DE2414966A1

DE2414966A1 - Loetverbindung zweier ineinanderzufuegender teile

Info

Publication number: DE2414966A1
Application number: DE2414966A
Authority: DE
Inventors: Georg Klare
Original assignee: Luft und Kaeltetechnik VEB
Current assignee: Luft und Kaeltetechnik VEB
Priority date: 1973-04-16
Filing date: 1974-03-28
Publication date: 1974-10-24
Also published as: DD104233A1

Description

Kältetechnik

808 Dresder, Königsbrücker Landstr. 159

Lötverbindung zweier ineinanderzufügender Teile

Die Erfindung betrifft eine Lötverbindung zweier, unter Gewährleistung eines Lötspaltes ineinanderzufügender Teile, insbesondere zur Befestigung von Hohren in Rohrboden von Wärmeübertragern.

Es ist bekannt, daß für derartige Lötverbindungen ein gleichmäßiger, genau definierter Lötspalt erforderlich ist. Bei der Fertigung von Rohrbündel-Wärmeübertragern, bestehend aus einem Lamellenblock mit durchgehenden Rohren und einer Lochplatte als Rohrboden, stehen die Rohre auf Grund der Pertigungstoleranzen beim Lochen der Platte und beim Aufbringen der Lamellen auf die Rohre nicht ideal mittig in den Löchern. Die Rohre pressen sich oft exzentrisch an den Lochinnenrand, so daß der spezifische Lötdruck nicht ausreicht, um die Rohre zu zentrieren und so einen gleichmäßigen Lötspalt zu schaffen. Es kommt bei laufender Fertigung zu Felillötungen bis zu 6 %. Es wurden jedoch noch keine Methoden oder Vorrichtungen bekannt, mit deren Hilfe ein genau tolerierter Lötspalt erzielt werden konnte. Man nahm die llachteile eines exzentrischen, nicht durchgängigen Lötspaltes in Kauf, der infolge der einseitigen Berührung der ineinandergefügten Teile entstand und eine durchgängige und druckfeste Lötstelle nicht gewährleistete.

Besondere Schwierigkeiten ergeben sich bei der Fertigung von Druckbehältern oder -armaturen, da jene so entstandenen Fehllötstellen nach Ausführung der vorgeschriebenen Druckprüfungen

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nachgebessert werden müssen· Bei nohrbündel-Y/ärmeübertragern besteht die Gefahr, daß infolge der zum Nachbessern einer Lötstelle notwendigen Erwärmung auch zwangsweise die benachbarten Lötstellen verflüssigt und dadurch in Mitleidenschaft gezogen werden. Erneute Druckprüfungen zeigen-, daß zwar die nachgebesserte Lötstelle den Anforderungen entspricht, dafür aber benachbarte Lötstellen Mangel aufweisen. Eine hohe Ausschußquote ist die Folge.

Es ist Zweck der Erfindung, Lotfehler zu vermeiden und den Ausschußanteil, besonders in der Serienfertigung zu verringern.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen gleichmäßigen, in einem festgelegten Toleranzbereich liegenden definierten Lötspalt zu gewährleisten.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß wenigstens einer der beiden ineinanderzufügenden Teile mindestens drei zueinander versetzt angeordnete oder nur einer der Teile ein einziges ringförmig ausgebildetes Zentrierhilfsmittel besitzen, die den anderen Teil berühren, wobei die Berührungsstellen in ihrer axialen Höhe kleiner sind als die axiale Höhe des Lötspaltes. Die Zentrierhilfsmittel können als Zentrierbuckel, als den Kreisumfang des Loches im äußeren Teil unterbrechende Sekanten oder als eine einzige ringförmige Zentrierwulst ausgebildet sein. Die Sekanten können zur Vereinfachung der Fertigung aus dem äußeren Teil nicht ausgestanzte Materialteile sein. Die Zentrierbuckel und die ringförmige Zentrierwulst werden in vorteilhafter Weise aus dem Teil herausgeformt. Die Zentrierhilfsmittel bilden somit lokale, in den Lötspalt hineinragende Querschnittsveränderungen, die die später mit Lot auszufüllende Bindefläche nur geringfügig verkleinern und bei der Montage der zu fügenden Teile eine Selbstzentrierung gewährleisten. Der so gebildete Lötspalt besitzt die Porjn eines konzentrischen Ringraumes und wird nach dem Fügen ohne Schwierigkeiten mit Lot ausgefüllt. Die so erzielte gleichmäßige Lötverbindung gewährleistet eine dauerhafte Dichtheit auch bei höheren Drücken, Die Aueschußquote bei der Fertigung wird wesentlich gesenkt.

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Die Erfindung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert v/erden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Pig. 1 die Draufsicht der Lötverbindung eines in den Rohrboden eines Rohrbündel-V/ärmeübertragers gefügten Rohres im Schnitt A-A oberhalb der im Rohrboden angebrachten Zentrierbuckel

Fig. 2 das Werkzeug zum Drücken der Zentrierbuckel nach Pig. 1 in der Draufsicht

Pig. 3 die Vorderansicht der Lötverbindung nach Fig. 1 im Schnitt A-A

Pig. 4 die Draufsicht der Lötverbindung zweier ineinanderzufügender dreieckiger Rohre im Schnitt oberhalb der am inneren Rohr angebrachten Zentrierbuckel

Pig. 5 die Draufsicht der Lötverbindung eines in einen Rohrboden gefügten Rohres mit Zentrier-S-kanten an der Aufnahmefläche des Rohrbodens

Pig. 6 die Vorderansicht der Lötverbindung eines in den Rohrboden gefügten Rohres mit einer ringförmigen Zentrierwulst.

In Pig. 1 ist als Teil 1 ein Ausschnitt eines Rohrbodens eines Rohrbündel-Wärmeübertragers dargestellt, der als Teil 2 ein Rohr aufnimmt. Zwischen Teil 1 und Teil 2 befindet sich ein Lötspalt 3. In das Teil 1 wurde mittels eines nicht gezeichneten Stempels ein Loch zur Aufnahme des Teiles 2 von beispielsweise 16,4 mm Durchmesser entsprechend dem maximalen Außendurchmesser des aufzunehmenden Teiles 2 zuzüglich der zweimaligen Breite des Lötspaltes 3 von 0,05 mm gestanzt. Zur Gewährleistung des gleichmäßigen konzentrischen Lötspaltes 3 ist die Innenfläche des Loches mit drei Zentrierbuckeln 4 ausgerüstet, die mittels eines in Fig. 2 dargestellten Stempels ,5 gedrückt werden und als Zentrierhilfsmittel dienen. Der Stempel 5 besteht aus einem zylindri-

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sehen Schaft 6, einem im Querschnitt dreieckigen Teil mit den drei Schnittkanten 7 und einem zylindrischen Führungszapfen 8. Der Stempel 5 wird mit dem Führungszapfen 8 in das Loch des Teiles 1 eingeführt und unter Druckanwendung etwa 1/4 der Dicke des Teiles 1 in dieses hin eingedrückt. Die Schnittkanten 7 drücken die Zentrierbuckel 4 aus. dein Material des Teiles 1_e Der Durchmesser des Führungszapfens 8 muß hierbei so dimensioniert sein, dai3 er das kleinste Untermaß der zulässigen Toleranz des Teiles plus zweimal den minimalen Lötspalt besitzt. Der Abstand der inneren Anlagestelle der Zentrierbuckel 4 zum Mittelpunkt des Loches des Teiles 1 ist gleichmäßig und gleich dem minimalen Außenradius des Teiles 2. Die axiale Höhe h der Berühungssteilen der Zentrierbuckel 4 muß_vkleiner sein als die axiale Höhe des Lötspaltes 3° Ist beim Fügen ein Teil 2 mit dem kleinsten im' Toleranzfeld liegenden Durchmesser vorhanden, wird es konzentrisch im Loch des Teiles 1 aufgenommen und ein gleichmäßiger Lötspalt 3 gewährleistet. Wird ein Teil 2 mit dem größten im Toleranzfeld liegenden Durchmesser verwendet, so arbeitet die äußere Kante die Zentrierbuckel 4 entsprechend dem Rohrdurchmesser ab, wobei das Teil 2 den geringsten Widerstand sucht und bei gleichmäßigem Druck auf alle Zentrierbuckel 4 nach der Mitte ausweicht. Mit der Montage erfolgt somit eine Selbstzentrierung. Wach dem Fügen wird der freie Ringspalt mit Lot ausgefüllt und führt zu einer gleichmäßigen und druckdichten Verbindung.

Auf ähnliche Art und Weise ist es auch möglich, zwei Rohre mit korrespondierenden Durchmessern ineinanderzufügen, so wie es in Fig. 4 an Rohren mit dreieckigem Querschnitt dargestellt wurde. Die Zentrierbuckel 4 können sowohl an der inneren Fläche des Teiles 1 als auch an der äußeren Fläche des aufzunehmenden Teiles 2 angeordnet sein.

Bei einem nach Fig. 5 gezeigten Ausführungsbeispiel wurde mittels eines geeigneten nicht dargestellten Stempels in den Aufnahmeteil 1 ein Loch mit durch drei Sekanten 9 unterbrochenen Kreisumfang in einem Arbeitsgang gestanzt. Die drei Sekanten· 9

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sind um 120° versetzt und bilden die Zentrierhillsmittel, infolge des geringfügigen konischen Verlaufes der Bruchfläche entsteht etwa um 6/10 der Dicke der Bereich des minimalen Durchmessers des Loches im Teil 1. Die Sekanten 9 tangieren im Bereich dieses minimalen Durchmessers mit der Außenwand des eingefügten Teiles 2 und sind so dimensioniert, daß sie das kleinste Untermaß der zulässigen Toleranz des Teiles 2 besitzen. Teile 2 mit einem im Toleranzfeld liegenden Übermaß werden unter leichter Druckanwendung in das Loch des als Rohrboden ausgebildeten Teiles 1 getrieben. Auch hier wird eine Selbstzentrierung während der liontage der Teile 2 in den Teil 1 erreicht. Die das Teil 2 berührenden Stellen der Sekanten 9 liegen infolge der Form der Scher- und Schnittfläche bei 4/10 der Dic^:ce des Teiles 1. Die restlichen 6/10 der Dicke des Rohrbodens sind als leicht konischer Ringspalt ausgebildet, der bei seiner Füllung durch einfließendes Lot einen geschlossenen, dichten Lotring formt.

In einem weiteren,.in Pig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel wurde mittels eines geeigneten, nicht gezeichneten Stempels eine ringförmige Rille 10 unmittelbar um das Loch in den Teil 1 gedrückt. Das durch den Drückvorgang verdrängte Material fließt gleichmäßig zur Oberkante des Loches im Teil 1, so daß eine ringförmige Zentrierwulst 11 aus dem Teil 1 herausgeformt wird. Gleicliso wie in vorgenannten Ausführungsbeispielen ist der Innendurchmesser der ringförmigen Zentrierwulst 11 so dimensioniert, daß er das kleinste Übermaß der zulässigen Toleranz des Teiles besitzt.

±js ist für das Wesen der Erfindung unerheblich, ob das Lochen und das Ausbilden der Zentrierbuckel 4, der Sekanten 9 sowie der Zentrierwulst 11 in einem oder in zwei Arbeitsgängen erfolgt.

Claims

-6- 24U966 Patentansprüche

1. Lötverbindung zweier, unter Gewährleistung eines Lötspaltes ineinanderzufügender Teile, insbesondere zur Befestigung von Rohrer· in Rohrboden, von Y/ärmeübertragern, dadurch gekennzeichnet, daß· wenigstens einer der beiden Teile (1; 2) mindestens drei versetzt angeordnete oder einer der Teile ein einziges ringförmig ausgebildetes an der den Lötspalt (3) bildenden Fläche querschnittsverändernde, auf gleicher Querschnittsebene liegende, den anderen Teil (2; 1) berührende Zentrxerhilfsmittel besitzen, wobei die Berührungsstellen in ihrer axialen Höhe (h) kleiner sind als die axiale Höhe des Lötspaltes (3).

2. Lötverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierhilfsmittel als Zentrierbuckel (4) ausgebildet sind.

3. Lötverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrxerhilfsmittel als den Kreisumfang des Loches im Teil 1 unterbrechende Sekanten (9) ausgebildet sind.

4. Lötverbindung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Sekanten (9) aus dem Teil (1) nicht ausgestanzte Ivlaterialtei-Ie sind.

5. Lötverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrxerhilfsmittel als eine einzige ringförmige Zentrierwulst (11) ausgebildet sind»

6. Lötverbindung nach Anspruch 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierbuckel (4) und die ringförmige Zentrierwulst (11) aus dem Teil (1; 2) herausgeformt sind.