DE3120375C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Überdrucksicherung für zylindrische Behälter zur Aufnahme eines unter Druck stehen­ den Mediums, die aus einem die Seitenwand bildenden Rohrstück bestehen, dessen obere und untere Kreisränder fest mit den Rändern kreisförmiger Abschlußdeckel verbunden sind, wobei der eine, den Behälterboden bildende Abschlußdeckel dom­ förmig nach innen gewölbt ist und im Mittenbereich eine zu­ sätzliche, nach außen gerichtete Wölbung, sowie eine Sollbruchlinie verringerter Materialstärke aufweist.

Überdrucksicherungen dieser Art werden vorzugsweise für Be­ hälter verwendet, die unter den verhältnismäßig hohen, bei unsachgemäßer Behandlung sich gefährlich erhöhenden Druck eines Treibgases bestehen, sog. Spraydosen.

Bei einer gattungsgemäßen Überdrucksicherung (US-PS 38 31 822) besteht die zusätzliche Wölbung des nach innen gewölbten Ab­ schlußdeckels aus einer geradlinigen Radialsicke und einem Paar von Sollbruchlinien, die mit Abstand beiderseits die­ ser Sicke, bogenförmig verlaufend angeordnet sind. Diese Radialsicke soll beim Entstehen eines unzulässigen Über­ drucks im Behälter ein zeltartiges Aufbiegen des zwischen den Sollbruchlinien liegenden Abschnitts des Abschlußdeckels des Behälters nach außen um eine durch die Sicke gebildete Bie­ gelinie hervorrufen und dabei ein Aufreißen der beiden paral­ lelen Sollbruchlinien bewirken.

Diese Ausbildung einer Überdrucksicherung fand offenbar keine Einführung in die Technik; sie setzte sich jedenfalls wirt­ schaftlich nicht durch und ist auf dem Markt nicht vorhanden.

Der Grund für diesen Umstand ist vermutlich darin zu suchen, daß die bei der Massenfertigung von dosenartigen Behältern in Kauf zu nehmenden Toleranzen beim Einbringen der Sollbruch­ linien dazu führen können, daß diese nicht etwa gleichzeitig und gleichmäßig aufreißen, und daß damit die erwähnte zeltar­ tige Aufbiegung um die Radialsicke nicht oder nicht in der gewünschten Form zustande kommt, und damit auch der schnelle Abbau des Überdrucks und damit der Sicherheitseffekt beein­ trächtigt wird. Diese Schwierigkeit konnte auch nicht durch zusätzliche in den Abschlußdeckel eingeprägte seitliche Ver­ steifungssicken behoben werden.

Es ist weiter ein von Hand zu öffnender Veschluß für Geträn­ kebehälter bekannt, die, da sie nur einen den Atmosphären­ druck leicht übersteigenden Innnendruck aufweisen, keiner Überdrucksicherung bedürfen. Diese Verschlüsse sind paarwei­ se, der eine für die Ausgußöffnung und der andere für den Luftzutritt bestimmt und nebeneinander im Abschlußdeckel des Behälters angeordnet. Beide Verschlüsse des Paares sind dom­ artig gewölbt und von Sollbruchlinien umrundet, deren Enden einander mit Abstand gegenüberliegen. Bei diesen Verschlüssen, die nämlich durch einen Fingerdruck von Hand von außen her be­ tätigt werden, weisen nach dem Inneren der Dose gerichtete domartige Wölbungen auf, wobei zur Erleichterung des Auf­ reißens der Sollbruchlinie von außen her zwei konzentrische Sollbruchlinien mit geringem Abstand zueinander angeordnet sind, die mit Bezug auf ihre Querschnittsformen und Quer­ schnittstiefen und ihren Abstand sorgfältig aufeinander ab­ gestimmt sind, damit das leichte Aufreißen sichergestellt wird (US-PS 39 02 626).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die anfangs ge­ schilderten Nachteile der gattungsgemäßen Überdrucksicherung zu vermeiden; sie geht dabei von der Erkenntnis aus, daß die Ausbildung eines Dosenverschlusses nach der erwähnten US-PS 39 02 626 in seiner prinzipiellen Gestaltung geeignet ist, die Aufgabe der Schaffung einer solchen Überdrucksiche­ rung zu lösen. Die Lösung wird deshalb erfindungsgemäß da­ rin gesehen, daß die zusätzliche nach außen gerichtete Wöl­ bung des Abschlußdeckels ebenfalls domförmig ausgebildet und von einer etwa kreisförmigen Sollbruchlinie mit einander im Abstand gegenüberliegenden Enden umrandet ist.

Diese Lösung, nämlich die zusätzliche zentrale Wölbung des Abschlußdeckels nicht geradlinig als Sicke, sondern ebenfalls domförmig auszubilden und mit einer einzigen Sollbruchlinie zu umranden, führt bei einem das zulässige Maß übersteigenden Innendruck im Behälter dazu, daß bei einer erfahrungsgemäß an der Peripherie des Abschlußdeckels beginnenden, sich zur Mitte hin fortsetzenden, nach außen gerichteten Ausbeulung der domförmigen Wölbung des Abschlußdeckels die mit ihrer Nutöffnung nach außen gerichtete Sollbruchlinie durch den Beulvorgang zuerst an der ihren einander gegenüberliegenden Enden abgewandten Seite aufgerissen wird, weil die Beulbewe­ gung zu einem Voneinanderwegbiegen der an die Nut der Soll­ bruchlinie angrenzenden Abschnitte einerseits der Wölbung und andererseits des diese umgebenden Teiles des Abschluß­ deckels führt, bei der auch die Seitenwände der Nut vonein­ ander weg bewegt und der Nutboden entsprechend geknickt werden. Beim anschließenden weiteren Aufreißen der Sollbruchlinie bis zu deren Enden bringt die Eigenart der domförmigen Wölbung es mit sich, daß die entstehenden äußeren Begrenzungskanten der Wölbung einen Abstand von den Begrenzungskanten der umge­ benden Abschnitte des Abschlußdeckels gewinnen und ein Ver­ haken und übereinanderschiebendes Verklemmen dieser Begren­ zungskanten vermieden wird.

Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 die Bodenansicht eines Behälters in perspektivi­ scher Darstellung,

Fig. 2 die Bodenansicht des Behälters nach Fig. 1 in ver­ größertem Maßstab,

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 in Fig. 2,

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 in Fig. 2 in ver­ größertem Maßstab und

Fig. 5 bis 12 Bodenansichten und -schnitte des Behälters nach den Fig. 2 und 3 in anderen Betriebszuständen.

Bei dem in den Fig. 1 bis 10 dargestellten Behälter handelt es sich um einen konventionellen Behälter, der für das Auf­ nehmen und Abgeben von unter Druck stehenden Flüssigkeiten bestimmt ist. Zur Aufnahme eines (nicht dargestellten) Ver­ schlusses weist der Behälter 10 an der mit 14 bezeichneten Seite einen im Durchmesser kleineren Teil auf. Die andere Seite der rohrförmigen Seitenwand 12 des Behälters ist mit einem domförmigen und nach innen gerichteten Abschlußdeckel 16 versehen; dieser ist entlang seinem Umfang mit der Seiten­ wand 12 durch eine Doppelfalzverbindung 18 verbunden.

Der aus vergütetem Stahl tiefgezogene Abschlußdeckel 16 weist einen kreisförmigen Zentralbereich auf, den die strichpunk­ tierte Linie 22 begrenzt. Gegenüber einem ringförmigen Außen­ bereich ist dieser kreisförmige Zentralbereich 20 durch einen ringförmigen Zwischenbereich 26 abgegrenzt, der durch die strichpunktiert wiedergegebenen Linien 22 und 28 begrenzt wird.

Durch den ringförmigen Zwischenbereich 26 erstrecken sich in Radialrichtung sog. Lüders-Linien 30; dies sind sicht­ bare Oberflächenmarkierungen, die durch das inhomogene Fließen des Materials bei Tiefziehvorgängen entstehen. Der Abschlußdeckel 16 weist weiterhin noch biaxiale, sich kreu­ zende Spannungslinien 32 im ringförmigen Außenbereich 24 auf. Auch diese Linien sind das Resultat eines inhomogenen Materialflusses, während der Tiefziehvorgänge. Der ringför­ mige Zwischenbereich 26 ist dünner als der kreisförmige Zen­ tralbereich 20 und der ringförmige Außenbereich 24, und die­ ser ist dicker als der kreisförmige Zentralbereich 20. Diese Dickenverhältnisse sind ebenfalls das Resultat der Tiefzieh­ vorgänge.

Im kreisförmigen Zentralbereich 20 ist eine domförmige Wöl­ bung 34 vorgesehen, die von einer einzelnen Sollbruchlinie 36 umrandet ist; diese liegt auf einem Kreis, der konzentrisch zum Mittelpunkt des Abschlußdeckels 16 angeordnet ist. Die Enden 36′ dieser Sollbruchlinie 36 sind durch einen Abstands­ bereich 38 voneinander getrennt, der im wesentlichen normale Materialdicke und normale Materialfestigkeit aufweist. Die domförmige Wölbung 34 ist nach außen gerichtet ausgebildet, und die Sollbruchlinie 36 besteht aus einer Nut in der Außen­ fläche des Abschlußdeckels 16.

Aufgrund seiner Struktur reagiert der Abschlußdeckel, wenn der Druck einen vorgegebenen Wert überschreitet mit einer teilweisen Ausbeulung im ringförmigen Außenbereich 24, wie in Fig. 5 und 6 mit 40 angedeutet.

Versuche haben ergeben, daß die Ausbeulung 40 des Abschluß­ deckels 16 an zufälligen Stellen des Außenrandes beginnt und schnell von der bezeichneten Position nach innem weiter­ geführt wird. Wie aus Fig. 7 und 8 zu ersehen, führt die Aus­ beulung dann radial, wellenförmig quer über den ringförmi­ gen Zwischenbereich 26 bis in den kreisförmigen Zentralbe­ reich 20 weiter. Die radialen Lüders-Linien konzentrieren sich dabei auf die radial nach innen gerichtete Ausbreitung der Ausbeulung 40′′ und erzeugen starke Biegespannungen ent­ lang der Sollbruchlinie 36, die die domförmige Wölbung 34 umrandet. Diese Konzentration von mechanischen Spannungen ist stark genug, ein lokales Aufreißen des Abschlußdeckels 16 entlang der Sollbruchlinie 36 herbeizuführen, wie dies mit 42 in den Fig. 9 und 10 angedeutet ist. Ein Teil des unter Überdruck stehenden Behälterinhaltes wird durch diese aufgerissene Stelle 42 abgeführt, dabei setzt sich der Auf­ reißvorgang entlang der Sollbruchlinie 36 fort. Der Abstands­ bereich 38 stellt bei diesem Vorgang ein Scharnier dar, um das die domförmige Wölbung 34 unter dem Druck des nach außen drängenden Behälterinhaltes nach außen gebogen wird. Die dom­ förmige Wölbung 34 bleibt dabei mit dem Abschlußdeckel ver­ bunden.

Da, wie bereits erläutert, die örtliche Ausbeulung an einer zufälligen Stelle des ringförmigen Außenbereichs des Abschluß­ deckels 16 erfolgt, kann die Anfangsausbeulung zwischen dem Abstandsbereich 38 und dem Außenrand des Abschlußdeckels 16 beginnen und sich radial nach innen so fortsetzen, wie dies in den Fig. 11 und 12 mit 40 a angedeutet ist; sie umschließt dabei die domförmige Wölbung 34, bevor das Aufreißen an der mit 42 a angedeuteten Stelle beginnt.

Das Aufreißen der Sollbruchlinie 36 erfolgt aufgrund der durch die Ausbeulung bewirkte Biegespannungskonzentration, die so groß ist, daß die durch normalen Werkzeugverschleiß, Schwankungen der Materialfestigkeit und Materialdicke bewirk­ ten Unterschiede im Verlauf der Sollbruchlinie 36 kompensiert werden.

Die gegenüber dem restlichen Teil des nach innen gerichteten Abschlußdeckels 16 nach außen gerichtete domförmige Wölbung 34 gewährleistet weiter, daß die beiderseits der Sollbruch­ linie 36 befindlichen Abschnitte des Abschlußdeckels 16 bzw. der domförmigen Wölbung 34 beim Aufreißvorgang vonein­ ander weg und nicht gegeneinander bewegt werden.

Claims (1)

1. Überdrucksicherung für zylindrische Behälter zur Aufnahme eines unter Druck stehenden Mediums, die aus einem die Sei­ tenwand bildenden Rohrstück bestehen, dessen obere und un­ tere Kreisränder fest mit den Rändern kreisförmiger Ab­ schlußdeckel verbunden sind, wobei der eine, den Behälter­ boden bildende Abschlußdeckel domförmig nach innen gewölbt ist und im Mittenbereich eine zusätzliche nach außen gerich­ tete Wölbung sowie eine Sollbruchli­ nie verringerter Materialstärke aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche nach außen gerichtete Wölbung (34) eben­ falls domförmig ausgebildet und von einer etwa kreisförmigen Sollbruchlinie (36) mit einander im Abstand gegenüberliegen­ den Enden (36′) umrandet ist.