DE2738408C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Korrosionsschutzeinrichtung für Heißwassergeräte gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Elektrische Heißwassergeräte, z. B. für Nachtstrombetrieb, und Heißwassergeräte, bei denen als Brennstoff Heizöl oder Gas eingesetzt wird, sind im allgemeinen mit einem Behälter aus Metall ausgestattet. Weil solche Behälter korrosionsbeständig sein müssen, werden emaillierte Behälter oder Behälter aus nichtrostendem Stahl verwendet.

Die Behälter für Heißwassergeräte haben im allgemeinen einen geschlossenen Aufbau ohne offene Flächen und weisen daher ge­ wöhnlich Schweißnähte auf. Nachteiligerweise ist selbst bei Verwendung von nichtrostendem Stahl eine Korrosion der Schweißnähte festzustellen. Wenn emaillierte Behälter verwen­ det werden, befinden sich an den Schweißnähten immer nicht emaillierte Stellen, an denen eine Korrosion nicht verhindert werden kann. Die vorstehend erwähnte Korrosion wird durch das auf Ionisierung zurückzuführende galvanische Potential (Korro­ sionspotential) der mit Wasser in Berührung stehenden Teile des Behältermetalls verursacht. Zur Verhinderung der Korrosion wird aus einer Korrosionsschutzelektrode Strom in einer Richtung eingespeist, bei der die Ionisierung des Behälterme­ talls unterbunden ist (Kathodenschutzverfahren). Bekannte Kor­ rosionsschutzelektroden für das Kathodenschutzverfahren sind galvanische Anoden und mit Fremdstrom beaufschlagte Korrosions­ schutzelektroden.

Als galvanische Anode wird ein Metall, das ein geringeres Korrosionspotential als das Behältermetall hat und leicht ionisierbar ist, elektrisch leitend so angeschlossen, daß es eine galvanische Zelle bildet, so daß ein Strom in geeigneter Richtung fließt. Als galvanische Anoden für bekannte Heißwas­ sergeräte wurden z. B. Magnesiumstäbe verwendet. Zur Erzeugung des für den Korrosionsschutz erforderlichen Stroms muß die galvanische Elektrode eine große Oberfläche haben. Daher ist es bei einem großen Behälter notwendig, einen Magnesiumstab mit großem Durchmesser zu verwenden oder die Zahl der Magne­ siumstäbe zu erhöhen. Der Korrosionsschutz durch galvanische Anoden ist infolgedessen teuer. Manchmal wird der Magnesium­ stab durch Zerbrechen aufgrund eines teilweisen Verbrauchs beschädigt, wodurch die Korrosionsschutzwirkung sehr klein wird oder entfällt. Ein weiterer Nachteil liegt darin, daß Ma­ gnesium in Wasser gelöst wird und die Qualität des Wassers verschlechtert.

Bei der Anwendung von mit Fremdstrom beaufschlagten Korro­ sionsschutzelektroden (nachstehend einfach als Korrosions­ schutzelektroden bezeichnet) wird die Korrosionsschutzelektro­ de in den Behälter des Heißwassergeräts eingesetzt, und an die Korrosionsschutzelektrode wird von außen her ein geeignetes Potential angelegt, so daß eine Anode gebildet wird und der für den Korrosionsschutz erforderliche Strom fließt. Bei einem größeren Behälter reicht es aus, das Potential und damit den Strom zu steuern. Die Zahl der Korrosionsschutzelektroden braucht nicht vergrößert werden, so daß die Kosten nicht so hoch sind wie bei der Anwendung galvanischer Anoden. Ferner führen solche Korrosionsschutzelektroden nicht zu einer Quali­ tätsveränderung des Wassers, und sie haben eine viel höhere Lebensdauer als z. B. Magnesiumstäbe.

Ein wegen seiner idealen Antikorrosionseigenschaften und Ab­ nutzungswiderstandseigenschaften geeignetes Material für Kor­ rosionsschutzelektroden ist Platin, das jedoch nachteiliger­ weise sehr teuer ist. Andererseits hat auch ein mit Platin beschichtetes Metall, z. B. ein mit Platin beschichteter Titan­ draht, hervorragende Antikorrosionseigenschaften und kann mit hoher Stromdichte betrieben werden, und es ist hinsichtlich der Kosten vorteilhafter als reines Platin. Aus "Korrosions­ schutz in Warmwasserleitungen" in "sbz" (1968), S. 556, ist die Verwendung von mit Platin beschichtetem Titan als Korro­ sionsschutzelektrode zum kathodischen Schutz von Behältern, die Warmwasser mit verschiedenstem Salzgehalt enthalten, be­ kannt.

Zum Anschluß einer Korrosionsschutzelektrode an den Behälter eines Heißwassergeräts dient eine Korrosionsschutzeinrichtung, die neben der Korrosionsschutzelektrode eine isolierende Durchführung enthält. Die Durchführung muß für eine ausrei­ chende Isolierung der Korrosionsschutzelektrode gegen den Behäl­ ter sorgen sowie luft- und wasserdicht sein und eine hohe Tem­ peraturwechselbeständigkeit haben. Insbesondere ist eine Ver­ schlechterung der Eigenschaften der Durchführung und der Kor­ rosionsschutzelektrode durch Alterung zu vermeiden. Zur Ver­ minderung der Bearbeitungsschritte und zur Kostensenkung ist es besonders zweckmäßig, einen einstückigen Elektrodenstab zu verwenden.

Fig. 1 bis 4 sind jeweils Schnittansichten bekannter Korro­ sionsschutzeinrichtungen für Heißwassergeräte.

Fig. 5 ist eine schematische Ansicht, die das Prinzip einer Korrosionsschutzeinrichtung für den Metallbehälter eines Heiß­ wassergeräts erläutert, bei der die Korrosionsschutzelektrode mit Fremdstrom beaufschlagt wird.

In Fig. 1 bezeichnet 1 einen Anschlußleiter, der auch als Elektrodenstab verwendet ist; 2 bezeichnet eine Durchführungshülse aus Eisen, die einen Flansch hat; 3 bezeichnet eine in der Durchführungshülse ausgebildete Durchgangs­ öffnung für den Isolierkörper; 4 bezeichnet einen Isolierkörper der aus Porzellan hergestellt und in die Durchgangsöffnung so eingesetzt ist, daß er mittels eines in der Mitte ausge­ bildeten Lochs den Elektrodenstab 1 unter Isolierung festhält; 5 und 5′ bezeichnen jeweils einen Metallfilm, der auf der Oberfläche des Isolierkörpers ausgebildet ist; 6 bezeichnet ein unedles oder Grundmetall, das mit Lot an den Elektrodenstab geschweißt ist; 7 und 7′ bezeichnen jeweils Hartlötstellen für die Abdichtung zwischen der Durchführungshülse 2, dem Isolierkörper 4 und dem Elektrodenstab 1 durch Verschweißen; 8 bezeichnet ein an der Außenfläche der Durchführungshülse 2 ausgebildetes Gewinde. 9 be­ zeichnet einen Behälter aus Metall.

Bei der bekannten abgedichteten Korrosionsschutzeinrichtung werden die Metallfilme 5, 5′ oder das unedle Metall 6 dazu verwendet, den Elektrodenstab 1, den Isolierkörper 4 und die Durchführungshülse 2 zu verlöten. Nachteiligerweise besteht jedoch eine Einschränkung hinsichtlich des Materials aufgrund unerläßlicher Bedingungen, die für Unterschiede der linearen Ausdehnungskoeffizienten der Teile gelten. Obgleich beispielsweise mit Platin beschichteter Titandraht in Frage kämme, der hervorragende Antikorrosionseigen­ schaften hat, konnte er in der Praxis nicht verwendet werden, da sich die Platinbeschichtung bei der Schweißlötung abge­ löst hat. Das unedle Metall für das Schweißen und die Hart­ lötstelle 7′ liegen an der Anodenseite und sind dem Heiß­ wasser ausgesetzt, wodurch die Korrosionsschutzeigenschaften verschlechtert sind. Die Korrosionsschutz­ eigenschaften sind nur an dem als Anode dienenden Elektrodenstab 1 erforderlich und betreffen nicht die Durchführungshülse 2, die elektrisch isoliert ist. Die gegenseitige Verbindung zwischen der Durchführungshülse 2, dem Isolierkörper 4 und dem Elektrodenstab 1 er­ folgt mittels der Hartlötstelle 7′ über dem Metallfilm 5 und dem unedlen Schweißmetall 6, so daß nachteiligerweise die mechanische Festigkeit ziemlich gering ist.

Bei der in Fig. 2 gezeigten bekannten Ausführungs­ form sind die Teile 1 und 4 bis 9 identisch oder ent­ sprechend den Teilen in Fig. 1. Der aus Porzellan herge­ stellte Isolierkörper 4 ist mit einem Paar Dichtungspackungen 10, 10′ und einer Schraube 11 zu deren Zusammenbau festge­ halten. Bei dieser bekannten Ausführungsform der abge­ dichteten Korrosionsschutzeinrichtung mit dem genannten Aufbau bestehen wie bei der nach Fig. 1 ebenfalls Nachteile insofern, als eine Einschränkung hinsichtlich des Materials für die Schweißlötung besteht und die Festigkeit und die Korrosions­ schutzeigenschaften aufgrund der Berührung des geschweißten Teils mit dem Heißwasser gering sind. Darüber hinaus ist die Zahl der Einzelteile vergrößert, was einen komplizierten Zusammenbau ergibt.

Bei der in Fig. 3 gezeigten bekannten Aus­ führungsform der abgedichteten Korrosionsschutzeinrichtung sind die Teile 1, 2, 4 und 9 bis 11 identisch oder entsprechend den Teilen in Fig. 2. 12 bezeichnet einen Elektrodenstab, der an den Anschlußleiter 1 angeschweißt ist. In diesem Fall wird als Anschlußleiter 1 eine Eisen-Nickel-Kobalt-Legierung (Warenzeichen: Fernico) verwendet, während der den Anschluß­ leiter 1 mit der Durchführungshülse 2 verbindende Isolierkörper aus einem glasartigen Material hergestellt ist. Die Durchführungshülse 2 ist an dem Behältergehäuse mit Dichtungspackungen 10 und 10′ mit Hilfe einer Schraube 11 befestigt.

Bei dieser bekannten Ausführungsform besteht im Hin­ blick auf den linearen Ausdehnungskoeffizienten für das Material des Anschlußleiters 1 eine Einschränkung auf z. B. Fernico. Obgleich als Elektrodenstab 12 mit Platin beschichteter Titandraht verwendet wird, der hervor­ ragende Antikorrosionseigenschaften hat, ist der z. B. aus Fernico hergestellte Anschlußleiter dem Heißwasser aus­ gesetzt, wodurch die Antikorrosionseigenschaften verschlech­ tert werden, während nachteiligerweise viele Teile wie die Dichtungspackungen 10 verwendet werden.

Bei der in Fig. 4 gezeigten bekannten Ausführungs­ form sind die Teile 1 bis 4, 8, 9 und 12 identisch oder ent­ sprechend den Teilen in Fig. 3. 13 und 13′ bezeichnen ein glasartiges Dichtungsgemisch für das dichtende Verbinden des aus Porzellan hergestellten Isolierkörpers 4 mit dem aus leitendem Ferrit hergestellten Elektrodenstab 12, sowie des Isolierkörpers 4 mit der Durchführungshülse 2 . 14 bezeichnet eine aus gehärtetem Harz hergestellte Füllung zum Befestigen des Verbindungsteils zwischen dem Elektrodenstab 12 und dem Anschlußleiter 1 an der Durchgangsöffnung 3.

Bei dieser bekannten Ausführungsform hat der aus leitendem Ferrit hergestellte Elektrodenstab 12 Antikorrosions­ eigenschaften, die schlechter als diejenigen des mit Platin beschichteten Titandrahts, jedoch besser als diejenigen von Fernico oder Hartlot sind. Hinsichtlich der mechanischen Festigkeit und der Temperaturwechselbeständigkeit ist der Elektroden­ stab 12 jedoch unterlegen, so daß er durch eine geringe Er­ schütterung beim Zusammenbau leicht bricht. Wenn er in das Heißwassergerät eingebaut ist, kann er durch wiederholte Erwärmungs- und Abkühlzyklen leicht nahe der Berührungs­ stelle mit dem Isolierkörper 4 brechen. Der elektrische Wider­ stand des Elektrodenstabs ist im Vergleich zu einem solchen aus den anderen Metallen bemerkenswert hoch, so daß nach­ teiligerweise der Strom nicht groß genug ist.

Nachstehend wird die Notwendigkeit einer Verbesserung der Isolierung zwischen dem Anschlußleiter bzw. der Korrosionsschutzelektrode und dem Behälter aus Metall erläutert.

Fig. 5 ist eine schematische Darstellung zur Be­ schreibung des Prinzips des Korrosionsschutzes durch Beaufschlagen mit Fremdstrom. In Fig. 5 bezeichnet 20 eine Gleichstromquelle, während 21 eine Schweißnaht bezeichnet. Obgleich die Wandinnenseite des Metall-Behälters 9 mit Email beschichtet ist, liegt das Metall an der Schweiß­ naht 21 frei, so daß Korrosion entsteht. Zum Verhindern der Korrosion der Schweißnaht 21 wird die Korrosionsschutzelektrode 1 so an die Gleichstromquelle 20 angeschlossen, daß sie positives Potential gegenüber dem Metall-Behälter 9 erhält.

Die bei der Korrosionsschutzelektrode 1 erforderlichen Eigen­ schaften sind sowohl Grundeigenschaften wie geringe Elektrodenabnutzung, hohe Temperaturwechselbeständigkeit, hohe mechanische Festigkeit und vollständige Wasserdichtung als auch ein einfacher Einbau in die Wandung bei der prakti­ schen Anwendung. Sehr wichtig ist die Langzeit-Zuverlässig­ keit.

Das wichtigste Problem bei der Zuverlässigkeit ist die Isolierung zwischen der Anode und der Kathode. Bei einer derartigen Korrosionsschutzeinrichtung ist die Korrosions­ schutzelektrode 1 als Anode in der Mitte angeordnet, während die zur Kathode kurzgeschlossene Durchführungshülse 2 an dem Umfangs­ bereich angeordnet ist und der Isolierkörper 4 in den Zwischen­ raum eingesetzt ist. Die Durchführungshülse 2 ist direkt mit der Wandung des Metall-Behälters 9 verbunden.

Der Isolationswiderstand hängt hauptsächlich von dem Kriechwiderstand der zwischen den Elektroden liegenden Wasserberührungsfläche des Isolierkörpers 4 ab. Vom Standpunkt der Langzeit-Zuverlässigkeit ist es unrichtig, den Kriech­ widerstand als bedeutendsten Faktor zu betrachten. Die Begründung dafür ist folgende: Wenn die Korrosionsschutz­ elektrode für einen Behälter wie z. B. einen großen Boiler verwendet wird, bei dem der Zustand des Wassers völlig gesteuert ist, bestehen weniger Schwierig­ keiten. Wenn die Elektrode jedoch für ein Haushalts-Heiß­ wassergerät mit Nachtstrom verwendet wird, sind die Schwierigkeiten schwerwiegend. Dem Heißwassergerät wird Wasser mit unterschiedlicher Beschaffenheit zugeführt. Es wird Wasser mit ständig oder zeitweilig hoher Härte ver­ wendet oder Wasser benützt, das unterschiedliche ionisierte Materialien enthält, wobei das durch Elektrolyse formierte Material um die Elektroden herum abgelagert wird. Das abge­ lagerte Material hat hohe elektrische Leitfähigkeit, so daß dadurch der Isolationswiderstand zwischen den Elektroden abgesenkt wird. Diese Erscheinung ist von der Nutzungsdauer abhängig und im Hinblick auf die Langzeit-Zuverlässigkeit nachteilig.

Bei dem in Fig. 5 gezeigten Elektrodenaufbau werden durch Elektrolyse formierte Materialien an Umfangsteilen 22 zwischen den Elektroden abgelagert, wodurch der Isolations­ widerstand zwischen den Elektroden vermindert wird, so daß die Langzeitzuverlässigkeit nicht zufriedenstellend ist.

Aus der DE-AS 10 72 289 sind isolierte elektrische Durchfüh­ rungen bekannt, bei denen eine metallische Durchführungshülse zusammen mit einem Isolierkörper (aus einer Isoliermasse, die in ein glasartiges Material als Bindemittel eingebetteten Glimmer enthält) und einem metallischen Durchführungsleiter eine gasdichte Einheit bilden. Dabei hat das Metall der Durch­ führungshülse einen höheren Ausdehnungskoeffizienten als der Isolierkörper, während der Ausdehnungskoeffizient des Isolier­ körpers höher ist als derjenige des Durchführungsleiters. Zur Herstellung der bekannten Durchführung wird der Zwischenraum zwischen Durchführungshülse und Durchführungsleiter unter Druckanwendung mit dem Material des Isolierkörpers ausgefüllt. Die aus der DE-AS 10 72 289 bekannten Durchführungen, die für elektrische Geräte wie z. B. Schalter, Radioumformer, Kon­ densatoren und Kristallhalter vorgesehen sind, sprechen nicht die speziellen Probleme an, die beim Korrosionsschutz auftre­ ten.

Aus dem Prospekt "Electrovac" (April 1958) sind Druckglasdurch­ führungen mit Außengewinde allgemeiner Art bekannt, die aus einem glasartigen Material enthaltenden Isolierkörper mit ei­ ner Durchgangsöffnung, einem Durchgangsleiter, der durch die Durchführungsöffnung hindurchgeführt und dichtend mit dem Isolierkörper verbunden ist, und einer metallischen Durchfüh­ rungshülse bestehen, die zumindest einen Teil des Isolierkör­ pers umschließt und dichtend mit dem Isolierkörper verbunden und an ihrer Außenfläche mit einem Gewinde versehen ist. Die Metallteile dieser bekannten Druckglasdurchführungen sind entweder feuerverzinkt oder mit Cadmium plattiert. Wenn solche Druckglasdurchführungen als Korrosionsschutzeinrichtungen in Heißwassergeräte eingebaut würden, würde die Elektrode rasch abgenutzt werden und bald der Korrosionsschutz verlorengehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Korrosions­ schutzeinrichtung für Heißwassergeräte bereitzustellen, die über lange Zeit gute Korrosionsschutz-, Wasserdichtungs-, Schlagfestigkeits- und Isolationseigenschaften gewährleistet.

Diese Aufgabe wird durch eine Korrosionsschutzeinrichtung mit einer isolierenden Durchführung und einer Korrosionsschutz­ elektrode aus mit Platin beschichtetem Titan gelöst, bei der die Durchführung aus einer Durchführungshülse und einem Iso­ lierkörper besteht, wobei die Durchführungshülse aus Eisen besteht und an ihrer Außenfläche mit einem Gewinde versehen ist, der Isolierkörper als Hauptkomponenten Glimmer und glas­ artiges Material aufweist, bei weniger als 900°C weich wird und unter Druck plastisch verformbar ist und der Isolierkörper sowohl an der Durchführungshülse als auch an der Korrosions­ schutzelektrode dichtend anliegt.

Die Korrosionsschutzelektrode der erfindungsgemäßen Korro­ sionsschutzeinrichtung braucht nicht mit Hartlot geschweißt zu werden, so daß die Nachteile hinsichtlich der Einschränkung auf bestimmte Materialien und der geringen mechanischen Fe­ stigkeit bei der Hartlotschweißung bzw. die schlechten Korro­ sionsschutzeigenschaften der Hartlötstelle bei der Berührung mit Heißwasser vermieden werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Korrosionsschutzeinrichtung ist der lineare Ausdehnungskoeffi­ zient des Isolierkörpers kleiner als der lineare Ausdehnungs­ koeffizient der Durchführungshülse und größer als der lineare Ausdehnungskoeffizient der Korrosionsschutzelektrode, so daß dadurch auf die bei hoher Temperatur geformte Korrosionsschutz­ einrichtung über den ganzen Temperaturbereich immer von der Außenseite her eine zusammendrückende Kraft ausgeübt wird und die Abdichtungseigenschaften, insbesondere die Wasserabdich­ tungseigenschaften, bemerkenswert gut sind.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist der Isolier­ körper so angeordnet, daß er mit der Durchführungsöffnung aus dem in bezug auf den Behälter inneren Ende der Durchführungs­ hülse vorspringt. Dadurch ist die Kriechstrecke zwischen der Korrosionsschutzelektrode und dem Behälter lang und wird die Isolation zwischen der Korrosionsschutzelektrode und dem Be­ hälter verbessert.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispie­ len unter Bezugnahme auf Zeichnungen näher erläu­ tert.

Fig. 6 ist eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Korrosionsschutzeinrichtung.

Fig. 7 ist eine Schnittansicht, die den Zusammenbau der erfin­ dungsgemäßen Korrosionsschutzeinrichtung zeigt.

Fig. 8 ist eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Korrosionsschutzeinrichtung.

In Fig. 6, die eine Schnittansicht einer Aus­ führungsform der Korrosionsschutzeinrichtung darstellt, sind die Teile 1 bis 4, 8 und 9 identisch oder entsprechend den Teilen der Ausführungsformen der bekannten abgedichteten Korrosions­ schutzeinrichtungen.

Die Korrosionsschutzelektrode 1 ist ein mit Platin beschichte­ ter Titandraht, während die Durchführungshülse 2 aus Eisen hergestellt ist. Die Korrosionsschutzelektrode 1 und die Durchführungshülse 2 sind unter Abdichtung mittels eines Isolierkörpers 4 verbunden, der aus einem Glimmer-Glas-Gemisch hergestellt ist, das als Hauptkomponenten glasartiges Material und Glimmer enthält, bei weniger als 900°C weich wird und unter Druck plastisch verformbar ist. Damit können die Korrosions­ schutzelektrode 1 und die Durchführungshülse 2 miteinander wirkungsvoll und unkritisch unter Abdichtung verbunden werden.

Wenn die Korrosionsschutzeinrichtung für ein Heißwassergerät verwendet wird, das für heißes Trink- oder Gebrauchswasser benützt wird, ist es notwendig, sowohl ein Lösen giftiger Bestandteile zu vermeiden als auch Widerstandsfähigkeit gegen Wärme und Wasseraustritt aufrechtzuerhalten. Es wurde festgestellt, daß zu dem vorgenannten Zweck wirkungsvoll eine Emailleglasur verwendet werden kann, so daß der Isolierkörper unter Verwendung einer Emailleglasur als glasartigem Material hergestellt wurde.

Nachstehend wird die Herstellung der in Fig. 6 gezeig­ ten abgedichteten Korrosionsschutzeinrichtung erläutert. Fig. 7 ist eine Schnittansicht, die eine Art der Herstellung der abge­ dichteten Korrosionsschutzeinrichtung verdeutlicht. In Fig. 7 ent­ sprechen die Teile 1 bis 4 den in Fig. 6 gezeigten. 15 be­ zeichnet dreigeteilte Wandungen; 16 bezeichnet einen Rahmen zum Festlegen der Wandungen; 17 bezeichnet einen Amboß bzw. Gegenzapfen, der in einem durch die Wandungen gebildeten zylindrischen Raum die Korrosionsschutzelektrode 1, die Durchführungshülse 2 und den Isolierkörper 4 hält, der unter Druck geformt wird; 18 bezeichnet ein vorgeformtes Gemisch, das als Hauptkompo­ nenten das glasartige Material und den Glimmer enthält; 19 bezeichnet eine Schubstange, die das vorgeformte Gemisch in Richtung des Pfeils zusammenpreßt. Durch die Teile 15 bis 17 und 19 ist eine Druckform gebildet.

Die linke Hälfte A in Fig. 7 zeigt den Zustand, bei dem das vorgeformte Gemisch 18 nicht zusammengepreßt ist. Die rechte Hälfte B zeigt den Zustand, bei dem mittels der Schub­ stange 19 das vorgeformte Gemisch 18 so zusammengedrückt ist, daß es die Korrosionsschutzelektrode 1 mit der Durchführungshülse 2 unter Ab­ dichtung verbindet.

Das vorgeformte Gemisch 18 wird dadurch erhalten, daß 40 Gewichtsteile einer Emailleglasur für Eisenbehälter, die keinerlei toxische Bestandteile wie Blei, Cadmium und Barium enthält, die sich in Wasser lösen, die eine Normal- Sinter-Temperatur von ungefähr 800°C hat und die mit einer Mahlfeinheit von weniger als 0,075 mm (6400 Maschen je cm²) pulverisiert ist, und 60 Gewichtsteile von künstlich her­ gestelltem fluorhaltigem Phlogopit mit einer Feinheit von 0,25 bis 0,075 mm (576 bis 6400 Maschen je cm² ) genommen werden, zum Anfeuchten dem Gemisch Wasser hinzugefügt wird und das feuchte Gemisch durch Druckformung in die Form eines Zylinders mit einem Mittelloch geformt wird, in das die Korrosionsschutzelektrode 1 eingeführt wird. Beispielsweise wird das vorgeformte Gemisch 18 mit einem Außendurchmesser von 30 mm und einem inneren Lochdurchmesser von 3 mm durch Zu­ sammenpressen unter einer Belastung mit 68,7 kN hergestellt. Das erhaltene vorgeformte Gemisch wird in einem elektri­ schen Ofen 10 min lang bei 85°C gehalten.

Andererseits wird die in Fig. 7 gezeigte Preßform derart aufgebaut, daß die Anordnung auf ungefähr 400°C erwärmt wird, die in einem weiteren elektrischen Ofen auf ungefähr 450°C erwärmte Durchführungshülse 2 in den Zwischen­ raum eingesetzt wird, schnell das 10 min lang bei 850°C erwärmte vorgeformte Gemisch 18, die auf 450°C erwärmte Korrosionsschutzelektrode 1 und die Schubstange 19 entsprechend der Dar­ stellung in Fig. 7A eingesetzt werden und mittels der Schub­ stange 19 unter einer Gesamtbelastung mit 147 kN komprimiert wird. Bei der Kompression wird das vorgeformte Gemisch 18 in den aus dem Glimmer-Glas-Formungsprodukt gebildeten Isolierkörper gemäß der Darstellung in Fig. 7B umgeformt, wodurch die Isolierkörper-Durchgangsöffnung 3 vollständig gefüllt wird und die Durchführungshülse 2 mit der Korrosionsschutzelektrode 1 abdichtend verkittet wird. Der Kompressionszustand wird 3 min lang beibe­ halten. Danach wird die Form auseinandergenommen und das Formprodukt, nämlich die abgedichtete Korrosionsschutzeinrichtung ent­ nommen.

Die auf diese Weise hergestellte abgedichtete Korrosions­ schutzeinrichtung nimmt einen Zustand ein, bei dem zum Befestigen der Korrosionsschutzelektrode 1 und des Isolierkörpers 4 mittels der Durchfüh­ rungshülse 2 durch den Unterschied in der Wärmeausdehnung der Materialien eine Einpassung mit Sinterung auftritt, durch die hervor­ ragende Abdichtungseigenschaften erzielbar sind.

Das unter Druck bei erhöhter Temperatur in die Isolier­ körper-Durchgangsöffnung 3 der Durchführungshülse 2 eingeführte vorgeformte Gemisch 18 weist den Glimmer und das geschmolzene glasartige Material auf, das durch Abkühlung unter die Übergangs­ temperatur (von ungefähr 400°C bei dem vorgenannten Bei­ spiel) in den Festzustand übergeht.

Die linearen Ausdehnungskoeffizienten zwischen ungefähr 400°C und Raumtemperatur betragen 11,5 × 10^-6 bei der Durchführungshülse 2; 9,5 × 10^-6 bei dem Isolierkörper 4 bzw. 8,8 × 10^-6 bei dem als Korrosionsschutzelektrode 1 verwendeten Titan. Damit sind die linearen Ausdehnungskoeffizienten bei den äußeren Teilen höher als diejenigen bei den inneren Teilen.

Bei der bei erhöhter Temperatur in Form gebrachten ab­ gedichteten Korrosionsschutzeinrichtung wird im Bereich der Anwendungs­ temperatur des Heißwassergeräts von der äußeren Durchführungshülse 2 her immer eine Kompressionskraft ausgeübt, wodurch die Abdichtungs­ eigenschaften und insbesondere die Wasserabdichtungseigen­ schaften hervorragend sind.

Im Hinblick auf die Antikorrosionseigenschaften wird die abgedichtete Korrosionsschutzeinrichtung so hergestellt, daß keiner­ lei Beschädigung an der auf die Korrosionsschutzelektrode 1 aufgebrach­ ten Plattierungsschicht aus Platin verursacht wird. Darüber hinaus wird der Isolierkörper 4 unter Verwendung eines glasartigen Materials wie der Emailleglasur hergestellt, die auf Glimmer, der hervor­ ragende Antikorrosionseigenschaften hat, aufgebracht wer­ den kann; dadurch werden hervorragende Antikorrosionseigen­ schaften erzielt.

Es ist nicht nötig, eine Lötung oder Hartlotschweißung durchzuführen. Dadurch kann die Korrosionsschutzelektrode 1 wirksam als Korrosionsschutz-Elektrodenstab verwendet werden. Als glasartiges Material kann ein Material verwendet werden, das keinen zur Erniedrigung des Schmelzpunkts dienenden Bestandteil wie z. B. eine Blei-, Cadmium- oder Bariumverbindung enthält, was im Hinblick auf die Giftigkeit solcher Verbindungen vorteilhaft ist.

Zieht man plötzliche Temperaturänderungen und mecha­ nische Stöße in Betracht, so hat der für den Isolierkörper 4 ver­ wendete Glimmer Spaltbarkeits- oder Teilbarkeitseigenschaften, wodurch der Isolierkörper Elastizität und im Vergleich zu Porzellan oder Glas eine überlegene Stoßfestigkeit zeigt.

Die Kraft zum Herausdrücken des in Fig. 6 gezeigten Isolierkörpers 4, der aus dem Glimmer-Glas-Formprodukt besteht, wurde mit mehr als ungefähr 14,7 kN gemessen. Hinsichtlich einer plötz­ lichen Temperaturveränderung bestehen keinerlei Schwierig­ keiten. Darüber hinaus braucht die Temperatur für die Erwärmung der Durchführungshülse 2 nur ungefähr 450°C zu betragen, so daß dabei keine bei der Formung unter erhöhter Temperatur unter Druck verursachte Verformung und keine Bildung einer dicken Oxidhaut an der Oberfläche auftritt. Dementsprechend kann das Gewinde 8 zum Befestigen der Durchführungshülse in dem Behälter vor dem Formungs­ vorgang hergestellt werden, wodurch es auf wirtschaftliche Weise erhalten wird.

Bei dem vorstehenden Beispiel wurde mit Platin beschich­ teter Titandraht als Korrosionsschutzelektrode verwendet. Die Korrosions­ schutzelektrode kann jedoch auch ein Metall oder ein anderes leitfähi­ ges Material sein, das einen verhältnismäßig kleinen linearen Ausdehnungskoeffizienten hat und insbesondere einen linearen Ausdehnungskoeffizienten hat, der kleiner als der­ jenige des aus dem Glimmer-Glas-Formprodukt hergestellten Iso­ lierkörpers 4 ist.

Hinsichtlich des glasartigen Materials besteht keine Einschränkung auf die Emailleglasur, während hinsichtlich des Glimmers keine Einschränkung auf den künstlich hergestellten fluorhaltigen Phlogit besteht.

Als Durchführungshülse 2 wurde eine Durchführungshülse aus Eisen verwendet. Es kann jedoch auch eine Durchführungshülse ver­ wendet werden, die aus einem Material mit einem linearen Aus­ dehnungskoeffizienten hergestellt ist, der größer als der­ jenige des Isolierkörpers 4 ist, wie z. B. aus Bronze oder nichtrostendem Stahl. Ferner kann die Durchführungshülse 2 ein Teil des Heißwassergeräts wie z. B. ein Teil der Körperwandung des Behälters sein.

Der in Fig. 8 gezeigte Isolierkörper 4 unterscheidet sich von denjenigen nach den Fig. 1 bis 6. Der Isolierkörper 4 ragt in den Metall-Behälter 9 hinein, während die Korrosionsschutzelektrode 1 durch den Isolierkörper 4 hindurch in den Metall-Behälter 9 hinein­ ragt. Die Korrosionsschutzelektrode 1 und der Metall-Behälter 9 werden gemäß der Darstellung in Fig. 5 an eine Gleichstromquelle an­ geschlossen. Bei der abgedichteten Korrosionsschutzeinrichtung mit dem vorgenannten Aufbau ist der Abstand zwischen der Korrosionsschutzelektrode 1 als Anode und der äußere Fassung als Kathode groß, wodurch der Oberflächenwiderstand zwischen den beiden Elektroden hoch ist und die Potentialdichte gering ist. Demgemäß ist die Ge­ schwindigkeit der Wasserformierungselektrolyse bemerkenswert gering. Selbst wenn bei langer Benutzung bei der Elektrolyse die Formierung bzw. Schichtbildung entsteht, ist der Abstand zwischen den beiden Elektroden zu lang und die Verringerung des Isolationswiderstands zu klein. Die schweren Mängel durch Verringerung des Isolationswiderstands, die bei bekannten Korrosionsschutzeinrichtungen auftreten, können völlig vermieden werden, so daß eine Langzeitzuverlässigkeit erreicht wird.

Claims (8)

1. Korrosionsschutzeinrichtung für Heißwassergeräte mit einer isolierenden Durchführung und einer Korrosionsschutzelektrode aus mit Platin beschichtetem Titan, dadurch gekennzeichnet,
daß die Durchführung aus einer Durchführungshülse (2) und ei­ nem Isolierkörper (4) besteht, wobei
die Durchführungshülse (2) aus Eisen besteht und an ihrer Au­ ßenfläche mit einem Gewinde (8) versehen ist,
der Isolierkörper (4) als Hauptkomponenten Glimmer und glasar­ tiges Material aufweist, bei weniger als 900°C weich wird und unter Druck plastisch verformbar ist, und
der Isolierkörper (4) sowohl an der Durchführungshülse (2) als auch an der Korrosionsschutzelektrode (1) dichtend anliegt.

2. Korrosionsschutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der lineare Ausdehnungskoeffizient des Iso­ lierkörpers (4) kleiner als der lineare Ausdehnungskoeffizient der Durchführungshülse (2) und größer als der lineare Ausdeh­ nungskoeffizient der Korrosionsschutzelektrode (1) ist.

3. Korrosionsschutzeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der lineare Ausdehnungskoeffizient zwi­ schen 400°C und Raumtemperatur bei der Durchführungshülse (2) 11,5 × 10^-6, bei dem Isolierkörper (4) 9,5 × 10^-6 und bei der Korrosionsschutzelektrode (1) 8,8 × 10^-6 beträgt.

4. Korrosionsschutzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das glasartige Material ein Glas ist, das im wesentlichen kein Blei, kein Cadmium und kein Barium enthält.

5. Korrosionsschutzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Glimmer künstlicher fluorhaltiger Phlogopit ist.

6. Korrosionschutzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrosionsschutz­ elektrode (1) zum Anlegen eines positiven elektrischen Poten­ tials und die Durchführungshülse (2) zum Anlegen eines negati­ ven elektrischen Potentials vorgesehen ist.

7. Korrosionsschutzeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Isolierkörper (4) so angeordnet ist, daß er mit der Durchführungsöffnung aus dem in bezug auf den Be­ hälter (9) inneren Ende der Durchführungshülse (2) vorspringt.

8. Korrosionsschutzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das glasartige Material eine Emailleglasur ist.