DE3623273A1 - Verfahren zur herstellung von matten aus kunststoff-roehrchen und vorrichtung zu dessen durchfuehrung - Google Patents

Verfahren zur herstellung von matten aus kunststoff-roehrchen und vorrichtung zu dessen durchfuehrung

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DE3623273A1
DE3623273A1 DE19863623273 DE3623273A DE3623273A1 DE 3623273 A1 DE3623273 A1 DE 3623273A1 DE 19863623273 DE19863623273 DE 19863623273 DE 3623273 A DE3623273 A DE 3623273A DE 3623273 A1 DE3623273 A1 DE 3623273A1
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrich­ tung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Aus der DE-PS 31 24 048 ist ein Heiz-/Kühlkörper in Mattenform mit einer Anordnung aus flexiblen Kunststoff-Röhrchen zur Leitung eines fließfä­ higen Heiz- oder Kühlmediums bekannt, bei dem die Röhrchen auf der Vorlaufseite mit einer ge­ meinsamen Verteilerleitung und auf der Rück­ laufseite mit einer gemeinsamen Sammelleitung verbunden sind. Die Verbindung zwischen den Röhrchen und der Verteiler- bzw. Sammelleitung wird hierbei in der Weise hergestellt, daß die jeweilige Leitung an die Enden der zu einer Matte zusammengefügten Röhrchen angespritzt wird. Aus wirtschaftlichen Gründen ist jedoch die Größe der Spritzwerkzeuge auf etwa 40 cm be­ grenzt, so daß nur ca. 40 cm breite Mattenele­ mente hergestellt werden können, die dann in einem zusätzlichen Arbeitsgang zu Matten jeweils gewünschter Größe zusammengeschweißt werden müssen.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Verfahren zur Herstellung von Matten aus Kunststoff-Röhrchen zur Leitung eines fließfähigen Heiz- oder Kühlmediums, wobei die Röhrchen an einem mit einer Verteiler­ leitung aus Kunststoff für die Zuführung des Heiz- oder Kühlmediums und am anderen Ende mit einer Sammelleitung aus Kunststoff für die Abführung des Heiz- oder Kühlmediums ver­ bunden werden, so zu verbessern, daß Matten von beliebiger Größe in einem kontinuierlichen Arbeitsgang hergestellt werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Vorteilhafte Weiter­ bildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie bevorzugte Vorrichtungen zur Durchführung dieses Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Verteiler- und/oder Sammelleitung extrudiert und nach dem Extrudieren in den noch weichen Kunst­ stoff Öffnungen für den Anschluß der Röhrchen­ enden hergestellt werden, daß die Röhrchenenden in die Öffnungen der Verteiler- und/oder Sammel­ leitung eingeführt oder auf diese aufgesetzt und mit der Verteiler- und/oder Sammelleitung ver­ schmolzen werden, und daß im Innern der Röhrchen­ enden während des Verschmelzens ein ihre Verformung durch äußere Kräfte verhindernder Gegendruck erzeugt wird.
Vorzugsweise wird bei der Herstellung der Öff­ nungen die diese umgebende Oberfläche der Ver­ teiler- und/oder Sammelleitung nach außen aus­ gebuchtet. Durch diese Ausbuchtungen wird die Verbindungsfläche zwischen der Leitung und den Röhrchenenden vergrößert, wodurch eine höhere Festigkeit dieser Verbindungen erzielt wird. Das Verschmelzen der Röhrchenenden mit der Verteiler- und/oder Sammelleitung erfolgt zweckmäßig unter Einwirkung eines äußeren Druckes auf den Verschmelzungsbereich. Zu diesem Zweck ist eine äußere Gegenhalterung zur Stützung und gegebenenfalls Formung der Außenfläche der Leitung während der Herstellung der Öffnungen und/oder der Verschmelzung mit den Röhrchenenden vorgesehen. Somit können so­ wohl die Oberfläche der Leitung an den Anschluß­ stellen der Röhrchen in gewünschter Weise ge­ formt als auch eine dichte Schmelzverbindung zwischen der Leitung und den Röhrchen erreicht werden.
Die Wandstärke der extrudierten Verteiler- und/oder Sammelleitung kann im Bereich der Anschlußstellen der Röhrchenenden verdickt sein, um hier eine aus­ reichende Menge Kunststoffmaterial für eine me­ chanisch feste und dichte Verbindung bereitzustellen.
Zur Beschleunigung der Mattenherstellung können die Verteiler- und die Sammelleitung gleich­ zeitig extrudiert und mit den jeweiligen Röhr­ chenenden verbunden werden.
Da die Mattenherstellung kontinuierlich erfolgt, müssen von dem hergestellten Mattenstrang die einzelnen Matten in der gewünschten Größe abge­ schnitten werden. Zu diesem Zweck empfiehlt es sich, die Anschlußstellen der Röhrchenenden gruppenweise anzuordnen und einen größeren Röhrchenabstand zwischen benachbarten Gruppen vorzusehen. Die Breite einer Röhrchengruppe beträgt beispielsweise 10 cm. Beim Zuschneiden der Matten wird die Schnittkante zwischen jeweils zwei Röhrchengruppen gelegt.
Eine bevorzugte Vorrichtung zur Durchführung des vorliegenden Verfahrens besteht darin, daß der Kern der Extrusionsdüse mit einem sich in Längs­ richtung der extrudierten Verteiler- und/oder Sammelleitung erstreckenden Stößel verbunden ist, der sich durch die Öffnungen in der Ver­ teiler- und/oder Sammelleitung erstreckende Dorne zur inneren Abstützung der eingeführten oder aufgesetzten Röhrchenenden aufweist und mit der extrudierten Verteiler- und/oder Sammel­ leitung in deren Längsrichtung verschiebbar sowie in entgegengesetzter Richtung in seine Ausgangsstellung zurücksetzbar ist. Um die Dorne in die Öffnungen einführen und aus diesen wieder herausziehen zu können, ist es weiterhin zweckmäßig, den Stößel in radialer Richtung der Verteiler- und/oder Sammelleitung bewegbar aus­ zuführen. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Stößel zusätzlich Dorne zum Herstellen der Öff­ nungen in der Verteiler- und/oder Sammelleitung trägt.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Extruder und die extrudierte Leitung mit an diese angeschlossenen Röhrchen und
Fig. 2 einen Schnitt durch die Vorrichtung nach Fig. 1 entlang der Linie II-II.
Der Extruder ist in bekannter Weise aufgebaut und weist eine Düse mit einem Außenring 1 und einem Innenring 2 auf, die zwischen sich einen Spalt bilden, durch den die in verformbarem Zustand befindliche Kunststoffmasse 3 unter Bildung einer rohrförmigen Leitung 4 herausgedrückt wird. Die Leitung 4 kann eine beliebige Länge besitzen und wird als Verteiler- oder Sammelleitung für eine aus Kapillar-Röhrchen bestehende Heiz- bzw. Kühl­ körpermatte verwendet.
Der Innenring 2 ist hohl ausgebildet, so daß er einen Stößel 5 aufnimmt, der in die Leitung 4 hineinragt. Der Stößel 5 ist sowohl in axialer als auch in radialer Richtung der Leitung 4 be­ wegbar, wobei eine entsprechende, nicht gezeigte Betätigungseinrichtung am in Fig. 1 rechten Ende des Stößels 5 angeordnet ist. Die Bewegung des Stößels 5 wird in noch zu beschreibender Weise gesteuert.
Der Stößel 5 trägt auf seiner Unterseite in axialer Richtung der Leitung 4 hintereinander­ liegend vier Dorne 6 sowie in Bewegungsrichtung der Leitung 4 vor diesen liegend ebenfalls in axialer Richtung vier hintereinander angeord­ nete Dorne 7, die einen geringeren Durchmesser als die Dorne 6 aufweisen.
In der gezeigten Stellung ist der Stößel 5 am weitesten in den Innenring 2 des Extruders zu­ rückgezogen. Der Stößel 5 wird in dieser axialen Stellung in die gezeigte Position abgesenkt, so daß die Dorne 6 die hier noch plastisch verform­ bare Wandung der Leitung 4 durchstoßen und Öff­ nungen mit entsprechenden Durchmesser in dieser erzeugen. Die Dorne 7 erstrecken sich dabei durch von den Dornen 6 bereits gebildete Öffnungen in der Wandung der Leitung 4 hindurch. In dieser radialen Position bewegt sich der Stößel 5 mit der extrudierten Leitung 4 in deren axialer Richtung mit, wobei der Weg dieser Bewegung etwa der halben Länge des aus dem Innenring 2 herausragenden Teils des Stößels 5 entspricht. Nach Zurücklegen dieses Weges wird der Stößel 5 in radialer Richtung angehoben, so daß die Dorne 6 und 7 aus der Wandung der Leitung 4 nach innen heraustreten, so daß der Stößel 5 schnell wieder in die gezeigte axiale Lage zurückbewegt werden kann. Sodann wird er wieder in axialer Richtung nach unten bewegt, so daß die Dorne 6 durch die Wan­ dung der Leitung 4 stoßen und dabei vier neue Öffnungen bilden, während die Dorne 7 durch die vier zuletzt geschaffenen Öffnungen hin­ durchtreten. Dieser Vorgang wird ständig wieder­ holt, so daß eine in Längsrichtung der Leitung 4 aufeinanderfolgende Reihe von Öffnungen mit un­ tereinander gleichen Abständen entsteht.
Die durch die Dorne 6 geschaffenen Öffnungen besitzen einen solchen Durchmesser, daß Kapillar- Röhrchen 8 aus Kunststoff, die zu einem geeigneten Zeitpunkt in der richtigen Lage an die Leitung 4 herangeführt werden, in diese Öffnungen einge­ steckt werden, wobei ein Zwischenraum zwischen den Röhrchen 8 und der Innenwandung der Öffnungen weitgehend vermieden werden soll. Der Durchmesser der Dorne 7 hingegen ist so groß, daß diese ge­ rade in die einen Durchmesser von etwa 2 mm besitzenden Röhrchen 8 eingesteckt werden können. Es ergibt sich somit die gezeigte Konfiguration aus in die Wandung der Leitung 4 eingesteckten Röhrchen 8 und in diese Röhrchen 8 eingesteckten Dornen 7. Hierbei wird verfahrensmäßig vorzugs­ weise so vorgegangen, daß zunächst die Röhrchen 8 in die zugeordneten Öffnungen der Leitung 4 ein­ gesteckt und dann die Dorne 7 von oben in die Enden der Röhrchen 8 heruntergefahren werden. Außerhalb der Leitung 4 dem Stößel 5 gegenüber­ liegend befindet sich ein Gegendruckelement 9, das mit Durchlässen für die Röhrchen 8 und mit Sacklöchern für die Aufnahme der Dorne 6 ver­ sehen ist. Das Gegendruckelement 9 ist in ra­ dialer Richtung zur Leitung 4 hin und von die­ ser weg bewegbar. Es ist um die Sacklöcher herum so geformt, daß die Wandung der Leitung 4 beim Durchdringen der Dorne 6 nach außen ausge­ baucht wird, so daß die Einstecktiefe für die Röhrchen 8 vergrößert wird. Durch das Gegen­ druckelement 9 wird weiterhin ein radial ge­ richteter Druck auf die Wandung der Leitung 4 aus­ geübt, wodurch ein inniger Kontakt zwischen der Außenfläche der Röhrchen 8 und der Innenfläche der Öffnungen in der Leitung 4 hergestellt wird, so daß der noch weiche Kunststoff der Leitung 4 mit den Röhrchen 8 verschmilzt. Die Dorne 7 ver­ hindern dabei eine Verformung der Röhrchen 8. Das Gegendruckelement 9 ist ebenso wie der Stößel 5 in axialer Richtung der Leitung 4 be­ wegbar, um deren Vorschubbewegung folgen zu können. Hierbei ist dafür Sorge zu tragen, daß bei der Rücksetzbewegung die Röhrchen 8 freige­ geben werden.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Wandstärke der Leitung 4 konstant ausgebildet. Durch entsprechende Gestaltung des Spaltes zwischen dem Innenring 2 und dem Außenring 1 kann diese Wandung jedoch im Anschlußbereich der Röhrchen 8 verstärkt sein, um eine größere Verbindungsfläche zwischen der Leitung 4 und den einzelnen Röhrchen 8 zu erhalten. Durch zwei parallele Extruderdüsen können gleichzei­ tig zwei Leitungen 4 ausgeformt werden, die jeweils mit einem Ende der Röhrchen 8 verbun­ den werden. Die eine der Leitungen 4 dient dann als Verteilerleitung und die andere als Sammel­ leitung eines mattenförmigen Heiz- bzw. Kühl­ körpers.
Durch entsprechende Steuerung der Bewegung des Stößels 5 und des Gegendruckelements 9 kann in größeren Abständen der Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Röhrchen 8 vergrößert werden, wodurch man definierte Schnittlinien für das Zuschneiden der einzelnen Matten erhält. Der­ artige vergrößerte Zwischenräume können bei­ spielsweise alle 10 cm angeordnet werden.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Leitung 4 als geschlossenes Rohr extrudiert. Es ist statt­ dessen auch möglich und aus fertigungstechnischen Gründen oft wünschenswert, die Leitung zunächst nur als Halbschale zu extrudieren und in der beschriebenen Weise mit den Röhrchenenden zu verbinden. An diese Halbschale wird später durch Spiegelschweißen eine zweite Halbschale ange­ setzt, so daß man ein geschlossenes Rohr erhält.

Claims (12)

1. Verfahren zur Herstellung von Matten aus Kunststoff- Röhrchen zur Leitung eines fließfähigen Heiz- oder Kühlmediums, wobei die Röhrchen am einen Ende mit einer Verteilerleitung aus Kunststoff für die Zuführung des Heiz- oder Kühlmediums und am anderen Ende mit einer Sammelleitung aus Kunststoff für die Abführung des Heiz- oder Kühlmediums verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteiler- und/oder Sammelleitung (4) als Rohr oder als Halbschale extrudiert und nach dem Extrudieren in dem noch weichen Kunststoff Öffnungen für den Anschluß der Röhrchenenden (8) hergestellt werden, daß die Röhrchenenden (8) in die Öffnungen der Verteiler- und/oder Sammelleitung (4) eingeführt oder auf diese aufgesetzt und mit der Verteiler- und/oder Sammelleitung (4) verschmolzen werden, und daß im Innern der Röhrchenenden (8) während des Verschmelzens ein ihre Verformung durch äußere Kräfte verhindernder Gegendruck erzeugt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei der Herstellung der Öffnun­ gen die diese umgebende Oberfläche der Verteiler- und/oder Sammelleitung (4) nach außen ausgebuchtet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschmelzen der Röhrchenenden (8) mit der Verteiler- und/oder Sammelleitung (4) unter Einwirkung eines äußeren Druckes auf den Verschmelzungs­ bereich erfolgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke der extrudierten Verteiler- und/oder Sammel­ leitung (4) im Bereich der Anschlußstellen der Röhrchenenden (8) verdickt ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteiler- und die Sammelleitung (4) gleichzeitig extrudiert und mit den jeweiligen Röhrchen­ enden (8) verbunden werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschluß­ stellen der Röhrchenenden (8) gruppenweise und mit einem größeren Abstand zwischen jeweils benachbarten Gruppen angeordnet werden.
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Kern (2) der Extrusionsdüse (2, 3) ein sich in Längsrichtung der extrudierten Verteiler- und/oder Sammel­ leitung (4) erstreckender Stößel (5) hin­ durchgeführt ist, der sich durch die Öffnungen in der Verteiler- und/oder Sammel­ leitung (4) erstreckende Dorne (7) zur inneren Abstützung der eingeführten oder aufgesetzten Röhrchenenden (8) aufweist und mit der extrudierten Verteiler- und/oder Sammelleitung (4) in deren Längsrichtung verschiebbar sowie in entgegengesetzter Richtung in seine Ausgangsstellung zurück­ setzbar ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Stößel (5) zur Einführung der Dorne (7) in die und zu deren Heraus­ ziehen aus den Öffnungen in radialer Richtung der Verteiler- und/oder Sammelleitung (4) bewegbar ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (5) zusätzlich Dorne (6) zum Herstellen der Öffnungen in der Verteiler- und/oder Sammelleitung (4) trägt.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein äußeres Gegen­ druckelement (9) zur Stützung und gegebenen­ falls Formung der Außenfläche der Verteiler- und/oder Sammelleitung (4) während der Her­ stellung der Öffnungen und/oder der Ver­ schmelzung mit den Röhrchenenden (8) vorge­ sehen ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gegendruckelement (9) in axialer Richtung der Verteiler- und/oder Sammelleitung (4) synchron mit dem Stößel (5) bewegbar ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gegendruckelement (9) in radialer Richtung der Verteiler- und/oder Sammelleitung (4) bewegbar ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102008031048B4 (de) * 1994-11-02 2012-06-28 Clina Heiz- und Kühlelemente GmbH Schweißheizung für die Herstellung von Kunststoffrohrmatten aus flexiblen Kunststoffrohren

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