(57)【要約】【課題】経済的な形成と補助熱伝達体の高い内部純度を許す、補助熱伝達体を有する全アルミニウム熱伝達体を半田付けする方法を提供する。【解決手段】集合ケース（２）の中に補助熱伝達体（４）、特にトランスミッションオイルクーラーが配置されている、全アルミニウム熱伝達体（１）、特に自動車用の冷却剤クーラーを半田付けする方法において、補助熱伝達体（４）が第１の半田づけプロセスにおいて別に、融剤のない半田付け方法に従って、特に真空内で半田づけされ、その後再溶融温度を有し、−次に熱伝達体（１）の集合ケース（２）内に位置決めされて、固定され、かつ第２の半田付けプロセスにおいて、集合ケース（２）を含めた全アルミニウム熱伝達体（１）と共に、いわゆるＮｏｃｏｌｏｋ方法に従って半田付けされ、その場合に半田温度が、半田付けされた補助熱伝達体の再溶融温度の下にある。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
集合ケース（２）を有し、その中に補助熱伝達体（４）、特にトランスミッションオイルクーラーが配置されている、全アルミニウム熱伝達体（１）、特に自動車用の冷却剤クーラーを半田付けする方法において、
−補助熱伝達体（４）が第１の半田づけプロセスにおいて別に、融剤のない半田付け方法に従って、特に真空内で半田づけされ、その後再溶融温度を有し、
−次に熱伝達体（１）の集合ケース（２）内に位置決めされて、固定され、かつ
−第２の半田付けプロセスにおいて、集合ケース（２）を含めた全アルミニウム熱伝達体（１）と共に、いわゆるＮｏｃｏｌｏｋ方法に従って半田付けされ、その場合に半田温度が、半田付けされた補助熱伝達体の再溶融温度の下にある、
ことを特徴とする、全アルミニウム熱伝達体を半田付けする方法。
【請求項２】
補助熱伝達体の、特に第１の半付けプロセスの間のその半田結合の、再溶融温度が、半田付け時間、半田温度、半田間隙幅および半田量のような半田パラメータによって、第２の半田づけプロセスの半田温度に対する間隔が十分に大きいように、調節されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
第１の半田付けプロセスのためと、第２の半田付けプロセスのために、ほぼ同一の溶融領域を有する半田が使用されることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
請求項１、２または３に記載の方法に従って形成された、熱伝達体において、
補助熱伝達体（４）が、２つの外側へ突出する、外ねじ（５ａ）を備えた接続短管（５）を有し、集合ケース（２）が接続短管（５）を収容する開口部を有しており、かつ
補助熱伝達体（４）が、半田付け可能な、外ねじ（５ａ）を介して集合ケース（２、２ａ）に対して螺合される、半田プレーティングされたナット（７）によって保持されて、密閉されていることを特徴とする熱伝達体。
【請求項５】
補助熱伝達体（４）が、半田付け可能な個別部品、特にフラットパイプ（８）と乱流挿入片（９）を有しており、それらが、規格名称ＥＮ−ＡＷ４ｘｘｘ（４００４）を有するＡｌ−Ｓｉ−合金からなる半田プレーティングを備えた、基礎材料のための規格名称ＥＮ−ＡＷ３ｘｘｘ（３００３）ないしＥＮ−ＡＷ６ｘｘｘ（６０６０）を有するアルミニウム合金から形成可能であることを特徴とする請求項４に記載の熱伝達体。
【請求項６】
集合ケース（２）が、規格名称ＥＮ−ＡＷ３ｘｘｘ（３００３）を有するアルミニウム合金と、規格名称ＥＮ−ＡＷ４ｘｘｘ（ＥＮ−ＡＷ４０４５）を有するＡｌ−Ｓｉ−合金からなる半田プレーティングから形成可能であることを特徴とする請求項４に記載の熱伝達体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１に上位概念として記載の全アルミニウム熱伝達体、特に自動車用の冷却剤クーラーを半田付けする方法（すなわち、集合ケースを有し、その中に補助熱伝達体、特にトランスミッションオイルクーラーが配置されている、全アルミニウム熱伝達体、特に自動車用の冷却剤クーラーを半田付けする方法）と、請求項４に上位概念として記載の同方法に従って形成された熱伝達体に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のためのトランスミッションオイルクーラーは、冷却剤クーラーの冷却剤ケース内に多重に収容されており、従って自動車の内燃機関のための冷却循環の冷却剤によって冷却される。トランスミッションオイルクーラーは、真鍮半田付けされたディスククーラーまたはフラットパイプクーラーとして知られており、その接続短管は冷却剤ケースの壁の対応する開口部に挿通されて、密閉される。冷却剤ケースがプラスチックから形成されている限りにおいて、密閉は、従来技術（たとえば、特許文献１または本出願人の特許文献２を参照）から知られているように、Ｏリングを介して行われる。この種の密閉と螺合は、付加的な組立て時間を有し、かつ漏れの危険を伴う。
【０００３】
リサイクルの理由から、今日では、品質の純粋な熱伝達体、たとえば真鍮半田付けされた全アルミニウム熱伝達体が形成され、それは、従来技術（たとえば、特許文献３または本出願人の特許文献４を参照）によって知られている、いわゆるＮｏｃｏｌｏｋ方法に従って半田付けされる。この半田付け方法によって、比較的大きい半田間隙も克服することができ、腐食性の融剤が残ることがない。もちろん、たとえば自動車用のトランスミッションオイルクーラーの場合のように、高い内部純度が要求される熱伝達体にＮｏｃｏｌｏｋ方法を使用することには、懸念がある。従ってトランスミッションオイルクーラーは、好ましくは半田炉内で融剤のない半田付け方法によって半田付けされ、その後アルミニウム冷却剤ケース内へ挿入されて、Ｏリングによって密閉される。
【０００４】
他の従来技術（たとえば、特許文献５を参照）によって、冷却剤ケースを有する冷却剤クーラーの形式の全アルミニウム熱伝達体が知られており、その冷却剤ケース内に全アルミニウムオイルクーラーが挿入されて、半田付けされている。オイルクーラーは、ダブルパイプオイルクーラーとして形成されており、２つのリング状に形成されたフランジを介して保持されて、冷却剤ケースの壁に取り付けられ、ないしは固定されている。２つの熱伝達体は、１つの作業工程において、すなわち１つの同じ半田付け方法に従って半田付けされる。この形成方法における欠点は、オイルクーラーをそれ自体およびクーラーの冷却剤ケースに対して締付け固定するために、比較的多くの部品とそれに結びつくそれ相当の組立ての手間が必要なことである。
【特許文献１】欧州特許公開公報ＥＰ−Ａ８６６３００
【特許文献２】ドイツ公開公報ＤＥ−Ａ１０１０６５１０
【特許文献３】ドイツ公開公報ＤＥ−Ａ２６１４８７２
【特許文献４】ドイツ公開公報ＤＥ−Ａ１９５４８２４４
【特許文献５】欧州特許公開公報ＥＰ−Ａ８４６９３１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、経済的な形成と補助熱伝達体の高い内部純度を許す、補助熱伝達体を有する全アルミニウム熱伝達体を半田付けする方法を提供することである。さらに、本発明の課題は、Ｎｏｃｏｌｏｋ方法に従って半田付けするために必要な前提を有する、補助熱伝達体を有する全アルミニウム熱伝達体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は、請求項１に記載の特徴によって解決される。
【発明の実施の形態】
【０００７】
本発明によれば、次の３つの互いに連続する処理ステップが設けられている：最初に、すなわち第１の半田付けプロセスにおいて、補助熱伝達体が真空内で融剤なしで半田付けされる；その後、半田付けされた補助熱伝達体が全アルミニウム熱伝達体の集合ケース内へ挿入されて、そこで次の、第２の半田付けのために固定され；最後に２つの熱伝達体、すなわちすでに半田付けされている補助熱伝達体とまだ半田付けされていない熱伝達体が一緒にいわゆるＮｏｃｏｌｏｋ方法に従って半田付けされ、その場合に補助熱伝達体が第２の半田付けプロセスを受ける。
【０００８】
本発明に基づく方法によって、一方で、補助熱伝達体、特に自動車のためのトランスミッションオイルクーラーが、高い内部純度で形成することができ、融剤残渣を持たない、という利点が得られる。従って、トランスミッションオイルクーラーないし補助熱伝達体は、簡単な半田付け装置内で、すなわち簡単な締付け固定手段で、経済的に形成することができる。次に、半田付けされた補助熱伝達体を簡単な手段で熱伝達体の集合ケース内に固定することができ、すなわち補助熱伝達体の個別部品をもはや締付け固定する必要がない；それによって締付け固定のために必要な多数の部品とそれに応じた装着時間も省かれる。Ｎｏｃｏｌｏｋ方法によって、補助熱伝達体と集合ケースの間に密な半田結合が形成されるので、場合によっては必要となるシール手段が省かれる。Ｎｏｃｏｌｏｋ半田付けは、すでに半田付けされている補助熱伝達体の半田結合の再溶融温度より低い温度で行われ−これは、半田が真空半田付けによって溶融されて、一部は基礎材料内へ拡散されており、かつ並行して基礎材料が半田と混合されているので、半田継目の領域に、半田付け温度、すなわち半田合金の溶融温度の上方にある、再溶融温度を有する組織が生じていることに基づく。この効果は、共融半田が、半田結合の領域内に半田付けの際に形成される、非共融の組織よりも高いＳｉ含有量を有していることに起因する。ケイ素は、融点を低下させる。ケイ素が基礎材料内へ拡散することによって、Ｓｉ含有量が低下して、それによって融点が上昇する。従って、すでに半田付けされた補助熱伝達体は、次のＮｏｃｏｌｏｋ半田付けの際に再び溶け始めることがなく、あるいはその半田結合を損なわれない。
【０００９】
本発明の好ましい形態において、補助熱伝達体の半田結合の再溶融温度は、第１の半田付けプロセスの間の所定の半田パラメータによって、特に半田付け時間、半田付け温度、半田間隙および半田付けすべき部品の間の半田量によって、調節することができる。それによって、第２の半田付けプロセスにおける半田付け温度に対する補助熱伝達体の再溶融温度の間隔が十分に大きくなるので、第２の半田付けプロセスの間の補助熱伝達体の溶融し始めあるいは場合によっては非密閉性が確実に回避される、という利点が達成される。
【００１０】
本発明の課題は、特許請求項４の特徴によっても解決される。本発明によれば、２つの接続短管を有する補助熱伝達体が設けられており、その接続短管が集合ケースの壁の対応する開口部を通して差し込まれて、外側から半田ナットによって固定される。それによって、すでに真空内で半田付けされている補助熱伝達体は次のＮｏｃｏｌｏｋ半田付けプロセスのために十分に集合ケースに固定されているので、２つの接続短管の密閉半田付けも可能である、という利点が得られる。従って補助熱伝達体と熱伝達体は、１つの作業工程において完全に半田付けすることができる。従来技術から知られているような、複雑な締付け手段の代りに、本発明によれば、２つの、いわゆる半田ナット、すなわち半田プレーティングされたナットしか必要とされず、この半田ナットが一方で短管の固定を、他方では密閉半田付けをもたらす。
【００１１】
本発明の好ましい形態によれば、補助熱伝達体の互いに半田付け可能な部品、従ってたとえばフラットパイプと乱流挿入片は、基本材料のための規格名称ＥＮ−ＡＷ３００３を有するアルミニウム合金と、規格名称ＥＮ−ＡＷ４００４を有するアルミニウム−ケイ素−合金からなる半田プレーティングから構成される。
【００１２】
本発明の他の好ましい形態において、熱伝達体の集合ケースは、規格名称ＥＮ−ＡＷ３００３を有するアルミニウム合金と、規格名称ＥＮ−ＡＷ４０４５、ＥＮ−ＡＷ４０４７ないしＥＮ−ＡＷ４３４３のＡｌ−Ｓｉ合金からなる半田プレーティングから形成されている。補助熱伝達体におけるこの材料組合わせと熱伝達体におけるこの材料組合わせによって、Ｎｏｃｏｌｏｋ半田付けプロセスの半田付け温度が、半田付けされてる補助熱伝達体の溶融温度の十分に下にある、という利点が得られる。従って補助熱伝達体は、最後のＮｏｃｏｌｏｋ半田付けプロセスによって、その強度と組織形成に関して何ら損傷を受けない。
【実施例】
【００１３】
本発明の実施例を図面に示し、以下、詳細に説明する。
【００１４】
図１は、自動車の図示されていない内燃機関のための冷却剤クーラー１として用いられる、全アルミニウム熱伝達体を示している。冷却剤クーラー１は、一部だけ、すなわち冷却剤ケース２が示されており、その冷却剤ケースはＵ字状の薄板プロフィールからなり、その薄板プロフィールの開放した側がフラットパイプ３のパイプ端部３ａを収容している。冷却剤ケース２とフラットパイプ３は、図示されていない内燃機関のための冷却剤循環の冷却剤によって貫流される。この種の全アルミニウム熱伝達体１は、たとえば本出願人のＤＥ−Ａ１９５４３９８６から知られている。冷却剤ケース２の横断面の内部に、トランスミッションオイルクーラー４として形成された補助熱伝達体が配置されており、それが、同様に全アルミニウム構造で、フラットパイプオイルクーラーとして形成されている。トランスミッションオイルクーラー４は、２つの接続短管を有しており、そのうちの１つの接続短管５が示されており、それが集合ケース２内の開口部を貫通して、外側へ突出している。トランスミッションオイルクーラー４は、さらに、フランジ６を有しており、そのフランジが冷却剤ケース２の内側に添接している。外側へ突出する接続短管５の上に、半田プレーティングされたアルミニウム薄板から形成された、半田ナット７が螺合されている。トランスミッションオイルクーラー４は、一次側で、すなわちフラットパイプを通してトランスミッションオイルによって貫流され、二次側では冷却剤クーラー１の冷却剤によって冷却される。
【００１５】
図２は、冷却剤ケース２とトランスミッションオイルクーラー４を縦断面で、すなわち接続短管５の領域で示している。トランスミッションオイルクーラー４は、多数のフラットパイプ８によって構成されており、その内部に乱流挿入片９が配置されている。フラットパイプ８の間に、スペースホルダ、突起または乱流薄板１０が配置されており、それが冷却剤によって貫流される。それに対して乱流挿入片９は、トランスミッションオイルによって貫流される。図示されていないが、既知の方法で互いに結合されている、フラットパイプ８の内部は、フランジ６を有する接続短管５を介して外側へ向かって、図示されていないトランスミッションオイル循環と接続されている。接続短管５は外ねじ５ａを有しており、その上に、対応する内ねじを有する半田ナット７が螺合されている。冷却剤ケース２は、少なくとも接続短管５の領域において、平坦な壁２ａを有しており、その壁の内側に平坦に形成されたフランジ６が添接し、そのフランジが外側へ向かって接続短管５内へ連続しており、従ってこの接続短管と一体的に形成されている。半田ナット７と外ねじ５ａを介してフランジ６とそれに伴ってトランスミッションオイルクーラー４が壁２ａに対して締付け固定される。
【００１６】
本発明に基づく方法は、次のように遂行される：まず、フランジ６を有する接続短管５、フラットパイプ８、乱流挿入片９および乱流薄板１０のような個別部品からなる、トランスミッションオイルクーラー４が、真空半田付けのために準備されて、締付けられ、固定されて、図示されていない真空炉内で半田付けされる。個別部品、たとえば溶接されたフラットパイプとして形成されたフラットパイプ８は、両側に半田プレーティングを有しており、それが一方では乱流挿入片９との半田付けを許し、他方では外側に配置された乱流薄板１０およびフランジ６との半田付けを許す。真空半田付け後に、トランスミッションオイルクーラー４は完成し、従って完全に機能し得る。次の処理ステップにおいて、冷却剤クーラー１がパイプ３と冷却剤ケース２および図示されていないフィンのような全部の個別部品と共に半田付けのために準備される。その場合にすでに真空内で半田付けされているトランスミッションオイルクーラー４も冷却剤ケース２内へ挿入されて、その短管５が壁２ａの対応する開口部に挿通されて、外側から半田ナット７によって固定される。同様に、トランスミッションオイルクーラー４の図示されていない第２の接続短管が冷却剤ケース２の壁２ａに固定される。従ってトランスミッションオイルクーラー４は、−他の締付け手段なしで−ナット７のみを介して−冷却剤ケース２内に固定されている。その後、冷却剤クーラー１がトランスミッションオイルクーラー４と共に図示されていない半田炉内へ挿入されて、そこで、たとえば冒頭で上げたＤＥ−Ａ２６１４８７２から知られている、いわゆるＮｏｃｏｌｏｋ半田付け方法によって半田付けされることによって、最終的な半田付けが行われる。壁２ａに向いた側に半田プレーティングされている、半田ナット７が壁２ａと半田付けされ、同様にフランジ６が壁２ａの内側と半田付けされる。
【００１７】
Ｎｏｃｏｌｏｋ半田付けと真空半田付けは、ほぼ同一または同様な半田温度において行われ、その場合にＮｏｃｏｌｏｋ半田付けの半田結合は、それ以上溶け始め、あるいは再溶融されない。
【００１８】
Ｎｏｃｏｌｏｋ半田付けの終了後に、トランスミッションオイルクーラー４はその接続短管を介して冷却剤ケース２と堅固かつ密に結合されている。たとえばＯリングのような、他のシール手段は、不要である。図示されていないオイル循環への接続は、図示されていない螺合結合を介して行われる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】組み込まれたトランスミッションオイルクーラーを有する冷却剤ケースを示す横断面図である。
【図２】トランスミッションオイルクーラーの一部を有する冷却剤ケースを示す縦断面図である。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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