DE2911130A1 - Verfahren zur herstellung von zusammengesetzten waermeaustauschern und damit hergestellter waermeaustauscher - Google Patents
Verfahren zur herstellung von zusammengesetzten waermeaustauschern und damit hergestellter waermeaustauscherInfo
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Description
Societe Anonyme des Usines Chausson
Verfahren zur" Herstellung von zusammengesetzten
Wärmeaustauschern und damit hergestellter Wärmeaustauscher
(Erster Zusatz zum deutschen Patent Nr (P 23 15 035.8)
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung
von zusammengesetzten Wärmeaustauschern, bei welchem man zumindest die Rohre und gegebenenfalls die Kollektoren
aus eisenhaltigem oder kupferhaltigem Material herstellt und mit Weichlot überzieht, welches bei einer Temperatur
unterhalb von 3200C schmelzflüssig wird, worauf man die
Rohre so montiert, daß ihre Enden in die Kollektoren hineinragen
bzw. daß ihre Kollektorkammern aneinander angehängt
sind, und wobei man zwischen den aufeinanderfolgenden Rohren Wärmeabstrahlelemente aus Aluminium oder einer
Aluminiumlegierung anordnet, entsprechend dem Anspruch 1
der deutschen Patentschrift (deutsche Patent-
.../4 908839/09 3 S
291 Π
anmeldung P 23 15 035.8).
Ferner bezieht sich die Erfindung auf die gemäß diesem Verfahren hergestellten Wärmeaustauscher.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die in der Technik häufig als Blasen bezeichneten Bläschen
zu vermeiden, die sich beim Löten im Lot in dem Augenblick bilden, in dem die Wärmebehandlung erfolgt,
und die die Güte des Lotes beeinträchtigen; diese Bläschen sind gemäß den Erfahrungen der Anmelderin auf das
Aufsieden bestimmter Flußmittel bestandteile beim Schmelzen
der Lotlegierung zurückzuführen.
Erfindunggemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß man das Radiatorbündel mit einem organischen Flußmittel
bearbeitet, welches Netallfluoborat, Diäthylentriamin
und Diäthanoi ami η enthält, daß man dieses Flußmittel zumindest
in den zu verlötenden Bereichen aufbringt, und daß man die ganze Anordnung auf die Temperatur erhitzt,
bei welcher das Weichlot schmelzflüssig wird.
Gemäß der Erfindung, wie sie in der deutschen Patentschrift (deutsche Patentanmeldung P 23 15 035.8)
niedergelegt ist, enthält das organische Flußmittel ein unterhalb einer Temperatur von 32O0C durch das Aluminium
reduzierbares Metallfluoborat, insbesondere Zink-, Cadmium-,
Zinnfluoborat oder eine Mischung dieser Fluoborate, so daß nach Entfernung der Oxidschicht das Hetall des Fluoborats
auf das Aluminium aufgebracht wird. Durch die Erhitzung auf die Schmelztemperatur des Weichlots auf den
Rohren wird das Lot weich und haftet an den Wärmeabstrah-
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ORIGINAL INSPECTED
22 11
lern, deren Metallüberzug die Verbindungsschicht bildet.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden ausführlichen Beschreibung.
Ein Ausführungsbeispiel für den Gegenstand der Erfindung ist in der beigefügten Zeichnung dargestellt, in welcher
die einzige Figur einen schematischen Aufriß im Schnitt eines Wärmeaustauschers zeigt, der als Heizkonvektor für
den Fahrgastraum eines Fahrzeugs oder als Kühl radiator für den Motor dieses Fahrzeugs Verwendung finden kann.
Wie in der deutschen Patentschrift (deutsche
Patentanmeldung P 23 15 035.8) zeigt die Zeichnung schematisch
einen Wärmeaustauscher, der Rohre 1 aufweist, die mit ihren Enden in Kollektoren 2 und 3 eingreifen, die mit
Wasserkästen 4 und 5 überdeckt werden sollen. Außerdem sind zur Verbindung der Kollektoren 2 und 3 bzw. der Wasserkästen
4 und 5 untereinander seitliche Wangen 6 und 7 vorgesehen, je nachdem, ob diese Wangen an den Kollektoren
oder an den Wasserkästen befestigt sind.
Weiterhin weist der Wärmeaustauscher noch Dissipatoren bzw. Wärmeabstrahlelemente 8 auf, die in der Zeichnung
in Form gewellter Streifen dargestellt sind, die jeweils mit den Wandungen der beiden aufeinanderfolgenden Rohre
in Berührung stehen und diese miteinander verbinden.
Die nachstehend beschriebene Erfindung betrifft in gleicher Weise Wärmeaustauscher, bei welchen die gewellten Streifen
8 durch kleine Rippen ersetzt sind, die für den Durchtritt der Rohre 1 Bohrungen aufweisen.
.../6 903839/0935
ORIGINAL INSPECTED
291 ι :3i
Erfindungsgemäß sind die Rohre 1, die Kollektoren 2 wie
auch die Wasserkästen 4 aus kupferhaltigern Metall oder
kupferhaltiger Legierung, oder auch aus eisenhaltigem
Metall bzw. eisenhaltiger Legierung - vorzugsweise aus rostfreiem Stahl - hergestellt, während die Dissipatoren 8,
gleich ob sie in Form gewellter Streifen oder in Form von Rippen vorgesehen sind, als Aluminium oder Aluminiumlegierungen
herstellt sind, die eventuell Silizium oder Magnesium enthalten, jedoch mit der Ausnahmebedingung, daß der
Siliziumanteil unter 5 Gew.% bleibt und daß der Magnesiumanteil
1,5 Gew.% nicht übersteigt. Eine besonders geeignete Legierung ist beispielsweise unter der Bezeichnung AMl
bekannt, deren Bezugsnorm 3003 lautet.
Die Teile aus eisenhaltiger oder kupferhaltiger Legierung,
wie sie soeben beschrieben wurden, sind als Träger für ein Weichlot vorgesehen, welches sie miteinander und auch mit
den Dissipatoren 8 verbinden soll. Zu diesem Zweck werden diese Teile vorzugsweise mit einem Weichlot überzogen,
ehe sie zusammengefügt werden, und gegebenenfalls sogar noch ehe sie geformt werden, d.h. wenn sie noch in Form
von Streifen vorliegen, die anschließend zur Bildung von Rohren oder Kollektoren geformt werden.
Unter dem Begriff Weichlot v/erden bei der vorliegenden
Erfindung alle Lötlegierungen zusammengefaßt, deren Schmelztemperatur
unter 32O0C liegt, insbesondere Legierungen aus:
a) Zinn und Blei,
b) Zinn, Blei und Zink,
c) Zinn, Blei und Cadmium,
d) Zinn und Zink,
e) Zink und Cadmium,
f) Zinn, Blei, Cadmium und Zink. ' .../7
909839/0935
ORIGINAL INSPECTED
Das Weichlot wird auf die Teile aus kupferhaltiger oder
eisenhaltiger Legierung mit Hilfe eines der in der Technik üblichen Verfahrens aufgebracht, insbesondere durch
Eintauchen in ein Bad aus schmelzflüssigen Lötlegierungen,
worauf man nach dem Tauchen die Teile abtropfen läßt und anschließend trocknet, um den gewünschten Wert der Dicke
der Lotschicht auf den richtigen Wert zu bringen, der meistens in der Größenordnung von 20 bis 50,u liegt.
Nach dem Zusammenfügen des Wärmetauscherbündels, d.h.
nach Zusammensetzung zumindest der Rohre in den Kollektoren, der Dissipatoren 8 und der seitlichen Wangen 6,
die vorteilhafter Weise an Elektroschweißpunkten 9 mit
den Kollektoren verbunden sind, geht man nun folgendermaßen vor, um das Verlöten der Dissipatoren 8 aus Aluminium
oder einer Aluminiumlegierung mit den Rohren 1 möglich zu machen:
Man bearbeitet das hergestellte Bündel mit einem sogenannten
organischen Flußmittel mit erhöhter Siedetemperatur. Zu diesem Zweck enthält das Flußmittel Zinkfluoborat
oder Cadmiumfluoborat oder Zinnfluoborat oder eine Mischung
aus diesen Fluoboraten, sowie ein oder mehrere andere Metalle, die sich durch das Aluminium bei einer Temperatur
unter 3200C reduzieren lassen.. Außerdem enthält das Flußmittel
Diäthylentriamin und Diäthanolamin in beträchtlichen
Mengen, wobei die Wahl auf dieses wegen seines erhöhten Siedepunktes fiel. Tatsächlich hat Diethanolamin einen
Siedepunkt von 29O0C, so daß die Lötlegierungen der vorgenannten Art bei einer Temperatur unterhalb der Siedetemperatur
von Diäthanolamin schmelzflüssig werden, wo-
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durch jegliche Gefahr ausgeschaltet ist, daß sich in der die Verbindungsnäht bildenden schmelzflüssigen Lötlegierung
Bläschen bilden. Tatsächlich haben die Lötlegierungen der vorgenannten Art eine Schmelztemperatur zwischen
2100C und 25O0C.
Wie es auch bei der deutschen Patentschrift
(deutsche Patentanmeldung P 23 15 035.8) der Fall ist,
trifft man die Vorsichtsmaßnahme, ein Verhältnis einzuhalten, bei welchem ein Mol Zinkfluoborat oder des Fl uoborats
eines anderen Metalls vorzugsweise zumindest zwei Mol Diäthylentriamin entspricht, während andererseits
die Menge an Diäthylentriamin auch so gering wie möglich gehalten wird, da es einen vergleichsweise hohen Preis
hat.
Auch wenn man andere Verhältniszahlen ins Auge fassen
kann, so scheint es doch vorteilhaft, daß das konzentrierte Flußmittel beispielsweise
30,7 Gew.% Zinkfluoborat in 50%-iger wäßriger Lösung,
54,4 Qevi.% Diäthanoi ami η, und
14,9 Gew.% 98%-iges Diäthylentriamin
enthält. Zur Verbindung bei der Behandlung mit Flußmittel wird das vorgenannte konzentrierte Flußmittel so verdünnt,
daß man 60 Gew.% Flußmittel in 40 Gevi.% Wasser auflöst.
Wie bei der deutschen Patentschrift (deutsche
Patentanmeldung P 23 15 035.8) wird das Radiatorbündel
erwärmt bzw. erhitzt, um das Weichlot, mit dem die Rohre und die Kollektoren überzogen sind, zum Schmelzen zu bringen,
so daß die dichte Lötnaht, die an den Schnittpunkten
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ORIGINAL INSPECTED
der unteren Rohrbogen und der Kollektoren gebildet werden
soll, auf diese Weise entsteht und daß gleichzeitig das schmelzflüssige Weichlot, das die Rohre überzieht,
die Verbindung mit den Dissipatoren 8 sicherstellt,wobei das Zink oder das andere Metall, das auf die Wandung der
Dissipatoren aufgebracht wurde, eine Verbindungsschicht bildet, die das Anhaften des Weichlots sicherstellt.
Es ist von Vorteil, wenn das Radiatorbündel sehr rasch auf die Schmelztemperatur der Lötlegierung gebracht wird.
Die besten Ergebnisse wurden dabei erzielt, daß man die Radiatorbündel Lötofen mit pulsierender Atmosphäre durchlaufen
ließ, in welchen die Radiatorbündel über einen Zeitraum von rund einer Minute einer Temperatur ausgesetzt
waren, die den Wert von 30O0C, ja sogar höher als
32O0C, erreichen konnte-
Die Wasserkästen 4 können nach dem Verlöten der Radiatorbündelteile
unter Einsatz der üblicherweise zu diesem Zweck angewendeten Verfahren angeordnet werden, d.h. dadurch,
daß man den Rand der Kollektoren mit dem Rand der Wasserkästen durch Schmelzen eines Weichlots auf Zinnbasis
verbindet, oder daß man auch die Wasserkästen gleichzeitig beim Verlöten der anderen Wärmetauscherteile an
die Kollektoren anlöten kann, d.h. beim Durchgang durch den Lötofen, wobei die Rohre in den Kollektoren und die
Dissipatoren mit den Wandungen der Rohre verlötet werden.
Es liegt natürlich auf der Hand, daß diese Erfindung nicht
auf das vorbeschriebene und in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel mit seinen Einzelheiten beschränkt ist,
sondern daß vielmehr zahlreiche Modifizierungen im Rahmen der Erfindung möglich sind.
9U9839/0935
eerseite
Claims (4)
1. Verfahren zur Herstellung von zusammengesetzten Wärmeaustauschern, bei welchem man zumindest die Rohre
und gegebenenfalls die Kollektoren aus eisenhaltigem oder
kupferhaltigem Material herstellt und mit Weichlot überzieht,
welches bei einer Temperatur unterhalb von 320 C
...Il 909839/09 3-5
schmelzflüssig wird, worauf man die Rohre so montiert,
daß ihre Enden in die Kollektoren hineinragen bzw. daß ihre Kollektorkammern aneinander angehängt sind, und wobei
man zwischen den aufeinanderfolgenden Rohren Wärmeabstrahlelemente
aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung anordnet, entsprechend dem Anspruch 1 der deutschen
Patentschrift (deutsche Patentanmeldung P 23
15 035.8), dadurch GEKENNZEICHNET, daß man das Radiatorbündel
mit einem organischen Flußmittel bearbeitet, welches Metal IfIuoborat, Diäthylentriamin und Diethanolamin
enthält, daß man dieses Flußmittel zumindest in den zu verlötenden Bereichen aufbringt, und daß man die ganze
Anordnung auf die Temperatur erhitzt, bei welcher das Weichlot schmelzflüssig wird.
2. Verfahren nach Anspruch I5 dadurch GEKENNZEICHNET,
daß das Flußmittel vor dem Aufbringen auf den zu verlötenden
Teilen in wäßrige Lösung gebracht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch GEKENNZEICHNET, daß das Flußmittel folgende Bestandteile enthält:
Zinkfluoborat, in 50%-iger
Lösung in Wasser 30,7 Gew.%
Diäthylentriamin 14,9 Gew.%
Diethanolamin 54,4 Gew.%.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
GEKENNZEICHNET, daß das Flußmittel
60 Gew.% des konzentrierten Flußmittels und 40 Gew.% Wasser
enthält.
enthält.
9098 39/0935
ORIGINAL INSPECTED
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