DE1074535B

DE1074535B -

Info

Publication number: DE1074535B
Application number: DENDAT1074535D
Authority: DE
Priority date: 1957-04-29
Publication date: 1960-02-04
Also published as: US3018544A; FR73500E; FR1194990A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum lagegerechten Einfügen von als Verrippung dienenden, nebeneinanderliegenden gewellten Metalldrähten zwischen parallelen Innen- oder Außenflächen ebener Gefäßwände, insbesondere von Wärmeaustauschern, wie z. B. Verdampfen für Kühleinrichtungen, für den anschließenden Lötvorgang.

Es ist bereits bekannt, derartige aus Drähten aufgebaute Verrippungen durch Hilfsmaßnahmen lagegerecht einzufügen. So ist beispielsweise vorgeschlagen worden, schuhartige Leisten oder kammartige Leitschienen zu verwenden, die den gewellten Drähten ihre Lage weisen bzw. sie darin halten. Hierbei sind also verhältnismäßig komplizierte Vorrichtungen erforderlich, um die Drähte beim Lötvorgang lagegerecht zu halten. Weiterhin ist es bekannt, Folien als Träger von Rippen zu verwenden, um diese lagegerecht auf Rohrmäntel aufbringen zu können. Dabei werden die Rippen allerdings nicht mit dem Rohr verlötet.

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zum lagegerechten Einfügen einer derartigen Verrippung zu schaffen, bei dem keine komplizierte Vorrichtung erforderlich ist.

Gemäß der Erfindung wird dieses Ziel dadurch erreicht, daß ein Satz lagegerecht nebeneinanderliegender, gerader Drähte mit einer Folie aus ohne Beeinträchtigung der Drähte zersetzbarem oder bei Erwärmung schmelzendem Stoff zusammengelegt oder -gefügt und die Drähte zusammen mit der Folie dann gewellt werden, so daß die Wellenscheitel und -täler quer zur Drahtrichtung verlaufen, worauf die Einheit zwischen die Wände eingebracht und in bekannter Weise mit ihnen verlötet wird.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht und im nachstehenden im einzelnen an Hand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Wärmeaustauschers, der gemäß der Erfindung-hergestellt ist,

Fig. 2 in vergrößertem Maßstab einen Teilschnitt und die aus den Drähten und der Folie bestehende Einheit beim Wellen,

Fig. 3 eine Teildraufsicht der gewellten Einheit vor der Befestigung an den Leitungen des Wärmeaustauschers,

Fig. 4 einen Teilschnitt längs der Linie IV-IV in *5 Fig. 3,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht der gewellten Einheit vor der Befestigung an den Leitungen des Wärmeaustauschers,

Fig. 6 einen Schnitt einer abgewandelten Drahttype, 5» die bei dem Verfahren gemäß der Erfindung benutzt werden kann,

Fig. 7 einen Teilschnitt längs der Linie VIl-VII in Fig. 1 in vergrößertem Maßstab,

Verfahren zum lagegerechten Einfügen

von aus gewellten Metalldrähten

bestehenden Rippen, insbesondere

bei Wärmeaustauschern

Anmelder:

General Motors Corporation,
Detroit, Mich. (V. St. A.)

Vertreter: Dr. W. Müller-Bore, Patentanwalt,
Braunschweig, Am Bürgerpark 8

Beanspruchte Polarität:
V. St. v. Amerika vom 29. April 1957

Charles Clayton Whistler jun., Dayton, Ohio

(V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht in vergrößertem Maßstab eines Zusammenbaus mit Kunststoffüberzug vor dem Wellen,

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht ähnlich wie in Fig. 8 und gibt eine abgewandelte Form des Zusammenbaues wieder.

Fig. 1 zeigt einen Verdampfer 10, wie er in einer Anlage zur Klimatisierung eines Automobils benutzt werden kann; der Verdampfer besitzt ein Paar Endstücke 12 und 14, eine Reihe paralleler, flacher Leitungen 16 für das Medium, die sich zwischen den Endstücken erstrecken, einen Kühlmitteleinlaß 18, der zu dem unteren Endstück 14 führt, und einem Auslaß 20, der an dem oberen Endstück angeschlossen ist. Die Tiefe der flachen Seiten der Leitungen ist beträchtlich größer als die Breite der abgerundeten Enden, die die flachen Seiten verbinden.

Ein Satz paralleler Drahtrippen 24 ist jeweils zwischen zwei Leitungen 16 (Fig. 1) angeordnet. Ein zweiter Satz von Drahtrippen 24' kann innerhalb der einzelnen Leitungen angebracht sein (Fig. 7), Die Rippen 24' erhöhen die Turbulenz des Kühlmittels, welches durch die Leitung 16 fließt, die Rippen 24 verbessern den Wärmeübergang zwischen dem Kühlmittel in den Leitungen und der Luft, die zwischen den Leitungen hindurchströmt, und beide Rippen tragen

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schließlich, dazu bei, zu verhindern, daß die Leitungen 16 zerstört werden.

Bei der Herstellung eines Wärmeaustauschers gemäß der Erfindung wird eine Mehrzahl gerader Drähte 24 auf einer dünnen Folie Kupferlot 26 angeordnet und das ganze zusammengefügt. Diese Einheit wird durch Formblöcke 28 und 30 (Fig. 2) gewellt, und zwar so, daß die Wellenscheitel und -täler quer zu den Drähten liegen. Die Formblöcke bilden an den Wendepunkten der Wellen flache Abschnitte 32 an den Drähten, wobei diese Drähte etwas in die Folie 26 eingedrückt werden, wie bei 33 in Fig. 4 gezeigt. Auf diese Weise werden die Drähte in ihrer Stellung während der folgenden Arbeitsgänge gehalten.

Nachdem die Einheit in dieser Weise gewellt worden ist, wird der so gebildete Bauteil zwischen ein Paar benachbarter Leitungen 16 eingesetzt, und zwar so, daß die Wellen senkrecht zu den Achsen der Leitungen liegen. Der Wärmeaustauscher wird dann in einem Lötofen erhitzt, bis das Lötmaterial 26 schmilzt und dabei die flachen Abschnitte 32 der Drähte 24 mit den flachen Seiten der Leitungen 16 verbindet.

Bei der Herstellung von Wärmeaustauschern in der oben beschriebenen Weise können die Lötfolien und die Drähte von großen Rollen abgenommen und so lange gewellte Stückegebildet werden, die anschließend auf die gewünschte Länge geschnitten werden. Lötmaterial und Draht können nach dem Zusammenfügen auch auf Längen geschnitten werden, bevor die Wellen ausgebildet werden.

Die Drähte erstrecken sich in Zickzackform zwischen jeweils zwei Leitungen (Fig. 1) und dienen als Rippen für die Leitungen.

Die abgeflachten Abschnitte 32 der Drähte vergrößern die Berührungsfläche zwischen den Drähten und den Leitungen und verbessern dabei einmal den Wärmeübergang und reduzieren zum anderen die Beeinträchtigung des Luftstromes.

Die Drähte 32 können statt eines runden Querschnittes eine Querschnittsform nach Fig. 6 besitzen, wodurch der dem Luftstrom über die Drähte entgegenstehende Widerstand weiter herabgesetzt wird.

Die Drähte 24 können in ihrer Lage auf der Lötfolie 26 durch Leim gehalten werden, beispielsweise durch einen Leim auf Acetatbasis oder einen anderen Leim, der sich während des Lötens so auflöst, daß er keinen nachteiligen Rückstand auf der Oberfläche der Drähte oder den Leitungen hinterläßt.

Statt einer Folie aus Lot können für das Zusammenhalten der Drähte und die dadurch mögliche ge- So meinsame Verformung und Bildung eines zusammenhängenden Bauteils auch Kunstharzfolien oder Kunstharzüberzüge verwendet werden. Hierbei werden die Drähte 24, welche die Rippen bilden, parallel zueinander durch eine Folie aus Kunststoff, vorzugsweise Polyäthylen, gehalten. Für die Herstellung einer solchen Einheit wird eine Mehrzahl von parallelen Drähten 24 auf eine Polyäthylenfolie 36 gelegt und durch eine zweite Polyäthylenfolie 34 dann abgedeckt. Durch Erwärmung oder durch ein Bindemittel werden die beiden Folien 34 und 36 an den Punkten 38 miteinander verbunden. Falls gewünscht, kann auch eine Verbindung mit den Drähten selbst hergestellt werden (Fig. 8). Die sich daraus ergebende Einheit wird dann — wie oben beschrieben — zwischen ein Paar 6g Formblöcken 32 und 34 gewellt.

Fig. 9 zeigt eine etwas abgewandelte Form der Einheit, die dadurch erzielt wird, daß die parallelen Drähte 24 durch einen Spritzkopf hindurchgeführt werden, durch den Kunststoff 40, vorzugsweise Polyäthylen, auf die Drähte aufgepreßt wird und diese überzieht. Dabei wird zwischen benachbarten Drähten eine Verbindungshaut 42 gebildet. Die Ausbildung der Wellen wird dann in der oben beschriebenen Weise durchgeführt.

Der auf diese Weise gebildete Bauteil wird dann in die Leitungen 16 selbst eingesetzt und zwischen benachbarten Leitungen 16 angeordnet, wobei die Drähte in beiden Fällen parallel zu den Achsen der Leitung liegen. Die Leitungen 16 werden dann in öffnungen in den Endstücken 12 und 14 eingesetzt und das Ganze auf eine Temperatur von 610° C erwärmt. Die Leitungen 16 besitzen bei dieser Ausführung an ihrer äußeren und inneren Oberfläche einen Überzug aus einer Lötlegierung, so daß durch die Erwärmung einmal das Polyäthylen zersetzt wird und zum anderen die Stege 32 der Drähte mit den Leitungen verlötet werden. Polyäthylen ist ein besonders geeigneter Kunststoff, da er sich bereits vollkommen bei Temperaturen von 540° C auflöst, ohne einen schädlichen Rückstand zu hinterlassen.

Anstatt die Leitungen mit einem Überzug aus Lot zu versehen, können auch die Drähte mit einem derartigen Überzug versehen sein. Das Lot kann aber auch getrennt von den Drähten und den Leitungen vorliegen, beispielsweise in Form eines dünnen Bandes, eines Drahtes oder auch in Pulverform, wobei das Lot dann jeweils an den Berührungspunkten zwischen den Drähten und den Leitungen aufgebracht wird.

Anstatt die Verformung zwischen Formblöcken durchzuführen, können die Wellen auch angebracht werden, indem die Einheit zwischen Formzahnrädern hindurchgeschickt wird, deren Zähne so ausgebildet sind, daß sie einmal die Wellen erzeugen und zum anderen die Punkte 32 der Drahte abflachen.

Nach dem Einsetzen der Bauteile in die Leitungen 16 kann das Polyäthylen auch mit Hilfe eines chemischen Lösungsmittels entfernt werden. Auch das Polyäthylen auf den äußeren Bauteilen könnte ganz oder teilweise durch die Benutzung, eines Lösungsmittels entfernt werden, falls dieses gewünscht wird. Als Lösungsmittel könnte Methanol, Benzol oder Toluol verwendet werden.

Weitere geeignete Kunststoffe sind neben Polyäthylen Polyvinylchloride und Polyvinylacetate.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum lagegerechten Einfügen von als Verrippung dienenden, nebeneinanderliegenden gewellten Metalldrähten zwischen parallelen Innen- oder Außenflächen ebener Gefäßwände, insbesondere von Wärmeaustauschern, so von Verdampfern für Kühleinrichtungen für den anschließenden Lötvorgang, dadurch gekennzeichnet, daß ein Satz lagegerecht nebeneinanderliegender, gerader Drähte mit einer Folie aus ohne Beeinträchtigung der Drähte zersetzbarem oder bei Erwärmung schmelzendem Stoff zusammengelegt oder -gefügt und dann die Drähte zusammen mit der Folie gewellt werden, so daß die Wellenscheitel und -täler quer zur Drahtrichtung verlaufen, worauf die Einheit zwischen die Wände eingebracht und in. bekannter Weise mit ihnen verlötet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Folie aus Lot.

3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Folie aus Kunststoff, z. B. Polyäthylen.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drähte (24) mit einem Klebstoff an der Folie (26) befestigt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drähte (24) zwischen zwei Folien (34, 36) aus Kunststoff gelegt werden, die anschließend miteinander verbunden werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drähte (24) durch Spritzen mit einer Haut (40, 42) aus Kunststoff umgeben und miteinander verbunden werden.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Drähte (24) beim Wellen im Bereich (32) der Wellenscheitel und -täler flachgepreßt werden.

8.. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Drähte beim Abflachen so in die Folie (26) eingebettet werden, daß sie durch diese bis zum Schmelzen bzw. Auflösen der Folie gehalten werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 1 596 624, 927 906,
951409;

USA.-Patentschrift Nr. 1994436.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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