DE2719986A1 - Druckablasseinrichtung fuer ein leichtgewichtiges druckgefaess aus einem fasergewickelten verbundwerkstoff sowie verfahren zur herstellung derselben - Google Patents

Druckablasseinrichtung fuer ein leichtgewichtiges druckgefaess aus einem fasergewickelten verbundwerkstoff sowie verfahren zur herstellung derselben

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DE2719986A1
DE2719986A1 DE19772719986 DE2719986A DE2719986A1 DE 2719986 A1 DE2719986 A1 DE 2719986A1 DE 19772719986 DE19772719986 DE 19772719986 DE 2719986 A DE2719986 A DE 2719986A DE 2719986 A1 DE2719986 A1 DE 2719986A1
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Russell Olson Hawkins
James Francis Mallatt
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Description

Patentanwalt.
BRUNSWICK CORPORATION
One Brunswick Plaza, Skokie, 111. 60076, USA
A. GRUNECKER
DIHl ING
W. STOCKMAIR
OR-IfG AeE(CALTEOf
K. SCHUMANN
DR RER NAT CWl-PHVS
P. H. JAKOB
WfV ING,
G. BEZOLD
OR RER NAT OPU-CXM
8 MÜNCHEN 22
MAXlMlLiANSTRASSE 43
4. Mai 1977 P 11 556
Druckablasseinrichtung für ein leichtgewichtiges Druckgefäss aus einem fasergewickelten Verbundwerkstoff sowie
Verfahren zur Herstellung derselben.
Die Erfindung betrifft eine Druckablassvorrichtung für ein leichtgewichtiges Druckgefäss aus einem fasergewickelten Verbundwerkstoff mit einem daran angeordneten Metallelement sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Ventils für ein wärmebedingtes Ablassen von unter Druck in einem fasergewickelten Gefäss stehenden Fluiden. Die Erfindung bezieht sich somit auf Druckablassoder Entlastungsvorrichtungen für ein Druckgefäss und insbesondere auf eine unter Wärme eine Freigabe vornehmende Legierung zur Verwendung in einer Druckablassvorrichtung bei einem fasergewickelten Druckgefäss. 709851/0708
telefon (oas)
TELEX O5-3038O
TELEK 3 PIERER
Druckgefässe zum Versand von unter hohem Druck stehenden Flüssigkeiten und Gasen wurden allgemein aus Metallen gefertigt, da man Metall als das einzige Material ansah, welches den zyklischen Druckbeaufschlagungs- und Depressionsphasen des Gefässes auszuhalten vermag und in ausreichender Weise belüftet werden kann, wenn das Gefäss übermässigen Temperaturen ausgesetzt ist.
Insbesondere stellen gewisse Regierungsbehörden die Anforderung, dass Gefässe für den zwischenstaatlichen Handel,die unter hohem Druck stehende Fluide oder Gase enthalten, eine Druckablassvorrichtung aufweisen müssen, die sicher die Fluide oder Gase ablässt, wenn das Gefäss einer übermässigen Erwärmung, wie sie z.B. durch einen Brand bei einem Eisenbahn- oder Lastwagenunfall oder dgl. auftreten kann, ausgesetzt wird.
Das Metall für das Druckgefäss, das wärmeleitend ist, ermöglichte es, das Gefäss mit einem Druckentspannungsventil zu versehen, so dass, wenn der Druck im Gefäss einen gewissen Wert erreicht hat, das Ventil freigibt und der Gefässinhalt auf sichere Weise entweichen kann.
Mit der Einführung und erfolgreichen Anwendung von fasergewickelten Druckgefässes, wie sie z.B. in den US-Patentschriften 3 843 010 und 3 815 773 beschrieben werden, lassen sich wesentlich leichtere Druckgefässe herstellen, die den von den Regierungsbehörden gesteilen Anforderungen hinsichtlich der zyklischen Druckbeaufschlagung und Depression Rechnung tragen. Bislang war es jedoch nicht möglich, eine regierungsseitige Erlaubnis für den zwischenstaatlichen Versand von fasergewickelten unter Druck stehende Fluide oder Gase enthaltenden Gefässen zu bekommen, ohne dass an diese teure,sekundäre, elektrische oder pyrotechnische Ablassvorrichtungen befestigt wurden, da Druckentspannungsventile der bei Metalldruckgefässen verwendeten Bauart nicht ansprechen, bevor das fasergewickelte Gefäss seine Zersetzungstemperatur erreicht, so dass eine explosionsartige Freigabe der Fluide oder Gase eintreten kann.
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Dies war in grossem Umfang Folge der Tatsache, dass fasergewickelte Gefässe die Wärme vom Brandherd nicht ausreichend weiterleiten, um im Gefäss einen entsprechenden Druck aufzubauen, der zu einer Freigabe des Druckentspannungsventils führt, bevor das Gefäss bricht.
Demgegenüber wurde festgestellt, dass ein thermisch betätigtes Druckablassventil für ein fasergewickeltes Druckgefäss vorgesehen werden kann, das den unter Druck stehenden Gefässinhalt abführt, wenn das Gefäss in Nähe des Ventiles eine Temperatur erreicht, die weit genug unterhalb der Zersetzungstemperatur des Gefässes, jedoch ausreichend weit oberhalb der normalen Arbeitstemperatur des Gefässes liegt. Zu diesem Zweck wird ein metallisches Ventilelement in die Metallkappen oder Ansätzen an einem oder beiden Enden des Druckgefässes eingeschraubt. Dieses metallische Ventilelement enthält einen Kanal, der mit einem Material, z.B. einer Legierung ausgefüllt ist, das den normalen zyklischen Belastungs- und Entlastungsschwankungen des Gefässes standzuhalten vermag und den Gefässinhalt bei normalen Umgebungstemperaturen im Bereich von -54 C bis +93 C abdichtet, während es den Gefässinhalt abführt, sobald es Temperaturen im Bereich von 177 C bis 204 C ausgesetzt wird. Dieser Temperaturbereich liegt unterhalb der Zersetzungstemperatur des fasergewickelten Druckgefässes. Das Material im Kanal des Entspannungsventils muss eine ausreichende mechanische und Korngrenzscherfestigkeit haben, damit es innerhalb der gewünschten Grenzen arbeiten kann.
Zusammengefasst wird durch die Erfindung eine thermisch betätigte Druckablassvorrichtung für leichte faden- oder fasergewickelte Druckgefässe geschaffen. Diese Vorrichtung enthält einen Legierungseinsatz, der erweicht und den Druck im Gefäss ablässt, wenn die Vorrichtung einem bestimmten Temperaturbereich ausgesetzt ist. Der Temperaturbereich muss unterhalb der Zersetzungstemperatur des Druckgefässes und oberhalb der normalen Umgebungseinsatz-und Lagertemperaturen des Gefässes liegen.
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Die Legierung in der Druckablassvorrichtung muss in der Lage sein, die Scherspannung bei zyklischer Be- und Entlastung des Gefässes ohne Bruch auszuhalten. Es muss dabei sowohl eine ausreichende Scherfestigkeit für die mechanische Scherbeanspruchung zwischen Legierung und Bohrungswänden der Vorrichtung, d.h. eine ausreichende Haftung zwischen Legierung und den Bohrungswänden, als auch eine ausreichende innere Kornscherfestigkeit der Legierung vorliegen, so dass diese bei den normalen Einsatz- und Lagerdrücken sowie Temperaturen des Gefässes nicht ihren Zusammenhalt verliert. Des weiteren ist ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Druckablassvorrichtung Gegenstand der Erfindung.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert, wobei in der Zeichnung gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Es zeigen:
Fig. 1 eine beträchtlich vergrösserte Ansicht von einem erfindungsgemäss aufgebauten Druckentspannungsventil,
Fig. 2 eine endseitige Ansicht des in Fig. 1 gezeigten Ventils,
Fig. 3 eine Ansicht von einem fasergewickelten Druckgefäss mit weggebrochenen Teilen und im Schnitt dargestellten Druckentspannungsvorrichtungen nach der Erfindung, die in beiden Enden des Druckgefässes angebracht sind,
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht von dem erfindungsgemässen Druckentspannungsventil im Zustand der Freigabe von in einem Druckgefäss befindlichen Fluiden, und
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht von einer Stopfenhalte vorrichtung zum Einsatz bei der Ventilherstellung.
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In der Zeichnung und insbesondere in Fig. 3 ist ein Druckgefäss 10 gezeigt, an dessen einem Ende ein normaler Betätigungsmechanismus 12 befestigt ist, der zur Freigabe des Inhalts des Druckgefässes, wenn erwünscht, bedient wird. Eine thermisch betätigte Druckentlastungseinrichtung oder ein Ventil 14 ist, wie dargestellt, in der Metallkappe oder dem Ansatz 16 angeordnet, die bzw. der den Boden des Druckgefässes 10 bilden. Ein zweites thermisch betätigtes Druckentlastungsventil 14 mit identischem Aufbau ist, wie dargestellt, im Hals 20 einer Metallkappe oder eines Ansatzes 22 gehalten, die bzw. der vom Oberteil des Druckgefässes 10 getragen wird. Aus Darstellungsgründen ist das Gefäss 10 in einer Flamme 24 gezeigt, wobei beide thermisch betätigten Entlastungsventile 14 im Zustand wieder-gegeben sind, bei dem der Inhalt des Gefässes freigegeben wird.
Das Druckentlastungsventil 14 gemäss Fig. 1, 2 und 4 besitzt einen Grundkörper 30, der ein sechseckiges Kopfteil 32 und ein längliches Schaftteil 34 aufweist. Der Schaft 34 ist bei 36 mit einem Gewinde versehen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform besteht der Grundkörper 30 aus Stahl. Der Schaft 34 ist von seinem äusseren Ende aus mit einer Sackbohrung versehen, die eine in Querrichtung sich erstreckende eingebohrte öffnung 40 schneidet, welche die Spannweite des Kopfes 4 2 überbrückt. Der Durchmesser der öffnung 40 im Kopf 32 beträgt etwa die Hälfte des Durchmessers der Sackbohrung 38 im Schaft 34.
Die öffnungen 38 und 40 im Ventil 14 sind mit einer Masse aus einer Legierung gefüllt, die so an den Wänden der öffnungen 38, 40 anhaftet, dass sie eine mechanische Scherbelastung an der Grenzlinie zu den Wänden der öffnungen aushält, so dass der Druck auf die Endfläche 44 der Legierungsmasse 42, die in das Druckgefäss 10 zeigt, nicht die Legierungsmasse 4 2 von den Wänden der öffnungen 38 und 40 abtrennt, was zu einer Abführung des Druckes zwischen Legierungsmasse 4 2 und den Wänden der Öffnungen 38, 40 im Grundkörpers des Ventils 14 führen
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würde. Die die Masse 42 ausmachende Legierung muss ferner eine innere Kornscherfestigkeit haben, dass der Druck auf die Legierungsmasse 4 2 seitens des Inneren des Behälters nicht dazu führt, dass sich die Teilchen,aus denen die Legierung besteht, voneinander trennen und ein Entweichen des Druckes im Kessel ermöglichen.
Die öffnungen 38, 40 bilden einen Druckentlastungskanal im Körper 30 des Ventiles 14, der eine T-fÖrmige Gestalt hat, wobei die beiden den Kopf des "T" bildenden Zweige durch die gegenüberliegenden Flächen des Kopfes 32 des Ventiles 14 austreten. Zweck dieser Anordnung ist es, dass der unter Druck stehende Inhalt an beiden Seiten des Ventiles 14 gleichzeitig austreten kann, so dass ein Rückstoss auf das Ende des Gefässes herabgesetzt oder ausgeschaltet wird.
Druckgefässe 10 der in Rede stehenden Bauart sind Verbundbauteile mit einer metallischen Auskleidung, die im wesentlichen von einer Verstärkungslage aus Harz imprägniertem Fasermaterial oder Fäden umgeben ist. Das Druckgefäss 10 sollte wiederholten zyklischen Druck- und Depressionsphasen widerstehen. Wie zuvor erwähnt, sind Gefässe dieser Bauart in der ÜS-Patentschrift 3 815 773 beschrieben.
Ein bekannter Einsatz für das erfindungsgemässe thermische Entspannungsventil ist die Verwendung bei auf dem Rücken von Feuerwehrleuten zu tragenden Atmungssystemen, wo das Druckgefäss wenigstens 10 000 Druck- und Depressionszyklen aushalten muss. Fasergewickelte Druckgefässe für diese erforderliche Zykluslebensdauer und unter Verwendung des verbesserten thermischen Entspannungsventils sind sehr gefragt und darüberhinaus leicht, so dass die Feuerwehrleute diese Lebensrettungssysteme bei vollständiger Sicherheit wesentlich einfacher tragen können.
Druckgefässe aus fasergewickeltem Werkstoff ohne das vorliegende thermische Entspannungsventil haben die Eigenschaft, dass, wenn
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einer Flamme ausgesetzt, das glasfaserverstärkte Harz das Gefäss isoliert und daher im Gefäss die Temperatur nicht soweit wie bei einem Metallgefäss ansteigt. Wegen der Natur des glasfaserverstärkten Harzes wird sich das Gefäss allmählich zersetzen, wenn die Temperatur eine gewisse Höhe erreicht hat,und danach kommt es zu einer Explosion. Aufgrund der möglichen Zersetzung und Explosion des Gefässes ohne Vorsehen des erfindungsgemässen thermischen Entspannungsventils erlauben gewisse Behörden bei interstaatlichem Versand nicht, dass diese Gefässe mit unter Druck stehenden Fluiden oder Gasen bestückt werden.
In manchen Fällen können die glasfasergewickelten Druckgefässe eine anschwellende Beschichtung auf der fasergewickelten Fläche haben, um die Fläche zu isolieren und die Zersetzungstemperatur oberhalb einer gewissen Grenze, d.h. etwa 177 C, zu halten. Die Beschichtung muss sich mit dem glasfaserverstärkten Harzsystem vertragen, in der Lage sein, am glasfaserverstärkten Harz anzuhaften,und weiter muss sie die zyklische Druck- und Depressionsbeaufschlagung des Gefässes aushalten. Des weiteren hat die Beschichtung auch einen ausreichenden Verschleisswiderstand,"so dass sie mit dazu beiträgt, die Fasern im Gefäss gegen ein Beschädigung zu schützen.
Die bei einem Flammtest gestellten Anforderungen von einer amtlichen Behörde bezüglich eines sicheren Betriebes bestimmen, dass ein Druck.gefäss innerhalb der Temperaturgrenzen von -54°C bis +930C bei 10 000 oder mehr .Zyklen aus Druckbelastungen und Depressionen* eingesetzt werden kann, ohne dass irgendein baulicher Schaden entweder am Druckgefäss oder an dem neu konstruierten thermischen Entspannungsventil 14 eintritt. Die amtliche Behörde hat festgelegt, dass Druckgefäße in der Lage sein müssen, den Inhalt vor Explosion abzugeben, was,wie Versuchsergebnisse zeigten, bei einer Gefässtemperatur zwischen 177°C und 191°C erfolgen soll. Das Gefäss muss in einer Flamme oder bei direkt auf das Gefäss einwirkendem Feuer seine Tragfähigkeit bis zu einer Temperatur wenigstens kurz oberhalb 204 C beibehalten. Es wurde festgestellt,
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dass Wickelbehälter aus glasfaserverstärktem Harz bei Temperaturen über 2040C deutliche Zersetzungserscheinungen zeigen. Die meisten Feuer geben keine gleichmässige Temperatur, wie z.B. in einem Ofen ab. Vielmehr kann das Feuer an einer Stelle wesentlich heisser als an einer anderen sein, und dies ist der Grund dafür, dass Druckgefäße von beträchtlicher Länge an jedem Ende thermische Entspannungsventile 14 aufweisen.
Die die Ventilmasse ausmachende Legierung muss, wie zuvor beschrieben, eine hohe Scherfestigkeit haben, und es wurde festgestellt, dass gewisse Zusammensetzungen für Lötlegierungen diese Anforderungen erfüllen. Z.B. trifft dies für eine Lötlegierung mit der Bezeichnung SN62 der Federal Specification QQ-S-571d vom 10. Juli 1963 zu, was vom Commissioner, Federal Supply Service, General Service Administration für den Einsatz bei allen bundesstaatlichen Behörden anerkannt wurde. Auf Seite 4 unter Tabelle 4 dieser Federal Specification ist erwähnt, dass die Zusammensetzung SN62 61,5 bis 62,5 Zinn, 0,2 bis 0,5 Antimon, 0,25 Wismut, 1,75 bis 2,25 Silber, 0,08 Kupfer, 0,02 Eisen, 0,005 Zink, 0,005 Aluminium und 0,03 Arsen enthält. Die Zusammensetzung zeigt einen Schmelzbereich an der Soliduslinie von 177°C und der Liquiduslinie von 18.9°C. Die thermischen Ventile 14 mit der Legierung SN62, die die Druckabdichtung bildet, wurden mit einem Vertrauensfaktor von 99 % untersucht. 44 thermische Entspannungsventile 14 unter Verwendung einer Legierungsmasse Typ SN62 wurden willkürlich für den Versuch ausgewählt. 14 der Ventile wurden in der nachfolgenden Reihenfolge bei efhem Druck von 351 kp/cm geprüft:
erstens : 4 Tage bei 93°C;
zweitens : 14 Tage bei 71°C;
drittens : 7 Tage bei -54 C; und
viertens : 6 Monate bei Umgebungstemperatur von etwa 15,6 bis 26,7°C.
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Sämtliche Ventile passierten den Versuch,der einem Äquivalent von einer einjährigen durchschnittlichen Lebensdauer mit einem Vertrauensfaktor von 99 % entspricht. Diese Versuchsreihenfolge wurde für die 14 Ventile wiederholt und erneut ein Vertrauensfaktor von 99 % beibehalten. Fünfundzwanzig (25) der 44 Ventile wurden untersucht, um die Auswirkung einer zyklischen Druckbelastung auf die Temperaturentspannung im Gefäss zu bestimmen. Fünf (5) Gruppen von diesen 25 Ventilen wurden einer zyklischen
Druckbelastung zwischen 0 bis 351 kp/cm mit folgenden Zykluszahlen unterworfen: 0, 500, 1000, 1500 oder 2000; sämtliche Ventile passierten den Test mit zyklischer Druckbeaufschlagung ohne Eintritt von Lecks. Nach diesem Zyklustest wurden die gleichen 25 Ventile unter Druck erhöhten Temperaturen ausgesetzt, wobei bei sämtlichen Ventilen der Freigabedruck bei Temperaturen zwischen 162°C und 201°C lag, d.h. im Mittel eine Freigabetemperatur von 183 C bestimmt wurde. Die verbleibenden 5 Ventile wurden einer zyklischen Druckbeaufschlagung zwischen 0 und 351 kp/cm bei einer Temperatur von etwa 15,5 bis 26,6 C unterworfen. Nach 10 000 Zyklen wurden die Ventile auf Gasundichtigkeiten untersucht, jedoch keine solche festgestellt.
Bei bekannten Metallflaschen wurde ein übermässiger Druck des Inhaltes mittels Druckentspannungsventilen abgeführt. D.h. der Druck baut sich infolge einer Erwärmung der Metallflasche,ζ.B. in einem Feuer auf, wonach eine Scheibe zum Bruch kommt oder eine federbelastete Dichtung betätigt wird, sobald der Druck in der Flasche eine gewisse Höhe erreicht oder überschreitet. Der erfindungsgemässe Stopfen oder das Ventil arbeitet ebenso gut bei Standardmetallflaschen als wärmebetätigte Entspannungseinrichtung im Unterschied zu gegenwärtigen druckbetätigten Entspannungseinrichtungen, wie sie bei Metallflaschen verwendet werden.
Die zur Bildung der Masse im Ventil zu verwendende Legierung muss gewisse spezifische Eigenschaften haben. D.h. die Legierung für das Ventil muss dieses bei den richtigen Temperaturen öffnen, sie muss fest genug sein, um einen Druck von 352 bis 1406 kp/cm
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standzuhalten und sie darf nach langzeitiger Lagerhaltung, insbesondere unter Druck nicht kriechen. Die sich als erfolgreich erwiesenen Legierungen haben Schmelzbereiche mit einer Solidustemperatur von etwa 177°C bis 182°C und einer Liquidustemperatur zwischen 182°C und 193°C. Diese Legierungen werden am besten in Verbindung mit Stahlstopfen verwendet.
Nach Ausbohren des Ventilkörpers wird dieser gereinigt,mit Dampf entfettet, alkalisch gereinigt und bei Temperaturen zwischen 66 C und 77 C Wärme getrocknet. In die öffnungen der Teile sollte die Legierung binnen 12 Stunden eingegossen werden. Die Legierung liegt vorzugsweise in Drahtform vor,und Drahtstücke werden auf die gewünschte Länge zugeschnitten. Die Legierungsstücke und die öffnungen im Ventilkörper werden mit einem Flussmittel Typ Allen's Verzinnungsfluid beaufschlagt, bei dem es sich um ein Erzeugnis der L.B. Allen Company, Inc. of Schüler Park-Illinois, handelt. Die Köpfe 32 der Grundkörper 30 werden dann auf eine heisse Platte gelegt, wobei der Kopf 32 in eine angepasste Ausnehmung 46 in einer Haltevorrichtung 48 eingesetzt wird.Danach werden die Köpfe 32 auf eine Temperatur von 293 C +_ 5 C erhitzt, wobei überschüssiges Flussmittel weggeblasen wird. Der Körper 30 wird dann in die Haltevorrichtung 48 erneut eingelegt und . · erwärmt, bis er eine Temperatur von 293 C MO C erreicht. Die Legierungsstücke werden dann in die Schaftöffnung 38 eingelegt, wo die Legierung schmilzt und in den Kanal im Teil 30 fliesst. Gegen den Grundkörper 30 wird Leicht geklopft, um <3en Metallfluss zu erleichtern und Luft entweichen zu lassen. Die öffnung 38 im Schaft 34 des Körpers 30 wird aufgefüllt, bis die Füllung mit dem Ende des Schaftes 34 fluchtet oder innerhalb eines Bereiches von 1,27 mm vom Ende liegt. Die Haltevorrichtung 48 wird dann von der Wärmequelle weggenommen und auf eine Temperatur unter 182°C abkühlen gelassen, wonach die wärmebetätigten Ventile 14 entfernt werden können und einsatzbereit vorliegen.
Wenn die Ventile 14 bei fasergewickelten Druckgefässen mit beträchtlicher Länge eingesetzt werden, wird ein Ventil 14 in der
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Metallkappe 16 und ein Ventil 14 in dem Metallhals 20 an der Kappe am Austrittsende des Druckgefässes 10 angebracht. Ist das Druckgefäss 10 klein, indem es z.B. eine Länge von 152 mm oder dgl. hat, ist nur ein Entspannungsventil 14 notwendig, wobei dieses im allgemeinen im Vollboden 16 gegenüber dem Austrittsende des Druckgefässes 10 angebracht wird. Der Grund,weshalb die beiden Ventile 14 bei grösseren Druckgefässen an in Abstand voneinander befindlichen Stellen angeordnet werden, liegt darin, dass der Druck im Gefäss auch dann abgelassen werden kann, wenn nur ein Teil des Gefässes einer übermässigen Beflammung oder Wärme ausgesetzt ist, d.h. es kann der Fall vorliegen,dass der Boden des Gefässes einer hohen Temperatur ausgesetzt ist, während gleichzeitig die Oberseite des Gefässes bei im wesentlichen normalen Temperaturbereichen liegt. Wenn daher an dem einen oder anderen Ende des Gefässes die Wärmeentspannungstemperatur des Ventils überschritten wird, wird das betreffende Ventil zuerst ansprechen und den Inhalt des Gefässes in sicherer und zuverlässiger Weise ableiten.
Druckgefässe aus fasergewickeltem Material mit Druckentspannungsventilen der beschriebenen Bauart wurden von amtlichen Behörden getestet und entsprachen sämtlichen gegenwärtig vorliegenden bundesstaatlichen Bestimmungen. Sie können daher im zwischenstaatlichen Handel versandt werden.
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Vi-
L e e r s e i t e

Claims (15)

PATENTANWÄLTE A. GRÜNECKER K. SCHUMANN Ort RER ΝΑΓ or^-PHYS P. H. JAKOB ρη.-ηα G. BEZOLD Oft HER NAT 8 MÜNCHEN MAXIMILIANSTRASSe P 11 556 Patentansprüche
1. Druckablassvorrichtung für ein leichtgewichtiges Druckgefäss aus einem fasergewickelten Verbundwerkstoff mit einem daran angeordneten Metallelement, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Metallelement (16, 22) eine thermische Ablasseinrichtung (14) angebracht ist, von der ein Bereich dem Inneren des Gefässes zugewandt ist, wobei die Einrichtung einen Kanal (38, 40) aufweist, der sich von dem dem Inneren des Gefässes zugewandten Bereich der Einrichtung erstreckt und mit der Aussenatmosphäre in Verbindung steht, und in dem ein unter Wärme erweichendes Material (42) haftet, das eine Schmelztemperatur hat, die unter der Zersetzungstemperatur des Druckgefässes und über der maximalen Umgebungsarbeitstemperatur des Druckgefässes liegt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass das Material (42) eine Legierung mit einer Solidustemperatur im Bereich von 177°C und 182°C und einer Liquidustemperatur im Bereich von 182°C bis 193°C ist.
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TELEFON (OSS) 93 38 69 TELEX Οβ-9β3βΟ TELEORAMME MONAPAT TELEKOPIEREO
ORIGINAL INSPECTED
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass der Kanal (38, 40) in der Einrichtung (14) T-förmig ausgebildet ist, wobei der Kopf des "T" mit den gegenüberliegenden Seiten von einem Kopf (32) der Einrichtung (14) ausserhalb des Druckgefässes in Verbindung steht.
4. Vorrichtung nach Anspruch Ί, dadurch gekennzeichnet , dass die Wärmeablasseinrichtung ein Ventil (14) mit einem Kopf (32) und einem Schaft (30) ist, und dass der Kanal (38, 40) T-förmig ausgebildet ist, wobei der Kopf des "T" mit den gegenüberliegenden Seiten des Kopfes (32) in Verbindung steht, während die Basis des "T" in das Innere des Gefässes ausmündet.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass das Druckgefäss zwei Metallelemente (16, 22) und zwei Wärmeablasseinrichtungen (14) hat, wobei eines der Elemente eine Metallkappe und das andere ein halsförmiges Metallelement ist,und dass eine der Wärmeablasseinrichtungen an der Metallkappe und die andere Wärmeablasseinrichtung am halsförmigen Element befestigt ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Zersetzungstemperatur des Druckgefässes über 2040C und die maximale Umgebungsarbeitstemperatur des Druckgefässes unter 93 C liegt.
7. ' Druckablassvorrichtung für ein leichtgewichtiges Druckgefäss aus einem fasergewickelten Verbundwerkstoff mit einem kappenförmigen und einem halsförmigen Metallelement, dadurch gekennzeichnet , dass wenigstens ein Wärmeablassventil (14) von einem der Metallelemente (16, 22) getragen ist, wobei ein Teil des Ventils mit dem Innenhalt des Gefässes in Verbindung steht, das Ventil einen Kanal (38, 40) hat, der sich von dem dem Gefässinhalt zugewandten Teil des Ventiles erstreckt und mit der Gefässaussenatmosphäre in Verbindung steht, und im Ventilkanal eine Legierung (42) anhaftet, die eine Schmelz-
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temperatur hat, welche in einem Bereich unterhalb der Zersetzungstemperatur des Druckgefässes und oberhalb der Umgebungsarbeitstemperaturen des Druckgefässes liegt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , dass die Legierung (42) ein Lötmittel mit einer Solidustemperatur im Bereich von 177°C und 182°C und einer Liquidustemperatur im Bereich von 182°C bis 193°C ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , dass der Kanal (38, 40) im Ventil T-förmig ist, wobei der Köpft des "T" mit den gegenüberliegenden Seiten von einem Kopf (32) des Ventils ausserhalb des Druckgefässes in Verbindung steht.
10. Verfahren zum Herstellen eines Ventils für ein wärmebedingtes Ablassen von unter Druck in einem fasergewickelten Gefäss stehenden Fluiden, dadurch gekennzeichnet , dass man einen Kanal im Ventilkörper reinigt, die Stücke einer Legierung und den Kanal im Körper mit einem Flussmittel versieht, den Körper in eine Haltevorrichtung anordnet, die Haltevorrichtung und den Körper erwärmt, das überschüssige Flussmittel vom Körper entfernt, die Legierungsstücke in den Kanal einsetzt, gegen den Körper klopft, damit das Metall zum Fliessen gebracht wird und die Luft aus dem Kanal im Körper entweichen kann, weitere Legierung hinzufügt, bis der Kanal im wesentlichen ausgefüllt ist, den Körper abkühlt, und das Ventil entfernt, so dass es einsatzbereit vorliegt.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich net, dass das Reinigen eine Entfettung mit Dampf, ein alkalisches Reinigen und eine Wärmetrocknung umfasst.
12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich net, dass für die Beaufschlagung mit dem Flussmittel die Legierungsstücke und die Körper in ein Verzinnungsfluid der Allen's Company eingetaucht werden.
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13. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , dass die Haltevorrichtung und der Körper im Anschluss an die Beaufschlagung mit dem Flussmittel und der Entfernung von überschüssigem Flussmittel aus dem Körper auf eine Temperatur von 293 C _+ 5 C erwärmt werden.
14. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , dass die Haltevorrichtung eine Vielzahl von Ausnehmungen aufweist, in die die Köpfe der Ventile beim Anordnungsschritt eingelegt werden.
15. Verfahren zum Herstellen eines Ventils für das wärmebedingte Ablassen von unter Druck in einem fasergewickelten Gefäss stehenden Fluiden, dadurch gekennzeichnet , dass man einen im Ventilkörper ausgebildeten Kanal durch eine Dampfentfettung, alkalische Reinigung und eine Wärmetrocknung bei einer Temperatur zwischen 66 C und 77 C reinigt, Stücke einer Legierung abtrennt, die Legierungsstücke und den Kanal im Ventilkörper mit einem Verzinnungsfluid der Allen's Company mit einem Flussmittel versieht, die Köpfe der Ventile in in einer Ventilhaltevorrichtung befindlichen Ausnehmungen anordnet, die Ventilhaltevorrichtung auf eine Temperatur von 293°C +_ 5°C erwärmt, überschüssiges Flussmittel wegbläst, die Legierungsstücke in den Kanal im Ventil einlegt, die Ventile abklopft, damit die geschmolzene Legierung zum Fliessen gebracht wird und die Luft aus dem Kanal im Ventil entweichen kann, weitere Legierung hinzufügt, bis der Kanal zu einer Stelle innerhalb eines Bereiches von 1,27 mm von der Ventiloberfläche aufgefüllt ist, die Vorrichtung von der Wärmequelle abnimmt und die Ventilkörper auf eine Temperatur unter 182°C abkühlen lässt, wonach die Ventile entfernt werden können und einsatzfertig vorliegen.
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