DE2613492C2

DE2613492C2 - Thermisch isolierender Abstandhalter für Trennwände, insbesondere zum Abstandhalten der Innen- und Außenwände von Behältern

Info

Publication number: DE2613492C2
Application number: DE2613492A
Authority: DE
Inventors: Hans Ludwig Prof. Dr. 6900 Heidelberg Wesch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-04-02
Filing date: 1976-03-30
Publication date: 1987-01-08
Also published as: US4014147A; FR2306396A1; DE2613492A1; FR2306396B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen thermisch isolierenden Abstandhalter für Trennwände der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 genannten Gattung.
Ein derartiger Abstandhalter ist bereits bekannt (US-PS 32 89 423). Dabei werden die Abstandhalter zum Trennen der Wände von doppelwandigen Behältern benutzt. Die bekannten Abstandhalter sind in Form von Hohlzylindern als rohrförmige Hohlkörper ausgebildet, doch hat sich bei den bekannten Hohlkörpern gezeigt, daß sie den Anforderungen an gute thermische Isoliereigenschaften und Kraftaufnahme nicht genügen. Aus diesem Grunde ist es auch bekannt, anstelle von rohrförmigen Hohlkörpern Kompaktkörper zu verwenden, welche aus Faserschichten aufgebaut sind, bei denen die Fasern senkrecht auf die Kraftübertragungsrichtung angeordnet sind. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die thermische Isoliereigenschaften dieser anderen bekannten Abstandhalter vielfach zu wünschen übrig lassen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den thermisch isolierenden Abstandhalter der eingangs genannten Gattung dahingehend zu verbessern, daß er neben guten thermischen Isoliereigenschaften auch gute mechanische Eigenschaften bei leichtem Aufbau aufweist.
Gemäß der Erfindung besteht die Lösung dieser Aufgabe darin, daß die Rohrwandung des Hohlkörpes Durchbrechungen in Rautenform aufweist und aus sich kreuzenden Wicklungen aus Verstärkungsfasern besteht, die mit härtbarem Kunststoff versehen sind, und daß der Hohlkörper an beiden Stirnenden mit Anschlagelementen versehen ist.
Der Abstandhalter nach der Erfindung ist einfach und mit sparsamer Verwendung der beteiligten Materialien herstellbar, er zeichnet sich auch durch ein leichtes Gewicht aus und er weist dennoch hervorragende Abstützfunktionen trotz sehr guter thermischer Isolierfähigkeit auf.
Erfindungsgemäße Abstandhalter werden beispielsweise dazu benutzt, den Abstand zwischen insbesondere parallelen Wänden, beispielsweise Außen- und Innenwänden, eines Behälters einzuhalten und gleichzeitig dafür zu sorgen, daß die beiden Wände thermisch gut gegeneinander isoliert sind. Solche Behälter dienen beispielsweise zur Aufnahme von Gasen, die auf sehr niedrige Temperaturen gebracht sind und sich insbesondere im flüssigen Zustand befinden. So können Schwierigkeiten, die bisher bei Flüssiggas- Tankern auftraten, mit Hilfe der Erfindung leichter beseitigt werden. Dabei werden beispielsweise kubische Behälter gegenüber der Schiffsbordwand nicht nur thermisch gut isoliert, sondern wird auch dafür gesorgt, daß die infolge des Seeganges in der Bodwand auftretenden Druckkräfte gut aufgefangen werden und nicht so weit über die Abstandhalter auf die Flüssiggas-Behälter übertragen werden, daß diese sog. Alterungsrisse erhalten und jedenfalls deren thermische Isolierung verlorengeht. Die dabei auftretenden Zug-, Schub- und Druckkräfte werden mit Hilfe der erfindungsgemäßen Abstandhalter besser aufgenommen als beim vollständigen Ausfüllen des Zwischenraums zwischen solchen Behältern und der Schiffsbordwand beispielsweise mit Hilfe von Balsaholz oder Schaumtoff.
Ausführungsbeispiele für die Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung erläutert. Dabei zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Abstandhalters in Seitenansicht;
Fig. 2 eine Teilansicht (in vergrößertem Maßstab) der Wand des durchbrochenen Hohlkörpers von Fig. 1 und
Fig. 3 die schematische Darstellung einer anderen Ausführungsart eines verstärkten Abstandhalters.
Der Abstandhalter 10 ist ein Konstruktionselement, das zwischen zwei gegenüberliegende, parallele Wände 12, 14 eines Isoliertanks oder ähnlichen Isolierbehälters (nicht dargestellt) eingefügt wird, um sowohl einen bestimmten Abstand zwischen diesen Wänden 12, 14 als auch eine gute thermische Isolierung zu gewährleisten.
Der Abstandhalter 10 besteht hauptsächlich aus einem rohrförmigen, durchbrochenen Hohlkörper 16 aus verstärktem Isoliermaterial und zwei ringförmigen Anschlagelementen 18, die an beiden Enden des Körpers 16 angebracht sind, um an den Wänden 12, 14 einen Anschlag zu bilden.
Der Hohlkörper 16 wird nach an sich bekannter Technik (Filament Winding) im Kreuzwickelverfahren hergestellt.
Die Wicklungen werden so ausgeführt, daß zwischen den Faserschichten 22 Durchbrechungen 24 in Rautenform entstehen. Der Wickelwinkel α (siehe Fig. 2) zwischen zwei sich kreuzenden Faserschichten 22 liegt vorzugsweise zwischen 45° und 150°, je nach dem aufzunehmenden Druck.
Als Verstärkungsfasern eignen sich vor allem Fasern aus Glas, Asbest, Eisen, Kohlenstoff, insbesondere Graphit, und/oder keramische, metallische und/oder organische Fasern insbesondere mit einem geringeren Durchmesser als 20 µm, auch Mischungen dieser Fasern sind gut geeignet.
Der härtbare Kunststoff kann z. B. ungesättigtes Polyesterharz sein. Man kann auch andere härtbare Harze verwenden, wie Epoxyd-, Vinylester- und Phenolharze mit den jeweiligen Zusätzen.
Die Anschlagringe 18, 20 bestehen vorteilhafterweise ebenfalls aus härtbarem Kunststoff u. U. mit anderen Zusätzen. So kann man z. B. die Druckfestigkeit des die Anschlagringe 18, 20 bildenden Kunsttoffe erhöhen, indem man demselben Zusatzstoffe, wie z. B. Quarzmehl, und/oder Fasern beimischt.
Die Anschlagringe 18, 20 können auch Fertigelemente sein, die am Stirnende des Hohlkörpers 16 z. B. durch Kleben befestigt werden. Die Anschlagringe 18, 20 können auch direkt am Ende des Hohlkörpers 16 angeformt werden. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn der Hohlkörper 16 dem mittleren Durchmesser des auf ihm geformten Anschlagringes 18, 20 entspricht.
Anstelle eines flachen Ringes kann jedes Anschlagelement 18, 20 je nach der Form der Behälterwände 12, 14 besondere Formen, z. B. geometrische Formen (halbsphärisch kuppelförmig), aufweisen.

Beispiel

Mit einem Hohlkörper 16 nach Fig. 1, der 60 cm hoch ist, einen Durchmesser von 20 cm bei einem Kreuzwinkel α = 60° aufweist und einen Abstand zwischen den gegenüberliegenden Rovingsträngen von 2 cm hat, kann ein Druck von 1,5 t aufgefangen werden.
Um diese Leistung noch zu erhöhen und um zu verhindern, daß sich der Hohlkörper 16 infolge Knickbeanspruchung verbeult, kann gemäß Fig. 3 der durchbrochene Hohlkörper 16 an ausgewählten Stellen mit Verstärkungsringen 26 versehen sein. Hierzu wird der Hohlkörper 16 z. B. mit kunststoffimprägnierten Fasersträngen (Rovings) umwickelt. Die Fasern sind insbesondere auch chemisch mit der Unterlage verbunden, d. h. sie sind mit dem GFK des Hohlkörpers 16 polymerisiert.
Die Wärmeleitfähigkeit der Abstandhalter nach der Erfindung liegt in der Größenordnung derjenigen leichter Polyurehtanschaumstoffe.
Die Verwendung solcher Abstandhalter für doppelwandige Behälter und Gastanker stellt einen wichtigen Fortschritt dar, weil sie die Aufnahme hoher mechanischer Beanspruchungen mit geringer Wärmeleitfähigkeit und mit einer einfachen und billigen Herstellungsmethode verbinden. Außerhalb ihrer Verwendung für den Bau von gekühlten Flüssiggas-Behältern und -Tankern ( Methangastransportschiffe) kann man diese Abstandhalter auch für Transport- oder Lagerbehälter verwenden, in denen warme Produkte ohne großen Wärmeverlust aufbewahrt werden müssen.

Claims

1. Thermisch isolierender Abstandhalter für Trennwände, insbesondere zum Abstandhalten der Innen- und Außenwände von Behältern, mit einem aus härtbarem Kunststoff bestehenden im wesentlichen rohrförmigen Hohlkörper, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrwandung des Hohlkörpes (16) Durchbrechungen (24) in Rautenform aufweist und aus sich kreuzenden Wicklungen aus Verstärkungsfasern besteht, die mit dem härtbaren Kunststoff versehen sind, und daß der Hohlkörper (16) an beiden Stirnenden mit Anschlagelementen (18, 20) versehen ist.

2. Abstandhalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagringe (18, 20) ausgebildet sind.

3. Abstandhalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagringe (18, 20) härtbaren Kunststoff und Füllstoffe und/oder Verstärkungsfasern aufweisen.

4. Abstandhalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrwandung mit thermisch isolierenden Verstärkungsringen (26) versehen ist.

5. Abstandhalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsfasern als Faserschichten (22) unter einem Kreuzungswinkel zwischen 45° und 150° gewickelt sind.

6. Abstandhalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserschichten (22) Fasern aus Glas, Asbest, Metall, Kohlenstoff, keramischem Material und/oder organischem Material aufweisen.