DE4332269C2 - Anschlußgarnitur für Heizkörper sowie Verfahren zur Herstellung einer Anschlußgarnitur - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anschlußgarnitur für Heizkörper, insbesondere Plattenheizkörper und 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.

Durch die DE 37 36 107 A1 zählt eine Anschlußgarnitur zum Stand der Technik, bei welcher die Verbindung des Steig­ rohrs mit dem Oberteil und dem Unterteil durch eine Schutzgasschweißung erfolgt. Zu diesem Zweck sind im Oberteil und im Unterteil an den Außendurchmesser des Steigrohrs angepaßte Öffnungen vorgesehen, in welche das Steigrohr lageorientiert eingesetzt wird. Nach der Fixie­ rung von Steigrohr, Oberteil und Unterteil in einer ent­ sprechenden Schweißvorrichtung werden die Schweißnähte im Übergangsbereich von dem Steigrohr auf die Oberflächen des Oberteils und des Unterteils gelegt. Da es sich bei den Gehäusen von Oberteil und Unterteil um rohrartige bzw. kugelförmige Gebilde handelt, müssen die Schweißbah­ nen daher entlang spezieller Kurven gelegt werden. Dies führt zu vergleichsweise komplizierten Schweißvorrichtun­ gen. Außerdem ist es zur Sicherstellung einer einwand­ freien Schutzgasschweißung (MIG/MAG) erforderlich, di­ verse Parameter, wie z. B. Gasqualität, Gasmenge, Schweiß­ drahtqualität, Drahtmenge, Drahtvorschub, Düsenzustand, Anstellwinkel der Düse, Brennerabstand, Schweißgeschwin­ digkeit, Nachhaltezeit des Gases, Freibrandzeit des Drahts, Überschweißzeit, Startverzögerung, Impulsverände­ rungen und Konturgenauigkeit permanent zu überwachen. Diese Überwachung erfordert fraglos einen erheblichen Aufwand.

Trotz dieses Aufwands kann die Dichtheit der Schweißnähte nicht grundsätzlich gewährleistet werden. Dies liegt in der Schutzgasschweißung an sich begründet. Folglich muß jede Anschlußgarnitur in einer entsprechenden Anlage hin­ sichtlich der Dichtheit der Schweißnähte geprüft werden. Die Überprüfung erfolgt durchweg derart, daß die An­ schlußgarnitur visuell in einem Wasserbad kontrolliert wird. Die Qualität der Überprüfung hängt dabei von dem Verantwortungsbewußtsein der prüfenden Person ab. Da es sich bei einer Anschlußgarnitur der in Rede stehenden Art um einen ausgesprochenen Massenartikel handelt, muß die prüfende Person mehrere Stunden am Tag eine solche Sicht­ kontrolle durchführen. Hierbei ist es objektiv nicht aus­ zuschließen, daß die prüfende Person ermüdet. Sie nimmt dann nicht immer wahr bzw. sie will unbewußt nicht wahr­ nehmen, daß Luftblasen im Prüfbad hochsteigen, die darauf hindeuten, daß Schweißnähte nicht dicht sind.

Die wesentlichen Nachteile der bekannten Bauart liegen also darin, daß einerseits für das Zusammenschweißen von Oberteil, Unterteil und Steigrohr ein hoher vorrichtungs­ technischer Aufwand bereitgestellt werden muß und daß an­ dererseits für die Überprüfung der Schweißnähte eine mo­ notone, stets wiederkehrende visuelle Kontrolltätigkeit mit den durch menschliche Unzulänglichkeit bedingten Feh­ lerquellen erforderlich ist.

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

Die Lösung dieser Aufgabe ist in den Patentansprüchen 1 und 2 angegeben.

Danach wird das Steigrohr an den Enden mit umfangsseiti­ gen Ringwulsten ausgerüstet, denen verschiedene Funktio­ nen überantwortet werden. Ferner werden die Öffnungen im Oberteil und Unterteil randseitig so gestaltet, daß sie im Zusammenwirken mit den Steigrohrenden die Anwendung des im Vergleich zum Schutzgasschweißen wirtschaftliche­ ren elektrischen Widerstandsschweißens erlauben.

Hierbei übernehmen die Ringwulste gemeinsam mit den in einer Ebene liegenden Kontaktbereichen umfangsseitig der Öffnungen zunächst eine Distanzierungsfunktion im Hin­ blick auf den exakten Abstand von Oberteil zu Unterteil, um die vorbestimmten Anschlußmaße der Anschlußgarnitur - einerseits zum Heizkörper, andererseits zu den bauseiti­ gen Vorlauf- und Rücklaufleitungen hin - zu gewährlei­ sten. Dies ist deshalb möglich, weil sowohl die Ringwul­ ste als auch die Kontaktbereiche exakt mit auch in der Massenproduktion stets wiederholbarer Genauigkeit gefer­ tigt werden können.

Ferner sind die über die Ringwulste vorstehenden zylin­ drischen Endabschnitte der Steigrohrenden so lang ausge­ bildet, daß sie in den Öffnungen eine Zentrierfunktion wahrnehmen. Ihre Länge entspricht etwa der Dicke der Wan­ dungen des Oberteils und des Unterteils.

Dadurch, daß sich die Kontaktbereiche senkrecht zur Längsachse des Steigrohrs erstrecken, kann darüberhinaus beim Aufbringen einer axialen Kraft, wobei sich die Ring­ wulste jeweils gegen Elektroden abstützen, die Festlegung der Ringwulste in den Kontaktbereichen per Widerstands­ schweißung 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 deshalb von Vorteil, weil die Oberflächen des Oberteils und des Unterteils in aller Regel zylindrisch oder kugelförmig gekrümmt sind. Die auch dann in einer Ebene verlaufenden Kontaktbereiche gewährleisten im Zusammenwirken mit den präzise gefertigten Ringwulsten beim Widerstandsschweißen einwandfreie, flüssigkeitsdichte Schweißverbindungen. Auf eine Dichtigkeitsprüfung und den damit verbundenen Auf­ wand kann demzufolge verzichtet werden. Die mit einer solchen Kontrolle einhergehenden, insbesondere auf menschliche Unzulänglichkeiten beruhenden, Fehlerquellen entfallen.

Die Ringwulste können insbesondere durch axiales Stauchen des Steigrohrs und die Kontaktbereiche durch Prägen der Randabschnitte der Öffnungen gebildet werden. Das Prägen kann unabhängig von der Herstellung der Öffnungen oder gleichzeitig mit der Fertigung der Öffnungen erfolgen. Die Kontaktbereiche können linienförmig oder aber auch in Richtung auf die Ringwulste konvex, konkav oder eben ge­ staltet sein.

Ein großer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ent­ sprechend den Merkmalen des Anspruchs 2 liegt in dem Sachverhalt, daß sich die Ringwulste bei axialem Preßvor­ gang direkt an den stabil ausgebildeten und gelagerten Elektroden abstützen können und das Steigrohr somit nicht in seinem zylindrischen Teil örtlich durch Reibschluß festgehalten werden muß. Ein weiterer wesentlicher Vor­ teil besteht darin, daß die Widerstandsschweißung absolut flüssigkeitsdichte Schweißnähte garantiert, die keiner Überprüfung bedürfen. Insofern sind wesentlich weniger Parameter bei der Widerstandsschweißung im Vergleich zu einer Schutzgasschweißung zu überwachen. Ferner entfällt eine Abdrückvorrichtung 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 Anschlußgarni­ turen wird demzufolge erheblich verbessert. Dies macht sich besonders deshalb wirtschaftlich bemerkbar, weil es sich bei der Anschlußgarnitur um einen ausgesprochenen Massenartikel handelt.

Von Vorteil ist ferner, daß neben der durch insbesondere enge Toleranzen gesicherten Dichtheit der Schweißnähte eine Verbesserung der mechanischen Festigkeit auf Zug, Druck, Biegung und Torsion erreicht wird. Infolge des großen Kontaktbereichs der Ringwulste randseitig der Öff­ nungen werden im Steigrohr wesentlich günstigere Span­ nungsverteilungen 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 Heizkörperan­ schlusses andererseits. Darüberhinaus kann der Bereich wesentlich kleiner gehalten werden, der beim Widerstands­ schweißen erwärmt werden muß. Auch dies trägt zur Erhö­ hung der Festigkeit der Anschlußgarnitur bei.

Letztlich ist noch darauf hinzuweisen, daß kein Nahtein­ fall entstehen kann. Hiermit ist gemeint, daß beim Wider­ standsschweißen kein Material in das Innere des Steig­ rohrs eintreten kann, was letztlich zu einer Quer­ schnittsverengung führen würde.

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

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 (2)

1. Anschlußgarnitur für Heizkörper, insbesondere Plat­ tenheizkörper, die ein gehäuseartiges Ober- (2) und Unterteil (3) aufweist, die durch ein Steigrohr (4) miteinander verbunden sind, das an seinen Endab­ schnitten (15) mit Randabschnitten von Öffnungen (14, 24) des Oberteils (2) und des Unterteils (3) durch Schweißen verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Enden (21, 22) des Steigrohrs (4) aus der Wandung herausgeformte umfangsseitige Ringwulste (12, 13) vorgesehen sind, die mit gekrümmten, senkrecht zur Längsachse (17) des Steigrohrs (4) angeordneten, ringförmigen Randab­ schnitten der Öffnungen (14, 24) des Ober- (2) bzw. Unterteils (3) in Kontaktbereichen (16, 16a, 16b) flüssigkeitsdicht durch Widerstandsschweißen verbun­ den sind.

2. Verfahren zur Herstellung einer Anschlußgarnitur (1) für Heizkörper, insbesondere Plattenheizkörper, nach Anspruch 1, bei welchem

• - die Enden (21, 22) des Steigrohrs (4) mit umfangs­ seitigen Ringwulsten (12, 13) versehen und rand­ seitig der Öffnungen (14, 24) im Oberteil (2) und im Unterteil (3) in einer Ebene (E-E) liegende, sich senkrecht zur Längsachse (17) des Steigrohrs (4) erstreckende ringförmige Kontaktbereiche (16, 16a, 16b) angeformt werden,
• - daß nach dem Zusammenfügen von Oberteil (2), Un­ terteil (3) und Steigrohr (4) zunächst an dem einen Steigrohrende (21) und dann an dem anderen Steigrohrende (22) eine das Steigrohr (4) unter­ halb eines Ringwulstes (12, 13) umgreifende Elek­ trode (25) angelegt
• - und danach das Steigrohr (4) sowie der der Elek­ trode (25) benachbarte Oberteil (2) oder Unterteil (3) durch eine in axialer Richtung des Steigrohrs (4) wirksame Kraft (P) formschlüssig fixiert wer­ den,
• - daß nach der Fixierung die Elektrode (25) mit Strom beaufschlagt,
• - und daß anschließend der Ringwulst (12, 13) durch Widerstandsschweißung mit dem angrenzenden Kon­ taktbereich (16, 16a, 16b) flüssigkeitsdicht ver­ bunden wird.