EP0818659A2 - Einrichtung zur Verteilung unterschiedlicher Medien in Versorgungsanlagen, insbesondere in Heizungsanlagen, und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Einrichtung zur Verteilung unterschiedlicher Medien in Versorgungsanlagen, insbesondere in Heizungsanlagen, und Verfahren zu ihrer Herstellung Download PDF

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EP0818659A2
EP0818659A2 EP97111579A EP97111579A EP0818659A2 EP 0818659 A2 EP0818659 A2 EP 0818659A2 EP 97111579 A EP97111579 A EP 97111579A EP 97111579 A EP97111579 A EP 97111579A EP 0818659 A2 EP0818659 A2 EP 0818659A2
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EP
European Patent Office
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distributor
pipe
partition
return
flow
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EP97111579A
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EP0818659A3 (de
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Reinhard Schwürz
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/026—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits
    • F28F9/0265—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits by using guiding means or impingement means inside the header box
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D3/00—Hot-water central heating systems
    • F24D3/10—Feed-line arrangements, e.g. providing for heat-accumulator tanks, expansion tanks ; Hydraulic components of a central heating system
    • F24D3/1058—Feed-line arrangements, e.g. providing for heat-accumulator tanks, expansion tanks ; Hydraulic components of a central heating system disposition of pipes and pipe connections
    • F24D3/1066—Distributors for heating liquids

Definitions

  • the invention relates to a device for distribution different media in supply systems, in particular in heating systems and processes for their manufacture.
  • a facility of the type mentioned is through the Comfort-Sinusverteiler GmbH, D-48493 Wettringen.
  • the facility consists of a cuboid Hollow body that resembles a sinusoid inside corrugated partition is divided. On a straight track are a main flow and a return main on one side and on the opposite side several supply and return lines arranged. This allows all lines in one Row and side by side.
  • the one in the hollow body running partition however, caused in Forward and return section repetitive cross-sectional constrictions and increases the flow rate influence. Through this and through the cuboidal formation, there can be tension in the hollow body come. The hollow body warps and can even break.
  • a main distributor is known from CH-PS 443 602. He consists of a tube that is closed at both ends is. There is a partition in it so that two cylindrical parts are created. Although here Flow and return sections of the same size, however, the supply and return lines are not in installable on a straight track. This will make additional Bending work required.
  • the Task also refers to a procedure to specify to manufacture this facility.
  • the advantages achieved with the invention are in particular in that through the use of a manifold with a round and / or oval cross section no internal tensions. This warps the manifold not and minimize breakage losses yourself. These effects are through the specially trained Partition increased. Because the partition is sinusoidal curled and beyond at an angle the cross-sectional center line is pivoted back and forth, a distributor feed pipe and a distributor return partial pipe are formed same cross-section. This improves the flow rate of the to be distributed Medium, especially water. It should be emphasized that the use of a manifold, especially with a round cross section, is significantly cheaper than a specially made cuboid hollow body. Through the use of the particularly round manifold with the specially designed partition, it is possible the advantage of arranging the supply and return lines on one track and the advantage of the same partial cross-section to couple with each other.
  • the partition There are two options for arranging the partition: On the one hand, it can be arranged between the distributor feed pipe and the distributor return pipe.
  • the distributor pipe and / or the partition can be made of metal, especially iron or copper, or made of plastic, especially polyethylene. Which one Material used depends on the particular Conditions.
  • the angle by which the partition swings back and forth can be from ⁇ 10 to ⁇ 20 °, preferably ⁇ 15 ° be.
  • the advantages associated with this method exist especially in that when using a round or oval tube cross-sectionally into two of the same Distribution pipes are separated.
  • the partition has no cross-sectional influence.
  • Another The advantage is that the partition is heat-insulating can be. This is realized in such a way that the Partition is divided into two partitions, between to which an insulating material is introduced. By a connection of the two partitions with the one in between Such a thermal insulation layer can Connect the partition to the two distributor pipes.
  • the partition is prepared so that they are inserted into the interior of the manifold and then connected to it.
  • the partition itself mainly consists of to produce an isolatable material that at most on its opposite edges with a material is provided, which corresponds to that of the manifold.
  • the formation of the partition 4 is essential to the invention.
  • the main track opposite along the distributor track 10 10 'running return separation curve 14 is opposite the lead separation curve 13 out of phase.
  • the return separation curve 14 has the same amplitude A and the same Partition forward vibration bend 4V or partition wall return vibration bend 4R.
  • the main distributor is manufactured as follows:
  • the distributor pipe 1 is along the flow separation curve 13 and the return separation curve 14, as in FIG. 4 shows, in a partial body, the distributor feed pipe 11 and a body that the distributor return pipe 12 corresponds to divided.
  • the recesses for the flow lines and the return lines and the main flow line 7 and the main return line 10 in the manifold be introduced. Cutting the manifold 1 in the manner described can with a program-controlled cutting system will.
  • the individual body of the distributor feed pipe 11 and the distributor return partial pipe 12, as shown in FIG. 5 and Figures 7 and 7 can be treated accordingly.
  • Thermal insulation Materials can be easily and here Way inside the body of the distributor feed pipe 11 and the distributor return pipe 12 applied will.
  • the partition 4 shown in Figs. 4 and 6 is made a partition blank 4 '.
  • the blank partition 4 ' has a partition wall width 4D that is the manifold diameter 1D plus twice the wall thickness of the Distribution pipe 1 corresponds.
  • the bending blank 4 ' is corrugated to the bending machine and pivoted back and forth about the partition wall angle ⁇ bent so that one side of the partition 4th along the forward separation curve 13 and the opposite Wall side runs along the return separation curve 14.
  • the pivoting of the partition 4 takes place, as already described, by the partition wall bending angle ⁇ , which is ⁇ 15 ° opposite the center line is 9.
  • the partition bending angle can also differ from the specified Swivel the number of degrees in the range between ⁇ 10 and ⁇ 20 °. Do the conditions of use make it necessary is a pivoting outside of the specified Range possible.
  • the respective partition wall bending angle In principle, there are no limits. Decisive for the respective size are the respective ones especially prevailing conditions.
  • the partition 4 can be designed to be heat-insulating.
  • the partition 4 consists of a heat-insulating material.
  • Another Possibility is that the partition 4 in two partitions that are compatible with each other are divided. There is an insulating layer between the two partitions introduced and both partitions to the partition 4 reconnected.
  • the insulating layer can as a third partial partition made of insulating material or as a hollow body forming inside the partition 4, which is coated with heat-insulating paints will be realized.
  • the distributor pipe 1 and the partition 4 can be made of metal, in particular iron or copper or plastic, especially polyethylene (PE).
  • PE polyethylene
  • Plasma welding can be connected to each other.
  • the arc between the welding electrode and parts 4, 11 and 12 is additionally constricted by a nozzle. Thereby increases its intensity and stability. Through the Constriction creates a highly heated gas in the burner with high energy content, its electrical energy directly is converted into heat. This ionized gas, which transfers the arc to the workpiece referred to as plasma.
  • the advantages of plasma welding consist of high-precision seams even on thin Materials can be manufactured. Due to the high Welding speed and the higher requirements is mechanization of the welding process possible.
  • Another manufacturing variant for the main distributor is that in the round or oval manifold 1 the partition is inserted.
  • the blank partition 4 'becomes in the manner already described Partition 4 similar to sinusoidal curves according to the respective application corrugated and around the cross-sectional center line 9 pivoted back and forth to the partition 4 bent. Then the partition 4 is turned so that the partition width 4D is equal to the 1D manifold diameter is.
  • the opposite narrow edges that along the forward separation curve 13 and the return separation curve 14 run, are the curvature of the manifold customized.
  • the partition 4 can also, as already described, designed to be heat-insulating.
  • the Laser beam welding is particularly well suited for welding three-dimensional molded parts.
  • the Beam guidance from the beam source to the processing location can be done using a flexible optical fiber. Focused at the exit point of the optical fiber a machining head made by a standard industrial robot the radiation is guided onto the workpiece surface.
  • the laser beam welds are made with Speeds of several meters per minute and allow high strength. Because the inevitable Dimensional and shape tolerances of the three-dimensional Parts 4, 11 and 12 are typically a few millimeters will advantageously be seam tracking systems used to be a during the process Tracking the focus point according to the actual one To enable joint geometry. These seam tracking systems work on the basis of a line projection method with a CCD camera.
  • the welding of the flow lines 2.1, ... 2.n, the Return lines 3.1, ... 3.n, the main flow line 7 and the main return line 8 is advantageously realized with the welding process that the least Makes expenses. It can therefore also use the welding process be that when manufacturing the main distributor Application.
  • the hot water reaches the main flow line 7 in the distributor pipe 1. Because the distributor feed pipe 1 with the same partial cross-section TQV over the entire length of the distributor pipe 1 extends, the flow rate is restricted not limited. The same goes for that about the Return lines 3.1, ... 3.n incoming cooled Water, which is then discharged via the return line 8 becomes.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Verteilung unterschiedlicher Medien in Versorgungsanlagen, insbesondere in Heizungsanlagen, mit einer Verteilereinheit (1) an der auf wenigstens einer geradlinigen Spur (10) eine Vorlaufhaupt- und eine Rücklaufhauptleitung (7, 8) und mehr als eine Vorlaufleitung (2.1, ... 2.n) und mehr als eine Rücklaufleitung (3.1, ... 3.n) angeordnet sind und die eine sinuskurvenähnlich gewellte Trennwand (4) aufweist. Die Verteilereinheit ist als ein beidseitig verschlossenes Verteilerrohr (1) ausgebildet, das einen runden und/oder ovalen Querschnitt hat. Die Trennwand (4) ist nicht nur sinuskurvenähnlich gewellt, sondern darüberhinaus um eine Querschnittsmittellinie (9) in einem Winkel (± α) so hin und her verschwenkt, daß das Verteilerrohr (1) in ein Verteilervorlauf- und ein Verteilerrücklaufteilrohr (11, 12) gleichen Teilquerschnitts (TQV, TQR) aufgeteilt ist. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Verteilung unterschiedlicher Medien in Versorgungsanlagen, insbesondere in Heizungsanlagen und Verfahren zu ihrer Herstellung.
Die Einrichtung besitzt eine Verteilereinheit,
  • an der auf wenigstens einer geradlinigen Spur eine Vorlaufhaupt- und eine Rücklaufhauptleitung und mehr als eine Vorlaufleitung und mehr als eine Rücklaufleitung angeordnet sind und
  • die eine sinuskurvenähnlich gewellte Trennwand aufweist.
Eine Einrichtung der eingangs genannten Art wird durch die Comfort-Sinusverteiler GmbH, D-48493 Wettringen angeboten. Die Einrichtung besteht aus einem quaderförmigen Hohlkörper, der im Inneren durch eine sinuskurvenähnlich gewellte Trennwand geteilt ist. Auf einer geraden Spur sind auf einer Seite eine Vorlaufhaupt- und eine Rücklaufhauptleitung und auf der gegenüberliegenden Seite mehrere Vorlauf- und mehrere Rücklaufleitungen angeordnet. Hierdurch können zwar sämtliche Leitungen in einer Reihe und nebeneinander angeordnet werden. Die im Hohlkörper verlaufende Trennwand allerdings verursacht im Vorlauf- und Rücklaufabschnitt sich wiederholende Querschnittsverengungen und -vergrößerungen, die die Fließgeschwindigkeit beeinflussen. Hierdurch und durch die quaderförmige Ausbildung kann es im Hohlkörper zu Spannungen kommen. Der Hohlkörper verzieht sich und kann sogar brechen.
Ein Hauptverteiler ist aus der CH-PS 443 602 bekannt. Er besteht aus einem Rohr, das an seinen beiden Enden verschlossen ist. In ihm ist eine Scheidewand angeordnet, so daß zwei zylindrische Teile entstehen. Zwar sind hier Vorlauf- und Rücklaufabschnitt gleichgroß ausgebildet, jedoch sind die Vorlauf- und Rücklaufleitungen nicht in einer geraden Spur installierbar. Hierdurch werden zusätzliche Biegearbeiten erforderlich.
ENDLICH, W. beschreibt in der Zeitschrift "Der Praktiker - Schweißen und Schneiden", 48. Jahrgang, 6/96, S. 254 bis 258, unter dem Titel "Wichtig: Dosierung und Mischung" ein Mischrohr für eine Zweikomponenten-Kartusche. In einem Rohr befinden sich jeweils um 90° zueinander versetzt fest installierte Elemente in Form gewindeähnlich gebogener Teilstücke. Diese werden allerdings zum Mischen von unter Druck zugesetzten Komponenten A und B verwendet. Je mehr Mischelemente enthalten sind, desto gründlicher fällt die Mischung aus.
Es stellt sich demnach die Aufgabe, eine Einrichtung zur Verteilung unterschiedlicher Medien in Versorgungsanlagen, insbesondere in Heizungsanlagen so weiter zu entwickeln, daß bei Beibehaltung der Anordnung der Vor- und Rücklaufleitungen in einer Reihe die dynamischen Belastungen für die Verteilereinheit gemindert werden. Die Aufgabe bezieht sich darüber hinaus darauf, ein Verfahren zur Herstellung dieser Einrichtung anzugeben.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Einrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch den Einsatz eines Verteilerrohrs mit einem runden und/oder ovalen Querschnitts die inneren Spannungen unterbleiben. Hierdurch verzieht sich das Verteilerrohr nicht und die Bruchverluste minimieren sich. Diese Effekte werden durch die besonders ausgebildete Trennwand erhöht. Dadurch, daß die Trennwand sinusähnlich gewellt und darüber hinaus in einem Winkel um die Querschnittsmittellinie hin und her verschwenkt ist, bildet sich ein Verteilervorlauf- und ein Verteilerrücklaufteilrohr gleichen Querschnitts aus. Hierdurch verbessert sich die Fließgeschwindigkeit des zu verteilenden Mediums, insbesondere Wasser. Hervorzuheben ist, daß der Einsatz eines Verteilerrohrs, insbesondere mit einem runden Querschnitt, bedeutend preisgünstiger ist, als ein speziell anzufertigender quaderförmiger Hohlkörper. Durch den Einsatz des insbesondere runden Verteilerrohrs mit der speziell ausgebildeten Trennwand ist es möglich, den Vorteil der Anordnung der Vorlauf- und Rücklaufleitungen auf einer Spur und den Vorteil des gleichen Teilquerschnitts miteinander zu koppeln.
Für die Anordnung der Trennwand gibt es zwei Möglichkeiten:
Zum einen kann sie zwischen dem Verteilervorlauf- und dem Verteilerrücklaufteilrohr angeordnet sein.
Zum anderen kann sie im Inneren des Verteilerrohrs angeordnet sein, wodurch das Verteilervorlauf- und das Verteilerrücklauf-Teilrohr sich ausbilden kann.
Das Verteilerrohr und/oder die Trennwand können aus Metall, insbesondere Eisen oder Kupfer, oder aus Kunststoff, insbesondere Polyethylen, hergestellt sein. Welches Material zum Einsatz kommt, hängt von den jeweiligen Bedingungen ab.
Der Winkel, um den die Trennwand hin und her verschwenkt sein kann, kann von ± 10 bis ± 20°, vorzugsweise ± 15° betragen.
Die Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Herstellung einer gattungsgemäßen Einrichtung gelöst, indem
  • a) ein erstes, insbesondere beidseitig verschlossenes Verteilerrohr entlang einer ersten sinuskurvenähnlichen Vorlauftrennkurve auf einer Seite und entlang einer ersten, phasenverschoben gegenüber der ersten Vorlauftrennkurve, verlaufenden Rücklauftrennkurve in ein Verteilervorlauf- und ein Verteilerrücklaufteilrohr geteilt wird,
  • b) ein erster Teilwandrohling sinuskurvenähnlich gewellt und in einem ersten Trennwandbiegewinkel um eine Querschnitts-Mittellinie des ersten Verteilerrohrs hin und her verschwenkt zu einer ersten Trennwand gebogen wird,
  • c) das Verteilervorlaufteilrohr, die gewellte und gebogene erste Trennwand und das Verteilerrücklaufteilrohr miteinander verbunden werden und
  • d) an dem ersten Verteilerrohr entlang wenigstens einer ersten geradlinigen Spur eine erste Vorlaufhaupt- und eine erste Rücklaufhautpleitung und mehr als eine erste Vorlauf- und erste Rücklaufleitung angebracht werden.
    • Die mit diesem Verfahren verbundenen Vorteile bestehen insbesondere darin, daß bei dem Einsatz eines runden oder ovalen Rohrs diese querschnittsmäßig in zwei gleiche Verteilerteilrohre getrennt werden. Die Trennwand hat keinen querschnittsmindernden Einfluß. Ein weiterer Vorteil ist, daß die Trennwand wärmeisolierend ausgebildet werden kann. Das wird derart realisiert, daß die Trennwand in zwei Teil-Trennwände zerlegt wird, zwischen denen ein isolierendes Material eingebracht wird. Durch ein Verbinden der beiden Teil-Trennwände mit der dazwischenliegenden Wärmeisolierschicht läßt sich eine derartige Trennwand mit den beiden Verteilerteilrohren verbinden.
    Erfindungsgemäß läßt sich die Aufgabe außerdem bei einem Verfahren zur Herstellung einer Einrichtung so lösen, indem
  • a) ein zweiter Trennwandrohling mit einer Trennwandbreite, die größer als ein Verteilerrohrdurchmesser eines zweiten Verteilerrohrs ist, sinuskurvenähnlich gewellt und um eine Querschnitts-Mittellinie des zweiten Verteilerrohrs um einen zweiten Trennwandbiegewinkel hin und her verschwenkt zu einer zweiten Trennwand gebogen wird,
  • b) die zweite Trennwand so bearbeitet wird, daß die Trennwandbreite zum Verteilerrohrdurchmesser kompatibel ist,
  • c) die zweite Trennwand in das zweite Verteilerrohr eingesetzt und mit ihm entlang einer zweiten sinuskurvenähnlichen Vorlauftrennkurve an einer Seite und an der gegenüberliegenden Seite entlang einer zweiten, phasenverschoben gegenüber der zweiten Vorlauftrennkurve verlaufenden Rücklauftrennkurve verbunden wird und
  • d) an dem zweiten Verteilerrohr entlang wenigstens einer geradlinigen Spur jeweils eine zweite Vorlaufhaupt- und eine zweite Rücklaufhauptleitung und mehr als eine zweite Vorlauf- und Rücklaufleitung angebracht und dessen gegenüberliegende offenen Enden verschlossen werden.
    • Bei diesem Verfahren wird die Trennwand so vorbereitet, daß sie in das Innere des Verteilerrohrs eingeschoben und danach mit diesem verbunden wird. Auch hier läßt sich die Trennwand so vorfertigen, daß sie eine isolierende Zwischenschicht in sich birgt. Möglich ist es darüber hinaus, die Trennwand selbst hauptsächlich aus einem isolierfähigen Material herzustellen, das höchstens an seinen gegenüberliegenden Rändern mit einem Material versehen ist, das dem des Verteilerrohrs entspricht.
    Das Verteilervorlaufteilrohr, die erste Trennwand und das Verteilerrücklaufteilrohr und/oder die in das zweite Verteilerrohr eingesetzte zweite Trennwand können
  • a) im Laserstrahl-Schweißverfahren und/oder
  • b) im Plasma-Schweißverfahren
    miteinander verschweißt werden. Selbstverständlich ist es auch möglich, das jeweilige Schweißverfahren für das Anbringen der Verteilerrohre einzusetzen. Welches Schweißverfahren im Einzelfall zum Einsatz kommt, hängt von den jeweiligen Möglichkeiten und Bedingungen ab. Diese Schweißverfahren sind üblicherweise anwendbar für das Material Eisen. Kommt ein anderes Material wie Kupfer oder Polyethylen (PE) zum Einsatz, wird ein für diese Materialien gebräuchliches Schweißverfahren eingesetzt.
    • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
    Fig. 1
    einen Hauptverteiler in einer schematischen, perspektivischen Darstellung,
    Fig. 2
    einen Hauptverteiler gemäß Fig. 1 in einer schematisch dargestellten Draufsicht,
    Fig. 3
    einen Schnitt durch einen Hauptverteiler gemäß Fig. 2 entlang der Linie III - III,
    Fig. 4
    einen Hauptverteiler gemäß Fig. 1 in einer auseinandergezogenen schematischen, perspektivischen Darstellung,
    Fig. 5
    ein Verteilervorlaufteilrohr eines Hauptverteilers gemäß Fig. 4 in einer schematischen, perspektivischen Darstellung,
    Fig. 6a
    eine Trennwand eines Hauptverteilers gemäß Fig. 4 in einer schematischen, perspektivischen Darstellung,
    Fig. 6b
    einen Trennwandrohling zur Herstellung einer Trennwand gemäß Fig. 6a in einer schematischen, perspektivischen Darstellung und
    Fig. 7
    ein Verteilerrücklaufteilrohr eines Hauptverteilers gemäß Fig. 4 in einer schematischen, perspektivischen Darstellung.
    Ein Hauptverteiler, wie er in den Fig. 1 bis 3 dargestellt ist, besteht aus
    • einem Verteilerrohr 1,
    • einer Trennwand 4, die das Verteilerrohr 1 in
    • ein Verteilervorlaufteilrohr 11 und
    • ein Verteilerrücklaufteilrohr 12 unterteilt,
    • auf einer Verteilerspur 10 nebeneinander abwechselnd auf dem Verteilerrohr 1 angeordnete
    • Vorlaufleitungen 2.1, ... 2.n und
    • Rücklaufleitungen 3.1, ... 3.n und
    • auf einer Hauptspur 10', die der Verteilerspur 10 gegenüberliegt, auf dem Verteilerrohr 1 angeordnete
    • Vorlaufhauptleitung 7 und
    • Rücklaufhauptleitung 8.
    Erfindungswesentlich ist die Ausbildung der Trennwand 4.
    In Bezug auf die Verteilerspur 10 hat sie einen sinuskurvenähnlichen Verlauf. Sie entspricht einer allgemeinen Sinuskurve mit folgenden Merkmalen:
  • 1. ihre Amplitude, d. h. die größte Auslenkung gegenüber der Verteilerspur 10 ist A,
  • 2. ihre Trennwandvorlaufschwenkbiegung 4V bzw. Trennwandrücklaufschwenkbiegung 4R ist gleich 2 π/Ω (Ω nennt man die Schwingfrequenz).
    • Die entlang der Verteilerspur 10 gegenüberliegende Hauptspur 10' verlaufende Rücklauftrennkurve 14 ist gegenüber der Vorlauftrennkurve 13 phasenverschoben. Die Rücklauftrennkurve 14 hat die gleiche Amplitude A und die gleiche Trennwandvorlaufschwingbiegung 4V bzw. Trennwandrücklaufschwingbiegung 4R.
    Entlang der Vorlauftrennkurve 13 und gegenüberliegend entlang der Rücklauftrennkurve 14 nimmt die Trennwand 4 einen sinusähnlichen Verlauf. Dadurch, daß beide Kurven 13, 14 phasenversetzt zueinander sind, ist, wie Fig. 3 zeigt, die Trennwand 4 um eine Querschnittsmittellinie 9 um einen Winkel α von ± 15°, d.h. um insgesamt 30° verschwenkt.
    Durch die sinuskurvenähnlich gewellte und in dem Winkel α um die Querschnittsmittellinie 9 hin und her verschwenkte Trennwand 4 wird das Verteilerrohr 1 in ein Verteilervorlaufteilrohr 11 und ein Verteilerrücklaufteilrohr 12 gleichen Querschnitts geteilt. In der Trennwandvorlaufschwenkbiegung 4V sind die Vorlaufleitungen 2.1, ... 2.n und in der Trennwandrücklaufschwenkbiegung 4R die Rücklaufleitungen 3.1, ... 3.n installiert. Entsprechend dazu ist die Vorlaufleitung 7 und die Rücklaufleitung 8 mit dem Verteilerrohr 1 verbunden.
    Dem Querschnitt der jeweiligen Vorlaufleitungen 2.1, ... 2.n und der Rücklaufleitungen 3.1, ... 3.n kann dadurch entsprochen werden, daß die Wellenlänge der Trennwandvorlaufschwenkbiegung 4V bzw. 4R entsprechend vergrößert oder verkleinert wird.
    Die Herstellung des Hauptverteilers wird wie folgt vorgenommen: Das Verteilerrohr 1 wird entlang der Vorlauftrennkurve 13 und der Rücklauftrennkurve 14, wie Fig. 4 zeigt, in einen Teilkörper, der dem Verteilervorlaufteilrohr 11 und einem Körper, der dem Verteilerrücklaufteilrohr 12 entspricht, geteilt. Vorher können entlang der Verteilerspur 10 die Ausnehmungen für die Vorlaufleitungen und die Rücklaufleitungen sowie die Vorlaufhauptleitung 7 und die Rücklaufhauptleitung 10 in das Verteilerrohr eingebracht werden. Das Zerschneiden des Verteilerrohrs 1 in der beschriebenen Art und Weise kann mit einer programmgesteuerten Schneidanlage vorgenommen werden.
    Die Einzelkörper des Verteilervorlaufteilrohrs 11 und des Verteilerrücklaufteilrohrs 12, wie sie die Fig. 5 und 7 zeigen, können entsprechend behandelt werden. Wärmedämmende Materialien können hier auf einfache Art und Weise im Inneren des Körpers des Verteilervorlaufteilrohres 11 und des Verteilerrücklaufteilrohrs 12 aufgebracht werden.
    Die in den Fig. 4 und 6 gezeigte Trennwand 4 wird aus einem Trennwandrohling 4' hergestellt. Der Trennwandrohling 4' hat eine Trennwandbreite 4D, die dem Verteilerrohrdurchmesser 1D plus zweimal der Wandstärke des Verteilerrohrs 1 entspricht. Mit einer programmgesteuerten Biegemaschine wird der Trennwandrohling 4' gewellt und um den Trennwandbiegewinkel α hin und her verschwenkt gebogen, so daß die eine Seite der Trennwand 4 entlang der Vorlauftrennkurve 13 und die gegenüberliegende Wandseite entlang der Rücklauftrennkurve 14 verläuft. Das Verschwenken der Trennwand 4 erfolgt, wie bereits beschrieben, um den Trennwandbiegewinkel α, der ± 15° gegenüber der Mittellinie 9 beträgt. Der Trennwandbiegewinkel kann darüber hinaus abweichend von der angegebenen Gradzahl im Bereich zwischen ± 10 und ± 20° verschwenken. Machen es die Einsatzbedingungen erforderlich, ist eine Verschwenkung auch außerhalb des angegebenen Bereichs möglich. Dem jeweiligen Trennwandbiegewinkel α sind grundsätzlich keine Grenzen gesetzt. Ausschlaggebend für die jeweilige Größe sind die jeweiligen speziell vorherrschenden Bedingungen.
    Die Trennwand 4 kann wärmeisolierend ausgestaltet sein. Eine Realisierungsmöglichkeit ist, daß die Trennwand 4 aus einem wärmeisolierenden Material besteht. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß die Trennwand 4 in zwei zueinander kompatible Teil-Trennwände geteilt wird. Zwischen die beiden Teil-Trennwände wird eine Isolierschicht eingebracht und beide Teil-Trennwände zur Trennwand 4 wieder verbunden. Die Isolierschicht kann dabei als dritte Teil-Trennwand aus isolierendem Material oder als im Inneren der Trennwand 4 sich ausbildenden Hohlkörper, der mit wärmedämmenden Anstrichstoffen bestrichen wird, realisiert werden.
    Das Verteilerrohr 1 und die Trennwand 4 können aus Metall, insbesondere Eisen oder Kupfer oder aus Kunststoff, insbesondere Polyethylen (PE) bestehen.
    Kommt Eisen zum Einsatz, kann das Verbinden der in den Fig. 5, 6a und 7 gezeigten Verteilervorlaufteilrohr 11, Trennwand 4 und Verteilerrücklaufteilrohr 12 durch ein Plasmaschweißen miteinander verbunden werden. Der Lichtbogen zwischen der Schweißelektrode und den Teilen 4, 11 und 12 wird durch eine Düse zusätzlich eingeschnürt. Dadurch steigt seine Intensität und Stabilität. Durch die Einschnürung entsteht im Brenner ein hocherhitztes Gas mit hohem Energiegehalt, dessen elektrische Energie direkt in Wärme umgesetzt wird. Dieses ionsierte Gas, welches den Lichtbogen auf das Werkstück überträgt, wird mit Plasma bezeichnet. Die Vorteile des Plasmaschweißens bestehen darin, daß hochpräzise Nähte auch an dünnen Werkstoffen hergestellt werden können. Durch die hohe Schweißgeschwindigkeit und die höheren Anforderungen ist eine Mechanisierung des Schweißvorganges möglich.
    Kommt als Werkstoff für die Teile 4, 11 und 12 z. B. Kupfer zum Einsatz, ist ein Verschweißen nach dem Wolfram-Inert-Gas (WIG)-Verfahren möglich.
    Eine weitere Herstellungsvariante für den Hauptverteiler besteht darin, daß in das runde oder ovale Verteilerrohr 1 die Trennwand eingeschoben wird. Der Trennwandrohling 4' wird in der bereits beschriebenen Art und Weise zur Trennwand 4 entsprechend dem jeweiligen Einsatz sinuskurvenähnlich gewellt und um die Querschnittsmittellinie 9 hin und her verschwenkt zur Trennwand 4 gebogen. Danach wird die Trennwand 4 so abgedreht, daß die Trennwandbreite 4D gleich dem Verteilerrohrdurchmesser 1D ist. Die sich gegenüberliegenden schmalen Kanten, die entlang der Vorlauf-Trennkurve 13 und der Rücklauf-Trennkurve 14 verlaufen, sind der Krümmung des Verteilerrohrs angepaßt. Die Trennwand 4 kann darüber hinaus, wie bereits beschrieben, wärmeisolierend gestaltet werden.
    Ist die Trennwand 4 in das Innere des Verteilerrohrs 1 eingeschoben worden, können die Teile 1 und 4 mit Hilfe des Laserstrahl-Schweißverfahrens verbunden werden. Das Laserstrahl-Schweißverfahren eignet sich besonders gut zum Schweißen von dreidimensionalen Formteilen. Die Strahlführung von der Strahlquelle zum Bearbeitungsort kann mittels eines flexiblen Lichtwellenleiters erfolgen. An der Austrittstelle des Lichtwellenleiters fokussiert ein Bearbeitungskopf, der von einem Standard-Industrieroboter geführt wird, die Strahlung auf die Werkstückoberfläche. Die Laserstrahlschweißnähte werden mit Geschwindigkeiten von mehreren Metern pro Minute hergestellt und ermöglichen eine hohe Festigkeit. Da die unvermeidlichen Maß- und Formtoleranzen der dreidimensionalen Teile 4, 11 und 12 typischerweise einige Millimeter betragen, werden vorteilhafterweise Nahtverfolgungssysteme eingesetzt, um während des Prozesses eine Nachführung des Fokuspunktes entsprechend der tatsächlichen Stoßgeometrie zu ermöglichen. Diese Nahtverfolgungssysteme arbeiten auf der Basis eines Linienprojektionsverfahrens mit einer CCD-Kamera.
    Der besondere Vorteil des Einschiebens der vorgefertigten Trennwand 4 in das Verteilerrohr 1 und das anschliessende Verschweißen besteht darin, daß keine zusätzliche Schneidarbeiten zur Teilung des Verteilerrohrs 1 anfallen. Der erforderliche Verbindungsvorgang begrenzt sich auf den Bereich der Vorlauftrennkurve 13 und der Rücklauftrennkurve 14. Dadurch werden Materialumwandlungen auf ein Minimum begrenzt. Die Teilung des Querschnitts Q des Verteilerrohrs 1 in einen Teilquerschnitt TQV des Verteilervorlauf-Teilrohres 11 und einen Teilquerschnitt TQR des Verteilerrücklauf-Teilrohrs 12 ist so auf elegante Art und Weise möglich.
    Das Einbrennen der Ausnehmungen für die späteren Vorlauf- und Rücklaufleitungen wird vorgenommen, nachdem die Trennwand 4 im Inneren des Verteilerrohrs eingeschweißt ist. Selbstverständlich ist es auch möglich, wie bereits beschrieben, diese Ausnehmungen vor dem Verschweißen der Trennwand 4 anzubringen.
    Das Einschweißen der Vorlaufleitungen 2.1, ... 2.n, der Rücklaufleitungen 3.1, ... 3.n, der Vorlaufhauptleitung 7 und der Rücklaufhauptleitung 8 wird vorteilhafterweise mit dem Schweißverfahren realisiert, das die wenigstens Aufwendungen macht. Es kann deshalb auch das Schweißverfahren sein, das beim Herstellen des Hauptverteilers Anwendung findet.
    Wird ein Hauptverteiler in einer Heizungsanlage installiert, gelangt das heiße Wasser über die Vorlaufhauptleitung 7 in das Verteilerrohr 1. Dadurch, daß das Verteilervorlaufteilrohr 1 sich mit gleichem Teilquerschnitt TQV über die ganze Länge des Verteilerrohrs 1 erstreckt, wird die Fließgeschwindigkeit durch Verengungen nicht begrenzt. Das gleiche gilt für das über die Rücklaufleitungen 3.1, ... 3.n ankommende abgekühlte Wasser, das dann über die Rücklaufleitung 8 abgeführt wird.
    Erreicht wird durch den gleichen Teilquerschnitt TQV und TQR im Verteilervorlaufteilrohr und im Verteilerrücklaufteilrohr, daß neben der besseren Fließgeschwindigkeit weniger Bruchverluste und kein Verziehen durch innere Spannungen auftritt. Darüber hinaus werden die Kosten durch den Einsatz eines runden Rohres minimiert. Die besonders vorteilhafte Montage der einzelnen Leitungen 2.1, ... 3.1, ..., 7 und 8 entlang der Verteilerspur 10 und der Hauptspur 10' ist gegeben.
    Diese Vorteile ergeben sich durch die überraschende Kombination der sinuskurvenförmig gebogenen Trennwand und des in zwei gleiche Teilquerschnitte TQV und TQR geteilten Querschnitts Q des Verteilerrohrs 1 dadurch, daß die Trennwand 4 in einem Trennwandbiegungswinkel α um die Querschnittsmittellinie 9 hin und her verschwenkt gebogen wird.

    Claims (8)

    1. Einrichtung zur Verteilung unterschiedlicher Medien in Versorgungsanlagen, insbesondere in Heizungsanlagen, mit einer Verteilereinheit (1)
      an der auf wenigstens einer geradlinigen Spur (10. 10') eine Vorlaufhaupt- und eine Rücklaufhauptleitung (7, 8) und mehr als eine Vorlaufleitung (2.1, ... 2.n) und mehr als eine Rücklaufleitung (3.1, ... 3.n) angeordnet sind und
      die eine sinuskurvenähnlich gewellte Trennwand (4) aufweist,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß die Verteilereinheit als ein beidseitig verschlossenes Verteilerrohr (1) ausgebildet ist, das einen runden und/oder ovalen Querschnitt hat, und
      daß die Trennwand (4) nicht nur sinuskurvenähnlich gewellt, sondern darüber hinaus um eine Querschnittsmittellinie (9) in einem Winkel (± α) so hin und her verschwenkt ist, daß das Verteilerrohr (1) in ein Verteilervorlauf- und ein Verteilerrücklaufteilrohr (11, 12) gleichen Teilquerschnitts (TQV, TQR) aufgeteilt ist.
    2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (4) zwischen dem Verteilervorlauf- und dem Verteilerrücklaufteilrohr (11, 12) angeordnet ist.
    3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (4) im Inneren des Verteilerrohrs (1) angeordnet ist, wodurch das Verteilervorlauf- und das Verteilerrücklaufteilrohr (11, 12) ausgebildet ist.
    4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilerrohr (1) und/oder die Trennwand (4) aus Metall, beispielsweise Eisen oder Kupfer, oder aus Kunststoff, beispielsweise Polyethylen, hergestellt ist.
    5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (± α) zwischen ± 10 und ± 20° beträgt.
    6. Verfahren zur Herstellung einer Einrichtung zur Verteilung unterschiedlicher Medien in Versorgungsanlagen, insbesondere Heizungsanlagen, nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem
      a) ein erstes, insbesondere beidseitig verschlossenes Verteilerrohr (1) entlang einer ersten sinuskurvenähnlichen Vorlauftrennkurve (13) auf einer Seite und entlang einer ersten, phasenverschoben gegenüber der ersten Vorlauftrennkurve (13), verlaufenden Rücklauftrennkurve (14) in ein Verteilervorlauf- und ein Verteilerrücklaufteilrohr (11, 12) geteilt wird,
      b) ein erster Teilwandrohling (4') sinuskurvenähnlich gewellt und in einem ersten Trennwandbiegewinkel (± α) um eine Querschnitts-Mittellinie (9) des ersten Verteilerrohrs (1) hin und her verschwenkt zu einer ersten Trennwand (4) gebogen wird,
      c) das Verteilervorlaufteilrohr (11), die gewellte und gebogene erste Trennwand (4) und das Verteilerrücklaufteilrohr (12) miteinander verbunden werden und
      d) an dem ersten Verteilerrohr (1) entlang wenigstens einer ersten geradlinigen Spur (10, 10') eine erste Vorlaufhaupt- und eine erste Rücklaufhautpleitung (7; 8) und mehr als eine erste Vorlauf- und erste Rücklaufleitung (2.1, ... 2.n; 3.1, ... 3.n) angebracht werden.
    7. Verfahren zur Herstellung einer Einrichtung zur Verteilung unterschiedlicher Medien in Versorgungsanlagen, insbesondere in Heizungsanlagen, nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem
      a) ein zweiter Trennwandrohling (4') mit einer Trennwandbreite (4D), die größer als ein Verteilerrohrdurchmesser (1D) eines zweiten Verteilerrohrs (1) ist, sinuskurvenähnlich gewellt und um eine Querschnitts-Mittellinie (9) des zweiten Verteilerrohrs (1) um einen zweiten Trennwandbiegewinkel (± α) hin und her verschwenkt zu einer zweiten Trennwand (10) gebogen wird,
      b) die zweite Trennwand (4) so bearbeitet wird, daß die Trennwandbreite (4D) zum Verteilerrohrdurchmesser (1D) kompatibel ist,
      c) die zweite Trennwand (4) in das zweite Verteilerrohr (1) eingesetzt und mit ihm entlang einer zweiten sinuskurvenähnlichen Vorlauftrennkurve (13) an einer Seite und an der gegenüberliegenden Seite entlang einer zweiten, phasenverschoben gegenüber der zweiten Vorlauftrennkurve (13) verlaufenden Rücklauftrennkurve (14) verbunden wird und
      d) an dem zweiten Verteilerrohr (1) entlang wenigstens einer geradlinigen Spur (10, 10') jeweils eine zweite Vorlaufhaupt- und eine zweite Rücklaufhauptleitung (7; 8) und mehr als eine zweite Vorlauf- und Rücklaufleitung (2.1, ... 2.n; 3.1, ... 3.n) angebracht und dessen gegenüberliegende offenen Enden verschlossen werden.
    8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilervorlaufteilrohr (11), die erste Trennwand (10) und das Verteilerrücklaufteilrohr (12) und/oder die in das zweite Verteilerrohr (1) eingesetzte zweite Trennwand (4)
      a) im Laserstrahl-Schweißverfahren und/oder
      b) im Plasma-Schweißverfahren
      miteinander verschweißt werden.
    EP97111579A 1996-07-13 1997-07-09 Einrichtung zur Verteilung unterschiedlicher Medien in Versorgungsanlagen, insbesondere in Heizungsanlagen, und Verfahren zu ihrer Herstellung Withdrawn EP0818659A3 (de)

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