CH572388A5

CH572388A5 - Fibre reinforced duroplast gasoline storage tank with thermoplast line - has leak monitoring cavity network between outer shell and liner

Info

Publication number: CH572388A5
Application number: CH843774A
Authority: CH
Original assignee: Schnyder Hans
Priority date: 1974-06-18
Filing date: 1974-06-18
Publication date: 1976-02-13

Description

Für die Lagerung oder auch den Transport von flüssigen Brennstoffen werden häufig Behälter verwendet, deren Wand aus faserarmiertem duroplastischem Kunststoff wie z. B.

Epoxyharz, Polyester usw. besteht. Die Herstellung erfolgt durch Aufwickeln von harzgetränkten Fasersträngen oder Bändern auf eine Form, die nach Fertigstellung des Behälters durch die Mannlochöffnung wieder entfernt wird. Als abschliessende Behandlung wird auf die innere Oberfläche des Behälters häufig noch eine Beschichtung z. B. aus Polyurethan in flüssiger Form aufgebracht. Obwohl diese bekannten Behälter für die Aufnahme von zahlreichen Flüssigkeiten und auch brennbaren Flüssigkeiten eine zufriedenstellende Beständigkeit aufweisen, treten mitunter Schäden durch chemischen Angriff an der Innenfläche auf, die zu einem Auslaufen des Behälters und Grundwasserschäden führen können.

Diese Gefahr hat sich in jüngerer Zeit sehr erhöht, da den flüssigen Brennstoffen oft grössere Mengen an Zusätzen zugegeben werden, die aggressiv auf Kunstharze oder die bisher üblichen Wandbeschichtungen einwirken. Teilweise werden Benzin bis zu einem Drittel aliphatische und aromatische Verbindungen und insbesondere Methanol, Isobutanol, Isopropanol u. a., z. B. um die Klopffestigkeit an Stelle von Blei zu erhöhen oder aufgrund eines erhöhten Anfalls an Methanol, das aus Erdgas hergestellt wird, beigemischt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffbehälters zu finden, der im Vergleich zu bekannten Behältern eine wesentlich höhere Widerstandsfähigkeit gegen chemische Eirnvir- kungen aufweist und einen sicheren Schutz gegen Auslaufen bietet.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren vorgeschlagen, das erfindungsgemäss gekennzeichnet ist durch Herstellen einer inneren Behälterwand aus thermoplastischem Kunststoff durch Aufformen auf die Innenwand einer ersten Form, Entnehmen dieser inneren Behälterwand aus der ersten Form, während sie durch inneren Überdruck am Zusammenfallen gehindert wird, Einsetzen dieser inneren Behälterwand in eine zweite Form, so dass sie sich an deren Innenwand anlegt, wobei diese Innenwand mit netzförmig verteilten Rillen versehen ist, Einfüllen einer niedrigschmelzenden Metallegierung zwischen die aus thermoplastischem Kunststoff hergestellte innere Behälterwand und die Innenwand der zweiten Form, so dass sie die Rillen ausfüllt, Erstarrenlassen der Metallegierung in den Rillen, Entnehmen der inneren Behälterwand zusammen mit dem in den Rillen gebildeten Netz aus der zweiten Form,

Bewickeln der unter innerem Überdruck gehaltenen, das Netz tragenden inneren Behälterwand durch kunstharzgetränkte Faserstränge oder -bänder zur Bildung einer äusseren Behälterwand und Aushärtenlassen des Kunstharzes bei einer Temperatur, die oberhalb der Schmelztemperatur der Metallegierung liegt, so dass die Metallegierung durch eine in der äusseren Behälterwand vorgesehene Öffnung abfliesst.

Das Aufformen einer inneren Behälterwand auf die Innenwand einer ersten Form kann durch Aufblasen eines schlauchförmig extrudierten Vorformlings aus thermoplastischem Kunststoff erfolgen, bis er sich fest an die Formwand anlegt. Der Verformling kann dabei bereits so weit vorgewärmt sein, dass er sich gleichmässig durch beispielsweise aufgeheizte Druckluft aufblasen lässt.

Die innere Behälterwand kann jedoch auch durch Aufgiessen des Kunststoffes in flüssiger Form oder Aufstreuen in Pulverform auf die beheizte Innenwand der hierbei drehend und/oder taumelnd bewegten ersten Form hergestellt werden.

Als Material für die innere Behälter vand kann beispielsweise Polyäthylen verwendet werden.

Der nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellte Behälter ist gekennzeichnet durch eine faserarmierte duroplastische äussere Behälterwand und eine thermoplastische innere Behälterwand, wobei sich zwischen beiden Behälterwänden netzartig verlaufende Kanäle befinden, die mit mindestens einer Öffnung in der äusseren Behälterwand verbunden sind, an die eine mit einem Leckwarnsystem verbundene Vakuumquelle anschliessbar ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben.

Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Querschnittsdarstellung der ersten Form zur Herstellung der inneren Behälterwand aus einem aufzublasenden Vorformling,
Fig. 2 eine schematische Querschnittsdarstellung der zweiten Form zur Formung eines metallischen Netzes auf die innere Behälterwand und
Fig. 3 einen Teilquerschnitt durch den fertigen doppelwandigen Behälter mit seiner Mannlochöffnung.

Im Beispiel nach Fig. 1 für die Herstellung der inneren Behälterwand 1, wie sie in Fig. 3 sichtbar ist, wird durch eine Öffnung 2 in einer der schematisch angedeuteten Formhälften 3 oder 4 ein schlauchförmiger Vorformling 5 aus einem thermoplastischen Kunststoff in den Formraum 6 eingeführt und mit seinem offenen Ende 7 durch eine nicht dargestellte Klemmeinrichtung gehalten. Ausserdem erstreckt sich durch das offene Ende 7 des Vorformlings bis in Nähe seines geschlossenen Endes 8 eine Druckluftleitung 9 mit seitlichen Luftaustrittsöffnungen 10, die ungefähr in der Mitte des Formraumes 6 angeordnet sind.

Die Druckluftleitung 9 kann auch mit einer nicht dargestellten Rückführungsleitung versehen sein, indem sie beispielsweise doppelwandig ausgeführt ist, so dass durch den Innenraum des Vorformlings Heissluft geführt werden kann, um ihn auf eine für die plastische Verformung geeignete Temperatur. zu erwärmen.

Der Vorformling kann jedoch auch in vorerwärmtem Zustand in die erste Form eingeführt werden. Bei Zufuhr von Druckluft und dann selbstverständlich geschlossener Rückführungsleitung bläht sich der Vorformling 5 dann zunehmend auf, bis er sich fest an die Innenwand des Formraumes 6 anlegt. Damit ist die innere Behälterwand 1 fertiggestellt, und der Druck der Druckluft kann nach zumindest teilweiser Abkühlung der Behälterwand 1 so weit reduziert werden, dass er nach Öffnen dieser ersten Form 3, 4 die innere Behälterwand nicht weiter aufblasen kann und sich jedoch in die zweite Form 11 transportieren lässt.

Die zweite, in Fig. 2 dargestellte Form 11 unterscheidet sich von der ersten Form nach Fig. 1 im wesentlichen durch ein Netz von Rillen 12, die in der Innenwand beider Formhälften 13 und 14 vorgesehen sind. Diese Rillen 12 sind in Fig. 2 im Verhältnis zur Grösse der Form 11 vergrössert und in geringerer Anzahl dargestellt, als für die praktische Verteilung und Dimensionierung gewählt wird. Der Verlauf der verschieden gerichteten Rillen zueinander kann unterschiedlich gewählt werden. Beispielsweise verlaufen die in Fig. 2 im Querschnitt sichtbaren Rillen 12 in zueinander parallelen Ebenen, die sich senkrecht zu der Vertikalachse des kugelförmigen Formraumes 13 erstrecken, während die übrigen, nicht sichtbaren Rillen des Rillennetzes senkrecht dazu entlang von Meridianlinien verlaufen, wie durch Strichlinien angedeutet ist.

Die Rillen können beispielsweise 2 mm breit und tief sein und 10 mm Abstand voneinander haben.

Nachdem die unter innerem Überdruck gehaltene innere Behälterwand 1 in diese zweite Form 11 eingesetzt wurde, kann über eine Leitung 14 eine flüssige, niedrigschmelzende Metallegierung wie z. B. Woodsches Metall zugeführt werden, die das Netz von Rillen 12 ausfüllt und in diesen Rillen erstarrt. Im oberen Teil der oberen Formhälfte 12 ist eine Überlaufleitung 15 vorgesehen, an die eine Vakuumquelle angeschlossen sein kann. Die Rillen 12 sind bei diesem Giessvorgang durch die an der Innenwand der Form 11 fest anliegende innere Behälterwand 1 zum Formraum 13 hin geschlossen.

Die Herstellung der inneren Behälterwand 1, wie es anhand der Fig. 1 beschrieben wurde, in einer Form 11, die gleichzeitig der Herstellung des Metallnetzes dient, empfiehlt sich normalerweise nicht, da das thermoplastische Kunststoffmaterial der inneren Behälterwand in erwärmtem Zustand sich in die Rillen einpressen würde. Die erste Form nach Fig. 1 kann hingegen auch zur Herstellung der inneren Behälterwand aus flüssigem oder pulverförmigem Ausgangsmaterial dienen.

Nach Öffnen der zweiten Form 11 wird an der Oberseite der nunmehr mit dem Metallnetz überzogenen inneren Behälterwand ein der Grösse eines Mannloches entsprechendes Loch 16 ausgeschnitten und der verbleibende Öffnungsrand
17 entsprechend der Darstellung nach Fig. 3 zwischen dem kugelförmig gewölbten bzw. kalottenförmigen Kragen 18 eines Mannlochstutzens 19 und dazu passenden Kalottenteilen 20 mit Hilfe von Schrauben 21 eingespannt. Um einen luftdichten Abschluss dabei zu erzielen, sind zwischen der inneren Behälterwand 1 und dem Mannlochkragen 18 Dichtringe 22 und 23 eingelegt. Die Grösse bzw. Breite der Kalottenteile 20 ist so gewählt, dass sie durch den Mannlochstutzen
19 einführbar sind.

Anschliessend wird das aus der inneren Behälterwand 1 und dem Metallnetz 24 bestehende, mit dem Mannlochstutzen versehene Gebilde mit Hilfe des Mannlochstutzens 19 an der Trag- und Treibwelle einer Wickelmaschine befestigt und wieder unter inneren Überdruck gesetzt.

In der nicht dargestellten Wickelmaschine wird das erwähnte Gebilde dann zur Bildung der äusseren Behälterwand 25 durch harzgetränkte Faserstränge oder -bänder bewickelt.

Eine hierfür verwendbare Wickelmaschine ist beispielsweise in der deutschen Offenlegungsschrift Nr. 1 913 320 beschrieben. Die Aushärtung des Kunstharzes der äusseren Behälterwand 25 erfolgt bei einer oberhalb der Schmelztemperatur der Legierung des Metallnetzes liegenden Temperatur, indem der Behälter beispielsweise in eine Wärmekammer eingebracht wird. Dabei schmilzt die Legierung bzw. das Metallnetz und fliesst über einen Stutzen 26 ab, der sich beispielsweise in dem Mannlochkragen 18 befindet. Hierfür wird der Behälter geschwenkt, so dass sich dieser Stutzen 26 an seiner tiefsten Stelle befindet. Das Abfliessen der flüssigen Metallegierung kann durch Anlegen von Vakuum gefördert werden.

Die abfliessende Metallegierung, deren Schmelztemperatur beispielsweise bei 60 C liegt, hinterlässt zwischen der inneren Behälterwand 1 und der äusseren Behälterwand 25 ein Netz von Kanälen 24', dessen Form dem ausgeschmolzenen Metallnetz entspricht. Dieses Kanalnetz steht selbstverständlich mit dem Auslassstutzen 26 in Verbindung, so dass bei der späteren Verwertung des Behälters an diesen Stutzen 26 ein mit Vakuum arbeitendes übliches Leckwarnsystem angeschlossen werden kann. In der Darstellung nach Fig. 3 ist dieser mit einem Aussengewinde versehene Stutzen 26 durch eine Schutzkappe 27 -z. B. aus PTFE (Teflon) verschlossen, die während der Wicklung der äusseren Be Behälterwand 23 diesen Stutzen freihält.

Selbstverständlich können in der äusseren Behälterwand 25 bzw. dem einen Teil der äusseren Behälterwand bildenden Mannlochkragen 18 auch zwei oder mehrere derartige Stutzen 26 vorgesehen sein.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

I. Verfahren zur Herstellung eines Behälters aus Kunststoff, gekennzeichnet durch Herstellen einer inneren Behälterwand aus thermoplastischem Kunststoff durch Aufformen auf die Innenwand einer ersten Form, Entnehmen dieser inneren Behälterwand aus der ersten Form, während sie durch inneren Überdruck am Zusammenfallen gehindert wird, Einsetzen dieser inneren Behälterwand in eine zweite Form, so dass sie sich an deren Innenwand anlegt, wobei diese Innenwand mit netzförmig verteilten Rillen versehen ist, Einfüllen einer niedrigschmelzenden Metallegierung zwischen die aus thermoplastischem Kunststoff hergestellte innere Behälterwand und die Innenwand der zweiten Form, so dass sie die Rillen ausfüllt, Erstarrenlassen der Metalllegierung in den Rillen, Entnehmen der inneren Behälterwand zusammen mit dem in den Rillen gebildeten Netz aus der zweiten Form,

Bewickeln der unter innerem Überdruck gehaltenen, das Netz tragenden inneren Behälterwand durch kunstharzgetränkte Faserstränge oder -bänder zur Bildung einer äusseren Behälterwand und Aushärtenlassen des Kunstharzes bei einer Temperatur, die oberhalb der Schmelztemperatur der Metallegierung liegt, so dass die Metallegierung durch eine in der äusseren Behälterwand vorgesehene Öffnung abfliesst.

II. Behälter, hergestellt nach dem Verfahren gemäss Patentanspruch I, gekennzeichnet durch eine faserarmierte duroplastische äussere Behälterwand (25) und eine thermoplastische innere Behälterwand (1), wobei sich zwischen beiden Behälterwänden netzartig verlaufende Kanäle (24') befinden, die mit mindestens einer Öffnung (26) in der äusseren Behälterwand (25) verbunden sind, an die eine mit einem Leckwarnsystem verbundene Vakuumquelle anschliessbar ist.

UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Behälterwand durch Aufblasen eines erwärmten, schlauchförmig extrudierten Vorformlings aus thermoplastischem Kunststoff hergestellt wird.

2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Behälterwand durch Aufgiessen von Kunststoff in flüssiger Form auf die Innenwand einer gleichzeitig drehend und/oder taumelnd bewegten ersten Form hergestellt wird.

3. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Behälterwand durch Aufstreuen von Kunststoffpulver auf die beheizte Innenwand einer ersten Form hergestellt wird.

4. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Herstellen der äusseren Behälterwand aus der inneren Behälterwand eine Mannlochöffnung ausgeschnitten wird und der sich ergebende Rand zwischen dem Kragen eines Mannlochstutzens und durch die Mannloch öffnung eingeführten Kalottenteilen befestigt wird, so dass die innere Behälterwand zusammen mit dem Netz mit Hilfe des Mannlochstutzens in einer Wickelmaschine für die Herstellung der äusseren Behälterwand befestigbar ist.