DE19832145A1 - Behälter zur Aufnahme eines unter Druck stehenden Mediums - Google Patents
Behälter zur Aufnahme eines unter Druck stehenden MediumsInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Behälter (1) zur Aufnahme eines unter Druck stehenden Mediums, der im wesentlichen aus einem Faser-Kunststoff-Verbund-Material hergestellt ist, wobei dessen Form aus einem rohrförmigen Mittelteil (2) besteht, an dessen Enden zur Schließung des Behälters (1) jeweils ein Boden (3) angeformt ist. Der Behälter zeichnet sich für eine erhöhte Sicherheit gegen Weeping dadurch aus, daß er einen als separates Teil ausgebildeten Boden (3) ebenfalls aus einem Faser-Kunststoff-Verbund-Material mit Kurz-, Lang- oder Endlosfasern aufweist, wobei der Boden (3) nach innen in den Behälterraum (4) gewölbt ausgebildet ist und an dem gewölbten Boden (3) ein umlaufender Kragen (5) angeordnet ist, der an der Innenwandung (6) des Mittelteils (2) anliegt und mit dieser verbunden ist.
Description
Die Erfindung betrifft einen Behälter zur Aufnahme eines unter Druck
stehenden Mediums, der im wesentlichen aus einem Faser-Kunststoff-
Verbund-Material hergestellt ist, wobei dessen Form aus einem rohr
förmigen Mittelteil besteht, an dessen Enden zur Schließung des Be
hälters jeweils ein Boden angeformt ist.
Bei der Konstruktion, bzw. bei der Herstellung von innendruckbelaste
ten Behältern, gilt die Anbindung der Behälterböden an ein Mittel
teil, welches vornehmlich aus einem Kreiszylinderrohr besteht, als
zentrales Problem. Bei der Gestaltung der Böden empfehlen sich halb
kugelförmige Böden, die nach außen gewölbt ausgeführt sind.
Die Erfindung geht aus von einem Behälter zur Aufnahme eines unter
Druck stehenden Mediums, der aus einem Faser-Kunststoff-Verbund her
gestellt ist, denn Faser-Kunststoff-Verbundwerkstoffe bieten gegen
über den metallischen Werkstoffen insbesondere den Vorteil großer Ge
wichtsersparnis. Bei der Betrachtung des Membran-Spannungszustandes
kann bei Verwendung dieses Materials die hohe Faserfestigkeit optimal
genutzt werden, da die Leichtbaugüte durch das Verhältnis Zugfestig
keit/Dichte gekennzeichnet ist, und diese bei Faser-Kunststoff-Ver
bunden im Vergleich zu metallischen Werkstoffen sehr hoch ist.
Unter Verwendung einer Dichtschicht, die im Behälterinneren eingebaut
ist und als Liner bekannt ist, kann ein großflächiges Behälterver
sagen unterbunden werden. Der Grund hierfür liegt darin, daß schon
weit bevor die Faserfestigkeit erreicht wird, sogenannte Zwischenfa
serbrüche auftreten können. Diese verlaufen parallel zu den Fasern in
der Matrix und werden vorwiegend durch Spannungen quer zur Faserrich
tung, also durch Querzug erzeugt. Die Folge eines derartigen Behäl
terversagens wäre dann, daß die Flüssigkeit tröpfchenförmig austritt
und man von "Weeping" spricht. Hierbei ist der Bodenbereich im Über
gangsbereich von Zylinder zum Boden gefährdet, wo insbesondere Zu
satzmomente aus dem unterschiedlichen Verformungsverhalten der beiden
Schalen resultieren. Hier tritt Weeping erfahrungsgemäß am häufigsten
auf.
Der Liner hat die Innenabmaße des Behälters und dient gleichzeitig
auch als Wickelkern, auf dem die Verstärkungsfasern unter definierten
Winkeln abgelegt werden. Durch die Verwendung eines Liners umgeht man
auch vorteilhaft das Problem, den Wickelkern nach der Behälterher
stellung wieder aus dem Inneren entfernen zu müssen. Als Linerwerk
stoff werden Metalle oder Kunststoffe eingesetzt.
Jedoch birgt der Liner neben seinen Vorteilen auch gravierende Nach
teile, die aus der Verwendung eines Liners erwachsen und darin beste
hen, daß, wenn der Liner nicht dauerhaft fest mit der tragenden Lami
natschicht verbunden ist, kann es während des Betriebs - z. B. infolge
der unterschiedlichen Wärmeausdehnungen von Laminat und unverstärktem
Liner - einerseits zu großen Wärmespannungen und andererseits zur
Verformungsbehinderung des Liners mit Stabilitätsversagen kommen.
Außerdem kann es geschehen, daß durch Diffusion das eingelagerte
Medium zwischen Liner und Tragschicht gelangt, wodurch der Liner auf
Außendruck belastet und damit ebenfalls stabilitätsgefährdet ist. Um
insbesondere eine Verbindung Laminat und Liner herzustellen, behilft
man sich, indem man Gewebe in die Liner-Oberfläche einschmilzt, um so
zumindest eine mechanische Verankerung mit der tragenden Laminat
schicht zu erzielen.
Hieraus ergibt sich die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe, die
darin gesehen wird, einen Behälter zur Aufnahme eines unter Druck
stehenden Mediums, der aus einem Faser-Kunststoff-Verbund-Material
hergestellt ist, derart weiterzubilden, daß er insbesondere an seinen
kritischen Stellen und hier in den Endbereichen eine höhere Sicher
heit gegenüber Weeping bietet, wobei andererseits eine kostengünstige
Herstellung eines derartigen Druckbehälters gewährleistet werden
soll.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der als sepa
rates Teil ausgebildete Boden ebenfalls aus einem Faser-Kunststoff-
Verbund-Material mit Kurz-, Lang- oder Endlosfasern besteht, wobei
der Boden nach innen in den Behälterraum gewölbt ausgebildet ist und
an dem gewölbten Boden ein umlaufender Kragen angeordnet ist, der an
der Innenwandung des Mittelteils anliegt und mit dieser verbunden
ist. Die Anordnung des Bodens in der erfindungsgemäßen Art bringt im
wesentlichen den Vorteil, daß anstelle der gefährlichen Zugspannun
gen, die insbesondere bei der Außenwölbung auftreten, nun aufgrund
der Umkehrung des Bodens im Flächenbereich Quer-Druckspannungen auf
treten. Da die Quer-Druckfestigkeit von unidirektionalen Laminat
schichten aber etwa dreimal so hoch ist, wie die Quer-Zugfestigkeit,
läßt sich der Behälter mit nach innen gewölbten Böden etwa dreimal
höher belasten, bevor Weeping auftritt. Dies ist somit ein anderer
Ansatz, als der bei metallischen Behältern, bei dem der Wunsch nach
Stellbarkeit zu nach innen gewölbten Böden geführt hat. Ein Faserver
bund bei der Innenwölbung hebt die Rißbildungsgrenzen deutlich an und
verhindert damit frühzeitiges Leckwerden. Bewußt wird dabei in Kauf
genommen, daß die Fasern parallel zur Faserrichtung ungünstigerweise
auf Druck belastet werden; jedoch überwiegen die Vorteile der Quer
druckbelastung auf die Weeping-Grenzen. Ein weiterer Vorteil ergibt
sich bei der nach innen gewölbten Bodenausbildung daraus, daß die
Stellbarkeit des Behälters ermöglicht wird, wobei sich die Möglich
keit ergibt, stufenlose Behältervolumina herzustellen. Erfindungs
gemäß ist es somit gelungen, einen höherbelastbaren Innendruckbe
hälter aus Faser-Kunststoff-Verbund-Material zu gestalten, die auf
grund der geschickten Nutzung der günstigeren Werkstoff-Festigkeiten
auch besonders große Gewichtseinsparungen gegenüber allen bisherigen
Konstruktionen ermöglichen. Auch bei der Herstellung eines derartigen
erfindungsgemäßen Behälters ergeben sich Vorteile, die darin zu sehen
sind, daß die Behälterherstellung nicht mehr einteilig erfolgt, son
dern der zylindrische Behälterbereich beispielsweise als einteiliges
Rohr auf einem Stahl-Wickelkern gefertigt wird und anschließend, nach
dem Abziehen vom Kern, kann das Mittelteil auf Länge geschnitten wer
den. Auf diese Weise lassen sich ohne zusätzlichen Werkzeugaufwand
beliebig lange Behälter, d. h. beliebige Volumina, einstellen.
Zur Einbindung des Bodens wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß an
dem nach innen gewölbten Boden ein umlaufender Kragen angeordnet ist,
der an der Innenwandung des Mittelteils anliegt und mit dieser ver
bunden ist. Hierbei kann der Boden eingeklebt, bei thermoplastischen
Matrixsystemen auch eingeschweißt werden. Es besteht ferner die Mög
lichkeit, ihn mittels einer Bolzenverbindung, also z. B. durch Niete
oder Schrauben mit dem Zylinderteil zu verbinden. Schließlich wird
noch ein Formschluß vorgeschlagen, der dadurch entsteht, daß nach dem
Einsetzen des Bodens in den Behälter-Zylinderbereich ein Stützring
über die Enden des Zylinderbereiches gepreßt wird, wodurch der Boden
gegen Herausdrücken durch Innendruck gesichert ist. Eine besonders
vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, den Boden an den Enden ko
nisch zu gestalten. Gehalten wird der Boden dadurch, daß auch die zy
lindrischen Enden als Gegenpaarung entsprechend konisch verformt
werden und ein konischer Stützring aufgepreßt wird. Die axialen
Kräfte, die infolge des Innendrucks den Boden beaufschlagen, werden
über den Konuswinkel in radiale Klemmkräfte umgelenkt. Diese Klemm
kräfte erzeugen in dem Stützring tangentiale Umfangs-Zugspannungen,
die von einem Faserverbund-Laminat besonders gut aufgenommen werden
können,
Nach einer zweckmäßigen Weiterbildung, die Böden mit dem Mittelteil zu verbinden, wird vorgeschlagen, reibungserhöhende Zwischenschich ten, eine Schraubverbindung oder auch Schnappverschlüsse zur Anbin dung des Bodens im Bereich des Kragens vorzusehen. Wird ein thermo plastischer Werkstoff eingesetzt, so bietet es sich bei allen Verbin dungsarten an, zusätzlich die Böden mit dem Mittelteil zu verschwei ßen. Neben der Verbesserung der Verbindung erzielt man dadurch eine zusätzliche Dichtfunktion,
In Weiterbildung kann eine Abdichtung zwischen den Böden und dem Mit telteil notwendig sein, wobei dann z. B. auf einen O-Ring zurückge griffen werden kann. Der Boden weist dabei eine entsprechende Nut zur Aufnahme des O-Ringes auf. Als ergänzende Weiterbildung wird vorge schlagen, den O-Ring aus dem gleichen Werkstoff zu fertigen, wie die Böden: so daß dadurch ein für die Entsorgung bestimmter Behälter keinem Sortentrennungsprozeß zugeführt werden muß.
Nach einer zweckmäßigen Weiterbildung, die Böden mit dem Mittelteil zu verbinden, wird vorgeschlagen, reibungserhöhende Zwischenschich ten, eine Schraubverbindung oder auch Schnappverschlüsse zur Anbin dung des Bodens im Bereich des Kragens vorzusehen. Wird ein thermo plastischer Werkstoff eingesetzt, so bietet es sich bei allen Verbin dungsarten an, zusätzlich die Böden mit dem Mittelteil zu verschwei ßen. Neben der Verbesserung der Verbindung erzielt man dadurch eine zusätzliche Dichtfunktion,
In Weiterbildung kann eine Abdichtung zwischen den Böden und dem Mit telteil notwendig sein, wobei dann z. B. auf einen O-Ring zurückge griffen werden kann. Der Boden weist dabei eine entsprechende Nut zur Aufnahme des O-Ringes auf. Als ergänzende Weiterbildung wird vorge schlagen, den O-Ring aus dem gleichen Werkstoff zu fertigen, wie die Böden: so daß dadurch ein für die Entsorgung bestimmter Behälter keinem Sortentrennungsprozeß zugeführt werden muß.
In Weiterbildung der Verbindung wird weiterhin vorgeschlagen, die Bö
den zur Abdichtung mit Dichtlippen zu versehen, die das unter Druck
stehende Medium abdichten. Dabei kann diese Lippendichtung bei der
Herstellung der Böden direkt mit angeformt werden.
Gemäß der Erfindung wird weiter vorgeschlagen, daß das Faserverbund
laminat mit einem thermoplastischen Matrixsystem ausgestattet werden
kann. Dies hätte den Vorteil des einfachen Werkstoffrecyclings. Das
Bauteil kann zermahlen und das faserverstärkte Laminat - je nach Fa
serlänge - in mattenverstärktes Halbzeug oder in Kurzfaser-Spritzguß
material eingearbeitet und zu neuen Bauteilen verarbeitet werden. Da
her wird vorgeschlagen, den Boden nicht nur als Faserverbundstruktur
mit Kurz- oder Endlosfasern herzustellen, sondern ihn aus kurzfaser
verstärktem Thermoplast-Kunststoff spritzzugießen oder zu pressen. Um
zu einem besonders geringen Gewicht zu gelangen, sollte die Boden
struktur nicht als Vollquerschnitt, sondern verrippt ausgeführt wer
den. In die Knoten der Rippen können die Anschlüsse für Zu- und Ab
leitungen erfindungsgemäß integriert werden. Die Anschlüsse können
mittels Metallinserts, aber auch ausschließlich in Kunststoff, letz
teren mit direkt beim Spritzguß angeformten Anschlußgeometrien - z. B.
mit Anschlußgewinden - versehen werden. Außerdem ist es zur Erhöhung
der Auszugsfestigkeit der Anschlüsse möglich, Faserverbundröhrchen
mit Langfaserverstärkung durch Einlegen in das Spritzgußwerkzeug oder
späteres Einschweißen an diesen hochbelasteten Stellen zu plazieren,
In Weiterbildung insbesondere der Bodenstruktur wird vorgeschlagen, daß eine weitere leichtgewichtige Möglichkeit besteht, den Boden als Sandwich auszuführen, wobei die Randschichten als Laminat, der Kern z. B. aus einem druckfesten Schaum ausgeführt sein kann.
In Weiterbildung insbesondere der Bodenstruktur wird vorgeschlagen, daß eine weitere leichtgewichtige Möglichkeit besteht, den Boden als Sandwich auszuführen, wobei die Randschichten als Laminat, der Kern z. B. aus einem druckfesten Schaum ausgeführt sein kann.
In Weiterbildung der Erfindung wird zudem vorgeschlagen, den eigent
lichen Boden, der als geschlossene zweidimensionale Struktur gegen
den Behälterinhalt abdichtet und der bei einem ersten Konstruktions
vorschlag auf die Rippen gesetzt wird, nicht auf der Innenseite des
Bodens (also dem Zylinderteil zugewandt) anzuordnen, sondern ihn etwa
in der Mitte, oder sogar im nach außen gewandten Drittel der Rippen
höhe zu plazieren. Auf diese Weise läßt sich das Volumen des Behäl
ters noch etwas vergrößern,
Weiter wird vorgeschlagen, eine Zwischenstufe zwischen einem aus schließlich aus kurzfaserverstärktem Thermoplast bestehenden Boden und einem ausschließlich aus Endlosfaser-Laminat hergestellten Boden zu schaffen. Dazu werden die Rippen in den Endbereichen - also im Zug- und Druckgurt - durch örtliche Langfaserstränge verstärkt. Diese Faserstränge sind vorab mit einem zum Thermoplast des Bodens kompati blen Thermoplasten imprägniert worden und werden, z. B. vor dem Spritzgießen, im Werkzeug plaziert.
Weiter wird vorgeschlagen, eine Zwischenstufe zwischen einem aus schließlich aus kurzfaserverstärktem Thermoplast bestehenden Boden und einem ausschließlich aus Endlosfaser-Laminat hergestellten Boden zu schaffen. Dazu werden die Rippen in den Endbereichen - also im Zug- und Druckgurt - durch örtliche Langfaserstränge verstärkt. Diese Faserstränge sind vorab mit einem zum Thermoplast des Bodens kompati blen Thermoplasten imprägniert worden und werden, z. B. vor dem Spritzgießen, im Werkzeug plaziert.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der nachstehenden
Fig. 1-11 näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 Eine teilweise geschnittene Seitenansicht des
Behälters mit eingebundenem, nach innen gewölbten
Boden;
Fig. 2 Eine weitere Ausführungsform gemäß der Fig. 1
als Bolzenverbindung;
Fig. 3 Eine weitere Ausführungsform gemäß der Fig. 1
als Stützringverbindung;
Fig. 4 Eine weitere Ausführungsform gemäß der Fig. 1
als Konusverbindung;
Fig. 5 Eine weitere Ausführungsform gemäß der Fig. 1
als Gewinde- oder Schnappschlußverbindung;
Fig. 6 Eine weitere Ausführungsform gemäß der Fig. 1
als Dichtringverbindung;
Fig. 7 Eine weitere Ausführungsform gemäß der Fig. 1
als Lippendichtverbindung;
Fig. 8 Eine weitere Ausführungsform gemäß der Fig. 1
in Seitenansicht mit verripptem Boden;
Fig. 9 Eine Stirnansicht des Bodens gemäß der Fig. 8;
Fig. 10 Eine weitere Ausführungsform gemäß der Fig. 8
als Doppelrippenboden;
Fig. 11 Eine weitere Ausführungsform gemäß der Fig. 10
mit faserverstärkten Rippen.
Die Fig. 1 zeigt in der seitlichen teilweise geschnittenen Darstel
lung einen Behälter 1, der dazu bestimmt ist, ein unter Druck stehen
des Medium aufzunehmen. Der Behälter 1 selbst besteht dabei aus einem
Faser-Kunststoff-Verbund-Material. Seine Form wird im wesentlichen
aus einem rohrförmigen Mittelteil 2 gebildet, an dessen Enden jeweils
zur Schließung des rohrförmigen Mittelteils 2 ein Boden 3 angeordnet
ist. Erfindungsgemäß ist dabei der Boden 3 als separates Teil ausge
bildet, wobei er selbst auch aus dem Faser-Kunststoff-Verbund-Mate
rial hergestellt ist und das Material aus Kurz-, Lang- oder Endlosfa
sern besteht. Der Boden 3 ist in seinem Einsatz nach innen in den Be
hälterraum 4 gewölbt, wobei an dem gewölbten Boden 3 ein umlaufender
Kragen 5 angeordnet ist. Dieser Kragen 5 stellt insbesondere den Ver
bindungsbereich her, der notwendig ist, um einen festen Verbund zwi
schen der Innenwandung 6 des Mittelteils 2 herzustellen. Der Kragen 5
liegt dabei direkt an der Innenwandung 6 des Mittelteiles 2 an und
wird in diesem Bereich mit der Innenwandung 6 des Mittelteils 2 ver
bunden.
Hinsichtlich der Ausführungsformen, insbesondere den Boden 3 in dem
Mittelteil 2 einzubinden, werden gemäß der Fig. 2-11 unter
schiedliche Möglichkeiten gezeigt, wie eine Stoff- bzw. Formschluß
verbindung zwischen der Innenwandung 6 und dem Kragen 5 erfolgen
kann. Hierbei zeigt die Fig. 2 die Möglichkeit, daß der Kragen 5 mit
der Wandung 6 des Mittelteils 2 mittels einer Bolz-, Niet- oder
Schraubverbindung 7 verbunden werden kann. Eine andere Art zur Her
stellung der Verbindung des Kragens 5 mit der Innenwandung 6 des Mit
telteils 2 durch einen Stoffschluß kann auch alternativ hierzu in
Form einer Klebung oder auch mittels Schweißung erfolgen. Bei der
Herstellung einer Formschlußverbindung, wie sie insbesondere in der
Fig. 3 dargestellt ist, erfolgt die Anbindung des Kragens 5 mit der
Innenwandung 6 des Mittelteils 2 mit einem den Wandungsbereich des
Mittelteils 2 einschnürenden Umfangring ß. Bei der Ausführungsform
gemäß der Fig. 4 erfolgt eine weitere Variante der Formschlußverbin
dung dadurch, daß zur Formschlußverbindung von Kragen 5 und Wandungs
bereich 6 sowohl der Kragen 5 als auch der Wandungsbereich 6 zueinan
der korrespondierende Konusse 9 und 10 aufweisen, die mittels eines
zusätzlichen an der Außenwandung des Mittelteiles 2 angeordneten Um
fangringes 11 zusammenpreßbar sind,
Neben einer Formschlußverbindung wird auch vorgeschlagen, daß zur Verbindung von Kragen 5 und Wandungsbereich 6 durch Reibschluß eine Schicht eingebracht ist, die derart beschaffen ist, daß der Reibungs koeffizient zwischen der Schicht und dem Kragen 5 einerseits und Schicht und dem Wandungsbereich 6 andererseits höher ist als der Rei bungskoeffizient zwischen Kragen 5 und Wandungsbereich 6 ohne Zusatz schicht.
Neben einer Formschlußverbindung wird auch vorgeschlagen, daß zur Verbindung von Kragen 5 und Wandungsbereich 6 durch Reibschluß eine Schicht eingebracht ist, die derart beschaffen ist, daß der Reibungs koeffizient zwischen der Schicht und dem Kragen 5 einerseits und Schicht und dem Wandungsbereich 6 andererseits höher ist als der Rei bungskoeffizient zwischen Kragen 5 und Wandungsbereich 6 ohne Zusatz schicht.
In Weiterbildung der Verbindungsmöglichkeiten wird nach einer weite
ren Ausführungsform vorgeschlagen, insbesondere dargestellt in der
Fig. 5, daß der Kragen 5 zur herstellenden Verbindung ein Außenge
winde 12 aufweist, welches mit einem an der Innenwandung 6 des Wan
dungsbereichs angeordneten Innengewindes 13 korrespondiert. Auf diese
Weise läßt sich der Boden 3 leicht und einfach stirnseitig in das
Mittelteil 2 einschrauben, wobei nicht unberücksichtigt bleiben darf,
daß aufgrund einer derartigen Verbindung die Möglichkeit besteht, den
Behälter leicht zu öffnen, um beispielsweise ihn zu Revisionszwecken
zu inspizieren. Ähnliche Vorteile weist ein weiterer Vorschlag einer
Verbindung auf, der darin besteht, daß der Kragen 5 mittels einer
Schnappverbindung mit der Innenwandung 6 des Mittelteils 2 verbunden
ist.
Denkbar sind auch beispielsweise Verbindungen vorzusehen, die auf
einer Kombination beruhen, so daß der Kragen 5 mit der Innenwandung 6
mittels einer aus Reib- und Stoffschluß oder einer Kombination aus
Form- und Stoffschluß miteinander verbindbar ist.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgese
hen, daß zur Abdichtung zwischen dem Kragen 5 und der Innenwandung 6
ein Dichtring 14 angeordnet ist, der aus dem gleichen Thermoplast wie
der Behälter 1 besteht. Dies bringt insbesondere den Vorteil, daß bei
einer Entsorgung derartiger Behälter 1 eine Sortentrennung nicht vor
genommen werden muß. Dabei kann zur Abdichtung zwischen dem Kragen 5
und der Innenwandung 6 beim Spritzgießen des Bodens 3 eine biegewei
che Dichtlippe 14.1, angedeutet in der Fig. 10 und 7, mit einge
spritzt werden.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung insbesondere des
Bodens 3 wird nach der Erfindung vorgeschlagen, daß der gewölbte Bo
den 3 eine verrippte Struktur 15, dargestellt in der Fig. 8 in Sei
tenansicht und in Stirnansicht in der Fig. 9 aufweist. Um eine hohe
Biege- und radiale Druckfestigkeit vorwiegend an den Zug- und Druck
gurten der Einzelrippen 16 zu erzielen, sind diese durch unidirektio
nale Faserverbundstränge 17 verstärkt, dargestellt in der Fig. 11,
Dabei kann - wie insbesondere in der Fig. 10 in der Seitansicht zu
erkennen ist - die verrippte Struktur 15 auf beiden Seiten der Dicht
fläche des Bodens 3 angeordnet sein. In der Fig. 9 ist dargestellt,
daß in den Knotenpunkten 18 und 19 der Verrippungen 15 Leitungsan
schlüsse 20 und 21 eingeformt bzw. angespritzt sind. Nach einer be
sonders vorteilhaften Weiterbildung, insbesondere der Bodenstruktur,
wird nach der Erfindung auch vorgeschlagen, daß der gewölbte Boden 3
auch eine sandwichartige Struktur aufweisen kann, die die entspre
chenden Qualitäts- und Standhaltungsmerkmale für einen derartigen
Boden 3 aufweist.
Claims (16)
1. Behälter zur Aufnahme eines unter Druck stehenden Mediums,
der im wesentlichen aus einem Faser-Kunststoff-Verbund-
Material hergestellt ist, wobei dessen Form aus einem
rohrförmigen Mittelteil besteht, an dessen Enden zur
Schließung des Behälters jeweils ein Boden angeformt ist,
dadurch gekennzeichnet, daß der als separates Teil aus
gebildete Boden (3) ebenfalls aus einem Faser-Kunststoff-
Verbund Material mit Kurz-, Lang- oder Endlosfasern be
steht, wobei der Boden (3) nach innen in den Behälterraum
(4) gewölbt ausgebildet ist und an dem gewölbten Boden (3)
ein umlaufender Kragen (5) angeordnet ist, der an der In
nenwandung (6) des Mittel teils (2) anliegt und mit dieser
verbunden ist,
2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Kragen mit der Wandung des Mittelteils mittels einer
Bolzen-, Niet- oder Schraubverbindung (7) verbunden ist,
3. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Kragen (5) mit der Wandung (6) des Mittel teils (2) durch
Stoffschluß, in Form einer Klebung oder auch mittels
Schweißung verbunden wird.
4. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Verbindung des Kragens (5) mit der Wandung (6) des Mittel
teils (2) durch Formschluß mit einem den Wandungsbereich
des Mittelteils (2) einschnürenden Umfangringes (8) er
folgt.
5. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur
Formschlußverbindung von Kragen (5) und Wandungsbereich
(6), sowohl der Kragen (5) als auch der Wandungsbereich (6)
zueinander korrespondierende Konusse (9 und 10) aufweisen,
die mittels eines zusätzlichen an der Aussenwandung des
Mittelteils (2) angeordneten Umfangringes (11) zusam
menpreßbar sind.
6. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur
Verbindung von Kragen (5) und Wandungsbereich (6) durch
Reibschluß eine Schicht eingebracht ist, die derart
beschaffen ist, daß der Reibungskoeffizient zwischen der
Schicht und dem Kragen (5) einerseits und Schicht und dem
Wandungsbereich (6) andererseits höher ist, als der
Reibungskoeffizient zwischen Kragen (5) und Wandungsbereich
(6) ohne Zusatzschicht.
7. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Kragen (5) zur herstellenden Verbindung ein Außengewinde
(12) aufweist, welches mit einem an der Innenwandung (6)
des Wandungsbereichs angeordneten Innengewinde (13) kor
respondiert.
8. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Kragen (5) mittels einer Schnappverbindung mit der Innen
wandung (6) des Mittelteils (2) verbunden ist.
9. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Kragen (5) mit der Innenwandung (6) mit
tels einer Kombination aus Reib- und Stoffschluß oder einer
Kombination aus Form- und Stoffschluß miteinander verbind
bar ist.
10. Behälter nach einem oder mehreren der vorhergehenden An
sprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abdichtung
zwischen dem Kragen (5) und der Innenwandung (6) ein Dich
tungsring (14) angeordnet ist, der aus dem gleichen Thermo
plast wie der Behälter (1) besteht.
11. Behälter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur
Abdichtung zwischen dem Kragen (5) und der Innenwandung (6)
beim Spritzgießen des Bodens (3) eine biegeweiche Dichtlip
pe (14.1) mit angeformt ist.
12. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
gewölbte Boden (3) eine verrippte Struktur (15) aufweist.
13. Behälter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur
Erzielung einer hohen Biege- und radialen Druckfestigkeit
vorwiegend an den Zug- und Druckgurten der Rippen (16),
diese durch unidirektionale Faserverbundstränge (17) ver
stärkt sind.
14. Behälter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß sich
die Verrippung (15) auf beiden Seiten der Dichtfläche des
Bodens (3) befindet.
15. Behälter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß in
den Knotenpunkten (18 und 19) der Verrippungen (15) Lei
tungsanschlüsse (20 und 21) eingeformt bzw. mit angespritzt
sind.
16. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
gewölbte Boden (3) eine sandwichartige Struktur aufweist.
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