DE3316539C1 - Torusfoermiger Druckbehaelter aus Verbundmaterial - Google Patents

Torusfoermiger Druckbehaelter aus Verbundmaterial

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DE3316539C1
DE3316539C1 DE3316539A DE3316539A DE3316539C1 DE 3316539 C1 DE3316539 C1 DE 3316539C1 DE 3316539 A DE3316539 A DE 3316539A DE 3316539 A DE3316539 A DE 3316539A DE 3316539 C1 DE3316539 C1 DE 3316539C1
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pressure vessel
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winding
toroidal
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DE3316539A
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English (en)
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Goetz 8011 Kirchseeon Mandel
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Airbus Defence and Space GmbH
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Messerschmitt Bolkow Blohm AG
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Publication date
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen torusförmigen jo Druckbehälter aus Verbundmaterial gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein derartiger Druckbehälter ist durch die DE-PS 31 47 867 bereits bekannt. Dieser torusförmige Druckbehälter weist im Bereich des Äquators eine zylindrisehe Außenkontur auf, die durch eine zusätzliche Stützwicklung normal zum Meridian verstärkt ist. Es hat sich nun herausgestellt, daß die zwar schon günstigen Eigenschaften dieses Torusbehälters noch nicht vollkommen optimal und deshalb verbesserungswürdig sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen torusförmigen Druckbehälter der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß dieser noch eine Verbesserung sowohl in der Fertigung als auch im Gewicht gegenüber demjenigen des vorgenannten älteren deutschen Patentes bietet. Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Mit der Erfindung werden die an sich günstigen Eigenschaften des bekannten Torusbehälters und besonders von solchen mit ovaler Meridiankrümmung erheblich übertroffen. Die sonst in der Zone des kleinsten Durchmessers bei Torusbehältern mit vollkommen ovaler Meridiankrümmung auftretenden zusätzlichen Spannungen werden durch die spezifische Meridiankrümmung, welche durch die winkelförmige Ausbildung im Bereich des kleinsten Durchmessers gebildet wird und die einen in sich geschlossenen Meridian bildet, beherrscht. Dabei ist zur Ausnutzung der günstigen Spannungseigenschaften die zusätzliche Stützwicklung, die ausschließlich normal zum Meridian verläuft, notwendig.
Auf diese Weise kann durch die Erfindung ein extrem leichter Druckbehälter hergestellt werden mit voller Ausnutzung der hohen Reißlänge des Fasermaterials mit geringem Anteil von Bindemittel und ohne schwere Stutzen an den Polkappen. Außerdem werden die Probleme wie bei anderen Behälterformen hinsichtlich einer Fadenkonzentration an den Polkappen vermieden. Der Lastanteil der äußeren Stützbewicklung im Verhältnis zum vom Innenbehälter aufzunehmenden Lastanteil kann mit einer Bauweise gemäß der Erfindung größer als bisher gewählt werden, und zwar unabhängig von den bisherigen, oben erwähnten Einschränkungen.
Ein Druckbehälter dieser Art könnte zwar auch in reiner Wickeltechnik hergestellt werden, jedoch kann nach Entfernen des Wickelkernes kein Innenbehälter, ζ. B. in Form einer Gummiblase, eingebracht werden.
Bei einem Behälter aus Innenbehälter und Stützbewicklung übernimmt der mittragende und dehnungsmäßig voll angepaßte Innenbehälter hierbei die Funktionen von Wickelkern und Abdichtung. Auf den Innenbehälter wirkt z. B. ein Lastanteil von etwa 20% des gesamten Lastanteils, während die restlichen 80% von der äußeren Stützbewicklung übernommen werden.
Die Anschlüsse zum Füllen und Entleeren und/oder zur Befestigung und Handhabung des Druckbehälters können entsprechend der vorbekannten DE-PS 31 47 867 und ähnlich den entsprechenden Anschlüssen bei bekannten zylindrischen Druckbehältern (siehe z. B. die US-PS 32 93 860) vollständig in den Aufbau der Bewicklung mit einbezogen werden, ohne daß dadurch der Druckbehälter eine Festigkeitseinbuße erfährt. So können diese Anschlüsse z. B. auf einem oder mehreren verstärkten Spanten angeordnet sein, die zwischen zwei benachbarten Meridianen die Wicklung in Richtung des Meridians ersetzen. Ebenso ist es möglich, diese Anschlüsse an Verstärkungsaugen bzw. Verstärkungsohren zweckmäßigerweise in der Zone kleiner Fadendichte im Bereich des maximalen Durchmessers anzuordnen, wobei dann die Meridianwicklung an den nach außen ragenden Schultern dieser Verstärkungen in eine Kreuzwicklung umgeleitet wird, welche die Wicklung längs des Meridians in dieser Zone ersetzt. Eine weitere Möglichkeit besteht bei der Anordnung der Verstärkungsohren, daß die Meridianwicklung um diese herumgeführt wird.
Eine vorteilhafte Weiterentwicklung ist im Patentanspruch 2 angegeben.
Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung stellt dar
F i g. 1 eine perspektivische Ansicht eines torusförmigen Druckbehälters gemäß der Erfindung;
Fig.2 einen Schnitt durch den Druckbehälter in F i g. 1 in der Meridian-Ebene;
Fig.·3 eine perspektivische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels für einen torusförmigen Druckbehälter gemäß der Erfindung;
Fig.4 eine in der Meridian-Ebene geschnittene perspektivische Teilansicht eines Druckbehälters zur Darstellung der Lage von Anschlüssen zum Füllen/Entleeren und zur Handhabung.
Ein torusförmiger Druckbehälter 1 hat in seinem Seitenbereich und in der Äquatorialzone die Form eines geschlossenen etwa ovalen Torus 2, während er im Bereich des kleinsten Durchmessers 3 etwa winkelförmig ausgebildet ist. Am Ort des kleinsten Durchmessers 3 erfolgt dadurch ein Krümmungssprung, wie dies aus der Querschnittszeichnung der F i g. 2 hervorgeht.
Der Druckbehälter 1 weist einen leichten ebenfalls torusförmigen Innenbehälter 4 auf. An diesen Innenbehälter sind Stützwicklungen 5 und 6 z.B. aus Kohlefasern angebracht, die mit einem Harzbindemittel
zusammengehalten werden. Die außen auf dem Innenbehälter 4 angebrachte Stützwicklung 5 verläuft lediglich in Meridianrichtung M. In dem Innenbehälter 4 ist vor dem Zusammenschweißen desselben an dem winkelförmigen Ort des kleinsten Durchmessers 3 die Stützwicklung 6 eingebracht, die dadurch in Form einer Kerbe 3a ausgebildet ist und deren Wicklungen senkrecht zum Meridian verlaufen, wie dieses in F i g. 1 angedeutet ist.
Das Material von Innenbehälter und Stützbewicklung ist so aufeinander abgestellt, daß beide unter den auftretenden Belastungen gleiche absolute Dehnung aufweisen. Der Innenbehälter ist sehr leichtbauend und muß im wesentlichen nur eine Festigkeit aufweisen, die ihn als Wickelkern für die Stützbewicklungen 5 und 6 geeignet macht.
Die gewählte Behälterform 1 ist optimal für den ungleichförmig belasteten Innenbehälter 4 und auch eine optimale Behälterform für die ungleichförmig belasteten äußeren Stützwicklungen 5 und 6. In dem reinen Torusbereich 2 werden die Vorteile von geschlossenen Torusbehältern hinsichtlich der Wicklung ausgenützt; insbesondere treten auch keine übermäßigen Konzentrationen von Wicklungen mit hohem Bindemittelanteil auf. Eine solche Konstruktion ist sehr leicht herzustellen und hat völlig gleichförmige Dehnung in jeder Richtung und in jedem Punkt. Die Tangential- und Meridianspannungen in der Wand des belasteten Innenbehälters sind hierbei konstant, gleichzeitig ist die Fadenspannung in den Stützwicklungen konstant. Die hohen Reißlängen von Fasermaterialien, so z. Bv Kohlefasern, können mit einer solchen Behälterform optimal ausgenutzt werden.
Der in F i g. 1 gezeigte Druckbehälter weist noch mehrere Anschlüsse 7, z. B. zur Befestigung sowie zum Füllen bzw. Entleeren des Druckbehälters 1 auf. Diese Anschlüsse sind auf den Innenbehälter 4 umgreifenden verstärkten Spanten 8 angeordnet, von denen in F i g. 1 einer gezeigt ist. In der Regel wird ein Behälter ein oder zwei Spante 8 aufweisen. Diese gegenüber der Stützwicklung 5 verstärkten Spante 8 ersetzen die Stützwicklung 5 zwischen den beiden den Spant begrenzenden Meridianen und sind in der Regel selbst als Wickelkörper im Rahmen der Stützwicklung 5 ausgebildet. Auch eine Fertigung aus Mattenmaterial oder dergleichen ist hierbei möglich. In die Spante 8 sind die Anschlüsse 7 entsprechend eingearbeitet.
In Fig.3 ist ein torusförmiger Druckbehälter 1' dargestellt, der bis auf den die Anschlüsse T aufnehmenden Bereich in gleicher Weise wie der Druckbehälter 1 gemäß F i g. 1 gefertigt ist. Der torusförmige Druckbehälter Y weist wiederum einen Innenbehälter 4 auf, der mit einer Stützwicklung 5' in Meridianrichtung Mund in seinem Bereich 3' innen mit einer senkrecht zum Meridian verlaufenden Stützwicklung 6' bewickelt ist. Die Anschlüsse 7' sind im Bereich geringer Faserdichte, d. h. im Bereich der Stützwicklung 5' angeordnet und hier jeweils in einem Verstärkungsauge 9 eingesetzt. Die ansonsten in Meridianrichtung M verlaufende Stützwicklung 5' wird zwischen den hier gezeigten zwei Anschlüssen T an den nach außen ragenden Schultern dieser Verstärkungsaugen 9 in eine Kreuzwicklung 10 übergeleitet, welche die Wicklung 5' längs des Meridians in der Aufnahmezone 11 für die Verstärkungsaugen 9 und Anschlüsse T ersetzt.
In Fig.4 ist ein Teil eines weiteren torusförmigen Druckbehälters 1" dargestellt, der einen Innenbehälter 4" aufweist. Der Innenbehälter 4" ist mit einer Stützwicklung 5" in Meridianrichtung bewickelt. Zum Anbringen von Anschlüssen, wie hier nur angedeutete Füllöffnungen 12, werden auf den; Innenbehälter 4" die gewünschten Anschlüsse aufnehmende Verstärkungsohren 13 aufgesetzt, die sich zwischen je zwei benachbarten Meridianen befinden und mit den Fäden der meridionalen Stützwicklung 5" umwickelt werden. Diese Anschlußstücke 13 können z. B. Leichtmetallstükke aus Aluminium oder dergleichen mit entsprechenden Bohrungen sein.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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Claims (2)

Patentansprüche:
1. Torusförmiger Druckbehälter aus Verbundmaterial, bestehend aus einem gas- bzw. flüssigkeitsdichten Innenbehälter, einer auf diesem insgesamt angebrachten Stützbewicklung in Meridianebene aus Fasern, Fäden oder Drähten zur Entlastung der Innenbehälterwand mit einer solchen Krümmung des Meridians, welche die Gleichheit der konstanten Tangential- und Meridianspannungen in der Wand des Innenbehälters und gleichzeitig konstante Fadenspannung in der Stützbewicklung bewirkt, und einer zusätzlichen Stützwicklung normal zum Meridian, wobei am Druckbehälter Anschlüsse zum Füllen und Entleeren und/oder zur Befestigung und Handhabung vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Meridianebene (M) im Bereich des kleinsten Durchmessers (3) winkelför-, mig ausgebildet ist und daß in der dadurch gebildeten Kerbe (3a) die zusätzliche Stützwicklung (6) normal zum Meridian (M) angeordnet ist.
2. Druckbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Stützbewicklung (6) im Bereich der Kerbe (3a) innerhalb des Innenbehälters (4) angeordnet ist.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0434497A1 (de) * 1989-12-19 1991-06-26 AEROSPATIALE Société Nationale Industrielle Faserwickelverfahren zur Herstellung eines ringförmigen Hohlkörpers mit inneren Versteifungen
WO1997012175A1 (en) * 1995-09-23 1997-04-03 The Secretary Of State For Defence Gas containment apparatus

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3675008D1 (de) * 1985-12-18 1990-11-22 Icp Buendelverpackung mit tragegurt und verfahren zur herstellung.
US5765713A (en) * 1995-08-22 1998-06-16 Briggs & Stratton Corporation Fuel tank with optional outlets
US6176386B1 (en) * 1995-11-08 2001-01-23 Advanced Lightweight Constructions Group B.V. Pressure-resistant vessel
JP5220811B2 (ja) * 2010-07-30 2013-06-26 三菱重工業株式会社 圧力容器及びその製造方法
US9541235B2 (en) * 2011-02-17 2017-01-10 Raytheon Company Belted toroid pressure vessel and method for making the same
US20150108145A1 (en) * 2011-12-05 2015-04-23 Francesco Nettis Dry fiber wrapped pressure vessel

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3293860A (en) * 1964-05-20 1966-12-27 Gen Motors Corp Filament wound container having reinforced opening
DE3147867C1 (de) * 1981-12-03 1983-07-07 Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München Torusfoermiger Druckbehaelter aus Verbundmaterial

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3121451A (en) * 1959-12-14 1964-02-18 Hans U Schuerch Isotensoid structure
US3969812A (en) * 1974-04-19 1976-07-20 Martin Marietta Corporation Method of manufacturing an overwrapped pressure vessel
US3999585A (en) * 1975-04-28 1976-12-28 Caterpillar Tractor Co. Pneumatic tire having breaker structure
US4318491A (en) * 1980-04-07 1982-03-09 Nelson Richard E Toroidal pressure vessel

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3293860A (en) * 1964-05-20 1966-12-27 Gen Motors Corp Filament wound container having reinforced opening
DE3147867C1 (de) * 1981-12-03 1983-07-07 Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München Torusfoermiger Druckbehaelter aus Verbundmaterial

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0434497A1 (de) * 1989-12-19 1991-06-26 AEROSPATIALE Société Nationale Industrielle Faserwickelverfahren zur Herstellung eines ringförmigen Hohlkörpers mit inneren Versteifungen
WO1997012175A1 (en) * 1995-09-23 1997-04-03 The Secretary Of State For Defence Gas containment apparatus
GB2321299A (en) * 1995-09-23 1998-07-22 Secr Defence Gas containment apparatus
AU707654B2 (en) * 1995-09-23 1999-07-15 Qinetiq Limited Gas containment apparatus
GB2321299B (en) * 1995-09-23 1999-08-11 Secr Defence Gas containment apparatus
US6357439B1 (en) 1995-09-23 2002-03-19 The Secretary Of State For Defence In Her Britannic Majesty's Government Of Theunited Kingdom Of Great Britain And Northern Ireland Gas containment apparatus

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US4582211A (en) 1986-04-15

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