Lotfolien zum Löten von Bauteilen, insbesondere Platten von Wärmeübertragern

Die Erfindung betrifft eine Lotfolie zum Löten von Bauteilen, insbesondere Platten von Wärmeübertragern nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei der Herstellung von Lötverbindungen zwischen zwei Bauteilen muss das Lot vor dem Lötprozess in genau dosierter Menge im Lötspalt deponiert wer- den. Währen des Lötprozesses bei einer Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes des Lotwerkstoffes wird das Lot aufgeschmolzen und füllt die Lötspalte aus. Das Lot kann in verschiedenen Formen deponiert werden, z. B. als Lotpaste, in Form von Lotkörnern oder als Lotfolie, welche insbe¬ sondere bei eben aus gebildeten Lötflächen verwendet wird. Der Werkstoff der Lotfolie ist an den Werkstoff der zu verlötenden Bauteile angepasst, z. B. werden Kupfer- oder Nickellote bei der Verlötung von Edelstahlbauteilen verwendet. Eine derartige Lotfolie wurde durch die DE-C 20 61 825 der An¬ melderin bekannt, und zwar zum Löten von Kühlelementen eines Platten¬ wärmeübertragers, wobei die Kühlelemente als Scheibenpaare mit einge- schlossenen Turbulenzblechen ausgebildet sind. Die Lotfolie ist in ihrer Kontur an die Scheiben angepasst und wird jeweils zwischen einer Scheibe und einem Turbulenzblech eingelegt.

Ein weiteres Anwendungsbeispiel für die Verwendung von Lotfolien wurde durch die DE 103 28 274 A1 der Anmelderin bekannt, und zwar bei der Her- stellung eines Schicht-Wärmeübertragers, bei welchem eine Vielzahl von -Schichten, bestehend aus einzelnen Platten, miteinander zu verlöten sind. Die Lotfolien werden abwechselnd mit den Platten des Wärmeübertragers zu einem Stapel geschichtet, fixiert und in einem Lötofen verlötet.

Nachteilig bei der Verwendung von Lotfolien der bekannten Art ist, dass sie im Fertigungsprozess schwierig zu handhaben, d. h. greif- oder fassbar sind. Bedingt durch die Herstellung der Lotfolien durch Stanzen, wird an den Schnittstellen ein Grat ausgebildet, der zu einer Verhakung von aufeinander liegenden Lotfolien führt und eine Vereinzelung erschwert. Dies kann zur Folge haben, dass beim Stapeln eines Schichtblockes statt einer zwei oder mehrere Lotfolien aufeinander liegen, was zu einem erhöhten Lotangebot während des Lötprozesses und damit zu einem „Durchlegieren" der Platten, d. h. einer schadhaften Lötung oder auch zu Sprödphasen im Lötspalt führen kann. Darüber hinaus kann es beim Stapeln von Platten und Lotfolien vor¬ kommen, dass eine oder mehrere Lotfolien vergessen werden, was eine Nichtlötung, d. h. ebenfalls ein Ausschussteil zur Folge hat.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lotfolie der eingangs ge- nannten Art bereitzustellen, welche im Fertigungsprozess, insbesondere bei der Vorbereitung der zu lötenden Bauteile für den Lötprozess einfacher und zuverlässiger handhabbar ist. Insbesondere ist es auch Aufgabe der Erfin¬ dung, das Herstellungsverfahren von gelöteten Plattenwärmeübertragern hinsichtlich der Lötverbindung zu verbessern.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patenanspruches 1 gelöst. Er¬ findungsgemäß ist vorgesehen, dass die Lotfolie als Teil eines Bandes her¬ stellbar ist, welches aus einer Kette von durch Materialbrücken miteinander verbundenen Einzelfolien besteht. Die Lotfolie mit einer bestimmten Kontur für eine bestimmte Lötverbindung liegt somit nicht einzeln, sondern als zu¬ sammenhängendes Band vor, von welchem jeweils eine einzelne Folie ab¬ getrennt werden kann. Vorzugsweise sind die Materialbrücken daher als Sollbruchstellen ausgebildet, sodass die Einzelfolien abreißbar sind. Damit entfällt das Problem der Vereinzelung der Lotfolien, wie oben zum Stand der Technik beschrieben. Das Band mit den abreißbaren Einzelfolien kann in verschiedener Form in einem Lotfolienspender bereitgehalten werden, z. B. als aufgewickeltes Band („Coil") oder als zick-zack-förmig gefaltetes Band, wobei die Abrisskanten die Knickstellen bilden.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist das Band mit den Einzelfolien zu einem Bandwickel, einem so genanten Coil, aufgewickelt. Dadurch ergibt sich der Vorteil einer raumsparenden Bereitstellung der Lotfolien für den Fertigungsprozess und die Möglichkeit, die einzelnen Lotfolien per Hand oder maschinell abzureißen. Damit ist sichergestellt, dass jeweils nur eine Lotfolie entnommen und dem Stapel zugeführt wird. Die Qualität der Lötung wird dadurch verbessert.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind die Materialbrük- ken zwischen den Einzelfolien als Stege ausgebildet, die vorzugsweise Ein- schnürungen zur Bildung der Sollbruchstellen aufweisen. Das erfindungs¬ gemäße Lotfolienband wird vorzugsweise durch Stanzen aus einer bandför¬ migen Lotfolie hergestellt. Ein etwa durch das Stanzen entstehender Grat ist bei der als Band vorliegenden Lotfolie unschädlich, d. h. er kann nicht zu einer Verhakung wie beim Stand der Technik führen.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung können die Materialbrücken bzw. Stege als Anzeigefahnen ausgebildet sein, die nach dem Abreißen ei¬ ner Einzelfolie stehen bleiben und über die Außenkontur der Einzelfolie hin¬ ausstehen. Beim Stapeln einzelner Platten eines Wärmeübertragers dienen die vorstehenden Anzeigefahnen als Sichtkontrolle für die vollständige Be¬ stückung des Stapels mit Lotfolien.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Kontur einer Ein¬ zelfolie rechteckförmig oder quadratisch. Dies ergibt einen besonders einfa- chen Zuschnitt beim Stanzen. Möglich sind jedoch auch andere Formen, die sich als Glieder einer Kette mittels geeigneter Materialbrücken aneinander reihen lassen - beispielsweise ovale Formen.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die abreißbare Lot- folie insbesondere bei der Herstellung von Platten- oder Schicht- Wärmeübertragern verwendbar. Der Stapel kann schnell und zuverlässig vervollständigt werden, wobei auch eine maschinelle Zuführung der abrei߬ baren Lotfolie möglich ist, d. h. eine automatische Fertigung. Die erfindungs¬ gemäße Lotfolie ist somit beim Einsatz von Robotern zur Herstellung von Schicht-Wärmeübertragern besonders vorteilhaft.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 einen Schicht-Wärmeübertrager in Explosivdarstellung vor dem Zusammenbau, Fig. 2 ein erfindungsgemäßes Band von Lotfolien, Fig. 3 das Band gemäß Fig. 2, jedoch mit getrennten Einzelfolien und Fig. 4 einen Verbindungssteg zwischen zwei Einzelfolien als Einzelheit X.

Fig. 1 zeigt einen Schicht-Wärmeübertrager 1 , wie er im Wesentlichen aus dem eingangs genannten Stand der Technik, d. h. der DE 103 28 274 A1 bekannt ist, welche in ihrer Gesamtheit in den Offenbarungsgehalt dieser Anmeldung mit einbezogen wird. Der in Explosivdarstellung gezeigte Schicht-Wärmeübertrager 1 setzt sich im Wesentlichen aus einem Stapel 2 und vier Anschlusskästen 3, 4, 5, 6 sowie zwei Deckplatten 7, 8, einer obe¬ ren und einer unteren Deckplatte, zusammen. Der Stapel 2 ist aus profilier¬ ten Trennplatten 9, die wechselweise um 90° gedreht angeordnet sind, und Lotfolien 10 aufgebaut. Das komplette Herstellverfahren einschließlich Sta- peln, Löten und Verschweißen der einzelnen Teile des Schicht- Wärmeübertragers 1 ist in dem erwähnten Stand der Technik beschrieben und wird daher hier nicht erläutert, vielmehr wird auf die DE 103 28 274 A1 verwiesen.

Fig. 2 zeigt ein erfindungsgemäßes Band 11 , bestehend aus einzelnen mit¬ einander verbundenen, quadratisch ausgebildeten Lotfolien, so genannten Einzelfolien 12, von denen hier beispielsweise drei Einzelfolien 12 eines Endlosbandes 11 dargestellt sind. Die Einzelfolien 12 sind jeweils durch Metallbrücken in Form von zwei dünnen Stegen 13 verbunden, zwischen denen jeweils ein Spalt 14 belassen ist. Das Endlosband 11 ist - was hier nicht dargestellt ist - zu einem Bandwickel, einem so genannten Coil, auf¬ gewickelt und in einem passenden, z. B. trommeiförmigen, ebenfalls nicht dargestellten Spender drehbar gelagert, sodass vom Ende des Coils Ein¬ zelfolien abgetrennt werden können.

Fig. 3 zeigt voneinander getrennte Einzelfolien 12', was vorzugsweise durch Abreißen von Einzelfolien 12' erfolgt. Das Abreißen kann manuell oder ma¬ schinell erfolgen, letzteres bei einer automatischen Fertigung.

Fig. 4 zeigt eine Einzelheit X aus Fig. 2, d. h. einen Ausschnitt von zwei be¬ nachbarten Einzelfolien 12 mit dem Steg 13, welcher die beiden Einzelfolien 12 verbindet. Der Steg 13 besteht aus zwei trapezförmigen Hälften 13a, 13b, welche im Bereich ihrer kurzen Seiten aneinander stoßen und eine Ein¬ schnürung 13c bilden. Das Auseinanderziehen benachbarter Einzelfolien 12 bewirkt ein Reißen des Steges 13 im Bereich der Einschnürung, d. h. die Einschnürung 13c bildet eine Sollbruchstelle. Dadurch ergibt sich beim Ab¬ reißen der Einzelfolien 12 eine definierte Abrisskante, sodass an den abge¬ rissenen Einzelfolien die trapezförmig ausgebildeten Steghälften 13a bzw. 13b erhalten bleiben - diese bilden so genannte Anzeigefahnen. Beim Schichten eines Stapels 2 - wie er in Fig. 1 dargestellt ist - würden die dort gezeigten Lotfolien 10 durch die erfindungsgemäßen Lotfolien 12' ersetzt werden, d. h. jede Lotfolie wäre infolge der vorstehenden „Anzeigefahnen" 13a, 13b sofort sichtbar oder auch automatisch erkennbar. Dies stellt eine wichtige Kontrollmaßnahme bei der Fertigung dar. Der fertige Stapel kann somit leicht auf Vollständigkeit hinsichtlich der Anzahl der Lotfolien überprüft werden.

Das oben erwähnte Endlosband 11 kann wie folgt hergestellt werden: Zu¬ nächst wird ein durchgehendes Band (Halbzeug) aus Lotfolienmaterial, z. B. aus Kupfer oder einer Nickellegierung als Coil bereitgestellt und einer nicht dargestellten Stanzvorrichtung zugeführt. Letztere erzeugt die in Fig. 2 dar¬ gestellten Spalte 14 und Stege 13 durch Ausstanzen von dünnen Material¬ streifen. Anschließend wird das gestanzte Band 11 wieder zu einem Coil aufgewickelt, welches dann für den Fertigungsprozess eines Schicht- Wärmeübertragers, d. h. den Aufbau eines Stapels von Trennplatten und Lotfolien verwendbar ist.