DE10229229A1

DE10229229A1 - Druckbehälter und Verfahren zum Herstellen und/oder Befüllen eines Druckbehälters

Info

Publication number: DE10229229A1
Application number: DE10229229A
Authority: DE
Inventors: Gebhard Gantner
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 2002-06-28
Filing date: 2002-06-28
Publication date: 2004-02-05
Also published as: FR2841543A1; JP2004044804A; US20040000562A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Druckbehälter, und ein Verfahren zum Herstellen und/oder Befüllen eines Druckbehälters. Der Druckbehälter weist dabei einen Außenbehälter (20) und einen, in dem Außenbehälter (20) befindlichen Innenbehälter (10) auf, dessen Behälterwand (13) aus einer Verbundfolie aufgebaut ist. Im Innenbehälter (10) ist eine Füllgutkammer (11) für Füllgut und im Außenbehälter (20), eine Treibmittelkammer (21) für Treibmittel angeordnet, die fluid- und/oder gasdicht voneinander getrennt sind. An einen Deckelteil (25) zum Verschließen der Behälter (10, 20) ist ein Ventilteil (30) zur Abgabe von Füllgut aus der Füllgutkammer (11) nach außen angeordnet. In dem, dem Ventilteil (30) abgewandten Bodenteil (26) des Außenbehälters (20), ist ferner eine verschließbare Einfüllöffnung (27) angeordnet. Zur Verbesserung eines derartigen Druckbehälters wird vorgeschlagen, an dem Innenbehälter (10) eine Bodennaht (14) anzuordnen, an der der Innenbehälter (10) verschweißt und/oder verklebt ist, und den Innenbehälter (10) vor dem Einbringen in den Außenbehälter (20) und vor dem Einbringen des Treibmittels (22) in den Außenbehälter (20) zumindest in einem unteren, der Bodennaht (14) zugewandten Abschnitt (15) unter Bildung eines sichelförmigen Querschnittprofils (16) einzustülpen.

Description

Die vorliegende Patentanmeldung betrifft einen Druckbehälter der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art sowie ein Verfahren zum Herstellen und/oder Befüllen eines Druckbehälters der im Oberbegriff von Patentanspruch 3 genannten Art. Derartige Behälter kommen z. B. bei gasbetriebenen Setzgeräten zum Einsatz, wo sie einen ausgebbaren Brennstoff enthalten.
Als Antrieb der vorerwähnten Setzgeräte werden in Druckbehältern gespeicherte flüssige Kohlenwasserstoffe verwendet. Die auswechselbaren Druckbehälter oder Gasdosen werden mit einem Dosierkopf bestückt, der mittels einer Schnappverbindung an der Gasdose befestigt wird. Das System Druckbehälter/Gasdose und Dosierkopf wird dann in das Setzgerät eingeführt. Das System hat die Aufgabe, das Brenngas stets in der flüssigen Phase zur Dosierung durch den Dosierkopf bereitzustellen. Ähnliche Ansprüche werden auch bei weiteren Anwendungen an die Druckbehälter gestellt, da die Abgabe von Gas in der flüssigen Phase bei Geräten mit Flüssiggasdosierung stets wünschenswert ist. Gewünscht ist aber auch eine möglichst hohe Füllmenge an Füllgut bzw. Brennstoff in dem Druckbehälter zu erreichen.
Bei einem aus der DE 195 16 100 A1 bekannten Verfahren zum Herstellen und/oder Befüllen eines Druckbehälters ist es bekannt, den Innenbehälter in noch unbefülltem Zustand, vor einem Einfüllen des Treibmittels in den Aussenbehälter nach oben, also zum Ventil hin einzurollen. Durch diese Massnahme kann erreicht werden, dass ein relativ grosser Innenbehälter zur Aufnahme einer grösseren Menge an Füllgut verwendet werden kann. Beim Befüllen des Aussenbehälters mit Treibmittel kann der nach oben eingerollte Innenbehälter nicht durch die, durch die Einfüllöffnung im Bodenbereich des Aussenbehälters eingeführte Befüllnadel beschädigt werden.
Von Nachteil bei diesem Verfahren ist jedoch, dass es nicht mit Innenbehältern aus Verbundfolien angewendet werden kann. Derartige Verbundfolien bestehen in der Regel aus einer inneren und einer äusseren Kunststoffschicht, zwischen denen eine Metallfolie oder -schicht angeordnet ist. Derartige Innenbehälter sind zur Speicherung von Brenngasen notwendig, da reine Kunststoffbeutel eine Diffusion von Gasmolekühlen zulassen.
Bei diesen Verbundfolien besteht jedoch das Problem, dass durch ein Einrollen die Metallschicht oder -folie beschädigt wird, so dass die Dichtigkeit gegen Diffusion nicht mehr gewährleistet ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt daher darin, einen Druckbehälter und ein Verfahren zum Herstellen und/oder Befüllen eines Druckbehälters der vorgenannten Art zu entwickeln, bei dem der Druckbehälter ein möglichst grosses Volumen des Innenbehälters aufweist, und der Druckbehälter die vorgenannten Nachteile vermeidet. Dieses wird erfindungsgemäss durch die in Anspruch 1 und 3 genannten Massnahmen erreicht, denen folgende besondere Bedeutung zukommt.
Die Besonderheit der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass die Behälterwand des Innenbehälter vor dem Einfügen in den Aussenbehälter in seinem unteren Bereich unter Bildung eines sichelförmigen bzw. U-förmigen Aussenprofils zusammengegelegt oder gefaltet ist. Der Hüllkreis des derart zusammengelegten Innenbehälters ist dabei etwas kleiner, als der Innendurchmesser des Aussenbehälters, in den der Innenbehälter eingeführt und festgelegt werden muss. Die Länge des Innenbehälters entspricht hingegen im Wesentlichen der Innenlänge des Aussenbehälters, so dass die oberen Ränder von Aussen- und Innenbehälter nach dem Einfügen des Innenbehälters in den Aussenbehälter nahezu bündig abschliessen. Nach dem Zusammenfügen sämtlicher Teile des Druckbehälters kann zunächst der Aussenbehälter in herkömmlicher Weise mittels einer Hohlnadel durch die im Bodenteil des Aussenbehälters liegende Einfüllöffnung befüllt werden. Durch die erfindungsgemässe Massnahme, den Innenbehäter zunächst sichel- bzw. U-förmig zusammenzufalten besteht trotz der Grösse des Innenbehälters keine Gefahr, dass der Innenbehälter beschädigt wird durch die Hohlnadel, da der Innenbehälter sich in seinem unteren Bereich um die Axialprojektion der Einfüllöffnung und somit der Hohlnadel herumlegt.
Von Vorteil kann es ebenfalls sein, wenn die Bodennaht des Innenbehälters exzentrisch am unteren Ende des Innenbehälters angeordnet ist. Durch diese Massnahme wird das Einfalten des Innenbehälters in vorteilhafter Weise unterstützt.
Bei entsprechender Länge des Innenbehälters steht dieser bei dem Zusammenfügen der Dose am Boden des Aussenbehälters auf, so dass zum einen die gesamte Länge des Behälters genutzt werden kann für das Füllgut und zum anderen der Innenbehälter bei dem Crimpvorgang nicht mehr positioniert werden muss. Eine Kosteneinsparung ist somit ebenfalls möglich.
Weitere Vorteile und Massnahmen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen. In den Zeichnungen ist die Erfindung in zwei Ausführungsbeispielen dargestellt.
Es zeigen:
1 schematisch, einen erfindungsgemässen Druckbehälters im Längsschnitt, in nicht befülltem Zustand,
2 schematisch, den erfindungsgemässen Druckbehälters aus 1 im Querschnitt, in nicht befülltem Zustand,
3 schematisch, den erfindungsgemässen Druckbehälters entsprechend 1 im Längsschnitt, in befülltem Zustand mit einem vergrösserten Ausschnitt der Innenbehälterwand.
Die 1 bis 3 zeigen einen erfindungsgemässen Druckbehälter, der einen Aussenbehälter 20 und einen Innenbehälter 10 umfasst. Der Aussenbehälter 20 ist in diesem Ausführungsbeispiel aus einem relativ dickwandigem metallischen Material wie z. B. Aluminium hergestellt, während der Innenbehälter 10 eine Behälterwand 13 aus einer relativ dünnwandigen Verbundfolie. Diese Verbundfolie besteht z. B. aus den drei, in 3 dargestellten Schichten: einer inneren Kunststoffschicht 19, wie z. B. einer PE-Schweisschicht, einer Metallschicht oder -folie 18 und einer äusseren Kunststoffschicht, wie einer PE-Schweisschicht. Die Metallschicht, welche z. B. aus Aluminium besteht, dient dabei als Sperrschicht für flüssige und gasförmige Medien, wie z. B. das Brenngas. Im Bereich der Öffnung 24 sind beide Behälter 10, 20 durch einen Rollbund/Crimpung 23 miteinander verbunden und gegeneinander abgedichtet. Die Öffnung 24 ist über ein Deckelteil 25 mediendicht gegen die Aussenwelt verschlossen. Der Innenbehälter 10 umschliesst eine Füllgutkammer 11, in der sich ein ausgebbares Füllgut 12, wie z. B. ein brennbares Flüssiggas befindet. Dieses Füllgut 12 bzw. das Flüssiggas steht unter dem Druck eines, in der Treibmittelkammer 21 des Aussenbehälters 20 befindlichen Treibmittels 22. Das Treibmittel liegt in einer flüssigen Phase und in einer gasförmigen Phase in der Treibmittelkammer 21 vor. In einem Durchbruch des Dekkelteils 25 ist ein Ventilteil 30 angeordnet, welches gegen das Deckelteil 25 abgedichtet ist. Das Ventilteil 30 besitzt ein Einlass-/Auslassteil, über welches Füllgut 12 bzw. Flüssiggas in den Aussenraum oder in eine an das Auslassteil angeschlossene weitere Einrichtung bzw. einen Dosierkörper, eine Dosiereinrichtung etc. gelangen kann.
Der Innenbehälter 10 ist an einer Bodennaht 14 an seinem unteren Ende verschlossen. Diese Bodennaht 14 ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel exzentrisch an dem Innenbehälter 10 angeordnet. In einem unteren Abschnitt 15 weist der Innenbehälter in unbefülltem Zustand gemäss 1 und 2 eine sichelförmiges Querschnittsprofil 16 auf. Im Bereich des unteren Abschnitts 15 liegt der Innenbehälter 10 aufgrund des sichelförmigen Querschnittsprofils 16 ausserhalb der Axialprojektion 28 einer Einlassöffnung 27 im Bodenteil 26 des Aussenbehälters 20. Der untere Abschnitt 15 des Innenbehälters 10 weist also einen, der Axialprojektion 28 zugewandten konkaven Behälterwandabschnitt 46 und einen der Axialprojektion abgewandten konvexen Behälterwandabschnitt 47 auf.
Die Einlassöffnung 27 ist mit einem Verschlussstopfen 29, z. B. aus Gummi versehen. Zur Befüllung des Aussenbehälters 20 mit Treibmittel 22 kann z. B. eine Hohlnadel durch den Verschlussstopfen hindurch gestossen werden, durch den dann Treibmittel 22 aus einem Reservoir in die Treibmittelkammer 21 eingebracht werden kann.
Die Herstellung einer erfindungsgemässen Druckpackung kann z.B. wie folgt erfolgen:
Eine Verbundfolie wird auf eine, auf den Aussenbehälter 20 abgestimmte Länge abgelängt und überlappend zu einem konischen oder zylindrischen Rohr verschweisst. In einem zweiten Schritt wird das Rohrende durch eine Quetschnaht verschlossen, so dass der spätere Innenbehälter 10 entsteht. Die Quetschnaht entspricht dabei der Bodennaht des Innenbehälters 10. Das offene Ende des Innenbehälters 10 hat im Wesentlichen den Durchmesser des Deckelteils 25, an dem das Ventilteil 30 bereits angeordnet ist. In einem dritten Schritt wird der Innenbehälter 10 im Bereich der Bodennaht 14 im wesentlichen U-förmig und/oder sichelförmig gefaltet.
Der Innenbehälter 10 wird dann in einem vierten Schritt zwischen Deckelteil 25 und Rollbund 23 des Aussenbehälters 20 so eingelegt, dass er am Bodenteil 26 des Aussenbehälters 20 aufsteht und an der Öffnung 24 des Aussenbehälters 20 bündig abschliesst. Anschliessend wird der Innenbehälter 10 mit dem Aussenbehälter 20 und dem Deckelteil 25 sowie ggf. noch zusätzlichen Dichtelementen am Rollbund 23 vercrimpt.
Es entsteht zunächst der aus den 1 und 2 ersichtliche Druckbehälter. In einem fünften Schritt wird über eine, in 1 angedeutete Hohlnadel 40 Treibmittel 22 in die Treibmittelkammer 21 des Aussenbehälters 20 eingefüllt. Darauffolgend kann dann das Füllgut 12 über das Ventil 30 in den Innenbehälter 10 eingebracht werden. Der Innenbehälter 10 entfaltet sich dabei und nimmt die aus 3 ersichtliche Lage und Geometrie an.

10: Innenbehälter
11: Füllgutkammer
12: Füllgut/flüssiges Brenngas
13: Behälterwand von 10
14: Bodennaht
15: unterer Abschnitt von 10
16: sichelförmiges Querschnittsprofil
17: äussere Kunststoffschicht
18: Metallschicht/Metallfolie
19: innere Kunststoffschicht
20: Aussenbehälter
21: Treibmittelkammer
22: Treibmittel
23: Rollbund/Crimpung
24: Öffnung
25: Deckelteil
26: Bodenteil von 20
27: Einfüllöffnung in 20
28: Axialprojektion
29: Verschlussstopfen/Verschlussmittel
30: Ventilteil/Ventil
40: Hohlnadel
46: konkaver Behälterwandabschnitt
47: konvexer Behälterwandabschnitt

Claims

Druckbehälter, mit einem Aussenbehälter (20) und einem, in dem Aussenbehälter (20) befindlichen Innenbehälter (10), dessen Behälterwand (13) aus einer Verbundfolie aufgebaut ist, wobei im Innenbehälter (10) eine Füllgutkammer (11) für Füllgut (12) und im Aussenbehälter (20), eine Treibmittelkammer (21) für Treibmittel (22) angeordnet ist, die fluid- und/oder gasdicht voneinander getrennt sind, und mit einem Deckelteil (25) zum Verschliessen der Behälter (10, 20) an dem ein Ventilteil (30) zur Abgabe von Füllgut (12) aus der Füllgutkammer (11) nach aussen angeordnet ist, und mit einer verschliessbaren Einfüllöffnung (27) in dem, dem Ventilteil (30) abgewandten Bodenteil (26) des Aussenbehälters (20), dadurch gekennzeichnet, dass der Innenbehälter (10) eine Bodennaht (14) aufweist, an der der Innenbehälter (10) verschweisst und/oder verklebt ist, und dass der Innenbehälter (10) vor dem Einbringen in den Aussenbehälter (20) und vor dem Einbringen des Treibmittels (22) in den Aussenbehälter (20) zumindest in einem unteren, seiner Bodennaht (14) zugewandten Abschnitt (15) ein sichelförmiges Querschnittsprofil (16) aufweist.
Druckbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodennaht (14) exzentrisch am unteren Ende des Innenbehälters (10) angeordnet ist.
Verfahren zum Herstellen und/oder Befüllen eines Druckbehälters, mit einem Aussenbehälter (20) und einem, in dem Aussenbehälter (20) befindlichen Innenbehälter (10), dessen Behälterwand (13) aus einer Verbundfolie aufgebaut ist, wobei im Innenbehälter (10) eine Füllgutkammer (11) für Füllgut (12) und im Aussenbehälter (20), eine Treibmittelkammer (21) für Treibmittel (22) angeordnet ist, die fluid- und/oder gasdicht voneinander getrennt sind, und mit einem Deckelteil (25) zum Verschliessen der Behälter (10, 20) an dem ein Ventilteil (30) zur Abgabe von Füllgut (12) aus der Füllgutkammer (11) nach aussen angeordnet ist, und mit einer verschliessbaren Einfüllöffnung (27) in dem, dem Ventilteil (30) abgewandten Bodenteil (26) des Aussenbehälters (20), dadurch gekennzeichnet, dass der Innenbehälter (10) eine Bodennaht (14) aufweist, an der der Innenbehälter (10) verschweisst und/oder verklebt ist, und dass der Innenbehälter (10) vor dem Einbringen in den Aussenbehälter (20) und vor dem Einbringen des Treibmittels (22) in den Aussenbehälter (20) zumindest in einem unteren, der Bodennaht (14) zugewandten Abschnitt (15) unter Bildung eines sichelförmigen Querschnittprofils (16) eingestülpt wird.
Verfahren, nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenbehälter (10) nach dem sichelförmigen Einstülpen in den Aussenbehälter (20) eingeführt wird, bis die Bodennaht (14) unmittelbar über dem Bodenteil (26) liegt, so dass der, der Bodennaht (14) zugewandte untere Abschnitt (15) des Innenbehälters (10) ausserhalb der Axialprojektion (28) der Einfüllöffnung (27) liegt.