DE2306682A1 - Aluminiumflaschen, insbesondere zur ueberdruckspeicherung von pb-gas, und verfahren zur homogenisierung und zum vergueten des flaschenstoffes - Google Patents

Aluminiumflaschen, insbesondere zur ueberdruckspeicherung von pb-gas, und verfahren zur homogenisierung und zum vergueten des flaschenstoffes

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DE2306682A1 DE19732306682 DE2306682A DE2306682A1 DE 2306682 A1 DE2306682 A1 DE 2306682A1 DE 19732306682 DE19732306682 DE 19732306682 DE 2306682 A DE2306682 A DE 2306682A DE 2306682 A1 DE2306682 A1 DE 2306682A1
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Description

Pai8Bfanwa!f Dipl.-tnq. Joachim Sfrssse
645 Hanau/Main, Römeretraße 1» 7»Τ12θ3β3
AIUKINIÜMFLASOHEN, INSBESONDERE ZUR ÜBERDEUOKSPEICHERUNG TON PB-GAS, UND VERFAHREN ZUR HOMOGENISIERUNG UND ZUM DES FLASCHENWERESTOITES
Die Erfindung betrifft Aluminiumflaschen, insbesondere zur Überdruckspeiche rung von PB-Gas, wobei der Sohlenteil ein korbbogenformiger, und der Dachteil ein halbkugelförmiger Gefäßboden ist, und die einerseits aus einem zylindrischen Körper mit einem mittels Tiefziehung hergestellten korbbogenförmigen Gefäßboden, anderseits aus einem kugelschnittförmigen Halsteil zusammengeschweißt sind, sowie ein Verfahren zur Homogenisierung und zum
A 134-801 /Fne
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Vergüten des Werkstoffes. -.:-·■
Flaschen zur Speicherung -von-Gasen, -insbesontiers ; von PB-Gas, sind weitverbreitet· bekannt. Solche !"laschen ■' :. werden aus legiertem Stahl hergestellt. ' Die nachteiligen " Eigenschaften der Stahlflaschen folgen aus den charakteristischen Eigenschaften der Konstruktionsstoffe;
a) zum wirkungsvollen Schutz gegen Korrosion ist; eine Schutzschicht auf ihre Oberfläche aufzutragen!
b) diese Schutzschicht ist nach Verlauf, einer bestimmten Zeit zu erneuern; ' - .-
c) bei der Bestimmung der Wandstärken ist" es zu · berücksichtigen, daß die Festigkeitseigenschaften des Stahls sich unter 0 0C wesentlich verschlechtern;
d) das spezifische Gewicht der Werkstoffe bezogen auf die Einheitsmenge ,des in den Flaschen gespeicherten Gase ist hoch, infolgedessen ist der Transport der Flaschen von ungünstigem Wirkungsgrad und kostspielig, ■
Um diese nachteiligen Eigenschaften zu vermeiden, ist es zweckmäßig-, die Flaschen aus Aluminium zu erzeugen. * Bei Aluminiumflaschen ist das Auftragen und die· Erneuerung "'· ■ der korrosionsfesten Schutzschicht unnötig, die Festigkeits— eigenschaften verbessern sich unter O 0C und das spezifische Gewicht des Werkstoffes bezogen auf die Einheitsmenge · des in den Flaschen gespeicherten Gases ist um etwa A-Q°/£ geringer·. ■ "■-''" - V ; '1:'■"■
Solche Flaschen werden z. B^ in den Vereihig^ten Staaten von der Fa. Lennox Industries Inc. hergestellt·1 Die bekannte Lennox-Flasche^besteht aus zwei Teilen," die in mittels Tief Ziehung gefertigten korDbogenförmigen Ge- ' fäßböden enden und'-ik'der auf die Längsachse der Flasche ,, senkrechten Symmetrie ebene miteinander verschweißt' werden. In den Wechsel des oberen Teiles ist der Ventilanschluß hineingeschweißt. .";--■-. --■-,-"■■ -;■--■ _: - -.·-■-
' Die bekannte Konstruktion hat" die nachteilige Eigenschaft, daß die Schweißung im zylindrischen Abschnitt
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vom größten Durchmesser angeordnet ist, somit hat die Schweißnaht bei gegebenen Abmessungen eine maximale Lange, außerdem ist der Ventilanschluß ebenfalls mittels Schweißung mit dem oberen Teil verbunden; zur Sicherung der Koaxialitat der beiden Teile ist im unteren Teil eine Schulter ausgebildet, so daß der Außendurchmesser des sich ergebenden Flansches sich in den Innendurchmesser des oberen Teiles hineinpaßt, dieser zusätzliche Vorgang erfordert einerseits Arbeit und Apparate, anderseits ergibt sich dariib erhinausgehend eine sog. Spaltkorrοsionsquelle; wegen des hohen Mg-Gehaltes des Flaschenwerkstoffes (3,1-3,9 %) härtet dieser Stoff beim Kaltformen in der Funktion der Abweichungen der örtlichen Formänderungen ungleichmäßig auf, die Stoff struktur ist in der Beziehung der Anordnung und der Scnweißnaht, bzw. der Konstruktion inhomogen.
Die Erfindung bezweckt die Vermeidung der nachteiligen Eigenschaften der bekannten Lösung.
Aufgabe der Erfindung ist die Gestaltung einer Alu— miniumflasche, wobei die Länge der Schweißnaht bei gegebenen Abmessungen minimal ist, die Flaschen bloß eine einzige Naht haben, die Koaxialität der beiden Teile in einfaener Art und Weise gesichert wird, die Stoffstruktur des Werkstoffes bezogen auf die Gänze der Flasche homogen ist uogL die Festigkeitseigenschaften desselben den für die Stahlflaschen vorgeschriebenen Festigkeitswerten entsprechen.
Das Wesen der Erfindung liegt darin, daß die Ebene der Schweifung die Schnittebene des halbkugelförmigen ISaeh.— teiles ist, der Halsteil und der daran angeordnete Ventil— anschluß aus einem einzigen Stück ausgeführt sind und die Stoff struktur mittels Wärmebehandlung !homogenisiert und vergütet wird.
Die weiteren Einzelheiten der Erfindung werden an Hasd der Zeichnung angeführt. Ia der Zeichnung zeigt
Fig* 1 die Seitenansicht des Druckhalteteiles der Flaschen,
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Fig. 2 eine beispielsweise Ausführung mit Schutzkappe, und '
Fig. 3 eine andere beispieleweise Ausführung mit Schutzkorb. . -
Der Druckhalteteil der. .Flasche besteht aus einem Körper 1 und einem Halsteil 2. Der Körper 1 und der Halsteil 2 sind mittels einer Naht 3 zusammengeschweißt. Am Halsteil 2 ist der Ventilanschluß 4- ,ausgestaltet. Ala Druckhalteteil der Hasche unterscheidet man den Sohlenteil 5j cten zylindrischen Abschnitt 6, den Dachteil 7 "und den eingehalsten Abschnitt 8 des Körpers 1. Bei der Fertigung des Körpers 1 mittels Tiefziehung tritt eine sog. Wandredüktionserscheinung auf. Dies bedeutet, daß eine zum Aus—. maß der Formänderung umgekehrt proportionale Wandstärkenän- ■ derung auftritt. Die Wandstärke des Sohlenteiles 5 ist um 10 - 15% größer, als die Wandstärke des zylindrischen Abschnittes 6.
Durch diese Erscheinung wird der Anspruch auf eine größere Wandstärke, die durch die in der Wand der Druckhalt egef äße entstehenden und aus den, den Hembranspannungszustand beschreibenden Zusammenhägeri berechenbaren Beanspruchungen bei Gefäßböden orfordert wird, weitgehendst erfüllt. '
Am Dachteil 7 der erfindungsgeiaäßen Aluminiumflasche wird dieses Erfordernis derweise erfüllt, daß der Flansch des Körpers 1 um Abschnitt 8 eingehalst wird. Somit ist die Wandstärke des Körpers 1 im eingelaalsten Abschnitt 8 den Festigkeitsbedingungen entsprechend vergrö— · ßert, während der Durchmesser und die Wandstärke dessen Flansches den Anschlußdurchmesser und die Wandstärke des Halsteiles 2 determinieren.
In Figur 2 ist eine beispielsweise Ausführung der erfindungsgemäßen Aluminiumflasche dargestellt. Bei dieser bexspielsweisen Ausführung ist der oben umschriebene Druckhalt et eil mit einer Schutzkappe 9 und. einem Fußflansch
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10 ausgestattet. Der Fußflanseh 10 wird mittels Fressens zum Sohlenteil 5 des Körpers 1 befestigt»
In Figur 3 ist eine andere beispielsweise Ausführung der erfindungsgemaßen Aluminiumflasche veranschaulicht· Bei dieser beispielsweisen Ausführung ist der oben umschriebene Druckhalteteil mit einem Sehutzkorb 11 und einem Fußring 12 ausgerüstet. Der Fußring 12 wird im Wege von Schweißung mit dem Sohlenteil 5 des Körpers 1 verbunden.
Zur Homogenisierung und zum Vergüten der Werkstoffstruktur der oben umschriebenen Aluminiumflasche werden die folgenden Maßnahmen getroffen.
Der Mg-Gehalt der gewählten AlMgSi-Legierung des Druckhalteteiles der Flasche darf sich im Bereich von 1 bis 1,4-56 bewegen, damit eine ungleichmäßige Aufhärtung beim Kaltformen vermieden werden. Die Legierung enthält 1,2-1,6% Si, 1-1,4% Mg, 0,8-1,20% Mn, max. 0,5% Fe, max. 0,1% Gu, max. 0,2# Zn und max. 0,2% Ti Legierstoff und der Mg-Gehalt der -legierung ist höchstens ihrem Si-Gehalt gleich. Das Schweißen des Körpers 1 und des Halsteiles 2 wird im Wege von Argons ehut zgas -Wolf ramelekt r oden-Li cht b ο gens chwe ißung (WIG ) durchgeführt. ITach dem Schweißen wird die Schweißnaht mit Luft von 9-15 kp/cm Überdruck einer Dichtigkeitsprobe unterworfen.
Die den Vorschriften der Dichtigkeitsprobe entsprechende Flasche kommt zur Glühbehandlung. Die Wärmebehandlung hat den Zweck, daß die Zerreißfestigkeit des Flaschenwerkstoffes ^g = 26 kp/mm , die Mindest fließgrenze <5Q 2 = 14 kp/mm und die Mindestdehnung ^x- = 15% betragen sollen.
Im Laufe der Wärmebehandlung wird die Flasche auf die Temperatur von 525 0C geglüht, 120 Minuten lang an dieser Temperatur gehalten, sobald auf Zimmertemperatur abgeschreckt und einer 72-stündigen Alterung unterworfen.
An der erfindungsgemSßen Aluminiumflasche kann nach der oben umschriebenen Wärmebehandlung eine bleibende
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Formänderung nur aber 1K) kp/cm ifcerdruck* waä. ein iaifriß nur über 6Θ fcp/cai Überdruck auftreten.
Die erfinäAingsgeniaßen Al^aminisoaf laschen können mit einem fiauminhalt iron 1-30 Iiiter, und dement sprechend zur Speicherung von 0,5-12 kg FB-Ctas eraeiigt werden.
- JE,

Claims (9)

  1. PATENTANSPRÜCHE
    Aluminiumflaschen, insbesondere zur Überdruckspeicherung von PB-Gas, wobei der Sohlenteil ein korbbogenförmiger Gefäßboden, und der Dachteil ein halbkugelförmiger Gefäßboden ist, und die einerseits aus einem zylindrischen Körper mit einem mittels Tiefziehung hergestellten korbbogenförmigen Gefäßboden, anderseits aus einem kugelschnittförmigen Halsteil zusammengeschweißt sind, dadurch gekennzeichnet , daß die Ebene der Schweißung (3) die Schnittebene des halbkugelförmigen Dachteils (7) ist·
  2. 2. Aluminiumf laschen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Anschlußflansch des Körpers (1) mit einer Einhalsung ausgeführt wird.
  3. 3. Aluminiumflaschen nach Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Wandstärke des Körpers (1) an seinem mit tief gewölbtem Gefäßboden ausgeführten Teil (5) und bei der Einhalsung (8) um 10-15 % größer ist, als am zylindrischen Abschnitt (6).
  4. 4-. Aluminiumflaschen nach Anspruch 1, wobei an dem mittels Warmpressens hergestellten Halsteil ein Ventilanschluß vorhanden ist, dadurch gekennze ich.net,, daß der Halsteil (2) und der daran angeordnete Ventilanschluß (4-) aus einem einzigen Stück ausgeführt sind.
  5. 5- Aluminiumf laschen 'nach einem der Ansprüche 1 bis 4-, · aus einer zur Tief ziehung und zum Warmpressen geeigneten AlMgSi-Legierung, dadurch gekennzeichnet, daß 1,2-1,6% Si, 1-1,4-% Mg, 0,8-1,0% Mn, max, 0,5% Fe, max. 0,1% Gu, max. 0,2% Zu und max. 0,2% Ti Legierstoff darin enthalten sind und der Mg-Gehalt derselben höchstens ihrem Si-Gehalt gleich ist·
  6. 6. Aluminiumflaschen nach einem der Ansprüche 1 bis 5> dadurch gekennzeichnet , daß die Werkstoff struktur-derselben vergütet und homogen ist.
  7. 7· Aluminiumflaschen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß
    — π _ 309840/02 8 4
    ihre Zerreißfestigkeit ^B = 26 kp/mm2, ihre Mindestfließ<oq ρ = "^ tep/wnß und ihre Mindest dehnung dv
    grenze <oq ρ = "^ tep/wnß und ihre Mindest dehnung dv = betragen. .
  8. 8. Verfahren zur Erzeugung von Aluminiumflaschen nach, einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet , daß die Flaschen auf 525 0O erhitzt, 120 Minuten lang bei dieser Temperatur gehalten, sodann auf Zimmertemperatur abgeschreckt und einer 72-stündigen Alterung unterworfen werden·
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Flaschen nach durchgeführter Schweißung einer Wärmebehandlung unterworfen werden.
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DE19732306682 1972-03-24 1973-02-10 Aluminiumflasche zur Aufnahme von verflüssigtem Gas unter Druck Expired DE2306682C3 (de)

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