AT370226B

AT370226B - Verbundkonstruktion fuer behaelterwaende

Info

Publication number: AT370226B
Application number: AT631480A
Authority: AT
Inventors: Michael Dr Bobik; Geza Dipl-Ing Habetler
Original assignee: Waagner Biro Ag
Priority date: 1980-12-24
Filing date: 1980-12-24
Publication date: 1983-03-10
Also published as: ATA631480A

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbundkonstruktion für Behälterwände, welche aus zwei äusseren Häuten und einer Zwischenkonstruktion besteht, insbesondere für Druckgefässe.

Verbundkonstruktionen werden heute in den verschiedensten Ausführungen verwendet und dienen meistens das Konstruktionsgewicht zu verringern. Im vorliegenden Fall wurde eine Verbundkonstruktion für technische Apparate, wie z. B. Druckgefässe, erfunden. Aus Gewichts- und Konstruktionsgründen wurden für die Bauelemente Aluminiumlegierungen verwendet. Wesentlich für die Durchführung der Erfindung ist die Beherrschung der Verbindung der einzelnen Bauelemente, wobei neben andern auch die Punktschweissung Verwendung finden kann. Versuche haben ergeben, dass die erfundene Verbundkonstruktion bei leichtestem Konstruktionsgewicht eine hohe innere Festigkeit aufweist, die mit bekannten Konstruktionen nicht erreicht werden kann.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Häuten Träger mit trapezoder hutförmigem Querschnitt vorgesehen sind, die an den Häuten längs ihrer Flansche befestigt sind. Weitere erfindungswesentliche Merkmale sind in den Unteransprüchen angegeben.

In den Zeichnungen sind in den Fig. 1 bis 6 Ausführungsvariationen der erfindungsgemässen Verbundkonstruktion an Hand der Ausbildung eines Druckgefässes schematisch dargestellt. Es zeigen Fig. 1 und 2 in zwei zugehörigen Schnitten ein Druckgefäss mit eben gekrümmten Wänden, Fig. 3 und 4 mit Wänden aus Trapezblechen, Fig. 5 einen Wandaufbau für die Konstruktion nach Fig. 1 und Fig. 6 eine Eckverbindung.

In Fig. 1 ist ein Schnitt durch ein Druckgefäss dargestellt, welches im wesentlichen eine innere Haut-l-und eine äussere Haut -2-- aufweist. Die beiden Häute sind durch parallel zur Schnittebene verlaufende Träger --3-- miteinander verbunden, deren Form und Lage in Fig. 2 entnehmbar ist. Die Schnittführung ist in den einzelnen Figuren durch I, II symbolisch dargestellt. In den Ecken sind die Träger --3-- in Gehrung geschnitten und schliessen stumpf an einem Flachprofil --4-- an.

Durch die mehrfache Anordnung dieses Konstruktionsprinzips schliessen sich die Trä- ger-3-zu Ringen und versteifen dadurch die innere Haut-l-und auch die äussere Haut --2--. Beide Häute können schwach gekrümmt ausgebildet sein. In diesem Fall sind die Flachprofile --4-- durch Zugstangen --5-- miteinander verbunden, um entsprechend dem Innen- oder Aussendruck das Gefäss tragfertig zu gestalten. Wie man aus Fig. 2 sieht, haben die Trä- ger-3-trapezförmigen Querschnitt, wobei an den Flanschen-7 und 8-- die entsprechenden Häute --1 und 2-- angeschlossen sind.

In den Ecken sind parallel zu den Trägern Eckprofile --6--, insbesondere Vierkantrohre vorgesehen, die Profilhöhe der Träger --3-- aufweisen und für den ordnungsgemässen Anschluss der Häute --1 und 2-- Sorge tragen.

In den Fig. 3 und 4 ist eine ähnliche Konstruktion dargestellt, bei der die Häute jedoch von Trapezblechen gebildet sind. Diese Bleche werden so angeordnet, dass ihre Profile quer zu jenen der Träger liegen und dieselben nur in Punkten berühren ; an diesen Punkten erfolgt die Verbindung der beiden Profilteile.

In Fig. 5 ist der Wandaufbau einer Verbundplatte im Detail dargestellt. Die Verbundplat-
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die Profilstärke des Trägers-3-, die wieder stärker ist als die Haut --2--. Verwendet wird die Wand so, dass die stärkere Haut auf der Seite vorgesehen ist, an der der höhere Druck ist. Die unterschiedlichen Wandstärken ermöglichen die Verwendung der Punktschweissung u. zw. so, dass die ebenen Flächen vorhanden bleiben. Man erkennt die Punktschweissung somit nur an der Stelle des dünneren Profils. In diesem Sinne muss zuerst die Haut-l-mit den Flanschen --7-der Träger --3-- verbunden werden.

Anschliessend erfolgt dann die Verbindung der Haut --2-an den Flanschen-8-, jeweils durch eine Punktschweissung --11--. In Fig. 5 ist der Raum mit 1öherem Druck mit dem Bezugszeichen --9-- und jener mit niedrigerem Druck mit dem Bezugszei- hen -10- gekennzeichnet. Wie bereits in den Fig. 3 und 4 angedeutet, kann eine einzelne Haut, Jder auch beide Häute durch Trapezbleche ersetzt werden, wodurch die Steifigkeit der Wand durch lie gekreuzte Anordnung der Träger --3-- zu den Wellen des Trapezbleches versteift werden. Es können daher bei diesen Konstruktionen die in Fig. l gezeichneten Zugstangen entfallen.

Im vorliegenden Fall wurde eine Verbundkonstruktion für technische Apparate, wie z. B. Druck- gefässe, erfunden, wobei durch besondere Merkmale der konstruktiven Gestaltung, sowohl der Funktion des Apparates als auch der Realisierbarkeit einer wirtschaftlichen Fertigung, Rechnung getragen wird. Mit einer abnehmenden Stufung der verwendeten Blechstärken (Fig. 5) und Wirkungseinrichtung der Druckbelastung, sowie Wahl der Profilform der Aussteifungen wird einerseits die Anwendung einer Punktschweissverbindung zwischen den Deckhäuten und der Zwischenkonstruktion ermöglicht, anderseits wird die Feldlast zwischen den Aussteifungen immer vom dickeren Blech aufgenommen.

Wesentlich ist die Verbindung des Hohlraumes, in dem sich die Zwischenkonstruktion befindet, mit dem jeweils angrenzenden Raum niedrigeren Druckes über entsprechende Öffnungen-12-. Die Öffnungen --12-- ermöglichen bei einem Überdruckgefäss die Verbindung zwischen dem Wandhohlraum des Gefässes und der Umgebung, bei einem Vakuumgefäss dagegen (Fig. 6) zwischen dem Wandhohlraum und dem Innenraum des Gefässes.

Ein weiteres Merkmal der Konstruktion ist die Art der Verbindung der Hutprofil-Aussteifungen entlang der Kanten des Gefässes oder bei sonstigen Querstössen mit andern, zu den Aussteifungen senkrecht verlaufenden Tragelementen, wie in Fig. 6 an Hand eines Unterdruckgefässes dargestellt. Die Verbindung --13-- wird nur an einer Teillänge der Hutprofil-Flanken der Trä- ger -3-- hergestellt und damit eine gelenkartige Wirkungsweise der Hutprofileinbindung gewährleistet. Durch die gelenkige Wirkungsweise der Aussteifungselemente wird erreicht, dass nur die beulfeste, dickere Haut-l-auf Druck belastet wird, während die dünnere Deckhaut --2-- mit einer grossen mittragenden Breite auf Zug mitwirkt.

Sollen die Ecken abgerundet werden, so ist in Fig. 6 strichliert eine Konstruktion eingezeichnet, wobei die Flachprofile-4-- naturgemäss etwas niedriger sind. Aussen ist ein Bogenstück aufgeschweisst, innen ist die Haut mit einer Krümmung ausgeführt.

PATENTANSPRÜCHE :
1. Verbundkonstruktion für Behälterwände, welche aus zwei äusseren Häuten und einer Zwischenkonstruktion besteht, insbesondere für Druckgefässe, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Häuten (1, 2) Träger (3) mit trapez- oder hutförmigem Querschnitt vorgesehen sind, die an den Häuten (1, 2) längs ihrer Flansche (7, 8) befestigt sind.
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Claims

unterschiedliche Stärke aufweisen und die Haut mit der grösseren Stärke an der Seite (9) des höheren Druckes vorgesehen ist (Fig. 5).

3. Verbundkonstruktion nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilstärke des Trägers (3) zwischen jener der beiden Häute liegt (Fig. 5).

4. Verbundkonstruktion nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Häute (1, 2) und die Träger (3) aus Leichtmetall, wie z. B. Aluminium, gebildet sind und dass die Verbindung der Häute (1, 2) mit den Trägern (3) über Punktschweissverbindungen (11) erfolgt (Fig. 5).

5. Verbundkonstruktion nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Häute 0, 2) von ebenen Blechen und/oder Trapezblechen gebildet sind.

6. Verbundkonstruktion nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Trapezbleche die Träger (3) in Punkten berühren.

7. Verbundkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verbindung zweier Wände quer zu den Trägern (3) dieselben schräg abgeschnitten sind und die Verbindung der beiden Wände in Gehrung erfolgt, so dass die Träger (3) Spangen bzw. bei den Gefässen Ringe bilden.

8. Verbundkonstruktion nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Gehrungsverbindung Flachprofile (4) quer zu den Trägern (3) angeordnet sind, an welchen die Träger (3) stumpf anschliessen (Fig. 1).

9. Verbundkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verbindung zweier Wände, längs der Träger (3), insbesondere rohrförmige Eckprofile (6) entsprechend der Profilhöhe <Desc/Clms Page number 3> der Träger (3) vorgesehen sind, an welchen die Häute (l, 2) angeschlossen sind.

10. Verbundkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wände in jeweils einer Richtung gekrümmt sind.

11. Verbundkonstruktion nach Anspruch 8 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Flachprofile (4) durch Zugstangen (5) miteinander verbunden sind, die innerhalb der Verbundkonstruktion angeordnet sind (Fig. l).

12. Verbundkonstruktion nach Ansprüchen 7 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Flachprofile (4) stumpf an die Eckprofile (6) anschliessen.

13. Verbundkonstruktion nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Flachprofile (4) im Bereich des Schubmittelpunktes der Träger (3), insbesondere im Bereich der Flanken, mit den Trägern (3) verschweisst sind, während die Flansche (7, 8) der Träger (3) mit den Flachprofilen (4) lose verbunden sind (Fig. 6).