DE2640494A1

DE2640494A1 - Verfahren zum verbinden von rohrheizkoerpern oder anderen laenglichen rohr-, stab- oder strangprofilkoerpern

Info

Publication number: DE2640494A1
Application number: DE19762640494
Authority: DE
Inventors: Richard Dr Ing Bleckmann
Original assignee: ELPAG AG CHUR
Current assignee: ELPAG AG CHUR
Priority date: 1976-09-08
Filing date: 1976-09-08
Publication date: 1978-03-16
Also published as: DE2640494C3; SE7709993L; DE2640494B2; GB1587135A; GB1587136A

Description

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Z, α

E 1 ρ a g AG Chur Quaderstraße 11, CH-7001 Chur

Verfahren zum Verbinden von Rohrheizkörpern oder anderen länglichen Rohr-, Stab- oder Strangprofilkörpern

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden von Rohrheizkörpern oder anderen länglichen Rohr-, Stab- oder Strangprofilkörpern miteinander und bzw. oder mit einer Platte oder einem Formkörper aus Metall.

Es ist bekannt, Rohrheizkörper oder Strangprofile auf Halteplatten oder Wärmeübertragungsplatten aufzulöten. Diese Verfahren bringen einen erheblichen Arbeitsaufwand mit sich. Außerdem sind sie nur durchführbar, wenn bestimmte Metalle oder Legierungen für den Rohrheizkörpermantel oder für das Strangprofil und für die Wärmeübertragungsplatte verwendet werden. Es besteht die Gefahr, daß durch die Wärmeentwicklung bei dem Lötvorgang die Rohrheizkörper beschädigt werden oder das Material derselben nachteilig beeinflußt wird.

C/G

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Es ist weiterhin bei der Herstellung von Heizkörperanordnungen für sogenannte Kaffeemaschinen bekannt, einen z.B. hufeisenförmig gebogenen Rohrheizkörper und ein Wasserrohr durch Kaltverbindungsverfahren miteinander und mit einer Halteplatte zu befestigen. Es ist in diesem Zusammenhang auch bekannt, aus der Halte platte Lappen auszustanzen, die dann der Halterung der Profilanordnung dienen.

Aus der DAS 23 36 149 ist weiterhin ein Verfahren zum verdeckten Verbinden eines relativ harten Metallteiles mit einem relativ weichen Metallteil bekannt, bei dem vor dem Aufeinanderpressen der beiden Metallteile auf das harte Metallteil ein metallisches Verankerungselement in Form einer Drahtwendel aufgeschweißt wird, deren Materialhärte größer ist als die des weicheren Metallteiles und kleiner als die oder gleich der des harten Metallteiles ist.

Wenn Verbindungen der in Rede stehenden Art erheblichen Temperatur-Schwankungen ausgesetzt sind, wie dies insbesondere bei Heizeinrichtungen der Fall ist, soll einerseits die Verbindung auch bei Verwendung von Materialien mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten sich nicht verschlechtern oder aufreißen. Andererseits sollte jedoch eine satte Anlage möglichst unter einer ständig wirkenden elastischen Anlagekraft angestrebt werden, so daß ein gleichmäßiger Wärmeübergang erzielt wird. Diese Aufgabe konnte bisher nur unvollständig gelöst werden, da beispielsweise ausgestanzte Lappen, die um das Heizelement herumgebogen und an dasselbe angedrückt werden, im Laufe der Zeit nachgeben und dementsprechend keine starke Anlagedruckkraft mehr liefern, die einen entsprechenden Wärmeübergang sicherstellen könnte.

Der Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Verbinden von länglichen Körpern

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miteinander oder beispielsweise mit einer Wärmeübertragungsplatte oder einem Formkörper aus Metall vorzuschlagen, bei der unter geringem Aufwand einerseits eine sichere Verbindung erreicht wird und andererseits ein auch im Laufe der Jahre gleichbleibender Anlagedruck gewährleistet wird.

Die Lösung der genannten Aufgabe ergibt sich aus den im Kennzeichen des Hauptanspruches angeführten Merkmalen.

Insoweit also nach dem bisher bekannten Stand der Technik, z.B. entsprechend dem Verfahren nach der DAS 23 36 149, drahtförmige Verbindungsglieder verwendet wurden, dienten diese ausschließlich der mechanischen Verbindung der Teile. Sie lieferten jedoch keine elastische Andruckkraft, und zwar eine solche, die gleichbleibend stark über die gesamte Länge des Rohrprofils oder des Strangprofilkörpers wirkt, und zwar auch unabhängig von Durchmesserschwankungen, wie dies beispielsweise bei Rohrheizkörper η unvermeidlich ist. Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung verlaufen z.B. die Wicklungen einer Drahtwendel oder eines mäanderförmigen Streifens um das Rohrprofil oder um die Anordnung aus mehreren Profilen herum. Bei dem Preßvorgang wird jede einzelne Wicklung der Drahtwendel elastisch gereckt. Die überschüssige Länge wird in Form von Fußschlaufen in die Platte oder in den Formkörper aus Metall eingepreßt und dort verankert. Wenn an einer bestimmten Stelle in der Längserstreckung des Rohrprofiles der Durchmesser etwas größer ist, dann hat dies nur zur Folge, daß die Fußschlaufe etwas kleiner ausfällt. Die Kraft, mit der der zwischen zwei Fußschlaufen verlaufende, um das Rohrprofil herumgeführte Teil der Drahtwendel auf dieselbe drückt, ist jedoch konstant und nur abhängig vom Preßdruck. Es ist verständlich, daß diese Besonderheit des Verfahrens gemäß der Erfindung bei Anordnungen aus

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mehreren Profilen, z.B. bei einer Anordnung aus einem Rohrheizkörper und einem Wasserdurchlauf rohr, besonders wesentlich ist, da bei dem Zusammenfügen der Anordnung, beispielsweise dem Nebeneinanderlegen oder Aufeinanderlegen von Rohrprofilen, sich Breitenschwankungen oder Höhenschwankungen nicht vermeiden lassen.

Es zeigte sich weiterhin, daß die Wärmeübertragungseigenschaften von Anordnungen, die gemäß dem Verfahren der Erfindung hergestellt sind, nicht nur wegen des gleichmäßigen Anlagedruckes besonders gut

sind, sondern auch weil jede einzelne Drahtwicklung mit ihrer relativ großen Verankerungsschlaufe selbst als hervorragender Wärmeleiter wirkt. Dies bedeutet, daß die Abstrahlungswärme beispielsweise eines Rohr heizkör pe rs von der der Wärmeübertragungsplatte gegenüberliegenden Außenseite vermindert wird und durch die Drahtwicklung in Richtung zu der Wärmeübertragungsplatte geleitet wird. Der Effekt kann noch gesteigert werden, wenn Drahtgitter verwendet werden, die großflächig in die Wärmeübertragungsplatte, z.B. in den Aluminiumboden eines Kochgeschirres, eingepreßt werden.

Es ist jedoch verständlich, daß das Verfahren universell zum Verbinden von länglichen Rohrprofil- oder Strangpreßprofilkörpern mit Vorteil einsetzbar ist, auch wenn keine Wärmeübertragungsprobleme zu lösen sind. Verbindungen, die mittels bekannter Verfahren hergestellt sind und die beispielsweise unter ständigen mechanischen Beanspruchungen, z.B. unter Erschütterungen, stehen, ermüden im Laufe der Jahre. Derartige Ermüdungserscheinungen konnten bei nach dem Verfahren der Erfindung hergestellten Verbindungen nicht festgestellt werden, und zwar, da durch die Umschlingung des drahtförmigen Verbindungsgliedes eine ständig gleichbleibende elastische Federkraft geliefert wird, die der Verbindung eine gewisse Nachgiebigkeit, jedoch andererseits eine konstante Andruckkraft verleiht.

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Die beiliegenden Zeichnungen dienen der weiteren Erläuterung des Verfahrens gemäß der Erfindung. Auf den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine schaubildliche Teilansicht eines auf einer Platte mittels des Verfahrens gemäß der Erfindung befestigten Rohrheizkörpers;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Ausführungsform gemäß Fig. 1; Fig. 3 eine Seitenansicht in Richtung der Pfeile ΠΙ-ΙΙΙ in Fig. 2;

Fig. 4 eine schaubildliche Teilansicht einer abgewandelten Ausführungsform;

Fig. 5 ähnlich wie Fig. 2 eine Draufsicht auf die abgewandelte Ausführungsform;

Fig. 6 eine Seitenansicht in Richtung der Pfeile VI-VI in Fig. 5; Fig. 7 schaubildlich die Verbindung eines Wasserrohres und eines Rohrheizkörpers miteinander und mit einer Wärmeübertragungsplatte;

Fig. 8 eine Draufsicht auf die Ausführungsform gemäß Fig. 7; Fig. 9 eine Seitenansicht in Richtung der Pfeile DX-DI in Fig. 8;

Fig. 10 eine schaubildliche Ansicht einer weiteren Ausführungsform;

Fig. 11 eine Seitenansicht des Rohrheizkörperendes bei der Ausführungsform gemäß Fig. 10;

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Fig. 12 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform der E rf indung;

Fig. 13 eine Ansicht in Richtung der Pfeile ΧΙΠ-ΧΙΠ in Fig. 12;

Fig. 14 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform gemäß der Erfindung;

Fig. 15 eine Ansicht in Richtung der Pfeile XV-XV in Fig. 14; Fig. 16 in vergrößertem Maßstab einen Ausschnitt aus Fig. 15;

Fig. 17 eine schaubildliche Ansicht eines gemäß dem Verfahren der Erfindung hergestellten Durchlauferhitzers für Kaffeemaschinen oder dgl.;

Fig. 18 eine Schnittansicht einer abgewandelten Ausführungsform einer Verbindung zweier Rohrprofile;

Fig. 19 eine Draufsicht zur Erläuterung einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung;

Fig. 20 das gemäß dem in Fig. 19 erläuterten Verfahren hergestellte Produkt in schaubildlicher Ansicht;

Fig. 21 eine schaubildliche Ansicht zur Erläuterung einer weiteren Variante des Verfahrens gemäß der Erfindung;

Fig. 22 eine Teildraufsicht in vergrößertem Maßstab aus der Ausführungsform gemäß Fig. 21;

Fig. 23 eine Schnittansicht aus Fig. 22;

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Fig. 24 eine Draufsicht zur Erläuterung einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung;

Fig. 25 eine Draufsicht zur Erläuterung einer weiteren Variante

des Verfahrens gemäß der Erfindung;

Fig. 26 eine Draufsicht auf Fig. 25 vor dem Einpressen des mäan-

derförmigen Drahtstreifens;

Fig. 27 eine schaubildliche Draufsicht auf eine abgewandelte Ausführungsform;

Fig. 28 eine schaubildliche Draufsicht auf eine Ausführungsform

mit Abdeckblech und

Fig. 29 einen Schnitt durch die Ausführungsform gemäß Fig. 28

nach dem Aufpressen.

Auf einen Rohrheizkörper wird eine Drahtwendel aufgeschoben, deren Durchmesser etwa 1, 5-fach größer ist als der Außendurchmesser des Rohrheizkörpers. Die so hergestellte Anordnung aus einem Rohrheizkörper und einer Drahtwendel kann nun an Metallplatten oder auch an beliebigen Formkörpern befestigt werden.

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Bei der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsform besaß der Rohrheizkörper 1 ein Mantelrohr aus Chrom-Nickel-Stahl. Die Drahtwendel bestand aus einer Aluminium-Magnesium-Legierung. Die Anordnung wurde auf ein Blech 3 aus Reinaluminium aufgepreßt. Bei diesem Aufpressen wird jede Wicklung der Drahtwendel 2 dicht an den Rohrheizkörper 1 angelegt und dabei flachgepreßt, wie dies bei 4 veranschaulicht ist. Die überschüssige Länge jeder Drahtwicklung der Drahtwendel 2 bildet überraschenderweise eine Fußschlaufe 5. Diese Fußschlaufe wird in das Material des Aluminiumbleches 3 eingedrückt. Gleichzeitig fließt jedoch das Material des Aluminiumbleches 3 in die Schlaufe 5 und verankert sich in jeder Schlaufe nietkopfartig. Ebenso wird der zwischen dem Rohrheizkörper 1 und dem Aluminiumblech 3 verlaufende Teil jeder Wicklung in das Aluminiumblech 3 eingedrückt, wobei das Aluminium den runden Querschnitt der Drahtwendel 2 umfließt und sich entsprechend verankert.

Bei der in Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsform besteht also der Mantel des Rohrheizkörpers 1 aus einem härteren Material als die Drahtwendel 2. Die Drahtwendel 2 besteht wiederum aus härterem Material als das Aluminiumblech 3. Die flachgepreßten Stellen 4 der Drahtwendel 2 sorgen für einen guten Wärmeübergang von dem Rohrheizkörper 1 auf die Drahtwendel 2, wobei die Wärme durch die Fußschlaufen 5 auf das Aluminiumblech 3 übertragen wird. Eine zusätzliche Wärmeübertragung ergibt sich durch elastische Anpressung des Rohrheizkörper mantels an das Aluminiumblech 3 aufgrund der Vorspannung in den Wicklungen der Drahtwendel 2.

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Bei dem Aufpressen des Rohrheizkörpers 1 wird gleichzeitig das in dem Rohrheizkörper enthaltene Isoliermaterial 6 - im allgemeinen Magnesiumoxid - verdichtet. Bei dieser Verdichtung kann es sich um den Hauptverdichtungs- oder den Nachverdichtungsarbeitsgang handeln. Fine Nachverdichtung wird im allgemeinen vorgenommen, wenn ein bereits verdichteter gerader Rohrheizkörper 1 beispielsweise in eine Hufeisenform oder in eine U-form gebogen wird, wobei es im allgemeinen zu einer Auflockerung des Isoliermaterials an den Krümmungsstellen kommt. Bei dem Preßvorgang - im allgemeinen mit einer Gesenkpresse wird dabei an Stellen mit aufgelockertem Isoliermaterial der Rohrheizkörpermantel zusammengepreßt. Er besitzt also an diesen Stellen einen kleineren Durchmesser. Bei bekannten Befestigungsmethoden hat die Reduzierung des Durchmessers des Rohrheizkörpers 1 zur Folge, daß die Befestigungsmittel der Durchmess er änderung nicht ohne weiteres folgen können. Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung werden jedoch die entsprechenden Wicklungen der Drahtwendel 2 genauso kräftig an den Rohrheizkörpermantel angedrückt, wobei sich lediglich die Fußschlaufen 5 an diesen Stellen etwas vergrößern. Es ergibt sich also im Fndeffekt eine über die gesamte Länge des Rohrheizkörpers 1 gleichmäßige Anpressung und Befestigung des Rohrheizkörpers 1 an dem Aluminiumblech 3.

Die Fig. 4 bis 6 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei welchem ein Rohrheizkörper 7 auf den Boden 8 eines Kochgeschirrs, z. B. eines elektrischen Eierkochers, aufgepreßt wird. Der Rohrheizkörper 7 besitzt im Ausgangs zustand ein kreisrundes Mantelrohr aus Reinaluminium mit einem Durchmesser von 10 mm. Die Wendel 9 besteht aus einer Aluminium-Magnesium-Legierung; ihr Durchmesser beträgt 15,8 mm. Der Drahtdurchmesser der Drahtwendel 9 beträgt 1 mm. In diesem Fall besitzt also die Wendel eine größere Härte als das Mantelrohr des Rohrheizkörpers 7 und als . der Boden des

Kochgeschirrs, der ebenfalls aus Aluminium besteht.

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Bei dem Aufpressen der Anordnung aus der Wendel und dem Rohrheizkörper wird der Rohrheizkörper 7 durch die entsprechende Gestaltung

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des Preßwerkzeu^in eine dreieckige Querschnittsform verpreßt. Durch dieses Verpressen wird einerseits das Isoliermaterial im Rohrheizkörper 7 verdichtet, andererseits wird durch das Verpressen in die Dreieckform die Anlagefläche des Rohrheizkörpers an dem Boden 8 vergrößert. Durch diese Querschnittsvergrößerung, zusammen mit den seitlich in den Boden 8 eingepreßten Fußschlaufen 10, ergibt sich ein gegenüber bekannten Ausführungsformen wesentlich verbesserter Wärmeübergang auf den relativ dünnen Boden 8 des Kochgeschirrs. Der Wendeldraht 9 preßt sich aufgrund seiner größeren Härte in den Mantel des Rohrheizkörpers 7 ein, so daß der Rohrheizkörper 7 in seiner Lage äußerst sicher fixiert wird.

Ein besonderer Vorteil des Verfahrens gemäß der Erfindung liegt darin, daß mehrere Profile zusammen an einer Wärmeübertragungsplatte oder an einer Halteplatte befestigt werden können. Diese Möglichkeit des Verfahrens gemäß der Erfindung ist beispielsweise in den Fig. 7 bis 9 dargestellt, wobei ein Wasserdurchlaufrohr 11 zusammen mit einem Rohrheizkörper 12 auf einer Grundplatte 13 befestigt wird. Derartige Ausführungsformen werden beispielsweise als Durchlauferhitzer für Kaffeemaschinen benötigt. Die Platte 13 dient dann gleichzeitig als Abstell- und Warmhalteplatte, z. B. für ein Kaffeegefäß, wobei dann die Anordnung aus dem Wasserrohr 11 und dem Rohrheizkörper 12 an der Unterseite der Platte 13 befestigt ist.

Bei der in Fig. 7 bis 9 dargestellten Ausführungsform wird ein Wasserrohr 11 und ein Rohrheizkörper 12 nebeneinandergelegt und in eine Drahtwendel 14 eingeschoben, wobei die Drahtwendel 14 einen größeren Umfang besitzt als die Anordnung aus den nebeneinandergelegten Rohrprofilen. Die Profilkörper 11 und 12 können dabei bereits in eine Hufeisenform vorgebogen sein, wie dies bei Wasserdurchlauferhitzern für Kaffeemaschinen

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üblich ist. Wenn nun beispielsweise in einem Gesenk die Anordnung auf die Platte 13 aufgepreßt wird, dann erfolgt eine Umpressung des Querschnittsprofils des Wasserdurchlaufrohres 11 und des Rohrheizkörpers 12, wobei eine breite Anlagefläche 15 zwischen diesen Rohrprofilen und eine weitere breite Anlagefläche 16 des Rohrheizkörpers 12 an der Platte 13 erzielt wird, d. h. es ergeben sich optimale Wärmeübergangseigenschaften vom Rohrheizkörper 12 zum Wasserrohr 11 und vom Rohrheizkörper 12 zu der Warmhalteplatte 13. Gleichzeitig werden - auch ohne daß besondere Vorkehrungen getroffen werden - breite seitliche Schlaufen 14c aus jeder Wicklung der Drahtwendel ausgepreßt. Diese seitlich abstehenden Schlaufen können je nach Gestaltung des Preßwerkzeuges in die Platte 13 eingepreßt werden. Die Schlaufen können jedoch auch als Schweißaugen dienen und im Rollnahtschweißverfahren mit der Platte verbunden werden. Die an der freien aufrechtstehenden Seitenwand des Rohrheizkörpers 12 auftretende Wärme wird durch die Drahtwendel 14 einerseits auf die Platte 13 und andererseits auf das Wasserrohr 11 abgeleitet, so daß die Wärmeverluste durch Abstrahlung bei der dargestellten Ausführungsform minimal sind.

In einem speziellen Beispiel bestanden bei der in Fig. 7 bis 9 dargestellten Ausführungsform der Rohrheizkörpermantel und das Wasserrohr beide aus Aluminium. Die Drahtwendel bestand aus einem Chrom-Nickel-Stahldraht; die Aufpressung erfolgte auf ein Aluminiumblech.

Besonders hervorzuheben ist, daß bei der dargestellten Ausführungsform Aluminium ein ideales Material darstellt, weil es gute Wärme leiteigenschäften besitzt und nicht korrodiert,wie dies beispielsweise bei Kupferlegierungen der Fall ist. Fs sind jedoch bisher noch keine Verfahren bekannt, Aluminiumprofile oder Aluminiumplatten sicher so zu befestigen, daß ein auch über lange Betriebs jähre konstanter federnder Anlagedruck, der die entsprechenden Wärmeübergangseigenschaften sicherstellt,

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gewährleistet wird. Abgesehen davon, daß das Verfahren gemäß der Erfindung - wie sich an dem Beispiel zeigt - erhebliche Einsparungen mit sich bringt, eröffnet es völlig neue Möglichkeiten, die mit bekannten Verfahren nicht realisierbar waren.

Bei der in Fig. 10 und 11 dargestellten Ausführungsform wird ein Drahtgitter 17 verwendet. Diese Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung ist vor allem dann vorteilhaft, wenn eine großflächige Wärmeverteilung angestrebt wird, wenn insbesondere bei dünnwandigen Blechen eine Verstärkung des Bleches und eine Verteilung der auf die Verbindung wirkenden thermischen oder mechanischen Kräfte auf einen größeren Flächenbereich des Bleches angestrebt wird oder wenn gleichzeitig mehrere Verbindungsglieder nebeneinander oder im Abstand voneinander an einer Platte einer Behälterwand oder einem Formkörper befestigt werden sollen.

Bei der in Fig. 10 und 11 dargestellten Ausführungsform bestand der Mantel des Rohrheizkörpers 18 und der Boden 19 eines Kochgeschirres, im speziellen eines elektrisch beheizten Eierkochers, aus Aluminium. Das Drahtgitter 17 bestand aus verzinktem Stahldraht. Der Aluminiummantel des Rohrheizkörpers 18 wurde bei dem Aufpressen in Dreiecksform verpreßt. Das Drahtgitter 17 kann sich großflächig, z.B. über den gesamten Boden eines Kochgeschirres, erstrecken, wobei auch bei dünnwandigen Böden eine ausgezeichnete Verankerung und eine sehr gleichmäßige Wärmeverteilung gewährleistet sind.

Das in den Fig. 12 und 13 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 bis 3 dadurch, daß eine Drahtwendel 20 verwendet wird, die härter ist als der Mantel 21 des Rohrheizkörpers. Die Wendel 20 bestand aus Chrom-Nickel-Stahl-

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draht, die Aufpressung erfolgte auf einen Boden 22 eines Fonduegerätes. Der Rohrheizkörper hatte einenAußendurchmesser von 6,5 mm. Der Durchmesser der Drahtwendel 20 betrug 10, 5 mm bei einem Drahtdurchmesser von 0, 8 mm. Der Preßdruck betrug 10 Tonnen je cm Länge des Rohrheizkörpers. Das Endprodukt unterscheidet sich in der Praxis erheblicher von der Ausführungsform der Fig. 2 bis 3, als dies aus der zeichnerischen Darstellung ersichtlich ist. Die über den Rohrheizkörpermantel verlaufenden Drahtschlingen behalten bei der Ausführungsform gemäß der Fig. 12 und 13 im wesentlichen ihre Querschnittsform, d.h. sie werden nicht flachgepreßt. Die Verankerung der seitlich abstehenden Drahtschlaufen ist äußerst definiert. Das Beispiel soll zeigen, daß durch entsprechende Wahl der Materialien, insbesondere der Härten des Rohrheizkörpers, der Drahtwendel und der Platte, unterschiedliche Ergebnisse erzielt werden können, die je nach dem beabsichtigten Einsatz oder Verwendungszweck verschiedene Vorteile haben.

Die seitlich abstehenden Schlaufen der Drahtwendel können auch durch Schweißung, insbesondere durch Rollnahtschweißung z.B. mit einem Blech, verbunden werden. Dies empfiehlt sich beispielsweise, wenn infolge der Dünne des Bleches, z.B. bei einer Behälterwand, eine Einpressung der seitlich abstehenden Schlaufen der Drahtwendel in das Material ohne Beschädigung desselben nicht möglich ist oder nur bis zu einem gewissen Grade möglich ist oder wenn ansonsten die Verbindung für die zu erwartenden thermischen oder mechanischen Beanspruchungen nicht ausreichen würde. Der besondere Vorteil der Ausbildung gemäß dem Verfahren der Erfindung liegt dabei darin, daß die seitlich ausgepreßten Schlaufen der Drahtwendel als Schweißbuckel wirken.

Ein Ausführungsbeispiel dieser Variante des Verfahrens gemäß der Erfindung ist in den Fig. 14, 15 und 16 dargestellt. Der Rohrheizkörper 23, die Wendel 24 und das Blech 25 bestanden je aus Chrom-Nickel-Stahl.

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Die Schweißstollen 26 wurden durch Punkt- oder Nahtschweißung erzeugt. Das B.ech 25 hatte eine Stärke von 0, 5 mm. Die Rückseite des Bleches zeigte zwar eine leichte punktförmig Verfärbung an den Schweißstellen, ansonsten blieb jedoch die Rückseite völlig unbeschädigt.

Das Beispiel zeigt, daß einerseits mit dem Verfahren gemäß der Erfindung auch Verbindungen bei Verwendung von korrosionsbeständigen Chrom-Nickel-Stählen möglich sind und daß andererseits auch sehr gute Verbindungen auf dünnen Blechen hergestellt werden können. Durch die Verbindung kann beispielsweise eine Außenbeheizung an Behältern, z.B. bei Waschmaschinen, Geschirrspülmaschinen, Flussigkeitserhitzern oder dgl., realisiert werden - ein Problem, das bisher noch nicht in zufriedenstellender Weise gelöst wurde, obwohl Außenbeheizungen unbestreitbare Vorteile haben, da die Waschflüssigkeit oder das Waschgut nicht mit dem Rohrheizkörper in Berührung kommt und eine große Wärmeübertragungsfläche gewährleistet ist.

Fig. 17 dient der weiteren Erläuterung der Ausführungsform gemäß den Fig. 7 bis 9 und zeigt schaubildlich die auf einer Abstellplatte 13 befestigte Gesamtanordnung aus einem Wasserrohr 11 und einem Rohrheizkörper 12.

Fig. 18 zeigt einen Querschnitt einer im Vergleich zu Fig. 7 abgewandelten Ausführungsform eines Wasserdurchlauferhitzers, z.B. für Kaffeemaschinen, mit der besonders gute Ergebnisse erzielt wurden. Ein Wasserrohr 11a besitzt einen etwa rechteckförmigen Querschnitt, wobei die Schmalseiten des Rechteckquerschnittes bogenförmig abgerundet sind. Der Rohrheizkörper 12a besitzt einen ähnlichen Querschnitt. Die Anordnung aus dem Wasserrohr 11a und dem Rohrheizkörper 12a wird mittels einer Drahtwendel 14a an ein Aluminiumblech 13a angepreßt, wobei aus jeder Wicklung der Drahtwendel 14a eine Fußschlaufe 14b aus-

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preßt ist, die sich in dem Aluminiumblech verankert. Es wird auch bei dieser Ausführungsform eine relativ große Wärmeübertragungsfläche 15a zwischen dem Wasserrohr 11a und dem Rohrheizkörper 12a erzielt. Darüber hinaus liefert die Anordnung eine besonders günstige gleichmäßige Durchlauf charakteristik, wenn der Dampfdruck des sich in dem Wasserrohr 11a bildenden Dampfes als Antriebsquelle für das Hochdrücken der Wassersäule ausgenützt wird. Wenn die Anordnung aus dem Wasserrohr 11a und dem Rohrheizkörper 12a quer zur Achse, z.B. hufeisenförmig, gebogen wird, wird bevorzugt, daß der Rohrheizkörper 12a an der Innenseite liegt. Die Höhe des Rechteckquerschnittes des Rohr heizkör pe rs 12a kann dann etwas geringer sein als diejenige des Wasserrohres 11a.

Die Fig. 19 und 20 zeigen eine andere Variante des Verfahrens gemäß der Erfindung. Durch beliebige Hilfsmittel wird eine Schar von parallelen Drähten 28 erzeugt. Auf die Drähte 28 werden Rohrprofile, Stäbe, Rohrheizkörper oder dgl. in einem Abstand aufgelegt, der größer ist als der Umfang der Profile. Die Drähte 28 verlaufen dabei senkrecht zu den Achsen der Profile 29. An die Drähte 28 und die Profile 29 werden die Elektroden einer Schweißeinrichtung angelegt, wobei die Drähte an den Berührungsstellen mit den Rohrprofilen 29 verschweißt werden. Anschließend werden die Drähte längs einer in der Mitte zwischen Rohrprofilen verlaufenden Trennlinie 30 zerschnitten, so daß der in Fig. 20 schaubildlich dargestellte Körper entsteht. Es ist verständlich, daß die Produktion der in Fig. 20 dargestellten Körper in einem durchlaufenden Verfahren erfolgen kann, wobei die Drähte 28 beispielsweise von entsprechenden Vorratsrollen ablaufen, die Profile 29 an einer Station selbsttätig aufgelegt werden und dann aufgeschweißt werden und in einer nachfolgenden Station die Abtrennung erfolgt, jeweils unter diskontinuierlichem Vorrücken der Anordnung um eine Länge, die dem Abstand zwischen zwei Rohrprofilen entspricht. Anstelle eines Aufschweißens oder

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zusätzlich zu demselben kann eine Aufpressung der Drähte 28 auf die Profile 29 erfolgen. Die in Fig. 20 dargestellten Profilkörper können nun an anderen Profilkörpern, an Platten, Blechen oder dgl. dadurch befestigt werden, daß die abstehenden Enden der Drähte 28 in dieselben eingepreßt werden oder mit denselben verschweißt werden. Die Drahtenden können dabei um das Profil herumgebogen werden, wobei eine besonders gute Verbindung erzielt wird; sie können jedoch auch direkt im Sinne der Fig. 20 nach unten um einen anderen Profilkörper herumgebogen werden oder in eine Platte eingepreßt werden.

Die Fig. 21 - 23 dienen der Erläuterung einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung. Ein Stab 31 aus sehr hartem Metall wird in eine Drahtwendel 32 eingeschoben, deren Durchmesser etwa eineinhalb mal so groß ist wie derjenige des Stabes 31. Anschließend wird in einer Presse, die vorzugsweise eine entsprechende Rinne für den Stab 31 besitzt, die Einheit aus dem Stab 31 und der Wendel 32 auf eine Platte 33, beispielsweise auf eine Behälterwand, aufgepreßt. Dabei werden, wie bei den vorherigen Ausführungsformen beschrieben, Fußschlaufen 34 aus der Drahtwendel ausgepreßt, die in der Behälterwand 33 verankert werden. Da der Stab 31, wie bereits erwähnt, aus sehr hartem Material besteht, wird jedoch die Drahtwendel 32 dabei nicht in den Metallstab 31 eingepreßt. Man kann dementsprechend den Metallstab 31 beispielsweise in Richtung des Pfeiles herausziehen, so daß auf der Behälterwand 33 ein mit den Fußschlaufen 34 verankerter Drahtkäfig gebildet wird. In diesen Drahtkäfig kann nun beispielsweise ein Rohrheizkörper 35 auswechselbar eingeschoben werden.

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Es ist dabei nicht erforderlich, daß der Drahtkäfig eine gerade verlaufende Achse besitzt. Bei der Herstellung von Paneelheizkörpern kann der Drahtkäfig auch in Form einer z.B. U-förmigen Schlaufe verlaufen. Als Heizelement wird dann ein biegsames Heizelement verwendet, z.B. eine Heizwendel, auf der Isolierperlen dicht an dicht angeordnet sind. Beim Einschieben folgt dann das Heizelement sämtlichen Krümmungen des Drahtkäfigs.

Fig. 24 erläutert in Ergänzung und Abwandlung von Fig. 10 den Fall, bei dem ein Rohrheizkörper 36 oder andere Strang-, Stab- oder Rohrprofile in beliebiger Anzahl und Kombination auf ein Drahtgitter 17 aufgepreßt wird. Anschließend wird die Anordnung auf eine Platte 19 aufgepreßt, d.h. die freien Flächen des Gitters 17 können für beliebig weitere Verbindungen im Sinne der Erfindung herangezogen werden.

Die Fig. 25 und 26 erläutern den Fall, bei dem ein mäanderförmiger Drahtstreifen 37 Verwendung findet. Derartige Drahtstreifen können relativ einfach hergestellt werden, indem eine Drahtwendel entsprechend ausgepreßt wird. Der mäanderförmige Drahtstreifen 37 kann auf einem Rohrheizkörper 38 oder auf einem anderen Profil,beispielsweise mittels einer Punktschweißung, wie bei 39 angedeutet, angeheftet werden, wodurch ein handelsfähiges Produkt entsteht. Der Rohrheizkörper 38 kann dann an einer Platte 40 befestigt werden, indem die seitlichen Drahtschlaufen 41 des mäanderförmigen Streifens in die Platte 40 eingepreßt und/oder durch Schweißung an derselben befestigt werden. Gleichzeitig mit diesem Arbeitsgang kann eine Umpressung des runden Rohrheizkörperquerschnittes, beispielsweise in Dreiecksform, erfolgen.

Das Aufpressen von Rohrheizkörpern oder anderen Rohr-, Stab- oder Strangprofilen auf dünnwandige Bleche kann zu Spannungen im Blech

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oder zu einem Aufreißen desselben führen, insbesondere wenn die Anordnung thermisch oder mechanisch belastet wird.

Entsprechend der in Fig. 27 dargestellten Aus führ ungs form werden derartige Spannungen dadurch vermieden, daß in ein Blech 42 eine Sicke 43 eingepreßt wird, welche das längliche Rohrprofil 44 aufnimmt. Die Sikke 43 wird zweckmäßigerweise dadurch erzeugt, daß zum Aufpressen der Anordnung aus dem Rohrprofil 44 und einer Drahtwendel 45 auf die Platte 42 ein Preßgesenk verwendet wird, welches auf der dem Rohr 44 gegenüberliegenden Seite eine der Sicke 43 entsprechende Rinne besitzt. Die gegenüberliegende Platte des Preßwerkzeuges besitzt selbstverständlich eine dem Rohrprofil 44 entsprechende Rinne. Beim Schließen des Preßwerkzeuges werden die einzelnen Wicklungen der Drahtwendel an den Mantel des Rohrprofiles 44 angelegt und elastisch gedehnt. Beim Schließvorgang werden aus der Drahtwendel 45 Fußschlaufen 46 ausgepreßt und in der Platte 42 verankert. Nach Beendigung des Preßvorganges wird also das Rohr 44 mit elastischer Spannung in die Sicke 43 eingedrückt, wobei diese elastische Spannung sich im Laufe der Zeit nicht oder nur kaum verändert. Wenn nun in der Anordnung aufgrund von thermischen Belastungen Spannungen in dem Blech 42 und in der Verbindung auftreten, werden diese einerseits von der Sicke 43 aufgenommen, die sich beispielsweise bei Ausdehnung des Bleches 42 etwas weiter ausbeult. Andererseits bleibt jedoch der gute Kontakt erhalten, da die einzelnen vorgespannten Wicklungen der Drahtwendel 45 dafür sorgen, daß das Rohrprofil 44 satt in die Sicke 43 eingedrückt bleibt.

Gemäß der in den Fig. 28 und 29 dargestellten Ausführungsform wird zusätzlich zu der in Fig. 27 dargestellten Ausführungsform ein streifenförmiges Abdeckblech 47 verwendet. Damit eine gute Verbindung des Abdeckbleches 47 mit der Platte 42 erzielt wird, werden seitlich von

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Sicke 43 Drahtwendeln 48 eingelegt, welche auf einen Seelendraht 49 aufgeschoben sind. Das Material des Abdeckbleches 47 und der Platte 42 fließt hinter die Wendelkuppen der Drahtwendeln 48 ein und verankert sich dementsprechend in derselben.

Das Aufbringen des Abdeckbleches 47 kann in einem Arbeitsgang mit dem Aufpressen des Rohrprofiles 44 und der Drahtwendel 45 erfolgen. Es können jedoch auch zwei aufeinanderfolgende Arbeitsgänge vorgesehen werden.

Das Abdeckblech 47 schützt einerseits die Anordnung. Es wird jedoch auch gleichzeitig der Wärmeübergang verbessert. Die Verwendung eines Abdeckbleches 47 wird beispielsweise bei Kochgeschirren, deren Boden von einem elektrischen Rohrheizkörper beheizt wird, bei Raumheizungen, z.B. in Form von Paneelheizkörpern, und in allen denjenigen Fällen bevorzugt, bei denen aus ästhetischen Gründen oder beispielsweise wegen einer leichteren Reinigung die Oberfläche des Rohrprofiles mit der aufgepreßten Drahtwendel 45 nicht sichtbar oder zugänglich sein soll.

Eine besonders kostengünstige Ausführung wird dadurch ermöglicht, daß das Profil oder der Rohrheizkörper z.B. aus unlegiertem, nicht oberflächengeschütztem Stahl besteht und die Befestigung aus verzinkten Stahldrähten. Werden die Drahtabstände bzw. die Maschenweite des Drahtgitters entsprechend klein gehalten, dann wird das Profil bzw. der Rohrheizkörper vor Korrosion durch die als Schutzelektrode wirkende Zinkschicht geschützt.

Selbstverständlich sind auch Kombinationen aus anderen Metallen anwendbar, wobei jeweils der Draht als Schutzelektrode wirkt.

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Claims

Patentansprüche

(l.} Verfahren zum Verbinden von Rohr heizkörper η oder anderen länglichen Rohr-, Stab- oder Strangprofilkörpern miteinander und bzw. oder mit einer Platte oder einem Formkörper aus Metall, dadurch gekennzeichnet, daß als Verbindungsglied eine Drahtwendel, ein Drahtgitter, ein mäanderförmiger Drahtstreifen oder ein ähnliches Drahtgebilde, bei dem Drähte etwa parallel angeordnet sind, verwendet werden, und daß das Drahtgebilde an den länglichen Profilkörper oder an die Anordnung aus den länglichen Profilkörpern angepreßt und an der Platte oder an dem Formkörper befestigt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Profilkörper oder eine Anordnung aus mehreren Profilkörpern in eine Drahtwendel eingeschoben wird, deren Umfang erheblich größer ist als der Umfang des Profilkörpers oder der Anordnung und daß in einer Presse oder im Durchlauf durch einen Walzeneingriff die überschüssige Länge jeder Wicklung der Drahtwendel zu beiden Seiten des Profilkörpers schlaufenförmig herausgepreßt wird und an die Platte oder an den Profilkörper angeschweißt oder angelötet oder zwecks Erzielung einer Verankerung in dieselbe eingepreßt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein mäanderförmiger Drahtstreifen verwendet wird, der eine größere Breite besitzt als die Breite des Profilkörpers oder der Anordnung plus der doppelten Höhe des Profilkörpers oder der Anordnung und der vorzugsweise durch Pressen einer Drahtwendel in einem vorgängigen Arbeitsgang hergestellt wird und daß die schlaufenförmigen Seitenbereiche des mäanderförmigen Streifens in die Platte oder in den Formkörper eingepreßt oder daran vorzugsweise durch Schweißung oder Lötung befestigt werden.

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ORIGINAL INSPECTED
4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dad ur c h gekennzeichnet , daß als Rohrprofil ein elektrischer Rohrheizkörper verwendet wird.
5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß als Profilkörperanordnung ein elektrischer Rohrheizkörper zusammen mit einem Wasserdurchlauf rohr verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rohrheizkörper an dem Boden eines Kochgeschirrs, einer Behälterwand oder an einer Warmeübertragungsplatte befestigt wird, indem ein Drahtgitter auf das Kochgeschirr, auf die Behälterwand oder auf die Wärmeübertragungsplatte aufgepreßt oder aufgeschweißt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rohrheizkörper an einem Kochgeschirr, an einer Behälterwand oder einer Wärmeübertragungsplatte dadurch befestigt wird, daß eine Drahtwendel, deren Durchmesser mindestens 1,2-fach, jedoch vorzugsweise 1,5-fach, so groß ist als der Außendurchmesser des Rohrheizkörpers, auf den Rohrheizkörper aufgeschoben wird und daß diese Anordnung auf das Kochgeschirr, die Behälterwand oder die Wärmeübertragungsplatte aufgepreßt und/oder aufgeschweißt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unter Verwendung eines harten Metallstabes auf eine Platte oder auf einen Formkörper ein Drahtgebilde aufgepreßt wird, welches aus einem Drahtkäfig besteht, dessen Fußschlaufen in der Platte oder in dem Formkörper verankert und/oder mit derselben oder demselben verschweißt sind, daß der Metallstab aus dem Drahtkäfig herausgezogen wird und daß in den Drahtkäfig ein Rohrheizkörper, eine biegsame isolierte elektrische Heizeinrichtung, ein Rohrprofil oder eine Anordnung aus denselben eingeschoben wird.

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9. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Drahtwendel verwendet wird, die aus einem weicheren Material im Vergleich zum Material des Rohrheizkörpermantels, jedoch aus einem härteren Material im Vergleich zum Material der Platte oder des Formkörpers besteht und daß der Draht der Wendel zur Verbesserung der Wärmeableitung im Bereich des Rohrheizkörpermantels flachgepreßt wird, jedoch in das Material der Platte oder des Formkörpers zur Erzielung der entsprechenden Verankerung ohne nennenswerte Verformung seines Querschnittes eingedrückt und/oder an dieselbe oder an denselben angeschweißt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß auf eine Anordnung von parallelen Drähten Rohrheizkörper, Rohrprofile, Stabprofile oder kombinierte Profile quer über die Drähte in einem Abstand voneinander aufgelegt werden, der größer ist als der Umfang des Profils, daß eine Verbindung der Drähte mit den Profilen durch Pressen oder Schweißen erfolgt, daß die Drähte jeweils zwischen den Profilen durchtrennt werden und daß die Profile mit den seitlich abstehenden Drähten an einer Platte oder einem Formkörper durch Einpressen der Drahtenden oder durch Verschweißen befestigt werden.
11. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß beim Verbinden von länglichen Körpern mit einem Grundblech, einem Kochtopf, einer Behälterwand oder dgl. ein Preßwerkzeug verwendet wird, das beim Pressen eine Ausbeulung auf der dem Körper gegenüberliegenden Seite des Bleches, des Kochtopfbodens oder der Behälterwand erzeugt, so daß der Körper mit einem Teil seines Umfangs in der entstehenden Sicke zu liegen kommt und daß die abstehenden Drahtenden oder Drahtschlaufen an den die Sicke umgebenden Rand durch Einpressen oder Schweißen befestigt werden.

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12. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß über den länglichen Körper ein Blechstreifen gelegt wird, der beim Pressen oder durch Schweißen mit den Drähten verbunden wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß im Abstand von dem länglichen Körper parallel zu diesem und gegebenenfalls seitlich von der Sicke Drahtwendeln, Drähte oder Gitterstreifen aufgelegt oder aufgeschweißt werden, die die Verbindung des Blechstreifens mit dem Grundblech, dem Kochtopfboden, der Behälterwand oder dgl. verbessern.
14. Verfahren nach Ansprüchen 12 oder 13, dadurch gekennzeichne t, daß der Blechstreifen aus gut wärmeleitendemMaterial, vorzugsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung,besteht.
15. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verbindungsglied verwendet wird> das teilweise aus einem unedleren Material besteht im Vergleich zum Material des Profilkörpers und vorzugsweise einen Überzug aus dem unedleren Material besitzt, so daß das Verbindungsglied eine Schutzelektrode für den Profilkörper bildet.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Profil oder ein Rohrheizkörper verwendet wird, der aus unlegiertem, nicht oberflächengeschützten Stahl besteht und daß als Verbindungsglied verzinkter Stahldraht verwendet wird.

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