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Verfahren zur Herstellung von zylindrischen Behältern mit doppelter
Wandung Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von zylindrischen
Behältern mit doppelter Wandung, insbesondere Metallfässern, bei welchen innerhalb
eines Außenmantels ein Innenfutter vorgesehen ist. Bei solchen Behältern kommt es
in erster Linie darauf an, daß zwischen dem Außenmantel und dein Innenfutter kein
freies Spiel oder Zwischenraum entsteht. Derartige mit Innenfutter versehene Fässer
sind bis jetzt nach dein einen der folgenden Verfahren hergestellt worden: i. Man
.stellt zunächst den Außenmantel fertig her, wobei man immerhin die Böden offen
läßt. Alsdann wird das Innenfutter angefertigt und dieses in den Außenmantel eingeführt.
Darauf wird der Boden des Außeninantels geschlossen. Das Zusammenhaften des Außenmantels
mit dem Innenmantel wird beispielsweise erzielt, indem man einen entsprechenden
Stoff in den Zwischenraum einfließen läßt.
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-2. Es wird zunächst das Innenfutter fertig hergestellt. Unabhängig
davon wird der Außenmantel aus zwei oder mehreren Teilen angefertigt, wobei diese
Teile mit entsprechenden Flanschen versehen sind. Diese Teile werden dann über das
Innenfutter gelegt und die Flansche in Berührung miteinander gebracht und aneinander
befestigt.
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3. Es wird der Außenmantel hergestellt, während man unabhängig davon
das Innenfutter aus einem genügend formbaren, d. h. leicht fließenden Metall herstellt,
und dieses Innenfutter wird dann in den Außenmantel eingeführt, worauf man in den
Innenraum ein Druckfluidum einführt, welches das Innenfutter gegen den Außenmantel
von innen nach außen andrückt.
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Bei -den Fässern, welche nach dem erstgenannten und dem zweitgenannten
Verfahren hergestellt worden sind, hat es sich herausgestellt, .daß das Innenfutter
eine sehr beschränkte Dauerhaftigkeit besitzt. Es kann angenommen werden, daß dieser
Umstand auf folgenden Tatsachen beruht.
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Wird .das fertige Faß einer Erwärmung. von außen ausgesetzt, beispielsweise
starken Sonnenstrahlen, so erwärmt sich zunächst der Außenmantel, und es tritt eine
nicht wesentliche thermische Ausdehnung ein, während das Innenfutter, welches sich
in Berührung mit der kälteren Flüssigkeit befindet. bei einer wesentlich niedrigeren
Temperatur verbleibt. infolgedessen ist das dichte Anliegen des Innenfutters an
der Innenwandung des Außenmantels gestört, mit anderen Worten hat das Innenfutter
oder der Innenmantel allein den Druck der Flüssigkeit auszuhalten. Diese Erscheinungen
treten insbesondere bei großen Behältern auf, wie z. B. den großen Vorratszisternen,
ferner den Waggontanks und ähnlichem, und zwar infolge der großen Bemessungen sowie
der wesentlichen in Frage kommenden Flüssigkeitsmengen.
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Es ist erklärlich, daß man das Innenfutter möglichst dünn herstellt,
weil bei solchen Fässern der Zweck der Ausfütterung nur
darin besteht,
das eigentliche widerstandsfähige Metall des Außenmantels gegen Berührung mit der
Flüssigkeit zu schützen. Da das Metall des Innenfutters gewöhnlich kostspielig ist,
so sucht man dieses Innenfutter aus wirtschaftlichen Gründen möglichst dünn zu bemessen.
Wird nun der Behälter von außen erwärmt, so tritt, -wie bereits erwähnt, eine Spaltung
zwischen dem Innenfutter und dem Außenmantel ein, und das innere, nunmehr selbständige
Gefäß ist allein dem starken Flüssigkeitsdruck unterworfen, und es treten stellenweise
unmerkliche Risse ein, so daß die Flüssigkeit durch diese Risse lecken kann. Die
Leckflüssigkeit verteilt sich dann allmählich in dem freien Zwischenraum zwischen
den beiden Mänteln, ohne daß dieser Umstand irgendwie von außen bemerkbar wird.
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Das drittgenannte 'Herstellungsverfahren stellt zwar eine ziemlich
zufriedenstellende Lösung der Aufgabe dar, ist aber für die meisten der gebräuchlichen
Metalle nicht anwendbar, weil selbst sehr schmiedbare und formbare Metalle eine
gewisse Elastizität beibehalten und sich bis zu gewissem Grade wieder zusammenziehen,
sobald der starke Druck des Druckfluidums aufgehört hat.
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Die vorliegende Erfindung hat den Zweck, die wesentlichen Nachteile
der beiden erstgenannten Verfahren zu vermeiden und dabei das drittgenannte Verfahren
umgehen zu können, indem man für die Ausfütterung Metalle verwendet, die wenig fließbar,
d. h. so gut wie nicht deformierbar sind. Das Verfahren gemäß der Erfindung besteht
darin, daß man zunächst das Innenfutter aus wenig deformierbarem Metall, z. B. nicht
oxydierbaren Stählen, herstellt und auf dieses Innenfutter einen mehrteiligen Außenmantel
derart aufstülpt, daß sich dieser Außenmantel gegen das Innenfutter stark anpressen
läßt. Durch diesen starken Außendruck wird das Innenfutter komprimiert, d. h. in
einen Zustand der Anfangsspannung versetzt, wodurch das Innenfutter dauernd gegen
den Außenmantel einen nach außen gerichteten Druck ausübt. Wird nun unter der Wirkung
einer äußeren Wärmequelle, z. B. Sonnenstrahlen, der Außenmantel ausgedehnt, so
kann sich das Innenfutter in demselben Grade entspannen und ausdehnen, so daß die
Entstehung des freien Zwischenraumes zwischen den beiden Mänteln verhindert wird.
Allerdings hat die Ausdehnbarkeit des Innenfutters eine gewisse Grenze wenn die
Temperaturen zu hoch steigen. Diese Temperaturgrenze wird jedoch praktisch niemals
erreicht, da die Erwärmung des Außenmantels in gemäßigtem Klima selten .4o bis 5o°
C überschreiten dürfte. Die Erfindung gründet sich somit auf der Feststellung der
Tatsachen, daß zwischen dem Innenfutter .und dem Außenmantel bei sämtlichen drei
genannten üblichen Verfahren bei Außenerwärmung ein freier Zwischenraum gebildet
wird und daß .dieser auch bei dem drittgenannten Verfahren nicht vermieden wird,
da es praktisch kein Metall gibt, welches nach dem Aufhören des Fluidumdruckes nicht
bis zu gewissem Grade in seine Anfangsgestalt zurückkehren würde. Die Lösung der
Aufgabe gemäß Erfindung besteht somit darin, daß man einen dauernden Druck auf das
Innenfutter ausübt, und zwar auf die Weise, daß der Außenmantel gegen das Innenfutter
mechanisch angepreßt wird, so daß das Innenfutter in den Zustand der Anfangsspannung
versetzt wird, welche so lange bestehen bleibt, wie das Zusammenpressen des Außenmantels
aufrechterhalten wird. Während somit bei dem drittgenannten Verfahren das Anpressen
des deformierbaren Innenfutters gegen den Außenmantel nur vorübergehend durch das
Druckfluidum bewirkt werden kann, bleibt das Anpressen der beiden Mäntel gegeneinander
dadurch dauernd bestehen, daß der Außenmantel mechanisch gegen das wenig deformierbare
Metall angedrückt bleibt.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung in mehreren Ausführungsbeispielen
dargestellt. Abb. i zeigt ein Eisenfaß im Längsschnitt in halbfertigem Zustande.
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Abb.2 ist ein Querschnitt nach der Linie II-II der Abb. i.
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Abb.3 zeigt in größerem Maßstabe das Spundloch zu diesem Faß in fertigem
Zustande.
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Abb. 4., 5, 6 zeigen unterschiedliche andere Verbindungsarten des
Innenfutters mit dem Außenmantel.
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Abb. 7 zeigt eine andere Ausbildung der Befestigung des Faßbodens.
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Mit Bezug auf Abb. i und 2 ist i das Innenfutter, welches fertig ausgebildet
und abgeschlossen ist sowie eine Rohröffnung 2 für das Spundloch aufweist. Der Außenmantel3
ist durch ein oder mehrere Bleche mit freien Enden, z. B. aus Stahlblech, gebildet
und wird in eine annähernd zylindrische Gestalt gebracht, wobei die Länge des Zylinders,
wie aus Abb. i ersichtlich ist, etwas größer ist als die des Innenfutters.
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Dieser Außenmantel wird durch Aufstülpen auf das -Innenfutter i aufgebracht.
Es werden nun Fretten 5 von entsprechendem Durchmesser in -der Hitze aufgezwängt,
und diese sichern beim Abkühlen ein starfies und durchaus vollkommenesAnpressen
desAußenmantels auf das Innenfuter, was dadurch ermöglicht wird, daß der Außenmantel
frei bewegliche
Erzeugendeaufweist. BeiFässern aus bestimmten Metallen
können diese Fretten als Rollbahnen ausgebildet werden; sie können, sei es durch
ihre natürliche Preßkraft, sei es, wenn das natürliche Zusammenpressen ungenügend
ist, durch andere Verfahren, z. B. durch Punktschweißung, befestigt werden. Um die
mechanische Widerstandsfähigkeit dauernd zu sichern, kann der Außenmantel nach dem
Fretten elektrisch durch Punktschweißung angefestigt werden oder auch entlang der
ganzen freien Erzeugenden q. (Abb. 2), wenn eine ganz besondere Abdichtung erforderlich
ist. Das Verschließen der Böden wird durch Umbördelung gesichert, indem kreisrunde
Bleche 6 an ihren Rändern entsprechend umgelegt werden. Das Einsetzen der Böden
.erfolgt in der Hitze derart, daß durch das Abkühlen ein starker Preßdruck auf den
Rand des Außenmantels ausgeübt wird. Die Befestigung der Böden erfolgt somit durch
das natürliche Anpressen einerseits und kann .durch Punktschweißung7 vervollständigt
werden. Der Boden an der anderen Seite 8 des Futters wird in ähnlicher Weise eingesetzt.
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Gemäß Abb. ; können die Böden auch so befestigt werden, daß man in
der Hitze einen Reifen g aufzwängt, welcher den Außenmantel io gegen das Innenfutter
ii infolge der freien Erzeugenden des Mantels anpreßt. Der Boden besitzt einen entsprechenden
Flansch 12, und die Befestigung wird erforderlichenfalls durch Punktschweißung 13
vervollständigt.
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Das Anpressen des Außenmantels kann anstatt durch Fretten auch durch
Eisenringe mittels Schrauben und Schraubenmuttern bewerkstelligt werden, .die auf
entsprechende Ansätze oder Lappen aufgestützt sind, wie in Abb. q. und 6 dargestellt
ist. Gemäß Abb. q. werden die Ringe durch zwei halbzvlindrische Bänder 15 gebildet,
die durch Schraubenbolzen 16 gegeneinandergepreßt werden. Gemäß Abb. 6 sind .drei
Bänder i7 vorgesehen, die durch Bolzen 18 unter Preßdruck zusammengefügt werden.
Die anzufestigenden Böden können ebenfalls, wie aus Abb. 5 ersichtlich ist, durch
besondere Ansätze und Schrauben angebracht werden.
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Für die Ausbildung des Spundloches nach Abb. 3 ist der Außenmantel
mit einem Rohransatz ig ausgestattet, welcher an dem Außenmante12o befestigt ist,
beispielsweise durch Autogenschweißung, @,Tieten 2i und ähnliches. Das Rohr des
Innenfutters 22 wird auf dem Rohransatz ig bei 23 umgebördelt.
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Das vorliegende Verfahren unterscheidet sich von den bisher üblichen
Verfahren zum Fretten wesentlich, da das übliche Fretten von Fässern z. B. nur den
Zweck hatte, den Fässern eine erhöhte Widerstandsfähigkeit zu verleihen, und die
Frette gewissermaßen einen Rollflansch bildeten, welcher bestimmt war, die Stöße
und ähnliches zu empfangen. Diese Frettringe wurden nach dem Anbringen und Schließen
des Außenmantels in der Hitze aufgebracht, so .daß der Außenmantel höchstens an
-der Stelle .dem Preßdruck unterworfen wurde, an welcher die Frette anlag, während
,andere Stellen unangepreßt blieben. Die Frette trug somit keinesfalls zum unmittelbaren
und festen Anpressen des Außenmantels gegen das Innenfutter bei. Demgegenüber wird
das Fretten erfindungsgemäß vorgenommen, während der Außenmantel noch nicht ganz
verschlossen, d. h. so lange er noch geöffnet ist, indem man beispielsweise einen
freien Rand gemäß der Erzeugenden vorsieht. Somit kann das Zusammenpressen des Mantels
auf der ganzen Oberfläche vor sich gehen.