DE4116328C2 - Verwendung eines zwei-lagigen Fasergefüges zur Herstellung von modular zusammensetzbaren Behältern - Google Patents

Description

Ziel der Erfindung ist es, unter Druck stehende Gase oder Flüssigkeiten gewichts- und raumsparend aufzubewahren oder auch ein Vacuum-Reservoir zu schaffen. Der Konstrukteur soll dabei die Form der Behälter so weit wie möglich beliebig und mit einfachen Mitteln gestalten können und die Herstellung und Herstellungskosten sollen niedrig sein.

Dies Ziel wird durch die Verwendung von handelsüblichem Abstandsgewebe erreicht. Dieses zweilagige, dreidimensional gewebte Verstärkungsmaterial und seine einfache, vom Hersteller, der Firma Vorwerk in Kulmbach, wohl dokumentierte, Verarbeitung, ermöglichen eine kostengünstige Herstellung von hohlraum-enthaltenden, plattenförmigen Modulen wie in Fig. 1. Obschon ursprünglich vom Hersteller als Halbzeug für die Fertigung von sandwichartigen Bauteilen angeboten, lasst es sich gut im Sinne der Erfindung benutzen.

Dazu wird das Material mit einem duroplastischen Harz gemäss der Vorschriften seines Herstellers getränkt. Typischerweise wird dies dadurch erreicht, dass das Material nach Harzauftrag zusammengepresst wird bis alle Fasern gleichmässig und ausreichend feucht sind. Da sich die vertikalen Fasern selbst dann aufrichten wenn sie feucht sind, werden die Aussenlagen des Abstandsgewebes in nahezu gleichem Abstand voneinander gehalten und stellen dadurch nach dem Aushärten des Harzes einen Hohlraum her. Die Aussenkanten können dann zusammengeklebt und so abgedichtet werden, wie z. B. in Fig. 2. Anschlussbeschläge können dann leicht in die Struktur eingeharzt werden.

Da aller Druck von den vertikalen Fasern aufgenommen wird, bleiben die Spaltungskräfte F, die auf die Nähte wirken, minimal, wie in Fig. 3 dargestellt. Aus diesem Grunde wachsen die kritischen Belastungen nicht mit dem Gesamtvolumen und der Gesamtoberfläche wie bei herkömmlichen Druckbehältern.

Da das Vorwerk Abstandsgewebe während der Verarbeitung in weiten Grenzen formbar ist, ähnlich wie bei gewöhnlichen, glasfaserverstärkten Kunststoffstrukturen, kann dieser Druckbehälter nicht nur überall leicht angepasst werden, sondern kann auch an Ort und Stelle hergestellt werden, siehe Fig. 4.

Es ist möglich, gemäss Anspruch 1 eine Anzahl solcher Behälter in Serie zu verbinden, um jede beliebige Form und/oder jedes beliebige Volumen zu realisieren, ohne die Notwendigkeit für einen grossen, unhandlichen, und gewöhnlich raumvergeudenden Rundbehälter, siehe Fig. 5.

Die Erfindung wird anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 das dreidimensional gewebte Abstandsgewebe in Plattenform in perspektivischer Darstellung,

Fig. 2 ein aus der Fig. 1 hergestellter Behälter in einer Stirnansicht,

Fig. 2a einen Schnitt längs der Linie A-A in de Fig. 2,

Fig. 2b eine der Fig. 2 entsprechende Draufsicht,

Fig. 2c eine der Fig. 2 entsprechende Stirnansicht,

Fig. 3 die Druckverhältnisse eines Behälters gemäss den Fig. 2a bis 2c darstellend,

Fig. 4 eine Möglichkeit einer gebogenen Form eines Behälters,

Fig. 5 die Möglichkeit aufzeigend, mehrere Behälter in Serie zu verbinden.

Das in der Fig. 1 allgemein mit 10 bezeichnete Abstandsgewebe besteht aus zwei parallel und im Abstand zueinander angeordneten, plattenförmigen Lagen 11, 12, und die durch federartige senkrecht oder annährend senkrecht zu den Lagen 11, 12 verlaufenden Fäden 13 miteinander verbunden sind. Diese Platten können mit handelsüblichen Materialien, nämlich Abstandsgewebe und Harz, leicht hergestellt werden. Die Fig. 2 bis 2c zeigen einen so hergetellten flachen Behälter. Zunächst wird das Abstandsgewebe 10 mit einem duroplastischen Harz getränkt. Dies erfolgt durch Zusammenpressen und zwar solange bis alle Fäden 13 gleichmässig und ausreichend feucht sind. Die Fasern richten sich anschliessend selbst auf, so dass die Lagen 11, 12 in einem gleichmässigen Abstand zueinander gehalten werden. Dadurch wird nach dem Aushärten des Harzes ein Hohlraum gebildet. Während des Aushärtens des Harzes werden die Ränder der beiden Platten miteinander verklebt. Dadurch entsteht ein umlaufender fester Rand 14. Der Behälter ist insgesamt durch das Bezugszeichen 15 gekennzeichnet.

Durch die Fig. 3 soll verdeutlicht werden, dass der auf die beiden Lagen 11, 12 wirkende Innendruck P durch die Fäden 13 aufgenommen wird. Die Spaltkraft F die auf die Verbindung des Randes 14 wirkt, ist demzufolge nicht vergleichbar mit den auf die Wandung wirkenden Zugkräften wie sie bei herkömmlichen Druckbehältern vorkommen. Durch die Verbindung des Randes 14 müssen nur die Druckkräfte aufgefangen werden, die durch einen schmalen umlaufenden äusseren Bereich, der durch D gekennzeichnet ist auftritt. Dieser Bereich ist der aufgeformte Übergangsbereich vom Rand 14 zu den Lagen 11, 12. Die Sicherheit eines nach diesem Systems hergestellten Druckbehälters ist demzufolge sehr hoch. Durch T ist die Dicke des Abstandsgewebes gekennzeichnet. Aus dieser Darstellung ergibt sich, dass durch den Abstand der beiden Lagen 11, 12 die Höhe eines Druckbehälters variiert werden kann. Im Sinne dieser Anmeldung wird unter Druckbehälter auch ein solcher Behälter verstanden, der mit Vakuum beaufschlagt ist.

Durch die Fig. 4 soll verdeutlicht werden, dass ein plattenförmiges Abstandsgewebe 10 jede beliebige Kontur annehmen kann. Dabei ist es sogar möglich, dass der Behälter 15 am Einsatzort hergestellt werden kann.

Die Fig. 5 zeigt eine Batterie von Behältern 15, die aufeinander geschichtet sind und in Serie miteinander verbunden sind. Durch diese Art lässt sich jede Form des Behälters herstellen.

Claims (3)

1. Verwendung eines zwei-lagigen Fasergefüges aus einem dreidimensional gewebten Verstärkungsmaterial mit sich selbst aufrichtenden Vertikalfasern und einem umlaufenden festen Rand zur Herstellung von modular zusammensetzbaren Behältern, deren jeweiliger geformter Hohlraum zur Aufnahme von flüssigen oder gasförmigen Medien im Über- oder Unterdruck-Bereich dient.

2. Verwendung eines zwei-lagigen Fasergefüges nach Anspruch 1, wobei bei der Herstellung der Behälter das Abstandsgewebe mit einem Harz getränkt wird und danach solange zusammengepresst wird, bis die Feuchte aller Fasern gleich ist.

3. Verwendung eines zwei-lagigen Fasergefüges nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei bei der Herstellung des Behälters während des Aushärtens des Harzes im Anschluss an die Tränkung die Ränder der Aussenlagen durch Verklebung dicht schliessend miteinander verbunden werden.