DE4327974C2 - Heizkörper, insbesondere Röhrenheizkörper, sowie Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Heizkörpers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Heizkörper, insbesondere einen Röhrenheizkörper, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Heizkörpers, insbesondere Röhrenheizkörpers gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 8 und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Heizkörpers, insbesondere Röhrenheizkörpers, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 3.

Heizkörper und insbesondere Röhrenheizkörper sind häufig verwendete Mittel zum Heizen von Gebäuden, insbesondere innerhalb eines Zentralheizungsnetzes.

Übliche Röhrenheizkörper bzw. Röhrenradiatoren werden aus einem oberen Adapter und einem unteren Adapter sowie dazwischen eingeschweißten Röhrenabschnitten hergestellt. Der obere sowie der untere Adapter werden dabei aus tiefgezogenen Halbschalen hergestellt, die zusammengeschweißt werden müssen. Anschließend müssen an diese aus Halbschalen zusammengeschweißten Adapter wiederum die Heizröhren angeschweißt werden, so daß dabei einzelne Elemente einer Röhrenhei­ zung bzw. eines Röhrenradiators entstehen. Die einzelnen Elemente werden am Innenumfang über Verbindungsrohrstutzen zusammengenippelt bzw. zusammen­ geschweißt. Abgesehen von dem hohen Arbeitsaufwand entstehen bei den häufigen und umfangreichen Schweißarbeiten immer wieder Schweißnähte, die, da sie aus ästhetischen Gründen kaum tolerierbar sind, abgeschliffen werden müssen. Schweißnähte, die an schwer zugänglichen Stellen sind, können nicht abgeschliffen werden. Diese schwer zugänglichen Stellen sind nicht desto trotz von außen sichtbar und ergeben einen nachteiligen optischen Eindruck.

Zudem ergibt die Verbindungstechnik, um die einzelnen Röhrenheizkörperelemente aneinanderzunippeln bzw. aneinanderzuschweißen mit zunehmender Länge des Röhrenheizkörpers Probleme, so daß Röhrenheizkörper nach dieser bekannten Technik lediglich bis zu einer maximalen Länge von ca. 80 bis 100 cm hergestellt werden können. Wenn längere Heizkörper zusammengefügt werden sollen, müssen diese demgemäß aus einzelnen 80 bis 100 cm langen Abschnitten zusammengefügt werden. Die sich dabei ergebenden Verbindungsstellen sind wiederum in ihrer mechanischen Stabilität eingeschränkt, so daß es erforderlich ist, die bekannten Röhrenheizkörper in jedem Fall von unterhalb des Heizkörpers zu unterstützen.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Heizkörper, insbesondere Röhrenheizkörper, ein Verfahren zur Herstellung eines Heizkörpers bzw. Röhren­ heizkörpers sowie eine Vorrichtung zur Herstellung eines Heizkörpers bzw. Röhrenheizkörpers vorzuschlagen, die die Nachteile des Standes der Technik weitgehenst ausräumen; insbesondere soll ein leicht herstellbarer Heizkörper bzw. Röhrenheizkörper, ein ohne eine große Anzahl von Schweißschritten ausführbares Verfahren zur Herstellung eines Heizkörpers bzw. Röhrenheizkörpers sowie eine Vorrichtung zur Herstellung eines Heizkörpers, inbesondere Röhrenheizkörpers vorgeschlagen werden, die eine schnelle und mit wenigen Arbeitsschritten verbundene Verschweißung von Heizkörper- bzw. Röhrenheizkörperelementen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch einen Heizkörper bzw. Röhrenheizkörper mit den im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmalen, ein Verfahren mit den im Patentanspruch 8 aufgeführten Schritten sowie eine Vorrichtung mit den im Patentanspruch 3 aufgeführten Merkmalen gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Heizkörpers bzw. Röhrenheizkörpers gemäß der vorliegenden Erfindung sowie der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung und Verfahrensvarianten des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Gemäß der Erfindung weist ein Heizkörper, insbesondere Röhrenheizkörper, an seinen Adaptern jeweils einen Sammelrohrstutzen auf, der mit einzelnen umfäng­ lichen Öffnungen versehen ist, wobei der Sammelrohrstutzen bis auf einen überstehenden Abschnitt von einem Gehäuseteil des Adapters umgeben ist. Das Gehäuseteil weist die Öffnungen für das bzw. die Heizrohre auf.

Es hat sich nämlich gezeigt, daß bei der Herstellung von Heizkörpern bzw. Röhrenheizkörpern immer wieder Fertigungstoleranzen auftreten, die im Bereich von 1 mm liegen. Diese Fertigungstoleranzen machen bei der Herstellung von Röhrenheizkörpern häufig Probleme.

Gemäß der Erfindung werden diese Probleme dadurch überwunden, daß einzelne Adapter verwendet werden, die das Gehäuseteil sowie den Sammelrohrstutzen aufweisen. Das Gehäuseteil ist auf der zu dem gegenüberliegenden hervorstehenden Abschnitt des Sammelrohrstutzens befindlichen Seite während der Herstellung der einzelnen Elemente des Röhrenheizkörpers vorzugsweise geschlossen, so daß die zu der Öffnung des Rohrstutzens gegenüberliegende Wandung des Adapters eine glatte und ebene Fläche bildet. Gegebenenfalls kann auch bereits eine Öffnung mit einem geringen Durchmesser vorgesehen sein.

Die Heizröhren werden in Öffnungen an dem Adapter, die radial zur Symmetrie­ achse des Sammelrohrstutzens aus dem Adapter herausgearbeitet worden sind, eingesetzt.

Die Heizröhren werden in die betreffenden Öffnungen des Adapters eingelötet, vorzugsweise mit einem Hartlot. Als besonders vorteilhaft hat sich hier Kupferhartlot erwiesen, da diesem ein ausgewogenes Preis/Leistungsverhältnis zukommt. Zudem hat dieses einen Schmelzpunkt von 1060°C, so daß später gegebenenfalls erforderli­ che weitere Wärme- bzw. Schweißvorgänge die Verlötungen kaum oder nur sehr schwer erweichen und damit undicht machen können.

An den innerhalb des Adapters befindlichen Abschnitten des Sammelrohrstutzens sind Öffnungen vorgesehen, durch die ein Heizmedium, insbesondere Wasser, in den Hohlraum des Adapters und damit in die an den Hohlraum des Adapters an­ schließenden Heizröhren gelangen kann.

Der aus dem Adapter überstehende Abschnitt des Sammelrohrstutzens kann vorteilhafterweise gemäß einer bevorzugten Ausführungsform spitz zulaufend angeschliffen sein. Diese Ausführung erlaubt es, bei der Verwendung einer Schweißtechnik, das eine geringere Energiemenge erforderlich ist, um die erforderlichen Materialmengen bspw. zum Schweißen zu schmelzen.

Wird nun der vorzugsweise angeschliffene Abschnitt eines aus einem Adapter überstehenden Sammelrohrstutzens an die Rückseite eines Adapters angehalten, so daß die aneinander angrenzenden Sammelrohrstutzen nach der Verschweißung ein entsprechend verlängertes Sammelrohr bilden, so kann bspw. mittels eines Schweißverfahrens bevorzugt eine Schweißverbindung hergestellt werden, wobei sich das Kondensatorentladungsschweißen als besonders vorteilhaft herausgestellt hat. Die Schweißverbindungen sind derart fest, daß ein angeschweißter Sammelrohrstutzen meist nicht unmittelbar an der Schweißnaht, sondern daneben, im Bereich des Materials des Sammelrohres abreißt.

Vorteilhaft ist hier ganz besonders, daß Fertigungstoleranzen von 1 mm und mehr dadurch aufgenommen werden können, daß die aneinandergrenzenden Heizkörper­ elemente, die bspw. zwei Adapter und eine oder mehrere Heizröhren aufweisen, nicht unmittelbar in aneinander angrenzenden Bereichen äußerst paßgenau eingesetzt werden müssen, sondern die für die Verschweißung bestimmten, überstehenden Abschnitte der Sammelrohrstutzen an die betreffende, großflächige Rückwand des Adapters eines vorgehenden bzw. nachfolgenden Röhrenheizkörperelementes angesetzt werden können, wobei Fertigungstoleranzen problemlos aufgenommen werden können. Häufig werden jedoch Fertigungstoleranzen von 1mm und mehr zunehmend für den Betrachter sichtbar und stören den ästhetischen Eindruck.

Ist die der für die Verschweißung des Sammelrohrstutzens gedachte Öffnung gegenüberliegende Seite des Adapters vollständig geschlossen, so kann die Durchgangsöffnung für das Heizmedium von einem zum nachfolgenden Adapter bzw. Röhrenheizkörperelement durch Bohren, Fräsen oder dgl. nachträglich geschaffen werden. Andererseits kann bereits von vornherein eine kleinere Öffnung vorgesehen sein, die hinreichend Raum für eine Justage bzw. zum Aufnehmen von Fertigungstoleranzen zur Verfügung stellt.

Endbereiche, die sich bei der Herstellung eines erfindungsgemäßen Heizkörpers zwangsläufig ergeben, können durch eigens eingelötete bzw. eingeschweißte oder eingeschraubte Verschluß bzw. Anschlußteile verschlossen werden bzw. für den Anschluß an ein Heizungs- bzw. Zentralheizungssystem vorbereitet werden. Es können im Prinzip auch unmittelbar Ventile oder Ventilaufnahmegehäuse oder dgl. an oder in die Endabschnitte der erfindungsgemäß hergestellten Heizkörper bzw. Röhrenheizkörper eingesetzt, bzw. daran befestigt werden.

Das erfindungsgemaße Verfahren zur Herstellung von Heizkörpern, insbesondere Röhrenheizkörpern, weist die Schritte auf, daß mindestens eine Heizröhre mittels eines Hartlotes mit mindestens zwei Adaptern verlötet wird, wobei die Heizröhre bzw. Heizröhren in der Öffnung bzw. in den Öffnungen der jeweiligen Adapter sitzen. Hierbei entstehen die Röhrenheizkörperelemente, die zumindest jeweils zwei Adaptern mit zumindest jeweils einer Heizröhre aufweisen. Anschließend werden zwei Röhrenheizkörperelemente bzw. Heizkörperelemente oder Gruppen von Heizkörperelementen derart aneinander gesetzt, daß der für die Verbindung vorgesehene, über das Gehäuse des Adapters überstehende Abschnitt des Ver­ bindungsrohrstutzens an der Rückseite eines jeweiligen Adapters anliegt, um anschließend die einzelnen Röhrenheizkörperelemente bzw. Gruppen von Röhren­ heizkörperelementen unter hohem Anpreßdruck aneinander zu drücken. Dabei muß darauf geachtet werden, daß die für die Verbindung vorgesehenen Flächen der Rückseite des Adapters des einen Röhrenheizkörperelementes vollflächig an der Stirnfläche des für die Verbindung vorgesehenen Abschnittes des Verbindungsrohr­ stutzens des nachfolgenden bzw. vorgehenden Röhrenheizkörperelementes anliegen. Anschließend wird kurzzeitig, vorteilhafterweise im Millisekundenbereich, Energie durch ein Schweißverfahren zugeführt. Hierbei ist ein Stromschweißverfahren besonders vorteilhaft, bei dem in einem kurzen Zeitraum hohe Energien und damit elektrische Ströme für einen Schweißvorgang zur Verfügung gestellt werden können.

Verwendet man bspw. das besonders vorteilhafte Kondensatorentladungsschweißver­ fahren, so können im Millisekundenbereich enorme Ströme, in etwa 500.000 bis 5.000.000 Ampere, vorzugsweise 2.000.000 Ampere, zur Verfügung gestellt werden. Diese Ströme führen an der Übergangsstelle zwischen dem Sammelrohr­ stutzen und der Rückwand des nachfolgenden Adapters dazu, daß die aneinander angrenzenden Bereiche schmelzen und verschweißt werden. Durch die Kurzzeitigkeit der Stromentladung tritt die Wärme zum größten Teil ausschließlich im Bereich der Schweißnaht auf, so daß sich keine große Wärmemenge auf den Adapter bzw. die angrenzenden Teile eines Röhrenheizkörperelementes ausbreiten kann. Auf diese Weise werden die Hartlotverbindungen, mit denen die Heizröhren an dem Adapter befestigt sind, nicht beeinträchtigt.

Der Anpreßdruck, mit dem die Teile während des Schweißvorganges anein­ andergedrückt werden, sollte im Bereich von einer bis mehreren Tonnen, bspw. bis zu 10 t liegen. Der Anpreßdruck kann auch geringer ausfallen, jedoch werden dann die erforderlichen Schweißströme höher. Hier muß ein geeignetes und praktikables Verhältnis von Schweißstrom zu Anpreßdruck ausgewählt werden.

Um sicherzustellen, daß die einzelnen Teile eines Heizkörpers bzw. des erfindungs­ gemäßen Röhrenheizkörpers während der einzelnen Schritte des Herstellungsver­ fahrens nicht verrutschen bzw. aus der gewünschten und vorbestimmten Stellung ausgelenkt werden, werden die einzelnen Teile vorteilhafterweise vorfixiert. Dabei kann der in das Adaptergehäuse eingesetzte Sammelrohrstutzen bspw. über eine Verlötung oder Verschweißung vorfixiert werden. Für dieses Vorfixieren können übliche Schweißverfahren, Laserpunktschweißverfahren oder sonstige Schweißver­ fahren herangezogen werden. Die eigentliche Abdichtung des Sammelrohrstutzens gegenüber dem Adaptergehäuse kann ebenfalls über einen Hartlötvorgang erfolgen, der vorteilhafterweise gleichzeitig mit der Hartverlötung der Heizröhren, vorzugs­ weise in einem Lötofen oder dgl., vorgenommen werden kann.

Die sich durch die Verschweißung der Heizkörperelemente ergebenden Schweiß­ stellen sind von außen nicht sichtbar und es ist nicht erforderlich, irgendwelche aufwendigen Schweißvorgänge vorzunehmen. Zudem läßt sich das Verfahren sehr effizient maschinell durchführen, so daß wenig Handarbeit und damit ein geringer personeller Aufwand mit der Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. von Verfahrensvarianten des erfindungsgemäßen Verfahrens verbunden sind.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung von Heizkörpern bzw. von Röhrenheizkörpern weist mindestens einen Druckzylinder und mindestens einen Druckgegenhalter auf. Zudem sind mindestens zwei Schweißelektroden, nämlich eine für den positiven Pol und eine für den negativen Pol eines Stromentladungskreises vorgesehen.

Mit dem bzw. den Druckzylindern wird auf zwei zwischen den Druckzylindern und den zugehörigen Druckgegenhaltern befindliche Heizkörperelemente bzw. Gruppen von Heizkörperelementen ein Anpreßdruck ausgeübt, so daß die zu verschweißenden Abschnitte, nämlich das Ende eines Verbindungsrohrstutzens und eine Rückwand eines Adapters mit hohem Druck aneinandergepreßt werden. An geeigneten Stellen werden die besagten Schweißelektroden mit den zu verschweißenden Teilen verbunden und eine Stromentladung wird vorgenommen. Die Teile werden unter hohem Druck und hohem Strom innerhalb kürzester Zeit miteinander verschweißt.

Der Druckzylinder und der Druckgegenhalter sind so ausgestaltet, daß keine Ströme über diese Teile abfließen können, so daß der über die Schweißelektroden zugeführte Strom nicht abfließen kann, sondern soweit als möglich für den eigentlichen Schweißvorgang zur Verfügung steht.

Vorteilhafterweise ist der Druckzylinder und/oder der Druckgegenhalter bzw. die Druckzylinder und/oder die Druckgegenhalter verfahrbar auf einem Traggestell oder einem Tragrahmen angeordnet, damit diese Teile gegeneinander, vorzugsweise parallel, verschoben werden können, um unterschiedliche Anzahlen von Heizkörper­ elementen bzw. unterschiedliche Größen von Gruppen von Heizkörperelementen einspannen und unter Druck aneinander pressen zu können, um unterschiedlichste Größen von Heizkörpern aus Heizkörperelementen herstellen zu können.

In der Regel werden bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung jeweils für die Herstellung der Verbindungen des oberen und des unteren Sammelrohres eines Heizkörpers bzw. Röhrenheizkörpers jeweils ein Schweißelektrodenpaar vorgesehen werden müssen.

An den jeweiligen Druckzylinder bzw. Druckgegenhalter werden vorteilhafterweise Zentriereinrichtungen vorgesehen, die die Adapter automatisch zueinander zentrieren können, um die vorteilhafterweise erforderliche gleichmäßige Zusammenpressung zwischen aufeinanderfolgenden Heizkörperelementen noch leichter gewährleisten zu können.

Als Stromkreise, die an die Schweißelektroden angeschlossen sind, kommen solche in Frage, die einen Kondensator bzw. eine Vielzahl von Kondensatoren mit hoher Kapazität aufweisen. Die Kondensatoren werden möglichst gleichzeitig entladen, um den erforderlichen Schweißstrom vorzugsweise in einer Höhe von 2.000.000 Ampere innerhalb von wenigen Millisekunden, also möglichst kurzzeitig, zur Verfügung zu stellen. Unter Umständen sind auch induktive Stromspeicherelemente denkbar.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert. Dabei werden weitere Vorteile und Merkmale bzw. Schritte gemäß der vorliegenden Erfindung ersichtlich. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch einen Adapter eines Röhrenheizkör­ perelementes eines Röhrenheizkörpers, der gemäß der Erfindung ausgestaltet ist;

Fig. 2 ein Röhrenheizkörperelement eines Röhrenheizkörpers gemäß der vorliegenden Erfindung in einer schematisierten Seitenansicht mit einem ausgeschnittenen Bereich;

Fig. 3 einen gemäß der Erfindung ausgestalteten Röhrenheizkörper in einer schematischen Seitenansicht mit einem ausgeschnittenen Bereich; und

Fig. 4 eine Vorrichtung zur Herstellung von Heizkörpern bzw. Röhrenheiz­ körpern in einer schematischen Draufsicht.

In den nachfolgenden Figuren sind gleiche oder zumindest funktionsgleiche Bestandteile jeweils in der Regel mit den gleichen Bezugsziffern benannt.

In Fig. 1 ist ein Adapter 56 dargestellt, wie er ausgestaltet sein kann.

Der Adapter 56 weist ein Gehäuse 57 auf, in das ein Stück Rohr 64 eingesetzt worden ist. Das Gehäuse 57 weist mindestens eine Öffnung auf, in die eine Heizröhre 52 eingesetzt ist. Die Heizröhre 52 ist in der Öffnung in dem Adapter 56 bzw. dem Gehäuse 57 mittels eines Hartlotes 62 flüssigkeits- bzw. gasdicht eingesetzt. Die Heizröhre 52 ist an ihrem oberen Ende offen, so daß eine Durchfluß­ verbindung zu dem Adaptergehäuse 57 gewährleistet ist.

Der Sammelrohrstutzen 66 kann ebenfalls in das Gehäuse 57 des Adapters 56 mittels eines Hartlotes eingefügt sein.

In dem Sammelrohrstutzen 66 sind vorteilhafterweise Öffnungen 58 angeordnet, die eine Verbindung zwischen dem Sammelrohr und dem Gehäuse 57 ermöglichen sollen, durch die ein flüssiges Heizmedium über das Adaptergehäuse 57 in die Heizröhren 52 gelangen kann.

An dem überstehenden Abschnitt 64 des Sammelrohrstutzens 66 kann ein zur Stirnfläche des Sammelrohrstutzens sich zuspitzender Abschnitt 54 vorgesehen sein, der einerseits vorteilhaft dafür eingesetzt werden kann, um den überstehenden Abschnitt 64 plan an eine Oberfläche anzupressen und andererseits, um die Oberfläche an der Stirnseite zu verringern, um in vorteilhafterweise eine Ver­ bindungstechnik anwenden zu können.

Der dem überstehenden Abschnitt 64 bzw. der Stirnfläche 54 gegenüberliegende Bereich des Adapters 56 bzw. des Adaptergehäuses 57 weist eine Öffnung 60 auf, in die der überstehende Bereich 64 eines anschließenden Sammelrohrstutzens 66 eines anschließenden Adapters 56 eingesetzt werden kann.

Andererseits ist auch eine Ausgestaltung vorteilhaft, bei der die betreffende Wandung des Adapters 56 keine Öffnung 60 aufweist, sondern durchgehend geschlossen ist.

Nachdem diese geschlossene Wandung mit dem zugespitzten Stirnbereich 54 eines anschließenden Abschnitts 64 eines folgendendes Adapters 56 mittels einer Verbin­ dungstechnik verbunden worden ist, kann dann immer noch eine Öffnung einer vorgegebenen Größe eingebracht werden, um eine Verbindung für ein Heizmedium zu schaffen. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, daß größere Toleranzspielräume bzw. Justagespielräume beim Verbinden aneinander angrenzender Adapter 56 bzw. Röhrenheizkörperelemente vorhanden sind.

Die Herstellung des Adapters kann dabei wie folgt vorgenommen werden: Zunächst werden die Sammelrohrstutzen 66 in den erforderlichen Abschnitten abgelängt. In den Sammelrohrstutzen 66 werden eine oder mehrere Öffnungen 58 vorgesehen. Die eine Stirnfläche 54 des Sammelrohrstutzens 66 wird in einer geeigneten Form zugespitzt, so daß die Stirnfläche eine geringe Oberfläche aufweist. Löcher 58 werden in den Sammelrohrstutzen 66 eingearbeitet, wobei diese Löcher 58 von Sammelrohrstutzen zu Sammelrohrstutzen einen unterschiedlichen Durchmesser aufweisen können, und zwar in der Weise, daß dem Strömungsverlauf innerhalb eines Heizkörpers bzw. Röhrenheizkörpers Rechnung getragen werden kann. Das heißt also, ein Sammelrohrstutzen 66 eines Adapters 56, der in einem Heizkörper dicht am Zulauf angeordnet ist, wird Öffnungen 58 mit geringerem Gesamtquer­ schnitt haben, als ein Sammelrohrstutzen 66 eines Adapters 56, der in einem Heizkörper weiter von dem Zulauf des Heizkörpers weg oder gar an dessen Ende vorgesehen ist. Auf diese Art und Weise kann gewährleistet werden, daß der betreffende Heizkörper trotz zunehmenden Leitungswiderstandes und zunehmender Abkühlung des Heizmediums gleichmäßig erwärmt wird.

Der fertige Sammelrohrstutzen 66 wird in ein Gehäuse 57 des Adapters 56 eingesetzt. Später wird der Sammelrohrstutzen 66 in der Gehäuseöffnung des Gehäuses 57 über eine Lötverbindung 68 fixiert. Um die Lage des Sammelrohr­ stutzens während der Lötung sicherzustellen, kann eine Vorfixierung vorgenommen werden, mit der eine vorgegebene Lage des Sammelrohrstutzens 66 innerhalb des Gehäuses 57 ermöglicht werden kann.

Nachdem der Sammelrohrstutzen 66 in dem Gehäuse 57 angeordnet und vorfixiert worden ist, werden in einer oder mehreren weiteren in dem Gehäuse 57 vor­ gesehenen Öffnungen Heizröhren 52 eingesetzt. Die entsprechenden Verbindungs­ stellen werden mit einer Lötpaste oder dgl. bestrichen, vorzugsweise einer Kupferhartlotpaste und die entsprechenden Teile werden in einem Lötofen fest miteinander verbunden. Daß die Oberflächen fettfrei, sauber und möglichst oxidfrei sein sollten, ist selbstverständlich.

An der zu der Stirnfläche 54 des Sammelrohrstutzens 66 gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 57 kann eine Öffnung vorgesehen sein, wobei diese Öffnung 60 alternativ oder zusätzlich in ihrem freien Strömungsquerschnitt so ausgestaltet sein kann, daß dem Strömungswiderstand und dem Temperaturverlauf eines spezifischen Heizkörpers Rechnung getragen werden kann.

In Fig. 2 ist ein Heizkörper- bzw. Röhrenheizkörperelement 40 dargestellt, von denen eine Vielzahl von Elementen 40 zu einem Heizkörper bzw. Röhrenheizkörper 50 (siehe Fig. 3) zusammengesetzt werden kann. Die oberen und unteren Adapter 56, 56′ des Heizkörperelementes 40 können gleichermaßen ausgebildet sein. Es ist jedoch auch möglich, bspw. die Öffnungen 58, 60 des oberen Adapters 56 einem erwünschten Strömungs- bzw. Temperaturprofil des Heizkörpers anzupassen und in dem unteren Adapter 56′ des Heizkörperelements 40 gleichmäßig große Öffnungen vorzusehen.

In Fig. 3 ist ein Heizkörper, insbesondere Röhrenheizkörper 50, dargestellt, der aus vier Röhrenheizkörperelementen 40 hergestellt worden ist. Dabei sind das erste und das letzte Element 40 abweichend ausgebildet, da es sich hierbei um Endelemente handelt. In den Adapter des ersten Elementes 40 ist ein Stopfen 79 eingeschraubt, eingelötet oder dgl., worden, um das aus den Sammelrohrstutzen 66 zusammen­ gesetzte Sammelrohr auf der einen Seite des Heizkörpers 50 dichtend abzuschließen.

Der Adapter 56 auf der gegenüberliegenden bzw. rechten Seite weist dagegen keinen überstehenden Abschnitt 64 an seinem Sammelrohrstutzen 66 auf und es kann ebenfalls ein Stopfen oder eine Abschlußplatte oder dgl. 70 vorgesehen werden, um auf dieser Seite des Heizkörpers einen flüssigkeits- bzw. gasdichten Abschluß vor­ zusehen.

Der Vorteil des so ausgebildeten Heizkörpers bzw. Röhrenheizkörpers 50 liegt insbesondere darin, daß keine von außen sichtbaren Schweißnähte auftreten, die durch Schleifen entfernt werden müßten. Zudem sind nur eine geringe Anzahl von Schweißschritten erforderlich, um den Heizkörper 50 herzustellen. Die hauptsächlich verwendete Hartlötung ist stabil und läßt sich massenweise gleichzeitig herstellen. Der Heizkörper ist insbesondere für die Massenproduktion sehr geeignet.

In Fig. 4 ist die Vorrichtung zur Herstellung eines Heizkörpers, insbesondere eines Heizkörpers, dargestellt. Es handelt sich dabei insbesondere um eine Schweißvorrichtung 10 zur Verbindung von Heizkörper­ elementen 40 (Fig. 2). Diese weist einen Druckzylinder 16 und einen Druckgegen­ halter 12 auf. Entsprechende Druckzylinder bzw. Druckgegenhalter 16, 12 sind vorteilhafterweise auch für das andere bzw. untere Sammelrohr eines herzustellenden Heizkörpers angeordnet. Die betreffenden Druckzylinder 16 bzw. Druckgegenhalter 10 sind jeweils vorzugsweise parallel zueinander verschiebbar. In der Darstellung gemäß Fig. 4 sind lediglich die Druckgegenhalter auf einem Schlitten gegenüber den Druckzylindern 16 verschiebbar, was durch den Doppelpfeil 26 symbolisiert werden soll.

Für jedes an dem Röhrenheizkörper vorgesehene Sammelrohr ist mindestens ein Schweißelektrodenpaar 18, 20, nämlich ein Plus- und ein Minuspol, vorgesehen.

Die Pole 18, 20 können über Klammern, Platten oder beliebige andere Mittel möglichst großflächig und mit geringem elektrischen Übergangswiderstand an den Bereich des herzustellenden Heizkörpers angeschlossen werden. Die jeweiligen Druckzylinder bzw. Druckgegenhalter sind mit Zentriervorrichtungen 22, 24 versehen, wobei die Zentriervorrichtung 22 die auf der Seite vorgesehen ist, auf der häufig ein einzelnes Heizkörperelement vorgesehen ist, das einer Gruppe von Heizkörperelementen 40 auf der anderen Seite gegenübersteht, an einem der Pole angeordnet sein kann.

An die Elektroden 18, 20 ist eine Schaltung angeschlossen, die kurzzeitig extrem hohe Ströme zur Verfügung stellen kann. Hierfür eignen sich insbesondere Kondensatoren und/oder ggfs. leistungsfähige induktive Elemente, die in kürzester Zeit einen hohen Strom zur Verfügung stellen können. Derartige Ströme können z. B. bei 2.000.000 Ampere liegen, die innerhalb eines Zeitintervalls im Millisekundenbe­ reich zur Verfügung gestellt werden können. Der Strom fällt derart kurzzeitig an, daß zwar eine sichere Verschweißung, insbesondere Kondensatorentladungsver­ schweißung, gewährleistet werden kann, jedoch die für die Verschweißung erforderliche Hitze nur in einem äußerst begrenzten Bereich anfällt, so daß bspw. Verlötungen an den einzelnen Adaptern 56 nicht erweichen oder gar schmelzen können.

Um einen möglichst erfolgreichen Schweißvorgang bei möglichst niedrigen Strömen zu ermöglichen, wird über den Druckzylinder 16 ein relativ hoher Druck auf die Schweißstelle 54 bzw. auf den in der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 eingespann­ ten Röhrenheizkörper ausgeübt, wobei gleichzeitig über die Abschnitte 22, 24 eine genaue Zentrierung vorgenommen werden kann. Fertigungstoleranzen bei der Herstellung der einzelnen Heizkörperelemente 40 können, wie oben bereits ausgeführt, in einem optisch nicht sichtbaren oder kaum sichtbaren Bereich abgefangen werden.

Zu Beginn der Herstellung eines Heizkörpers bzw. Röhrenheizkörpers werden die zugeordneten Druckgegenhalter 12 über den Schlitten entlang des nach links gerichteten Pfeiles des Doppelpfeiles 26 verschoben. Dabei kann eine bzw. können mehrere Gewindespindeln und Führungen, Hydrauliken oder dgl. verwendet werden.

Auf die Zentriereinrichtung 24 an dem Druckgegenhalter 12, der an dem durch das Bezugszeichen 14 angedeuteten Schlitten befestigt ist, wird ein Heizkörperelement aufgesteckt. Für die erste Schweißung kann auch der Druckgegenhalter 12 eine umschaltbare Elektrode aufweisen. Auf der bzw. den gegenüberliegenden Druck­ zylindern 16 wird ebenfalls ein erstes Heizkörperelement 40 auf die betreffenden Zentriereinrichtungen 22 aufgesteckt. Anschließend werden die beiden Teile über eine Bewegung des Druckgegenhalters auf dem Schlitten 14 zusammengeführt.

Nachdem die Teile vorteilhafterweise in planer Weise ausgerichtet in Anlage zueinandergebracht worden sind, wird über den Druckzylinder 16 ein hoher Druck im Bereich von einer oder mehreren Tonnen auf die Heizkörperelemente, bzw. die miteinander zu verbindende Stelle 54 ausgeübt. Über die Elektroden 18, 20 wird ein elektrischer Kondensatorentladungsschweißschaltkreis angeschlossen, in den mindestens ein aufgeladener Kondensator der entsprechenden Kapazität, bzw. eine Vielzahl von aufgeladenen Kondensatoren mit einer hohen Gesamtkapazität, ange­ schlossen sind. Die Kondensatoren werden entladen und die extrem kurzzeitig anfallende hohe Entladung in Verbindung mit dem hohen Anpreßdruck läßt eine äußerst feste und dichte, hoch belastbare und nach außen nicht sichtbare Schweißnaht bzw. Schweißverbindung entstehen.

Anschließend wird der Schlitten 14 mit dem bzw. den Druckgegenhaltern 12 und dem daran befindlichen, nunmehr aus zwei Röhrenheizkörperelementen bestehende Röhrenheizkörper weggefahren, ein neues Röhrenheizkörperelemente 40 auf die den Druckzylindern 16 zugeordneten kombinierten Schweißelektroden 18/Zentrier­ einrichtungen 22 aufgesteckt und durch Verfahren des Schlittens 14 und Ausübung eines Druckes durch die Druckzylinder 16 sowie durch abermaliges Entladen der zwischenzeitlich aufgeladenen Kondensatoren über die Elektroden 18, 20 eine weitere Verschweißung vorgenommen, so daß der Heizkörper nunmehr drei fest miteinander verbundene Heizkörperelemente aufweist, usw.

Claims (19)

1. Heizkörper, insbesondere Röhrenheizkörper,

• - mit Adaptern, die aneinandergereiht ein oberes und ein unteres Sammelrohr bilden und die jeweils mindestens eine Öffnung aufweisen,
• - mit mindestens einem Heizrohr zwischen zwei Adaptern, das in die jeweilige, mindestens eine Öffnung eines jeweiligen Adapters eingesetzt ist, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
• a) die jeweiligen Adapter (56) weisen jeweils mindestens einen Sammelrohr­ stutzen (66) auf, der mit einzelnen umfänglichen Öffnungen bzw. Aus­ nehmungen (58) versehen ist;
• b) der Sammelrohrstutzen (66) ist bis auf einen überstehenden Abschnitt (64) von einem Gehäuseteil (57) umgeben;
• c) das Gehäuseteil weist die Öffnungen für das bzw. die Heizrohre (52) auf.

2. Heizkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizrohre (52) in den Öffnungen der jeweiligen Adapter (56) durch Hartlötung befestigt sind.

3. Heizkörper nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelrohrstutzen durch Verschweißung, insbesondere Kondensatorentladungsver­ schweißung, miteinander zu einem Sammelrohr verbunden sind.

4. Heizkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Verbindungsöffnungen (58, 60) in den Sammelrohrstutzen (66) und den Adapterge­ häusen (57) vorgesehen sind.

5. Heizkörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (58, 60) aufeinanderfolgender Sammelrohrstutzen zumindest der das obere Sammelrohr ausbildenden Sammelrohrstutzen (66) unterschiedliche Durchmesser aufweisen.

6. Heizkörper nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die näher an dem Zulauf des Heizkörpers (50) befindlichen Adapter (56) bzw. Sammelrohrstutzen (66) Öffnungen (58, 60) mit kleinerem Öffnungsquerschnitt aufweisen, als die von dem Zulauf weiter entfernten.

7. Heizkörper nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Adapter (56) bzw. Sammelrohrstutzen (66), die mehr an dem Ablauf des Heizkörpers (50) angeordnet sind, Öffnungen (58, 60) aufweisen, die kleiner sind, als die Adapter (56) bzw. Sammelrohrstutzen (66) die weiter entfernt sind.

8. Verfahren zur Herstellung von Heizkörpern, insbesondere Röhrenheizkörpern, mit den folgenden Schritten:

• a) mindestens zwei Adapter mit jeweils mindestens einem Rohrstutzen werden hergestellt, wobei die Adapter mindestens jeweils eine Anschlußöffnung aufweisen;
• b) die Adapter werden mit mindestens einer Röhre zu einem Heizkörper- bzw. Röhrenheizkörperelement miteinander verbunden;
• c) die Heizkörper- bzw. Röhrenheizkörperelemente werden miteinander verschweißt,

gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

• b1) die mindestens eine Röhre (52) wird mittels eines Hartlotes (62) mit den mindestens zwei Adaptern (56) so verlötet, daß die Heizröhre (52) in der Öffnung befestigt ist;
• d) die Röhrenheizkörperelemente werden unter hohem Anpreßdruck anein­ andergepreßt, wobei
• e) die Sammelrohrstutzen (66) der Adapter (57) eines Heizkörper- bzw. Röhrenheizkörperelements (40) an die Rückseiten der Adapter (57) eines anderen Heizkörper- bzw. Röhrenheizkörperelements (40) im wesentlichen vollumfänglich, vorzugsweise exakt vollumfänglich, angelegt werden, und c1) es wird kurzzeitig, vorteilhafterweise im Millisekundenbereich, Energie zugeführt, um eine Verschweißung (54) durchzuführen.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestandteile der Heizkörper- bzw. Röhrenheizkörperelemente (40) mittels eines Befestigungsver­ fahrens, vorzugsweise eines Schweißverfahrens, in einer vorbestimmten Position vorfixiert werden, bevor die Hartverlötung vorgenommen wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verbindungsöffnung (60) von einem Adapter (56) zu dem Sammelrohrstutzen (66) eines nachfolgenden Adapters (56) nach der Verschweißung hergestellt wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Anpreßdruck etwa 0,5 bis 10 t beträgt.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die kurzzeitig zugeführte Energie, bzw. der kurzzeitig zugeführte Schweißstrom in einem Bereich von ca. 500.000 bis ungefähr 5.000.000 Ampere und darüber liegt.

13. Vorrichtung zur Herstellung von Heizkörpern, insbesondere Röhrenheizkörpern, mit einer Schweißeinrichtung, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

• a) mindestens eine Halteeinrichtung (12), um Heizkörper (50) bzw. Heizkörper­ elemente (40) abzustützen;
• b) mindestens eine Anpreßeinrichtung (16), um Heizkörper (50) bzw. Röhren­ heizkörperelemente aneinanderzupressen;
• c) mindestens zwei Schweißelektroden (18, 20),
• d) mindestens eine elektrische Schaltung, durch die kurzzeitig, vorzugsweise im Millisekundenbereich hohe Ströme bereitstellbar sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Halte- bzw. Anpreßeinrichtung bzw. -einrichtungen mit Zentriereinrichtungen (22, 24) versehen sind.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung, vorzugsweise eine Druckgegenhalterung (12), auf einem Schlitten (14) verfahrbar ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßeinrichtung bzw. Anpreßeinrichtungen (16) Hydraulikzylinder, Preßluft­ zylinder, Spindeleinrichtungen oder dgl. aufweisen.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß an die Elektroden (18, 20) kapazitive bzw. induktive Elemente anschließbar sind, um kurzzeitig hohe Ströme bereitzustellen.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (10) derart elektrisch isoliert ist, daß die Ströme von den Elektroden (18, 20) im wesentlichen zwischen diesen, bzw. durch den zu verschweißenden Abschnitt fließen.