DE3120375C2 - - Google Patents
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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)
- 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.
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