-
Die Erfindung betrifft einen Warmwasserbereiter
gemäß Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
-
Bei dem aus
DE 101 30 610 A bekannten Warmwasserbereiter
ist eine mit einer Membrandose kommunizierende Venturidüse im Durchlaufkanal vorgesehen;
jedoch ist die Ausbildung und Anordnung der Venturidüse nicht
offenbart. Bei in der Praxis bekannten Warmwasserbereitern, insbesondere Durchlauferhitzern,
ist die Venturidüse
als separater Spritzgusskörper
im Durchlaufkanal angeordnet. Dank der Kleinheit des Spritzgusskörpers lässt sich die
Venturidüse
sehr präzise
formen, so dass Schalt- und Funktionscharakteristika innerhalb einer
Bauserie kaum variieren und keine Nachjustierungen erfordern. Die
Herstellung und der Einbau des separaten Spritzgusskörpers bedingen
jedoch einen kostenintensiven Mehraufwand.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
einen Warmwasserbereiter der eingangs genannten Art mit einwandfreien
Schalt- und Funktionscharakteristika kostengünstiger auszubilden.
-
Die gestellte Aufgabe wird mit den
Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
-
Dank der integralen Ausformung der
Venturidüse
direkt in den Gehäuse-Formteilen
entfällt
der Mehraufwand einer separaten Herstellung und nachträglichen
Montage der Venturidüse.
Der Warmwasserbereiter lässt
sich kostengünstiger
herstellen. Trotz der Herstelltoleranzen der relativ großen Gehäuse-Formteilhäften werden
Nachjustierungen vermeidende Schalt- und Funktionscharakteristika
erzielt.
-
Formtechnisch günstig wird die integral geformte
Venturidüse
von mindestens zwei in gegenseitigen Anlageflächen der Gehäuse-Formteile
freiliegend geformten Düsenteilbereichen
definiert. Die Düsenteilbereiche
werden in den Spritzgussformen mittels angeordneter Formflächen gebildet,
d.h. ohne bewegliche Kernteile. Auf diese Weise lässt sich
in der Venturidüse
eine in guten Schalt- und Funktionscharakteristika resultierende
Präzision
mit geringem formtechnischen Aufwand erreichen.
-
Der eine Düsenteilbereich kann eine zur
Anlagefläche
offene Venturivertiefung sein, während der
andere Düsenteilbereich
eine, vorzugsweise bündig,
in der anderen Anlagefläche
liegende Abdeckfläche
für die
Venturivertiefung ist. Da die Gehäuse-Formteile im Wesentlichen
senkrecht zu den Anlageflächen
gefügt
werden, haben dann Herstellungstoleranzen oder Fügetoleranzen keinen nennenswerten
Einfluss mehr auf die Schalt- und Funktionscharakteristika. Ein
Querversatz zwischen der Abdeckfläche und der Venturivertiefung
hat überhaupt
keinen negativen Einfluss.
-
Zweckmäßig hat die Venturivertiefung
einen annähernd
U-förmigen
Querschnitt mit gegenüber der
U-Weite zwischen Vertiefungswänden
größerer U-Tiefe.
Die relativ schmale, jedoch tiefe Venturivertiefung führt im Betrieb
nicht nur zu dem Vorteil reduzierter Trennkräfte zwischen den verbundenen
Gehäuse-Formteilen,
sondern minimiert auch den Einfluss von Toleranzen, in der Richtung
senkrecht zum Verbindungsbereich der Gehäuse-Formteile. Solche Toleranzen
wirken sich nämlich
auf den Querschnitt der Venturidüse
prozentuell erheblich schwächer
aus als bei einer breiten und seichteren Venturivertiefung.
-
Bei einer bevorzugten Ausführungsform
sind an zumindest einer Anlagefläche
und zumindest außen
entlang der Umrisse der Venturivertiefung kontinuierliche Dichtstege
vorgesehen. Die Dichtstege stehen vor dem Verbinden der Gehäuse-Formteile über die
Anlageflächen
und werden beim Verbinden plastisch in einen Dichtschluss verformt.
Auf diese Weise wird eine hervorragende Abdichtung vor allem im
Strömungsbereich
in der Venturidüse
erzielt, die die Schalt- und Funktionswerte beeinflussende Leckagen
schließt.
-
Um bei einer bevorzugten Ausführungsform die
Gehäuse-Formteile
durch Schweißen
miteinander verbinden zu können,
ist es zweckmäßig, in
den Gehäuse-Formteilen
aufeinander ausgerichtete, vor dem Verbinden gegenüber den
Anlageflächen
erhabene Schweißwulste
und, vorzugsweise, Verdrängungs-Ausweichvertiefungen
jeweils beidseitig entlang des Durchlaufkanals vorzusehen. Beim
Verschweißen
fließt
das verdrängte
Material in die Verdrängungs-Ausweichvertiefungen,
ohne in den Durchlaufkanal und/oder die Venturidüse gelangen zu können, und
werden die Anlageflächen
im Bereich der Venturidüse
kraftschlüssig
so aufeinander gepresst, dass die Dichtstege die gewünschte Dichtfunktion
zuverlässig
ausüben.
-
Bei einer bevorzugten Ausführungsform
weisen die verbundenen Gehäuse-Formteile
benachbart zur Venturidüse
eine Membrandose auf. Die Membrandose kann ebenfalls einstückig in
den Gehäuse-Formteilen
realisiert sein und kommuniziert über Druckübertragungskanäle mit der
Venturidüse und/oder
dem Durchlaufkanal. Jeder Druckübertragungskanal
ist zweckmäßig ebenfalls
formtechnisch direkt in zumindest einen Gehäuse-Formteil integriert. Hierbei
ist es günstig,
wenn jeder Druckübertragungskanal
durch in je einem Gehäuse-Formteil eingeformte,
aufeinander ausgerichtete Kanalteile definiert wird, analog zur
Ausbildung der Venturidüse.
Die direkte Integration der Venturidüse und der Druckausgleichskanäle in die
Gehäuse-Formteile resultiert
in reduziertem Herstellungs- und Montageaufwand des Warmwasserbereiters.
-
Formtechnisch günstig wird ein Kanalteil des die
Venturidüse
mit der Membrandose verbindenden Druckübertragungskanal mit einer
zur Anlagefläche offenen
Mündung
in einer Vertiefungswand der Venturivertiefung geformt. Die Mündung kann
in der Spritzgussform mit einer stationären Formfläche geformt werden, was hohe
Präzision
und gute Formtreue gewährleistet.
-
Um auch im Bereich der Druckausgleichskanäle störende Leckagen
zu vermeiden, können
entlang der Kanalteile in den Anlageflächen, z.B. falls diese nur
stumpf aufeinander gepresst werden, seitliche kontinuierliche Dichtstege
vorgesehen sein, die beim Verbinden der Gehäuse-Formteile durch plastische
Verformung unter der Fügespannung
in einen Dichtschluss gezwungen werden.
-
Anhang der Zeichnung wird eine Ausführungsform
des Erfindungsgegenstandes erläutert.
Es zeigen:
-
1 einen
Warmwasserbereiter, teilweise in einem einen Durchlaufkanal verdeutlichenden Längsschnitt,
-
2 einen
Teilschnitt in der Schnittebene II-II in 1, und
-
3 einen
Teilschnitt in der Schnittebene III-III in 1.
-
Ein Warmwasserbereiter W in 1 ist beispielsweise ein
sogenannter Shower-Heater zum Erwärmen von Duschwasser. Das nachfolgend
erläuterte
Bauprinzip ist jedoch auch verwendbar für andere Typen von Durchlauf-Wannwasserbereitern.
-
Der Warmwasserbereiter W in 1 enthält als Hauptteil einen Heizblock
B, an dem weitere, nicht näher
hervorgehobene Funktionskomponenten montiert sein können, und
der im gezeigten Ausführungsbeispiel
aus zwei Gehäuse-Formteilen 1, 2 zusammengesetzt
ist. Die Gehäuse-Formteile 1, 2 sind, vorzugsweise,
Spritzgussformteile aus Kunststoff. Der Heizblock B wird von einer
sichtseitigen Haube H abgedeckt und lässt sich mit der in 1 unten liegenden Rückseite
an einer aufrechten Wand montieren. Die Gehäuse-Formteile 1, 2 sind
durch Schweißen
miteinander verbunden und begrenzen dazwischen einen Durchlaufkanal
K1, K2 zwischen nicht gezeigten Ein- und Auslässen. Die Durchlaufrichtung ist
mit einem Pfeil 3 angedeutet. Im Durchlaufkanal K1 ist
eine Venturidüse
V vorgesehen, die direkt formtechnisch bzw. spritzgusstechnisch
in die beiden Gehäuse-Formteile 1, 2 integriert
ist, vorzugsweise in situ.
-
Im Gehäuse-Formteil 1 ist
ein erster Düsenteilbereich 4 geformt,
während
im anderen Gehäuse-Formteil 2 ein
zweiter Düsenteilbereich 5 geformt ist.
Die Düsenteilbereiche 4, 5 definieren
gemeinsam die Venturidüse
V, sobald die Gehäuse-Formteile 1, 2,
wie in 1 gezeigt, miteinander
verbunden sind.
-
In die Gehäuse-Formteile 1, 2 ist
auch eine Membrandose D integral eingeformt, die über in 1 nicht näher hervorgehobene Druckübertragungskanäle mit der
Venturidüse
V und dem Durchlaufkanal K kommuniziert, um bei Durchlauf die Druckdifferenz
abzugreifen. Die Druckausgleichskanäle sind z.B. integral in den
Gehäuse-Formteilen 1, 2 geformt,
wobei in 1 ein Kanalteil 6 als
zum Durchlaufkanal K1 offene, enge aber relativ tiefe Rinne angedeutet
ist, während
ein anderer Kanalteil 7 des Druckausgleichskanals zwischen
der Venturidüse
V und der Membrandose D eine in etwa U-förmige Mündung 8 im Düsenteil 4 hat.
Im Abschnitt K2 des Durchlaufkanals sind ein oder mehrere Heizelemente T,
beispielsweise Rohrheizkörper,
montiert.
-
2 verdeutlicht
die Gehäuse-Formteile
1, 2 im Bereich der Venturidüse
V vor dem Verbinden der Gehäuse-Formteile 1, 2.
Der eine Düsenteilbereich 4 ist
eine Venturivertiefung mit einem im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt
und Vertiefungswänden 16,
die bis auf die übliche
Entformungsschräge
annähernd
parallel zueinander verlaufen und am Vertiefungsgrund durch eine
konkave Rundung miteinander verbunden sind. Die lichte Weite b der
Venturivertiefung ist deutlich kleiner als die U-Tiefe h (3). Die Venturivertiefung
bzw. der Düsenteilbereich 4 öffnet sich
zu einer Anlagefläche 12. Entlang
der Umrisse der Venturivertiefung sind über die Anlagefläche 12 vorstehende,
kontinuierliche Dichtstege 13 geformt. An die Anlagefläche 12 schließen sich
beispielsweise beiderseits Verdrängungsausweichvertiefungen 15 und
erhabene Schweißwulste 14 an,
die, beispielsweise, relativ zur Anlagefläche 12 höher sind
als die Dichtstege 13.
-
Der andere Düsenteilbereich 5 ist
eine beispielsweise ebene Abdeckfläche, die, beispielsweise bündig, in
einer Anlagefläche 9 des
Gehäuse-Formteils 1 geformt
ist. An die Anlagefläche 9 schließen sich
beiderseits ebenfalls Verdrängungsausweichvertiefungen 10 und
Schweißwulste 11 an,
die über die
Anlagefläche 9 vorstehen.
-
Zum Verbinden der Gehäuse-Formteile 1, 2 werden
zumindest die Schweißwulste 11, 14 bis
zur Plastifizierung erwärmt,
ehe die Gehäuse-Formteile 1, 2 des
Heizblocks B gegeneinander gepresst werden, bis die Anlageflächen 9, 12 einander
kontaktieren oder zumindest die Dichtstege 13 plastisch
in einen Dichtschluss mit der Anlagefläche 9 verformt sind
(3). Von den Schweißwulsten 14, 11 verdrängtes Material
fließt
in die Ausweichvertiefungen 15, 10.
-
In 3 ist
angedeutet, wie die Dichtstege 13 ihre Dichtfunktion erbringen
und beispielsweise die Anlagenflächen 9, 12 satt
aufeinander gepresst sind. In der einen Vertiefungswand 16 in 3 liegt die zur Anlagefläche 12 offene
Mündung 8 des
Kanalteils 7 des Druckübertragungskanals,
dessen anderer Kanalteil in dem gezeigten Kanalabschnitt die Anlagefläche 9 ist.
Auch entlang des Kanalteiles 7 können in der Anlagefläche 12 oder 9 kontinuierliche, erhabene
Dichtstege wie die Dichtstege 13 in 2 vorgesehen sein, die nach dem Verbinden
der Gehäuse-Formteile
plastisch verformt sind und dann eine Dichtfunktion gegen Leckagen
aus dem Druckübertragungskanal
haben.
-
Die in 2 den
einen Düsenteilbereich 5 der
Venturidüse
V bildende, vorzugsweise ebene, Deckfläche 5 muss nicht notwendigerweise
bündig mit
der Anlagefläche 9 sein.
Sie könnte
z.B. auch gegenüber
dieser erhaben sein, um noch eindeutigere Dichtverhältnisse
mit den Dichtstegen 13 zu erzeugen.
-
Der als relativ enge aber tiefe Venturivertiefung
ausgebildete Düsenteilbereich 4 bietet
in der Zusammenwirkung mit der ebenen Deckfläche 5 bzw. der Anlagefläche 9 unter
den bei den relativ großen Gehäuse-Formteilen 1, 2 unvermeidlichen
Herstellungs- und Fügetoleranzen
einen zweifachen Vorteil. Sollte es zu einem Versatz der Gehäuse-Formteile 1, 2 in 3 in der Richtung der Anlageflächen 9, 12 kommen,
so hat dies überhaupt
keinerlei Einfluss auf die Querschnittsgröße der Venturidüse V. Sollte
in einer Bauserie toleranzbedingt der Kontaktdruck zwischen den
Anlageflächen 9, 12 bzw.
deren Zwischenabstand fluktuieren, dann bedeutet dies nur einen vernachlässigbaren
Einfluss auf die Querschnittsgröße der Venturidüse V, da
dank des tiefen U-Querschnitts (Weite b) die Querschnittsfläche der
engen Venturidüse
kaum spürbar
variieren kann. Grundsätzlich
lässt sich
sagen, dass der Düsenteilbereich 4 so
eng und tief wie möglich
und auch gerundet sein sollte, damit Toleranzen und die Strömungsverhältnisse
in der Venturidüse
keine negativen Einflüsse auf
die Schalt- und Funktionscharakteristika des Geräts gewinnen. Im Venturiquerschnitt
sollten zumindest weitestgehend laminare Strömungsverhältnisse vorliegen.
-
Bedingt durch das Herstell- und Fügeverfahren
des Heizblocks B ist die Venturidüse in die beiden Düsenteilbereiche 4, 5 geteilt,
und zwar in den Anlageflächen 9, 12.
Erst die schweißtechnische
Verbindung der beiden Gehäuse-Formteile 1, 2 ergibt
die funktionsfähige
Venturidüse.
Die Formung der Düsenteilbereiche
mit stationären
Flächen
der Spritzgussform resultiert in der notwendigen Präzision und Formtreue
und Schalt- und Funktionscharakteristika, die die Notwendigkeit
einer Nachjustierung ausschließen.
Die Dichtstege werden nicht nur in einen Dichtschluss gezwungen,
der parallele Leckströmungen
im Bereich der Venturidüse
ausschließt,
sondern auch verhindert, dass der sensible Bereich der Venturidüse vor beim
Schweißen
verdrängtem
Material geschützt
bleibt.