DE19725326A1 - Verfahren zum Herstellen einer Matte mit dünnwandigen Kunststoffrohren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbe­ griff des Anspruchs 1.

Zur Herstellung von Kunststoffrohren mit einem Durch­ messer bis 5 mm, vorzugsweise 2 bis 4 mm (Kapillar­ rohre), aufweisenden Heiz- oder Kühlmatten werden die Kapillarrohre radial an Stammrohre angeschweißt, über welche die Zu- und Abfuhr eines Heiz- oder Kühlmedi­ ums zu bzw. von den Kapillarrohren erfolgt. Die Ka­ pillarrohre haben einen gegenseitigen Abstand von 10 bis 20 mm. Die Stammrohre weisen an den jeweiligen Schweißstellen Bohrungen auf, deren Durchmesser ange­ nähert dem Innendurchmesser der Kapillarrohre ent­ spricht. Zum Anschweißen der Kapillarrohre werden deren anzuschweißendes Ende sowie auch das Stammrohr an der Schweißstelle erwärmt, so daß das Kunststoff­ material erweicht, und dann werden die erweichten Stellen zusammengedrückt. Es muß jedoch darauf geach­ tet werden, daß der erweichte Kunststoff nicht nach innen gedrückt wird, wodurch eine Verengung des Durchlaßquerschnittes der Bohrungen erfolgen würde. Aus diesem Grund wird die Einhaltung des freien In­ nenquerschnitts beim Schweißvorgang durch Dorne gesi­ chert, die durch die Bohrung im Stammrohr in das an­ zuschweißende Ende des Kapillarrohres ragen. Hierzu wird eine der Anzahl der parallel anzuschweißenden Kapillarrohre entsprechende Anzahl von Dornen von einer zweiteiligen Stützstange getragen, die in das Stammrohr eingeschoben wird. Nach Erreichen der ge­ wünschten Stellung wird das die Dorne tragende Teil der Stützstange quer zur Längsrichtung des Stammroh­ res bewegt, so daß die Dorne jeweils durch die zuge­ hörige Bohrung des Stammrohres und in das aufgesetzte Ende des Kapillarrohres treten. Das andere Teil der Stützstange hält das die Dorne tragende Teil in die­ ser Stellung. Nachdem die Dorne so positioniert sind, werden die erweichten Enden der Kapillarrohre gegen das Stammrohr gedrückt, so daß der Schweißvorgang erfolgt. Nach dem Erkalten der Schweißverbindung wer­ den die Dorne zunächst quer zur Längsrichtung des Stammrohres wieder aus dem Kapillarrohrende und der Bohrung und dann die Stützstange aus dem Stammrohr herausgezogen.

Dieses bekannte Verfahren hat den Nachteil, daß auf­ grund des Ein- und Ausfahrens der Dorne der Durchmes­ ser der Stammrohre bedeutend größer (mindestens 20 mm) ist als dies aus hydraulischen Gründen erfor­ derlich wäre. Dies ist ungünstig, wenn die Matte auf eine Unterlage aufgelegt wird, die die von dem Heiz- oder Kühlmittel zugeführte Wärme oder Kälte ableitet. Der Abstand zwischen dem Stammrohr und dem Punkt, an dem ein Kapillarrohr die Unterlage berührt, nimmt mit steigendem Durchmesser des Stammrohres zu, so daß der Wirkungsgrad der Matte abfällt. Ein größerer Rohr­ durchmesser bedingt auch einen höheren Materialver­ brauch und bedeutet eine größere Brandlast in Gebäu­ den.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen einer Matte mit dünnwan­ digen Kunststoffrohren mit einem Durchmesser bis zu 5 mm (Kapillarrohre), die an ihren offenen Enden je­ weils mit Stammrohren, radial von diesen abgehend, für die Zu- und Abführung eines Heiz/Kühlmediums durch Erwärmung und Druck verschweißt werden, wobei die Stammrohre an den Schweißstellen Bohrungen mit einem etwa dem Innendurchmesser der Kunststoffrohre entsprechenden Durchmesser aufweisen, anzugeben, bei dem auch bei deutlich verkleinertem Durchmesser der Stammrohre sichergestellt ist, daß eine Verminderung des Durchströmungsquerschnitts durch den Schweißvor­ gang nicht eintritt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den Unter­ ansprüchen.

Dadurch, daß die Kunststoffrohre in ihren zu ver­ schweißenden Endbereichen vor dem Verschweißen so erwärmt werden, daß sich der Innendurchmesser der Endbereiche erweitert, kann die Verschweißungszone von der Bohrung im Stammrohr weg verlagert werden, so daß die Bohrung von dem Schweißvorgang nicht mehr beeinflußt wird. Die Bohrung muß nicht mehr durch den Dorn geschützt werden, so daß sich dieser und die Stützstange erübrigen. Damit kann das Stammrohr einen deutlich verringerten Durchmesser aufweisen, der nun­ mehr nur noch durch die Menge des zu transportieren­ den Heiz- bzw. Kühlmediums bestimmt wird.

Die Kunststoffrohre werden vorteilhaft zur Erweite­ rung ihres Innendurchmessers über die Länge des zu erweiternden Bereichs auf der Außenseite erwärmt. Hierdurch schmilzt das Kunststoffmaterial auf der Außenseite schneller als auf der Innenseite. Es hat sich gezeigt, daß das geschmolzene Material von innen nach außen fließt was zu einer Vergrößerung des In­ nendurchmessers führt. Gleichzeitig findet eine zum Ende des Kapillarrohres hin zunehmende Verdickung der Rohrwandung statt. Damit wird eine beträchtliche Er­ höhung der Sicherheit erreicht, da bei dem bisherigen Verfahren die Wanddicke des Kapillarrohres bis zu dessen Ende gleichförmig ist und gerade im Übergangs­ bereich vom Stammrohr zum Kapillarrohr die Gefahr von Rissen besonders groß ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläu­ tert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Stammrohr im Querschnitt mit einem angeschweißten Kapillarrohr im Längs­ schnitt, und

Fig. 2 das Ende eines Stammrohres im Quer­ schnitt mit angeschweißtem Formstück für einen Anschluß.

Das Stammrohr 1 weist in seiner senkrecht zur Zei­ chenebene der Fig. 1 verlaufenden Längsrichtung hin­ tereinanderliegend in einem Abstand von jeweils etwa 10 bis 20 mm Bohrungen 2 für den Anschluß jeweils eines Kapillarrohres 3 auf. Das Kapillarrohr 3 hat zunächst einen durchgehend gleichen Durchmesser und eine durchgehend gleiche Wandstärke. Vor dem Heran­ führen des Kapillarrohres 3 an das Stammrohr 1 wird das anzuschweißende Ende des Kapillarrohres 3 auf der Außenseite vorzugsweise durch Strahlung erwärmt. Hierdurch schmilzt das Material des Kapillarrohres 3 im bestrahlten Bereich 4 insbesondere auf der Außen­ seite, was zur Folge hat, daß sich das Material nach außen bewegt und der Innendurchmesser des bestrahlten Bereichs 4 sich vergrößert. Gleichzeitig findet eine Wandverdickung in diesem Bereich 4 statt. Wenn nun das Kapillarrohr 3 an den ebenfalls durch Bestrahlung erweichten Bereich des Stammrohres 1 um die Bohrung 2 herum herangeführt wird, ist der Abstand zwischen der Innenwand des Kapillarrohres 3 und der Bohrung 2 auf­ grund der Durchmessererweiterung so groß, daß beim nachfolgenden Zusammendrücken von Stammrohr 1 und Kapillarrohr 3 keine Gefahr besteht, daß geschmolze­ nes Kunststoffmaterial des Kapillarrohrs 3 in die Bohrung 2 fließt und deren Querschnitt verringert wird. Durch das Zusammendrücken legt sich ein Teil des erweiterten Bereichs 4 um das Stammrohr 1, so daß eine große Verbindungsfläche entsteht und damit eine feste Verbindung erhalten wird.

Im Bereich 4 nimmt die Wandstärke des Kapillarrohres 3 vom Stammrohr 1 ausgehend allmählich ab, ohne daß ein abrupter Übergang stattfindet. Hierdurch wird der gegenüber Rissen besonders empfindliche Übergangsbe­ reich zwischen Stammrohr 1 und Kapillarrohr 3 erheb­ lich widerstandsfähiger gegen mechanische Beanspru­ chungen.

Da bei dem vorliegenden Verfahren keine Stützstange mit den von ihr getragenen Dornen in das Stammrohr eingeführt werden muß, kann das Stammrohr bereits vor dem Anschweißen der Kapillarrohre auf die gewünschte Länge konfektioniert und an den Stirnseiten geschlos­ sen werden.

Für die Anschlüsse zum Zu- oder Abführen von Heiz- bzw. Kühlmedium zu oder von dem Stammrohr 1 können gemäß Fig. 2 Formstücke 5 verwendet werden, die ein­ stückig mit dem Stammrohr 1 als Spritzgußteil unter Ausbildung einer entsprechenden Bohrung 6 hergestellt werden. Das Formstück 5 wird zweckmäßig so dimensio­ niert, daß der Außenrand des Formstücks 5 auf dem Stammrohr 1 in der Mitte zwischen zwei benachbarten Bohrungen 2 liegt.

Die Formstücke für den Anschluß der Stammrohre werden bisher üblicherweise nachträglich an deren Stirnsei­ ten angeschweißt. Dies führt zu einer Verbreiterung der Heiz/Kühlmatten, ohne daß deren wirksame Fläche vergrößert wird. Die in Fig. 2 dargestellte radiale Anbringung vermeidet diesen Nachteil.

Der Verzicht auf die Stützstange bietet auch die Mög­ lichkeit, vor dem Anschweißen der Kapillarrohre und vor dem stirnseitigen Verschließen des Stammrohres einen Stempel in dieses einzupressen, der als hydrau­ lische Trennung zwischen Vor- und Rücklauf des Heiz/- Kühlmediums dient, wenn beide Enden der jeweiligen Kapillarrohre auf einer Seite der Matte liegen.

Claims (7)

1. Verfahren zum Herstellen einer Matte mit dünn­ wandigen Kunststoffrohren mit einem Durchmesser bis zu 5 mm (Kapillarrohre), die an ihren offe­ nen Enden jeweils mit Stammrohren, radial von diesen abgehend, für die Zu- und Abführung eines Heiz/Kühlmediums durch Erwärmung und Druck ver­ schweißt werden, wobei die Stammrohre an den Schweißstellen Bohrungen mit einem etwa dem In­ nendurchmesser der Kunststoffrohre entsprechen­ den Durchmesser aufweisen, dadurch gekennzeichnet daß die Kunststoffrohre (3) in ihren zu ver­ schweißenden Endbereichen (4) vor dem Verschwei­ ßen so erwärmt werden, daß sich der Innendurch­ messer der Endbereiche (4) erweitert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Kunststoffrohre (3) zur Erweiterung ihres Innendurchmessers über die Länge des zu erweiternden Bereichs (4) auf der Außenseite erwärmt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Stammrohre (1) vor dem Verschweißen konfektioniert werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Stammrohre (1) vor dem Verschweißen stirnseitig geschlossen werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß als Anschlüsse für die Stammrohre (1) radial auf diese aufgeschweißte Formstücke (5) verwendet werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die äußere Schweißnaht zwischen einem Formstück (5) und dem Stammrohr (1) in der Mitte zwischen den Anschlüssen zweier benachbarter Kunststoffrohre (3) liegt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß vor dem Anschweißen der Kunststoffrohre (3) ein zur hydraulischen Trennung zwischen Vor- und Rücklauf dienender Stempel in das Stammrohr (1) gepreßt wird.