DE19515909A1 - Verfahren zur Herstellung von hartgelöteten Wärmetauschern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von hartgelöteten Wärmetauschern, bei dem extrudierte Aluminium­ teile, insbesondere Aluminiumrohre galvanisch oder durch ein Spritzverfahren mit einer Zinkschicht und einem Flußmittel versehen werden, ehe sie zusammen mit anderen, nicht verzink­ ten oder verzinkten Teilen zusammengesetzt und verlötet wer­ den. Die Erfindung betrifft auch einen nach diesem Verfahren hergestellten Wärmetauscher.

Es ist bekannt (SAE Technical Paper Series Nr. 930152; Morley und Syslak "Zink Brazing of Automotive Aluminum Heat Exchan­ gers", International Congress and Exposition Detroit, Michi­ gan, USA, 01.-05.03.1993) Wärmetauscher aus Mehrkammeralumi­ niumrohren mit jeweils zwischen benachbarten Rohren angeord­ neten Wellrippen herzustellen, bei dem die Aluminiumrohre mit einer Zinkschicht versehen waren, die mit einer Flußmittel­ schicht versehen wurden und dann mit nicht verzinkten Well­ rippen durch einen Lötvorgang, bei dem kurzfristig eine Tem­ peratur von 600°C erreicht wird, fest miteinander verlötet werden konnten. Diese so behandelten Aluminiumrohre sind auch mit Sammelkästen an beiden Enden versehen worden, so daß ein für die Funktion geeigneter Wärmetauscher vorlag.

Bei diesem bekannten Verfahren, bei dem man auf die sonst üb­ liche Lötplatierung der später zu verlötenden Teile verzich­ ten kann, muß das Flußmittel in einem gesonderten Arbeitsgang auf die verzinkten Aluminiumrohre aufgebracht und anschlie­ ßend sorgfältig getrocknet werden. Dies ist, obwohl das Zinklöten Vorteile gegenüber dem üblichen Löten hat, verhält­ nismäßig aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs ge­ nannte Lötverfahren zu vereinfachen. Die Erfindung besteht bei einem Verfahren der eingangs genannten Art darin, daß das Flußmittel zusammen mit dem Zink in einem Arbeitsgang auf die Teile aufgebracht wird. Durch diese Maßnahme ist das geson­ derte Befluxen der zu verbindenden Teile und ein gesonderter Trocknungsvorgang nicht mehr erforderlich. Das Flußmittel kann in einfacher Weise, beispielsweise einem Zinkbad, beige­ mischt werden, in welches die zu verzinkenden Aluminiumteile getaucht und auf galvanischem Wege mit der Zinkschicht verse­ hen werden. Es hat sich gezeigt, daß sich bei diesem Vorgang auch das Flußmittel auf die zu verzinkenden Teile aufbringen läßt und daß es beim Lötvorgang in der gewünschten Weise wirksam wird.

Das Zinkbad kann zum einen dazu verwendet werden, die Alumi­ niumteile galvanisch zu verzinken, es kann aber auch dazu dienen, das Material für die Durchführung eines Spritzverfah­ rens zu liefern, mit dem Zink und Flußmittel auf die Teile aufgesprüht werden. Auch in diesem Fall kann das Flußmittel beim späteren Lötvorgang wirksam werden.

Es hat sich auch gezeigt, daß mit dem neuen Verfahren ein Wärmetauscher hergestellt werden kann, der aus extrudierten Aluminiumrohren mit zwischen benachbarten Rohren angeordneten Wellrippen besteht und der mit mindestens einem einem der Rohrenden zugeordneten Sammler versehen ist und bei dem der Sammler aus einem nicht lotplattierten Material und/oder aus einem extrudierten Profil besteht, das sich in der üblichen Weise nicht lotplatieren läßt. In überraschender Weise kann die Zinkverlötung auch zwischen den mit der Zinkschicht und der Flußmittelschicht versehenen Aluminiumrohren und dem Sammler durchgeführt werden, ohne daß besondere zusätzliche Maßnahme getroffen werden müssen. Ein solcher Wärmetauscher macht ein Befluxen und ein anschließendes Trocknen nicht not­ wendig. Es entstehen daher auch keine schädlichen Abgase. Weil die Oberfläche, auch des Sammlers, nicht mit Flußmittel beaufschlagt zu werden braucht, entsteht ein besserer Kon­ denswasserablauf. Die Teile sind auch besser lackierbar und es können die kostengünstigen stranggepreßten Profile verwen­ det werden, die, da sie nicht plattiert sind, korrosionsresi­ stent sind.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele eines nach dem neuen Verfahren hergestellten Wärmetauschers gezeigt, die anschließend beschrieben werden. Es zeigen

Fig. 1 einen Teil eines nach der Erfindung hergestellten Wärmetauschers mit einem Sammelrohr mit Kreisquer­ schnitt und

Fig. 2 einen Ausschnitt eines Wärmetauschers ähnlich Fig. 1, jedoch mit einem Sammelrohr mit nicht kreisför­ migen Querschnitt.

In der Fig. 1 ist ein Teil eines Wärmetauschers gezeigt, der mehrere, mit ihren größeren Seitenflächen parallel zueinander ausgerichtete Mehrkammerrohre (1) aufweist, die jeweils aus Aluminium bestehen und nach dem vorher geschilderten Verfah­ ren entweder galvanisch oder durch ein Sprühverfahren mit ei­ ner Zinkschicht in der Größenordnung von etwa 2 bis 6 µ verse­ hen wurden. Sowohl beim galvanischen Verzinken als auch für das Sprühverfahren wird dabei eine Mischung aus Zink und Flußmittel verwendet, wobei für das galvanische Verzinken das Flußmittel in etwa einer Menge dem Zinkbad beigemengt wird, die der bei der üblichen Befluxung erforderlichen Flußmittel­ menge entspricht. Ebenso ist dies der Fall bei der Aufberei­ tung des flüssigen Ausgangsmaterials für ein Sprühverfahren. Die extrudierten Mehrkammeraluminiumrohre sind daher mit ei­ ner Zinkschicht versehen, die Flußmittel enthält.

Zwischen jeweils zwei benachbarten Aluminiumrohren (1) sind Wellrippenstreifen (2) vorgesehen, deren Kämme die Seitenwän­ de der Aluminiumrohre (1) berühren. Alle Aluminiumrohre, die als Flachrohre ausgebildet sind, stecken in Schlitzen (3) ei­ nes Sammelrohres (4) mit Kreisquerschnitt, das ebenfalls aus Aluminium besteht, aber nicht vorbehandelt ist, also auch nicht lotplattiert ist. Als Flußmittel kann ein Flußmittel verwendet werden, wie es auch für das bekannte Nocoloklötver­ fahren eingesetzt wird.

Der so vorbereitete Wärmetauscher kann in einem Lötofen ins­ gesamt verlötet werden, wobei in bekannter Weise kurzfristig eine Temperatur von etwa 600°C erreicht wird. Die Aluminium­ rohre (1) verbinden sich bei diesem Lötvorgang, bei dem Zink in benachbarte Metallschichten diffundiert, sowohl mit den Wellrippenstreifen (2) als auch mit dem Sammelrohr (4). Bei diesem Lötvorgang kann daher der sonst notwendige Vorgang des Aufbringens von Flußmittel gespart werden.

Die Fig. 2 zeigt einen Wärmetauscher ähnlich Fig. 1. Gleiche Teile sind daher auch mit gleichen Bezugszeichen versehen worden. Unterschiedlich ist hier, daß der Sammler (4′) keinen Kreisquerschnitt aufweist, sondern eine flache, mit den Schlitzen (3) versehenen Bodenfläche und im übrigen einen et­ wa halbrunden Querschnitt besitzt. Dieser Sammler (4′) kann beispielsweise aus stranggepreßten unbehandeltem Aluminium bestehen. Möglich wäre es auch, dem Sammler (4′) einen recht­ eckigen Querschnitt zu geben, wie gestrichelt angedeutet ist.

Claims (7)

1. Verfahren zur Herstellung von hartgelöteten Wärmetau­ schern, bei dem extrudierte Aluminiumteile, insbeson­ dere Aluminiumrohre galvanisch oder durch ein Spritz­ verfahren mit einer Zinkschicht und einem Flußmittel versehen werden, ehe sie zusammen mit anderen, nicht verzinkten oder verzinkten Teilen zusammengesetzt und verlötet werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Flußmittel mit dem Zink zusammen in einem Arbeitsgang auf die Teile aufgebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Flußmittel einem Zinkbad beigemischt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aluminiumteile in dem Zinkbad galvanisch mit der Zinkschicht versehen werden, die Flußmittel ent­ hält.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Zinkbad das Material für die Durchführung des Spritzverfahrens entnommen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Flußmittel das für das "Nocolok"-Verfahren benötigte Flußmittel verwendet wird.

6. Wärmetauscher der nach Anspruch 1 hergestellt ist, bestehend aus extrudierten Aluminiumrohren (1) mit zwischen benachbarten Rohren angeordneten Wellrippen­ streifen (2) und mit mindestens einem einen der Roh­ renden zugeordneten Sammler (4, 4′), dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Sammler (4, 4′) aus einem nicht lotplatierten Material und/oder aus einem extrudier­ ten Material und/oder aus einem extrudierten Profil besteht.

7. Wärmetauscher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß der Sammler (4′) aus einem stranggepreßten Profil besteht.