DE20010514U1 - Gasdruckbehälter aus Metall - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Behälter aus Metall zur Aufnahme von unter Druck stehenden Medien, z.B. Gasflasche für Brenngase mit dem Inhalt „V", bestehend im wesentlichen aus einem zylindrischen Mantel, zwei nach außen gewölbten Endböden und Einrichtungen zum Aufstellen und Tragen des Behälters, wobei mindestens ein Endboden einen zentralen Anschlussstutzen aufweist.

Derartige Behälter sind u.a. als Lager- und Transportbehälter für Flüssiggas wie Propan und Butan seit langem bekannt. Sie müssen bis zum Prüfdruck dauerhaft druckstabil sein und darüber hinaus alle geltenden gesetzlichen Prüf- und Normvorschriften erfüllen. Diese bekannten Behälter bestehen in der Regel aus geeignetem, für diese Anwendung zugelassenem Kohlenstoffstahl mit relativ großer Wanddicke und haben dadurch ein entsprechend hohes Gewicht. In Deutschland sind diese Behälter nach DIN 4661 genormt. Darüber hinaus besteht für derartige Behälter eine europäische Norm EN 1442.

Seit einiger Zeit sind auch Behälter aus anderen Werkstoffen wie Aluminium, verstärkter Kunststoff und Rostfreier Stahl bekannt geworden. Alle haben das Ziel, die Grundfunktionen und Prüfvorschriften für diese Behälter bei reduziertem Gewicht zu erfüllen. Die Behälter aus Rostfreiem Stahl, hergestellt aus im wesentlichen zwei tiefgezogenen Hälften, erfüllen mit relativ dünner Wanddicke die Prüfanforderungen bezüglich Prüf- und Berstdruck aufgrund der Erhöhung der Festigkeitskennwerte des Stahls beim Tiefziehen, ohne dass die erforderliche Zähigkeit für den Dauergebrauch in unzulässiger Weise eingeschränkt wird.

Aufgrund dieser hohen spezifischen Materialfestigkeit des fertigen Behälters nach dem Schweißen der Mittelnaht, die beide Hälften verbindet, liegt sein Berstdruck üblicherweise beim 3-5 fachen des Prüfdrucks. Damit verbunden ist allerdings auch eine weitestgehende relative Volumenstabilität des Behälters weit über den Betriebs- und Prüfdruck hinaus. Diese Eigenschaft wirkt sich als Nachteil aus, weil dadurch der Behälter die Prüfvorschrift einer geforderten Mindest-Volunnenzunahme bei Überschreiten des Prüfdrucks bis zu einem Mindestdruck ohne Bersten des Behälters nicht erfüllen kann. Somit ist diese an sich gewünschte und vorteilhafte Bauform eines dünnwandigen und leichten Behälters nach dieser Prüfvorschrift nicht realisierbar.

Es ist darum die Aufgabe der Erfindung, einen Behälter vorzuschlagen mit den Merkmalen der beschriebenen vorteilhaften Bauform, die aber auch die beschriebene Prüfbedingung, nämlich die ausreichende Volumenzunahme, erfüllt.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung mit einem Behälter gelöst, dessen zylindrischer Mantel mindestens eine umlaufende Sicke mit einer Breite „B" und einer Tiefe „T" aufweist, die sich erst bei einem höheren Innendruck als dem Prüfdruck in Abhängigkeit vom Behälterdurchmesser „D" sowie der Dicke „S" und den Festigkeitskennwerten des Mantelmaterials bleibend verformt, wobei die Volumenzunahme des Behälters bis zu z.B. 9/4 des Prüfdrucks mindestens z.B. 20 % des Inhalts „V" beträgt.

Ein solcher Behälter erfüllt alle technischen, wirtschaftlichen und logistischen Anforderungen. Er ist leicht und hochstabil im Normalbetrieb, d.h. für Innendrücke bis zum Prüfdruck ist er volumenstabil und weist eine gute mechanische Gebrauchsstabilität auf. Aufgrund der Verwendung von Rostfreiem Stahl als Behälterwerkstoff ist er innen und außen korrosionssicher und hat außerdem ein ansprechendes dauerhaft gutes Aussehen.

Üblicherweise werden die Behälter mit angeschweißten Standringen und Griffen bzw. Kopfringen aus Metall ausgestattet. Mit einer unterschiedlichen Lackierung z.B. des Standrings wird die eingefüllte Gasart optisch gekennzeichnet.

Diese Behälterausstattung ist nachteilig, weil einerseits die komplett metallischen Behälter beim Transport aneinanderstoßend und gestapelt sowie auf metallenen Rollbahnen z.B. beim Abfüllen großen Lärm verursachen, der Schutzmaßnahmen erforderlich macht, andererseits die Farbkennzeichnung ein Zusatzaufwand ist.

Diese Nachteile werden durch eine Weiterbildung der Erfindung in der Weise beseitigt, dass als Stand- und Kopfring Kunststoff-Spritzteile eingesetzt werden, die auf den Endböden befestigt werden. In einer besonders vorteilhaften Ausbildung umfassen diese Kunststoffringe den Übergangsradius der Endböden und sind mit einem Haltewulst ausgestattet, der in eine erste erfindungsgemäße Sicke des Behälters eingeklipst wird. Auf diese Weise sind mit den sehr preiswert als Massen-Spritzteile mit minimalem Materialeinsatz herstellbaren Ringen und einer einfachen Schnappmontage sehr leichte und kostengünstige Behälter herzustellen, die bei Transport und Handling aufgrund der Gestaltung aller die Außenmaße bildenden Teile aus Kunststoff nur einen Bruchteil des sonst üblichen Lärms erzeugen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Kunststoffringe ohne Mehrkosten eingefärbt werden können, um mit der Farbe den Inhalt, aber auch Eigentümer oder variierende Ventilausstattungen oder ähnliches zu kennzeichnen.

Eine Ausgestaltung der Erfindung wird nachstehend anhand der Fig. 1-3 näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 einen Behälter in Schnittdarstellung

Fig. 2 einen Ausschnitt „X" in Fig. 1 in vergrößerter Darstellung

Fig. 3 den Ausschnitt „X" in Fig. 1 eines Behälters nach Druckprüfung mit einem Druck „PV" deutlich über dem Prüfdruck.

Der erfindungsgemäße Behälter weist einen zylindrischen Mantel 1, einen unteren Endboden 3, einen oberen Endboden 2 mit einem zentralen Anschlussstutzen 4 und einem eingebauten Ventil 9 auf.

Der Mantel 1 und die Endböden 2, 3 werden aus zwei tiefgezogenen Behälterhälften gebildet, die über eine Mittelnaht miteinander verschweißt sind. Im Bereich nahe am Übergangsradius 8 der Behälterhälften weist der Mantel 1 jeweils zwei Sicken 7 auf. Auf die Endböden 2, 3 sind ein Standring 5 und ein Kopfring 6 aus Kunststoff aufgesetzt, die die Endböden 2, 3 teilweise, die Übergangsradien 8 vollständig umfassen und an den dem Mantel 1 zugewandten Rändern nach innen gerichtete Haltewulste 10 aufweisen, die in die ersten Sicken 7 eingreifen. Die Ringe 5, 6 sind aufgrund ihrer Materialelastizität auf die Endböden mittels der aus Sicken 7 und Wulst 10 erzeugten Schnappverbindung aufgeklipst.

In Fig. 2 ist ein Ausschnitt „X" aus Fig. 1 vergrößert dargestellt, der beispielhaft die Sicken 7 ohne eingeknöpften Wulst 10 der Ringe 5, 6 zeigt. Die dargestellte Sickenform und Sickenzahl stellt den Ausschnitt eines Behälters im fertigen Zustand dar, an dem bereits die Druckprobe mit dem Prüfdruck erfolgt ist. Die Geometrie des Behälters und der Sicken 7 ist unverändert gegenüber dem Fertigungszustand, weil der Prüfdruck allenfalls eine minimale elastische Verformung der Sicken 7 und damit der Maße „B" und „T" erzeugt hat, die nach Druckentlastung wieder vollständig zurückgebildet ist. Die Maßfindung von „B" und „T" erfolgt in Abhängigkeit vom Behälterdurchmesser „D", der Dicke „S" und der Festigkeitskennwerte des Mantelmaterials, sowie der geforderten Volumenzunahme des Behälters bei einem bestimmten Druck „PV" deutlich oberhalb des Prüfdrucks. Die geforderte Volumenzunahme bestimmt außerdem die Anzahl der Sicken pro Behälter. Das Maß „H2" ergibt die Höhe über die beiden Sicken an.

In Fig. 3 haben die Sicken 7 (Fig. 2) eine Form der Sicken T angenommen, das Maß „H2" (Fig. 2) hat sich in das Maß „H3" vergrößert und verdeutlicht die Volumenzunahme des Behälters nur im Bereich des Ausschnitts „X" (Fig. 1), die in Fig. 2 und Fig. 3 mit „&Dgr;&EEgr;" gekennzeichnet ist.

Bezugszeichenliste

1 Zylindrischer Mantel

2	Endboden oben
3	Endboden unten
4	Anschlussstutzen
5	Standring
6	Kopfring
7	Sicke
8	Übergangsradius
9	Ventil
10	Haltewulst

Claims (4)

1. Behälter aus Metall zur Aufnahme von unter Druck stehenden Medien, z. B. Gasflasche für Brenngase mit dem Inhalt "V", bestehend im wesentlichen aus einem zylindrischen Mantel, zwei nach außen gewölbten Endböden und Einrichtungen zum Aufstellen und Tragen des Behälters, wobei mindestens ein Endboden einen zentralen Anschlussstutzen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der zylindrische Mantel (1) mindestens eine umlaufende Sicke (7) mit einer Breite "B" und einer Tiefe "T" aufweist, die sich erst bei einem höheren Innendruck als dem Prüfdruck in Abhängigkeit vom Behälterdurchmesser "D" sowie der Dicke "S" und den Festigkeitskennwerten des Mantelmaterials bleibend verformt, wobei die Volumenzunahme des Behälters bis zu z. B. 9/4 des Prüfdrucks mindestens z. B. 20% des Inhalts "V" beträgt.

2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zylindrische Mantel (1) und die Endböden (2, 3) aus zwei tiefgezogenen Behälterhälften gebildet werden, wobei mindestens der untere Endboden (3) mindestens eine Sicke (7) in geringem Abstand, z. B. 10 mm, vom Übergangsradius (8) aufweist, in die ein Standring (5) aus Kunststoff mit einem angeformten Haltewulst (10) eingeklipst ist.

3. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zylindrische Mantel (1) und die Endböden (2, 3) aus zwei tiefgezogenen Behälterhälften gebildet werden, die je mindestens eine Sicke (7) in geringem Abstand, z. B. 10 mm, vom Übergangsradius (8) der Endböden (2, 3) aufweisen, in die je ein Standring (5) und ein Kopfring (6) aus Kunststoff mit einem angeformten Haltewulst (10) eingeklipst sind.

4. Behälter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffringe durchgehend in unterschiedlichen Farben eingefärbt sind.