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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Kunststoffbauteils sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Wärmeübertragers.
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Kunststoffbauteile werden mittels unterschiedlicher Verfahren hergestellt. Für thermoplastische Kunststoffe kommen dabei üblicherweise Spritzgießen - insbesondere für vergleichsweise dickwandige und/oder komplex strukturierte Geometrien - sowie Umformtechniken zum Einsatz. Weit verbreitet ist in letzterem Fall das Grundprinzip des Tiefziehens, bei dem ein platten- oder insbesondere folienartiges Halbzeug zunächst vorgewärmt und in einem Spannrahmen gehalten und anschließend umgeformt wird. Meist fließt hierbei Werkstoff aus dem nicht im Spannrahmen geklemmten, d. h. aus dem innerhalb des Spannbereichs liegenden Flächenbereich nach, so dass es üblicherweise zu einer Materialausdünnung im umgeformten Flächenbereich kommt. Typischerweise wird als ein solches Verfahren das sogenannte Thermoformen angewendet, bei dem üblicherweise nur einseitig mit einer formgebenden Werkzeugkontur gearbeitet wird und zum Anlegen des Halbzeugs an diese Werkzeugkontur eine Druckdifferenz von einer Seite des Halbzeugs zu anderen erzeugt wird. Meist wird das Halbzeug mittels Unterdruck an die Werkzeugkontur angesaugt und/oder mittels Überdruck gegen die Werkzeugkontur gedrückt.
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Für sich regelmäßig wiederholende Strukturen, bspw. Blister oder Luftpolsterfolien, kommen üblicherweise Rollen- oder Walzenwerkzeuge zum Einsatz (s. u. A.
EP 0 779 137 A1 und THRONE James L., Understanding Thermoforming. München: Carl Hanser Verlag GmbH & Co. KG, 2008, 2nd Edition, S. 81).
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In
DE 33 41 197 A1 ist ein Sandwich-Wärmetauscher mit beliebig vielen parallel und senkrecht verlaufenden Kanälen beschrieben. Dies Kanäle werden gebildet durch noppenartige Erhebungen (oder Vertiefungen) in der Ober- und/oder Unterplatte, die vorzugsweise geometrische Natur haben. Die noppenartigen Einprägungen bilden zumindest in der Oberplatte eine Kanalstruktur, die direkt oder indirekt das äußere Design des Elements beeinflusst.
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DE 32 47 029 A1 beschreibt ebenfalls einen Sandwich-Wärmetauscher. Dessen Strömungskanäle werden durch Fügeverbindungen zwischen der Oberfolie und der Unterfolie gebildet, wobei letztere form- und kraftschlüssig mit der Isolier- und Tragplatte verbunden ist. Die metallische Oberfolie und die aus Kunststoff gebildete Unterfolie drücken in diese aus PUR gebildete Tragplatte Vertiefungen ein. Die Oberfolie wird nach dieser Formgebung erhöhend aufgeweitet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine anwenderfreundliche Möglichkeit zu schaffen, großflächig umgeformte Kunststoffbauteile herzustellen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Des Weiteren wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 8. Vorteilhafte und teils für sich erfinderische Ausführungsformen und Weiterentwicklungen sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung dargelegt.
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Das Verfahren dient gemäß einem ersten Zweck erfindungsgemäß zum Herstellen eines, insbesondere endlos-strukturierten, Kunststoffbauteils. Verfahrensgemäß wird hierzu zunächst eine endlose Folie aus einem thermoplastischen Kunststoff bereitgestellt. Des Weiteren wird eine erste Teilfläche dieser Folie für ein Ausformen eines ersten dreidimensionalen Strukturbilds erwärmt. Anders ausgedrückt wird die erste Teilfläche für einen Umformvorgang vorgeheizt. Insbesondere im erwärmten Zustand der ersten Teilfläche, wird eine innerhalb der ersten Teilfläche liegende, ringförmig geschlossene Randfläche an einen (insbesondere ebenfalls entsprechend ringförmig geschlossenen) Dicht- und Umformrand eines Umformwerkzeugs angelegt. Die Richtung oder Bewegung der Folie und/oder des Dicht- und Umformrands aufeinander zu sind hierbei frei wählbar, so kann optional die Folie gegen den Dicht- und Umformrand bewegt werden oder umgekehrt, grundsätzlich auch beide aufeinander zu. Dieser Dicht- und Umformrand weist dabei zumindest in Bereichen, d. h. vorzugsweise Abschnitten des Dicht- und Umformrands, die zu der Längsrichtung der Folie schräg oder quer angestellt sind, eine in Dickenrichtung zur Folie ausgeformte erste Formgebungsteilstruktur für das erste Strukturbild auf. Hierbei sind auch die Außen- und Innenkanten des Dicht- und Umformrands dreidimensional geformt. D. h. die erste Formgebungsteilstruktur läuft an den Außen- und Innenkanten des Dicht- und Umformrands zur Fortführung des Strukturbilds „offen“ aus. Für den Umformvorgang wird ein zu dem Dicht- und Umformrand gegengleich ausgebildeter Halterand an eine gegenüberliegende Seite der Folie angelegt - vorzugsweise in exakter Gegenüberstellung zum Dicht- und Umformrand. Hierbei wird in Zusammenwirkung mit dem Dicht- und Umformrand in der Randfläche eine Klemmkraft auf die Folie aufgebracht, die eine Umformung der Folie (insbesondere mittels der ersten Formgebungsteilstruktur) bewirkt. D. h. in der Randfläche wird durch das Anlegen des Dicht- und Umformrands sowie des gegengleichen Halterands eine beidseitig werkzeuggebundene Umformung erzielt. Des Weiteren wird eine Druckdifferenz innerhalb des Dicht- und Umformrands (d. h. im von diesem umrandeten Innenbereich) zwischen eine von diesem umrandete Werkzeugfläche und die Folie aufgebracht (oder: eingebracht) und dadurch die innerhalb der Randfläche liegende Innenfläche der ersten Teilfläche der Folie an eine Formgebungsfläche des Umformwerkzeugs angelegt und umgeformt. Die Formgebungsfläche des Umformwerkzeugs weist dabei eine zweite Formgebungsteilstruktur auf, die die erste Formgebungsteilstruktur zu einer Formgebungsgesamtstruktur für das erste Strukturbild fortsetzt. Anders ausgedrückt bildet der Dicht- und Umformrand (und damit auch der Halterand) mit seiner ersten Formgebungsteilstruktur einen Teil der gesamten, auf die Folie als Strukturbild zu übertragenden Formgebungsgesamtstruktur.
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Unter dem Begriff „endlos“ wird hier und im Folgenden insbesondere verstanden, dass die Länge des „endlosen“ Merkmals (hier also insbesondere der ausgeformten Struktur oder der Folie) im bestimmungsgemäßen Einsatz, insbesondere nur, durch die eigentlichen Bauteilabmessungen des betreffenden Elements (bspw. des Halbzeugs oder des Endprodukts) begrenzt sind. Im Fall der Folie wird diese vorzugsweise als Rollenware bereitgestellt, deren Länge meist um ein Vielfaches die Bauteilabmessungen des bestimmungsgemäßen Endprodukts übersteigt. Somit ist „endlos“ vorzugsweise im Sinn von „quasi-endlos“ zu verstehen.
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„Zumindest in Bereichen, d. h. vorzugsweise Abschnitten des Dicht- und Umformrands, die zu der Längsrichtung der Folie schräg oder quer angestellt sind,“ bedeutet hier und im Folgenden insbesondere, dass der Dicht- und Umformrand grundsätzlich an parallel zur Längserstreckung der Folie stehenden randseitigen Abschnitten, die also einen (zur Folie) längsseitigen Bildrand des Strukturbilds bilden, auch unstrukturiert ausgeführt sein kann. Die Abschnitte des Dicht- und Umformrand (und somit vorzugsweise auch des Halterands), die das Strukturbild schräg zur Längsrichtung begrenzen, sind dagegen wie beschrieben strukturiert. Insbesondere weist der Dicht- und Umformrand aber an allen seinen Abschnitten die die erste Formgebungsteilstruktur bildende Oberflächenform auf.
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Dadurch, dass die erste Formgebungsteilstruktur auch am Dicht- und Umformrand (zumindest in den vorstehend beschriebenen schräg oder quer zur Längserstreckung der Folie stehenden Abschnitten) dreidimensional und „offenliegend“ ausgeführt ist, bildet sich mithin am Kunststoffbauteil keine Geometrieunterbrechung durch den Dicht- und Umformrand (zumindest in Folienlängsrichtung) aus. Es können somit mehrere solcher Strukturbilder zur Bildung eines Kunststoffbauteils, das ein Vielfaches der Länge des ersten Strukturbilds (in Folienlängsrichtung gesehen) überschreitet, aneinandergesetzt werden.
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Der Dicht- und Umformrand übernimmt gemeinsam mit dem gegengleichen Halterand somit einerseits die Funktion „Umformen“ als auch die Funktion, die Folie (insbesondere um die Druckdifferenz aufbringen zu können) gegen die insbesondere vollflächig formgebende Werkzeugfläche (d. h. die Formgebungsfläche) abzudichten. Zusätzlich nehmen der Dicht- und Umformrand und der Halterand gemeinsam vorzugsweise auch die Funktion ein, die Folie „festzuhalten“. Der Dicht- und Umformrand ist dabei optional Teil der die vorstehend beschriebene Formgebungsfläche tragenden Werkzeughälfte des Umformwerkzeugs. Alternativ kann der Dicht- und Umformrand aber auch auf einer im bestimmungsgemäßen Prozess über die Folie hinweg der Formgebungsfläche gegenüberliegenden Seite angeordnet sein. Insbesondere für den Fall, dass Dicht- und Umformrand und Halterand auch die Funktion „Folie halten“ übernehmen, kann vorteilhafterweise die Fläche des Strukturbilds gegenüber einem herkömmlichen Umformprozess, insbesondere einem Thermoformprozess, vergrößert werden, da vorteilhafterweise ein üblicherweise zum Einsatz kommender herkömmlicher Spannrahmen entfällt - oder besser ausgedrückt vorliegend zur Umformung mitgenutzt wird.
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Optional kann es sich bei dem Kunststoff der Folie auch um einen strahlenvernetzten thermoplastischen Kunststoff handeln, der zweckmäßigerweise nur zu so einem Grad vernetzt ist, dass seine Thermoformbarkeit erhalten bleibt.
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In einer besonders zweckmäßigen Verfahrensvariante wird während oder nach der Umformung der ersten Teilfläche, d. h. also der Ausformung des ersten Strukturbilds, eine zweite, an die erste Teilfläche anschließende zweite Teilfläche für den Umformvorgang eines zweiten Strukturbilds erwärmt. Die Folie wird außerdem - vor, während oder nach der Erwärmung der zweiten Teilfläche - derart weitertransportiert, dass der Dicht- und Umformrand (anschließend an den Folientransport, auch als „Folienvorschub“ bezeichnet) zur Bildung einer weiteren Randfläche an die zweite Teilfläche der Folie anschließend an das bereits umgeformte erste Strukturbild angelegt wird. Daraufhin wird die zweite Teilfläche zum zweiten Strukturbild umgeformt, vorzugsweise analog zur vorhergehenden Beschreibung der Umformung des ersten Strukturbilds. Anders ausgedrückt erfolgt eine sequentielle (d. h. schrittweise) Umformung der Folie zur Herstellung einer Endlosstruktur, vorzugsweise stets (also für das erste und das zweite Strukturbild, sowie für gegebenenfalls nachfolgende Strukturbilder) mit demselben Umformwerkzeug. Die umgeformten Bereiche dieser Endlosstruktur erstrecken sich dabei (insbesondere ohne geometrische Unterbrechung) über die Grenzen des Umformwerkzeugs hinweg.
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In einer optionalen Verfahrensvariante wird die Folie derart weitertransportiert, dass der Dicht- und Umformrand für das zweite Strukturbild mit einem Überlapp von Null, d. h. also genau ohne Überlapp, zu dem bereits umgeformten ersten Strukturbild zur Bildung des zweiten Strukturbilds an die Folie angelegt wird. Anders ausgedrückt wird der Dicht- und Umformrand zur Bildung des zweiten Strukturbilds exakt an das Ende des mittels des Dicht- und Umformrands im vorhergehenden Umformschritt ausgeformten Rands des ersten Strukturbilds angelegt.
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In einer alternativen, zweckmäßigen Verfahrensvariante erfolgt der Folienvorschub derart, dass der Dicht- und Umformrand mit einem Überlapp von größer Null zu dem bereits umgeformten ersten Strukturbild an die Folie angelegt wird. Anders ausgedrückt wird ein Teilbereich des ersten Strukturbilds bei der Ausformung des zweiten Strukturbilds nochmals (also „doppelt“) ausgeformt. Kommt zur Ausformung des jeweiligen Strukturbilds eine Formgebungsgesamtstruktur zum Einsatz, die zumindest im Bereich des Dicht- und Umformrands schräg oder quer zur Längsrichtung der Folie und der Vorschubrichtung stehende Abschnitte aufweist, also nicht nur exakt in Vorschubrichtung verlaufende Komponenten aufweist, ist dieser zweckmäßigerweise eine Wiederholung (nach Art eines „Rapport“ bei Textilien) zugewiesen. Der Überlapp ist dabei vorteilhafterweise abhängig von der Wiederholungslänge gewählt, damit aufgrund des Überlapps die bereits gebildete Struktur nicht wieder zerstört wird, sondern die Formgebungsteilstruktur des Dicht- und Umformrands in die bereits bestehende Struktur eingreifen kann. Der Vorteil des Überlapps (oder: der Überlappung) mit einer Größe größer Null liegt darin, dass dadurch auf besonders einfache Weise das erste Strukturbild ohne oder mit lediglich vernachlässigbar feststellbarer Grenze in das zweite Strukturbild übergehen kann.
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Alternativ zu der vorstehend beschriebenen Wiederholung weist die erste Formgebungsstruktur (also die des Dicht- und Umformrands) im Bereich der schräg oder quer zur Längsrichtung verlaufenden Bereiche nur Strukturen auf, die in Längsrichtung der Folie verlaufen. Dadurch kann der Überlapp, konkret dessen Überlapplänge vorteilhafterweise frei gewählt werden.
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In einer bevorzugten Verfahrensvariante wird das erste bzw. zweite Strukturbild durch eine über die gesamte Foliendicke erfolgende Umformung ausgeformt. Mit anderen Worten erfolgt die Umformung als eine Art Tiefziehen, im Bereich der Kunststofftechnik meist auch als „Thermoformen“ bezeichnet. Diese Umformung grenzt sich dabei insbesondere von einem bloßen Einprägen von Strukturen durch reine (insbesondere lokale) Materialverdrängung ab. Eine gezielt hervorgerufene Auswölbung der Folie auf einer Seite zieht somit eine gegengleiche Kontur (in diesem Falls also eine „Einwölbung“ oder ein „Tal“) auf der Foliengegenseite nach sich.
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Grundsätzlich ist es im Rahmen der Erfindung (oder auch als eigenständige Erfindung) möglich, dass die gesamte vom Dicht- und Umformrand definierte Fläche für die Umformung (zusätzlich optional auch alternativ zur Druckdifferenz) beidseitig mit einer Werkzeugfläche in Kontakt gebracht wird, also zwischen zwei Formgebungsflächen umgeformt wird.
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In einer bevorzugten Verfahrensvariante wird aber die innerhalb der Randfläche liegende Innenfläche der jeweiligen Teilfläche nur einseitig werkzeuggebunden umgeformt. Die Randfläche wird also beidseitig werkzeuggebunden - d. h. unter Nutzung eines „Ober“- und eines „Unterwerkzeugs“, insbesondere im Sinn eines „klassischen“ Tiefziehens - umgeformt, die Innenfläche hingegen „nur“ einseitig werkzeuggebunden, wie dies vom üblichen Thermoformen her bekannt ist. Vorteil ist hierbei, dass sich Werkzeugkosten und Werkzeuggewicht gering halten lassen, insbesondere auch, da gegebenenfalls nur eine Formgebungsfläche, konkret die zweite Formgebungsteilstruktur, Verschließ unterworfen ist.
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In einer zweckmäßigen Verfahrensvariante werden mittels der Formgebungsgesamtstruktur längliche Substrukturen, insbesondere Kanäle, abgeformt. Diese Kanäle laufen dabei - insbesondere im Fall von wenigstens zwei oder mehr aneinandergereiht ausgebildeter Strukturbilder - durch die jeweiligen Strukturbilder, zumindest durch deren aneinandergrenzende Randflächen, in Längsrichtung hindurch. Anders ausgedrückt erstrecken sich diese länglichen Substrukturen, insbesondere die Kanäle, über die Grenzen zwischen zwei Strukturbildern hinweg. Dadurch können vorteilhafterweise als Endlosstrukturen Kanäle, bspw. zur Fluidführung, oder dergleichen gefertigt werden.
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In einer optionalen Weiterbildung der vorstehenden Verfahrensvariante werden die Kanäle als Polygonalzüge derart ausgebildet, dass sich ein Netz aus Vielecken, insbesondere Rauten oder Sechsecken bildet. Derartige Strukturen können ein lückenloses, flächenfüllendes und sich wiederholendes Muster bilden. Ebenso können die Kanäle aber auch als Kreisringe, die untereinander verbunden sind, gestaltet sein.
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In einer weiteren zweckmäßigen Verfahrensvariante wird mittels des Dicht- und Umformrands entlang der seitlichen Kanten der Folie (d. h. der Längskanten) keine dreidimensionale Verformung vorgenommen. Anders ausgedrückt wird an diesen Längskanten das jeweilige Strukturbild durch einen eben belassenen „Bildrand“ begrenzt. Für den Fall, dass das jeweilige Strukturbild ein Kanalnetz darstellt, sind die Kanäle zum seitlichen Bildrand hin also verschlossen. Vorzugsweise wird in diesem Fall ein Umformwerkzeug eingesetzt, das die bereitgestellte Folienbreite zu mehr als 50 % ausnutzt.
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Das Verfahren dient gemäß einem weiteren Zweck erfindungsgemäß zum Herstellen eines Wärmeübertragers. Verfahrensgemäß nutzt dieses Verfahren dabei das vorstehend beschriebene Verfahren und schließt mit weiteren Herstellungsschritten daran an. Somit wird also zunächst das (vorzugsweise endlose) Kunststoffbauteil wie vorstehend beschrieben ausgebildet und zwar derart, dass es eine über nahezu (d. h. insbesondere mehr als 70 Prozent) die gesamte Länge und Breite des Kunststoffbauteils vernetzte Kanalstruktur aufweist. Es werden also zunächst die endlose Folie aus einem thermoplastischen Kunststoff bereitgestellt und eine erste Teilfläche dieser Folie für ein Ausformen des ersten dreidimensionalen Strukturbilds erwärmt. An die innerhalb der ersten Teilfläche liegende Randfläche werden der Dicht- und Umformrand des Umformwerkzeugs und der zu dem Dicht- und Umformrand gegengleich ausgebildete Halterand an eine gegenüberliegende Seite der Folie angelegt - vorzugsweise in exakter Gegenüberstellung zum Dicht- und Umformrand. In Zusammenwirkung mit dem Dicht- und Umformrand wird dabei in der Randfläche die Klemmkraft für die Umformung auf die Folie aufgebracht. Des Weiteren wird die Druckdifferenz innerhalb des Dicht- und Umformrands zwischen die von diesem umrandete Werkzeugfläche und die Folie aufgebracht und dadurch die innerhalb der Randfläche liegende Innenfläche der ersten Teilfläche der Folie an eine Formgebungsfläche des Umformwerkzeugs angelegt und umgeformt. Anschließend wird eine Negativseite (d. h. die Seite, die bestimmungsgemäß zur Fluidführung vorgesehen ist) des Kunststoffbauteils mit einer Siegellage, vorzugsweise ebenfalls eine thermoplastische Kunststofffolie, abgedeckt. Diese Siegellage wird mit dem Kunststoffbauteil derart flächig verbunden, dass Einzelkanäle der Kanalstruktur zu (Einzel-) Röhren verschlossen werden. Beispielsweise wird die Siegellage durch Schweißverfahren, optional Thermokontaktschweißen, durch Kaschieren oder Kleben mit dem Kunststoffbauteil verbunden. Der hieraus hervorgehende Zustand stellt ein endloses Zwischenprodukt dar, das besonders gut zur Lagerhaltung, bspw. als Rollenware, geeignet ist. Zur Ausbildung des eigentlichen Wärmeübertragers wir dieses Zwischenprodukt für den jeweiligen Einsatzzweck, insbesondere die erforderlichen Abmessungen konfektioniert, also insbesondere gekürzt. Außerdem wird in einem weiteren Schritt an wenigstens einem Längsende wenigstens eine Röhre, zweckmäßigerweise zwei Röhren zur Bildung eines Vorlaufs und eines Rücklaufs, vorzugsweise auf einer der beiden Flachseiten des Zwischenprodukts geöffnet. Alternativ wird eine solche Öffnung auch bereits vor dem Aufbringen der Siegellage in das Kunststoffbauteil eingebracht. Diese Öffnung in dem oder dem entsprechenden Einzelkanal wird dann mit einem Stammverbindungsstück zur Verbindung mit einer Temperierfluidleitung verbunden.
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Der Wärmeübertrager stellt vorzugsweise einen Flächen-Temperierungskörper dar, der zum Heizen oder Kühlen, bspw. als Wand-, Decken- und/oder Boden-Flächen-Heiz-/Kühlelement zum Einsatz kommt. Optional kann der Wärmeübertrager aber auch als Wärmetauscher in einem (bspw. Raum-) Klimatisierungssystem zum Einsatz kommen.
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Vorzugsweise werden zwei Stammverbindungsstücke als Verbinder mit einer Vorlauf- bzw. eine Rücklaufleitung mit dem Zwischenprodukt, bspw. dem Kunststoffbauteil oder der Siegellage verbunden.
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In einer weiteren bevorzugten Verfahrensvariante wird im Rahmen des Konfektionierens die Kanalstruktur an den jeweiligen Längsenden des Kunststoffbauteils verschlossen. Insbesondere da die Anbindung des Stammverbindungsstücks von einer der Flachseiten her erfolgt, sind die jeweils längsendseitig verschlossenen Kanäle vorteilhaft, bspw. um ein Auslaufen von Flüssigkeit zu vermeiden. Bspw. wird das nach vorstehender Beschreibung gebildete Zwischenprodukt beim Konfektionieren mittels Schneidwerkzeugen, insbesondere Messer abgeschnitten. Als „Flachseiten“ werden im vorliegenden Zusammenhang insbesondere die flächigen, zwischen den Längskanten erstreckten Seiten der Folie des Kunststoffbauteils, der Siegellage und somit auch des Zwischenprodukts sowie des Wärmeübertragers verstanden, unabhängig davon, ob deren jeweilige Oberfläche aufgrund der vorstehend beschriebenen Umformung strukturiert oder unstrukturiert (also insbesondere im wörtlichen Sinn flach) ist.
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In einer zweckmäßigen Verfahrensvariante wird die Kanalstruktur in einen Vorlauf und einen Rücklauf aufgeteilt. Der Vorlauf und der Rücklauf erstrecken sich dabei, vorzugsweise parallel zueinander, über die Länge des (insbesondere bereits konfektionierten) Kunststoffbauteils (vorzugsweise des konfektionierten Zwischenprodukts). Dazu wird die Kanalstruktur (d. h. insbesondere die im Zwischenprodukt vorliegenden Röhren) zwischen den Längskanten des Kunststoffbauteils ausgehend von einem Längsende entlang eines, zumindest grob, in Längsrichtung verlaufenden Trennstreifens verschlossen. Dieser Trennstreifen erstreckt sich allerdings nicht über die gesamte Länge, sondern endet zweckmäßigerweise vor dem anderen Längsende, so dass Vorlauf und Rücklauf grundsätzlich U-artig über das Zwischenprodukt verlaufend angeordnet sind. Vorzugsweise endet der Trennstreifen mit einem Abstand vor dem anderen Längsende, der insbesondere der Breite von Vorlauf oder Rücklauf entspricht. Dadurch sind in jedem Abschnitt (Vorlauf, Rücklauf und Übergang) zumindest annähernd gleiche (bspw. mit einer Toleranz des Querschnitts von ein bis vier Einzelröhren) Gesamtkanalquerschnitte vorhanden.
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Zum Verschließen der Kanalstruktur (sowohl an den Längsenden als auch für die Ausbildung von Vor- und Rücklauf) wird die die Kanalstruktur aufweisende Folie in einer bevorzugten Verfahrensvariante unter Wärmezufuhr verformt und mit der Siegellage verbunden. Vorzugsweise wird die zu verformende Folie hierzu mittels Heißluft, IR-Strahlung oder dergleichen, optional unter Einsatz einer umliegende Flächenbereiche schützenden Maske, vorgeheizt. Anschließend werden die plastifizierten Kanalwände mittels eines, optional temperierten, Stempels flach gedrückt, sowie vorzugsweise die Siegellage und das Folienmaterial des Kunststoffbauteils stoffschlüssig (und insbesondere mediendicht) miteinander verbunden. Denkbar ist es grundsätzlich auch, einen variabel temperierten Stempel einzusetzen, mittels dessen das Vorheizen (Plastifizieren) und anschließend mit abgesenkter Stempel-Temperatur die Verformung durchgeführt werden. Ebenso kann in einer alternativen Variante auch ein isotherm temperierter Stempel zum Einsatz kommen, mittels dessen plastifiziert und bei gleichbleibender Temperatur umgeformt wird.
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In einer optionalen Variante wird die Durchtrennung des Zwischenprodukts beim Konfektionieren ebenfalls unter Wärmezufuhr, bspw. mittels des gleichen Stempels wie zum Verschließen der Kanalstruktur durchgeführt. In letzterem Fall weist der Stempel insbesondere eine Schneidkante zum Durchtrennen und einen daran anschließenden Quetschbereich zum Verschließen der Kanalstruktur auf.
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In einer zweckmäßigen Verfahrensvariante wird die Siegellage als flache, ebene Folie an das Kunststoffbauteil angebunden. Insbesondere bildet die Siegellage also eine unstrukturierte Flachseite des Wärmeübertragers. Dies hat den Vorteil, dass der Wärmeübertrager bei Nutzung als Fußbodenheizung bei der Verarbeitung, auf der unstrukturierten Flachseite mit einem geringeren Risiko, dass Einzelröhren der Kanalstruktur eingedrückt werden, betreten werden kann als auf der strukturierten Flachseite, da sich hierdurch eine bessere Gewichtsverteilung auf dem Wärmeübertrager ergibt (insbesondere wenn dieser mit seiner „Positiv-Seite“ (also der strukturierten oder erhabenen Flachseite) in Estrich oder vergleichbares eingebettet ist oder wird. Außerdem ermöglicht die unstrukturierte Seite eine verbesserte Wärmeabfuhr in den Raum.
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In einer weiteren zweckmäßigen Verfahrensvariante erfolgt die Öffnung in der jeweiligen Röhre und die Anbindung des jeweiligen Stammverbindungsstücks durch bzw. an die Siegellage. Dies ist insbesondere in dem Fall vorteilhaft, in dem die Siegellage die unstrukturierte Flachseite bildet. Denn regelmäßig ist die Anbindung eines Bauelements an eine unstrukturierte Oberfläche vergleichsweise einfach.
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Vorzugsweise wird das Stammverbindungsstück, insbesondere an die Siegellage, angeschweißt. Bspw. kommt dabei ein Wärmekontaktschweißverfahren, bspw. Heizelementschweißen (insbesondere Heizspiegelschweißen), Infrarotschweißen, Laserstrahlschweißen oder auch Reibschweißverfahren zum Einsatz.
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In einer weiteren zweckmäßigen Verfahrensvariante wird - vorzugsweise bereits bei der Umformung des Kunststoffbauteils - eine Aufnahme für einen Verbindungsclip in das Kunststoffbauteil oder das Zwischenprodukt eingebracht. Ein solcher Verbindungsclip dient insbesondere zur Verbindung zweier Wärmeübertrager aneinander entlang ihrer Längskanten. Vorzugsweise wird diese Aufnahme dabei in das Kunststoffbauteil eingeformt, so dass sich eine Kammer oder Tasche zwischen diesem und der auf dieses aufgelegten Siegellage ergibt. Vorzugsweise weist diese Aufnahme dabei die gleiche oder eine geringere Höhe auf als die Kanalstruktur. Bspw. weist die Aufnahme auch einen Durchbruch oder einen Hinterschnitt auf, in dem sich eine Art Fanghaken des Verbindungsclips einhaken kann.
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Ein zweckmäßiger Wärmeübertrager weist ein Kunststoffbauteil auf, das aus einer Folie aus thermoplastischem Kunststoff gebildet ist und eine über (insbesondere zumindest nahezu, d. h. vorzugsweise zu mehr als 70 oder auch mehr als 80 Prozent) die gesamte Länge und Breite des Kunststoffbauteils vernetzte Kanalstruktur aufweist. Des Weiteren weist der Wärmeübertrager eine Siegellage auf, die auf einer Negativseite des Kunststoffbauteils angeordnet und mit diesem unter Verschluss der Kanalstruktur zu Röhren verbunden ist. Die Kanalstruktur ist außerdem an den Außenkonturen (insbesondere also an den Längs- und Querkanten) des (vorzugsweise reckteckförmigen) Kunststoffbauteils verschlossen. Außerdem weist der Wärmeübertrager zwei Stammverbindungsstücke zur Verbindung mit (jeweils) einer Temperierfluidleitung auf, die an wenigstens einem Längsende jeweils wenigstens eine (vorzugsweise senkrecht zur Längserstreckung) in das Kunststoffbauteil oder die Siegellage eingebrachte Öffnung einer Röhre abdecken und angeschweißt sind.
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Vorzugsweise handelt es sich bei dem Wärmeübertrager also um den gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellten Wärmeübertrager. Insbesondere weist der Wärmeübertrager die gleichen, sich aus den vorstehend beschriebenen Verfahren ergebenden körperlichen Merkmale auf sowie die sich daraus ergebenden Vorteile.
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In einer zweckmäßigen Ausführung sind die zwei Stammverbindungsstücke an einem Längsende des Wärmeübertragers nebeneinander angeordnet. Die Kanalstruktur zwischen beiden Stammverbindungsstücken ist in diesem Fall in Längsrichtung zu einem Vorlauf und einem Rücklauf getrennt (insbesondere entlang der vorstehend beschriebenen Trennlinie). In diesem Fall können die beiden Stammverbindungsstücke auch in ein gemeinsames Bauteil, auch als „Stammrohrverbinder“ oder „Vor- und Rücklaufverbinder“ bezeichnet, integral zusammengefasst sein. Vorzugsweise stehen Vorlauf und Rücklauf dabei wie vorstehend beschrieben im Bereich des anderen Längsendes in fluidischer Verbindung. Diese Ausführung ist für die Nutzung des Wärmeübertragers als Fußboden-, Wand- oder Decken-Heizkörper und/oder -kühlkörper vorteilhaft, da in diesem Fall Vor- und Rücklaufleitungen räumlich gebündelt (insbesondere an der gleichen Stelle im Raum) verlegt werden können.
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Vorzugsweise sind beide Stammverbindungsstücke gleich ausgebildet. Das jeweilige Stammverbindungsstück weist dabei eine Verteilerkammer und ein (daran angeschlossenes) Anschlussrohrstück auf. Die Verteilerkammer weist eine längliche Form auf und ist von einer Außenwand halbschalenartig umrandet. In die Verteilerkammer sind vorzugsweise Querwände zur Stabilisierung gegen Innendruck eingezogen. Eine freie Kante sowohl der Außenwand als auch der gegebenenfalls vorhandenen Querwände kommt dabei als Schweißkante zur fluiddichten Anbindung des Stammverbindungsstücks an den Wärmeübertrager zum Einsatz. In diesem Fall führen die Querwände auch zu einer Vergrößerung der „Anbindungsfläche“ (oder: Schweißfläche) zur Folie. Die Querwände sind dabei derart gestaltet, dass sie einen Fluidaustausch quer zu ihrer Längserstreckung ermöglichen. Vorzugsweise weisen die Querwände hierzu abschnittsweise einen (Tor-) bogenartigen Verlauf ihrer freien Kante oder einen Durchbruch auf.
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Dadurch, dass ein Fluidaustausch quer zur Längserstreckung der Querwände - somit also in Längsrichtung der Verteilerkammer - ermöglicht ist, kann das (jeweilige) Stammverbindungsstück vorteilhafterweise mehrere Öffnungen in der Kanalstruktur abdecken und somit einen - im Vergleich zu nur einer Öffnung - höheren und insbesondere über einen breiteren Bereich verteilten Fluideintrag in die Kanalstruktur (oder auch einen entsprechenden Austrag aus der Kanalstruktur) ermöglichen. Dies ist für eine möglichst gleichmäßige Verteilung des Temperierfluids in der Kanalstruktur und somit für einen besonders guten Wärmeaustausch vorteilhaft. Außerdem wird dadurch auch eine homogenere Druckverteilung ermöglicht, die wiederum zu einer verringerten Strömungsgeschwindigkeit und somit auch zu einer geringeren Geräuschentwicklung führt.
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Das Stammverbindungsstück (oder auch der durch zwei integrierte gebildete Stammverbinder) ist für einen Wärmeübertrager, insbesondere der vorstehend beschriebenen Art eingerichtet und vorgesehen. Das Stammverbindungsstück weist dabei eine Verteilerkammer und ein Anschlussrohrstück auf, wobei die Verteilerkammer eine längliche Form aufweist und von einer Außenwand halbschalenartig umrandet ist, wobei in die Verteilerkammer vorzugsweise Querwände eingezogen sind, wobei eine freie Kante sowohl der Außenwand als auch der optionalen Querwände als Schweißkante zur fluiddichten Anbindung an den Wärmeübertrager ausgebildet ist, und wobei die optionalen Querwände einen Fluidaustausch quer zu ihrer Längserstreckung ermöglichen.
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Für den Fall, dass die Stammverbindungsstücke an jeweils einem Längsende des Wärmeübertragers angeordnet sind, entspricht die Länge jedes der Stammverbindungsstücke zweckmäßigerweise etwa - d. h. bspw. bis zu 15 % weniger - der Breite des Wärmeübertragers. Für den Fall, dass beide Stammverbindungsstücke am gleichen Längsende angeordnet sind, entspricht die Länge zweckmäßigerweise etwa der Hälfte der Breite des Wärmeübertragers.
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In einer weiteren zweckmäßigen Ausführung (des Wärmeübertragers und/oder des Stammverbindungsstücks) ist das Anschlussrohrstück asymmetrisch in Bezug auf eine Längsachse des Stammverbindungsstücks an die Verteilerkammer angebunden. Mit anderen Worten ist das Anschlussrohrstück zu einer Längsseite der Verteilerkammer hin versetzt angeordnet. Dadurch können bei U-artig verlaufendem Vorlauf und Rücklauf über den Wärmeübertrager beide Stammverbindungsstücke an der gleichen Längsposition am Wärmeübertrager angeordnet werden, jeweils um 180 Grad gedreht. Dies ermöglicht vorteilhafterweise, „Stammrohre“, die die Vor- und Rücklaufleitungen zu und von dem jeweiligen Wärmeübertrager bilden, gebündelt parallel zueinander verlaufen zu lassen. Alternativ können insbesondere symmetrisch aufgebaute Stammverbindungsstücke aber auch in Längsrichtung versetzt auf dem Wärmeübertrager angeordnet werden.
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Optional ist die Verteilerkammer des jeweiligen Stammverbindungsstücks zusätzlich durch eine Längswand in Längsrichtung unterteilt. Das Anschlussrohrstück führt dabei insbesondere nur in eine Verteilerteilkammer. Alternativ zu der Längswand können die Querwände auch schräg zur Längsrichtung und kreuzförmig zueinanderstehen.
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Die Konjunktion „und/oder“ ist hier und im Folgenden insbesondere derart zu verstehen, dass die mittels dieser Konjunktion verknüpften Merkmale sowohl gemeinsam als auch als Alternativen zueinander ausgebildet sein können.
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
- 1 in einer schematischen Draufsicht eine Folie während eines Herstellungsverfahrens für ein Kunststoffbauteil,
- 2 in Ansicht gemäß 1 die Folie in einem gegenüber 1 nachfolgenden Verfahrensstadium,
- 3 in Ansicht gemäß 1 das Kunststoffbauteil,
- 4 in Ansicht gemäß 1 einen Wärmeübertrager, der mittels des Kunststoffbauteils aufgebaut ist,
- 5 in einem Detailausschnitt einen Querschnitt V-V des Wärmeübertragers gemäß 4,
- 6-8 in Draufsicht, in einem Querschnitt und in Ansicht auf eine Unterseite ein Stammverbindungsstück, das dazu dient, den Wärmeübertrager mit einer Vorlauf- und einer Rücklaufleitung zu verbinden, und
- 9 in Ansicht auf eine Gegenseite den Wärmeübertrager.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren stets mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist ein erstes Fertigungsstadium eines in 3 näher dargestellten Kunststoffbauteils 1 dargestellt. Eine Fertigungsanlage, insbesondere eine Thermoformanlage, ist hierbei nicht dargestellt. Das Kunststoffbauteil 1 wird aus einer endlosen, thermoplastischen Folie 2 gefertigt. Dazu wird diese in die Thermoformanlage eingebracht. Anschließend wird eine erste Teilfläche 4 der Folie 2 auf einen Thermoformzieltemperaturwert erwärmt, im vorliegenden Ausführungsbeispiel mittels (nicht dargestellter) Infrarotstrahler. Die Folie 2 wird in einer Randfläche 6 der ersten Teilfläche 4 mit einem nicht dargestellten, ringförmig geschlossenen, hier konkret rechteckförmigen, Dicht- und Umformrand in Kontakt gebracht und von der Gegenseite mit einem komplementären Klemm- und Halterand geklemmt. Der Dicht- und Umformrand ist mit einer ersten, dreidimensional ausgeformten Formgebungsteilstruktur versehen. Der Klemm- und Halterand ist komplementär zu dem Dicht- und Umformrand ausgebildet. Dadurch wird die Folie 2 in der Randfläche 6 beim Klemmen beidseitig werkzeuggebunden umgeformt (konkret tiefgezogen) und zusätzlich dichtend gehalten. Dicht- und Umformrand sowie Klemm- und Halterand sind Teil eines ebenfalls nicht dargestellten Umformwerkzeugs.
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Der Dicht- und Umformrand bildet dabei gemeinsam mit dem Klemm- und Halterand nicht nur die Funktion eines Spannrahmens ab und stellt einen formgebenden Teil des Umformwerkzeugs dar, sondern bildet auch ein Dichtelement einer Druckglocke des Umformwerkzeugs. Hierbei wird die von der Randfläche 6 umrandete Innenfläche 8 der ersten Teilfläche 4 zu einer formgebenden Werkzeugoberfläche (hin mit einer Druckdifferenz gegenüber der Umgebung beaufschlagt. Konkret wird die Innenfläche 8 dabei mittels einer nicht dargestellten Vakuumpumpe an diese Werkzeugoberfläche angesaugt. Diese formgebende Werkzeugoberfläche weist dabei eine zweite Formgebungsteilstruktur auf, die gemeinsam mit der ersten Formgebungsteilstruktur nach dem Umformen, konkret Thermoformen, ein erstes Strukturbild 10 auf der ersten Teilfläche 4 abbilden.
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In einer Variante dieses Ausführungsbeispiels weist das Umformwerkzeug zusätzlich auch eine sogenannte Druckglocke auf, mittels derer auf einer der formgebenden Werkzeugoberfläche abgewandten Seite der Folie 2 ein Überdruck auf die Folie 2 aufgebracht wird. In diesem Fall bildet der Klemm- und Halterand gemeinsam mit einer nicht formgebenden Werkzeugoberfläche die Druckglocke. Der Klemm- und Halterand dichtet hier die („rückseitige“) Druckglocke, insbesondere mittels Klemmung gegen den Dicht- und Umformrand, gegen die Folie 2 ab.
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Somit wird die Innenfläche 8 „klassisch“ thermogeformt, also nur einseitig werkzeuggebunden.
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Das erste Strukturbild 10 weist dabei einen in einer Vorschubrichtung 12 der Folie 2 vorausliegenden Randabschnitt 14 (der Randfläche 6) und einen nachfolgenden Randabschnitt 16 auf. Da das erste Strukturbild 10 rechteckförmig ausgebildet ist, wird die Innenfläche 8 auch an den Außenrändern durch jeweils einen Seitenrand 18 umrandet. Die Maße des Randabschnitts 14 und des Randabschnitts 16 sind vorliegend gleich, können optional aber auch ungleich sein.
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Um nun trotz des vorstehend beschriebenen Thermoformprozesses das Kunststoffbauteil 1 mit einer (quasi) endlosen, die Grenzen des Umformwerkzeugs überschreitenden Struktur versehen zu können, wird das vorstehend beschriebene Verfahren erweitert. Nach der Ausformung des ersten Strukturbilds 10 (s. 1) wird die Folie 2 um einen Folienvorschub FV weitertransportiert (s. 2). Dieser Folienvorschub FV ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel um eine Überlapplänge U kleiner als die in Vorschubrichtung 12 gesehene „Länge L“ des ersten Strukturbilds 10. Diese Länge L setzt sich zusammen aus der Länge Li der Innenfläche 8 und der jeweiligen Längen Lrv und Lrn der vorausliegenden bzw. nachfolgenden Randabschnitte 14 bzw. 16 (jeweils in Vorschubrichtung 12 gesehen).
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In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann der Folienvorschub FV aber auch derart gewählt werden, dass die Überlapplänge U exakt Null beträgt.
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Nach dem Weitertransport der Folie 2 um den Folienvorschub FV erfolgen die vorstehend bereits für das erste Strukturbild 10 beschriebenen Schritte erneut. Es wird also eine zweite Teilfläche 20 erwärmt - die Erwärmung kann optional auch bereits vor oder während des Weitertransports der Folie 2 erfolgen -, der Dicht- und Umformrand und der Klemm- und Halterand an die zweite Teilfläche 20, konkret deren Randfläche 6 angelegt, diese somit umgeformt sowie die entsprechende Innenfläche 8 mittels der Druckdifferenz an die Formgebungsstruktur des Umformwerkzeugs angelegt und somit umgeformt. Dadurch ergibt sich ein zweites Strukturbild 22. Dieses entspricht dem ursprünglichen ersten Strukturbild 10 (da dasselbe Umformwerkzeug eingesetzt wird), wobei letzteres aufgrund der größer Null gewählten Überlapplänge U teilweise in das zweite Strukturbild 22 eingebunden wird.
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Diese Schritte können beliebig oft wiederholt werden, sodass das Kunststoffbauteil 1 in seiner Länge lediglich durch die Länge der Folie 2 begrenzt ist. Alle aneinander gereihten Strukturbilder 10 bzw. 22 ergeben eine Gesamtstruktur die somit (quasi) endlos ist. Somit kann ein endlosstrukturiertes Bauteil mittels sequentieller Umformung, hier konkret Tiefziehen in Form von Thermoformen inkl. des Umformens der Randfläche 6, hergestellt werden.
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In 3 ist die in die Folie 2 eingeformte Struktur des Kunststoffbauteils 1 näher dargestellt. Diese dient zum Herstellen eines Wärmeübertragers, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel gemäß einem möglichen Einsatzzweck als „Fußbodenheizung 24“ (s. 4) bezeichnet wird. Die beiden Strukturbilder 10 und 22 bilden hier ein Netzwerk aus Kanälen 26 aus. Die Kanäle 26 sind dabei mittels des vorstehend beschriebenen Thermoformverfahrens in die Folie 2 als „Täler“ - oder in Sicht auf eine „Positivseite“ der Folie 2 als „Hügelketten“ - ausgeformt. Die jeweilige Innenfläche 8 ist dabei mit hexagonal angeordneten Kanälen 26 gefüllt. Die dabei gebildeten Sechsecke 28 laufen in den vorausliegenden und nachfolgenden Randabschnitten 14 bzw. 16 der Randflächen 6 in parallel zur Vorschubrichtung 12 angeordnete Kanäle 30 aus. Dadurch lässt sich die Überlapplänge U besonders einfach variieren.
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Die Folie 2 ist optional breiter als die Strukturbilder 10 bzw. 22 und wird nach dem Thermoformen auf die Breite der Strukturbilder 10 bzw. 22 zugeschnitten. Alternativ ist es auch denkbar, die Strukturbilder 10 bzw. 22 bis zum Folienrand auszudehnen.
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Im Fall der Nutzung als Fußbodenheizung 24 müssen die Kanäle 26 und 30 des Kunststoffbauteils 1 fluiddicht abgedeckt werden, damit ein Temperierfluid, insbesondere Wasser, darin geführt werden kann. Dazu wird auf die „Negativseite“ eine Siegellage, konkret in Form einer weiteren thermoplastischen Folie 32 (s. 5), aufgebracht und mit den „Kanalrändern“ des Kunststoffbauteils 1 verbunden, bspw. mittels Thermokontaktschweißen, Kaschieren oder dergleichen. Die Kanäle 26 und 30 bilden dann jeweils Röhren. Bspw. wird die Folie 32 mit dem Kunststoffbauteil 1 mittels Thermokontaktschweißens verschweißt. Alternativ kann auch ein Kaschiervorgang erfolgen. Die Folie 32 verbleibt flach, wird also nicht umgeformt.
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Die Gesamtdicke D des Kunststoffbauteils 1 und der Folie 32 beträgt bspw. zwischen 2 und 5 Millimeter, vorzugsweise um 3 Millimeter, wobei eine Ausgangsdicke d der Folien 2 und 32 bei bspw. 0,6 Millimeter liegt. Die Kanaltiefe T, die konkret einem Kanalradius entspricht, liegt zwischen 1,5 und 2,5, vorzugsweise etwa bei 1,9 Millimeter.
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Das Kunststoffbauteil 1 und die daran angebrachte Folie 32 bilden ein ebenfalls endloses Zwischenprodukt, das in nachfolgenden Schritten weiter verarbeitet werden kann.
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In 4 sind auch Aufnahmen 34 für Verbindungsclipse 36 (strichliniert) dargestellt. Für deren Herstellung werden bereits während des Thermoformverfahrens, optional mittels des Dicht- und Umformrands bzw. des Klemm- und Halterands Auswölbungen mit einem Loch 38 ausgeformt. Diese Aufnahme 34 bildet mit der später aufgebrachten Folie 32 eine Tasche, in die der Verbindungsclips 36 eingeschoben werden kann, bis sich ein Nippel am Verbindungsclips in dem Loch 38 verfängt. Der Verbindungsclips 36 ist dabei symmetrisch, so dass zur Verbindung zweier Fußbodenheizungen 24 der jeweilige Verbindungsclips 36 mit beiden Hälften in jeweils eine Aufnahme 34 der beiden Fußbodenheizungen 24 eingeschoben werden kann (angedeutet in 9).
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Zur Fertigung der Fußbodenheizung 24 wird das Kunststoffbauteil 1, konkret das Zwischenprodukt, konfektioniert, d. h. in seiner Länge auf die für die jeweilige Einbausituation erforderliche Länge gekürzt. Dabei werden an beiden Längsenden 40 und 42 die Kanäle 26 bzw. 30 unter vorheriger Wärmeeinwirkung mittels eines Stempels flachgepresst und mit der Folie 32 dichtend verbunden. Dies ist durch Quetschlinien 44 in 4 angedeutet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird eine „eckige“, U-artige Vor- und Rücklaufstruktur (vgl. 9, abgewinkelter Pfeil) ausgebildet, indem die Kanäle 26 und 30 in Längsrichtung entlang einer Trennlinie 46 ebenfalls unter Wärmeeinwirkung verschlossen, insbesondere also flachgequetscht und mit der Folie 32 verbunden, werden. Die Trennlinie 46 endet mit Abstand zu dem Längsende 42, so dass dort das Temperierfluid vom Vorlauf in den Rücklauf übergehen kann. Anschließend werden am Längsende 40 in die Folie 32 (also von der Negativseite her) Löcher 48 als Öffnungen in den Kanälen 26 oder 30 eingebracht. Diese Löcher 48 werden wiederum jeweils für Vorlauf und Rücklauf mittels eines zugeordneten Stammverbindungsstücks 50 abgedeckt, um Vorlauf und Rücklauf mit einer - in 9 in Strichlinien angedeuteten - Vorlauf- bzw. Rücklaufleitung 51 verbinden zu können.
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In einer alternativen Variante werden die im dargestellten Ausführungsbeispiel der U-artigen Vor- und Rücklaufstruktur (9) die Ecken am Längsende 42 mittels des Stempels schräg „abgetrennt“. Dadurch können strömungstechnische Totzonen in diesen Bereichen vermieden oder wenigstens reduziert werden.
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Das Stammverbindungsstück 50 weist dabei eine langgestreckte Verteilerkammer 52 (s. 7 und 8) auf, die von einer halbschalenartigen Außenwand 54 eingefasst ist. In die Verteilerkammer 52 sind Querwände 56 sowie eine Längswand 58 eingezogen. Die Querwände 56 sind durch Torbögen 60 unterbrochen, so dass ein Fluidstrom in Längsrichtung der Verteilerkammer 52 ermöglicht ist. Die freien Kanten der Außenwand 54, der Querwände 56 sowie der Längswand 58 dienen als Schweißkanten zum Anschweißen des Stammverbindungsstücks 50 an die Folie 52. Außerdem führt in die Verteilerkammer 52 auf einer Seite der Längswand 58 ein Anschlussrohrstück 62, mittels dessen die Verbindung mit der Vorlauf- bzw. Rücklaufleitung erfolgt.
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Das Stammverbindungsstück 50 wird mittels Heizelementschweißen mediendicht auf der Folie 52 befestigt, wobei die Löcher 48 in dem Teil der Verteilerkammer 52 angeordnet werden, dass sie mit dem Anschlussrohrstück 62 in Verbindung stehen. Dabei werden die beiden Stammverbindungsstücke 50 um 180 Grad versetzt zueinander angeordnet. Aufgrund des exzentrisch angesetzten Anschlussrohrstücks 62 können so Vorlauf- und Rücklaufleitung immer noch eng nebeneinander geführt werden.
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Der Gegenstand der Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können weitere Ausführungsformen der Erfindung von dem Fachmann aus der vorstehenden Beschreibung abgeleitet werden. Insbesondere können die anhand der verschiedenen Ausführungsbeispiele beschriebenen Einzelmerkmale der Erfindung und deren Ausgestaltungsvarianten auch in anderer Weise miteinander kombiniert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kunststoffbauteil
- 2
- Folie
- 4
- Teilfläche
- 6
- Randfläche
- 8
- Innenfläche
- 10
- Strukturbild
- 12
- Vorschubrichtung
- 14
- Randabschnitt
- 16
- Randabschnitt
- 18
- Seitenrand
- 20
- Teilfläche
- 22
- Strukturbild
- 24
- Fußbodenheizung
- 26
- Kanal
- 28
- Sechseck
- 30
- Kanal
- 32
- Folie
- 34
- Aufnahme
- 36
- Verbindungsclip
- 38
- Loch
- 40
- Längsende
- 42
- Längsende
- 44
- Quetschlinie
- 46
- Trennlinie
- 48
- Loch
- 50
- Stammverbindungsstück
- 51
- Vor- und Rücklaufleitungen
- 52
- Verteilerkammer
- 54
- Außenwand
- 56
- Querwand
- 58
- Längswand
- 60
- Torbogen
- 62
- Anschlussrohrstück
- FV
- Folienvorschub
- U
- Überlapplänge
- L
- Länge
- Li
- Länge
- Lrv
- Länge
- Lrn
- Länge
- d
- Ausgangsdicke
- T
- Kanaltiefe
- D
- Gesamtdicke
