DE1132883B - Verfahren zum Herstellung von Waermeaustauschelementen - Google Patents
Verfahren zum Herstellung von WaermeaustauschelementenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Wärmeaustausohelementen, die aus einem
Rohr mit einer wendelförmig aufgewickelten, durch Abschmelzen eines vorgewickelten Lötdrahtes mit
inneren abgeflachten Windungsteilen mit dem Rohr metallisch verbundenen Drahtwendel bestehen.
Bei der Herstellung von Wärmeaustauschelementen obiger Art ist es bekannt, den zum Befestigen der
Drahtwendel auf dem Rohr dienenden Lötdraht neben der Drahtwendel entsprechend schraubenförmig
auf das Rohr aufzuwickeln, wobei das Rohr die zum Aufwickeln erforderliche Drehbewegung und
ein die Drahtwendel nachliefernder, längsbeweglicher Schlitten die dazu notwendige Vorschubbewegung
ausführt. Das Aufwickeln des Lötdrahtes neben der Drahtwendel führt aber zu einer schlechten Lötverbindung,
weil hierbei nicht hinreichend gewährleistet ist, daß sich das erweichende Lot durch Kapillarwirkung
in die inneren Wandungsteile der Drahtwendel hineinzieht. Hinzu kommt, daß die zwischen
den einzelnen, hier unmittelbar nebeneinanderliegenden Schraubengängen der Drahtwendel befindlichen
Zwischenräume nicht lotfrei bleiben, wodurch sich eine durchgehende Aufhärtung und Versprödung des
an sich elastischen, zumeist aus Kupfer hergestellten Rohres ergibt. Eine solche sich über das ganze Rohr
erstreckende Aufhärtung und Versprödung setzt die Biegeelastizität des Rohres wesentlich herab und vergrößert
die Gefahr des Einknickens, wodurch die Verbindungsfestigkeit zwischen Rohr und Drahtwendel
an den Knickstellen stark gemindert würde. Man hat auch schon versucht, durch Aufrauhen, ζ. Β. Rändeln,
der inneren Windungsteile der Drahtwendel oder der Rohroberfläche eine bessere Verbindungsfestigkeit
zu erreichen. Zu praktisch befriedigenden Ergebnissen ist man aber auch dabei nicht gekommen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen von Wärmeaustauschelementen
zu schaffen, das die obigen Nachteile nicht aufweist und das sich besonders dadurch auszeichnet,
daß die danach erzeugten, aus einem Rohr und einer aufgelöteten Drahtwendel bestehenden Wärmeaustauschelemente
einen guten Wärmeübergang gewährleisten und sich leicht biegen lassen. Dies wird gemäß
der Erfindung im wesentlichen dadurch erreicht, daß die Drahtwendel mit konkav geformten inneren Windungsteilen
auf einen Lötstreifen, also ein breitflächiges Lötband, aufgewickelt wird. Vorteilhaft wird dabei
der Lötstreifen vor dem Aufwickeln auf das Rohr an seiner Oberfläche mit Kerben versehen und durch
ein Lötflüssigkeit enthaltendes Bad hindurchgeführt.
Der mit dem obenerwähnten Herstellungsverfahren Verfahren zum Herstellen
von Wärmeaustauschelementen
von Wärmeaustauschelementen
Anmelder:
Franciscus Roffelsen, Heimond (Niederlande)
Franciscus Roffelsen, Heimond (Niederlande)
Vertreter: Dr.-Ing. G. Eichenberg
und Dipl.-Ing. H. Sauerland, Patentanwälte,
Düsseldorf, Cecilienallee 76
Franciscus Roffelsen, Heimond (Niederlande),
ist als Erfinder genannt worden
ist als Erfinder genannt worden
erzielbare Vorteil besteht im wesentlichen darin, daß man an den Verbindungsstellen zwischen der Rohroberfläche
und der Drahtwendel besonders gute Festigkeits- und Wärmeübergangsverhältnisse erhält.
Dies liegt vor allem daran, daß die inneren, unmittelbar auf dem Lötstreifen aufsitzenden Windungsteile
der Drahtwendel zufolge ihrer konkav gekrümmten, d.h. leicht nach innen gebogenen Ausführung den
Lötstreifen so breit wie möglich von außen umfassen und beim Niederschmelzen des Lötstreifens eine
solche Kapillarwirkung auf das Lot ausüben, daß letzteres vornehmlich an den konkaven Krümmungsstellen
der Wendelfüße gesammelt wird, wo es eine innige, vergleichsweise großflächige Befestigung der
Wendelwindungsteile auf der Rohroberfläche sicherstellt. Das ist um so mehr der Fall, wenn das Lötband
vor seinem Aufwickeln an seiner Oberfläche mit Kerben versehen und danach durch ein Lötflüssigkeit
enthaltendes Bad hindurchgeführt wird, so daß es zugleich ausreichende Lötflüssigkeit auf die aufzulötenden
Windungsteile der Wendel heranbringt. Darüber hinaus bringt die konkave Ausbildung der inneren
Windungsteile der Wendel auch noch den Vorteil, daß die Lotung auf die Verbindungsstellen beschränkt
bleibt, das Lot also nur unterhalb der inneren
Windungsteile der Drahtwendel liegt. So kann nur an diesen Stellen eine durch das Lötmaterial hervorgerufene
Aufhärtung der Rohrwandung auftreten, wodurch eine schraubenförmig verlaufende Rohrversteifung
erzielt wird, die einen goßen Knickwiderstand beim Biegen des Rohres ergibt. Demgegenüber bleibt
zwischen den einzelnen Schraubengängen der Drahtwendel eine zusammenhängende, lotfreie Schrauben-
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fläche stehen, die — da sie allein durch die Rohrwand gebildet wird — vergleichsweise elastisch und daher
gut verformbar ist, so daß das Rohr seine ursprüngliche Biegsamkeit praktisch in vollem Umfange beibehält
und sich somit auch noch um kleine Radien •— ohne zu knicken — biegen läßt.
Das Verfahren nach der Erfindung sei an Hand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles
näher beschrieben. Dabei zeigt
Fig. 1 das Aufwickeln des Lötstreifens und der Drahtwendel auf das Rohr,
Fig. 2 einen axialen Längsschnitt durch das in Wicklung befindliche Wärmeaustauschelement und
Fig. 3 einen teilweisen Querschnitt des Wärmeaustausehelementes.
Wie aus Fig. 1 hervorgeht, wird auf das eine schraubenförmige Bewegung ausführende Rohr 1 zunächst
der Lötstreif en2 aufgewickelt. Darüber wird alsdann die aus zahllosen nebeneinanderliegenden
Windungen 3 bestehende Drahtwendel 4 gewickelt, und zwar derart, daß sich die Wendel mit ihren jeweils
inneren Windungsteilen auf dem Lötstreifen 2 aufsetzt. Letzterer ist an seiner Oberfläche mit Kerben
5 versehen und wird vor seinem Aufwickeln auf das Rohr durch ein (nicht dargestelltes) Lötflüssigkeit
enthaltendes Bad hindurchgeführt. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß der Lötstreifen 2, insbesondere
an seinen auf der Oberfläche liegenden Kerben 5, ausreichend Lötflüssigkeit mitführt. Die über dem Lötband
aufzuwickelnde Drahtwendel 4 ist an ihren inneren
Windungsteilen 3' konkav geformt, d. h. nach innen gebogen, wie das aus Fig. 2 hervorgeht. Dadurch
ergibt sich zunächst ein einwandfreier Sitz der einzelnen Wendelwindungen auf dem Lötstreifen.
Wird nun nach dem Aufwickeln der Drahtwendel 4 letztere sowie das Rohr erwärmt, so beginnt zunächst
in einer Vorwärmzone die Lötflüssigkeit zu kochen, um alsdann in der darauffolgenden Reinigungszone
vollständig zu verdampfen. Dabei werden insbesondere die inneren Windungsteile 3' der Drahtwendel
von dem Lötflüssigkeitsdampf umspült, mithin für den nachfolgenden Lötvorgang gereinigt bzw. in der
bestmöglichen Weise vorbereitet. Da die Beheizung des Rohres und der Wendel so vorgenommen wird,
daß sich ein in Richtung der fertigen Wicklungen ansteigendes Temperaturgefälle ergibt, wird schließlich
in der Schmelzzone das Lötband niedergeschmolzen. Infolge der konkaven Krümmung der inneren Windungsteile
3' der Drahtwendel vermögen diese wegen ihrer Kapillarwirkung das schmelzende Lot an sich
zu saugen, wodurch sich eine innige Lötverbindung zwischen der Wendel und der Rohroberfläche ergibt.
Diese wird noch dadurch begünstigt, daß die Drahtwendel 4 während des Aufwickelvorganges unter
einer solchen Vorspannung gehalten wird, daß sich ihre inneren, konkav gekrümmten Windungsteile 3'
fest auf die Rohroberfläche aufsetzen. Dabei werden die inneren Wandungsteile der Wendel von dem flüssigen
Lötmetall gut umspült. Diese Umspülungswirkung wird noch durch die Drehbewegung des Rohres
verstärkt, da das sich jeweils an der Unterseite des Rohres zum Ansammeln neigende, flüssige Lötmetall
in bezug auf die Windungsteile 3' ständig umläuft, mithin
eine gleichmäßige Lötung gewährleistet. An die Schmelzzone schließt sich dann eine Kühlzone an, in
der durch Blasluft od. dgl. die Lötstellen gekühlt werden.
Claims (2)
1. Verfahren zum Herstellen von Wärmeaustauschelementen, die aus einem Rohr mit einer
wendelförmig aufgewickelten, durch Abschmelzen eines vorgewickelten Lötdrahtes mit inneren abgeflachten
Windungsteilen mit dem Rohr metallisch verbundenen Drahtwendel bestehen, da durch gekennzeichnet, daß die Drahtwendel mit
konkav geformten inneren Windungsteilen auf einen Lötstreifen gewickelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lötstreifen vor dem Aufwickeln
an der Oberfläche mit Querkerben versehen wird.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 343 398, 492 757,
927 906;
Deutsche Patentschriften Nr. 343 398, 492 757,
927 906;
österreichische Patentschrift Nr. 115172;
schweizerische Patentschrift Nr. 268 229;
französische Patentschrift Nr. 1 012 864;
USA.-Patentschriften Nr. 1994436, 2494286.
schweizerische Patentschrift Nr. 268 229;
französische Patentschrift Nr. 1 012 864;
USA.-Patentschriften Nr. 1994436, 2494286.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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