DE10153368A1 - Method of connecting metal pipe to plate in solar collector has heat for weld provided by induction in fluid fed through pipe - Google Patents
Method of connecting metal pipe to plate in solar collector has heat for weld provided by induction in fluid fed through pipeInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden zweier Metallteile miteinander unter Verwendung eines Lotes, wobei zumindest eines der Metallteile ein Hohlkörper beispielsweise ein Rohr ist. The invention relates to a method for connecting two Metal parts together using a solder, being at least one of the metal parts is a hollow body, for example is a pipe.
Lötverbindungen zum Verbinden zweier Metallteile sind hinlänglich bekannt, womit hier auf Taschenbuch für den Maschinenbau, Dubbel, 19. Auflage, Seite G24 verwiesen wird. Es sind hier insbesondere das Weich- und Hartlöten zu unterscheiden, wobei für das Weichlöten eine Temperatur ≤ 450°C und für das Hartlöten eine Temperatur von ≥ 450°C Anwendung findet. Are solder connections for connecting two metal parts well known, which means here on paperback for mechanical engineering, Dubbel, 19th edition, page G24. It is here in particular to differentiate between soft and hard soldering, whereby for soft soldering a temperature ≤ 450 ° C and for that Brazing a temperature of ≥ 450 ° C is used.
Es ist bekannt das Lot mit einem Lötkolben, Brenner, in einem Ofen, mittels eines elektrischen Widerstandes oder einem Schmelzbad zu erwärmen und zu verflüssigen und an die Stelle aufzubringen, die es ermöglicht, zwei Metallteile miteinander durch Erstarren des Lotes zu verbinden. It is known the solder with a soldering iron, torch, in one Furnace, by means of an electrical resistor or a Melt pool to heat and liquefy and put in place to apply, which allows two metal parts together by solidifying the solder.
Die bekannten Verfahren werden dazu verwendet, zum Beispiel elektrische Bauteile miteinander zu verbinden. Sie dienen auch dazu, metallische Teile, zum Beispiel bei einer Rohrverbindung, miteinander dicht zu verbinden. Sie dienen aber auch dazu, zwei Metallteile, ähnlich wie beim Schweißen, miteinander zu verbinden. Gerade aber eine großflächige Anwendung eines Lötverfahrens ist schwierig zu realisieren, da die notwendige Hitze zum Verflüssigen des Lotes an verschiedenen Stellen des Metallteiles gleichzeitig zur Verfügung stehen muß. The known methods are used for this, for example to connect electrical components together. They also serve metal parts, for example in the case of a pipe connection, to connect with each other tightly. But they also serve two Metal parts, similar to welding, to each other connect. But precisely a large-scale application of one Soldering process is difficult to implement because of the necessary heat to liquefy the solder at various points on the Metal part must be available at the same time.
Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, ein Verfahren, wie eingangs beschrieben, dahingehend zu verbessern, daß es möglich ist, mehrere Metallteile kostengünstig (insbesondere auch in einer Serienfertigung) miteinander zu verbinden. The invention has set itself the task of a method as described at the beginning, to improve that is possible, several metal parts inexpensively (in particular also in series production).
Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß das Lot indirekt mittels eines in dem Hohlkörper vorhandenen heißen Mediums verflüssigt wird. To solve this problem it is proposed that the solder indirectly by means of a hot medium present in the hollow body is liquefied.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere dann von Vorteil, wenn zum Beispiel Rohrleitungen an einem Metallteil, zum Beispiel einer Trägerplatte usw., zu befestigen sind. Das Rohrleitungssystem bietet nämlich hierbei bereits ein abgeschlossenes System und es besteht nicht die Gefahr, daß sich der Bearbeiter an dem austretenden, sehr heißen Medium verbrüht oder sonst verletzt. Gleichzeitig wird die Wärme genau an der Stelle in das Metallteil eingeprägt, wo es benötigt wird. Eine unnötige Erwärmung nicht benötigter Flächen und Voluminas wird damit vermieden. Letztendlich dient dieses Verfahren auch dazu, eine Serienfertigung aufzubauen, das bedeutet, das Verfahren ist in einem kontinuierlichen Verfahren einsetzbar. The method according to the invention is then particularly of Advantage if, for example, pipes on a metal part, for Example of a support plate, etc. to be attached. The Pipe system already offers one closed system and there is no risk that the Processor scalded on the emerging, very hot medium or otherwise hurt. At the same time, the heat is exactly at the Imprinted in the metal part where it is needed. A unnecessary heating of unnecessary areas and volumes avoided with it. Ultimately, this procedure also serves Setting up series production means the process can be used in a continuous process.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist aber auf den Einsatz zum Verbinden einer Rohrleitung mit einem anderen Metallteil nicht beschränkt. Selbstverständlich können im Sinne der Erfindung Rohrteile miteinander verbunden werden, wenn die Rohre parallel nebeneinander verlegt und verbunden werden solle, oder aber, wenn die Rohre stumpf ineinander an der Nahtstelle zu verbinden sind. In gleicher Weise ist das Verfahren auch einsetzbar, wenn flächige Hohlkörper mit einem Metallteil usw. zu verbinden sind. Die erfindungsgemäßen Vorteile stellen sich im Einsatz jeweils ein. However, the method according to the invention is based on the use of Do not connect a pipe to another metal part limited. Of course, in the sense of the invention Pipe parts are connected together when the pipes are parallel should be laid next to each other and connected, or else, if the pipes butt connect to each other at the seam are. In the same way, the method can also be used if to connect flat hollow bodies with a metal part etc. are. The advantages according to the invention are in use one each.
Es gibt mehrere Möglichkeiten, in den Hohlkörper ein heißes Medium einzubringen. Zum einen, wenn der Hohlkörper ein hermetisch geschlossener Raum ist, kann das Medium bereits vor dem Verschließen des Hohlkörpers eingebracht sein und wird anschließend erwärmt. Oder der Hohlkörper weist offene Enden auf, wobei das heiße Medium hindurchgeleitet werden kann. There are several ways to get a hot one in the hollow body Medium. First, when the hollow body is a hermetically sealed space, the medium can Closing the hollow body and will be introduced then warmed. Or the hollow body has open ends, the hot medium can be passed through.
Durch die Wahl der Temperatur des Mediums kann das Schmelzen des Lotes, zum Beispiel durch eine Prozeßsteuerung, genau dosiert werden. Auf diese Weise läßt sich vermeiden, daß das Metallteil, auf dem der Hohlkörper aufgelötet wird, sich durch allzu große Hitze verzieht oder andere Beschädigungen erleidet. By choosing the temperature of the medium, the melting can of the solder, for example through process control, exactly be dosed. In this way it can be avoided that the Metal part on which the hollow body is soldered through excessive heat warps or suffers other damage.
Zum Erwärmen des Lotes kann die Flüssigkeit oder das Gas beispielsweise über Heizspiralen geleitet und anschließend durch Hohlkörper hindurchgeführt werden. Bei einem geschlossenen Hohlkörper ist dies hingegen schwieriger, da das Erhitzen des Mediums innerhalb des Hohlkörpers erfolgen muß. Hier hat es sich als vorteilhaft erwiesen, das Medium in dem Hohlkörper durch Induktion zu erhitzen. Auf diese Weise wird der Hohlkörper selbst indirekt durch das heiße Medium gleichmäßig erwärmt. The liquid or gas can be used to heat the solder for example passed over heating coils and then through Hollow bodies are passed through. With a closed Hollow body, however, is more difficult because the heating of the Medium must take place within the hollow body. Here it has proved to be advantageous, the medium in the hollow body to heat by induction. In this way the Hollow bodies even indirectly through the hot medium heated.
Als Medium ist eine Flüssigkeit oder ein Gas vorgesehen, die eine Temperatur erreichen, die Lot schmelzen lassen. Es sei erwähnt, daß Weichlot bei einer Temperatur ≤ 450°C schmilzt, so daß das Medium eine Temperatur erreichen sollte, die etwas höher liegt als der Schmelzpunkt des Lotes. A liquid or a gas is provided as the medium reach a temperature that will melt the solder. It is mentions that soft solder melts at a temperature ≤ 450 ° C, so that the medium should reach a temperature that something is higher than the melting point of the solder.
Von der Wärmeleitfähigkeit des Hohlkörpers selbst und der Art des verwendeten Lotes hängt die Höhe der Temperatur des Mediums ab. Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung, insbesondere bei Verwendung von Hohlkörpern mit offenen Enden, durch die das Medium hindurchgeleitet wird, können mehrere Hohlkörper hintereinander angeordnet sein, die mit dem gleichen Medium erwärmt werden. On the thermal conductivity of the hollow body itself and the type of the solder used depends on the level of the temperature of the medium from. According to an advantageous embodiment of the invention, especially when using hollow bodies with open ends, through which the medium is passed can be several Hollow bodies can be arranged one behind the other with the same Medium are heated.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, mehrere Hohlkörper gleicher Art hintereinander anzuordnen, die mit gleichen oder unterschiedlichen Metallteilen verbunden werden. Insbesondere ist es vorgesehen, Hohlkörper, die als Rohre ausgebildet sind, auf ebenen Metallplatten beziehungsweise Folien aufzulöten, wobei diese Metallplatten beispielsweise als Absorberplatten für Solarkollektoren dienen. According to a further embodiment of the invention provided to arrange several hollow bodies of the same type one behind the other, connected with the same or different metal parts become. In particular, it is provided to use hollow bodies as Pipes are formed on flat metal plates or solder foils, these metal plates for example serve as absorber plates for solar collectors.
Das durch den ersten Hohlkörper hindurchgeleitete heiße Medium kann bei einem weiteren Ausführungsbeispiel zum Vorwärmen eines nachfolgenden Hohlkörpers verwendet werden. Dadurch wird eine effektivere Ausnutzung der Wärmeenergie erreicht. Gleichzeitig wird die Zeit, die zum Schmelzen des Lotes am zweiten Hohlkörper vorgesehen ist, verkürzt. The hot medium passed through the first hollow body can in a further embodiment for preheating a subsequent hollow body can be used. This will make one more effective use of thermal energy achieved. simultaneously becomes the time it takes for the solder to melt on the second Hollow body is provided, shortened.
Wie bereits erwähnt wurde, ist es vorgesehen, den Hohlkörper auf einer ebenen Platte aufzulöten. Nach einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel wird zuerst das Lot auf dem einen Metallteil aufgebracht und anschließend das andere Metallteil im Bereich des Lotes positioniert. Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel werden zunächst die beiden Metallteile zueinander ausgerichtet und positioniert und erst anschließend das Lot an oder zwischen die beiden Metallteilen gebracht. As already mentioned, it is intended to be the hollow body solder on a flat plate. After one embodiment according to the invention is first the solder on one Metal part applied and then the other metal part positioned in the area of the solder. After another The two metal parts are exemplary embodiments to one another aligned and positioned and only then the solder or brought between the two metal parts.
Insbesondere ist das Verfahren zur Herstellung von Solarkollektoren vorgesehen, bei denen ein Rohr auf eine insbesondere beschichtete Metallplatte oder Folie, die zur Aufnahme von beispielsweise Sonnenwärme vorgesehen ist, aufgelötet wird. Da die Metallplatte relativ dünn ist, besteht die Gefahr, daß, bei Verwendung allzu hoher Hitze zum Auflöten des Rohres, die Platte sich verzieht beziehungsweise andere Beschädigungen erleidet. Gerade dieses Merkmal soll durch die Verwendung eines heißen Mediums, das durch das Rohr hindurchgeleitet wird und zum Schmelzen des Lotes verwendet wird, vermieden werden. In particular, the process for the production of Solar collectors are provided in which a tube on a in particular coated metal plate or foil that is used to hold for example, solar heat is provided, is soldered. There the metal plate is relatively thin, there is a risk that, at Use excessive heat to solder the tube Plate warps or other damage suffers. It is precisely this characteristic that is to be achieved by using a hot medium that is passed through the tube and used to melt the solder can be avoided.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: In the following, the invention will be explained in more detail with reference to the drawing explained. Show it:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Solarkollektors, welcher nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist, und Fig. 1 is a side view of a solar collector, which is made by the method according to the invention, and
Fig. 2 eine Draufsicht auf zwei hintereinander angeordnete Solarkollektoren gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren. Fig. 2 is a plan view of two solar collectors arranged one behind the other according to the inventive method.
Der in Fig. 1 dargestellte Abschnitt eines Sonnenkollektors 1 besteht aus einer aus einem Metall bestehenden Absorberplatte 2, die auf einer Seite, auf der sonnenzugewandten Seite, mit einer wärmeaufnehmenden Schicht 3 (als erstes Metallteil) beschichtet ist. Auf der dieser Seite abgewandten Seite der. Absorberplatte ist ein Rohr 4 als Hohlkörper, wie in Fig. 2 zu erkennen ist, mäanderförmig angeordnet. Als weitere Alternative besteht die Möglichkeit das Rohr spiralförmig oder auf andere Weise auf der Absorberplatte 2 anzuordnen, so daß auf der Platte 2 ein möglichst langes Rohres aufzubringen ist. The section of a solar collector 1 shown in Fig. 1 consists of a group consisting of a metal absorber plate 2, which is coated on one side, on the side facing the sun, with a heat-absorbing layer 3 (first metal member). On the side of the. Absorber plate is a tube 4 as a hollow body, as can be seen in Fig. 2, arranged meandering. As another alternative, there is the possibility the tube spirally or to arrange in a different way on the absorber plate 2, so that a long tube as possible to be applied to the plate. 2
In Fig. 2 ist neben dem ersten Sonnenkollektor 1 ein weiterer Sonnenkollektor 1' angeschlossen, wobei die Rohre 4, 4' miteinander verbunden sind. Auf diese Weise lassen sich, je nach Bedarf, mehrere Sonnenkollektoren miteinander sequentiell verbinden. In FIG. 2 is another solar panel 1 adjacent to the first solar collector 1 'is connected with the tubes 4, 4' are connected. In this way, several solar panels can be connected to each other sequentially, as required.
Um nun eine möglichst große, wärmeleitende Oberfläche zwischen Absorberplatte 2 und Rohr 4 zu erreichen ist vorgesehen, zwischen Absorberplatte 2 und Rohr 4 über die gesamte Länge des Rohres 4 Lot 5 aufzubringen, das beide Teile 2, 4 miteinander verbindet. Gleichzeitig wird durch eine großflächige Lotverbindung die mechanische Verbindung zwischen den beiden Metallteilen verbessert. Um nun dieses Lot 5 zu verflüssigen, ist nach der Erfindung vorgesehen, durch das Rohr 4 ein heißes, gasförmiges oder flüssiges Medium 6 hindurchzuleiten, dessen Temperatur höher liegt, als die Temperatur die notwendig ist, um das Lot 5 zu schmelzen. Auf diese Weise kann die Temperatur, die zum Schmelzen des Lotes 5 notwendig ist exakt dosiert werden und es wird vorteilhafterweise vermieden, daß die Absorberplatte 2 selbst zu hohen Temperaturen ausgesetzt wird, die ein Verziehen und eine weitere Beschädigung der Platte 2 bewirken könnte. In order to achieve the largest possible heat-conducting surface between absorber plate 2 and tube 4 , it is intended to apply solder 5 between absorber plate 2 and tube 4 over the entire length of tube 4 , which connects the two parts 2 , 4 to one another. At the same time, a large-area solder connection improves the mechanical connection between the two metal parts. In order to liquefy this solder 5 , the invention provides for a hot, gaseous or liquid medium 6 to be passed through the pipe 4 , the temperature of which is higher than the temperature necessary to melt the solder 5 . In this way, the temperature necessary to melt the solder 5 can be exactly dosed, and it is advantageously avoided that the absorber plate 2 itself is exposed to high temperatures, which could cause warping and further damage to the disk. 2
Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das heiße Medium 6 nur durch das Rohr 4 einer Absorberplatte 2 hindurchgeleitet und dieser Solarkollektor 1 fertiggestellt. Nach einer weiteren Ausführung wird das Medium 6 durch mehrere, hintereinander angeordnete Rohre 4, 4' hindurchgeleitet, wobei das heiße Medium 6 hier nur zum Schmelzen des Lotes 5 der ersten Absorberplatte 2 Verwendung findet und den zweiten oder jeden weiteren Solarkollektor 1' vorwärmt. Nach Entfernen des ersten Solarkollektors wird neu erwärmtes, heißes Medium 6 durch den zweiten Solarkollektor 1' hindurchgeleitet und diese Wärme für das Schmelzen des Lotes 5 verwendet, wobei die Restwärme für das Vorwärmen weiterer Solarkollektoren wiederum eingesetzt wird. Auf diese Weise wird die Wärme des heißen Mediums 6 optimal ausgenutzt und das Herstellungsverfahren von Solarkollektoren (oder auch von anderen Metallteilen mit Hohlkörpern) wesentlich beschleunigt. According to one embodiment of the invention, the hot medium 6 is only passed through the tube 4 of an absorber plate 2 and this solar collector 1 is completed. According to a further embodiment, the medium 6 is passed through a plurality of pipes 4 , 4 ′ arranged one behind the other, the hot medium 6 being used here only for melting the solder 5 of the first absorber plate 2 and preheating the second or each further solar collector 1 ′. After removal of the first solar collector, newly heated, hot medium 6 is passed through the second solar collector 1 'and this heat is used for melting the solder 5 , the residual heat being used in turn for preheating further solar collectors. In this way, the heat of the hot medium 6 is optimally used and the manufacturing process of solar collectors (or also of other metal parts with hollow bodies) is significantly accelerated.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Hohlkörper 4,4' eingangsseitig und/oder endseitig Absperrventile aufweisen. Auch hier ist es möglich, daß der erste Hohlkörper 4 von einem zweiten Hohlkörper 4' bezüglich des Medienflusses abtrennbar ist. Hierbei ist zu beachten, daß zum einen das heiße Medium eine Gefahrenquelle darstellt. Durch das Vorsehen von entsprechenden Absperrventilen wird die Gefahr eines Entweichens des heißen Mediums gebannt. In a preferred embodiment of the invention it is provided that the hollow bodies 4 , 4 'have shut-off valves on the inlet and / or end. Here, too, it is possible that the first hollow body 4 can be separated from a second hollow body 4 'with respect to the media flow. It should be noted that the hot medium is a source of danger. The provision of appropriate shut-off valves eliminates the risk of the hot medium escaping.
Gleichzeitig wird das heiße Medium, dessen Erzeugung Energie kostet, möglichst isoliert gehalten, um den Wirkungsgrad der gesamten Anordnung möglichst hoch zu halten. Durch die Verwendung entsprechender Absperrventile ist auch eine koninuierliche Prozeßführung möglich, da Metallteile mit abgeschlossener Bearbeitung bezüglich der Lotverbindung durch das Schließen der Absperrventile von einer Kette mehrerer hintereinander angeordneter Hohlkörper abgenommen werden können und dann sicher zum Abkühlen abtransportiert werden können. At the same time, the hot medium, the production of which is energy costs, kept as isolated as possible to ensure the efficiency of the to keep the entire arrangement as high as possible. Through the Using appropriate shut-off valves is also a continuous one Litigation possible because metal parts with closed Processing regarding the solder connection by closing the Shut-off valves from a chain of several in a row arranged hollow body can be removed and then safely to Cooling can be removed.
In gleicher Weise kann über das Absperrventil die Reihe von Hohlkörpern mit dem heißen Medium sicher versorgt werden. In the same way, the series of Hollow bodies can be safely supplied with the hot medium.
Das Einbringen des Lotes 5 zwischen Absorberplatte 2 und Rohr 4 kann nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung dadurch erfolgen, daß zuerst das Rohr 4 gegenüber der Absorberplatte 2 ausgerichtet und positioniert wird und anschließend beidseits des Rohres in den Spalten zwischen Absorberplatte 2 und Rohr 4 festes Lot 5 eingebracht wird. Anschließend wird das heiße Medium durch das Rohr hindurchgeleitet und das Lot zum Schmelzen gebracht. The introduction of the solder 5 between the absorber plate 2 and tube 4 can be done according to an advantageous embodiment of the invention in that the tube 4 is first aligned and positioned relative to the absorber plate 2 and then on both sides of the tube in the gaps between the absorber plate 2 and tube 4 solid solder 5 is introduced. The hot medium is then passed through the tube and the solder is melted.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird zuerst auf die Absorberplatte 2 an die Stelle, auf der das Rohr 4 zu liegen kommt, Lot 5 aufgebracht. Das Rohr 4 wird darüber angeordnet und unter Einwirkung des heißen Mediums 6, welches durch das Rohr 4 hindurchgeleitet wird, wird das Lot 5 geschmolzen. According to a further advantageous embodiment of the invention, solder 5 is first applied to the absorber plate 2 at the point where the pipe 4 comes to rest. The pipe 4 is arranged above it and the solder 5 is melted under the action of the hot medium 6 which is passed through the pipe 4 .
Die jetzt mit der Anmeldung und später eingereichten Ansprüche sind Versuche zur Formulierung ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Schutzes. The claims now filed with the application and later are attempts to formulate without prejudice to achieve further protection.
Die in den abhängigen Ansprüchen angeführten Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin. Jedoch sind diese nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen. The backward relations mentioned in the dependent claims point to the further training of the subject of Main claim through the features of the respective sub-claim out. However, these are not considered a waiver of achievement an independent, objective protection for the characteristics to understand the related subclaims.
Merkmale, die bislang nur in der Beschreibung offenbart wurden, können im Laufe des Verfahrens als von erfindungswesentlicher Bedeutung, zum Beispiel zur Abgrenzung vom Stand der Technik, beansprucht werden. Features previously only disclosed in the description can in the course of the process as of essential to the invention Significance, for example to differentiate it from the prior art, be claimed.
Claims (13)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |