【発明の詳細な説明】
管半割部にひれをろう接する方法
とこの方法を実施するための装置
本発明は請求項１の上位概念に記載の特に折り畳まれたひれバンドの構成部分
としてのひれを管半割部の平らな外面に結合する方法に関する。
さらに本発明はこの方法を実施する装置に関する。
熱交換器用管機構において、縦長の横断面を有する熱交換器用管が互いに並ん
で列を成して配置されているものが公知である。この熱交換器用管は平らな外面
を備えている。２つの隣合う熱交換器用管の外面の間に折り畳まれたひれバンド
が設けられており、このひれバンドは熱交換器用管の全長にわたり延びている。
折り畳みは方形、台形または波形であることができる。さらに、個々のひれも公
知である。
この種の熱交換器器用管機構の製作のためには、まずひれバンドが折り畳まれ
、又は個々のひれが形成され、さらに横断面Ｕ字形の管半割部が製作される。管
半割部は次いでひれバンド又は個々のひれに融接放射、特にレーザ光線により結
合される。その場合、レーザ光線は管半割部の内側へ向けられる。次いで、ひれ
バンド又は個々のひれに結合された管半割部はその縦縁に沿って互いに溶接され
て熱交換器用管を形成し、
これにより完全な熱交換器用管機構が形成される。この種の熱交換器用管機構は
次いで亜鉛浴中に浸漬される。これにより、露出した表面の所要の耐食性が得ら
れると共に、充分な熱伝達を保証するためにひれバンドもしくは個々のひれのリ
ッジ領域と管半割部の外面との隙間のない接触が得られる。
公知方法は高価なレーザ溶接機の準備を前提とする。さらに、予め製作された
ひれバンドもしくは個々のひれと管半割部とが複数の製作段階で突き合わされて
溶接されなければならない。さらに、完成した熱交換器用管機構を浸漬浴中で亜
鉛被覆する必要がある。この浸漬亜鉛被覆は同様に装置的かつ熱技術的な高い費
用を必要とする。
さらに、アルミニゥム製の熱交換器用管機構を炉又は塩浴中でろう接する方法
が公知である。この方法も比較的高価であり、かつ、特にひれ又はひれバンドを
管フランクに面状に圧着する必要があるので、装置的な高い費用を必要とする。
本発明の課題とするところは、特に折り畳まれたひれバンドの構成部分として
のひれを縦長の横断面を有する熱交換器用管の管半割部に経済的に結合すると共
に、装置的なわずかな費用しか要せず、かつ材料における任意のバリエーション
で鋼、亜鉛及びアルミニゥムを使用できるような方法と装置を提供することにあ
る。
この課題を解決した本発明方法の要旨は請求項１の特徴概念に記載されている
通りである。
本発明の基本思想は、特に折り畳まれたひれバンドの構成部分としてのひれを
管半割部に接合する際に、管半割部の平らな外面と、これに隣合うひれのリッジ
領域との間に面状に挿入されるろう材を使用することにある。ろう材としては、
面において閉じたろうフォイル又は格子状のろうマットを使用することができる
。さらに、いわゆる「ALU-Braze」若しくは「Zn-Braze」（ろうペースト）又は
いわゆる「Braze Skin法（予め付着されたろう材）を使用することもできる。さ
らに、ベース材料に対して比較的低い融点を有する溶解可能なろう材から成る被
覆が考えられる。
面において閉じたろうフォイルは、管半割部とひれとが鋼から成る場合に使用
されるのが有利である。この場合には、所要の耐食性を保証するために、ひれだ
けを亜鉛又はアルミニゥムにより被覆すればよい。管半割部の平らな外面は、ひ
れとの結合時にろうフォイルにより自動的に耐食性に被覆される。これと同じ状
況は、ひれがアルミニゥムから成り、管半割部が鋼から成る場合にも生じる。ろ
うマットと鋼製の管半割部との使用時には、管半割部の少なくともその外面が亜
鉛又はアルミニゥムにより被覆されるのが効果的である。
腐食ひいてはこれに伴う欠点を回避するためには、
ろう材の電気的なポテンシャルがひれもしくは被覆された管半割分の電気的なポ
テンシャルにほぼ対応していなければならない。
本発明によれば、そのつど１つの管半割部だけが、特にひれバンドの片側に存
在するリッジ領域でひれに結合されることが考えられる。この場合、液化したろ
う材が滴下せずむしろ管半割部の上向きの外面を覆って隙間全体を閉鎖するよう
に、ひれが管半割部の上方に配置されると効果的である。次いで全体が１８０度
回転され、ひれが他の管半割部にろう接される。
しかし、ひれを同時に２つの管半割部間に配置し、ろう材をひれバンドの特に
リッジ領域と管半割部の外面との間に面状に挿入し、ひれ、ろう材及び管半割部
を互いに圧着し、ろう材の液化とそれに続く凝固とによりひれを管半割部に結合
する方法実施態様も可能である。
ろう材の液化のための溶解熱の発生は種々の形式で可能である。請求項２の特
徴に応じて、溶解熱が管半割部の内側から供給されると有利である。１つの管半
割部をひれに結合する際には溶解熱の供給を下から行うのが効果的であるが、し
かしその場合には、他の管半割部をひれに結合するために装置全体を角１８０度
回転しなければならない。同時に２つの管半割部をひれに結合する場合には、溶
解熱の供給が上方並びに下方から、要するに１水平面内又は場合により１鉛直面
内でも、しかしいつでも管半割部の内側から行われる。
請求項３に記載の本発明の別の構成では、溶解熱が管半割部の内側へ面状に供
給される。このことは例えば管半割部の内側に全面で接触して電流により例えば
誘導的に負荷される加熱体により行われる。
請求項４に記載の特徴によれば、溶解熱が、溶接に対比して若干強く収束され
た融接放射、例えばレーザ光線により発生させられる。その際、この幅広い放射
は比較的高い速度で管半割部の内側にわたりその縦方向及び又は横方向に筋状に
供給される。この場合、管半割部は広い軌跡で加熱される。その際、熱伝導によ
りろう材も溶解して著しい毛管作用により、管半割部とひれ、特にひれバンドの
リッジ領域管との間の隙間を充填する。
ろう材のための溶解熱を発生させる有利な実施態様が請求項５に記載されてい
る。これによれば、ろう材の溶解が放射熱のみにより行われる。これにより、ろ
う材の特に均一な液化が生じる。
ろう材の液化の後、かつひれと管半割部との間の隙間内への分配の後にろう材
を迅速に硬化させるために、請求項６に記載された特徴によれば、ひれとこれに
結合された管半割部が冷却ガス、例えば空気又は窒素により負荷される。冷却ガ
スはひれの側面に対して平行に誘導される。冷却ガスは送風機により発生させら
れることもできる。さらに、送風機に対して付加的に又は送風機の代わりに、冷
却ガスのための吸込装置を他方の側に配置することができる。この送風機及び又
は吸込装置により、ろう接時に発生してひれの間に位置する粒子並びに攻撃的な
ガスを排除することができる。
２つの管半割部をまとめて溶接して形成された熱交換機用管の端面をも腐食に
対して保護することができるように、請求項７によれば、端面がキャップにより
覆われる。その場合、キャップは亜鉛製でもよくアルミニゥム製でもよく、端面
に密に取付けけられる。取付けは締付け又は接着により行うことができる。
２つの管半割部から形成された熱交換機用管の端面の腐食防止のための別の可
能性が請求項８に記載されている。アルミニゥム又は亜鉛による被覆は特に金属
溶射により行われる。
本発明の課題の装置的な部分の解決策が請求項９に記載されている。この場合
、管半割部の内側に電気誘導的に負荷される加熱体が面状に配置される。複数の
加熱体を複数の列で互いに前後して配置することもできる。加熱体により、ひれ
バンド又は個々のひれへの管半割部の所要の圧着を、面状に取付けられたろう材
（閉じた面状又は格子状）の間挿下で得ることができる。
このことに関連して、ひれをそれぞれ１つの管半割
部に結合することが考えられる。その場合、加熱体は効果的には下方から管半割
部にもたらされる。このようにすれば、液状のろう材がコントロールされずに滴
下することを阻止することができる。
別の実施態様が請求項１０の特徴に記載されている。これによれば、同時に２
つの管半割部が、ろう材の間挿下でひれの両方の縦縁のリッジ領域へもたらされ
る。この場合、両方の管半割部の内側に接触する加熱体を同時に加熱することが
できる。さらにまた、下方に位置する加熱体だけを加熱し、上方の加熱体を対向
保持体として役立たしめることができる。一方の管半割部をひれに結合した後、
全体が角１８０度回転させられ、他の管半割部がひれにろう接される。
加熱体をできるだけ簡単に構成し、これによりろう材を液化させる機能だけを
加熱体に受け持たせるために、請求項１１に記載したように、加熱体が突合わせ
装置内に収容されている。この突合わせ装置はひれとろう材と管半割部との突合
わせを受け持ち、他面において加熱体はもっぱら溶解熱の発生のために役立てら
れる。これにより、圧着と溶解過程とが互いに分離される。それに応じてそれぞ
れの装置を独立機能で形成することができる。突合わせ装置に対する加熱体の相
対運動の利点とするところは、ろう材の溶解後に加熱体を管半割部から持ち上げ
ることができ、これにより熱伝導による引き続く熱供給が行われないことにある
。さらに、加熱体が突合わせ装置内に収容されているため、熱は加熱された加熱
体内に著しく保有される。次のろう接過程のために加熱体は室温からもう一度溶
解温度まで加熱される必要がない。これにより、エネルギ費用が軽減される。加
熱体が突合わせ装置内に収容されていることにより、加熱体はさらにろう接過程
時に発生する攻撃的な蒸気から保護される。
請求項１２に記載したように、加熱体及び又は各突合わせ装置が空気力的に負
荷されるシリンダにより移動可能である場合には、突合わせ装置なしに加熱体だ
けが、又は突合わせ装置内に収容された加熱体が使用されると、いかなる場合で
も有利である。さらに、液圧的に負荷されるシリンダが使用可能である。
ろう材の迅速な凝固並びにろう接時にひれの間の通路内に万一堆積した粒子の
排出は請求項１３に記載の特徴により得られる。この場合、冷却ガスは有利には
送風機により発生させられるが、この送風機は冷却ガスをひれバンドに対して直
角にもしくはひれの縦方向に通路を通して吐出する。
請求項１４に対応して、付加的には他方の側に、加熱された冷却ガスを排除す
る吸込装置が配置される。この種の吸込装置は送風機の代わりに設けられてもよ
い。
請求項１５の特徴によれば、ひれ、各管半割部、各加熱体、各突合わせ装置及
び加熱体及び又は突合わせ
装置に対応して配置されたシリンダが枠状の保持体内に取付けられている。この
保持体は縦軸線を中心として少なくとも角１８０度回転可能である。１つの管半
割部だけがひれにろう接される場合には常にこの回転性は効果的である。ひれの
他方の側に配置された管半割部のろう接のために、保持体は縦軸線を中心として
回転させられる。
本発明の装置的な部分のさらに別の解決手段が請求項１６に記載されている。
これによれば、ろう材の加熱が融接放射装置により実施される。この装置はレー
ザ放射装置として形成されることができる。少なくとも１つのレーザ放射の適当
な方法により管半割部の内側に沿って可能な限り広い軌跡でろう材が溶解され、
この結果、融接放射の遮断後又は引き続く運動後にろう材が凝固し、これにより
ひれが管半割部に結合されることができる。
請求項１７に記載の特徴に基づく構成によれば、ろう材は放射熱によってのみ
液化される。このことのために、適当材料、例えば高貴鋼又はニッケルから成り
加熱素子に対して間隔をおいて配置された熱板を加熱してその表面にわたり均一
に分配された温度にする加熱素子が使用され、この結果、熱板は放射により熱を
管半割部ひいてはろう材に与えることができる。この場合、まずひれを備えるべ
き管半割部が熱板から間隔をおいて保持される。この時間中に、熱板は充分
に加熱される。次いで、熱板は、熱板からの放射熱がろう材を溶解することがで
きるところまで、ひれを備えた管半割部に固定の間隔をおいて近付けられる。ろ
う材の液化の後、熱板は再び管半割部及びひれから遠ざけられ、この結果、ろう
材は凝固することができ、このようにしてひれが管半割部に空気隙間なく結合さ
れる。加熱素子は特別には誘導的に加熱される。
加熱素子により発生した熱が充分にかつ著しい損失なしに放射により熱板へ伝
達されることができるように、請求項１８によれば、加熱素子の側方及び下方に
セラミック製の遮蔽が備えられる。この場合、遮蔽は特にＡＬＯ2から製作され
る。
請求項１９によれば、セラミック製の遮蔽が鋼底により支持されている。遮蔽
の側領域も鋼板により覆われている。その場合、遮蔽の側領域は、加熱素子から
熱板への放射熱の伝達時に熱が側方向に排出されないように高く起立して形成さ
れる。
鋼底の別の役割は、加熱素子から熱板へ放射熱が伝達される際に可能な限り熱
エネルギが失われないように熱板を支持することにある。この目的のために、請
求項２０によれば、熱板が、鋼底に結合された比較的細い隔て棒上に位置してい
る。この隔て棒は相対運動可能にセラミック製の遮蔽と加熱素子とを貫通してい
る。この隔て棒は、点接触でのみ熱板に接触できるように熱板側の端部で尖って
形成されることができる。
熱板から管半割部へ、ひいてはろう材へ放射熱が伝達される際にも、失われる
熱放射が可能な限りわずかとなるように、請求項２１によれば、特に端部側で尖
った多数のピンが熱板に設けられている。このことにより、管半割部はこのピン
の尖端上だけに載着し、その結果このピンを介して伝達される熱は熱板から管半
割部へ伝達される放射熱に比して著しく僅少である。ピンは例えば熱板へ固定的
に挿入されている。
熱板に対して管半割部を位置決めし、かつ管半割部へのひれの接触を確実にす
るために、請求項２２の特徴によれば、空気力的又は液圧的に移動可能な持上げ
装置の構成部分を形成している支持棒が設けられている。支持棒は相対運動可能
に鋼底、セラミック製の遮蔽、加熱素子及び熱板を貫通していてその自由端で同
様に有利に尖っており、その結果、支持棒と管半割部との間に点接触だけが生じ
る。
ろう接過程の準備の際に、支持棒は管半割部、ろう材及びひれを規則的に位置
させることができるように、鉛直方向に熱板に対して移動可能に配置される。こ
の準備作業中に加熱素子により熱板の加熱が行われる。このことのために、セラ
ミック製の遮蔽、加熱素子及び熱板を支持する鋼底も空気力的又は液圧的に負荷
されるシリンダにより鉛直方向に運動可能である。熱板の加熱が完了した後、鋼
底が上方へ及び又は支持棒が下方へ運動させられる。この運動は管半割部がひれ
とろう材とにピン上で接触し、次いで熱放射が妨げなく熱板から管半割部とろう
材とに伝達されることができるまで行われる。
次に図示の実施例につき本発明が詳しく説明される。ここに、
第１図は折り畳まれたひれバンドを熱交換器用管の管半割部に結合する装置を
鉛直方向の略示横断面で示し、
第２図は第１図のろう接過程を準備するための１つのひれバンドと２つの管半
割部との取付け状態を拡大して図示し、
第３図は第２図のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った鉛直断面を示し、
第４図は熱交換器用管機構を縮小して鉛直方向で部分的に横断面して示し、か
つ
第５図は折り畳まれたひれバンドを熱交換器用管の管半割部に結合するための
別の装置を半分だけ鉛直方向に概略的に横断面して示す。
第１図において符号１は方形に折り畳まれた鋼製の１つのひれバンド２を、縦
長の横断面を有する熱交換器用管６の半割の構成部分としての鋼製の管半割部４
，５に結合するための装置が示されている（第４図も参照）。
装置１は、水平軸線７を中心として角３６０度回転可能であって種々の運転位
置で位置決め可能な保持体
８を備えている。この保持体８は定置のフレーム１０に回転可能に支承された支
持兼駆動ローラ９上に支持されている。この支持兼駆動ローラ９のための駆動装
置は図示されていない。
Ｕ字形の管半割部４，５をひれバンド２に結合するために（第２図及び第３図
参照）、保持体８は、それぞれ２つの縦方向室１３を備えた２つの突合わせ装置
１１，１２を備えている。突合わせ装置１１，１２は縦方向で複数の部分に分割
されていてもよい。突合わせ装置は空気力的に負荷されるピストンシリンダ装置
１４により管半割部４，５に対して直角に移動可能である。
縦方向室１３内には管半割部４，５の内側１５と面状に接触する電気誘導的に
負荷される加熱体１６，１７が配置されている。縦方向室１３の縦方向には複数
の加熱体１６，１７が互いに前後して設けられている。
加熱体１６，１７は空気力的に負荷されるピストンシリンダ装置１８により突
合わせ装置１１，１２内で管半割部４，５に対して直角に運動可能に配置されて
いる。
さらに、第１図から判るように、ひれバンド２の高さ領域に送風機２０が設け
られている。保持体８の反対の側には吸込装置１９が配置されている。送風機２
０及び又は吸込装置１９は定置に設けられてもよく、
又は保持体８に付属して配置されてもよい。
第１図及び第２図に示された管半割部４，５とひれバンド２との結合のために
、まず、管半割部４，５とひれバンドとが第１図から第３図までに示された相対
的な配置で突合わされる。その場合、ひれバンド２の面状のリッジ領域２１と管
半割部４，５の外側３との間にそれぞれ１つのＺｎＡｌＳｉから成るろうフォイ
ル２３とトレース部材とが間挿される。このろうフォイル２３は管半割部４，５
とひれバンド２との全長にわたり、又は部分長さだけにわたり延びていることが
できる。後者の場合、複数のろうフォイル２３が互いに前後して配置される。
ひれバンド２は突合わせ前に亜鉛により被覆されている。管半割部４，５は被
覆されていない。
管半割部４，５、ひれバンド２及びろうフォイル２３を緩く対応して配置した
後に、これらの部分は第１図に示されているように、突合わせ装置１１，１２に
対応して配置されたピストンシリンダ装置１４により互いに圧着される。この場
合、管半割部４，５の内側１５に接触する突合わせ装置１１，１２のウエブ２４
が、管半割部４，５の外側３をろうフォイル２３ひいてはひれバンド２のリッジ
領域２１，２２へ著しく面状に接触せしめる。
さらに第１図に示されているように、図示で上方の加熱体１７がピストンシリ
ンダ装置１８により管半割
部５の内側１５に圧着される。
それと同時に又はそれに続いて、下方の加熱体１６がピストンシリンダ装置１
８により管半割部４の内側１５へもたらされ、次いで電流により負荷される。こ
れにより、ろうフォイル２３の溶解温度に相応する温度が生じる。これにより、
ろうフォイル２３が溶解し、ろうがひれバンド２のリッジ領域２１と管半割部４
の外側３との間の隙間内に分配される。
次いで、下方の加熱体１６が遮断され、かつ第１図に示されているようにピス
トンシリンダ装置１８により管半割部４の内側１５から離される。この過程時に
又はこの過程の後に、送風機２０及び又は吸込装置１９が作動させられ、その結
果、ひれバンド２のひれ２６の間に位置する通路２５内から、ろう接過程で発生
した粒子（第３図）もしくは攻撃的なガスが吹出され、もしくは吸出される。さ
らに、ろう接箇所が凝固する。加熱体１６と管半割部４との間に間隔が設けられ
ていることにより、ろう材が凝固するだけでなく、加熱体１６の温度も著しく保
存され、その結果、次の加熱過程の際に加熱体を再び室温からろう接温度まで加
熱する必要がない。
第１図で下方の管半割部４とひれバンド２との結合の後に、保持体８全体が角
１８０度回転させられる。次いで、その状態で下方の加熱体１７が電流により加
熱され、ろう接過程が上述の通り実施される。ひれバ
ンド２はこの状態で両方のリッジ領域２１，２２のところで管半割部４，５に結
合される。
熱交換器用管機構のために必要な数だけひれバンド２を管半割部４，５にろう
接した後に、それぞれ２つの管半割部４，５がその縦縁２７を介して互いに溶接
される。その際、第４図に示されている熱交換器用管機構２８が形成される。
溶接継目２９並びにその隣に位置する、熱交換器用管６の端面３０を腐食から
保護するために、第４図に示されているように端面３０はＵ字形のアルミニゥム
製のキャップ３１により覆われることができる。このキャップ３１は接着されて
もよく、又は締付けれてもよい。
キャップ３１に対する選択的な手段が第４図の右半分に図示されており、この
手段によれば端面３０がアルミニゥム又は亜鉛により被覆される。この被覆は金
属溶射法３２により行うことができる。
第５図には、折り畳まれたひれバンド２を管半割部４又は５に結合するための
装置が部分的に示されており、この装置では、まず、鉛直方向で移動可能な鋼底
３３が設けられている。この移動は二重矢印３４で示されているような空気力的
に負荷されるピストンシリンダ装置により行われる。
鋼底３３は、ＡｌＯ2から成りＵ字形横断面を有するセラミック製の遮蔽３５
を支持している。この遮蔽
３５の外側の側面３６及び表面３７並びに内面３８は遮蔽３５の上方領域では鋼
板３９，４０，４１により覆われている。
この遮蔽３５は複数の誘導加熱可能な加熱素子４２を備えている。
加熱素子４２の上方には間隔Ａをおいて高貴鋼又はニッケルから成る熱板４３
が配置されており、この熱板は複数の隔て棒４４上に支持されており、この隔て
棒は加熱素子４２及び遮蔽３５を貫通しており、かつ鋼底３３内に固定されてい
る。熱板４３の表面４５はほぼ遮蔽３５の表面３７と面一に延びている。
熱板４３は、自由端で尖った多数のピン４６を備えている。尖端４７はすべて
同じ水平面まで延びている。さらに、熱板４３の縁側では、折り畳まれたひれバ
ンド２にろう接すべき管半割部４，５の縦縁２７の受容のために、縦通路４８が
設けられている。
さらに第５図から判るように、熱板４３、加熱素子４２、遮蔽３５及び鋼底３
３は持上げ装置の構成部分としての支持棒４９により貫通されている。持上げ装
置５０も少なくとも１つの空気力的又は液圧的に負荷されるピストンシリンダ装
置により二重矢印５１で示されているように鉛直方向で移動可能である。
１つの管半割部４をひれバンド２にろう接する準備のために、熱板４３は支持
棒４９に対して相対的に移動可能（一点鎖線の方向）であり、この時間中に加熱
素子４２は誘導的に加熱されて、放射により熱を熱板４３に与えることができる
。熱板４３が所要の温度に達した際に、管半割部４がその内側１５でピン４６の
尖端４７上に載着されると共に縦縁２７が縦通路４８内に係合するまで、熱板４
３がろう材とひれバンド２とを備えた管半割部４へもたらされる。次いで支持棒
４９が若干さらに下方へ運動させられ、これにより管半割部４との接触から離脱
する。
熱板４３は放射により熱を管半割部４へ与え、その結果、ろう材が管半割部４
の外側で液化する。この液化の後に、熱板４３は再び移動させられ、その結果、
ろう材は凝固することができ、かつこれによりひれバンド２が管半割部４に空気
隙間なく結合される。
ひれバンド２を備えた管半割部４が取外され、次のろう接過程が導入される。
その他の点では第５図に示された装置は第１図から第３図までに示された装置
と同様に運転され、従って再度の説明は省略する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A method for brazing fins to a tube half and a device for carrying out this method. The invention is a fin as a component of a particularly folded fin band according to the preamble of claim 1. To the flat outer surface of the tube halves. The invention further relates to a device for implementing this method. In the heat exchanger tube mechanism, it is known that heat exchanger tubes having a vertically long cross section are arranged side by side in a row. The heat exchanger tube has a flat outer surface. A folded fin band is provided between the outer surfaces of two adjacent heat exchanger tubes, the fin band extending the entire length of the heat exchanger tube. The folds can be square, trapezoidal or corrugated. Moreover, individual fins are also known. For the production of this type of tube arrangement for heat exchangers, the fin bands are first folded or the individual fins are formed, and then a tube half with a U-shaped cross section is produced. The tube halves are then joined to the fin bands or the individual fins by fusion welding, in particular laser radiation. In that case, the laser beam is directed inside the tube half. The fin bands or the tube halves joined to the individual fins are then welded together along their longitudinal edges to form a heat exchanger tube, which forms a complete heat exchanger tube arrangement. This type of heat exchanger tube arrangement is then immersed in a zinc bath. This provides the required corrosion resistance of the exposed surface, as well as a tight contact between the fin band or the individual fin ridge region and the outer surface of the tube half to ensure sufficient heat transfer. The known method presupposes the preparation of an expensive laser welder. Furthermore, the prefabricated fin bands or individual fins and the tube halves have to be butt-welded and welded in several production steps. Furthermore, it is necessary to zinc coat the finished heat exchanger tube system in a dipping bath. This dip zinc coating likewise requires high equipment and thermotechnical costs. Further, a method of brazing an aluminum heat exchanger tube mechanism in a furnace or a salt bath is known. This method is also relatively expensive and requires high equipment costs, especially since the fins or fin bands need to be pressed flatly onto the tube flanks. The object of the present invention is to economically connect a fin as a component of a folded fin band to a tube half of a heat exchanger tube having a longitudinal cross section, and to reduce the mechanical It is an object of the invention to provide a method and a device which allows the use of steel, zinc and aluminum in any variation in material, which is cost-effective. The gist of the method of the present invention which has solved this problem is as described in the characteristic concept of claim 1. The basic idea of the present invention is to provide a flat outer surface of the pipe half and a ridge region of the fin adjacent to the flat half when joining the fin as a component of the folded fin band to the pipe half. The purpose is to use a brazing filler metal that is inserted in a plane between them. The brazing material can be a brazing foil closed on the surface or a brazing mat in the form of a grid. Furthermore, it is also possible to use the so-called "ALU-Braze" or "Zn-Braze" (wax paste) or the so-called "Braze Skin method" (pre-deposited braze material). A coating made of a meltable brazing material having a brazing foil closed on the surface is advantageously used when the tube halves and fins are made of steel, in which case the required corrosion resistance is obtained. Only the fins need to be coated with zinc or aluminum to ensure that the flat outer surface of the tube halves is automatically protected against corrosion by the brazing foil when joined to the fins. , The fins are made of aluminum and the pipe halves are made of steel.When using a wax mat and steel pipe halves, at least the outer surface of the pipe halves is zinc or aluminum. In order to avoid corrosion and, consequently, the drawbacks associated with it, the electrical potential of the brazing material corresponds to that of the fin or the half of the coated pipe. According to the invention, it is conceivable that in each case only one tube half is joined to the fin, in particular in the ridge region which is on one side of the fin band. It is advantageous if the fins are placed above the tube halves so that the material does not drip but rather covers the upwardly facing outer surface of the tube halves to close the entire gap. , The fins are brazed to the other tube halves, but the fins are simultaneously placed between the two tube halves and the brazing material is placed between the fin band, in particular the ridge region and the outer surface of the tube halves. Inserted in a flat shape on the fin, brazing filler metal and pipe A method embodiment is also possible in which the halves are crimped together and the fins are joined to the pipe halves by liquefaction of the brazing material and subsequent solidification The generation of the heat of solution for the liquefaction of the brazing material is of various types. According to the features of claim 2, it is advantageous if the heat of fusion is supplied from the inside of the pipe halves.The supply of the heat of fusion when joining one pipe halve to the fins. Is effective from the bottom up, but in that case the entire device must be rotated through 180 degrees to connect the other tube half to the fin. In the case of joining the fins to the fins, the heat of solution is supplied from above and below, that is to say in one horizontal plane or optionally in one vertical plane, but always from inside the pipe halves. In another configuration of the present invention, the heat of fusion is supplied to the inside of the tube half in a planar manner. . This is done, for example, by means of a heating element which contacts the entire inside of the tube halves and is inductively loaded by an electric current. According to the features of claim 4, the heat of fusion is generated by fusion welding radiation, for example a laser beam, which is slightly more intensely focused compared to welding. This broad radiation is then supplied at a relatively high speed over the inside of the tube halves in a streak pattern in its longitudinal and / or transverse direction. In this case, the tube half is heated in a wide locus. At this time, the brazing filler metal is also melted by heat conduction, and a remarkable capillary action fills the gap between the pipe half and the fin, especially the ridge region pipe of the fin band. An advantageous embodiment for generating heat of solution for the brazing material is described in claim 5. According to this, the brazing material is melted only by radiant heat. This results in a particularly uniform liquefaction of the brazing material. A fin and a fin according to the features of claim 6 for rapid hardening of the braze material after liquefaction of the braze material and after distribution into the gap between the fin and the tube half. The tube halves connected to the are loaded with a cooling gas, for example air or nitrogen. The cooling gas is guided parallel to the sides of the fin. The cooling gas can also be generated by a blower. Furthermore, in addition to or instead of the blower, a suction device for the cooling gas can be arranged on the other side. This blower and / or suction device makes it possible to eliminate the particles generated during brazing and located between the fins and the aggressive gas. According to claim 7, the end face is covered with a cap so that the end face of the heat exchanger pipe formed by welding the two pipe halves together can also be protected against corrosion. In that case, the cap can be made of zinc or aluminum and can be tightly attached to the end face. The mounting can be done by tightening or gluing. A further possibility for corrosion protection of the end faces of heat exchanger tubes formed from two tube halves is described in claim 8. The coating with aluminum or zinc is carried out especially by metal spraying. A solution of the device part of the subject of the invention is described in claim 9. In this case, a heating element that is electrically inductively loaded is arranged in a plane inside the tube half. It is also possible to arrange a plurality of heating elements in front of one another in a plurality of rows. The heating element makes it possible to obtain the required crimping of the tube halves on the fin band or on the individual fins, with interposition between the surface-mounted brazing materials (closed surface or grid). In this connection, it is conceivable to connect the fins to one tube half each. In that case, the heating element is effectively brought into the tube half from below. This makes it possible to prevent uncontrolled dropping of the liquid brazing material. Another embodiment is described in the features of claim 10. According to this, two pipe halves are simultaneously brought under the brazing material into the ridge regions of both longitudinal edges of the fin. In this case, it is possible to simultaneously heat the heating elements that come into contact with the insides of both tube halves. Furthermore, it is possible to heat only the heating element located below and use the heating element above to serve as a facing holder. After joining one tube half to the fin, the whole is rotated 180 degrees and the other tube half is brazed to the fin. In order to make the heating element as simple as possible so that it has only the function of liquefying the brazing filler metal, the heating element is housed in the butt device as claimed in claim 11. This butting device is responsible for the butting of the fins, the brazing material and the pipe halves, and on the other side the heating element serves exclusively to generate the heat of fusion. As a result, the pressure bonding and the melting process are separated from each other. Accordingly, each device can be formed with independent functions. The advantage of the relative movement of the heating element with respect to the butt device is that the heating element can be lifted from the tube half after melting of the brazing filler metal, so that no subsequent heat supply by heat conduction takes place. Furthermore, because the heating element is housed in the butt device, heat is significantly retained in the heated heating element. The heating body does not have to be heated again from room temperature to the melting temperature for the next brazing process. This reduces energy costs. The fact that the heating element is housed in the butt device further protects the heating element from the aggressive vapors generated during the brazing process. If the heating element and / or each abutment device is movable by means of an aerodynamically loaded cylinder, as described in claim 12, only the heating element without an abutment device or in the abutment device It is in any case advantageous if a heating element housed in is used. Furthermore, hydraulically loaded cylinders can be used. The rapid solidification of the brazing material and the discharge of particles that might have accumulated in the passage between the fins during brazing are obtained by the features of claim 13. In this case, the cooling gas is preferably generated by a blower, which blows the cooling gas through the passages at right angles to the fin bands or in the longitudinal direction of the fins. Corresponding to claim 14, additionally on the other side, a suction device is arranged which removes the heated cooling gas. A suction device of this kind may be provided instead of the blower. According to a feature of claim 15, the fins, the tube halves, the heating bodies, the butting devices, and the heating bodies and / or the cylinders corresponding to the butting devices are mounted in the frame-shaped holding body. ing. The holder is rotatable about the longitudinal axis by at least 180 degrees. This rotatability is effective whenever only one tube half is brazed to the fin. Due to the brazing of the tube halves located on the other side of the fin, the holder is rotated about its longitudinal axis. A further solution of the device part of the invention is described in claim 16. According to this, heating of the brazing material is performed by the fusion welding device. This device can be designed as a laser emitting device. The brazing material is melted by a suitable method of at least one laser radiation along the inside of the tube halves in a track as wide as possible, so that the brazing material solidifies after the interruption of the fusion welding radiation or subsequent movement, This allows the fins to be joined to the tube halves. According to the feature of the seventeenth aspect, the brazing material is liquefied only by radiant heat. For this purpose, a heating element is used which heats a hot plate made of a suitable material, for example high-grade steel or nickel, which is spaced relative to the heating element and brings it to a temperature evenly distributed over its surface. As a result, the hot plate can radiate heat to the tube halves and thus to the brazing material. In this case, first the tube halves, which should be provided with fins, are held at a distance from the hot plate. During this time, the hot plate is fully heated. The hot plate is then brought close to the fin halves at a fixed distance until the radiant heat from the hot plate can melt the braze material. After liquefaction of the brazing material, the hot plate is again moved away from the tube halves and the fins, so that the brazing material can solidify and thus the fins are joined to the tube halves without air gaps. . The heating element is specially inductively heated. According to claim 18, ceramic shields are provided laterally and below the heating element, so that the heat generated by the heating element can be transferred to the hot plate by radiation sufficiently and without significant loss. . In this case, the shield is made in particular from ALO 2 . According to claim 19, the ceramic shield is supported by the steel bottom. The area on the side of the shield is also covered by the steel plate. In that case, the side regions of the shield are formed so as to stand up high so that no heat is radiated laterally during the transfer of the radiant heat from the heating element to the hot plate. Another role of the steel bottom is to support the hot plate so as not to lose as much heat energy as the radiant heat is transferred from the heating element to the hot plate. For this purpose, according to claim 20, the hot plate is located on a relatively thin spaced bar connected to the steel bottom. The separating rods move relative to each other through a ceramic shield and a heating element. The separating bar can be formed to be sharp at the end on the hot plate side so that it can contact the hot plate only by point contact. According to claim 21, especially when the radiant heat is transferred from the hot plate to the pipe halves and thus to the brazing material, the heat radiation lost is as sharp as possible, especially on the end side. A large number of pins are provided on the hot plate. This allows the tube halves to rest only on the tips of the pins, so that the heat transferred through the pins is significantly higher than the radiant heat transferred from the hot plate to the tube halves. It is scarce. The pins are for example fixedly inserted in the hot plate. In order to position the tube halves with respect to the hot plate and ensure the contact of the fins on the tube halves, according to the features of claim 22, it is movable pneumatically or hydraulically. A support bar is provided which forms part of the lifting device. The support rod is relatively movably pierced through the steel bottom, the ceramic shield, the heating element and the hot plate and is likewise advantageously pointed at its free end, so that between the support rod and the tube half. Only point contact occurs at. In preparation for the brazing process, the support rods are arranged vertically movable relative to the hot plate so that the tube halves, the brazing material and the fins can be positioned regularly. During this preparatory work, the heating element heats the hot plate. For this reason, the steel shield, which supports the ceramic shield, heating element and hot plate, is also vertically movable by means of an aerodynamically or hydraulically loaded cylinder. After the heating of the hot plate is complete, the steel bottom is moved up and / or the support rods are moved down. This movement is carried out until the tube halves come into contact with the fins and the brazing material on the pins and then the heat radiation can be transmitted unimpeded from the hot plate to the tube halves and the brazing material. The invention will now be described in detail with reference to the illustrated embodiment. Here, FIG. 1 shows a device for connecting a folded fin band to a pipe half of a heat exchanger pipe in a schematic vertical cross-section, and FIG. 2 shows the brazing process of FIG. 1 is an enlarged view of the state of attachment of one fin band and two pipe halves for the purpose of operation, FIG. 3 shows a vertical section taken along the line III-III of FIG. 2, and FIG. The exchanger tube arrangement is shown in a reduced vertical partial cross-section, and FIG. 5 shows a half of another device for connecting the folded fin band to the tube half of the heat exchanger tube. A schematic cross-section is shown in the vertical direction only. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes one steel fin band 2 folded in a square shape, and a steel pipe half-divided portion 4 as a half-divided component of a heat exchanger pipe 6 having a longitudinal cross section. A device for coupling to 5 is shown (see also FIG. 4). The device 1 comprises a holder 8 which is rotatable about a horizontal axis 7 by 360 degrees and which can be positioned in various operating positions. The holder 8 is supported on a supporting and driving roller 9 which is rotatably supported by a stationary frame 10. The drive for this support and drive roller 9 is not shown. In order to connect the U-shaped tube halves 4, 5 to the fin band 2 (see FIGS. 2 and 3), the holding body 8 is provided with two butting devices each with two longitudinal chambers 13. 11 and 12 are provided. The matching devices 11 and 12 may be vertically divided into a plurality of parts. The abutment device is movable at right angles to the tube halves 4, 5 by means of an aerodynamically loaded piston cylinder device 14. In the longitudinal chamber 13, there are arranged heating elements 16, 17 which are inductively loaded and are in planar contact with the inside 15 of the tube halves 4, 5. A plurality of heating elements 16 and 17 are provided in front of and behind each other in the vertical direction of the vertical chamber 13. The heating elements 16, 17 are arranged by a piston-cylinder device 18, which is pneumatically loaded, so that they can move in the abutment devices 11, 12 at right angles to the tube halves 4, 5. Further, as can be seen from FIG. 1, a blower 20 is provided in the height region of the fin band 2. A suction device 19 is arranged on the opposite side of the holder 8. The blower 20 and / or the suction device 19 may be provided stationary or may be arranged as an accessory to the holder 8. In order to connect the fin halves 4 and 5 to the fin band 2 shown in FIGS. 1 and 2, first, the pipe halves 4 and 5 and the fin band are connected to each other as shown in FIGS. They are matched in the relative arrangement shown up to. In that case, a brazing foil 23 made of ZnAlSi and a trace member are respectively interposed between the planar ridge region 21 of the fin band 2 and the outer sides 3 of the tube halves 4, 5. This wax foil 23 can extend over the entire length of the tube halves 4, 5 and the fin band 2 or over a partial length. In the latter case, a plurality of wax foils 23 are arranged one behind the other. The fin band 2 is coated with zinc before the butting. The tube halves 4, 5 are uncoated. After loosely correspondingly arranging the tube halves 4, 5, the fin band 2 and the wax foil 23, these parts are arranged correspondingly to the abutment devices 11, 12 as shown in FIG. The piston-cylinder devices 14 are pressed against each other. In this case, the web 24 of the abutment device 11, 12 contacting the inner side 15 of the tube halves 4, 5 causes the outer side 3 of the tube halves 4, 5 to reach the brazing foil 23 and thus the ridge region 21 of the fin band 2. 22 is made to come in a very planar contact. Further, as shown in FIG. 1, the upper heating body 17 in the figure is crimped to the inner side 15 of the pipe half portion 5 by the piston cylinder device 18. At the same time or subsequently, the lower heating element 16 is brought by the piston-cylinder arrangement 18 into the inside 15 of the tube half 4 and is then loaded with an electric current. This produces a temperature corresponding to the melting temperature of the wax foil 23. This melts the braze foil 23 and distributes it into the gap between the ridge region 21 of the braid fin band 2 and the outside 3 of the tube half 4. The lower heating element 16 is then shut off and separated from the inner side 15 of the tube half 4 by the piston-cylinder arrangement 18 as shown in FIG. During or after this process, the blower 20 and / or the suction device 19 are actuated, so that from the passage 25 located between the fins 26 of the fin band 2 particles generated during the brazing process (third (Fig.) Or aggressive gas is blown out or sucked out. In addition, the brazing location solidifies. The spacing between the heating element 16 and the tube halves 4 not only solidifies the brazing material, but also significantly preserves the temperature of the heating element 16 so that during the next heating process. Moreover, it is not necessary to heat the heating body again from room temperature to the brazing temperature. After connecting the lower tube half 4 and the fin band 2 in FIG. 1, the entire holder 8 is rotated by 180 °. Then, the lower heating element 17 is heated by the electric current in that state, and the brazing process is performed as described above. The fin band 2 is in this state bonded to the tube halves 4, 5 at both ridge regions 21, 22. After brazing as many fin bands 2 to the tube halves 4, 5 as required for the heat exchanger tube arrangement, the two tube halves 4, 5 are welded to each other via their longitudinal edges 27. It At this time, the heat exchanger tube mechanism 28 shown in FIG. 4 is formed. To protect the weld seam 29 and the end face 30 of the heat exchanger tube 6 located next to it from corrosion, the end face 30 is covered by a U-shaped aluminum cap 31 as shown in FIG. be able to. This cap 31 may be glued or clamped. An alternative means for the cap 31 is illustrated in the right half of FIG. 4 by which the end face 30 is coated with aluminum or zinc. This coating can be performed by the metal spraying method 32. FIG. 5 partly shows the device for connecting the folded fin band 2 to the pipe halves 4 or 5, in which the steel bottom 33, which is movable in the vertical direction, is first shown. Is provided. This movement is performed by an aerodynamically loaded piston-cylinder arrangement as indicated by double arrow 34. The steel bottom 33 carries a ceramic shield 35 made of AlO 2 and having a U-shaped cross section. The outer side surface 36, the surface 37 and the inner surface 38 of the shield 35 are covered with steel plates 39, 40 and 41 in the upper region of the shield 35. The shield 35 comprises a plurality of induction heating heating elements 42. A heating plate 43 made of high-grade steel or nickel is arranged above the heating element 42 at a distance A, and the heating plate is supported on a plurality of spaced rods 44, which are spaced apart from each other. And penetrates the shield 35 and is fixed in the steel bottom 33. The surface 45 of the heating plate 43 extends substantially flush with the surface 37 of the shield 35. The hot plate 43 is provided with a large number of sharp pins 46 at its free end. The tips 47 all extend to the same horizontal plane. Furthermore, on the edge side of the heating plate 43, a vertical passage 48 is provided for receiving the vertical edge 27 of the tube halves 4, 5 to be brazed to the folded fin band 2. Further, as can be seen from FIG. 5, the heating plate 43, the heating element 42, the shield 35 and the steel bottom 33 are penetrated by a supporting rod 49 as a component of the lifting device. The lifting device 50 is also vertically movable by at least one aerodynamically or hydraulically loaded piston cylinder device, as indicated by the double arrow 51. In preparation for brazing one tube half 4 to the fin band 2, the heating plate 43 is movable relative to the support rod 49 (in the direction of the chain line), during which time the heating element 42 Can be inductively heated to provide heat to the hot plate 43 by radiation. When the hot plate 43 reaches the required temperature, heat is applied until the tube half 4 is mounted on its inner side 15 on the tip 47 of the pin 46 and the longitudinal edge 27 is engaged in the longitudinal passage 48. The plate 43 is brought into the tube half 4 with the brazing material and the fin band 2. The support bar 49 is then moved slightly further downwards, which releases it from contact with the tube half 4. The heat plate 43 gives heat to the pipe half 4 by radiation, so that the brazing material is liquefied outside the pipe half 4. After this liquefaction, the hot plate 43 is moved again so that the brazing material can solidify and thereby the fin band 2 is joined to the tube half 4 without air gaps. The pipe half 4 with the fin band 2 is removed and the next brazing process is introduced. Otherwise, the device shown in FIG. 5 operates in the same way as the device shown in FIGS. 1 to 3 and therefore will not be described again.
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(31)優先権主張番号 Ｐ４４３０４１６．１
(32)優先日 1994年８月26日
(33)優先権主張国 ドイツ（ＤＥ）
(81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，
ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ
Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＵ，ＢＲ，ＪＰ，ＲＵ，Ｕ
Ｓ
【要約の続き】
されるか、又はキャップにより覆われる。────────────────────────────────────────────────── ───
Continuation of front page
(31) Priority claim number P4430416.1
(32) Priority date August 26, 1994
(33) Priority country Germany (DE)
(81) Designated countries EP (AT, BE, CH, DE,
DK, ES, FR, GB, GR, IE, IT, LU, M
C, NL, PT, SE), AU, BR, JP, RU, U
S
[Continued summary]
Or covered with a cap.