DE19525480B4

DE19525480B4 - Blasgeformter Kunststoff-Wasserbehälter

Info

Publication number: DE19525480B4
Application number: DE1995125480
Authority: DE
Inventors: Willibald Blanarsch; Matthias Wolf
Original assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Current assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Priority date: 1995-07-13
Filing date: 1995-07-13
Publication date: 2004-01-15
Anticipated expiration: 2015-07-14
Also published as: DE19525480A1

Abstract

Blasgeformter Kunststoff-Wasserbehälter für einen Heißwasserbereiter mit einer Quetschnaht am Behälterboden, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verwendung des Wasserbehälters als Druckbehälter (1) dieser dreischichtig coextrudiert wird, wobei die wasserseitige Schicht (6) und die außenseitige Schicht (4) des Wandungsquerschnitts von Fasern frei ist und die mittlere Schicht (5) zur Verstärkung Fasern enthält, und dass im Bereich der Quetschnaht (8) die Fasern enthaltende, mittlere Schicht (5) ununterbrochen durchgeht.

Description

Die Erfindung betrifft einen blasgeformten Kunststoff-Wasserbehälter für einen Heißwasserbereiter mit einer Quetschnaht am Behälterboden.

In der DE 37 09 426 C2 ist ein derartiger blasgeformten Wasserbehälter beschrieben. Ein Innenbehälter wird aus einer extrudierten Schlauchfolie blasgeformt. Durch das Schließen eines Formwerkzeugs entsteht am Behälter einem Flansch gegenüberliegend eine Quetschnaht, die den Behälter abschließt. Anschließend wird um den Innenbehälter ein Außenbehälter geformt, und der Raum zwischen den beiden Behältern wird zur Wärmeisolation ausgeschäumt. Dieser Behälter eignet sich für drucklose Warmwasserbereiter, bei denen also der Wasserbehälter nicht dem vollen Wassernetzdruck ausgesetzt ist.

In der DE 29 04 908 A1 ist ein Druckbehälter für einen Heißwasserbereiter beschrieben. Ein Kunststoff-Innenbehälter ist dabei mit Endlos-Glasfasern bewickelt, die mit einer Kunststoffmasse getränkt werden. Ein solcher Aufbau ist aufwendig. Außerdem führen die Betriebsbelastungen auf Dauer zu Problemen. Ein ähnlicher faserverstärkter Kunststoffbehälter ist in dem DE 19 77 359 U beschrieben.

Aus der Literaturstelle VDI-Berichte Nr. 1080, 1994, S. 123 ff ist das Blasformen langfaserverstärkter Thermoplaste bekannt. Aus mit Langfasern verstärkten Thermoplasten lassen sich Hohlkörper im Extrusions-Blasverfahren herstellen, die bessere mechanische und thermische Eigenschaften als kurzfaserverstärkte Thermoplaste aufweisen. Die mittlere Faserlänge der Langfasern liegt bei 10 mm oder darüber. Die Fasern werden als vorimprägniertes (pultrudiertes) Stäbchengranulat (Pellets) eingebracht und lösen sich in der Polymerschmelze ohne Vorzugsrichtung.

Aus der DE 37 23 870 A1 ist ein coextrudierter Behälter bekannt, bei dem das zu verschweißende Material mit einer Pilznaht über die Schneidkante gepresst ist. Mit einem Staubalken ist verhindert, dass das Material in die Freifräsung entweicht. Damit ist eine hohe Nahtfestigkeit und Behälterstabilität erreicht.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen blasgeformten Kunststoff-Wasserbehälter der eingangs genannten Art so zu gestalten, dass er sich als Druckbehälter für einen Heißwasserbereiter eignet.

Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die Fasern ist die Kunststoff-Behälterwandung so verstärkt, dass der Druckbehälter für einen Heißwasserbereiter geeignet ist, der dem vollen Wassernetzdruck ausgesetzt ist.

Dadurch, dass wasserseitig und außenseitig Schichten bestehen, in denen keine Fasern liegen (Coextrusion), ist vermieden, dass Faserenden bzw. Fasern an der Oberfläche der Behälterwandung freiliegen. Damit sind sonst dort auftretende Korrosionen vermieden.

Weil die faserenthaltende mittlere Schicht auch im Bereich der Quetschnaht besteht, kann der Druckbehälter auch dort nicht aufbrechen.

Günstig ist auch, dass die sich bei der Kunstharztränkung von Endlos-Glasfasern ergebenden Aushärteprobleme und Geruchsprobleme nicht bestehen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung. In der Zeichnung zeigen:
1 einen Druckbehälter für einen Heißwasserbereiter im Schnitt,
2 eine gegenüber 1 vergrößerte Teilansicht im Bereich der Quetschnaht und
3 einen Druckbehälter mit angeformtem Wassereinlauf- und Wasserauslaufrohr.
An den Druckbehälter 1 ist ein Flansch 2 angeformt, an dem eine Flanschplatte festlegbar ist, die die bei Warmwasserbereitern üblichen Elemente, wie elektrische Heizkörper, Temperaturfühler und Wasserzulauf- und -ablaufrohr, trägt.
Der Druckbehälter 1 weist beispielsweise ein Volumen von 5 l bis 15 l oder mehr auf. Er ist für einen Innenbetriebsüberdruck bis wenigstens 6 bar geeignet.
Der Druckbehälter 1 hat eine Wandung, die aus drei Kunststoffschichten 4, 5, 6 besteht. Die Schicht 4 bildet die außenseitige Zone und die Schicht 6 die wasserseitige Zone des Wandquerschnitts. Die Kunststoffschichten 4, 6, beispielsweise aus Polypropylen, enthalten keine Verstärkungsfasern. Die mittlere Kunststoffschicht 5, beispielsweise ebenfalls aus Polypropylen, enthält Verstärkungsfasern, insbesondere Glasfasern, Kohlenstofffasern oder Aramidfasern. Die mittlere Schicht 5 ist dicker als die Schichten 4, 6.
Der Druckbehälter 1 ist in einem Coextrusionsblasverfahren mit seinen drei Schichten 4, 5, 6 einstückig hergestellt. Bei der Herstellung wird dem Kunststoff der mittleren Schicht 5 pultrudiertes langfaserverstärktes Pelletmaterial beigemischt. In diesem Pelletmaterial liegen die Fasern, beispielsweise Glasfasern, parallel eingebettet in einem Kunststoffträgerkörper. Die Faserlänge (Pelletlänge) beträgt etwa 10 mm oder mehr. Es handelt sich also im Vergleich zu Kurzfasern, die nur 0,2 mm bis 0,5 mm lang sind, um Langfasern. Dies ist für die Druckfestigkeit des Druckbehälters 1 vorteilhaft.
In dem genannten Verfahren schmilzt der Kunststoffträgerkörper des Pelletmaterials auf, wobei sich die Verstärkungsfasern homogen in der Polymerschmelze der Kunststoffschicht 5 verteilen. Die Kunststoffschichten 4, 6 verhindern, dass Fasern außen oder innen am Druckbehälter 1 freiliegen, wodurch Korrosionen vermieden sind.
Bei dem Coextrusionsblasverfahren, bei dem das dreischichtige Material schlauchförmig austritt, ist es nötig, den dem Flansch 2 gegenüberliegenden Boden 7 des Druckbehälters 1 in einem Formwerkzeug durch dessen Schließen zu gestalten. Hierbei entsteht eine Quetschnaht 8.
In der Quetschnaht 8 (vgl. 2) bilden die äußere Schicht 4 und die innere Schicht 6 Wulste 9 bzw. 10, wobei die mittlere Schicht 5 mit ihren Verstärkungsfasern ununterbrochen zwischen den Wulsten 9, 10 durchgeht. Dieser Bereich ist in 2 mit 11 bezeichnet. Dadurch ist gewährleistet, dass auch im Bereich 11 der Quetschnaht 8 eine Faserverstärkung vorliegt und dass auch dort die Schichten 4, 6 ein Freiliegen von Fasern verhindern. Bei der Quetschnaht 8 ist somit die Druckfestigkeit des Wandquerschnittes des Druckbehälters 1 im wesentlichen ebenso groß wie im übrigen.
In 3 ist ein in dem genannten Extrusionsblasverfahren hergestellter Druckbehälter 1 gezeigt, an den in dem Verfahren einstückig ein Wassereinlaufrohr 12 und ein Wasserauslaufrohr 13 angeformt sind. Der Wandquerschnitt ist in 3 vereinfacht dargestellt. Er weist wie bei 1 und 2 die beschriebenen drei Schichten 4, 5, 6 auf.
Der Druckbehälter 1 nach 3 ist von einem in einem zweiten Extrusionsblasverfahrensschritt um ihn geformten Außenmantel 14 umgeben. Zwischen dem Außenmantel 14 und dem Druckbehälter 1 ist eine eingeschäumte Isolationsschicht 15 vorgesehen.

Claims

Blasgeformter Kunststoff-Wasserbehälter für einen Heißwasserbereiter mit einer Quetschnaht am Behälterboden, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verwendung des Wasserbehälters als Druckbehälter (1) dieser dreischichtig coextrudiert wird, wobei die wasserseitige Schicht (6) und die außenseitige Schicht (4) des Wandungsquerschnitts von Fasern frei ist und die mittlere Schicht (5) zur Verstärkung Fasern enthält, und dass im Bereich der Quetschnaht (8) die Fasern enthaltende, mittlere Schicht (5) ununterbrochen durchgeht.
Wasserbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern Glasfasern oder Kohlenstofffasern oder Aramidfasern sind.
Wasserbehälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern Langfasern mit einer mittleren Faserlänge oberhalb 10 mm sind.
Wasserbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern aus aufgeschmolzenem, vorimprägniertem, langfaserverstärktem Pelletmaterial in der mittleren Schicht (5) homogen verteilt sind.
Wasserbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff Polypropylen ist.