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DE102023201216A1 - Rohrkörper für einen Wärmeübertrager, Herstellungsverfahren - Google Patents

Rohrkörper für einen Wärmeübertrager, Herstellungsverfahren Download PDF

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DE102023201216A1
DE102023201216A1 DE102023201216.2A DE102023201216A DE102023201216A1 DE 102023201216 A1 DE102023201216 A1 DE 102023201216A1 DE 102023201216 A DE102023201216 A DE 102023201216A DE 102023201216 A1 DE102023201216 A1 DE 102023201216A1
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DE
Germany
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components
pipe body
joining
tubular body
measure
Prior art date
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Pending
Application number
DE102023201216.2A
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English (en)
Inventor
Thomas Feldhege
Alexander Wald
Axel Dolderer
Matthias Gördeler
Hans-Heinrich Angermann
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
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Publication date
Application filed by Mahle International GmbH filed Critical Mahle International GmbH
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Priority to CN202410084903.6A priority patent/CN118500183A/zh
Priority to US18/429,737 priority patent/US20240271891A1/en
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Rohrkörper (1), insbesondere ein Wärmeübertragerrohr (120), für einen Wärmeübertrager, Der Rohrkörper (1) umfasst zwei mittels einer Klebverbindung (5) stoffschlüssig miteinander verbundene Bauteile (2a, 2b), die zusammen einen von einem Kühlmittel (K) durchströmbaren Rohrkörperinnenraum (4) umgeben. Dabei umfasst mindestens eines der Bauteile (2a, 2b) eine Aluminium-Legierung aus der Klasse EN AW-5000, insbesondere AW-5005 oder AW-5005A oder AW-5049 oder AW-5052 oder AW-5754, die einen Magnesium-Anteil von wenigstens 0,5 Gew.-% und höchstens 4 Gew.-% aufweist. Wenigstens ein Bauteil (2a, 2b) weist zumindest im Bereich der Klebverbindung (5) auf seiner Oberfläche (6a, 6b) eine Haftvermittlungsschicht (7a, 7b) auf, die Titan (Ti) und Zirkonium enthält.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Rohrkörper für einen Wärmeübertrager sowie ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Rohrkörpers.
  • Rohrkörper für Wärmeübertrager von Kraftfahrzeugen werden überwiegend aus Aluminium hergestellt; denn Aluminium weist eine geringe Dichte und eine hohe Wärmeleitfähigkeit auf, so dass Aluminium als Werkstoff für Wärmeübertrager für Kraftfahrzeuge bestens geeignet ist.
  • Üblicherweise werden bei der Herstellung von Wärmeübertragern die einzelnen Bauteile miteinander verlötet. Das Löten von Aluminium findet bei Temperaturen von über 400°C statt, so dass erhebliche Energiemengen aufgewendet werden müssen, um die Bauteile auf diese Temperatur zu erwärmen. Durch die Lötwärmebehandlung wird das Aluminium oftmals weichgeglüht, wodurch es an Festigkeit verlieren.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei der Entwicklung von Rohrkörpern für Wärmeübertrager neue Wege aufzuzeigen. Insbesondere soll eine verbesserte Ausführungsform für einen solchen Rohrkörper geschaffen werden, die sich insbesondere durch einfache Herstellbarkeit und einen sparsamen Materialeinsatz bei gleichzeitig langer Lebensdauer auszeichnet.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand der unabhängigen bzw. nebengeordneten Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
  • Grundidee der Erfindung ist demnach, beim stoffschlüssigen Aneinanderfügen zweier Bauteile aus einer Aluminiumlegierung, die nach dem Fügeprozess einen von einem Kühlmedium durchströmbaren Rohrkörper bilden, auf eine Lötverbindung zu verzichten und stattdessen die beiden Bauteile mittels einer Klebverbindung aneinander zu befestigen. Dadurch können Fügetemperaturen von 400°C und mehr, wie diese beim Verlöten auftreten, und eine damit einhergehende Erweichung des Materials der Bauteile vermieden werden.
  • Dies erlaubt es, besagte Bauteile relativ dünnwandig auszugestalten und außerdem als Material für die Bauteile Aluminiumlegierungen zu verwenden, die zwar nach dem Stand der Technik nicht oder nur schwer lötbar sind, aber eine hohe Grundfestigkeit aufweisen und gleichzeitig gut umgeformt werden können, wodurch die typischerweise aus einem Platten- oder Bandmaterial hergestellten Bauteile auf einfache Weise mit der zur Herstellung eines Rohrkörpers erforderlichen geometrischen Formgebung versehen werden können.
  • Erfindungsgemäß ist folglich vorgesehen, dass mindestens eines der Bauteile eine Aluminiumlegierung aus der Klasse EN AW-5000 aufweist, die einen Magnesiumanteil von wenigstens 0,5 Gew.-% und höchstens 4 Gew.-% aufweist. Die Aluminiumlegierungen der EN AW-5000 Klasse zeichnen sich aus durch eine relativ hohe Festigkeit und eine vorzugsweise flächig ausgeprägte, somit nicht tiefengängige oder lokale Korrosionsform. Im Vergleich zu anderen Aluminiumlegierungen, die lokale Korrosionsformen, wie z.B. tiefgängigen Lochfraß bilden können, führt dies zu einer erhöhten Lebensdauer eines derart ausgestalteten Rohrkörpers.
  • Da für eine hohe Lebensdauer des Rohrkörpers unter innerer chemischer, thermischer und mechanischer sowie äußerer korrosiver Belastung auch eine lange Haltbarkeit der Klebverbindung zwischen den zwei Bauteilen sichergestellt sein muss, wird erfindungsgemäß außerdem vorgeschlagen, die Oberfläche von wenigstens einem der beiden Bauteile zumindest im Bereich der Klebverbindung mit einer Haftvermittlungsschicht auszustatten, die Titan und Zirkonium umfasst.
  • Durch Bereitstellung einer solchen Haftvermittlungsschicht wird die Haftungswirkung des verwendeten Klebstoffs an den beiden miteinander verklebten Bauteilen verstärkt und somit die Haltbarkeit der Klebverbindung wie gewünscht deutlich erhöht. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass der Rohrkörper die erforderliche Festigkeit und Haltbarkeit aufweist, um beim Durchströmen mit einem Kühlmittel dem Fluiddruck und dem chemischen und thermischen Angriff des Kühlmediums standhalten zu können. Zum Verkleben der Bauteile kann insbesondere ein thermoplastisches Klebstoffsystem verwendet werden. Vorzugsweise kann ein auf Polyolefine basierendes Klebstoffsystem verwendet werden.
  • Mittels voranstehend beschriebener Maßnahmen wird ein einfach herstellbarer und eine lange Lebensdauer aufweisender Rohrkörper geschaffen.
  • Im Einzelnen umfasst ein erfindungsgemäßer Rohrkörper für einen Wärmeübertrager wenigstens zwei mittels einer Klebverbindung stoffschlüssig miteinander verbundene Bauteile, die vorzugsweise Blechformteile sein können. Die beiden Bauteile umgeben zusammen einen von einem Kühlmittel durchströmbaren Rohrkörperinnenraum. Mindestens eines, vorzugsweise beide der Bauteile, weisen eine Aluminium-Legierung aus der Klasse EN AW-5000, insbesondere AW-5005 oder AW-5005A oder AW-5049 oder AW-5052 oder AW-5754, auf, die einen Magnesium-Anteil von wenigstens 0,5 Gew.-% und höchstens 4 Gew.-% besitzt. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird unter der Formulierung „eine Legierung aufweisen“ verstanden, dass das betreffende Bauteil Material enthält, das aus dieser Legierung besteht.
  • Erfindungsgemäß ist auf einer Oberfläche von wenigstens einem der beiden Bauteile zumindest im Bereich der Klebverbindung eine Haftvermittlungsschicht angeordnet, die sowohl Titan als auch Zirkonium enthält. Bevorzugt gilt dies für beide den Rohrkörper bildenden Bauteile. Besonders bevorzugt kann auch die gesamte Oberfläche von einem oder von beiden Bauteilen eine solche Haftvermittlungsschicht aufweisen. Dies gilt insbesondere, wenn es sich prozesstechnisch als einfacher erweist, die gesamte Oberfläche des betreffenden Bauteils mit einer entsprechenden Beschichtung zu versehen als lediglich einen Oberflächenabschnitt mit begrenzter Erstreckung.
  • Erfindungsgemäß weist die Haftvermittlungsschicht bezüglich Titan und Zirkon jeweils ein Schichtgewicht von wenigstens 3 mg/m2 und höchstens 30 mg/m2 auf.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Haftvermittlungsschicht einen Fluorid-Gehalt von wenigstens 10 Atom-% und höchstens 20 Atom-%, gemessen mittels energiedispersiver Röntgenspektroskopie bei einer Anregungsspannung von 5 kV, oder von wenigstens 3 Atom-% und höchstens 12 Atom-%, gemessen mittels energiedispersiver Röntgenspektroskopie bei einer Anregungsspannung von 20 kV, auf.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform besitzt die Aluminium-Legierung von wenigstens einem der beiden Bauteile des Rohrkörpers einen Mangan-Anteil von höchstens 1 Gew.-%. Durch Beimengung von Mangan kann die Festigkeit des Bauteils erhöht werden. Durch die Begrenzung des Mangan-Anteils auf maximal 1 Gew.-% wird dabei sichergestellt, dass eine zu hohe Festigkeit die Umformbarkeit des Bauteils nicht zu stark herabsetzt.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann wenigstens eines der Bauteile auf einer dem Rohrkörperinnenraum zugewandten Innenseite oder/und auf einer vom Rohrkörperinnenraum abgewandten Außenseite eine als Korrosionsschutz fungierende Plattierung aufweisen. Besagte Plattierung kann eine Aluminium-Legierung aus der Klasse EN AW-1000, insbesondere EN AW-1050A, oder/und EN AW-3000 oder/und EN AW-7000 umfasst oder sein. Aluminiumlegierungen der EN AW-1000 Klasse und der AW-3000 Klasse weisen eine besonders gute Korrosionsbeständigkeit auf. Aluminiumlegierungen der EN AW-1000 Klasse werden auch als „Reinaluminium“ bezeichnet. Solches Aluminium weist zwar in der Regel keine besonders hohe Festigkeit auf. Die Festigkeiten der EN AW-1000 Legierungen sind im walzharten Zustand aber in der Regel für eine Vielzahl von Anwendungen ausreichend sein. Aluminiumlegierungen der AW-7000 besitzen ein zusätzliches Aushärtepotential. Durch Kombination der entsprechenden Klasse kann somit die Plattierung hinsichtlich der zu erzielenden Korrosionsschutzwirkung und der zu erzielenden Festigkeit anwendungsspezifisch eingestellt werden.
  • Ein besonders guter Schutz gegen Korrosion kann des Weiteren erzielt werden, wenn eine Dicke der Plattierung zwischen 2% und 30% einer Bauteildicke des betreffenden Bauteils beträgt und - alternativ oder zusätzlich - die Bauteildicke des betreffenden Bauteils zwischen 0,2 mm und 5 mm beträgt.
  • Besonders zweckmäßig kann die mechanische Festigkeit des Rohrkörpers wenigstens einen der folgenden Werte aufweisen: - 50 bis250 MPa Rp02 und 100 bis 300 MPa Rm und 5% bis 30% Bruchdehnung A50.
  • Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen eines vorangehend erläuterten, erfindungsgemäßen Rohrkörpers, so dass sich die vorangehend erläuterten Vorteile des erfindungsgemäßen Rohrkörpers auf das erfindungsgemäße Verfahren übertragen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst zwei Maßnahme a) und b).
  • In Maßnahme a) werden das erste und das zweite Bauteil als Fügepartner bereitgestellt. Zudem wird in Maßnahme a) eine Haftvermittlungsschicht, die Titan und Zirkonium aufweist, auf der Oberfläche von wenigstens einem der Bauteile zumindest in einer Fügezone aufgebracht, in welcher die beiden Bauteile aneinandergefügt werden sollen.
  • In Maßnahme b) werden die beiden Bauteile mittels eines in der Fügezone aufgebrachten Klebstoffs miteinander verklebt, so dass nach dem Aneinanderfügen bzw. nach dem Verkleben die beiden Bauteile einen von einem Kühlmittel durchströmbaren Rohrkörperinnenraum umgeben. Das Aneinanderfügen bzw. Verkleben erfolgt bei einer Fügetemperatur von höchsten 400°C. Mit anderen Worten, die Fügepartner, also die beiden Bauteile, und der Klebstoff werden, insbesondere in einem Ofen, während des Fügens bzw. Verklebens auf eine Temperatur von höchstens 400°C erwärmt. Eine solche Begrenzung der maximalen Fügetemperatur verhindert ein zu starkes Erweichen der Aluminiumlegierung. Zum Verkleben kann beispielsweise ein thermoplastisches Klebstoffsystem verwendet werden. Vorzugsweise kann ein auf Polyolefine basierendes Klebstoffsystem verwendet werden.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist/sind wenigstens eines, vorzugsweise beide, der in Maßnahme a) bereitgestellten Bauteile (jeweils) ein Blechformteil. Blechformteile können besonders einfach umgebogen werden, wodurch das Bauteil auf vergleichsweise einfache Weise mit der gewünschten geometrischen Formgebung versehen werden kann. Zudem kann im Zuge des Umformens eine vorteilhafte Kaltverfestigung des Bauteils erreicht werden, die bei den zuvor beschriebenen und im Vergleich zu einem Lötprozess niedrigeren Fügetemperaturen weitestgehend erhalten werden kann.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird daher zeitlich zumindest vor Maßnahme b) eine Zusatzmaßnahme z) ausgeführt. Im Zuge dieser Zusatzmaßnahme z) wird zumindest eines der beiden Bauteile bzw. Blechformteile umgeformt, insbesondere umgebogen oder tiefgezogen. Bevorzugt beträgt der Umformgrad beim Umformen höchstens 50%, besonders bevorzugt höchstens 30%.
  • Besonders bevorzugt erfolgt das Fügen bzw. Verkleben in Maßnahme b) bei einer Fügetemperatur von höchstens 200°C.
  • Eine dauerhaft stabile Klebverbindung zwischen den beiden Bauteilen, ohne dass damit eine zu starke Erweichung der Aluminiumlegierung der beiden Fügepartner einhergeht, kann erreicht werden, wenn eine Zeitdauer des Aneinanderfügens bzw. Verklebens in Maßnahme b) höchstens 30 Minuten, vorzugsweise höchstens 15 Minuten beträgt. Diese Zeitdauer schließt ein Verfestigen des Klebstoffs nach dem Fügeprozess nicht mit ein.
  • Zweckmäßig kann als Halbzeug für die in Maßnahme a) bereitgestellten Bauteile Bandmaterial oder Plattenmaterial verwendet werden.
  • Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
  • Es zeigen, jeweils schematisch
    • 1 ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Rohrkörpers in einem Querschnitt,
    • 2 eine Detaildarstellung der 1 im Bereich der Klebverbindung zwischen den beiden Bauteilen des Rohrkörpers der 1,
    • 3 ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Wärmeübertragers mit einer Mehrzahl von erfindungsgemäßen Rohrkörpern,
    • 4 ein das erfindungsgemäße Verfahren beispielhaft illustrierendes Ablaufdiagramm.
  • Die 1 illustriert grobschematisch ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Rohrkörpers 1 für einen in 1 nicht gezeigten Wärmeübertrager 100 (vergleiche hierzu 3). Der Rohrkörper 1 erstreckt sich entlang einer Längsrichtung L. Die 1 zeigt den Rohrkörper 1 in einem Querschnitt senkrecht zu dieser Längsrichtung L. Der Rohrkörper 1 umfasst zwei Bauteile 2a, 2b, die im Beispielszenario Blechformteile 3a, 3b sind. Die beiden Bauteile 2a, 2b bzw. Blechformteile 3a, 3b umgeben zusammen einen Rohrkörperinnenraum 4, der entlang der Längsrichtung L von einem Kühlmittel K durchströmt werden kann. Die beiden Bauteile 2a, 2b bzw. Blechformteile 3a, 3b sind mittels einer in 1 nur grobschematisch angedeuteten Klebverbindung 5 stoffschlüssig miteinander verbunden bzw. aneinander befestigt.
  • Eine Bauteildicke d1, d2 der beiden Bauteile 2a, 2b, welche einer Wandstärke w1, w2 des betreffenden Blechformteils 3a, 3 entspricht, kann zwischen 0,2 mm und 5 mm betragen. Es versteht sich, dass die beiden Bauteile 2a, 2b bzw. Blechformteile 3a, 3b identische oder unterschiedliche Bauteildicken d1, d2 bzw. Wandstärken w1, w2 aufweisen können.
  • Die beiden Bauteile 2a, 2b des Rohrkörpers 1 weisen eine Aluminium-Legierung aus der Klasse EN AW-5000, beispielsweise AW-5005 oder AW-5005A oder AW-5049 oder AW-5052 oder AW-5754, auf, die jeweils einen Magnesium-Anteil, von wenigstens 0,5 Gew.-% und höchstens 4 Gew.-% besitzt.
  • Außerdem kann die Aluminium-Legierung der beiden Bauteile 2a, 2b einen Mangan-Anteil von höchstens 1 Gew.-% aufweisen. Durch Beimengung von Mangan kann die Festigkeit des betreffenden Bauteils 2a bzw. 2b erhöht werden. Durch eine obere Begrenzung des Mangan-Anteils auf maximal 1 Gew.-% wird dabei sichergestellt, dass eine zu hohe Festigkeit die Umformbarkeit des Bauteils 2a, 2b nicht zu stark herabsetzt. Es versteht sich, dass die beiden Bauteile 2a, 2b bzw. Blechformteile 3a, 3b bezüglich der genannten Aluminium-Legierung einschließlich des voranstehend erläuterten Magnesium- und Mangananteils identisch, aber auch unterschiedlich aufgebaut sein können. Im Beispiel kann die mechanische Festigkeit des Rohrkörpers 1 wenigstens einen der folgenden Werte aufweist: - 50-250 MPa Rp02; - 100 - 300 MPa Rm; - 5-30% Bruchdehnung A50.
  • Die 2 ist eine Detaildarstellung der 1 im Bereich der Klebverbindung 5. Demnach ist auf den beiden dem jeweils anderen Bauteil 2b, 2a zugewandten Oberflächen 6a, 6b der beiden Bauteile 2a, 2b im Bereich der Klebverbindung 5 jeweils eine Haftvermittlungsschicht 7a, 7b vorgesehen, die Titan und Zirkonium enthält. Der zur Ausbildung der Klebverbindung 5 erforderliche Klebstoff 8 kann in Form einer Klebeschicht 9 sandwichartig zwischen den beiden Haftvermittlungsschichten 7a, 7b angeordnet sein. In einer nicht gezeigten, vereinfachten Variante kann auch auf nur auf einer der beiden Oberflächen 6a, 6b eine solche Haftvermittlungsschicht 7a bzw. 7b vorgesehen sein.
  • Die beiden Haftvermittlungsschichten 7a, 7b enthalten beide Titan und Zirkon mit einem jeweiligen Schichtgewicht von wenigstens 3 mg/m2 und höchstens 30 mg/m2 je Element. Ebenso wird in der jeweiligen Haftvermittlungsschicht 7a, 7b ein Fluoridgehalt von wenigstens 10 Atom-% und höchstens 20 Atom-% mittels energiedispersiver Röntgenspektroskopie bei einer Anregungsspannung von 5 kV eingestellt oder, alternativ dazu, von wenigstens 3 Atom-% und höchstens 12 Atom-% bei einer Anregungsspannung von 20 kV, eingestellt. Die beiden Haftvermittlungsschichten 7a, 7b können bezüglich voranstehend erläuterter Zusammensetzung identisch oder auch unterschiedlich ausgestaltet sein.
  • Im Folgenden wird wieder auf die 1 Bezug genommen. Demnach können die beiden Bauteile 2a, 2b bzw. Blechformteile 3a, 3b sowohl auf einer dem Rohrkörperinnenraum 4 zugewandten Innenseite 10 als auch auf einer vom Rohrkörperinnenraum 4 abgewandten Außenseite 11 eine als Korrosionsschutz 14 fungierende Plattierung 12 bzw. 13 aufweisen. Besagte Plattierung 12 bzw. 13 kann eine Aluminium-Legierung aus der Klasse EN AW-1000, beispielsweise EN AW-1050A, oder/und EN AW-3000 oder/und EN AW-7000, sein. Aluminiumlegierungen der EN AW-1000 Klasse und der AW-3000 Klasse weisen eine besonders gute Korrosionsbeständigkeit auf. Aluminiumlegierungen der EN AW-1000 Klasse werden auch als „Reinaluminium“ bezeichnet. Solches Aluminium weist zwar in der Regel keine besonders hohe Festigkeit auf. Die Festigkeiten der EN AW-1000 Legierungen sind im walzharten Zustand aber in der Regel für eine Vielzahl von Anwendungen ausreichend. Aluminiumlegierungen der AW-7000 besitzen zudem ein zusätzliches Aushärtepotential. Durch Kombination der entsprechenden Klassen kann somit die jeweilige Plattierung 12, 13 hinsichtlich der zu erzielenden Korrosionsschutzwirkung und der zu erzielenden Festigkeit anwendungsspezifisch eingestellt werden. Im Beispielszenario beträgt eine Dicke der Plattierungen 12, 13 jeweils zwischen 2% und 30% der oben beschriebenen Bauteildicke d1 bzw. d2 des betreffenden Bauteils 2a bzw. 2b.
  • Die anhand der 1 und 2 erläuterten Rohrkörper 1 können als sogenannte Wärmeübertragerrohre 120 in einem Wärmeübertrager 100 eingesetzt werden, dessen Aufbau schematisch in der 3 dargestellt ist. Der Wärmeübertrager 100 weist erste Fluidpfade 112 und zweite Fluidpfad 114 auf, die entlang einer Richtung R senkrecht zur Längsrichtung L abwechselnd nebeneinander angeordnet sind. Somit sind die ersten und zweiten Fluidpfade 112, 114 mediengetrennt und wärmegekoppelt ausgebildet. Dadurch kann Wärme zwischen einem ersten Fluid, das durch den ersten Fluidpfad 112 strömt, und einem zweiten Fluid, das durch den zweiten Fluidpfad 114 strömen kann, wärmeübertragen werden. Die ersten Fluidpfade 112 sind von den einzelnen Rohrkörpern 1 umgeben und durch den Rohrkörperinnenraum 4 der Rohrkörper 1 gebildet. Die zweiten Fluidpfade 114 sind durch Zwischenräume zwischen benachbarten Rohrkörper 1 gebildet, d.h. die Rohrkörper 1 sind entlang der Richtung R im Abstand zueinander angeordnet. Das erste Fluid kann das oben beschriebene Kühlmittel sein.
  • Der Wärmeübertrager 100 weist im Beispiel ein Gehäuse 116 auf, welches einen Wärmeübertragungsraum 118 umschließt. In dem Wärmeübertragungsraum 118 sind der erste Fluidpfad 112 und der zweite Fluidpfad 114 gebildet. Einer der Fluidpfade, beispielsweise der erste Fluidpfad 112, weist mehrere durch erfindungsgemäße Rohrkörper 1 gebildete Wärmeübertragerrohre 120 auf, die als Flachrohre ausgebildet sind. Die Wärmeübertragerrohre 120 bzw. Rohrkörper 1 verbinden eine Einlasskammer 122 fluidisch mit einer Auslasskammer 124. Fluid, das durch den ersten Fluidpfad 112 strömt, kann somit von der Einlasskammer 122 über die Wärmeübertragerrohre 120 zur Auslasskammer 124 strömen.
  • Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand des Ablaufdiagramms der 4 beispielhaft erläutert. Im Beispiel umfasst das Verfahren die drei nacheinander ausgeführten Maßnahmen a), z) und b), wobei es sich bei Maßnahme z) um eine optionale Maßnahme handelt, auf welche in einer vereinfachten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens verzichtet werden kann. In Maßnahme a) werden als Fügepartner das erste und das zweite Bauteil 2a, 2b bereitgestellt, und es wird eine Haftvermittlungsschicht 7a bzw. 7b, die Titan und Zirkonium enthält, auf der Oberfläche 6a, 6b beider Bauteile 2a, 2b in einer Fügezone der jeweiligen Oberfläche 6a, 6b vorgesehen, in welcher die beiden Bauteile 2a, 2b aneinandergefügt werden sollen. Beide bereitgestellten Bauteile 2a, 2b können Blechformteile ein.
  • Danach werden in der optionalen Maßnahme z) beide Bauteile 2a, 2b mittels einer plastischen Deformation, wie z.B. eines Tiefziehens, mit einem Umformgrad von höchstens 50%, besonders bevorzugt von höchstens 30%, umgeformt.
  • Danach werden gemäß Maßnahme b) die beiden Bauteile 2a, 2b mittels eines in der jeweiligen Fügezone auf die betreffende Oberflächen 6a, 6b der beiden Bauteile 2a, 2b aufgebrachten Klebstoffs 8 stoffschlüssig zu einem Rohrkörper 1 gefügt. Somit umgeben nach dem Aneinanderfügen die beiden Bauteile 2a, 2b zusammen einen von einem Kühlmittel durchströmbaren Rohrkörperinnenraum 4. Das Verkleben der beiden Bauteile 2a, 2b erfolgt unter Erwärmung derselben in einem Ofen, bei einer Fügetemperatur von höchstens 400°C, bevorzugt von höchstens 200°C. Der Fügevorgang, bzw. das Verkleben gemäß Maßnahme b) erfolgt im Beispielszenario über eine Zeitdauer von höchstens 30 Minuten, vorzugsweise von höchstens 15 Minuten.

Claims (13)

  1. Rohrkörper (1), insbesondere Wärmeübertragerrohr (120), für einen Wärmeübertrager, - mit zwei mittels einer Klebverbindung (5) stoffschlüssig miteinander verbundenen Bauteilen (2a, 2b), vorzugsweise Blechformteilen (3a, 3b), die zusammen einen von einem Kühlmittel (K) durchströmbaren Rohrkörperinnenraum (4) umgeben, - wobei mindestens eines der Bauteile (2a, 2b) eine Aluminium-Legierung aus der Klasse EN AW-5000, insbesondere AW-5005 oder AW-5005A oder AW-5049 oder AW-5052 oder AW-5754, aufweist, die einen Magnesium-Anteil von wenigstens 0,5 Gew.-% und höchstens 4 Gew.-% besitzt, - wobei wenigstens ein Bauteil (2a, 2b) zumindest im Bereich der Klebverbindung (5) auf seiner Oberfläche (6a, 6b) eine Haftvermittlungsschicht (7a, 7b) aufweist, die Titan (Ti) und Zirkonium (Zr) mit einem Schichtgewicht von jeweils wenigstens 3 und höchstens 30 mg/m2, enthält.
  2. Rohrkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Haftvermittlungsschicht (7a, 7b) einen Fluoridgehalt enthält, welcher, mittels energiedispersiver Röntgenspektroskopie ermittelt, wenigstens 10 Atom-% und höchstens 20 Atom-% bei einer Beschleunigungsspannung von 5kV beträgt oder, alternativ dazu, wenigstens 3 Atom-% und höchstens 12 Atom-% bei einer Beschleunigungsspannung von 20 kV beträgt.
  3. Rohrkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aluminium-Legierung einen Mangan-Anteil von höchstens 1 Gew.-% besitzt.
  4. Rohrkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Bauteile (2a, 2b) auf einer dem Rohrkörperinnenraum (4) zugewandten Innenseite (10) oder/und auf einer vom Rohrkörperinnenraum (4) abgewandten Außenseite (11) eine als Korrosionsschutz fungierende Plattierung (12, 13) aufweist, die eine Aluminium-Legierung aus der Klasse EN AW-1000, insbesondere EN AW-1050A, oder EN AW-3000 oder EN AW-7000 aufweist oder aus wenigstens einer der genannten Aluminium-Legierungen besteht.
  5. Rohrkörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dicke der Plattierung (12, 13) zwischen 2% und 30% einer Bauteildicke (d1, d2) des Bauteils (2a, 2b) mit dieser Plattierung (12, 13) beträgt.
  6. Rohrkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteildicke (2a, 2b) von wenigstens einem der beiden Bauteile (2a, 2b) zwischen 0,2 mm und 5 mm beträgt.
  7. Rohrkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Festigkeit des Rohrkörpers (1) wenigstens einen der folgenden Werte aufweist: - 50 bis 250 MPa Rp02; - 100 bis 300 MPa Rm - 5% bis 30% Bruchdehnung A50.
  8. Verfahren zum Herstellen eines Rohrkörpers (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend die folgenden Maßnahmen: a) Bereitstellen des ersten und zweiten Bauteils (2a, 2b) als Fügepartner und zumindest bereichsweises Aufbringen einer Haftvermittlungsschicht (7a, 7b), die Titan und Zirkonium umfasst, auf der Oberfläche (6a, 6b) von wenigstens einem der Bauteile in einer Fügezone dieser Oberflächen (6a, 6b), in welcher die beiden Bauteile (2a, 2b) aneinandergefügt werden sollen, b) Stoffschlüssiges Aneinanderfügen der beiden Bauteile (2a, 2b) zu dem Rohrkörper (1) mittels eines in der Fügezone auf die Oberfläche (6a, 6b) von zumindest einem Bauteil (a2, 2b) aufgebrachten Klebstoffs, so dass nach dem Aneinanderfügen die beiden Bauteile (2a, 2b) einen von einem Kühlmittel durchströmbaren Rohrkörperinnenraum (4) umgeben, wobei das Verkleben der beiden Bauteile (2a, 2b) unter Erwärmung derselben, insbesondere in einem Ofen, bei einer Fügetemperatur von höchstens 400°C erfolgt.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines, vorzugsweise beide, der in Maßnahme a) bereitgestellten Bauteile (2a, 2b) ein Blechformteil (3a, 3b) ist.
  10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, umfassend die zeitlich zumindest vor Maßnahme b) ausgeführte Zusatzmaßnahme z): z) Umformen, insbesondere Tiefziehen, zumindest eines der beiden Bauteile (2a, 2b), vorzugsweise mit einem Umformgrad von höchstens 50%, besonders bevorzugt von höchstens 30%.
  11. .Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Fügetemperatur in Maßnahme b) höchstens 200°C beträgt.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Fügevorgang, insbesondere das Verkleben, in Maßnahme b) über eine Zeitdauer von höchstens 30 Minuten, vorzugsweise von höchstens 15 Minuten, erfolgt.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass als Halbzeug für die in Maßnahme a) bereitgestellten Bauteile (2a, 2b) Bandmaterial oder Plattenmaterial verwendet wird.
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