-
stangen aus#;ebi ldet ist, uiii erhabene oder angcstauc;hte Abschnitt:
auf den Außenflächen der Seitenstangen auszubilden. D'.e Seitenstan-en werden aufcinaiiderGesl,-arE,lt,
wjbei Aluminiumplatten mit einen, LütlegierunE;stibei,zLig zwischen den Selcenstargen
angecrdne,l werden. iäbe21. bilderi die erhabenen Abschni.,te l@Gnäle, in die Emeschmolzenes
rl.ußmittel einfließen l:e)iiri. naher kann daä fl@@ßiaij:tt.:l entsprechend auf
di.e nebenein@nderlief#enden Flüchen einwirken und ermöglichen, daß der Überzug
eire feste P i.is;:e::e;r:te Verbindung z:ris@:riDn d;:r Giiecleri7herstellt, wei.1!
z.--. eine Tauc,lilütunG stattfIndet.
-
Dei dieser bejx@ariii":en Anurünun-sind üio @_c.'.er Vertiefungen
geviöl;nlieli so rii.,sb'lrlet, däß sie si.cA-: vcri einer Kante derei'@enstanen
bis zur anderen erz@trccken. Dadurch kann eire sehr b@,fri3-dirende Verbindung her#,-^stellt
werden. Bei gewissen Arten von W@trineaus'-ausc@ierl_err:eri ergibt sich jedoch
nietet die beste An,#rdnung, falls j1;it eine;;; langdauernde:i Lötvorgan5 gearbeitet
werden muß. LV i einem langen Lütvbrgang körnen die Diffus icn der Lötlegierun:
@ ar:c' C.barflächen-Kriecherscheinung(-n oder andere Vorgünl;tdazu führen, daß
sich kleine unregclinäßige uizd oft poröse Auskehlungen an der inneren und äuß=ren
Kante ausbilden. Bei derartigen Auskehlungen sind die von einer Kante zur anderen
der Seitenstangen sich erstreckenden Rinnen nicht immer einwandfrei abgedichtet
und bilden Durchgänge, an denen Leekflüssigkeit von der Innenkante der Seitenstan-
Teil eines damit verbundenen geschweißten Sammlers dargestei.lt
ist, Fig. 2 eine Teildarstellung eines Paares gelöteter Seitenstangenglieder der
in Fig. 1 gezeigten Art, Fig. 3 eine schaubildliche Ansicht eines Bruchstückes eines
Wärmeaustauscherkernes, bei welchem zur Ausführung der vorliegenden Erfindung eine
andere Seitenstangenform verwendet ist, und Fig. 4 einen Teil einer Schnittdarstellung
der gelöteten Seitenstangenglieder der in Fi.g. 3 dargestellten Art. Fig. 1 der
Zeichnung zeigt einen Teil eines Wärmeaus-. tauscherkernes 10, Der Kern 10 weist
Seitenstangen- oder Rahmenglieder 12 auf, die in Lagen gestapelt sind, welche rechteckig
geformte Ringe bilden, wobei die Ecken der Sei.. tenstangen in jeder Lage durch
Schwalbenschwanzverbindun. gen 14 verbunden sind. Zwischen die Lagen sind Aluminiumbleche
18 eingefügt, die eine Lötlegierungsbeschichtung auf gegenüberliegenden Seiten aufweisen,
die durch die punktierten Linien 20 in Fig. 2 angedeutet ist. Gewellte Rippenteile
22 sind auf den Flächen 13 ü1 der rechtecki. gen Öffnung angeordnet, die von den
Seitenleisten 12 jeder Schicht gebildet sind: Nich`.- Cargestellte Öffnun.. gen
oder Unterbrechungen sind in den Seitenleisten als Zugang und hbgang für das Strömurgs:iit
tel vorgesehen, wel..
ches durch den Aus Laus eher von Sammlern
23 aus hindurchgeht, die unmittelbar an der Außenfläche der Seitenleisten 12 angeschweißt
sind. Zur lcrvollstä.ildieung des Kernaufbaus ist eine nicht dargestellte obere
Platte über die oberen Seltenleisteri 12 geseLzt. Die Dicke der Platten 18 kann
z .,B. zwischen
0,8 und 1,u' mm für Drücke von 14 = 16 kgi*crri2 Schwanken.
Die Dreite der Seitenleisten kann z.B. 15,875 mm und ihre Höhe
5,08 -
9,53 mm betragen, wobei die Länge etwa 3,15 m beträgt.
-
Die Seitenstangen 12 und die Bleche 18 bestehen im wesen.lichen aus
reiiiRC;:i Aluminium oder einer Aluminiumle"ierung. Di@ Lötb°schiChtung 20 kann
6,8 - 8,2 ;S Silizium, 0,25 j Kupfer, 0,00 % Eisen und 0,2 % Zink enthalten,
wobei der Rest Aluminium ist. Andere Beschichtungslegierungen können 11 .- 13 ;i
Silizium, 0,3 % Kupfer, 0,8 5b Eisen, 0,2 ;i Zink, 0,1 ö Magnesium, 0,15 % Mangan
und als Rest Aluminium oder z.B. 4 - 13 ;4 Silizium, 0,25 -4s7 jö Kupfer,
0,6 w Eisen und von 0,1 - 10,5 ;% Zink aufweisen. Die Schmelzpunkte der verschiedenen
Grundmetalle, wie der Seifenleisten 12 und Bleche 18, liegen im Bereich von etwa
550 -. 6ä0" G, wobei der S,hmelzb°reich des bevorzugten Grundiiietalls etwa bei
643 - 65E° C liegt. Der uil_#cfätire Iclunelzberelch der Lötlegierung
liegt zwischen 515 uücl 6300 C. Die Schmelzpunkte der beiden ge-@,rf3l,nlicri verwendeter,
und bevorzugten Löt-FÜllegierun-L#en, die oben °r@iäiu@@ sind, liegen im Bereich
von etwa
588 -. 613 0 C und von 577 - 5820 C.
-
Entsprechend dem Löt-Tauchverfahren werden die zu lötenden Bestandteile
durch geeignete Mittel zusammengehalten und in ein Bad aus einem geschmolzenen Lötflußmittel
getaucht. Die Zusammensetzung des bevorzugten Flußmittels ist 4 - 6 ; Aluminiuiiifluorid
und 12 - 25 % Lithiumchlorid, wobei der Rest des Flußmittels aus Alkali -chloriden
zusammengesetzt ist. Ungefähr 50 Kilogramm des trockenen Flußmi ttels sind erforderlich,
tun 28,317 Kubikdezimeter Flüssigkeit zu bilden. Die Wirkungen des geschmolzenen
Flußmittels oder Salzbades liegen darin, alle zu lötenden Außenflächen zu- desoxydieren,
während die zu lötenden Bestandteile erwärmt werden und die Reoxydierung dieser
Teile während des E'ntauchens in das Flußmittelbad zu verhindern.
-
Nach Eintauchen der Bestandteile in das heiße.Flußmittelbad fließt
das Flußmittel über die zu lötenden Flächen und reinigt und deso,-:ydiert diese.
Die sich ergebende Erwärmung der Teile im Flußmittelbad auf die Löttemperatur verursacht,
daß die Lötlegierung 20 schmilzt und zwischen die zu lötenden Teile 12 und
V fließt.
-
Wie bereits erwähnt, umfaßt die Erfindung solche Mittel. wie die Diskontiiiuit.ten,
die dadurch gebildet werden, daß Ausnehmungen in den Seitenleisten gebildet werden,
wie in der vorerwähnten Patentanmeldung und in dein Paten'.; ben*hrieben ist, uni
den Durchfluß von Flußmittel zY%rischen
den Flächen zu ermcglichen,
damit die Flächen der zu 1ötenden Teile ausreichend vorbehandelt werden können,
Auf Grund dessen kann die Breite der Aluminiumteile, wie z.8. der durch Löteng zu
verbindenden Seitenleisten 12, merklich vergrößert werden. Bislang war das größte
Maß für Aluminiu:nseitenleisten, die durch den Tauchvorgang verlötba.r waren, auf
4,76 - 6,35 mm beschränkt. Nach der vorliegenden Erfindung ist es dagegen möglich,
Seitenleisten mit wesentlich größerer Breite zu verlöten, und zwar sogar bis zu
Breiten von mehreren Zoll, ohne daß Leckge -fahr besteht. Während die beschriebene
Rinnenanordnung ' unter gewissen Umständen sehr befriedigend ist, kann die Leckgefahr
ein Problem darstellen.
-
Diese Umstände treten manchmal bei langdauernden Lötvorgängen auf,
die für große Wärcneaustauscherkerne erforderlich sind, wie sie in einer Veröffentlichung
mit dem Titel "Indes trial Heat Exclianger Equipment" beschrieben sind, die von
der Stewart-Warner Corporation, South-Wind Division, herausgegeben worden ist, Solche
großen Kerne k3nhen in Luft von Raumtemperatur bis auf 5660 C in 3 - 6 Stunden
vorgewärmt werden, je nach ihrer Größe; der Kern wird dann in ein 13ad aus _ geschmolzenem
Floßmittel von 604,40 C - 603930 C für 20 - 1+0 Minuten eingetaucht, je nach dem
Kerngewicht. Die Dif-Fusion oder das Kriechen der Lötlegierung auf den Flächen oder
andere mögliche Vorgänge während des vergleichsweise
langen Lötvorganges
können dazu führen, daß poröse Verbindungen und Ii")rilräume in den Rinnen oder
an ihren Enden auftreten, so daß die Rinnen Leckdurchgänge bilden. Nach einer Ausführungsform
der Erfindung werden Leckdurchgänge durch räumlich auseinanderliegende Unterbrechungen
24 und 26 vermieden. Diese werden dadurch gebildet, daß die Seitensleisten12 entlang
jeder Fläche 28 mit Rinnen 30 und 32 versehen werden, die sich von gegenüberliegenden
Kanten 34 und 36 aus erstrecken und zwischen den beiden Kanten, vorzugsweise etwa
4,76 mm vor der gegenüberliegenden Kante, enden. Die Unterbrechungen 24 und 26 werden
mit irgendeiner geeigneten Vorrichtung hergestellt, dirch Prägen oder durch Einschlagen
in das Metall, so daß die Rinnen 30 und 32 unter der normalen Fläche der Oberseite
liegen. Wie in Fig. 2 übertrieben dargestellt ist, wird dadurch verursacht, daß
eine geringe Materialmenge in Form der Grate 38 über die normale Fläche herausgedrängt
wird. Die Tiefe dieser Ausnehraungen liegt bei der Verwendung für Wärmeaustauscherkernseitenleisten
12 in der Größenordnung von 0,127 mm. Der gleichmäßige Mittel» linienabstand dieser
Rinnen 30 und 32 hat die Größenordnung von 4.762 mm. Obwohl die gegenüberliegenden
Zwischenflächen der Leisten 12 eben und parallel sind, verursacht die Anpassung
der ebenen Zwischenflächen der Leisten 12 an die Platter. 18, daß die Unterbrechungen
eine Mehrzahl von Kanälen oder Talräumen 40 zwischen der., benachbarten
Unterbrechungen
begrenzen: Die Aufgabe dieser Unterbrechungen liegt darin, Kanäle 40 für den Durchfluß
von Flußmittel nach allen Teilen der zu lötenden Flächen zu bilden, damit überall
eine gute Lötverbindung gewährleistet werden kann. Der Abstand und/oder die Tiefe
der Finnen 30 und 32 und der Kanäle 40 kann entsprechend der Breite der zu lötenden
Teile variieren, soweit die Rinnen und die Kanäle den durchfluß des Flußmittels
im gesamten Bereich der Zwischenflächen ermöglichen, während die zu lötenden Teile
fest auf den Graten .38 aufeinandergestapelt sind, wie durch die punktierten Linie
20 in Fig. 21 angedeutet wird. Die Tiefe der Rinnen und der Kanäle darf nicht so
groß sein, daß die Beschichtunöoder andere Formen der Lötlegierungsauflage nicht
gänzlich diese während des Lötvorganges ausfüllen können. Anders ausgedrückt muß
die Menge der Lötlegierung, gleichgültig, in welcher Form sie verwendet wird, ausreichen,
um die Rinnen und Kanäle 40 vollständig auszufüllen und damit eine Lötausfüllung
über die ganze Erstreckung der zu lötenden Flächen zu bilden, wJebei 42 in Fig.
2 angedeutet ist. Dadurch ergibt sich eine feste Lötverbindung in ausreichendein
!,usmaß, so daß der Sammler 23 anschließend an die Seitenleisten 12 angeschweißt
werden kann, ohne daß die Verbindungen beschädigt werden.
-
In Fig. 3 und 4 ist eine weitere Anordnung dargestellt, mit welcher
das gleiche Ergebnis wie bei der An-.
Ordnung nach den Fig. 1 und
2 erreicht werden kann. Fig. 3 zeigt einen Teil eines Wärmeaustauscherkernes 60.
Der Kern 60 weist Seitenleisten 62 auf, die in übereinander.. geschichteten Lagen
aus rechteckigen Ringen angeordnet und an den Ecken durch Schwalbenschwanzverbindungei.-
64 verbunden sind. Trennplatten 66 sind zwischen den Schichten der Seitenleisten
eingefügt. Gewellte Rippenglieder 68 liegen auf den Platten in der Öffnung, die
innerhalb jeder Seitenleistenlage 62 gebildet wird. Die Platten 66 sind reit einer
Lötlegierun t;sbeschichtung auf gegenüberliegenden Flächen, wie bei 7C; aü@edeutet,
versehen. Die Seitenleisten 621 haben anstelle ebener Ober-. und Unterseiten konvexe
Flächen oder Scheitel i"2, die entlang der Längsachse der Seitenleisen nach entgegengesetzten
Richtungen ausgebildet sind. Die SGheitelhUtie kann mit Bezug auf die benachbarten
Kanten der Seitenleisten zwischen 0,05 und 0,127rrnrn liegen. Die gesamte HUhe der
Leiste kann zwischen 5,08 und 9,525 inm betragen. Die gesamte ;reite bis zu einem
waagerechten Scheitel 78 in Nachbarschaft der Rippen 68 beträgt 15,875 mm. Die Entfernung
zwischen der Außenkante 80 jeder Seitenleiste 62 und der gegenüberliegenden Kante
82 kann z.B. 13,494 mm betragen.
-
Es ergibt sich damit ein Zwischenraum oder Kanal 84, sthe Fig. 4,
zwischen der Beschichtung ?0 und den benachbarten Seitenleisten 62, wenn der Kern
für die Tauchlötung
aufeinandergestanelt wird. Der Zwischenraum
erstreckt sich in Längsrichtung an gegenüberliegenden Kanten der Leisten, so daß
dem Schmelzmittel ermöglicht wird, entlang den zu behandelnden Flächen zu fließen,
wenn der Kern in das Schmelzmittelbad eingetaucht wird, während die Scheitel 72
verhindern, daß sich zwischen gegenüberliegenden Kanten der Seitenleisten Leckwege
ausbilden.