DE19515425C2

DE19515425C2 - Enamelled storage container for a water storage device and method for its production

Info

Publication number: DE19515425C2
Application number: DE19515425A
Authority: DE
Inventors: Andreas Preiss; Andreas Marquardt; Walther Nitsche; Hans-Ulrich Wachholz
Original assignee: Joh Vaillant GmbH and Co
Current assignee: VAILLANT GMBH, 42859 REMSCHEID, DE
Priority date: 1994-04-28
Filing date: 1995-04-26
Publication date: 2002-03-28
Anticipated expiration: 2015-04-27
Also published as: DE19515425A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen innen emaillierten Wasserbehälter aus Stahl und auf ein Verfahren zu seiner Herstellung gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.The present invention relates to an internally enamelled water container Steel and a process for its production according to the preambles of independent claims.

Es ist bekannt, Wasserbehälter für gas- oder elektrisch beheizte Warmwasserspeicher aus einem Mantelring und einem Deckel und einem Boden herzustellen. Die Böden werden hierbei tiefgezogen, der Mantelring wird aus einem Blechstreifen gebogen und längsnahtgeschweißt. Die so geformten Einzelteile des Speichers werden dann entfettet und von anhaftenden Schichten und von Schmutz gereinigt. Daraufhin werden die so behandelten Teile durch Strahlen mit Metallkornkörpern aufgerauht. Anschließend werden Mantel und Boden beziehungsweise Mantel und Deckei geschweißt, und dann erfolgt die Benetzung des gesamten Innenraums des Speicherbehälters mit Emailschlicker, der nach dem Benetzen, getrocknet und gebrannt wird.It is known to make water tanks for gas or electrically heated hot water tanks to produce a jacket ring and a lid and a bottom. The floors are deep drawn, the jacket ring is bent from a sheet metal strip and longitudinally welded. The individual parts of the memory thus shaped are then degreased and from adhering layers and from dirt. Then they become like this treated parts roughened by blasting with metal grain bodies. Then be Jacket and bottom or jacket and cover egg welded, and then the Wetting the entire interior of the storage container with enamel slip, which follows wetting, drying and firing.

Es hat sich gezeigt, daß die auf diese Art und Weise gewonnene Innenemaillierung nicht die in sie gestellten Erwartungen erfüllt hat. Dies zeigt sich zum Beispiel an der Höhe des Norm schutzstrombedarfes, dessen Größe ein Maß für die Güte der Emailschicht ist. Bei Speicherbehältern mit besonders hohem Normschutzstrom konnte nach dem Aufschneiden des Behälters festgestellt werden, daß das Email im Bereich der Schweißnähte nur schlecht haftet, daß mehr oder weniger große Stellen gefunden wurden, an denen das Email an der Schweißnaht nicht gehaftet hat.It has been shown that the inner enamelling obtained in this way is not the most fulfilled expectations. This can be seen, for example, from the height of the standard protective current requirement, the size of which is a measure of the quality of the enamel layer. at Storage containers with a particularly high standard protection current could be cut open The container found that the enamel in the area of the weld seams was poor is liable that more or less large places were found where the email at the Weld is not stuck.

Man hat sich zunächst zur Behebung dieser Schäden damit geholfen, eine zweite Emailschicht aufzutragen, bei der also der Emaillierungsvorgang nach dem Brennen der ersten Emailschicht wiederholt wurde. Der Schutzstrombedarf ist dann zwar wesentlich geringer, aber die Herstellkosten eines Speichers sehr erhöht.A second attempt was made to remedy this damage Apply enamel layer, which is the enamelling process after firing the first layer of enamel was repeated. The protective current requirement is then essential lower, but the manufacturing costs of a storage system are very high.

Das ältere Patent 4 319 113, das nicht vorveröffentlicht ist, beschreibt einen innen emaillierten Wasserbehälter und ein Verfahren zu seiner Herstellung, bei dem vor dem Schweißen des Behälters die Schweißnahtbereiche mit Magnesiumsulfat benetzt sind. Beim Verfahren zur Herstellung des Speicherbehälters wird eine wässrige Lösung von Magnesiumsulfat vor dem Schweißen benutzt, um die Schweißnahtbereiche zu benetzen.The older patent 4,319,113, which is not prepublished, describes one inside enamelled water tank and a process for its production, in which before Welding the container, the weld seam areas are wetted with magnesium sulfate. At the Method of manufacturing the storage container is an aqueous solution of Magnesium sulfate used before welding to wet the weld areas.

Aus der DE 35 10 974 A1 ist ein Verfahren zum Herstellen von Warmwasserboilern bekanntgeworden, die geschweißt werden, wobei die Umfangsränder der zu verschweißenden Ausgangsteile des Behälters vor dem Schweißen auf ein deckungsgleiches Randmaß gebracht bzw. kalibriert werden.DE 35 10 974 A1 describes a method for producing hot water boilers become known, which are welded, the peripheral edges of the welding output parts of the container before welding on congruent marginal dimensions are brought or calibrated.

Die DE 34 37 621 A1 befaßt sich mit einem emaillierten Reaktionsbehälter, der eine Stutzenkonstruktion aufweist, bei der die untere ringförmige Umrandung auf der Außenfläche eines zylindrischen Stutzenhalses entsprechend der Breite einer ringförmigen Bohrungsinnenfläche im Boden oder in der zylindrischen Wand des Behälters daran angrenzend angeordnet wird und durch eine Elektronenstrahlverschweißung damit verbunden wird. DE 34 37 621 A1 is concerned with an enamelled reaction container, the one Has nozzle construction, in which the lower annular border on the Outer surface of a cylindrical neck neck corresponding to the width of an annular Inner bore surface in the bottom or in the cylindrical wall of the container thereon is arranged adjacent and by electron beam welding with it is connected.

Bei den beiden letztgenannten Herstellverfahren wird vor dem Schweißen keine chemische Behandlung praktiziert.In the latter two manufacturing processes, no chemical is used before welding Treatment practiced.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Fehlerhaftigkeit der Innenemaillierung eines solchen Speicherbehälters zu verringern, ohne dessen Herstellkosten wesentlich zu erhöhen.The present invention has for its object the defectiveness of To reduce the internal enamelling of such a storage container without it To increase manufacturing costs significantly.

Die Lösung der Aufgabe gelingt bei einem Speicher oder einem Verfahren der eingangs näher bezeichneten Art erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Sachanspruchs beziehungsweise mit den kennzeichnenden Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruchs.The problem is solved with a memory or a method at the beginning Specified type according to the invention with the characterizing features of Property claim or with the characteristic features of the independent Method claim.

Besonders vorteilhafte Ausführungsformen zur Durchführung des Verfahrens ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.Particularly advantageous embodiments for carrying out the method result from the dependent claims.

Bei der Anwendung des Verfahrens beziehungsweise bei den hiernach gefertigten Speicherbehältern ist bei kaum erhöhten Herstellkosten der deutlich niedrige Schutzstrombedarf signifikant für die gewonnene Güte der Emaille gegenüber dem Stand der Technik.When using the method or the ones manufactured according to it Storage containers is the significantly low with hardly increased manufacturing costs Protective current requirement significant for the quality of the enamel compared to the stand of the technique.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand der Figuren der Zeichnung näher erläutert.An embodiment of the invention will now be described with reference to the figures of the drawing explained.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine Querschnittsdarstellung eines Warmwasserspeichers und Fig. 1 is a cross-sectional view of a hot water tank and

Fig. 2 einen Ausschnitt einer Ansicht auf eine Schweißnaht. Fig. 2 shows a detail of a view of a weld.

In beiden Figuren bedeuten gleiche Bezugszeichen jeweils die gleichen Einzelheiten.In both figures, the same reference symbols denote the same details.

Ein Warmwasserspeicher 31 weist ein Speichergehäuse 1 auf, das auf seiner Innenseite mit einer Isolierung 2 versehen ist, innerhalb derer der eigentliche Speicherbehälter 3 gelagert ist. Der Speicherbehälter besteht aus einem hohlzylindrischen Mantelteil 4, dessen oberes Ende 5 und dessen unteres Ende 6 von einem Boden 7 beziehungsweise einem Deckel 8 abgedeckt sind. Boden und Deckel sind halbhohlkugelähnliche Gebilde und bestehen wie auch das Mantelteil 4 aus unlegiertem Stahl. Das Ende 9 des Deckels 8 beziehungsweise das Ende 10 des Bodens 7 sind mit den Enden 5 und 6 des Mantels 4 verschweißt. Die Schweißnaht 18 bildet einen Ring. Weiterhin weist auch das Mantelblech eine Längsschweißnaht 11 auf. Alle diese drei Schweißnähte 18 und 11 befinden sich im Innenraum 32 des Behälters 3 und sind nach dem Zusammenschweißen des gesamten Behälters 3 nicht mehr zugänglich. Durch den Deckel 8 reichen Stutzen 12 und 13, die später dem Kaltwassereinlauf und der Warmwasserentnahme dienen. Weiterhin können Stutzen 14 und 15 zur Durchführung eines Heizkörpers 33 in den Innenraum 32 des Speicherbehälters 3 vorhanden sein, wobei durch diese Stutzen entweder eine wassergefüllte Rohrschlange oder ein elektrischer Heizkörper angeschlossen werden. Beide Alternativen dienen der Fremdbeheizung des Inhalts des Wasserspeichers 3.A hot water tank 31 has a storage housing 1 , which is provided on its inside with insulation 2 , within which the actual storage tank 3 is mounted. The storage container consists of a hollow cylindrical jacket part 4 , the upper end 5 and the lower end 6 of which are covered by a base 7 and a cover 8 , respectively. Bottom and lid are hemispherical structures and, like the casing part 4, are made of unalloyed steel. The end 9 of the cover 8 and the end 10 of the bottom 7 are welded to the ends 5 and 6 of the jacket 4 . The weld seam 18 forms a ring. Furthermore, the jacket sheet also has a longitudinal weld 11 . All these three weld seams 18 and 11 are located in the interior 32 of the container 3 and are no longer accessible after the entire container 3 has been welded together. Through the cover 8 spigot 12 and 13 , which later serve the cold water inlet and hot water withdrawal. Furthermore, connecting pieces 14 and 15 can be provided for the passage of a heating element 33 into the interior 32 of the storage container 3 , whereby either a water-filled pipe coil or an electric heating element is connected through these connecting pieces. Both alternatives serve for the external heating of the content of the water reservoir 3 .

An der Unterseite 16 des Gehäuses 1 sind Füße 17 zur Aufstellung des Speicherbehälters auf einem Boden vorgesehen.On the underside 16 of the housing 1 , feet 17 are provided for placing the storage container on a floor.

Im Mantelteil 4 können weitere nicht dargestellte Ausnehmungen vorhanden sein, beispielsweise bei einem direkt durch einen Gasbrenner beheizten Speicher zur Durchführung der Tauchbrennkammer, für das Vorsehen einer Reinigungsöffnung, für das Einführen einer Anode, eines Temperaturfühlers und dergleichen. Diese Ausnehmungen beziehungsweise Rohrstutzen sind der Einfachheit halber fortgelassen.In the casing part 4 , further recesses, not shown, can be present, for example in the case of a store which is heated directly by a gas burner, for carrying out the immersion combustion chamber, for providing a cleaning opening, for inserting an anode, a temperature sensor and the like. These recesses or pipe sockets are omitted for the sake of simplicity.

Die Herstellung des Speicherbehälters erfolgt wie folgt:
Das Mantelteil 4 wird aus einem auf Maß gegebenenfalls nach Einbringung etwaiger Ausnehmungen geschnittenen Blechstreifen durch Biegen zur Mantelform gebracht, und anschließend wird die Längsschweißnaht 11 geschweißt. Deckel und Boden werden aus Blechplatinen tiefgezogen, die Löcher für etwaige Stutzen werden eingebracht, die Stutzen werden gegebenenfalls eingeschweißt. Anschließend werden Mantel und Boden beziehungsweise Deckel entfettet, und nach dem Entfetten werden sie von anhafteten Schichten und Verunreinigungen befreit. Dann werden sie durch Strahlen mit Metallkornkörpern aufgerauht. Nunmehr kommt der erfindungswesentliche Schritt, nämlich das Benetzen der Schweißnahtbereiche in einem Bereich von 1 bis 4 cm beiderseits jeder Schweißnaht im Innenraum 32 mit einer wäßrigen Lösung von 50 bis 300 g eines Alkali- oder Erdalkalisulfates oder -chlorides, Magnesiumchlorid (MgCl₂), Natriumsulfat (Na₂SO₄) oder Natriumchlorid (NaCl) pro Liter Wasser oder einer wäßrigen Aufschlämmung von Zinksulfid (ZnS), Nickeloxid (NiO) oder Kobaltoxid (Co₃O₄). Die Höhe des benetzten Nahtbereiches ist wesentlich, es hat sich herausgestellt, daß eine Benetzung nur weniger Millimeter beiderseits der vorzusehenen Schweißnaht und eine Benetzung von einem Bereich von mehr als 4 cm beiderseits des Nahtbereichs zu nicht so guten Ergebnissen führen. Wird ein Bereich von 2,0 bis 3 cm beiderseits jeder Naht mit dieser wäßrigen Lösung oder Aufschlämmung benetzt, so hat das einen Einfluß auf das Haftverhalten des anschließend aufzubringenden Emailschlickers, der in diesem Bereich besonders gut haftet. Das Brennen des aufgebrachten Emailschlickers geschieht dann anschließend wie beim Stand der Technik. Das Problem der Haftung der Emailschicht stellt sich auch nur bei Schweißnähten oder Schweißnahtseiten im Bereich des Innenraumes 32, das heißt im später nicht mehr zugänglichen Bereich des Speichers. Außennahtschweißstellen können nach dem Schweißen ohne weiteres durch erneutes Strahlen mit anderen Partikeln gesäubert werden. Demgemäß sind also insbesondere die beiden Schweißnähte zwischen Deckel und Mittelteil und Boden und Mittelteil in dem Innenbereich des Speicherbehälters 3 gefährdet. Diese Bereiche werden also benetzt. Den Bereich der Längsschweißnaht 11 kann man auch vom Innenbereich durch erneutes Behandeln durch Strahlen mit Metallkörpern von Schweißrückständen reinigen.The storage container is manufactured as follows:
The jacket part 4 is bent from a sheet metal strip cut to size, possibly after making any recesses, to give the jacket shape, and then the longitudinal weld 11 is welded. The lid and base are deep-drawn from sheet metal, the holes for any sockets are made, the sockets are welded in if necessary. Then coat and base or lid are degreased, and after degreasing they are freed of adhering layers and contaminants. Then they are roughened by blasting with metal grains. Now comes the step essential to the invention, namely wetting the weld seam areas in a range of 1 to 4 cm on both sides of each weld seam in the interior 32 with an aqueous solution of 50 to 300 g of an alkali or alkaline earth metal sulfate or chloride, magnesium chloride (MgCl ₂ ), sodium sulfate (Na ₂ SO ₄ ) or sodium chloride (NaCl) per liter of water or an aqueous slurry of zinc sulfide (ZnS), nickel oxide (NiO) or cobalt oxide (Co ₃ O ₄ ). The height of the wetted seam area is significant, it has been found that wetting only a few millimeters on both sides of the weld seam to be provided and wetting of an area of more than 4 cm on both sides of the seam area do not give so good results. If an area of 2.0 to 3 cm on both sides of each seam is wetted with this aqueous solution or slurry, this has an influence on the adhesive behavior of the enamel slip to be applied subsequently, which adheres particularly well in this area. The enamel slip applied is then fired as in the prior art. The problem of the adhesion of the enamel layer also arises only in the case of weld seams or weld seam sides in the region of the interior 32 , that is to say in the region of the reservoir which will no longer be accessible later. External seam welds can be easily cleaned by re-blasting with other particles after welding. Accordingly, the two weld seams between cover and middle part and bottom and middle part in the inner region of the storage container 3 are particularly at risk. These areas are therefore wetted. The area of the longitudinal weld seam 11 can also be cleaned of welding residues from the inner area by renewed treatment by blasting with metal bodies.

Die Fig. 2 zeigt einen vergrößerten Teil der Innenansicht einer Schweißnaht, wobei diese Schweißnaht 18 aus dem eigentlichen Schweißnahtbereich, begrenzt durch die Grenzlinie 19 und 20, besteht, die benetzte Schicht beiderseits der Schweißnaht 18 ist mit 21 und 23 bezeichnet, ihre Grenzen mit 22 und 24. öffnet man einen so behandelten Speicher, so kann man die Grenzlinien 22 und 23 durch Erhebungen an der Innenseite sehen. Fig. 2 shows an enlarged portion of an interior of a weld seam, said weld seam 18 of the actual weld seam area, is limited by the boundary line 19 and 20, the wetted layer on both sides of the weld seam 18 is denoted by 21 and 23, their limits with 22 and 24. if you open a store treated in this way, you can see the boundary lines 22 and 23 through elevations on the inside.

Auch eine Benetzung mittels wässriger Lösung von Natriummolybdat (Na₂MoO₄) brachte gute Ergebnisse, desgleichen wasserhaltige Aufschlämmungen von Kobaltoxid (Co₃O₄), Zinksulfid (ZnS) oder Nickeloxid (NiO).Wetting with an aqueous solution of sodium molybdate (Na ₂ MoO ₄ ) also gave good results, as did water-containing slurries of cobalt oxide (Co ₃ O ₄ ), zinc sulfide (ZnS) or nickel oxide (NiO).

Die Benetzung mit Alkali- oder Erdalkalisulfaten oder -chloriden, vorzugsweise MgSO₄, hat den zusätzlichen Vorteil, keine Gefahren bei Handhabung und Lagerung für das Personal zu bergen, weiterhin ist es für den Benutzer der Speicher lebensmittelrechtlich unbedenklich (DIN-Sicherheitsdatenblatt 52900). Auch die Entsorgung ist problemlos.The wetting with alkali or alkaline earth metal sulfates or chlorides, preferably MgSO ₄ , has the additional advantage that there are no dangers for handling and storage for the personnel, furthermore it is harmless for the user of the storage facility under food law (DIN safety data sheet 52900). Disposal is also easy.

Claims

1. Inside enamelled storage tank for a water storage device, which consists of an approximately cylindrical shell and a pre-shaped base and a lid, which are connected by welds, characterized in that the weld seam areas with magnesium chloride or sodium sulfate or - chloride or sodium molybdate or zinc sulfide before welding , Cobalt or nickel oxide are wetted.

2. Method of making an internally enamelled storage tank for a water memory, which consists of an approximately cylindrical shell and a preformed bottom as well as a lid, which is initially degreased and optionally with Metal grains are blasted, then welded together, which is followed by an order with an email slip that is then burned characterized in that before welding a wetting of the weld areas with an aqueous solution or slurry of magnesium chloride or sodium sulfate or chloride or sodium molybdate or zinc sulfide, cobalt or nickel oxide of Magnesium sulfate takes place.

3. The method according to claim 2, characterized in that the width range 1 to 4 cm on both sides of the weld, preferably 2 to 3 cm.

4. The method according to any one of claims 2 or 3, characterized in that the Wetting takes place on the inside of the storage container.