Verbindungstechniken

Verbindungstechniken

Verbindungstechniken

Bei Raumflächenintegrierten Heiz- und Kühlsystemen kommen je nach Mehrschicht-Verbundrohrsystem die folgenden Verbindungstechniken zum Einsatz:

a. Heizelement-Muffenschweißverbindung
b. Pressverbindung bzw. Radialverpressen
c. Pressverbindung bzw. Axial-Pressverbindung - Schiebehülsentechnik
d. Steckverbindung
e. Klemmschraubverbindung

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Werkstoff/Material
PB
PE-RT (Typ 1 / Typ 2)

PE-Xc
PE-MD-Xc
PE-LLD-Xc

PP-R
PP-RT/PE etc.
PE-Xc/AL/PE-RT
PE-RT/AL/PE-RT
PE-RT/AL/PE

Tabelle: Übersicht der wichtigsten Verbindungstechniken für Flächen-Heiz- und Kühlsysteme aus Mehrschicht-Verbundrohren aus Kunststoff oder Metall-/Kunststoff
Quelle: Lesch Consult, Würzburg


a. Heizelement-Muffenschweißverbindung

Beim Heizelement-Muffenschweißen handelt es sich um eine stoffschlüssige und unlösbare sichere Verbindungsart für thermoplastsiche Kunststoffrohrsysteme wie PP-R, PE-RT, PB. Die einzelnen Register oder Kunststoffrohre können direkt parallel einseitig oder wechselseitig miteinander verbunden werden. Mit entsprechenden Formteilen können sowohl Einzelanschlüsse als auch Großanlagen komplett, einschließlich Verteilertechnik, erstellt werden.

Bild 1: Heizelement-Muffenschweißverbindung mit black system (PP-R)
Quelle: aquatherm GmbH, Attendorn

  1. Schweißgeräte und Werkzeuge montieren. Temperaturkontrolle durchführen.
  2. Kunststoffrohrsystem aus PP-R ist mit dem wechselseitigen Anschluss bereits zur Parallelschweißung vorgesehen.
  3. Innenanschluss des ersten Heizregisters auf den Heizdorn schieben und gleichzeitig den Außenanschluss des zweiten Heizregisters in die Heizbuchse schieben.
  4. Nach der vorgeschriebenen Aufheizzeit Teile von den Werkzeugen abziehen und sofort zusammenschieben.

Links Heizelement-Muffenschweißen:
https://www.krv.de/wissen/heizelement-muffenschweissen-0
https://www.widos.de/kunststoff-schweissmaschinen/muffenschweissen-nach-rohrdimensionen.html

Video: Heizelement-Muffenschweißverbindung:
https://www.youtube.com/watch?v=En6FphbdVJA


b. Pressverbindung (Radialverpressen)

Beim Radialverpressen wird das Kunststoffrohr nach dem Kalibrieren und Anfasen auf den Fitting geschoben und verpresst. Die Press-verbindung bzw. das Radialverpressen ist ein Verfahren zur Herstellung von unlösbaren Verbindungen. Hierbei werden Vollkunststoffrohre aus PE-Xc, PB oder Mehrschicht-Metallverbundrohre mit Hilfe einer Presshülse am Fitting (meist aus Edelstahl) radial gepresst.
Die Edelstahl-Presshülse verleiht der Verbindung zusätzliche Festigkeit und Sicherheit. Sie verfügt über ein Sichtfenster, durch das die Einstecktiefe des Rohres vor dem Pressen sicher überprüft werden kann (z. B. bei WAVIN TIGRIS K1). Die Dichtung erfolgt über einen O-Ring.

Bild 2: Radial-Pressverbindung mit einer Akku-Presszange
Quelle: Wavin GmbH, Twist

Video: Pressverbindung (Radialverpressen)
https://www.youtube.com/watch?v=yvLSxjwUq60

Praxisbeispiel: Kunststoff Pressfitting Wavin Tigris K1 mit Leckagefunktion

Der Pressfitting Wavin Tigris K1 besteht aus dem technischen Hochleistungskunststoff Polyphenylsulfon (PPSU), der beständig gegen hohe Temperaturen (Wärmeformbeständigkeit >200°C, Verarbeitungstemperatur 360°C), Korrosion und Inkrustation ist. Seine extrem hohe Kerbschlagzähigkeit und Unempfindlichkeit gegenüber Spannungsrissen machen den Fitting äußerst robust und schlagunempfindlich. Die Leistungsfähigkeit von PPSU hat sich bereits über Jahre hinweg in der Flugzeugtechnik, in der medizinischen Sterilisationstechnik, in Chemieanlagen und im Automobilbau bewährt. Darüber hinaus ist der Fitting 100 % bleifrei. Die Fittings sind mit einer fixierten Edelstahl-Presshülse ausgestattet. Die Hülse verleiht der Verbindung zusätzliche Festigkeit und Sicherheit. Sie verfügt über ein Sichtfenster, durch das die Einstecktiefe des Rohres vor dem Pressen sicher überprüft werden kann. Die Dichtung erfolgt über einen O-Ring.

Bild 3 + 4: Pressfittings aus PPSU, WAVIN Tigris K1 mit Leckagefunktion
Quelle: Wavin GmbH, Twist

Bild 5: Steck-/Pressverbinder Wavin Tigris K1 für Mehrschicht-Verbundrohr
Quelle: Technisches Handbuch Flächenheiz- & Kühlsysteme Wavin GmbH, Twist

Bild 6: Kunststoff-Pressfitting alpex L mit Leckagefunktion für Mehrschicht-Verbundrohr
Quelle: Fränkische Rohrwerke Gebr. Kirchner GmbH + Co. KG, Königsberg

Praxisbeispiel: Metall-Pressfitting Wavin Tigris M1 mit Leckagefunktion

Auf der Basis des patentierten Tigris-K1-Designs mit dem Sechskant- Querschnitt bietet Wavin ein System für die Installateure an, die auf Metall setzen. Der Metall-Pressfitting Wavin Tigris M1 ist beständig gegen hohe Temperaturen, Korrosion und Inkrustation. Er ist aus Messing, gemäß der freigegebenen Werkstoffliste des Umweltbundesamtes, gefertigt. Die Fittings sind mit einer fixierten Edelstahl-Presshülse ausgestattet. Die Hülse verleiht der Verbindung zusätzliche Festigkeit und Sicherheit. Sie verfügt über ein Sichtfenster, durch das die Einstecktiefe des Rohres vor dem Pressen sicher überprüft werden kann. Die Dichtung erfolgt über zwei O-Ringe. Die neue Generation der Metall-Pressfittings gewährleistet, dass eine versehentlich unverpresste Verbindung undicht ist und in der Druckprüfung sicher entlarvt wird. Darüber hinaus wirkt sich der patentierte Sechskant-Querschnitt positiv auf die Einsteckkräfte aus, was die Arbeit des Installateurs erleichtert.

Bild 7: Pressfittings aus Metall, Wavin Tigris M1
Quelle: Wavin GmbH, Twist

Bild 8: Pressverbinder Wavin Systemtechnik für Metall-/Kunststoffverbundrohre aus PE-X/AL.
Quelle: Technisches Handbuch Flächenheiz- & Kühlsysteme Wavin GmbH, Twist


c. Pressverbindung (Schiebehülsentechnik bzw. Axial-Pressverbindung)

Zunächst wird die Schiebehülse lose auf das Rohr geschoben und anschließend das Rohr mit einem Spezialwerkzeug (Aufweitzange) am offenen Ende aufgeweitet. Nun kann der Fitting in das aufgeweitete Rohrende geschoben werden. Mit dem Schiebewerkzeug wird dann die zuvor lose aufgesteckte Schiebehülse bis zum Anschlag axial über das Rohr und den Stützkörper des Fittings geschoben. Dabei wird der innere Umfang des Kunststoffrohres auf das Rillenprofil des Fittings gepresst. Ein zusätzlicher elastomerer Dichtring wie bei herkömmlichen Verbindungstechniken wird nicht benötigt, da die innere Schicht des Rohres elastisch genug ist, um die Abdichtung herzustellen. Das Rohrsystem ist sofort druckbelastbar.

Bild 9: Montage der Schiebehülsentechnik bzw. Axial-Pressverbindung
Quelle: Lesch Consult, Würzburg

Video: Schiebehülsentechnik
https://www.youtube.com/watch?v=LP5D-ABwb90


d. Steckverbindung

Ein Steckfitting ermöglicht dem Installateur eine einfache, schnelle und sichere Verbindung von Rohr und Fitting, die ohne Werkzeug durchgeführt werden kann. Ein integrierter Klemmring verhindert das Auseinanderrutschen der Verbindungen. Dabei kommt es nicht zur Rohrbeschädigung. Die Steckverbindung ist für Vollkunststoffrohrsysteme aus PB (unter Verwendung von zusätzlichen metallischen Stützhülsen im Kunststoffrohr) sowie für Mehrschicht-Metallverbundrohre geeignet.

Die Abdichtung der Verbindung erfolgt über zwei robuste O-Ringe. Die Haltekralle bzw. Klemmring erleichtert durch ihre konische Form das Einschieben des Rohres und verhindert ein Lösen der Verbindung. Sie hält das Rohr sicher fest, ohne es zu verletzen. Ein geschlossenes Sichtfenster dient zur Kontrolle der Einstecktiefe und gibt dem Monteur die Gewissheit einer sicheren Verbindung.

Bild 10: Montage der Steckverbindung aus Kunststoff, Praxisbeispiel TECElogo
Quelle: TECE GmbH, Emsdetten

Video: Steckverbindung
https://www.youtube.com/watch?v=f73Gb10EJI0

Bild 11: Steckverbindung aus Kunststoff, Praxisbeispiel TECElogo
Quelle: TECE GmbH, Emsdetten

Der Wavin smartFIX als Steckfitting-System überzeugt durch seine schnelle, werkzeuglose Verarbeitung. Der Grundkörper des Steckfittings sowie der Fixierring bestehen aus dem technischen Hochleistungskunststoff Polyphenylsulfon (PPSU), der sie widerstandsfähig macht gegen hohe Temperaturen (Wärmeformbeständigkeit >200°C, Verarbeitungstemperatur 360°C), Korrosion und Inkrustation. Die Kappen sind aus glasfaserverstärktem Polyamid gefertigt. Die extrem hohe Kerbschlagzähigkeit und Unempfindlichkeit gegenüber Spannungsrissen machen den Fitting robust und schlagunempfindlich. Darüber hinaus ist der Fitting 100 % bleifrei. Die smartFIX-Fittings verfügen über ein Sichtfenster, durch das die Einstecktiefe des Rohres überprüft werden kann. Die Dichtung erfolgt über einen beschichteten O-Ring, der zur Minimierung der Einsteckkräfte beiträgt. Bei Außengewindefittings haben Sie die Wahl zwischen reinen PPSU-Fittings und Fittings aus Messing. Innengewindefittings haben einen Einsatz aus Cuphin.

Bild 12: Steckverbindung aus Kunststoff, Praxisbeispiel WAVIN smartFIX Steckfitting
Quelle: Wavin GmbH, Twist

Aufstecken der Steckadapter

Der Steckadapter, inklusive werkseitig eingelegtem Sicherungsclip (rot), wird gerade auf den Stutzen bis zum Anschlag geschoben. Hierbei ist darauf zu achten, dass das Halteelement (schwarzer Ring) nicht am Stutzen verkantet. Zur optischen Kontrolle der Einstecktiefe ist am Stutzen eine Markierung (Übergang von glatter zu rauer Oberfläche) angebracht. Bei korrekter Einstecktiefe ist die glatte Oberfläche des Stutzens nicht mehr sichtbar.

Bild 13: Montage der Steckverbindung aus Kunststoff PP-R, Praxisbeispiel black system von aquatherm
Quelle: aquatherm, Attendorn

Fittings

Für die Sanitär- und Heizungsinstallation stehen Fittings aus Rotguss, Polyphenylsulfon (PPSU) sowie Messing (mit Einschränkung bei der Trinkwasserinstallation) zur Verfügung.

Eigenschaften und Merkmale der Fittings:

  • Fitting aus Rotguss oder PPSU
  • hygienisch einwandfrei
  • mechanisch hoch belastbar

a) Rotgussfittings

Bild 14: Rotgussfitting für Steckverbindung
Quelle: TECE GmbH, Emsdetten

b) Kunststofffittings aus PPSU

Bild 15: Fitting aus dem Hochleistungswerkstoff PPSU für Steckverbindung
Quelle: TECE GmbH, Emsdetten

Bild 16: Steckverbinder mit Stützhülsen Wavin Systemtechnik für Kunststoffrohre aus PE-RT-oder PB
Quelle: Technisches Handbuch Flächenheiz- & Kühlsysteme Wavin GmbH, Twist

c) Messingfittings

Die preisgünstige Alternative für die Heizungsinstallation  aus entzinkungsarmen Sondermessing.

Bild 17: Messingfittings für Steckverbindung
Quelle: TECE GmbH, Emsdetten

e) Klemmschraubverbindung

Klemmverschraubungen sind mechanische Verbindungen zwischen Kunststoffrohr (geeignet u. a. für PE, PE-Xc, PE-RT, PP-R) und Fitting. Die Verbindungsstücke bestehen entweder aus Metall - meist Messing oder Rotguss - oder aus Kunststoff. Bei der Klemmschraubverbindung wird mittels eines Klemmrings über eine Druckmutter (mit innen liegendem Konus) das Rohr auf die Stützhülse des Verbinders gepresst.

Der Verbinder besteht i. a. R. aus nur drei Komponenten (siehe Bild 18) und ermöglicht somit eine schnelle und einfache Montage ohne Spezialwerkzeug. Das mit dem Grundkörper fest verbundene Stützrohr bringt das Kunststoffrohr in eine exakt runde Form und stützt es nach außen hin ab, d. h. es hält den Innendruck gegen den Messingklemmring des Verbinders aufrecht. Auch bei Unterdruck entsteht keine Rohrverformung. Durch seine spezielle Kontur sorgt das feste Stützrohr zusätzlich für die Dichtfunktion.

Bild 18: Klemmverschraubung mit Kunststoffrohr
Quelle: BEULCO GmbH & Co. KG, Attendorn

Hinweise:
Für eine sichere Verbindung ist im Heißwassereinsatz nach der Montage die Verbindung auf 60 - 80°C zu erwärmen und die Druckmutter nachzuziehen. Vorgewärmte Rohre lassen sich leichter montieren.

Bild 19: Montageanleitung für Klemmverschraubung mit Kunststoffrohr
Quelle: BEULCO GmbH & Co. KG, Attendorn

Übersicht der verschiedenen Verbindungstechniken

Bild 20: Übersicht der verschiedenen Verbindungstechniken von Flächen-Heiz-& Kühlrohrsystemen aus Kunststoff oder Metall-/Kunststoff
Quelle: aquatherm GmbH, Attendorn

Bild 21: Übersicht der verschiedenen Verbindungstechniken von Flächen-Heiz-& Kühlrohrsystemen aus Kunststoff oder Metall-/Kunststoff
Quelle: TECE GmbH, Emsdetten