DE3510974A1

DE3510974A1 - Verfahren zur herstellung von behaeltern, insbesondere warmwasserboilern, sowie derartige behaelter

Info

Publication number: DE3510974A1
Application number: DE19853510974
Authority: DE
Inventors: Alois 8301 Rainertshausen Steiger
Original assignee: WOLF KLIMATECHNIK GmbH
Current assignee: Wolf GmbH
Priority date: 1985-03-26
Filing date: 1985-03-26
Publication date: 1986-10-02
Also published as: DE3510974C2

Description

Verfahren zur Herstellung von Behältern, insbesondere Warmwasser-
boilern, sowie derartige Behälter Beschreibung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Behältern, insbesondere Warmwasserboilern, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie derartige Behälter.
Behälter der fraglichen Art bestehen aus einem etwa hohlzylindrischen Behältermittelteil und stirnseitigen Abschluß teilen bzw. Deckel, die jeweils an den stirnseitigen Umfangsrändern des Behältermittelteils angeschweißt werden.
Die Mittelteile derartiger Behälter werden jeweils aus einem rechteckförmigen Zuschnitt aus Stahlblech, bei Warmwasserboilern oder dergleichen aus Edelstahlblech, hergestellt, wobei die beiden aneinanderstoßenden Längsränder des Zuschnittes unter Ausbildung eines etwa hohlzylindrischen Mittelteils miteinander verschweißt werden. Bei der Verformung der erwähnten Blechzuschnitte läßt sich eine gleichbleibende Maßgenauigkeit von Form und Umfang der daraus hergestellten Behältermittelteile nicht erzielen, wobei diese Ungenauigkeiten bedingt sind durch nicht vorherbestimmbares variierendes Verformungsverhalten eines Blechzuschnittes über die Zuschnittlänge und -breite sowie von Zuschnitt zu Zuschnitt. Das gleiche gilt bei der meist kaltverformenden (Tiefziehen) Herstellung der in der Regel schalenförmig ausgebildeten Deckel. Die Folge ist, daß die miteinander zu verschweißenden Umfangsränder von Behältermittelteil und Deckel nicht deckungsgleich ausfallen und beim Aneinandersetzen Spalte bilden, die beim Randverschweißen mit Schweißmaterial verschlossen werden müssen. Dabei wird derzeit so vorgegangen, daß die Deckel an den stirnseitigen Umfangsrändern des Behältermittelteils zunächst angeheftet (Heftschweißen) werden, um dann eine manuelle Endschweißung durchzuführen. Es läßt sich dabei nicht immer vermeiden, daß die Schweißnaht an Spaltstellen durchfällt". Derartige Stellen bedürfen daher einer besonders sorgfältigen Beobachtung und gegebenenfalls Nachbearbeitung (Nach schweißen).
Meist behilft man sich zur Vermeidung solcher Probleme damit, daß Schweiß zusätze verwendet werden, um auch an Spalten eine dichte Schweißnaht zu erhalten. Aber selbst bei sorgfältigster Schweißung und auch Verwendung von Schweißzusätzen läßt sich die Entstehung kleinerer, nicht unbedingt durchgehender Spalte längs der Umfangsschweißnaht nicht verhindern. Diese Stellen sind dann besonders korrosions-und spannungsrißgefährdet, wobei sich bei derart hergestellten Warmwasserboilern oder dergleichen Schadstellen schon nach wenigen Stunden Betriebszeit einstellen können. Die Korrosion und Spannungsrisse werden zusätzlich gefördert durch das manuelle Randverschweißen, da sich dabei eine gleichmäßige Schweißnaht längs der stirnseitigen Umfangsränder von Behältermittelteil bzw. Deckel nicht erhalten und darüber hinaus der Zugang oxidierender Umgebung (Schwarzbrand) beim Schweißen nicht vermeiden lassen.
Zur Vermeidung der genannten Probleme wurde bereits vorgeschlagen, nahe den beiden stirnseitigen Rändern des Behältermittelteils eine oder mehrere Umfangssicken anzubringen.
Dadurch wird zwar die Formstabilität des Behältermittelteils erhöht; Maßungenauigkeiten des Randumfanges (Umfangslänge) sowie der Deckelränder werden dadurch nicht beseitigt, so daß sich auch dieser Vorschlag in der Praxis nicht bewährt hat.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Behältern der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem sich längs der miteinander zu verschweißenden Umfangsränder von Behältermittelteil und Deckel eine im wesentlichen spaltfreie Schweißnaht erzielen läßt, und zwar auch bei automatischer Randschweißung.
Es ist ferner Aufgabe der Erfindung, Behälter der genannten Art zu schaffen, bei denen die Schweißnaht längs der miteinander zu verschweißenden Umfangsränder von Behälter mittelteil und Deckel spaltfrei und damit korrosionsbeständig sowie frei von inneren Spannungen ist.
Diese Aufgabe wird in überraschend einfacher Weise dadurch gelöst, daß die miteinander zu verschweißenden Umfangränder von Behältermittelteil und Deckel vor dem Schweißen auf deckungsgleiches Randmaß kalibriert bzw. verformt werden bzw. sind.
Erfindungsgemäß werden also die miteinander zu verschweißenden Umfangsränder auf ein deckungsgleiches Randmaß gebracht bzw. verformt, so daß die Umfangsränder von Behältermittelteil und Deckel über den Umfang ohne radialen Versatz aneinandergestoßen und miteinander verschweißt werden können.
Durch radialen Versatz bedingte Spalte sowie korrosionsgefährdete Stufen im Bereich der Randverschweißung werden durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen vermieden. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Behälter zeichnen sich durch eine hohe Korrosionsbeständigkeit und minimale Spannungsriß-Anfälligkeit im Bereich der Umfangs schweißnähte aus. Es ist aufgrund der durch die Kalibrierung erzielten Rand-Maßgenauigkeit auch ein automatisches Randverschweißen möglich, wobei dabei oxidierende Umgebung in einfacher Weise von der Schweißstelle ferngehalten werden kann.
Bei Verwendung der erfindungsgemäß hergestellten Behälter als Warmwasserboiler bestehen diese vorzugsweise aus Edelstahlblech. Der Querschnitt der Behälter muß nicht exakt kreisförmig sein; es lassen sich genauso gut Behälter mit ovalem bzw. elliptischem, rechteckförmigem, quadratischem vieleckigem Querschnitt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellen. Maßgebend ist allein, daß die miteinander zu verschweißenden Umfangsränder auf dasselbe Maß gebracht bzw. verformt bzw. kalibriert werden.
Nachstehend wird ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellter bzw. erfindungsgemäß ausgebildeter Behälter anhand der beigefügten Zeichnung näher beschrieben. Diese zeigt einen Warmwasserboiler 10 im Querschnitt, bestehend aus einem hohlzylindrischen Behältermittelteil 12 und stirnseitigen Abschlußteilen in Form von Deckeln 14, 16, wobei die Deckel 14, 16 jeweils an den stirnseitigen Umfangsrändern 20 des Behältermittelteils 12 angeschweißt sind (Umfangsschweißnaht 22). Behältermittelteil 12 und Deckel 14, 16 bestehen jeweils aus Edelstahlblech mit einer Wandstärke von etwa 1,5 bis 4 mm, insbesondere 2 mm. Am Deckel 14 sind mehrere Rohrstutzen 24, 26, 28, 30 angesetzt bzw. angeschweißt. Diese Rohrstutzen dienen zum Anschluß von Brauchwasser-Vor- und -Rücklauf, etc. Ferner ist an die Innenseite des Deckels 14 eine Wärmetauscher-Rohrschlange 32 befestigt, die von einem Heizmedium (Warmwasser oder heiße Gase) durchströmt wird. Der andere Deckel 16 umfaßt einen weiteren Deckel 34, der zum Erreichen des Behälterinneren abnehmbar ist.
Wie der Zeichnung entnommen werden kann, sind die miteinander zu verschweißenden Umfangsränder 18 der Deckel 14, 16 einerseits und 20 des Behältermittelteils 12 andererseits durchmesser-kalibriert, das heißt jeweils radial nach außen auf denselben Durchmesser und damit Randumfang gedehnt. Der dadurch bedingte Randversatz 36 entspricht etwa der Behälterwandstärke. Durch die beschriebene Durchmesser-Kalibrierung können die miteinander zu verschweißenden Umfangsränder 18, 20 jeweils ohne radialen Versatz längs ihres Umfanges aneinander gestoßen und unter Vermeidung von korrosionsgefährdenden Spalten oder Stufen miteinander verschweißt werden. Es läßt sich auch bei automatischem Randschweißen ein gleichmäßiger Schweißnaht-Durchhang über den Umfang erzielen. Ein Heftschweißen und anschließendes manuelles Endschweißen ist nicht mehr erforderlich, wobei an dieser Stelle erwähnt sei, daß ein vorhergehendes Heftschweißen nachteilig für die Kontinuität der Endschweißnaht ist, da durch die vorherige Heftschweißung zum einen lokale Strukturveränderungen der miteinander zu verschweißenden Teile im Bereich der Heftschweißung entstehen und zum anderen die Endschweißnaht nicht in gleichmäßiger Weise durchgehend gestaltet werden kann.
Statt der in der Zeichnung dargestellten radialen Randdehnung können zur Erzielung gleicher Durchmesser der Umfangsränder von Behältermittelteil und Deckel diese auch radial eingezogen sein. Maßgebend ist allein, daß die mittleren, vorzugsweise die inneren Randdurchmesser von Behältermittelteil 12 und Deckel 14, 16 jeweils gleich groß sind, so daß die Ränder ohne radialen Randversatz miteinander verschweiß werden können.
Aufgrund der Rand-Maßgenauigkeit von Behältermittelteil 12 und Deckel 14 läßt sich eine gleichmäßige Umfangs-Schweißnaht erhalten, die auch bei starken Temperaturunterschieden keine Spannungsrisse längs bzw. im Bereich der Schweißnaht verursacht. Darüber hinaus läßt sich dadurch ein äußerst korrosionsbeständiger Behälter herstellen.
Die erfindungsgemäß hergestellten bzw. ausgebildeten Behälter eignen sich besonders gut für Warmwasserboiler. Sie zeichnen sich durch eine hohe Lebensdauer aus.
Sämtliche in den Unterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
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Claims

Verfahren zur Herstellung von Behältern, insbesondere Warmwasserboilern, sowie derartige Behälter Patentansprüche : 1. Verfahren zur Herstellung von Behältern (10), insbesondere Warmwasserboilern, bestehend aus einem vorzugsweise etwa hohlzylindrischen Behältermittelteil (12) und stirnseitigen Abschlußteilen (Deckel) (14, 16), wobei die Deckel (14, 16) jeweils mit den stirnseitigen Umfangsrändern (20) des Behältermittelteils (12) verschweißt werden, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die miteinander zu verschweißenden Umfangsränder (18, 20) von Behältermittelteil (12) und Deckel (14, 16) vor dem Schweißen jeweils auf deckungsgleiches Bandmaß kalibriert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines im wesentlichen exakt hohlzylindrischen Behältermittelteils (12) die Umfangsränder (20, 18) vom Behältermittelteil (12) und Deckel (14, 16) vor dem Schweißen durchmesser-kalibriert werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsränder (20, 18) vom Behältermittelteil (12) und Deckel (14, 16) unter Erzeugung eines deckungsgleichen Randmaßes längs ihres Umfanges jeweils radial nach außen gedehnt oder radial nach innen eingezogen werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Randkalibrierung ein Randversatz (36) erzeugt wird, der etwa der Behälterwandstärke entspricht.
5. Behälter, insbesondere Warmwasserboiler, bestehend aus einem vorzugsweise etwa hohlzylindrischen Behältermittelteil (12) und stirnseitigen ABschlußteilen (Deckel) (14, 16), die jeweils mit den stirnseitigen Umfangsrändern (20) des Behältermittelteils (12) verschweißt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander verschweißten Umfangsränder (20, 18) von Behältermittelteil (12) und Deckel (14, 16) auf deckungsgleiches Randmaß kalibriert bzw. verformt sind.
6. Behälter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander verschweißten Umfangsränder (20, 18) von Behältermittelteil (12) und Deckel (14, 16) längs ihres Umfanges jeweils radial gedehnt oder eingezogen sind, wobei der Randversatz (36) etwa der Behälterwandstärke entspricht.
7. Behälter nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälterteile (12; 14, 16) jeweils aus Edelstahl bzw. Edelstahlblech bestehen.
8. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zur Herstellung von nur an einer Stirnseite mittels eines Deckels verschlossenen Behältern.