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.
