DE2306682C3 - Aluminiumflasche zur Aufnahme von verflüssigtem Gas unter Druck - Google Patents
Aluminiumflasche zur Aufnahme von verflüssigtem Gas unter DruckInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Aluminiumflasche
zur Aufnahme von verflüssigtem Gas unter Druck, deren Körper aus einem zylindrischen Abschnitt
mit einem bogenförmig gekrümmten Sohlenteil und einem nach oben /.u kugelförmig eingehalsten
Abschnitt besteht, der mit einem als Kugelabschnitt ausgebildeten, mn einem Ventilanschluß aus einem
Stück ausgeführten Halsteil verschweißt ist und zusammen mit diesem eine Halbkugel bildet.
Eine derartige Meta'lflasche ist bekannt (britische
Patentschrift 306 660). Bei dieser Metallflasche überlappt der eingehalste Abschnitt des zylindrischen Teils
mit seinem oberen Rand die Unterkante des Kugelabschnitts
des Halstcils. Zwischen dem eingehalstcn Abschnitt und dem Kugelabschnitt des Halsteils ergibt
sich daher eine Metall-zu-Metall-Berührung. Die
Oberkante des eingehalsten Abschnitts ist an ihrer Auflagestelle überdies mit dem Kugelabschnitt durch
eine Schweißnaht verbunden, bei der es sich um eine Stumpfnaht handelt. Die Abdichtung wird bei der bekannten
Metallflasche durch die auf dem Innendruck beruhende Anpressung zwischen dem oberen Rand
des eingehalsten Abschnitts und der Unterkante des Kugelabschnitts und durch die Schweißnaht zwischen
diesen beiden Teilen erreicht. Die Ausbildung einer ringförmigen Einkehlungam unteren Rand des HaIsleils,
die maßhaltige Herstellung der einander überlappenden Enden, das Zusammenpressen des zylindrischen
Teils und des Halstcils sowie das Verschweißen der Teile erfordern bei der bekannten Mctallflascheeinc
Reihe von aufwendigen Arbeitsschritten An der CJherlappungsstelle /wischen dem eingehalstcn
Abschnitt und dem Haisteil entsteht zudem eine große Wandstärke, durch die das Gewicht der bekannten
Metallflasche erhöht wird.
Bekannt ist es auch, Raschen zur Speicherung von unter Druck stehendem verflüssigtem Gas aus legier-
tem Stah! herzustellen. Stahlflaschen müssen zur Verhinderung
von Korrosion auf der Oberfläche mit einer Schutzschich·. versehen werden, die von Zeit zu Zeit
zu erneuern ist. Da weiterhin die Festigkeit von Stahl bei Temperaturen unter (Γ C abnimmt, ist es notwen-
dig, die Wandstärken von Stahlflaschen zu vergrößern. Deshalb ergibt sich pro Einheitsmenge des gespeicherten
Gases ein relativ großes spezifisches Gewicht des Materials der Flasche. Durch den gegenüber
dem Gewicht des Gases hohen Gewichtsanteil des Haschenmaterials wird der Transport der Gasflaschen
aufwendig.
Weiterhin ist es bekannt, als Werkstoff für die Flaschen Aluminium /u verwenden. Bei Aluminium ist
keine Korrosionsschutzschicht ei forderlich. Die Fe-
ίο sligkeit von Aluminium nimmt bei Temperaturen von
unter 0 C zu. Pro Einheitsmenge des gespeicherten Gases ist das spezifische Gewicht des Aluminiums gering.
BcKannte Flaschen aus Aluminium sind aus zwei
»5 Teilen aufgebaut, von denen jeder einen zylindrischen
Abschnitt mit einem bogenförmig gekrümmten Ende aufweist. Die· zylindrischen Abschnitte der beiden
Teile sind miteinander verschweißt. Der obere Teil enthält einen Vcntilansthluß. Der untere Teil ist mit
einer Sehuitci versehen, die gegen das Innere des Teils
/urin kgesetzt ist. Der obere Teil wud auf den unteren
Teil derart aufgepreßt, daßsich der Innendurchmesser des unteren Randes des oberen Teils und der Außendurclimesser
der Schulter überlappen. Für das Zusammcnpresscn der beiden Teile sind auch bei den
bekannten Flaschen aus Aluminium zusätzliche Werk/cuge sowie ein gesonderter Arbeitsgang erforderlich.
Ferner können beim Einpassen des oberen Teils an den sich überlappenden Teilen durch KaItverformung
ungleichmäßige, örtliche Formänderungen
entstehen, durch die eine inhomogene Stoffstruktur in dem für die Schweißnaht bestimmten Bereich
auftritt. Dies kann auch zu Inhomogenitäten innerhalb der Schweißnaht führen, die sogenannte Spaltkorrosioncn
verursachen. Bei den bekannten Flaschen aus Aluminium sind überdies die Schweißnähte an Stellen
mit den grcißten Durchmessern angeordnet. An den sich überlappenden Stellen der beiden Teile weisen
die bekannten Flaschen aus Aluminium ferner größerc Wandstärken auf.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Aluniiniumflasche der eingangs erwähnten Gattung
derart weiterzuentwickeln, daß bei einem günstigen
Verhältnis von Flaschengcwicht zu Nutzlast alle Sicherhcitsanforderungen
erfüllt werden und eine einfache und formgerechte Herstellung möglich ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Halsteil an den eingehalsten Abschnitt gestoßen
und die beide 'Teile verbindende Schweißnaht als Stoßschweißung ausgebildet ist. Durch diese Maßnahme
ergibt sich eine homogene Stoffstruktur des Werkstoffs auch an den Schweißstellen Durch Kaltverformung
bedingte ungleichmäßige, ortliche Formänderungen
werden verhindert. Fun besonderer V01-teil
dieser Maßnahme ist somit darin /11 sehen, claü
die Gefahr von sogenannten Spaltkorrosionen, die auf Inhomogenitäten im Ix.-reich von Schweißnähten zurück/ufiihren
sind, vermieden wird Hei der crfin-
dungsgemäßen Anordnung treten keine Überlappungsbereiche zwischen den beiden Abschnitten der
Flasche auf. Dadurch entfallen Stellen, an denen die Flaschenwand die doppelte Stärke aufweist. Ein weiterer
Vorteil der erfindungsgernäßen Anordnung besteht somit in der Einsparung von Material an Stellen,
an denen aus Herstellungsgründen bei bekannten Flaschen eine über das übliche Maß hinausgehende
Wandstärke notwendig ist. Durch die Einsparung eines zusätzlichen Arbeitsgangs für das Zusammenpressen
der beiden Teile der A'uminumflasche ergeben sich bei der erfindungsgernäßen Anordnung
zusätzliche Vorteile während der Fertigung.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der Zeichnung erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Flasche,
Fig. 2 eine Ausführung mit Schutzkappe und
Fig. 3 eine andere Ausführung mit Schutzkorb.
Die Flasche besteht aus einen. Körper 1 und einem Halstcii 2. Her Korper i und der Haisteif 2 sind mittels
einer Naht 3zusammengeschweißt. Am Halsteil 2
ist der Yentilanschluß 4ausgebildet. Am Körper I der
Masche unterscheidet man den Sohlenteil 5, den zylindrischen Abschnitt 6. den Dachteil 7 und den eincehalsten
Abschnitts. Bei der Fertigung des Kor
pe rs 1 mittels Tiefziehen tritt eine zum Ausmaß der
Formänderung umgekehrt proportionale Wandstäikeniinderung auf. Dadurch ist die Wandstärke des
Sohlenteils 5 um K! bis I 5 Or größer als die Wandstärke
iles zylindrischen Abschnittes 6. was den berechenbaren
Beanspruchungen bei (iefäßhöden we it gehendst
entspricht.
Am Dachteil 7 der Aluminiumtlaschc wird dieses
Erfordernis dadurch erfüllt, daß der Körper 1 im Abschnitt 8 eingehalst wird. Somit ist die Wandstärke des
Körpers 1 im eingehalsten Abschnitt 8 den Festigkcitsbe'.üngungen
entsprechend vergrößert, wahrend der Durchmesser und die Wandstärke des Abschnittes
8 den Anschlußdurchmesser und die Wandstärke des Halsteiles 2 bestimmen.
In Fig. 2 ist die Aluminiiimflasche mit einei
Schutzkappe 9 und einem Fußflansch 10 ausgestattet. Der Fußflansch 10 wird mittels Pressens am Sohlenteil
5 des Körpers 1 befestigt.
In Fig. 3 ist die Aluminiumflasche mit einem Schutzkorb 11 und einem Fußring 12 ausgerüstet. Der
Fußring 12 ist durch Schweißung mit dem Sohlenteil 5
des Körpers 1 verbunden.
Zur Homogenisierung und zum Vergüten der Werkstoffstruktur der Aluminiumflasche werden die
i" folgenden Maßnahmen getroffen:
Der Mg-Gehalt der gewählten AlMgSi-Legierung für die Flasche darf sich im Bereich von 1 bis 1,4 Oi
bewegen, damit eine ungleichmäßige Aushärtung beim Kaltformen vermieden wird. Die Legierung ent-
■ 5 hält 1,2 bis 1.6% Si, 1 bis !,4'i Mg, 0,8 bis 1,2%
Mn, max. 0,5 rh Fe, max. 0,1 % Cu, max. 0,2 % Zn
und max. 0,2 rA Ti. Der Mg-Gchalt der Legierung ist
höchstens ihrem Si-Gehalt gleich. Das Schweißen des Körpers 1 und des Halsteiles 2 wird mittels Argonsdiulzgas-Woiframeiektroden-Lichtbogenschwei
ßung durchgeführt Nach dein Schweißen wird die Schweißnaht mit Luft von 9 bis 15 kp/cnr Überdruck
einer Dichtigkeitsprobe unterworfen.
Die den Vorschriften der Dichtigkeitsprobe enisprechende
Flasche kommt zur Wärmebehandlung. Die Wärmebehandlung hat den Zweck, eine Zerreißfestigkeit
des Flaschenwerkstoffes <;H = 26 kp/mm .
eine Mindestfließgrenze a.,_. - 14 kp/mnr und eine
Mindestdehnung er,- 15'V sicherzustellen.
Bei der Wärmebehandlung wird die Flasche aiii
525 C erhitzt, 120 Minuten lang auf dieser Temperatur
«ehalten, sodann auf Zimmertemperatur abgeschleckt und einer 72stiindigen Alterung unterworfen.
)5 An der Aluminiumflasche kann nach der Wärmebehandlung
eine bleibende i ormänderung nur bei über 40 kp'cm Überdruck, und ein Aufreißen nur
bei uber 60 kp cnr Überdruck auftreten.
Die Ahiminiumflaschen haben einen Rauminhalt
4" von I bis 30 Fiter, entsprechend 0,5 bis 12 kg Flüssiggas.
llieiz.vi 2 Blatt Zeichiumuen
Claims (3)
1. Aluminiumflasche zur Aufnahme von verflüssigtem Gas unter Druck, deren Körper aus einem
zylindrischen Abschnitt mit einem bogenförmig gekrümmten Sohlenteil und einem nach oben
zu kugelförmig eingehalsten Abschnitt besteht, der mit einem als Kugelabschnitt ausgebildeten,
mit einem Ventilanschluß aus einem Stück ausgeführten Halsteil verschweißt ist und zusammen mit
diesem eine Halbkugel bildet, dadurch gekennzeichnet, daß der Halsteil (2) an den
eingehalsten Abschnitt (8) gestoßen und die beide Teile verbindende Schweißnaht (3) als Stoßschweißung
ausgebildet ist.
2. Aluminiumflasche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärken des Sohlenteils
(5) und des eingehalsten Abschnitts (8) um IO bis 15 % größer sind aJs die Wandstärke
des zylindrischen Abschnitts (6).
3. Aluminiumflasche nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Tiefziehen
und Warmpressen vorgesehene AlMgSi-Legierung 1,2 bis 1,6 % Silizium, 1 bis 1,4 Ύ, Magnesium,
0,8 bis 1,0% Mangan sowie maximal 0,5 % Eisen, 0,1 'Ί Kupfer, 0,2 7t. Zinn und 0.2 'Yt.
Titan als Legierungsbestandteile enthält, wobei der Magnesiumgehalt höchsten gleich dem Siliziumgehalt
ist.
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