DE1777397B1 - Verfahren zum Hartloeten von Waermeaustauschern - Google Patents

Description

Dicke der Lötverbindung ergibt, in welchem Bereich keine Undichtigkeitsstellen auftreten dürfen.

Demgegenüber ist es Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Hartlöten von aus Aluminium bestehenden Wärmeaustauschern zu schaffen, welches bei einer relativ geringen Anzahl von Arbeitsschritten eine sichere und dichte Verbindung der Rohre mit den Sammelblechen erlaubt.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß wenigstens eine Oberfläche der Sammelplatten und gegebenenfalls eine Oberfläche der Rohre mit einer Lötmittelschicht bedeckt ist, die auf die Oberfläche der Sammelplatten vor der Herstellung der Ausnehmungen aufgebracht wurde.

Auf diese Weise werden die zusätzliche Bearbeitung der Rohre und Sammelplatten und das getrennte Aufbringen des Lötmittels eingespart. Auf der anderen Seite wird die Dicke der Lötmittelschichtverringert, so daß die Verbindung zwischen allen Rohren und der Sammelplatte sehr dünn und gleichmäßig ist. Dabei wird die zwischen Rohr und Sammelplatte bestehende Kapillarwirkung ausgenutzt, um zum Zeitpunkt der Verlötung ein Verteilen des flüssig gewordenen Lötmittels zu gewährleisten. Das Verteilen des flüssig gewordenen Lötmittels wird begünstigt, wenn die Ausnehmungen in ausgewölbten, konvergierende Seitenflächen aufweisenden Bereichen der Sammelplatten eingestanzt werden.

Die Erfindung soll nunmehr an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert und beschrieben werden, wobei auf die Zeichnung Bezug genommen wird. Es zeigt

F i g. 1 eine seitliche Schnittansicht einer Sammelplatte nach dem Prägevorgang,

F i g. 2 eine seitliche Schnittansicht einer Sammelplatte nach dem Stanzvorgang,

F i g. 3 eine seitliche Ansicht einer Sammelplatte nach dem Einschieben auf ein Rohr und

F i g. 4 eine vergrößerte Schnittansicht einer Sammelplatte im Bereich der ein Rohr umgebenden Ausnehmung.

Gemäß F i g. 1 werden die Sammelplatten 3 zuerst einem Prägevorgang unterzogen, bei welchem Aufwölbungen 6 mit geneigten Wänden 7 gebildet werden.

Gemäß F i g. 3 werden die Sammelplatten 3 in einem weiteren Arbeitsvorgang anschließend daran gestanzt, wobei Ausnehmungen 1 erzeugt werden.

Gemäß F i g. 3 werden dann die Rohre 2 in die Ausnehmungen 1 der Sammelplatten 3 eingesetzt und die Verlötung des Rohrbündels des Wärmeaustauschers vorgenommen, wobei der Verlötung gegebenenfalls eine Behandlung mit einem geeigneten Flußmittel vorausgeht. Die Verlötung erfolgt bei einer Temperatur, bei welcher der ein sehr großes Benetzungs- und Fließvermögen aufweisende Aluminium-Silizium-Überzug zum Schmelzen gebracht wird. Im Verlauf dieser Verlötung werden die Sammelplatten 3 mit jedem der Rohre sicher verbunden, weil der zwischen den Rändern der Ausnehmungen 1 und den Rohrwänden bestehende, außerordentlich geringe Zwischenraum das Eindringen der geschmolzenen Aluminium-Silizium-Legierung wegen der Kapillarwirkung erleichtert. Auf diese Weise kommt eine besonders hochwertige Lötverbindung zwischen den Sammelplatten 3 und den Rohren zustande.

Die Abmessungen der Aufwölbungen 6 sind so gewählt, daß der die Ausnehmungen 1 bildende Ausschnitt in der in F i g. 4 angegebenen Weise entsteht. Die effektive Höhe h des Ausschnitts ist dabei durch die Formel

sin \

festgelegt, wobei e die Dicke der Metallplatte und « der zwischen dem geneigten Lochrand und der Rohrwand auftretende Winkel ist

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 2 flüssig werden. Demzufolge können Lötverbindungen Patentansprüche: nur während eines sehr kurzen Zeitraums hergestellt werden, weil das Basismateria! während des Lötvor-

1. Verfahren zum Hartlöten von Wärmeaus- gangs nicht selbst zur Schmelzung gelangen darf. tauschern, bestehend aus Sammelplatten und mit 5 Im Hinblick auf die sehr hohen Temperaturen für ihren in die Sammelplatten eingeführten Rohren. die Verlöumg von Aluminium im Bereich von 600 C wobei sowohl die Sammelplatten wie auch die und im Hinblick auf die Tatsache, daß Aluminium Rohre aus einem aluminiumhaltigen Metall be- einschließlich seiner Legierungen bzw. Lötlegierunstehen und die Sammelplatten für das Einführen gen im Normalfall mit einer zu entfernenden Oxidder Rohre insbesondere durch Stanzen herge- io schicht bedeckt sind, muß die Lötlegierung sehr nahe stellte Ausnehmungen aufweisen, welche dem an jedem Ort angebracht sein, an welchem die Ver-Querschnitt der Rohre genau entsprechen, da- lötung stattfindet. Es werden demzufolge Platten aus durch gekennzeichnet, daß wenigstens Aluminium hergestellt, weiche auf einer oder zwei eine Oberfläche der Rohre mit einer Lötmittel- Seiten mit einer Lötmittellegierung — insbesondere schicht bedeckt ist, die auf die Oberfläche der 15 Aluminium-Silizium-Legierung — bedeckt sind. Sammelplatten vor der Herstellung der Aus- In dem Fachbuch -»Encyclopedic du Travail de

nehmungen aufgebracht wurde. Γ Aluminium'.- aus dem Jahre !%!. wird ein Wärme-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- austauscher beschrieben, bei welchem die Sammelkennzeichnet, daß die Ausnehmungen in ausge- platten aus einem, wie oben beschrieben, beschichwölbten konvergierende Seitenflächen aufweisen- 20 teten Metall bestehen, wobei jedoch ähnlich wie bei den Bereichen der Sammelplatten eingestanzt Wärmeaustauschern aus kupfei haltigen Metallen an werden. den Sammelblechen vorstehende Kragen vorgesehen

sind, welche die einzelnen Rohre umschließen. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß zur Her-

25 stellung einer zufriedenstellenden Verlötung der

Rohre mit den Sammelplatten die vorgesehenen Kragen mit einer sehr hohen Genauigkeit gearbeitet werden müssen, damit eine gute Umschließung der

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Wandungen der Rohre stattfindet. In der Praxis hat Verfahren zum Hartlöten von Wärmeaustauschern, 30 es sich als sehr schwierig bzw. unmöglich erwiesen, bestehend aus Sammelplatten und mit ihren Enden derartige Lötverbindungen in Großserienfertigung in die Sammelplatten eingeführten Rohren, wobei durchzuführen, weil zur Vermeidung von Undiehtigsowohl die Sammelplatten wie auch die Rohre aus keitsstellen komplizierte Vorrichtungen eingesetzt einem aluminiumhaltigen Metall bestehen und die werden mußten, welche im Rahmen einer Groß-Sammelplatten für das Einführen der Rohre insbe- 35 Serienfertigung nicht verwendbar sind, sondere durch Stanzen hergestellte Ausnehmungen Die Anmelderin hat diese Schwierigkeiten gemäß

aufweisen, welche dem Querschnitt der Rohre genau der FR-PS 13 53 580 vermieden, indem einerseits die entsprechen. Enden der Rohre mittels eines Aulblasvorgangs hin-

Bei Wärmeaustauschern aus Kupfer oder Eisen sichtlich ihres Durchmessers normiert werden, wähwerden die Enden der Rohre in Öffnungen hinein- 40 rend andererseits die Durchmesser der Kragen der geschoben, welche in den oberen und unteren Sam- Sammelplatte innerhalb eines besonderen Arbeitsmelkästen angeordnet sind. Vorgangs angepaßt werden. Die Form der Kragen ist Um sowohl eine gute Abdichtung als auch eine dabei konisch gewählt, damit sich beim Einschieben gute mechanische Verbindung zwischen den Rohren der Rohre ein guter Sitz ergibt. Auf diese Weise und den Sammelplatten herzustellen, werden die 45 können mit Lötmittel versehene Aluminiumbleche Sammelplatten einem Verformungsvorgang ausge- verwendet werden, bei welchen während der Versetzt, bei welchem unter einem rechten Winkel ver- lötung das Lötmittel nicht ablaufen kann. Auf diese laufende Kragen gebildet werden. Auf diese Weise Weise werden ferner die Innenflächen der Kragen sind die innerhalb der Sammelplatten vorgesehenen der Sammelplatte sehr nah an die Außenflächen der Ausnehmungen entlang ihrer Ränder mit Erhebungen 50 Rohre gebracht, so da(3 der während der Verlötung versehen, deren Höhe wenigstens gleich der Hälfte zu schließende Spalt relativ klein ist. des Durchmessers jeder Ausnehmung ist. Die darauf- Es hat sich jedoch gezeigt, daß das Aufblähen der hin vorgenommene Verlötung von Rohr und Sammel- Rohrenden und die Herstellung derartig ausgebildeplatte mit Zinn oder Blei erfolgt entlang der ganzen ter Kragen an den Sammel blechen eine relativ hohe Höhe der Kragen. 55 Anzahl von Arbeitsschritten erfordert. Das Einschie-Bei der Herstellung von Wärmeaustauschern aus ben der Rohre gegen die an den Sammelplatten anAluminium bzw. Aluminiumlegierungen wurden für geordneten Kragen wird fernerhin erschwert, was die Verbindung der Rohre und der Sammelplatten insbesondere darauf zurückzuführen ist. daß auf die bisher dieselben Herstellungsverfahren verwendet. Rohre zusätzlich Wärmeaustauscherbleche aufge-Allerdings kann in diesem Fall zwischen den Rohren 60 schoben werden müssen, welche sekundäre Wärme- und den Sammelplatten nicht eine Zinn- oder Blei- austauscherflächen bilden. Diese Wärmeaustauscherverlötung vorgenommen werden. bleche sind in der Rege! gewellt und müssen eben-

Um zwei Aluminiumstücke miteinander zu verbin- falls an den Rohren festgelötet werden, den, müssen Lötmittel verwendet werden, die aus Es wurde in diesem Zusammenhang festgestellt,

Aluminiumlegierungen — insbesondere Aluminium- 65 daß das Schmelzen der Lötmittelsehicht zwischen Silizium-Legierungen — bestehen. Diese Lötmittel den Kragen und den Rohren zusammen mit dem haben jedoch die Eigenschaft, daß sie nur geringfügig Schmelzen der Lötmitlelschieht zum Anlöten der unterhalb den Schmelztemperaturen des Aluminiums gewellten Wärmeaustauscherbleche eine Zunahme der