DE2911130A1 - Verfahren zur herstellung von zusammengesetzten waermeaustauschern und damit hergestellter waermeaustauscher - Google Patents

Verfahren zur herstellung von zusammengesetzten waermeaustauschern und damit hergestellter waermeaustauscher

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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-
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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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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.
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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
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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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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.
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eerseite

Claims (4)

Societe Anonyme des Usines Chausson Verfahren zur Herstellung von zusammengesetzten Wärmeaustauschern und damit hergestellter Wärmeaustauscher Erster Zusatz zum deutschen Patent Nr (P23 150 35.8) PATENTANSPRÜCHE
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.
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ORIGINAL INSPECTED
DE19792911130 1978-03-23 1979-03-21 Verfahren zur herstellung von zusammengesetzten waermeaustauschern und damit hergestellter waermeaustauscher Ceased DE2911130A1 (de)

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