LU82956A1

LU82956A1 - Aus einem flexiblen oder steifen kunststoff bestehendes rohr zum transport eines waermetraegers

Info

Publication number: LU82956A1
Application number: LU82956A
Authority: LU
Inventors: A Feist
Original assignee: Feist Artus
Priority date: 1980-09-12
Filing date: 1980-11-26
Publication date: 1981-03-26
Also published as: FR2490312A1; IT8015260V0; IT8012754A0; NL8006636A; BE886542A; IT1136221B; GB2083603A; DE3034888A1

Description

D. 51.342

8/ Q TT fi GRAND-DUCHÉ DE LUXEMBOURG

.........„...y........y w du .....2.g.....novembre -19ßo Monsieur le Ministre 0¾¾¾ de l’Éconoinie et des Classes Moyennes

Titre délivré......................................... 0¾¾¾ Service de la Propriété Intellectuelle

"" ~ LUXEMBOURG

Demande de Breyet d’invention „ I. Requête .........Mon.sieur....Ar.tus....rEIS.T.,......Weide.RWS.g.....9/.....à.....5.o..6.o.....BEE!S.ISC.iB-...SMMâQS./ (1) —.Al&emagne....E.édér.ale.,.....re.pxése.até...par.....Mo.n.si.eur.....<J.&.ç.gues.....4e.....Muyser .........agissant-en-..qualitÊ....âe....maiidatair.e...................................................................................................................... (2) I ' ......................................................................................................................................................................................................................................................................................

dépose(nt) ce vingt^six-novembre 19.o.o.....quatrer.Yingt... ............................... (3) à.........15........... .... heures, au Ministère de l’Économie et des Classes Moyennes, à Luxembourg : 1. la présente requête pour l’obtention d’un brevet d’invention concernant : ........."Aus einemflexiblen oder steifen—Kunststo.ff....beat.eh.endes.............. (4) ..............Rohr-.....zumTranspor.t.....eines.....Kärmeträgers."...............................................................................................

2. la délégation de pouvoir, datée de ....BERGISCH ..GLADBACH... le ..........2û.....novembre.....19 J

3. la description en langue..............allemande.....................de l’invention en deux exemplaires; 4............2.................planches de dessin, en deux exemplaires; 5. la quittance des taxes versées au Bureau de l’Enregistrement à Luxembourg, le..........26.....novembre.....19.8a...............................................................................................................................................................................................

déclare(nt) en assumant la responsabilité de cette déclaration, que l’(es) inventeur(s) est (sont) : ..........le....dëposant__________________________________________________________ (5) revendiquent) pour la susdite demande de brevet la priorité d’une (des) demande(s) de (6)-------------------brevet.............................................déposée(s) en (7) ......Allemagne...„E^dë.r.a.l.e._____________________________________ le —.1.2—septembre.....198a..........(No-.....E.....3.0.....3.4.....8.88,..0).-------------------------------------------------------------------------- (8) v au nom dai...déposant__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ (9) élit(élisent) pour lui (elle) et, si désigné, pour son mandataire, à Luxembourg_________________________ ..........35..,.....bld.».....-EQy.al.___________________________________________________________________ (io) sollicite(nt) la délivrance d’un brevet d’invention pour l’objet décrit et représenté dans les annekes susmentionnées, — avec ajournement de cette délivrance à ... ...........LL................... ______________________mois. (11)

Uie y.Wai^ataire U Γν | II. Procès-verbal de Dépôt

La susdite demande de brevet d’invention a été déposée au Ministère de l’Économie et des Classes Moyennes, Service de la Propriété Intellectuelle à Luxembourg, en date du : _26 novembre 1980

Pr. le iJLiistre à -..........15....... .. heures if ^i\de l’Économie et desJSÏasses Moyennes, I" V- './ I i A68007_J?/_i /_ D. 51.342

BEANSPRUCHUNG DER PRIORITÄT

♦ der Patent^OW·/” Anmeldung

In: DER BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Vom : 12. September 198o Χΰ3Ζΰΰ

PATENTANMELDUNG

in

Luxemburg I i »

Anmelder : Herr Artus FEIST

Betr. : "Aus einem flexiblen oder steifen Kunststoff bestehendes

Rohr zum Transport eines Wärmeträgers".

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r . ____________—---- - 1 - » ! Anmelder; Herr Artus Feist

Weidenweg 9 D-506O Bergisch Gladbach 3

Aus einem flexiblen oder steifen Kunststoff bestehendes Rohr zum Transport eines Wärmeträgers !

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Die Erfindung betrifft ein aus einem flexiblen oder steifen Kunst-; stoff bestehendes Rohr zum Transport eines Wärmeträgers. Bei die- j O sem Wärmeträger handelt es sich um ein flüssiges Heiz- oder Kühl- j mittel, im allgemeinen Wasser. ! |

Fußbodenheizungen, auch Flächenheizungen genannt, enthalten ein im Fußboden verlegtes und dort gehaltenes Rohr zum Transport des Wär-i meträgers. Dabei sind die Rohre nach einem bestimmten Schema mit j parallel zueinander liegenden Strängen, mit Bögen usw, im Fußboden, verlegt und an den Vor- und Rücklauf einer Zentralheizungsanlage angeschlossen. Dabei soll das Rohr mechanischen und thermischen j Forderungen genügen. Die mechanischen Forderungen zielen im allge-j meinen auf eine ausreichende Festigkeit des Rohres ab. Die Festig-; keit steigt mit der Wandstärke. Die thermischen Forderungen dage- ! gen zielen auf eine hohe Wärmeleitfähigkeit ab. Die Wärmeleitfä-^ higkeit des Rohres sinkt nun mit zunehmender Wandstärke. Eine hohe; ' Wärmeleitfähigkeit wird jedoch angestrebt, da damit die Verluste bei der Übertragung der Wärme herabgesetzt werden und dies ein Herabsetzen der Vorlauftemperaturen zuläßt. Bei der Konstruktion der Heizrohre ist man daher bemüht, einen Kompromiß zwischen diesen sich in ihren Auswirkungen widersprechenden Forderungen zu finden.

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Im Stand der Technik verwendet man hauptsächlich Rohre mit kreisrundem Querschnitt. Sie lassen sich problemlos herstellen und auch verhältnismäßig einfach verlegen. Verändern lassen sich Durchmesser und Wandstärke. Einer idealen Erfüllung der beiden Forderungen steht jedoch die Tatsache entgegen, daß ein Kreis diejenige geome-j / _ trische Figur ist, die bei größter Fläche den kleinsten Umfang hat.

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Die Oberfläche des Rohres und damit seine Wärmeleitfähigkeit bzw. die Stärke der Wärmeübertragung an den umgebenden Fußboden sind damit begrenzt.

Erhöht man aus irgendwelchen Gründen den Durchmesser des Rohres, muß gleichzeitig die Konstruktionshöhe des Fußbodens erhöht werden. Dies ist erforderlich, damit der Fußboden seine statische Belastbarkeit beibehält. Bei einem höheren Fußboden muß Jedoch auch j ' mehr Fußbodenmasse aufgeheizt werden. Dies bedeutet einen Wärme- j Verlust, da nicht die Aufheizung des Fußbodens, sondern des über ; diesem befindlichen Luftraumes angestrebt wird.

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Bei größerem Durchmesser des Rohres muß auch dessen Wandstärke erhöht werden. Anderenfalls würde dessen statische Festigkeit leiden. Mit einer höheren Wandstärke versucht man auch der in den Verlegebögen gefürchteten Ovalisierung des Rohres entgegenzuwirken. Kunststoff hat nun eine verhältnismäßig niedrige Wärmeleitfä-1 higkeit. Bei einer Erhöhung der Wandstärke sinkt die Wärmeleitfä- 1 » 1 higkeit daher noch weiter. Die Bemühungen, die Vorlauftemperatur zu senken, bleiben damit fast erfolglos.

| Auch Rohre mit ovalem Querschnitt sind bekannt. Bei gleicher Quer-i schnittsfläche hat ein Rohr mit ovalem Querschnitt eine größere Oberfläche als ein Rohr mit kreisrundem Querschnitt. Ein Rohr mit ! ^ ovalem Querschnitt verlangt Jedoch eine größere Fußbodenhöhe und/ j oder eine höhere Wandstärke, um die notwendige Festigkeit zu erzielen. Damit wird die sich aus der größeren Oberfläche ergebende hö-| here Wärmeleitfähigkeit fast wieder zunichte gemacht. Als ungünstig kommt hinzu, daß sich ein Rohr mit ovalem Querschnitt nur schwierig verlegen läßt. In den Verlegebögen besteht weiter die t

Gefahr von Querschnittsverengungen. Auch die Armaturen lassen sich nur schwierig anschließen und dicht halten.

Zusammenfassend läßt sich feststellen, daß die Erhöhung von Durchmesser und Wandstärke wie auch eine ovale Querschnittsform nur Vorteile bringen, die mit Nachteilen erkauft werden. Der Aufwand an Material und Lohn liegt Jedoch hoch und wird nicht durch thermische Vorteile ausgeglichen.

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Von diesem Stand der Technik ausgehend liegt der Erfindung die Aufr gäbe zugrunde, ein Rohr zum Transport eines Wärmeträgers zu schaffen, das eine größere Oberfläche aufweist, ohne daß dadurch seine statische Festigkeit leidet oder andere der oben genannten Nachteile auftreten. Die Lösung für diese Aufgabe ergibt sich nach der Erfindung dadurch, daß es auf seinem Umfang in Längsrichtung verlau-! fende radiale Vertiefungen aufweist. Mit diesen Vertiefungen läßt sich die Oberfläche um bis zu 20 bis 30 % erhöhen. Bei größerer Rohroberfläche steigt die Wärmeabgabe. Damit sinken die Energieverluste. Auch die Vorlauftemperaturen lassen sich absenken.

t i O Als weiterer günstiger Faktor kommt hinzu, daß sich auch die Kern-·

Wandstärke bzw. die Wandstärke des Rohres an seiner dünnsten Stelle bis unter die Wandstärke eines Rohres mit kreisrundem Querschnitt herabsetzen läßt. Die Festigkeit des Rohres an seinen zwi-; sehen den radialen Vertiefungen liegenden Stellen reicht aus, um die Gesamtfestigkeit des Rohres auch bei niedriger Kemwandstärke auf einem hohen Wert zu halten. Es stellt sich ein sogenannter Ab-, stützeffekt ein. Druckprüfungen an erfindungsgemäß ausgebildeten Rohren haben gegenüber Rohren mit kreisrundem Querschnitt keine merkbar anderen Werte ergeben, i

Auch bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Rohres zeigen sich ! Vorteile. Bei seiner Extrusion stellen sich infolge der größeren ^ Oberfläche in den Kalibrieranlagen bessere thermische Verhältnis- I

se ein. Dies führt zu einer erhöhten Maßgenauigkeit. Die Toleranzen lassen sich niedriger einstellen. Damit kann Material eingespart werden.

Auch beim Verlegen läßt sich das erfindungsgemäße Rohr besser als bekannte Rohre mit kreisrundem Querschnitt handhaben. In den Ver- v legebögen treten so gut wie keine Querschnittsverengungen auf.

Dies bedeutet einen relativen Wärmegewinn.

Insbesondere beim Verlegen des erfindungsgemäßen Rohres in Estrich ergeben sich vorteilhafte Eigenschaften. Infolge der größeren Rohroberfläche werden die Bindung und Haftung zwischen Rohr und Estrich besser. Infolge der erfindungsgemäß vorgesehenen Vertie- ¥ . _ _________________________________________________________________ - 4 - fungen bzw. der erfindungsgemäßen Profilierung tritt auch eine formschlüssige Verbindung zwischen Rohr und Estrich auf. Der Estrich drückt sich in die erfindungsgemäßen Vertiefungen. Zwischen Estrich und Rohr tritt eine Verkrallung auf. Infolge der un-- . terschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten von Kunststoff und

Estrich ist dies von besonderem Wert. Bei den gemäß dem Stand der ! Technik verlegten Rohren mit kreisrundem Querschnitt kommt es bei J nicht sachgemäßer Estrichherstellung infolge der unterschiedlichen! Wärmeausdehnungskoeffizienten zu geringen Bewegungen zwischen Estrich und Rohr. Diese sich ständig wiederholenden Relativbewegungen zwischen Estrich und Rohr konnten bis zu einem Verseht iß Q des Rohres führen. Durch die erfindungsgemäß mögliche formschlüs sige Verbindung zwischen Rohr und Estrich werden solche Relativbewegungen ausgeschaltet.

Zur Fixierung in ihrer Sollage im Fußboden werden die Rohre in Bügel oder sogenannte Clips eingelegt. Diese Bügel bestehen aus einem schwach federnden Material. Sie weisen Einschnitte auf, in die die Rohre eingeschoben werden. Zur Fixierung der bekannten Rohre j mit kreisrundem Querschnitt weisen die Bügel weiter Vor- und Rück-sprünge auf. In diese Rücksprünge werden die Rohre hineingedrückt. Infolge der Elastizität des Materials von Bügel und Rohr tritt beim Einlegen in die Bügel ein gewisser Schnappeffekt auf. Damit werden die Rohre sicher gehalten. Die erfindungsgemäß vorgesehenen ^ Vertiefungen stellen nun selbst Rücksprünge dar, in die ein Bügel | mit Vorsprüngen einrastet. Damit können die Bügel zum Fixieren den erfindungsgemäßen Rohre ohne Rücksprünge hergestellt werden. Damit’ wird das Verlegen bzw. Fixieren der erfindungsgemäßen Rohre vereinfacht und verbilligt.

Rohre mit kreisrundem Querschnitt neigen dazu, die Form einer Rol-| le, die sie beim Aufwickeln auf einen Haspel oder eine Trommel erhalten, auch nach dem Abwickeln beizubehalten. Beim Verlegen von Rohren mit kreisrundem Querschnitt führt dies zu einem Drall, der das Verlegen in die Sollage erschwert. Die erfindungsgemäß profilierten Rohre weisen diesen Drall nicht auf und lassen sich gleichförmiger und wesentlich genauer verlegen.

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Zusammenfassend läßt sich feststellen, daß die Herstellung eines erfindungsgemäßen Rohres nur die einmalige Anschaffung eines teureren Extrusionswerkzeuges verlangt und sich sonst bei der Herstellung, beim Verlegen und beim Betrieb ausschließlich Vorteile einstellen.

Die erfindungsgemäßen Vertiefungen lassen sich praktisch in Jeder Form ausbilden. Als zweckmäßig hat sich herausgestellt, daß die Vertiefungen in Umfangsrichtung in gleichen gegenseitigen Abständen angeordnete Mulden sind. Dabei können die Mulden Kreisbogenabschnitte sein oder ovalen oder Jeden anderen brauchbaren geome-O trischen Querschnitt aufweisen. Die Mulden sollten auf Jeden Fall einen Querschnitt aufweisen, bei dem nicht unter einem spitzen Vinkel in das Material eingeschnitten wird. Damit werden Kerbspan-* nungen vermieden. j

Es wurde ausgeführt, daß die Vertiefungen in einer zweckmäßigen Ausführungsform - in Umfangsrichtung des Rohres gesehen - gleichmäßige Abstände voneinander aufweisen. Bei dieser Ausführungsform empfiehlt sich, daß zwischen den Vertiefungen zu ihnen komplementäre, nach außen konvexe Auswölbungen angeordnet sind. Bei dieser Ausführungsform läßt sich der Umfang des Rohres als eine .Wellen- *" i linie aus gleichförmig aufeinanderfolgenden Wellenbergen und Wel- } q lentälern beschreiben.

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Dabei empfiehlt es sich, bei der Formgebung dieser Wellenberge und -täler darauf zu achten, daß sich Rohrarmaturen, zum Beispiel auf den Umfang aufzulegende Spannringe, an das Profil des erfindungsgemäßen Rohres anpassen können. Damit wird die Funktion des Spann-; ringes sichergestellt und die Dichtheit der Armatur am kreisrunden| Innenumfang des Rohres gewährleistet.

Am Beispiel der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsform wird die Erfindung nun weiter beschrieben. In der Zeichnung ist:

Fig. 1 die Ansicht eines Teilstückes eines erfindungsgemäß ausgebildeten Rohres und u________ « * » _______________ ______________ - 6 -

Fig. 2 ein Querschnitt entlang der Schnittlinie II - II in Fig. 1.

Die Figuren zeigen ein Rohr 12 mit einer kreisrunden Innenwand 14 und einer profilierten Außenwand 16. Diese setzt sich aus aufein-, anderfolgenden Vertiefungen oder Mulden 18 und Auswölbungen 20 zu sammen. Diese verlaufen auf der Rohroberfläche parallel zu dessen Längsrichtung und gehen entlang von geraden Linien 22 glatt ineinander über. Im gezeigten Beispiel haben sowohl die Mulden 18 als auch die Auswölbungen 20 die Form von Kreisbogenabschnitten. Wie oben ausgeführt, können sie jedoch auch ovalen oder einen anderen geometrischen Querschnitt aufweisen.

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Ein erfindungsgemäß ausgebildetes Rohr wird durch seinen Innendurchmesser a, seinen kleineren Außendurchmesser b und seinen größeren Außendurchmesser c bestimmt. Wie bereits ausgeführt wurde, j gilt hier, daß die Kemwandstärke bzw. (b minus a) : 2 unter der j Wandstärke von Rohren mit kreisrundem Querschnitt liegen kann, oh-j ne daß dadurch die Druckfestigkeit leidet. i i ] i j

Ein Blick auf die Figuren 1 und 2 und einfache Überlegungen zei- J gen, daß die Summe der Oberflächen der Mulden . 18 und der Auswöl- ! bungen 20 über der Oberfläche eines Rohres liegt, das einen kreis- < runden Außenumfang mit dem Außendurchmesser c aufweist. Im Rahmen 1 der Erfindung können die Radien der Mulden 18 bzw. der Auswölbun- j ** gen 20 in einem weiten Bereich schwanken. Im allgemeinen wird die ser Radius unter 50 % der Differenz c - a liegen.

Das efindungsgemäße Rohr wurde unter Bezug auf eine Fußbodenhei-- zung beschrieben. Gleiches gilt für die Verwendung des erfindungs gemäßen Rohres in einer Wandheizung, in einer Anlage zur Aufnahme von Wärme aus der Umwelt oder auch in Einrichtungen, in denen es statt von warmem Wasser von einem Kühlmittel durchströmt wird.

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Claims

1. Aus einem flexiblen oder steifen Kunststoff bestehendes Rohr zum Transport eines Wärmeträgers (Heiz- oder Kühlmittels), dadurch gekennzeichnet, daß es auf seinem Umfang (16) in Längsrichtung verlaufende radiale Vertiefungen aufweist. i

2. Rohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen in Umfangsrichtung in gleichen gegenseitigen Abständen Q angeordnete Mulden (18) sind.

3. Rohr nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mulden (18) aus Kreisbogenabschnitten gebildet sind.

4. Rohr nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mulden (18) ovalen Querschnitt aufweisen.

5. Rohr nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Mulden (18) zu ihnen komplementäre, nach außen konvexe Auswölbungen (20) angeordnet sind.

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