AT395689B - Verfahren zum herstellen eines waermetauschers - Google Patents

Description

AT 395 689 B

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Wärmetauschers gemäß dem Oberbegriff dar nebengeordneten Patentansprache.

Solche Wärmetauscher sind aus derUS-PS 3 982 587 für Fahrzeugkühlungen bekannt. Die einzelnen Rohre des Kühlers durchdringen eine Schale, die nach außen ttber das Rohrbündel allseits vorsteht Die Schale ist von einer 5 Haube abgedeckt die mit ihr verschweißt oder verlötet ist Hier ist die Planparallelität der Schale und der Haube eine wichtige Voraussetzung zur Erzielung einwandfreier dichter Verschweißungen, beides ist aber durch den vorangegangenen Tiefziehvorgang nicht immer gegeben.

Aus der DE-OS 2358318ist ein Verfahren zum Herstellen eines Röhrenradiators bekanntgeworden, bei dem um ein Rohrende ein mehrfach abgekantetes Blechteil herumgewickelt wird. Das Rohrende wird nicht geformt sondern 10 bleibt in seiner ursprünglichen Gestalt erhalten.

Weiterhin ist aus der US-PS 4 131 980 ein Herstellungsverfahren für einen Kraftfahrzeug-Treibstofftank bekanntgeworden. Der Tank besteht aus zwei Metallplatten, die beide geprägt sind, so daß sie zwischen sich den eigentlichen Kraftstoffsammelraum einschließen und die an ihren Rändern Flansche aufweisen. Im Bereich der Flansche werden die Ränder des Tanks aneinander geklebt und anschließend gemeinsam mehrfach abgewinkelt 15 Beim erfindungsgemäßen Wärmetauscher stellen sich im Betrieb erheblich höhere Temperaturen ein als bei

Kraftfahrzeugtanks, die in der Regel der Außentemperatur ausgesetzt sind. Daher hat es nicht nahegelegen, eine . geklebte Falzverbindung für einen von einem Brenner beheizten Wärmetauscher in Erwägung zu ziehen. Wärmetauscher nach den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche sind bekannt, sie bestehen aus Kupferoder Edelstahlrohren, die mit Kupfer- oder Edelstahllamellen besetzt sind. Der Lamellenbereich der Rohre wird von 20 einem Gasbrenner beheizt, durch die Rohre wird vom Wärmetauscher zu erhitzendes Wasser geschickt Die einzelnen Rohrstrecken können hydraulisch in Serie und/oder parallel liegen, zur Verbindung der Enden der Rohre sind Umlenkkammem vorgesehen, die wenigstens zwei Rohre miteinander verbinden. Die Umlenkkammem sind aus Edelstahl gefertigt und weisen je eine Schale und eine Haube auf, die beide profiliert sind und die zusammen die Umlenkkammem bilden. Schale und Haube weisen je einen Rand auf, zur Verbindung werden die Ränder plan 25 aufeinandergelegt und verschweißt. Das Schweißen erfolgt im WIG-Verfahren ohne Zusatzwerkstoff, wobei die Schweißelektrode parallel zu der Berührungsfläche der Ränder geführt wird.

Dieses Verfahren hat sich als nachteilig erwiesen, da die Planparallelität der Schale und der Haube eine wichtige Voraussetzung ist, die aber durch den vorangegangenen Tiefziehvorgang nicht immer sichergestellt ist Bei Unebenheiten innerhalb der zu verschweißenden Naht, also der Berührungsfläche der beiden Teile im Bereich dα 30 Ränder, die sich durch einen mehr oder weniger großen Spalt zwischen den durch die I-Naht zu verschweißenden Bauteilrändem niederschlägt, kommt es entweder zu Löchern in der Schweißnaht, oder es werden ganze Strecken mit mehreren Millimetern Länge nicht miteinander dicht verschweißt

Eine weitere Schwierigkeit ist die deckungsgleiche Fixierung von Schale und Haube innerhalb der Spannvorrichtung beim Schweißen. Wenn diebeiden Bauteilränder nicht genau übereinanderliegen,kommteszu sogenannten 35 Überlappfehlem.

Da Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schweißverfahren zu schaffen, das die geschilderten Unzulänglichkeiten nicht mehr aufweist

Zur Lösung der Aufgabe besteht die Erfindung verfahrungsmäßig darin, daß die Ränder nach dem Aneinanderlegen gemeinsam abgewinkelt werden, beziehungsweise alternativ darin, daß sie einzeln abgewinkelt werden. 40 Durch das Abwinkeln ergibt sich, daß entweder die Schale in da Haube oda die Haube in da Schale längs ihrer Ränder gelagert ist, so daß die Lage des einen Bauteils bezüglich des anderen exakt festliegt. Ein etwa vorhandener Spalt zwischen beiden Bauteilen ist irrelevant, da die beiden Teile mindestens am abgewinkelten Teil des Randes dicht aneinanderliegen. Durch entsprechende Maßgestaltung kann abgestimmt werden, daß die beiden Teile stramm ineinanderliegen und daß der Rand des innenliegenden Teils, in aüa Regel da Haube, etwa 0,5 bis 1,5 mm über den 45 Rand des außenliegenden Teiles, meist da Schale hervortritt. Damit ergibt sich eine Schräglage der Elektrode im

Winkel von 10 bis 45°. Es ist altonativ möglich, die beiden Bauteile miteinanda zu vaschweißen, sie können auch miteinanda hartverlötet woden.

In Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die beiden Bauteile miteinander hartverlötet werden.

Hierzu wird ein Lötformteil in Gestalt eina Folie zwischen die beiden Bauteile eingelegt 50 Durch diese Ausgestaltung kann die vormontierte Baugruppe komplett in einem Durchlauflötofen gelötet werden, vorzugsweise in Schutzgasatmosphäre.

Der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Wärmetauscher zeichnet sich nicht nur durch eine leichte undkostengünstigereFertigunggegenüber dem Stand derTechnikaus,sondern auch durch absoluteDichtheit und längere Standfestigkeit 55 Anhand der Figuren der Zeichnung werden im folgenden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung näher oläutot wobei gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Figuren jeweils gleiche Einzelteile bedeuten.

Es zeigen: -2-

Claims (3)

1. AT 395 689 B Figur 1 eine Komplettansicht eines Wärmetauschers, Figur 2 ein Ausführungsbeispiel eines geschweißten Wärmetauschers und Figur 3 ein Ausführungsbeispiel eines gelöteten Wärmetauschers. Der in der Figur 1 dargestellte Wärmetauscher istder Primärwärmetauscher eines gasbeheizten Durchlaufwasser-S heizers oderUmlaufwasserheizers, der von einem nicht dargestellten Gasbrenner beheizt wird. Der Wärmetauscher besteht aus Kupfer· oder Edelstahlrohren (1), die in einem Abstand (2) voneinander parallel zueinander angeordnet sind. Die Wasserrohre sind mit Edelstahl- oder Kupferlamellen (3) besetzt, wobei das Ende des Blockes der Lamellen (3) durch je ein Randstück (4) festgelegt ist, das auch zum Befestigen des Wärmetauschers dient. Die Enden der Rohre ragen durch die Randstücke (4) hindurch und sind durch Umlenkkammem (6) miteinander veibunden. Hierbei 10 besteht die Möglichkeit, daß eine Umlenkkammer jeweils nur zwei Enden von Rohren einschließt, es gibt auch Umlenkkammem, die mehr als zwei Rohre miteinander verbinden. Die Umlenkkammem bestehen aus einer den Rohren zugewendeten Schale (7) und einer den Rohren abgewendeten Haube (8). Schale und Haube sind zwei Bauteile, die längs einer Schweiß* oder Lötnaht (9) miteinander wasserdicht verbunden werden müssen, und zwar in einem stoffschlüssigen Verfahren. Schale und Haube bestehen aus Edelstahl und sind in einem Tiefziehverfahren 15 profiliert, so daß sie einen Innenraum, nämlich die Umlenkkammer begrenzen. Die erste und letzte Umlenkkammer (9,10) beziehungsweise (11) ist mit einem Wasseranschluß (12) beziehungsweise (13) verbunden. Die Figur 2 zeigt nun das Schweißverfahren zum Verbinden von Schale und Haube in einer Haltevorrichtung. Die Haltevorrichtung besteht aus einer Unterlage (14) und einem Anpreßstempel (15). Zwischen beiden ist der umlaufende Rand (16) der Haube (8) und der Schale (7) zusammengedrückt. Der Rand ist hierbei mit einer 20 Abwinkelung (17) versehen, die einen Wert von etwa 90° erreicht Die Abwinkelung kann zur Schale oder zur Haube hin erfolgen. Die innenliegende Haube wird vom Rand der außenliegenden Schale umfaßt und steht um 1/2 bis 1,5 mm vor. Es könnte auch die Haube die Schale umfassen, wichtig ist, daß das umgefaßte Bauteil vorsteht. Eine Schweißelektrode (18) wird dann in einem Winkel von 45 bis 90° entlang der Peripherie des abgebogenen gemeinsamen Randes geführt und verschweißt beide Bauteile. 25 Es ist möglich, Schale und Haube zunächst mit planen Rändern zu versehen und vor dran Schweißen gemeinsam umzubiegen, es ist auch möglich, den Rand von Schale und Haube gesondert abzuwinkeln und erst beide Teile in der Vorrichtung (14/15) ineinanderzulegen und dann zu verschweißen. In jedem Fall ist darauf zu achten, daß die Ränder so gemeinsam oder getrennt abgewinkelt werden, daß Haube und Schale mit ihren Rändern stramm ineinanderfassen, damit eine einwandfreie Linienberührung zum Schweißen vorhanden ist. Selbst wenn im 30 planbleibenden Bereich der Ränder die Schweißung nicht erfolgt, erfolgt sie mindestens am Ende des abgewinkelten Bereiches. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 werden die Ränder von Schale (7) und Haube (8) getrennt abgewinkelt und unter Zwischenfügung einer Lötfolie (19) miteinander hartverlötet. Die Abkantung der Ränder erfolgt nach den gleichen Überlegungen wie beim Ausführungsbeispiel der Figur 2. Es muß nur die Lötfolie einwandfrei zwischen 35 beideRänderpassen.DieLötfolieistalsBandausgebildet,einnochvorstehendesTeildesLötformteilszerlänftbeini Löten. Die drei Teile, Schale (7), Haube (8) und zwischenliegende Lötfolie, ergeben eine Preßpassung, so daß sich die zusammengefügten Teile vor dem Löten nicht mehr ohne weiteres lösen. Die Lötung erfolgt nach dem Hartlötverfahren, es könnte auch ein Weichlöten stattfinden. Die Lötfolie ist als Band ausgebildet. Schale und Haube können beide Formkörper sein, es wäre auch möglich, eines der beiden Teile plan zu gestalten. 40 PATENTANSPRÜCHE 45 1. Verfahren zum Herstellen eines Wärmetauschers mit lamellenbesetzten, ein aufzuheizendes Fluid führenden, von 50 einem Brenner beheizten Rohren, deren Enden über Umlenkkammem miteinander verbunden sind, die aus einer an ihrenRändem miteinanderverbundenen SchaleundHaube bestehen, wobei dieRänder aneinandergelegt unddanach stoffschlüssig miteinander verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder (16) nach dem Aneinanderlegen gemeinsam abgewinkelt werden.
2. 2. Verfahren zum Herstellen eines Wärmetauschers mit lamellenbesetzten, ein aufzuheizendes Fluid führenden von einem Brenner beheizten Rohren, deren Enden über Umlenkkammem miteinander verbunden sind, die aus einer an
3. -3- AT 395 689 B ihren Rändern miteinander verbundenen Schale und Haube bestehen, wobei die Ränder von Schale und Haube aneinandergelegt und stoffschlüssig miteinander verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder (16) von Schale und Haube einzeln abgewinkelt werden. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen -4-