DE102013003105A1

DE102013003105A1 - Rohrleitungsabschnitteinrichtung und Verfahren zum Verbinden eines Rohrelementes aus Kunststoff mit einem Gehäuse einer Rohrleitung

Info

Publication number: DE102013003105A1
Application number: DE201310003105
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: GWA HAUSANSCHLUSS ARMATUREN GmbH
Current assignee: GWA HAUSANSCHLUSS ARMATUREN GmbH
Priority date: 2013-02-25
Filing date: 2013-02-25
Publication date: 2014-08-28

Abstract

Eine Rohrleitungsabschnittseinrichtung besitzt ein Gehäuse (10) mit einer Wandung (11), welche einen für Fluide durchströmbaren Innenquerschnitt umgibt. Mindestens eine Anschlussöffnung (20) ist vorgesehen, die zum Einstecken eines Rohrelementes aus Kunststoff ausgebildet ist, wobei die Anschlussöffnung (20) von einem Abschnitt der Wandung (11) umgeben ist und zumindest dieser Abschnitt der Wandung (11) aus Kunststoff besteht. Ein beheizbares Element (25) ist in dem Abschnitt angeordnet, der der Anschlussöffnung (20) benachbart ist. Das beheizbare Element (25) ist ein mittels elektrischer Induktionsheizung von außerhalb des Gehäuses (10) beheizbares Element. Es ist so ausgebildet und in oder an der Wandung (11) angeordnet, dass es im erhitzten Zustand durch Wärmeleitung und/oder Wärmestrahlung die benachbarten Abschnitte eines eingesteckten aus Kunststoff bestehenden Rohrelementes und der auf das Rohrelement zu gerichteten Bereiche der Wandung (11) an der Anschlussöffnung (20) aufschmilzt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Rohrleitungsabschnittseinrichtung mit einem Gehäuse mit einer Wandung, welche einen für Fluide durchströmbaren Innenquerschnitt umgibt, mit mindestens einer Anschlussöffnung, die zum Einstecken eines Rohrelementes aus Kunststoff ausgebildet ist, wobei die Anschlussöffnung von einem Abschnitt der Wandung umgeben ist und zumindest dieser Abschnitt der Wandung aus Kunststoff besteht, mit einem beheizbaren Element, welches in dem Abschnitt angeordnet ist, der der Anschlussöffnung benachbart ist.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Anschließen eines aus Kunststoff bestehenden Rohrelementes an ein Gehäuse mit einer Wandung, welche einen für Fluide durchströmbaren Innenquerschnitt umgibt, und mit mindestens einer Anschlussöffnung, die zum Einstecken des Rohrelementes ausgebildet ist.
Rohrleitungen werden unter anderem zum Transport von Fluiden wie beispielsweise Brauchwasser oder Abwasser oder auch von gasförmigen strömenden Substanzen in Versorgungsleitungen für Haushalt und Gewerbe eingesetzt. Zu diesen Rohrleitungen gehören auch solche, die innerhalb der zu versorgenden Gebäude verlaufen und im Regelfall heutzutage aus Rohrelementen aus bestimmten Messinglegierungen bestehen.
Neben den Rohrelementen selbst befinden sich in den Rohrleitungen auch bestimmte Vorrichtungen wie etwa Armaturen, Pumpen, Durchflussmessgeräte oder andere Sensoren und etwa Anschlussstellen für Zweigleitungen oder Vorrichtungen, mit denen die Strömungsrichtung des strömenden Fluides um 90° oder einen anderen Winkel geändert wird. Diese zusätzlichen Vorrichtungen weisen üblicherweise ein Gehäuse auf, an das dann von zwei (oder gegebenenfalls auch mehr) Seiten aus Rohrelemente angeschlossen werden, gegebenenfalls auch die Gehäuse von anderen Vorrichtungen.
Entsprechende Kupplungseinrichtungen sind in vielfacher Form bekannt und mit den bewährten und erprobten Messinglegierungen auch weitgehend problemlos aufbaubar.
Zunehmend besteht allerdings der Wunsch, die Rohrelemente aus Messing durch Rohrelemente aus Kunststoff zu ersetzen, da die Messinglegierungen häufig bleihaltig sind, was aus verschiedenen Gründen nicht gewünscht wird. Rohrelemente aus bleifreien Messinglegierungen haben jedoch einige praktische Nachteile, unter anderem sind sie nur erschwert untereinander oder mit den Gehäusen für die Armaturen und sonstigen Vorrichtungen verbindbar.
Rohrelemente aus Kunststoff stehen zwar zur Verfügung, aber auch bei Kunststoffrohrelementen stellt sich natürlich das Problem, dass diese mit entsprechenden Gehäusen von Armaturen und anderen Vorrichtungen verbunden werden müssen. Da es sich um Rohrleitungen handelt, genügt keine rein mechanische Verbindung, sondern diese muss auch fluiddicht bezogen auf die zu fördernden Fluide sein, also bezogen auf beispielsweise Wasser oder Abwasser.
Erste Überlegungen für eine geeignete Verbindung sind beispielsweise schon in der DE 10 2010 023 424 A1 in Zusammenhang mit einer drehbaren Kupplungseinrichtung zum Anschließen zweier Leitungen angestellt worden. Dort wird eine Heizwendel in die Wandung eines Gehäuses integriert, und zwar in dem Bereich, in dem die Kunststoffrohrelemente für die anzuschließende Rohrleitung in eine Anschlussöffnung eingebracht werden. Wird die Heizwendel mit elektrischer Energie versorgt, schmilzt sie die benachbarte, eingesteckte Rohrleitung in diesem Bereich auf und der flüssig gewordene Kunststoff verbindet sich mit den entsprechenden Seiten der Wandung der Anschlussöffnung.
Die vorgeschlagene Vorgehensweise hat sich im Grundsatz auch als praktikabel erwiesen und führt zu einer Verschweißung des eingesteckten Rohrelements mit der umgebenden Wandung.
Die Vorgehensweise hat jedoch verschiedene Nachteile. So muss in die entsprechenden Gehäuseteile jeweils eine komplette und relativ kostspielige Heizeinrichtung mit einer beheizbaren Heizwendel, Kontaktstiften und Anschlüssen eingebracht werden, die lediglich einmal benutzt wird, nämlich um ein Rohrelement zu verschweißen. Für diesen einen Anwendungsfall ist sie recht teuer, da hochwertige Werkstoffe benutzt werden müssen und darüber hinaus durch die Kontaktstifte und die an die Einstecköffnung angrenzende Heizwendel auch recht empfindliche Bauelemente eingesetzt werden müssen.
Gewünscht wäre eine gleichwohl zuverlässige, aber deutlich kostengünstigere Lösung, um vielleicht doch entgegen dem Stand der Technik Kunststoffrohrelemente für derartige Konstruktionen nutzen zu können.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine solche Lösung vorzuschlagen.
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das beheizbare Element ein mittels elektrischer Induktionsheizung von außerhalb des Gehäuses beheizbares Element und so ausgebildet und in oder an der Wandung angeordnet ist, dass es im erhitzten Zustand durch Wärmeleitung und/oder Wärmestrahlung die benachbarten Abschnitte eines eingesteckten aus Kunststoff bestehenden Rohrelementes und der auf das Rohrelement zu gerichteten Bereiche der Wandung an der Anschlussöffnung aufschmilzt.
Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in die Anschlussöffnung ein beheizbares Element eingeführt wird, welches mittels elektrischer Induktionsheizung beheizbar ist, wobei das beheizbare Element den für Fluide durchströmbaren Innenquerschnitt des Gehäuses im Bereich der Anschlussöffnung nach dem Einführen umgibt, dass das aus Kunststoff bestehende Rohrelement in die Anschlussöffnung eingeführt wird, sodass das beheizbare Element zwischen dem eingeführten aus Kunststoff bestehenden Rohrelement auf der einen Seite und einem Abschnitt der Wandung des Gehäuses auf der anderen Seite aufgenommen ist, dass eine wirbelstromerzeugende Einrichtung von außen in dem Bereich der Anschlussöffnung des Gehäuses angeordnet wird, dass die wirbelstromerzeugende Einrichtung eingeschaltet beziehungsweise angefahren wird und mittels elektrischer Induktionsheizung das beheizbare Element erhitzt, sodass die aus Kunststoff bestehenden, dem beheizbaren Element benachbarten Bereiche des aus Kunststoff bestehenden Rohrelements und der aus Kunststoff bestehenden Wandung des Gehäuses aufschmelzen und sich miteinander verbinden, und dass die wirbelstromerzeugende Einrichtung heruntergefahren und/oder abgeschaltet wird und die aufgeschmolzenen Teile des Kunststoffs erkalten und die Wandung des Gehäuses in diesem Bereich mit dem Rohrelement verbinden.
Erfindungsgemäß werden also Kunststoffrohrelemente in eine Anschlussöffnung eines Gehäuses eingesteckt. Die Rohrelemente und das Gehäuse sind jeweils Teil der aufzubauenden Rohrleitung, durch welche das zu fördernde Fluid transportiert werden soll.
Es wird wiederum mit einer Verschweißung beziehungsweise Verschmelzung der sich gegenüberliegenden Flächen gearbeitet, also der Außenseite des Rohrelements in dem eingesteckten Bereich und der Innenseite der Wandung des Gehäuses in dem Bereich der Anschlussöffnung.
Allerdings wird nicht mit einer Heizwendel oder einer ähnlichen Form gearbeitet, sondern die elektrische Energie wird über Induktion in ein entsprechendes beheizbares Element induziert, wo es Wirbelströme erzeugt, die in Wärmeenergie umgesetzt werden. Dieses in dieser Form beheizbare Element wird dadurch heiß und wirkt seinerseits als Heizelement für seine Umgebung. Diese Umgebung weist genau die erwähnten benachbarten Partien des Kunststoffrohrelements einerseits und des inneren Bereiches der ebenfalls aus Kunststoff bestehenden Wandung des Gehäuses andererseits auf.
Die beiden dadurch aufschmelzenden Kunststoffpartien sind auf den beiden Seiten des beheizbaren Elements angeordnet. Zur Verschmelzung ist daher vorgesehen, dass entsprechende Öffnungen in dem beheizbaren Element vorgesehen sind, durch die die aufgeschmolzenen Teile des Kunststoffes hindurchtreten und miteinander in Verbindung und Kontakt treten können.
Dadurch entsteht jetzt eine Verbindung der beiden Kunststoffe des Rohrelements einerseits und der Wandung andererseits.
Bevorzugt wird als beheizbares Element ein zylinderwandungsförmiges Lochblech eingesetzt. Ein solches Lochblech enthält bereits entsprechende Öffnungen, die darüber hinaus auch gleichmäßig und regelmäßig verteilt und geformt sind. Durch die Zylinderwandungsform entsteht eine dem Rohrelement angepasste und auch der Fluiddurchführung in dem Gehäuse anpassbare Gestalt.
Dieses Lochblech wird bevorzugt auf die der Fluiddurchführung zugewandte Innenseite der Wandung in dem Bereich der Anschlussöffnung aufgelegt und dort vor dem Einstecken des Kunststoffrohrelements auch befestigt gehalten, etwa durch eine werksseitige Vormontage.
Anstelle eines Lochbleches können auch siebartig aufgebaute Konstruktionen eingesetzt werden.
Als Material für das Lochblech oder die siebartige Ausgestaltung des beheizbaren Elements kommt in erster Linie Eisen in Betracht, da es relativ kostengünstig ist und durch eine Wirbelstrom erzeugende Einrichtung um das Gehäuse beziehungsweise diesen Abschnitt des Gehäuses herum besonders effektiv Wirbelstrom induziert und in Wärmeenergie umgewandelt werden kann.
Durch die erfindungsgemäße Konzeption entstehen erhebliche Vorteile.
Anders als im Stand der Technik ist es jetzt nicht mehr erforderlich, das beheizbare Element beziehungsweise das Heizelement, welches Wärmeenergie in seine Umgebung trägt, mit einem Kontakt durch die Wandung nach außen zu versehen. Ein solcher Kontakt durch die Wandung hindurch ist stets eine Verletzung der strukturellen Integrität einer Wandung, da letztlich bewusst eine Bohrung durch die Wandung für die kontaktführende Leitung erfolgen musste, was jetzt erfindungsgemäß unterbleiben kann.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die bisher erforderliche, relativ empfindliche Heizwendel entfällt. Bisher bestand hier die Gefahr, dass beim Einstecken eines Rohrelementes einzelne Windungen der Heizwendel beschädigt werden.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht in einer gleichmäßigeren und in zwei einander entgegengesetzte Richtungen wirkenden Verteilung der erzeugten Wärme. Während herkömmlich von einer Heizwendel aus Wärme nur in eine Richtung benötigt wurde und daher eine einseitige Abstrahlung vorzusehen war, nämlich in Richtung des einzusteckenden Rohrelementes, wird erfindungsgemäß nun Wärmeenergie in beide Richtungen, nämlich nach innen in Richtung zur Achse des Rohrelementes und nach außen in Richtung zur Wandung, abgegeben. Dies ist schon energetisch sehr viel günstiger, da die in dem beheizbaren Element induktiv erzeugte Wärmeenergie auf diese Weise vollständig und in jeder Fortpflanzungsrichtung der Wärmeleitung nutzbar ist. Herkömmlich war derjenige Teil der Heizenergie, der von der Heizwendel in eine nicht gewünschte Richtung abgestrahlt oder abgeführt wurde, energetisch vollständig verloren, ohne einen Nutzeffekt herbeizuführen.
Als Wirbelstrom erzeugende Einrichtung kann insbesondere eine aus zwei Halbschalen aufgebaute Einrichtung eingesetzt werden, die um den an das Anschlussende des Rohrelementes angrenzenden Bereich des Gehäuses angeordnet werden kann, und zwar auch noch nach dem Einstecken des Rohrelementes, was in der Praxis zu erheblichen Vorteilen und einer besonders guten und einfachen Einsetzbarkeit auch unmittelbar am Ort des Einbaus der Rohrleitung mit den Rohrelementen und dem Gehäuse erfolgen kann.
Sehr günstig ist auch, dass anstelle eines relativ kostspieligen und empfindlichen hochwertigen elektrisch leitfähigen Materials für die Heizwendel nun ein deutlich kostengünstigeres Material verwendet werden kann, um die induktive Wirkung für den Wirbelstrom zu nutzen. Es genügt ein magnetisches Material wie beispielsweise Baustahl. Dies ist kostengünstiger und unempfindlicher.
Von besonderem Vorteil ist auch, dass selbst bei einer Beschädigung des beheizbaren Elementes durch etwa ein Umbiegen oder gar Abbrechen eines Randstückes kaum Nachteile entstehen. Die Wärmeenergie lässt sich gleichwohl induzieren und die angestrebten Effekte treten ebenfalls weitgehend ein. Bei einer herkömmlichen Heizwendel hätte ein Durchtrennen einer Wicklung den vollständigen Ausfall des Gesamtsystems zur Folge gehabt.
Darüber hinaus ist es durch die berührungsfreie Induzierung des Wirbelstroms nicht erforderlich, beliebigen Kontaktstiften eine Aufmerksamkeit zu widmen. So besteht bei herkömmlichen Konstruktionen natürlich das Problem, dass die Heizwendel mit ihrer Spirale zu genormten Kontaktstiften eine Kontaktverbindung aufbauen muss, was selbstverständlich zugleich eine Fehlerquelle darstellt und zu einem Ausfall führen kann.
Auch das Schweißgerät muss herkömmlich zu den Kontaktstiften des Fittings einen Kontakt aufbauen können, was ebenfalls herkömmlich eine Fehlerquelle darstellt, die erfindungsgemäß gar nicht mehr auftreten kann.
Die erfindungsgemäße Lösung ist damit zuverlässiger und zugleich wirtschaftlicher und kostengünstiger als die Vorschläge aus dem Stand der Technik.
Weitere bevorzugte Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen und in der beigefügten Figurenbeschreibung erfasst.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung eines Gehäuseelements für einen Abschnitt einer Rohrleitung mit einer Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgestalteten Rohrmuffe dieses Gehäuseelements; und
2 eine Schnittdarstellung der Ausführungsform aus 1.
In der 1 sieht man eine perspektivische Sicht auf eine Ausführungsform der Erfindung. Beispielhaft ist ein Gehäuse 10 dargestellt, das Teil einer Rohrleitung werden kann, beispielsweise als Teil einer Kupplungseinrichtung zum Verbinden von zwei Rohrelementen. Das Gehäuseteil 10 besitzt eine Wandung 11, welche insbesondere aus einem Kunststoffmaterial bestehen kann. Das Kunststoffmaterial ist hinreichend fest, um ein Strömen eines Fluides durch den Innenraum des Gehäuses 10 zu ermöglichen. Bei dem Fluid kann es sich je nach Art der Rohrleitung um eine Flüssigkeit wie etwa Wasser, aber auch um ein Gas oder eine andere wie ein Fluid strömende Substanz handeln.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Gehäuse 10 eine Biegung für eine Richtungsänderung des strömenden Fluides um 90° auf. Das Gehäuse 10 kann aber auch ganz anders aufgebaut sein, keine oder auch mehrere derartige oder auch andere Biegungen aufweisen oder auch zu anderen Zwecken dienen, etwa zum Zwischenschalten einer Armatur oder eines Durchflussmessers in die Rohrleitung.
Das Gehäuse 10 besitzt insbesondere eine Anschlussöffnung 20, die etwa nach Art einer Muffe ausgebildet ist. Die Anschlussöffnung 20 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel mit einer kreisförmigen Öffnung versehen. Die Anschlussöffnung 20 dient dazu, ein an das Gehäuse 10 anzuschließendes Rohrelement für die Rohrleitung in sich aufzunehmen. Dieses Rohrelement (nicht dargestellt) dient der Zuführung oder Abführung des Fluides, welches also durch das Rohrelement und das an das Rohrelement anschließende Gehäuse 10 strömen soll und kann.
Auf der anderen Seite des Gehäuses 10 sieht man eine weitere Anschlussöffnung 30. Diese Anschlussöffnung 30 kann ebenfalls nach Art der Anschlussöffnung 20 ausgebildet sein, also zur Aufnahme eines weiteren (nicht dargestellten) Rohrelements für die Rohrleitung dienen. Es ist aber auch möglich, die Anschlussöffnung 30 in anderer Form auszugestalten, etwa zum Anschluss eines anderen Typs eines Rohrelements für die Rohrleitung mit einem Schraubgewinde versehen sein. Hier kann in einigen Ausführungsformen auch eine andere Art eines Gehäuses angeschlossen werden.
Die Anschlussöffnung 20 ist so ausgebildet, dass sie eine Schweißverbindung des einzusteckenden Rohrelements mit dem Kunststoffmaterial der Wandung 11 des Gehäuses 10 im Bereich der Anschlussöffnung 20 ermöglicht.
Zu diesem Zweck befindet sich auf der Innenseite der Wandung 11 im Bereich der Anschlussöffnung 20 ein beheizbares Element 25. Dieses beheizbare Element 25 wird durch ein induktiv mittels Wirbelstrom beaufschlagbares Material gebildet. Dieses Material kann beispielsweise Baustahl oder eine andere Eisenqualität sein, in die ein Wirbelstrom induziert werden kann. Es hat also etwa die Form eines Mantels eines Kreiszylinders.
Das beheizbare Element liegt flächig auf der Innenseite der Wandung 11 im Bereich der Anschlussöffnung 20 auf und ist ringförmig so ausgebildet, dass es die Anschlussöffnung 20 ringsum umgibt.
Das beheizbare Element 25 ist allerdings kein vollflächiger Ring oder Zylindermantel, sondern dieser Ring ist mit einer Vielzahl kleinerer Öffnungen 27 versehen. Die Öffnungen 27 sind untereinander gleich groß und gleichförmig ausgebildet und in der bevorzugten Ausführungsform jeweils etwa kreisförmig.
Wird nun ein Rohrelement aus einem Kunststoffmaterial, das mit seinem Außendurchmesser in die Anschlussöffnung 20 des Gehäuses passt, in diese hineingesteckt, so liegt das Rohrelement mit dem anzuschließenden Ende mit der Außenseite an dem beheizbaren Element 25 auf der Innenseite der Wandung 11 des Gehäuses 10 an.
Zu diesem Zeitpunkt ist die Einsteckverbindung noch locker oder sie hält durch Reibschluss. Möglich ist es auch, mittels Rastnuten ein eingerastetes und somit etwas festeres Halten zumindest für einen bestimmten Zeitraum sicherzustellen. Die so entstehende Steckverbindung der Rohrleitung in dem Gehäuse 10 wäre allerdings nicht fluiddicht für das durch die Rohrleitung und das Gehäuse 10 strömende Fluid. Dieses Fluid könnte durch den Bereich zwischen der Außenseite des Rohrs und der Innenseite der Wandung 11 hindurchdiffundieren.
Jedoch wird jetzt eine Wirbelstrom erzeugende Einrichtung (nicht dargestellt) außen um den Bereich der muffenartigen Anschlussöffnung 20 mit der eingesteckten Rohrleitung und dem beheizbaren Element 25 zwischen der Rohrleitung und der Innenseite der Wandung 11 der Anschlussöffnung 20 gelegt.
Eine solche Wirbelstrom erzeugende Einrichtung kann bevorzugt aus zwei Halbschalen aufgebaut werden, die von außen um das Rohr gelegt werden. Ein anderer Aufbau ist aber ebenfalls denkbar.
Wird jetzt Wirbelstrom in das beheizbare Element 25 induziert, so wird dieser Wirbelstrom in dem beheizbaren Element 25 Wärme erzeugen und es somit bestimmungsgemäß aufheizen.
Das aufgeheizte beheizbare Element 25 wird diese Wärme an die innen beziehungsweise außen benachbarten beiden Elemente (Wandung 11 und Rohrelement) durch Wärmeleitung teilweise übertragen. Auf diese Weise wird die zu dem beheizbaren Element 25 benachbarte Innenseite der Wandung 11 aus dem Kunststoffmaterial des Gehäuses 10 in diesem Bereich aufgeschmolzen. Der flüssig werdende Kunststoff in diesem Bereich wird durch die Öffnungen 27 in dem beheizbaren Element 25 hindurchtreten.
Auf der anderen Seite des beheizbaren Elementes 25 wird durch Wärmeleitung auch die Außenseite des dort befindlichen Anschlussendes der Rohrleitung heiß werden und teilweise aufgeschmolzen. Die auf diese Weise flüssig werdenden Kunststoffpartikel werden ebenfalls durch die an sie angrenzenden Öffnungen 27 in dem beheizbaren Element 25 treten und dabei auf die ihnen entgegenkommenden flüssigen Kunststoffpartikel der Innenseite der Wandung 11 treffen und mit diesen eine innige Mischung im Grenzbereich bilden.
Wird jetzt die Wärmeentwicklung aufgrund der Induzierung von Wirbelstrom in dem beheizbaren Element 25 durch Herunterfahren, Abschalten oder Entfernen der beiden Halbschalen der Wirbelstrom erzeugenden Einrichtung wieder reduziert beziehungsweise weggenommen, so wird durch weitere Wärmeleitung die Temperatur sowohl des beheizbaren Elementes 25 als auch der benachbarten, jeweils aus Kunststoff bestehenden Bereiche der Außenseite des Rohrelements der Rohrleitung und der Innenseite der Wandung 11 des Gehäuses 10 wieder abnehmen und der verflüssigte Kunststoff erkalten, der sich in den Öffnungen 27 des beheizbaren Elementes 25 befindet.
Auf diese Weise entsteht eine feste Kunststoffverbindung des Kunststoffmaterials der Wandung 11 des Gehäuses 10 mit dem Kunststoffmaterial des Rohrelements in dem Bereich, in dem diese in die Anschlussöffnung 20 eingesteckt ist. Diese nun entstandene Kunststoffverbindung ragt durch die Öffnungen 27 des beheizbaren Elementes 25 hindurch, und zwar rund um die Anschlussöffnung 20 und an einer Vielzahl von Stellen, sodass die Verbindung durchaus fest und außerdem auch dicht ist.
Dabei entsteht noch der Vorteil, dass das beheizbare Element unverändert an seinem Platz ist. Es besteht aus einem stabilen metallischen Material und ist unverrutschbar an der Innenseite der Wandung 11 in dem Bereich der Anschlussöffnung 20 des Gehäuses 10 befestigt und stabilisiert nun seinerseits durch seine Struktur die entstandenen Kunststoffverbindungen zwischen der Wandung 11 und der Außenseite des eingesteckten Rohrelements der Rohrleitung. Die entstandenen Kunststoffverbindungen stehen jetzt also nicht etwa als einzelne Brückenpfeiler im freien Raum, sondern sind ihrerseits geschützt und umgeben durch stabiles Metall, während andererseits der aufgeschmolzene und nun wieder erkaltete Kunststoff dieses Metall schützt und vollständig umgibt und auf diese Weise verhindert, dass die in der Rohrleitung mit dem Gehäuse 10 strömenden Fluide mit dem Metall in Kontakt kommen. Das Metall ist also korrosionsgeschützt innerhalb der Kunststoffmasse.
Insgesamt entsteht so eine feste und zugleich fluiddichte Verbindung des Rohrelementes der Rohrleitung mit dem Gehäuse 10.
In der 2 ist ein Schnitt durch die Ausführungsform aus der 1 dargestellt.
Man erkennt wiederum das Gehäuse 10 mit seiner Wandung 11 und der Anschlussöffnung 20. Das Gehäuse 10 zeigt im Schnitt gut den Innenraum, der für das Durchströmen der Fluide vorgesehen ist. Dieser Innenraum besitzt die beiden Anschlussöffnungen 20 und 30. An diese Anschlussöffnungen 20 und 30 können dann weitere Rohrelemente oder auch andere Abschnitte für das Zuführen und Abführen von Fluiden angeschlossen werden.
Grundsätzlich könnte der Innenraum auch noch über eine Abzweigleitung (oder auch mehrere Abzweigleitungen) mit weiteren Anschlussöffnungen ausgerüstet sein, wenn es sich zum Beispiel um einen Abzweigbereich handeln soll.
An diese Anschlussöffnungen 20 und 30 können nun also unter anderem andere Rohrelemente angeschlossen werden. Dabei ist in der dargestellten Ausführungsform nur die Anschlussöffnung 20 auf diese Weise vorbereitet. Sie besitzt zu diesem Zweck auf der Innenseite der Wandung 11 in dem Bereich der Anschlussöffnung 20 das beheizbare Element 25. Man sieht, dass das beheizbare Element 25 ein kurzer Rohrabschnitt ist, der in die Anschlussöffnung 20 zylinderähnlich eingeschoben ist. Er ist dort festgehalten, und zwar entweder durch Klebung oder durch entsprechende mechanische Ausnehmungen, also durch Reibschluss oder durch Formschluss oder durch eine Kombination dieser Möglichkeiten.
Man sieht hier ebenfalls deutlich die Öffnungen 27, die im zylindermantelförmigen beheizbaren Element 25 vorgesehen sind und einen Kontakt des Kunststoffmaterials der Wandung 11 beziehungsweise von deren Innenseite mit den auf der anderen, also zylinderinneren Seite des beheizbaren Elements angeordneten Einrichtungen ermöglichen.
Diese auf der anderen Seite des beheizbaren Elements 25 angeordneten Einrichtungen sind hier nun insbesondere die Anschlussenden von Rohrleitungen, insbesondere von Kunststoffelementen derartiger Rohrleitungen. Diese Rohrelemente können in der 2 von unten in die Anschlussöffnung 20 eingesteckt werden. Das Einstecken erfolgt bis in einen Bereich, der in das Gehäuse 10 hinein die letzten Abschnitte des beheizbaren, zylindrischen Elementes 25 überragt. Nach dem Einstecken dieses Rohrelementes kann nun eine Wirbelstrom erzeugende Einrichtung von außen um die muffenartig aufgebaute Anschlussöffnung 20 herumgelegt werden. Dies geschieht durch zwei Halbschalen der Wirbelstrom erzeugenden Einrichtung (nicht dargestellt), die in der 2 von links und rechts auf diesen Bereich des Gehäuses 10 zugefahren werden und dann ringförmig die Anschlussöffnung 20 umschließen.
Wird diese Wirbelstrom erzeugende Einrichtung nun eingeschaltet, induziert sie Wirbelstrom in dem metallischen beheizbaren Element 25, welcher Wirbelstrom dort zu einer Aufheizung dieses beheizbaren Elements 25 führt. Wie bei solchen induktiven Beheizungen bekannt, ist hierzu keine durch die Wandung 11 des Gehäuseelements 10 führende Leitung erforderlich, die Beheizung geschieht kontaktlos.
Das Aufheizen führt nun dazu, dass das beheizbare Element 25 die ihm benachbarten Kunststoffpartien einerseits der Innenseite der Wandung 11 und andererseits der Außenseite des eingesteckten Rohrelements aufheizt und verflüssigt. Der flüssig gewordene Kunststoff kann durch die Öffnungen 27 des beheizbaren Elements 25 dringen, und zwar von beiden Seiten, sodass sich insgesamt eine Füllung der Öffnungen 27 mit diesem aufgeschmolzenen Kunststoffmaterial ergibt.
Weiteres aufgeschmolzenes Kunststoffmaterial befindet sich dann parallel zur Achsrichtung des beheizbaren Elements 25 außerhalb von dessen Erstreckung in Achsrichtung, sodass auch dort die Innenseite der Wandung 11 und die Außenseite der Rohrleitung durch den flüssigen Kunststoff miteinander in Kontakt stehen und das beheizbare Element 25 von allen Seiten vollständig mit Kunststoffmaterial umgeben und einschließen.
Schaltet man nun die Wirbelstrom erzeugende Einrichtung ab und/oder entfernt sie oder fährt sie herunter, so wird kein Wirbelstrom mehr induziert, mithin keine zusätzliche Wärme in dem beheizbaren Element 25 mehr erzeugt. Aufgrund der Wärmeleitung in der Wandung 11 des Gehäuses 10 wird die vorhandene Wärmeenergie also konduktiv verteilt und abgeführt, wodurch die Temperatur sowohl des beheizbaren Elements 25 als auch des benachbarten Kunststoffmaterials in den Öffnungen 27 und innerhalb und außerhalb des zylindermantelförmigen Elements 25 wieder langsam abnimmt und das verflüssigte Kunststoffmaterial erkaltet und wieder verfestigt.
Das Kunststoffmaterial wird dabei durch das als Gerippe wirkende beheizbare Element 25 getragen und stabilisiert.
Es entsteht eine feste und zugleich sichere und fluiddichte Verbindung zwischen dem eingesteckten Anschlussende des Rohrelements und der Wandung 11 des Gehäuseelements 10.
Bezugszeichenliste

10: Gehäuse
11: Wandung
20: Anschlussöffnung
25: beheizbares Element
27: Öffnungen im beheizbaren Element
30: zweite Anschlussöffnung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010023424 A1 [0008]

Claims

Rohrleitungsabschnittseinrichtung, mit einem Gehäuse (10) mit einer Wandung (11), welche einen für Fluide durchströmbaren Innenquerschnitt umgibt, mit mindestens einer Anschlussöffnung (20), die zum Einstecken eines Rohrelementes aus Kunststoff ausgebildet ist, wobei die Anschlussöffnung (20) von einem Abschnitt der Wandung (11) umgeben ist und zumindest dieser Abschnitt der Wandung (11) aus Kunststoff besteht, mit einem beheizbaren Element (25), welches in dem Abschnitt angeordnet ist, der der Anschlussöffnung (20) benachbart ist, dadurch gekennzeichnet, dass das beheizbare Element (25) ein mittels elektrischer Induktionsheizung von außerhalb des Gehäuses (10) beheizbares Element und so ausgebildet und in oder an der Wandung (11) angeordnet ist, dass es im erhitzten Zustand durch Wärmeleitung und/oder Wärmestrahlung die benachbarten Abschnitte eines eingesteckten aus Kunststoff bestehenden Rohrelementes und der auf das Rohrelement zu gerichteten Bereiche der Wandung (11) an der Anschlussöffnung (20) aufschmilzt.
Rohrleitungsabschnittseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das beheizbare Element (25) einen zylindermantelförmigen Aufbau aufweist, welcher den für Fluide durchströmbaren Innenquerschnitt umgibt, und dass das zylindermantelförmig aufgebaute beheizbare Element (25) auf der dem einsteckbaren Rohrelement zu gerichteten Innenseite der Wandung (11) angeordnet ist.
Rohrleitungsabschnittseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zylindermantelförmig ausgebildete beheizbare Element (25) mit mehreren Öffnungen (27) im zylindermantelförmigen Bereich ausgerüstet ist.
Rohrleitungsabschnittseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (27) regelmäßig in dem zylindermantelförmig aufgebauten beheizbaren Element (25) verteilt sind.
Rohrleitungsabschnittseinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (27) kreisförmig sind.
Rohrleitungsabschnittseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das beheizbare Element (25) zu mehr als 50%, bevorzugt zu mehr als 90% aus Baustahl besteht.
Verfahren zum Anschließen eines aus Kunststoff bestehenden Rohrelementes an ein Gehäuse (10) mit einer Wandung (11), welche einen für Fluide durchströmbaren Innenquerschnitt umgibt, und mit mindestens einer Anschlussöffnung (20), die zum Einstecken des Rohrelementes ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in die Anschlussöffnung (20) ein beheizbares Element (25) eingeführt wird, welches mittels elektrischer Induktionsheizung beheizbar ist, wobei das beheizbare Element (25) den für Fluide durchströmbaren Innenquerschnitt des Gehäuses (10) im Bereich der Anschlussöffnung (20) nach dem Einführen umgibt, dass das aus Kunststoff bestehende Rohrelement in die Anschlussöffnung (20) eingeführt wird, sodass das beheizbare Element (25) zwischen dem eingeführten aus Kunststoff bestehenden Rohrelement auf der einen Seite und einem Abschnitt der Wandung (11) des Gehäuses (10) auf der anderen Seite aufgenommen ist, dass eine wirbelstromerzeugende Einrichtung von außen in dem Bereich der Anschlussöffnung (20) des Gehäuses (10) angeordnet wird, dass die wirbelstromerzeugende Einrichtung eingeschaltet beziehungsweise angefahren wird und mittels elektrischer Induktionsheizung das beheizbare Element (25) erhitzt, sodass die aus Kunststoff bestehenden, dem beheizbaren Element (25) benachbarten Bereiche des aus Kunststoff bestehenden Rohrelements und der aus Kunststoff bestehenden Wandung (11) des Gehäuses (10) aufschmelzen und sich miteinander verbinden, und dass die wirbelstromerzeugende Einrichtung heruntergefahren und/oder abgeschaltet wird und die aufgeschmolzenen Teile des Kunststoffs erkalten und die Wandung (11) des Gehäuses (10) in diesem Bereich mit dem Rohrelement verbinden.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das beheizbare Element (25) zylindermantelförmig ist und Öffnungen (27) aufweist, und dass die aufgeschmolzenen Bereiche des Kunststoffs durch die Öffnung (27) das Rohrelement mit der Wandung (11) des Gehäuses (10) verbinden.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die wirbelstromerzeugende Einrichtung mit zwei halbschalenförmigen Teileinrichtungen ausgestaltet wird, und dass die Teileinrichtung von entgegengesetzten Seiten um den dem Rohrelement benachbarten Bereich der Wandung (11) gefahren werden.