DE2720142A1

DE2720142A1 - Verfahren zur herstellung eines waermeaustauschers

Info

Publication number: DE2720142A1
Application number: DE19772720142
Authority: DE
Inventors: Walter Graf; Ladislaus Dipl Ing Jakl-Banka; Hans Juergen Dipl Ing Koehnert
Original assignee: Mahle GmbH
Current assignee: Mahle GmbH
Priority date: 1977-05-05
Filing date: 1977-05-05
Publication date: 1978-11-16
Also published as: DE2720142C3; DE2720142B2

Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Wärmeaustauschers bestehend aus einzelnen Metallröhren und einem die Röhren als eine Art Block umgebenden gut wärmeleitenden Metall, mit dem in flüssigem Zustand bei Kontakt mit den Metallröhren gegenüber diesen keine Diffusionsschicht erzeugbar ist.
Wärmeaustauscher der genannten Art sind an sich bekannt.
Hergestellt werden sie üblicherweise dadurch, daß um die einzelnen Metallröhren das Blockmaterial in schmelzflüssigem Zustand in eine Form gegossen wird. Das Blockmaterial kann z.B. Aluminium sein. Bei derart hergestellten Wärmeaustauschern besteht das Problem, daß zwischen Metallröhren und umgebendem Blockmaterial meist kein guter Wärmeübergang erzielbar ist. Der Grund liegt darin, daß das Blockmaterial nicht innig an den Metallröhren über deren gesamten Umfang anliegt. Zwischen Metallröhren, die z.B. aus V2A-Stahl sein können, und dem umgebenden Blockmaterial, insbesondere wenn dieses Leichtmetall ist, sind meist mehr oder weniger große Spalte vorhanden, wobei diese Spalte den größten Teil der Metallröhrenoberflächen bedecken. Zur Vermeidung derartiger Spalte ist es zwar möglich, auf die Röhren eine metallische Zwischenschicht aufzubringen, die dann die Ausbildung einer Diffusionsschicht zum umgebenden Blockmaterial bewirkt. Aber auch dieses Vorgehen stellt noch kein inniges Anliegen des Blockmaterials über die gesamte Röhrenoberfläche sicher. Denn beim üblichen Gießen bilden sich an einer Vielzahl von einzelnen Stellen Gießlunker an der Röhrenoberfläche aus. In besonders starkem Umfang ist dies der Fall, wenn eine größere Anzahl von relativ dicht neben-und übereinanderliegenden Metallröhren zu einem Block vergossen werden sollen.
Hier Abhilfe zu schaffen, ist Aufgabe der Erfindung.
Gelöst wird sie durch das Verfahren nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1. Der dort angegebene Druck von 1200 bar, der auf die Schmelze bis zur Erstarrung auszuüben ist, reicht in der Regel aus, um das für einen optimalen Wärmeübergang zwischen Metallröhren und Blockmaterial erforderliche innige Anliegen des Blockmaterials an die Röhren zu gewährleisten. Bei besonders geringen Abständen mehrerer in einen Block einzuformender Röhren kann es teilweise jedoch erforderlich werden, den Preßdruck bis auf 1800 bar zu erhöhen.
Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, eine Vielzahl von dicht aneinanderliegenden Metallröhren ohne besonderen Aufwand und ohne Verwendung von Zwischenschichtmaterialien so in einen Block aus gut wärmeleitendem Metall einzuformen, daß über die gesamte Oberfläche der Röhren ein inniges Anliegen des Blockmaterials gegeben ist.
Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt.
Die Röhren 1 sind aus V2A-Stahl. Sie haben einen Außendurchmesser von 5 mm und eine Wanddicke von 1 mm. Von der Oberfläche her haben die Röhren 1 einen Abstand von 3 mm zueinander. Zu diesem Abstand ist zu bemerken, daß das erfindungsgemäße Verfahren auch noch mit Erfolg anwendbar ist, wenn dieser nur etwa 0,1 mm beträgt. Das den Block 2 bildende Umgußmaterial ist AlSi 12. Der während des Erstarrens auf die den späteren Block 2 bildende Schmelze ausgeübte Preßdruck betrug 1600 bar. Untersuchungen und Messungen an diesem Wärmeaustauscher ergaben, daß das Blockmaterial einwandfrei an den Röhren anliegt und daß hierdurch ein ausgezeichneter Wärmeübergang zwischen Röhren 1 und Blockmaterial 2 besteht.

Claims

Ansprüche 1. )Verfahren zur Herstellung eines Wärmeaustauschers bestehend aus einzelnen Metallröhren und einem die Röhren als eine Art Block umgebenden gut wärmeleitenden Metall, insbesondere Leichtmetall wie z.B. Aluminium, mit dem in flüssigem Zustand bei Kontakt mit den Metallröhren gegenüber diesen keine Diffusionsschicht erzeugbar ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das gut wärmeleitende Metall als Schmelze drucklos in eine geheizte, druckfeste Form eingegeben wird, in die die Metallröhren eingesetzt sind, und die Schmelze sodann bis zur vollständigen Erstarrung einem Druck von mindestens 1200 bar ausgesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Schmelze einem Druck von mindestens 1400 bar ausgesetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Schmelze einem Druck von mindestens 1600 bar ausgesetzt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n z e 1 c h -n e t , daß die Schmelze einem Druck von mindestens 1800 bar ausgesetzt wird.
5. Wärmeaustauscher bestehend aus einzelnen Metallröhren und einem die Röhren als Block umgebenden gut'wärmeleitenden Metall, insbesondere Leichtmetall wie z.B. Aluminium, das in flüssigem Zustand gegenüber den Metallröhren keine Diffusionsschicht ausobildet, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß der die Metallröhren umgebende Block flüssiggepreßt ist und die Metallröhren in innigem Kontakt umezhlist.