DE3313945A1

DE3313945A1 - Der verbindung von parallel im abstand angeordneten, flexiblen kunststoffrohren zu einer ein waermetauscherelement bildenden matte dienendes halteelement

Info

Publication number: DE3313945A1
Application number: DE19833313945
Authority: DE
Inventors: Donald Dipl.-Ing. 1000 Berlin Herbst
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-04-18
Filing date: 1983-04-18
Publication date: 1984-10-18
Also published as: DE3313945C2

Description

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Der Verbindung von parallel im Abstand angeordneten, flexiblen Kunststoffrohren zu einer ein Wärmetauscherelement bildenden Matte dienendes Halteelement

Die Erfindung bezieht sich auf ein Halteelement, das dazu dient, parallel im Abstand angeordnete, flexible Kunststoffrohre zu einer Matte zu
verbinden, die als Wärmetauscherelement für Wärmetauscher oder auch als Heizkörper beispielsweise für eine Fußbodenheizung dienen kann.

Derartige aus parallel angeordneten flexiblen
Kunststoffrohren gebildete Matten sind bekannt.
Hierbei werden neuerdings kapillarartige Kunststoffrohre mit einem Durchmesser von ca. 2 mm bei einer Wandstärke von 0,25 mm benutzt, die in Abständen von. 10 mm parallel ausgelegt und durch Halteelemente zu einer rechteckigen Matte verbunden werden.
Als Halteelemente werden hierbei Bänder benutzt, die quer, also senkrecht und schräg zu den die

Matte bildenden Rohren angeordnet und mit diesen

- 5 ^beispielsweise durch Klebung verbunden sind.

Die Verwendung der bekannten, der Fixierung der Rohre zur Matte dienenden Klebebänder ist aufwendig hinsichtlich ihrer Handhabung und Aufbringung auf die Rohre, und angesichts der Tatsache, daß die Klebebänder mit den Rohren praktisch nur in einen linien- oder punktförmigen Klebekontakt treten, ist trotz größter Sorgfalt nicht zuverlässig gewährleistet, daß die einzelnen Rohre in der Matte in ihrer beabsichtigten Lage gehalten werden, da sich während der Verlegung der Matten einzelne Klebstellen zwischen den Rohren und den Klebebändern lösen können, was zu einer Ver-

-¹·⁵ lagerung der Rohre innerhalb der Matte führt und damit ihre Wärmetauschfunktion nachteilig beeinflußt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese durch die bisherige Verwendung von Klebebändern erforderlichen Nachteile auszuschließen, und ein Halteelement für die zu der Matte gebildeten Rohre zu schaffen, das sich auf einfache Weise herstellen läßt, bei dem die Verwendung von Klebstoff nicht mehr erforderlich ist, das sich auf einfache Weise mit den die Matte bildenden Rohren vereinigen läßt und die Rohre sicher in ihrer beabsichtigten Lage innerhalb der Matte hält, und dessen Herstellung einfach ist und sich in den Herstellungsprozeß der Matten einfügt.

Diese Aufgabe wird bei einem Halteelement nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches gelöst durch die in seinem kennzeichnenden Teil angegebenen ** Merkmale.

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Unteransprüche stellen vorteilhafte Weiterbildungen des Halteelementes nach dem Hauptanspruch dar.

Das erfindungsgemäß ausgebildete Halteelement besteht aus dem gleichen Material wie die die Matte bildenden Rohre, nämlich aus einem flexiblen Kunststoff. Zur Ausbildung der Matte werden in einer Vorrichtung die die Matte bildenden Rohre in den nötigen Abständen ausgelegt, worauf die auf entsprechende Länge geschnittenen Halteelemente senkrecht zu denRohren in den gewünschten Abständen in die Vorrichtung eingelegt werden, wobei sie die einzelnen Rohre in ihren omegaförmigen Ausnehmungen aufnehmen und sicher gegen Verlagerung halten, und nach Aufdrücken der Halteelemente auf die Rohre kann die fertige Matte aus der Vorrichtung entnommen werden. Die besonders lästige Verwendung von Klebstoff entfällt. Die unter Verwendung der erfindungsgemäßen Halteelemente gebildete Matte ist als solche flexibel und kann beispielsweise um eine senkrecht zu den Rohren liegende Achse zu einer Spiralform ausgebildet werden, um beispielsweise als Wärmetauscherelement in einem Gehäuse aufgenommen zu werden. Bei Verwendung als Matte für eine Fußbodenheizung kann diese sich zufolge ihrer Flexibilität an gewisse Unregelmäßigkeiten des Untergrundes anpassen.

Die Halteelemente erhalten zuverlässig die Rechteckform der Matte aufrecht, da eine Biegung der Matte um eine Achse parallel zu ihren Rohren durch die Trägerwirkung der Halteelemente eingeschränkt ist. Wenn die Rechteckform in vollem Umfange aufrechterhalten werden soll, können

je zwei benachbarte Halteelemente auf die Oberseite und die Unterseite der Matte aufgebracht werden, wobei eine Biegung um eine Achse parallel

zu den Rohren praktisch verhindert ist. 5

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Halteelemente kann auf einfache Weise erfolgen und läßt sich ohne weiteres in das Fertigungsprogramm des Herstellers der Matten einordnen. So kann

^ als Halteelement ein streifenförmiges Kunststoffmaterial mit rechteckigem Querschnitt verwendet werden, in das die erforderlichen omegaföärmigen Ausnehmungen in den jeweils erforderlichen Abständen durch Stanzen eingebracht werden können, worauf das Band in die erforderlichen Längen aufgeteilt und auf die Rohre durch Aufdrücken aufgebracht werden kann. Vorteilhafter ist es jedoch, als Halteelement das der Herstellung der Matte dienende Rohr zu benutzen, da diese Rohre dem Hersteller aus seinem eigenen Programm zur Verfugung stehen. Zur Ausformung des Rohres zu dem Halteelement wird das Rohr unter halbkreisförmiger Umschlingung um eine kontinuierlich sich drehende Vorrichtung geführt, in der das Rohr in einer seiner Stärke entsprechenden Nut aufgenommen wird, die von außenseitig offenen senkrechten, dem Durchmesser des Rohres entsprechenden Ausnehmungen durchgriffen ist, die dem erforderlichen Abstand der Rohre in der Matte entsprechen. Während des halbkreisförmigen Durchlaufes durch die sich kontinuierlich drehende Vorrichtung werden an den jeweils halbkreisförmigen Durchlaufbereich Hilfsformen angeklappt, die der Einspannung des Rohres während ihres Durchlaufes

^ durch die Vorrichtung dienen, wobei zwischen den

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angeklappten Vorrichtungen von oben her in die Ausnehmungen Dorne eingeführt werden, durch die die Wand des Rohres so verformt wird, daß die Wandstärke des Rohres von der Außenseite zur Innenseite geführt wird, so daß der Scheitel der Ausnehmung der doppelten Wandstärke des Rohres entspricht. Zur Begünstigung dieser Verformung wird das Rohr beim Einlauf in die halbkreisförmige ümschlingung durch eine Heizvorrichtung erwärmt und beim Austritt aus der halbkreisförmigen ümschlingung gekühlt, wodurch die während des Durchlaufes durch die Vorrichtung erfolgte Verformung des Rohres fixiert wird. . Um an der Scheitelstelle der omegaförmigen Ausnehmung eine Verschweißung der beiden Wandstärken zu erreichen, können gegebenenfalls auch die Dorne beheizbar sein. Beim Eintritt des Rohres in die halbkreisförmige ümschlingung werden die Hilfsformen an das Rohr angeklappt und die Dorne in die Ausnehmungen der Nut eingeführt. Beim Auslauf aus der halbkreisförmigen Umschlingung werden die Dorne zurückgezogen und die Stützformen abgeklappt. Auf diese Weise ist die kontinuierliche Herstellung eines

mit omegaförmigen Ausnehmungen in den erforderlichen Abständen ausgestattetes Rohr gewährleistet, das auf einfache Weise auf die zu einer Matte ausgelegten Rohre beispielsweise durch Aufrollen

aufgebracht werden kann.
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Wenn die Rohre mit den erfindungsgemäBen Halteelemente ausgestattet sind, ist es lediglich erforderlich die freien Rohrenden durch Umspritzen mit den der Breite der Matte entsprechen-

den Querrohren zu versehen , die der Zufuhr und

Abfuhr des die Rohre durchströmenden Mediums dienen.

Die beiliegenden Zeichnungen zeigen eine bei- -> spielsweise Ausführungsform der Erfindung, und es bedeutet:

Fig. 1 schematische Darstellung einer aus Kunststoffrohrei gebildeten mit den Halteelementen versehenen

Matte;

Fig. 2 Darstellung eines Teiles des

Halteelementes; 15

Fig. 3 Darstellung gemäß Fig. 2 bei einem aus dem Kunststoffrohr bestehenden Halteelement;

Fig. 4 Seitenansicht der der Anformung

der omegaformigen Ausnehmungen des Rohres dienenden Vorrichtung? und

Fig. 5 Aufsicht auf die Vorrichtung gemäß Linie A-B.

Die Fig. 1 zeigt eine Matte 1, die aus sechs im Abstand voneinander parallelen Rohren 2 gebildet ist, auf die senkrecht zu den Rohren liegende Halteelemente 4, 5 aufgebracht sind. Die beiderseitigen freien Enden der Rohre 2 sind in einem der Mattenbreite entsprechenden Anschlußstutzen aufgenommen, der im Wege der Umspritzung der Enden der Rohre hergestellt ist und der Zufuhr bzw. Abfuhr des

" die Rohre 2 durchströmenden Mediums dient.

-ιοί Die Fig. 2 zeigt einen Teil des aus einem Streifen rechteckigen Querschnittes bestehenden Halteelementes 4, in das die omegaförmigen Ausnehmungen 6 im Wege der Ausstanzung eingebracht sind. Die in Abständen angeordneten Halteelemente 4 werden senkrecht auf die zu der Matte 1 ausgelegten Rohre 2 aufgedrückt und halten die in ihren Ausnehmungen 6 aufgenommenen Rohre 2 sicher und bilden einen die Rechteckform der Matte aufrechterhaltenden Träger.

Die Fig. 3 zeigt das Halteelement 5, das durch Verformung aus dem Rohr 2 gebildet ist. Hierbei sind die omegaförmigen Ausnehmungen 6, die in ihrem Durchmesser dem Durchmesser des Rohres 2 entsprechen,durch spanlose Verformung in das Rohr 2 zur Ausbildung des Halteelementes 5 eingebracht. Die Aufbringung der Halteelemente 5 auf die Rohre 2 erfolgt in gleicher Weise wie bei dem Halteelement 4. Wie die Fig. 3 zeigt, ist die Ausformung der Ausnehmungen 6 dadurch erreicht worden, daß die Wand des Rohres von der unteren Rohrseite zur oberen Rohrseite hin verformt wird, bis im oberen Scheitelpunkt der Ausnehmung 6 die beiden Wandstärken sich berühren und gegebenenfalls miteinander verschweißt werden. Hierbei bildet sich an dem oberen Scheitel der Ausnehmung 6 eine nach außen gerichtete Ausbauchung, um die sich die Dicke der Matte 1 über den Durchmesser des Rohres 2 hinaus vergrößert.

Die Fig. 4 und 5 zeigen die der Einbringung der Ausnehmungen 6 in das Rohr 2 dienende Vorrichtung 7, die aus einem walzenförmigen Körper besteht.

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Der walzenförmige Körper 7 bildet einen mittleren kreisförmigen Teil 8, einen unteren kreisförmigen Teil 11 und einen oberen kreisförmigen Teil 13, die auf einer gemeinsamen Nabe im Abstand zueinander angeordnet sind. Der mittlere Teil 8 besitzt auf seiner ümfangsfläche eine umlaufende Nut 9, in der das Rohr 2 unter halbkreisförmiger Umschlingung des Mittelteiles 8 aufgenommen ist„ wie insbesondere Fig. 5 zeigt. Die Nut 9 wird von senkrechten Ausnehmungen 10 durchgriffen, die dem Durchmesser des Rohres 2 entsprechen und in denjenigen Abständen auf dem Umfang verteilt sind, die den Abständen der Rohre 2 in der Matte 1 entsprechen. Der untere kreisförmige Teil 11 trägt Hilfsformen 12, die mittels Hebeln 18 an dem Teil 11 angelenkt sind und aus einer in der linken Hälfte der Fig. 4 dargestellten abgeschwenkten Stellung in eine in der rechten Hälfte der Fig. 4 dargestellte an den mittleren Teil 8 angeschwenkte Stellung bewegbar sind. Auf ihrer in angeschwenkter Stellung mit dem Umfang des Teiles 8 in Eingriff tretenden Oberfläche besitzen die Formteile 12 eine mit der Nut 9 des Teiles 8 in Kontakt tretende Stütznut 15 für .das Rohr 2, und die Stütznut 15 ist mit den Ausnehmungen 10 des Teiles 8 entsprechenden Ausnehmungen 16 versehen, in die ein Dorn 14 eingeführt wird, wie später beschrieben wird. Der obere Teil 13 des walzenförmigen Körpers 7 besitzt den Ausnehmungen 10 des mittleren Teiles entsprechende Bohrungen, in denen Dorne 14 höhenbewegbar aufgenommen sind. Die Dorne 14 sind an ihren unteren Enden so zu Spitzen 17 abgeschrägt, daß sie beim Absenken mit ihren Spitzen in die Ausnehmung 16 der Formteile 12

eintreten und hierbei die außenliegende Wand des Rohres 2 nach innen verschieben, wobei die in Fig. 3 dargestellte omegaförmige Ausnehmung 6 entsteht.

Wie insbesondere Fig. 5 zeigt, ist das Rohr 2 in einer halbkreisförmigen Umschlingung um den mittleren Teil 8 der Vorrichtung 7 geführt. Am Umfang des Teiles 8 sind zwölf senkrechte, die Umfangsnut 9 durchdringende Ausnehmungen angeordnet, von denen fünf, wie die rechte Seite der Fig. 5 zeigt, im Bereich der halbkreisförmigen Umschlingung des Rohres 2 liegen. Der obere Teil 13 trägt entsprechende senkrechte Bohrungen, in denen zwölf Dorne 14 höhenverstellbar angeordnet sind, und an dem unteren Teil 11 sind ebenfalls zwölf Formteile 12 angeordnet, von denen jeweils fünf an den mittleren Teil 8 anklappbar sind zur stützenden Aufnahme des Rohres 2 zwischen dem mittleren Teil 8 und den Formteilen 12. Die Formteile 12 liegen hierbei unmittelbar aneinander und an dem Umfang des mittleren Teiles 8 an. Das Rohr 2 wird bei kontinuierlicher Drehung der Vorrichtung 7 in Richtung des gezeichneten Pfeiles der Fig. bewegt. Bevor das Rohr 2zwischen einem Formteil 12 und dem mittleren Teil 8 eintritt, wird das Rohr 12 durch eine Heizvorrichtung C erwärmt, um die anschließend erfolgende Verformung des Rohres 2 zu gewährleisten, und wenn das Rohr die halbkreisförmige Umschlingung wieder verläßt, wird es durch eine Kühlvorrichtung D abgekühlt, um die inzwischen erfolgte Verformung des Rohres 2 zu fünf im Abstand angeordneten Ausnehmungen zu fixieren. Die den übrigen sieben

* Ausnehmungen 10 zugeordneten Formteile 12 befinden sich, wie Fig. 5 zeigt, in abgeklappter Stellung und befinden sich außer Eingriff mit dem mittleren Teil 8. Desgleichen sind die

diesen sieben Ausnehmungen 10 zugeordneten Dorne 14 in angehobener Stellung gehalten, wie Fig. 4 erkennen läßt.

Bei sich kontinuierlich drehender Vorrichtung 7 wird das Rohr 2 kontinuierlich durch die halbkreisförmige Umschlingung geführt, und hierbei werden die Formteile 12 aufeinanderfolgend an den mittleren Teil 8 angeklappt und wieder von ihm abgeklappt, wie Fig. 5 zeigt, und ebenfalls werden in gleicher Weise die Dorne 14 nach unten abgesenkt und wieder nach oben angehoben, so daß eine Ausformung der omegaförmigen Ausnehmungen 6 kontinuierlich bei Durchlauf des Rohres durch die halbkreisförmige Umschlingung der Vorrichtung 11 erfolgt.

Das auf diese Weise mit Ausnehmungen 6 versehene Rohr 2 kann als Halteelement auf die die Matte bildenden Rohre 2 aufgerollt und hierbei in Eingriff

mit den Rohren 2 gebracht und auf Länge geschnitten werden, so daß auf einfache Weise die Rohre 2 durch Aufbringung der aus den Rohren 2 gebildeten Halteelemente 5 zu der Matte 1 ausgebildet

werden können.
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Claims

Patentansprüche

Der Verbindung von parallel im Abstand angeordneten, flexiblen Kunststoffrohren zu einer ein Wärmetauscherelement bildenden Matte dienendes Halteelement, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem bandförmigen Körper (4,5) aus flexiblem Kunststoff besteht, der in dem Abstand der Kunststoffrohre (2) entsprechenden Abständen mit auf einer Bandseite angeordneten, omegaförmigen, die Rohre (2) umgreifenden, dem Durchmesser der Rohre (2) entsprechenden Ausnehmungen (6) versehen ist.
2. Halteelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bandförmige Körper (4) einen rechteckigen Querschnitt besitzt.
3. Halteelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bandförmige Körper (5) aus dem der Bildung der Matte (1) dienenden Kunststoffrohr (2) besteht.
4. Vorrichtung zur Herstellung des Halteelementes gemäß Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein der halbkreisförmigen Umschlingung durch das Rohr (2) dienender, drehbarer walzenförmiger Körper (7) kreisförmigen Querschnittes vorgesehen ist, der einen mittleren, zurückspringenden scheibenförmigen Teil (8) besitzt, der auf seinem Umfang eine umlaufende, der Aufnahme des Rohres (2) dienende Nut (9) besitzt, die von dem Abstand der Rohre (2) der Matte (1) entsprechenden, radialen,

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dem Durchmesser der Rohre (2) angepaßten Ausnehmungen (10) durchgriffen ist, der einen zweiten, unteren, im Abstand von dem ersten mittleren Teil (8) angeordneten, diesen übergreifenden scheibenförmigen Teil (11) aufweist, an dem an den Umfang des ersten mittleren Teiles (8) anklappbare, kreissektorförmige, in angeklapptem Zustand aneinander anliegende, das Rohr (2) abdeckende Formteile

(12) angeordnet sind, und der einen dritten oberen, den mittleren Teil (8) übergreifenden scheibenförmigen Teil (13) besitzt, der den Ausnehmungen (10) der Nut des mittleren Teiles entsprechend angeordnete, senkrecht zu dem mittleren, scheibenförmigen Teil (8) gerichtete, längsbewegliche Dorne (14) besitzt die im Bereich der halbkreisförmigen Umschlingung des mittleren Teiles (8) durch das Rohr in die angeklappten Formteile (12) einführbar sind zum Zwecke der Ausformung der omegaförmigen Ausnehmung (6) des Rohres (2)
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die anklappbaren Formteile (12) auf ihrer inneren Umfangsflache eine der Abdeckung der Nut (9) des mittleren Teiles (8) dienende Stütznut (15) tragen und den Ausnehmungen (10) des mittleren Teiles (8) zugeordnete, der Einführung der Dorne (14) dienende Ausnehmungen (16) aufweisen, die der doppelten Wandstärke des Rohres (2) entsprechen.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem walzenförmigen Körper (7) Führungsvorrichtungen zugeordnet sind zur Steuerung der Bewegungen der Dorne

(14) und der Formteile (12) während des Umlaufes des walzenförmigen Körpers (7).
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Eintritt des Rohres (2) in die kreisförmige ümschlingung des mittleren Teiles (8) eine das Rohr (2) erwärmende Vorrichtung (C) und im Bereich des Austrittes eine das Rohr (2) kühlende Vorrichtung (D) vorgesehen sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dorne (14) zur Eingriffsstelle mit den Ausnehmungen (16) der anklappbaren Formteile (12) hin abfallend zugespitzt sind.