0,2% Fe, bevorzugt 0,17%; 0,4 bis 0,55% Cu, bevorzugt 0,42%; 0,1 bis 0,2% Mn, bevorzugt 0,16%; 0 bis 0,03% Mg, bevorzugt 0,01%; 0 bis 0,05% Cr; 0 bis 0,04% Zn; 0 bis 0,03% Ti, bevorzugt 0,01%; Rest: Al, zur Herstellung eines korrosionsbeständigen Verdampfers (1) oder Teilen des Verdampfers (1), insbesondere von Flachrohren (3, 4) des Verdampfers (1).
  2. Verwendung einer zweiten Aluminiumlegierung, bestehend aus 0 bis 0,1% Si, bevorzugt 0,075%; 0,05 bis 0,15% Fe, bevorzugt 0,11%; 0 bis 0,05% Cu, bevorzugt 0,03%; 0,3 bis 0,7% Mn, bevorzugt 0,34%; 0 bis 0,05% Mg, bevorzugt 0%; 0,05 bis 0,1% Cr, bevorzugt 0,08%; 0 bis 0,05% Zn, bevorzugt 0,05%; 0,1 bis 0,2% Ti, bevorzugt 0,163%; Rest: Al, zur Herstellung eines korrosionsbeständigen Verdampfers (1) oder Teilen des Verdampfers (1), insbesondere von Anschlussrohren (7, 8, 9).
  3. Verwendung einer dritten Aluminiumlegierung, bestehend aus 0,05 bis 0,15% Si, bevorzugt 0,08%; 0,06 bis 0,35% Fe, bevorzugt 0,2%; 0 bis 0,1% Cu; 0,3 bis 0,6% Mn, bevorzugt 0,33%; 0,02 bis 0,2% Mg, bevorzugt 0,11%; 0 bis 0,25% Cr; 0,05 bis 0,3% Zn, bevorzugt 0,21%; 0 bis 0,25% Ti, bevorzugt 0,01%; Rest: Al, zur Herstellung eines korrosionsbeständigen Verdampfers (1) oder Teilen des Verdampfers (1), insbesondere von Anschlussrohren (7, 8, 9).
  4. Verwendung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zum Betrieb des Verdampfers (1) respektive der Klimaanlage als Kältemittel CO2 (R744) verwendet wird.
  5. Herstellung des Verdampfers unter Verwendung einer Aluminiumlegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass alle Teile des Verdampfers (1), insbesondere Flachrohre (3, 4) Rippen, Sammler (5, 6) und Anschlussrohre (7, 8, 9) stoffschlüssig durch einen Lötprozess miteinander verbunden werden.
  6. Verdampfer, hergestellt nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussrohre (7, 8, 9) einen hydraulischen Durchmesser (Di) aufweisen, der in folgendem Bereich liegt: 5,5 ≤ Di ≤ 7,5 mm, insbesondere 6,0 ≤ Di ≤ 6,8 mm.
  7. Verdampfer, hergestellt nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammelkasten (5, 6) hydraulische Durchmesser (Di) in folgendem Bereich aufweist: 2 ≤ Di ≤ 7 mm, insbesondere 3 ≤ Di ≤ 4,8 mm.
  8. Verdampfer, hergestellt nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Flachrohre (3, 4) einen hydraulischen Durchmesser (Di) in folgendem Bereich aufweisen: 0,5 ≤ Di ≤ 1 mm, insbesondere 0,63 ≤ Di ≤ 0,73 mm.
  9. Gelöteter Verdampfer für eine insbesondere mit CO2 als Kältemittel betriebene Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges, aufweisend vom Kältemittel durchströmbare Teile wie Flachrohre (3, 4), Sammelkästen (5, 6) und/oder Anschlussrohre (7, 8, 9), dadurch gekennzeichnet, dass die Flachrohre (3, 4) aus einer ersten Aluminiumlegierung mit folgender Legierungszusammensetzung bestehen: 0 bis 0,15% Si, bevorzugt 0,05%; 0 bis 0,2% Fe, bevorzugt 0,17%; 0,4 bis 0,55% Cu, bevorzugt 0,42%; 0,1 bis 0,2% Mn, bevorzugt 0,16%; 0 bis 0,03% Mg, bevorzugt 0,01%; 0 bis 0,05% Cr; 0 bis 0,04% Zn; 0 bis 0,03% Ti, bevorzugt 0,01%; Rest: Al.
  10. Gelöteter Verdampfer für eine insbesondere mit CO2 als Kältemittel betriebene Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges, aufweisend vom Kältemittel durchströmbare Teile wie Flachrohre (3, 4), Sammelkästen (5, 6) und/oder Anschlussrohre (7, 8, 9), insbesondere nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussrohre (7, 8, 9) aus einer zweiten Aluminiumlegierung mit folgender Legierungszusammensetzung bestehen: 0 bis 0,1% Si, bevorzugt 0,075%; 0,05 bis 0,15% Fe, bevorzugt 0,11%; 0 bis 0,05% Cu, bevorzugt 0,03%; 0,3 bis 0,7% Mn, bevorzugt 0,34%; 0 bis 0,05% Mg, bevorzugt 0%; 0,05 bis 0,1% Cr, bevorzugt 0,08%; 0 bis 0,05% Zn, bevorzugt 0,05%; 0,1 bis 0,2% Ti, bevorzugt 0,163%; Rest: Al.
  11. Gelöteter Verdampfer für eine insbesondere mit CO2 als Kältemittel betriebene Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges, aufweisend vom Kältemittel durchströmbare Teile wie Flachrohre (3, 4), Sammelkästen (5, 6) und/oder Anschlussrohre (7, 8, 9), insbesondere nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussrohre (7, 8, 9) aus einer dritten Aluminiumlegierung mit folgender Legierungszusammensetzung bestehen: 0,05 bis 0,15% Si, bevorzugt 0,08%; 0,06 bis 0,35% Fe, bevorzugt 0,2%; 0 bis 0,1% Cu; 0,3 bis 0,6% Mn, bevorzugt 0,33%; 0,02 bis 0,2% Mg, bevorzugt 0,11%; 0 bis 0,25% Cr; 0,05 bis 0,3% Zn, bevorzugt 0,21%; 0 bis 0,25% Ti, bevorzugt 0,01%; Rest: Al.
DE200810047560 2008-09-16 2008-09-16 Verwendung einer Aluminiumlegierung, Herstellung eines Verdampfers unter Verwendung der Aluminiumlegierung und Verdampfer für eine insbesondere mit CO2 betriebene Kraftfahrzeugklimaanlage Withdrawn DE102008047560A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200810047560 DE102008047560A1 (de) 2008-09-16 2008-09-16 Verwendung einer Aluminiumlegierung, Herstellung eines Verdampfers unter Verwendung der Aluminiumlegierung und Verdampfer für eine insbesondere mit CO2 betriebene Kraftfahrzeugklimaanlage

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200810047560 DE102008047560A1 (de) 2008-09-16 2008-09-16 Verwendung einer Aluminiumlegierung, Herstellung eines Verdampfers unter Verwendung der Aluminiumlegierung und Verdampfer für eine insbesondere mit CO2 betriebene Kraftfahrzeugklimaanlage

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102008047560A1 true DE102008047560A1 (de) 2010-04-15

Family

ID=41821016

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200810047560 Withdrawn DE102008047560A1 (de) 2008-09-16 2008-09-16 Verwendung einer Aluminiumlegierung, Herstellung eines Verdampfers unter Verwendung der Aluminiumlegierung und Verdampfer für eine insbesondere mit CO2 betriebene Kraftfahrzeugklimaanlage

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102008047560A1 (de)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2037804A1 (de) * 1970-07-30 1972-02-03 Vaw Folien Ag Verwendung einer Aluminiumlegierung
WO1997046725A1 (en) * 1996-06-06 1997-12-11 Reynolds Metals Company Method of improving the corrosion resistance of aluminum alloys and products therefrom
WO1997046726A1 (en) * 1996-06-06 1997-12-11 Reynolds Metals Company Corrosion resistant aluminum alloy
WO2003054467A1 (de) 2001-12-21 2003-07-03 Behr Gmbh & Co. Wärmeübertrager, insbesondere für ein kraftfahrzeug
DE10243726A1 (de) * 2002-09-20 2004-04-01 Erbslöh Aluminium Gmbh Wärmetauscher und Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers sowie stranggepresstes Verbundprofil zur Verwendung in einem solchen Verfahren
US6962632B2 (en) * 1999-05-28 2005-11-08 Furukawa-Sky Aluminum Corp. Aluminum alloy hollow material, aluminum alloy extruded pipe material for air conditioner piping and process for producing the same
DE102004048767A1 (de) 2004-10-05 2006-04-06 Behr Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Herstellung eines Wärmeübertragers
DE102007054732A1 (de) * 2006-11-14 2008-07-03 Behr Kirchberg Gmbh Anschlussanordnung, insbesondere für einen Wärmetauscher

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2037804A1 (de) * 1970-07-30 1972-02-03 Vaw Folien Ag Verwendung einer Aluminiumlegierung
WO1997046725A1 (en) * 1996-06-06 1997-12-11 Reynolds Metals Company Method of improving the corrosion resistance of aluminum alloys and products therefrom
WO1997046726A1 (en) * 1996-06-06 1997-12-11 Reynolds Metals Company Corrosion resistant aluminum alloy
US6962632B2 (en) * 1999-05-28 2005-11-08 Furukawa-Sky Aluminum Corp. Aluminum alloy hollow material, aluminum alloy extruded pipe material for air conditioner piping and process for producing the same
WO2003054467A1 (de) 2001-12-21 2003-07-03 Behr Gmbh & Co. Wärmeübertrager, insbesondere für ein kraftfahrzeug
DE10260107A1 (de) 2001-12-21 2003-10-02 Behr Gmbh & Co Wärmeübertrager, insbesondere für ein Kraftfahrzeug
US20050039901A1 (en) 2001-12-21 2005-02-24 Walter Demuth Heat exchanger, particularly for a motor vehicle
DE10243726A1 (de) * 2002-09-20 2004-04-01 Erbslöh Aluminium Gmbh Wärmetauscher und Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers sowie stranggepresstes Verbundprofil zur Verwendung in einem solchen Verfahren
DE102004048767A1 (de) 2004-10-05 2006-04-06 Behr Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Herstellung eines Wärmeübertragers
DE102007054732A1 (de) * 2006-11-14 2008-07-03 Behr Kirchberg Gmbh Anschlussanordnung, insbesondere für einen Wärmetauscher

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102006054814B4 (de) Gelötetes Flachrohr für Kondensatoren und/oder Verdampfer
DE60211879T2 (de) Aluminiumlegierung mit intergranularer korrosionsbeständigkeit, herstellungsverfahren und verwendung davon
EP3026134B1 (de) Wärmetauscher, verwendung einer aluminiumlegierung und eines aluminiumbands sowie verfahren zur herstellung eines aluminiumbands
EP1730320A1 (de) Warmfeste aluminiumlegierung für wärmetauscher
CH660882A5 (de) Werkstoff mit zweiweg-gedaechtniseffekt und verfahren zu dessen herstellung.
DE112005001330T5 (de) Aluminium-Wärmetauscher und Verfahren zur Herstellung desselben
DE102004047891A1 (de) Ladeluftkühler für Kraftfahrzeuge
EP2888383B1 (de) Hochumformbares und ik-beständiges almg-band
EP1801250B1 (de) Migrationsarme Bauteile aus Kupferlegierung für Medien oder Trinkwasser führender Gewerke
DE102012112708B4 (de) Kältemittelkreislauf, insbesondere in einem Fahrzeug
DE102016109718A1 (de) Verbundmaterial, Verfahren zur Rohrherstellung, Rohr und Wärmetauscher mit Rohr
DE3206298A1 (de) Verfahren zur herstellung eines waermeaustauschers aus aluminium
DE102015100990A1 (de) Wärmetauscher
DE102006032406B4 (de) Herstellungsverfahren für Wärmetauscher und Wärmetauscher
EP1866590A1 (de) Wärmeübertrager, insbesondere kondensator für klimaanlagen
DE102008047560A1 (de) Verwendung einer Aluminiumlegierung, Herstellung eines Verdampfers unter Verwendung der Aluminiumlegierung und Verdampfer für eine insbesondere mit CO2 betriebene Kraftfahrzeugklimaanlage
DE60114292T2 (de) Kühlrippenwerkstoff zum Löten
DE102014011745B4 (de) Gelöteter Wärmetauscher und Herstellungsverfahren
EP1632742B1 (de) Wärmeübertrager, insbesondere für Klimaanlage
DE102006037192A1 (de) Bodenteil für einen Sammelkasten eines Wärmeaustauschers
DE10123675B4 (de) Wärmeübertrager
EP1775530B1 (de) verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zum Sammeln und Trocknen eines Kühlmittels in einer Klimaanlage
DE2163265B2 (de) Verwendung von roehren aus einer aluminiumlegierung zur herstellung von hochleistungswaermeaustauschern mit verbesserter widerstandsfaehigkeit bei erosion- korrosionsbeanspruchung in waessriger umgebung
DE102008051894A1 (de) Belastungsangepasstes Strukturteil aus Metall für einen Wärmetauscher, Verfahren zur Herstellung eines belastungsangepassten Strukturteils, Wärmetauscher
DE102019202343A1 (de) Verfahren zum Herstellen eines Bauteils mittels Innenhochdruckumformen

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
R082 Change of representative

Representative=s name: GRAUEL, ANDREAS, DIPL.-PHYS. DR. RER. NAT., DE

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: MAHLE INTERNATIONAL GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: BEHR GMBH & CO. KG, 70469 STUTTGART, DE

Effective date: 20150324

R082 Change of representative

Representative=s name: GRAUEL, ANDREAS, DIPL.-PHYS. DR. RER. NAT., DE

Effective date: 20150324

R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee