EP3194878A1 - Verfahren zur herstellung eines wärmeübertragers - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines wärmeübertragers

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Publication number
EP3194878A1
EP3194878A1 EP15759471.4A EP15759471A EP3194878A1 EP 3194878 A1 EP3194878 A1 EP 3194878A1 EP 15759471 A EP15759471 A EP 15759471A EP 3194878 A1 EP3194878 A1 EP 3194878A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
elements
adhesive film
heat exchanger
tube
adhesive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP15759471.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Schiehlen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mahle International GmbH
Original Assignee
Mahle International GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mahle International GmbH filed Critical Mahle International GmbH
Publication of EP3194878A1 publication Critical patent/EP3194878A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/0031—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F28F1/126—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element consisting of zig-zag shaped fins
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/0219—Arrangements for sealing end plates into casing or header box; Header box sub-elements
    • F28F9/0224—Header boxes formed by sealing end plates into covers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/04—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates
    • F28F9/16—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling
    • F28F9/162—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling by using bonding or sealing substances, e.g. adhesives
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2275/00—Fastening; Joining
    • F28F2275/02—Fastening; Joining by using bonding materials; by embedding elements in particular materials
    • F28F2275/025—Fastening; Joining by using bonding materials; by embedding elements in particular materials by using adhesives

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a heat exchanger. Moreover, the invention relates to a heat exchanger.
  • Heat exchangers are used to transfer heat between different fluids.
  • heat exchangers of different types are known in the prior art.
  • heat exchangers in tube-fin construction, shell and tube heat exchangers or heat exchangers in stacking disc design. These heat exchangers have in common that they are flowed through by fluids and / or flow around and thus creates a heat transfer between the fluids involved. These known heat exchangers are used inter alia as intercooler, coolant radiator, oil cooler or as a radiator, etc. Heat exchangers are made of metallic and / or non-metallic materials which, for example, by means of soldering, welding, form-locking siger connection or bonding methods are interconnected.
  • soldering welding or gluing
  • elements which are joined together by soldering, welding or gluing, include, for example, tubes, plate elements, fin elements, tube sheets and cover elements, for connecting individual elements by means of a soldering process, either after the joining of the elements, a solder material can be applied or it can already a solder coated elements are used. Under the action of heat, the solder material is melted and by the subsequent solidification of the solder material, a permanent connection is produced,
  • DE 10 2005 048 452 A1 discloses a heat exchanger in stacking disk construction, wherein the heat exchanger consists of a plurality of disk elements, which are stacked on each other.
  • the disk stack is completed at the top and bottom by a base plate.
  • the individual disk elements are soldered together and form within the disk stack flow channels, which are flowed through by one or more fluids.
  • individual elements can also be connected to one another by adhesive methods.
  • DE 10 2008 01 9 556 A1 discloses a component acting as a heat exchanger, which component is produced from a stack of cohesively bonded plates.
  • a method for producing the component is disclosed. The individual elements are acted upon for connection with a polymeric adhesive. Then they are pressed together until the adhesive has hardened.
  • DE 102 28 697 A1 discloses a method for connecting a pipe made of metal with circumferential ribs of a non-ferrous MetafI as part of a heat exchanger. The ribs are connected to the tube by gluing.
  • a disadvantage of the devices and methods of the prior art in particular, that for the fixation of the elements against each other for soldering and welding consuming frames must be made, which are each designed for a special heat exchanger. Furthermore, the racks must withstand the high temperatures during soldering or welding. The soldering operations for a heat exchanger often last several tens of minutes to several hours and are also very energy-intensive. In addition, the solder materials used are very expensive. In addition, before applying the soldering material, a cleaning of the surface is necessary. Following the soldering process, it may also be necessary to clean the heat exchanger in order to remove excess solder material.
  • Soldering and welding processes are also not suitable for bonding any materials, which greatly limits the choice of materials for the elements of the heat exchanger and the possible combinations of materials.
  • adhesives When using adhesives is disadvantageous that the adhesives must be applied consuming on the elements to be bonded, which can be done for example by spraying and / or spraying.
  • the adhesive surfaces thus produced are either unevenly applied to the adhesive or it is applied a very large amount of the adhesive, since the layer thicknesses of the adhesives are partially above 2mm. As a result, the required curing time is increased, making the production more complex and cost intensive.
  • An embodiment of the invention relates to a method for producing a heat exchanger with a connection between two elements of a heat transfer, wherein the two elements are connected to each other at least one contact surface, wherein at least one of the elements is acted upon in the region of the respective contact surface with an adhesive film in which the two elements are brought into abutment with the application of a compressive force and an adhesive bond between the elements is produced by the adhesive film.
  • an adhesive film it is particularly advantageous to use an adhesive film, as this is easy to handle and in a simple manner to the respective element or the contact surface between the elements is adaptable.
  • the adhesive film can be applied manually or automatically to one of the elements. It may also be advantageous if the adhesive film is already applied to the starting material of the elements and the elements are subsequently produced using molding methods such as embossing, cutting or stamping.
  • an adhesive bond is advantageously produced by the adhesive film, which replaces the usual solder joint.
  • the otherwise used solder material is thus replaced in this process by the adhesive film.
  • the adhesive film can also be applied to impure surfaces, which may be exposed to fats, oils or dirt particles, for example. This can otherwise prevent the use of soldering drive usual step of cleaning and degreasing the surfaces of the elements may be omitted.
  • An adhesive film is furthermore particularly advantageous because it is particularly easy to produce very uniform and easily reproducible layer thicknesses. This is advantageous in particular with regard to an automated manufacturing process in the context of mass production.
  • the adhesive film is touch-dry, wherein the adhesive effect of the adhesive film is activated and / or becomes highly viscous by the application of a compressive force and / or by the heating of the adhesive film.
  • a touch-dry or in technical language tack tack-free adhesive film is particularly advantageous because the handling of the adhesive film is much easier. No special precautions must be taken against touching the adhesive film on the elements during the process.
  • the adhesive effect of the adhesive film is activated only by the application of a compressive force and / or by the heating and / or highly viscous, so that the adhesive effect is generated only during the process. This also facilitates the positioning of the elements relative to one another, since unintentional sticking is avoided.
  • the adhesive film has a layer thickness between 10pm and 250pm.
  • a particularly thin adhesive film is particularly advantageous because the amount of material used can be kept very low. In particular, in comparison to conventional adhesive methods in which the adhesive is applied by means of a nozzle in beads, so a significantly reduced adhesive use can be achieved.
  • the particularly thin layer thicknesses can be produced in particular by filler-free adhesives.
  • the adhesive layer between the two elements is particularly thin and is preferably a few nanometers to about 250pm.
  • Very thin layer thicknesses of the adhesive are also advantageous in order to produce very short curing times for the adhesive bonds.
  • the curing time may preferably be in a range of 1 minute to 20 minutes, Particularly preferred are curing times of less than 5 minutes to ensure the highest possibleificatesempempo.
  • the adhesive film is laminated on one of the elements and / or inserted into a recess in one of the elements.
  • the adhesive film can advantageously be adhesively bonded to one of the elements with the aid of a further adhesive or can simply be applied to this. By applying the pressure force and / or by heating, an adhesive bond with both elements is finally produced.
  • the adhesive film is applied to one of the elements over the whole area in the area of the contact surface or that the adhesive film is applied to one of the elements in a tailor-made manner tailored to the respective contact surface.
  • the adhesive film can be applied over the whole area to a region of an element or tailored specifically to the contact surface.
  • Elements with voluminous adhesive film can be produced particularly easily in a scale suitable for mass production.
  • Specially tailored adhesive films can further reduce material usage.
  • a compressive force of 0.005 N / mm 2 and 1 SN / mm 2 is applied to the elements brought into contact with each other for connection. It is particularly advantageous if the pressure force is applied in a heated state. By heating the adhesive film is already softened, whereby a dipping of the elements in the adhesive layer is made possible.
  • the method comprises the following steps:
  • pellet film is softened by the heating, wherein the pellet film of at least one of the elements is at least partially displaced, whereby the layer thickness between the elements after heating is lower than before heating.
  • the method is particularly oriented to the already known method for soldering heat exchangers. In contrast to soldering but no solder material is applied, but only a Kiebstofffolie, which melts at much lower temperatures than the solder material. All connections between the elements of a heat exchanger, which have hitherto been produced by soldering, can also be produced by the proposed adhesive method.
  • An embodiment of the invention relates to a heat exchanger with at least two elements, wherein the heat exchanger is produced by a method already described, wherein the elements through pipes and / or tube sheets and / or plate elements and / or cover elements and / or pipe sockets and / or
  • Rib elements are formed.
  • the adhesive film acts as a complete replacement for a solder used in soldering.
  • the adhesive film can advantageously also be applied to strongly differently shaped elements, so that there are practically no geometric restrictions for the elements to be connected by means of the adhesive film.
  • the adhesive film is formed from an adhesive which consists of at least one component or only one component and can be filled or is free of filler.
  • Suitable fillers are thermally conductive flakes or particles.
  • materials such as boron nitride, aluminum, copper, steel, Mesung, graphite, etc. are used.
  • a filler-free adhesive is particularly advantageous in order to produce the smallest possible layer thickness of the adhesive film.
  • the heat exchanger has at least one flow channel, which can be traversed by a fluid, wherein the flow channel is sealed against the environment by the arranged between the individual elements of the heat transfer adhesive film fluid-tight.
  • flow channels can be generated in a simple manner, which are sealed at their interfaces to other elements of the heat exchanger by the adhesive bond produced.
  • the flow channel itself can be sealed by the adhesive bond, for example, by the flow channel is first generated by the bonding of two elements.
  • the seal against the environment can be done, for example, at the junction between a pipe and a tube sheet, at the junction between two plate elements or the junction between a tube sheet and a collection box forming a lid member.
  • the heat exchanger has at least one tube ", wherein the tube is acted on at least one of its outwardly directed end portions with an adhesive film, wherein the area acted upon by the adhesive film is inserted into a recess of a tube sheet and the adhesive film, the contact surface is at least partially covered between the tube and the tubesheet and forms a fluid-tight seal between the tube and the tubesheet.
  • the tubes may be formed of a metallic material with a high thermal conductivity, while the tubesheet is formed, for example, from a plastic, which has particularly good properties in terms of the absorption of resulting forces.
  • adhesive films compounds can be produced with a high density. Due to the particularly low layer thickness of the adhesive film, the elements can be mounted similar to the solder-plated elements in a soldering process.
  • the heat exchanger is formed from a plurality of stacked plate elements, wherein the plate elements are abutting each other at its edge region and in the contact area an adhesive film between the individual plate elements is arranged and forms a fluid-tight seal between the plate elements.
  • a heat exchanger in stacked disk design can be produced in a simple manner by the use of adhesive films.
  • the plate elements have an adhesive film, in particular in their contact area relative to one another.
  • the heat exchanger has a collecting box, wherein the collecting box is formed from a tube plate and a lid member inserted into a receiving area of the tube plate, wherein in the receiving area of the tube plate an adhesive film is arranged, which the contact surface between the lid member and the tube sheet at least partially covered and forms a fluid-tight seal between the cover member and the tube sheet.
  • the collection box can be produced with the same connection method as the rest of the heat transfer. In this way, individual process steps during production can be saved, making the production easier and less expensive. Nevertheless, a uniform connection quality can be generated at the various connection points. It is also expedient if the heat exchanger has at least one tube which can be flowed through by a first fluid and by a second fluid, wherein at least one rib element is provided on an outwardly directed surface of the tube and / or on an inwardly directed surface of the tube is arranged, which is connected by the adhesive film to the tube.
  • rib elements are also particularly advantageous for rib elements to be connected to the tube inside the tube or to the outer surface of the tube using the adhesive film. This is particularly advantageous to allow for improved heat transfer.
  • the low layer thicknesses of the adhesive film are particularly advantageous in order to produce the highest possible thermal conductivity.
  • the adhesive film is destructible under the action of heat. This is particularly advantageous in order to be able to disassemble the heat exchangers generated after their use in a simple manner and to be able to feed the individual materials used to a recycling cycle.
  • the required temperature level for the destruction of the adhesive layer is preferably clearly above the temperature level, which occurs in regular operation of the heat exchanger. Nevertheless, the required temperature level is well below the temperature level, which is needed to produce a solder joint.
  • Solder joints are produced at temperatures of about 650 ° C.
  • the temperature required for the destruction of the adhesive film is significantly below this temperature level.
  • the melting of the adhesive film can preferably take place in a temperature range from about 100.degree. C. to about 380.degree.
  • the temperature sufficient to destroy the adhesive film is therefore preferably above the melting temperature of the adhesive film and below the usual soldering temperature.
  • the heat exchanger is made of metallic materials and / or of non-metallic materials.
  • the preferably used non-metallic materials include in particular plastics or activated carbon.
  • the metallic materials include, in particular, copper, aluminum, steel and titanium.
  • the adhesive sheet is formed of a thermoplastic material.
  • a thermoplastic material is particularly advantageous because it is very environmentally friendly compared to other adhesives and is easily recyclable.
  • thermoplastic adhesives only minimal minimum storage and processing requirements must be met. For example, no air evacuation must be provided when processing thermoplastic adhesives, since they do not or only to a very small extent outgas.
  • thermoplastic material is also advantageous because it has high media resistance, which increases the life and reliability of the component produced. This is particularly advantageous, in particular with regard to the partially corrosive media in the heat exchangers. It is furthermore particularly advantageous if all connections between the individual elements of the heat exchanger are produced using the adhesive film. This makes uniform processing possible and allows a manufacturing process that is very similar to the ordinary production process of soldered heat exchangers. This makes it easier to adapt an existing production plant to the new technology.
  • soldering process elements can be integrated into the otherwise bonded heat exchanger. Since the soldering temperatures are well above the temperatures for producing an adhesive bond, already soldered elements are not damaged during the gluing process.
  • FIG. 1 is a sectional view through a tube of a heat exchanger and a corrugated fin member, wherein the corrugated fin member is bonded to the outer surface of the tube by means of an adhesive film
  • FIG. 2 is a block diagram for explaining the method of manufacturing a heat exchanger.
  • FIG. 1 shows a sectional view through a heat exchanger 1.
  • the heat exchanger 1 has a tube 2, to which a rib element 3 is connected.
  • the rib element 3 is connected by means of an adhesive layer 4 to the tube 2, wherein the adhesive layer 4 is formed by an adhesive film 4, which is arranged on the outer surface of the tube 2.
  • the adhesive film 4 may be laminated on the tube 2, so be connected with the aid of an adhesive to the tube 2, or simply be placed on the outer surface of the tube 2.
  • the rib element 3 is formed indistinsbeispiei of Figure 1 by a corrugated fin element 3.
  • other fin elements may be provided to increase the outer heat transfer surface area of the tube.
  • FIG. 1 shows only a limited partial view of the heat exchanger 1.
  • the heat exchanger 1 can also have further tubes and rib elements.
  • the tubes can advantageously be added end to end in tube sheets and / or collection boxes.
  • FIG. 1 shows a state in which the rib element 3 rests on the adhesive film 4.
  • the adhesive film 4 is heated, whereby it melts. Since a compressive force acts on the tube 2 and the fin element 3 at the time of heating, part of the adhesive film 4 is displaced by the rib element 3 and / or the tube 2, whereby the layer thickness of the adhesive film 4 is reduced.
  • FIG. 2 shows a block diagram to illustrate the method used to produce a heat exchanger.
  • the adhesive film is applied to at least one of the elements to be bonded together. This can be done by an automated process or manually.
  • the adhesive film can in particular be laminated or inserted into a recess of an element.
  • the elements are brought into abutment with each other. For this purpose, they are positioned relative to each other according to the later desired appearance of the heat exchanger.
  • either only two elements can be positioned against each other or it can be made analogous to the known soldering a complete arrangement of all the heat exchanger block or the heat exchanger forming elements.
  • a compressive force is applied to the relatively arranged elements. This can preferably be done in a device designed for this purpose.
  • the elements and the adhesive film are heated, whereby melting of the adhesive film is achieved.
  • the elements are maintained at a predetermined temperature level for a predetermined period of time to allow for placement of the elements into the layer of adhesive film and ultimately to ensure curing of the adhesive layer.
  • FIG. 1 is exemplary and shows a section of a heat exchanger in tube-fin construction.
  • the exemplary embodiment has no restrictive character, in particular with regard to the applicability of the method to a specific heat exchanger.
  • the block diagram of FIG. 2 is merely exemplary and does not exclude alternative solutions and variations.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Wärmeübertragers mit einer Verbindung zwischen zwei Elementen (2, 3) eines Wärmeübertragers (1), wobei die beiden Elemente (2, 3) an jeweils zumindest einer Kontaktfläche miteinander verbindbar sind, wobei zumindest eines der Elemente (2, 3) im Bereich der jeweiligen Kontaktfläche mit einer Klebstofffolie (4) beaufschlagt ist, wobei die beiden Elemente (2, 3) unter Aufbringung einer Druckkraft miteinander in Anlage gebracht werden und durch die Klebstofffolie (4) eine Klebeverbindung zwischen den Elementen (2, 3) erzeugt wird. Außerdem betrifft die Erfindung einen diesbezüglichen Wärmeübertrager (1).

Description

Verfahren zur Herstellung eines Wärme übertrage
Beschreibung
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Wärmeübertragers. Außerdem betrifft die Erfindung einen Wärmeübertrager.
Stand der Technik
Wärmeübertrager werden eingesetzt, um Wärme zwischen unterschiedlichen Fluiden zu übertragen. Hierzu sind im Stand der Technik Wärmeübertrager unterschiedlicher Bauart bekannt.
Zu den bekannten Bauarten zählen beispielsweise Wärmeübertrager in Rohr- Rippen-Bauweise, Rohrbündelwärmeübertrager oder Wärmeübertrager in Stapelscheibenbauweise. Diesen Wärmeübertragern ist gemein, dass sie von Fluiden durchströmt und/oder umströmt werden und so ein Wärmeübertrag zwischen den beteiligten Fluiden entsteht. Diese bekannten Wärmeübertrager werden unter anderem als Ladeluftkühler, Kühlmittelkühler, Ölkühler oder als Heizkörper etc. verwendet. Wärmeübertrager werden aus metallischen und/oder nichtmetallischen Werkstoffen gefertigt, welche beispielsweise mittels Lötverfahren, Schweiß verfahren, formschlüs- siger Verbindung oder Klebeverfahren miteinander verbunden werden. Zu den Elementen, welche durch Löten, Schweißen oder Kleben miteinander verbunden werden, gehören beispielsweise Rohre, Plattenelemente, Rippenelemente, Rohrböden und Deckelelemente, Zur Verbindung einzelner Elemente mittels eines Lötverfahrens kann entweder nach der Fügung der Elemente ein Lotmaterial aufgebracht werden oder es können bereits mit einem Lot beschichtete Elemente verwendet werden. Unter Einwirkung von Wärme wird das Lotmaterial aufgeschmolzen und durch das anschließende Erstarren des Lotmaterials wird eine dauerhafte Verbindung erzeugt,
Die DE 103 28 274 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines Schichtwärmeübertragers, wobei mehrere Plattenelemente aufeinandergestapelt werden und mit einem Lot versehen werden, Dieser Plattenstapei wird anschließend mechanisch fixiert, bevor schließlich die Plattenelemente miteinander verschweißt und/oder verlö- tet werden,
Die DE 10 2005 048 452 A1 offenbart einen Wärmeübertrager in Stapelscheibenbauweise, wobei der Wärmeübertrager aus einer Mehrzahl von Scheibenelementen besteht, welche aufeinander gestapelt sind. Der Scheibenstapel ist oben und unten durch jeweils eine Grundplatte abgeschlossen. Die einzelnen Scheibenelemente sind miteinander verlötet und bilden innerhalb des Scheibenstapels Strömungskanäle aus, welche von einem oder mehreren Fluiden durchströmbar sind.
Alternativ können einzelne Elemente auch durch Klebe verfahren miteinander ver- bunden werden.
Die DE 10 2008 01 9 556 A1 offenbart beispielsweise ein als Wärmeübertrager fungierendes Bauteil, welches aus einem Stapel stoffschlüssig gefügter Platten erzeugt ist. Außerdem ist ein Verfahren zur Erzeugung des Bauteils offenbart. Die einzelnen Elemente werden zur Verbindung mit einem polymeren Klebstoff beaufschlagt. Anschließend werden sie aufeinandergepresst bis der Klebstoff ausgehärtet ist. Die DE 102 28 697 A1 offenbart ein Verfahren zur Verbindung eines Rohrs aus Metall mit umfangsseitigen Rippen aus einem Nichteisen-MetafI als Bestandteil eines Wärmeübertragers. Die Rippen sind mit dem Rohr durch Kleben verbunden.
Nachteilig an den Vorrichtungen und Verfahren aus dem Stand der Technik ist ins- besondere, dass für die Fixierung der Elemente gegeneinander zum Verlöten und Verschweißen aufwändige Gestelle gefertigt werden müssen, welche jeweils auf einen speziellen Wärmeübertrager ausgelegt sind. Weiterhin müssen die Gestelle den hohen Temperaturen beim Löten beziehungsweise Schweißen standhalten, Die Lötvorgänge für einen Wärmeübertrager dauern oftmals mehrere zehn Minuten bis hin zu mehreren Stunden an und sind zudem sehr energieintensiv. Außerdem sind die verwendeten Lotmaterialien sehr teuer. Vor dem Aufbringen des Lotmaterials ist darüber hinaus eine Reinigung der Oberfläche notwendig. Im Anschluss an das Lötverfahren kann auch eine Reinigung des Wärmeübertragers notwendig wer- den, um überschüssiges Lotmaterial zu entfernen. Lötverfahren und Schweißverfahren sind außerdem nicht zur Verbindung beliebiger Materialien geeignet, wodurch die Materialauswahl für die Elemente des Wärmeübertragers und die möglichen Materialkombinationen stark eingeschränkt werden. Beim Einsatz von Klebstoffen ist nachteilig, dass die Klebstoffe aufwändig auf die zu verklebenden Elemente aufgetragen werden müssen, was beispielsweise durch Spritzvorrichtungen und/oder Sprühvorrichtungen erfolgen kann. Weiterhin sind die so erzeugten Klebeflächen entweder ungleichmäßig mit dem Klebstoff beaufschlagt oder es ist eine sehr große Menge des Klebstoffes aufgetragen, da die Schichtdicken der Klebstoffe teilweise oberhalb von 2mm liegen. Dadurch wird auch die benötigte Aushärtezeit vergrößert, wodurch die Herstellung aufwändiger und kosten intensiver wird.
Darstellung der Erfindung. Aufgabe, Lösung. Vorteile Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Wärmeübertragers zu schaffen, welches gegenüber dem Stand der Technik verbessert ist. Außerdem ist es die Aufgabe der Erfindung einen vorteilhaften Wärmeübertrager zu schaffen. Die Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Wärmeübertragers mit einer Verbindung zwischen zwei Elementen eines Wärme- Übertragers, wobei die beiden Elemente an jeweils zumindest einer Kontaktfläche miteinander verbindbar sind, wobei zumindest eines der Elemente im Bereich der jeweiligen Kontaktfläche mit einer Klebstofffolie beaufschlagt ist, wobei die beiden Elemente unter Aufbringung einer Druckkraft miteinander in Anlage gebracht werden und durch die Klebstofffolie eine Klebeverbindung zwischen den Elementen erzeugt wird.
Es ist besonders vorteilhaft eine Klebstofffolie zu verwenden, da diese einfach handhabbar ist und auf einfache Weise an das jeweilige Element beziehungsweise die Kontaktfläche zwischen den Elementen anpassbar ist. Die Klebstofffolie kann manu- eil oder automatisiert auf eines der Elemente aufgetragen werden. Auch kann es vorteilhaft sein, wenn die Klebstofffolie bereits auf das Ausgangsmaterial der Elemente aufgetragen wird und die Elemente anschließend unter Verwendung von formgebenden Verfahren, wie beispielsweise Prägeverfahren, Schneidverfahren oder Stanzverfahren, erzeugt werden.
Zwischen den Elementen wird vorteilhafterweise durch die Klebstofffolie eine Klebeverbindung erzeugt, welche die gewöhnliche Lötverbindung ersetzt. Das sonst verwendete Lotmaterial wird somit in diesem Verfahren durch die Klebstofffolie ersetzt. Dies ist besonders vorteilhaft, da die Klebstofffolie auch auf unreine Oberflächen, welche beispielsweise mit Fetten, Ölen oder Schmutzpartikeln beaufschlagt sein können, aufgebracht werden kann. Damit kann der sonst beim Einsatz von Lötver- fahren übliche Schritt der Reinigung und Entfettung der Oberflächen der Elemente eventuell entfallen.
Eine Klebstofffolie ist weiterhin besonders vorteilhaft, da sich besonders einfach sehr einheitliche und leicht reproduzierbare Schichtdicken erzeugen lassen. Dies ist ins- besondere hinsichtlich eines automatisierten Herstell prozesses im Rahmen einer Großserienfertigung vorteilhaft.
Auch ist es vorteilhaft, wenn die Klebstofffolie berührtrocken ist, wobei die Klebewirkung der Klebstofffolie durch das Aufbringen einer Druckkraft und/oder durch das Erwärmen der Klebstofffolie aktiviert und/oder hochviskos wird. Eine berührtrockene oder in Fachsprache tackfreie Klebstofffolie ist besonders vorteilhaft, da die Handhabung der Klebstofffolie deutlich erleichtert wird. Es müssen keine besonderen Vorkehrungen gegen ein Berühren der Klebstofffolie auf den Elementen während des Verfahrens getroffen werden. Die Klebewirkung der Klebstofffolie wird erst durch das Aufbringen einer Druckkraft und/oder durch das Erwärmen aktiviert und/oder hochviskos, so dass die Klebewirkung erst während des Verfahrens erzeugt wird. Dies erleichtert auch die Positionierung der Elemente relativ zueinander, da ein unbeabsichtigtes Verkleben vermieden wird . Auch ist es zu bevorzugen, wenn die Klebstofffolie eine Schichtdicke zwischen 10pm und 250pm aufweist. Eine besonders dünne Klebstofffolie ist besonders vorteilhaft, da die verwendete Materialmenge dadurch sehr gering gehalten werden kann. Insbesondere im Vergleich zu herkömmlichen Klebeverfahren, in welchen der Klebstoff mittels einer Düse in Raupen aufgetragen wird, kann so ein deutlich reduzierter Klebstoffeinsatz erreicht werden. Die besonders dünnen Schichtdicken lassen sich insbesondere durch füllstofffreie Klebstoffe erzeugen. In verbundenem Zustand ist die Klebeschicht zwischen den beiden Elementen besonders dünn und beträgt vorzugsweise wenige Nanometer bis ca. 250pm. Sehr dünne Schichtdicken des Klebstoffes sind außerdem vorteilhaft, um sehr kurze Aushärtezeiten für die Klebeverbindungen zu erzeugen. Für thermoplastische Kleb- Stoffe kann die Aushärtezeit bevorzugt in einem Bereich von 1 Minute bis zu 20 Minuten liegen, Besonders bevorzugt sind Aushärtezeiten von unter 5 Minuten, um ein möglichst hohes Prozesstempo zu gewährleisten.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn die Klebstofffolie auf eines der Elemente auf- kaschiert und/oder in eine Aussparung in einem der Elemente eingelegt ist. Die Klebstofffolie kann hierzu vorteilhaft mit einem der Elemente unter Zuhilfenahme eines weiteren Haftmittels verklebt werden oder einfach auf dieses aufgelegt werden. Durch das Aufbringen der Druckkraft und/oder durch das Erwärmen wird schließlich eine Klebeverbindung mit beiden Elementen erzeugt.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Klebstofffolie vollflächig im Bereich der Kontaktfläche auf eines der Elemente aufgetragen ist oder, dass die Klebstofffolie passgenau auf die jeweilige Kontaktfläche zugeschnitten auf eines der Elemente aufgetragen ist.
Je nach Ausgestaltung der Elemente und der tatsächlichen Kontaktfläche zwischen den zu verbindenden Elementen kann die Klebstofffolie vollflächig auf einen Bereich eines Elementes aufgetragen sein oder speziell auf die Kontaktfläche zugeschnitten sein. Elemente mit volifiächiger Klebstofffolie lassen sich besonders einfach in einem für Großserien geeigneten Maßstab herstellen. Durch speziell zugeschnittene Klebstofffolien kann der Materialeinsatz weiter verringert werden.
Auch ist es zweckmäßig, wenn auf die miteinander in Anlage gebrachten Elemente zur Verbindung eine Druckkraft von 0,005N/mm2 und 1 SN/mm2 aufgebracht wird. Be- sonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Druckkraft in einem aufgeheizten Zustand aufgebracht wird. Durch die Aufheizung ist die Klebstofffolie bereits erweicht, wodurch ein Eintauchen der Elemente in die Klebstoffschicht ermöglicht wird.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn das Verfahren die nachfolgenden Schritte um- fasst:
■ Beschichten zumindest eines Elementes mit einer Klebstofffolie, ■ In Anlage bringen der Elemente miteinander,
■ Aufbringen einer Druckkraft auf die Elemente,
■ Erhitzen der Elemente und der in der Kontaktfläche angeordneten Kiebstofffolie,
■ Abkühlen der Elemente und der Kiebstofffolie,
■ Prüfen der Dichtheit der erzeugten Verbindung zwischen den Elementen,
wobei die Kiebstofffolie durch das Aufheizen erweicht wird, wobei die Kiebstofffolie von zumindest einem der Elemente zumindest teilweise verdrängt wird, wodurch die Schichtdicke zwischen den Elementen nach dem Erhitzen geringer ist als vor dem Erhitzen.
Das Verfahren orientiert sich besonders an dem bereits bekannten Verfahren zum Verlöten von Wärmeübertragern. Im Unterschied zu Lötverfahren wird jedoch kein Lotmaterial aufgebracht, sondern lediglich eine Kiebstofffolie, welche bei wesentlich niedrigeren Temperaturen als das Lotmaterial aufschmilzt. Es können alle Verbindungen zwischen den Elementen eines Wärmeübertragers, die bislang durch Löten erzeugt wurden, auch durch das vorgeschlagene Klebe verfahren erzeugt werden.
Hierbei können insbesondere unterschiedliche Materialien auf einfache Weise mitei- nander verbunden werden. Dies ist besonders vorteilhaft bei Materialien, welche stark unterschiedliche Längenausdehnungen bei Temperatureinwirkung aufweisen oder bei Materialien, welche durch die elektrisch leitende Lötverbindung als galvanisches Element wirken können. Die Aufgabe hinsichtlich des Wärmeübertragers wird durch einen Wärmeübertrager mit den Merkmalen von Anspruch 8 gelöst.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager mit zumindest zwei Elementen, wobei der Wärmeübertrager nach einem bereits beschriebenen Verfahren hergestellt ist, wobei die Elemente durch Rohre und/oder Rohrböden und/oder Plattenelemente und/oder Deckelelemente und/oder Rohrstutzten und/oder
Rippenelemente gebildet sind.
Mittels des Klebeverfahrens können alle bekannten Bauformen von Wärmeübertragern erzeugt werden. Die Klebstofffolie wirkt hierbei als vollständiger Ersatz für ein beim Löten verwendetes Lotmaterial. Die Klebefolie kann vorteilhafterweise auch auf stark unterschiedlich ausgeformte Elemente aufgebracht werden, so dass praktisch keine geometrischen Einschränkungen für die mittels der Klebstofffolie zu verbindenden Elemente existiert.
Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn die Klebstofffolie aus einem Klebstoff gebildet ist, welcher aus mindestens einer Komponente oder nur einer Komponente besteht und gefüllt sein kann bzw. füllstofffrei ist. Als Füllstoffe eignen sich hierbei wärmeleitfähi- ge Flocken oder Partikel. Dabei können vorzugsweise Materialien, wie Bornitrid, Aluminium, Kupfer, Stahl, Mesung, Graphit etc. zum Einsatz kommen. Ein füllstofffreier Klebstoff ist besonders vorteilhaft, um eine möglichst geringe Schichtdicke der Klebstofffolie zu erzeugen.
Auch ist es vorteilhaft, wenn der Wärmeübertrager zumindest einen Strömungskanal aufweist, welcher von einem Fluid durchströmbar ist, wobei der Strömungskanal gegenüber der Umgebung durch die zwischen den einzelnen Elementen des Wärme- Übertragers angeordnete Klebstofffolie fluiddicht abgedichtet ist.
Durch die Klebeverbindung können auf einfache Weise Strömungskanäle erzeugt werden, welche an ihren Schnittstellen zu anderen Elementen des Wärmeübertragers durch die erzeugte Klebeverbindung abgedichtet sind. Auch kann der Strö- mungskanal selbst durch die Klebeverbindung abgedichtet werden, indem beispielsweise der Strömungskanal durch das Verkleben zweier Elemente erst erzeugt wird. Die Abdichtung gegenüber der Umgebung kann beispielsweise an der Verbindungsstelle zwischen einem Rohr und einem Rohrboden erfolgen, an der Verbindungsstelle zwischen zwei Plattenelementen oder der Verbindungsstelle zwischen einem Rohrboden und einem einen Sammelkasten bildenden Deckelelement. Auch ist es zu bevorzugen, wenn der Wärmeübertrager zumindest ein Rohr aufweist» wobei das Rohr an zumindest einem seiner nach außen gerichteten Endbereiche mit einer Klebstofffolie beaufschlagt ist, wobei der mit der Klebstofffolie beaufschlagte Bereich in eine Aussparung eines Rohrbodens eingesteckt ist und die Klebstofffolie die Kontaktfläche zwischen dem Rohr und dem Rohrboden zumindest teilweise be- deckt und eine fluiddichte Abdichtung zwischen dem Rohr und dem Rohrboden bildet.
Durch den Einsatz von Klebstofffolien zur Erzeugung der Verbindungen zwischen den Elementen eines Wärmeübertragers kann unter anderem vorteilhafterweise ein Wärmeübertrager in Rohr-Rippen-Bauweise oder ein Rohrbündeiwärmeübertrager erzeugt werden. Besonders vorteilhaft ist, dass durch die Klebeverbindung Elemente aus unterschiedlichen Materialien miteinander verbunden werden können. So können beispielsweise die Rohre aus einem metallischen Werkstoff mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit gebildet sein, während der Rohrboden beispielsweise aus einem Kunststoff gebildet ist, welcher besonders gute Eigenschaften hinsichtlich der Aufnahme von entstehenden Kräften aufweist. Durch den Einsatz von Klebstofffolien können Verbindungen mit einer hohen Dichtheit erzeugt werden. Durch die besonders niedrige Schichtdicke der Klebstofffolie können die Elemente ähnlich den lotplattierten Elementen bei einem Lötverfahren montiert werden.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn der Wärmeübertrager aus einer Mehrzahl von aufeinandergestapelten Plattenelementen gebildet ist, wobei die Plattenelemente an ihrem Randbereich miteinander in Anlage sind und im Anlagebereich eine Klebstofffolie zwischen den einzelnen Plattenelementen angeordnet ist und eine fluiddichte Abdichtung zwischen den Plattenelementen bildet.
Auch ein Wärmeübertrager in Stapelscheibenbauweise lässt sich durch die Verwendung von Klebstofffolien auf einfache Weise erzeugen. Die Plattenelemente weisen hierzu insbesondere in ihrem Kontaktbereich zueinander eine Klebstofffolie auf. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Wärmeübertrager einen Sammelkasten aufweist, wobei der Sammelkasten aus einem Rohrboden und einem in einen Aufnahmebereich des Rohrbodens eingesetzten Deckelelement gebildet ist, wobei in dem Aufnahmebereich des Rohrbodens eine Klebstofffolie angeordnet ist, welche die Kontaktfläche zwischen dem Deckelelement und dem Rohrboden zumindest teilwei- se bedeckt und eine fluiddichte Abdichtung zwischen dem Deckelelement und dem Rohrboden bildet.
Ein solcher Wärmeübertrager ist besonders vorteilhaft, da der Sammelkasten mit dem gleichen Verbindungsverfahren erzeugt werden kann, wie der Rest des Wärme- Übertragers. Auf diese Weise lassen sich einzelne Prozessschritte während der Herstellung einsparen, wodurch die Herstellung einfacher und kostengünstiger wird. Trotzdem kann an den verschiedenen Verbindungsstellen eine gleichmäßige Verbindungsqualität erzeugt werden. Auch ist es zweckmäßig, wenn der Wärmeübertrager zumindest ein Rohr aufweist, welches von einem ersten Fluid durchströmbar und von einem zweiten Fluid umströmbar ist, wobei an einer nach außen gerichteten Fläche des Rohres und/oder an einer nach innen gerichteten Fläche des Rohres zumindest ein Rippenelement angeordnet ist, welches durch die Klebstofffolie mit dem Rohr verbunden ist.
Besonders vorteilhaft können auch Rippenelemente im Inneren des Rohres oder an der Außenfläche des Rohres unter Verwendung der Klebstofffolie mit dem Rohr verbunden werden. Dies ist besonders vorteilhaft, um einen verbesserten Wärme Übertrag zu ermöglichen. Die geringen Schichtdicken der Klebstofffolie sind dabei beson- ders vorteilhaft, um eine möglichst hohe Wärmeleitfähigkeit zu erzeugen.
Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn die Klebstofffolie unter Einwirkung von Wärme zerstörbar ist. Dies ist besonders vorteilhaft, um die erzeugten Wärmeübertrager nach ihrer Nutzung auf einfache Weise zerlegen zu können und die einzelnen ver- wendeten Materialien einem Recyclingkreislauf zuführen zu können. Das benötigte Temperaturniveau zur Zerstörung der Klebeschicht liegt dabei bevorzugt deutlich oberhalb des Temperaturniveaus, weiches im regelmäßigen Betrieb der Wärmeübertrager auftritt. Dennoch liegt das benötigte Temperaturniveau deutlich unterhalb des Temperaturniveaus, welches zur Erzeugung einer Lötverbindung benötigt wird.
Lötverbindungen werden bei Temperaturen von ungefähr 650° C erzeugt. Die zur Zerstörung der Klebstofffolie benötigte Temperatur liegt deutlich unterhalb dieses Temperaturniveaus, Das Aufschmelzen der Klebstofffolie kann bevorzugt in einem Temperaturbereich von ca. 100° C bis ca. 380° C erfolgen. Die zur Zerstörung der Klebstofffolie ausreichende Temperatur liegt daher bevorzugt oberhalb der Aufschmelztemperatur der Klebstofffolie und unterhalb der gewöhnlichen Löttemperatur.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn der Wärmeübertrager aus metallischen Materialien und/oder aus nichtmetallischen Materialien gefertigt ist.
Dies ist vorteilhaft, da insbesondere auch Kombinationen von unterschiedlichen Ma- terialien ermöglicht werden. Hier können beispielsweise Materialien mit stark unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten verwendet werden, da die zur Erzeugung der Verbindung benötigten Temperaturen deutlich unterhalb der Temperaturen liegen, die während eines Lötverfahrens auftreten. Dies führt zu einer besseren Dichtwirkung an den Verbindungsstellen, da die wärmeinduzierten Spannungen im Wärmeübertrager deutlich geringer ausfallen.
Zu den vorzugsweise verwendeten nichtmetallischen Materialien zählen insbesondere Kunststoffe oder Aktivkohle. Zu den metallischen Materialien gehören unter anderem insbesondere Kupfer, Aluminium, Stahl und Titan. Besonders vorteilhaft ist wei- terhin, dass sich durch die Verwendung von Klebstofffolien auch Materialien miteinander verbinden lassen, die sich über gewöhnliche Lötverfahren nicht miteinander verbinden lassen. Dadurch wird die Vielfalt der zur Verfügung stehenden Materialien deutlich erhöht. Weiterhin ist es zu bevorzugen, wenn die Klebstofffolie aus einem thermoplastischen Material gebildet ist. Ein thermoplastisches Material ist besonders vorteilhaft, da es im Vergleich zu anderen Klebstoffen sehr umweltfreundlich ist und einfach recyclebar ist. Außerdem müssen für thermoplastische Klebstoffe nur geringe Mindestanforderungen hinsichtlich der Lagerung und Verarbeitung eingehalten werden. So müssen beispielsweise keine Luftabsaugungen beim Verarbeiten von thermoplastischen Klebstoffen vorgese- hen werden, da diese nicht oder nur in sehr geringem Maße ausgasen. Da es sich nicht um einen Gefahrenstoff handelt, können die Klebstoffe oder die mit einem Klebstoff beschichteten Teile auch mit geringen Sicherheitsvorkehrungen gelagert werden. Ein thermoplastisches Material ist außerdem vorteilhaft, da es eine hohe Medienbeständigkeit aufweist, was die Lebensdauer und die Ausfallsicherheit des erzeugten Bauteils erhöht. Insbesondere hinsichtlich der teilweise korrosiven Medien in den Wärmeübertragern ist dies besonders vorteilhaft. Es ist weiterhin insbesondere vorteilhaft, wenn alle Verbindungen zwischen den einzelnen Elementen des Wärmeübertragers unter Verwendung der Klebstofffolie erzeugt werden. Dies macht eine einheitliche Verarbeitung möglich und erlaubt einen Hersteilprozess, der sehr ähnlich zu dem gewöhnlichen Herstellprozess von verlöteten Wärmeübertragern ist. Dies macht es einfacher eine bestehende Produktionsan- läge an die neue Technologie anzupassen.
Weiterhin können zumindest teilweise auch durch ein Lötverfahren erzeugte Elemente in die ansonsten verklebten Wärmeübertrager integriert werden. Da die Löttemperaturen deutlich oberhalb der Temperaturen zur Erzeugung einer Klebeverbindung liegen, werden bereits verlötete Elemente während des Klebevorgangs nicht beschädigt.
Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Figurenbeschreibung beschrieben. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert erläutert. In den Zeichnungen zeigt: Fig. 1 eine Schnittansicht durch ein Rohr eines Wärmeübertragers und ein Wellrippenelement, wobei das Wellrippenelement mittels eines Klebstofffilms an die Außenfläche des Rohres angebunden ist, und Fig. 2 ein Blockdiagramm zur Erläuterung des Verfahrens zur Herstellung eines Wärmeübertragers.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
Die Figur 1 zeigt eine Schnittansicht durch einen Wärmeübertrager 1 . Der Wärmeübertrager 1 weist ein Rohr 2 auf, an welches ein Rippenelement 3 angebunden ist. Das Rippenelement 3 ist mittels einer Klebstoffschicht 4 an das Rohr 2 angebunden, wobei die Klebstoffschicht 4 durch eine Klebstofffolie 4 gebildet ist, welche an der Außenfläche des Rohres 2 angeordnet ist.
Die Klebstofffolie 4 kann auf das Rohr 2 aufkaschiert sein, also unter Zuhilfenahme eines Haftmittels mit dem Rohr 2 verbunden sein, oder einfach auf die Außenfläche des Rohres 2 aufgelegt sein.
Das Rippenelement 3 ist im Ausführungsbeispiei der Figur 1 durch ein Wellrippenelement 3 gebildet. In alternativen Ausführungsformen können auch anderweitig ausgebildete Rippeneiemente vorgesehen werden, um die zum Wärmeübertrag wirksame Außenfläche des Rohres zu erhöhen. In Figur 1 ist nur eine begrenzte Teilansicht des Wärmeübertragers 1 dargestellt. Über die in Figur 1 abgebildeten Elemente kann der Wärmeübertrager 1 auch weitere Rohre und Rippenelemente aufweisen. Auch können die Rohre endseitig vorteilhaft in Rohrböden und/oder Sammelkästen aufgenommen sein. In Figur 1 ist ein Zustand dargestellt, bei welchem das Rippenelement 3 auf der Klebstofffolie 4 aufliegt. Zur Verbindung wird die Klebstofffolie 4 erhitzt, wodurch diese aufschmilzt. Da zum Zeitpunkt der Erhitzung eine Druckkraft auf das Rohr 2 und das Rippenelement 3 wirkt, wird ein Teil der Klebstofffoiie 4 durch das Rippenelement 3 und/oder durch das Rohr 2 verdrängt, wodurch die Schichtdicke der Kleb- stofffolie 4 verringert wird .
Die Figur 2 zeigt ein Blockdiagramm zur Verdeutlichung des zur Herstellung eines Wärmeübertragers verwendeten Verfahrens. In Block 20 wird die Klebstofffolie auf zumindest eines der Elemente, welche miteinander verklebt werden sollen aufgetragen. Dies kann durch ein automatisiertes Verfahren oder manuell erfolgen. Die Klebstofffolie kann insbesondere aufkaschiert werden oder in eine Aussparung eines Elementes eingelegt werden. In Block 21 werden die Elemente miteinander in Anlage gebracht. Hierzu werden sie entsprechend des später gewünschten Aussehens des Wärmeübertragers relativ zueinander positioniert. Hierbei können entweder nur jeweils zwei Elemente gegeneinander positioniert werden oder es kann analog den bekannten Lötverfahren eine vollständige Anordnung aller den Wärmeübertragerblock beziehungsweise den Wärmeübertrager bildenden Elemente vorgenommen werden.
In Block 22 wird auf die relativ zueinander angeordneten Elemente eine Druckkraft aufgebracht. Dies kann vorzugsweise in einer dafür ausgelegten Vorrichtung geschehen. In Block 23 werden die Elemente und die Klebstofffolie erhitzt, wodurch ein Aufschmelzen der Klebstofffolie erreicht wird. Die Elemente werden über einen vorgegebenen Zeitraum auf einem vorgegebenen Temperaturniveau gehalten, um ein Setzen der Elemente in die Schicht der Klebstofffolie hinein zu ermöglichen und schließlich ein Aushärten der Klebstoffschicht zu gewährleisten.
Anschließend erfolgt im Block 24 das Abkühlen der Elemente. Im darauffolgenden Block 25 erfolgt die Dichtheitsprüfung der erzeugten Bauteile. Gegebenenfalls erfoigt hier auch eine notwendige Nacharbeit. Das in Figur 1 gezeigte Ausführungsbeispiel ist beispielhaft und zeigt einen Ausschnitt aus einem Wärmeübertrager in Rohr-Rippen-Bauweise. Das Ausführungsbeispiel weist insbesondere hinsichtlich der Anwendbarkeit des Verfahrens auf einen bestimmten Wärmeübertrager keinen beschränkenden Charakter auf. Auch das Blockdiagramm der Figur 2 ist lediglich beispielhaft und schließt alternative Lö- sungsmöglichkeiten und Variationen nicht aus.

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Herstellung eines Wärmeübertragers mit einer Verbindung zwischen zwei Elementen des Wärmeübertragers (1 ), wobei die beiden Elemente (2, 3) an jeweils zumindest einer Kontaktfläche miteinander verbind bar sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Elemente (2, 3) im Bereich der jeweiligen Kontaktfläche mit einer Klebstofffolie (4) beaufschlagt ist, wobei die beiden Elemente (2, 3) unter Aufbringung einer Druckkraft miteinander in Anlage gebracht werden und durch die Klebstofffolie (4) eine Klebeverbindung zwischen den Elementen (2, 3) erzeugt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Klebstofffolie (4) berührtrocken ist, wobei die Klebewirkung der Klebstofffolie (4) durch das Aufbringen einer Druckkraft und/oder durch das Erwärmen der Klebstofffolie (4) erzeugt wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebstofffolie (4) eine Schichtdicke zwischen 10um und 250pm aufweist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebstofffolie (4) auf eines der Elemente (2, 3) aufkaschiert und/oder in eine Aussparung in einem der Elemente (2, 3) eingelegt ist.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebstofffolie (4) vollflächig im Bereich der Kontaktfläche auf eines der Elemente (2, 3) aufgetragen ist oder, dass die Klebstofffolie (4) passgenau auf die jeweilige Kontaktfläche zugeschnitten auf eines der Elemente (2, 3) aufgetragen ist.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf die miteinander in Anlage gebrachten Elemente (2, 3) zur Verbindung eine Druckkraft von 0,005N/mm2 und 15M/mm2 aufgebracht wird,
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren die nachfolgenden Schritte umfasst:
• Beschichten zumindest eines Elementes (2, 3) mit einer Klebstofffolie
(4),
• In Anlage bringen der Elemente (2, 3) miteinander,
8 Aufbringen einer Druckkraft auf die Elemente (2, 3),
« Erhitzen der Elemente (2, 3) und der in der Kontaktfläche angeordneten Klebstofffolie (4),
■ Abkühlen der Elemente (2, 3) und der Klebstofffolie (4),
■ Prüfen der Dichtheit der erzeugten Verbindung zwischen den Elementen (2, 3),
dadurch gekennzeichnet, dass die Klebstofffolie (4) durch das Aufheizen erweicht wird, wobei die Klebstofffolie (4) von zumindest einem der Elemente (2, 3) zumindest teilweise verdrängt wird, wodurch die Schichtdicke zwischen den Elementen (2, 3) nach dem Erhitzen geringer ist als vor dem Erhitzen.
8. Wärmeübertrager (1 ) mit zumindest zwei Elementen (2, 3), wobei der Wärmeübertrager (1 ) nach einem Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente (2, 3) durch Rohre (2) und/oder Rohrböden und/oder Plattenelemente und/oder Deckelelemente und/oder Rohrstutzten und/oder Rippenelemente (3) gebildet sind.
9. Wärmeübertrager (1 ) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die
Klebstofffolie (4) aus einem Klebstoff gebildet ist, welcher aus mindestens einer Komponente oder aus nur einer Komponente besteht und füllstofffrei oder mit Füllstoffen versehen ist.
10.Wärmeübertrager (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 9, dadurch gekennzeichnet» dass der Wärmeübertrager (1 ) zumindest einen Strömungskanal aufweist, welcher von einem Fluid durchströmbar ist, wobei der Strömungskanal gegenüber der Umgebung durch die zwischen den einzelnen Elementen (2, 3) des Wärmeübertragers (1 ) angeordnete Klebstofffolie (4) fluiddicht abgedichtet ist.
1 1 .Wärmeübertrager (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeübertrager (1 ) zumindest ein Rohr (2) aufweist, wobei das Rohr (2) an zumindest einem seiner nach außen ge- richteten Endbereiche mit einer Klebstofffolie (4) beaufschlagt ist, wobei der mit der Klebstofffolie (4) beaufschlagte Bereich in eine Aussparung eines Rohrbodens eingesteckt ist und die Klebstofffolie (4) die Kontaktfläche zwischen dem Rohr (2) und dem Rohrboden zumindest teilweise bedeckt und eine fluiddichte Abdichtung zwischen dem Rohr (2) und dem Rohrboden bildet.
12. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeübertrager aus einer Mehrzahl von aufeinandergestapelten Plattenelementen gebildet ist, wobei die Plattenelemente an ihrem Randbereich miteinander in Anlage sind und im Anlagebe- reich eine Klebstofffolie zwischen den einzelnen Plattenelementen angeordnet ist und eine fluiddichte Abdichtung zwischen den Plattenelementen bildet.
13. Wärmeübertrager (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeübertrager (1 ) einen Sammelkas- ten aufweist, wobei der Sammelkasten aus einem Rohrboden und einem in einen Aufnahmebereich des Rohrbodens eingesetzten Deckelelement gebildet ist, wobei in dem Aufnahmebereich des Rohrbodens eine Klebstofffolie angeordnet ist, welche die Kontaktfläche zwischen dem Deckelelement und dem Rohrboden zumindest teilweise bedeckt und eine fluiddichte Abdichtung zwischen dem Deckelelement und dem Rohrboden bildet. 14, Wärmeübertrager (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeübertrager (1 ) zumindest ein Rohr (2) aufweist, welches von einem ersten Fluid durchströmbar und von einem zweiten Fluid umströmbar ist, wobei an einer nach außen gerichteten Fläche des Rohres (2) und/oder an einer nach innen gerichteten Fläche des Rohres (2) zumindest ein Rippenelement (3) angeordnet ist, welches durch die Kleb- stofffolie (4) mit dem Rohr (2) verbunden ist. 5. Wärmeübertrager (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebstofffolie (4) unter Einwirkung von Wärme zerstörbar ist. 6. Wärmeübertrager (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeübertrager (1 ) aus metallischen Materialien und/oder aus nichtmetallischen Materialien gefertigt ist.
17. Wärmeübertrager (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebstofffolie (4) aus einem thermoplastischen Material gebildet ist.
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