WO1994020375A1 - Behälter aus metall, der durch inneren überdruck belastbar ist - Google Patents

Behälter aus metall, der durch inneren überdruck belastbar ist Download PDF

Info

Publication number
WO1994020375A1
WO1994020375A1 PCT/EP1994/000510 EP9400510W WO9420375A1 WO 1994020375 A1 WO1994020375 A1 WO 1994020375A1 EP 9400510 W EP9400510 W EP 9400510W WO 9420375 A1 WO9420375 A1 WO 9420375A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
notch
container
predetermined breaking
breaking point
container according
Prior art date
Application number
PCT/EP1994/000510
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bernd Schrepfer
Hans-Helmut Reichmann
Original Assignee
SCHäFER WERKE GMBH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=6890146&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=WO1994020375(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by SCHäFER WERKE GMBH filed Critical SCHäFER WERKE GMBH
Priority to EP94909025A priority Critical patent/EP0686120B1/de
Priority to US08/513,835 priority patent/US6241116B1/en
Priority to JP6519521A priority patent/JPH08507277A/ja
Priority to DE59401341T priority patent/DE59401341D1/de
Publication of WO1994020375A1 publication Critical patent/WO1994020375A1/de

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D77/00—Packages formed by enclosing articles or materials in preformed containers, e.g. boxes, cartons, sacks or bags
    • B65D77/22—Details
    • B65D77/225—Pressure relief-valves incorporated in a container wall, e.g. valves comprising at least one elastic element
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D25/00—Details of other kinds or types of rigid or semi-rigid containers
    • B65D25/34—Coverings or external coatings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D7/00—Containers having bodies formed by interconnecting or uniting two or more rigid, or substantially rigid, components made wholly or mainly of metal
    • B65D7/42—Details of metal walls
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S220/00—Receptacles
    • Y10S220/01—Beer barrels

Definitions

  • the invention relates to a container made of metal, which can be loaded by internal overpressure and whose hollow body receiving the filling material consists of an essentially cylindrical jacket and of two outwardly curved end bottoms, at least one of the end bottoms having a shape, preferably as one So-called floor cup protrudes from the floor arch, at least one container connection piece is provided, which is preferably seated in the formation or floor cup, and a predetermined breaking point is integrated in at least one of the end floors, which consists of a notch formed on the outside thereof.
  • Such containers are mainly used for the transport and storage of liquids and are used primarily in the beverage industry for the reception of beer or non-alcoholic beverages. They are intended for operating pressures which are usually between 0 and 7 bar overpressure.
  • These containers are either equipped only with standing or grip rings made of metal, plastic or rubber, or they are provided with a complete casing made of these materials, which then forms the standing and grip ring, but additionally the cylindrical casing of the container envelops.
  • the containers of this type are increasingly being equipped with an integrated overpressure protection, which is even prescribed by the authorities for certain applications.
  • the overpressure safety device is designed to prevent improper handling of the container, incorrect operation or radio failure of pressure reducing elements the internal pressure of the container can rise to very high values until it bursts.
  • the resulting excess pressure should be derived in a safe manner by automatically opening the predetermined breaking point in the container wall.
  • this predetermined breaking point is provided as a defined weakening at various points on the container wall, preferably in the form of a notch, as has already been mentioned above.
  • this predetermined breaking point which is designed as a notch, it must be ensured that the remaining residual thickness of the container wall is chosen so large that it is still technically manageable on the one hand, but on the other hand does not reduce the service life of the container under operating conditions becomes.
  • a container of this type has a predetermined breaking point in the floor cup, the opening pressure of which is approximately 50 to 70% of the bursting pressure of a container without a predetermined breaking point.
  • the technically manageable minimum remaining thickness of the container wall without affecting the operational fatigue strength of the container is around 25 to 30% of the normal surrounding wall thickness.
  • DE-OS 3533406 is already based on a container which has a metal inner bladder and a plastic-plastic jacket firmly connected to it and in which the predetermined breaking point also fulfills its function in the encased form.
  • the influence of the plastic sheathing, which increases the predetermined breaking point, is relatively low at 50 to 70% of the container bursting pressure, especially since the thickness of the sheathing is made as small as possible for reasons of material costs in the area of the base cup.
  • the plastic sheathing has the advantage that corrosion influence (crevice corrosion) on the predetermined breaking point designed as a mechanically inserted notch as well as mechanical damage are prevented and that undesired manipulations at the predetermined breaking point which is not visible from the outside are practically excluded.
  • a container is also known in which a predetermined breaking point is intended to derive the impermissible excess pressure, which is arranged in the transition region of the curvature of an end base to the cylindrical container wall, that is to say in the region of the so-called base brim.
  • the response pressure of the predetermined breaking point is still around 60 to 70% of the burst pressure of a container without a predetermined breaking point if the minimum remaining thickness in the area of the predetermined breaking point notch is still a technically manageable size of at least 20 to 25% of the initial wall thickness and the predetermined breaking point should also have sufficient alternating pressure strength for the normal operating pressures of the container.
  • DE-OS 3737977 is basically based on an unclad container, i.e. from a predetermined breaking point which is in no way covered.
  • a predetermined breaking point e.g. covered in the form of a plastic jacket or by a molded or vulcanized stand or grip ring made of rubber
  • the response pressure increases by at least about 5 to 10 bar depending on the type and shape of the cover. Naturally, this pressure increase is directly dependent on the stability or the thickness of the cover.
  • a predetermined breaking point has a certain residual risk that you can break due to a material or production defect before the predetermined breaking point has taken over its safety function.
  • This residual risk increases in direct dependence of the ratio of the response pressure of the predetermined breaking point to the nominal burst pressure of the container. Ie, the higher the response pressure of the predetermined breaking point, the greater the existing residual risk.
  • predetermined breaking points already have such a minimal minimum residual thickness of the wall in the area of the notch that it can no longer be reduced further under operating conditions due to the manageability and fatigue strength of the container. The risk of failure due to mechanical damage from the outside does not allow a further reduction.
  • the invention is based on the object to further reduce the risk described above and for certain applications of the container to create an integrated in a bottom and designed as a notch predetermined breaking point, the response pressure is about 25% of the nominal burst pressure of a container without a predetermined breaking point, which but still has a technically manageable residual metal thickness of about 25% of the thickness of the surrounding metal wall surface and at which the maximum burst pressure is maintained even if the predetermined breaking point is provided by a sheathing or by stand or grip rings made of plastic or Rubber is covered.
  • this complex task is fundamentally achieved in that the notch of the predetermined breaking point has different depths and at the same time has its maximum depth in that region of the end floor which, when subjected to a defined, exceeds the permissible operating pressure internal compression is subject to the greatest deformation.
  • the maximum depth of the notch is in the range of the maximum expansion of the end base and the position of the notch is arranged transversely to the direction of the maximum expansion of the end base.
  • the predetermined breaking point can be arranged both in the upper and in the lower end floor.
  • the response pressure is independent of this.
  • it can be an advantage to arrange the predetermined breaking point in the upper floor, because if the container is in a standing position when the predetermined breaking point is addressed, the pressure is reduced more quickly via the compressed gas which is usually at the top than by pushing out the liquid in the container via a predetermined breaking point in the lower end floor.
  • the predetermined breaking point opens with a residual metal thickness of 0.2 mm in the area of the notch and with a plastic coating on one Overpressure of maximum 25 bar, this container without a predetermined breaking point has a burst pressure of 95 to 100 bar.
  • the casing also experiences a maximum expansion at this point and thus has the least influence on the increase in the opening pressure of the predetermined breaking point.
  • This effect is reinforced by the fact that the smallest wall thickness of the sheathing of the end base is also located in this area.
  • the predetermined breaking point in the form of a notch is preferably produced by a cutting, rotating tool. However, it can also be removed by e.g. a laser device can be achieved.
  • the annularly closed notch preferably has opposite regions of different depths.
  • the surface area wholly or partially enclosed by the notch has
  • End bottom preferably a diameter of about 15 to 25 mm.
  • the notches produced by laser processing or in some other way can also have other geometric shapes. E.g. you can enclose a partial circle of 240 to 300 ° circumference and also from a notch more constant
  • the notch should have a shape that does not tend to open the crack in the bottom of the notch over the edge of the notch after opening the predetermined breaking point
  • the base cup of one or each end base is usually formed by a shape arranged centrally in the base arch.
  • the notch of the predetermined breaking point assigned to it, with its maximum depth is located approximately around the radius of the formation from the center of this base curvature.
  • FIG. 1 shows a partially sectioned representation of a pressure-resistant metal container designed as a fully encased beverage container
  • Figure 2 shows an enlarged section of a
  • FIG. 3 shows a partial section along the line III-III in FIG. 2 on a further enlarged scale.
  • Fig. 1 a trained as a beverage container 1 and resilient by internal pressure is shown, which consists of a thin-walled inner container made of metal, which is completely equipped with a casing 3 made of a partially foamed plastic.
  • the inner container 2 consists of two deep-drawn half-shells 2a and 2b, which are connected to one another by a central weld 4, and of a connecting sleeve 5.
  • the two half-shells 2a and 2b have an upper end base 6a and a lower end base 6b, respectively there is a partial spherical surface 7a or 7b as well as a shaping arranged centrally in this and designed as a so-called base cup 8a or 8b.
  • the formations 8a and 8b protrude outward from the envelope of the partial spherical surfaces 7a and 7b out and usually have a central flat surface 9a or 9b.
  • the connecting sleeve 5 is inserted into the surface 9a of the formation 8a in the upper end base 6a.
  • a predetermined breaking point designed as an annular notch 10 is arranged in the partial spherical surface 7a of the upper end base 6a near the transition 11 to the upper formation 8a. At this point, the area of greatest elongation of this end base 6a is located under the action of an internal pressure load on the inner container 2.
  • the shapes 8a and 8b formed as floor cups begin to deform without a substantial increase in the material tension in the surface areas 9a and 9b, because first of all that in the shapes of these Bottom cups 8a and 8b containing material stock can be consumed by deformation up to the time when the surface areas 9a and 9b of the bottom cups 8a and 8b have adjusted to the spherical shape of the surrounding partial spherical surfaces 7a and 7b due to the stress.
  • the partial spherical surface 7a in the vicinity of the transition region 11 to the base cup 8a has undergone a maximum of elongation and thus such an increase in tension that the predetermined breaking point has already opened in the region 12 of the smallest remaining thickness of the notch, or at one still further pressure increase will occur.
  • the relatively thin-walled part of the casing 3 also breaks open after a slight increase in pressure , which covers the notch 10.
  • the predetermined breaking point which is thus fully open, can then safely release the excess pressure.
  • the lowest point 12 of the notch 10 is diametrically opposite the highest point 14. If the notch 10 is introduced by a rotating tool, then it has proven to be advantageous to use this tool in such a way that, with a notch diameter D between 15 and 25 mm, the deviation of the tool axis from the perpendicular to the wall surface 13 is approximately 1.0 to 1. Is 5 °.
  • the notch forming it extends in the area of the maximum expansion of the end base 6a transversely to the direction of this maximum expansion, so that it there at the point of its maximum depth 12 when the defined one is exceeded internal pressure in container 1 tears open.
  • the notch 10 has a circular shape, as can be seen in FIG. 2 of the drawing, and a maximum depth 12 of approximately 75% and a minimum depth 14 of approximately 25% of the normal thickness S surrounding wall surface 13.
  • the notch 10 of the predetermined breaking point for example by laser machining, is carried out as part of a circle with a circumferential angle between 240 to 300 °, then it is important that the notch 10 on the partial spherical surface 7a or 7b of the end base 6a or 6b that the bisector of this circumferential angle forms a tangent to a concentric circle on the partial spherical surface 7a or 7b of the end base 6a or 6b. In this case in particular, the notch 10 can then also have a constant depth dimension.
  • the notch 10 serving as overpressure protection or predetermined breaking point then naturally comes with its deepest point 12 to lie more or less far from the center of the partial spherical surface 7a in question at the base curvature of the end base 6b.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Closures For Containers (AREA)
  • Rigid Containers With Two Or More Constituent Elements (AREA)
  • Discharge Heating (AREA)
  • Details Of Rigid Or Semi-Rigid Containers (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
  • Pressure Vessels And Lids Thereof (AREA)
  • Containers And Packaging Bodies Having A Special Means To Remove Contents (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

Es ist ein Behälter (1) aus Metal vorgeschlagen, der durch inneren Überdruck belastbar ist und dessen das Füllgut aufnehmender Hohlkörper aus einem im wesentlichen zylindrischen Mantel und aus zwei nach außen gewölbten Endböden (6a, 6b) besteht, wobei mindestens einer der Endböden (6a und 6b) eine zentrale Ausformung (8a oder 8b) aufweist, die als eine sogenannte Bodentasse aus der Bodenwölbung (7a oder 7b) herausragt, wobei mindestens ein Behälteranschlußstutzen (5) vorgesehen ist, der vorzugsweise in der Ausformung (8a) bzw. der Bodentasse sitzt, und wobei in wenigstens einen der Endböden (6a und 6b) eine Sollbruchstelle integriert ist, die aus einer an dessen Außenseite ausgebildeten Kerbe (10) besteht. Wichtig an diesem Behälter ist, daß die Kerbe (10) der Sollbruchstelle unterschiedliche Tiefe (12, 14) hat und dabei ihre maximale Tiefe (12) in demjenigen Bereich (11) des Endbodens (6a oder 6b) aufweist, welcher bei Einwirkung einer den zulässigen Betriebsdruck überschreitenden, definierten inneren Druckbeanspruchung der größten Deformation unterliegt.

Description

Behälter aus Metall, der durch inneren Überdruck belastbar ist
Die Erfindung betrifft einen Behälter aus Metall, der durch inneren Überdruck belastbar ist und dessen das Füllgut auf¬ nehmender Hohlkörper aus einem im wesentlichen zylindrischen Mantel und aus zwei nach außen gewölbten Endböden besteht, wobei mindestens einer der Endböden eine Ausformung aufweist, die vorzugsweise als eine sogenannte Bodentasse aus der Bodenwölbung herausragt, wobei mindestens ein Behälteran¬ schlußstutzen vorgesehen ist, der vorzugsweise in der Aus¬ formung bzw. Bodentasse sitzt und wobei in wenigstens einen der Endböden eine Sollbruchstelle integriert ist, die aus einer an dessen Außenseite ausgebildeten Kerbe besteht.
Derartige Behälter werden hauptsächlich zum Transport und zur Lagerung von Flüssigkeiten benutzt und dabei vornehmlich in der Getränkeindustrie für die Aufnahme von Bier oder alkohol¬ freien Getränken eingesetzt. Sie sind dabei für Betriebsdrücke vorgesehen, die in der Regel zwischen 0 und 7 bar Überdruck liegen. Diese Behälter werden entweder nur mit Stand- oder Griffringen aus Metall, aus Kunststoff oder auch Gummi ausge¬ stattet oder aber sie werden mit einer kompletten Ummantelung aus diesen Werkstoffen versehen, welche dann den Stand- und Griffring bildet, zusätzlich aber den zylindrischen Mantel des Behälters umhüllt.
Die Behälter dieser Art werden in zunehmendem Maße mit einer integrierten Überdrucksicherung ausgestattet, die für bestimm- te Anwendungsfälle sogar behördlich vorgeschrieben ist.
Die Überdrucksicherung soll verhindern, daß bei unsachgemäßer Behandlung des Behälters sowie bei Fehlbedienung oder Funk- tionsausfall von Druckminderorganen der Behälterinnendruck bis zum Bersten auf sehr hohe Werte steigen kann. Mit anderen Worten: In einem definierten Druckabstand vom maximalen Berstdruck des Behälters soll auf gefahrlose Weise der ent- standene Überdruck durch selbsttätiges Öffnen der Sollbruch¬ stelle in der Behälterwandung abgeleitet werden. Diese Soll¬ bruchstelle wird dabei nach dem Stand der Technik als eine definierte Schwächung an verschiedenen Stellen der Behälter¬ wandung vorgesehen, und zwar vorzugsweise in Form einer Kerbe, wie das bereits vorstehend erwähnt wurde.
Bei der Ausbildung dieser als Kerbe gestalteten Sollbruch¬ stelle muß beachtet werden, daß die verbleibende Restdicke der Behälterwandung so groß gewählt wird, daß sie einerseits noch technisch beherrschbar ist, andererseits aber auch die Ge- brauchs-Dauerfestigkeit des Behälters unter Betriebsbedingun¬ gen nicht herabgesetzt wird.
Aus vorgenannten Gründen weisen die bisher bekanntgewordenen Lösungen noch einen relativ hohen Öffnungsdruck der Sollbruch¬ stelle im Verhältnis zum Berstdruck des Behälters ohne Soll¬ bruchstelle aus.
Nach DE-OS 35 33 406 weist ein Behälter dieser Art eine Sollbruchstelle in der Bodentasse auf, deren Öffnungsdruck bei etwa 50 bis 70% des Berstdrucks eines Behälters ohne Soll¬ bruchstelle liegt. Als generelle Voraussetzung liegt die technisch beherrschbare minimale Restdicke der Behälterwand ohne Beeinträchtigung der Betriebs-Dauerfestigkeit des Behäl- ters bei etwa 25 bis 30% der normalen umgebenden Wanddicke.
In einer millionenfach angewandten Variante der Ausgestaltung geht die DE-OS 3533406 schon von einem Behälter aus, welcher eine Metall-Innenblase und eine damit fest verbundene Kunst- Stoffummantelung aufweist und bei der die Sollbruchstelle auch in der ummantelten Form ihre Funktion erfüllt. Der den An- sprechdruck der Sollbruchstelle erhöhende Einfluß der Kunst¬ stoff-Ummantelung ist in diesem Falle mit 50 bis 70% des Behälter-Berstdruckes relativ gering, zumal die Dicke der Ummantelung allein aus Gründen der Materialkosten im Bereich der Bodentasse möglichst klein ausgeführt ist. Die Kunststoff- ummantelung hat dabei den Vorteil, daß ein Korrosionseinfluß (Spaltkorrosion) auf die als eine mechanisch eingebrachte Kerbe ausgebildete Sollbruchstelle wie auch mechanische Beschädigungen verhindert werden und daß unerwünschte Manipu- lationen an der von außen nicht sichtbaren Sollbruchstelle praktisch ausgeschlossen sind.
Nach DE-OS 37 37 977 ist weiterhin ein Behälter bekannt, bei dem eine Sollbruchstelle den unzulässigen Überdruck ableiten soll, welche im Übergangsbereich der Wölbung eines Endbodens zur zylindrischen Behälterwandung, also im Bereich der soge¬ nannten Bodenkrempe, angeordnet ist. Dabei liegt der Ansprech¬ druck der Sollbruchstelle noch bei etwa 60 bis 70% des Berst¬ drucks eines Behälters ohne Sollbruchstelle, wenn die minimale Restdicke im Bereich der Sollbruchstellen-Kerbung noch eine technisch beherrschbare Größe von mindestens 20 bis 25% der Ausgangs-Wanddicke aufweist und die Sollbruchstelle außerdem eine genügende Wechseldruck-Festigkeit für die normalen Betriebsdrücke des Behälters aufweisen soll. Dabei geht die DE-OS 3737977 aber grundsätzlich von einem nicht ummantelten Behälter, d.h. von einer in keiner Weise überdeckten Soll¬ bruchstelle aus. Wird die Sollbruchstelle nach dieser Bauform aber durch eine Ummantelung, z.B. in Form eines Kunststoff- Mantels oder durch einen angeformten oder aufvulkanisierten Stand- oder Griffring aus Gummi abgedeckt, dann steigt der Ansprechdruck je nach Art und Form der Abdeckung um mindestens etwa 5 bis 10 bar an. Naturgemäß ist dieser Druckanstieg direkt abhängig von der Stabilität bzw. von der Dicke der Abdeckung.
Bei Behältern mit integrierter Überdrucksicherung in Form einer Sollbruchstelle besteht ein gewisses Restrisiko, das sie aufgrund eines Material- oder Produktionsfehlers zu Bruch gehen können, bevor die Sollbruchstelle ihre Sicherheits- funktion übernommen hat. Dieses Restrisiko steigt in direkter Abhängigkeit des Verhältnisses vom Ansprechdruck der Soll¬ bruchstelle zum nominellen Berstdruck des Behälters. D.h., je höher der Ansprechdruck der Sollbruchstelle ist, um so größer ist auch das bestehende Restrisiko.
Die bisher bekanntgewordenen Bauformen von Sollbruchstellen weisen bereits eine derart niedrige minimale Restdicke der Wandung im Bereich der Kerbe auf, daß diese aus Gründen der fertigungstechnischen Beherrschbarkeit und Dauerfestigkeit des Behälters unter Betriebsbedingungen nicht mehr weiter redu- ziert werden kann. Auch die Gefahr des Ausfalls durch mechani¬ sche Beschädigungen von außen läßt eine weitere Reduzierung nicht zu.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, zur weiteren Herabsetzung des vorstehend beschriebenen Risikos und für bestimmte Anwendungen der Behälter eine in einen Endboden integrierte und als Kerbe ausgebildete Sollbruchstelle zu schaffen, deren Ansprechdruck bei etwa 25% des nominellen Berstdruckes eines Behälters ohne Sollbruchstelle liegt, die dabei aber noch eine technisch beherrschbare Metall-Restdicke von etwa 25% der Dicke der umgebenden Metall-Wandfläche aufweist und bei der der maximale Berstdruck auch dann einge¬ halten wird, wenn die Sollbruchstelle durch eine Ummantelung oder durch Stand- bzw. Griffringe aus Kunststoff oder Gummi abgedeckt ist.
Diese komplexe Aufgabe wird erfindungsgemäß grundsätzlich dadurch gelöst, daß die Kerbe der Sollbruchstelle unterschied¬ liche Tiefen hat und dabei ihre maximale Tiefe in demjenigen Bereich des Endbodens aufweist, welcher bei Einwirkung einer den zulässigen Betriebsdruck überschreitenden, definierten inneren Druckbeanspruchung der größten Deformation unterliegt.
Besonders bewährt hat es sich dabei, wenn nach der Erfindung die maximale Tiefe der Kerbe im Bereich der maximalen Dehnung des Endbodens liegt und die Lage der Kerbe quer zur Richtung der maximalen Dehnung des Endbodens angeordnet ist.
Es stellt sich hierdurch der beträchtliche Vorteil ein, daß der Öffnungsdruck der Sollbruchstelle bei vorgegebener Rest- dicke ein Minimum beträgt. Durch Untersuchungen wurde festge¬ stellt, daß die maximale Dehnung des Endbodens in dessen Kugelfläche, und zwar in unmittelbarer Nähe zur Ausformung der Bodentasse liegt und daß die maximale Dehnung des Endbodens an dieser Stelle in tangentialer Richtung auf einem konzen- trischen Kreis auf der Kugelfläche des Endbodens auftritt.
Verständlicherweise kann die Sollbruchstelle sowohl im oberen als auch im unteren Endboden angeordnet werden. Der Ansprech¬ druck ist davon unabhängig. Es kann jedoch ein Vorteil sein, die Sollbruchstelle im oberen Boden anzuordnen, weil für den Fall der stehenden Positionierung des Behälters beim Anspre¬ chen der Sollbruchstelle der Druckabbau über das in der Regel oben befindliche Druckgas schneller erfolgt als durch das Ausschieben der im Behälter befindlichen Flüssigkeit über eine Sollbruchstelle im unteren Endboden.
Versuche mit Sollbruchstellen der erfindungsgemäßen Art haben ergeben, daß in beiden Fällen keinerlei Gefährdungen von Personen durch austretendes Medium und/oder durch εtoßartige Bewegungen des Behälters entstehen können.
Bei einer beispielhaften Anwendung der Erfindung an einem Getränkebehälter mit Metall-Wanddicken im Bereich der Soll¬ bruchstelle von 0,8 bis 0,9 mm öffnet die Sollbruchstelle mit einer Metall-Restdicke von 0,2 mm im Bereich der Kerbe und mit Kunststoffummantelung bei einem Überdruck von maximal 25 bar, wobei dieser Behälter ohne Sollbruchstelle einen Berstdruck von 95 bis 100 bar aufweist.
Es hat sich gezeigt, daß bei der erfindungsgemäßen Anordnung und Ausbildung der Sollbruchstelle auch die Ummantelung eine maximale Dehnung an dieser Stelle erfährt und damit dort den geringsten Einfluß auf die Erhöhung des Öffnungsdrucks der Sollbruchstelle aufweist. Dieser Effekt wird dadurch ver¬ stärkt, daß sich gerade in diesem Bereich auch die geringste Wanddicke der Ummantelung des Endbodens befindet.
Die Herstellung der Sollbruchstelle in Form einer Kerbe erfolgt vorzugsweise durch ein spangebendes drehendes Werk¬ zeug. Sie kann aber auch durch Abtrag mittels z.B. einer Laser-Einrichtung erreicht werden. Vorzugsweise weist die ringförmig geschlossene Kerbe gegenüberliegende Bereiche unterschiedlicher Tiefe auf.
Der ganz oder teilweise durch die Kerbe umschlossene Flächen- bereich hat je nach Ausgangsdicke der Metallwandung des
Endbodens vorzugsweise einen Durchmesser von etwa 15 bis 25 mm. Die durch Laserbearbeitung oder auf andere Art und Weise hergestellten Kerben können auch andere geometrische Formen haben. Bspw. können sie einen Teil-Kreis von 240 bis 300° Umfang einschließen und auch aus einer Kerbe gleichbleibender
Tiefe bestehen. In jedem Falle soll aber die Kerbe eine Form aufweisen, welche nach Öffnen der Sollbruchstelle nicht dazu neigt, den Riß im Kerbengrund über den Kerbenrand in die
Endboden-Wandfläche zu leiten. Der Gefahr eines Aufreißens des Endbodens wird hierdurch vorgebeugt.
Üblicherweise wird die Bodentasse eines oder jedes Endbodens von einer zentral in der Bodenwölbung angeordneten Ausformung gebildet. D.h. , auch die Kerbe der ihr zugeordneten Sollbruch- stelle liegt mit ihrer maximalen Tiefe etwa um den Radius der Ausformung vom Zentrum dieser Bodenwölbung entfernt. Es ist jedoch durchaus - als Sonderfall - denkbar, die Aus¬ formung des oder jedes Endbodens auch dezentral zur Bodenwöl¬ bung anzuordnen, so daß die hieran anschließende Kerbe der Sollbruchstelle mit ihrer maximalen Tiefe entsprechend mehr oder weniger weit vom Zentrum der Bodenwölbung entfernt zu liegen kommt.
Ein Beispiel für die Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
Figur 1 in Teilschnitt-Darstellung einen als vollstän¬ dig ummantelten Getränkebehälter ausgebilde¬ ten, druckbelastbaren Metallbehälter,
Figur 2 in vergrößertem Maßstab einen Ausschnitt nach
II in Fig. 1 und
Figur 3 in nochmals vergrößertem Maßstab einen Teil- schnitt nach der Linie III-III in Fig. 2.
In Fig. 1 ist ein als Getränkebehälter 1 ausgebildeter und durch inneren Überdruck belastbarer Behälter dargestellt, welcher aus einem dünnwandigen Innenbehälter aus Metall besteht, der vollständig mit einer Ummantelung 3 aus einem teilweise aufgeschäumten Kunststoff ausgestattet ist.
Der Innenbehälter 2 besteht aus zwei tiefgezogenen Halbschalen 2a und 2b, die durch eine mittlere Schweißnaht 4 miteinander verbunden sind, sowie aus einer Anschlußmuffe 5. Die beiden Halbschalen 2a und 2b weisen einen oberen Endboden 6a bzw. einen unteren Endboden 6b auf, der jeweils aus einer Teil- Kugelfläche 7a bzw. 7b sowie einer in dieser zentrisch an¬ geordneten und als sogenannte Bodentasse 8a bzw. 8b ausgebil- deten Ausformung besteht. Die Ausformungen 8a und 8b ragen aus der Hüllkurve der Teil-Kugelflächen 7a und 7b nach außen heraus und weisen üblicherweise eine zentrische ebene Fläche 9a bzw. 9b auf. Die Anschlußmuffe 5 ist in die Fläche 9a der Ausformung 8a im oberen Endboden 6a eingesetzt.
In Fig. 2 ist dargestellt, daß eine als ringförmige Kerbe 10 ausgebildete Sollbruchstelle in der Teil-Kugelfläche 7a des oberen Endbodens 6a nahe dem Übergang 11 zur oberen Ausformung 8a angeordnet ist. An dieser Stelle befindet sich unter der Einwirkung einer inneren Druckbeanspruchung des Innenbehälterε 2 der Bereich der größten Dehnung dieses Endbodens 6a. Wird der Behälter 1 einem Innendruck ausgesetzt, der deutlich über dem zulässigen Betriebsdruck liegt, dann beginnt ohne wesent¬ liche Zunahme der Materialspannung in den Flächenbereichen 9a und 9b eine Deformation der als Bodentassen ausgebildeten Ausformungen 8a und 8b, weil zunächst einmal der in den Ausformungen dieser Bodentassen 8a und 8b enthaltene Material¬ vorrat durch Verformung bis zu dem Zeitpunkt aufgezehrt werden kann, in dem sich auch die Flächenbereiche 9a und 9b der Bodentassen 8a und 8b spannungsbedingt der Kugelform der umgebenden Teil-Kugelflächen 7a und 7b angeglichen haben.
Zu diesem Zeitpunkt hat dann die Teil-Kugelfläche 7a in der Nähe des Übergangsbereichs 11 zur Bodentasse 8a ein Maximum an Dehnung und damit eine solche Spannungszunähme erfahren, daß bereits ein Öffnen der Sollbruchstelle im Bereich 12 der geringsten Restdicke der Kerbe eingetreten ist oder aber bei einer noch weiteren Druckzunahme eintreten wird.
Sobald die Kerbe 10 an ihrer tiefsten Stelle 12 mit einer Restdicke S' von etwa 25% der Ausgangsdicke S der Metall- Wandfläche 13 (vgl. Fig. 3) geöffnet hat, bricht dann nach geringfügigem Druckanstieg auch der relativ dünnwandige Teil der Ummantelung 3 auf, welcher die Kerbe 10 abdeckt. Die somit völlig geöffnete Sollbruchstelle kann dann den Überdruck gefahrlos ablassen. Nach Fig. 3 liegt der tiefsten Stelle 12 der Kerbe 10 die höchste Stelle 14 diametral gegenüber. Wird die Kerbe 10 durch ein rotierendes Werkzeug eingebracht, dann hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dieses Werkzeug so anzusetzen, daß bei einem Kerbendurchmesser D zwischen 15 und 25 mm die Abweichung der Werkzeugachse von der Senkrechten zur Wandfläche 13 etwa 1,0 bis 1,5° beträgt.
Für die ordnungsgemäße Funktion der Überdrucksicherung bzw. Sollbruchstelle ist es wichtig, daß die sie bildende Kerbe sich im Bereich der maximalen Dehnung des Endbodens 6a quer zur Richtung dieser maximalen Dehnung erstreckt, so daß sie dort an der Stelle ihrer maximalen Tiefe 12 bei Überschreitung des definierten inneren Überdrucks im Behälter 1 aufreißt.
Bewährt hat es sich, wenn die Kerbe 10 eine Kreisform auf¬ weist, wie sie in Fig. 2 der Zeichnung zu sehen ist und dabei eine maximale Tiefe 12 von etwa 75% sowie eine minimale Tiefe 14 von etwa 25% der normalen Dicke S der umgebenden Wandfläche 13 aufweist.
Wird die Kerbe 10 der Sollbruchstelle, bspw. durch Laser- Bearbeitung, als Teil eines Kreises mit einem Umfangswinkel zwischen 240 bis 300° ausgeführt, dann ist es wichtig, die Kerbe 10 auf der Teil-Kugelfläche 7a oder 7b des Endbodens 6a oder 6b so anzulegen, daß die Winkelhalbierende dieses Um- fangswinkels eine Tangente auf einem konzentrischen Kreis auf der Teil-Kugelfläche 7a oder 7b des Endbodens 6a oder 6b bildet. Besonders in diesem Falle kann dann die Kerbe 10 auch ein gleichbleibendes Tiefenmaß aufweisen.
Abweichend von dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungs- beispiel kann es sich - für Sonderfälle - auch als zweckmäßig erweisen, bspw. die Ausformung 8b im unteren Endboden 6b des Innenbehälters 2 nicht zentral in der Teil-Kurgelfläche 7b anzuordnen, sondern sie vielmehr dezentral zur Bodenwölbung einzuformen. Die als Überdrucksicherung bzw. Sollbruchstelle dienende Kerbe 10 kommt dann natürlich mit ihrer tiefsten Stelle 12 entsprechend mehr oder weniger Weit vom Zentrum der betreffenden Teil-Kugelfläche 7a an der Bodenwölbung des Endbodens 6b zu liegen.

Claims

Patentansprüche
1. Behälter (1) aus Metall, der durch inneren Überdruck belastbar ist und dessen das Füllgut aufnehmender Hohl- körper aus einem im wesentlichen zylindrischen Mantel und aus zwei nach außen gewölbten Endböden (6a und 6b) besteht, wobei mindestens einer der Endböden (6a und 6b) eine zentrale Ausformung (8a und 8b) aufweist, die vorzugs- weise als eine sogenannte Bodentasse aus der Bodenwöl¬ bung (7a oder 7b) herausragt, wobei mindestens ein Behälteranschlußstutzen (5) vor¬ gesehen ist, der vorzugsweise in der Ausformung (8a) bzw. der Bodentasse sitzt, und wobei in wenigstens einen der Endböden (6a und 6b) eine Sollbruchstelle integriert ist, die aus einer an dessen Außenseite ausgebildeten Kerbe (10) besteht, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Kerbe (10) der Sollbruchstelle unterschiedliche Tiefen (12, 14) hat und dabei ihre maximale Tiefe (12) in demjenigen Bereich des Endbodens (6a) aufweist, welcher bei Einwirkung einer den zulässigen Betriebs¬ druck überschreitenden, definierten inneren Druckbean¬ spruchung der größten Deformation unterliegt.
2. Behälter nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die maximale Tiefe (12) der Kerbe (10) im Bereich der maximalen Dehnung des Endbodens (6a oder 6b) liegt und die Lage der Kerbe (10) quer zur Richtung der maxi¬ malen Dehnung des Endbodens (6a oder 6b) angeordnet ist.
3. Behälter nach einem der Ansprüche 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß sich die maximale Tiefe (12) der Kerbe (10) in der
Teil-Kugelfläche (7a oder 7b) des Endbodens (6a oder 6b) in unmittelbarer Nähe des Übergangs (11) zu der die
Bodentasse bildenden Ausformung (8a oder 8b) befindet.
4. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Kerbe (10) eine Kreisform hat und eine maximale Tiefe (12) von etwa 75% sowie eine minimale Tiefe (14) von etwa 25% der umgebenden Wandfläche (13) aufweist.
5. Behälter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Kerbe (10) als Teil eines Kreises von 240 bis 300° Umfangswinkel ausgebildet ist und dabei die Winkel¬ halbierende dieses Umfangswinkeis eine Tangente auf einem konzentrischen Kreis auf der Teil-Kugelfläche (7a oder 7b) des Endbodens (6a oder 6b) bildet.
6. Behälter nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Kerbe (10) durch eine Laser-Bearbeitung herge- stellt ist und ein gleichbleibendes Tiefenmaß aufweist.
7. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 6 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Bodentasse von einer zentral in der Teil-Kugel- fläche (7a oder 7b) des Endbodens (6a oder 6b) angeord¬ neten Ausformung (8a oder 8b) gebildet ist.
8. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 5 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Ausformung (8a oder 8b) dezentral in der Teil- Kugelfläche (7a oder 7b) des Endbodens (6a oder 6b) angeordnet ist, und daß die ihr als Überdrucksicherung bzw. Sollbruchstelle zugeordnete Kerbe (10) mit ihrer tiefsten Stelle (12) entsprechend mehr oder weniger weit vom Zentrum der Teil-Kugelfläche (7a oder 7b) liegend vorgesehen ist.
PCT/EP1994/000510 1993-03-05 1994-02-23 Behälter aus metall, der durch inneren überdruck belastbar ist WO1994020375A1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP94909025A EP0686120B1 (de) 1993-03-05 1994-02-23 Behälter aus metall, der durch inneren überdruck belastbar ist
US08/513,835 US6241116B1 (en) 1993-03-05 1994-02-23 Metal container capable of withstanding internal over pressure
JP6519521A JPH08507277A (ja) 1993-03-05 1994-02-23 内部の過圧に耐え得る金属製容器
DE59401341T DE59401341D1 (de) 1993-03-05 1994-02-23 Behälter aus metall, der durch inneren überdruck belastbar ist

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE9303113U DE9303113U1 (de) 1993-03-05 1993-03-05 Druckbelastbarer Metallbehälter
DEG9303113.0U 1993-03-05

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1994020375A1 true WO1994020375A1 (de) 1994-09-15

Family

ID=6890146

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP1994/000510 WO1994020375A1 (de) 1993-03-05 1994-02-23 Behälter aus metall, der durch inneren überdruck belastbar ist

Country Status (8)

Country Link
US (1) US6241116B1 (de)
EP (1) EP0686120B1 (de)
JP (1) JPH08507277A (de)
AT (1) ATE146429T1 (de)
CA (1) CA2157505A1 (de)
DE (2) DE9303113U1 (de)
ES (1) ES2096458T3 (de)
WO (1) WO1994020375A1 (de)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR0215857A (pt) * 2001-09-06 2005-08-23 David W Stewart Martelo e cabeça de martelo que tem um extrator frontal e método de extração de prego de uma superfìcie
US6881345B2 (en) * 2001-10-16 2005-04-19 Macquoid Malcolm Disposable fluid changing kit and method of disposing of the same
US6886711B2 (en) * 2002-08-22 2005-05-03 Samtech Corporation High-pressure tank and method for fabricating the same
RU2393375C2 (ru) * 2008-08-27 2010-06-27 Сергей Владимирович ЛУКЬЯНЕЦ Баллон высокого давления
DE102010044338B4 (de) 2009-09-08 2023-05-04 SCHäFER WERKE GMBH Behälter mit einer Sicherheitsberststelle
ES2431799T3 (es) * 2009-09-22 2013-11-28 Faber Industrie S.P.A. Cilindro de gas
DE102011015516A1 (de) 2011-03-30 2012-10-04 SCHäFER WERKE GMBH Behälter zur Aufnahme von unter Druck stehenden Getränkeflüssigkeiten
DE102012021626A1 (de) 2011-11-08 2013-05-08 SCHäFER WERKE GMBH Behälter, insbesondere Getränkebehälter, mit einer Sicherheitsberststelle
GB201221141D0 (en) * 2012-11-23 2013-01-09 Petainer Large Container Ip Ltd keg closure with venting mechanism

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2336889A1 (de) * 1972-09-25 1974-04-11 Hoell Metallwarenfab Karl Behaelter zur aufnahme von unter druck stehenden medien
DE3533406A1 (de) * 1985-08-23 1987-03-05 Schaefer Werke Gmbh Druckfester metallbehaelter zur aufnahme von fluessigkeiten
DE3737977A1 (de) * 1987-11-08 1989-05-24 Hoesch Ag Behaelter mit integrierter ueberdrucksicherung

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US832509A (en) * 1905-09-18 1906-10-02 Leon W Bossert Outlet-box.
US2307043A (en) * 1939-12-05 1943-01-05 American Can Co Container
US3292826A (en) * 1965-01-18 1966-12-20 Abplanalp Robert Henry Aerosol can protected against explosion
US4347942A (en) * 1980-11-24 1982-09-07 Pressure-Pak Container Co., Inc. Pressure relief device and method of fabrication thereof
US4597505A (en) * 1984-04-09 1986-07-01 Continental Disc Corporation Rupture disc with selectively positioned initial buckling
US4722874A (en) * 1986-08-01 1988-02-02 Moli Energy Limited Electrochemical cell pressure relief devices
US5063958A (en) * 1991-01-24 1991-11-12 The United States Of Americas As Represented By The Secretary Of The Navy Burst diaphragm sequence valve

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2336889A1 (de) * 1972-09-25 1974-04-11 Hoell Metallwarenfab Karl Behaelter zur aufnahme von unter druck stehenden medien
DE3533406A1 (de) * 1985-08-23 1987-03-05 Schaefer Werke Gmbh Druckfester metallbehaelter zur aufnahme von fluessigkeiten
DE3737977A1 (de) * 1987-11-08 1989-05-24 Hoesch Ag Behaelter mit integrierter ueberdrucksicherung

Also Published As

Publication number Publication date
US6241116B1 (en) 2001-06-05
DE59401341D1 (de) 1997-01-30
DE9303113U1 (de) 1994-04-14
EP0686120B1 (de) 1996-12-18
CA2157505A1 (en) 1994-09-15
JPH08507277A (ja) 1996-08-06
EP0686120A1 (de) 1995-12-13
ES2096458T3 (es) 1997-03-01
ATE146429T1 (de) 1997-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60209807T2 (de) Dosendeckel
EP1029195B1 (de) Composite-druckbehälter zur speicherung von gasförmigen medien unter druck mit einem liner aus kunststoff
DE3339250A1 (de) Berstscheibenanordnung
EP0686120B1 (de) Behälter aus metall, der durch inneren überdruck belastbar ist
DE3876696T2 (de) Umkehrberstscheibe zur druckentlastung.
CH649513A5 (de) Mannlochdeckelanordnung mit schnellverschluss.
DE212009000005U1 (de) Gasflasche
DE2009194A1 (de) Sicherheitsventil
DE3533406C2 (de)
DE3120375A1 (de) Ueberdrucksicherung fuer fluessigkeits-druckbehaelter
EP0367721B1 (de) Verschliessbares Gefäss, insbesondere Druckgefäss
EP0318657B1 (de) Behälter mit integrierter Überdrucksicherung
EP0374341A1 (de) Flasche mit Konkavboden und Verfahren zur Herstellung derselben
EP0912849B1 (de) Einschraubventil für einen druckbehälter
DE102020101756B4 (de) Berstschutzeinheit
DE2916752C2 (de)
DE19844264C1 (de) Selbstdichtendes Entlüftungsventil für Hubschrauber-Tankanlagen
DE102010044338B4 (de) Behälter mit einer Sicherheitsberststelle
DE4110236C2 (de) Schutzkappe für ein Transportfaß für Flüssigkeiten
DE8621035U1 (de) Berstscheiben-Überdrucksicherung für Druckgasbehälter
DE3313257A1 (de) Schnellverschlusskupplung
DE4128007C2 (de) Sicherheitsventil
EP0900742A1 (de) Schraubverschlusskappe aus Kunststoff
WO1999057032A1 (de) Schraubverschluss für flaschen
DE69926360T2 (de) Umkehrberstscheibe

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): CA FI JP US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE

DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1994909025

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2157505

Country of ref document: CA

Ref document number: 08513835

Country of ref document: US

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1994909025

Country of ref document: EP

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 1994909025

Country of ref document: EP