DE2306682C3 - Aluminiumflasche zur Aufnahme von verflüssigtem Gas unter Druck - Google Patents

Aluminiumflasche zur Aufnahme von verflüssigtem Gas unter Druck

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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)

Patentansprüche:
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 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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