Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Rohrheizkörpereinbaueinheit, bei dem die Rohrheizkörperenden mit einer mit entsprechenden Löckern versehenen Befestigungsplatte abdichtend so verbunden werden, daß die Anschlußenden des Rohrheizkörpers auf der Außenseite der Platte und der Rohrheizkörper selbst auf der Innenseite der Platte sich befinden, sowie eine nach dem Verfahren hergestellte Rohrheizkörpereinbaueinheit.
Rohrheizkörper bestehen im allgemeinen aus einem Mantelrohr, z.B. aus Chrom-Nickel-Stahl, einer in einer Isoliermasse, im allgemeinen Magnesiumoxid, eingebetteten Heizwendel und aus den Anschlußteilen. Bei Letzteren handelt es sich im allgemeinen um Anschlußbolzen, an welche je ein Ende der Heizwendel angeschweißt ist. Die Anschlußbolzen werden durch eine Isolierperle oder einen anderen Isolierkörper hindurchgeführt, welcher in dem Endabschnitt des Mantelrohres sitzt. Das Mantelrohr wird nun an seinen Enden mittels eines Klebers verschlossen, der nach dem Aushärten einerseits das Isoliermaterial, also das Magnesiumoxid, gegen Eindrigen von Feuchtigkeit schützt und der andererseits die mechanische Halterung des Anschlußbolzens in dem zugeordneten Ende des Mantelrohres verbessert.
Derartig fertiggestellte und z.B. haarnadelförmig oder W-förmig gebogene Rohrheizkörper werden bei überlichen Konstruktion durch Löcher in einer Befestigungsplatte hindurchgesteckt, wobei dann die Enden des Mantelrohres im allgemeinem 8 bis 12 mm über die den Anschlußbolzen zugewendete Fläche der Befestigungsplatte hinausragen. Für alle Zwecke, in denen Rohrheizkörper in flüssigen Medien betrieben werden, muß die Durchführung durch die Befestigungsplatte absolut wasserdicht sein. Die Fixierung und Abdichtung der Rohrheizkörperenden in den Löchern der Befestigungsplatte erfolgt im allgemeinen durch Lötung. Diese Arbeit ist unter Berücksichtigung des Umstandes, daß Rohrheizkörpereinbaueinheiten äußerst niedrig kalkulierte Massenartikel sind, verhältnismäßig kostspielig und umständlich. Trotz größter Sorgfalt läßt sich ein relativ großer Ausschuß nicht vermeiden.
Zur Vervollständigung der Rohrheizkörpereinbaueinheit kann vor oder nach dem Anbringen der Befestigungsplatte ein Dichtkörper aus elastischem Material une eine auf den Rohrheizkörperschenkel bewegliche Gegenflanschplatte aufgebracht werden. Die Befestigungsplatte oder die Gegenflanschplatte trägt einen Schraubenbolzen. Durch Anziehen einer entsprechenden Mutter wird der Dichtkörper zusammengepreßt und im allgemeinen an die Ränder einer Behälterwandöffnung angepreßt. Im allgemeinen wird jedoch die Behälterwandöffnung überdeckende Befestigungsplatte unter Zwischenlage eines Dichtringes an den Behälter angeschraubt. Die so hergestellten Rohrheizkörpereinbaueinheiten können verschiedene Konstruktion haben. Die Erfindung ist anwendbar auf sämtliche Konstruktionen, bei denen die Rohrheizkörperenden durch Löcher einer Befestigungsplatte hindurchgeführt und in dieser abdichtend fixiert sind.
Aus der US-A-2 860 227 ist ein Verfahren zur Herstellung von Rohrheizkörperanordnungen für die Erhitzung von Flüssigkeiten bekannt geworden, bei dem die Enden des Rohrheizkörpermantelrohres in Löcher einer dünnen Flanschplatte eingesteckt und dann z.B. durch Silberlöten in derselben abdichtend befestigt werden (Spalte 2, Zeilen 15 und 16). Anschließend wird die muldenförmige Vertiefung der Flanschplatte mit einem elektrisch isolierenden Abdichtmaterial ausgefüllt. Als Dichtmaterial wird vorzugsweise ein wärmehärtendes Epoxy-Kunstharz verwendet, welches man flüssig eingießt und dann aushärten läßt.
Da die Rohrheizkörperenden bis über das zugeordnete Loch in der Flanschplatte hinaus mit Isoliermaterial, z.B. Magnesiumoxid, gefüllt sind, muß das Verlöten von außen her erfolgen, d.h. die ringförmige Lötstell befindet sich an der später dem Behälterinneren zugewendeten unteren Seite der Flanschplatte und erstreckt sich ringförmig um die Außenseite des Rohrheizkörpermantels.
Die Herstellung entsprechend dichter Silberlöstellen ist materialmäßig teuer und zeitaufwendig. Da die Rohrheizkörpermantelrohre nicht wie in früherer Zeit aus Kupfer, sondern wegen der Korrosionsbeständigkeit überwiegend aus Edelstählen, gegebenenfalls mit Nickel-oder Nickel-Oxid-Beschichtung bestehen, werden die Lötarbeiten problematisch. Da die Flanschplatten aus Kostengründen oftmals nicht aus hochwertigen Stählen bestehen, ergeben sich die Potentialunterschiede zwischen den Materialien-Manteirohr-Sitberiot-Fianschpiatte erhebliche Korrosionsprobleme.
Es sind weiterhin aus der FR-A-2 264 620 und der US-A-2 614198 Verfahren zum Befestigen von Rohren in den Löchern eine Platte, z.B. zwecks Herstellung von Wärmeaustauschern bekannt geworden. Da die Rohre ungefüllt, also hohl sind, kann man im Gegensatz zu Rohrheizkörpern, bei denen die Rohre mit der Heizwendel und Isoliermaterial gefüllt sind und bei denen der Anschlußbolzen über das Rohrende hinaus vorsteht, mit dem konischen Ende einer Schweißelektrode in das offene Rohrende eindringen. Durch eine an die Unterseite der Platte angedrückte Gegenelektrode wird so erreicht, daß das über die Platte hinausstehende Rohrende abgeschweißt wird. Das abfließende Material verbindet sich mit der Platte, so daß eine entsprechend haltbare und dichte Schweißverbindung hergestellt werden kann.
Weiterhin ist z.B. aus der DE-A-2 218 143 die Technik des Kondensatorschweißens bekannt. Hierbei wird eine Kondensatorbatterie mit Gleichstrom geladen. Die gespeicherte Energie wird zum Schweißen über die miteinander zu verschweißenden Werkstücke entladen.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Herstellung von Rohrheizkörpereinbaueinheiten unter Verbesserung der Abdichtung der Rohrheizkörperenden in den Löchern der Befestigungsplatte zu vereinfachen, wobei ein Ausschuß fast vollständig vermieden werden kann.
Dem Problem der Reduzierung des Ausschusses kommt dabei insofern besondere Bedeutung zu, da eine Nachbesserung bisheriger fehlerhafter Lötstellen in der fertigen Rohrheizkörpereinbaueinheit im allgemeinen nicht möglich ist, so daß die gesamte Rohrheizkörpereinbaueinzeit verworfen werden muß, d.h. der Gesamtwert des hergestellten Produktes einschließlich dem Rohrheizkörper usw. verlorengeht. Die Wirtschaftlichkeitsberechnung ergibt dabei, daß jedes Prozent Ausschuß sich in mehr als einer Verdoppelung der Kosten für das Fixieren und Abdichten der Rohrheizkörperenden in den Löchern der Befestigungsplatte auswirkt. Die Lösung der genannten Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruche 1.
Die beiliegende Zeichnung dient der weiteren Erläuterung des Verfahrens gemäß der Erfindung. Es zeigen:
Ein haarnadelförmig gebogener Rohrheizkörper 1 besteht aus einem Mantelrohr 2 und einer Füllung aus Isoliermaterial, z.B. aus Magnesium-oxid 4. Die Heizwendel 3 ist an einen Anschlußbolzen 5 angeschweißt oder angelötet. Die Magnesiumoxidfüllung 4 endet im Abstand von dem Stirnrand 6 des Mantelrohres 2, so daß ein Ringraum 7 zur Aufnahme der Endenabdichtung bleibt.
Im Unterschied zu bekannten Verfahren wird bei dem neuen Verfahren der Ringraum 7 nicht verschlossen. Die Rohrheizkörperenden werden vielmehr, wie dies Figur 1 zeigt, durch zugeordnete Löcher 8 in einer Befestigungsplatte 9 hindurchgesteckt, daß der Stirnrand 6 etwas über die Außenseite der Befestigungsplatte 9 vorsteht. Vorzugsweise besitzt die Befestigungsplatte 9 im Bereich der Löcher 8 eine Vertiefung 10.
Eine Schweißelektrode 11 einer nicht näher dargestellten Kondensatorschweißeinrichtung besitzt ein konisches Ende 12, wobei der kleinste Durchmesser am Konusende kleiner ist als der Innendurchmesser des Mantelrohrs 2 und sich der Durchmesser des Konus bis über das Maß des Außendurchmesser des Mantelrohres 2 erweitert.
Die Schweißelektrode 11 ist, wie bei 13 in Fig. 2 angedeutet, hohl, so daß sie den Anschlußbolzen 5 aufnehmen kann. Die Schweißelektrode wird nun entsprechend der Darstellung in Fig. 2 in das offene Ende des Rohrheizkörpers eingeführt, wobei der Stirnrand 6, wie in Fig. 3 dargestellt, ausgebördelt wird. Gleichzeitig wird der Stirnrand 6 mit den Rändern des Loches 8 verschweißt. Besonders hervorzuheben ist, daß es dabei nicht auf eine absolute Abdichtung des Rohrheizkörpers in dem Loch ankommt. Wesentlich ist eine haltbare Fixierung. Die Praxis zeigte jedoch, daß sowohl die Fixierung als auch die Abdichtung bei dem vorgeschlagenen Verfahren durchaus zufriedenstellend ist.
Nach Zurückziehen der Schweißelektrode wird, wie in Fig. 4 dargestellt, der Ringraum 7 mit einem Kleber ausgefüllt, wobei sich der sich bildende Klebstoffpfropfen 14 zumindest über den ausgebördelten Stirnrand 6 des Rohrheizkörpermantels 2 erstreckt. Bevorzugt wird jedoch, wenn wie in Fig. 5 dargestellt-die gesamte Vertiefung 10 mit dem Klebstoff ausgefüllt wird. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit einer weitgehenden Automatisierung. Während also bei bekannten Verfahren sorgfältig darauf geachtet werden mußte, daß moglichst kein Kleber an die Außenwand des Rohrheizkörpers gelangt, da durch die anhaftenden Klebstoffreste das Einstecken in die Löcher der Befestigungsplatte erschwert wurde, gestaltet sich bei dem beschriebenen Verfahren der Auftrag des Klebers wesentlich unproblematischer.
Der Kleber erfüllt also zwei verschiedene Funktionen, und zwar wird einerseits das Ende des Rohrheizkörpers gegen Eindringen von Feuchtigkeit geschützt, anderseits wird die Durchführung der Mantelrohre 2 des Rohrheizkörpers 1 durch die Löcher 8 der Befestigungsplatte 9 abgedichtet.
Das angegebene neue Schweißverfahren hat sich besonders bewährt. Selbstverständlich kann die Magnesiumoxidschicht 4 mittels einer Zwischenschicht vor dem Anschweißen geschützt werden. Wesentlich ist nur, daß ein Zwischenraum verbleibt, in den die Schweißelektrode 11 eindringen kann. Weiterhin können in üblicher Weise Isolierperlen oder ähnliche Anschlußelemente Verwendung finden.
Das Schweißverfahren kann entsprechend variiert werden. Das Mantelrohr 2 des Rohrheizkörpers kann einen größeren Durchmesser als die Loch 8 besitzen, wobei dann die Stirnränder 6 auf den Lochdurchmesser eingezogen werden. Weiterhin kann bei dieser Durchmesserwahl der Stirnrand 6 an der Unterseite der Befestigungsplatte 9 stumpf angeschweißt werden. Weiterhin kann das Loch 8 nach unten konisch ausgedrückt sein während der Stirnrand 6 des Mantelrohres 2 konisch aufgeweitet ist. Die Veschweißung erfolgt dann über die konischen Schrägflächen.
Die Veschweißung der Rohrheizkörperenden in den zugeordneten Löchern kann einzeln erfolgen. Es können jedoch auch mehrere Schweißelektroden 11 verwendet werden, die gleichzeitig die Rohrheizkörperenden in den zugeordneten Löchern 8 verschweißen.