DE4332269A1 - Anschlußgarnitur für Heizkörper sowie Verfahren zur Herstellung einer Anschlußgarnitur - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einerseits eine Anschlußgarnitur für Heizkörper, insbesondere Plattenheizkörper, gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Andererseits richtet sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung einer Anschlußgarnitur für Heizkörper.

Aus jeweils einem gehäuseartigen Oberteil, einem gehäuse­ artigen Unterteil und einem den Oberteil mit dem Unter­ teil verbindenden Steigrohr bestehende Anschlußgarnituren werden bevorzugt bei Plattenheizkörpern angewandt. Sie dienen sowohl bei einem Einrohrsystem als auch bei einem Zweirohrsystem der Zu- und Abführung des Heizmediums. Zu diesem Zweck weist der Unterteil einen Vorlaufanschluß und einen im definierten Abstand zu diesem angeordneten Rücklaufanschluß auf. Während der Rücklaufanschluß mit dem unteren Höhenbereich eines Heizkörpers verbunden wird, ist der Vorlaufanschluß über ein vertikales Steig­ rohr mit dem im oberen Höhenbereich des Heizkörpers ange­ ordneten Oberteil verbunden. In den Oberteil ist meistens eine Regelarmatur integriert.

Die Verbindung des Steigrohrs mit dem Oberteil und dem Unterteil erfolgt bislang durch eine Schutzgasschweißung. Zu diesem Zweck sind im Unterteil und im Oberteil an den Außendurchmesser des Steigrohrs angepaßte Öffnungen vor­ gesehen, in welche das Steigrohr lageorientiert einge­ setzt wird. Nach der Fixierung von Steigrohr, Oberteil und Unterteil in einer entsprechenden Schweißvorrichtung werden die Schweißnähte im Übergangsbereich von dem Steigrohr auf die Oberflächen des Oberteils und des Un­ terteils gelegt. Da es sich bei den Gehäusen von Oberteil und Unterteil häufig um rohrartige bzw. kugelförmige Ge­ bilde handelt, müssen die Schweißbahnen außerdem entlang spezieller Kurven gelegt werden. Dies führt zu ver­ gleichsweise komplizierten Schweißvorrichtungen. Außerdem ist es zur Sicherstellung einer einwandfreien Schutzgas­ schweißung (MIG/MAG) erforderlich, diverse Parameter, wie z. B. Gasqualität, Gasmenge, Schweißdrahtqualität, Draht­ menge, Drahtvorschub, Düsenzustand, Anstellwinkel der Düse, Brennerabstand, Schweißgeschwindigkeit, Nachhalte­ zeit des Gases, Freibrandzeit des Drahtes, Überschweiß­ zeit, Startverzögerung, Impulsveränderungen und Kontur­ genauigkeit permanent zu überwachen. Diese Überwachung erfordert ebenfalls einen nicht unerheblichen Aufwand.

Trotz dieser Überwachung kann die Dichtheit der Schweiß­ nähte nicht grundsätzlich gewährleistet werden. Dies liegt in der Schutzgasschweißung an sich begründet. Folg­ lich muß jede Anschlußgarnitur in einer Prüfanlage hin­ sichtlich der Dichtheit der Schweißnähte geprüft werden.

Die Überprüfung erfolgt derart, daß die Anschlußgarnitur visuell in einem Wasserbad kontrolliert wird. Die Quali­ tät der Überprüfung hängt dabei von dem Verantwortungsbe­ wußtsein der prüfenden Person ab. Da es sich bei einer Anschlußgarnitur um einen ausgesprochenen Massenartikel handelt, muß die prüfende Person mehrere Stunden am Tag eine solche Sichtkontrolle durchführen. Hierbei ist es objektiv nicht auszuschließen, daß die prüfende Person ermüdet. Sie nimmt dann nicht immer wahr bzw. sie will unbewußt nicht wahrnehmen, daß Luftblasen im Prüfbad hochsteigen, die darauf hindeuten, daß Schweißnähte nicht dicht sind.

Ein wesentlicher Nachteil liegt im Stand der Technik also darin, daß einerseits für das Zusammenschweißen von Ober­ teil, Unterteil und Steigrohr ein hoher vorrichtungstech­ nischer Aufwand bereitgestellt werden muß, und daß ande­ rerseits für die Überprüfung der Schweißnähte eine mono­ tone, stets wiederkehrende visuelle Kontrolltätigkeit mit den durch menschliche Unzulänglichkeit bedingten Fehler­ quellen erforderlich ist.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine Anschlußgarnitur für Heizkörper, insbesondere Platten­ heizkörper, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Anschlußgarnitur zu schaffen, die einen geringe­ ren apparatemäßigen Aufwand erfordern und Fehlerquellen aufgrund menschlicher Unzulänglichkeit weitgehend aus­ schließen.

Was die Lösung des gegenständlichen Teils dieser Aufgabe anlangt, so wird diese in den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gesehen.

Danach wird das Steigrohr an den Enden mit umfangsseiti­ gen Ringwulsten ausgerüstet, denen verschiedene Funk­ tionen überantwortet werden. Ferner werden die Öffnungen im Oberteil und Unterteil randseitig so gestaltet, daß sie im Zusammenwirken mit den Steigrohrenden die Anwen­ dung der wirtschaftlicheren elektrischen Widerstands­ schweißung erlauben. Hierbei übernehmen die Ringwulste gemeinsam mit den Schweiß-Kontaktbereichen umfangsseitig der Öffnungen zunächst eine Distanzierungsfunktion im Hinblick auf den exakten Abstand von Oberteil zu Unter­ teil, um die vorbestimmten Anschlußmaße der Anschlußgar­ nitur - einerseits zum Heizkörper, andererseits zu den bauseitigen Vorlauf- und Rücklaufleitungen hin - zu ge­ währleisten. Dies ist deshalb möglich, weil sowohl die Ringwulste als auch die Schweiß-Kontaktbereiche exakt ge­ fertigt werden können. Die über die Ringwulste vorstehen­ den zylindrischen Endabschnitte der Steigrohrenden sind hierbei so lang ausgebildet, daß sie in den Öffnungen eine Zentrierfunktion wahrnehmen. Ihre Länge entspricht etwa der Dicke der Wandungen des Oberteil s und des Unter­ teils. Dadurch, daß sich die Schweiß-Kontaktbereiche senkrecht zur Längsachse des Steigrohrs erstrecken, kann beim Aufbringen einer axialen Kraft, wobei sich die Ring­ wulste jeweils gegen Elektroden abstützen, die Festlegung der Ringwulste an den Schweiß-Kontaktbereichen per Wider­ standsschweißung erfolgen.

Durch die Ausbildung der Steigrohrenden sowie der Öff­ nungsbereiche an Oberteil und Unterteil kann mithin sowohl eine exakte Maßhaltigkeit in Längsrichtung des Steigrohrs als auch radial zur Längsachse des Steigrohrs erreicht werden. Dies erweist sich insbesondere dann von Vorteil, wenn die Oberflächen des Oberteils und des Un­ terteils zylindrisch oder kugelförmig gekrümmt sind. Die auch dann in einer Ebene verlaufenden Schweiß-Kontaktbe­ reiche gewährleisten im Zusammenwirken mit den präzise gefertigten Ringwulsten beim Widerstandsschweißen ein­ wandfreie dichte Schweißverbindungen. Auf eine Dichtig­ keitsprüfung und den damit verbundenen Aufwand kann dem­ zufolge verzichtet werden. Die mit einer solchen Kon­ trolle einhergehenden, insbesondere auf menschliche Unzu­ länglichkeiten beruhenden Fehlerquellen entfallen.

Die Ringwulste können auf verschiedene Art und Weise her­ gestellt werden. Entsprechend den Merkmalen des Patent­ anspruchs 2 ist es im Rahmen der Erfindung jedoch von Vorteil, daß die Ringwulste durch axiales Stauchen des Steigrohrs gebildet sind. Hierbei entstehen im Quer­ schnitt etwa U-förmige Faltungen, die es beim Wider­ standsschweißen aufgrund der dann aufzuwendenden Preß­ kraft erlauben, im Rahmen einer formschlüssigen Fixierung begrenzt federnd nachzugeben, um dann nach Strombeauf­ schlagung die Schweißverbindung bei definiertem Abstand von Oberteil und Unterteil sicherzustellen.

Entsprechend den Merkmalen des Patentanspruchs 3 werden die Schweiß-Kontaktbereiche bevorzugt durch Prägen der Randabschnitte der Öffnungen gebildet. Dies kann unabhän­ gig von der Herstellung der Öffnungen oder gleichzeitig mit der Fertigung der Öffnungen erfolgen. Die Schweiß- Kontaktbereiche können linienförmig (schneidenartig) aus­ gebildet sein. In diesem Fall werden sie z. B. durch die scharfkantigen Ränder der Öffnungen gebildet. Diese Rän­ der kommen dann bevorzugt mit den konkaven Oberflächenab­ schnitten der Ringwulste in Kontakt. Eine solche Berüh­ rung hat sich beim bekannten Buckelschweißen als beson­ ders vorteilhaft herausgestellt.

Die Schweiß-Kontaktbereiche können aber auch in Richtung auf die Ringwulste konvex, konkav oder eben gestaltet sein.

Die Lösung des verfahrensmäßigen Teils der Erfindung wird in den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 4 gesehen.

Ein großer Vorteil dieses Verfahrens liegt in dem Sach­ verhalt, daß sich die Ringwulste beim axialen Preßvorgang direkt an den stabil ausgebildeten und gelagerten Elek­ troden abstützen können und das Steigrohr somit nicht in seinem zylindrischen Teil örtlich durch Reibschluß fest­ gehalten werden muß. Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht darin, daß die Widerstandsschweißung absolut dichte Schweißnähte garantiert, die keiner Überprüfung bedürfen. Insofern sind wesentlich weniger Parameter der Widerstandsschweißung im Vergleich zu einer Schutzgas­ schweißung zu überwachen. Ferner entfällt eine Abdrück­ vorrichtung zur Kontrolle der Dichtheit der Schweißnähte. Es gelangen aber nicht nur der apparative Aufwand für die Abdrückvorrichtung in Fortfall, sondern auch die in der prüfenden Person liegenden menschlichen Fehlerquellen. Die Qualität der erzeugten Anschlußgarnituren wird demzu­ folge erheblich verbessert. Dies macht sich besonders deshalb wirtschaftlich bemerkbar, weil es sich bei der Anschlußgarnitur um einen ausgesprochenen Massenartikel handelt.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß neben der durch insbesondere enge Toleranzen gesicherten Dichtheit der Schweißnähte eine Verbesserung der mechanischen Festig­ keit auf Zug, Druck, Biegung und Torsion erreicht wird. Infolge des großen Kontaktbereichs der Ringwulste rand­ seitig der Öffnungen werden im Steigrohr wesentlich gün­ stigere Spannungsverteilungen erzielt. Die mechanischen Werte für die Sicherheit der Schweißverbindungen werden verbessert, und zwar insbesondere während des praktischen Einsatzes bei vergleichsweise hohen Temperaturdifferenzen im Bereich des Vorlaufanschlusses einerseits und des Heizkörperanschlusses andererseits. Darüber hinaus kann der Bereich wesentlich kleiner gehalten werden, der beim Widerstandsschweißen erwärmt werden muß. Auch dies trägt zur Erhöhung der Festigkeit der Anschlußgarnitur bei.

Letztlich ist noch darauf hinzuweisen, daß kein Nahtein­ fall entstehen kann. Hiermit ist gemeint, daß beim Schweißen kein Material in das Innere des Steigrohrs ein­ treten kann, was letztlich zu einer Querschnittsverengung führen würde.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnun­ gen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 in schematischer Seitenansicht eine Anschluß­ garnitur;

Fig. 2 in der Seitenansicht, teilweise im Schnitt, ein Steigrohr der Anschlußgarnitur der Fig. 1;

Fig. 3 im vertikalen Schnitt in vergrößerter Dar­ stellung einen Verbindungsbereich zwischen dem Steigrohr und einer rohrförmigen An­ schweißbuchse;

Fig. 4 im vertikalen Schnitt in vergrößerter Dar­ stellung den Verbindungsbereich zwischen dem Steigrohr und einem gehäuseartigen Unterteil;

Fig. 5 in nochmals vergrößertem Maßstab den Aus­ schnitt V der Fig. 4;

Fig. 6 ebenfalls in vergrößerter Darstellung das De­ tail VI der Fig. 3 und

Fig. 7 eine weitere Gestaltung des Detailbereichs VI der Fig. 3.

Mit 1 ist in der Fig. 1 eine Anschlußgarnitur für einen nicht näher dargestellten Plattenheizkörper bezeichnet. Die Anschlußgarnitur 1 weist einen gehäuseartigen Ober­ teil 2 sowie einen gehäuseartigen Unterteil 3 auf, die durch ein Steigrohr 4 miteinander verbunden sind.

Der Oberteil 2 umfaßt im Bereich des Steigrohrs 4 eine rohrförmige Anschweißbuchse 5.

Der Unterteil 3 setzt sich aus zwei kugelförmigen Gehäu­ sen 6, 7 zusammen, die durch ein Rohrstück 8 miteinander verbunden sind. Das Gehäuse 6 besitzt einen Vorlaufan­ schluß 9, während das Gehäuse 7 einen Rücklaufanschluß 10 sowie einen Anschluß 11 zur Kopplung mit dem Plattenheiz­ körper aufweist.

Das Steigrohr 4 weist an beiden Enden umfangsseitige Ringwulste 12, 13 auf.

In der Anschweißbuchse 5 ist, wie insbesondere die Fig. 3 und 6 zu erkennen geben, eine Öffnung 14 vorgese­ hen, die den über den Ringwulst 12 vorstehenden zylindri­ schen Endabschnitt 15 des Steigrohrs 4 aufnimmt. Der Be­ reich umfangsseitig der Öffnung 14 ist durch Prägen ein­ gezogen und als Schweiß-Kontaktbereich 16 ausgebildet. Dieser Schweiß-Kontaktbereich 16 erstreckt sich in einer Ebene E-E (Fig. 6), die senkrecht zur Längsachse 17 des Steigrohrs 4 verläuft. Es wird auf diese Weise eine scharfe Kante 18 gebildet, die am konkaven Oberflächenbe­ reich 19 des Ringwulstes 12 zur Anlage gelangt.

Es ist aber auch vorstellbar, wie z. B. die Fig. 7 zu er­ kennen gibt, daß der Schweiß-Kontaktbereich 16a durch die kreisringförmige Fläche einer ebenen Oberseite 20 eines Gehäuses gebildet wird. Ferner kann der Schweiß-Kontakt­ bereich 16 in Richtung zum Ringwulst 12 konvex oder kon­ kav gekrümmt sein.

Eine konvexe Krümmung 16b veranschaulichen z. B. die Fig. 4 und 5, wo der untere Ringwulst 13 gemäß den Fig. 1 und 2 an dem Gehäuse 6 zur Anlage gelangt.

Die Herstellung der Anschlußgarnitur 1 gemäß Fig. 1 er­ folgt dadurch, daß zunächst die Enden 21, 22 des Steig­ rohrs 4 gemäß Fig. 2 mit umfangsseitigen Ringwulsten 12, 13 versehen werden. Die Herstellung der Ringwulste 12, 13 erfolgt bevorzugt durch einen Stauchprozeß. Dadurch kön­ nen sowohl der Abstand A der einander zugewandten Ober­ flächen 23 der Ringwulste 12, 13, die Breite B der Ring­ wulste 12, 13, die Länge L der zylindrischen Endab­ schnitte 15 sowie die Gesamtlänge GL des Steigrohrs 4 vor dem Schweißprozeß exakt festgelegt werden.

Parallel zu der Fertigung des Steigrohrs 4 werden in der Anschweißbuchse 5 und im Vorlaufgehäuse 6 Öffnungen 14, 24 mit Durchmessern hergestellt, die exakt an die Außen­ durchmesser der zylindrischen Endabschnitte 15 des Steig­ rohrs 4 angepaßt sind.

Randseitig der Öffnungen 14, 24 werden durch Prägen in einer Ebene E-E liegende, sich senkrecht zur Längsachse 17 des Steigrohrs 4 erstreckende ringförmige Schweiß-Kon­ taktbereiche 16, 16a, 16b angeformt, die - wie vorstehend erläutert - in Richtung zu den Ringwulsten 12, 13 konvex, konkav, scharfkantig oder eben ausgebildet sein können.

Im Anschluß daran werden der Oberteil 2, der Unterteil 3 und das Steigrohr 4 zusammengesteckt und bezüglich der späteren Einbauposition lageorientiert.

Nunmehr wird beispielsweise unterhalb des der Anschweiß­ buchse 5 benachbarten Ringwulstes 12 eine Elektrode 25 angelegt (Fig. 1) und danach das Steigrohr 4 sowie der Oberteil 2 durch eine in axialer Richtung des Steigrohrs 4 wirksame Kraft P formschlüssig fixiert. Die Elektrode 25 bildet hierbei gemäß den Pfeilen W aufgrund ihrer Hal­ terung ein Widerlager. Eine reibschlüssige Festlegung des Steigrohrs 4 im Bereich zwischen den Ringwulsten 12, 13 ist nicht notwendig.

Anschließend wird die Elektrode 25 mit Strom beaufschlagt und es erfolgt mit anhaltender Kraft P ein Zusammenpres­ sen von Ringwulst 12 und Schweiß-Kontaktbereich 16 (Fig. 1, 3 und 6), wobei der Abstand A1 der Mittel­ achse 26 der Anschweißbuchse 5 zu der Anlageebene der Elektrode 25 am Ringwulst 12 exakt definierbar ist.

Im Anschluß daran wird der vorstehend anhand der Verbin­ dung von Steigrohr 4 und Oberteil 2 geschilderte Vorgang am Unterteil 3 vorgenommen. Das heißt, es wird eine Elek­ trode 25 an das Steigrohr 4 mit Anlage am Ringwulst 13 gelegt, anschließend werden mit der Kraft P Steigrohr 4 und Unterteil 3 formschlüssig fixiert. Dann wird mit der Kraft P und Strombeaufschlagung der Ringwulst 13 mit dem Schweiß-Kontaktbereich 16b (Fig. 1, 4 und 5) zusammen­ gepreßt und dadurch verschweißt. Hierbei wird dann der vorgeschriebene Endabstand EA der Mittelachse 26 des Oberteils 2 zu der Mittelachse 27 des Unterteils 3 genau definiert (Fig. 1).

Bezugszeichenliste

 1 Anschlußgarnitur
 2 Oberteil v. 1
 3 Unterteil v. 1
 4 Steigrohr
 5 Anschweißbuchse
 6 Gehäuse v. 3
 7 Gehäuse v. 3
 8 Rohrstück
 9 Vorlaufanschluß
10 Rücklaufanschluß
11 Anschluß an 7
12 Ringwulst
13 Ringwulst
14 Öffnung in 5
15 Endabschnitte v. 4
16 Schweiß-Kontaktbereich
16a Schweiß-Kontaktbereich
16b Schweiß-Kontaktbereich
17 Längsachse v. 4
18 scharfe Kante
19 konkaver Oberflächenabschnitt v. 12
20 Oberseite
21 Ende v. 4
22 Ende v. 4
23 Oberflächen v. 12, 13
24 Öffnung in 6
25 Elektrode
26 Mittelachse v. 5
27 Mittelachse v. 3
A Abstand v. 23
A1 Abstand 26 zu 25
B Breite v. 12, 13
E-E Ebene v. 16, 16a, 16b
EA Endabstand 26 zu 27
GL Gesamtlänge v. 4
L Länge v. 15
P Kraft
W Widerlager

Claims (4)

1. Anschlußgarnitur für Heizkörper, insbesondere Platten­ heizkörper, welche einen gehäuseartigen Oberteil (2) und einen gehäuseartigen Unterteil (3) aufweist, die durch ein Steigrohr (4) miteinander verbunden sind, das mit seinen Endabschnitten (15) in Öffnungen (14, 24) des Oberteils (2) und des Unterteils (3) einge­ setzt und mit dem Oberteil (2) und dem Unterteil (3) durch Schweißung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Enden (21, 22) des Steigrohrs (4) aus der Wandung herausgeformte umfangsseitige Ringwulste (12, 13) vorgesehen sind, die mindestens linienförmig an ringförmigen Schweiß- Kontaktbereichen (16, 16a, 16b) des Oberteils (2) und des Unterteils (3) zur Anlage bringbar sind, welche sich in einer senkrecht zur Längsachse (17) des Steigrohrs (4) verlaufenden Ebene (E-E) erstrecken.

2. Anschlußgarnitur nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringwulste (12, 13) durch axiales Stauchen des Steigrohrs (4) gebil­ det sind.

3. Anschlußgarnitur nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweiß-Kontaktbereiche (16, 16a, 16b) durch Prägen der Randabschnitte der Öffnungen (14, 24) gebildet sind.

4. Verfahren zur Herstellung einer aus einem gehäusear­ tigen Oberteil (2), einem gehäuseartigen Unterteil (3) und einem den Oberteil (2) mit dem Unterteil (3) verbindenden Steigrohr (4) bestehenden Anschlußgarni­ tur (1) für Heizkörper, insbesondere Plattenheizkör­ per, bei welchem die Endabschnitte (15) des Steig­ rohrs (4) in daran angepaßte Öffnungen (14, 24) des Oberteils (2) sowie des Unterteils (3) lageorientiert eingesetzt und anschließend mit dem Oberteil (2) so­ wie dem Unterteil (3) verschweißt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (21, 22) des Steigrohrs (4) mit umfangsseitigen Ringwulsten (12, 13) versehen und randseitig der Öff­ nungen (14, 24) im Oberteil (2) und im Unterteil (3) in einer Ebene (E-E) liegende, sich senkrecht zur Längsachse (17) des Steigrohrs (4) erstreckende ring­ förmige Schweiß-Kontaktbereiche (16, 16a, 16b) ange­ formt werden, daß nach dem Zusammenfügen von Oberteil (2), Unterteil (3) und Steigrohr (4) zunächst an dem einen Steigrohrende (21) und dann an dem anderen Steigrohrende (22) eine das Steigrohr (4) unterhalb eines Ringwulstes (12, 13) umgreifende Elektrode (25) angelegt und danach das Steigrohr (4) sowie der der Elektrode (25) benachbarte Oberteil (2) oder Unter­ teil (3) durch eine in axialer Richtung des Steig­ rohrs (4) wirksame Kraft (P) formschlüssig fixiert werden, daß nach der Fixierung die Elektrode (25) mit Strom beaufschlagt und daß anschließend der Ringwulst (12, 13) durch Widerstandsschweißung mit dem angren­ zenden Schweiß-Kontaktbereich (16, 16a, 16b) flüssig­ keitsdicht verbunden wird.