DE2344538A1

DE2344538A1 - Spannvorrichtung fuer lange waermeaustauscher

Info

Publication number: DE2344538A1
Application number: DE19732344538
Authority: DE
Inventors: Andre Chartet
Original assignee: Chausson Usines SA
Current assignee: Chausson Usines SA
Priority date: 1972-09-21
Filing date: 1973-09-04
Publication date: 1974-04-11
Also published as: FR2199489A1; US3893611A; IT993857B; GB1446891A; FR2199489B1; ES418267A1; BE803560A; JPS4970851A

Description

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SOCIETE ANONYME DES USINES CHAUSSON Asnidres (Hauts de Seine)/Frankreich

Spannvorrichtung für lange Wärmeaustauscher

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Spannvorrichtung für lange Wärmetauscher so wie sie im Oberbegriff des Anspruches 1 gekennzeichnet ist. Derartige Wärmetauscher werden insbesondere in Heizeinrichtungen von Kraftfahrzeugen verwendet.

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Die erfindungsgemässe Spannvorrichtung ermöglicht das gleichzeitige Verlöten von mehreren Wärmetauschern. Obwohl derartige Spannvorrichtungen zum Verlöten von Wärmetauschern durch Eintauchen in ein Bad verwendet werden können, so sind sie trotzdem insbesondere geeignet zur Verlötung von Wärmetauschern innerhalb eines Wärmeofens. Aufgrund der Konstruktion der Spannvorrichtung weist dieselbe eine geringe Wärmekapazität auf, so dass einerseits die Dauer des Lötvorgangs verringert werden kann, andererseits die Güte der Verlötung verbessert wird. In diesem Zusammenhang sei erwähnt, dass metallische Zersetzungen insbesondere bei aus Aluminium gefertigten Wärmetausehem um so grosser sind,je höher die Temperatur ist und je länger die Dauer der Verlötung ist.

Demzufolge ist es Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Spannvorrichtung für lange Wärmetauscher zu schaffen, welche aufgrund ihrer geringen thermischen Kapazität eine sehr rasche Verlötung der Wärmetauscher gestattet.

Erfindungsgemäss wird dies durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruches 1 erreicht.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich anhand der Unteransprüche.

Die Erfindung soll nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert und beschrieben werden, wobei auf di^foeigefügte Zeichnung Bezug genommen ist. Es zeigen:

Fig. 1 eine seitliche Schnittansicht der erfindungsgemässen Spannvorrichtung,

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Pig. 2 ' eine gegenüber Fig. 1 um 90° versetzte Ansicht eines Ausschnitts der erfindungsgemässen Spannvorrichtung,

Fig. 3 eine schematische Ansicht eines innerhalb der erfindungsgemässen Spannvorrichtung eingespannten Wärmetauschers während der Verlötung,

Fig. 4 eine perspektivische Teilansicht einer abgewandelten Ausführungsform der erfindungsgemässen Spannvorrichtung,

Fig. 5 eine seitliche Te-ilansicht ähnlich Fig. 2, und

Fig. 6 eine Draufsicht des in Fig. 5 dargestellten Ausschnitts.

Gemäss Fig. 1 besteht die erfindungsgemässe Spannvorrichtung aus einem rechteckigen Rahmen, welcher beispielsweise aus Profilen 1, la, mit U-förmigem Querschnitt besteht. Diese Profile 1, la, sind mit weiteren Profilen j5 verbunden, welche ebenfalls einen U-förmigen Querschnitt aufweisen. Am unteren Ende des Profils 1 sind Füsse 4 vorgesehen, welche das Niedersetzen der Spannvorrichtung auf dem Erdboden ermöglichen, während andererseits während der Verlötung ebenfalls eine Schräglage möglich ist. Falls die Wärmetauscher in einem wässrigen Bad verlötet werden, erscheint es vorteilhaft, die Spannvorrichtung unter einem bestimmten Winkel zu halten, damit nach der Verlötung ein Austropfen der Wärmetauscher möglich ist. In diesem Fall wird die Spannvorrichtung durch Haltegriffe 2 gehalten, welche am oberen Profil la befestigt sind.

Die Profile 1, la werden seitlich durch Flachstäbe 5 ver-

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bunden, welche als Träger für Klemmen 6 dienen. Die Enden 6a, 6b dieser Klemmen 6 sind geringfügig nach aussen gebogen, damit die einzelnen Wärmetauscher leicht eingeschoben werden können. Die Klemmen 6 sind vorzugsweise mit Ausnehmungen versehen, damit auf der einen Seite die thermische Kapazität gering ist, während auf der anderen Seite ein guter Luftdurchzug möglich ist. Die Klemmen 6 sind durch Verlötung, Verschraubung oder Vernietung an den Flachstäben 5 starr befestigt. Wie dies in Fig. 1 und 2 dargestellt ist, sind Lamellen 7 geringer Breite vorgesehen, welche auf Abstandsstücken 8 befestigt sind, die wiederum an bestimmten Flachstäben 5* beispielsweise zwei derartigen Flachstäbai festgelötet sind. Die Klemmen 6 sind in diesem Fall einfach auf die Lamellen 7 aufgeschoben, so wie sich dies anhand von Fig. 2 ergibt.

Die mit Hilfe der erfindungsgemässen Spannvorrichtung zu verlötenden Wärmetauscher sind in Fig. 3 gezeigt. Derartige Wärmetauscher, welche beispielsweise für Heizeinrichtungen von Kraftfahrzeugen dienen, weisen eine sehr grosse Länge gegenüber ihrer Höhe auf. Ein derartiger Wärmetauscher besitzt beispielsweise zwei Rohre 10, welche von Wärmetauscherrippen 11 halbseitig umschlossen sind. Zusätzlich sind mit Ausnehmungen versehene Verbindungsplatten 14 vorgesehen, welche einen Teil der Wasserkästen 15, 16 bilden. Schliesslich sind Begrenzungsplatten 17, 18 vorgesehen, welche sich über die Rippen 11 unter Umständen auch über die Wasserkästen 15* 16 erstrecken. Während der einzelnen Bearbeitungsvorgänge bis zur Verlötung des Wärmetauschers unter Umständen auch bis zur anschliessenden Waschung, müssen diese Begrenzungsplatten 17, 18 auf den Rippen 11 und

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den Wasserkästen 15, 16 aufgedrückt werden, während gleichzeitig die Rippen 11 entlang ihrer ganzen Längen auf die Rohre 10 gedrückt werden müssen, ohne dass dabei irgend- ■ eines dieser Elemente sich verschieben kann.

Die Breite der Klemmen 6 bzw. 6,, deren Anzahl innerhalb eines Rahmens in sehr starkem Masse sich verändern kann, ist derart gewählt, dass die Wärmetauscher unter Reibungseingriff bzw. einem sehr geringen Spiel zusammengesetzt werden können, wobei die Begrenzungsplatten 17, 18 gemäss Fig. 1 durch die Schenkel der Klemmen 6 erfasst werden; Die Länge der Klemmen 6 ist vorzugsweise wenigstens gleich der Breite der Begrenzungsplatten 17, 18 gewählt.

Nachdem alle Wärmetauscher wenigstens in eine der Klemmen 6 der Spannvorrichtung eingesetzt worden sind, wird ein Verriegelungsstab 19 aufgesetzt, welcher an seinen Enden mit Formöffnungen 20, 21 versehen ist, die ein Aufschieben auf mit Köpfen 23 versehene Bolzen 22 gestatten. Andere Fixiermöglichkeiten des Verriegelungsstabes 19 sind ebenfalls möglich.

Die Spannvorrichtung wird daraufhin entweder in ein Lötmittelbad getaucht, um eine Verlötung der verschiedenen Teile des Wärmetauschers zu erreichen oder vorzugsweise an eine Transporteinrichtung gehängt, welche zuerst zu einer Lötmittelstation und anschliessend zu einem Ofen führt, innerhalb welchem die Wärmetauscher bis zur Schmelztemperatur des Lötmittels erhitjzt werden, welches einen Teil oder die gesamte Oberfläche der einzelnen Elemente des Wärmetauschers bedeckt. Während der Verlötung dehnen sich die Wärmetauscher aus, so dass die Begrenzungsplatten 17, 18 mit den Schenkeln der Klemmen 6 in Berührung gelangen,

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so dass die Begrenzungsplatten 17* 18 gegen die Rippen 11 und dieselben gegen die Rohre 10 gedrückt werden.

Die Klemmen 6 sind aus einem Material gefertigt, welches einen geringern thermischen Ausdehnungskoeffizienten als den der Wärmetauscher aufweist. Palls beispielsweise die Wärmetauscher aus Aluminium oder einem aluminiumhaltigen Metall bestehen, bestehen die Klemmen 6 sowie die anderen Teile der Spannvorrichtung vorzugsweise aus nichtrostendem Stahl. Die Klemmen 6 können ebenfalls entsprechend Fig. 5 und 6 mit keramischen Elementen und/oder anderen Materialien versehen sein, welche einerseits gegenüber hohen Temperaturen widerstandsfähig sind, andererseits gegenüber den Lötmittelsalzen eine genügende Korrosionsfestigkeit besitzen.

Nach dem Abkühlen und Waschen der Wärmetauscher werden dieselben aus den Klemmen 6 herausgezogen, was jedoch ohne Schwierigkeit möglich ist, da aufgrund der Abkühlung das Metall der Wärmetauscher geschrumpft ist, so dass die Wärmetauscher nicht mehr durch die Klemmen 6 fixiert sind.

Fig. 4 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform, welche insbesondere zur Verlötung in einem Ofen mit pulsierender Atmosphäre geeignet ist. In diesem Fall sind die Haltegriffe 2 und Füsse 4 aufweisenden Profile 1, la durch Profilstäbe 24 miteinander verbunden, welche einen rechteckigen oder ovalen rohrförmigen Querschnitt aufweisen, wobei die geringe Breite dieser Profilstäbe 24 der Strömung des innerhalb des Ofens geführten pulsierenden Gases ausgesetzt ist. Die Strömungsrichtung des pulsierenden Gases ist in Fig. 4 durch den Pfeil f^ angedeutet.

Die Profilstäbe 24 dienen in diesem Fall als Leitbleche für die Zirkulation der heissen Gase. Die Klemmen 6 be-

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stehen In diesem Fall aus zwei gewellten Platten 25, 25a, welche aus nichtrostendem Stahl hergestellt sind und im Bereich ihrer Wellungen mit Ausnehmungen 26 versehen sind. Die Platten 25, 25a werden durch Bleche 27 gehalten, welche mit Formöffnungen 28 versehen sind. Diese Formöffnungen 28 sind auf Bolzen 29 aufsetzbar, welche an bestimmten Profilstäben 24 befestigt sind. Es können jedoch ebenfalls Abstandshalter 50 vorgesehen sein, welche die einzelnen Bleche 27 miteinander verbinden, welche vorzugsweise als Winkeleisen ausgebildet sind. Die Formöffnungen 28 sind vorzugsweise relativ lang, so dass die Bleche 27 in axialer Richtung gegenüber den Profilstäben 24 verschiebbar sind.

Die vorderen Enden 25^ der Platten 25, 25a sind entsprechend den Enden 6, 6a nach aussen gebogen.

Die Wärmetauscher werden, wie, bereits beschrieben, mit ihren Begrenzungsplatten 17, 18 zwischen die Platten 25, 25a eingeschoben. Die Platten 25, 25a können sich dabei bis zu den Wasserkästen 15, 16 erstrecken, so dass dieselben gleichzeitig mit den Verbindungsplatten Ij5, 14 gehalten werden. Um die Wasserkästen 15, 16 gut zu fixieren, können ferner elastische Lamellen 31 vorgesehen sein, welche in die Wölbungen der Platten 25, 25a eingeschoben werden. Während der Verlötung kann sich der Wärmetauscher ausdehnen, wodurch die Platte 25 geringfügig angehoben wird, wobei jedoch diese Anhebung nicht zu gross sein darf, damit keine permanenten Deformationen an den Wärmetauschern entstehen. Da die Platten 25, 25a gewellt sind, kann das zirkulierende Gas entsprechend den Pfeilen f_? nicht nur zwischen den Rohren der Wärmetauscher, sondern auch zwischen

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den Begrenzungsplatten If und 18 und den gewellten Platten 25, 25a zirkulieren, so dass sich eine sehr gleichmässige Erwärmung aller Teile des Wärmetauschers ergibt. Die Platten.25j 25a können jedoch ebenfalls durch Querlamellen ersetzt werden, welche an den Abstandshaltern 30 befestigt sind.

Entsprechend den Fig. 5 und 6 sind die Klemmen 6 mit Stiften 32 versehen, welche zur Halterung von aus Keramik, Glas, Quarz oder ähnlichen Materialien bestehenden Rundstücken 33 dienen. Diese Rundstücke 33 sind selbst bei hohen Temperaturen sehr widerstandsfest und haften nicht an einer Lötstelle, selbst wenn dieselbe bis auf Schmelztemperatur gebracht worden ist. Die Rundstücke 33 sind vorzugsweise mit Bohrungen 3^ grösseren Durchmessers versehen, so dass sichein gewisses Spiel zwischen den Stiften 32 und den Bohrungen 3^ ergibt.. Zusätzlich sind die Rundstücke 33 mit Abflachungen 35 versehen, welche als Auflagefläche für die Wärmetauscher dienen.

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Claims

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Pate nt anspräche

I.) Spannvorrichtung für lange Wärmetauscher, dadurch ^Nv-^/' gekennzeichnet, dass dieselbe einen Rahmen (1; la, 3) aufweist, in welchem zwei Profile (1, la) durch Flachstäbe (5) verbunden sind, von welchen wenigstens einer mit Klemmen (6, 25, 25a) versehen ist, wobei der Abstand zwischen den Schenkeln der Klemmen (6, 25, 25a) dem Abstand der beiden Seltenflächen des zu verlötenden Wärmetauschers entspricht.
2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmen (6) in Form eines länglichen Bügels ausgebildet sind und einen geringen Ausdehnungskoeffizienten als den des festzuverlötenden Wärmetauschers aufweist.
3. Spannvorrichtung nach Anspruch 1 od.2, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmen (6, 25, 25a) lösbar an den Flachstäben (5) befestigt sind.
4. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3/ dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmen (6, 25, 25a) mit Ausnehmungen bzw. Durchbrechungen versehen sind. ·
5. Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

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dadurch gekennzei chnet , dass die Klemmen (6, 25, 25a) mit Hilfe vom Lamellen (7) und Abstandsstücken (8) an den Flachstäben (5) befestigt sind,
6. Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmen (6) bei Vermeidung von Bodenteilen aus zwei Platten {25., 25a) bestehen, welche mit Hilfe von Profilstäben (24) gehalten sind.
7. Spannvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten (25* 25a) gewellt sind, bzw. aus einer Reihe von Querstäben bestehen.
8. Spannvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet , dass die Profilstäbe ein längliches Profil geringer Breite aufweisen.
9. Spannvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilstäbe (24) aus Rohren länglichen Querschnitts bestehen.
10. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilstäbe (24) mit Verriegelungsbolzen (29) oder ähnlichen Verriegelungselementen versehen sind, an welchen der Halterung der Platten (25* 25a) dienende Bleche (27) befestigbar sind.
11. Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden An-

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Sprüche, dadurch gekennzei chnet, dass die vorderen Enden (6a, 6b, 25^) der Klemmen (6) bzw. der Platten (25* 25a) nach aussen gewölbt sind.
12. Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e η η ze lehnet, dass der Rahmen (1, la, 3) mit Füssen (4) versehen ist.
13. Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzliche plastische Lamellen (3I) vorgesehen sind, mit welchen die Wasserkästen (15* 16) der Wärmetauscher gegen die Rohre (10) und die Rippen ^f(ll) drückbar sind.
14. Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die seitlichen Schenkel der Klemmen (6) bzw. der Platten (25, 25a) mit aus Keramik, Glas, Quarz oder ähnlichem Material bestehenden Stücken (33) versehen sind, welche eine Isolierung gegenüber den Wärmetauschern ergeben.

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