DE1552066B2 - Verfahren zur herstellung von waermetauschern - Google Patents

Description

bei den zur Anwendung kommenden Sammelplatten Oberflächenform verleiht. Dieses Kalibrierwerkdie Kragen wegfallen, die bei den herkömmlichen zeug 6 bewirkt zudem eine weitere Schließung des Sammelplatten dazu dienen, lediglich Öffnungen sol- zwischen dem den Falz 1 bildenden Bandteil und eher Form und Abmessungen bestehen zu lassen, die dem eine der anschließenden Seitenwände des Rohdenen der Rohre entsprechen. Dies wird dadurch er- 5 res bildenden Bandteil noch bestehenden Zwischenreicht, daß in die Aluminiumplatten Ausnehmungen raumes.

gestanzt werden. Es findet also ein bekannter Ar- F i g. 4 stellt einen Schnitt des erfindungsgemäßen

beitsvorgang Anwendung, der genau und billig ist. Rohres im Vergleich mit einem Schnitt eines in her-

Ein Vorteil der Erfindung liegt darin, daß es nun- kömmlicher Weise hergestellten Rohres dar. Aus diemehr möglich ist, zuverlässigere Wärmetauscher aus io ser Figur sind insbesondere die Tiefen- und Breiten-Aluminium herzustellen, deren Herstellungspreis unterschiede des durch die Punkte« undZ» begrenznicht höher liegt als derjenige von Wärmetauschern ten Zwischenraumes ersichtlich. Während das erfinaus Kupferlegierungen. dungsgemäße Rohr einen sehr feinen Zwischenraum

Die Erfindung wird nachstehend an Hand von geringer Tiefe aufweist, ist derjenige des in bekannter

Ausführungsbeispielen beschrieben; es zeigen »5 Weise hergestellten Rohres vergleichsweise breit und

F i g. 1 bis 3 schematische Ansichten in vergrößer- tief.

ι tem Maßstab der einzelnen Phasen des erfindungsge- Die Fig. 5 und6 stellen eine Abwandlung des

\ mäßen Herstellungsverfahrens, Verfahrens dar, bei der das Prägen und die Kalibrie-

F i g. 4 einen Schnitt eines nach dem erfindungsge- rung in einem einzigen Arbeitsgang erfolgen. F i g. 5

mäßen Verfahren hergestellten Rohres in Vergleich ao zeigt in gleicher Weise wie Fig. 1 das unter dem

mit einem ebensolchen Rohr bekannter Bauart, Falzwerkzeug 2 hindurchbewegte Rohr. In diesem

Fig. 5 und6 schematische Ansichten, weiche die Falle folgen jedoch dem Falzwerkzeug2 unmittelbar

V einzelnen Phasen eines abgewandelten Herstellungs- Präge- und Kalibrierwerkzeuge 7, 7 a, die zu beiden

Verfahrens des in den F i g. 1 bis 3 dargestellten Roh- Seiten des Rohres bzw. des Domes 3 angeordnet

res zeigen, 25 sind, wobei der Dorn 3 genau in der gleichen Weise,

Fig.7 eine schematische, perspektivische Teilan- wie oben in Zusammenhang mit den Fig.2 und3

sieht der mit den erfindungsgemäß hergestellten beschrieben, geformt ist; d.h., der Dorn3 weist auch

Rohren verbundenen Sammelplatten, hier eine Erhebung 3 a von im wesentlichen halb-

Fig. 8 einen Schnitt in vergrößertem Maßstab, aus kreisförmigem Querschnitt auf. Die Präge- und KaIi-

dem einige Besonderheiten der Verbindung zwischen 30 brierwerkzeuge7, la umfassen beide zusammen die

Rohr und Sammelplatte nach F i g. 7 hervorgehen, ganze Rohrwand, d. h. nicht nur denjenigen Teil der-

! F i g. 9 eine Teilansicht einer Sammelplatte, die selben, welcher den Falz 1 aufweist, der zu kalibrie-

eine Abwandlung der Platte nach F i g. 7 wiedergibt, ren ist. Auf diese Weise erhält das gesamte Rohr eine

F i g. 10 Teilschnitte einer Sammelplatte, die zwei sehr große Genauigkeit, ganz besonders dann, wenn aufeinanderfolgende Arbeitsvorgänge einer vorteil- 35 das betreffende Rohr aus Aluminium oder einer Aluhaften Abwandlung des erfindungsgemäßen Verfah- miniumlegierung hergestellt wird, da dieses Metall j rens wiedergeben, und seine Uberzugslegierung sehr geschmeidig sind.

Fig. 11 einen Querschnitt entlang der Linie Bei dem erläuterten Verfahren, wie es auch Fig. 7

XI-XI von Fig. 10, zugrunde liegt, werden die fertigen und auf eine be-

Fig. 12 einen Teilschnitt in stark vergrößertem 40 stimmte Länge zugeschnittenen Rohre an ihrem obe-Maßstab, der eine Besonderheit des in den F i g. 10 ren Ende, ebenso wie an ihrem nicht dargestellten j und 11 angegebenen Herstellungsverfahrens zeigt. unteren Ende in Sammelplatten 8 eingeführt, die J Ein Falz 1 eines Rohres wird in bekannter Weise gleichfalls aus Aluminium bestehen, welches auf [f beim· Durchtritt unter einem Falzwerkzeug 2 gebildet, einer oder vorzugsweise auf zwei Oberflächen einen während das vorgeformte Rohr auf einem Dom 3 ge- 45 Überzug 9, 10 aufweist, insbesondere aus einer Aluführt wird. Der so erhaltene Falz 1 gleicht einem sol- minium-Silizium-Legierung. Das Rohr weist einen chen herkömmlicher langer Falzrohre zur Herstel- Überzug 11 auf.

lung von Wärmetauschern, insbesondere solchen mit Die Sammelplatten 8 besitzen eine erhebliche

Kupfer- oder Messingrohren. Dicke, beispielsweise 1 bis 2 mm, während die Wand-

^: Derjenige Bereich des Domes 3, der gegenüber 50 stärke der Rohre nur einige Zehntelmillimeter, bei-

:. dem nach F i g. 1 der Falzbildung dienenden Dom 3 spielsweise 0,1 bis 0,6 mm, beträgt.

! in Arbeitsrichtung gesehen weiter hinten liegt, weist Im Gegensatz zur bekannten Herstellungstechnik

: auf der dem Falz 1 zugekehrten Seite eine Erhebung bei Wärmetauschern werden Ausnehmungen 12 zum

3 α von im wesentlichen halbkreisförmigem Quer- Einsetzen der Rohre nicht unter Aufwölbung von

schnitt auf. Symmetrisch angeordnete Formwerk- 55 Kragen gebildet, sondern sie werden beispielsweise

zeuge 4 und 5 sind so angelegt, daß sie, mit dem durch einen Stanzvorgang ausgeschnitten, so daß kei-

Dorn3 zusammenwirkend, einen Prägevorgang nerlei Kragen auftritt, und der Rand der Ausneh-

durchführen, der zum Zweck hat, dem von dem mung 12 sauber und scharf ausgebildet ist.

Falz 1 eingenommenen Teil des Rohres ein abgerun- Nachdem die Rohre in die Ausnehmungen 12 der

detes, angenähert kreisförmiges Profil zu geben. Der 60 Sammelplatten 8 eingesetzt sind, wird die Lötung des

so durchgeführte Prägevorgang hat femer zum Ziel, Rohrbündels des so gebildeten Wärmetauschers vor-

das Metall in der Weise zu verformen, daß der zwi- genommen. Im Verlauf dieser Lötung werden die

shcen den Punkten α undo des Rohres bestehende Teile des Falzes 1 ebenso wie die Sammelplatten 8

Zwischenraum, welcher auf die Falzbildung zurück- mit jedem der Rohre sicher verbunden, da der zwi-

geht, soweit wie möglich geschlossen wird. 65 sehen den Rändern der Ausnehmungen 12 und den

Schließlich wird das Rohr zwischen dem Dorn 3 Rohrwänden bestehende geringe Zwischenraum und einem Kalibrierwerkzeug 6 durchgeführt, wel- durch Kapillarwirkung das Eindringen der geschmolches dem Falzl eine möglichst saubere und präzise zenen Aluminium-Silizium-Legierung erleichtert, so

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daß eine besonders hochwertige Lötverbindung zwi- Fig. 10 und 11 dargestellt. Die Abmessungen der

sehen den Sammelplatten 8 und den Rohren zustande Vertiefungen 13 sind so gewählt, daß die Ausneh-

kommt. Ebenso wird der am Fuß des Falzes 1 auftre- mungen 12 in der in F i g. 12 angegebenen Weise ent-

tende Zwischenraum leicht gefüllt, da seine Größe stehen, wonach die geneigten Seitenwände 14 bewir-

durch den Präge- und Kalibriervorgang stark vermin- 5 ken, daß die effektive Höhe der Ausnehmungen 12

dert ist. durch die Formel

F i g. 9 zeigt eine Abwandlung, bei der die Ausnehmungen 12 der Sammelplatten 8 eine Einschnü- ^ _ g
rung 12 a besitzen, deren Form und Höhe der Form _sma
und Tiefe des am Fuße des Falzes 1 verbliebenen io

Zwischenraumes entspricht. Diese Einschnürung, die gegeben ist, wobei e die Dicke der Sammelplatten 8 beim Einsetzen der Rohre möglicherweise verformt und α der zwischen dem geneigten Lochrand und der werden kann, ist lediglich dazu vorgesehen, in der Rohrwand auftretende Winkel ist. Dieser Arbeits-Ebene der Sammelplatten 8 den verbliebenen Zwi- gang bietet mehrere Vorteile. Einerseits wird das schenraum auszufüllen, so daß die Verschließung 15 Einführen der Rohre in die Ausnehmungen 12 der durch die Aluminium-Silizium-Legierung bei deren Sammelplatten 8 erleichtert, da die geneigten Seiten-Schmelzen im Verlaufe des Lötungsvorganges um so wände 14 einen konvergierenden Kanal zur Einfühleichter erreicht wird. rung der Rohre ergeben, die in Richtung der in den

In den F i g. 10 bis 12 ist ein vorteilhaftes zusätzli- F i g. 10 und 11 angegebenen Pfeile erfolgt. Anderer-

ches Merkmal der Erfindung angegeben. Die Sam- so seits bilden die geneigten Seitenwände 14 Versteifun-

melplatten 8 werden danach zuerst einem Prägevor- gen für die Sammelplatten 8. Darüber hinaus ist die

gang unterzogen, um, wie das der obere Teil der effektive Höhe h der Ausnehmung 12 größer als die

Fig. 10 und 11 zeigt, Vertiefungen 13 mit geneigten Dickee der Sammelplatte8, so daß die Dickee klei-

Seitenwänden 14 zu erhalten. In einem weiteren Ar- ner gewählt werden kann als im Falle der F i g. 7,

beitsgang werden die Platten sodann gestanzt, so daß 25 und die Lötung zwischen Rohr und Sammelplatte

Ausnehmungen 12 entstehen, wie im unteren Teil der trotzdem auf dem gleichen Metallquerschnitt erfolgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 zeitig füllte das Zinn leicht den zwischen dem Fuß Patentansprüche: des Falzes und der Rohrwand befindlichen Zwischenraum aus.

1. Verfahren zur Herstellung von Wärmetau- Diese in der gegenwärigen Technik allgemein verschern, welche aus gefalzten, abgeflachten Roh- 5 wendete Lösung war einerseits deshalb notwendig, ren bestehen, deren Falz an einer Schmalseite des weil die Zinnlötung nur eine geringe mechanische Rohres liegt, und welche in mit Abstand zueinan- Festigkeit aufweist, andererseits war sie insofern vorder in Sammelplatten angeordnete Ausnehmun- teilhaft, als für die Lötung relativ große Flächen, wie gen, die dem Querschnitt der gefalzten Rohre diejenigen der an den Sammelplatten gebildeten Kraentsprechen, eingeführt und mit den Sammelplat- io gen, zur Verfügung standen. Auf diese Weise besäten verlötet werden, dadurch gekenn- ßen die so miteinander verbundenen Teile eine gute zeichnet, daß bei aus Aluminium bestehen- mechanische Festigkeit.

den Rohren und Sammelplatten (8) der Falz (1) Diese Technik hat sich jedoch als unbefriedigend gerundet wird, und die Ausnehmungen (12) und weitgehend unbrauchbar erwiesen bei der Hergenau dem Querschnitt der Rohre entsprechend 15 stellung von Wärmetauschern aus Rohren und Samausgestanzt werden. melplatten aus Aluminium. Zwar kennt die Technik

2. Verfahren nach Anspruch Ij dadurch ge- zahlreiche Wege zum Löten bzw. Schweißen unter kennzeichnet, daß der Falz (1) nach dem Runden anderem auch von Aluminium, sogar sehr dünnwankalibriert wird. diger Teile desselben. Insbesondere ist es bekannt,

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, 20 Aluminiumteile zu verlöten, die einen Überzug aus dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Ausstan- einer Aluminiumlegierung mit niedrigem Schmelzzen der Ausnehmungen (12) konzentrisch zu die- punkt, beispielsweise einer Aluminium-Siliziumsen Vertiefungen (13) mit konvergenten Seiten- Legierung, besitzen.

wänden (14) eingeprägt werden. Es wurde jedoch festgestellt, daß die Technik, ge-

25 falzte Rohre und Sammelplatten herzustellen, in welche die gefalzten Rohre dann eingesetzt werden,

dann nicht anwendbar ist, wenn diese Teile aus Aluminium bestehen. Während nämlich die zum Verlöten von Kupfer-, Messing- oder Stahlteilen erforder-30 liehe Zinnmenge zur Erreichung einer guten mecha-

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur rüschen Festigkeit der Verbindung gering ist, wird

Herstellung von Wärmetauschern, welche aus gefalz- eine vergleichsweise große Menge Lot benötigt, wenn

ten, abgeflachten Rohren bestehen, deren Falz an dieselben Teile aus Aluminium bestehen, da das Be-

einer Schmalseite des Rohres liegt, und welche in mit netzungsvermögen einer Aluminium-Silizium-Legie-

Abstand zueinander in Sammelplatten angeordnete 35 rung sehr hoch ist und folglich während des Schmel-

Ausnehmungen, die dem Querschnitt der gefalzten zens des Überzuges eine kapillare Durchdringung der

Rohre entsprechen, eingeführt und mit den Sammel- beiden miteinander zu verbindenden Teile durch das

platten verlötet werden. Mit diesem Oberbegriff Lot bewirkt. Das Fileßvermögen einer solchen

nimmt die Erfindung auf einen Stand der Technik Aluminium-Silizium-Lötung ist erheblich größer als

Bezug, wie er in der USA.-Patentschrift 3 067 994 40 dasjenige der gewöhnlichen Zinnlötung, und eine

beschrieben ist. Aluminium-Silizium-Lötung ist daher nicht in der

Bei der Herstellung von Wärmetauschern, insbe- Lage, einen Zwischenraum von beispielsweise

sondere in Form von Kühlern, ist es allgemein üb- 0,5 mm Stärke zu verschließen, wie dies in einfacher

lieh, gefalzte Rohre aus Metallbändern mit Falz- Weise durch eine Zinnlötung erreicht wird. Aus die-

werkzeugen herzustellen, wobei die Ränder zuerst 45 sem Grunde ist es unmöglich, im Falle der Verwen-

umgebogen, dann zusammengebracht und schließlich dung von Aluminiumteilen die erforderliche Abdich-

gefalzt werden. tung zwischen den Rohren und einer Sammelplatte

Im allgemeinen sind die Rohre flach und besitzen zu erreichen.

sehr dünne Wände. Der Falz nimmt dabei die ganze Außerdem muß in Betracht gezogen werden, falls Breite einer der schmäleren Rohrwände ein. Für die 50 zwei mit einer Aluminium-Silizium-Legierung überrichtige Ausbildung des Falzes ist es notwendig, die zogene Aluminiumteile miteinander verbunden wer-Falzverbindung flach auszuführen, da es fast unmög- den, beispielsweise wenn das Rohr in den Kragen lieh ist,-im Falle abgerundeter Falze eine saubere eines Langloches der Sammelplatte eingesetzt ist, daß Ausbildung der. Falze zu erzielen, weil die Falzung das Schmelzen des Überzuges den Zwischenraum mittels eines im Rohr befindlichen und darin gleich- 55 zwischen der Rohrwand und der Kragenwand vermäßig vorrückenden Domes durchgeführt wird. größert.

Würde der Dorn eine abgerundete Form besitzen, so Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die für

würden während des Falzvorganges unsymmetrische eine Verlötung von Aluminiumteilen für Wännetau-

Spannungen auftreten, die bestrebt sind, den Falz zu scher erforderliche Anpassung der Teile zu errei-

öffnen. 60 chen. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1

Bisher war es daher bei der Herstellung solcher angegebene Erfindung gelöst.

Wärmetauscher aus Kupfer oder Messing nur mög- Die Möglichkeit, mit dem angegebenen Verfahren

lieh, Rohre mit flachem Falz zu verwenden, wobei Rohre mit sehr genauen Abmessungen herzustellen,

die Sammelplatten, in deren Ausnehmungen die wobei durch den Prägevorgang die Breite und Tiefe

Rohre eingeführt werden, mit einem Kragen verse- 65 des zwischen Falzfuß und Rohrwand auftretenden

hen waren, um das Lötzinn festzuhalten, welches den Zwischenraumes verringert wird, erlaubt die Herstel-

frei bleibenden Raum zwischen Rohrwand und Kra- lung von Aluminiumrohren, die an Sammelplatten

genwand der Sammelplatte auszufüllen hatte, deich- angelötet bzw. angeschweißt werden können, wenn