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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Erfindungsgebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Auftragen von Flussmittel
beim Hartlöten
von Aluminium oder einer Aluminiumlegierung (hier insgesamt als „Aluminiummaterial" bezeichnet) und
wird auf die Herstellung verschiedener Erzeugnisse (z. B. eines
Kühlers
oder eines Kondensators) angewandt.
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Aus WO 95/08403 ist eine Lötvorrichtung
bekannt, die sich zum Auftragen einer Flussmittelschicht eignet
und umfasst: ein Paar Zuführrollen,
die in entgegengesetzte Richtungen gedreht werden, während sie
miteinander in Kontakt bleiben; einen Einlassabschnitt, der sich über einem
Kontaktabschnitt zwischen dem Paar Zuführrollen befindet; ein Stauelement,
das sich an den Stirnseiten des Zuführrollenpaares und in Gleitkontakt
mit diesem befindet, um zu verhindern, dass das Beschichtungsmaterial seitlich
aus dem Einlassabschnitt herausfließt; und ein Paar Endlosbänder, die
in einem geforderten Abstand zueinander angeordnet sind, so dass
sie einander gegenüberliegen
und in entgegengesetzte Richtungen gedreht werden. Keine von den
Zuführrollen befindet
sich in Kontakt mit dem Paar Endlosbänder.
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Bei der Herstellung von beispielsweise
einem Wärmetauscher
aus Aluminiummaterial werden Wärmeübertragungsrohre
aus Aluminiummaterial und Kühlrippen
aus einem Aluminiummaterial zusammengebaut, und die Baugruppe wird
in einem Heizofen erwärmt,
wodurch das Lötfüllmetall
(eine Aluminiumlegierung, die 5–16%
Si enthält)
schmilzt, das zuvor zwischen den Wärmeübertragungsrohren und den Kühlrippen
eingebracht worden ist. Die Wärmeübertragungsrohre
und die Rippen werden mit Lötfüllmetall
verlötet.
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Um eine Lötstelle hoher Qualität zwischen den
Wärmeübertragungsrohren
und den Kühlrippen zu
erhalten, wird ein Flussmittel auf Fluoridbasis auf die Abschnitte
der Rohre und Rippen aufgetragen, die miteinander verlötet werden,
so dass ein Oxidfilm aufgebrochen wird, der die Oberfläche des
Aluminiummaterials bedeckt, welches die Wärmeübertragungsrohre und die Kühlrippen
bildet.
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Das Flussmittel auf Fluoridbasis
umfasst 65,6–99,9
Gew.-% KAlF4 und 34,4–0,1 Gew.-% K3AlF6 und ist unter dem Handelsnamen NOCOLOK FLUX
erhältlich.
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Ein Verfahren zum Auftragen dieses
Flussmittels ist in der japanischen Patentschrift Nr. Hei. 1-143796,
Hei. 3-275272 und Hei. 4-322896 oder ähnlichen beschrieben.
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Die japanische Patentschrift Nr.
Hei. 1-143796 beschreibt ein Verfahren, bei dem das Flussmittel
ausschließlich
auf Flächen
aufgetragen werden kann, die eine Beschichtung erforderlich machen,
indem Polybuten als Dispersionsmedium verwendet wird, dessen Viskosität größer ist
als die von Wasser und das bei steigender Temperatur sublimiert.
Die japanische Patentschrift Nr. Hei. 3-275272 beschreibt die industriell
effiziente Herstellung eines Aluminium-Wärmetauschers durch Beschichtung
eines sich bewegenden Beschichtungsbandes mit Flussmittel, das Polybuten
als Dispersionsmedium enthält,
und durch Übertragung
des Flussmittels von dem Beschichtungsband auf die Oberfläche des
Aluminiummaterials.
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Bei keiner dieser Beschichtungen
aus den genannten Patenten wird konkret eine Korrelation zwischen
der Menge an Flussmittel, die Polybuten beigemengt wird, und der
Einrichtung zum Auftragen des Flussmittels offen gelegt. Die Erstere
der Schriften beschreibt lediglich die Menge an Flussmittel, die dem
Polybuten hinzugefügt
wird, enthält
jedoch keine Beschreibung einer Einrichtung zum Auftragen des Flussmittels.
Letztere Patentschrift beschreibt lediglich die Einrichtung zum
Auftragen des Flussmittels und enthält keine Darstellung im Hinblick
auf die Menge des Flussmittels, die dem Polybuten beigegeben wird.
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Weiterhin wird das Beschichtungsmaterial aus
dem oben genannten schlammartigen Flussmittel primär durch
manuellen Auftrag mit einer Bürste aufgebracht.
Dementsprechend wird die Flussmittelmenge, die auf die Oberfläche eines
Elementes aufgetragen wird, ungleichmäßig, wie zum Beispiel auf den
höchsten
Stellen eines gewellten Bauteils im Kern des Wärmetauschers. Weiterhin wird
während dieses
Aufbringungsprozesses Flussmittel verspritzt, wodurch die umliegenden
Einrichtungen verschmutzt werden.
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Bei dem Beschichtungsmaterial, das
durch Hinzufügen
von Flussmittel zu Polybuten entsteht, erhöht sich die Viskosität des Beschichtungsmaterials
mit zunehmender Menge von Flussmittel in dem Beschichtungsmaterial.
Dementsprechend hat das Beschichtungsmaterial, das eine geringe
Menge Flussmittel enthält,
eine geringe Viskosität
und lässt sich
daher zum Aufsprühen
oder Tauchen verwenden. Für
ein Übertragungsverfahren
mit Beschichtungsband eignet sich ein derartiges Beschichtungsmaterial
allerdings nicht. Andererseits hat ein Beschichtungsmaterial, das
eine große
Menge Flussmittel enthält,
eine hohe Viskosität
und lässt
sich daher auf ein Übertragungsverfahren
anwenden, bei dem ein Beschichtungsband als Beschichtungseinrichtung
verwendet wird. Ein solches Beschichtungsmaterial eignet sich jedoch
nicht zum Aufsprühen oder
Tauchen.
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Wie bereits im Zusammenhang mit dem
Verfahren zum Auftragen des Flussmittels beim Hartlöten von
Aluminium erwähnt,
liegt eine enge Korrelation zwischen der Flussmittelmenge, die zu
dem Polybuten hinzugefügt
wird, und der Einrichtung zum Auftragen des Flussmittels vor.
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Der Erfinder der vorliegenden Erfindung stellte
fest, dass die meisten mit Flussmittel zu beschichtenden Flächen schmal
sind und das mit Flussmittel dotierte Beschichtungsmaterial eine
hohe Viskosität
aufweisen muss, damit es nach dem Beschichten an den schmalen Flächen haftet.
Ausgehend von dieser Erkenntnis hat der Erfinder die vorliegende
Erfindung entwickelt.
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Der Kern eines Wärmetauschers, wie beispielsweise
eines Verdampfers oder eines Kondensators in einem Kühlsystem
eines Kraftfahrzeugs, entsteht gewöhnlich durch abwechselndes
Stapeln einer Vielzahl gewellter Außenrippen und einer Vielzahl
flacher Kühlmittelrohre
zu einer Schichtkonstruktion vorgegebener Breite. Nachdem die Enden der
jeweiligen Kühlmittelrohre
des Kerns in die Rohreinführlöcher in
den Wasserbehältern
eingeführt worden
sind, wird ein pulverförmiges
Flussmittel oder eine Flussmittellösung auf den gesamten Kern
aufgesprüht,
wodurch das Flussmittel am Kern haftet. Anschließend wird dieser Kern in einem
Heizofen erwärmt,
so dass die höchsten
Stellen der gewellten Außenrippen
zusammengelötet
werden und die Kühlmittelrohre
mit den Außenrippen
in Kontakt bleiben.
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Flussmittel haftet aber auch auf
Flächen
des Kerns, die nicht miteinander verlötet werden, wodurch Flussmittel
vergeudet wird und die Kosten steigen. Weiterhin wirkt sich das
Verspritzen von Flussmittel negativ auf die Arbeitsumgebung aus
und verschmutzt die umliegenden Einrichtungen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht
in der Schaffung eines Verfahrens zum Auftragen von Flussmittel
beim Verlöten
von Aluminiummaterial, welches das Auftragen von Flussmittel auf lediglich
die mit Flussmittel zu beschichtenden Flächen ermöglicht, das stabile Halten
einer bestimmten Flussmittelmenge gewährleistet, die zum Verlöten in zu
den beschichtenden Bereichen benötigt
wird, und die Zuverlässigkeit
des Lötvorgangs
erhöht.
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Eine andere Aufgabe der Erfindung
besteht in der Schaffung einer Vorrichtung zum Auftragen von Flussmittel,
welche automatisch und gleichmäßig ein
schlammartiges Flussmittel auf die Oberfläche eines Bauteils auftragen
kann und das Beschmutzen der umlie genden Einrichtungen verhindert,
das ansonsten durch das Verspritzen von Flussmittel verursacht werden
würde.
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Noch eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung
besteht in der Schaffung eines Herstellungsverfahrens für einen
Wärmetauscher,
welches die Vergeudung von Flussmittel, die Beeinträchtigung
der Arbeitsumgebung und die Beschmutzung der umliegenden Einrichtungen
verhindert, zu der es ansonsten durch Verspritzen von Flussmittel
kommen würde.
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In Bezug auf ein Verfahren wird die
obige Aufgabe durch den Gegenstand von Anspruch 1 erfüllt.
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Das mit Flussmittel dotierte synthetische Harz
hat eine hohe Viskosität
und kann dauerhaft an Flächen
auf dem Beschichtungsband und auf der Oberfläche des Aluminiummaterials
haften, auf die das synthetische Harz übertragen wird, ohne davon entfernt
zu werden.
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Die zu dem synthetischen Harz hinzugefügte Menge
an Flussmittel wird erhöht,
so dass die zum Löten
erforderliche Menge an Flussmittel mit Hilfe einer geringen Menge
an übertragenem
Beschichtungsmaterial sichergestellt werden kann. Die Menge an synthetischem
Harz, das zu übertragen
ist, kann entsprechend verringert werden, wodurch die Geschwindigkeit
erhöht
wird, mit der das synthetische Harz in einem Sublimationsprozess
vor dem Lötvorgang
sublimiert und somit Energie eingespart wird.
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Das mit Flussmittel dotierte synthetische Harz
wird von den Beschichtungsbändern
auf die Oberfläche
des Aluminiummaterials übertragen,
und folglich wird das synthetische Harz unweigerlich auf die höchsten Stellen
der erhöhten
Teile des Aluminiummaterials aufgetragen, die während der Montage mit dem anderen
Aluminiummaterial in Kontakt zu bringen sind. Daher lässt sich
das Flussmittel auf lediglich jene Flächen auftragen, die einer Beschichtung
bedürfen.
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Wenigstens eine Seite des Beschichtungsbandes,
welche zu dem Aluminiummaterial weist, wird aus einem elastischen
Material hergestellt, das nach Einwirkung einer Druckkraft von dem
Aluminiummaterial während
der Übertragung
des synthetischen Harzes nachgibt.
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Das Beschichtungsband wird während der Übertragung
des synthetischen Harzes durchgebogen, so dass die Flächen des
Aluminiummaterials, die beschichtet werden sollen, mit dem synthetischen Harz
bedeckt werden. Dementsprechend kann das mit Flussmittel dotierte
synthetische Harz dauerhaft von den Beschichtungsbändern auf
die zu beschichtenden Flächen
der Aluminiummaterialien übertragen
werden.
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Im Hinblick auf die Vorrichtung zum
Auftragen des Flussmittels wird die obige Aufgabe durch den Gegenstand
von Anspruch 7 gelöst.
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Vorzugsweise ist jedes der Endlos-Beschichtungsbänder mit
Flussmittelführungen
versehen, um das an der Oberfläche
der Endlos-Beschichtungsbänder
haftende Flussmittel auf einer erforderlichen Breite zu sammeln.
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Vorzugsweise ist das untere Endlos-Beschichtungsband
in Richtung der Einführung
des Bauteils länger
als das obere Endlos-Beschichtungsband, wodurch ein Bauteil-Einlassabschnitt
zur Aufnahme des Bauteils 15 entsteht.
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Das in einem Einlassabschnitt gespeicherte schlammartige
Flussmittel haftet gleichmäßig an den Oberflächen eines
Paares von Zuführrollen,
da sich die Zuführrollen
drehen, und das Flussmittel wird gleichmäßig von der Oberfläche der
Zuführrollen
auf die Oberflächen
eines Paares, bestehend aus einem oberen und unteren Endlos-Beschichtungsband,
die mit den Zuführrollen
in Kontakt bleiben, übertragen. Das
Flussmittel kann gleichmäßig auf
die Oberfläche eines
mit Flussmittel zu beschichtenden Bauteils aufgetragen werden, welches
zwischen dem oberen und unteren Endlos-Beschichtungsband eingeführt wird und
mit diesen in elastischen Kontakt kommt.
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Die Oberfläche des Bauteils lässt sich
mit Flussmittel beschichten, ohne dabei ungleichmäßige Stellen
zu erzeugen, wodurch eine ordnungsgemäße Verlötung des Bauteils ermöglicht wird.
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Wie oben erwähnt, kann das Flussmittel mit Hilfe
des Endlos-Beschichtungsbandes automatisch auf die Oberfläche des
Bauteils aufgetragen werden, wodurch ein Verspritzen von Flussmittel
und das Verschmutzen der umliegenden Einrichtungen verhindert wird.
Das an der Oberfläche
der Endlos-Beschichtungsbänder
haftende Flussmittel wird durch Flussmittelführungen auf einer erforderlichen
Breite gesammelt, so dass eine Verschmutzung der umliegenden Einrichtungen
verhindert wird, die ansonsten durch das Ausbreiten von Flussmittel
auf die Seitenränder
der jeweiligen Endlos-Beschichtungsbänder und durch Herunterlaufen
von selbigen verursacht werden würde.
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Der Bauteil-Einlassabschnitt befindet
sich auf dem unteren Endlos-Beschichtungsband, so dass er sich über das
obere Endlos-Beschichtungsband hinaus in die Richtung erstreckt,
aus der ein Bauteil eingeführt
wird, weshalb das Bauteil ohne weiteres zu dem Bauteil-Einlassabschnitt übertragen werden
kann. Somit kann ein Bauteil problemlos zwischen dem oberen und
dem unteren Endlos-Beschichtungsband eingeführt werden, so dass das Bauteil
effizient mit Flussmittel beschichtet wird.
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Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum Auftragen von Flussmittel sind in den abhängigen Unteransprüchen zur
Vorrichtung definiert.
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Vorzugsweise ist ein Abstand zwischen
einem Paar Andruckplatten in der Nähe der Bauteil-Einlassseite
so eingestellt, dass er größer ist
als die Höhe
des gewellten Bauteils. Vorzugsweise ist das Paar Andruckplatten
vertikal verstellbar.
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Wenn bei der Vorrichtung zum Auftragen
von Flussmittel entsprechend der vorliegenden Ausführungsform
ein gewelltes Bauteil zwischen einem Paar aus einem oberen und einem
unteren Endlos-Beschichtungsband eingeführt wird, werden die Endlos-Beschichtungsbänder bei
einem bestimmten gleichmäßigen Kontaktdruck
in elastischen Kontakt mit den höchsten
Stellen des gewellten Bauteils gebracht und das Flussmittel kann
während
des Zuführens
des gewellten Erzeugnisses in der mit dem Pfeil angegebenen Richtung
gleichmäßig auf
die höchsten
Stellen aufgetragen werden.
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Es wird verhindert, dass das Flussmittel
in ungenügender
oder zu großer
Menge auf die höchsten
Stellen des gewellten Bauteils aufgetragen wird, so dass ein ordnungsgemäßes Löten des
gewellten Bauteils ermöglicht
wird.
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Wie bereits erwähnt, wird mit Hilfe der Andruckplatten
das Paar Endlos-Beschichtungsbänder bei
einem bestimmten gleichmäßigen Kontaktdruck in
federnden Kontakt mit den höchsten
Stellen der gewellten Außenrippen
gebracht, wodurch eine Verformung des gewellten Bauteils verhindert
wird.
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Das Flussmittel kann mit dem Paar
Endlos-Beschichtungsbänder
automatisch auf die höchsten
Stellen des gewellten Bauteils aufgetragen werden, so dass ein Beschmutzen
der umliegenden Einrichtungen verhindert wird, das ansonsten durch
Verspritzen des Flussmittels verursacht werden würde.
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Der Abstand zwischen dem Paar Andruckplatten
in der Nähe
eines Bauteil-Einlassabschnittes wird so eingestellt, dass er größer wird
als die Höhe des
gewellten Bauteils, damit ein sanftes Einführen des gewellten Bauteils
in den Zwischenraum zwischen den gegenüberliegenden Oberflächen des Paares
Endlos-Beschichtungsbänder
ermöglicht
wird und ein ungehinderter Flussmittelauftrag erfolgt.
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Die Andruckplatten sind vertikal
verstellbar. Die vertikale Verstellung der Andruckplatten ermöglicht eine
angemessene Steuerung des Kontaktdruckes, mit dem das Paar Endlos-Beschichtungsbänder mit
den höchsten
Stellen der gewellten Rippe in Kontakt gebracht wird, eine Optimierung
der Flussmittelmenge, die auf die höchsten Stellen des gewellten
Bauteils aufgetragen wird, und ein zuverlässiges Vermeiden einer Verformung
des gewellten Bauteils.
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Im Hinblick auf das Verfahren zur
Herstellung eines Wärmetauschers
wird die obige Aufgabe durch den Gegenstand von Anspruch 4 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen
sind in den Unteransprüchen von
Anspruch 4 definiert.
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Das schlammartige Flussmittel wird
zuvor entweder auf die Außenränder der
Rohreinführlöcher in
den Wasserbehältern
oder der Ränder
der Rohre aufgetragen, und während
des Verlötens
der Außenrippen
mit den Rohren durch Erwärmen
im Heizofen werden die Außenränder der
Rohreinführlöcher der Wasserbehälter und
die Enden der jeweiligen Rohre miteinander verlötet.
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Erfindungsgemäß umfasst die Montage des Kerns
eines Wärmetauschers
das Auftragen des schlammartigen Flussmittels ausschließlich auf
die höchsten
Stellen der gewellten Außenrippen,
die abwechselnd mit den Kühlmittelrohren
des Kondensatorkerns übereinander
geschichtet sind und verlötet werden
müssen.
Die Flächen,
die nicht verlötet
werden müssen,
werden nicht mit Flussmittel beschichtet, wodurch ein verschwenderischer
Verbrauch des Flussmittels ausgeschlossen und eine vorteilhafte Herstellung
des Kerns zu geringeren Kosten ermöglicht wird.
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Wie bereits erwähnt, wird das Flussmittel 10 lediglich
auf die höchsten
Stellen der Außenrippen 4 aufgetragen.
Weiterhin wird ein schlammartiges Flussmittel verwendet, das ein
Harzmaterial als Dispersionsmedium umfasst, so dass eine Beeinträchtigung
der Arbeitsumgebung und eine Verschmutzung der umliegenden Einrichtungen
verhindert werden, die ansonsten durch Verspritzen des Flussmittels 10 hervorgerufen
werden würde.
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Weiterhin wird das schlammartige
Flussmittel vorher entweder auf die Außenränder der Rohreinführlöcher in
den Wasserbehälter
oder auf die Ränder
der Kühlmittelrohre
aufgetragen, die in die Rohreinführlöcher eingeführt werden.
Gleichzeitig mit dem Verlöten
der Außenrippen
und der Kühlmittelrohre
durch Erwärmen
im Heizofen werden der äußere Rand
jedes Rohreinführloches
der Wasserbehälter
und die Enden der jeweiligen Kühlmittelrohre verlötet, wodurch
die Produktivität
und Effektivität
bei der Herstellung eines Wärmetauschers
erhöht
werden.
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Merkmale und Vorteile der Erfindung
werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
im Zusammenhang mit den beigefügten
Zeichnungen deutlich.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein schematisches Diagramm, das eine Beschichtungsvorrichtung zum
Ausführen
eines Verfahrens zum Auftragen von Flussmittel beim Löten von
Aluminiummaterial nach einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
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2 ist
eine Grafik, die das Verhältnis
zwischen der Konzentration des in dem synthetischen Harz enthaltenen
Flussmittels und der kinetischen Viskosität des mit Flussmittel dotierten
synthetischen Harzes zeigt;
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3 ist
eine Grafik, die die Konzentration des in dem synthetischen Harz
enthaltenen Flussmittels und die aufzutragende Menge an Flussmittel zeigt;
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4 ist
eine Tabelle, die das Verhältnis
zwischen der Leistung eines Wärmetauschers
nach dem Löten,
der Konzentration des in dem synthetischen Harz enthaltenen Flussmittels
und der aufzutragenden Menge Flussmittel zeigt;
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5A–5C zeigen eine Plattierungsplatte, die
das Wärmeübertragungsrohr
des Wärmetauschers
bildet, wobei 5A ein
Grundriss ist; 5B ist
ein Querschnitt entlang der Linie Vb-Vb aus 5A, und 5C ist
ein Querschnitt entlang der Linie Vc-Vc aus 5A;
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6 ist
eine fragmentarische schematische Ansicht einer Beschichtungsvorrichtung
zum Ausführen
eines Verfahrens zum Auftragen von Flussmittel beim Verlöten von
Aluminiummaterial nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung;
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7A und 7B zeigen einen Wärmetauscher,
wobei 7A eine Teil-Vorderansicht
und 7B eine Teil-Seitenansicht
ist;
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8 ist
ein schematischer Seitenaufriss, der eine Vorrichtung zum Auftragen
von Flussmittel nach einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt; und
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9 ist
eine schematische Perspektivansicht, die die Flussmittelauftragungsvorrichtung
entsprechend der Ausführungsform
aus 8 zeigt;
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10 ist
eine schematische, beschreibende Ansicht, die eine Flussmittelauftragungsvorrichtung
nach einer wieder anderen Ausführungsform der
Erfindung zeigt;
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11 ist
ein vergrößerter Querschnitt,
der den Hauptabschnitt der Flussmittelauftragungsvorrichtung nach
der Ausführungsform
aus 10 zeigt;
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12A–12D sind beschreibende Ansichten,
die ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers
zeigen; und
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13 ist
eine beschreibende Ansicht eines Beispiels von einem Wärmetauscher,
der einen erfindungsgemäßen Gegenstand
bildet.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Anhand der beiliegenden Zeichnungen
werden nun erfindungsgemäße Ausführungsfor-men beschrieben.
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1 zeigt
eine Beschichtungsvorrichtung zum Ausführen eines Verfahrens zum Auftragen
von Flussmittel beim Verlöten
von Aluminiummaterial nach einer erfindungsge mäßen Ausführungsform. Entsprechend dem
Beschichtungsverfahren trägt
die Beschichtungsvorrichtung Beschichtungsmaterial, das ein in synthetischem
Harz dispergiertes und mit diesem vermischtes Flussmittel umfasst,
auf ein sich bewegendes Beschichtungsband auf, damit das Beschichtungsmaterial
von dem Beschichtungsband auf die Oberfläche des Aluminiummaterials übertragen
wird.
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Die Beschichtungsvorrichtung umfasst
im Wesentlichen ein Paar Führungsrollen 3a und 3b,
ein Endlos-Beschichtungsband 1a, welches sich zwischen
den Führungsrollen 3a und 3b erstreckt,
ein weiteres Paar Führungsrollen 4a und 4b,
das sich unterhalb der Führungsrollen 3a und 3b gegenüber von ihnen
befindet, und ein Endlos-Beschichtungsband 1b, welches
sich zwischen den Führungsrollen 4a und 4b erstreckt,
ein Paar Zuführrollen 5a und 5b, das über der
Führungsrolle 3a angeordnet
ist, ein Paar Zuführrollen 6a und 6b,
das unterhalb der Führungsrolle 4b angeordnet
ist, und ein Paar Höhensteuerungsplatten 7, 7 zum
Steuern des Abstandes zwischen den Beschichtungsbändern 1a und 1b,
wobei sich eine Platte von diesen innerhalb des Beschichtungsbandes 1a befindet,
so dass das Beschichtungsband 1a zu dem Beschichtungsband 1b gedrückt wird,
und die andere Platte innerhalb des Beschichtungsbandes 1b angeordnet
ist, so dass das Beschichtungsband 1b zu dem Beschichtungsband 1a gedrückt werden
kann.
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Bei der Beschichtungsvorrichtung
aus 1 werden die Führungsrollenpaare 3a, 3b und 4a, 4b und
die Zuführrollenpaare 5a, 5b und 6a, 6b in
die Richtungen gedreht, die in 1 mit
Pfeilen dargestellt sind. Dadurch bewegen sich die Beschichtungsbänder 1a und 1b in
derselben Richtung und das Beschichtungsmaterial 2, das
in den Einlassabschnitt 5c und 6c eingeleitet
wird, bildet eine dünne
Schicht auf der Oberfläche
der Zuführrollen 5b und 6a.
Die auf der Zuführrolle 5b entstandene
dünne Schicht wird
auf das Beschichtungsband 1a übertragen, welches gedreht
wird, und die dünne
Schicht, die auf der Zuführrolle 6a ausgebildet
ist, wird auf das Beschichtungsband 1b übertragen, welches gedreht
wird. Aluminiummaterial (in 1 ist
die Rippe 8 des Wärmetauschers
abgebildet) wird durch den Zwischenraum zwischen den Beschichtungsbändern 1a und 1b hindurch
befördert,
wodurch das Beschichtungsmaterial 2 auf die Ober- bzw.
Unterseite des Aluminiummaterials übertragen wird. Wenn in dieser
Beschichtungsvorrichtung das Beschichtungsmaterial 2 ausschließlich entweder
auf die Ober- oder die Unterseite des Aluminiummaterials aufgetragen
wird, gelangt das Beschichtungsmaterial 2 in einen der
beiden Einlassabschnitte 5c und 6c.
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Bei dem erfindungsgemäßen Beschichtungsverfahren,
bei dem das Beschichtungsmaterial 2 von den Beschichtungsbändern 1a und 1b auf
die Oberfläche
des Aluminiummate rials übertragen
wird, wird das Beschichtungsmaterial unweigerlich auf die höchsten Stellen
des gewellten Aluminiummaterials, die während der Montage mit dem anderen
Aluminiummaterial in Kontakt gebracht werden, aufgetragen. Dementsprechend
kann das Flussmittel auf lediglich jene Flächen aufgetragen werden, die
zu beschichten sind. Das Beschichtungsmaterial 2 wird hergestellt,
indem ein Flussmittel auf Fluoridbasis, welches aus 65,6–99,9 Gew.-%
KAlF4 und 34,4–0,1 Gew.-% K3AlF6 besteht, gleichmäßig in einem synthetischen Harz – welches
bei Raumtemperatur eine Fluidität aufweist
und bei einer Temperatur unterhalb der Löttemperatur sublimiert – dispergiert
bzw. mit diesem vermischt wird, so dass es 40–70 Gew.-% des Beschichtungsmaterials 2 ausmacht.
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Ein Flussmittel auf Fluoridbasis,
das unter dem Handelsnamen „NOCOLOK
FLUX" erhältlich ist, wird
als Flussmittel auf Fluoridbasis verwendet.
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Das synthetische Harz besitzt eine
Fluidität bei
Raumtemperatur, depolarisiert bei einer Temperatur unterhalb der
Löttemperatur
(etwa 600°C)
und sublimiert vollständig.
Als synthetisches Harz kommen beispielsweise Polybuten oder ein
Harz auf Acrylsäurebasis,
zum Beispiel Butylacrylat, zum Einsatz. So kann beispielsweise Polybuten
mit einem mittleren Molekulargewicht von 200–2500 verwendet werden. Das
Polybuten sublimiert im Wesentlichen vollständig bei 450 Grad und lässt keine
Rückstände zurück.
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Die Menge des dem synthetischen Harz
beigegebenen Flussmittels wird auf 40–70 Gew.-% eingestellt. Denn
bei einer Menge an Flussmittel innerhalb dieses Bereiches kann das
Beschichtungsmaterial 2 hergestellt werden, das eine Viskosität aufweist, die
eine stabile Haftung an den Beschichtungsbändern 1a und 1b und
in einer Übertragungszone
auf der Oberfläche
des Aluminiummaterials (Rippe 8) ermöglicht, ohne dabei die Fluidität einzubüßen, und das
jene Flussmittelmenge sicherstellen kann, die zum Verlöten ausreicht,
selbst wenn es nur in einer geringen Menge übertragen wird.
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2 zeigt
das Verhältnis
zwischen der Flussmittelkonzentration (Gew.-%) und der kinetischen
Viskosität
(cSt. 40°C),
wenn dem Polybuten mit einem mittleren Molekulargewicht von 1.000 Flussmittel
in verschiedenen Konzentrationen beigegeben wird. Die kinetische
Viskosität
nimmt mit einer Erhöhung
der Flussmittelkonzentration zu, und bei einer Flussmittelkonzentration
von 40 Gew.-% kann eine kinetische Viskosität von 100.000 cSt. (bei 40°C) erreicht
werden. Selbst wenn das Flussmittel hochviskos bei einer übergroßen Flussmittelkonzentration von
50 Gew.-% wird, lässt
sich das Flussmittel durch Verwendung einer elektrischen Rührvorrichtung
mit Rührflügeln gleichmäßig und
mühelos
in dem synthetischen Harz dispergieren.
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Aus dem Beschichtungsmaterial 2 mit
einer kinetischen Viskosität
von 100000 cSt. (bei 40°C) kann
auf der Oberfläche
der Zuführrollen 5a, 5b, 6a und 6b eine
dünne Schicht
ausgebildet werden, ohne die Fluidität einzubüßen, und auf die Beschichtungsbänder 1a und 1b aufgetragen
werden. Das Beschichtungsmaterial 2 kann dauerhaft auf
die Oberfläche
des Aluminiummaterials übertragen
werden, wodurch die Beschichtungsvorrichtung fast überall gut
funktioniert.
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Das Beschichtungsmaterial 2 hat
eine hohe Viskosität
und kann daher dauerhaft an Teilen des Aluminiummaterials haften,
auf die es übertragen worden
ist. Wenn beispielsweise ein Wärmetauscher wie
jener aus 7A und 7B durch Löten hergestellt wird,
muss das Beschichtungsmaterial 2 auf einen äußeren Randwulst 12a und
einen mittleren Wulst 12b (siehe 5A–5C) von einer der beiden
Plattierungsplatten 12, die ein Wärmeübertragungsrohr 9 bilden,
sowie auf die höchsten
Stellen der gewellten Rippe 8, die nach der Montage mit
dem Wärmeübertragungsrohr 9 in
Kontakt bleiben müssen,
und auf die Flächen
der Halteplatten 11 aufgetragen werden, die nach der Montage
mit den Wärmeübertragungsrohren 9 in
Kontakt bleiben müssen.
Nach der Übertragung
kann das Beschichtungsmaterial 2 sogar an schmalen Flächen, zum
Beispiel auf dem äußeren Randwulst 12a,
dem mittleren Wulst 12b und auf den höchsten Stellen der gewellten
Rippe 8, dauerhaft haften, ohne die Fluidität zu verlieren.
In 5A kennzeichnet die
Bezugsziffer 12c ovale Wülste, deren Aufgabe darin besteht,
Turbulenzen in der Kühlmittelströmung innerhalb
des Wärmeübertragungsrohres 9 zu
verursachen.
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3 zeigt
das Verhältnis
zwischen der Flussmittelkonzentration (Gew.-%) und der aufzutragenden
Flussmittelmenge (g/m2) (Restmenge an Flussmittel
nach Erwärmung),
wenn dem Polybuten mit einem mittleren Molekulargewicht von 1000 Flussmittel
für verschiedene
Flussmittelkonzentrationen beigegeben wird. Wenn die Flussmittelkonzentration
zunimmt, steigt auch die Menge an aufzutragendem Flussmittel.
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4 zeigt
ein Verhältnis
zwischen der aufzutragenden Flussmittelmenge, der Druckfestigkeit eines
Wärmetauschers
nach dem Löten
und der Wärmestrahlungsleistung
des Wärmetauschers.
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Wie in 7A und 7B dargestellt, entsteht der
Wärmetauscher
durch Verlöten
der Wärmeübertragungsrohre 9 der
gewellten Rippen 8 und der Halteplatten 11. Das
Wärmeübertragungsrohr 9 wird
aus einer Plattierungsplatte gebildet, die ein Material, angegeben
durch JIS 4343 (nachstehend als „Material JIS 4343" bezeichnet) (Beschichtungsmaterial) – Material,
angegeben durch JIS 3003 (nachstehend bezeichnet als „Material
JIS 3003") (Kernmaterial) – Material
JIS 4343 (Beschichtungsmaterial) und eine Plattierung in einem Anteil
von 10% umfasst. Die gewellte Rippe 8 wird aus einem Plat tenmaterial
gebildet, das mit 1,5% Zn dotiertes Material JIS 3003 umfasst. Die
Halteplatte 11 wird aus einer Plattierungsplatte hergestellt,
die das Material JIS 4343 (Beschichtungsmaterial) – Material
JIS 3003 (Kernmaterial) – Material
JIS 4343 (Beschichtungsmaterial) und eine Plattierung in einem Anteil
von 10% umfasst. Die Wärmeübertragungsrohre 9,
die gewellten Rippen 8 und die Halteplatten 11 werden
verlötet,
indem sie drei Minuten lang in einer N2-Gasatmosphäre auf 150°C vorgewärmt und
drei Minuten lang bei 600°C erwärmt werden.
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Die Druckfestigkeit des Wärmetauschers wird
durch den Innendruck des Wärmetauschers ausgedrückt, der
für die
Herbeiführung
eines Lecks nach außen
erforderlich ist. Die Wärmestrahlungsleistung
wird im Hinblick auf die Wärmestrahlungsleistung
eines Wärmetauschers
normalisiert, der ein Beschichtungsmaterial mit einer Flussmittelkonzentration
von 75% verwendet, die als 100 angenommen wird. Die Bewertung entspricht
der Gesamtbewertung eines Wärmetauschers,
einschließlich
Druckfestigkeit und Wärmestrahlungsleistung,
wobei ein Doppelkreissymbol für „ausgezeichnet" steht, ein einzelner
Kreis für „gut", ein Dreieck für „annehmbar" und ein Kreuz für „unakzeptabel" steht. Es wird festgelegt,
dass eine Druckfestigkeit von 3,5 Mpa oder mehr als gut anzusehen
ist.
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Wie aus 4 hervorgeht, wurden alle Wärmetauscher,
die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
aus Beschichtungsmaterialien mit Flussmittelkonzentrationen von
40–70
Gew.-% hergestellt wurden, mit „gut" oder „ausgezeichnet" bewertet. Demgegenüber wurde
ein Wärmetauscher,
der aus einem Beschichtungsmaterial mit einer Flussmittelkonzentration
von 35 Gew.-% hergestellt wurde (Vergleichsbeispiel 1) und ein Wärmetauscher,
der aus einem Beschichtungsmaterial mit einer Flussmittelkonzentration
von 75 Gew.-% hergestellt wurde (Vergleichsbeispiel 2), mit „annehmbar" bzw. „unakzeptabel" bewertet.
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Das Vergleichsbeispiel 1 erhielt
die Wertung „unakzeptabel". Denn da das Beschichtungsmaterial eine
geringe Flussmittelkonzentration aufweist, wird auch die kinetische
Viskosität
des Beschichtungsmaterials gering. Zusätzlich zu der geringen Menge
an Flussmittel, die ursprünglich
aufgetragen wird (1,8 g/cm2) wird das Beschichtungsmaterial
von jenen Flächen
entfernt, auf die das Beschichtungsmaterial übertragen worden ist, wodurch
die Auskehlungen an den Verbindungsstellen zwischen den Wärmeübertragungsrohren 9 und
den Rippen 8 nur unzureichend gebildet werden und dadurch
die Wärmestrahlleistung
des Wärmetauschers
vermindert wird.
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Beispiel 2 wurde trotz der mit „ausgezeichnet" bewerteten Druckfestigkeit
insgesamt als „gut" bewertet. Begründet liegt
dies darin, dass das Beschichtungsmaterial eine hohe Flussmittelkonzentration
aufweist, weswegen nach dem Löten
eine große Menge
Flussmittel zurückbleibt.
Derartige Flussmittelrückstände verschlechtern
das Aussehen des Wärmetauschers
und erhöhen
den Lüftungswiderstand,
so dass die Wärmestrahlungsleistung
beeinträchtigt
wird.
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In Anbetracht der angegebenen Vergleichsergebnisse
wird das erfindungsgemäße Beschichtungsmaterial 2 durch
Beigabe von 40 bis 70 Gew.-% Flussmittel zu dem synthetischen Harz,
vorzugsweise 50 bis 70 Gew.-% Flussmittel zu dem synthetischen Harz,
hergestellt. Das Beschichtungsmaterial weist einen Anstieg der kinetischen
Viskosität
und der Flussmittelmenge auf, die bei minimaler Flussmittelkonzentration
(50 Gew.-%) aufgetragen wird, wodurch die Zuverlässigkeit der gelöteten Flächen wesentlich
verbessert wird.
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6 zeigt
eine Beschichtungsvorrichtung, mit der das Verfahren zum Auftragen
von Flussmittel beim Löten
von Aluminiummaterial nach einem anderen erfindungsgemäßen Beispiel
ausgeführt
werden kann.
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Das Beschichtungsverfahren wird mit
Hilfe eines Beschichtungsbandes ausgeführt, wobei wenigstens eine
Seite des Beschichtungsbandes, die dem Aluminiummaterial gegenüberliegt,
aus einem elastischen Werkstoff geformt wird, der nach Einwirkung
von Druckkraft von dem Aluminiummaterial während der Übertragung des Beschichtungsmaterials
nachgibt. Eine Beschichtungsvorrichtung, die imstande ist, das Beschichtungsverfahren
auszuführen, unterscheidet
sich von der im Zusammenhang mit der vorherigen Ausführung Erwähnten lediglich
dadurch, dass die Beschichtungsbänder 1a und 1b aus beispielsweise
einem ölbeständigen Gummimaterial hergestellt
werden. In anderer Hinsicht sind die beiden Beschichtungsvorrichtungen
identisch aufgebaut.
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Nach diesem Beschichtungsverfahren
gemäß einem
weiteren Beispiel werden die Beschichtungsbänder während der Übertragung des Beschichtungsmaterials
durchgebogen, so dass sie die Flächen
des Aluminiummaterials, die zu beschichten sind, mit dem Beschichtungsmaterial
bedecken. Dementsprechend kann mit Flussmittel dotiertes synthetisches
Harz zuverlässig
von den Beschichtungsbändern
auf die zu beschichtenden Flächen
des Aluminiummaterials übertragen
werden.
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Wie in 6 abgebildet,
werden in dem Fall, in dem die gewellte Rippe 8 aus dem
Aluminiummaterial gebildet wird, die Beschichtungsbänder 1a und 1b gegen
die höchsten
Stellen 8a der Rippe 8 gedrückt, mit dem Ergebnis, dass
in den entsprechenden Teilen der Beschichtungsbänder 1a und 1b Vertiefungen 1c entstehen.
Somit werden die höchsten Stellen 8a der
Rippe 8 mit den Vertiefungen 1c abgedeckt, und
das auf die jeweiligen Beschichtungsbänder 1a und 1b aufgetragene
Beschichtungsmaterial 2 befin det sich zwischen den Vertiefungen 1c und
den höchsten
Stellen 8a und kann in ausreichenden Kontakt mit den höchsten Stellen 8a kommen.
Trotz der schmalen Fläche
der höchsten
Stellen 8a kann das Beschichtungsmaterial 2 zuverlässig auf
die höchsten
Stellen 8a übertragen
werden.
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Bei beiden Ausführungsformen wird das Beschichtungsmaterial 2 hergestellt,
indem die dem synthetischen Harz beigefügte Flussmittelmenge erhöht wird,
so dass die zum Löten
erforderliche Menge an Flussmittel mit einer geringen Menge an übertragenem
Beschichtungsmaterial gewährleistet
wird. Dementsprechend kann auch die Menge des übertragenen synthetischen Harzes
reduziert werden, wodurch sich die Geschwindigkeit erhöht, mit
der das synthetische Harz in einem Sublimationsprozess vor dem Lötverfahren
sublimiert und Energie eingespart wird.
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Wie bereits beschrieben worden ist,
wird das mit einem Flussmittel auf Fluoridbasis dotierte synthetische
Harz von einem Beschichtungsband auf die Oberfläche von Aluminiummaterial übertragen,
so dass eine Auftragung von Flussmittel auf Flächen, die eine Beschichtung
benötigen,
ermöglicht
wird. Die Menge des dem synthetischen Harz beigegebenen Flussmittels
wird erhöht,
so dass das Beschichtungsmaterial hoch viskos wird. Deshalb kann
die zum Löten
erforderliche Menge Flussmittel dauerhaft an den Flächen haften,
die eine Beschichtung erforderlich machen. Folglich lässt sich
die Zuverlässigkeit
der gelöteten
Bereiche verbessern.
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Die Menge des dem synthetischem Harz
beigegebenen Flussmittels wird erhöht, so dass die zum Löten erforderliche
Menge Flussmittel bei einer geringen Menge übertragenen Beschichtungsmaterials sichergestellt
werden kann. Die Menge des zu übertragenden
synthetischen Harzes lässt
sich dementsprechend verringern, wodurch sich die Geschwindigkeit
erhöht,
mit der das synthetische Harz in einem Sublimationsprozess vor dem
Lötvorgang
sublimiert und Energie eingespart werden kann.
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Weiterhin wird wenigstens eine Seite
des Beschichtungsbandes, die zu dem Aluminiummaterial weist, aus
einem elastischen Material hergestellt, das nach Einwirken einer
Druckkraft von dem Aluminiummaterial zum Zeitpunkt der Übertragung
des Beschichtungsmaterials nachgibt. Die Beschichtungsbänder werden
zum Zeitpunkt der Übertragung
von Beschichtungsmaterial durchgebogen, so dass die Flächen des
Aluminiummaterials, die eine Beschichtung benötigen, bedeckt werden. Dementsprechend kann
ein mit Flussmittel dotiertes synthetisches Harz stabil von den
Beschichtungsbändern
auf die Bereiche des Aluminiummaterials übertragen werden, die eine
Beschichtung erforderlich machen, wodurch sich die Zuverlässigkeit
der gelöteten
Flächen
verbessert.
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8 und 9 zeigen eine andere Ausführungsform
der Vorrichtung zum Auftragen von Flussmittel. In 8 und 9 kennzeichnen
die Bezugsziffern 101 und 102 ein Paar Zuführrollen,
die miteinander in Kontakt sind und mit Hilfe einer nicht abgebildeten
Ansteuervorrichtung in entgegengesetzte Richtungen gedreht werden,
wie durch die Pfeile angegeben. Ein Spaltabschnitt zwischen den
Zuführrollen 101 und 102 dient
als Einlassabschnitt 103 zum Einleiten von Beschichtungsmaterial 120.
Wie in 8 abgebildet,
wird der Einlassabschnitt 103 ständig mit Beschichtungsmaterial 120,
welches ein als Dispersionsmedium dienendes Harzmaterial, zum Beispiel
Polybuten, und Flussmittel enthält,
aufgefüllt und
speichert selbiges.
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An den Stirnflächen auf den gegenüberliegenden
Seiten der Zuführrollen 101 und 102 befinden sich
Stauelemente 104, mit denen verhindert wird, dass Beschichtungsmaterial 120 von
dem Einlassabschnitt 103 nach außen fließt.
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Das Stauelement 104 umfasst
einen Staublock 105 und ein Dichtungsmaterial 107,
das in eine V-förmige
Nut eingebracht wird, die in der Innenfläche des Staublockes 105 ausgebildet
ist. Das Dichtungsmaterial 107 wird mit den Seitenflächen der
Zuführrollen 101 und 102 in
Gleitkontakt gebracht und erstreckt sich in einem V-förmigen Muster über selbige.
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Die Bezugsziffern 108 und 109 kennzeichnen
ein Paar aus einem oberen und einem unteren Endlos-Beschichtungsband
aus einem elastischen Material, zum Beispiel aus einem flexiblen, ölbeständigen Gummi
oder einem synthetischen Harz. Das obere Endlos-Beschichtungsband 108 erstreckt
sich zwischen einem Paar Führungsrollen 110, 110 und das
untere Endlos-Beschichtungsband 109 erstreckt sich zwischen
einem Paar Führungsrollen 111, 111. Mit
einer nicht abgebildeten Ansteuereinrichtung werden das obere und
das untere Endlos-Beschichtungsband 108 und 109 in
entgegengesetzte Richtungen gedreht, wie durch die Pfeile angegeben.
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Der kleinste Abstand zwischen den
Endlos-Beschichtungsbändern 108 und 109 ist
geringfügig
kleiner als die Höhe
(bzw. Dicke) eines Bauteils 115, das mit Flussmittel zu
beschichten ist. Der Abstand kann jederzeit mit einer nicht abgebildeten
Verstellvorrichtung entsprechend der Höhe des Bauteils 115 eingestellt
werden.
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Das untere Endlos-Beschichtungsband 109 wird
so ausgebildet, dass es nach hinten, von wo ein Bauteil zwischen
den Endlos-Beschichtungsbändern 108 und 109 eingeführt wird,
länger
wird als das obere Endlos-Beschichtungsband 108. Der derart
verlängerte
Abschnitt des unteren Endlos-Beschichtungsbandes 109 wird
als Bauteil-Einlassabschnitt 109A zur
Aufnahme des Bauteils 115 von einer nicht abgebildeten
Bauteil-Transportstrecke genutzt.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform
werden gegenüberliegende
Abschnitte der Endlos-Beschichtungsbänder 108 und 109 mit
Andruckplatten 112 versehen, mit denen die gegenüberliegenden Abschnitte
der Endlos-Beschichtungsbänder 108 und 109 gegen
das Bauteil 115 gedrückt
werden.
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Der Abstand zwischen den Endlos-Beschichtungsbändern 108 und 109 wird
durch vertikale Verstellung der Führungsrollen 110 und 111 am vorderen
Ende der jeweiligen Rollenpaare 110 und 111 und
der Andruckplatten 112, 112 eingestellt.
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Die hinteren Endabschnitte der jeweiligen Andruckplatten 112, 112 sind
nach außen
abgeschrägt,
um das Einführen
des Bauteils 115 zu erleichtern. Weiterhin befindet sich
die hintere Führungsrolle 110,
die in dem oberen Endlos-Beschichtungsband 108 vorhanden
ist, in einer leicht erhöhten Position,
wodurch der Abstand zwischen dem oberen und dem unteren Endlos-Beschichtungsband 108 und 109 größer wird.
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Wenn das Beschichtungsmaterial 120 auf eine
der beiden Seiten 115 aufgetragen wird, zum Beispiel die obere Seite
des Bauteils 115, kommt eine von dem Paar Zuführrollen 101 und 102,
zum Beispiel die Zuführrolle 101,
in Kontakt mit dem oberen Endlos-Beschichtungsband 108,
wie in 8 abgebildet.
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Die vorliegende Ausführungsform
hat einen Fall beschrieben, in dem das Beschichtungsmaterial 120 auf
das Bauteil 115 aufgetragen wird, zum Beispiel auf beide
Seiten einer gewellten Außenrippe, die
den Kern eines Verdampfers oder eines Kondensators für ein Kraftfahrzeug-Kühlsystem
bildet. Wenngleich dies in 8 und 9 nicht dargestellt ist, so
befindet sich ein zweites Paar Zuführrollen 101 und 102 ebenfalls
in der Nähe
des unteren Endlos-Beschichtungsbandes 109, und eine von
dem Paar Zuführrollen
ist so angeordnet, dass sie mit dem Band 109 in Kontakt
bleibt.
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Flussmittelführungen 113 (in 9 ist lediglich das Paar
Flussmittelführungen 113 abgebildet, das
auf dem oberen Endlos-Beschichtungsband 108 vorgesehen
ist) sind so angeordnet, dass sie in Gleitkontakt mit dem jeweiligen
Beschichtungsband 108 und 109 bleiben, um das
von den Zuführrollen 101 übertragene
Beschichtungsmaterial 120 auf einer vorgegebenen Breite
zu sammeln, zum Beispiel auf der Breite der Zuführrolle 101. Nun wird
das Auftragen von Flussmittel auf das Bauteil 115 mittels
der Vorrichtung zum Auftragen des Flussmittels mit der vorgenannten
Konstruktion beschrieben.
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Die Zuführrollen 101 und 102 werden
in entgegengesetzte Richtungen gedreht, wie durch die Pfeile in 8 angegeben, und die Endlos-Beschichtungsbänder 108 und 109 werden
in entgegengesetzte Richtung gedreht, wie durch die Pfeile in 8 abgebildet.
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Durch die Drehung der Zuführrollen 101 und 102 haftet
das in dem Einlassabschnitt 103 gespeicherte Beschichtungsmaterial 120 gleichmäßig an der
Außenfläche der
Zuführrollen 101 und 102.
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Durch die Stauelemente 104,
die sich auf den gegenüberliegenden
Seiten des Einlassabschnittes 103 befinden, wird verhindert,
dass Beschichtungsmaterial 120, welches in dem Einlassabschnitt 103 gespeichert
ist, seitlich herausfließt.
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Die Zuführrolle 101 bleibt
mit dem Endlos-Beschichtungsband 108 in Kontakt, weshalb
das an der Außenfläche der
Zuführrolle 101 haftende
Beschichtungsmaterial 120 gleichmäßig auf die Oberfläche des
Endlos-Beschichtungsbandes 108 übertragen wird. Wenngleich
dies in den Zeichnungen weggelassen wurde, sind die Zuführrollen 101 und 102 genauso
wie oben erwähnt
angeordnet, und das Beschichtungsmaterial 120 wird gleichmäßig von
einer der beiden Zuführrollen 101 und 102 auf
die Oberfläche
des unteren Endlos-Beschichtungsbandes 109 befördert.
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Wenn das Bauteil 115 zwischen
den Endlos-Beschichtungsbändern 108 und 109 eingeführt wird,
kommen die Endlos-Beschichtungsbänder 108 und 109 mit
den höchsten
Stellen des gewellten Bauteils 115 in elastischen Kontakt,
und während
des Zuführens
des Bauteils 115 in der durch den Pfeil angegebenen Richtung
wird das Beschichtungsmaterial 120 gleichmäßig auf
die höchsten
Stellen des Wellenelements aufgetragen.
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Wie bereits erwähnt, wird das Beschichtungsmaterial 120 bei
der Vorrichtung zum Auftragen von Flussmittel gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
gleichmäßig von
den Zuführrollen 101 und 102 auf
die Oberfläche
des Paares aus dem oberen und unteren Endlos-Beschichtungsband 108 und 109 aufgebracht.
Da das Beschichtungsmaterial 120 mit Hilfe der Endlos-Beschichtungsbänder 108 und 109 gleichmäßig auf
die höchsten
Stellen des gewellten Bauteils 115 gelangen kann, wird
verhindert, dass das Beschichtungsmaterial 120 in unzureichender oder
zu großer
Menge aufgetragen wird, und das Bauteil 115 wird ordnungsgemäß gelötet.
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Wie oben erwähnt, wird Flussmittel automatisch
auf das Bauteil 115 aufgetragen, wodurch ein Verspritzen
von Flussmittel verhindert wird, welches ansonsten durch das manuelle
Auftragen von Flussmittel mit einer Bürste hervorgerufen werden würde, sowie
das Verschmutzen der umliegenden Einrichtungen, das ansonsten durch
das Verspritzen von Flussmittel herbeigeführt werden würde.
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Speziell bei der vorliegenden Ausführungsform
wird das an der Oberfläche
der Endlos-Beschichtungsbänder 108 und 109 haftende
Beschichtungsmaterial 120 mit Hilfe von Flussmittelführungen 113 auf
einer gewünschten
Breite gesammelt. Dementsprechend kann verhindert werden, dass das
Beschichtungsmaterial 120 umliegende Einrichtungen verschmutzt,
was ansonsten durch das Ausbreiten von Beschichtungsmaterial 120 und
das Herunterlaufen von den Seitenrändern der jeweiligen Endlos-Beschichtungsbänder 108 und 109 hervorgerufen
werden würde.
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Weiterhin ist der Bauteil-Einlassabschnitt 109A derart
auf dem unteren Endlos-Beschichtungsband 109 vorgesehen,
dass er nach hinten über
das obere Endlos-Beschichtungsband 108 hinausragt, weshalb
das Bauteil 115 ungehindert von der nicht abgebildeten
Bauteil-Transportstrecke zu dem Bauteil-Einlassabschnitt 109A übergeben
werden kann. Folglich lässt
sich das Bauteil 115 problemlos zwischen dem oberen und
dem unteren Endlos-Beschichtungsband 108 und 109 einführen, wodurch die
Beschichtung des Bauteils 115 mit Flussmittel effizient
erfolgt.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform
wird eine gewellte Außenrippe
zur Ausbildung des Kerns eines Verdampfers oder Kondensators als
Bauteil 115 verwendet, das mit Flussmittel beschichtet
werden soll. Selbstverständlich
ist das Bauteil jedoch nicht auf eine derartige gewellte Außenrippe
begrenzt.
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10 und 11 zeigen eine weitere Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum Auftragen von Flussmittel. In 10 und 11 kennzeichnen die Bezugsziffern 201 und 202 ein
Paar aus einem oberen und einem unteren Endlos-Beschichtungsband,
hergestellt aus einem elastischen Material, z. B. aus einem vergleichsweise
flexiblen, ölbeständigen Gummi
oder einem synthetischen Harz. Das obere Endlos-Beschichtungsband 201 verläuft zwischen
einem Paar Führungsrollen 203, 203,
und das untere Endlos-Beschichtungsband 202 verläuft zwischen
einem Paar Führungsrollen 204, 204.
Mit Hilfe einer nicht abgebildeten Ansteuereinrichtung werden das
obere und das untere Endlos-Beschichtungsband 201 und 202 in
entgegengesetzte Richtungen gedreht, wie durch Pfeile angegeben.
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Wie später beschrieben wird, sind
die Endlos-Beschichtungsbänder 201 und 202 in
einem vorgegebenen Abstand zueinander angeordnet, und an den gegenüberliegenden
Abschnitten der Endlos-Beschichtungsbänder 201 und 202 befinden
sich Andruckplatten 205, mit denen die gegenüberliegenden Abschnitte
der Endlos-Beschichtungsbänder 201 und 202 an
die höchsten
Stellen einer gewellten Außenrippe
für den
Kern eines Wärmetauschers
gedrückt
werden.
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Die Andruckplatten 205, 205 sind
nicht ganz parallel zueinander angeordnet, so dass der Abstand zwischen
den Andruckplatten 205, 205 größer wird als die Höhe der Außenrippe 206.
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Die Andruckplatten 205, 205 sind
mit Hilfe einer nicht abgebildeten Verstelleinrichtung vertikal einstellbar,
und der Abstand zwischen den Andruckplatten 205, 205 lässt sich jederzeit
so einstellen, dass die gegenüberliegenden
Flächen
der Beschichtungsbänder 201 und 202 mit
einem angemessenen Kontaktdruck federnd in Kontakt mit den höchsten Stellen
der gewellten Außenrippe 206 gebracht
werden können,
um die gewellte Konstruktion nicht zu verformen.
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Das Beschichtungsmaterial 209 wird
ständig von
den jeweiligen Zuführeinrichtungen 207 gleichmäßig auf
die Oberfläche
der Endlos-Beschichtungsbänder 201 und 202 aufgetragen.
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Die Zuführeinrichtung 207 umfasst
ein Paar Zuführrollen 207a, 207a,
die miteinander in Kontakt sind und mittels einer nicht abgebildeten
Ansteuereinrichtung in entgegengesetzte Richtungen gedreht werden,
wie durch Pfeile angegeben. Ein Spaltabschnitt zwischen den Zuführrollen 207a, 207a dient als
Einlassabschnitt 208 zum Einleiten des Beschichtungsmaterials 209.
Der Einlassabschnitt 208 wird ständig mit dem schlammartigen
Beschichtungsmaterial 209 aufgefüllt und speichert dieses.
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Eine aus dem Paar oberer Rollen 207a, 207a wird
mit dem Endlos-Beschichtungsband 201 in Kontakt gebracht,
und eine von den Paar unterer Rollen 207a, 207a wird
mit dem Endlos-Beschichtungsband 202 in Kontakt gebracht.
Das an der Oberfläche
der Zuführrollen 207a haftende
schlammartige Beschichtungsmaterial 209 wird gleichmäßig auf
die Oberfläche
der Endlos-Beschichtungsbänder 201 und 202 übertragen.
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Wenn die Außenrippe 206 bei der
Vorrichtung zum Auftragen von Flussmittel nach der vorliegenden
Ausführungsform
mit der vorgenannten Konstruktion zwischen den Endlos-Beschichtungsbändern 201 und 202 eingeführt wird,
werden die Endlos-Beschichtungsbänder 201 und 202 bei
einem bestimmen gleichmäßigen Kontaktdruck
mit den höchsten
Stellen der gewellten Außenrippe 206 in
elastischen Kontakt gebracht, und das Beschichtungsmaterial 209 kann
während
des Zuführens
der Außenrippe 206 in
der durch den Pfeil angegebenen Richtung gleichmäßig auf die höchsten Stellen
der gewellten Außenrippe 206 aufgetragen
werden.
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Es wird verhindert, dass das Beschichtungsmaterial 209 in
unzureichender oder zu großer
Menge auf die höchsten
Stellen der Außenrippe 206 aufgetragen
wird, wodurch ein ordnungsgemäßes Verlöten von
nicht abgebildeten flachen Kühlmittelrohren ermöglicht wird,
die mit jeder Seite der Außenrippe 206 in
Kontakt bleiben.
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Wie oben erwähnt, wird mit den Andruckplatten 205, 205 das
Paar Endlos-Beschichtungsbänder 201 und 202 bei
einem bestimmten Kontaktdruck gleichmäßig mit den höchsten Stellen
der gewellten Außenrippe 206 in
federnden Kontakt gebracht, so dass eine Verformung der gewellten
Außenrippe 206 vermieden
wird.
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Das Beschichtungsmaterial 209 kann
mit Hilfe des Paars Endlos-Beschichtungsbänder 201 und 202 automatisch
auf die höchsten
Stellen der gewellten Außenrippe 206 aufgetragen
werden, wodurch eine Verschmutzung der umliegenden Einrichtungen verhindert
wird, die ansonsten durch Verspritzen des Beschichtungsmaterials 209 hervorgerufen
werden würde.
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Konkret wird bei der vorliegenden
Ausführungsform
der Abstand zwischen dem Paar Andruckplatten 205, 205 in
der Nähe
eines Bauteil-Einlassabschnittes so eingestellt, dass er ausreichend
größer als
die Höhe
der Außenrippe 206 wird
und dadurch ein ungehindertes Einführen der Außenrippe 206 in den
Abstand zwischen den gegenüberliegenden Oberflächen des
Paars Endlos-Beschichtungsbänder 201 und 202 ermöglicht und
ein problemloser Flussmittelauftrag erreicht wird.
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Die Andruckplatten 205, 205 lassen
sich mittels einer nicht abgebildeten Verstelleinrichtung vertikal
verstellen. Ein vertikales Verstellen der Andruckplatten 205, 205 ermöglich eine
angemessene Steuerung des Kontaktdruckes, mit dem das Paar Endlos-Beschichtungsbänder 201 und 202 in
Kontakt mit den höchsten
Stellen der Außenrippe 206 gebracht wird,
sowie eine Optimierung der auf die höchsten Stellen der Außenrippe 206 aufgetragenen
Menge Flussmittel und eine konsequente Vermeidung einer Verformung
der gewellten Außenrippe 206.
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Bei dieser Ausführungsform wurde ein Beispiel
beschrieben, bei dem eine Außenrippe,
die den Kern einer beliebigen Art von Wärmetauscher bildet, als das
gewellte Bauteil 206 zum Einsatz kommt. Allerdings ist die vorliegende
Erfindung nicht auf das gewellte Bauteil begrenzt und lässt sich
ebenso gut auf die Auftragung von Flussmittel auf ein Bauteil anwenden,
das auf beiden Seiten mit Flussmittel zu beschichten ist.
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13 zeigt
einen Kondensator, der in einem Kraftfahrzeug-Kühlsystem als Wärmetauscher 301 Verwendung
findet.
-
Der Kondensator 301 umfasst
einen Kondensatorkern 302 und ein Paar Wasserbehälter 303.
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Der Kondensatorkern 302 wird
gebildet, indem abwechselnd eine Vielzahl gewellter Außenrippen 304 und
eine Vielzahl flacher Kühlmittelrohre 305 zu
einer Schicht mit geforderter Breite aufgestapelt werden.
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Eine Vielzahl von Rohreinführlöchern 306, deren
Anzahl mit der der Kühlmittelrohre
des Kondensatorkerns 302 übereinstimmt, ist in jedem
der Wasserbehälter 303 ausgebildet,
und die Enden der jeweiligen Kühlmittelrohre
des Kondensatorkerns 302 werden in die Rohreinführlöcher 306 eingeführt, wodurch
der Kondensator 301 entsteht.
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Um die Kontaktabschnitte zwischen
den Außenrippen 304,
den Kühlmittelrohren 305 und
den Wasserbehälter 303 zu
verlöten,
wird ein Plattiermaterial – das
durch Aufbringen einer Lötschicht
aus einem Metall derselben Familie wie Aluminium auf die Oberfläche von
dem Aluminiummaterial, zum Beispiel Aluminium oder eine Aluminiumlegierung,
gebildet wird – als
Material der Außenrippen 304,
der Kühlmittelrohre 305 und
der Wasserbehälter 303 verwendet.
In einigen Fällen
können
entweder die Außenrippen 304 oder
die Kühlmittelrohre 305 aus
Plattiermaterial hergestellt werden, wie später beschrieben wird.
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Anhand der 12A–12D werden die bei der Herstellung
des Kondensators 301 ausgeführten Prozesse nacheinander
beschrieben.
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Wie in 12A dargestellt,
wird das Flussmittel enthaltende Beschichtungsmaterial 310 auf
die höchsten
Stellen der gewellten Außenrippe 304 aufgetragen.
Durch Verwendung der zuvor erwähnten Beschichtungsvorrichtungen
wird das Beschichtungsmaterial 310 gleichmäßig auf
die höchsten
Stellen der gewellten Außenrippen 304 aufgetragen.
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Nachdem die Außenrippen 304 mit
dem Beschichtungsmaterial 310 beschichtet worden sind, werden
wie in 12D eine Vielzahl
von Außenrippen 304 und
eine Vielzahl flacher Kühlmittelrohre 305 abwechselnd
aufgestapelt, wodurch der Kondensatorkern 302 als Schichtstruktur
mit erforderlicher Breite entsteht.
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Eine Verstärkungsplatte 307 (siehe 12C) aus einem Metall derselben
Familie wie die Außenrippen 304 und
die Kühlmittelrohre 305 wird
an der obersten Außenrippe 304 und
der untersten Außenrippe 304 des
Kondensatorkerns 302 befestigt.
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Wie in 12C abgebildet,
werden die Enden der jeweiligen Kühlmittelrohre 305 des
Kondensatorkerns 302 und die Rohreinführlöcher 306 des Wasserbehälterpaares 303 zueinander
ausgerichtet. Wie aus 12D hervorgeht,
werden die Enden der Kühlmittelrohre 305 in
die entsprechenden Rohreinführlöcher 306 eingeführt.
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In diesem Fall wird das schlammartige
Beschichtungsmaterial 310 auf die Außenränder der Rohreinführlöcher 306 der
Wasserbehälter 303 oder auf
die Enden der Kühlmittelrohre 305 aufgetragen.
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Zusätzlich zu den Kühlmittelrohren 305 werden
die Enden der Verstärkungsplatten 307 mit
den Wasserbehältern 303 verlötet. Solange
das Beschichtungsmaterial 310 auf die Oberflächen der Wasserbehälter 303 aufgetragen
wird, wo die Rohreinführlöcher 306 in
einer Reihe ausgebildet sind, lässt
sich die Anzahl von Aufträgen
von Beschichtungsmaterial verringern. Des Weiteren kann das schlammartige
Beschichtungsmaterial 310, wie bereits erwähnt, mit
Hilfe einer nicht abgebildeten Auftragungsrolle mühelos und
gleichförmig
auf die Oberfläche
der Wasserbehälter 303 aufgetragen
werden.
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Nach der Montage durch Verbinden
des Kondensatorkerns 302 mit dem Paar Wasserbehälter 303 wird
der Kondensator 301 in einem nicht abgebildeten Heizofen
erwärmt,
wodurch die höchsten
Stellen der gewellten Außenrippen 304,
die Kühlmittelrohre 305,
die mit den Außenrippen 304 in
Kontakt bleiben, und die Verstärkungsplatten 307 miteinander
verlötet
werden. Gleichzeitig werden die Außenränder der jeweiligen Rohreinführlöcher 306 der Wasserbehälter 303 und
die jeweiligen Enden der Kühlmittelrohre 305 zusammengelötet. Weiterhin werden
die Verstärkungsplatten 307 aneinanderstoßend mit
den Seitenflächen
der jeweiligen Wasserbehälter 303 verlötet.
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Wie zuvor erwähnt, werden die Außenrippen 304 und
die Kühlmittelrohre 305 mittels
des Beschichtungsmaterials 310, das auf die höchsten Stellen
der gewellten Außenrippen 304 aufgetragen
wird, zusammengelötet.
Allerdings besteht keine Notwendigkeit, dass sowohl die Außenrippen 304 als
auch die Kühlmittelrohre 305 aus
Plattiermaterial hergestellt werden. Selbst wenn nur entweder die
Außenrippen 304 oder
die Kühlmittelrohre 305 aus
Plattiermaterial gebildet sind, können sie mängelfrei miteinander verlötet werden.
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Wie bereits oben erwähnt worden
ist, umfasst das erfindungsgemäße Verfahren
zur Herstellung eines Wärmetauschers
zum Zeitpunkt der Montage des Kondensators 301 die Auftragung
des schlammartigen Beschichtungsmaterials 310 auf ausschließlich die
höchsten
Stellen der gewellten Außenrippen 304,
die abwechselnd auf den Kühlmittelrohren 305 des
Kondensatorkerns 302 aufgeschichtet werden und verlötet werden
müssen.
Die Flächen, die
nicht gelötet
zu werden brauchen, werden nicht mit dem Beschichtungsmaterial 310 beschichtet,
wodurch ein verschwenderischer Verbrauch des Beschichtungsmaterials 310 eliminiert
wird und eine vorteilhafte Herstellung des Kerns zu geringeren Kosten
ermöglicht
wird.
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Wie oben erwähnt, wird das Beschichtungsmaterial 310 ausschließlich auf
die höchsten
Stellen der Außenrippen 304 aufgetragen.
Weiterhin wird ein schlammartiges Beschichtungsmaterial, welches
ein Harzmaterial umfasst, als Dispersionsmedium verwendet, wodurch
sich eine Beeinträchtigung
der Arbeitsumgebung und eine Verschmutzung umliegender Einrichtungen
verhindern lässt,
die ansonsten durch Verspritzen des Flussmittels 310 bewirkt
werden würde.
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Nach der vorliegenden Ausführungsform wird
weiterhin das schlammartige Beschichtungsmaterial 310 vorher
auf entweder den Außenrand
jedes Roheinführloches 306,
das in dem Wasserbehälter 303 ausgebildet
ist, oder auf die Ränder
der Kühlmittelrohre 305 aufgetragen,
die in die Rohreinführlöcher 306 eingeführt werden.
Gleichzeitig mit dem Verlöten
der Außenrippen 304 und
der Kühlmittelrohre 305 durch
Erwärmung
in einem Heizofen werden die Außenränder jedes
Rohreinführloches 306 der Wasserbehälter 303 und
die Enden der jeweiligen Kühlmittelrohre 305 verlötet, wodurch
sich die Arbeitseffizienz und Produktivität bei der Herstellung eines Wärmetauschers
verbessern.
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Wenngleich die vorliegende Ausführungsform
ein Beispiel der Herstellung eines Kondensators zur Verwendung in
dem Kühlsystem
eines Kraftfahrzeugs beschrieben hat, so lassen sich genau dieselben
vorteilhaften Ergebnisse, die zuvor beschrieben wurden, durch die
Anwendung der Erfindung bei der Herstellung eines Wärmetauschers,
zum Beispiel eines Verdampfers, einer Heizeinrichtung oder eines Kühlers, erreichen.