DE102008052785A1 - Flat tube for heat exchanger, has two narrow sides and two broadsides formed by three sheet metal strips with deformed longitudinal edges - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Flachrohr für Wärmetauscher, mit zwei Schmalseiten und zwei Breitseiten, welches aus wenigstens drei Blechstreifen mit verformten Längsrändern herstellbar ist, wobei zwei Blechstreifen zur Bildung der Wand des Flachrohres mit Längsnähten an einer Abstufung verbunden sind und wobei der dritte Blechstreifen einen Inneneinsatz im Flachrohr darstellt, der mittels seiner verformten Längsränder beide Schmalseiten verstärkt, wobei die aus einer Aluminiumlegierung bestehenden Blechstreifen bedarfsgerecht mit einer Lotschicht versehen sind. Die Erfindung betrifft außerdem ein Herstellungsverfahren für Flachrohre.The The invention relates to a flat tube for heat exchangers, with two narrow sides and two broad sides, which consists of at least three metal strips with deformed longitudinal edges can be produced, with two metal strips to form the wall of the Flat tube with longitudinal seams on a gradation and wherein the third sheet metal strip is an interior insert in the Flat tube represents, by means of its deformed longitudinal edges both narrow sides reinforced, with those made of an aluminum alloy existing metal strips are provided as needed with a layer of solder. The invention also relates to a manufacturing method for flat tubes.
Das
vorstehend beschriebene Flachrohr ist aus der
Aus
dem
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, unter Beibehaltung der Ausbildung von zwei verstärkten Schmalseiten des Flachrohres, einen Vorschlag zu unterbreiten, der das qualitätsgerechte CAB-Löten des Flachrohres ohne Einsatz von Flussmittel gestattet.The The object of the invention is to maintain the training of two reinforced narrow sides of the flat tube, one Proposal to submit the quality-compliant CAB soldering of the Flat tube permitted without the use of flux.
Die erfindungsgemäße Lösung ergibt sich mit einem Flachrohr, welches die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.The solution according to the invention results from a flat tube, which has the features of claim 1.
Weil die verformten Längsränder des Inneneinsatzes zwischen den verformten Längsrändern der die Wand bildenden zwei Blechstreifen angeordnet sind und weil die Aluminiumlegierung der Blechstreifen oder/und die Lotschicht einen Magnesiumgehalt (Mg) von wenigstens 0,15 bis 1,75 Gewichtsprozent enthält, hat sich überraschend ergeben, dass die CAB-Lötung ohne den Einsatz von Flussmittel in hoher Qualität möglich ist. Das erste Teilmerkmal führt – wie sich gezeigt hat, aber nicht unbedingt zu erwarten war – zu einer festeren Anlage der Längsränder aneinander, was für die CAB-Lötung ohne Flussmittel eine wichtige Voraussetzung ist. Das zweite Teilmerkmal führt zu einer das Flussmittel beim CAB-Löten ersetzenden Wirkung, nämlich zum wenigstens teilweisen Aufbrechen der Oxidschicht durch wenigstens teilweise ausdampfendes Magnesium. Das wiederum führt zu einer Reduktion der Restsauerstoffkonzentration der Atmosphäre in der Kavität durch Bildung von Magnesiumoxid und damit zur Vermeidung einer Reoxidation der Aluminiumoberfläche und in der Folge zum besseren Fließen des Lotes bzw. zu qualitätsgerechten Lötverbindungen. Der Einsatz von Flussmittel wird nicht nur im Bereich der Längsränder des Flachrohres sondern ganz und gar vermieden. Dass auch im Inneren des Flachrohres kein Flussmittel zur Anwendung kommen muss, wird auf die zahlreichen kleinen Kanäle im Flachrohr zurückgeführt, die durch den gewellten Inneneinsatz geschaffen werden und die eine vorteilhafte Mikroatmospärenbildung im Inneren des Flachrohres erzeugen bzw. unterstützen.Because the deformed longitudinal edges of the inner insert between the deformed longitudinal edges of the wall forming two metal strips are arranged and because the aluminum alloy the metal strip or / and the solder layer a magnesium content Contains (Mg) of at least 0.15 to 1.75 weight percent, has surprisingly revealed that the CAB soldering possible without the use of flux in high quality is. The first part characteristic leads - as shown has, but was not necessarily expected - to a firmer Plant the longitudinal edges together, what for CAB soldering without flux is an important prerequisite is. The second part feature leads to a flux at CAB soldering substituting effect, namely at least partially breaking the oxide layer by at least partially evaporating magnesium. This in turn leads to a reduction the residual oxygen concentration of the atmosphere in the cavity by formation of magnesium oxide and thus to avoid reoxidation the aluminum surface and subsequently for better flow of the solder or to quality solder joints. Of the Use of flux is not only in the area of the longitudinal edges the flat tube but completely avoided. That also inside of the flat tube no flux must be used, is attributed to the numerous small channels in the flat tube, which are created by the corrugated inner liner and the one advantageous microatmospheric formation in the interior of the flat tube generate or support.
Der Mangangehalt des Grundwerkstoffs der Blechstreifen sollte 0,5–2,0 Gewichtsprozent betragen. Der Siliziumgehalt im Grundwerkstoff der Blechstreifen beträgt etwa 1,0 Gewichtsprozent oder zwischen 6,0 und 14,0 Gewichtsprozent in der Lotschicht. Zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit können im Grundwerkstoff der Blechstreifen und/oder in der Lotschicht weitere Zusätze wie Si, Cu, Ti, und/oder Zr enthalten sein. Der Rest besteht aus Reinaluminium mit unvermeidbaren Beimengungen.Of the Manganese content of the base material of the metal strips should be 0.5-2.0 Percent by weight. The silicon content in the base material of Sheet metal strip is about 1.0 percent by weight or between 6.0 and 14.0 weight percent in the solder layer. For improvement the corrosion resistance can in the base material the metal strip and / or in the solder layer further additives such as Si, Cu, Ti, and / or Zr may be included. The rest is made up Pure aluminum with unavoidable admixtures.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Flachrohres besteht darin, dass die Längsränder des Inneneinsatzes einen zurückgesetzten Abstand von der Abstufung in den Wandteilen aufweist. (Ansprüche 2–4) Es hat sich gezeigt, dass es im Zuge der Lötung zu Ausblühungen von Magnesiumoxid an der Abstufung kommen kann, wodurch die Weiterverarbeitung der Flachrohre beeinträchtig wird. Die Enden solcher Flachrohre können beispielsweise in Öffnungen von Kunststoffsammelkästen eingeklebt werden. Man musste feststellen, dass die Qualität der Klebeverbindung durch Kontakt mit Magnesiumoxid leidet. Die beschriebene Weiterbildung verhindert den erwähnten Kontakt.An advantageous development of the flat tube is that the longitudinal edges of the inner insert has a recessed distance from the gradation in the wall parts. (Claims 2-4) It has been shown that it may come to the gradation in the course of soldering to efflorescence of magnesium oxide, whereby the further processing of the flat tubes is impaired. The ends of such flat tubes can be glued for example in openings of plastic collection boxes. It was found that the quality of the adhesive bond suffers from contact with magnesium oxide. The described development prevents the mentioned contact.
Eine erhebliche erfinderische Tätigkeit war außerdem erforderlich, um die Herstellbarkeit des solchermaßen ausgebildeten Flachrohres auf einer Walzenstraße zu ermöglichen. Das Herstellungsverfahren für Flachrohre, mit zwei Wandteilen und einem Inneneinsatz, aus drei endlosen Blechstreifen auf einer mit Walzen ausgerüsteten Walzenstraße, wobei der Inneneinsatz in Längsrichtung des Flachrohres bzw. des Inneneinsatzes wellig gewalzt, mit bogenartigen Längsrändern ausgestattet und zwischen den zwei Wandteilen eingefügt wird, die mit einem größeren und einem kleineren bogenartigen Längsrand ausgebildet werden, sieht erfindungsgemäß vor, dass bereits vor der Fertigstellung der bogenartigen Längsränder des gewellten Inneneinsatzes entweder das eine Wandteil und der Inneneinsatz oder beide Wandteile und der Inneneinsatz aneinander angelegt werden, und dass danach die bogenartigen Längsränder des Inneneinsatzes fertig ausgebildet werden, wobei auch die Flachrohrausbildung abgeschlossen wird. Im Ergebnis eines solchermaßen durchgeführten Herstellungsverfahrens ist ein Flachrohr entstanden, bei dem die Längsränder des Inneneinsatzes zwischen den Längsrändern der Wandteile des Flachrohres angeordnet sind.A considerable innovative activity was as well necessary to the manufacturability of the thus formed To allow flat tube on a roller mill. The manufacturing process for flat tubes, with two wall parts and an interior insert, made of three endless metal strips on one roll line equipped with rolls, wherein the Inner insert in the longitudinal direction of the flat tube or the Interior use wavy rolled, with arc-shaped longitudinal edges equipped and inserted between the two wall parts that will come with a bigger and a smaller one Formed arcuate longitudinal edge, according to the invention provides that even before the completion of the bow-shaped longitudinal edges the corrugated indoor use either the one wall part and the Internal insert or both wall parts and the inner insert together be created, and that thereafter the arc-like longitudinal edges the inner insert to be finished, with the flat tube formation is completed. As a result of such carried out Manufacturing process has emerged a flat tube in which the Longitudinal edges of the inner insert between the longitudinal edges the wall parts of the flat tube are arranged.
Weitere Merkmale befinden sich in den beigefügten Patentansprüchen. Außerdem gehen die Merkmale und deren Wirkungen auch aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels hervor, wozu auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird.Further Features are set forth in the appended claims. In addition, the characteristics and their effects also go out the following description of an embodiment, for which reference is made to the attached drawings.
Die Zeichnungen zeigen Folgendes:The Drawings show the following:
Die
Die
Gemäß dem
gegenwärtigen Erkenntnisstand ist es allerdings vorteilhafter,
die zweite, in den
Die Abstufungen A befinden sich in den Breitseiten, jedoch recht nahe zu den Schmalseiten des Flachrohres.The Grades A are in the broadsides, but quite close to the narrow sides of the flat tube.
Die
Eine
nicht gezeigte andere Weiterbildung verzichtet auf die zweite Abstufung
A1 und weist lediglich den „zurückgesetzten” Inneneinsatz
auf. Der Abstand d zwischen den Enden der großen bogenförmigen
Längsränder und den Längsrändern
des Inneneinsatzes c könnte dann etwas größer
gewählt werden als in der
In
einem Ausführungsbeispiel befindet sich eine Lotbeschichtung
L nur jeweils an den Außenseiten der Wandteile a, b, wegen
der Verlötung mit nicht gezeigten luftseitigen Rippen.
Dabei ist der Inneneinsatz c auf beiden Seiten mit Lot beschichtet.
Hierbei befindet sich ein Mg-Anteil von etwa 0,3 Gewichtsprozent
in der AlSi- Lotbeschichtung L des Inneneinsatzes c oder auch im
Grundwerkstoff K des Inneneinsatzes c. (
In
einem anderen Ausführungsbeispiel befindet sich die Lotbeschichtung
L auf beiden Seiten der Wandteile a, b. (
Die angegebenen Magnesiumanteile verstehen sich stets entweder als Anteil in der Lotschicht L bzw. des Grundwerkstoffs K oder als Summe aus einzelnen Magnesiumanteilen im Grundwerkstoff K und in der Lotschicht L.The stated magnesium fractions are always understood either as a proportion in the solder layer L or the base material K or as the sum of individual magnesium fractions in the base material K and in the solder layer L.
Die
Blechdicke der Wandteile a, b einschließlich der Lotbeschichtung
L liegt je nach Applikation zwischen 0,15 mm oder etwas weniger,
und bis maximal 0,25 mm. Die Blechdicke des Inneneinsatzes c liegt
zwischen 0,03 mm und 0,10 mm. Die
Das
Flachrohr gemäß
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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- - DE 102006029378 A1 [0002] - DE 102006029378 A1 [0002]
- - EP 1681528 A2 [0003] - EP 1681528 A2 [0003]
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