DE1132883B - Verfahren zum Herstellung von Waermeaustauschelementen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Wärmeaustausohelementen, die aus einem Rohr mit einer wendelförmig aufgewickelten, durch Abschmelzen eines vorgewickelten Lötdrahtes mit inneren abgeflachten Windungsteilen mit dem Rohr metallisch verbundenen Drahtwendel bestehen.

Bei der Herstellung von Wärmeaustauschelementen obiger Art ist es bekannt, den zum Befestigen der Drahtwendel auf dem Rohr dienenden Lötdraht neben der Drahtwendel entsprechend schraubenförmig auf das Rohr aufzuwickeln, wobei das Rohr die zum Aufwickeln erforderliche Drehbewegung und ein die Drahtwendel nachliefernder, längsbeweglicher Schlitten die dazu notwendige Vorschubbewegung ausführt. Das Aufwickeln des Lötdrahtes neben der Drahtwendel führt aber zu einer schlechten Lötverbindung, weil hierbei nicht hinreichend gewährleistet ist, daß sich das erweichende Lot durch Kapillarwirkung in die inneren Wandungsteile der Drahtwendel hineinzieht. Hinzu kommt, daß die zwischen den einzelnen, hier unmittelbar nebeneinanderliegenden Schraubengängen der Drahtwendel befindlichen Zwischenräume nicht lotfrei bleiben, wodurch sich eine durchgehende Aufhärtung und Versprödung des an sich elastischen, zumeist aus Kupfer hergestellten Rohres ergibt. Eine solche sich über das ganze Rohr erstreckende Aufhärtung und Versprödung setzt die Biegeelastizität des Rohres wesentlich herab und vergrößert die Gefahr des Einknickens, wodurch die Verbindungsfestigkeit zwischen Rohr und Drahtwendel an den Knickstellen stark gemindert würde. Man hat auch schon versucht, durch Aufrauhen, ζ. Β. Rändeln, der inneren Windungsteile der Drahtwendel oder der Rohroberfläche eine bessere Verbindungsfestigkeit zu erreichen. Zu praktisch befriedigenden Ergebnissen ist man aber auch dabei nicht gekommen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen von Wärmeaustauschelementen zu schaffen, das die obigen Nachteile nicht aufweist und das sich besonders dadurch auszeichnet, daß die danach erzeugten, aus einem Rohr und einer aufgelöteten Drahtwendel bestehenden Wärmeaustauschelemente einen guten Wärmeübergang gewährleisten und sich leicht biegen lassen. Dies wird gemäß der Erfindung im wesentlichen dadurch erreicht, daß die Drahtwendel mit konkav geformten inneren Windungsteilen auf einen Lötstreifen, also ein breitflächiges Lötband, aufgewickelt wird. Vorteilhaft wird dabei der Lötstreifen vor dem Aufwickeln auf das Rohr an seiner Oberfläche mit Kerben versehen und durch ein Lötflüssigkeit enthaltendes Bad hindurchgeführt.

Der mit dem obenerwähnten Herstellungsverfahren Verfahren zum Herstellen
von Wärmeaustauschelementen

Anmelder:
Franciscus Roffelsen, Heimond (Niederlande)

Vertreter: Dr.-Ing. G. Eichenberg

und Dipl.-Ing. H. Sauerland, Patentanwälte,

Düsseldorf, Cecilienallee 76

Franciscus Roffelsen, Heimond (Niederlande),
ist als Erfinder genannt worden

erzielbare Vorteil besteht im wesentlichen darin, daß man an den Verbindungsstellen zwischen der Rohroberfläche und der Drahtwendel besonders gute Festigkeits- und Wärmeübergangsverhältnisse erhält. Dies liegt vor allem daran, daß die inneren, unmittelbar auf dem Lötstreifen aufsitzenden Windungsteile der Drahtwendel zufolge ihrer konkav gekrümmten, d.h. leicht nach innen gebogenen Ausführung den Lötstreifen so breit wie möglich von außen umfassen und beim Niederschmelzen des Lötstreifens eine solche Kapillarwirkung auf das Lot ausüben, daß letzteres vornehmlich an den konkaven Krümmungsstellen der Wendelfüße gesammelt wird, wo es eine innige, vergleichsweise großflächige Befestigung der Wendelwindungsteile auf der Rohroberfläche sicherstellt. Das ist um so mehr der Fall, wenn das Lötband vor seinem Aufwickeln an seiner Oberfläche mit Kerben versehen und danach durch ein Lötflüssigkeit enthaltendes Bad hindurchgeführt wird, so daß es zugleich ausreichende Lötflüssigkeit auf die aufzulötenden Windungsteile der Wendel heranbringt. Darüber hinaus bringt die konkave Ausbildung der inneren Windungsteile der Wendel auch noch den Vorteil, daß die Lotung auf die Verbindungsstellen beschränkt bleibt, das Lot also nur unterhalb der inneren Windungsteile der Drahtwendel liegt. So kann nur an diesen Stellen eine durch das Lötmaterial hervorgerufene Aufhärtung der Rohrwandung auftreten, wodurch eine schraubenförmig verlaufende Rohrversteifung erzielt wird, die einen goßen Knickwiderstand beim Biegen des Rohres ergibt. Demgegenüber bleibt zwischen den einzelnen Schraubengängen der Drahtwendel eine zusammenhängende, lotfreie Schrauben-

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fläche stehen, die — da sie allein durch die Rohrwand gebildet wird — vergleichsweise elastisch und daher gut verformbar ist, so daß das Rohr seine ursprüngliche Biegsamkeit praktisch in vollem Umfange beibehält und sich somit auch noch um kleine Radien •— ohne zu knicken — biegen läßt.

Das Verfahren nach der Erfindung sei an Hand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben. Dabei zeigt

Fig. 1 das Aufwickeln des Lötstreifens und der Drahtwendel auf das Rohr,

Fig. 2 einen axialen Längsschnitt durch das in Wicklung befindliche Wärmeaustauschelement und

Fig. 3 einen teilweisen Querschnitt des Wärmeaustausehelementes.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, wird auf das eine schraubenförmige Bewegung ausführende Rohr 1 zunächst der Lötstreif en2 aufgewickelt. Darüber wird alsdann die aus zahllosen nebeneinanderliegenden Windungen 3 bestehende Drahtwendel 4 gewickelt, und zwar derart, daß sich die Wendel mit ihren jeweils inneren Windungsteilen auf dem Lötstreifen 2 aufsetzt. Letzterer ist an seiner Oberfläche mit Kerben 5 versehen und wird vor seinem Aufwickeln auf das Rohr durch ein (nicht dargestelltes) Lötflüssigkeit enthaltendes Bad hindurchgeführt. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß der Lötstreifen 2, insbesondere an seinen auf der Oberfläche liegenden Kerben 5, ausreichend Lötflüssigkeit mitführt. Die über dem Lötband aufzuwickelnde Drahtwendel 4 ist an ihren inneren Windungsteilen 3' konkav geformt, d. h. nach innen gebogen, wie das aus Fig. 2 hervorgeht. Dadurch ergibt sich zunächst ein einwandfreier Sitz der einzelnen Wendelwindungen auf dem Lötstreifen.

Wird nun nach dem Aufwickeln der Drahtwendel 4 letztere sowie das Rohr erwärmt, so beginnt zunächst in einer Vorwärmzone die Lötflüssigkeit zu kochen, um alsdann in der darauffolgenden Reinigungszone vollständig zu verdampfen. Dabei werden insbesondere die inneren Windungsteile 3' der Drahtwendel von dem Lötflüssigkeitsdampf umspült, mithin für den nachfolgenden Lötvorgang gereinigt bzw. in der bestmöglichen Weise vorbereitet. Da die Beheizung des Rohres und der Wendel so vorgenommen wird, daß sich ein in Richtung der fertigen Wicklungen ansteigendes Temperaturgefälle ergibt, wird schließlich in der Schmelzzone das Lötband niedergeschmolzen. Infolge der konkaven Krümmung der inneren Windungsteile 3' der Drahtwendel vermögen diese wegen ihrer Kapillarwirkung das schmelzende Lot an sich zu saugen, wodurch sich eine innige Lötverbindung zwischen der Wendel und der Rohroberfläche ergibt. Diese wird noch dadurch begünstigt, daß die Drahtwendel 4 während des Aufwickelvorganges unter einer solchen Vorspannung gehalten wird, daß sich ihre inneren, konkav gekrümmten Windungsteile 3' fest auf die Rohroberfläche aufsetzen. Dabei werden die inneren Wandungsteile der Wendel von dem flüssigen Lötmetall gut umspült. Diese Umspülungswirkung wird noch durch die Drehbewegung des Rohres verstärkt, da das sich jeweils an der Unterseite des Rohres zum Ansammeln neigende, flüssige Lötmetall in bezug auf die Windungsteile 3' ständig umläuft, mithin eine gleichmäßige Lötung gewährleistet. An die Schmelzzone schließt sich dann eine Kühlzone an, in der durch Blasluft od. dgl. die Lötstellen gekühlt werden.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zum Herstellen von Wärmeaustauschelementen, die aus einem Rohr mit einer wendelförmig aufgewickelten, durch Abschmelzen eines vorgewickelten Lötdrahtes mit inneren abgeflachten Windungsteilen mit dem Rohr metallisch verbundenen Drahtwendel bestehen, da durch gekennzeichnet, daß die Drahtwendel mit konkav geformten inneren Windungsteilen auf einen Lötstreifen gewickelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lötstreifen vor dem Aufwickeln an der Oberfläche mit Querkerben versehen wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 343 398, 492 757,
927 906;

österreichische Patentschrift Nr. 115172;
schweizerische Patentschrift Nr. 268 229;
französische Patentschrift Nr. 1 012 864;
USA.-Patentschriften Nr. 1994436, 2494286.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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