DE102010016336A1 - Vorrichtung zur Herstellung von Kapillarrohrmatten - Google Patents
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Abstract
Eine Vorrichtung zur Herstellung von als Heiz- oder Kühlelement dienenden Kapillarrohrmatten aus Kunststoff umfasst eine langgestreckte, absenkbare Heizvorrichtung (5) zum gleichzeitigen Erwärmen der Enden der Kapillarrohre (1) und der diesen gegenüberliegenden, mit Bohrungen (3) versehenen Bereiche des Stammrohres (2) für einen anschließenden Schweißvorgang, die zwei in einem langgestreckten Gehäuse (6) mit jeweils in dessen gegenüberliegenden Seitenwänden (7a, 7b) ausgebildetem Wärmestrahlschlitz (8a, 8b) angeordnete, in Richtung des Wärmestrahlschlitzes abstrahlende und sich parallel zu diesem erstreckende Heizstrahler (11a, 11b) sowie jeweils oberhalb und unterhalb der Heizstrahler angeordnete, mit dem Gehäuse verbundene, von einem Kühlmedium durchströmte Kühlkörper (10) aufweist. Dem zum Stammrohr weisenden Wärmestrahlschlitz (8b) ist eine Lochblende (15) zugeordnet, deren Löcher (16) in der Achse der Bohrungen (3) des Stammrohres (2) liegen. Mit der Vorrichtung können die Schweißverbindungen zwischen den Kapillarrohren und dem Stammrohr in hoher Qualität hergestellt werden.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von als Heiz- oder Kühlelement dienenden, aus einer Vielzahl von Kapillarrohren und jeweils einem beidseitig an deren Enden angeschweißten Stammrohr bestehenden Kapillarrohrmatten aus Kunststoff, die Mittel zum lagerichtigen Positionieren der Kapillarrohre und des Stammrohres und eine langgestreckte, absenkbare Heizvorrichtung zum gleichzeitigen Erwärmen der Enden der Kapillarrohre und der diesen gegenüberliegenden, mit Bohrungen versehenen Bereiche des Stammrohres für einen anschließenden Schweißvorgang umfasst.
- Kapillarrohrmatten bestehen aus zwei als Vorlauf- bzw. Rücklaufleitung dienenden Stammrohren, die durch eine Vielzahl von in geringem Abstand parallel zueinander angeordneten Kapillarrohren miteinander verbunden sind. Sie werden in Decken, Wänden oder Böden verlegt und fungieren in Abhängigkeit von der Temperatur des durch die Kapillarrohre strömenden Mediums als Flächentemperierungssystem zum Heizen oder Kühlen von Raumoberflächen. Die Herstellung der Verbindung zwischen den Kapillarrohren und den mit einer Vielzahl von Bohrungen ausgebildeten Stammrohren erfolgt derart, dass die in einer zueinander ausgerichteten Position angeordneten Kapillarrohre und ein Stammrohr im beiderseitigen Verbindungsbereich mithilfe eines langgestreckten elektrischen Heizstrahlers (Infrarotstrahlers) gleichzeitig örtlich erwärmt und nach Entfernen des Heizstrahlers die Stirnseiten der Kapillarrohre an den zugehörigen Bohrungsbereich des Stammrohres gedrückt und miteinander verschweißt werden. Für die Qualität der Schweißverbindung und deren Dichtheit ist es dabei von erheblicher Bedeutung, dass der Fügebereich an den Kapillarrohrenden und um die Bohrungen des Stammrohres herum exakt erwärmt wird, das heißt, trotz der langgestreckten und insbesondere unter Wärmeeinwirkung zum Verziehen neigenden Heizvorrichtung eine gleichmäßige Erwärmung der beiderseitigen Fügebereiche gewährleistet ist.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Vorrichtung zur Herstellung von aus Kunststoff bestehenden Kapillarrohrmatten eine Heizvorrichtung zur positionsgenauen Erwärmung der beiderseitigen Schweißbereiche der Kapillarrohre und des Stammrohres anzugeben, die die Ausbildung einer haltbaren und dichten Schweißverbindung gewährleistet.
- Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einer gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 ausgebildeten Vorrichtung gelöst.
- Zweckmäßige und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
- Bei einer Vorrichtung zur Herstellung von Kapillarrohrmatten aus Kunststoff sind Mittel zum lagerichtigen Positionieren der Kapillarrohre und des jeweiligen Stammrohres während des Erwärmungsvorgangs und eine langgestreckte, absenkbare Heizvorrichtung zum gleichzeitigen Erwärmen der Enden der Kapillarrohre und der diesen gegenüberliegenden, mit Bohrungen versehenen Bereiche des Stammrohres für einen anschließenden, durch Aneinanderdrücken der erwärmten Bereiche bewirkten Schweißvorgang vorgesehen. Der Kern der Erfindung besteht darin, dass die Heizvorrichtung zwei voneinander unabhängige, in einem langgestreckten Gehäuse mit jeweils in dessen gegenüberliegenden Seitenwänden ausgebildetem Wärmestrahlschlitz angeordnete, in Richtung des Wärmestrahlschlitzes abstrahlende und sich parallel zu diesem erstreckende Heizstrahler sowie jeweils oberhalb und unterhalb der Heizstrahler angeordnete, mit dem Gehäuse verbundene und von einem Kühlmedium durchströmte Kühlkörper umfasst. Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist dem zum Stammrohr weisenden Wärmestrahlschlitz eine Lochblende zugeordnet, deren Löcher in der Achse der Bohrungen des Stammrohres liegen und somit den Wärmestrahl jeweils auf den Randbereich der Bohrungen des Stammrohres fokussieren.
- Zunächst sorgt die Anordnung von zwei separaten Heizstrahlern dafür, dass die Wärmestrahlung gezielt und mit hoher Intensität auf die Kapillarrohre bzw. das Stammrohr gerichtet werden kann. Die im Gehäuse angeordneten und das Gehäuse kontaktierenden Kühlkörper versteifen und kühlen das Gehäuse der Heizvorrichtung und gewährleisten eine konstante Ausrichtung der Wärmestrahlschlitze und des aus diesen austretenden Wärmestrahls. Gleichermaßen verhindert auch die Kühlung der Heizstrahler deren durch hohe Wärmeeinwirkung bedingte Durchbiegung. Der Heizstrahler ist somit gleichbleibend exakt zum Wärmeaustrittsschlitz des Gehäuses ausgerichtet, so dass eine gleichmäßige und vollständige Erwärmung des Schweißbereichs der Kapillarrohre und des mit diesen zu verschweißenden Stammrohres gewährleistet ist. Die zwischen dem Wärmestrahlschlitz und dem Stammrohr vorgesehene Lochblende, deren Löcher auf derselben Achse wie die Bohrungen des Stammrohres liegen, sorgt zudem für eine auf den Umfangsbereich der Bohrungen konzentrierte Erwärmung. Aufgrund der erfindungsgemäßen Merkmalskombination und der damit verbundenen Wirkungen können fehlerfreie Schweißverbindungen zwischen den Kapillarohren und dem jeweiligen Stammrohr hergestellt werden.
- In weiterer Ausbildung der Erfindung umfassen die Heizstrahler eine in einem Glasröhrchen angeordnete Heizwendel. Eine in dem Glasröhrchen vorgesehene Abschirmung vermindert die Wärmeabstrahlung in das Gehäuseinnere und sorgt für eine gezielte, intensive Wärmeabstrahlung zu den Kapillarröhrchen bzw. dem Stammrohr.
- In weiterer Ausbildung der Erfindung sind die Heizstrahler im Gehäuse an den Enden und mindestens mittig auf einer Stützstrebe abgestützt. Die mittige Abstützung des Heizstrahlers verhindert zusätzlich die Durchbiegung des Glasröhrchens des Heizstrahlers und trägt außerdem zur gleichbleibenden Ausrichtung des Heizstrahlers in Bezug auf den Wärmestrahlschlitz und damit zur exakten Erwärmung der Schweißbereiche bei.
- In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Kühlkörper als die Innenflächen des vorzugsweise rechteckigen Gehäuses kontaktierende Kühlkanäle mit rechteckigem, im Wesentlichen quadratischem Querschnitt ausgebildet. Die Kühlkanäle kontaktieren die Innenflächen des Gehäuses in den Eckbereichen, so dass eine besonders gute Formstabilität der Heizvorrichtung gewährleistet ist.
- In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Gehäuse über eine als Gitterstruktur ausgebildete Befestigungsschiene auf einer hydraulisch oder elektrisch betriebenen Hubvorrichtung angebracht.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung, in der
-
1 eine Seitenansicht einer Heizvorrichtung zum Erwärmen der Schweißverbindungsbereiche der Kapillarrohre und des Stammrohres; und -
2 eine perspektivische Ansicht der Heizvorrichtung, wobei jedoch – der Übersichtlichkeit halber – Teile des Gehäuses und der Kühlkörper nicht dargestellt sind;
zeigt, näher erläutert. - Die in der Zeichnung dargestellten Kapillarrohre
1 und das Stammrohr2 sind jeweils auf einer Positioniervorrichtung (nicht dargestellt), die Bestandteil der Gesamtvorrichtung zur Herstellung der Kapillarrohrmatten ist, so angeordnet, dass die Stirnseite eines Kapillarrohres1 vor dem Schweißvorgang genau mittig auf eine zugehörige Bohrung3 des Stammrohres2 ausgerichtet ist. Zwischen den Kapillarrohren1 und dem diesen gegenüberliegend angeordneten Stammrohr2 erstreckt sich über die Länge der nebeneinander aufgereihten Kapillarrohre1 und des Stammrohres2 eine auf einer absenkbaren Hubvorrichtung4 montierte Heizvorrichtung5 . Die Heizvorrichtung5 umfasst eine als Gitterstruktur ausgebildete Befestigungsschiene14 mit einem auf dieser gehaltenen, aus einem Blechrahmen bestehenden Gehäuse6 , das in den beiden Seitenwänden7a ,7b jeweils einen Wärmestrahlschlitz8a ,8b aufweist. Das Gehäuse6 ist durch senkrechte Stützstreben9 und jeweils einen in den Eckbereichen des Gehäuses6 angeordneten, von einem Kühlmedium durchströmten Kühlkörper10 versteift. In Höhe der Wärmestrahlschlitze8a ,8b befindet sich jeweils zwischen einem oberen und einem unteren Kühlkörper10 ein jeweils in Richtung des ersten und des zweiten Wärmestrahlschlitzes8a bzw.8b strahlender erster und zweiter Heizstrahler11a und11b . Die an den Enden und mittig auf dem Gehäuse6 oder an den Stützstreben9 abgestützten ersten und zweiten Heizstrahler11a ,11b bestehen aus einem – jeweils nach oben und unten sowie nach innen abgeschirmten – Glasröhrchen12 mit einer in dessen Innenraum angeordneten Heizwendel13 . Die so ausgebildete Heizvorrichtung5 weist trotz der großen Länge und der von den Heizstrahlern erzeugten Wärme eine hohe Steifigkeit auf, da die beiden separat angeordneten und abstrahlenden Heizstrahler gekühlt sind und auch das die Heizstrahler aufnehmende Gehäuse6 durch die Kühlkörper10 gekühlt und gleichzeitig versteift ist. Das heißt, die Heizvorrichtung verzieht sich nicht und gewährleistet die positionsgenaue Erzeugung eines sich in einer Linie erstreckenden, durch die Wärmestrahlschlitze8a und8b gerichteten Heizstrahls. - Aus
1 ist ersichtlich, dass im Abstand von dem – dem Stammrohr2 gegenüberliegenden – Wärmestrahlschlitz8b eine Lochblende15 mit in einer Reihe in Höhe des Wärmestrahlschlitzes8b ausgebildeten Löchern16 angeordnet ist. Der Mittenabstand zwischen den Löchern16 in der Lochblende15 stimmt mit dem Mittenabstand zwischen den Bohrungen3 im Stammrohr2 überein. Das heißt, die einzelnen Löcher16 und Bohrungen3 liegen jeweils in derselben Achse, jedoch ist der Durchmesser der Löcher16 größer als der Durchmesser der Bohrungen3 . Dadurch wird das Stammrohr2 nur im Bereich der jeweiligen Bohrungen3 , und zwar in gleichmäßigem Abstand vom Rand der Bohrung gleichmäßig erwärmt. Nach dem Absenken der Heizvorrichtung5 werden die stirnseitig vom ersten Heizstrahler11a erwärmten Kapillarrohre1 mit der Stirnseite an die erwärmten Bereiche am Umfang der Bohrungen3 des Stammrohres2 gedrückt, so dass jeweils exakte, dichte Schweißverbindungen ausgebildet werden. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Kapillarrohre
- 2
- Stammrohr
- 3
- Bohrungen in
2 - 4
- Hubvorrichtung von
5 - 5
- Heizvorrichtung
- 6
- Gehäuse
- 7a, 7b
- Seitenwände von
6 - 8a, 8b
- Wärmestrahlschlitze in
7a ,7b - 9
- Stützstreben in
6 - 10
- Kühlkörper, Kühlkanäle in
6 - 11a
- erster Heizstrahler
- 11b
- zweiter Heizstrahler
- 12
- Glasröhrchen von
11 - 13
- Heizwendel von
11 - 14
- Befestigungsschiene für
6 - 15
- Lochblende
- 16
- Löcher in
15
Claims (5)
- Vorrichtung zur Herstellung von als Heiz- oder Kühlelement dienenden, aus einer Vielzahl von Kapillarrohren und jeweils einem beidseitig an deren Enden angeschweißten Stammrohr bestehenden Kapillarrohrmatten aus Kunststoff, die Mittel zum lagerichtigen Positionieren der Kapillarrohre und des Stammrohres und eine langgestreckte, absenkbare Heizvorrichtung (
5 ) zum gleichzeitigen Erwärmen der Enden der Kapillarrohre (1 ) und der diesen gegenüberliegenden, mit Bohrungen (3 ) versehenen Bereiche des Stammrohres (2 ) für einen anschließenden Schweißvorgang umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizvorrichtung (5 ) zwei in einem langgestreckten Gehäuse (6 ) mit jeweils in dessen gegenüberliegenden Seitenwänden (7a ,7b ) ausgebildetem Wärmestrahlschlitz (8a ,8b ) angeordnete, in Richtung des Wärmestrahlschlitzes (8a ,8b ) abstrahlende und sich parallel zu diesem erstreckende Heizstrahler (11a ,11b ) sowie jeweils oberhalb und unterhalb der Heizstrahler angeordnete, mit dem Gehäuse (6 ) verbundene, von einem Kühlmedium durchströmte Kühlkörper (10 ) umfasst, wobei dem zum Stammrohr (2 ) weisenden Wärmestrahlschlitz (8b ) eine Lochblende (15 ) zugeordnet ist, deren Löcher (16 ) in der Achse der Bohrungen (3 ) des Stammrohres (2 ) liegen. - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizstrahler (
11a ,11b ) eine in einem zum Gehäuseinneren hin abgeschirmten Glasröhrchen (12 ) angeordnete Heizwendel (13 ) umfassen. - Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, das die Heizstrahler (
11a ,11b ) im Gehäuse (6 ) an den Enden und mindestens mittig auf einer Stützstrebe (9 ) abgestützt sind. - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlkörper (
10 ) als die Innenflächen des rechteckigen Gehäuses (6 ) in den Eckbereichen kontaktierende Kühlkanäle mit rechteckigem Querschnitt ausgebildet sind. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (
6 ) über eine als Gitterstruktur ausgebildete Befestigungsschiene (14 ) auf einer hydraulisch oder elektrisch betriebenen Hubvorrichtung (4 ) angebracht ist.
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