WO2000032486A1 - Pressure reservoir - Google Patents

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WO2000032486A1
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Johannes Obrecht
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Progress-Werk Oberkirch Ag
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Definitions

  • the invention relates to a pressure vessel for receiving and storing a medium under pressure, with a main container part which is sealed by a domed lid and an arched bottom.
  • Such a pressure vessel is generally known.
  • Pressure vessels are generally used to hold and store a medium under pressure, which can be a gas, a liquid or a vapor.
  • a medium under pressure which can be a gas, a liquid or a vapor.
  • Such pressure vessels under an internal overpressure are used for a wide variety of purposes, for example as a container for a fuel gas for welding applications, or as a container for holding compressed air.
  • pressure vessels with a spherical shape prove to be ideal because in a hollow sphere, the stresses created by the pressure in the wall of the pressure vessel are the same everywhere and as a result the wall thickness can be kept low.
  • Ball containers, however, are difficult to manufacture and take up a lot of space when installed.
  • pressure vessels are cylindrical vessels. Such pressure vessels have a cylindrical tube as the main part of the vessel, which is closed on both sides by a domed lid or a domed bottom, the curvature of the lid or the bottom can be directed inwards or outwards.
  • pressure vessels with a cylindrical main part of the vessel are usually unsuitable for installation in an environment for which they are intended and in which space is limited.
  • Pressure vessels of the type mentioned at the outset are, for example, installed in them as storage and expansion tanks for pneumatic control systems in motor vehicles.
  • a special application is, for example, the use of a pressure container as an expansion and storage container for compressed air in a pneumatic suspension system of a motor vehicle.
  • a specific installation location on the motor vehicle is provided for the pressure vessel, which, due to the adjacent parts and components of the motor vehicle body, can have any complicated geometric structure. It goes without saying that a pressure vessel with a cylindrical main vessel part, ie a round cross section, is generally not adapted to the given geometric conditions.
  • a pressure vessel that has a cylindrical main container part cannot optimally use the space that is only available to a limited extent.
  • the pressure vessel would then have to be designed with a smaller volume, which would be disadvantageous for the corresponding application for a pneumatic suspension system.
  • a pressure vessel with a main body part which has any geometrical, non-round cross-sectional shape, is disadvantageous in terms of stability and strength requirements compared to a round cross-sectional shape, since, as already mentioned, the pressure caused by the pressure in a round vessel tensions arising on the wall are evenly distributed.
  • a pressure vessel with a non-round cross-sectional shape can only be realized with sufficient strength if the Wall thickness is increased considerably, but this in turn disadvantageously reduces the internal volume of the pressure container that can be used to hold the medium under excess pressure.
  • an increase in the wall thickness of the pressure vessel means an increased production and cost.
  • the invention is therefore based on the object of developing a pressure vessel of the type mentioned in such a way that it can be installed with the best possible use of space in a confined space in a given structural environment, and that the pressure vessel can also withstand high internal pressures without increasing its wall thickness.
  • this object is achieved with regard to the pressure vessel mentioned at the outset in that the main body part is of any, but not round, cross-sectional shape, and in that at least one web wall is arranged in the main body part, which connects at least two wall sections of the main body part to one another.
  • the pressure container according to the invention can be adapted by appropriate shaping of its outer contour to the space conditions given by its intended use with the best possible use of the available space.
  • one or more web walls are arranged in the main vessel part, which cause stiffening or bracing of the main vessel part.
  • the dock walls counteract the internal pressure directed outwards on all sides by the one or more web walls connecting wall sections of the container main part to one another and opposing the internal pressure directed outwards a holding force which prevents the pressure container from tearing or bursting.
  • the web walls can also be provided in the area of the arched lid or the arched bottom, however, due to the already existing curvature, the lid and bottom of the pressure vessel have a shape corresponding to the ideal round shape, so that web walls in this area may not be necessary.
  • one or more web walls can be arranged between the two flat lateral wall sections in order to connect them to one another and to hold them together against the internal overpressure.
  • the inventive design of the pressure vessel allows it to be configured with any geometric structure without loss of strength while making optimum use of space.
  • chambers formed by the at least one web wall communicate with one another.
  • the advantage here is that a uniform pressure in the entire pressure vessel as in a non-subdivided vessel prevails, so that only one connection for supplying and discharging the medium is required for the pressure vessel.
  • the pressure container is used in a pneumatic suspension system in motor vehicles, the number of supply and discharge lines is not increased as a result, which means that the design complexity of the system is not increased. So that the individual chambers formed by the web walls communicate with one another, provision can be made to provide the web walls with through-bores.
  • the at least one web wall extends longitudinally from the bottom end to the lid-side end of the main container part, and if the chambers formed by the at least one web wall communicate with one another via the bottom and / or via the lid.
  • the at least one web wall does not have to be provided with interruptions or openings in order to have a uniform pressure in the entire pressure vessel.
  • the at least one web wall can be formed as a solid material, which on the one hand increases the stability of the web wall and on the other hand reduces the manufacturing outlay because no additional work steps, such as drilling through holes, are required.
  • the lid and the bottom thus form an advantageous overflow possibility for the medium present in the pressure vessel.
  • the at least one web wall is formed in one piece with the wall of the main container part.
  • weld seams at the attachment points between the web walls and the wall sections of the main container part which can always form predetermined breaking points, are avoided.
  • the composite of the wall of the main container part and the web walls can thus be designed with very high tensile strength.
  • main container part is produced together with the at least one web wall as an extruded profile.
  • the production of the main container part as an extruded profile in an extrusion process has the advantage that the wall of the main container part and the web walls can be integrally connected to one another in a single manufacturing process in a particularly simple manner in terms of production technology.
  • the at least one web wall extends longitudinally from the bottom-side to the lid-side end of the main container part, this results in a particularly simple production possibility for the main container part, with the additional advantage that the main container part is produced by the meter together with the web walls can be cut from the individual container main parts with the associated web walls, which then only have to be closed with the bottom and the lid.
  • the at least one web wall is a profile, for example a T-profile, L-profile or the like. This configuration of the at least one web wall as a profile can advantageously improve the rigidity and strength of the main container part.
  • a method according to the invention with which the aforementioned pressure vessel according to the invention can be produced, first comprises the step of producing the main container part in the desired shape in an extrusion process together with the at least one web wall, and the further step, then the bottom and the lid with the To weld, screw or brace the main part of the container.
  • the manufacturing method according to the invention is characterized by its high variability and adaptability to the shape of the pressure vessel required in each case.
  • bottom and / or the cover is made from sheet metal or cast parts.
  • the bottom or the lid can also be produced in a cost-effective manner and in particular adapted to the circumferential shape of the lid-side or bottom-side end of the main container part.
  • Figure 1 shows a pressure vessel in a schematic side view.
  • FIG. 2 shows a section through the pressure vessel in FIG. 1 along the line II-II in FIG. 1;
  • FIG. 3 shows a section through the pressure vessel in FIG. 1 along the line III-III in FIG. 1.
  • a pressure vessel provided with the general reference number 10 is shown in FIGS. 1 to 3.
  • the pressure vessel 10 is used to hold and store a medium under pressure, which can be a liquid, a gas or a vapor.
  • the pressure container 10 serves as a compressed air container for a pneumatic suspension system in a chassis of a motor vehicle.
  • the pressure container 10 has a container main part 12, a lid 14 and a bottom 16.
  • the cover 14 and the base 16 are curved, the cover 14 having a curved shape adapted to its installation location.
  • the shape of the cover 14 and the base 16 is, however, to be understood only as an example, in other words, other geometric configurations of the cover 14 or the base 16 are also possible within the scope of the invention, the cover 14 and the base 16 being only curved in order to to achieve the most uniform possible voltage distribution in the wall of the lid 14 or the bottom 16.
  • the container main part 12 has any, but not round, cross-sectional shape.
  • the main container part 12 has an essentially cuboid structure, with two essentially flat lateral wall sections 18 and 20.
  • Two end faces 22 and 24 of the main container part 12 are approximately semicircular in section according to FIG. 2, accordingly overall semi-cylindrical.
  • the cover 14 and the bottom 16 also have a semicircular shape corresponding to the curvature of the end faces 22 and 24 on their end faces corresponding to the end faces 22 and 24.
  • a total of five web walls 26 to 34 are arranged in the main container part 12, each of which connects the wall sections 18 and 20 of the main container part 1-2 to one another.
  • the web walls 28 to 34 which are indicated by broken lines in FIG. 1, extend in the main container part 12 from a bottom end 36 of the main container part 12 to an end 38 thereof.
  • the web walls 26 to 34 do not protrude accordingly the lid 14 and also not into the bottom 16, but this is also possible within the scope of the invention.
  • the individual web walls 26 to 34 are aligned straight and flat and parallel to one another.
  • the web walls 26 to 34 are also formed in one piece with the wall sections 18 and 20 of the main container part 12.
  • the one-piece design of the web walls 26 to 34 and the wall sections 18 and 20 is achieved in that the container main part 12, ie more precisely the wall sections 18, 20, 22 and 24, together with the web walls 26 to 34 in an extrusion process as an extruded profile made of metal getting produced.
  • the direction of the extrusion takes place in the direction of the longitudinal extension of the web walls 26 to 34, ie in the direction of the connection between the bottom end 36 and the lid end 38.
  • the main container part 12 can be produced as an extruded profile in the manner of a piece goods and cut to length from this piece goods.
  • the lid 14 is welded along a weld seam 54 to the lid-side end 38 of the main container part 12, while the bottom 16 is welded along a weld seam 56 to the bottom-side end 36 of the main container part 12.
  • the lid 14 or the bottom 16 can also be screwed to the main container part 12 or clamped by means of tie rods.
  • the lid 14 and the bottom 16, which, in contrast to the main container part 12, have a closed side, while the main container part 12 is continuously open both at its bottom end 36 and at its end 38 are made as sheet metal parts or castings .

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Abstract

The invention relates to a pressure reservoir (10) for receiving and storing a medium under overpressure. The reservoir has a main reservoir part (12) which is tightly sealed by a rounded lid (14) and a rounded base (16) and whose cross-section can be of any shape other than round. At least one wall segment (26-34) interconnecting the wall sections (20) of the main reservoir part (12) is located in the same.

Description

Druckbehälter pressure vessel
Die Erfindung betrifft einen Druckbehälter zur Aufnahme und Speicherung eines unter Überdruck stehenden Mediums, mit einem Behälterhauptteil, der durch einen gewölbten Deckel und einen gewölbten Boden dicht verschlossen ist.The invention relates to a pressure vessel for receiving and storing a medium under pressure, with a main container part which is sealed by a domed lid and an arched bottom.
Ein derartiger Druckbehälter ist allgemein bekannt. Druckbehälter dienen allgemein zur Aufnahme und Speicherung eines unter einem Überdruck stehenden Mediums, das ein Gas, eine Flüssigkeit oder Dampf sein kann. Solche unter einem inneren Überdruck stehende Druckbehälter werden für die unterschiedlichsten Einsatzzwecke verwendet, beispielsweise als Behälter für ein Brenngas für Schweißanwendungen, oder als Behälter zum Bereithalten von Druckluft.Such a pressure vessel is generally known. Pressure vessels are generally used to hold and store a medium under pressure, which can be a gas, a liquid or a vapor. Such pressure vessels under an internal overpressure are used for a wide variety of purposes, for example as a container for a fuel gas for welding applications, or as a container for holding compressed air.
Hinsichtlich der Festigkeitsanforderungen erweisen sich Druckbehälter mit Kugelgestalt als ideal, weil in einer Hohlkugel die durch den Druck in der Wand des Druckbehälters entstehenden Spannungen überall gleich sind und infolge dessen die Wandstärke gering gehalten werden kann. Kugelbehälter sind indessen schwierig herzustellen und beanspruchen viel Platz beim Aufstellen.With regard to the strength requirements, pressure vessels with a spherical shape prove to be ideal because in a hollow sphere, the stresses created by the pressure in the wall of the pressure vessel are the same everywhere and as a result the wall thickness can be kept low. Ball containers, however, are difficult to manufacture and take up a lot of space when installed.
Die meisten Druckbehälter sind zylindrische Gefäße. Derartige Druckbehälter weisen ein zylindrisches Rohr als Behälterhauptteil auf, das beidseitig durch einen gewölbten Deckel bzw. einen gewölbten Boden verschlossen ist, wobei die Wölbung des Deckels bzw. des Bodens nach innen oder nach außen gerichtet sein kann.Most pressure vessels are cylindrical vessels. Such pressure vessels have a cylindrical tube as the main part of the vessel, which is closed on both sides by a domed lid or a domed bottom, the curvature of the lid or the bottom can be directed inwards or outwards.
Aber auch Druckbehälter mit einem zylindrischen Behälterhauptteil sind zumeist für den Einbau in eine Umgebung, für die sie bestimmt sind und in der die Platzverhältnisse beengt sind, ungeeignet. Druckbehälter der eingangs genannten Art werden beispielsweise nämlich auch als Vorrats- und Ausgleichsbehälter für pneumatische Steuersysteme in Kraftfahrzeugen in diese eingebaut. Ein spezieller Anwendungsfall ist beispielsweise die Verwendung eines Druckbehälters als Ausgleichs- und Vorratsbehälter für Druckluft in einem pneumatischen Fahrwerksfederungssystem eines Kraftfahrzeugs. Bei der Konstruktion des Kraftfahrzeuges wird für den Druckbehälter ein bestimmter Einbauort am Kraftfahrzeug vorgesehen, der, bedingt durch die angrenzenden Bauteile und Komponenten der Kraftfahrzeugkarosserie, eine beliebige, komplizierte geometrische Struktur aufweisen kann. Es versteht sich, daß ein Druckbehälter mit einem zylindrischen Behälterhauptteil, d.h. einem runden Querschnitt, an die vorgegebenen geometrischen Verhältnisse in aller Regel nicht angepaßt ist. Mit anderen Worten kann mit einem Druckbehälter, der ein zylindrisches Behälterhauptteil aufweist, nicht der ohnehin nur geringfügig zur Verfügung stehende Raum optimal genutzt werden. Der Druckbehälter müßte dann mit einem kleineren Volumen ausgebildet werden, was für die entsprechende Anwendung für eine pneumatische Federungsanlage nachteilig wäre.However, pressure vessels with a cylindrical main part of the vessel are usually unsuitable for installation in an environment for which they are intended and in which space is limited. Pressure vessels of the type mentioned at the outset are, for example, installed in them as storage and expansion tanks for pneumatic control systems in motor vehicles. A special application is, for example, the use of a pressure container as an expansion and storage container for compressed air in a pneumatic suspension system of a motor vehicle. In the construction of the motor vehicle, a specific installation location on the motor vehicle is provided for the pressure vessel, which, due to the adjacent parts and components of the motor vehicle body, can have any complicated geometric structure. It goes without saying that a pressure vessel with a cylindrical main vessel part, ie a round cross section, is generally not adapted to the given geometric conditions. In other words, a pressure vessel that has a cylindrical main container part cannot optimally use the space that is only available to a limited extent. The pressure vessel would then have to be designed with a smaller volume, which would be disadvantageous for the corresponding application for a pneumatic suspension system.
Die Ausgestaltung eines Druckbehälters mit einem Behälterhauptteil, das eine beliebige geometrische, nicht runde Quer- s-chnittsform aufweist, ist jedoch hinsichtlich der Stabilität und Festigkeitsanforderungen gegenüber einer runden Querschnittsform nachteilig, da, wie bereits erwähnt, in einem runden Behälter die durch den Druck in der Wand entstehenden Spannungen gleichmäßig verteilt sind. Da ein solcher Druckbehälter jedoch Innendrücken von über 15 bar standhalten muß, kann ein Druckbehälter mit einer nicht runden Querschnittsform nur dann mit einer ausreichenden Festigkeit realisiert werden, wenn die Wanddicke erheblich vergrößert wird, wodurch jedoch wiederum das für die Aufnahme des unter Überdruck stehenden Mediums nutzbare Innenvolumen des Druckbehälters nachteiligerweise verringert ist. Außerdem bedeutet eine Erhöhung der Wanddicke des Druckbehälters einen erhöhten Herstellungs- und Kostenaufwand.The design of a pressure vessel with a main body part, which has any geometrical, non-round cross-sectional shape, is disadvantageous in terms of stability and strength requirements compared to a round cross-sectional shape, since, as already mentioned, the pressure caused by the pressure in a round vessel tensions arising on the wall are evenly distributed. However, since such a pressure vessel has to withstand internal pressures of over 15 bar, a pressure vessel with a non-round cross-sectional shape can only be realized with sufficient strength if the Wall thickness is increased considerably, but this in turn disadvantageously reduces the internal volume of the pressure container that can be used to hold the medium under excess pressure. In addition, an increase in the wall thickness of the pressure vessel means an increased production and cost.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Druckbehälter der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß dieser unter bestmöglicher Raumausnutzung bei beengten Platzverhältnissen in eine vorgegebene bauliche Umgebung eingebaut werden kann, und daß der Druckbehälter ohne Erhöhung seiner Wandstärke auch hohen Innendrücken sicher standhalten kann.The invention is therefore based on the object of developing a pressure vessel of the type mentioned in such a way that it can be installed with the best possible use of space in a confined space in a given structural environment, and that the pressure vessel can also withstand high internal pressures without increasing its wall thickness.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe hinsichtlich des eingangs genannten Druckbehälters dadurch gelöst, daß das Behälterhauptteil von beliebiger, jedoch nicht runder Querschnittsform ist, und daß im Behälterhauptteil zumindest eine Stegwand angeordnet ist, die zumindest zwei Wandabschnitte des Behälterhauptteils miteinander verbindet.According to the invention, this object is achieved with regard to the pressure vessel mentioned at the outset in that the main body part is of any, but not round, cross-sectional shape, and in that at least one web wall is arranged in the main body part, which connects at least two wall sections of the main body part to one another.
Erfindungsgemäß ist demnach vorgesehen, das Behälterhauptteil mit einer beliebigen, jedoch nicht runden Querschnittsform auszugestalten, wodurch der erfindungsgemäße Druckbehälter durch entsprechende Formgebung seiner Außenkontur an die durch seinen Bestimmungszweck vorgegebenen Platzverhältnisse unter bestmöglicher Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Raumes angepaßt werden kann. Um durch die beliebige Querschnittsform bedingte Festigkeitsverluste des Druckbehälters zu vermeiden, ist weiterhin erfindungsgemäß vorgesehen, daß im Behälterhauptteil eine oder mehrere Stegwände angeordnet sind, die eine Versteifung bzw. Verstrebung des Behälterhauptteils bewirken. Die Stegwände wirken dem allseitig nach außen gerichteten Innendruck entgegen, indem die eine oder die mehreren Stegwände Wandabschnitte des Behälterhauptteils miteinander verbinden und dem nach außen gerichteten Innendruck eine Haltekraft entgegensetzen, die ein Reißen oder Bersten des Druckbehälters verhindern. Aufgrund der einen oder mehreren Stegwände ist es somit nicht erforderlich, die Wandstärke des Druckbehälters trotz der nicht runden Querschnittsform zu vergrößern. Im Bereich des gewölbten Deckels bzw. des gewölbten Bodens können die Stegwände ebenfalls vorgesehen sein, wobei jedoch aufgrund der bereits vorhandenen Wölbung Deckel und Boden des Druckbehälters eine der idealen runden Gestalt entsprechende Formgebung aufweisen, so daß in diesem Bereich Stegwände unter Umständen nicht erforderlich sind. Beispielsweise bei einem Behälterhauptteil mit etwa quaderför- miger Struktur können eine oder mehrere Stegwände zwischen den beiden ebenen seitlichen Wandabschnitten angeordnet sein, um diese miteinander zu verbinden und gegen den Innenüberdruck zusammenzuhalten. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Druckbehälters kann dieser unter optimaler Raumausnutzung mit beliebiger geometrischer Struktur ohne Festigkeitsverlust ausgestaltet werden.According to the invention it is accordingly provided to design the main container part with any, but not round, cross-sectional shape, as a result of which the pressure container according to the invention can be adapted by appropriate shaping of its outer contour to the space conditions given by its intended use with the best possible use of the available space. In order to avoid loss of strength of the pressure vessel due to the arbitrary cross-sectional shape, it is further provided according to the invention that one or more web walls are arranged in the main vessel part, which cause stiffening or bracing of the main vessel part. The dock walls counteract the internal pressure directed outwards on all sides by the one or more web walls connecting wall sections of the container main part to one another and opposing the internal pressure directed outwards a holding force which prevents the pressure container from tearing or bursting. Because of the one or more web walls, it is therefore not necessary to increase the wall thickness of the pressure vessel despite the non-round cross-sectional shape. The web walls can also be provided in the area of the arched lid or the arched bottom, however, due to the already existing curvature, the lid and bottom of the pressure vessel have a shape corresponding to the ideal round shape, so that web walls in this area may not be necessary. For example, in the case of a main container part with an approximately cuboid structure, one or more web walls can be arranged between the two flat lateral wall sections in order to connect them to one another and to hold them together against the internal overpressure. The inventive design of the pressure vessel allows it to be configured with any geometric structure without loss of strength while making optimum use of space.
Die der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe wird somit vollkommen gelöst.The object underlying the invention is thus completely achieved.
In einer bevorzugten Ausgestaltung kommunizieren durch die zumindest eine Stegwand gebildete Kammern miteinander.In a preferred embodiment, chambers formed by the at least one web wall communicate with one another.
Hierbei ist von Vorteil, daß im gesamten Druckbehälter ein einheitlicher Druck wie in einem nicht unterteilten Behälter herrscht, so daß für den Druckbehälter insgesamt nur ein Anschluß zum Zuführen und Abführen des Mediums erforderlich ist. Insbesondere bei dem Einsatz des Druckbehälters in einem pneumatischen Federungssystem in Kraftfahrzeugen wird dadurch die Anzahl der Zuführ- und Abführleitungen nicht erhöht, wodurch der konstruktive Aufwand des Systems nicht erhöht wird. Damit die einzelnen durch die Stegwände gebildeten Kammern miteinander kommunizieren, kann vorgesehen sein, die Stegwände mit Durchbohrungen zu versehen.The advantage here is that a uniform pressure in the entire pressure vessel as in a non-subdivided vessel prevails, so that only one connection for supplying and discharging the medium is required for the pressure vessel. Particularly when the pressure container is used in a pneumatic suspension system in motor vehicles, the number of supply and discharge lines is not increased as a result, which means that the design complexity of the system is not increased. So that the individual chambers formed by the web walls communicate with one another, provision can be made to provide the web walls with through-bores.
Bevorzugt ist es jedoch, wenn sich die zumindest eine Stegwand längs vom bodenseitigen Ende zum deckelseitigen Ende des Behälterhauptteils erstreckt, und wenn die durch die zumindest eine Stegwand gebildeten Kammern über den Boden und/oder über den Deckel miteinander kommunizieren.However, it is preferred if the at least one web wall extends longitudinally from the bottom end to the lid-side end of the main container part, and if the chambers formed by the at least one web wall communicate with one another via the bottom and / or via the lid.
Diese Ausgestaltung ist besonders vorteilhaft, weil die zumindest eine Stegwand nicht mit Unterbrechungen oder Durchbrüchen versehen werden muß, um in dem gesamten Druckbehälter einen einheitlichen Druck zu haben. Dadurch kann die zumindest eine Stegwand als Vollmaterial ausgebildet werden, wodurch sich einerseits die Stabilität der Stegwand erhöht und andererseits der Herstellungsaufwand reduziert, weil keine zusätzlichen Arbeitsgänge, wie Einbringen von Durchbohrungen, erforderlich sind. Der Deckel und der Boden bilden somit eine vorteilhafte Überströmmöglichkeit für das in dem Druckbehälter vorhandene Medium.This configuration is particularly advantageous because the at least one web wall does not have to be provided with interruptions or openings in order to have a uniform pressure in the entire pressure vessel. As a result, the at least one web wall can be formed as a solid material, which on the one hand increases the stability of the web wall and on the other hand reduces the manufacturing outlay because no additional work steps, such as drilling through holes, are required. The lid and the bottom thus form an advantageous overflow possibility for the medium present in the pressure vessel.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die zumindest eine Stegwand einstückig mit der Wand des Behälterhauptteils ausgebildet. Hierbei ist gegenüber der alternativen Möglichkeit, die Stegwände in das Behälterhauptteil einzuschweißen, von Vorteil, daß Schweißnähte an den Ansatzstellen zwischen den Stegwänden und den Wandabschnitten des Behälterhauptteils vermieden werden, die stets Sollbruchstellen bilden können. Der Verbund aus der Wand des Behälterhauptteils und den Stegwänden kann somit mit sehr hoher Zugfestigkeit ausgestaltet werden.In a further preferred embodiment, the at least one web wall is formed in one piece with the wall of the main container part. Compared to the alternative possibility of welding the web walls into the main container part, it is advantageous here that weld seams at the attachment points between the web walls and the wall sections of the main container part, which can always form predetermined breaking points, are avoided. The composite of the wall of the main container part and the web walls can thus be designed with very high tensile strength.
Dabei ist es bevorzugt, wenn das Behälterhauptteil zusammen mit der zumindest einen Stegwand als Strangpreßprofil hergestellt ist.It is preferred if the main container part is produced together with the at least one web wall as an extruded profile.
Die Herstellung des Behälterhauptteils als Strangpreßprofil in einem Strangpreßverfahren hat den Vorteil, daß auf herstellungstechnisch besonders einfache Weise die Wand des Behälterhauptteils und die Stegwände in einem einzigen Herstellungsvorgang einstückig miteinander verbunden ausgebildet werden können. Insbesondere mit der zuvor erwähnten Ausgestaltung, daß sich die zumindest eine Stegwand längs vom bodenseitigen zum deckelseitigen Ende des Behälterhauptteils erstreckt, ergibt sich eine besonders einfache Herstellungsmöglichkeit für das Behälterhauptteil, wobei zusätzlich der Vorteil erzielt wird, daß das Behälterhauptteil zusammen mit dem Stegwänden als Meterware hergestellt werden kann, aus der dann einzelne Behälterhauptteile mit den zugehörigen Stegwänden abgelängt werden können, die dann nur noch mit dem Boden und dem Deckel verschlossen werden müssen.The production of the main container part as an extruded profile in an extrusion process has the advantage that the wall of the main container part and the web walls can be integrally connected to one another in a single manufacturing process in a particularly simple manner in terms of production technology. In particular with the above-mentioned configuration that the at least one web wall extends longitudinally from the bottom-side to the lid-side end of the main container part, this results in a particularly simple production possibility for the main container part, with the additional advantage that the main container part is produced by the meter together with the web walls can be cut from the individual container main parts with the associated web walls, which then only have to be closed with the bottom and the lid.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die zumindest eine Stegwand ein Profil, beispielsweise ein T-Profil, L-Profil oder dergleichen. Diese Ausgestaltung der zumindest einen Stegwand als Profil kann vorteilhafterweise die Steifigkeit und Festigkeit des Behälterhauptteils verbessern.In a further preferred embodiment, the at least one web wall is a profile, for example a T-profile, L-profile or the like. This configuration of the at least one web wall as a profile can advantageously improve the rigidity and strength of the main container part.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren, mit dem der zuvor genannte erfindungsgemäße Druckbehälter hergestellt werden kann, umfaßt zunächst den Schritt, das Behälterhauptteil in gewünschter Form in einem Strangpreßverfahren zusammen mit der zumindest einen Stegwand zu fertigen, und den weiteren Schritt, anschließend den Boden und den Deckel mit dem Behälterhauptteil zu verschweißen, zu verschrauben oder zu verspannen.A method according to the invention, with which the aforementioned pressure vessel according to the invention can be produced, first comprises the step of producing the main container part in the desired shape in an extrusion process together with the at least one web wall, and the further step, then the bottom and the lid with the To weld, screw or brace the main part of the container.
Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren zeichnet sich durch seine hohe Variabilität und Anpassungsfähigkeit an die jeweils geforderte Form des Druckbehälters aus.The manufacturing method according to the invention is characterized by its high variability and adaptability to the shape of the pressure vessel required in each case.
Dabei ist es bevorzugt, wenn der Boden und/oder der Deckel aus Blechumform- oder Gußteilen gefertigt wird.It is preferred if the bottom and / or the cover is made from sheet metal or cast parts.
Mittels dieser Maßnahme können auch der Boden bzw. der Deckel auf kostengünstige Weise hergestellt und insbesondere an die Umfangsgestalt des deckelseitigen bzw. bodenseitigen Endes des Behälterhauptteils angepaßt werden.By means of this measure, the bottom or the lid can also be produced in a cost-effective manner and in particular adapted to the circumferential shape of the lid-side or bottom-side end of the main container part.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.Further advantages result from the following description and the attached drawing.
Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in ihrer jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It goes without saying that the features mentioned above and those yet to be explained not only in their combination specified in each case, but also in other combinations or alone, without departing from the scope of the present invention.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird hiernach mit Bezug auf diese näher beschrieben. Es zeigen:An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described below with reference to this. Show it:
Fig. 1 einen Druckbehälter in einer schematischen Seitenansicht;Figure 1 shows a pressure vessel in a schematic side view.
Fig. 2 einen Schnitt durch den Druckbehälter in Fig. 1 entlang der Linie II-II in Fig. 1; undFIG. 2 shows a section through the pressure vessel in FIG. 1 along the line II-II in FIG. 1; and
Fig. 3 einen Schnitt durch den Druckbehälter in Fig. 1 entlang der Linie III-III in Fig. 1.3 shows a section through the pressure vessel in FIG. 1 along the line III-III in FIG. 1.
In den Figuren 1 bis 3 ist ein mit dem allgemeinen Bezugszeichen 10 versehener Druckbehälter dargestellt. Der Druckbehälter 10 dient zur Aufnahme und Speicherung eines unter Überdruck stehenden Mediums, das eine Flüssigkeit, ein Gas oder Dampf sein kann. Der Druckbehälter 10 dient in einer speziellen Anwendung als Druckluftbehälter für ein pneumatisches Federungs- aystem in einem Fahrwerk eines Kraftfahrzeuges.A pressure vessel provided with the general reference number 10 is shown in FIGS. 1 to 3. The pressure vessel 10 is used to hold and store a medium under pressure, which can be a liquid, a gas or a vapor. In a special application, the pressure container 10 serves as a compressed air container for a pneumatic suspension system in a chassis of a motor vehicle.
Der Druckbehälter 10 weist ein Behälterhauptteil 12, einen Deckel 14 sowie einen Boden 16 auf.The pressure container 10 has a container main part 12, a lid 14 and a bottom 16.
Der Deckel 14 und der Boden 16 sind, wie aus Figuren 1 und 3 hervorgeht, gewölbt ausgebildet, wobei der Deckel 14 eine an seinen Einbauort angepaßte, geschwungene Form aufweist. Die Formgebung des Deckels 14 und des Bodens 16 ist jedoch lediglich beispielhaft zu verstehen, mit anderen Worten sind auch andere geometrische Ausgestaltungen des Deckels 14 oder des Bodens 16 im Rahmen der Erfindung möglich, wobei der Deckel 14 und der Boden 16 lediglich gewölbt ausgebildet sind, um eine möglichst gleichmäßige Spannungsverteilung in der Wand des Deckels 14 bzw. des Bodens 16 zu erreichen.1 and 3, the cover 14 and the base 16 are curved, the cover 14 having a curved shape adapted to its installation location. The The shape of the cover 14 and the base 16 is, however, to be understood only as an example, in other words, other geometric configurations of the cover 14 or the base 16 are also possible within the scope of the invention, the cover 14 and the base 16 being only curved in order to to achieve the most uniform possible voltage distribution in the wall of the lid 14 or the bottom 16.
Das Behälterhauptteil 12 weist eine beliebige, jedoch nicht runde Querschnittsform auf. In dem in Figuren 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Behälterhauptteil 12 eine im wesentlichen quaderförmige Struktur auf, mit zwei im wesentlichen ebenen seitlichen Wandabschnitten 18 und 20. Zwei Stirnseiten 22 und 24 des Behälterhauptteils 12 sind im Schnitt gemäß Fig. 2 etwa halbkreisförmig, demnach insgesamt halbzylindrisch ausgebildet. Der Deckel 14 bzw. der Boden 16 weisen an ihren den Stirnseiten 22 und 24 entsprechenden Stirnseiten ebenfalls eine der Krümmung der Stirnseiten 22 und 24 entsprechende halbkreisförmige Gestalt auf.The container main part 12 has any, but not round, cross-sectional shape. In the exemplary embodiment shown in FIGS. 1 to 3, the main container part 12 has an essentially cuboid structure, with two essentially flat lateral wall sections 18 and 20. Two end faces 22 and 24 of the main container part 12 are approximately semicircular in section according to FIG. 2, accordingly overall semi-cylindrical. The cover 14 and the bottom 16 also have a semicircular shape corresponding to the curvature of the end faces 22 and 24 on their end faces corresponding to the end faces 22 and 24.
Im Behälterhauptteil 12 sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel insgesamt fünf Stegwände 26 bis 34 angeordnet, die jede für sich die Wandabschnitte 18 und 20 des Behälterhauptteils 1-2 miteinander verbinden.In the exemplary embodiment shown, a total of five web walls 26 to 34 are arranged in the main container part 12, each of which connects the wall sections 18 and 20 of the main container part 1-2 to one another.
Die Stegwände 28 bis 34, die in Fig. 1 mit unterbrochenen Linien angedeutet sind, erstrecken sich in dem Behälterhauptteil 12 von einem bodenseitigen Ende 36 des Behälterhauptteils 12 zu einem deckelseitigen Ende 38 desselben. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ragen die Stegwände 26 bis 34 demnach nicht in den Deckel 14 und auch nicht in den Boden 16 hinein, was jedoch im Rahmen der Erfindung ebenfalls möglich ist.The web walls 28 to 34, which are indicated by broken lines in FIG. 1, extend in the main container part 12 from a bottom end 36 of the main container part 12 to an end 38 thereof. In the embodiment shown, the web walls 26 to 34 do not protrude accordingly the lid 14 and also not into the bottom 16, but this is also possible within the scope of the invention.
Die einzelnen Stegwände 26 bis 34 sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel gerade und eben und parallel zueinander ausgerichtet .In the exemplary embodiment shown, the individual web walls 26 to 34 are aligned straight and flat and parallel to one another.
Einzelne durch die Stegwände 26 bis 34 gebildete Kammern 40 bis 50 kommunizieren miteinander über den Innenraum des Deckels 14 bzw. den Innenraum des Bodens 16. Mit anderen Worten bilden hier der Deckel 14 und der Boden 16 eine Überströmmöglichkeit für das in dem Druckbehälter 10 vorhandene Medium. Demzufolge ist für den Druckbehälter 10 auch nur ein Anschluß 52 zum Einfüllen und Entnehmen des Mediums erforderlich, wobei der Anschluß 52 hier im Deckel 14 vorgesehen ist. In dem gesamten Druckbehälter 10 stellt sich somit ein einheitlicher Druck in allen Kammern 40 bis 50 ein.Individual chambers 40 to 50 formed by the web walls 26 to 34 communicate with one another via the interior of the lid 14 or the interior of the bottom 16. In other words, the lid 14 and the bottom 16 form an overflow possibility for the medium present in the pressure vessel 10 . Accordingly, only one connection 52 is required for filling and removing the medium for the pressure vessel 10, the connection 52 being provided here in the cover 14. A uniform pressure is thus established in all chambers 40 to 50 in the entire pressure vessel 10.
Die Stegwände 26 bis 34 sind weiterhin einstückig mit den Wandabschnitten 18 und 20 des Behälterhauptteils 12 ausgebildet. Die einstückige Ausgestaltung aus den Stegwänden 26 bis 34 und den Wandabschnitten 18 und 20 wird dadurch erreicht, daß das Behälterhauptteil 12, d.h. genauer die Wandabschnitte 18, 2O, 22 und 24, zusammen mit den Stegwänden 26 bis 34 in einem Strangpreßverfahren als Strangpreßprofil aus Metall hergestellt werden. Die Richtung des Strangpressens erfolgt dabei in Richtung der Längserstreckung der Stegwände 26 bis 34, d.h. in Richtung der Verbindung zwischen bodenseitigem Ende 36 und deckelseitigem Ende 38. Das Behälterhauptteil 12 kann dabei als Strangpreßprofil in der Art einer Meterware hergestellt und aus dieser Meterware abgelängt werden. Der Deckel 14 ist entlang einer Schweißnaht 54 mit dem deckelseitigen Ende 38 des Behälterhauptteils 12 verschweißt, während der Boden 16 entlang einer Schweißnaht 56 mit dem bodenseitigen Ende 36 des Behälterhauptteils 12 verschweißt ist. Anstelle von Schweißen können der Deckel 14 bzw. der Boden 16 mit dem Behälterhauptteil 12 auch verschraubt oder mittels Spannstangen verspannt sein.The web walls 26 to 34 are also formed in one piece with the wall sections 18 and 20 of the main container part 12. The one-piece design of the web walls 26 to 34 and the wall sections 18 and 20 is achieved in that the container main part 12, ie more precisely the wall sections 18, 20, 22 and 24, together with the web walls 26 to 34 in an extrusion process as an extruded profile made of metal getting produced. The direction of the extrusion takes place in the direction of the longitudinal extension of the web walls 26 to 34, ie in the direction of the connection between the bottom end 36 and the lid end 38. The main container part 12 can be produced as an extruded profile in the manner of a piece goods and cut to length from this piece goods. The lid 14 is welded along a weld seam 54 to the lid-side end 38 of the main container part 12, while the bottom 16 is welded along a weld seam 56 to the bottom-side end 36 of the main container part 12. Instead of welding, the lid 14 or the bottom 16 can also be screwed to the main container part 12 or clamped by means of tie rods.
Der Deckel 14 bzw. der Boden 16, die ja im Unterschied zu dem Behälterhauptteil 12 eine geschlossene Seite aufweisen, während das Behälterhauptteil 12 sowohl an seinem bodenseitigen Ende 36 als auch an seinem deckelseitigen Ende 38 durchgehend offen ist, sind als Blechumformungs- oder Gußteile gefertigt.The lid 14 and the bottom 16, which, in contrast to the main container part 12, have a closed side, while the main container part 12 is continuously open both at its bottom end 36 and at its end 38 are made as sheet metal parts or castings .
Während die Erfindung im vorliegenden Fall anhand eines einfachen Ausführungsbeispiels eines Behälterhauptteils mit einer quaderförmigen Geometrie veranschaulicht wurde, versteht es sich, daß es erfindungsgemäß möglich ist, Druckbehälter mit beliebigen geometrischen Formen herzustellen, wobei Stegwände in dem Behälterhauptteil für eine ausreichende Festigkeit des Druckbehälters sorgen. While the invention in the present case was illustrated with the aid of a simple exemplary embodiment of a container main part with a cuboid geometry, it goes without saying that it is possible according to the invention to produce pressure containers with any geometrical shapes, wherein web walls in the container main part ensure sufficient strength of the pressure container.

Claims

Patentansprücheclaims
1. Druckbehälter zur Aufnahme und Speicherung eines unter Überdruck stehenden Mediums, mit einem Behälterhauptteil (12), der durch einen gewölbten Deckel (14) und einen gewölbten Boden (16) dicht verschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Behälterhauptteil (12) von beliebiger, jedoch nicht runder Querschnittsform ist, und daß im Behälterhauptteil (12) zumindest eine Stegwand (26-34) angeordnet ist, die Wandabschnitte (18, 20) des Behälterhauptteils (12) miteinander verbindet.1. Pressure vessel for receiving and storing a medium under pressure, with a main container part (12) which is sealed by a domed lid (14) and an arched bottom (16), characterized in that the main container part (12) of any , but is not a round cross-sectional shape, and that at least one web wall (26-34) is arranged in the main container part (12) and connects the wall sections (18, 20) of the main container part (12) to one another.
2. Druckbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die zumindest eine Stegwand (26-34) gebildete Kammern (40-50) miteinander kommunizieren.2. Pressure vessel according to claim 1, characterized in that through the at least one web wall (26-34) formed chambers (40-50) communicate with each other.
3. Druckbehälter nach Ansprch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die zumindest eine Stegwand (26-34) längs vom bodenseitigen Ende (36) zum deckelseitigen Ende (38) des Behälterhauptteils (12) erstreckt, und daß die durch die zumindest eine Stegwand (26-34) gebildeten Kammern (40-50) über den Boden (16) und/oder über den Deckel (14) miteinander kommunizieren.3. Pressure vessel according to claim 1 or 2, characterized in that the at least one web wall (26-34) extends longitudinally from the bottom end (36) to the lid-side end (38) of the main container part (12), and that through the at least one The web wall (26-34) formed chambers (40-50) communicate with one another via the base (16) and / or via the cover (14).
4. Druckbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest eine Stegwand (26-34) einstückig mit den Wandabschnitten (18, 20) des Behälterhauptteils (12) ausgebildet ist. 4. Pressure vessel according to one of claims 1 to 3, characterized in that the at least one web wall (26-34) is integrally formed with the wall sections (18, 20) of the main container part (12).
5. Druckbehälter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Behälterhauptteil (12) zusammen mit der zumindest einen Stegwand (26-34) als Strangpreßprofil hergestellt ist.5. Pressure vessel according to claim 4, characterized in that the main container part (12) together with the at least one web wall (26-34) is made as an extruded profile.
5. Druckbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest eine Stegwand ein Profil, bspw. ein T-Profil, L-Profil oder dergleichen ist.5. Pressure vessel according to one of claims 1 to 5, characterized in that the at least one web wall is a profile, for example. A T-profile, L-profile or the like.
7. Verfahren zum Herstellen eines Druckbehälters (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Behälterhauptteil (12) in gewünschter Form in einem Strangpreßverfahren zusammen mit der zumindest einen Stegwand (26-34) gefertigt wird, und daß anschließend der Boden (16) und der Deckel (14) mit dem Behälterhauptteil (12) verschweißt oder verschraubt oder verspannt werden.7. A method for producing a pressure vessel (10) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the container main part (12) is produced in the desired shape in an extrusion process together with the at least one web wall (26-34), and that subsequently the bottom (16) and the lid (14) are welded or screwed or clamped to the main container part (12).
.. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (16) und/oder der Deckel (14) als Blechumform- oder Gußteil gefertigt werden. .. The method of claim 7, characterized in that the bottom (16) and / or the lid (14) are made as a sheet metal or cast part.
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