DE102007041314B4

DE102007041314B4 - Verfahren zur Herstellung eines wasserführenden Haushaltsgeräts sowie wasserführendes Haushaltsgerät

Info

Publication number: DE102007041314B4
Application number: DE102007041314.0A
Authority: DE
Inventors: Anton Oppel; Bernd Schessl
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2007-08-31
Filing date: 2007-08-31
Publication date: 2014-08-21
Anticipated expiration: 2027-09-01
Also published as: CN101790339B; CN101790339A; US8783272B2; US20110155187A1; WO2009027402A1; EP2185057B1; TR201900443T4; EP2185057A1; PL2185057T3; DE102007041314A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines wasserführenden Haushaltsgeräts, insbesondere einer Geschirrspülmaschine oder einer Waschmaschine, mit einem Spülbehälter (8) zur Aufnahme von Spülgut, der wenigstens aus zwei Metallabschnitten (2, 4, 16) aus jeweils unterschiedlichen metallischen Werkstoffen gebildet ist, von denen ein Werkstoff ein austenitisches Metall ist, dadurch gekennzeichnet, dass nach einer Schweißverbindung der beiden Metallabschnitte (2, 4, 16) in dem Metallabschnitt (4) aus austenitischem Metall eine Umformung erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines wasserführenden Haushaltsgeräts, insbesondere einer Geschirrspülmaschine oder einer Waschmaschine, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein wasserführendes Haushaltsgerät, insbesondere eine Geschirrspülmaschine oder eine Waschmaschine, nach dem Patentanspruch 14.
Wasserführende Haushaltsgeräte, wie beispielsweise Geschirrspülmaschinen, weisen einen Spülbehälter auf, in dem zu reinigendes Spülgut, beispielsweise in ausziehbar gelagerten Geschirrkörben, eingebracht wird. Während eines Reinigungsvorgangs wird das Spülgut mit Spülflotte beaufschlagt.
Derartige Spülbehälter können aus rostfreiem Stahl, Kunststoff, oder einer Kombination dieser Materialien hergestellt werden. Dabei kann der Spülbehälter aus zwei beziehungsweise drei Hauptteilen bestehen, beispielsweise im Fall von drei Hauptteilen aus einem Boden mit einer Behälterrückwand sowie einem Behältermantel mit Dach, aus einem Boden, einem Behältermantel mit Dach und einer Rückwand, sowie aus einem Boden, einem Behältermantel mit Rückwand und einem Dach. Es können Hauptteile des Spülbehälters aus rostfreiem Edelstahl oder Kunststoff gefertigt werden oder es ist auch denkbar, dass eines oder zwei der genannten Hauptteile aus rostfreiem Edelstahl und die restlichen Teile aus Kunststoff gefertigt sind.
Die Hauptteile eines Spülbehälters aus rostfreiem Edelstahl können miteinander verschweißt werden und durch ein entsprechendes Expandierverfahren in eine gewünschte Form gebracht werden. Dabei wird für die Hauptteile des Spülbehälters austenitischer Stahl verwendet, der beispielsweise einen hohen Nickelgehalt (> 8%, zum Beispiel WNr. 1.4301 (X5CrNi18-10), (V2A)) aufweisen kann. Dieser austenitische Stahl zeichnet sich durch eine gute Umformbarkeit und Verschweißbarkeit aus. Der hohe Nickelgehalt derartiger austenitischer Stähle bedingt jedoch einen hohen Materialpreis. Eine preiswertere Alternative zu austenitischen Stählen sind so genannte ferritische Stähle, die aufgrund ihrer geringen Dehnbarkeit jedoch im Vergleich zu austenitischen Stählen nur geringfügig umgeformt werden können und sich daher nicht für eine Umformung mit dem Expandierverfahren eignen.
Aus der DE 10 2005 062 478 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Spülbehälters für eine Geschirrspülmaschine bekannt. Zur Bildung des Spülbehälters werden wenigstens zwei Bauteile aus zwei unterschiedliche metallische Werkstoffen, Chrom-Stahl und Chromnickel-Stahl, verwendet. Dabei ist das erste Bauteil aus Chrom-Stahl als Behältermantel und das zweite Bauteil aus Chromnickel-Stahl als versteifendes Rahmenteil ausgebildet. Eine Umformung des Rahmenteils erfolgt erst, nach dem eine formschlüssige Verbindung zwischen Behältermantel und Rahmenteil hergestellt wurde.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines wasserführenden Haushaltsgeräts sowie ein wasserführendes Haushaltsgerät bereitzustellen, das mit reduzierten Materialkosten herstellbar ist.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch sämtliche Merkmale des Patentanspruchs 1 und/oder des Patentanspruchs 14 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
Erfindungsgemäß erfolgt nach dem Verbinden der wenigstens zwei unterschiedlichen Werkstoffe durch Herstellen einer Schweißverbindung wenigstens im Bereich des austenitischen Metalls wenigstens eine Umformung. Dabei kann es sich bei den metallischen Werkstoffen um unterschiedliche Metalle und/oder Legierungen handeln oder auch um Modifikationen eines metallischen Werkstoffs mit unterschiedlichen Materialeigenschaften, insbesondere bezüglich der Verarbeitbarkeit. Durch diese Maßnahme wird es auf überraschende Weise möglich, die Materialkosten zu reduzieren, da entsprechend den Anforderungen eines beispielsweise folgenden Umformvorgangs, wie beispielsweise ein Expandierverfahren, es möglich ist, die entsprechenden Metalle mit den erforderlichen Eigenschaften auszuwählen. Es kann es sich bei den Austenitbildnern um Nickel, Kobalt und/oder Mangan handeln. Es wird ein austenitisches Metall verwendet, welches eine besonders gute Umformbarkeit und Verschweißbarkeit aufweist.
Es daher vorzugsweise vorgesehen, dass metallische Werkstoffe mit einem unterschiedlichen Gehalt an Austenitbildnern verwendet werden, das heißt also Modifikationen eines metallischen Werkstoffs wie beispielsweise rostfreier Stahl. Somit wird ein teures aber gut umformbares und schweißbares Metall in den Bereichen verwendet, in den besonders starke Umformungen vorgesehen sind und/oder Schweißnähte angebracht werden. Andere Bereiche hingegen, die keiner derartig Umformung ausgesetzt sind oder nicht verschweißt werden, werden aus Metall mit einem geringeren Gehalt an Austenitbildnern gefertigt.
Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, dass ein ferritisches Metall verwendet wird, dessen Eigenschaft zur Herstellung von Bereichen, die keiner starken Umformung unterliegen, ausreichend ist.
Der Spülbehälter wird vorzugsweise aus wenigstens zwei Hauptteilen gebildet wird. Dabei wird unter Hauptteil ein Bestandteil des Spülbehälters verstanden, der wenigsten das Dach, den Boden, eine der Seitenwände oder der Rückwand eines Spülbehälters bildet. Ein Hauptteil kann jedoch auch mehrere den Innenraum des Spülbehälters begrenzende Flächen umfassen. Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, dass wenigstens eines der Hauptteile aus wenigstens zwei unterschiedlichen metallischen Werkstoffen gefertigt wird, das heißt, eines der Hauptteile ist aus einer heterogenen Materialkombination gebildet.
Zur Unterbindung von Korrosionsdefekten, insbesondere von Spaltkorrosion, ist vorgesehen, dass wenigstens in einem Verbindungsbereich der wenigstens zwei unterschiedlichen metallischen Werkstoffe eine Versiegelung mit Kunststoff aufgebracht wird.
Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass in wenigstens einem Verbindungsbereich der wenigstens zwei unterschiedlichen metallischen Werkstoffe eine unterschiedlich isolierende Beschichtung aufgebracht wird, so dass sichergestellt ist, dass es zu keiner chemisch begünstigten Korrosion und insbesondere Spaltkorrosion in Verbindungsbereichen der beiden unterschiedlichen metallischen Werkstoffe kommt, da durch die Versiegelung mit Kunststoff beziehungsweise die elektrisch isolierende Beschichtung der elektrochemische Korrosionsprozess unterbunden ist.
In einer alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, dass in wenigstens einem Verbindungsbereich der wenigstens zwei unterschiedlichen metallischen Werkstoffe eine Passivierung aufgebracht wird. Dabei verhindert die Passivierung die Diffusion, so dass ein Fortschreiten der Korrosion des Werkstoffs gestoppt ist.
Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass die Passivierung Chrom enthält. Dabei bildet das Chrom eine Chromoxidschicht, die die weitere Oxidation verhindert. Von Vorteil ist, dass sich die Oxidschicht, zum Beispiel im Fall von Beschädigung, durch Kontakt mit der Atmosphäre erneuert, das heißt die Passivierung ist selbstheilend. Anstelle von Chrom können auch andere Werkstoffe verwendet werden, wie zum Beispiel Aluminium, Titan, Blei, Zink oder Silizium. Ferner kann während des Fertigungsverfahrens vorgesehen sein, die Ausbildung der Passivierung zu beschleunigen, zum Beispiel durch Behandlung mit Salpetersäure oder Zitronensäure.
In einer alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, dass wenigstens eine Opferanode angeordnet wird. Das heißt, es wird ein Block aus einem elektrochemisch unedlerem Metall, das heißt ein niedrigeres Potenzial aufweisendes Metall elektrisch leitend mit dem zu schützenden edlerem Metall, das heißt das Metall mit dem höchsten Gehalt an Austenitbildnern verbunden. in einer wässrigen Lösung, wie sie die Spülflotte im inneren eines wasserführenden Haushaltsgeräts wie einer Geschirrspülmaschine darstellt, bilden die Opferanode und das Metall mit dem höheren Gehalt an Austenitbildnern ein Lokalelement, wobei sich im weiteren Verlauf die Opferanode langsam auflöst und so das edlere Metall, das heißt das Metall mit dem höheren Gehalt an Austenitbildnern, vor Korrosion bewahrt.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, dass wenigstens eine Fremdstromanode angeordnet wird. Die Fremdstromanode weist eine elektrische Verbindung mit einer Gleichspannung auf, die beispielsweise von einem Netzteil des wasserführenden Haushaltsgeräts, wie beispielsweise einer Geschirrspülmaschine geliefert wird. Dabei wird das zu schützende Metall, das heißt das Metall mit dem höheren Gehalt an Austenitbildnern, mit dem negativen Pol der Spannungsquelle und der positive Pol mit der Fremdstromanode verbunden. Es stellt sich ein Schutzstrom ein, der die elektrochemisch bedingte Korrosion unterbindet.
Ferner gehört zur Erfindung ein wasserführendes Haushaltsgerät, insbesondere eine Geschirrspülmaschine oder eine Waschmaschine, wenigstens aufweisend einen Spülbehälter, der gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurde.
Weitere, vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf eine Zeichnung erläutert.
Es zeigen:
1 einen ersten Schritt eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Spülbehälters für ein wasserführendes Haushaltsgerät, insbesondere eine Geschirrspülmaschine;
2 einen zweiten Schritt eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Spülbehälters für ein wasserführendes Haushaltsgerät, insbesondere eine Geschirrspülmaschine;
3 einen dritten Schritt eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Spülbehälters für ein wasserführendes Haushaltsgerät, insbesondere eine Geschirrspülmaschine; und
4 eine schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Spülbehälters.
Es wird auf die 1 bis 4 Bezug genommen.
Dargestellt ist ein eine Mantelplatine 14 bildender rechteckförmiger Metallabschnitt, der zusammen mit einer Bodenplatine 16 den Spülbehälter 8 bildet, beispielsweise einer Geschirrspülmaschine.
Die Mantelplatine 14 ist dabei gebildet aus einem größeren Abschnitt 2 aus einem ferritischen Metall und einem deutlich kleineren Abschnitt 4 aus einem austenitischen Metall. Entlang eines Verbindungsbereichs 6 wurden diese beiden Abschnitte 2, 4 mittels Rollnaht- oder Laserschweißen miteinander verbunden (vergleiche 1).
In einem nächsten Schritt (vergleiche 2) wird die Bodenplatine 16 ebenfalls mittels Rollnaht- oder Laserschweißen an die Mantelplatine 14 angeschweißt. Dabei ist die Bodenplatine 16 aus einem austenitischem Metall gefertigt. Der Verbindungsbereich 10 zwischen der Mantelplatine 14 und der Bodenplatine 16 erstreckt sich dabei sowohl in einem Bereich mit austenitischem als auch in einem Bereich mit ferritischem Metall.
In einem weiteren Schritt wird das so erhaltene Halbzeug zu einem Zylinder geformt und mittels Rollnaht- oder Laserschweißen entlang einer Verbindungsnaht 18 geschlossen (vergleiche 3). Dabei ist der Bereich der Vorderseite 20, in der später die Behältertür eines fertigen Geschirrspülers angeordnet ist, aus austenitischem Metall gefertigt, was große Umformungen in diesem Bereich erlaubt. Gleiches gilt für den Bereich der Bodenplatine 16. Der große Abschnitt der Mantelplatine 14 ist hingegen aus ferritischem Metall gefertigt, was nur geringfügige Umformungen erlaubt.
Anschließend erfolgt die Fertigstellung des Spülbehälters 8 mittels eines Expansionsverfahrens, bei dem der zylinderförmige Grundkörper in einen quaderförmigen verwandelt wird. Dabei wird durch die Anordnung der austenitischen und ferritischen Stähle sichergestellt, dass eine ausreichende Umformbarkeit in den Bereichen gegeben ist, die einer starken Umformung ausgesetzt sind. In den übrigen Bereichen, die keiner Vergleichsweisen starken Umformung ausgesetzt sind, sind ferritische Stähle angeordnet. Abschließend wird zur Komplettierung des Spülbehälters 8 eine Behälterrückwand angeschweißt (nicht dargestellt).
Ferner sind die Abmessungen der Mantelplatine 14 und der Bodenplatine 16 derart gewählt, dass bei einem fertig gestellten Spülbehälter 8 Schweißstellen, beispielsweise im Verbindungsbereich 6, durch einen Dichtbettrahmen 12 für eine Bedienperson verdeckt und daher unsichtbar angeordnet sind (vergleiche 4). Ferner können Mittel zur Vermeidung von Spaltkorrosion vorgesehen sein (nicht dargestellt). Dabei kann es sich um eine Versiegelung mit Kunststoff oder eine andere elektrisch isolierende Beschichtung handeln. Alternativ hierzu kann eine Passivierung aufgebracht werden, die beispielsweise unter anderem Chrom enthält und durch das Ausbilden einer Chromoxidschicht eine Passivierung und damit Verhinderung von Spaltkorrosion bewirkt.
Schließlich kann auch eine Opferanode vorgesehen sein, die durch ihren Abtrag bewirkt, dass die Spaltkorrosion unterbunden ist. Schließlich kann auch vorgesehen sein, dass eine Fremdstromanode angeordnet wird, die mit einer Gleichspannungsquelle eines wasserführenden Haushaltsgeräts verbunden ist und so elektrochemisch bedingte Korrosion unterbindet.
Bezugszeichenliste

2: Größerer Abschnitt (ferritisches Metall)
4: Kleinerer Abschnitt (austenitisches Metall)
6: Verbindungsbereich
8: Spülbehälter
10: Verbindungsbereich
12: Dichtbettrahmen
14: Mantelplatine
16: Bodenplatine
18: Verbindungsnaht
20: Vorderseite

Claims

Verfahren zur Herstellung eines wasserführenden Haushaltsgeräts, insbesondere einer Geschirrspülmaschine oder einer Waschmaschine, mit einem Spülbehälter (8) zur Aufnahme von Spülgut, der wenigstens aus zwei Metallabschnitten (2, 4, 16) aus jeweils unterschiedlichen metallischen Werkstoffen gebildet ist, von denen ein Werkstoff ein austenitisches Metall ist, dadurch gekennzeichnet, dass nach einer Schweißverbindung der beiden Metallabschnitte (2, 4, 16) in dem Metallabschnitt (4) aus austenitischem Metall eine Umformung erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass metallische Werkstoffe mit einem unterschiedlichen Gehalt an Austenitbildnern verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Austenitbildnern um Nickel, Kobalt und/oder Mangan handelt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als ein metallischer Werkstoff ein ferritisches Metall verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens in einem Verbindungsbereich (6, 10, 18) der Metallabschnitte (2, 4, 16) mit wenigstens zwei unterschiedlichen metallischen Werkstoffen eine Versiegelung mit Kunststoff aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spülbehälter (8) aus wenigstens zwei Hauptteilen (14, 16) gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Hauptteile (14) aus wenigstens zwei unterschiedlichen metallischen Werkstoffen gefertigt wird.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Hauptteil (14, 16) einen Boden, eine Behälterrückwand und/oder ein Dach des Spülbehälters bilden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens im Verbindungsbereich (6, 10, 18) der Metallabschnitte (2, 4, 16) mit wenigstens zwei unterschiedlichen metallischen Werkstoffen eine elektrisch isolierende Beschichtung aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens im Verbindungsbereich (6, 10, 18) der Metallabschnitte (2, 4, 16) mit wenigstens zwei unterschiedlichen metallischen Werkstoffen eine Passivierung aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Passivierung Chrom enthält.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Opferanode angeordnet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Fremdstromanode angeordnet wird.
Wasserführendes Haushaltsgerät, insbesondere Geschirrspülmaschine oder Waschmaschine, wenigstens aufweisend einen nach einem der Ansprüche 1 bis 13 gefertigten Spülbehälter (8).