DE19831937A1 - Verfahren zum Herstellen eines Durchlauferhitzers sowie Durchlauferhitzer mit einem Wasserrohr und einem elektrischen Heizstab - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Durchlauferhitzers (1), der aus einem Wasserrohr (2) und einem elektrischen Heizstab (3) besteht. Das Wasserrohr (2) und der Heizstab (3) stehen in thermischem Kontakt miteinander und werden durch eine Schmelzverbindung (17) miteinander verbunden. Am Heizstab (3) und/oder am Wasserrohr (2) ist ein Verbindungssteg (23, 24) ausgebildet, an dessen dem Wasserrohr (2) bzw. dem Heizstab (3) zugewandten Stirnfläche je eine Berührungsfläche (8 bzw. 16) ausgebildet ist. Beim Verbinden von Heizstab (3) und Wasserrohr (2) gelangt der Heizstab (3) über seine Berührungsfläche (16) an die Berührungsfläche (8) des Wasserrohrs (2) zur Anlage. In dieser Lage wird der Heizstab (3) mit dem Wasserrohr (2) derart verschweißt, daß die Berührungsflächen (8, 16) ineinander verschmelzen. Durch den erfindungsgemäßen Durchlauferhitzer (1) können höhere Heizleistungen bei gleichen Abmessungen gewählt werden. Gleichzeitig läßt sich ein derart geschweißter Durchlauferhitzer (1) besonders einfach und kostengünstig herstellen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Durchlauferhitzers, der aus einem Wasserrohr und einem elektrischen Heizstab besteht, wobei Wasserrohr und Heizstab in thermischem Kontakt miteinander stehen und durch eine Schmelzverbindung miteinander verbunden werden. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Durchlauferhitzer mit einem Wasserrohr und einem elektrischen Heizstab, die in einem thermischen Kontakt miteinander stehen und die durch eine Schweißverbindung miteinander verbun­ den sind.

Durchlauferhitzer, wie sie vorstehend angegeben sind, sind allgemein bekannt und werden insbesondere in Maschinen zur Zubereitung heißer Getränke, wie beispielsweise Kaffeemaschinen, eingesetzt; sie dienen dazu, den Wasservorrat zu erhitzen und diesen dann in einen mit Extraktionsgut, wie Kaffeemehl oder Teeblätter, befüllbaren Filter zu befördern, wo dann der Extraktionsvorgang einsetzt.

Wesentlich für den hohen Wirkungsgrad solcher Durchlauferhitzer beim Erhitzen des Wassers ist ein guter Wärmekontakt zwischen Wasserrohr und Heizstab. Um einen solchen Wärmekontakt zu erzielen, ist eine herkömmliche Praxis diejenige, Wasserrohr und Heizstab im Kontaktbereich miteinander zu verlöten. Es wurde bereits auch darüber nachgedacht, den Heizstab mit dem Wasserrohr zu verschweißen, wozu auch Laser­ strahlen eingesetzt werden können, wie dies in der WO 97/04276 beschrieben ist. Es hat sich aber gezeigt, daß durch übliche Verbindungsverfahren, wie beispielsweise mittels Laserschweißen, die beiden Teile nicht immer spaltfrei verbunden werden, was zu einem mangelnden Kontakt und dadurch zu einer nicht optimalen Wärmeübertragung führt.

Eine Maßnahme zur Verbindung eines Wasserrohrs und einer Heizeinrichtung, die ebenfalls an einem mangelnden Wärmekontakt leidet, ist der DE-A-25 52 139 zu entnehmen. Darin wird vorgeschlagen, das Wasserrohr mit zwei Stegen zu versehen, zwischen denen ein Rohrheizkörper verklemmt wird.

Die DE-C-11 26 533 beschreibt einen Plattenheizkörper zum Einsatz in Heißwassergerä­ ten mit einem plattenförmigen Teil, in dem Nuten oder Kanäle eingepreßt sind. Diese Nuten oder Kanäle stehen in dem das Wasser aufnehmenden Raum vor. In die jeweiligen Kanäle ist von der Außenseite in einer darin eingepreßten Isoliermasse ein Heizwendel eingebettet. Solche Maßnahmen zum Einbetten einer Heizeinrichtung in die Wand eines Wasservorratsbehälters sind aufwendig in Bezug auf die Herstellung und darüber hinaus nicht für Duchlauferhitzer geeignet, die beispielsweise in Kaffeemaschinen eingesetzt werden.

Weiterhin ist in dem DE-U-69 34 944.6 ein U-förmiger, elektrischer Durchlauferhitzer für eine Kaffeemaschine gezeigt, bei dem die wasserführende Rohrschlange und der Rohr­ heizkörper flächig aneinandergelegt und in einer Nut an der Unterseite einer Wärmeplatte eingepreßt befestigt sind.

Ausgehend von dem Stand der Technik, wie er vorstehend beschrieben ist, liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein einfaches und kostengünstiges Verfahren zum Herstellen eines Durchlauferhitzers sowie einen Durchlauferhitzer selbst zu schaf­ fen, mit dem ein gut wärmeübertragender Bereich zwischen dem Wasserrohr und dem Heizstab erreicht wird, um so auch auf höhere Heizleistungen zu kommen.

Gelöst wird diese Aufgabe durch das Verfahren nach Anspruch 1. In Bezug auf einen Durchlauferhitzer der bekannten Art wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patent­ anspruchs 15 gelöst. Dadurch, daß entweder am Heizstab oder am Wasserrohr bzw. an beiden Teilen ein Verbindungssteg ausgebildet ist, der sich von beiden Teilen weg erstreckt, ist es möglich, bei letzterer Lösung beide Teile über ihre an den Verbindungs­ stegen ausgebildeten Berührungsflächen zu kontaktieren und anschließend zu ver­ schweißen. Weist nur ein Teil, also entweder der Heizstab oder das Wasserrohr einen Verbindungssteg mit einer Berührungsfläche auf, so muß an dem anderen Bauteil direkt an seiner Außenfläche ohne Zuhilfenahme eines Verbindungssteges eine ebene Berüh­ rungsfläche ausgebildet sein, um eine bündige Kontaktierung der Berührungsflächen zu erreichen. Dabei muß dann die Wand des Rohres so dick bemessen sein, daß kein Durchschweißen von der Berührungsfläche her erfolgt und das Rohr undicht wird bzw. zu viel Einschlüsse in diesem Bereich einfließen. Besser ist es also generell, auf beiden Seiten Verbindungsstege mit Berührungsflächen auszubilden.

Da man beim Schweißen nur den Rand der Berührungsflächen erreichen kann, muß der Schweißvorgang derart erfolgen, daß nur ein Aufschmelzen der Berührungsflächen von der äußeren Naht her und ein Ineinanderfließen des Aluminiums über die Länge der Berührungsflächen erfolgt. Der bzw. die Verbindungsstege sind dabei also so breit bemessen, daß beim Schweißvorgang nicht die Innenwand des Wasserrohrs bzw. die Innenwand des Heizstabes zu schmelzen beginnt, was eine Beschädigung dieser Teile zur Folge hätte. Durch den Verbindungssteg wird erstmals eine für die Serienproduktion geeignete Verschweißung des Heizstabes mit einem Wasserrohr ermöglicht. Der so hergestellte Durchlauferhitzer ist besonders preisgünstig und weist eine besonders gute Wärmeleitung vom Heizstab zum Wasserrohr auf, so daß derartige, beispielsweise in Kaffeemaschinen eingesetzte Durchlauferhitzer, einen besonders hohen Wirkungsgrad aufweisen. Auch ist es aufgrund der sehr guten Wärmeleiteigenschaften möglich, die Heizleistung des Heizstabes bei gleichem Durchmesser des Wasserrohrs zu erhöhen.

Dadurch, daß bei der Herstellung des Durchlauferhitzers gemäß den Merkmalen des Anspruchs 2 der Heizstab im Bereich seiner Berührungsfläche an die Berührungsfläche des Wasserrohrs gepreßt wird, legen sich die Berührungsflächen nahezu bündig anein­ ander an. Das Aneinanderpressen des Heizstabes mit dem Wasserrohr unter plastischer Verformung im Bereich der Berührungsflächen hat den Vorteil, daß Fertigungstoleranzen sowohl des Heizstabes als auch des Wasserrohrs jeweils ausgeglichen werden können. Wichtig ist dabei, daß der Heizstab die Endverformung und damit die Anpassung an das Wasserrohr vornimmt. Hierdurch gelangen praktisch die Berührungsflächen spaltfrei zur Anlage. Dabei drücken sich die Unebenheiten des Heizstabes an seiner Berührungsfläche in die Berührungsfläche des Wasserrohrs hinein, und zwar so, daß die Berührungsfläche des Wasserrohres und die des Heizstabes unter Einwirkung plastischer Verformung geringfügig verformt werden, so daß sich die Berührungsflächen aneinander bündig und spielfrei anpassen. Die Berührungsflächen können zwar vor dem Preßvorgang noch feingestanzt, gefräst, geschliffen oder sonstwie bearbeitet werden, dies kann aber nur geringfügig das spielfreie Anlegen dieser Teile verbessern.

Beim Anpressen des Heizstabes an das Wasserrohr ist es gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 3 von Vorteil, wenn der im Querschnitt steifere Heizstab an das im Querschnitt nachgiebigere Wasserrohr gepreßt wird, denn umgekehrt würde das Was­ serrohr im Querschnitt zu stark verformt werden. Dabei ist es wichtig, daß die Bie­ gesteifigkeit bzw. das Widerstandsmoment des Heizstabes höher ist als die des Wasser­ rohres, damit sich die Berührungsfläche des Wasserrohres an die Berührungsfläche des Heizstabes unter Einwirkung plastischer Verformung bündig anlegen kann. Dies ergibt sich alleine schon dadurch, daß das Wasserrohr hohl und der Innenraum des Heizstabes mit Isoliermasse verpreßt ist.

Durch die Neigung der Berührungsflächen gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 4 vor dem Preßvorgang gelangen diese nicht auf einmal zur Anlage, sondern sie legen sich, beginnend vom Scheitelpunkt des Winkels, unter Einwirkung plastischer Verfor­ mung über die gesamte Fläche allmählich an. Dabei kann sich das aus Aluminium bestehende und im Strangpreßverfahren oder auch andere Herstellverfahren, wie Hochdruckinnenformen, hergestellte Wasserrohr aufgrund der höheren Elastizität besser plastisch verformen als der biegesteifere Heizstab, um möglichst spaltfreie Berührungs­ flächen zu erhalten.

Gemäß Anspruch 5 sind die Berührungsfläche des Heizstabs und die Berührungsfläche des Wasserrohrs so ausgerichtet, daß vor dem Anpressen zwischen diesen beiden Flächen ein Winkel im Bereich von 1° bis 8° eingeschlossen wird. Winkel zwischen 1° und 8°, vorzugsweise 4°, ergeben beim Anpressen unter Bildung von plastischer Verformung ein besonders gleichmäßiges Anliegen der Berührungsflächen bei nicht allzu großer Kraftbeaufschlagung.

Durch die Merkmale des Patentanspruchs 6 wird ein Verfahren zur Herstellung eines Durchlauferhitzers geschaffen, der besonders gut geschweißt werden kann, insbesonde­ re dann, wenn die Schweißfläche senkrecht zu den Berührungsflächen steht. Dabei ist es möglich, entweder von einer Seite über die Naht die Berührungsflächen zu ver­ schweißen oder gar von beiden Seiten her über die Nähte je eine Schweißung vor­ zunehmen. Da man nur von der Außenseite an die Schweißnaht herankommt, ist es wichtig, daß die einstrahlende Schweißwärme nach den Merkmalen des Anspruchs 7 so groß bemessen ist, daß die Berührungsflächen schmelzen und miteinander verschwei­ ßen. Ein zusätzlicher Schweißwerkstoff ist dabei nicht nötig. Er kann aber zusätzlich bei Bedarf benutzt werden.

Besonders vorteilhaft hat sich das Schweißen mittels Laserstrahls erwiesen (Anspruch 8), da hierbei auf besonders engem Raum hohe Wärmekonzentration gebildet werden kann, durch die von außen her die beiden Berührungsflächen miteinander verschweißt werden können. Beim Schweißvorgang wird also der Laser parallel zu den Berührungs­ flächen von außen her geführt und auf die Schweißfläche so gehalten, daß seine Wärme die gesamte Eindringtiefe der Berührungsflächen erfaßt, diese zum Schmelzen bringt und so innig ohne irgendwelche nennenswerte Einschlüsse miteinander verbindet. Um unerwünschte Einschlüsse beim Verschmelzungsvorgang zu vermeiden, kann zusätzlich noch ein Edelgas zur Abschirmung der Schweißfläche von Sauerstoff verwendet wer­ den. Es hat sich aber in der Praxis gezeigt, daß dies nicht nötig ist.

Vorteilhaft ist es, daß gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 9 die Schweißung von derjenigen Seite erfolgt, von der aus der Winkel (a) vor dem Zusammenpressen von Wasserrohr und Heizstab erfolgt. Hierdurch werden unerwünschte Lufteinschlüsse vermieden, so daß die sich über die Tiefe (t) fortsetzende Schmelze beide Berührungs­ flächen innig miteinander vereinigt. Durch den Winkel (a) wird im übrigen die Verfor­ mung beim Anpassen der beiden Flächen definiert einstellbar. Werden besonders große Schweißtiefen (t) gewählt, so kann auch beidseitig geschweißt werden.

Durch die Merkmale des Patentanspruchs 10 kann das beim Schmelzen zum Fließen gebrachte Aluminium sich auch noch am Boden in der Rinne absetzen, ohne daß stören­ de Erhebungen, wie dies bei einer ebenen Fläche der Fall wäre, entstehen.

Durch die Merkmale des Patentanspruchs 11 wird ein Schweißverfahren zum Verbinden eines Heizstabes mit einem Wasserrohr angegeben, mit dem erstmals mit Erfolg in Serie aus Aluminium gezogene Durchlauferhitzer miteinander verschweißt werden. Mittels dieser Angaben lassen sich insbesondere Durchlauferhitzer für Kaffeemaschinen be­ sonders leicht und kostengünstig herstellen.

Um den Heizstab besonders gleichmäßig gegen die Berührungsfläche des Wasserrohrs drücken zu können, sind die Merkmale des Patentanspruchs 12 vorgesehen. Dabei wird das vorgeformte Wasserrohr und der Heizstab in einen Aufnahmeraum eines Werkzeugs passend eingelegt. Dadurch daß der Heizstab in der Form des Werkzeugs zum Wasser­ rohr hin verpreßt werden muß, mit seiner Berührungsfläche radial nach außen gegen die Berührungsfläche des Wasserrohrs angepreßt wird, so daß unter Einwirkung von plasti­ scher Verformung die Berührungsflächen eben zur Anlage gelangen. Die Form des Werkzeugs ist also so dimensioniert, daß beim Zusammendrücken der Werkzeughälften der Heizstab fest gegen das Wasserrohr gepreßt wird, so daß beide Teile auch unter Einwirkung von plastischer Verformung in ihrem Querschnitt nochmals geringfügig auf Endmaß gebracht werden können. Das Verfahren mit Hilfe des angegebenen Werkzeu­ ges ist für die Serienproduktion gut geeignet und reduziert die Herstellkosten bei optima­ ler Wärmeverteilung gegenüber herkömmlichen gelöteten Durchlauferhitzern.

Gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 13 wird in dem Verfahren ein U-förmiger Durchlauferhitzer verpreßt, indem in die vom Heizstab ausgebildete Bohrung ein Preß­ stempel einfährt und aufgrund der mit dem Heizstab zusammenwirkenden Keilflächen eine radial gerichtete Spreizkraft erzeugt, durch die der Heizstab gegen die Berührungs­ fläche des Wasserrohrs so fest gepreßt wird, bis beide Berührungsflächen eine bündige, aneinander angepaßte und spielfreie Oberfläche bilden.

Dadurch, daß gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 14 die Druckplatte, der Preßstempel und das Formwerkzeug ineinandergesetzt und miteinander zentriert sind, können besonders paßgenaue Durchlauferhitzer hergestellt werden. Durch diese Art der Zentrierung entsteht eine besonders kleinbauende Werkzeugvorrichtung.

Gemäß der zweiten Erfindung (Anspruch 15) wird ein Durchlauferhitzer geschaffen, der sich besonders gut schweißen läßt, indem an den rohrförmigen Mantelflächen von Wasserrohr und Heizstab hervorstehende und miteinander kooperierende Längsrippen ausgeformt sind, die an ihren Berührungsflächen miteinander verschweißt sind. Durch die Längsrippen entstehen ausreichend große Berührungsflächen, die sich gut ver­ schmelzen lassen. Dabei hat sich das Laserstrahlschweißverfahren besonders bewährt (Anspruch 16). Bei diesem Verfahren können auch dünnwandige Aluminiumrohre besonders gut miteinander verschweißt werden, da die Hitze des Laserstrahls das Material weitgehendst nur im Bereich der Längsrippen und über die gesamte Berührungs­ fläche zum Schmelzen bringt. Dabei kann die Breite an der Schweißfläche nur so schmal werden, bis die an die Außenflächen von Wasserrohr und Heizstab bei runden Rohren angelegten Tangenten die Berührungsflächen bilden. Überschreiten allerdings die Längen der Berührungsflächen ein bestimmtes Maß (mehr als 4 mm), so muß eine Stufe oder Absatz zum Wasserrohr und zum Heizstab erfolgen, da sonst die Berührungsflächen zu lang werden und bei den derzeitigen Laserschweißgeräten nicht mehr durchgängig von einer Seite her verschweißt werden können (Anspruch 17). Bei dem Schweißvorgang kann zusätzlich ein Lötdraht verwendet werden (Anspruch 18), wenn eine noch groß­ flächigere Ausbildung an dem Heizstab gewünscht wird.

Bei einem U-förmig ausgebildeten Durchlauferhitzer (Anspruch 19) läßt sich das Laser­ schweißverfahren unter automatischer Führung des Laserstrahls besonders gut anwen­ den, da das nach dem Strangpreßvorgang hergestellte Wasserrohr und der nach dem Ziehverfahren hergestellte Heizstab sowie der anschließenden Einbringung und Isolierung der Heizwendel im Heizstab beide Teile aneinander gepreßt und anschließend weit­ gehend porenfrei miteinander verschweißt werden, ohne daß die Wandungen der Rohre nennenswert gefügeverändernd erhitzt werden. Dadurch, daß dabei der Heizstab gegen­ über dem Wasserrohr höhenversetzt ist, kann dieser mit einer Fläche alleine an der Unterseite einer Warmhalteplatte anliegen und diese so erwärmen. Die Warmhalteplatte dient zum Abstellen einer Getränkekanne, in der Getränke durch die vorgeheizte Warm­ halteplatte warmgehalten werden können.

Durch die Merkmale des Anspruchs 20 wird mit zwei Laserstrahlen gearbeitet, wobei der erste Laserstrahl die zu verschweißende Stelle erwärmt und der zweite Laserstrahl den eigentlichen Schweißvorgang vornimmt.

Ein Ausführungsbeispiel der ersten und ein Ausführungsbeispiel der zweiten Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen ersten Durchlauferhitzer mit Wasserrohr und Heizstab vor dem Anpreß- und Schweißvorgang, senkrecht zu deren Längs­ achsen, im vergrößerten Maßstab,

Fig. 2 ein Teilquerschnitt durch einen zweiten Durchlauferhitzer in vergrößerter Dar­ stellung, wobei die Berührungsflächen zwischen dem Wasserrohr und dem elektrischen Heizstab bereits aneinandergepreßt und miteinander verschweißt sind,

Fig. 3 Längsschnitt durch eine zum Verpressen und Verschweißen von Heizstab und Wasserrohr dienende Werkzeugvorrichtung, in deren Aufnahmeraum das Was­ serrohr und der Heizstab gerade eingesetzt wurde und dazu die erste und zweite Druckplatte nach oben gefahren sind uns so den Aufnahmeraum von oben her freigeben,

Fig. 4 wie Fig. 3, jedoch sind in diesem Arbeitsabschnitt die erste und zweite Druck­ platte gegen den Durchlauferhitzer gefahren und gleichzeitig spreizt der Preß­ stempel den Heizstab derart auf, daß er mit seiner Berührungsfläche gegen die Berührungsfläche des Wasserrohrs gepreßt wird und

Fig. 5 wie Fig. 4, jedoch ist in diesem Arbeitsabschnitt der erste Preßstempel bereits nach oben und seitlich derart weggeschwenkt, daß er nunmehr die Schweiß­ naht für den Schweißvorgang freigibt, der dann im nächsten Arbeitsschritt in dieser Stellung erfolgt.

Üblicherweise sind elektrisch beheizte Durchlauferhitzer solche, die zum kontinuierlichen Erhitzen von Wasser dienen. Derartige Durchlauferhitzer werden auch in Kaffeemaschi­ nen eingesetzt. Diese sind in der Regel in Draufsicht U-förmig geformt und erhitzen Wasser, das unter Dampfblasenbildung in einen Kaffeefilter gepumpt wird. Derartige Durchlauferhitzer können in eine etwa runde Gehäusegrundplatte mit einer darauf angeordneten Warmhalteplatte, auf der eine Kaffeekanne aufgestellt wird, aufgenom­ men sein, was aber in der Zeichnung nicht dargestellt ist, was aber beispielsweise in den von der Anmelderin selbst hergestellten und seit vielen Jahren vertriebenen Kaffee­ maschinen "Braun AromaSelect Pure Aqua", Typen KF 145 bis 185, eingesetzt wird oder wie es beispielsweise aus der WO 97/04276 bekannt ist. Bei diesen Durchlauf­ erhitzern befindet sich das Wasserrohr auf der Krümmungsaußenseite, während der Heizstab entlang des Innenumfangs des Wasserrohrs angeordnet ist.

Eine Querschnittsansicht eines solchen Durchlauferhitzers 1 mit einem außenliegenden Wasserrohr 2 und einem innenliegenden Heizstab 3, wie er vorstehend beschrieben ist, ist in den Fig. 1 bis 5 gezeigt. Die Oberseitenfläche 6 des Wasserrohrs 2 ist von einer in Fig. 1 angedeuteten und punktiert dargestellten Warmhalteplatte 7 um das Maß (g) geringfügig beabstandet. Eine solche Warmhalteplatte 7 dient als Abstellfläche 20 und Wärmeträger für eine in einer Kaffeemaschine vorhandenen Kaffeekanne (nicht dargestellt).

Die Anlagefläche 10 des Heizstabes 3 liegt nach Fig. 1 von unten her an der Unterseite 21 der Warmhalteplatt 7 gut wärmeleitend an, um so möglichst viel Wärme an eine Kaffeekanne während des Warnhaltebetriebs abgeben zu können. An das Wasserrohr 2 legt sich, entlang seiner Berührungsfläche 8, nach den Fig. 1 bis 5 die etwa senk­ recht zur Anlagefläche 10 verläuft, der Heizstab 3 mit einer entsprechenden Berührungs­ fläche 16 an. Wie in den Fig. 1 und 2 zu sehen ist, ist der Heizstab 3 mit seiner Bodenfläche 9 mit einem Abstand (f) oberhalb der Bodenfläche 5 des Wasserrohrs 2 angeordnet. Die Berührungsflächen 8, 16 sind an sich vom Wasserrohr 2 bzw. vom Heizstab 3 quer sich wegstreckende Verbindungsstege 24, 23.

Die Berührungsfläche 8 verläuft nach den Fig. 1 und 2 etwa nur über die Hälfte der Höhe des Wasserrohrs 2, während bei den Fig. 3 bis 5 dieser Wert etwa nur bei ein Viertel bis ein Drittel liegt. In dem oberen Bereich des Wasserrohrs 2 und des Heizstabs 3 bilden diese abgeschrägte Flächen 4, 11, die im Querschnitt gesehen mit den Stirn­ flächen 13, 14 eine rinnenförmige Vertiefung 12 bilden, wobei die Stirnflächen 13, 14 vor dem Schweißvorgang im wesentlichen eine gemeinsame horizontale Ebene bilden. Diese Stirnflächen 13, 14 verlaufen etwa im rechten Winkel zu den Berührungsflächen 8, 16. Die Rinne 12 ist an der Oberseite des Durchlauferhitzers 1 ausgebildet, damit die Wärme im eingebauten Zustand von unten her in das Wasserrohr 2 eingeleitet wird. Gleichzeitig dient die Rinne 12 als Auffangraum für geschmolzenes Aluminium, wenn von der Unterseite her im Punkt O geschweißt wird.

Wie in Fig. 1 angedeutet ist, sind das Wasserrohr 2 und der Heizstab 3 in einem lose aneinandergelegten, allerdings noch nicht verpreßten und verschweißten Zustand gezeigt. Dabei sind die Berührungsflächen 8, 16 des Wasserrohrs 2 und des Heizstabs 3 so ausgerichtet, daß sie unter einem Winkel (a) zwischen 1° bis 8°, vorzugsweise 4°, zueinander verlaufen. Der Winkel (a) beginnt im Punkt O am unteren Endbereich der Berührungsflächen 8, 16, also dort, von wo von außen her geschweißt wird.

In den Fig. 1 und 2 werden Durchlauferhitzer 1 in vergrößertem Maßstab im Quer­ schnitt gezeigt. Dabei ist allerdings zu beachten, daß, wenn es sich um einen U-förmigen Durchlauferhitzer 1 handeln soll, nur die eine Seite des Durchlauferhitzers 1 geschnitten ist und die Mittellinie 44 rechts davon verläuft. Der Durchlauferhitzer 1 nach Fig. 1 unterscheidet sich geringfügig gegenüber dem Durchlauferhitzer 1 nach Fig. 2. Abgesehen von den geringfügig anderen Querschnittsverläufen von Wasserrohr 2 und Heizstab 3 weist der Durchlauferhitzer 1 nach Fig. 2 wesentlich ausgeprägtere Verbin­ dungsstege 23, 24 auf, so daß auch die Vertiefung 12 wesentlich breiter ausfällt. Je breiter die Verbindungsstege 23, 24 sind, desto mehr Schweißenergie kann in die Schweißnaht 1 5 eingebracht werden, um eine besonders innige Metallverbindung von Wasserrohr 2 und Heizstab 3 zu erreichen. Obwohl eigentlich nach dem Schweiß­ vorgang eine deutliche Schweißnaht in Fig. 2 nicht mehr vorhanden wäre, wurde sie dennoch zum besseren Verständnis dargestellt. Je kleiner die Breite der Verbindungs­ stege 23, 24 ist, wie dies Fig. 1 insbesondere zeigt, desto weniger Schweißenergie darf in die Schweißnaht 15 eingebracht werden, damit unbedingt verhindert wird, daß nicht die Wände 41, 42 des Wasserrohrs 2 und des Heizstabs 3 beim Schweißvorgang derart schmelzen, daß sie durchbrechen.

Wie aus den Fig. 1 und 3 bis 5 ersichtlich ist, ist im Innenraum des Heizstabes 3 in einer Isoliermasse 35 ein Heizwendel 34 eingebettet, der an den freien Enden des Heizstabes 3 über in der Zeichnung nicht dargestellte Pole mit Strom versorgt wird, wenn der Heizstab 3 heizen soll. Sowohl die Wand 41 des Heizstabes 3 wie die Wand 42 des Wasserrohrs 2 sind aus gleichem Metall, vorzugsweise aus Reinaluminium mit einem Reinheitsgrad von etwa 99,5% oder auch AlMgSi-Werkstoffe, hergestellt. Dies insbesondere deshalb, da ein derart reiner Werkstoff sich besonders gut schweißen läßt.

An dieser Stelle sei noch erwähnt, daß für entsprechend gleiche Bauteile in den Fig. 1 bis 5 gleiche Bezugszeichen gewählt wurden, um möglichst wenig Bezugszeichen zu erhalten.

Zur Herstellung des U-förmig verlaufenden Durchlauferhitzers 1 werden zunächst das Wasserrohr 2 und der Heizstab 3 als Einzelteile wie folgt hergestellt:
Das Wasserrohr 2 wird im Strangpreßverfahren geformt, wobei die Innenwand kreisför­ mig und die Außenwand mit Ausnahme im Bereich des Verbindungssteges 24 konzen­ trisch zur Innenwand verläuft. Das Wasserrohr 2 ist also im wesentlichen kreisringförmig ausgebildet und weist an der einen Seite den in den Fig. 1 bis 5 dargestellten Verbindungssteg 24 auf. Das so hergestellte Wasserrohr 2 wird auf die für den ge­ wünschten Durchlauferhitzer 1 erforderliche Länge abgeschnitten oder abgesägt und es wird im Bereich der freien Enden des Wasserrohrs 2 der Verbindungssteg 24 durch spanabhebende Bearbeitung, wie Fräsen, oder durch Stanzen bzw. Abschneiden ent­ fernt, damit im Endbereich Schläuche auf den Außendurchmesser des Wasserrohrs 2 dichtend befestigt werden können (die Schläuche und die Endstücke des Wasserrohrs 2 sind allerdings in der Zeichnung nicht dargestellt). Dieser Bearbeitungsvorgang kann aber auch noch dann erfolgen, wenn das Wasserrohr 2 U-förmig gebogen ist.

Das so strangpreßgeformte Wasserrohr 2 wird anschließend U-förmig gebogen und gleichzeitig an der Oberseitenfläche 6 und der Bodenfläche 5 derart abgeflacht, daß ein im wesentlichen ovaler Querschnitt entsteht. Die Oberseitenfläche 6 und die Boden­ fläche 5 sind derart abgeflacht, daß sie - im später eingebauten Zustand einer Kaffee­ maschine - parallel zur Unterseite 21 der Warmhalteplatte 7 verlaufen. Der Verbindungs­ steg 24 verläuft gemäß den Fig. 1 und 2 etwa in der unteren Hälfte des Wasserrohrs 2, während bei dem Wasserrohr 2 nach den Fig. 3 bis 5 der Verbindungssteg 24 etwa nur im unteren Drittel des Wasserrohrs 2 ausgebildet ist.

An dieser Stelle sei noch erwähnt, daß in den Fig. 3 bis 5 der Durchlauferhitzer 1 mit seiner Oberseite, also der Oberseitenfläche 6 und der Anlagenfläche 10 gerade umge­ kehrt in den Aufnahmeraum 27 der Werkzeugvorrichtung 25 eingesetzt ist und daher in dieser Darstellung die unteren Teile als obere Teile zu liegen kommen. Es wird aber, um eine Übereinstimmung mit den Fig. 1 und 2 zu erhalten, auch hier von oben gespro­ chen, obwohl dies gerade in dem Aufnahmeraum 27 unten bedeutet.

Anschließend wird das Wasserrohr U-förmig derart gebogen, daß der Verbindungssteg 24 an der Innenseite des Wasserrohrs 2 zu liegen kommt, was aus dem Durchlauf­ erhitzer 1 nach den Fig. 3 bis 5 erkennbar ist, denn dort ist die Mittellinie 44 Zen­ trum des Durchlauferhitzers 1. Nach dem Biegevorgang kann, falls die Oberflächen­ beschaffenheit und die Konzentrizität zur Mittellinie 44 nicht ausreichend maßhaltig sind, noch auf das gewünschte Durchmessermaß abgefräst, feingestanzt oder sonstwie kalibriert werden. Die Vorfertigung des Wasserrohrs 2 ist damit beendet. Es sei noch erwähnt, daß in den Fig. 1 bis 5 verschiedene Querschnitte für das Wasserrohr 2 gewählt wurden, ein ovaler Querschnitt, wie er tatsächlich in der Praxis eingesetzt werden wird, ist allerdings nicht in den Zeichnungen dargestellt.

Der Heizstab 3 wird zu einem zunächst ovalen Querschnitt gezogen und auf die für einen Heizstab 3 gewünschte Länge abgeschnitten. Anschließend wird der Heizwendel 34 in das Heizrohr 45 zentrisch eingelegt und mit einer Isoliermasse 35 derart gefüllt, daß er zentrisch mit Abstand zur Innenwand 46 (Fig. 1) des Heizrohres 45 verläuft. Die Enden werden über Isolierkörper (nicht dargestellt) gedichtet, wobei die Isolierkörper von Kontaktfahnen (nicht dargestellt) nach außen durchdrungen werden, die zum Strom­ anschluß der Heizwendel 34 dienen. Anschließend wird der noch gerade verlaufende Heizstab 3 gebogen und derart verpreßt, daß sich infolge von plastischer Verformung des Heizrohres 45 an der Außenseite der Verbindungssteg 23 bildet und gleichzeitig der Querschnitt des Heizstabes 3 eine im wesentlichen trapezförmige Kontur mit an der Außenseite verlaufenden Verbindungssteg 23 annimmt. Sollte die Oberflächenbeschaf­ fenheit der Berührungsfläche 1 6 sowie ihr konzentrischer Verlauf zur Mittellinie 44 nicht ausreichend gut sein, so kann diese Berührungsfläche 16 noch spanabhebend, beispiels­ weise durch Fräsen, Schleifen oder Feinstanzen etc., bearbeitet werden. Die Herstellung des Heizstabes 3 als Einzelteil ist beendet.

Nun wird der Heizstab 3 in die U-förmige Ausnehmung 26, die von der Berührungsfläche 24 des Wasserrohrs 2 begrenzt ist, derart eingesetzt, daß sich die Berührungsfläche 16 des Heizstabes 3 bündig an der Berührungsfläche 8 des Wasserrohrs 2 anlegt. Dies allerdings nur dann, wenn beide Berührungsflächen 8, 16 parallel zueinander verlaufen, und nicht, wie dies im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 dargestellt ist, einen Winkel (a) zueinander bilden. Der so vormontierte Durchlauferhitzer 1 wird nunmehr nach Fig. 3 in den Aufnahmeraum 27 eines Formwerkzeuges 28 einer Werkzeugvorrichtung 25 umge­ kehrt eingesetzt, so daß die Oberseitenfläche 6 und die Anlagefläche 10 an Anschlag­ flächen 47, 48 des Formwerkzeuges 28 anschlagen. Die Außenfläche 19 des Wasser­ rohrs 2 ist von einer senkrecht zur Anschlagfläche 48 nach oben verlaufenden Seiten­ fläche 49 begrenzt. Die Ausnehmung 38 des Heizstabes 3 umgibt mit Abstand den Zapfen 55.

Das Formwerkzeug 28 weist nach Fig. 3 eine zentrale Bohrung 40 auf, in der sich im Ausgangszustand ein Preßstempel 33 mit einer an seinem Außenumfang gemäß den Fig. 3 bis 5 im oberen Bereich ausgebildeten kegelstumpfförmigen Keilfläche 36, die sich nach oben konisch verjüngt. Der Preßstempel 33 verjüngt sich über die Ringstufe 51 und verlängert sich nach unten über den Schaft 52, dessen freies Ende 53 sich am Pressenunterteil 54 abstützt, das seinerseits in Richtung X beim Anpreßvorgang nach oben und beim Lösevorgang nach unten in Richtung X verschiebbar ist. Der Preßstempel 33 weist seinerseits eine zentrale Durchgangsbohrung 39 auf, die von einem an der zweiten Druckplatte 32 nach unten sich verlängernden Zapfen 55 durchdrungen wird. Der Zapfen 55 dient als Zuganker und greift in eine am Pressenunterteil 54 ausgebildete Bohrung (nicht dargestellt) ein, in der sich eine Zugeinrichtung (nicht dargestellt) befin­ det, die die zweite Druckplatte 32 gegen die Bodenfläche 5 des Heizstabes 3 drückt, wie dies in den Fig. 4 und 5 dargestellt ist.

Zwischen der Unterseite 56 des Formwerkzeugs 28 und der Oberseite 57 des Pressen­ unterteils 54 sind zwei übereinander angeordnete Druckplatte 58, 59 ausgebildet, zwischen denen mehrere am Umfang um die Mittellinie 44 verteilte Druckfedern 60 eingespannt ist. Die Druckplatten 59, 60 weisen ebenfalls zentrale Bohrungen 61, 62 auf, die von dem Schaft 52 und dem Zapfen 55 nach unten durchdrungen werden. Das Formwerkzeug 28, die zweite Druckplatte 32, der Preßstempel 33, die Druckplatten 58, 59 und das Pressenunterteil 54 laufen konzentrisch zur Mittellinie 44.

Die zweite Druckplatte 32 ist an ihrer Unterseite 63 am äußeren Bereich mit einer sich nach oben erstreckenden Ringstufe 64 versehen (Fig. 3 bis 5), an die sich eine parallel zur Bodenfläche 9 des Heizstabes 3 verlaufende, U-förmige Stirnfläche 65 anschließt. Die radiale Erstreckung der Stirnfläche 65 ist nur so groß bemessen, daß sie nur an dem radial inneren Bereich der Bodenfläche 9 des Heizstabes 3 zu liegen kommt, um so ausreichend Platz für die an der ersten Druckplatte 30 ausgebildete Druckfläche 66 frei zu lassen, wenn diese an dem radial äußeren Bereich der Bodenfläche 9 des Heizstabes 3 zu liegen kommt, wie dies Fig. 4 deutlich zeigt. An die Druckfläche 66 schließt sich senkrecht nach oben eine Stufe 67 an, zu der dann wieder rechtwinklig eine horizontal verlaufende zweite Druckfläche 68 verläuft. Die erste Druckfläche 66 und die zweite Druckfläche 68 verlaufen parallel zueinander und dienen zum Anpressen des Heizstabes 3 und des Wasserrohrs 2 in den Aufnahmeraum 27 des Formwerkzeuges 28.

Der Schweißvorgang des Durchlauferhitzers 1 mit der erfindungsgemäßen Werkzeugvor­ richtung 25 ist folgender:
Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, ist die zweite Druckplatte 32 und die erste Druckplatte 30 nach oben in Richtung Y herausgefahren, so daß der Aufnahmeraum 27 von außen frei zugänglich ist.

An dieser Stelle sei noch erwähnt, daß die erste Druckplatte 30 aus mehreren einzelnen Druckplattenteilen besteht, damit diese nicht nur in Richtung X sondern auch in Rich­ tung Z radial nach außen verschoben werden können. Die Druckplattenteile 30 sind über eine in der Zeichnung nicht dargestellte Hub- und Verschiebeeinrichtung bewegbar.

Anschließend werden der vorgefertigte Heizstab 3 und das Wasserrohr 2, wie dies bereits oben beschrieben wurde, in den Aufnahmeraum 27 derart eingelegt, daß die Oberseite 6 des Wasserrohrs 2 an der Anschlagfläche 48 und die Anlagefläche 10 des Heizstabes 3 an der Anschlagfläche 47 des Formwerkzeuges 28 anschlägt. Gleichzeitig wird der Durchlauferhitzer 1 in radialer Richtung durch die Seitenfläche 49 des Auf­ nahmeraums 27 begrenzt. Sobald der Durchlauferhitzer 1 im Aufnahmeraum von oben her durch die erste und zweite Druckplatte 30, 32 verschlossen ist, drücken diese derart fest gegen die Bodenfläche 5 des Wasserrohrs 2 und die Bodenfläche 9 des Heizstabes 3, daß der Durchlauferhitzer 1 mit samt dem Formwerkzeug 28 und der Druckplatte 58 gegen die Druckkraft der Druckfedern 60 zusammengedrückt werden, bis ein vorgegebenes Maß (c) (Fig. 4) zwischen den Druckplatten 58, 59 erreicht ist. Bei diesem Vorgang werden die Querschnitte des Wasserrohrs 2 und des Heizstabes 3 in den Aufnahmeraum 27 des Formwerkzeugs 28 derart hineingepreßt, daß diese die äußere Kontur 29 des Aufnahmeraums 27 von unten her und seitlich annehmen. Ebenso nehmen sie von oben her die Kontur der Ringstufe 64, der Stirnfläche 65, der ersten Druckfläche 66, der Stufe 67 und der zweiten Druckfläche 68 unter geringer plastischer Verformung an. Das Übermaß von Wasserrohr 2 und Heizstab 3 gegenüber dem Auf­ nahmeraum 27 ist nur gering, um diese Teig nicht allzu stark zu deformieren. Die zweite Druckplatte 32 fährt in Richtung X nur so weit nach unten, bis die in Fig. 4 dargestellte Stellung erreicht ist. Die Teile der ersten Druckplatten 30 fahren so weit, bis ihre zweiten Druckflächen 68 an der Oberseite 69 des Formwerkzeuges 28 anschlagen. Die Ringstufe 64 zentriert den Heizstab 3 über seine Innenfläche 31.

Im nächsten Arbeitsschritt werden nunmehr die ersten Druckplattenteile 30 und die zweite Druckplatte 32 in Richtung X nach unten gefahren, bis ihre ersten und zweiten Druckflächen 66, 68 (Druckplattenteile 30) sowie die Stirnfläche 65 und die Ringstufe 64 an dem Durchlauferhitzer 1 von oben her am Wasserrohr 2 bzw. am Heizstab 3 unter Druck spielfrei anliegen. Im nächsten Arbeitsschritt fährt nun der Preßstempel 33 in Richtung X nach oben und drückt dabei mit seiner Keilfläche 36 gegen die Keilfläche 37 des Heizstabes 3 mit einer Kraft P derart fest, daß die Berührungsfläche 16 des Heizsta­ bes 3 nach außen gegen die Berührungsfläche 8 des Wasserrohrs unter plastischer Verformung gepreßt wird, so daß hierdurch aufgrund der höheren Festigkeit der Wand 42 des Heizstabes 3 die Berührungsfläche 8 des Wasserrohrs 2 derart in die Berührungs­ fläche 16 des Heizstabes 3 eindrückt, daß praktisch kein Spiel oder Luft zwischen den Berührungsflächen 8, 16 vorhanden ist. Die von dem Preßstempel 33 ausgehende Druckkraft P muß selbstverständlich von den ersten und zweiten Druckplatten 30, 32 durch die Gegenhaltekräfte F1 und F2 abgefangen werden. Nunmehr hat der Durchlauf­ erhitzer 1 die für den Schweißvorgang erforderliche Gestalt angenommen.

Im nächsten Arbeitsgang gemäß Fig. 5 fahren zunächst die ersten Druckplattenbereiche 30 in Richtung X geringfügig nach oben und anschließend in Richtung Z radial nach außen, so daß die erste Druckfläche 66 nicht mehr an der Berührungsfläche 8 zu liegen kommt, sondern mittig zur Bodenfläche 5 des Wasserrohrs 2 stehenbleibt. Im nächsten Arbeitsgang werden dann die ersten Druckplattenbereiche 30 in Richtung X nach unten gefahren, bis die ersten Druckflächen 66 mittig an der Bodenfläche 5 des Wasserrohrs 2 anliegen. Die Berührungsflächen 8, 16 sind nunmehr an der Schweißfläche 18 (Fig. 2) im Punkt O freigelegt und es kann nunmehr der Laserschweißvorgang beginnen, was durch den als Blitz dargestellten Pfeil 70 angezeigt wird.

Wasserrohr 2 und Heizstab 3 sind in der Werkzeugvorrichtung 25 nach Fig. 5 derart eingespannt, daß ein Verrücken dieser Teile nicht möglich ist. Als Energieträger wird ein Laserschweißgerät mit einer Leistung größer 2 KW und einem Neo­ dym-YAG-Festkörper-Laser gewählt. Die Schweißbreite (b) (Fig. 2) an der unteren Schweißfläche 18 beträgt etwa 2 mm, während die Schweißtiefe t der Länge der Berührungsflächen 8, 16 angepaßt ist und etwa 4 mm beträgt. Die Geschwindigkeit des Laserstrahls 22, der in Fig. 2 nur skizzenhaft symbolisch dargestellt ist, bewegt sich entlang der Enden der Berührungsflächen 8, 16 in den Bodenflächen 5, 9 mit einer Geschwindigkeit von etwa 2,5 bis 3,2 in/min. Bei dem Schweißvorgang wird das an die Berührungsflächen 8, 16 angrenzende Material von Wasserrohr 2 und Heizstab 3 derart verflüssigt, daß das Aluminiummaterial ineinanderfließt und nach dem Abkühlvorgang eine innige Schweißverbindung 15 darstellt. Eine Beschädigung der Innenwand 43 des Wasserrohrs 2 durch die Hitzeeinwirkung entsteht nicht.

Beim Schweißvorgang fließt auch geringfügig Material in die Vertiefung 12, allerdings ist dies nur sowenig, daß es an den Flächen 4, 14 im Bereich der Berührungsflächen 8, 16 eine geringe Erhöhung als sichtbare Schweißnaht 71 ergibt. Eine erheblich breitere untere Schweißnaht 17 entsteht an der vom Laserstrahl 22 direkt beaufschlagten Fläche 5, 9. Bei dem Schweißvorgang wird ohne ein Metallzusatzwerkstoff oder sonstige Schweißzusätze gearbeitet. Lediglich der fein gebündelte Wärmestrahl reicht aus, um die Berührungsflächen 8, 16 und den angrenzenden Bereich über die gesamte Länge zum Schmelzen zu bringen und so innig miteinander zu verbinden, daß die Berührungsflächen 8, 16 verschwinden, was aber nicht dargestellt ist.

Nachdem der Schweißvorgang beendet ist und sich der Durchlauferhitzer 1 abgekühlt hat, werden zur Entnahme des Durchlauferhitzers 1 aus dem Aufnahmeraum 27 des Formwerkzeuges 28 die erste und zweite Druckplatte 30, 32 in Richtung X nach oben gefahren, so daß wieder der in Fig. 3 dargestellte Zustand entsteht. Nach Entnahme des Durchlauferhitzers 1 kann ein neues Wasserrohr 2 und ein neuer Heizstab 3 für den nächsten Schweißvorgang in den Aufnahmeraum 27 des Formwerkzeugs 28 eingelegt werden.

Der lasergeschweißte Durchlauferhitzer 1 weist im Bereich der Schweißnaht 17 (Fig. 2) eine besonders gute Wärmeleitung auf, so daß die vom Heizstab 3 ausgehende Wärme sehr gut in den unteren Bereich an die Innenwand 43 des Wasserrohrs 2 eingeleitet wird und so von unten nach oben hin das Wasser erhitzt.

Claims (20)

1. Verfahren zum Herstellen eines Durchlauferhitzers (1), der aus einem Wasserrohr (2) und einem elektrischen Heizstab (3) besteht, wobei Wasserrohr (2) und Heiz­ stab (3) in thermischem Kontakt miteinander stehen und durch eine Schmelz­ verbindung (17) miteinander verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, daß am Heizstab (3) und/oder am Wasserrohr (2) ein Verbindungssteg (23, 24) ausgebildet ist, an dessen dem Wasserrohr (2) bzw. dem Heizstab (3) zugewand­ ten Stirnfläche je eine Berührungsfläche (8 bzw. 16) ausgebildet ist, daß beim Verbinden von Heizstab (3) und Wasserrohr (2) der Heizstab (3) über seine Berüh­ rungsfläche (16) an die Berührungsfläche (8) des Wasserrohrs (2) zur Anlage gelangt und daß in dieser Lage der Heizstab (3) mit dem Wasserrohr (2) derart verschweißt wird, daß die Berührungsflächen (8, 16) ineinander verschmelzen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anlegen der Berührungsflächen (8, 16) unter Bildung von plastischer Verformung infolge der von den Seitenflächen (18, 19) her einwirkenden Preßkraft (P) erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizstab (3) im Querschnitt eine höhere Festigkeit als das Wasserrohr (2) aufweist, so daß die plastische Verformung überwiegend im Bereich der Berüh­ rungsfläche (8) des Wasserrohrs (2) erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Anpressen von Heizstab (3) und Wasserrohr (2) die Berührungs­ flächen (8, 16) senkrecht zu der auf die Berührungsflächen (8, 16) einwirkenden Preßkraft (P) um einen Winkel (a) zueinander geneigt sind.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (a) im Bereich von 1° bis 8°, vorzugsweise 4°, liegt.

6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnitte von Wasserrohr (2) und Heizstab (3) so vorgeformt sind, daß beim Zusammenbau an den nach außen zeigenden Enden der Berührungsflächen (8, 16) eine obere und/oder eine untere Schweißfläche (13, 18) entsteht, daß beide Schweißflächen (13, 18) etwa senkrecht zu den Berührungsflächen (16, 17) verlaufen und daß von der unteren bzw. oberen oder von beiden Schweißflächen (13, 18) aus derart geschweißt wird, daß die dabei erzeugte Wärme die Berüh­ rungsflächen (16, 17) zum Schmelzen bringt und diese so im wesentlichen über ihre gesamte Länge (t) miteinander verschweißt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß nur von der unteren Schweißfläche (18) aus in die Berührungsflächen (8, 16) eingeschweißt wird und daß die Länge (t) der Berührungsflächen (8, 16) nur so lang bemessen ist, daß die Berührungsflächen (8, 16) miteinander verschweißen.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schweißvorgang durch Laserschweißen mittels Laserstrahl (22) erfolgt.

9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß von der unteren Schweißfläche (18) im Punkt (O) der Winkel (a) ausgeht.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die der unteren Schweißfläche (18) gegenüberliegende obere Schweißfläche (13) als eine im Querschnitt gesehene rinnenförmige Vertiefung (12) zwischen Wasserrohr (2) und Heizstab (3) ausgebildet ist und daß die rinnenförmige Vertie­ fung (12) an der Oberseite (6) des Durchlauferhitzers (1) verläuft.

11. Verfahren nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Laserschweißgerät mit einer Leistung von 4 Kilowatt Neo­ dym-YAG-Festkörper-Laser gewählt wird, daß die Schweißbreite (b) ca. 4 mm beträgt, daß die Schweißtiefe (t) der Länge der Berührungsflächen (8, 16) von ca. 4 mm angepaßt ist und daß die Geschwindigkeit des Laserstrahls (22), wie er sich über die untere Schweißfläche (18) bewegt, mit etwa 2,5 bis 3,2 Meter pro Minute gewählt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Anpreßvorgang das Wasserrohr (2) und der Heizstab (3) in einen Auf­ nahmeraum (27) eines Formwerkzeuges (28) mit der Oberseite (6) nach unten eingelegt werden, daß von oben her sich eine erste Druckplatte (30) gegen die Schweißfläche (18) des Wasserrohres (2) und des Heizstabes (3) anlegt, daß von oben her sich eine zweite Druckplatte (32) gegen die Bodenfläche (9) des Heizsta­ bes (3) anlegt, daß in dieser Stellung gegen die Innenseite (31) des Heizstabes (3) mit einer Preßkraft (P) ein Preßstempel (33) derart fährt, daß sich die Berührungs­ fläche (16) des Heizstabes (3) gegen die Berührungsfläche (8) des Wasserrohres (2) unter Einwirkung von plastischer Verformung anlegt, daß anschließend die erste Druckplatte (30) zur Freilegung der Schweißfläche (18) von dieser abhebt, diese freigibt, zur Seite fährt und nunmehr wieder gegen die Bodenfläche (5) des Wasserrohres (2) fährt und gegen sie drückt und daß in dieser Stellung der Laser­ strahl (22) auf die von den Berührungsflächen (8, 16) gebildete Schweißnaht (17) im Punkt (O) einwirkt und dadurch die Berührungsflächen (8, 16) miteinander verschmelzen.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß Heizstab (3) und Wasserrohr (2) im wesentlichen U-förmig ausgebildet sind, daß der Preßstempel (33) eine Keilfläche (36) aufweist, die mit einer an der Innen­ seite (31) des Heizstabes (3) entsprechend ausgebildeten Keilfläche (37) derart zusammenwirkt, daß bei einer Verschiebung des Preßstempels (33) quer zum Durchlauferhitzer (1) die radial auf die Ausnehmung (38) des Heizstabes (3) ge­ richtete Preßkraft (P) entsteht.

14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Druckplatte (32) in einer Bohrung (39) des Preßstempels (33) und der Preßstempel (33) seinerseits in einer Bohrung (40) des Formwerkzeuges (28) zentriert wird.

15. Durchlauferhitzer (1) mit einem Wasserrohr (2) und einem elektrischen Heizstab (3), die in thermischem Kontakt miteinander stehen und die an ihren Berührungs­ flächen (8, 16) durch eine Schweißverbindung (15) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß an den zugewandten Flächen von Heizstab (3) und Wasserrohr (2) eine vom Heizstab (3) und/oder Wasserrohr (2) hervorstehende Längsrippe(n) ausgebildet ist (sind), die mit einer Berührungsfläche (8 und/oder 16) versehen ist, daß die Berüh­ rungsflächen (8 und 16) bündig aneinander anliegen und daß beide Teile (2, 3) über den Rand der Berührungsflächen (8, 16) derart verschweißt sind, daß die Berührungsflächen (8, 16) miteinander verschmelzen.

16. Durchlauferhitzer nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Berührungsflächen (8, 16) mit einem Laserstrahl (22) verschweißt sind.

17. Durchlauferhitzer nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschweißung einzig und allein von den Bodenflächen (5, 9) von Wasser­ rohr (2) und Heizstab (3) aus erfolgt und daß die Bodenflächen (5, 9) nur geringfü­ gig oder gar nicht zueinander höhenversetzt sind.

18. Durchlauferhitzer nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Verschmelzung zusätzlich ein metallischer Schweißzusatz (Lötdraht) verwendet wird.

19. Durchlauferhitzer nach Anspruch 1 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß er im wesentlichen U-förmig ausgebildet ist und an seiner Oberseite (6) eine gegenüber dem Wasserrohr (2) am Heizstab (3) höhenversetzte Anlagefläche (10) aufweist, die zur Anlage an einer Warmhalteplatte (7) einer elektrisch betriebenen Brühgetränkemaschine dient.

20. Durchlauferhitzer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß beim Schweißvorgang die Zweistrahlschweißtechnik eingesetzt wird.