EP0522108B1

EP0522108B1 - Opferanode mit verbrauchsanzeige

Info

Publication number: EP0522108B1
Application number: EP92902421A
Authority: EP
Inventors: Ludwig HÖSSLE
Original assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Current assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Priority date: 1990-12-31
Filing date: 1991-12-31
Publication date: 1995-11-22
Anticipated expiration: 2011-12-31
Also published as: ATE130637T1; EP0522108A1; AU9118591A; DE59106951D1; WO1992012277A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Opferanode mit Verbrauchsanzeige, insbesondere für Wasserbehälter und Warmwasserbereiter, die mit einer eine Längsbohrung aufweisenden Anschlußhülse an der Behälterwandung befestigt ist, die Anschlußhülse an ihrem einen Ende über eine, mit einem Testraum versehenen Anodenkörper und an ihrem anderen Ende mit einer, mit einer transparenten Haube versehenen Signalpatrone verbunden ist, in deren Innenraum ein nach Verbrauch des Anodenkörpers ein Signal auslösendes Signalmittel eingelegt ist.
Eine derartige Opferanode ist aus der DE-A-2658707 bekannt, bei der bei Verbrauch des Anodenkörpers ein als farbiger Stiftkörper ausgebildetes Signalmittel aus seiner Ruhestellung in den Bereich einer optischen Linse ausgeschoben werden kann. Aus der DE-A-3007857 ist eine Opferanode bekannt, bei der ein Stiftkörper durch eine Öffnung in ihrem Kapseldeckel ausfahrbar ist. Dieser Stiftkörper steht über eine bowdenzugähnliche Verlängerung mit einem Signalgeber in Verbindung.
Aus der DE-C-3826760 ist eine Opferanode bekannt, bei der mittels einer Farbumschlagpatrone der Verbrauch des Anodenmaterials durch einen Farbumschlag optisch wahrgenommen werden kann. Aus der DE-C-3726090 ist es bekannt, eine Opferanode mit einem Anschlußstück zu versehen, das Anschlußstück mit einer Längsbohrung und einer Querbohrung zu versehen und in der Längsbohrung einen bis in die Querbohrung reichenden Meßfühler vorzusehen, der über eine elektrische Signalleitung mit einer Fernanzeige verbunden ist. Eine derartige Fernanzeige benötigt jedoch ein separates Bauteil und ist relativ aufwendig in seiner Herstellung, außerdem ist eine optische Wahrnehmung direkt vor Ort nicht möglich.
Problematisch ist ferner, daß das eingedrungene Wasser unter Umständen einen relativ langen Weg von dem Testraum bis in die Farbumschlagpatrone zurückzulegen hat. Dieser Hohlraum ist üblicherweise mit Luft gefüllt und kann bei Verbrauch des Anodenkörpers schon vor Eindringen von Wasser mit Behälterdruck beaufschlagt werden. Dabei kann sich in der Farbumschlagpatrone ein Luftpolster bilden, welches dem Wasserdruck entgegensteht und eine Benetzung des Farbumschlagmittels behindert. Eine Verbrauchsanzeige erfolgt jedoch erst dann, wenn der Anodenkörper ganz zerstört und Wasser eingedrungen ist, dies wird aber oft schon als zu spät angesehen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Opferanode der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei der eine Verbrauchsanzeige in möglichst frühem Verbrauchsstadium des Anodenkörpers erfolgt.
Gelöst wir diese Aufgabe dadurch, daß das Signalmittel eine mit optischen Anzeigemitteln versehene, hygroskopische Kapsel oder eine Membran ist. Durch diese Maßnahmen wird ein Anzeigemittel geschaffen, das durch Druckerhöhung, durch Erhöhung der Luftfeuchtigkeit oder auch durch letztlich eingedrungenes Wasser ein Signal gibt.
Bei einer auf Luftfeuchtigkeit reagierenden Ausgestaltung ist es vorgesehen, daß in den Innenraum der Signalpatronenhaube eine einen Farbstoff enthaltende Gelatinekapsel eingelegt ist. Bei Eindringen von Feuchtigkeit löst sich die Gelatine auf und beispielsweise ein Farbstoff wird freigesetzt. Anstelle von Gelatine ist auch jeder andere Stoff verwendbar, der durch Luftfeuchtigkeit oder Wasser gelöst wird, so beispielsweise Zucker.
Bei einer weiteren Ausführung ist es vorgesehen, daß die Membran elastisch und druckabhängig eine den Innenraum der Signalpatronenhaube füllende Form einnehmend ausgebildet ist. Es ist vorgesehen, daß die Membran im Ruhezustand im Innenraum der Signalpatronenhaube nicht sichtbar ist. Bei dieser Ausführung wird ein verborgen gehaltenes Signalmittel durch Luft- oder Wasserdruck oder durch den eigenen Auftrieb störungssicher in den Sichtbereich der Signalpatrone gebracht.
Um einen raschen Druckausgleich in der Signalpatrone zu ermöglichen, ist es vorgesehen, daß die Signalpatronenhaube mit einer Belüftungsöffnung versehen ist. Bei einer eine Fernanzeige ermöglichenden Ausführung ist es dabei vorgesehen, daß in der Belüftungsöffnung der Signalpatronenhaube ein von der Membran zu betätigender Stößel geführt ist, wobei der Stößel eine, einen Schaltkreis öffnende oder schließende Vorrichtung betätigt.
Zur einfachen und kostengünstigen Herstellung der Anodenkörper ist es vorgesehen, daß der Anodenkörper ein Strangpreßteil mit einer eisernen Anodenseele ist. Um dabei zu verhindern, daß bei nicht dichter Verbindung zwischen dem Metall des Anodenkörpers, üblicherweise nämlich Magnesium, und der Eisenseele Druck, Wasser oder Feuchtigkeit vorzeitig in den Testraum eindringen kann, ist es vorgesehen, daß auf der der Signalpatronenhaube gegenüberliegenden Seite eine bis zu der Anodenseele reichende Sacklochbohrung in dem Anodenkörper verläuft und in das innere Ende der Sacklochbohrung ein mit einer Dichtung nach außen abgedichtetes Verschlußmittel, beispielsweise eine Madenschraube, eingeschraubt ist.
Bei einer anderen Ausführung ist es vorgesehen, daß die Signalpatrone mit einer transparenten Haube versehen ist, in deren Innenraum eine der Längsbohrungsöffnung zugeordnete farbige Membran entfaltbar ist. Die Membran ist beispielsweise ein kleiner farbiger Gummiballon, der von der in der Längsbohrung befindlichen Luft aufgeblasen wird und den Innenraum der Signalpatronenhaube ausfüllt. Bei einer anderen Ausführung ist es vorgesehen, daß in den Innenraum der Signalpatrone eine einen wasserunlöslichen, farbigen Kern umschließende Gelatinekapsel eingelegt ist.
Weitere vorteilhafte Maßnahmen sind in den Unteransprüchen beschrieben. Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der beiliegenden Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben; es zeigt:

Figur 1: eine erfindungsgemäße Verbrauchsanzeige in Verbindung mit einem elektrischen Heißwasser-Standspeicher;
Figur 1a: die schematische Darstellung einer Behälterwandung mit angeschlossener adaptierbarer Opferanode;
Figur 2: die Detaildarstellung einer Opferanode (keine Ausführungsform der beanspruchten Anode) mit Sacklochbohrung und eingelegter Gelatinekapsel, mit einem Schraubdeckelverschluß;
Figur 3: eine Opferanode (keine Ausführungsform der beanspruchten Anode), mit einem in die Anschlußhülse und den Testraum eingelegten Metallkörper, der bis in den Anodenkörper reicht;
Figur 4: die Einzelteildarstellung einer Opferanode, mit einer Sacklochbohrung und gegenüber der Anodenseele abgedichtetet eingeschraubtem Verschlußmittel;
Figur 5: die Detaildarstellung entsprechend der Einzelheit "X" in der Figur 4;
Figur 6: die Detaildarstellung einer Signalpatrone mit Signalpatronenhaube und zusammengefalteter, aufblasbarer, farbiger Membran;
Figur 7: die Detaildarstellung eines Signalkörpers in Form einer mit Farbstoff gefüllten Gelatinekapsel;
Figur 8: die Detaildarstellung eines Signalkörpers in Form einer mit einem massiven farbigen Kern oder einer Stiftkörper versehenen Gelatinekapsel;
Figur 9: die Detaildarstellung einer transparenten Signalpatronenhaube, mit einer Membran im aufgeblasenen und nicht aufgeblasenen Zustand;
Figur 10: eine Verbrauchsanzeige nach der Figur 9, mit von der Membran oder einem ausschiebbaren Stiftkörper bestätigbaren Schalter für einen elektrischen Anzeige-Schaltkreis.

In der Figur 1 ist eine emaillierte Stahl-Innenbehälterwandung 25 dargestellt, die mit einer Isolation 22 umgeben und mit einem Außenmantel 44 abgedeckt ist. An die Behälterwandung 25 ist ein Stutzen 41 angeschweißt, in den eine in den Behälterinnenraum 51 ragende Opferanode 10 flüssigkeitsdicht eingeschraubt ist.
Die in der Figur 1a im Detail dargestellte Opferanode 10 besteht im wesentlichen aus einem Anodenkörper 11, in dem ein Testraum 15 und eine mit diesem verbundene Anschlußhülse 18 vorgesehen sind. Der Testraum 15 verläuft längs in der Anschlußhülse 18 und weist Querbohrungen 17 auf, durch die er mit dem Material des Anodenkörpers 11, vorzugsweise Magnesium, in Verbindung steht. Je nach Größe des zu schützenden Behälters 25 kann an den Anodenkörper 11 ein beliebig großer Zusatz-Anodenkörper 19 angesetzt werden. Der Zusatz-Anodenkörper 19 ist dazu, ebenso wie der Anodenkörper 11, mit einer eisernen Anodenseele 12 versehen, die an ihrem herausragenden freien Ende 14 mit einem Gewinde 16 versehen ist. Mit diesem Gewinde 16 kann sie in ein entsprechendes Gewinde 16 der Anschlußhülse 18 geschraubt werden.
Die gesamte Opferanode 10 wird mit ihrer Anschlußhülse 18 in den Stutzen 41 in der schematisch dargestellten Behälterwandung 25 gesteckt und unter Zwischenlage einer Dichtung 28 mit einer Verschraubung 27 und einem Halteflansch 26 in ihrer Lage gehalten. Die Anschlußhülse 18 ist mit einer Längsbohrung 21 versehen, die in den Testraum 15 übergeht.
In den solchermaßen allseits geschlossenen Testraum 15 kann auch, wie die Figur 2 (die keine Ausführungsform der beanspruchten Anode darstellt), zeigt, eine Gelatinekapsel 34 eingelegt werden, die einen intensiv färbenden Farbstoff 38 enthält. Nach Verbrauch des Anodenkörpers 11 dringt Wasser oder Feuchtigkeit in den Innenraum 20 ein und löst die Gelatinekapsel 34 auf. Dadurch wird der Farbstoff 38 freigesetzt und färbt das Wasser in dem Innenraum 20 oder auch den gesamten Flüssigkeitsinhalt des Behälters 25. Dieser letztere Farbumschlag kann dann beispielsweise durch ein nicht näher dargestelltes Schauglas oder eine andere Anzeige wahrnehmbar gemacht werden.
Die Sacklochbohrung 29 kann nach außen auch durch einen Schraubdeckel 40 abgeschlossen sein. Zur Befestigung des Anodenkörpers 11 an einer Behälterwandung 25 kann dem Schraubdeckel 40 eine Gegenmutter 23 zugeordnet sein, wobei zwischen Schraubdeckel 40 und Gegenmutter 23 eine Halterung umschlossen werden kann.
Wie die Figuren 1 und 9 weiter zeigen, besteht die Opferanode 10 noch aus einem Sockel 31, vorzugsweise ein Kunststoffteil, in den von außen eine transparente Signalpatronenhaube 32 eingeschraubt ist. In der Signalpatronenhaube 32 ist eine in ihrem Ruhezustand unsichtbare Membran 33 eingelegt. Die Membran 33 wird mit ihren Rändern 52 vom unteren Rand 53 der transparenten Signalpatronenhaube 32 gehalten. Der Sockel 31 und die Signalpatronenhaube 32 sind dazu je mit einem Gewinde 54 versehen. Nach Verbrauch des Anodenkörpers 11 dringt zunächst Luft mit einem Überdruck aus dem Behälter 25 in den Testraum 15, die durch die Längsbohrung 21 und die Längsbohrungsöffnung 21a gelangt und gegen die Membran 33 drückt. Die als farbiger Gummiballon ausgebildete Membran 33 wird dadurch in ihre entfaltete Form 33a aufgeblasen, wie dies in der Figur 9 strichliert dargestellt ist. Um eine einwandfreie Ausdehnung der Membran 33 zu gewährleisten, ist die transparente Signalpatronenhaube 32 aus ihrem der Längsbohrungsöffnung 21a gegenüberliegenden Ende mit einer Belüftungsöffnung 45 versehen. Die Signalpatrone 13 ist, wie dies auch die Figur 4 zeigt, mit ihrer Längsbohrung 21 unter Zwischenlange von Dichtringen 36 über den Sockel 31 auf die Anschlußhülse 18 aufgeschraubt.
Bei der Ausführung wie sie die Figur 3 (die ebenfalls keine Ausführungsform des beanspruchten Anode darstellt) zeigt, kann in die Anschlußhülse 18 und in den sich an diese anschließenden Testraum 15 auch eine Anodenseele in Form eines Metallkörpers 24 eingesetzt, beispielsweise eingeschraubt werden. Die Anschlußhülse 18 und der Testraum 15 fluchten, und in beide ist bei der Herstellung während des Umgießens mit dem Opfermaterial des Anodenkörpers 11 der Metallkörper 24, beispielsweise ein Nagel, bündig eingelegt. Der Metallkörper 24 steht dabei mit seinem unteren freien Rand 30 mit einem Überstand 37 über. Nach dem Erstarren des Anodenkörpers 11 kann der Metallkörper 24 zur Wiederverwendung herausgezogen werden. Der Metallkörper 24 reicht mit seinem Überstand 37 bis weit über den unteren Rand 30 des Testraumes 15 hinaus und in den Anodenkörper 11 hinein. Bei dieser Ausführung ist eine Anodenseele nicht vorgesehen, vielmehr ist der Testraum 15 bis in den Anodenkörper 11 hinein ausgedehnt.
Wie die Figur 4 weiter zeigt, kann der Anodenkörper 11 auch aus einem mit einer eisernen Anodenseele 12 umpreßten Strangpreßmaterial bestehen. Dabei kann es zu Undichtigkeiten zwischen den Materialien der Anodenseele 12 und dem Anodenkörper 11 kommen. Der Anodenkörper 11 ist deshalb mit einer bis zu der Anodenseele 12 reichenden Sacklochbohrung 29 und einem Innengewinde 55 versehen, in deren unteres Ende 50 - wie die Figur 5 im Detail zeigt - eine Madenschraube 42 mit einer Dichtung 43 dichtend eingeschraubt werden kann.
Wie die Figur 6 zeigt, kann als Signalkörper eine flexible, farbige Membran 33 dienen, die im Bereich der Längsbohrungsöffnung 21a zusammengefaltet in dem Sockel 31 angeordnet ist. Die Membran 33 ist beispielsweise leuchtend rot und kann bei Eintreten von Wasser in den Testraum 15 von der verdrängten Luft soweit aufgeblasen werden, bis sie den gesamten Innenraum 20 der Signalpatronenhaube 32 ausfüllt.
Wie der Figur 7 zeigt, ist die in die Signalpatrone 13 einlegbare Gelatinekapsel 34 mit einem Farbstoff 38, beispielsweise einem roten Farbstoff, gefüllt. Bei Kontakt dieser Gelatinekapsel 34 mit aus dem Testraum 15 kommenden Wasser oder Feuchtigkeit löst sich - wie oben beschrieben - die Gelatine auf und der Farbstoff 38 wird freigesetzt. Der Innenraum 20 der Signalpatronenhaube 32 wird dadurch beispielsweise Signalrot eingefärbt und zeigt den Verbrauch der Opferanode 10 an.
In den Innenraum 20 der Signalpatronenhaube 32 kann auch eine farblose Gelatinekapsel 34 eingelegt werden, wie sie in der Figur 8 im Detail dargestellt ist, die einen farbigen Kern oder Stiftkörper 35 umschließt. Nach Eindringen von Wasser aus dem Testraum 15 löst sich die Gelatinekapsel 34 auf und der farbige Kern 35 ist durch die transparente Signalpatronenhaube 32 sichtbar. Dies hat den Vorteil, daß kein Farbstoff zurück in den nicht näher dargestellten Wasserbehälter strömen kann. Ein derartiger fester Stiftkörper 35 verändert sieh nicht und bleibt auch über längere Zeit sichtbar.
Bei der in der Figur 10 dargestellten Ausführung ist ein mit einem Schalter 47 versehener elektrischer Schaltkreis 48 vorgesehen, mit dem eine sich vom Behälter 25 entfernt befindliche Signallampe 49 eingeschaltet werden kann. Zur Betätigung des Schalters 47 kann durch die Belüftungsöffnung 45 eine Betätigungsstößel 46 geführt werden, der mit dem Schalter 47 in Wirkverbindung bringbar ist. Der Betätigungsstößel 46 kann dabei beispielsweise von der sich aufblasenden Membran 33 oder dem ausfahrenden Stiftkörper 35 oder vergleichbaren Mitteln betätigt werden.
Alternativ zu dieser in der Figur 10 dargestellten Schaltungsanordnung kann der Schaltkreis 48 auch durch zwei auf der Innenseite der Signalpatronenhaube 32 nebeneinanderliegende streifenförmige - nicht dargestelte - Elektroden die von der Membran 33 überbrückt werden können, geschlossen werden. Die Membran 33 kann dazu zumindest im Bereich der Elektroden an ihrer Oberfläche metallisiert sein.

Bezugszeichen

10: Opferanode
11: Anodenkörper
12: Anodenseele
13: Signalpatrone
14: freies Ende
15: Testraum
16: Gewinde
17: Querbohrung
18: Anschlußhülse
19: Zusatz-Anodenkörper
20: Innenraum
21: Längsbohrung
21a: Längsbohrungsöffnung
22: Isolation
23: Gegenmutter
24: Metallkörper
25: Behälterwandung
26: Halteflansch
27: Verschraubung
28: Dichtung
29: Sacklochbohrung
30: unterer Rand
31: Sockel
32: Signalpatronenhaube
33: Membran
33a: Membran, entfaltet
34: Gelatinekapsel
35: farbiger Kern
36: Dichtring
37: Überstand
38: Farbstoff
40: Schraubdeckel
41: Stutzen
42: Madenschraube
43: Dichtung
44: Außenmantel
45: Belüftungsöffnung
46: Betätigungsstößel
47: Schalter
48: Schaltkreis
49: Signallampe
50: inneres Ende
51: Behälterinnenraum
52: Membranrand
53: unterer Rand
54: Gewinde
55: Innengewinde

Claims

Opferanode mit Verbrauchsanzeige, insbesondere für Wasserbehälter und Warmwasserbereiter, die mit einer eine Längsbohrung aufweisenden Anschlußhülse an der Behälterwandung befestigt ist, die Anschlußhülse an ihrem einen Ende über eine, mit einem Testraum versehenen Anodenkörper und an ihrem anderen Ende mit einer, mit einer transparenten Haube versehenen Signalpatrone verbunden ist, in deren Innenraum ein nach Verbrauch des Anodenkörpers ein Signal auslösendes Signalmittel eingelegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Signalmittel eine mit optischen Anzeigemitteln (35, 38) versehene, hygroskopische Kapsel (34) oder eine Membran (33) ist.
Opferanode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Innenraum (20) der Signalpatronenhaube (32) eine einen Farbstoff (38) enthaltende Gelatinekapsel (34) eingelagert ist.
Opferanode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (33) elastisch und druckabhängig eine den Innenraum (20) der Signalpatronenhaube (32) füllende Form (33a) einnehmend ausgebildet ist.
Opferanode nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (33) farbig ist.
Opferanode nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (33) in ihrem Ruhezustand im Innenraum (20) der Signalpatronenhaube (32) nicht sichtbar ist.
Opferanode nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalpatronenhaube (32) mit einer Belüftungsöffnung (45) versehen ist, in der ein von der Membran (33) zu betätigender Stößel (46) geführt ist, wobei mit dem Stößel (46) eine, einen Schaltkreis (48) schaltende Vorrichtung (47) betätigbar ist.
Opferanode nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkreis (48) durch zwei auf der Innenseite der Signalpatronenhaube (32) nebeneinanderliegende, von der Membran (33) überbrückbare Elektroden schließbar ist.
Opferanode nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (33) im Bereich der Elektroden an ihrer Oberfläche metallisiert ist.
Opferanode nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Anodenkörper (11) mit einer zusätzlichen, variierbaren Anodenmasse (19) verbindbar ist.
Opferanode nach den Ansprüchen 1 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die variierbare Anodenmasse (19) gegenüber dem Testraum (15) im Anodenkörper (11) bzw. der Anschlußhülse (18) abgedichtet ist.
Opferanode nach den Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Anodenkörper (11) ein Strangpreßteil mit einer strangpreßmaterialfremden, vorzugsweise eisernem Anodenseele (12) ist.
Opferanode nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine bis zu der Anodenseele (12) reichende Bohrung als Testraum (15) ausgebildet und gegen die Anordenseele (12) mit einem Verschlußmittel (42) abgedichtet verschlossen ist.
Opferanode nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß auf der der Signalpatronenhaube (32) gegenüberliegenden Seite eine bis zu der Anodenseele (12) reichende Sacklochbohrung (29) in dem Anodenkörper (11) vorgesehen und in das innere Ende (50) der Sacklochbohrung (29) ein Verschlußmittel (42) mit einer Dichtung (43) eingeschraubt ist.