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DE102007033813A1 - Stoffschlüssige Fügverbindung von zwei Aluminiumbauteilen - Google Patents

Stoffschlüssige Fügverbindung von zwei Aluminiumbauteilen Download PDF

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DE102007033813A1
DE102007033813A1 DE102007033813A DE102007033813A DE102007033813A1 DE 102007033813 A1 DE102007033813 A1 DE 102007033813A1 DE 102007033813 A DE102007033813 A DE 102007033813A DE 102007033813 A DE102007033813 A DE 102007033813A DE 102007033813 A1 DE102007033813 A1 DE 102007033813A1
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DE
Germany
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aluminum
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aluminum components
components
cohesive
Prior art date
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Application number
DE102007033813A
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English (en)
Inventor
Dirk E.O. Westerheide
Markus Wimmer
Richard Weizenbeck
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.)
Magna BDW Technologies GmbH
Original Assignee
Magna BDW Technologies GmbH
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Publication date
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine stoffschlüssige Fügverbindung von zwei Aluminiumbauteilen (10, 12), welche in einem jeweiligen Fügbereich (16, 18) miteinander verbunden sind, wobei die Alumiumbauteile (10, 12) zumindest im jeweiligen Fügbereich (16, 18) aus einer jeweiligen Aluminium-Druckgusslegierung bestehen, welche durch eine Lötverbindung, insbesondere durch eine Hartlötverbindung, miteinander gefügt sind.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine stoffschlüssige Fügverbindung von wenigstens zwei Aluminiumbauteilen der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum stoffschlüssigen Fügen von zwei Aluminiumbauteilen der im Oberbegriff des Patentanspruchs 14 angegebenen Art. Schließlich betrifft die Erfindung einen Wärmeübertrager, insbesondere für Fahrzeuge, mit wenigstens zwei Aluminiumbauteilen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 25.
  • Stoffschlüssige Fügverbindungen werden in einem breiten Anwendungsgebiet eingesetzt. Ein Anwendungsgebiet ist dabei das Löten, insbesondere das Hartlöten, welches beispielsweise bereits aus der EP 1 439 367 A1 als bekannt zu entnehmen ist. Dort wird ein Wärmeübertrager in Form eines Kühlers/Wärmetauschers dadurch geschaffen, dass eine Mehrzahl von Bauteilen wie zwei Sammelkästen, eine Vielzahl von Flachrohren, sowie Kältemittelflansche zunächst unter Zuhilfenahme von Hilfs- oder Spannmittel zusammengesetzt und anschließend verlötet werden.
  • Es ist jedoch ersichtlich, dass hierzu insbesondere zum Zusammenstecken und Zusammenfügen eine Vielzahl von Arbeitsschritten erforderlich ist, um den Wärmeübertrager zu schaffen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine stoffschlüssige Fügverbindung und ein Verfahren zum stoffschlüssigen Fügen von wenigstens zwei Aluminiumbauteilen zu schaffen, mit welchen sich in einem breiten Anwendungsgebiet eine besonders einfache, prozesssichere und schnelle Verbindung der beiden Aluminiumbauteile zu einem Gesamtbauteil realisieren lässt.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine stoffschlüssige Fügverbindung sowie ein Verfahren zum stoffschlüssigen Fügen von wenigstens zwei Aluminiumbauteilen mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 bzw. 14 gelöst. Des Weiteren wird diese Aufgabe durch einen Wärmeübertrager mit den Merkmalen des Patentanspruchs 25 gelöst.
  • Bei der erfindungsgemäßen stoffschlüssigen Fügverbindung wird ein gegenüber dem Stand der Technik völlig neuartiger Weg begannen, indem zwei zumindest im jeweiligen Fügbereich aus einer jeweiligen Aluminium-Druckgusslegierung bestehende Aluminiumbauteile eingesetzt werden, welche durch eine Lötverbindung, insbesondere durch eine Hartlötverbindung, miteinander verbunden sind.
  • Durch diese erfindungsgemäßen Maßnahmen eröffnen sich völlig neuartige Möglichkeiten, welche sich beispielsweise in einer einfachen, prozesssicheren und kostengünstigen Herstellung von entsprechenden Gesamtbauteilen niederschlagen. So ist zunächst erkennbar, dass die jeweiligen, an der Fügverbindung beteiligten Aluminiumbauteile äußert einfach hergestellt werden können, da diese aus einer jeweiligen Aluminium-Druckgusslegierung bestehen. Derartige Bauteile können nämlich in hoher Stückzahl auch bei komplexer Geometrie als jeweils einstückige Bauteile hergestellt werden, so dass sich hierdurch zunächst eine einfache Herstellung der an der stoffschlüssigen Fügverbindung beteiligten Aluminiumbauteile realisieren lässt. Im Gegensatz dazu müssen nämlich beispielsweise Wärmeübertrager, wie diese aus der EP 1 439 367 A1 bekannt sind, aus einer weitaus größeren Anzahl von Bauteilen zusammengesetzt werden. Insbesondere die voranschreitenden Fertigungstechnologien bei Aluminium-Druckgusslegierungen ermöglichen es jedoch, eine Vielzahl der bisherigen Einzelbauteile in einem Stück zu gießen bzw. zusammenzufassen.
  • Des Weiteren hat es sich bei der vorliegenden Erfindung ergeben, dass die wenigstens zwei aus Aluminium-Druckgusslegierung bestehenden Aluminiumbauteile äußert zuverlässig und prozesssicher durch Löten, insbesondere durch Hartlöten, miteinander zusammengefügt, bzw. verbunden werden können. Dabei haben sich stoffschlüssige Lötverbindungen ergeben, welche auch erheblichen Belastungen beispielsweise bei der Anwendung bei Wärmeübertragern auf das Beste standhalten. Dabei zeichnen sich die Lötverbindungen insbesondere dadurch aus, dass diese in der Fertigung äußert einfach handhabbar sind und materialbedingte Toleranzen zwischen den beiden Aluminiumbauteilen auf das Beste ausgleichen.
  • Insgesamt ist somit ersichtlich, dass vorliegend eine neuartige stoffschlüssige Fügverbindung geschaffen ist, welche einerseits die Vorteile des Druckgießens von entsprechenden Aluminiumlegierungen mit den Vorteilen der Fügetechnologie des Löten zu verbinden im Stande ist. Hierdurch ergeben sich die gewünschten, einfach und prozesssicher herstellbaren sowie kostengünstigen Gesamtbauteile beispielsweise für Wärmeübertrager.
  • Als im Rahmen der Erfindung mitumfasst ist es dabei zu betrachten, dass die Aluminiumbauteile jeweils zumindest im Fügbereich – also im jeweils an die Fügverbindung bzw. Lötverbindung angrenzenden Bauteilbereich – aus Aluminium-Druckguss bestehen. Dies heißt, dass beispielsweise auch Hybridbauteile mit angestückten oder eingegossenen anderen Bauteilen entsprechend eingesetzt werden können, sofern diese zumindest im jeweiligen Fügbereich seiner jeweiligen Aluminium-Druckgusslegierung bestehen.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich darüber hinaus als vorteilhaft gezeigt, wenn die Aluminiumbauteile zumindest im jeweiligen Fügbereich aus einer jeweiligen Aluminium-Druckgusslegierung mit einem Eisengehalt von kleiner 1,0 Gew.-% Fe bestehen. Hierdurch lässt sich auf einfache Weise eine Fügverbindung unter Zuhilfenahme eines nicht korrosiven Flussmittels schaffen. Ein derartiges, nicht korrosives Flussmittel hat dabei den besonderen Vorteil, dass dieses nicht zwingendermaßen von der geschaffenen Fügverbindung entfernt werden muss.
  • Sollen in weiterer Ausgestaltung der Erfindung Aluminiumbauteile gefügt werden, welche zumindest im jeweiligen Fügbereich aus einer jeweiligen Aluminium-Druckgusslegierung mit einem Eisengehalt von 1,0 bis 2,0 Gew.-% Fe und insbesondere mit einem Eisengehalt von 1,0 bis 1,5 Gew.-% Fe, bestehen, kann es insbesondere unter Zuhilfenahme eines korrosiven Flussmittels erreicht werden. Hierdurch lässt sich ein noch breiteres Anwendungsgebiet auch von Aluminium-Druckgusslegierungen oberhalb eines Eisengehalts von 1,0 Gew.-% Fe erreichen, wobei dann das korrosive Flussmittel bevorzugt von der geschaffenen Fügverbindung beispielsweise mit Wasser oder einer anderen Flüssigkeit abgewaschen bzw. chemisch oder mechanisch entfernt wird.
  • Als zudem vorteilhaft hat es sich gezeigt, die Fügverbindung unter Zuhilfenahme eines Zusatzwerkstoffes bzw. eines Lots auf Aluminiumbasis zu schaffen. Diese Zusatzwerkstoffe bzw. Lote weisen dabei bevorzugt keine oder nur einen geringen Gehalt an Schwermetallen – sowie vorzugsweise einen Aluminiumgehalt von mindestens 70 Gew.-% Al – auf. Derartige Zusatzwerkstoffe bzw. Lote auf Aluminiumbasis haben dabei den besonderen Vorteil, dass deren mechanische Eigenschaften denjenigen der eingesetzten Aluminium-Druckgusslegierungen nahe kommen. Somit kann insgesamt eine äußert belastbare stoffschlüssige Fügverbindung geschaffen werden.
  • Da beim Löten der Grundwerkstoff nicht angeschmolzen werden darf, andererseits jedoch eine besonders gute stoffschlüssige Fügverbindung hergestellt werden soll, hat es sich in weiterer Ausgestaltung der Erfindung als vorteilhaft gezeigt, wenn der Schmelzbereich des Zusatzwerkstoffes bzw. des Lots nahe unterhalb der Soliduslinie der jeweiligen Aluminium-Druckgusslegierungen der Aluminiumbauteile liegt. Dabei wird beispielsweise ein Schmelzbereich gewählt, welcher etwa 0 bis 150°C unterhalb der Soliduslinie der jeweiligen Aluminium-Druckgusslegierung der Aluminiumbauteile liegt. Mit anderen Worten wäre auch eine Temperatur direkt im Bereich der Soliduslinie denkbar.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die beiden Aluminiumbauteile zumindest im jeweiligen Fügbereich im Gusszustand miteinander verlötet sind. Hierdurch kann eine besonders wirtschaftliche Herstellung der stoffschlüssigen Fügverbindung gewährleistet werden. Da die Aluminiumbauteile zumindest in ihrem jeweiligen Fügbereich im Gusszustand vorliegen, wäre es natürlich auch denkbar, die beiden Aluminiumbauteile in anderen Bauteilbereichen partiell wärmezubehandeln, um beispielsweise andere Werkstoffeigenschaften hinsichtlich Härte oder Duktilität zu erreichen.
  • Als weiterhin vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die Aluminiumbauteile zumindest im jeweiligen Fügbereich aus der selben Aluminium-Druckgusslegierung bestehen. Dieses hat den Vorteil eines besonders gleichmäßigen Übergangs im Bereich der stoffschlüssigen Fügverbindung. Darüber hinaus ist es auf einfache Weise möglich, einen passenden Zusatzwerkstoff bzw. ein passendes Lot einzusetzen.
  • Schließlich hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die Aluminiumbauteile im jeweiligen Fügbereich korrespondierende Verbindungsmittel aufweisen, welche nach Art eines Formschlusses miteinander zusammenwirken. Somit wird eine Zentrierung der stoffschlüssigen Fügverbindung erreicht, was zu einer besonders prozesssicheren Herstellung des Gesamtbauteils beiträgt.
  • Die Verbindungsmittel können in weiterer Ausgestaltung der Erfindung als im jeweiligen Fügbereich – beispielsweise im jeweiligen Fügflansch – verlaufende Nut bzw. Feder ausgebildet sein, so dass sich eine umlaufende Zentrierung der beiden Aluminiumbauteile realisieren lässt. Im Bereich der Verbindungsmittel bzw. der jeweiligen Nut und Feder kann darüber hinaus auf einfach Weise der Zusatzwerkstoff bzw. das Lot positioniert werden. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass der Zusatzwerkstoff innerhalb der Nut positioniert wird.
  • Die vorstehend im Zusammenhang mit der stoffschlüssigen Fügverbindung beschriebenen beschriebenen Vorteile gelten in ebensolcher Weise für das erfindungsgemäße Verfahren zum stoffschlüssigen Fügen von zwei Aluminiumbauteilen gemäß Patentanspruch 14. Ebenso sind die beschriebenen Vorteile als Vorteile des Wärmeübertragers gemäß Patentanspruch 25 zu erachten.
  • Als im Rahmen der Erfindung mitumfasst ist es des Weiteren zu betrachten, dass über die Wärmeübertrager hinaus auch andere Bauteile mit einer derartigen stoffschlüssigen Fügverbindung eingesetzt werden können, welche beispielsweise bei Fahrzeugen wie Kraftwagen, Wohnmobilen oder Anhängern Anwendung finden. Das Anwendungsgebiet dieser stoffschlüssigen Fügverbindung ist jedoch nicht auf Fahrzeuge begrenzt. Darüber hinaus wäre es beispielsweise auch denkbar, derartige stoffschlüssige Fügverbindungen bzw. derartige Verfahren zum Fügen von Aluminiumbauteilen in der Heiz- bzw. Wärmetechnik einzusetzen.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:
  • 1 eine schematische und perspektivische Explosionsdarstellung von zwei als Teilschalen ausgebildeten Aluminiumbauteilen eines Wärmeübertragers bzw. Wärmetauschers, welche über jeweilige, als Fügflansche ausgebildete Fügbereiche durch eine stoffschlüssige Fügverbindung in Form einer Hartlötverbindung miteinander zu verbinden sind, wobei die Fügflansche mit Verbindungsmitteln in Form einer umlaufenden Nut bzw. einer umlaufenden Feder versehen sind, durch welche eine Zentrierung bzw. Positionierung der beiden Aluminiumbauteile relativ zueinander erfolgt;
  • 2 eine schematische Schnittansicht durch die Fügbereiche bzw.
  • Fügflansche der beiden, als Teilschalen ausgebildeten Aluminiumbauteile vor dem Verlöten, wobei die Nut innerhalb des einen Fügflansches und die Feder innerhalb des anderen Fügflansches zueinander korrespondiert ausgebildet sind, und wobei in die Nut ein Zuatzwerkstoff eingelegt ist, welcher beim anschließenden Löten die beiden Aluminiumbauteile miteinander verbindet; und in
  • 3 ein Ablaufschema eines Prozessablaufs zur Herstellung der stoffschlüssigen Fügverbindung, welche ein Verfahren zum Herstellen der beiden aus Aluminium-Druckgusslegierung bestehenden Aluminiumbauteile sowie ein Verfahren zum Fügen der beiden Aluminiumbauteile durch eine Lötverbindung umfasst.
  • In 1 sind in einer schematischen und perspektivischen Explosionsdarstellung zwei als Teilschalen ausgebildete Aluminiumbauteile 10, 12 eines Wärmetauschers 14 dargestellt. Die beiden Aluminiumbauteile 10, 12 bestehen vorliegend aus einer jeweiligen Aluminium-Druckgusslegierung, beispielsweise des Typs AlSi9 CU3 (modifiziert). Im vorliegenden Ausführungsbeispiel bestehen die beiden Aluminiumbauteile 10, 12 demzufolge aus einer zumindest weitestgehend identischen Aluminium-Druckgusslegierung. Als im Rahmen der Erfindung mitumfasst ist es jedoch zu betrachten, dass die beiden Aluminiumbauteile 10, 12 auch aus unterschiedlichen Aluminium-Druckgusslegierungen bestehen könnten.
  • Weiterhin festzuhalten ist, dass anstelle der hier vollständig aus Aluminium-Druckgusslegierung hergestellten Aluminiumbauteile 10, 12 auch Hybridbauteile verwendet werden könnten, wobei diese zumindest in einem jeweiligen, als Fügflansch ausgebildeten Fügbereich 16, 18 aus Aluminium-Druckguss bestehen. Mit anderen Worten wäre es also auch denkbar, Hybridbauteile einzusetzen, bei welchen Bauteile anderen Werkstoffes entsprechend eingegossen oder befestigt sind.
  • Des Weiteren ist aus 1 erkennbar, dass die beiden als Fügflansche ausgebildeten Fügbereiche 16, 18 in ihrem Konturverlauf aneinander angepasst sind, so dass die beiden Teilschalen bzw. Aluminiumbauteile 10, 12 miteinander verbunden werden können.
  • Zudem ist aus 1 erkennbar, dass die beiden Aluminiumbauteile 10, 12 an ihren jeweiligen Breitseiten mit Rippen 20, 22 versehen sind, welche dem Wärmeaustausch dienen. Da die beiden Aluminiumbauteile 10, 12 vorliegend aus einer jeweiligen Aluminium-Druckgusslegierung bestehen, können die Rippen 20, 22 in einfacher Weise einstückig angeformt sein. Natürlich wären hier auch andere Gestaltungen denkbar.
  • Auf der den Rippen 20 abgewandten Seite sind eine Mehrzahl von Leitelementen 24 sowie eine Wand 26 einstückig an das korrespondierende Aluminiumbauteil 10 angeformt. Dies ist ebenfalls auf einfache Weise möglich, da das Aluminiumbauteil 10 aus der entsprechenden Aluminium-Druckgusslegierung besteht. Schließlich sind eine Mehrzahl von Anschlüssen 28, 30 an das jeweilige Aluminiumbauteil 10, 12 angeformt, um hierüber einen Einlass und Auslass des jeweiligen, wärmeaustauschenden Mediums zu erreichen.
  • Der Wärmetauscher 14 wird im vorliegenden Fall bei einem Fahrzeug, insbesondere bei einem Wohnmobil oder einem Wohnwagen, eingesetzt. Natürlich ist die nachfolgend beschriebene Anwendung nicht auf Fahrzeuge beschränkt. Vielmehr wäre es auch denkbar, derartige Wärmetauscher in der Heiz- und Wärmetechnik einzusetzen.
  • 2 zeigt in einer schematischen Schnittansicht ausschnittsweise die beiden Fügflansche bzw. Fügbereiche 16, 18. Dabei wird in Zusammenschau mit 1 insbesondere erkennbar, dass der eine Fügflansch bzw. Fügbereich 16 ein Verbindungsmittel in Form einer Nut 32 aufweist, welche vorliegend über den zumindest annähernd kompletten Fügbereich 16 umläuft. Mit der Nut 32 korrespondiert eine Feder 34, welche vom entsprechenden Fügflansch bzw. Fügbereich 18 erhaben in Richtung der Nut 32 bzw. des Fügbereichs 18 absteht. Die Feder 34 ist – entsprechend der Nut 32 – ebenfalls über den zumindest annähernd kompletten Fügbereich 18 umlaufend ausgebildet. Als im Rahmen der Erfindung mitumfasst ist es zu betrachten, dass die Nut 32 bzw. – daran angepasst – die Feder 34 auch nur in Teilbereichen der jeweiligen Fügbereiche 16, 18 vorgesehen sein könnten. Gleichfalls wäre es auch denkbar, andere Verbindungsmittel zu wählen, wie beispielsweise mit Löchern bzw. Sacklöchern korrespondierende Zapfen.
  • Insbesondere aus 2 ist dabei erkennbar, dass die Nut 32 und die Feder 34 in ihrem Querschnitt aneinander angepasst sind. Hierdurch wird eine Zentrierung bzw. Positionierung der beiden Aluminiumbauteile 10, 12 auf im Weiteren noch näher beschriebene Weise erreicht.
  • Die beiden Aluminiumbauteile 10, 12 werden über ihre Fügbereiche 16, 18 durch eine Lötverbindung, vorliegend durch eine Hartlötverbindung, miteinander gefügt bzw. verbunden. Die Fügverbindung erfolgt dabei unter zu Hilfenahme eines Zusatzwerkstoffes 36 auf Aluminiumbasis. Es ist klar, dass auch andere Zusatzwerkstoffe bzw. Lote verwendet werden können.
  • Aus 3 ist erkennbar, dass der Zusatzwerkstoff 36 dabei vor dem Verlöten entsprechend in die Nut 32 eingelegt bzw. eingebracht wird. Demzufolge wird auch klar, dass 2 die beiden Fügbereiche 16, 18 vor dem Verlöten zeigt. Dabei ist die Nut 32 jedoch so tief ausgestaltet, dass sich trotz des eingelegten Zusatzwerkstoffes 36 eine Vorzentrierung – in gewissen Grenzen – der Feder 34 ergibt. Mit anderen Worten ist der Querschnitt der Nut 32 bzw. der Feder 34 entsprechend größer gewählt als derjenige des Zusatzwerkstoffes. Hierdurch wird erreicht, dass die Feder 34 zumindest teilweise in die Nut 32 eintaucht.
  • Der Zusatzwerkstoff 36 ist vorliegend so gewählt, dass dessen Schmelzbereich nahe unterhalb der Soliduslinie der jeweiligen Aluminium-Druckgusslegierungen der beiden Aluminiumbauteile 10, 12 liegt. Unter nahe ist dabei insbesondere ein Temperaturbereich von 0 bis 150°C unterhalb der Soliduslinie der jeweiligen Aluminium-Druckgusslegierungen zu verstehen. Hierdurch wird erreicht, dass einerseits eine besonders gute Fügverbindung erreicht wird, und andererseits ein Aufschmelzen des Grundwerkstoffes der Aluminiumbauteile 10, 12 wirkungsvoll verhindert wird.
  • Die Fügverbindung erfolgt des Weiteren unter Zuhilfenahme eines Flussmittels. Dies kann bevorzugt nicht korrosiv sein, nämlich dann, wenn die Aluminiumbauteile 10, 12 zumindest im jeweiligen Fügbereich 16, 18 aus einer jeweiligen Aluminium-Druckgusslegierung mit einem Eisengehalt von kleiner 1,0 Gew.-% Fe bestehen. Wird hingegen eine Aluminium-Druckgusslegierung mit einem Eisengehalt von 1,0 bis 2,0 Gew.-% Fe, und insbesondere mit einem Eisengehalt von 1,0 bis 1,5 Gew.-% Fe verwendet, so wird beispielsweise ein korrosives Flussmittel eingesetzt. Durch die entsprechende Wahl des Flussmittels wird somit auf bevorzugte Weise ein Auflösen bzw. Reduzieren der Oxidhaut erreicht. Gleichfalls wäre es natürlich auch denkbar, diese Oxidhaut mechanisch zu zerreißen oder abzuheben.
  • Anhand des Ablaufschemas gemäß 3 soll nun der Prozessablauf der Herstellung des Wärmetauschers 14 näher erläutert werden. Der Prozessablauf unterscheidet sich dabei in zwei wesentliche Teilverfahren, nämlich das Gießen bzw. Vorbereiten der beiden Aluminiumbauteile 10, 12 sowie das Verfahren zum stoffflüssigen Fügen der beiden Aluminiumbauteile 10, 12.
  • Um nun auf das Verfahren zum Gießen der beiden Aluminiumbauteile 10, 12 zu kommen, so wird zunächst die Aluminium-Druckgusslegierung entsprechend dem Verfahrensschritt G1 erschmolzen, gemäß dem Verfahrensschritt G2 die Schmelze entgast und in einem Verfahrensschritt G3 beide Aluminiumbauteile 10, 12 entsprechend gegossen. Im Verfahrensschritt G3 des Gießens schließt sich dabei ein Abstanzen bzw. Entfernen der Angösse bzw. Gießrest und – gegebenenfalls – ein Richten der Aluminiumbauteile 10, 12 an. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die Aluminiumbauteile 10, 12 demzufolge in ihrem Gusszustand verlötet. Als im Rahmen der Erfindung mitumfasst ist es jedoch zu betrachten, dass gegebenenfalls eine Wärmebehandlung vor dem Verlöten erfolgen kann. Insbesondere wäre es auch denkbar, die beiden Aluminiumbauteile 10, 12 nur partiell wärmezubehandeln, beispielsweise wenn in einzelnen Teilbereichen eine andere Duktilität oder Härte des jeweiligen Bauteils eingestellt werden soll.
  • Das Verfahren des Fügens der beiden Aluminiumbauteile 10, 12 zu der stoffschlüssigen Fügverbindung umfasst im Wesentlichen die Verfahrensschritte L1 und L2. Im Verfahrensschritt L1 werden insbesondere die Fügbereiche 16, 18 entsprechend gewaschen bzw. von Fetten oder anderen Rückständen befreit. Im Verfahrensschritt 12 erfolgt ein automatisiertes Hartlöten, und zwar vorliegend durch Induktionslöten mittels von Lötzangen. Als im Rahmen der Erfindung mitumfasst ist es jedoch zu betrachten, dass natürlich auch alle anderen gängigen Lötverfahren zum Hartlöten eingesetzt werden können. Es ist insbesondere auch das Heißluftlöten, Laserlöten oder Widerstandslöten denkbar. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel erfolgt dies unter zu Hilfenahme des vorbeschriebenen Zusatzwerkstoffes 36 sowie des entsprechend nicht korrosiven oder korrosiven Flussmittels. Natürlich wäre es auch denkbar, ohne Flussmittel beispielsweise unter Schutzgas oder Vakuum zu löten.
  • Beim Lötvorgang wird der Zusatzwerkstoff 36 dabei so an den Fügbereichen 16, 18 verteilt, dass sich – gemäß 2 – zumindest annähernd ein Formschluss zwischen der Nut 32 und der Feder 34 ergibt.
  • Im Verfahrensschritt 12 kann darüber hinaus eine Dichtigkeitsprüfung des Wärmetauschers 14 zugeordnet sein. Ebenfalls können an das Hartlöten anschließende Verarbeitungsprozesse erfolgen, beispielsweise das Entfernen des Flussmittels.
  • Schließlich wird der Wärmetauscher 14 in einem nachfolgenden Verfahrensschritt V verpackt.
  • Es ist klar, dass die vorliegenden Verfahrensschritte auch anders aufgeteilt sein können oder dass zusätzliche Verfahrensschritte eingeführt werden. Gleichfalls können auch bestimmte Verfahrensschritte weggelassen werden.
  • Als im Rahmen der Erfindung mitumfasst ist es zu betrachten, dass die vorliegend durch Löten, insbesondere durch Hartlöten, geschaffene stoffschlüssige Fügverbindung 14, wenigstens zwei Aluminiumbauteilen 10, 12 auch in anderen technischen Gebieten eingesetzt werden kann.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - EP 1439367 A1 [0002, 0007]

Claims (25)

  1. Stoffschlüssige Fügverbindung von zwei Aluminiumbauteilen (10, 12), welche in einem jeweiligen Fügbereich (16, 18) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Aluminiumbauteile (10, 12) zumindest im jeweiligen Fügbereich (16, 18) aus einer jeweiligen Aluminium-Druckgusslegierung bestehen, welche durch eine Lötverbindung, insbesondere durch eine Hartlötverbindung, miteinander gefügt sind.
  2. Stoffschlüssige Fügverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aluminiumbauteile (10, 12) zumindest im jeweiligen Fügbereich (16, 18) aus einer jeweiligen Aluminium-Druckgusslegierung mit einem Eisengehalt von kleiner 1,0 Gew.-% Fe bestehen.
  3. Stoffschlüssige Fügverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fügverbindung unter Zuhilfenahme eines nicht korrosiven Flussmittels geschaffen ist.
  4. Stoffschlüssige Fügverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aluminiumbauteile (10, 12) zumindest im jeweiligen Fügbereich (16, 18) aus einer jeweiligen Aluminium-Druckgusslegierung mit einem Eisengehalt von 1,0 bis 2,0 Gew.-% Fe, und insbesondere mit einem Eisengehalt von 1,0 bis 1,5 Gew.-% Fe, bestehen.
  5. Stoffschlüssige Fügverbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fügverbindung unter Zuhilfenahme eines korrosiven Flussmittels geschaffen ist.
  6. Stoffschlüssige Fügverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fügverbindung unter Zuhilfenahme eines Zusatzwerkstoffs (36) bzw. eines Lots auf Aluminiumbasis geschaffen ist.
  7. Stoffschlüssige Fügverbindung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzbereich des Zusatzwerkstoffs (36) bzw. des Lots nahe unterhalb der Soliduslinie der jeweiligen Aluminium-Druckgusslegierung der Aluminiumbauteile (10, 12) liegt.
  8. Stoffschlüssige Fügverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Aluminiumbauteile (10, 12) zumindest im jeweiligen Fügbereich (16, 18) im Gusszustand miteinander verlötet sind.
  9. Stoffschlüssige Fügverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Aluminiumbauteile (10, 12) zumindest im jeweiligen Fügbereich (16, 18) aus der selben Aluminium-Druckgusslegierung bestehen.
  10. Stoffschlüssige Fügverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Fügbereiche (16, 18) der Aluminiumbauteile (10, 12) durch Induktionslöten miteinander verbunden sind.
  11. Stoffschlüssige Fügverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Aluminiumbauteile (10, 12) im jeweiligen Fügbereich (16, 18) korrespondierende Verbindungsmittel (32, 34) aufweisen.
  12. Stoffschlüssige Fügverbindung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsmittel als im jeweiligen Fügbereich (16, 18) verlaufende Nut (32) bzw. Feder (34) ausgebildet sind.
  13. Stoffschlüssige Fügverbindung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Verbindungsmitteln, insbesondere zwischen der Nut (32) und der Feder (34), der Zusatzwerkstoff (36) bzw. das Lot eingebracht ist.
  14. Verfahren zum stoffschlüssigen Fügen von zwei Aluminiumbauteilen (10, 12), welche in einem jeweiligen Fügbereich (16, 18) durch eine stoffschlüssige Fügverbindung miteinander verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest im jeweiligen Fügbereich (16, 18) aus einer jeweiligen Aluminium-Druckgusslegierung bestehende Aluminiumbauteile (10, 12) durch eine Lötverbindung, insbesondere durch eine Hartlötverbindung, miteinander gefügt werden.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass Aluminiumbauteile (10, 12) verlötet werden, welche zumindest im jeweiligen Fügbereich (16, 18) aus einer jeweiligen Aluminium-Druckgusslegierung mit einem Eisengehalt von kleiner 1,0 Gew.-% Fe bestehen.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Fügverbindung unter Zuhilfenahme eines nicht korrosiven Flussmittels geschaffen wird.
  17. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass Aluminiumbauteile (10, 12) gefügt werden, welche zumindest im jeweiligen Fügbereich (16, 18) aus einer jeweiligen Aluminium-Druckgusslegierung mit einem Eisengehalt von 1,0 bis 2,0 Gew.-% Fe, und insbesondere mit einem Eisengehalt von 1,0 bis 1,5 Gew.-% Fe, bestehen.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Fügverbindung unter Zuhilfenahme eines korrosiven Flussmittels geschaffen wird.
  19. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Fügverbindung unter Zuhilfenahme eines Zusatzwerkstoffs (36) bzw. eines Lots auf Aluminiumbasis geschaffen wird.
  20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zusatzwerkstoff (36) bzw. ein Lot eingesetzt wird, dessen Schmelzbereich nahe unterhalb einer Soliduslinie der jeweiligen Aluminium-Druckgusslegierung der Aluminiumbauteile (10, 12) liegt.
  21. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Aluminiumbauteile (10, 12) zumindest im jeweiligen Fügbereich (16, 18) im Gusszustand miteinander verlötet werden.
  22. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass Aluminiumbauteile (10, 12) gefügt werden, welche zumindest im jeweiligen Fügbereich (16, 18) aus derselben Aluminium-Druckgusslegierung bestehen.
  23. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Aluminiumbauteile (10, 12) durch Induktionslöten miteinander verbunden werden.
  24. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Verbindungsmitteln, insbesondere zwischen einer Nut (32) und einer Feder (34), des jeweiligen Fügbereichs (16, 18) der Aluminiumbauteile (10, 12) der Zusatzwerkstoff (36) bzw. das Lot eingebracht wird.
  25. Wärmeübertrager, insbesondere für Fahrzeuge, mit zwei Aluminiumbauteilen (10, 12), welche in einem jeweiligen Fügbereich (16, 18) durch eine stoffschlüssige Fügverbindung miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Aluminiumbauteile (10, 12) zumindest im jeweiligen Fügbereich (16, 18) aus einer jeweiligen Aluminium-Druckgusslegierung bestehen, welche durch eine Lötverbindung, insbesondere durch eine Hartlötverbindung, miteinander gefügt sind.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016066471A1 (de) * 2014-10-29 2016-05-06 Robert Bosch Gmbh Herstellungsverfahren von elektronikgehäusen

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69713253T2 (de) * 1996-11-29 2003-01-02 Showa Denko K.K., Tokio/Tokyo Verfahren zum Löten von gegossenen Aluminiumwerkstücken
EP1439367A1 (de) 2003-01-20 2004-07-21 Behr Lorraine S.A.R.L. Wärmeübertrager mit dem Sammelrohr verbundenem Anschlussflansch

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69713253T2 (de) * 1996-11-29 2003-01-02 Showa Denko K.K., Tokio/Tokyo Verfahren zum Löten von gegossenen Aluminiumwerkstücken
EP1439367A1 (de) 2003-01-20 2004-07-21 Behr Lorraine S.A.R.L. Wärmeübertrager mit dem Sammelrohr verbundenem Anschlussflansch

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Schrift der Firma BrazeTec "Hartlöten von Aluminiu m"
Schrift der Firma BrazeTec "Hartlöten von Aluminium"; *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016066471A1 (de) * 2014-10-29 2016-05-06 Robert Bosch Gmbh Herstellungsverfahren von elektronikgehäusen
US11026339B2 (en) 2014-10-29 2021-06-01 Robert Bosch Gmbh Method for producing electronics housings

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