EP3524910A1 - Heizkörper sowie verfahren zu dessen herstellung - Google Patents
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- EP3524910A1 EP3524910A1 EP19156417.8A EP19156417A EP3524910A1 EP 3524910 A1 EP3524910 A1 EP 3524910A1 EP 19156417 A EP19156417 A EP 19156417A EP 3524910 A1 EP3524910 A1 EP 3524910A1
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Definitions
- the present application relates to a method for producing such a radiator.
- a “collecting channel” is understood to be a channel of the heating element which interacts with at least two further channels in terms of flow.
- a collection channel can cooperate with a plurality of heating channels, which are each connected independently to the collection channel.
- the heating channels are effectively connected in parallel with the collection channel.
- a "heating channel” is understood to be a channel through which the heating medium can flow, the primary function of which is to deliver the thermal energy stored in the heating medium to the ambient air of the heating element. Consequently, there is typically an effort to have an effective surface of a Make heating channel comparatively large, so that in particular a convective heat exchange with the ambient air can take place.
- a heating channel cooperates with a Konvektorblech or other device that is thermally connected to a wall of the heating channel and in this way increases the surface of the same drastically.
- the heating channels can be incorporated, for example, in a hot plate, wherein the heating channels between two horizontally arranged collecting ducts extend.
- the heating channels have a different orientation, in particular a horizontal orientation.
- tubular heating channels are conceivable, in particular in so-called “heating walls” flat tubes are used, the width of which significantly exceeds their height.
- An "at least indirect connection" between a heating channel and at least one associated Konvektorbleche be understood in the context of the present application both indirect and direct connections.
- a convector plate is directly connected to a wall of a respectively associated heating channel, so that a heat transfer from the heating channel to the convector plate is particularly efficient.
- the convector plate cooperates only indirectly with the interposition of a connecting component with the heating channel.
- individual convector sheets are convector sheets which, at least in an assembly state in which they are not yet installed on the radiator, are present separately from one another. Furthermore, the convector sheets can also be present in a finished state of the radiator, in which they are connected in force-transmitting manner with the heating channel, separately and therefore independently of each other. This independent arrangement is then reflected in the fact that an immediate transfer of forces from a convector plate to a respective adjacent convector plate is not possible.
- the Konvektorbleche initially present separately on the heating channel before mounting, are mounted in this state on the heating channel and then coupled together, so that a direct exchange of forces between adjacent Konvektorbleche is possible.
- the individual convector sheets are not formed “integrally” on a superordinated convector plate, as is known in the prior art. Instead, the Konvektorbleche in the sense of the present application continue to be "individually” before.
- the known radiators each comprise a Konvektorblech which is provided with a plurality of Konvektorabitesen.
- a convector plate comprises a certain, repeating shape, which is typically wave-shaped or meander-shaped, wherein each of the periodically repeating portions of the convector plate forms a convector section, which in its mounted state on the radiator then together with the heating channels Convektorkanal trains.
- Convector sheets of this type are produced cyclically or continuously and cut as required to a certain length, so that a connection of the convector plate with the heating channels of the respective radiator is possible.
- the convector plate is typically welded to the heating channels.
- the disadvantage of the known radiators is that it is not possible to influence the number of convection ducts formed on the heating channels, since these are determined exclusively by the shape of the convector plate.
- this is of course harmless to the intended heating power of the respective radiator, the arrangement of a convector plate in the radiator but in any case associated with an increase in the weight of the radiator and additional costs for its production.
- the Japanese patent application JP 2002-168 470 A describes an air conditioner which is provided with a plurality of Konvektorblechen, consisting of a base and two legs.
- the Konvektorbleche are heat transfer through the bases arranged on a heating channel of the air conditioner and at the end remote from the heating channel end portions which form the legs of the Konvektorbleche, kinked.
- the present invention has for its object to further develop a known radiator in view of the stability of the same.
- the at least one leg facing away from the base end has a stiffening portion, wherein a free end of the stiffening portion is disposed on a side facing away from the base of the leg.
- a free end is understood to be an end of the convector plate which is present unconnected. In particular, no coupling of the convector plate with another object takes place at this free end.
- the free end of the stiffening portion is determined by that of the leg facing away from the region of the stiffening portion which has the greatest distance from the leg.
- stiffening sections on the end of the convector plate facing away from the base leads in particular to an improved stability of the same.
- the Konvektorbleche no free end which extends in a direction away from the heating channel and thus is freely accessible to a user.
- the introduction of stiffening sections thus also causes a reduced risk of injury.
- the stiffening sections are also particularly advantageous with regard to the optical design.
- the convector has a bend in a transition region between the leg and the stiffening portion, wherein an angle between the leg and the stiffening portion in a range between 0 ° and 179 °, preferably in a range between 10 ° and 120 °, lies.
- the leg and the stiffening portion are arranged at an angle of about 90 ° to each other, so as to achieve a scale-like arrangement of Konvektorbleche.
- a cross section of the stiffening portion is formed in a circular arc.
- the transition between the leg and the stiffening portion is softer.
- the distribution of Konvektorbleche along the longitudinal axis of the heating channel can be done both regularly and irregularly. In other words, a distribution is conceivable in which distances between adjacent convector plates are the same throughout. Alternatively, however, it is also conceivable that a distance between at least two adjacent Konvektorblechen differs from the distance of at least two other adjacent Konvektorbleche. Furthermore, in principle, a distribution in both the longitudinal and in the transverse direction with respect to the longitudinal axis of the respective heating channel is conceivable. In other words, it may be advantageous to align the bases of the Konvektorbleche a respective heating channel perpendicular or parallel to the longitudinal axis of the heating channel. This depends primarily on the orientation of the heating channels themselves, it being understood that warm air carries out an ascending movement and the convector plates expediently together form correspondingly oriented channels through which air can flow.
- the radiator of the invention has many advantages. As already apparent from the above description, a significant advantage is that individually and in particular, depending on the needs of the radiator can be equipped with any number of Konvektorblechen.
- the Konvektorbleche designed in the manner according to the invention each claim only a limited space on the associated heating channel, so that there is a great deal of freedom to the desired positioning of Konvektorbleche.
- the Konvektorbleche can be arranged unevenly along the heating channel, whereby, for example, an increased concentration of Konvektorblechen can be made in a side region of the radiator, in which then a convective heat exchange between the radiator and the environment is concentrated.
- the convector plates are distributed differently over the height of the heating element, in accordance with a dissipated temperature distribution.
- At least one equipped with Konvektorblechen heating channel, preferably all heating channels, and the associated Konvektorbleche are formed as such of aluminum.
- Aluminum has particularly good heat-conducting properties at a low specific mass.
- such a heating element may be advantageous in which two different convector plate pairs, which are each formed by two adjacent convector plates, have different distances between their convector plates. For example, it is conceivable that a distance of 3 cm exists between a first and a second convector plate and then there is a distance of 5 cm between the second and an adjoining third convector plate. It is understood that the distances between adjacent Konvektorblechen are arbitrary, since the Konvektorbleche according to the invention individually and independently and thus individually positioned - are connected to the heating channel.
- a further particular advantage may result in a radiator according to the invention, in which at least two heating channels each have a plurality of mutually independent Konvektorbleche.
- the advantage can be given by the fact that distances between adjacent Konvektorblechen on the one heating channel differ from distances between adjacent Konvektorblechen on the other heating channel.
- different heating channels can each be formed with a different number of Konvektorblechen, so to speak, a "Konvektorblech None" differently on different heating channels.
- Such a configuration may be useful, for example, when flow through different heating channels are flowed through with different warming heating medium. It is understood that the heating channel, which is subjected to a higher temperature, can provide a higher energy output and should therefore be provided with a higher density of Konvektorblechen.
- a heating channel through which comparatively cool heating medium flows can be provided with a smaller number of convector plates.
- the respective convector plate is arranged in an advantageous manner by means of ultrasonic welding to the heating channel, since in this case a sonotrode of an ultrasonic welding device has a certain amount of space.
- the connection of a respective convector plate to the heating channel by means of ultrasonic welding has the particular advantages that it is relatively quickly possible, can be automated and also no significant temperature entry takes place in the heating channel, which could otherwise lead to undesirable residual stresses in the material of the heating channel.
- a combination of materials is advantageous in which a respective Konvektorblech of aluminum and the heating channel are formed of steel.
- the choice of aluminum for the Konvektorbleche has the advantage of the particularly pronounced thermal conductivity of aluminum and its low density. It is understood that other material combinations are of course also conceivable, in particular an embodiment of both the heating channels and the Konvektorbleche each made of aluminum.
- each Konvektorblech is designed to be particularly thin, in particular a thickness of less than 0.2 mm, preferably less than 0 , 1 mm.
- a thickness of Konvektorbleche can affect their stability. Consequently, it may be of particular advantage to equip at least the leg of a respective convector plate with at least one stiffener, preferably a plurality of stiffeners. These stiffeners preferably extend in the vertical direction of the leg, preferably starting from the base. Such stiffeners may be present in particular in the form of embossments, which are introduced in the cold state of the material in the Konvektorblech.
- the stiffening section has at least one kink, preferably a plurality of kinks, at a free end.
- a length of the stiffening portion which is measured starting from the heating channel remote from the upper end of the leg and parallel to the heating channel, exceeds a distance of the associated Konvektorblechs of the respective adjacent Konvektorblech such that the stiffening portion of the convector sheet overlaps with the adjacent convector sheet. In this way, adjacent Konvektorblech can be brought into direct contact with each other despite their isolated form.
- At least two convector plates of the heating channel in the width direction (or in the transverse direction) of the heating channel are preferably arranged such that they overlap at least partially, preferably are arranged completely side by side.
- the lticiansachsparallele arrangement of Konvektorbleche on the heating channel is to be preferred in particular with vertically oriented heating channels.
- the arrangement of several Konvektorbleche side by side on the heating channel helps to significantly increase the convection surface, which is created by means of Konvektorbleche. The convective heat exchange between the heating fluid and the air of the space to be heated can thus be increased.
- the underlying object is inventively achieved in that at least two adjacent Konvektorbleche, preferably a plurality of each adjacent Konvektorblechen, after their individual connection with a respective heating channel with each other in force transmitting manner are interconnected, in particular to form a positive connection.
- the Konvektorbleche be aligned relative to a mounting direction such that the legs of a respective Konvektorblechs extending from a the starting region of the heating channel facing edge of the base.
- each convector plate to be connected to the heating channel is aligned prior to its connection to the heating channel such that the leg faces the preceding, already connected to the heating channel convector.
- the Konvektorbleche be aligned with their legs parallel to the longitudinal axis or parallel to the mounting direction of the respective heating channel.
- the convector sheets can be arranged in a particularly simple manner and, in particular, automatically, individually on the respective heating channel.
- the leg of a respective convector plate is not in the way of further movement of an assembly tool in the assembly direction itself. This applies both to the longitudinal axis-parallel and to the longitudinal axis perpendicular orientation of the convector plates. Another results particularly well based on the following embodiments.
- Konvektorbleche two Konvektorblechpointe are each arranged at different distances from each other. In this way, as needed, a higher concentration of Konvektorblechen be set at certain points of the respective Schukanals; a continuous uniform distribution of Konvektorblechen according to the invention is not mandatory.
- a known in the art radiator 1 which is suitable for use with Konvektorblechen 8 , for example.
- Such a radiator 1 comprises two connection cross sections 2, three collecting channels 3, 4 and a plurality of horizontally oriented heating channels 5.
- the connection cross sections 2 are arranged here together on a connection set 39 at a lower end of the radiator 1 and serve to the radiator 1 to a Flow 6 and to connect a return 7 of a heating system, not shown. It is understood that one of the connection sections 2 with the flow 6 and the other with the return 7 can interact.
- the connection fitting 39 cooperates in the example shown with a lower, horizontally extending collecting duct 4 .
- This collecting channel 4 has in its central region to a blocking element, not shown, which prevents an immediate overflow of the heating medium from the flow 6 to the return line 7 or a short circuit between the terminal cross sections 2 .
- the collecting channel 4 is fluidically connected in its associated with the lead 6 section with a vertical collecting channel 3 .
- the heating medium provided via the supply line 6 thus flows, starting from the supply line 6, into the lower collection channel 4 and then into the vertical collection channel 3 , in which it rises.
- the heating medium flows into the heating channels 5 , which are each fluidically connected to the collecting channel 3 .
- the heating channels 5 are connected in a sense parallel.
- the heating medium then flows through the individual heating channels 5 in the direction of an opposite collecting channel 3, which extends equally vertically. In this collecting channel 3 , the heating medium then flows back to the lower collecting channel 4 and its associated with the return 7 section.
- the heating medium is supplied via the lower collecting channel 4 to the return 7 and thus again to the heating system. It is understood that a temperature of the heating medium is continuously reduced in the course of the flow through the radiator 1 , since the thermal energy of the heating medium is discharged in particular by means of the heating channels 5 to the environment. The energy input into the environment takes place mainly by means of heat radiation and convection.
- a single Konvektorblechs 8 is for example in FIG. 3 shown. It comprises a lower base 9 associated with a respective heating channel 5 , a leg 10 extending from the base 9 , and a stiffening portion 40 disposed on a base 9 , the upper end 17 of the leg .
- a longitudinal axis 37 of the base 9 is here oriented perpendicular to a longitudinal axis 22 of the associated heating channel 5 or parallel to a width direction 38 of the heating channel 5 .
- the leg 10 extends from an edge 13 of the base, wherein the convector plate 8 is provided at the edge 13 with a kink 24 .
- the leg 10 extends from the base 9 in a direction away from the heating channel 5 direction.
- the leg 10 and the base 9 together form an angle 14 , which is about 80 ° here. The purpose of this deviating from a vertical configuration of the angle 14 training opens up in connection with the following explanation FIG. 4 ,
- the leg 10 selbiger has a kink 18 .
- the stiffening portion 40 of the Konvektorblechs 8 at its end facing away from the leg 10, the Konvektorblech 8 has a free end 11 .
- the leg 10 and the stiffening portion 40 together form an angle 41 , which here is about 90 °.
- the stiffening portion 40 ensures that the leg 10 is not unintentionally rotated relative to the base 9 .
- the Konvektorblech 8 is formed in the example shown by an aluminum sheet having a thickness of about 0.1 mm.
- the heating channels 5 are made of steel in the example shown. It is understood that the Konvektorblech 8 as such has a comparatively low stability due to its particularly thin design.
- the convector plate 8 has a plurality of stiffeners 15, 23, which are introduced into the leg 10 .
- the stiffeners 15, 23 extend in the example shown parallel to a vertical direction 16 of the leg 10.
- the stiffeners 23 protrude from the leg 10 to the base 9 and stiffen in this way the kink 24 between the base 9 and the leg 10th . This is also ensured that no unintended rotation of the arm 10 takes place relative to the base 9.
- the Konvektorblech 8 thus formed can be easily arranged on a heating channel 5 .
- a connection is made here by means of ultrasonic welding, which in particular consists of FIG. 4 results.
- the Konvektorblech 8 according to FIG. 3 positioned with its base 9 on a respective heating channel 5 and then whose base 9 is welded to the heating channel 5 by means of a sonotrode 25 at a total of two spot welds 26 .
- a plurality of Konvektorblechen 8 are easily connected individually with the heating channel 5 .
- a line-shaped weld is conceivable that can be generated with a disk-shaped or plate-shaped sonotrode. Based on the representation according to FIG.
- the Konvektorblechs 8 Due to the direct connection of the Konvektorblechs 8 with the heating channel 5 can finally take place a particularly efficient heat transfer from the heating medium to the Konvektorblech 8 and finally by means of convection to the environment to be heated. If a sonotrode is used whose dimensions are low enough, an embodiment of the angle 14 of 90 ° is to be preferred in principle.
- another Konvektorblech 8 is welded to the heating channel 5 in a subsequent processing step.
- a further Konvektorblech 8 is arranged on a side facing away from the legs 10 of the first Konvektorblechs 8 and then again connected by means of the sonotrode 25 at two weld points 26 with the heating channel 5 .
- the second convector plate 8 is positioned at a distance 12 to the first convector plate 8 .
- This distance 12 is chosen to be smaller than a parallel to the longitudinal axis 22 of the heating channel 5 measured length 33 of the stiffening portion 40 of the Konvektorbleche 8.
- the heating channel 5 can be provided in the same way with any number of Konvektorblechen 8 , wherein distances between adjacent Konvektorblechen 8 are arbitrary.
- the arrangement of the individual Konvektorbleche 8 takes place in a mounting direction, which extends from an initial region 19 of the heating channel 5 in the direction of an opposite end portion 20 .
- the mounting direction is therefore oriented parallel to the longitudinal axis 22 of the heating channel 5 .
- FIG. 8 The placement of a third convector plate 8 - again at a distance 12 to the previous second convector plate 8 - is exemplified in FIG. 8 shown.
- a heating channel 5 selbiger is equipped with a plurality of Konvektorblechen 8 .
- Such a finished heating channel 5 results, for example, from the illustration according to FIG. 9 .
- a distance 21 is present, which exceeds the otherwise selected distances 12 between the Konvektorblechen 8 significantly.
- two packages of Konvektorblechen 8 are thus formed on the heating channel 5 so to speak.
- the distances between adjacent Konvektorblechen 8 are basically completely freely selectable, since each Konvektorblech 8 is set individually.
- the material of the Konvektorbleche 8 is prevented in the stamping pressure side by means of cheeks 36 to avoid uncontrolled forms in the stiffening portions 40 a dedicated form-fit point 31 from.
- the cheeks 36 are laterally moved away from each other in the direction of the arrows 32 to give the material of the stiffening portions 40 room for deformation.
- a modified type of Konvektorblechchen 8 is used as an alternative to the Konvektorblechen 8 as described above, the stiffening portions 40 is not formed in the same manner long stretched, but is brought by means of another bend 18 in a U-shape. This is particularly good based on the representation according to FIG. 11 recognizable.
- the deviating configuration of the stiffening portion 40 has the consequence that adjacent Konvektorbleche 8 form no overlap region 28 and therefore can not be directly connected to each other.
- the introduction of the further bend 18 has the advantage that the respective Konvektorblech 8 is additionally stiffened in the region of its stiffening portion 40 .
- FIGS. 14 to 17 Heating channels 5, which are also equipped with a plurality of Konvektorblechen 8 .
- the Konvektorbleche 8 are oriented parallel to the longitudinal axes 22 of the heating channels 5 here .
- Such a design is particularly advantageous when the respective heating channel 5 is oriented vertically, so that a convective air flow on the heating channel 5 can rise along.
- the individual Konvektorbleche 8 are arranged one behind the other along the heating channel 5 .
- An assembly of Konvektorbleche 8 runs comparable to the assembly of Konvektorbleche 8 according to the embodiments described above according to the FIGS. 1 to 13 from.
- the Konvektorbleche 8 are each individually connected to a wall of the heating channel 5 , in particular punctiform or linear welded by means of ultrasonic welding.
- the sonotrode or sonotrodes move from Konvektorblech 8 to Konvektorblech 8 relative to the heating channel 5 parallel to its longitudinal axis 22nd
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Abstract
Description
- Die vorliegende Anmeldung betrifft einen Heizkörper, umfassend
- mindestens zwei Anschlussquerschnitte,
- mindestens zwei Sammelkanäle sowie
- eine Mehrzahl von Heizkanälen,
- Ferner betrifft die vorliegende Anmeldung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Heizkörpers.
- Unter einem "Sammelkanal" wird ein Kanal des Heizkörpers verstanden, der mit mindestens zwei weiteren Kanälen strömungstechnisch zusammenwirkt. Insbesondere kann ein Sammelkanal mit einer Vielzahl von Heizkanälen zusammenwirken, die jeweils unabhängig voneinander an den Sammelkanal angeschlossen sind. Mit anderen Worten sind die Heizkanäle in einer solchen Konfiguration gewissermaßen in einer Parallelschaltung mit dem Sammelkanal verbunden.
- Unter einem "Heizkanal" wird im Sinne der vorliegenden Anmeldung ein mit dem Heizmedium durchströmbar Kanal verstanden, dessen primäre Funktion es ist, die in dem Heizmedium gespeicherte thermische Energie an die Umgebungsluft des Heizkörpers abzugeben. Folglich besteht typischerweise das Bestreben, eine wirksame Oberfläche eines Heizkanals vergleichsweise groß zu gestalten, sodass insbesondere ein konvektiver Wärmeaustausch mit der Umgebungsluft stattfinden kann. In aller Regel wirkt ein Heizkanal mit einem Konvektorblech oder einer sonstigen Vorrichtung zusammen, die thermisch mit einer Wandung des Heizkanals verbunden ist und auf diese Weise die Oberfläche desselben drastisch vergrößert. Bei handelsüblichen Wandheizkörpern können die Heizkanäle beispielsweise in einer Heizplatte eingearbeitet sein, wobei sich die Heizkanäle zwischen zwei horizontal angeordneten Sammelkanälen erstrecken. Selbstverständlich ist es ebenso denkbar, dass die Heizkanäle eine andere Ausrichtung, insbesondere eine horizontale Ausrichtung, aufweisen. Auch sind rohrförmige Heizkanäle denkbar, wobei insbesondere bei sogenannten "Heizwänden" Flachrohre zum Einsatz kommen, deren Breite deren Höhe deutlich übersteigt.
- Unter einer "zumindest mittelbaren Verbindung" zwischen einem Heizkanal und mindestens einen zugehörigen Konvektorbleche werden im Sinne der vorliegenden Anmeldung sowohl mittelbare als auch unmittelbare Verbindungen verstanden. Typischerweise ist ein Konvektorblech unmittelbar mit einer Wandung eines jeweils zugehörigen Heizkanals verbunden, sodass ein Wärmeübergang von dem Heizkanal auf das Konvektorblech besonders effizient möglich ist. Gleichwohl ist es ebenso denkbar, dass das Konvektorblech unter Zwischenschaltung eines Verbindungsbauteils lediglich mittelbar mit dem Heizkanal zusammenwirkt.
- Unter "einzelnen Konvektorblechen" werden im Sinne der vorliegenden Anmeldung Konvektorbleche verstanden, die zumindest in einem Montagezustand, in dem sie noch nicht an dem Heizkörper installiert sind, separat voneinander vorliegen. Ferner können die Konvektorbleche auch in einem Fertigzustand des Heizkörpers, in dem sie in Kraft übertragender Weise mit dem Heizkanal verbunden sind, separat und folglich unabhängig voneinander vorliegen. Diese voneinander unabhängige Anordnung schlägt sich sodann darin nieder, dass eine unmittelbare Übertragung von Kräften von einem Konvektorblech auf ein jeweils benachbartes Konvektorblech nicht möglich ist.
- Ebenso ist es denkbar, dass die Konvektorbleche vor der Montage an dem Heizkanal zunächst separat vorliegenden, in diesem Zustand an dem Heizkanal montiert werden und anschließend miteinander gekoppelt werden, sodass ein unmittelbarer Austausch von Kräften zwischen benachbarten Konvektorbleche ermöglicht ist. Grundsätzlich sind die einzelnen Konvektorbleche gleichwohl nicht "einstückig" an einem übergeordneten Konvektorblech ausgebildet, wie dies im Stand der Technik bekannt ist. Stattdessen liegen die Konvektorbleche im Sinne der vorliegenden Anmeldung weiterhin "einzeln" vor.
- Heizkörper der eingangs beschriebenen Art sind im Stand der Technik bereits bekannt. Hierzu wird insbesondere auf die folgenden Dokumente verwiesen:
DE 10 2009 055 177 A1 ,DE 32 27 146 A1 undDE 199 21 144 B4 . - Die bekannten Heizkörper umfassen jeweils ein Konvektorblech, das mit einer Vielzahl von Konvektorabschnitten versehen ist. Mit anderen Worten umfasst ein solches Konvektorblech eine bestimmte, sich wiederholende Form, die typischerweise wellen- oder mäanderförmig ausgebildet ist, wobei jeder der sich periodisch wiederholenden Abschnitte des Konvektorblechs einen Konvektorabschnitt bildet, der in seinem an dem Heizkörper montierten Zustand sodann gemeinsam mit den Heizkanälen einen Konvektorkanal ausbildet. Konvektorbleche dieser Art werden zyklisch oder kontinuierlich hergestellt und je nach Bedarf auf eine bestimmte Länge geschnitten, sodass eine Verbindung des Konvektorblechs mit den Heizkanälen des jeweiligen Heizkörpers möglich ist. Das Konvektorblech wird dabei typischerweise mit den Heizkanälen verschweißt.
- Der Nachteil der bekannten Heizkörper besteht darin, dass die Einflussnahme auf die Anzahl der an den Heizkanälen ausgebildeten Konvektorkanäle nicht möglich ist, da sich diese ausschließlich aus der Form des Konvektorblechs bestimmt. Somit ist es insbesondere denkbar, dass zur Sicherstellung einer gewissen Heizleistung eines Heizkörpers die Notwendigkeit besteht, grundsätzlich ein bestimmtes Konvektorblech zu verwenden, eine sich dadurch jedoch automatisch ergebende Vielzahl an Konvektionskanälen für den vorgesehenen Bedarf gleichwohl überflüssig ist. Wenngleich dies zwar für die vorgesehene Heizleistung des jeweiligen Heizkörpers selbstverständlich unschädlich ist, geht die Anordnung eines Konvektorblechs in dem Heizkörper doch in jedem Fall mit einer Zunahme des Gewichts des Heizkörpers sowie zusätzlichen Kosten für dessen Herstellung einher.
- Aus der Patentschrift
AT 256388 B - Die japanische Patentanmeldung
JP 2002-168 470 A - Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, einen bekannten Heizkörper im Hinblick auf die Stabilität des selbigen weiterzuentwickeln.
- Die zugrunde liegende Aufgabe wird ausgehend von dem Heizkörper der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der mindestens eine Schenkel an einem der Basis abgewandten Ende einen Versteifungsabschnitt aufweist, wobei ein freies Ende des Versteifungsabschnitts auf einer der Basis abgewandten Seite des Schenkels angeordnet ist.
- Unter einem "freien Ende" wird im Sinne der vorliegenden Anmeldung ein Ende des Konvektorblechs verstanden, das unverbunden vorliegt. Insbesondere findet an diesem freien Ende keine Kopplung des Konvektorblechs mit einem anderen Gegenstand statt. Das freie Ende des Versteifungsabschnitts bestimmt sich durch denjenigen von dem Schenkel abgewandten Bereich des Versteifungsabschnitts, welcher den größten Abstand zu dem Schenkel aufweist.
- Die Einbringung von Versteifungsabschnitten an dem der Basis abgewandten Ende des Konvektorblechs führt insbesondere zu einer verbesserten Stabilität des selbigen. Im Vergleich zum Stand der Technik weisen die Konvektorbleche kein freies Ende auf, welches sich in eine von dem Heizkanal abgewandte Richtung erstreckt und somit für einen Verwender frei zugänglich ist. Die Einbringung von Versteifungsabschnitten bewirkt somit auch eine verringerte Verletzungsgefahr. Weitergehend sind die Versteifungsabschnitte ebenfalls hinsichtlich der optischen Ausgestaltung besonders vorteilhaft.
- Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Heizkörpers sieht vor, dass das Konvektorblech in einem Übergangsbereich zwischen dem Schenkel und dem Versteifungsabschnitt einen Knick aufweist, wobei ein Winkel zwischen dem Schenkel und dem Versteifungsabschnitt in einem Bereich zwischen 0° und 179°, vorzugsweise in einem Bereich zwischen 10° und 120°, liegt. Im Hinblick auf die Überlappung der Konvektorbleche ist es besonders vorteilhaft, wenn der Schenkel und der Versteifungsabschnitt in einem Winkel von etwa 90° zueinander angeordnet sind, um somit eine schuppenartige Anordnung der Konvektorbleche zu erzielen.
- Alternativ ist ebenfalls denkbar, dass ein Querschnitt des Versteifungsabschnitts kreisbogenförmig ausgebildet ist. Im Gegensatz zu einem Knick ist der Übergang zwischen dem Schenkel und dem Versteifungsabschnitt weicher ausgebildet. Besonders im Hinblick auf die Krafteinwirkung, welche zur Umformung des Materials nötig ist, ist eine vorstehende Ausführung besonders vorteilhaft.
- Die Verteilung der Konvektorbleche entlang der Längsachse des Heizkanals kann sowohl regelmäßig als auch unregelmäßig erfolgen. Mit anderen Worten ist eine Verteilung denkbar, bei der Abstände zwischen jeweils benachbarten Konvektorblechen durchweg gleich sind. Alternativ ist es jedoch ebenso vorstellbar, dass ein Abstand zwischen zumindest zwei benachbarten Konvektorblechen sich von dem Abstand mindestens zweier anderer benachbarter Konvektorbleche unterscheidet. Ferner ist grundsätzlich eine Verteilung sowohl in Längs- als auch in Querrichtung bezogen auf die Längsachse des jeweiligen Heizkanals denkbar. Mit anderen Worten kann es vorteilhaft sein, die Basen der Konvektorbleche eines jeweiligen Heizkanals senkrecht oder parallel zu der Längsachse des Heizkanals auszurichten. Dies richtet sich vor allem nach der Ausrichtung der Heizkanäle selbst, wobei es sich versteht, dass warme Luft eine aufsteigende Bewegung ausführt und die Konvektorbleche sinnvollerweise gemeinsam entsprechend orientierte Kanäle bilden, durch die Luft hindurchströmen kann.
- Der erfindungsgemäße Heizkörper hat viele Vorteile. Wie sich aus vorstehender Beschreibung bereits erschließt, besteht ein wesentlicher Vorteil darin, dass individuell und insbesondere je nach Bedarf der Heizkörper mit einer beliebigen Anzahl von Konvektorblechen ausgestattet werden kann. Die in der erfindungsgemäßen Weise gestalteten Konvektorbleche beanspruchen jeweils lediglich einen begrenzten Raum auf dem zugehörigen Heizkanal, sodass sich eine große Freiheit zur gewünschten Positionierung der Konvektorbleche ergibt. Insbesondere können die Konvektorbleche ungleichmäßig entlang des Heizkanals angeordnet werden, wodurch beispielsweise eine erhöhte Konzentration an Konvektorblechen in einem Seitenbereich des Heizkörpers vorgenommen werden kann, in dem sodann auch ein konvektiver Wärmeaustausch zwischen dem Heizkörper und der Umgebung konzentriert wird. Ebenso ist es bei vertikal orientierten Heizkanälen, wie sie bei sogenannten "Heizwänden" typisch sind, denkbar, dass die Konvektorbleche über die Höhe des Heizkörpers hinweg unterschiedlich verteilt werden, entsprechend einer abzuführenden Temperaturverteilung.
- Im Vergleich zum Stand der Technik besteht bei dem erfindungsgemäßen Heizkörper folglich keine unbedingte Bindung an eine vorgesetzte Anzahl gleichmäßig verteilter Konvektorkanäle, die zwingend mit der Wahl eines jeweiligen Konvektorblechs an dem Heizkörper ausgebildet werden müssen. Mittels der individuellen Ausstattung eines jeweiligen Heizkörpers mit einer gewünschten Anzahl von Konvektorblechen ist zudem auch die Masse des späteren fertigen Heizkörpers auf ein Mindestmaß begrenzbar. Dies ist für ein kräfteschonendes Handling des Heizkörpers im Zuge der Installation desselben von Vorteil.
- Hierzu ist es besonders von Vorteil, wenn mindestens ein mit Konvektorblechen ausgestatteter Heizkanal, vorzugsweise sämtliche Heizkanäle, sowie die zugehörigen Konvektorbleche als solche von Aluminium gebildet sind. Aluminium weist besonders gute wärmeleitende Eigenschaften bei einer geringen spezifischen Masse auf.
- Wie vorstehend bereits angedeutet kann ferner ein solcher Heizkörper von Vorteil sein, bei dem zwei verschiedene Konvektorblechpaare, die jeweils von zwei benachbarten Konvektorblechen gebildet sind, zwischen ihren Konvektorblechen verschiedene Abstände aufweisen. Beispielsweise ist es denkbar, dass zwischen einem ersten und einem zweiten Konvektorblech ein Abstand von 3 cm vorliegt und sodann zwischen den zweiten und einem sich daran anschließenden dritten Konvektorblech ein Abstand von 5 cm vorliegt. Es versteht sich, dass die Abstände zwischen benachbarten Konvektorblechen beliebig wählbar sind, da die Konvektorbleche erfindungsgemäß einzeln vorliegen sowie unabhängig voneinander- und dadurch individuell positionierbar - mit dem Heizkanal verbunden werden.
- Ein weiterer besonderer Vorteil kann sich bei einem erfindungsgemäßen Heizkörper ergeben, bei dem mindestens zwei Heizkanäle jeweils eine Vielzahl voneinander unabhängiger Konvektorbleche aufweisen. Der Vorteil kann dadurch gegeben sein, dass Abstände zwischen benachbarten Konvektorblechen an dem einen Heizkanal sich von Abständen zwischen benachbarten Konvektorblechen an dem anderen Heizkanal unterscheiden. Mit anderen Worten können verschiedene Heizkanäle jeweils mit einer unterschiedlichen Anzahl von Konvektorblechen ausgebildet werden, sodass gewissermaßen eine "Konvektorblechdichte" an verschiedenen Heizkanälen unterschiedlich ausfällt. Eine solche Ausgestaltung kann beispielsweise dann sinnvoll sein, wenn strömungsbedingt verschiedene Heizkanäle mit unterschiedlich warmem Heizmedium durchströmt werden. Es versteht sich, dass derjenige Heizkanal, der mit einer höheren Temperatur beaufschlagt wird, einen höheren Energieoutput leisten kann und folglich mit einer höheren Dichte an Konvektorblechen versehen werden sollte. Umgekehrt analog kann ein Heizkanal, der mit vergleichsweise kühlem Heizmedium durchströmt wird mit einer geringeren Anzahl von Konvektorblechen versehen werden. Auch hier ergibt sich der Vorteil, dass lediglich so viele Konvektorbleche an dem Heizkörper ausgebildet werden, wie für einen optimalen Energieaustausch zwischen dem Heizkörper und dem zu beheizten Raum nötig sind. Hierdurch werden sowohl der Materialeinsatz als auch die Masse des fertigen Heizkörpers auf das Nötigste reduziert.
- In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Heizkörpers weist mindestens ein Konvektorblech, vorzugsweise sämtliche Konvektorbleche, lediglich einen einzigen Schenkel auf, der sich ausgehend von einem Rand der Basis in die von dem Heizkanal abgewandte Richtung erstreckt. Vorzugsweise erstreckt sich der Schenkel relativ zu der Basis unter einem Winkel zwischen 80° und 90°, wobei eine Annäherung des Winkels an 90° zu bevorzugen ein Winkel von genau 90° optimal sind. Eine von einer strikt senkrechten Anordnung des Schenkels relativ zu der Basis abweichende Orientierung des Schenkels hat den besonderen Vorteil, dass einem Montagewerkzeug, mittels dessen die Basis des Konvektorblechs in Kraft übertragender Weise dem Heizkanal verbunden wird, auf der dem Heizkanal abgewandten Seite der Basis zusätzlicher Raum zur Verfügung steht, da der Schenkel gewissermaßen seitlich ausweicht.
- Dies ist insbesondere dann erheblich, wenn das jeweilige Konvektorblech in vorteilhafter Weise mittels Ultraschallschweißen an dem Heizkanal angeordnet wird, da in diesem Fall eine Sonotrode eines Ultraschallschweißgeräts einen gewissen Raumbedarf aufweist. Die Verbindung eines jeweiligen Konvektorblechs mit dem Heizkanal mittels Ultraschallschweißen hat dabei die besonderen Vorteile, dass es vergleichsweise zügig möglich ist, automatisierbar ist und zudem kein erheblicher Temperatureintrag in den Heizkanal stattfindet, der ansonsten zu unerwünschten Eigenspannungen in dem Material des Heizkanals führen könnte.
- Grundsätzlich, jedoch insbesondere im Hinblick auf eine mögliche Verbindung der Konvektorbleche mit einem jeweiligen Heizkanal mittels Ultraschallschweißen, ist eine Materialkombination vorteilhaft, bei der ein jeweiliges Konvektorblech von Aluminium und der Heizkanal von Stahl gebildet sind. Die Wahl von Aluminium für die Konvektorbleche hat den Vorteil der besonders ausgeprägten Wärmeleiteigenschaften von Aluminium sowie dessen geringer Dichte. Es versteht sich, dass andere Materialkombinationen selbstverständlich ebenso denkbar sind, insbesondere eine Ausbildung sowohl der Heizkanäle als auch der Konvektorbleche jeweils aus Aluminium.
- Um die Masse der einzelnen Konvektorbleche und mithin die Masse des fertigen Heizkörpers möglichst auf ein Minimum zu reduzieren, ist es zudem von Vorteil, wenn jedes einzelne Konvektorblech besonders dünn ausgeführt ist, insbesondere eine Dicke von weniger als 0,2 mm, vorzugsweise weniger als 0,1 mm, aufweist. Für die Funktion des Wärmeaustausches mit der zu beheizten Umgebung ist eine solche Materialstärke ohne Weiteres ausreichend. Die geringe Dicke der Konvektorbleche kann jedoch deren Stabilität beeinträchtigen. Mithin kann es von besonderem Vorteil sein, zumindest den Schenkel eines jeweiligen Konvektorblechs mit mindestens einer Versteifung, vorzugsweise einer Mehrzahl von Versteifungen, auszustatten. Diese Versteifungen erstrecken sich vorzugsweise in Hochrichtung des Schenkels, vorzugsweise ausgehend von der Basis. Derartige Versteifungen können insbesondere in Form von Prägungen vorliegen, die im kalten Zustand des Materials in das Konvektorblech eingebracht werden.
- Zusätzlich oder unabhängig von der Einbringung von Versteifungen kann es zwecks Erhöhung der Stabilität eines jeweiligen Konvektorblechs ferner von Vorteil sein, wenn der Versteifungsabschnitt an einem freien Ende mindestens einen Knick, vorzugsweise eine Mehrzahl von Knicken, aufweist.
- Um die statische Widerstandsfähigkeit der einzelnen Konvektorbleche deutlich zu erhöhen ist es ferner denkbar, eine Länge des Versteifungsabschnitts, die ausgehend von dem dem Heizkanal abgewandten oberen Ende des Schenkels sowie parallel zu dem Heizkanal gemessen wird, einen Abstand des zugehörigen Konvektorblechs von dem jeweils benachbarten Konvektorblech übersteigt, sodass der Versteifungsabschnitt des Konvektorblechs mit dem benachbarten Konvektorblech überlappt. Auf diese Weise können benachbarte Konvektorbleche trotz ihrer vereinzelten Form in einen unmittelbaren Kontakt miteinander gebracht werden.
- Für einen unmittelbaren Austausch von Kräften zwischen benachbarten Konvektorblechen ist es bei dieser Konfiguration sodann weiterhin von besonderem Vorteil, wenn die Konvektorbleche unmittelbar miteinander verbunden werden. Eine solche Verbindung ist insbesondere dann denkbar, wenn die einzelnen Konvektorbleche quer zu der Längsachse des Heizkanals ausgerichtet sind, das heißt die Basen der Konvektorbleche sich senkrecht zu der Längsachse des Heizkanals erstrecken. Insbesondere ist es denkbar, dass die sich überlappenden Bereiche der benachbarten Konvektorbleche stoffschlüssig, kraftschlüssig oder formschlüssig miteinander gekoppelt werden. Insbesondere ist die Ausbildung eines Formschlusses denkbar, indem die jeweils benachbarten Konvektorbleche in einem Überlappungsbereich miteinander verpresst werden.
- Sofern sich die Basen der Konvektorbleche parallel zu der Längsachse des jeweiligen Heizkanals ausgerichtet sind, sind mindestens zwei Konvektorbleche des Heizkanals in Breitenrichtung (bzw. in Querrichtung) des Heizkanals betrachtet vorzugsweise derart angeordnet, dass sie sich zumindest teilweise überlappen, vorzugsweise vollständig nebeneinander angeordnet sind. Die längsachsparallele Anordnung der Konvektorbleche auf dem Heizkanal ist insbesondere bei senkrecht orientierten Heizkanälen zu bevorzugen. Die Anordnung mehrerer Konvektorbleche nebeneinander auf dem Heizkanal trägt dazu bei, die Konvektionsfläche, die mittels der Konvektorbleche geschaffen wird, deutlich zu erhöhen. Der konvektive Wärmeaustausch zwischen dem Heizfluid und der Luft des zu heizenden Raumes kann folglich erhöht werden.
- In verfahrenstechnischer Hinsicht wird die zugrunde liegende Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zumindest zwei benachbarte Konvektorbleche, vorzugsweise eine Mehrzahl von jeweils benachbarten Konvektorblechen, nach ihrer einzelnen Verbindung mit einem jeweiligen Heizkanal miteinander in Kraft übertragender Weise miteinander verbunden werden, insbesondere unter Ausbildung eines Formschlusses.
- Vorteilhafterweise werden die Konvektorbleche dabei derart relativ zu einer Montagerichtung ausgerichtet, dass der Schenkel eines jeweiligen Konvektorblechs sich ausgehend von einem dem Anfangsbereich des Heizkanals zugewandten Rand der Basis erstreckt. Mit anderen Worten wird jedes mit dem Heizkanal zu verbindende Konvektorblech vor seiner Verbindung mit dem Heizkanal derart ausgerichtet, dass der Schenkel dem vorausgehenden, bereits mit dem Heizkanal verbundenen Konvektorblech zugewandt ist. Alternativ ist es ebenso denkbar, dass die Konvektorbleche mit deren Schenkeln parallel zu der Längsachse bzw. parallel zu der Montagerichtung des jeweiligen Heizkanals ausgerichtet werden.
- Unter Verwendung der erfindungsgemäßen Verfahrensweise können die Konvektorbleche besonders einfach und insbesondere automatisiert einzelnen an dem jeweiligen Heizkanal angeordnet werden. Insbesondere steht der Schenkel eines jeweiligen Konvektorblechs einer weiteren Bewegung eines Montagewerkzeugs in Montagerichtung selbst nicht im Weg. Dies gilt sowohl für die längsachsparallele als auch für die zur Längsachse senkrechte Ausrichtung der Konvektorbleche. Weiteres ergibt sich besonders gut anhand der nachstehenden Ausführungsbeispiele.
- In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Konvektorbleche zweier Konvektorblechpaare jeweils in unterschiedlichen Abständen zueinander angeordnet. Auf diese Weise kann je nach Bedarf eine höhere Konzentration von Konvektorblechen an bestimmten Stellen des jeweiligen Heizkanals eingestellt werden; eine durchgehend gleichmäßige Verteilung von Konvektorblechen ist erfindungsgemäß nicht zwingend notwendig.
- Der erfindungsgemäße Heizkörper sowie das erfindungsgemäße Verfahren werden nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen, die in den Figuren dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigt:
- Fig. 1:
- Eine perspektivische Ansicht einer Vorderseite eines Heizkörpers,
- Fig. 2:
- Eine perspektivische Ansicht einer Rückseite des Heizkörpers gemäß
Figur 1 , - Fig. 3:
- Ein Detail eines Konvektorblechs für einen erfindungsgemäßen Heizkörper,
- Fig. 4:
- Einen Querschnitt durch einen Heizkanal im Moment der Verbindung eines Konvektorblechs gemäß
Figur 3 mit dem Heizkanal, - Fig. 5:
- Eine perspektivische Ansicht des mit einem Konvektorblechs ausgestatteten Heizkanals gemäß
Figur 4 , - Fig. 6:
- Einen Querschnitt durch den Heizkanal gemäß
Figur 4 im Moment der Verbindung eines zweiten Konvektorblechs mit dem Heizkanal, - Fig. 7:
- Eine perspektivische Ansicht des mit zwei Konvektorblechen ausgestatteten Heizkanals gemäß
Figur 6 , - Fig. 8:
- Einen Querschnitt durch den Heizkanal gemäß
Figur 7 im Moment der Verbindung eines dritten Konvektorblechs mit dem Heizkanal, - Fig. 9:
- Eine perspektivische Ansicht eines vollständig mit einer Vielzahl von Konvektorblechen ausgestatteten Heizkanals,
- Fig. 10:
- Einen Querschnitt durch einen Heizkanal im Moment der Verbindung eines dritten, alternativ ausgebildeten Konvektorblechs mit dem Heizkanal,
- Fig. 11:
- Eine perspektivische Ansicht eines Ausschnitts des Heizkanals gemäß
Figur 10 , - Fig. 12:
- Einen Querschnitt durch ein Werkzeug im Moment der Verbindung zweier Versteifungsabschnitte benachbarter Konvektorbleche mittels Verpressen,
- Fig. 13:
- Eine perspektivische Ansicht eines mit einer Mehrzahl von alternativ ausgebildeten Konvektorblechen verbundenen Heizkanals,
- Fig. 14:
- Einen Querschnitt durch einen Heizkanal, der mit längsachsparallel ausgerichteten Konvektorblechen ausgestattet ist,
- Fig. 15:
- Eine perspektivische Ansicht des Heizkanals gemäß
Figur 14 , - Fig. 16:
- Einen Querschnitt durch einen weiteren Heizkanal, der mit längsachsparallel ausgerichteten Konvektorblechen ausgestattet ist und
- Fig. 17:
- Eine perspektivische Ansicht des Heizkanals gemäß
Figur 16 . - Zunächst ist in den
Figuren 1 und2 ein im Stand der Technik bekannter Heizkörper 1 dargestellt, der sich beispielsweise für die Verwendung mit Konvektorblechen 8 eignet. Ein solcher Heizkörper 1 umfasst zwei Anschlussquerschnitte 2, drei Sammelkanäle 3, 4 sowie eine Vielzahl von horizontal orientierten Heizkanälen 5. Die Anschlussquerschnitte 2 sind hier gemeinsam an einer Anschlussgarnitur 39 an einem unteren Ende des Heizkörpers 1 angeordnet und dienen dazu, den Heizkörper 1 an einen Vorlauf 6 sowie einen Rücklauf 7 eines nicht dargestellten Heizungssystems anzuschließen. Dabei versteht es sich, dass einer der Anschlussquerschnitte 2 mit dem Vorlauf 6 und der andere mit dem Rücklauf 7 zusammenwirken kann. Die Anschlussgarnitur 39 wirkt in dem gezeigten Beispiel mit einem unteren, sich horizontal erstreckenden Sammelkanal 4 zusammen. Dieser Sammelkanal 4 weist in seinem Mittelbereich ein nicht dargestelltes Blockadeelement auf, das ein unmittelbares Überströmen des Heizmediums von dem Vorlauf 6 hin zu dem Rücklauf 7 bzw. einen Kurzschluss zwischen den Anschlussquerschnitten 2 unterbindet. - Der Sammelkanal 4 ist in seinem mit dem Vorlauf 6 assoziierten Abschnitt mit einem vertikalen Sammelkanal 3 strömungstechnisch verbunden. Das über den Vorlauf 6 bereitgestellte Heizmedium strömt somit ausgehend von dem Vorlauf 6 in den unteren Sammelkanal 4 und sodann in den vertikalen Sammelkanal 3 über, in dem es aufsteigt. Ausgehend von dem Sammelkanal 3 strömt das Heizmedium in die Heizkanäle 5 über, die jeweils einzelnen strömungstechnisch mit dem Sammelkanal 3 verbunden sind. Mit anderen Worten sind die Heizkanäle 5 gewissermaßen parallel geschaltet. Das Heizmedium durchströmt sodann die einzelnen Heizkanäle 5 in Richtung eines gegenüberliegenden Sammelkanals 3, der sich gleichermaßen vertikal erstreckt. In diesem Sammelkanal 3 strömt das Heizmedium sodann zurück zu dem unteren Sammelkanal 4 bzw. dessen mit dem Rücklauf 7 assoziierten Abschnitt. Schließlich wird das Heizmedium über den unteren Sammelkanal 4 dem Rücklauf 7 und somit wieder dem Heizungssystem zugeführt. Es versteht sich, dass eine Temperatur des Heizmediums sich im Zuge der Durchströmung des Heizkörpers 1 fortwährend reduziert, da die thermische Energie des Heizmediums insbesondere mittels der Heizkanäle 5 an die Umgebung abgegeben wird. Der Energieeintrag in die Umgebung erfolgt dabei hauptsächlich mittels Wärmestrahlung und Konvektion.
- Ein derartiger Heizkörper 1 - selbstverständlich jedoch auch jeder andere denkbare Heizkörper - umfasst in einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung eine Vielzahl von Konvektorblechen 8. Ein einzelnes Konvektorblechs 8 ist beispielsweise in
Figur 3 dargestellt. Es umfasst eine untere, mit einem jeweiligen Heizkanal 5 assoziierte Basis 9, einen sich ausgehend von der Basis 9 erstreckenden Schenkel 10 sowie ein an einem der Basis 9 angewandten, oberen Ende 17 des Schenkels angeordneter Versteifungsabschnitt 40. Eine Längsachse 37 der Basis 9 ist hier senkrecht zu einer Längsachse 22 des zugehörigen Heizkanals 5 bzw. parallel zu einer Breitenrichtung 38 des Heizkanals 5 orientiert. In dem gezeigten Beispiel erstreckt sich der Schenkel 10 ausgehend von einem Rand 13 der Basis, wobei das Konvektorblech 8 an dem Rand 13 mit einem Knick 24 versehen ist. Der Schenkel 10 erstreckt sich ausgehend von der Basis 9 in eine von dem Heizkanal 5 abgewandte Richtung. In dem gezeigten Beispiel schließen der Schenkel 10 und die Basis 9 gemeinsam einen Winkel 14 ein, der hier ca. 80° beträgt. Der Zweck dieser von einer senkrechten Ausgestaltung des Winkels 14 abweichenden Ausbildung erschließt sich im Zusammenhang mit der nachstehenden Erläuterung zuFigur 4 . - An einem oberen Ende 17 des Schenkels 10 weist selbiger einen Knick 18 auf. Ausgehend von diesem oberen Ende 17 erstreckt sich sodann der Versteifungsabschnitt 40 des Konvektorblechs 8, an dessen dem Schenkel 10 abgewandten Ende das Konvektorblech 8 ein freies Ende 11 aufweist. In dem gezeigten Beispiel schließen der Schenkel 10 und die der Versteifungsabschnitt 40 gemeinsam einen Winkel 41 ein, der hier ca. 90° beträgt. Der Versteifungsabschnitt 40 stellt sicher, dass der Schenkel 10 nicht unbeabsichtigt relativ zu der Basis 9 verdreht wird.
- Das Konvektorblech 8 ist in dem gezeigten Beispiel von einem Aluminiumblech gebildet, dass eine Dicke von ca. 0,1 mm aufweist. Die Heizkanäle 5 sind in dem gezeigten Beispiel aus Stahl. Es versteht sich, dass das Konvektorblech 8 als solches aufgrund seiner besonders dünnen Ausbildung eine vergleichsweise geringe Stabilität aufweist. Um diese zu steigern, verfügt das Konvektorblech 8 über eine Mehrzahl von Versteifungen 15, 23, die in den Schenkel 10 eingebracht sind. Die Versteifungen 15, 23 erstrecken sich in dem gezeigten Beispiel parallel zu einer Hochrichtung 16 des Schenkels 10. Die Versteifungen 23 ragen ausgehend von dem Schenkel 10 bis auf die Basis 9 und versteifen auf diese Weise den Knick 24 zwischen der Basis 9 und dem Schenkel 10. Hierdurch ist ebenfalls sichergestellt, dass keine ungewollte Verdrehung des Schenkels 10 relativ zu der Basis 9 erfolgt.
- Das so gebildete Konvektorblech 8 kann besonders einfach an einem Heizkanal 5 angeordnet werden. Beispielhaft wird hier eine Verbindung mittels Ultraschallschweißen vorgenommen, die sich insbesondere aus
Figur 4 ergibt. Hierzu wird das Konvektorblech 8 gemäßFigur 3 mit seiner Basis 9 auf einem jeweiligen Heizkanal 5 positioniert und sodann dessen Basis 9 mittels einer Sonotrode 25 an insgesamt zwei Schweißpunkten 26 mit dem Heizkanal 5 verschweißt. Auf diese Weise kann eine Vielzahl von Konvektorblechen 8 ohne weiteres einzeln mit dem Heizkanal 5 verbunden werden. Alternativ ist beispielsweise auch eine linienförmige Schweißnaht denkbar, die mit einer scheiben- bzw. plattenförmigen Sonotrode erzeugbar ist. Anhand der Darstellung gemäßFigur 4 ergibt sich nunmehr auch der technische Zweck des Winkels 14 von weniger als 90°: mittels der schrägen Orientierung des Schenkels 10 relativ zu der Basis 9 wird nämlich ein der Basis 9 zugewandter Freiraum geschaffen, in dem die Sonotrode 25 ausreichend Platz findet, um zur Verbindung des Konvektorblechs 8 mit dem Heizkanal 5 eingesetzt zu werden. Ein Zustand des mit dem Heizkanal 5 verbundenen Konvektorblechs 8 ergibt sich besonders gut anhand der perspektivischen Darstellung gemäßFigur 5 . Aus dieser Darstellung ergibt sich, dass das Konvektorblech 8 mittels zweier Schweißpunkte 26 mit dem Heizkanal 5 verschweißt ist. Der Heizkanal 5 ist in dem gezeigten Beispiel in Form eines Flachrohres ausgebildet, durch dessen inneren Hohlraum 27 das Heizmedium strömen kann. Aufgrund der unmittelbaren Verbindung des Konvektorblechs 8 mit dem Heizkanal 5 kann schließlich ein besonders effizienter Wärmeübergang von dem Heizmedium an das Konvektorblech 8 und schließlich mittels Konvektion an die zu erwärmen Umgebung stattfinden. Sofern eine Sonotrode eingesetzt wird, deren Abmessungen gering genug sind, ist eine Ausführung des Winkels 14 von 90° grundsätzlich zu bevorzugen. - Im Zuge der Ausstattung des Heizkanals 5 mit einer Vielzahl von Konvektorblechen 8 wird in einem sich anschließenden Bearbeitungsschritt ein weiteres Konvektorblech 8 mit dem Heizkanal 5 verschweißt. Dies ergibt sich besonders gut anhand von
Figur 6 . Hierzu wird ein weiteres Konvektorblech 8 auf einer dem Schenkel 10 des ersten Konvektorblechs 8 abgewandten Seite angeordnet und sodann abermals mittels der Sonotrode 25 an zwei Schweißpunkten 26 mit dem Heizkanal 5 verbunden. Hierbei wird das zweite Konvektorblech 8 in einem Abstand 12 zu dem ersten Konvektorblech 8 positioniert. Dieser Abstand 12 ist hier geringer gewählt als eine parallel zu der Längsachse 22 des Heizkanals 5 gemessene Länge 33 des Versteifungsabschnitts 40 der Konvektorbleche 8. Da die Länge 33 also den Abstand 12 übersteigt, ergibt sich ein Überlappungsbereich 28, in dem sich der Versteifungsabschnitt 40 des zweiten Konvektorblechs 8 mit dem Versteifungsabschnitt 40 des ersten Konvektorblechs 8 überschneidet. In diesem Überlappungsbereich 28 können bei Bedarf die Konvektorbleche 8, die grundsätzlich einzeln vorliegen, in Kraft übertragender Weise miteinander gekoppelt werden, um somit eine gegenseitige Aussteifung herzustellen. Dies wird nachfolgend gesondert erläutert. - Nach der erfolgten Verschweißung des zweiten Konvektorblechs 8 mit dem Heizkanal 5 umfasst letzterer schließlich zwei Konvektorbleche 8. Dies ergibt sich besonders gut anhand der Darstellung gemäß
Figur 7 . Fortan kann der Heizkanal 5 in der immer gleichen Weise mit einer beliebigen Anzahl von Konvektorblechen 8 versehen werden, wobei Abstände zwischen benachbarten Konvektorblechen 8 frei wählbar sind. Die Anordnung der einzelnen Konvektorbleche 8 erfolgt dabei in eine Montagerichtung, die sich ausgehend von einem Anfangsbereich 19 des Heizkanals 5 in Richtung eines gegenüberliegenden Endbereichs 20 erstreckt. Die Montagerichtung ist mithin parallel zu der Längsachse 22 des Heizkanals 5 orientiert. Die Setzung eines dritten Konvektorblechs 8 - abermals in einem Abstand 12 zu dem vorhergehenden zweiten Konvektorblech 8 - ist beispielhaft inFigur 8 dargestellt. Als Ergebnis einer vollständigen Bearbeitung eines Heizkanals 5 ist selbiger mit einer Vielzahl von Konvektorblechen 8 ausgestattet. Ein solcher fertiger Heizkanal 5 ergibt sich beispielhaft aus der Darstellung gemäßFigur 9 . Dort ist gleichermaßen beispielhaft veranschaulicht, dass zwischen zwei mittig angeordneten, benachbarten Konvektorblechen 34 ein Abstand 21 vorliegt, der die im Übrigen gewählten Abstände 12 zwischen den Konvektorblechen 8 deutlich übersteigt. In dem gezeigten Beispiel sind somit gewissermaßen zwei Pakete von Konvektorblechen 8 auf dem Heizkanal 5 gebildet. In diesem Zusammenhang sei nochmals darauf hingewiesen, dass die Abstände zwischen benachbarten Konvektorblechen 8 grundsätzlich völlig frei wählbar sind, da jedes Konvektorblech 8 einzeln gesetzt wird. - Wie vorstehend bereits angedeutet, besteht in dem Überlappungsbereich 28 der Versteifungsabschnitte 40 benachbarter Konvektorbleche 8 die Möglichkeit der Herstellung einer Verbindung, sodass eine unmittelbare Übertragung von Kräften zwischen den benachbarten Konvektorblechen 8 möglich ist. Hierzu ist es beispielsweise denkbar, die Versteifungsabschnitte 40 mittels eines Werkzeugs 29 miteinander zu verpressen, sodass sich eine formschlüssige Verbindung einstellt. Dies ist beispielhaft in
Figur 10 dargestellt. Zur Herstellung der formschlüssigen Verbindung wird ein Stempel 35 in Richtung des inFigur 10 dargestellten Pfeils 30 in dem Überlappungsbereich 28 gegen die Versteifungsabschnitte 40 der benachbarten Konvektorbleche 8 gedrückt. Da das Material der Konvektorbleche 8 im Bereich des Stempeldrucks seitlich mittels Wangen 36 daran gehindert ist, unkontrolliert auszuweichen, bildet sich in den Versteifungsabschnitten 40 eine dezidierte Formschlussstelle 31 aus. Im Zuge der Pressung des Stempels 35 auf die Versteifungsabschnitte 40 werden die Wangen 36 in Richtung der Pfeile 32 seitlich voneinander weg bewegt, um dem Material der Versteifungsabschnitte 40 Raum zur Verformung zu geben. - In einem zweiten Ausführungsbeispiel, das in den
Figuren 11 bis 13 dargestellt ist, wird alternativ zu den Konvektorblechen 8 gemäß der vorstehenden Beschreibung ein abgewandelter Typ von Konvektorblechen 8 verwendet, dessen Versteifungsabschnitte 40 nicht in derselben Weise lang gestreckt ausgebildet ist, sondern mittels eines weiteren Knicks 18 in eine U-Form gebracht wird. Dies ist besonders gut anhand der Darstellung gemäßFigur 11 erkennbar. Die abweichende Ausbildung des Versteifungsabschnitts 40 hat zur Folge, dass benachbarte Konvektorbleche 8 keinen Überlappungsbereich 28 ausbilden und folglich nicht unmittelbar miteinander verbunden werden können. Die Einbringung des weiteren Knicks 18 hat den Vorteil, dass das jeweilige Konvektorblech 8 im Bereich seines Versteifungsabschnitts 40 zusätzlich versteift wird. - Als alternative Ausführungsformen zeigen die
Figuren 14 bis 17 Heizkanäle 5, die ebenfalls mit einer Mehrzahl von Konvektorblechen 8 ausgestattet sind. Im Unterschied zu den vorstehenden Ausführungsformen sind die Konvektorbleche 8 jedoch hier parallel zu den Längsachsen 22 der Heizkanäle 5 orientiert. Eine solche Ausführung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der jeweilige Heizkanal 5 vertikal orientiert ist, sodass ein konvektiver Luftstrom an dem Heizkanal 5 entlang aufsteigen kann. - In dem einen Ausführungsbeispiel, das in den
Figuren 14 und15 dargestellt ist, sind die einzelnen Konvektorbleche 8 hintereinander entlang des Heizkanals 5 angeordnet. Eine Montage der Konvektorbleche 8 läuft vergleichbar zu der Montage der Konvektorbleche 8 gemäß den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen gemäß denFiguren 1 bis 13 ab. Somit werden die Konvektorbleche 8 jeweils einzeln mit einer Wandung des Heizkanals 5 verbunden, insbesondere mittels Ultraschallschweißen punktförmig oder linienförmig verschweißt. Die Sonotrode bzw. Sonotroden bewegen sich von Konvektorblech 8 zu Konvektorblech 8 relativ zu dem Heizkanal 5 parallel zu dessen Längsachse 22. - In dem in den
Figuren 16 und17 dargestellten Ausführungsbeispiel sind auf einem Heizkanal 5 zwei zueinander parallele Reihen von Konvektorblechen 8 in eine sich senkrecht zu der Längsachse 22 des Heizkanals 5 erstreckende Breitenrichtung 38 des Heizkanals 5 nebeneinander angeordnet. Mittels einer solchen Anordnung kann ein Wärmeübergang von dem Heizfluid auf die Raumluft des zu beheizenden Raums effektiver stattfinden, da eine von Konvektorblechen 8 gebildete konvektiv wirksame Wärmeübertragungsfläche gegenüber beispielsweise der Ausführung gemäß denFiguren 14 und15 deutlich vergrößert ist. - Grundsätzlich ist es und unabhängig von jeglicher sonstiger Ausbildung eines erfindungsgemäßen Heizkörpers 1 denkbar, verschiedenartig ausgebildete Konvektorbleche 8 an ein und demselben Heizkanal 5 miteinander zu kombinieren. Ferner ist die Ausbildung langgestreckter Konvektorbleche 8 denkbar, deren Länge eine Breite eines Heizkanals 5 deutlich übersteigt. Derartige Konvektorbleche 8 können sich senkrecht zu der Längsachse 22 des jeweiligen Heizkanals 5 erstrecken und somit einen Freiraum zwischen benachbarten Heizkanälen 5 überbrücken. Auf diese Weise können die Konvektorbleche 8 können mit mehreren nebeneinander bzw. übereinander angeordneten Heizkanälen 5 verbunden sein. Der erfindungsgemäße Vorteil einer freien Abstandswahl zwischen benachbarten Konvektorblechen 8 bleibt hierdurch unverändert erhalten.
-
- 1
- Heizkörper
- 2
- Anschlussquerschnitt
- 3
- Sammelkanal
- 4
- Sammelkanal
- 5
- Heizkanal
- 6
- Vorlauf
- 7
- Rücklauf
- 8
- Konvektorblech
- 9
- Basis
- 10
- Schenkel
- 11
- freies Ende
- 12
- Abstand
- 13
- Rand
- 14
- Winkel
- 15
- Versteifung
- 16
- Hochrichtung
- 17
- Ende
- 18
- Knick
- 19
- Anfangsbereich
- 20
- Endbereich
- 21
- Abstand
- 22
- Längsachse
- 23
- Versteifung
- 24
- Knick
- 25
- Sonotrode
- 26
- Schweißpunkt
- 27
- Hohlraum
- 28
- Überlappungsbereich
- 29
- Werkzeug
- 30
- Pfeil
- 31
- Formschlussstelle
- 32
- Pfeil
- 33
- Länge
- 34
- Konvektorblech
- 35
- Stempel
- 36
- Wange
- 37
- Längsachse
- 38
- Breitenrichtung
- 39
- Anschlussgarnitur
- 40
- Versteifungsabschnitt
- 41
- Winkel
Claims (15)
- Heizkörper (1), umfassend- mindestens zwei Anschlussquerschnitte (2),- mindestens zwei Sammelkanäle (3, 4) sowie- eine Mehrzahl von Heizkanälen (5),wobei mittels der Anschlussquerschnitte (2) der Heizkörper (1) an einen Vorlauf (6) und einen Rücklauf (7) eines ein Heizmedium bereitstellenden Heizungssystems anschließbar ist,
wobei die Heizkanäle (5) strömungstechnisch mit den Sammelkanälen (3) verbunden sind, sodass das Heizmedium von einem der Sammelkanäle (3) durch die Heizkanäle (5) in den anderen Sammelkanal (3) überströmen kann, w
obei mindestens ein Heizkanal (5) zumindest mittelbar in Wärme übertragender Weise mit mindestens einem Konvektorblech (8) zusammenwirkt,
wobei mindestens ein Heizkanal (5) eine Vielzahl einzelner Konvektorbleche (8) aufweist, die entlang einer Längsachse (22) des Heizkanals (5) verteilt angeordnet und mit einer Wandung des Heizkanals (5) in Kraft übertragender Weise verbunden sind,
wobei jedes der Konvektorbleche (8) eine mit dem Heizkanal (5) in Kontakt stehende Basis (9) und mindestens einen Schenkel (10) umfasst, der sich ausgehend von der Basis (9) in eine von dem Heizkanal (5) abgewandte Richtung erstreckt
dadurch gekennzeichnet, dass
der mindestens eine Schenkel (10) an einem der Basis (9) abgewandten Ende einen Versteifungsabschnitt (40) aufweist, wobei ein freies Ende (17) des Versteifungsabschnitts (40) auf einer der Basis (9) abgewandten Seite des Schenkels (10) angeordnet ist. - Heizkörper (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Konvektorblech (8) in einem Übergangsbereich zwischen dem Schenkel (10) und dem Versteifungsabschnitt (40) einen Knick aufweist, wobei ein Winkel (41) zwischen dem Schenkel (10) und dem Versteifungsabschnitt (40) in einem Bereich zwischen 0° und 179°, vorzugsweise in einem Bereich zwischen 10° und 120°, liegt.
- Heizkörper (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Längsachsen (37) der Basen (9) der Konvektorbleche (8) eines jeweiligen Heizkanals (5) senkrecht oder parallel zu der Längsachse (22) des zugehörigen Heizkanals (5) ausgerichtet sind.
- Heizkörper (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zu der Längsachse (22) des jeweiligen Heizkanals (5) gemessene Abstände (12) zwischen benachbarten Konvektorblechen (8) mindestens zweier, jeweils von zwei benachbarten Konvektorblechen (8) gebildeter Konvektorblechpaare unterschiedlich sind.
- Heizkörper (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei mindestens zwei Heizkanäle (5) jeweils eine Vielzahl der voneinander unabhängigen Konvektorbleche (8) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zu der Längsachse (22) des jeweiligen Heizkanals (5) gemessene Abstände (12) zwischen benachbarten Konvektorblechen (8) des einen Heizkanals (5) sich von Abständen (12) zwischen benachbarten Konvektorblechen (8) des anderen Heizkanals (5) unterscheiden.
- Heizkörper (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Schenkel (10) mindestens eine Versteifung (15, 23), vorzugsweise eine Mehrzahl von Versteifungen (15, 23), aufweist, die sich vorzugsweise in einer Hochrichtung (16) des Schenkels (10) erstreckt bzw. erstrecken.
- Heizkörper (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der der Versteifungsabschnitt (40) an einem freien Ende (17) mindestens einen Knick (18), vorzugsweise mehrere Knicke (18), aufweist.
- Heizkörper (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei Längsachsen (37) der Basen (9) der Konvektorbleche (8) jeweils senkrecht zu der Längsachse (22) des jeweiligen Heizkanals (5) ausgerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Länge (33) des Versteifungsabschnitts (40), die ausgehend von dem dem Heizkanal (5) abgewandten oberen Ende (17) des Schenkels (10) sowie parallel zu dem Heizkanal (5) gemessen wird, einen Abstand (12) des zugehörigen Konvektorblechs (8) von dem jeweils benachbarten Konvektorblech (8) übersteigt, sodass der Versteifungsabschnitt (40) des Konvektorblechs (8) mit dem benachbarten Konvektorblech (8) überlappt.
- Heizkörper (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mit einem jeweiligen Heizkanal (5) zusammenwirkenden Konvektorbleche (8) unmittelbar miteinander verbunden sind.
- Heizkörper (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Basen (9) der Konvektorbleche (8) parallel zu der Längsachse (22) des jeweiligen Heizkanals (5) ausgerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, dass sich mindestens zwei Konvektorbleche (8) des Heizkanals (5) in eine senkrecht zu der Längsachse (22) erstreckende Breitenrichtung (38) des Heizkanals (5) betrachtet zumindest teilweise überlappen, vorzugsweise vollständig nebeneinander angeordnet sind.
- Verfahren zur Herstellung eines Heizkörpers (1), insbesondere eines solchen nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei eine Vielzahl einzelner Konvektorbleche (8) eines Heizkanals (5) nacheinander in eine Montagerichtung ausgehend von einem Anfangsbereich (19) des Heizkanals (5) in Richtung eines dem Anfangsbereich (19) gegenüberliegenden Endbereichs (20) mit einer Wandung des Heizkanal (5) verbunden werden
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest zwei benachbarte Konvektorbleche (8), vorzugsweise eine Mehrzahl von jeweils benachbarten Konvektorblechen (8), nach ihrer einzelnen Verbindung mit einem jeweiligen Heizkanal (5) miteinander in Kraft übertragender Weise miteinander verbunden werden, insbesondere unter Ausbildung eines Formschlusses. - Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung mittels einer Umformung hergestellt wird, wobei vorzugsweise zumindest ein Versteifungsabschnitt (40) eines Konvektorblechs (8) mit einem Versteifungsabschnitt (40) eines benachbarten Konvektorblechs (8) verpresst wird.
- Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass Längsachsen (37) der Basen (9) der Konvektorbleche (8) senkrecht oder parallel zu der Längsachse (22) des jeweiligen Heizkanals (5) ausgerichtet werden.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Konvektorbleche (8) mindestens zweier, jeweils zwei benachbarte Konvektorbleche (8) umfassender Konvektorblechpaare in voneinander unterschiedlichen Abständen (12, 21) mit dem Heizkanal (5) verbunden werden.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Konvektorbleche (8) mittels Ultraschallschweißen mit dem jeweiligen Heizkanal (5) verbunden werden.
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