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Elektrischer Heisswasserbereiter
Es gibt verschiedene Gerätekonstruktionen für elektrische Heisswasserbereiter. In der Regel sind diese
Geräte mit einem inneren Gebrauchswasserbehälter aus Kupferblech, dem äusseren Ziermantel entweder aus korrosionsgeschütztem Eisenblech oder auch bereits aus Kunststoff ausgeführt und dazwischen mit einer
Isolationsschicht aus wärmedämmendem Material ausgestattet.
Es sind elektrische Wassererhitzer, insbesondere Heisswasserspeicher bzw. Durchlauferhitzer, aus Stahl oder Kupferblech bekannt, deren Kessel im wesentlichen die Form einer Hohlkugel besitzen, wobei zwischen dem aus zwei gleichartigen Schalen zusammengesetzten und verschweissten Kessel und zwei im wesentlichen gleichartig ausgebildeten Gehäuseschalen vorgeformte, dem Gehäuse angepasste Schalen aus Isoliermaterial angeordnet sind, deren Teilfuge der Gehäuseschalen im wesentlichen übereinstimmt, so dass die Isolierung leicht abnehmbar ist und die von dieser Isolierung umschlossenen Geräte und Leitung gut zugänglich sind (österr. Patent Nr. 200679).
Es sind ferner elektrische Kleinheisswasserspeicher bekannt, deren Kessel im wesentlichen die Form eines Rotationskörpers mit elliptischem Meridianschnitt besitzen, wobei der Speicher aus zwei kugelig oder ähnlich gewölbten, mit einem zylindrischen Randteil versehenen, nach Art der üblichen Boden- oder Deckelteile von zylindrischen Druckkesseln gestalteten Teile besteht, die mit ihren Randteilen unmittelbar zusammengeschweisst sind (österr. Patent Nr. 194998).
Es ist bekannt, im Querschnitt U-förmige Hohlringe mittels besonders ausgebildeter Sitze säulenartig übereinanderzuschichten. Die einzelnen Hohlringe werden dabei durch Zugschrauben, Verklebung oder Verschweissung zusammengehalten. Diese Hohlringe werden aus Kunstpressstoffen im Pressverfahren, also aus Duroplasten, hergestellt und nicht im Spritzgussverfahren, welches nur die Verwendung von Thermoplasten zulässt (deutsches Patent Nr. 918114).
Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Heisswasserbereiter, der in der Hauptsache aus einem inneren Gebrauchswasserbehälter und einem äusseren Isolationsmantel aus Kunststoffspritzgussmaterial besteht, wobei das wesentliche Kennzeichen der Erfindung darin besteht, dass der innere Gebrauchswasserbehälter und der äussere Isolationsmantel desselben aus eiförmigen Schalenhälften bestehen wobei das Widerstandsmoment des Gebrauchswasserbehälters und des Isolationsmantels gegen Druck von innen und aussen durch horizontal und vertikal angeordnete Rippen an der Aussenseite des Gebrauchswasserbehälters und an der Innenseite des Isolationsmantels erhöht wird und wobei die Rippen einerseits als Tragerippen,
Distanzglieder und Fixierungselemente für den Gebrauchswasserbehälter gegenüber dem Isolationsmantel dienen und anderseits als Wärmeaustauschstege zur Vermeidung der Warmluftzirkulation zwischen dem Gebrauchs- wasserbehälter und dem Isolationsmantel Wärmekammern bilden.
Alle bekannten Gerätekonstruktionen sind kompliziert im Aufbau und damit in der Herstellung sehr lohnintensiv. Durch die erfindungsgemäss aufgezeigte reine kunststoffgerechte Gerätekonstruktion ist es möglich, den innerenGebrauchswasserbehälter und den äusseren Isolationsmantel im Kunststoff-Spritzguss- Verfahren aus thermoplastischen Kunststoffen herzustellen mit Spritzgusswerkzeugen ohne Hinterschneidungen. Es werden dadurch viele Nachteile der eingangs aufgeführtengerätekonstruktionen vermieden und wie nachfolgend aufgezeigt, weitere bedeutende Vorteile erreicht.
Da erfindungsgemäss der äussere Isolationsmantel und der innere Gebrauchswasserbehälter nur aus Kunststoffspritzgussteilen in eiförmiger Schalenbauweise besteht, wird das natürliche Widerstandsmoment der Eiform des Gebrauchswasserbehälters und des Isolationsmantels durch horizontal oder/und vertikal angeordnete Rippen an der Aussenseite des Gebrauchswasserbehälters oder an der Innenseite des Isolationsmantels erhöht. Dabei bilden die horizontalen oder/und vertikalen Rippen Wärmestaukammern zwischen der
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inneren und äusseren Gerätewandung, wodurch ein guter Wärmeisolationswert erreicht wird, der eine be- sondere Isolationsschicht aus wärmedämmendem Material erübrigt.
Die im Spritzgussverfahren aus Ther- moplasten hergestellten Bauteile lassen die Möglichkeit der variablen Formgebung, dem Ein- und An- spritzen von Symbolen, Schriftzügen, Stutzen, Halteteilen und Fremdteilen aus Metall bei dem lohnspa- renden Spritzgussvorgang zu. Dadurch ist eine klare Anordnung mit wenigen Einzelteilen für das Gerät und somit eine leichte Vormontage und organische Zusammensetzung des Gerätes möglich. Durch die Ausbil- dung der Rückseite als Montageschablone ist eine leichte und schnelle Installation des Gerätes möglich.
Durch die erfindungsgemäss aufgezeigte neue Bauweise ist also eine bedeutende kostensparende Fertigung möglich.
Im einzelnen besteht der Aufbau des äusseren Isolationsmantels aus eiförmigen Halbschalen mit einer vorzugsweisen senkrechten Trennfuge. Die der Befestigungswand zugekehrte Seite des äusseren Isolations- mantels hat mindestens eine nach aussen durchgezogene Ausbauchung als Befestigungsflansch, in dem der
Elektroanschluss und bei Unterputz-Installation derWasseranschluss untergebracht werden kann. Die Durchbrüche in den Befestigungsflanschen dienen als Anreiss-bzw. Montageschablone für die Befestigung des
Gerätes und für den Wasser-und Stromanschluss an der Befestigungswand bei der Installation.
Jede der Halbschalen des Isolationsmantels hat innen gegen den Gebrauchswasserbehälter horizontal angeordnete Wär- mestaustege, die zugleich als Distanz- und Tragerippen für den Gebrauchswasserbehälter dienen und zur Befestigung von Einbauteilen verwendet werden können.
Der innere Gebrauchswasserbehälter, ebenfalls in eiförmiger Schalenbauweise und mit horizontalen oder/und vertikalen Wärmestaustegen nach aussen gegen den Isolationsmantel ausgeführt, hat eine vorzugsweise waagrechte Trennfuge. Durch die waagrechte Trennfuge ist es möglich, mindestens ein Zwischenstück zwischen Ober- und Unterteil einzusetzen und damit den Inhalt des Gebrauchswasserbehälters nach dem Baukastensystem zu vergrössern.
Die Wärmestaustege des äusseren Isolationsmantels und des inneren Gebrauchswasserbehälters bilden verschiedene in sich abgeschlossene Wärmeisolationskammern, so dass eine Warmluftströmung nach oben zwischen dem inneren und äusseren Mantel weitgehendst unterbunden ist. Um die Wärmeisolation des äusseren Isolationsmantels noch zu vergrössern, wird auf dessen Innenseite eine wärmereflektierende Schicht aufgebracht, die die Wärmestrahlung des inneren Gebrauchswasserbehälters reflektiert und dadurch die Wärmeisolation des Gerätes noch vergrössert.
Bedingt durch die relativ niedere Wärmeleitzahl des aus Kunststoff bestehenden inneren Gebrauchswasserbehälters und des äusseren Isolationsmantels in Verbindung mit der Anordnung der Wärmeisolationskammern und der wärmereflektierenden Schicht erübrigt sich die bisher allgemein übliche besondere Isolationsschicht mittels Korkschrot oder anderem Isolationsmaterial.
Die Verbindung der einzelnen Schalen kann durch eine Schraub-, Niet-, Schweiss-oder Klebeverbindung geschehen bzw. bei dem äusseren Isolationsmantel mittels eines Spannbandes erfolgen.
Durch den Aufbau in Schalenhälften bei dem äusseren Isolationsmantel bzw. innerengebrauchswasser- behälter besteht die Möglichkeit, dass vor dem Zusammenfügen der Schalenhälften die Einbauteile von innen und aussen leicht montiert werden können, da sie dabei von beiden Seiten aus noch zugänglich sind.
Schriftzüge, Symbole, Zahlen und Buchstaben werden beim Spritzvorgang mit eingespritzt und dadurch die bisher üblichen Bauteile, wie z. B. Typenschilder, Schaltpläne, Kontroll-Linsen und Abziehbilder, eingespart. Eine nachträgliche Farblackierung ist nicht nötig, da beim Spritzvorgang bereits ein farbiges Granulat verwendet werden kann.
Stutzen, Typen, Halterungen sowie Ausbauchungen oder Einbuchtungen für die Aufnahme von Bauteilen und fensterartige Aussparungen können ohne besonderen Mehraufwand jeweils nach Bedarf bei dem Isolationsmantel bzw. Gebrauchswasserbehälter beim Spritzvorgang an-bzw. eingespritzt werden.
Weiterhin können Einbau- und Befestigungsteile beim Spritzvorgang schon mit eingespritzt werden.
So ist es z. B. möglich, als Fremdteil ein Wärmeübertragungsglied aus gut wärmeleitfähigem Metall in die schlecht wärmeleitfähige Kunststoffwandung einzuspritzen und damit Wärme vom Innern des Gebrauchswasserbehälters nach aussen sicher zu übertragen, wenn anstatt eines Stabtemperaturreglers ein Anliegetemperaturregler Verwendung finden soll.
Weiterhin ist es möglich, ohne kostspielige Schraub-oder Flanschverbindungen billige und einfache Anschlüsse für DurchfUhrungsteile, wie Stabregler, elektrische Heizschlangen oder Wasserrohre, zu schaffen, indem an den Durchführungsstellen im Gebrauchswasserbehälter rohrförmige Stutzen mit eingespritzt werden. In die glatte Bohrung dieser rohrförmigen Stutzen werden die Durchführungsteile mit mindestens zwei erhabenen ringförmigen Ausbauchungen eingeschoben und mittels des aussen um den Durchführungstutzen gelegten Spannbandes im Bereich der ringförmigen Ausbauchungen der Durchführungsteile eine absolute Dichtfläche gegenüber dem Gebrauchswasser erreicht.
Die Bohrung dieser ringförmigen Rohr-
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stutzen kann aber auch für eine sogenannte Steckkupplung mit einer ringförmigen Ausbauchung versehen sein, in welche nach bekannter Art ein Dichtungsring mit rundem Querschnitt eingelegt wird und dann das eingeschobene glatte DurchfUhrungsteil durch den flexiblen Dichtungsring abgedichtet wird. Das Durch- führungstej. l behalt dabei die Fähigkeit, auch nach dem Einbau innerhalb der Dichtungszone zu gleiten.
Um die metallischen Einbauteile gegen Zerstörung durch Korrosion und gegen Zerstörung durch Kesselsteinbefall zu schützen, können diese Teile vor dem Einbau mit einer Kunststoffschicht überzogen werden oder aber, wie z. B. bei den Wasser-Ein-und-Ausgangsrohren, dieselben ganz aus Kunststoff gefertigt werden. Damit ist eine vollkommene kunststoffgerechte Gerätekonstruktion gegeben.
Durch den Gegenstand der Erfindung werden somit bedeutende Neuerungen in der Konstruktion und in der Funktion des elektrischen Heisswasserbereiters aus kunststoffgerechten Bauteilen aufgezeigt, welche viele bedeutende Vorteile für die Fertigung, den Verkauf und den Gebrauch eines solchen Gerätes mit sich bringen.
Die Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes, wobei Fig. 1 einprinzipbeispiel der Erfindung für den elektrischen Heizwasserbereiter aus Kunststoff-Spritzguss im senkrechten Querschnitt veranschaulicht, während Fig. 2 einen Ausschnitt aus einem Ausführungsbeispiel zeigt, wobei ein Fremdteil als Wärmeübertragungsglied in die Kunststoffwandung eingespritzt wird. Die Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt aus einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei das Ende einer elektrischen Heizschlange aus dem Gebrauchswasserbehälter herausführt und abgedichtet wird. Die Fig. 4 veranschaulicht einen Ausschnitt aus einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei welcher die Lettern eines Schriftzuges eine dünne, durchsichtige Haut in einer dickeren Kunststoffwandung bilden, sowie die Ansicht dazu.
Der senkrechte Längsschnitt des äusseren Isolationsmantels und des inneren Heisswasserbehälters ist gemäss Fig. 1 eiförmig ausgebildet, da diese Form das grösste Widerstandsmoment ergibt. Der Aufbau ist jeweils halbschalenförmig, wobei vorzugsweise die Trennfuge des Isolationsmantels senkrecht und die des Gebrauchswasserbehälters waagrecht liegt.
Die linke Schalenhälfte 1 des äusseren Isolationsmantels ist gemäss Fig. 1 die Vorderansicht im an die Befestigungswand montierten Zustand des elektrischen Heisswasserbereiters. Die rechte Schalenhälfte 2 des Isolationsmantels wird an der entsprechenden Befestigungswand an der herausgezogenen Flanschstelle 3 und 4 befestigt. Jeweils an der herausgezogenen Flanschstelle 3 und 4 sind Befestigungslöcher 5 und 6 sowie ein Durchlass 7 für den Strom- und Wasseranschluss mit eingespritzt. Diese Löcher 5, 6 und 7 dienen bei der Gerätemontage an der Befestigungswand als Anreiss-Schablone bzw. als Montageschablone für die Installation des Wassers und des Stromes.
An den beiden Schalenhälften l und 2 des Isolationsmantels sind Stege 8 horizontal angespritzt, die das Widerstandsmoment der Schalen noch erhöhen, Distanzelemente zum inneren Gebrauchswasserbehälter bilden und zur Befestigung von Einbauteilen dienen. Auf den beiden Stegen 8 des äusseren Isolationsmantels liegen die Stege 9 des inneren Gebrauchswasserbehälters auf, wodurch Wärmeisolationskammern gebildet werden. Diese einzelnen, so entstandenen Wärmeisolationskammern verhüten eine Zirkulation der Warmluft zwischen dem inneren und äusseren Mantel nach der höchsten Stelle des elektrischen Heisswasserbereiters. Um die Wärmestrahlungsverluste-desGebrauchswasserbehälters noch weiter zu vermeiden, ist auf die Innenseite des äusseren Isolationsmantels eine wärmereflektierende Schicht aufgebracht.
Es er- übrigt sich dadurch die bisher übliche Isolationsschicht mittels Korkschrot oder sonstigem Isolationsmaterial zwischen dem Innen- und Aussenmantel.
An der Vorderseite des Isolationsmantels 1 sind die Durchbrüche für die Aufnahme der Betätigungsorgane für den Temperaturreglerknopf 10 und die Drucktaste 11 des elektrischen Druckknopfschalters 12 angebracht. Ausserdem ist im Strahlungsfeld der elektrischen Glühbirne 13 z. B. das Wort "Ein" auf der Innenseite des Isolationsmantels bis auf eine dünne Haut im Isolationsmantel eingespritzt ; die genaue Erklärung folgt durch die Beschreibung der Fig. 4.
Der innere Gebrauchswasserbehälter ist ebenfalls aus eiförmigen Halbschalen bei vorzugsweiser waagrechter Trennfuge gespritzt. Die obere Halbschale 14 des Gebrauchswasserbehälters und die untere Halbschale 15 haben an der Trennfuge einen angespritzten Flanschrand 16 und 17 für eine Schraub-, Niet-, Schweiss- oder Klebeverbindung der Halbschalen. Die untere Halbschale 15 hat eine eingespritzte Nische 18 für die Aufnahme von Einbauteilen, die auf Grund ihrer Grösse nicht zwischen den Aussen- und Innenmantel passen, wie der Temperaturregler 19, den elektrischen Druckknopfschalter 12 und die elektrische Glühbirne 13. Ausserdem ist in der untern Halbschale 15 des Gebrauchswasserbehälters im Bereich der Nische 18 ein Wärmeübertragungsglied 20, welches in Fig. 2 näher erläutert ist, eingespritzt.
Das Warmwasserausgangsrohr 21 besteht aus Kunststoff und nicht aus Metall und ist mit einem oberen Ende in der oberen Halbschale 14 in eingespritzten Halterungsstegen 22 gelagert und in einem untern Ende
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in der untern Halbschale 15 in einem angespritzten Rohrstutzen 23 eingesteckt. Das Warmwasserausfluss- rohr 24 wird bei der Installation des Gerätes in die Fortsetzung des Rohrstutzens 23 eingesteckt und abge- dichtet. Die elektrische Heizschlange 25 wird ebenfalls in einem angespritzten Rohrstutzen 26 abgedich- tet. Die elektrische Heizschlange 25 und das Wärmeübertragungsglied 20 werden durch die Wärmeleitbrücke 27 verbunden. Die Funktion der Wärmeleitbrücke wird in Fig. 2 näher erläutert.
Alle metallischen Einbauteile des inneren Gebrauchswasserbehälters sind mit einem Kunststoffman- tel 28 überzogen. Dadurch bestehen alle Flächen, welche mit dem Gebrauchswasser in Berührung kom- men, aus Kunststoff und ist eine Zerstörung durch Korrosion und Kesselsteinbildung vermieden.
Bei der Fertigmontage des äusserenisolationsmantelssowohl desinneren Gebrauchswasserbehälters können die erforderlichen Einbauteile vor dem Zusammenfügen der Schalenhälften 1 und 2 sowie 14 ùnd 15 von der Innen- und Aussenseite aus leicht montiert und verkabelt und dann erst an der jeweiligen Trennfuge der Schalenhälfte zusammengefügt werden.
Da alle Kunststoffe eine schlechte Wärmeleitzahl gegenüber Metallen besitzen, ist es nicht zweckmässig, vom Innern eines Kunststoffbehälters Wärme an ein aussen an die Kunststoffwand angebrachtes Anliegetemperaturgerät, z. B. einen Anliegetemperaturregler 19, zu übertragen.
Um eine solche Wärmeübertragung trotzdem zuverlässig bei einemkufiststoffbehälter zu bewerkstelli- gen, wird gemäss Fig. 2 ein Wärmeübertragungsglied 20 als Fremdteil in die Kunststoffwandung der untern Halbschale 15 des Gebrauchswasserbehälters eingespritzt.
Damit eine innige Verbindung zwischen dem Fremdteil, in diesem Falle dem Wärmeübertragungsglied 20, und der Kunststoffwandung 15 entsteht, die Zug- und Druckbeanspruchungen standhält, wird in die Randzone des Wärmeübertragungsgliedes 20 eine schwalbenschwanzförmige Nut 29 und aussen links und rechts jeweils eine halbrunde Sicke 30 eingearbeitet. Beim Spdtzgussvorgang füllt sich diese schwalben- schwanzförmige Nut 29 und die beiden halbrunden Sicken 30 in der Randzone des Wärmeübertragungsglie- des 20 mit dem Kunststoffmaterial und verankert sich in diesen Randaussparungen 20 und 30.
Wenn der Inhalt des Gebrauchswasserbehälters mit der elektrischen Heizschlange 25 erhitzt wird, besteht die Gefahr, dass, wenn aus irgendeinem Grund der Inhalt fehlt, die Heizschlange 25, da nur eine Wärmeübertragung an die Luft stattfindet, zum Glühen kommt und dadurch der Kunststoffbehälter zerstört wird. Zu diesem Zweck. wird an der Innenseite des Wärmeübertragungsgliedes 20 eine Wärmeleitbrücke 27 aus gut wärmeleitfähigem Material befestigt, die am andern Ende die Heizschlange 25 an irgendeiner Stelle fest umfasst. Wenn nun beim Fehlen des Inhaltes sich die Heizschlange 25 zu stark erwärmt, wird die Wärme über die Wärmeleitbiucke 27 an das Wärmeübertragungsglied 20 übertragen, welches wiederum über das Temperaturanliegegerät 19 den Heizstromkreis abschaltet.
Nach Fig. 3 wird hier als Beispiel eine Art der Abdichtung der Heizschlangendurchführung durch den Gebrauchswasserbehälter in grösserem Massstab gezeigt. An dem Ende der Heizschlange 25 ist ein Durchführungsrohr 31 mit seinem eingezogenen Ende wasserdicht mit der Heizschlange 25 verbunden. In das Durchführungsrohr 31 sind erhabene ringförmige Ausbuchtungen 32 und 33 eingearbeitet. Das Durchfllh- rungsrohr 31 ist in den an den Gebrauchswasserbehälter angespritzten Rohrstutzen 26 eingeschoben, so dass die Ausbuchtungen 32 und 33 die Bohrung an diesen Stellen im angespritzten Rohrstutzen 26 aufweiten. Über den Aussendurchmesser des angespritzten Rohrstutzens 26 ist zwischen dem Bereich der Ausbuchtung 32 und 33 ein Spannband 34 gelegt und zusammengezogen.
Dadurch wird in und zwischen dem Bereich der Ausbuchtungen 32 und 33 eine einwandfreie Dichtung gegenüber dem Inhalt des Gebrauchswasserbehälters erreichte-
In der Fig. 4 wird als Beispiel aufgezeigt, wie die Einschaltung des Stromkreises für die Heizschlange 25 durch das Wort "Ein" optisch sichtbar gemacht wird. In der sonst undurchsichtigen Kunststoffwandung des Isolationsmantels 1 wird zu diesem Zweck an der betreffenden Stelle von innen das Wort"Ein"derge- stalt eingespritzt, dass nur mehr eine dünne transparent Haut 35 nach aussen stehenbleibt. Hinter der Kunststoffwand des Isoliermantels l ist imBereich des eingespritzten Wortes "Ein" eine elektrische Glühbirne 13 angebracht.
Wenn diese Glühbirne 13 durch die Einschaltung des Stromkreises aufleuchtet, können die Lichtstrahlen durch die allgemein undurchsichtige dickere Kunststoffwandung des Isolationsmantels 1 nicht hindurchdringen, wohl aber in den dünnen transparenten Bereich 35 des Wortes"Ein". Damit entfällt die sonst gebräuchliche Anordnung einer Einsteck- oder Schraub-Kontroll-Leuchte.
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