EP1041338B1

EP1041338B1 - Gas bottle

Info

Publication number: EP1041338B1
Application number: EP00105292A
Authority: EP
Inventors: Harald Dr. Vetter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-03-27
Filing date: 2000-03-14
Publication date: 2004-05-26
Anticipated expiration: 2020-03-14
Also published as: DE19914029A1; EP1041338A2; DE19914029C2; EP1041338A3; DE50006552D1; ATE267975T1

Abstract

Gas bottle (1) is composed of up two half shells (2) made of an aluminum alloy. The half shells are produced by deep drawing sheet having a wall thickness of not more than 6 mm in one working step without intermediate annealing. The ratio of the height the thickness of the half shells is 1-3: 1. Preferred Features: The half shells are identical. The alloy is AlMg4.5Mn. The wall thickness of the half shells is 3.0-3.5

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Gasflasche, die als Flüssiggaslagerbehälter oder Transportbehälter meist mit Propan, Butan oder deren Gemischen gefüllt ist. Das Gas wird beispielsweise als Brenngas im Küchenbereich, für Heizungen, für gewerbliche Zwecke etc. eingesetzt oder aber als Motorgas, um beispielsweise sogenannte Flurförderfahrzeuge wie Hubstapler anzutreiben.The invention relates to a method for producing a gas bottle, which as Liquid gas storage containers or transport containers mostly with propane, butane or their Mixtures is filled. The gas is used, for example, as fuel gas in the kitchen area, used for heating, for commercial purposes etc. or as engine gas to for example driving so-called industrial trucks such as forklifts.

Bisher bestehen Gasflaschen der betrachteten Art aus Stahl mit der Folge, daß sie ein beträchtliches Gewicht haben. Dies wirkt sich nachteilig beim Transport der Gasflaschen und bei deren Handhabung aus.So far, gas bottles of the type under consideration are made of steel, with the result that they to be of considerable weight. This is disadvantageous when transporting the Gas bottles and their handling.

Die als nächsliegender Stand der Technik anzusehende FR 22 36 577 offenbart eine aus zwei Gasflaschen-Halbschalen zusammengesetzte Gasflasche aus einer Aluminium-Legierung. Das Verhältnis von Höhe zu Durchmesser der Gasflaschen-Halbschalen beträgt etwa 0,7:1. Die Gasflaschen-Halbschalen sind in einem einstufigen Tiefziehverfahren aus einem Blech hergestellt, über dessen Dicke die Druckschrift keine Angaben macht.FR 22 36 577, which is to be regarded as the closest prior art, discloses one consisting of two gas bottle half-shells Assembled gas bottle made of an aluminum alloy. The ratio of Height to diameter of the gas bottle half-shells is approximately 0.7: 1. The Gas bottle half-shells are made from one in a one-step deep-drawing process Made of sheet metal, the thickness of which is not specified in the publication.

Die US 5,217,140 offenbart einen Warmwasserbehälter, der aus zwei miteinander verschweißten Halbschalen zusammengesetzt ist. Die beiden Halbschalen bestehen jeweils aus einer Außenschale aus Stahl oder einem anderen geeigneten Metall und einer aus einem nicht-korrodierbaren Material bestehenden Innenschale. Im Gegensatz zu Gasflaschen muß ein solcher Wassertank keinem großen Innendruck standhalten. Die Halbschalen sind in einem mehrstufigen Tiefziehverfahren in einem Arbeitsgang ohne Zwischenglühen hergestellt.US 5,217,140 discloses a hot water tank made up of two together welded half-shells is assembled. The two half-shells exist each made of an outer shell made of steel or another suitable metal and an inner shell made of a non-corrodible material. in the In contrast to gas bottles, such a water tank does not have to have a large internal pressure withstand. The half-shells are in one multi-stage deep-drawing process Work step made without intermediate annealing.

Die FR 22 63 061 offenbart einen Gasbehälter, dessen Halbschalen im Tiefziehverfahren hergestellt sind und aus der Aluminium-Legierung AIMg4,5 Mn bestehen. FR 22 63 061 discloses a gas container, the half shells of which Thermoforming processes are made and made of the aluminum alloy AIMg4.5 Mn consist.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer Gasflasche anzugeben, die ein geringes Gewicht hat und die dabei verhältnismäßig billig herstellbar ist.The present invention is therefore based on the object of a method for Specify manufacture of a gas bottle that is light in weight and included is relatively cheap to manufacture.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved according to the invention by the features of patent claim 1 solved.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Advantageous embodiments of the invention are in the subclaims characterized.

Die erfindungsgemäße Gasflasche ist aus zwei Gasflaschen-Halbschalen zusammengesetzt, die miteinander verschweißt sind, wobei die Gasflaschen-Halbschalen aus einer Aluminium-Legierung bestehen, womit die Gasflasche erheblich leichter als eine Stahlflasche ist.The gas bottle according to the invention consists of two gas bottle half-shells assembled, which are welded together, the gas bottle half-shells are made of an aluminum alloy, making the gas bottle is considerably lighter than a steel bottle.

Obwohl die Gasflasche damit im Hinblick auf die gesetzlichen Sicherheitsansprüche besonders dünn ist, werden die Gasflaschen-Halbschalen erfindungsgemäß in einem mehrstufigen Tiefziehverfahren in einem einzigen Arbeitsgang ohne Zwischenglühen aus Ziehblechen mit einer Wandstärke von 3 bis 3,5 mm gezogen, was zu einer beträchtlichen Gewichtsreduzierung der Gasflasche führt. Dabei ist ferner erfindungsgemäß vorgesehen ist, daß das Verhältnis von Höhe zu Durchmesser der Halbschalen 1 : 1 bis 3 : 1 beträgt. Dieser in einem einzigen Arbeitsgang erfolgende Tiefziehvorgang bringt es mit sich, daß die erfindungsgemäße Gasflasche kostengünstig herstellbar ist.Although the gas bottle is therefore with regard to the legal safety requirements is particularly thin, the gas bottle half-shells according to the invention in a multi-stage deep-drawing process in a single operation without intermediate annealing drawn from drawing sheets with a wall thickness of 3 to 3.5 mm, which leads to a considerable weight reduction of the gas bottle. It is it is further provided according to the invention that the ratio of height to diameter the half shells is 1: 1 to 3: 1. This in one The deep-drawing process that takes place entails that the invention Gas bottle is inexpensive to manufacture.

Dies ist erst recht der Fall, wenn nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung die zwei Gasflaschen-Halbschalen, aus denen die Gasflasche zusammengesetzt wird, eine identische Form haben, so daß nur ein einziges Ziehwerkzeug erforderlich ist.This is even more the case if, according to a further proposal of the invention two gas bottle half shells from which the gas bottle is assembled, have an identical shape so that only one drawing tool is required.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Gasflaschen-Halbschalen jeweils in einem ersten Stufenzug bis zu einer ersten Ziehtiefe, die bevorzugt etwa 50% der endgültigen Ziehtiefe beträgt, mit einem ersten Durchmesser gezogen werden, der größer als der endgültige Durchmesser der fertigen Halbschalen bzw. Gasflasche ist. In einem unmittelbar anschließenden zweiten Stufenzug werden dann die Halbschalen über die gesamte Ziehtiefe mit dem endgültigen Durchmesser gezogen. Die beiden Stufenzüge werden unmittelbar aufeinanderfolgend in dem Ziehwerkzeug ausgeführt, ohne daß Zwischenprodukte aus dem Ziehwerk entnommen werden müssen. Die Herstellung einer Gasflaschen-Halbschale dauert auf diese Weise nur etwa 15 Sekunden. Bei der herkömmlichen Herstellungsweise der Halbschalen sind hingegen folgende Schritte durchzuführen: Einfetten der Ronde, Einlegen in die Tiefziehpresse, Tiefziehen der ersten Stufe, Herausnehmen der ersten Stufe aus der Tiefziehpresse, Entfetten (als Vorbedingung für das anschließende Weichglühen), Transport zum Ofen, Weichglühen, Herausnehmen aus dem Ofen, Abkühlenlassen auf Raumtemperatur, Wiedereinfetten, Einlegen in die Tiefziehpresse, Tiefziehen der zweiten Stufe und eventuell einer dritten Stufe. Der Zeitbedarf bei zwei Stufen liegt beim Stand der Technik bei mindestens 12 Minuten.In one embodiment of the invention it is provided that the gas bottle half-shells each in a first step down to a first depth of draw, which is preferred is about 50% of the final depth of draw, with a first diameter be drawn, which is larger than the final diameter of the finished half-shells or gas bottle. In a second immediately following The half-shells are then stepped with the final diameter drawn. The two levels are immediate carried out successively in the drawing tool without intermediate products from the drawing plant must be removed. The production of a gas bottle half-shell takes time this way only about 15 seconds. In the conventional way of production In contrast, the following steps must be carried out for the half shells: Grease the Round blank, insertion into the deep-drawing press, deep-drawing of the first stage, removal the first stage from the deep drawing press, degreasing (as a prerequisite for the Subsequent soft annealing), transport to the furnace, soft annealing, removal out of the oven, let cool to room temperature, relubricate, soak in the deep drawing press, deep drawing of the second stage and possibly a third stage. The time required for two stages in the prior art is at least 12 Minutes.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Gasflaschen-Halbschalen in drei aufeinander folgenden Stufenzügen gefertigt. Hiermit läßt sich ein bisher nicht für möglich erachtetes Verhältnis von Höhe zu Durchmesser von bis zu 3 : 1 erreichen.In a particularly preferred embodiment of the invention, the Gas bottle half-shells manufactured in three successive stages. This allows a ratio of height to not previously considered possible Reach diameters of up to 3: 1.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Wandstärke der Ziehbleche nur 3,0 bis 3,5 mm beträgt, womit die erfindungsgemäße Gasflasche ein minimales Gewicht erhält. Dieses Gewicht beträgt nur etwa 5 kg, während eine herkömmliche Stahlflasche etwa 15 kg wiegt.In a preferred embodiment it is provided that the wall thickness of the Drawing plates is only 3.0 to 3.5 mm, making the gas bottle according to the invention gets a minimal weight. This weight is only about 5 kg, while one conventional steel bottle weighs about 15 kg.

In einer Ausführungsform der Gasflasche, die ein Fassungsvermögen von 11 kg Gas hat und deren Füllung bevorzugt als Brenngas verwendet wird, hat die Gasflasche eine Höhe von etwa 470 mm bei einem Durchmesser von etwa 300 mm. Derartige 11 kg-Gasflaschen sind in Stahlausführung weit verbreitet.In one embodiment the gas bottle, which has a capacity of 11 kg Has gas and the filling of which is preferably used as fuel gas Gas bottle a height of about 470 mm with a diameter of about 300 mm. Such 11 kg gas bottles are widely used in steel.

Um die Wechsel- und Rüstzeiten insbesondere bei Flurförderfahrzeugen zu verkürzen, wäre es wünschenswert, wenn eine Flasche mit 14 kg Inhalt bereitgestellt würde, zumal nach den hiesigen Gesetzen erlaubt ist, bis zu 14 kg Gas in einer Flasche in geschlossenen Räumen zu lagern und zu verwenden. Aus diesem Grund wird vorgeschlagen, daß die erfindungsgemäße Gasflasche in einer Ausführungsform eine Höhe von etwa 560 mm hat bei einem Durchmesser von etwa 300 mm, womit diese Flasche ein Fassungsvermögen von 14 kg Flüssiggas hat und damit bestens für Motorgas geeignet ist.In order to change and set up times, especially for industrial trucks shorten, it would be desirable if a bottle with 14 kg content would be provided, especially since the local laws allow up to 14 kg Gas in a bottle in closed Store and use rooms. For this reason it is proposed that the gas bottle according to the invention in a Embodiment has a height of about 560 mm with a diameter of about 300 mm, which makes this bottle a capacity of 14 kg liquid gas and is therefore ideally suited for engine gas is.

Als Aluminium-Legierung kann beispielsweise Al Mg4,5 Mn verwendet werden, ohne daß die Erfindung hierauf beschränkt ist.Al Mg4.5 Mn, for example, can be used as the aluminum alloy without the invention being limited thereto.

Die Erfindung sieht demnach eine Gasflasche vor, die aus einem besonders dünnen Aluminiumblech im zwei- oder dreistufigen Tiefziehverfahren in einem einzigen Arbeitgang hergestellt ist. Das große Verhältnis von Höhe zu Durchmesser der Halbschalen in Höhe von etwa 1 : 1 bis 3 : 1 läßt sich im Tiefziehverfahren bisher allgemein nur dann erreichen, wenn die Wandstärke der Ronde deutlich oberhalb 6 bis 7 mm liegt. Überraschenderweise läßt sich das große Tiefziehverhältnis mit sehr viel niedrigerer Blechstärke erreichen, wenn in zwei oder drei aufeinanderfolgenden Stufenzügen zunächst eine oder zwei Ziehtiefen mit einem größeren Durchmesser und in einem zweiten bzw. dritten Stufenzug die Halbschale über die gesamte Ziehtiefe auf den endgültigen Durchmesser gezogen wird.The invention accordingly provides a gas bottle that consists of a particularly thin aluminum sheet in a two- or three-stage deep-drawing process is produced in a single operation. The large ratio of height to diameter of the half-shells in height from about 1: 1 to 3: 1 has so far been possible in the deep-drawing process generally only reach if the wall thickness of the round blank is clearly above 6 to 7 mm. Surprisingly, leaves the large thermoforming ratio with a much lower one Reach sheet thickness when in two or three consecutive Step trains first have one or two drawing depths with one larger diameter and in a second or third step the half shell over the entire drawing depth to the final one Diameter is drawn.

Die Erfindung wird nachfolgend in näheren Einzelheiten mit Bezug auf die Zeichnung näher beschrieben. Dabei zeigen:

Fig. 1: eine 11 kg-Gasflasche in einem Vertikalschnitt;
Fig. 2: eine 14 kg-Gasflasche im Vertikalschnitt und
Fig. 3: ein Ziehwerkzeug für drei Stufenzüge.

The invention is described in more detail below with reference to the drawing. Show:

Fig. 1: a 11 kg gas bottle in a vertical section;
Fig. 2: a 14 kg gas bottle in vertical section and
Fig. 3: a pulling tool for three step trains.

Die in Fig. 1 dargestellte Gasflasche 1 besteht aus zwei Halbschalen 2, die eine identische Form haben und entlang einer mittigen Schweißnaht 3 zusammengesetzt sind. Die Gasflasche steht auf einem Fußring 4, der bevorzugt ebenfalls aus einer Aluminiumlegierung besteht und angeschweißt ist.The gas bottle 1 shown in Fig. 1 consists of two half-shells 2, which have an identical shape and along one central weld 3 are composed. The gas bottle stands on a foot ring 4, which preferably also consists of a Aluminum alloy exists and is welded on.

Im Zentrum des Kopfabschnitts der oberen Gasflaschen-Halbschale 2 sitzt eine Ventilmuffe 5, die bevorzugt eingeschweißt ist. Daneben sind Handgriffe 6 angeschweißt, die den Transport der Gasflasche erleichtern.In the center of the head section of the upper half of the gas cylinder 2 sits a valve sleeve 5, which is preferably welded in. In addition, handles 6 are welded to transport the Lighten the gas bottle.

Die in Fig. 1 dargestellte Gasflasche hat eine Höhe von 472 mm bei einem Durchmesser von 300 mm und eine Wandstärke von 3,2 mm. Die Halbschalen 2 sind im mehrstufigen Tiefziehverfahren in einem Arbeitsgang ohne Zwischenglühen hergestellt.The gas bottle shown in Fig. 1 has a height of 472 mm with a diameter of 300 mm and a wall thickness of 3.2 mm. The half-shells 2 are in the multi-stage deep drawing process produced in one operation without intermediate annealing.

Dies trifft auch für die Gasflasche gemäß Fig. 2 zu, die eine Höhe von 556 mm bei einem Durchmesser von 300 mm und einer Wandstärke von 3,5 mm hat. Bei dieser 14 kg-Gasflasche ist der Ventilbereich von einem Ventilschutzkragen 7 mit integrierten Handgriffen umgeben, der eine Beschädigung des Ventils bei der Handhabung der Flasche ausschließt.This also applies to the gas bottle according to FIG. 2, the one Height of 556 mm with a diameter of 300 mm and one Has a wall thickness of 3.5 mm. This is the 14 kg gas bottle Valve area of a valve protection collar 7 with integrated Handles surrounded by damage to the valve at the Excludes handling of the bottle.

Das in Fig. 3 dargestellte Ziehwerkzeug für drei Stufenzüge ist horizontal angeordnet, was sich als besonders vorteilhaft herausgestellt hat. Das Ziehwerkzeug enthält einen zentralen Ziehstempel 8, der mit einem Arbeitskolben 9 verbunden ist, dessen Zylinder in der Figur nicht abgebildet ist. Der Ziehstempel 8 ist konzentrisch von einer inneren Ziehhülse 10 umgeben, die von einem Arbeitskolben 11 bewegbar ist. Die innere Ziehhülse 10 sitzt ihrerseits in einer äußeren ringförmigen Ziehhülse 12, deren Arbeitskolben mit dem Bezugszeichen 13 gekennzeichnet ist. The drawing tool shown in Fig. 3 is for three step trains arranged horizontally, which turned out to be particularly advantageous Has. The drawing tool contains a central drawing punch 8, which is connected to a working piston 9, the Cylinder is not shown in the figure. The drawing punch 8 is concentrically surrounded by an inner drawing sleeve 10, which by a working piston 11 is movable. The inner drawing sleeve 10 in turn sits in an outer annular drawing sleeve 12, whose working piston is identified by reference number 13.

Die vorstehend genannten Umformelemente 8, 10 und 12 durchgreifen einen ringförmigen Blechhalter 14, der von einem Arbeitskolben 15 bewegbar ist.Pass through the above-mentioned forming elements 8, 10 and 12 an annular sheet holder 14 which is supported by a working piston 15 is movable.

Die zugehörigen Hydraulikelemente sind in der Figur nicht abgebildet.The associated hydraulic elements are not shown in the figure.

Im Ausgangszustand wird ein Aluminiumblech bzw. eine Aluminiumronde zwischen der in der Figur oberen Stirnwand 16 einer Matrize 17 und dem von seinem Arbeitskolben 15 vorgeschobenen Blechhalter 14 eingespannt. In diesem Betriebszustand befinden sich die vorderen Stirnflächen des Ziehstempels 8 und der beiden Ziehhülsen 10, 12 in einer Ebene nahe der Ronde.In the initial state, an aluminum sheet or an aluminum disk between the upper end wall 16 of a die in the figure 17 and the sheet metal holder advanced by its working piston 15 14 clamped. Are in this operating state the front faces of the punch 8 and the two Drawing sleeves 10, 12 in a plane near the round blank.

Bei dem ersten Stufezug werden alle Umformelemente 8, 10, 12 soweit vorgeschoben, bis die äußere Ziehhülse 12 auf eine Ringschulter 18 der Matrize 17 aufläuft.In the first step, all the forming elements 8, 10, 12 advanced until the outer drawing sleeve 12 on an annular shoulder 18 of the die 17 runs up.

Es folgt der zweite Stufenzug des Ziehstempels 8 mit der Ziehhülse 10, der soweit reicht, bis die Ziehhülse 10 auf eine zweite Ringschulter 19 der Matrize auftrifft. Der anschließende dritte Stufenzug des Ziehstempels 8 hat zur Folge, daß die Gasflaschen-Halbschale auf den endgültigen Durchmesser gezogen wird.The second step of the die 8 with the drawing sleeve follows 10, which extends until the drawing sleeve 10 on a second ring shoulder 19 of the die strikes. The subsequent one third step of the punch 8 has the consequence that the Gas bottle half-shell drawn to the final diameter becomes.

Bei der dargestellten Ausführungsform des Ziehwerkzeugs, die besonders bevorzugt ist, beträgt das Verhältnis der Ziehtiefen der Ziehelemente 12, 10, 8 zueinander etwa 3 : 4,5 : 6. Wie bereits erwähnt, erfolgen die Stufenzüge in horizontaler Richtung, womit das Ziehwerkzeug besonders einfach zu bedienen ist.In the illustrated embodiment of the drawing tool, the the ratio of the drawing depths is particularly preferred the drawing elements 12, 10, 8 to each other about 3: 4,5: 6. As already mentioned, the step trains take place in the horizontal direction, which makes the drawing tool particularly easy to use.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sind Gasflaschen z.B. mit einer Länge von 1200 mm aus zwei Halbschalen herstellbar, die einen Durchmesser von 200 mm oder 300 mm haben. Bisher mußte hierzu ein zylindrischer Flaschenabschnitt zwischen die beiden Halbschalen eingeschweißt werden.With the method according to the invention, gas bottles are e.g. With a length of 1200 mm can be produced from two half shells, the have a diameter of 200 mm or 300 mm. So far had to a cylindrical bottle section between the two Half shells are welded in.

Claims

A method of manufacturing a gas bottle, in which two gas bottle half shells consisting of an aluminium alloy are welded together, characterised in that the gas bottle half shells (2) are so drawn in a multi-stage deep-drawing process in a working step without intermediate annealing from drawing sheets with a wall thickness of 3-3.5 mm that the ratio of height to diameter of the gas bottle half shells is 1:1 to 3:1.
A method as claimed in Claim 1, characterised in that its two gas bottle half shells (2) are drawn in an identical shape.
A method of manufacturing a gas bottle as claimed in Claim 1 or 2, characterised in that the gas bottle half shells (2) are drawn in a first drawing stage to a first drawing depth with a first diameter, which is greater than the final diameter of the finished half shells and that, in an immediately following second drawing stage, the gas bottle half shells (2) are drawn over the entire drawing depth with the final diameter.
A method of manufacturing a gas bottle as claimed in Claim 3, characterised in that the first drawing depth is about 50% of the final drawing depth.
A method of manufacturing a gas bottle as claimed in Claim 1 or 2, characterised in that the gas bottle half shells are drawn in three immediately successive drawing stages.
A method of manufacturing a gas bottle as claimed in one of Claims 1 to 5, characterised in that Al Mg4.5 Mn is used as the aluminium alloy.