DE10034596C2 - Heizkörper und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Heizkörper sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung. Der Heizkörper weist wenigstens zwei zueinander parallele und im Abstand zueinander angeordnete Sammelrohre auf, zwischen denen Heizrohre angeordnet sind. Über korrespondierende Durchströmöffnungen im Heizrohr und im Sammelrohr wird das Durchströmen des Heizmediums gewährleistet.

Es sind zahlreiche gattungsgemäße Heizkörper bekannt, bei welchen die Heizrohre einreihig oder mehrreihig zwischen den Sammlern angeordnet sind. Im eingebauten Zustand verlaufen die Heizrohre entweder senkrecht oder bei der Verwendung als Badheizkörper meist waagerecht. Die Heizrohre können einen kreisförmigen, D-förmigen Querschnitt oder auch einen rechteckförmigen Querschnitt aufweisen.

In DE 296 23 165 U1 wird ein entsprechender Heizkörper beschrieben, bei welchem die Sammelrohre einen rechteckigen Querschnitt aufweisen. Generell werden bei diesen Heizkörpern Sammelrohre aus Hohlprofilen verwendet. Nachteilig ist dabei das häufig problembehaftete Anschweißen der Heizrohre aufgrund der schwierigen Zugänglichkeit der Fügeposition. Weiterhin sind die Profile preisintensiv.

Die DE 17 94 921 U zeigt einen Heizkörper, bei dem die einen dreieckigen Querschnitt aufweisenden Sammelrohre aus einem Blechstreifen hergestellt werden. Die Blechstreifen sind mit Bördelkragen zur Aufnahme der Heizröhren versehen und an den Längskanten so verbunden, daß die Schweißnaht an der Ecke liegt, die den Heizröhren abgewandt ist. Dabei ist ein Ende des Blechstreifens horizontal abgewinkelt und das andere Ende des Blechstreifens endet unter dem horizontalen Bereich. Die Bördelkragen und der Stoßbereich der Enden des Blechstreifens bilden hierbei Kanten, die das optische Erscheinungsbild beeinträchtigen und an denen sich Verschmutzungen absetzen können. Der Einsatzbereich dieser Heizkörper ist dadurch eingeschränkt.

In DE 749 883 C wird ein Verfahren zur Herstellung von Wärmetauschern aus Leichtmetall beschrieben, die einzelne Taschen aufweisen, die in ein Sammelrohr einmünden. Die Enden der dünnwandigen Taschen sind mit dickwandigen Blechkragen verschweißt, wobei jeweils zwei Blechkragen ein Sammelrohr bilden oder das Sammelrohr aus mehreren Blechabschnitten hergestellt wird. Der dickwandige Blechabschnitt liegt dabei flächig an der dünnwandigen Wassertasche an. Entweder ist diese im Winkel von 45° abgekantet oder der Blechabschnitt ist im Winkel von 90° abgekantet und das Blech der dünnwandigen Wassertasche ist um ihn herumgefaltet. Nach dem Verschweißen werden die Blechstreifen um 180° in die Ebene der Tasche gedreht. Damit zeigt dieses Verfahren eine sehr aufwendige Herstellung und die damit hergestellten Heizkörper besitzen zudem beim Abkanten entstandene störende Absätze.

Das Ausgangsmaterial zur Herstellung eines Wärmerohres nach DE 198 00 943 A1 ist ebenfalls ein Blech. Dabei weist jedes Wärme- oder Sammelrohr ein der Schaffung eines Einlass- oder Auslassanschlußstückes dienendes Verlängerungsstück auf, welches mit Sicken ausgebildet ist, die in Größe und Abstand den auf dem gesamten Wärmerohr befindlichen Rohraufnahmeöffnungen entsprechen. Durch die Anordnung der Sicken wird ein Verstärkungseffekt erzielt, der eine Verformung oder ein Reißen des Verlängerungsstückes verhindern. Dabei befinden sich die Sicken allerdings auf der nach dem Umbiegen äußeren Seite und sind somit am fertiggestellten Heizkörper sichtbar.

Aufgabe der Erfindung ist es, das Herstellungsverfahren gattungsgemäßer Heizkörper zu vereinfachen und die Kosten zu minimieren sowie einen Heizkörper ohne das optische Erscheinungsbild beeinträchtigende Absätze oder Einbuchtungen zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des ersten und fünften Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Der Heizkörper weist wenigsten zwei zueinander parallele und im Abstand zueinander angeordnete Sammelrohre und dazwischen angeordnete Heizrohre auf, die beidseitig mit den Sammelrohren verbunden sind. Dabei ist das Sammelrohr aus einem zum Profil gebogenen Blechstreifen gebildet, dessen Längsseiten stumpf aneinander anliegen und miteinander verschweißt sind, und an seiner Innenseite ist das Sammelrohr in den Eckbereichen mit Sicken versehen. Das Heizrohr liegt mit seinen offenen Enden, die die Durchströmöffnungen bilden, jeweils an einer Seite des Sammelrohres im Bereich der Durchströmöffnung des Sammelrohres stumpf an, wobei der Innendurchmesser des Heizrohres im wesentlichen dem Durchmesser der Durchströmöffnung des Sammelrohres entspricht. Es ist jedoch auch möglich, daß das Heizrohr in seiner Außenwandung jeweils an jedem Endbereich eine Durchströmöffnung aufweist und mit der Außenwandung an einer Seite des Sammelrohres im Bereich der Durchströmöffnung des Sammelrohres anliegt, so dass beide Durchströmöffnungen korrespondieren.

Verfahrensgemäß werden die Heizrohre mit den Sammelrohren stoffschlüssig verbunden, wobei

• - zuerst ein, das spätere Sammelrohr bildender Blechstreifen, im Bereich der späteren Ecken des Sammelrohres mit Sicken versehen wird, die im späteren Innenraum des Sammelrohres liegen,
• - die Durchströmöffnungen des Sammelrohres gestanzt werden,
• - die stoffschlüssige Verbindung zwischen den Heizrohren und dem Blechstreifen hergestellt wird,
• - der Blechstreifen so gebogen wird, dass dessen Längsseiten aneinander anliegen und die Kontur des Sammelrohres gebildet wird und
• - die Längsseiten des Blechstreifens stoffschlüssig miteinander verbunden werden.

Am Blechstreifen werden die Heizrohre so befestigt, dass sich rechts und/oder links davon die Sicken erstrecken, die die Sollbiegestellen in den späteren Eckbereichen eines Sammlers bilden. Der Abstand der Sicken zueinander entspricht der Seitenlänge des Profiles des Sammlers.

Die Längsseiten des Blechstreifens liegen entweder im Bereich einer Seitenmitte oder in einem Eckbereich aneinander an und werden miteinander stoffschlüssig verbunden, vorzugsweise verschweißt oder verlötet.

Die Heizrohre werden ebenfalls mit dem Sammler verschweißt oder verlötet. Vorzugsweise erfolgt dies durch Widerstandsschweißen, insbesondere durch Kondensatorentladungsschweißen.

Die Tiefe der Sicken sollte 25% bis 35% der Blechdicke betragen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 Blech 1 mit vier Sicken und mittig angeschweißten Heizrohren in der Seitenansicht,

Fig. 2 Draufsicht gem. Fig. 1,

Fig. 3 Seitenansicht gem. Fig. 1 während des Biegens des Bleches 1,

Fig. 4 Gebogener und an der Oberseite verschweißter Sammler mit rechteckigem Profil,

Fig. 5 Blech mit vier Sicken und mittig angeschweißtem Heizrohr in Seitenansicht,

Fig. 6 Aus Blech gem. Fig. 5 gebogener Sammler mit D- förmigem Querschnitt,

Fig. 6a Sammler gem. Fig. 6, jedoch mit um 90° gedrehten Heizrohr,

Fig. 7 Blech mit zwei Sicken und mittig angeschweißtem Heizrohr in Seitenansicht,

Fig. 8 Aus Blech gem. Fig. 7 gebogener Sammler mit dreieckigem Querschnitt,

Fig. 9 Blech mit vier Sicken und im ersten Blechabschnitt angeschweißten Heizrohren,

Fig. 10 Aus Blech gem. Fig. 9 gebogener Sammler mit rechteckigem Querschnitt und an der Unterseite liegenden Schweißnaht,

Fig. 11 Sammler mit zwei Reihen Heizrohren,

Fig. 12 Heizkörper mit sich zwischen den Sammlern erstreckenden Heizrohren,

Fig. 13 Heizkörper mit über die Sammler hinausragenden Heizrohren,

Fig. 14 Blech mit angeschweißtem Heizrohr,

Fig. 15 gebogener Sammler gem. Fig. 13

Gem. Fig. 1 (Seitenansicht) und Fig. 2 (Draufsicht) werden an ein Blech 1, welches mit längs des Bleches 1 verlaufenden Sicken 5 versehen wurde und in dem Durchströmöffnungen D1 eingestanzt sind, die Heizrohre 4 fluchtend mit den Durchströmöffnungen D1 angeschweißt. Das offene Ende des Heizrohres bildet dessen Durchströmöffnung D2. Der Durchmesser d1 der Durchströmöffnung D1 ist in etwa identisch mit dem Innendurchmesser d2 des Heizrohres 4 und somit mit der Durchströmöffnung D2. Die Sickentiefe beträgt ca. 30% der Blechdicke s. Der Abstand 1 der Sicken wird entsprechend der Kantenlänge des zu erzeugenden Profiles des Sammlers gewählt.

In Fig. 3 ist dargestellt, wie das Blech 1 beidseitig nach oben gebogen wird. Die Blechdickenreduzierung im Bereich der Sicken wirkt dabei als Sollbiegestelle und verringert die erforderliche Biegekraft.

In Fig. 4 ist der fertig gebogene Sammler/Sammelrohr 2 mit rechteckigem Querschnitt dargestellt. Die Längsseiten 1a des Bleches 1 liegen im Stumpfstoß in der Mitte der Oberseite des Sammlers 2 aneinander an und wurden verschweißt (Schweißnaht 6). Eine ähnliche Variante zeigen Fig. 5 und 6, jedoch wurden die Enden/Längsseiten 1a des Bleches 1, die die Oberseite des Sammlers 2 bilden, in einem Radius eingerollt, so daß insgesamt gem. Fig. 6 ein D-förmiges Profil des Sammlers gebildet wird. Auch hier wurden die Sicken 5 so angeordnet, daß die Schweißnaht 6 oben in der Mitte des Sammlers 2 liegt.

In Fig. 6a wird ein mit Fig. 6 baugleicher Sammler 2 dargestellt, jedoch liegt die Schweißnaht 6 an einer Kante und das Heizrohr 4 ist um 90° versetzt angeordnet.

In Fig. 7 wurde das Blech 1 lediglich mit zwei Sicken 5 versehen. In dem mittleren Blechbereich wurden wiederum die Durchströmöffnungen D1 eingebracht und dazu fluchtend die Heizrohre 4 angeschweißt. Durch Biegen der beiden äußeren Blechschenkel nach oben wird das Blech 1 im Bereich der Sollbiegestellen in Form der Sicken 5 gebogen. Es entsteht gem. Fig. 8 ein dreieckiger Sammler 2 mit obenliegender Schweißnaht 6.

Werden die Heizrohre 4 nicht mittig am Blech 1 verschweißt, sondern in einem anderen Bereich zwischen den Sicken 5 oder an einem an der Außenseite liegenden Blechbereich, so verschiebt sich entsprechend die Position der Schweißnaht 6. In Fig. 9 wurden die Heizrohre 4 an dem mit drei Sicken 5 versehenen Blech 1 an dessen rechter Außenseite angeschweißt. Die links liegenden Bereiche des Bleches 1 werden zueinander rechtwinklig gebogen, so dass das in Fig. 10 dargestellte rechteckige Profil entsteht, bei welchem die Schweißnaht 6 in einer unteren Ecke des Sammlers 2 liegt.

Neben den vorgenannt beschriebenen Varianten ist es auch möglich, Sammler mit anderen Profilformen herzustellen. Zur abschließenden Fertigstellung werden die Enden des Sammlers in bekannter Weise verschlossen.

Gemäß Fig. 11 ist es auch möglich zwei zueinander parallele Reihen von Heizrohren 4 mit dem Sammler 2 zu verbinden.

Fig. 12 zeigt einen erfindungsgemäß hergestellten Heizkörper mit rechteckigen, senkrecht angeordneten Sammlern 2 und dazwischen sprossenartig querliegenden Heizrohren 4.

Gem. Fig. 13 reichen die Heizrohre 4 über die Sammler 2 hinaus.

Eine Variante der Verbindung zwischen Sammler und Heizrohr und vor und nach dem Biegen des Bleches ist in Fig. 14 und 15 dargestellt. Die Heizrohre 4 weisen z. B. einen ovalen Querschnitt auf und sind an den Enden verschlossen. Sie liegen mit einer Seitenwandung, in welcher sich die Durchströmöffnung D2 befindet, an dem Blech 1 an.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird die Herstellung eines gattungsgemäßen Heizkörpers wesentlich vereinfacht und es wird erstmalig möglich, aus Richtung der späteren Innenseite des Sammlers 2 Blech 1 und Heizrohr 4 zu verschweißen, wodurch die Qualität wesentlich verbessert wird. Die Verwendung eines Bleches 1, welches zu dem Sammler gebogen wird, ermöglicht eine große Formenvielfalt bei geringen Kosten. Insgesamt wird eine neuartige und elegante Herstellungsweise für Röhrenheizkörper geschaffen. Durch die möglichen gratfreien Schweißnähte kann der Nacharbeitungsaufwand auf ein Minimum reduziert werden.

Claims (8)

1. Heizkörper mit wenigsten zwei zueinander parallelen und im Abstand zueinander angeordneten Sammelrohren (2) und mit Heizrohren (4), die mit den Sammelrohren (2) verbunden sind, wobei das Sammelrohr (2) aus einem zum Profil gebogenen Blechstreifen (1) gebildet ist, dessen Längsseiten (1a) stumpf aneinander anliegen und miteinander verschweißt sind und das Sammelrohr (2) an seiner Innenseite in den Eckbereichen mit Sicken (5) versehen ist.

2. Heizkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizrohr (4) mit seinen offenen Enden, die die Durchströmöffnungen (D2) bilden, jeweils an einer Seite des Sammelrohres (2) im Bereich der Durchströmöffnung (D2) des Sammelrohres (2) stumpf anliegt, wobei der Innendurchmesser (d2) des Heizrohres (4) im wesentlichen dem Durchmesser (d1) der Durchströmöffnung (D1) des Sammelrohres (2) entspricht.

3. Heizkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizrohr, (4) in seiner Außenwandung jeweils an jedem Ende eine Durchströmöffnung (D2) aufweist und mit der Außenwandung an einer Seite des Sammelrohres (2) im Bereich der Durchströmöffnung (D1) des Sammelrohres (2) anliegt, so dass beide Durchströmöffnungen (D1, D2) korrespondieren.

4. Heizkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe der Sicken (5) 25% bis 35% der Blechdicke (s) beträgt.

5. Verfahren zur Herstellung eines Heizkörpers nach Anspruch 1, mit wenigsten zwei zueinander parallelen und im Abstand zueinander angeordneten Sammelrohren (2) und Heizrohren (4), die beidseitig mit den Sammelrohren (2) verbunden sind und eine Durchströmöffnung (D2) zu einer entsprechenden Durchströmöffnung (D1) in jedem Sammelrohr zum Durchströmen des Heizmediums aufweisen, und die Heizrohre (4) mit den Sammelrohren (2) stoffschlüssig verbunden sind, wobei
zuerst ein das spätere Sammelrohr (2) bildender Blechstreifen (1) im Bereich der späteren Ecken des Sammelrohres (4) mit Sicken (5) versehen wird, die im späteren Innenraum des Sammelrohres (2) liegen,
die Durchströmöffnungen (D1) des Sammelrohres (2) gestanzt werden,
die stoffschlüssige Verbindung zwischen den Heizrohren (4) und dem Blechstreifen (1) hergestellt wird,
der Blechstreifen (1) so gebogen wird, dass dessen Längsseiten (1a) aneinander anliegen und die Kontur des Sammelrohres (2) gebildet wird und
die Längsseiten (1a) des Blechstreifens (1) stoffschlüssig miteinander verbunden werden.

6. Verfahren mach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass am Blechstreifen (1) die Heizrohre (4) befestigt werden und sich rechts und/oder links davon die Sicken (5) erstrecken, die die Sollbiegestellen in den späteren Eckbereichen eines Sammelrohres (2) bilden, wobei der Abstand (1) der Sicken (5) zueinander der Seitenlänge (1) des Profiles des Sammelrohres (2) entspricht.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizrohre (4) und das Sammelrohr (2) mittels Widerstandsschweißen miteinander verbunden werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizrohre (4) und das Sammelrohr (2) mittels Kondensatorentladungsschweißen miteinander verbunden werden.