DE3010958A1

DE3010958A1 - Kunststoff-druckbehaelter

Info

Publication number: DE3010958A1
Application number: DE19803010958
Authority: DE
Inventors: Rudolf 3470 Höxter Höxtermann
Original assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Current assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Priority date: 1980-03-21
Filing date: 1980-03-21
Publication date: 1981-10-01

Description

Kunststoff-Druckbehälter
Die Erfindung betrifft einen Kunststoff-Druckbehälter, insbesondere als Speicherbehälter eines Heißwasserbereiters, bei dem ein Kunststoff-Innenbehälter an seinen Kuppen Versteifungskappen trägt, welche am Rand von einer den Innenbehälter armierenden Glasfaserbewicklung übergriffen sind.
Ein derartiger Kunststoff-Druckbehälter ist in dem DE-GM 74 12 817 beschrieben. Da der Innenbehälter von sich aus nicht ausreichend druckstabil ist, ist er durch eine kunststoff getränkte Glasfaserbewicklung am zur Längsachsrichtung radialen Umfang verstärkt. Da sich die Bewicklung nicht über die Kuppen wickeln läßt, sind im Bereich der Kuppen Versteifungskappen vorgesehen, welche von der Bewicklung am Innenbehälter gehalten sind. Diese Versteifungskappen sind von Aluminium-Gußteilen gebildet. Zwischen der Versteifungskappe und dem Innenbehälter ist eine aushärtende Füllstoffschicht vorgesehen, die den Rand der Versteifungskappe um ließen soll.
Es hat sich gezeigt, daß unter den bei einem Heißwasserbereiter auftretenden Temperatur- und Druckschwankungen die unterschiedlichen Elastizitätsmodule der Aluminium-Versteifungskappen und der Bewicklung zu Verspannungen führen können, die sich ungünstig auf den Kunststoff-Innenbehälter auswirken. In der Deutschen Patentanmeldung P 29 25 536.5 ist deshalb vorgeschlagen, zwischen den Innenbehälter und die Versteifungskappe ein Kunststoffteil einzusetzen, das den Rand der Versteifungskappe mit einer Ringzone überragt.
Dieses Kunststoffteil schützt den Innenbehälter. Um einen besonders innigen Verbund zwischen dem Kunststoffteil und der Bewicklung herzustellen, kann das Kunststoffteil aus einer kunstharzgetränkten Glasfasermatte bestehen.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Versteifungskappen selbst so auszulegen, daß sie einen möglichst homogenen Verbund mit der Bewicklung bilden, um somit die Versteifungskappe aktiv an der Stützfunktion der Wicklung zu beteiligen.
Obige Aufgabe ist bei einem Kunststoff-Druckbehälter der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß als Versteifungskappe ein faserverstärkter Kunststoffkern vorgesehen ist, an dessen Außenseite und/oder dessen Innenseite eine mit dem Kunststoffkern verbundene Faserschicht liegt, und daß die Faserschicht bzw. wenigstens eine der Faserschichten den Kern in einer Ringzone überragt. Es ist damit eine einheitliche Aufbaustruktur der Bewicklung des Behälters und der Versteifung erreicht. Temperatur- und Druckschwankungen führen dabei nicht zu in engbegrenzten Zonen wirksam weren denden Verspannungizwischen der Bewicklung und den Versteifungskappen. Dadurch, daß die Faserschicht den Kern in einer Ringzone überragt, ist ein knickfreier Übergang der Bewicklung vom Innenbehälter zur Versteifungskappe gegeben.
Es kann genügen, nur die der Bewicklung zugewandte Kernaußenseite mit dieser Faserschicht zu versehen. Vorzugsweise ist jedoch auch die dem Kunststoff-Innenbehälter zugewandte Kerninnenseite mit dieser Faserschicht auszurüsten. Dies verbessert die Verbindungsmöglichkeiten zwischen der Versteifungskappe und dem Innenbehälter.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung sind die Faserschicht bzw. die Faserschichten nur über einen Teil ihrer Dicke in den Kunststoffkern eingebettet. Die vorgefertigte Versteifungskappe weist also, bedingt durch die freiliegenden Fasern, eine rauhe Oberflächenstruktur auf. Beim Bewickeln des Innenbehälters und der Kappen kann damit Kunstharz der Bewicklung in die Faserschicht der Kernaußenseite dringen, was den innigen Verbund mit der Bewicklung weiter verbessert. Auf den Innenbehälter kann im Bereich der Versteifungskappen Kunstharz aufgetragen sein, mit dem sich dann die Faserschicht der Kerninnenseite verbindet.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Faserschicht Teil der Faserverstärkung des Kunststoffkerns selbst, dessen Kunststoff die Faserschicht frei läßt. Die Herstellung dieser Versteifungskappe ist vereinfacht, da keine zusätzlichen Faserschichten auf den Kern aufgelegt werden müssen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung zeigen: Figur 1 eine Teilansicht eines Kunststoffbehälters im Schnitt, Figur 2 eine vergrößerte Ansicht des Kunststoffbehälters im Kreis II nach Figur 1, Figur 3 eine weiter vergrößerte Teilansicht im Kreis III nach Figur 2 und Figur 4 eine Teilansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels.
Auf einen geblasenen Polypropylen-Innenbehälter 1 ist oben und unten eine Versteifungskappe 2 aufgesetzt. Die obere Versteifungskappe ist in Figur 1 gezeigt. Die untere Versteifungskappe weist eine Öffnung zum Ansetzen eines Flansches auf, der elektrische Heizkörper tragen kann. Die Versteifungskappe 2 besteht aus einem Kern 3, der von der Kappenmitte zum Rand hin spitz zuläuft.
Der Kern 3 ist aus glasfaserverstärktem Kunststoff gefertigt.
Beim Ausführungsbeispiel nach den Figuren 2 und 3 sind an der Außenseite 4 des Kerns 3 und an seiner Innenseite 5 Glasfasermatten 6 und 7 vorgesehen. Die Glasfasermatten sind beim Herstellungsvorgang des Kerns auf diesen aufgelegt, so daß sie nach dem Austrocknen des Kerns mit diesem fest verbunden sind.
Vorzugsweise sind die Matten 6 und 7 dabei so in den Kern 3 eingebettet, daß sie nur über einen Teil ihrer Dicke von dem Kunstharz des Kerns 3 durchdrungen sind, so daß die Glasfasern an der Oberfläche der Matten 6 und 7 freiliegen.
In einer um den Kern 3 umlaufenden Ringzone 8 überragt die Glasfasermatte 6 den Kern 3. Die Glasfasermatte 7 überragt den Kern 3 im Bereich 9. Sie überragt den Kern 3 gleich oder weniger weit als die Matte 6. Die Matte 7 endet an der Matte 6 (vgl.
Figur 3). Der Innenbehälter 1 ist mit einer Glasfaserbewicklung 10 verstärkt. Diese übergreift die Matte 6 zum Teil. Während des Bewicklungsvorgangs dringt das fließfähige Kunstharz, mit dem die Bewicklung 10 getränkt ist, in die Matte 6 der Versteifungskappe 2, so daß nach dem Aushärten ein fester Verbund zwischen der Bewicklung 10 und dem Kern 3 besteht. Vor dem Aufsetzen der Kappen 2 auf den Innenbehälter 1 wird auf diesen im Bereich der Kuppen Kunstharz aufgetragen, das sich dann nach dem Aufsetzen der Kappen 2 an der Matte 7 verteilt. Damit ist eine bündige Anpassung der Form der Kappe an die Form des Innenbehälters gewährleistet.
Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 4 sind auf die Versteifungskappe 2 keine separaten Glasfasermatten auf gelegt. Die Glasfaserschicht 11 ist von der Glasfaserverstärkung des Kunststoffkerns 3 selbst gebildet. Es ist hierfür die Glasfaserverstärkung gezielt nur so weit getränkt, daß die Glasfaserschicht 11 vom Kunststoff während der Herstellung der Versteifungskappen frei bleibt. Die Glasfaserschicht 11 erstreckt sich dabei im Bereich der Bewicklung 10. Sie wird erst durch diese getränkt.
Die Teiltränkung der Glasfaserverstärkung der Versteifungskappe 2 kann dadurch erreicht werden, daß zur Herstellung der Versteifungskappe die Glasfaserverstärkung in eine Form eingesetzt wird, daß dann in einem zentralen Bereich ein Unterdruck erzeugt wird, durch den Kunstharz in die Struktur der Glasfaserverstärkung eingesogen wird. Diese Kunststofftränkung wird beendet, bevor die Glasfaserverstärkung vollständig getränkt ist.
Durch den Aufbau der Versteifungskappe aus den gleichen Materialien wie die Bewicklung sind Verspannungen vermieden. Darüber hinaus ist erreicht, daß sich die Versteifungskappen einfach und billig herstellen lassen.

Claims

Patentansprüche / Schutzanspriiche Kunststoff-Druckbehälter, insbesondere als Speicherbehälter eines Heißwasserbereiters, bei dem ein Kunststoff-Innenbehälter an seinen Kuppen Versteifungskappen trägt, welche am Rand von einer den Innenbehälter armierenden Glasfaserbewicklung übergriffen sind, dadurch gekennzeichnet, daß als Versteifungskappe (2) ein faserverstärkter Kunststoffkern (3) vorgesehen ist, an dessen Außenseite (4) und/oder an dessen Innenseite (5) eine mit dem Kunststoffkern (3) verbundene Faserschicht (6, 7; 11) liegt, und daß die Faserschicht bzw.

wenigstens eine Faserschicht den Kern (3) in einer Ringzone (8) überragt.
2. Kunststoff-Druckbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserschicht bzw. die Faserschichten von einer Fasermatte bzw. Fasermatten (6, 7) gebildet sind, die nur über einen Teil ihrer Dicke in den Kunststoffkern (3) eingebettet sind.
3. Kunststoff-Druckbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Außenseite (4) liegende Faserschicht (6) den Kern (3) überragt.
4. Kunststoff-Druckbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Fasermatte (7) den Kern (3) in der Ringzone (8) gleich oder weniger weit überragt als die andere Fasermatte (6).
5. Kunststoff-Druckbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserschicht (11) Teil der Faserverstärkung des Kunststoffkerns (3? ist, dessen Kunststoff die Faserschicht (11) wenigstens in der Ringzone (8) bzw.

im Bereich der Bewicklung (10) frei läßt.
6. Verfahren zur Herstellung einer Versteifungskappe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserverstärkung in eine Form eingelegt wird und daß anschließend die Faserverstärkung vom Zentrum der Form aus mit Kunststoff getränkt wird, wobei die Kunststofftränkung beendet wird, bevor die Faserverstärkung vollständig getränkt ist.