DE716882C - Mit einer aeusseren Bewehrung versehener, geschweisster Behaelter - Google Patents
Mit einer aeusseren Bewehrung versehener, geschweisster BehaelterInfo
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- Packaging Of Annular Or Rod-Shaped Articles, Wearing Apparel, Cassettes, Or The Like (AREA)
Description
DEUTSCHES REICH
Il MRl 1942
AUSGEGEBENAM
31. JANUAR Ϊ942
REICHSPATENTAMT
.M 716882 KLASSE 17 g GRUPPE
-E 50/J/
Andre Freudenberg in Paris
ist als Erfinder genannt worden.
Etablissements Freudenberg in Paris
Patentiert im Deutschen Reich vom 28. Januar 1938 an
Patenterteilung bekanntgemacht am 8. Januar 1942
ist in Anspruch genommen.
Die Erfindung betrifft einen mit einer äußeren Bewehrung versehenen Behälter für komprimierte
oder verflüssigte Gase, der aus -einem zylindrischen Mittelteil sowie sich verjüngenden
Endteilen besteht. Man kennt bereits mit einer äußeren Drahtumwicklung versehene
Behälter dieser Art, die aus Teilen zusammengesetzt sind, welche durch Schweißnähte untereinander
verbunden sind, die in Querrichtung verlaufen. Die Anwendung derartiger Querschweißnähte
stellt aber einen erheblichen Nachteil dar; denn wenn man bei einem Behälter die Böden mit dem Mittelkörper durch
eine Schweißnaht verbindet, so ist man gezwungen, falls der Behälter hohen inneren
Drucken ausgesetzt wird, noch eine besondere Längsyerstärkung vorzusehen. Eine solche
Längsverstärkung läßt sich aber in einwandfreier Weise nur sehr schwer und keinesfalls
mit einer Drahtumwicklung herstellen; denn es ist unmöglich, sämtliche Längsdrähte in
übereinstimmenderWeise zu spannen. Infolgedessen muß die Anwendung von Querschweißnähten
für die Herstellung von Hochdruckflaschen vermieden werden; denn eine mangelhafte
Längsverstärkung kann außerordentlich gefährlich werden, da Unfälle durch Explodieren
der Flasche und Abspringen der durch Querschweißnähte mit dem zylindrischen Mittelteil
verbundenen Behälterenden entstehen können.
Es- hat daher bisher ein Vorurteil gegen die Verwendung geschweißter, mit äußerer Bewehrung
versehener Hochdrucknaschen bestanden, da man annahm, daß derartige Behälter
nicht die Sicherheit oder Druckfestig-
keit bieten können, die der Sicherheit der aus nahtlosen Rohren hergestellten Behälter oder
Flaschen gleichkommt.
Die vorliegende Erfindung stellt es sich daher zur Aufgabe, derartige mit äußerer Bewehrung
versehene, geschweißte Hochdruckbehälter herzustellen, die trotz eines geringen Gewichts eine Sicherheit und Druckfestigkeit
bieten, die mindestens der Sicherheit der aus ίο nahtlosen Röhren hergestellten Behälter oder
Flaschen gleichkommt und bei denen die bei Hochdruckflaschen mit Ouerschweißnähten
auftretenden Gefahren beseitigt sind.
Erfindungsgemäß sind zu diesem Zweck in an sich bekannter Weise die Behälter aus
mehreren durch Schmieden, Pressen, Ziehen usw. aus einem Blech oder einer Metallplatte
geformten Teilen zusammengesetzt, deren Ränder in durch die Achse des Behälters
gehenden .Ebenen liegen und die an diesen Rändern mit Schweißnähten miteinander verbunden
sind. Der in dieser Weise ausgebildete Behälter ist in seinem mittleren Teil bewehrt,
beispielsweise durch eine Umwicklung mit sehr festem Stahldraht.
Für die Endteile des Behälters sind ebenfalls besondere Bewehrungen, wie eine Stahldrahtbewehrung,
Verstärkungskappen o. dgl., vorgesehen.
jo Man hat zwar für einen als Schutzpanzer,
insbesondere für Gasmaskenträger anwendbaren mehrzelligen Gasbehälter kleinen Formats
vorgeschlagen, diesen Behälter aus zwei aus Blech geformten Teilen zusammenzusetzen
ts und ihn durch zwei senkrecht zueinander stehende Gruppen λόπ Schweißnähten zu verbinden.
Dieser bekannte Behälter, bei dem im übrigen keine äußere Bewehrung vorgesehen ist und infolge seiner äußeren Form
to auch nicht angebracht werden kann, bietet aber keine genügende Sicherheit, da infolge
der besonderen Anordnung der Schweißnähte schon bei geringen Gasdrucken starke Verformungen
der Behälterwandungen auftreten und die Gefahr eines Platzens des Behälters an irgendeiner nicht im voraus bestimmbaren
Stelle und in irgendeiner nicht voraussehbaren Form besteht.
Dagegen gewährleistet eine erfindungso gemäß ausgebildete Hochdruckflasche eine
hinreichende Sicherheit. Denn wenn aus irgendeinem Grunde die Schweißnaht längs
zwei Mantellinien des zylindrischen Teils des Behälters eine schwache Stelle aufweisen
Γ) würde, so würde die Umwicklung sich dem Platzen des Behälters unter der Einwirkung
des inneren Druckes widersetzen, und im ungünstigsten Falle würde man ein Entweichen
von Gas durch die Bewehrungsdrähte hino durch feststellen. Es ist andererseits klar, .
daß in Längsrichtung die in dieser Weise gebjldete geschweißte Flasche annähernd dieselbe
Festigkeit aufweist wie emc Flasche oder ein Behälter, der aus einem nahtlosen Rohr aus demselben Metall mit derselben
Wandstärke hergestellt wäre.
Falls man infolge von Fabrikationsschwierigkeiten nicht ohne erhebliche Mehrkosten
die Drahtuniwicklung auf die Endteile ausdehnen könnte, so könnte man diese Endteile
in folgender Weise sichern:
Die die Behälter bildenden Schalen erhalten au den Enden eine von der idealen Kugelform
etwas verschiedene Gestalt. In einer oder mehreren senkrecht zur Längsachse der Schale
verlaufenden Ebenen werden eine oder mehrere Hohl rippen zu folgendem Zweck vorgesehen
:
i. um die Festigkeil der Endteilc zu verstärken
und dementsprechend die Beanspruchungen der Schweißnähte unter der Einwirkung des inneren Druckes des Behälters
zu vermindern;
2. um das Aufsetzen einer oder mehrerer Bewehrungen zu ermöglichen, die entweder
aus mit Gewalt aufgezogenen oder heiß aufgeschrumpften Metallringen aus hartem Stahl
oder aus hochfestem Stahldraht bestehen. Diese Bewehrungen nehmen einen entsprechend
ihrem Querschnitt und ihrer Spannung beim Aufbringen auf den Behälter regelbaren
Teil der durch den inneren Druck bedingten Beanspruchungen auf.
Man kann so die Beanspruchungen der Schweißnähte der kugeligen oder anderen
Endteile so weit herabsetzen, daß kein Unfall zu befürchten ist. Der eine oder beide kugeligen
oder andersgestalteten Endteile können ferner in ein Mundstück oder einen Flaschenhals
auslaufen, der seinerseits bewehrt ist und so ein zusätzliches Widerstandselement bildet.
Die Festigkeit der nicht zylindrischen Endteile des Behälters kann auch durch andere
Mittel verbessert werden, wie nachstehend gezeigt werden soll: "
r. Man kann in jenen kugeligen oder andersgeformten Endkappen der Behälter durch
Pressen, Prägen, Stauchen oder irgendein anderes Verfahren Rillen anbringen, die in einer
durch den Mittelpunkt der Halbkugel gehenden Ebene einen größeren Querschnitt aufweisen
als derjenige Teil der Kugel, mit dem sie zusammenwirken, wobei ihr Profil derart
bestimmt ist, daß sie am besten den Beanspruchungen standzuhalten vermögen:
2. Es können eine oder mehrere Bewehrungen in Richtung der großen Kreise der Halbkugeln
in möglichst durch die Achse des Behälters gehenden Ebenen angeordnet werden. Die Ebene, welche die größte Wirksamkeit 12.0
ur. Behebung der Festigkeitsverminderung bietet,, die man infolge der Anwesenheit einer
Schweißnaht auf den Halbkugeln befürchten kann, liegt senkrecht zur Ebene dieser
Schweißnaht.
Diese Bewehrungen werden entweder an dem Behälter unmittelbar oder in Verbindung
mit den senkrecht zur Achse des Behälters verlaufenden Bewehrungen befestigt oder derart
ausgebildet, daß sie mit den beiden halbkugeligen Enden verbunden sind. Gemäß ίο einer anderen Ausführungsform kann man
auch die Enden der Flaschen o. dgl. verstärken, indem man sie mit einer ihrerseits halbkugeligen,
gegebenenfalls aus demselben Werkstoff wie die Flasche hergestellten Kappe bedeckt, die sich genau an die Oberfläche
der Halbkugeln anlegt. Diese Kappe wird auf dem von ihr abgedeckten Flaschenteil auf
irgendeine geeignete Weise, gegebenenfalls unter vorheriger Verzinnung der Berührungsflächen,
durch Löten o. dgl. befestigt. Die Kappe wird einen Teil der unter dem Einfluß
des inneren Drucks auf die halbkugeligen linden wirkenden Beanspruchungen aufnehmen
und dadurch entsprechend die Beanspruchungen herabsetzen, denen die Schweißnähte
dieser Endteile ausgesetzt sind. Die Dicke der Kappe wird derart berechnet, daß diese Beanspruchungen in dem gewünschten
Ausmaß vermindert werden. Falls es nicht notwendig ist, daß die Kappe außerdem auch
noch zur Erhöhung der Stoßfestigkeit der lindteile dient, oder falls man eine Gewichtsersparnis erzielen kann, wird man die Kappe
dadurch leichter ausbilden können, daß man in ihr Löcher oder Ausschnitte vorsieht oder
daß man nur den hinsichtlich der Verstärkung der Schweißnähte nützlichen Teil stehenläßt.
Dieser nützliche Teil der Käppenoberfläche liegt dabei entweder zwischen zwei Ebenen,
die durch die Achse der Flasche gehen und symmetrisch in bezug auf die Ebene der
Schweißnaht liegen, oder zwischen zwei Ebenen, die sich in gleichem Abstand von der
Ebene der Schweißnaht befinden und parallel zu dieser verlaufen. Im letzteren Falle beschränkt
sich die derart ausgenutzte Oberfläche der Kappe auf ein genügend breites Band, das die Schweißnaht abdeckt und zu
beiden Seiten dieser Naht an die Halbkugel angeschweißt oder angelötet ist.
Dieses Band könnte im übrigen auch über die ganze Länge der Schweißnaht der beiden*
durch Schweißung verbundenen Teile der Behälter fortlaufen und würde in diesem Falle
von der Drahtbewehrung auf dem zylindrischen Teil des Behälters- bedeckt werden.
Falls die Wandstärke der den Behälter bildenden Schalen so gewählt ist, daß eine Bewehrung
auf dem gesamten zylindrischen
ßo Teil nicht notwendig ist, damit die Flasche einen bestimmten Druck standhalten kann,
würde man bei Verwendung eines solchen die Schweißnaht auf ihrer ganzen Länge abdekkenden
und verstärkenden Bandes einen geschweißten Behälter erhalten, der dieselbe Festigkeit wie ein nahtloser Behälter aus
demselben Werkstoff und von derselben Dicke aufweisen könnte.
Alle oben beschriebenen Anordnungen zur A'^erstärkung der Schweißnähte der Endteile 7"
der Behälter könnten aber mehr oder weniger teilweise durch eine Drahtbewehrung dieser
Endteile ersetzt werden, vorausgesetzt, daß die kugelige Form dieser Endteile ein wenig
aligeändert wird. '/5
Man kann nämlich eine Drahtbewicklung in einem sehr geringen Abstand von den Enden
der Flaschen anfangen oder aufhören lassen, wenn man die kugelige Form der an den zylindrischen
Mittelteil anschließenden Endteile derart abändert, daß diese Endteile Teile eines Ellipsoids, Paraboloids, Kegelstumpfes
oder andern Umdrehungskörpers von solchem Profil aufweisen, daß die Drahtbewehrung
leicht ausführbar ist.
Indem man die axiale Höhe dieser unmittelbaren Oberfläche vergrößert, wird man beliebig
den Durchmesser des eine Kappe bildenden Endteiles herabsetzen und entsprechend die von der Schweißnaht dieser Kappe
aufgenommenen Beanspruchungen vermindern können.
Natürlich können alle vorstehend vorgesehenen Mittel zur Verstärkung der Endteile
der Flaschen oder Behälter einzeln oder in be-Hebiger Kombination Verwendung finden.
Zur Erläuterung sollen nachstehend an Hand der Zeichnungen lediglich beispielshalber
einige Ausführungsformen der erfinduaigsgemäßen Behälter beschrieben werden. i«o·
Fig. ι zeigt einen seitlichen Aufriß einer der Schalen, aus denen sich der Behälter zusammensetzt.
Fig. 2 zeigt im Aufriß, teilweise geschnitten, den vollständigen Behälter.
Fig. 3 und 4 zeigen von der Seite und vom Ende eine Art der Verstärkung der Endteile
des Behälters.
Fig. 5 und 6 zeigen entsprechend Fig. 3 und 4 eine andere Art der Verstärkung. no
■ Fig. 7 zeigt von der-Seite einen Behälter
mit auf die Endteile aufgesetzten Verstärkungskappen, wobei die eine Kappe fortgelassen
ist.
Fig. 8 ist ein Schnitt durch eine einzelne Kappe.
Fig. 9 und 10 zeigen Ausführungsformen, bei denen die Verstärkungskappe der Behälterenden
durchbrochen ist.
- Fig. ι r zeigt eine auf dem Endteil der
Flasche angebrachte Drahtbewehrung.
Auf Fig. ι ist eine aus geeignetem Metall
gepreßte Schale gezeigt, die eine Hälfte des vollständigen Behälters bildet. Diese Schale
besitzt einen zylindrischen Hauptteil c und Endteile b, die sich mehr oder weniger der
Form einer Viertelkugel nähern. Zwei Schalen gleichartiger Form sind an Längsfugen
zusammengeschweißt, wie man auf Fig. 2 sieht: der zylindrische Teil ist mit einer Verstärkung
in Form einer Drahtumwicklung c :o versehen. Zwischen dem Teil α und den Endteilen
b sind Hohlkehlen d (Fig. 1) vorgesehen, in die mit Gewalt Ring e (Fig. 2) eingesetzt
oder heiß aufgeschrumpft sind; die an jedem Ende des Behälters vorgesehenen Flaschenhälse / sind ebenfalls mit Bewehrungsringen
g versehen.
Auf Fig. 3 und 4 ist der Behälterkörper a ebenfalls mit Metalldraht c umwickelt, und
die Endteile b enthalten vier Hohlkehlen h. Ju diesem Falle sind vier Yerstärkungsrippen
k senkrecht zur Behälterachse sowie eine Rippe I vorgesehen, die in einer durch die
Behälterachse gehenden, aber einen rechten Winkel mit der (gestrichelt auf Fig". 4 gezeigten)
Schweißnaht m bildenden Ebene liegt. Dabei befindet sich ein Flaschenhals
nur an einem Ende und ist mit einem Bewehrungsring g wie bei Fig. 1 und 2 versehen.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 und 6 zeigt einige Unterschiede: die senkrecht
zur Achse des Behälters verlaufenden Verstärkungsringe bleiben bestehen, aber die
Endteile sind mit zwei Bändern η verstärkt, die, wie man auf Fig. 5 sieht, die beiden Endteile
des Behälters umfassen und sich etwa in der Behältermitte kreuzen.
Auf Fig. 7 und 8 ist ein Behälter, gezeigt, bei welchem der Mittelteil α ebenfalls eine
Drahtumwicklung c aufweist, während die Flaschenhälse mit Bewehrungsringen g versehen
sind. In diesem Falle sind jedoch die beiden Endteile durch Kappen 0 verstärkt,
die einzeln und im Schnitt auf Fig. 8 gezeigt sind. Diese Kappen werden auf die Endteile
aufgedrückt oder aufgeschrumpft und bei dem dargestellten Beispiel durch Lötung oder
Schweißung in ihrer Lage festgehalten. Um eine Gewichtsersparnis zu erzielen, können
die Kappen von öffnungen ρ durchbohrt sein. Auf Fig. 9 sind die Endkappen 0 ausgestanzt
und enthalten nur einen die äußersten Stellen des Behälters abdeckenden schmalen
Endring oder eine Endkappe q sowie einen Bewehrungsring k der auf Fig. 3 und 5 gezeigten
Art und Rippen r3 die längs einem großen Kreis des halbkugeligen Endteils b
angeordnet sind und die Schweißnähte in auf jeder Seite überdecken. Gewünschtenfalls
können die kleine Endkappe q und der Ring k fortgelassen werden.
Fig. 10 zeigt einen ähnlichen Behälter, bei dem eine Verstärkungsrippe r vorgesehen und
bei j über die ganze Länge des Behälters verlängert ist, derart, daß die Schweißnaht m
vollständig durch diese Rippe r, s bedeckt wird. Dieses Mittel kann an Stelle einer
Drahtumwicklung des Körpers a des Behälters vorgesehen oder in Verbindung mit einer
solchen Drahtbewehrung angewandt werden. Damit die Rippen r, s wirksam sind, müssen
sie zweckmäßig an ihrem Rand durch ein Metall von niedrigem Schmelzpunkt am Behälter
angelötet werden, um Schwächungen der Behälterwandungen an diesen Stellen zu vermeiden.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 11 ist schließlich der Endteil b leicht in der
Weise abgeändert, daß er mittels einer Stahldrahtbewehrung / verstärkt werden kann. 8c
Diese Bewehrung ist ausführbar und bleibt in ihrer Lage, selbst wenn sie in der Nähe des
äußersten Endes des Behälters beginnt oder bis zu diesem ausgedehnt wird. Im allgemeinen
ist es schwierig, eine Drahtbewehrung 8;;
auf einem kugeligen Endteil des Behälters festzuhalten; wenn man aber die kugeligen
Endteile, wie auf Fig. 11 gezeigt, derart abändert, daß die Endteile b sich an den zylindrischen
Körper mit einer gekrümmten Oberfläche anschließen, deren Gestalt sich der Form eines Kegels, eines Ellipsoids, eines
Paraboloids oder anderer geeigneter Umdrehungskörper nähert, so kanu die Drahtbewehrung
viel bequemer und viel näher bis nahe an die Enden gebracht werden.
Claims (7)
1. Mit einer äußeren Bewehrung versehener, geschweißter Behälter für komprimierteoder
verflüssigte Gase, der aus einem zylindrischen Hauptkörper sowie verjüngten Endteilen besteht, dadurch gekennzeichnet,
daß der Behälter aus mehreren, vorzugsweise zwei in an sich bekannter
Weise durch Schmieden, Pressen, Ziehen usw. aus einem Blech oder einer
Metallplatte geformten Teilen zusammengesetzt ist, deren Ränder in durch die Behiälterachse gehenden Ebenen liegen
und die an diesen Rändern durch Schweißnähte miteinander verbunden sind, wobei in an sich bekannter Weise der Mittelteil
(a) zur Erhöhung seines Widerstandes gegen Querbeanspruchungen mit einer
Stahldrahtbewehrung o. dgl. (c) versehen ist.
2. Behälter nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß die Endteile (&) mit
einer oder mehreren in senkrecht zur Behälterlängsachse verlaufenden Ebenen lie-
genden Hohlkehlen (d) versehen sind, in die Ringe (e) mit Gewalt eingesetzt oder
heiß aufgeschrumpft sind (Fig. 2).
3. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Endteile (&)
durch Rippen (/) verstärkt sind, die in einer die Behälterlängsachse enthaltenden
Ebene, aber senkrecht zur Schweißnaht (m) liegen (Fig. 3 und 4).
4. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Endteile (b) durch
Bänder («) verstärkt sind, die um beide annähernd halbkugeligen Endteile (b) des
Behälters gelegt sind (Fig. 5 und 6).
5. Behälter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Endteile
(b) von annähernd halbkugeliger Gestalt gegen Stöße durch eine Metallkappe (0)
geschützt ist, die im wesentlichen die Gestalt der Außenfläche des Endteils· aufweist,
mit dem sie beispielsweise durch Löten verbunden ist und die zur Verminderung
ihres Gewichtes gelocht oder ausgeschnitten ist und in letzterem Falle nur eine lediglich das äußere Behälterende
abdeckende kleine Endkappe (q) enthält, die durch Bänder (r) mit einem
Bewehrungsring (/e) verbunden ist, der um den Behälter annähernd an der Verbindungsstelle
zwischen dem zylindrischen Teil (a) und den halbkugeligen Endteilen (b) gelegt ist (Fig. 7, 8 und 9).
6. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Endkappen (o)
durch zwei die Schweißnähte (in) überdeckende und mittels eines Metalls von
niedrigem Schmelzpunkt an den Behälterwandungen längs ihren Rändern angelötete Rippen oder Bänder (r, s) verbunden
sind, um diejenigen Wandteile zu verstärken, die beim Zusammenschweißen erhitzt worden sind (Fig. 10).
7. Behälter nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Flaschenhals
(f) durch einen Ring (g) verstärkt ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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