EP1729913A1 - Lotfolien zum löten von bauteilen, insbesondere platten von wärmeübertragern - Google Patents
Lotfolien zum löten von bauteilen, insbesondere platten von wärmeübertragernInfo
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- EP1729913A1 EP1729913A1 EP05715691A EP05715691A EP1729913A1 EP 1729913 A1 EP1729913 A1 EP 1729913A1 EP 05715691 A EP05715691 A EP 05715691A EP 05715691 A EP05715691 A EP 05715691A EP 1729913 A1 EP1729913 A1 EP 1729913A1
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- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
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- B23K3/06—Solder feeding devices; Solder melting pans
- B23K3/0607—Solder feeding devices
- B23K3/0623—Solder feeding devices for shaped solder piece feeding, e.g. preforms, bumps, balls, pellets, droplets
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F2275/00—Fastening; Joining
- F28F2275/04—Fastening; Joining by brazing
Definitions
- Solder foils for soldering components in particular plates of heat exchangers
- the invention relates to a solder foil for soldering components, in particular plates of heat exchangers according to the preamble of patent claim 1.
- solder When making soldered connections between two components, the solder must be deposited in the soldering gap in a precisely dosed amount before the soldering process. During the soldering process at a temperature above the melting point of the solder material, the solder is melted and fills the soldering gap.
- the solder can be deposited in various forms, e.g. B. as solder paste, in the form of solder grains or as a solder foil, which is used in particular in the case of just formed from soldering surfaces.
- the material of the solder foil is adapted to the material of the components to be soldered, e.g. B. copper or nickel solders are used in the soldering of stainless steel components.
- solder foil was known from DE-C 20 61 825 by the applicant, specifically for soldering cooling elements of a plate heat exchanger, the cooling elements being designed as pairs of disks with enclosed turbulence plates.
- the contour of the solder foil is adapted to the disks and is inserted between a disk and a turbulence sheet.
- solder foils Another application example for the use of solder foils was made known by the applicant's DE 103 28 274 A1, namely in the manufacture Position of a layer heat exchanger in which a plurality of layers, consisting of individual plates, are to be soldered to one another.
- the solder foils are alternately layered with the plates of the heat exchanger in a stack, fixed and soldered in a soldering oven.
- solder foils of the known type are difficult to handle in the manufacturing process, i. H. are tangible or tangible.
- a burr is formed at the interfaces, which leads to the solder foils lying on top of one another and making separation more difficult.
- solder foils lying on top of each other when a layer block is stacked can lead to an increased solder supply during the soldering process and thus to “alloying through” of the plates, ie defective soldering or even brittle phases in the soldering gap
- solder foils can be forgotten, which results in non-soldering, ie also a reject part.
- the solder foil can be produced as part of a band which consists of a chain of individual foils connected to one another by material bridges.
- the solder foil with a specific contour for a specific solder connection is therefore not present individually, but as a coherent band from which a single foil can be separated in each case.
- the material bridges are therefore preferably designed as predetermined breaking points so that the individual foils can be torn off. This eliminates the problem of separating the solder foils, as described above for the prior art.
- the tape with the tearable individual foils can be in various forms are kept in a solder foil dispenser, e.g. B. as a coiled tape ("coil”) or as a zig-zag folded tape, the tear-off edges forming the kinks.
- the tape with the individual foils is wound into a tape roll, a so-called coil.
- the material bridges between the individual foils are designed as webs, which preferably have constrictions to form the predetermined breaking points.
- the solder foil strip according to the invention is preferably produced by punching from a strip-shaped solder foil. A burr that arises, for example, from the punching is harmless in the solder foil present as a tape, i. H. it cannot lead to entanglement as in the prior art.
- the material bridges or webs can be designed as display flags, which remain after tearing off an individual film and protrude beyond the outer contour of the individual film.
- the above display flags serve as a visual check for the complete loading of the stack with solder foils.
- the contour of an individual film is rectangular or square. This results in a particularly simple cut when punching.
- other shapes are also possible, which can be strung together as links in a chain by means of suitable material bridges - for example oval shapes.
- the tearable solder foil is particularly useful in the manufacture of plate or layer Heat exchangers can be used.
- the stack can be completed quickly and reliably, with a mechanical feed of the tearable solder foil also being possible, ie automatic production.
- the solder foil according to the invention is thus particularly advantageous when using robots for the production of layered heat exchangers.
- FIG. 1 shows a layered heat exchanger in an exploded view before assembly
- FIG. 2 shows a band of solder foils according to the invention
- FIG. 3 shows the band according to FIG. 2, but with separate individual foils
- FIG. 4 shows a connecting web between two individual foils as detail X.
- Fig. 1 shows a layered heat exchanger 1, as it is essentially from the aforementioned prior art, i. H. DE 103 28 274 A1 is known, which is included in its entirety in the disclosure content of this application.
- the layered heat exchanger 1 shown in an exploded view essentially consists of a stack 2 and four connection boxes 3, 4, 5, 6 and two cover plates 7, 8, an upper and a lower cover plate.
- the stack 2 is constructed from profiled separating plates 9, which are alternately arranged rotated by 90 °, and solder foils 10.
- the complete manufacturing process including stacking, soldering and welding of the individual parts of the layered heat exchanger 1 is described in the prior art mentioned and is therefore not explained here, but rather reference is made to DE 103 28 274 A1.
- FIG. 2 shows a band 11 according to the invention, consisting of individual interconnected, square-shaped solder foils, so-called individual foils 12, of which three individual foils 12 of an endless band 11 are shown here, for example.
- the individual foils 12 are each connected by metal bridges in the form of two thin webs 13, between each of which a gap 14 is left.
- the endless belt 11 is - what here is not shown - wound into a tape roll, a so-called coil, and in a suitable, e.g. B. drum-shaped, also not shown dispenser rotatably mounted so that individual films can be separated from the end of the coil.
- FIG. 3 shows individual foils 12 'separated from one another, which is preferably done by tearing off individual foils 12'.
- the tearing off can be done manually or mechanically, the latter in an automatic production.
- Fig. 4 shows a detail X from Fig. 2, i.e. H. a section of two adjacent individual films 12 with the web 13, which connects the two individual films 12.
- the web 13 consists of two trapezoidal halves 13a, 13b which abut one another in the region of their short sides and form a constriction 13c.
- the pulling apart of adjacent individual foils 12 causes the web 13 to tear in the region of the constriction, i. H. the constriction 13c forms a predetermined breaking point. This results in a defined tear-off edge when the individual foils 12 are torn off, so that the trapezoidal web halves 13a and 13b are retained on the torn-off individual foils - these form what are known as display flags.
- solder foils 10 shown there would be replaced by the solder foils 12 'according to the invention, i. H.
- Each solder foil would be immediately visible or automatically recognizable as a result of the above “display flags” 13a, 13b. This represents an important control measure during production.
- the finished stack can thus easily be checked for completeness with regard to the number of solder foils.
- the above-mentioned endless belt 11 can be produced as follows: First, a continuous belt (semi-finished product) made of solder foil material, e.g. B. made of copper or a nickel alloy as a coil and supplied to a punching device, not shown. The latter produces the gaps 14 and webs 13 shown in FIG. 2 by punching out thin strips of material. The punched strip 11 is then wound up again into a coil, which is then used for the production process of a layer Heat exchanger, ie the construction of a stack of separating plates and solder foils can be used.
- solder foil material e.g. B. made of copper or a nickel alloy
- the punched strip 11 is then wound up again into a coil, which is then used for the production process of a layer Heat exchanger, ie the construction of a stack of separating plates and solder foils can be used.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft eine Lotfolie zum Löten von Bauteilen, insbesondere Platten von Wärmeübertragern, wobei die Lotfolie eine definierte an die zu lötenden Bauteile angepasste Kontur aufweist. Es wird vorgeschlagen, dass die Lotfolie (12) als Teil eines Bandes (11) von miteinander durch Materialbrücken (13) verbundenen Einzelfolien (12) herstellbar ist.
Description
BEHR GmbH & Co. KG Mauserstraße 3, 70469 Stuttgart
Lotfolien zum Löten von Bauteilen, insbesondere Platten von Wärmeübertragern
Die Erfindung betrifft eine Lotfolie zum Löten von Bauteilen, insbesondere Platten von Wärmeübertragern nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Bei der Herstellung von Lötverbindungen zwischen zwei Bauteilen muss das Lot vor dem Lötprozess in genau dosierter Menge im Lötspalt deponiert wer- den. Währen des Lötprozesses bei einer Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes des Lotwerkstoffes wird das Lot aufgeschmolzen und füllt die Lötspalte aus. Das Lot kann in verschiedenen Formen deponiert werden, z. B. als Lotpaste, in Form von Lotkörnern oder als Lotfolie, welche insbesondere bei eben aus gebildeten Lötflächen verwendet wird. Der Werkstoff der Lotfolie ist an den Werkstoff der zu verlötenden Bauteile angepasst, z. B. werden Kupfer- oder Nickellote bei der Verlötung von Edelstahlbauteilen verwendet. Eine derartige Lotfolie wurde durch die DE-C 20 61 825 der Anmelderin bekannt, und zwar zum Löten von Kühlelementen eines Plattenwärmeübertragers, wobei die Kühlelemente als Scheibenpaare mit einge- schlossenen Turbulenzblechen ausgebildet sind. Die Lotfolie ist in ihrer Kontur an die Scheiben angepasst und wird jeweils zwischen einer Scheibe und einem Turbulenzblech eingelegt.
Ein weiteres Anwendungsbeispiel für die Verwendung von Lotfolien wurde durch die DE 103 28 274 A1 der Anmelderin bekannt, und zwar bei der Her-
Stellung eines Schicht-Wärmeübertragers, bei welchem eine Vielzahl von -Schichten, bestehend aus einzelnen Platten, miteinander zu verlöten sind. Die Lotfolien werden abwechselnd mit den Platten des Wärmeübertragers zu einem Stapel geschichtet, fixiert und in einem Lötofen verlötet.
Nachteilig bei der Verwendung von Lotfolien der bekannten Art ist, dass sie im Fertigungsprozess schwierig zu handhaben, d. h. greif- oder fassbar sind. Bedingt durch die Herstellung der Lotfolien durch Stanzen, wird an den Schnittstellen ein Grat ausgebildet, der zu einer Verhakung von aufeinander liegenden Lotfolien führt und eine Vereinzelung erschwert. Dies kann zur Folge haben, dass beim Stapeln eines Schichtblockes statt einer zwei oder mehrere Lotfolien aufeinander liegen, was zu einem erhöhten Lotangebot während des Lötprozesses und damit zu einem „Durchlegieren" der Platten, d. h. einer schadhaften Lötung oder auch zu Sprödphasen im Lötspalt führen kann. Darüber hinaus kann es beim Stapeln von Platten und Lotfolien vorkommen, dass eine oder mehrere Lotfolien vergessen werden, was eine Nichtlötung, d. h. ebenfalls ein Ausschussteil zur Folge hat.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lotfolie der eingangs ge- nannten Art bereitzustellen, welche im Fertigungsprozess, insbesondere bei der Vorbereitung der zu lötenden Bauteile für den Lötprozess einfacher und zuverlässiger handhabbar ist. Insbesondere ist es auch Aufgabe der Erfindung, das Herstellungsverfahren von gelöteten Plattenwärmeübertragern hinsichtlich der Lötverbindung zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patenanspruches 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Lotfolie als Teil eines Bandes herstellbar ist, welches aus einer Kette von durch Materialbrücken miteinander verbundenen Einzelfolien besteht. Die Lotfolie mit einer bestimmten Kontur für eine bestimmte Lötverbindung liegt somit nicht einzeln, sondern als zusammenhängendes Band vor, von welchem jeweils eine einzelne Folie abgetrennt werden kann. Vorzugsweise sind die Materialbrücken daher als Sollbruchstellen ausgebildet, sodass die Einzelfolien abreißbar sind. Damit entfällt das Problem der Vereinzelung der Lotfolien, wie oben zum Stand der Technik beschrieben. Das Band mit den abreißbaren Einzelfolien kann in
verschiedener Form in einem Lotfolienspender bereitgehalten werden, z. B. als aufgewickeltes Band („Coil") oder als zick-zack-förmig gefaltetes Band, wobei die Abrisskanten die Knickstellen bilden.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist das Band mit den Einzelfolien zu einem Bandwickel, einem so genanten Coil, aufgewickelt. Dadurch ergibt sich der Vorteil einer raumsparenden Bereitstellung der Lotfolien für den Fertigungsprozess und die Möglichkeit, die einzelnen Lotfolien per Hand oder maschinell abzureißen. Damit ist sichergestellt, dass jeweils nur eine Lotfolie entnommen und dem Stapel zugeführt wird. Die Qualität der Lötung wird dadurch verbessert.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind die Materialbrük- ken zwischen den Einzelfolien als Stege ausgebildet, die vorzugsweise Ein- schnürungen zur Bildung der Sollbruchstellen aufweisen. Das erfindungsgemäße Lotfolienband wird vorzugsweise durch Stanzen aus einer bandförmigen Lotfolie hergestellt. Ein etwa durch das Stanzen entstehender Grat ist bei der als Band vorliegenden Lotfolie unschädlich, d. h. er kann nicht zu einer Verhakung wie beim Stand der Technik führen.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung können die Materialbrücken bzw. Stege als Anzeigefahnen ausgebildet sein, die nach dem Abreißen einer Einzelfolie stehen bleiben und über die Außenkontur der Einzelfolie hinausstehen. Beim Stapeln einzelner Platten eines Wärmeübertragers dienen die vorstehenden Anzeigefahnen als Sichtkontrolle für die vollständige Bestückung des Stapels mit Lotfolien.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Kontur einer Einzelfolie rechteckförmig oder quadratisch. Dies ergibt einen besonders einfa- chen Zuschnitt beim Stanzen. Möglich sind jedoch auch andere Formen, die sich als Glieder einer Kette mittels geeigneter Materialbrücken aneinander reihen lassen - beispielsweise ovale Formen.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die abreißbare Lot- folie insbesondere bei der Herstellung von Platten- oder Schicht-
Wärmeübertragern verwendbar. Der Stapel kann schnell und zuverlässig vervollständigt werden, wobei auch eine maschinelle Zuführung der abreißbaren Lotfolie möglich ist, d. h. eine automatische Fertigung. Die erfindungsgemäße Lotfolie ist somit beim Einsatz von Robotern zur Herstellung von Schicht-Wärmeübertragern besonders vorteilhaft.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 einen Schicht-Wärmeübertrager in Explosivdarstellung vor dem Zusammenbau, Fig. 2 ein erfindungsgemäßes Band von Lotfolien, Fig. 3 das Band gemäß Fig. 2, jedoch mit getrennten Einzelfolien und Fig. 4 einen Verbindungssteg zwischen zwei Einzelfolien als Einzelheit X.
Fig. 1 zeigt einen Schicht-Wärmeübertrager 1 , wie er im Wesentlichen aus dem eingangs genannten Stand der Technik, d. h. der DE 103 28 274 A1 bekannt ist, welche in ihrer Gesamtheit in den Offenbarungsgehalt dieser Anmeldung mit einbezogen wird. Der in Explosivdarstellung gezeigte Schicht-Wärmeübertrager 1 setzt sich im Wesentlichen aus einem Stapel 2 und vier Anschlusskästen 3, 4, 5, 6 sowie zwei Deckplatten 7, 8, einer oberen und einer unteren Deckplatte, zusammen. Der Stapel 2 ist aus profilierten Trennplatten 9, die wechselweise um 90° gedreht angeordnet sind, und Lotfolien 10 aufgebaut. Das komplette Herstellverfahren einschließlich Sta- peln, Löten und Verschweißen der einzelnen Teile des Schicht- Wärmeübertragers 1 ist in dem erwähnten Stand der Technik beschrieben und wird daher hier nicht erläutert, vielmehr wird auf die DE 103 28 274 A1 verwiesen.
Fig. 2 zeigt ein erfindungsgemäßes Band 11 , bestehend aus einzelnen miteinander verbundenen, quadratisch ausgebildeten Lotfolien, so genannten Einzelfolien 12, von denen hier beispielsweise drei Einzelfolien 12 eines Endlosbandes 11 dargestellt sind. Die Einzelfolien 12 sind jeweils durch Metallbrücken in Form von zwei dünnen Stegen 13 verbunden, zwischen denen jeweils ein Spalt 14 belassen ist. Das Endlosband 11 ist - was hier
nicht dargestellt ist - zu einem Bandwickel, einem so genannten Coil, aufgewickelt und in einem passenden, z. B. trommeiförmigen, ebenfalls nicht dargestellten Spender drehbar gelagert, sodass vom Ende des Coils Einzelfolien abgetrennt werden können.
Fig. 3 zeigt voneinander getrennte Einzelfolien 12', was vorzugsweise durch Abreißen von Einzelfolien 12' erfolgt. Das Abreißen kann manuell oder maschinell erfolgen, letzteres bei einer automatischen Fertigung.
Fig. 4 zeigt eine Einzelheit X aus Fig. 2, d. h. einen Ausschnitt von zwei benachbarten Einzelfolien 12 mit dem Steg 13, welcher die beiden Einzelfolien 12 verbindet. Der Steg 13 besteht aus zwei trapezförmigen Hälften 13a, 13b, welche im Bereich ihrer kurzen Seiten aneinander stoßen und eine Einschnürung 13c bilden. Das Auseinanderziehen benachbarter Einzelfolien 12 bewirkt ein Reißen des Steges 13 im Bereich der Einschnürung, d. h. die Einschnürung 13c bildet eine Sollbruchstelle. Dadurch ergibt sich beim Abreißen der Einzelfolien 12 eine definierte Abrisskante, sodass an den abgerissenen Einzelfolien die trapezförmig ausgebildeten Steghälften 13a bzw. 13b erhalten bleiben - diese bilden so genannte Anzeigefahnen. Beim Schichten eines Stapels 2 - wie er in Fig. 1 dargestellt ist - würden die dort gezeigten Lotfolien 10 durch die erfindungsgemäßen Lotfolien 12' ersetzt werden, d. h. jede Lotfolie wäre infolge der vorstehenden „Anzeigefahnen" 13a, 13b sofort sichtbar oder auch automatisch erkennbar. Dies stellt eine wichtige Kontrollmaßnahme bei der Fertigung dar. Der fertige Stapel kann somit leicht auf Vollständigkeit hinsichtlich der Anzahl der Lotfolien überprüft werden.
Das oben erwähnte Endlosband 11 kann wie folgt hergestellt werden: Zunächst wird ein durchgehendes Band (Halbzeug) aus Lotfolienmaterial, z. B. aus Kupfer oder einer Nickellegierung als Coil bereitgestellt und einer nicht dargestellten Stanzvorrichtung zugeführt. Letztere erzeugt die in Fig. 2 dargestellten Spalte 14 und Stege 13 durch Ausstanzen von dünnen Materialstreifen. Anschließend wird das gestanzte Band 11 wieder zu einem Coil aufgewickelt, welches dann für den Fertigungsprozess eines Schicht-
Wärmeübertragers, d. h. den Aufbau eines Stapels von Trennplatten und Lotfolien verwendbar ist.
Claims
1. Lotfolie zum Löten von Bauteilen, insbesondere Platten von Wärmeübertragern, wobei die Lotfolie eine an die zu lötenden Bauteile angepasste Kontur aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lotfolie (12) als Teil eines Bandes (11 ) von miteinander durch Materialbrücken (13) verbundenen Einzelfolien (12) herstellbar ist.
2. Lotfolie nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Materialbrücken als Sollbruchstellen (13, 13c) ausgebildet sind.
3 Lotfolie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelfolien (12) einzeln vom Band (11 ) abtrennbar, insbesondere abreißbar sind.
4. Lotfolie nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Band (11 ) zu einem Bandwickel (Coil) aufwickelbar ist.
5. Lotfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialbrücken als Stege (13) ausgebildet und dass zwischen den Stegen (13) Spalte (14) belassen sind.
6. Lotfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelfolien (12) mit den Materialbrücken (13) durch Stanzen aus einem Halbzeugband herstellbar sind.
7. Lotfolie nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialbrücken (13) eine Einschnürung (13c) aufweisen.
8. Lotfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die, Materialbrücken bzw. Stege (13) als Anzeigefahnen (13a, 13b) ausgebildet sind, die nach dem Abreißen der Einzelfolien (12') über deren Kontur hinausstehen.
9. Lotfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontur der Einzelfolien (12, 12') rechteckig oder quadratisch ausgebildet ist.
10. Verwendung der Lotfolie (12') nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Herstellung von gelöteten Platten-, insbesondere Schicht- Wärmeübertragern (1 ).
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