DE69200480T2

DE69200480T2 - Verfahren zur Herstellung einer Leichtbaustruktur durch Expansion von einem Metallbehälter innen in einem verstärkten, wellenförmig profilierten Rohr.

Info

Publication number: DE69200480T2
Application number: DE69200480T
Authority: DE
Inventors: Michel Huvey
Original assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Current assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Priority date: 1991-02-01
Filing date: 1992-01-29
Publication date: 1995-02-02
Anticipated expiration: 2012-01-30
Also published as: EP0497687B1; US5659941A; NO177559B; CA2060454A1; EP0497687A1; NO920407L; NO177559C; NO920407D0; DE69200480D1; FR2672370A1; FR2672370B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines widerstandsfähigen metallischen (Speicher)-Behälters, der in der Lage ist, erhöhte Drücke auszuhalten und der ein geringes Einheitsgewicht aufweist.
Das bezüglich der vorliegenden Erfindung beschriebene Verfahren ermöglicht es, eine leichte Struktur bei geringem Herstellungspreis herzustellen und ermöglicht eine schnelle Realisierung und läßt eine einfache Adaptation der Strukturen oder eine Autoadaptation zu.
Dieses Verfahren wird angewendet auf einen (Speicher) Behälter, dessen Innenhülle durch ein metallisches Rohr gebildet wird.
Die französische Patentanmeldung FR-90/14.490 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen eines metallischen Speichers derartiger Ausbildung, daß eine relative Leichtigkeit gewährleistet wird, und dabei gleichzeitig eine Rückbeständigkeit beibehalten wird, die identisch oder größer als die Beständigkeit üblicher (Speicher)-Behälter ist.
Die Herstellung solcher Rohre erfordert die Verwendung sehr schwerer Formen und damit erhebliche Investitionen, wobei eine Form spezifisch an eine gegebene Struktur angepaßt ist und die Herstellungsdauer im übrigen relativ lang ist.
Eine andere Art und Weise des Vorgehens besteht darin, metallische Bänder zu verwenden und sie spiralförmig derart zu wickeln, daß man eine zylindrische gewellte Zone erhält. Dieser Vorgang bedeutet den Nachteil, daß er sehr langsam abläuft.
Das nach der Erfindung beschriebene Verfahren umschifft einen großen Teil dieser Klippen.
Die wesentliche Idee, die in der vorliegenden Erfindung entwickelt ist, besteht darin, ein thermoplastisches verstärktes Rohr zu verwenden, wie es schon vorher in der französischen Patentschrift FR-2.553.860 beschrieben ist, und zwar als Form, um einen metallischen (Speicher)-Behälter zu wellen, wobei das Rohr und sein Modul ineinander nach der Fabrikation eingeschachtelt verbleiben, das metallische Rohr sich im Innern der Form befindet.
Das Ausgangsprodukt ist also ein gewelltes Basisrohr, das mit unterschiedlichen und wenig teuren Wellenformen zugänglich ist, wenn es sich um ein thermoplastisches Rohr handelt, jedoch extrem mühsam herzustellen ist, wenn es sich um ein metallisches Rohr handelt.
Der Dank der Erfindung sich ergebende Gewinn resultiert aus der Tatsache, daß man sich freimacht von der Verwendung metallischer Wellrohre, die mit üblichen Fabrikationsmitteln vorgeformt sind.
Man kann nämlich thermoplastische Rohre gewählter Länge herstellen, die als Funktion der gewünschten Struktur leichter modulierbar und weniger mühsam herstellbar sind als die üblicherweise verwendeten Formen, um die metallischen (Speicher)- Behälter zu formen, die hinsichtlich der notwendigen Regelvorgänge weniger elastisch sind.
Das im folgenden beschriebene Verfahren bietet darüber hinaus den Vorteil, daß eine Autoadaptation der Formen des (Speicher)-Behälters an seine künftige Benützung möglich wird, die ihm so ein Maximum an Festigkeit verleiht.
Die so erfindungsgemäß gebildete Struktur bietet den Vorteil, daß sie ein großes Einheitsgewicht bietet, das zwischen der Hälfte und einem Sechstel dessen der üblichen Behälter aus Stahl liegt und dabei eine Druckfestigkeit beibehält, die identisch der von Flaschen üblicher Technologie ist.
Das Herstellungsverfahren des (Speicher)-Behälters nach der vorliegenden Erfindung umfaßt in Kombination die folgenden Schritte:
a) Man stellt ein Wellrohr, beispielsweise ein thermoplastisches, im wesentlichen zylindrisches Rohr von einer auf die Endstruktur angepaßten Länge her,
b) man verstärkt über den Umfang dieses Rohr, indem man über wenigstens einen Teil ihrer Höhe H die hohlen Außenteile dieses im wesentlichen zylindrischen Wellrohrs mit einem Umfangsverstärkungselement auskleidet,
c) man ordnet im Innern dieses so armierten oder verstärkten Rohres einen metallischen zylindrisch-halbkugelförmigen oder zylindrisch-ellipsoidförmigen (Speicher)-Behälter an, der mit einer zylindrischen Zone versehen ist, die in Länge und Durchmesser der Länge dieses armierten Wellrohrs entspricht,
d) man ordnet auf der Außenseite der aus armiertem Rohr und metal lischem (Speicher)-Behälter gebildeten Anordnung, mit Ausnahme der Öffnung, ein Mittel der Zugbeständigkeit in Längsrichtung oder der Längsverstärkung an,
e) man läßt durch plastische Deformationen unter dem Einfluß eines Innendruckes das Material des metallischen Speichers derart fließen, daß es eine Form annimmt, die es ihm ermöglicht, dem Druck zu widerstehen, indem es sich auf der Umfangsverstärkung des Wellrohrs und der in Stufe d) abgeschiedenen Längsverstärkung abstützt.
Die Realisierung von Stufe b) kann bei der Herstellung des (Speicher)-Behälters oder unabhängig an einem durchgehenden thermoplastischen Rohr vorgenommen werden, das man anschließend auf Länge entsprechend der zylindrischen Zone des zu bildenden (Speicher) Behälters zuschneidet.
Nach den bevorzugten Ausführungsmodalitäten, von denen gewisse gleichzeitig vorgenommen werden können:
- besteht der verwendete metallische Speicher aus einem Metall hoher plastischer Längung. Man kann beispielsweise rostfreien Stahl, gewöhnlichen Stahl oder eine Leichtmetall-Legierung verwenden,
- kann das Umfangsverstärkungselement ein faserverstärktes stabilisierbares Harz sein, in diesem Fall setzt man so armierte Rohr auf wenigstens einem Teil seiner Länge einer Behandlung aus, die die Stabilisierung der stabilisierbaren Masse ermöglicht,
- ist das Harz beispielsweise ein fotovernetzbares Harz und die Stabilisierungsstufe wird realisiert, indem man diese Anordnung der Wirkung einer Lampe mit Ultraviolett-Strahlung aussetzt.
Das Harz ist beispielsweise ein in der Wärme vernetzbares Harz und die Anordnung wird in der Stabilisierungsstufe unter Bedingungen gehalten, die es ermöglichen, daß die Vernetzung sich einstellt.
Das Harz ist beispielsweise ein in der Wärme härtbares Harz und die Stabilisierung wird durch Erwärmen dieser Anordnung bis auf eine Temperatur, die die Härtung des Harzes ermöglicht, vorgenommen.
Die Mittel für die Zugbeständigkeit in Längsrichtung oder Verstärkung in Längsrichtung der zylindrischen Zone, die auch für die Abstützung der Böden sorgen, sind gebildet durch Fasern, die auf der Außenstruktur des (Speicher)-Behälters durch spiralförmiges oder polares Wickeln abgeschieden sind und/oder aus einer Litze bestehen, die auf die Außenstruktur des (Speicher)-Behälters aufgebracht wurde.
Die Längsverstärkung ist beispielsweise gebildet aus einer Aramid-Flecht-Bespannung, die mit einem thermoplastischen Elastomer imprägniert ist, wobei die Enden der Flecht-Bespannung durch Verkleben an die Enden des (Speicher)-Behältes befestigt werden.
Nach der Stufe b) kann man beispielsweise eine Hülle für dieses Harz nicht permeablem Material abscheiden, derart, daß diese im wesentlichen am Ort in diesen hohlen äußeren Teilen des Wellrohrs gehalten wird, bevor man zur Stufe d) übergeht. Auf diese Weise kann die Stabilisierungsbehandlung nach der Wickelstufe und vor der Formungs- oder Metallfließstufe vorgenommen werden. Die ggf. abgeschiedene Hülle kann eine einfache spiralförmige Wicklung aus einem Band von Plastikmaterial oder Elastomermaterial sein, dessen bzw. deren Dicke gering sein kann, da dieses Band nach dem Härten des Harzes normalerweise keine Rolle mehr zu spielen hat.
Wenigstens ein Ende des (Speicher)-Behälters ist mit einem System versehen, das die Verbindung mit außen oder das dichte Schließen ermöglicht.
Ggf. kann man außen diesen so erhaltenen (Speicher)-Behälter mit einer Schutzschicht verkleiden, indem man beispielsweise eine Lösung aus einem thermoplastischen Elastomer nach der Stufe bespritzt, während der man die Längsverstärkung abscheidet.
Um den Schutz des (Speicher)-Behälters zu verstärken, kann man letzteren in eine Schutzhülle einbringen, die beispielsweise durch einen Behälter aus Wellkarton gebildet ist, wobei der Raum zwischen der Schachtel und dem (Speicher)-Behälter mit einer expandierfähigen Zusammensetzung auf der Basis von Phenolharz gefüllt ist.
Der so nach dem vorbeschriebenen Herstellungsverfahren erhaltene (Speicher)-Behälter besteht aus einer metallischen Innenhülle, die aus zwei Böden gebildet ist, die durch einen Körper oder eine zylindrische gewellte Zone getrennt und mit diesem zylindrischen Körper zusammenmontiert sind, wobei diese Böden mit wenigstens einer Öffnung und Schließ- oder Verbindungsmitteln mit der äußeren Umgebung versehen sind (diese Mittel können Schiebeventile oder ein Stopfen und ein Ventil sein) und Mittel für die Zugbeständigkeit in Längsrichtung. Sie zeichnet sich dadurch aus, daß die metallische Innenhülle der zylindrischen Zone Wellungen aufweist, wobei die Wellungen dieser zylindrischen Zone vorzugsweise eine Umfangsgestalt haben.
Der (Speicher)-Behälter kann insbesondere zum Aufbewahren von Fluid unter Druck verwendet werden.
Die Längsverstärkung kann gebildet werden aus Fasern, die derart eingebracht werden, daß die Fasern um Pole der Flasche verlaufen oder durch polares Wickeln oder aus einer Litze bestehen, die auf der Außenstruktur des Speichers angeordnet wurde.
Die Erfindung wird besser verständlich und andere Ziele, Merkmale, Details und Vorteile hiervon ergeben sich genauer während der folgenden erläuternden Beschreibung mit Bezug auf die schematischen beiliegenden Zeichnungen, die lediglich als Beispiel gegeben sind und unterschiedliche Ausführungsformen der Erfindung erläutern und in denen:
- Fig. 1 eine Form mit gewellter verstärkter Wand beschreibt, die der Formung des metallischen (Speicher)- Behälters dienen wird;
- Fig. 2 zeigt einen Teil der zylindrischen gewellten Zone der in Fig. 1 gezeigten Form;
- Fig. 3 zeigt die Anordnung der Elemente während des Herstellungsverfahrens;
- Fig. 4 zeigt eine Teildarstellung der Wandung des metallischen (speicher)-Behälters nach der Formgebung und
- Fig. 5 zeigt eine Leichtkonstruktion oder einen (Speicher)-Behälter wie er erfindungsgemäß erhalten worden ist.
Die Verwirklichung des Verfahrens umfaßt die Verwendung einer verstärkten Form, die erhalten wird, indem das in der Patentanmeldung 90/14.490 beschriebene Umfangsarmierungsverfahren zur Anwendung kommt.
Fig. 1 zeigt ein zylindrisches armiertes Wellrohr 2, welches als Form zur Formgebung des metallischen (Speicher) Behälters dienen wird.
Das Rohr wird gebildet aus einem thermoplastischen Material. Die Außenfläche dieses Rohrs soll eine Form haben, die es ermöglicht, die gewünschte endgültige Wellung zu erhalten.
Man kann beispielsweise ein Wellrohr aus Polypropylen verwenden.
Die Längsverstärkung 7 wird eingebracht, wie in der folgenden Beschreibung des Verfahrens deutlich werden wird, nachdem der metallische zu bildende Speicher in der Form montiert worden ist.
Genauer zeigt Fig. 2 den Teil dieses zylindrischen armierten gewellten Rohres, das die Form bildet. Das Verfahren, das es ermöglicht, eine solche Sturktur zu erhalten, ist beschrieben in der Patentanmeldung 90/14.490. Es umfaßt einen Vorgang der Umfangsarmierung, der darin besteht, die hohlen Teile 2a, 2b des Wellrohres mit Hilfe von faserarmiertem Harz 8 zu füllen, gefolgt von einer Stabilisierungsverarbeitungsstufe der Zusammensetzung, welche Verstärkungsfasern umfaßt.
Die im folgenden gegebenen Merkmale werden nur in Erinnerung gerufen, sie sind bereits aus der Patentanmeldung FR-90/14.490 ersichtlich.
Der Axialquerschnitt des Wellrohrs wird gebildet aus aufeinanderfolgenden Kreisteilen 11, 13, wobei diese Kreisteile ggf. durch im wesentlichen gerade Teile 12 - im Schnitt gesehen getrennt sein können und im wesentlichen in räumlicher Darstellung konischen Zonen entsprechen.
Die Formen, die durch hohle Teile und im Relief aufeinanderfolgend gebildet werden, können aufeinanderfolgende Ringe darstellen oder eine Spiralform annehmen.
Man verläßt den Rahmen der Erfindung nicht, wenn man eine Struktur vom Typ "accordéon" verwendet. In diesem Fall kann der hohle Teil im wesentlichen über seine gesamte Höhe verkleidet werden. In der gleichen Weise kann die Wellung sinusförmig oder angenähert ausgebildet sein.
In der folgenden Beschreibung wird eine Umfangsarmierung genommen, wobei der Vorgang, der es ermöglicht das Umfangsverstärkungselement im Außenhohlraum der Wellungen des Rohres und der Längsarmierung einzubringen derjenige ist, durch den man die Mittel gegen Zugbeständigkeit in Längsrichtung ablegt.
Fig. 3 zeigt die Ausbildung der verschiedenen verwendeten Elemente, um die hohle Struktur zu erhalten, deren Innenhülle aus Metall ist, nach dem im folgenden dargelegten Verfahren.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet man zwei unabhängige Strukturen: Eine metallische Struktur 31 oder (Speicher)-Behälter und eine Struktur, die aus einem Stück thermoplastischen armierten Wellrohr 32 besteht, beispielsweise das vorher mit Bezug auf Fig. 2 beschriebene Rohr 2.
1) Eine der Möglichkeiten, die metallische Struktur oder den Speicher 31 zu erhalten besteht darin, ein dünnes metallisches glattes Rohr 37 sowie zwei halbkugelförmige Böden 38, 39 gleicher Dicke einander zuzuordnen.
Die Böden 38 und 39 haben eine ellipsenförmige oder halbkugelförmige Gestalt.
Die dichte Hülle der Böden 38, 39 kann vorzugsweise von der gleichen Art wie die des metallischen Rohrs 37 sein und die zylindrische Zone des (Speicher)-Behälters bilden, obwohl sie auch von unterschiedlicher Art sein kann. Die Verwendung von Produkten gleicher Art für die Hülle der Böden und die des metallischen Rohres ermöglicht eine dichte Verschweißung, was zu mechanischen Qualitäten führt, die äquivalent zu denen der laufenden Länge sind.
Die Böden 38, 39 können durch Stanzen, Wärmepressen, Spritzen oder irgendein anderes übliches Verfahren hergestellt sein.
Man stattet dann die äußersten Zonen des (Speicher)-Behälters mit einem Ventil 35 und einem Stopfen 36 aus, wie sie für das Speichern verflüssigter Gase oder komprimierter Gase normalerweise vorgesehen werden.
Die Enden des Speichers können auch mit zwei Ventilen ausgestattet sein. Man kann auch ein Ventil mit einem Ende haben, das andere Ende ist dann völlig glatt.
Man verwendet einen metallischen zylindrischen (Speicher)-Behälter, dessen Außendurchmesser vorzugsweise sehr viel kleiner als der Innendurchmesser des armierten Wellrohres ist.
2) Man verwendet als Form die vorbeschriebene Struktur 32. Sie wird beispielsweise aus einem Stück armierten thermoplastischen Wellrohrs 32 gebildet.
3) Man fügt dann den metallischen (Speicher)-Behälter 31 und das armierte Wellrohr 32 zusammen, das armierte Wellrohr 32 umgibt den metallischen Speicher 31 über den größten Teil der Länge seines zylindrischen Teils.
Man kann ggf. die Stabilisierungsbehandlung des Harzes, das dazu dient, die Fasern zu verbinden, ausführen, wobei das ganze die Umfangsverstärkung des thermoplastischen Rohres nach Montage der beiden Strukturen darstellt.
4) Man dotiert die durch den (Speicher)-Behälter und das armierte Wellrohr gebildete Anordnung mit einer Festigkeit hinsichtlich der Längskomponente des Innendruckes, indem man in Längsrichtung die Montageanordnung armiert, indem man eine Längsverstärkung (34) außen auf diese Anordnung mit Ausnahme der Öffnungen aufbringt.
Der Längsarmierungsvorgang läuft wie folgt ab.
Man positioniert die Anordnung des (Speicher)-Behälters und des armierten Wellrohrs auf einer Wickelmaschine vermittels derer man die Längsverstärkung 34 ablegt.
Die Längsverstärkung 34 kann gebildet werden aus Fasern, die auf der Struktur durch polares Wickeln oder durch eine Litze abgeschieden werden, die auf die Anordnung des Speichers aufgebracht wird.
Eine der Rollen der Längsverstärkung besteht darin, es der Struktur zu ermöglichen, bei der Unterdrucksetzung des metallischen Speichers beständig gegen Zug in Längsrichtung während des Formvorgangs zu sein.
Diese Längsverstärkung kann eine Polyaramidschicht (Kevlar oder Twaron) sein, die mit einem thermoplastischen Elastomer vom Typ Styrol-Isopropol-Styrol imprägniert ist, das teilweise hydriert ist und eine Dicke von 0,2 mm aufweist.
Die so abgeschiedenen Flechtwerke werden an den Enden des (Speicher)-Behälters durch Zusatz einiger Tropfen eines Elastomerlösungsmittels geklebt, wobei das Lösungmittel Trichlorethylen sein kann.
Jedes andere Mittel, das einen verläßlichen Halt der Flechtgebilde sicherstellt, kann verwendet werden.
5) Sind die Anordnung aus (Speicher)-Behälter und armiertem Wellrohr ineinander gesteckt und in Längsrichtung formiert, so geht man zum Vorgang der Formen oder des Fließenlassens der metallischen Innenhülle über. Um dies zu tun, verbindet man eines der Ventile des Speichers mit Druckaufbringungsmitteln.
Diese Mittel können beispielsweise eine Quelle von Wasser unter Druck sein, deren Druck man allmählich steigen läßt. Das Verhalten der metallischen Hülle oder metallischen Struktur am Formungsvorgang bildenden Material ist im folgenden bezeichneten Beispiel beschrieben.
Während dieses Vorgangs erfolgt die Speisung mit Fluid unter Druck bei konstantem Durchsatz. Man beobachtet zunächst ein starkes Ansteigen im Druck bis zur Elastizitätsgrenze des Metalls. Im Fall eines Speichers, der aus einem Stahlblech von 1 mm Dicke und 42 mm Durchmesser gebildet ist und einen elastischen Widerstand von 5000 Bar und einen Reißwidersand von 6000 Bar aufweist, ist die Elastizitätsgrenze erreicht, wenn der Druck sich um 40 Bar befindet.
Oberhalb des Wertes der Elastizitätsgrenze steigt der Druck langsam und das Stahlblech verformt sich gleichzeitig, um eine Gestalt des Wellrohrs anzunehmen, und zwar über die gesamte Länge des zylindrischen Teils. Das Stahlblech biegt sich dann oder preßt sich gegen die Längsverstärkung in Höhe der Böden.
Die Verbindungszone, nämlich die Zone zwischen den halbkugelförmigen Böden und dem zylindrischen Teil des Speichers nimmt die mechanisch stabilste Form durch Autoadaption an.
Während des Formungsvorgangs (P > 40 Bar) und bis zum Ende dieses Verfahrens wird das Blech ganz beachtlich dünner. Das Ende dieses Formungsverfahrens stellt sich für einen Druckwert in der Größenordnung von 600 Bar ein.
Die Dicke des gebildeten Stahlblechs liegt beinahe 1 mm in der Zone der Böden und bei 0,4 mm in der zylindrischen Zone, wo der Stahl eng die Form der Umfangsverstärkung angenommen hat.
Die Struktur 32 oder das thermoplastische Wellrohr, das als Ausgangsform gedient hat, fließt, indem es als Schmiermittel während der Phase der Formung dient. Es wird zwischen das im Expansionsvorgang befindliche Metall und die Verbundverstärkung eingequetscht.
Der nach diesem Verfahren erhaltene Speicher zeichnet sich aus durch:
- Einen Berstdruck von 900 Bar
- einen inneren laufenden Betriebsdruck von 300 Bar, was einem 18 mal höheren Berstdruck als der Berstdruck des Ausgangsproduktes entspricht, nämlich dem metallischen Behälter.
Man erhält so einen (Speicher)-Behälter, dessen Masse bei 21 kg liegt, was etwa einem Drittel der Masse eines üblichen (Speicher)-Behälters (60 kg) für ein und die gleiche Menge entspricht, und dies, indem man das Berstdruckverhalten beibehält. Der Berstdruck dieses (Speicher)-Behälters liegt bei mehr als 0,6 MPa.
Fig. 4 zeigt genauer einen Teil der Wandung des metallischen Speichers, der nach Formung durch das vorbeschriebene Verfahren erhalten wurde.
Das metallische in seinem zylindrischen Teil glatte Rohr hat eine gewellte Form 40 angenommen, das thermoplastische gewellte Rohr 32, das als Form gedient hat, ist zwischen dem metallischen Wellrohr und den Umfangsverstärkungen 33 eingequetscht.
Während des Vorgangs des Fließens ist das thermoplatische Rohr geflossen. Seine Dicke ist nicht mehr zwangsweise homogen über seine Länge. Es kann auch Zonen aufweisen, für die es praktisch verschwunden ist. Dies hat keinerlei Wichtigkeit, da dies keine Rolle mehr spielt.
Das Bezugszeichen 34 gibt die Längsverstärkung an, die auf der Speicherbehälteranordnung abgeschieden wurde, die nach dem in dieser patentschrift beschriebenen Fabrikationsverfahren hergestellt wurde.
Fig. 5 zeigt eine leichte Konstruktion, wo der (Speicher)-Behälter 1 nach dem vorbeschriebenen Herstellungsverfahren erhalten wurde. Er besteht aus einer metallischen gewellten Hülle 40, zwei Böden 38, 39, die an den Enden der zylindrischen Zone angeordnet sind, wobei die Böden mit zwei Ventilen 35, 36 ausgestattet sind, die an den Enden des Speichers angeordnet sind, sowie Mitteln für die Zugbeständigkeit in Längsrichtung 34 oder die Längsverstärkung. Das Bezugszeichen 33 bezeichnet die Umfangsverstärkung.
Die Längsverstärkung hat zum Ziel, den Efffekt der Böden des zylindrischen oder röhrenförmigen Teils des (Speicher)-Behälters wieder aufzunehmen. Das Vorhandensein dieser Verstärkung auf den Böden ermöglicht es, die Dicke der Böden zu verringern und somit die Konstruktion leichter zu machen.
Man kann ggf. einen zusätzlichen Schutz hinzufügen, indem man den so gebildeten Speicher in einen Behälter, beispielsweise aus Wellkarton einsetzt und den Raum zwischen Behälter und Speicher mit einem Schaum auskleidet, der ein gutes Verhalten im Falle von Brand bietet, beispielsweise eine expansible Zusammensetzung auf der Basis von Phenol, Harz oder jedem anderen die gleiche Funktion erhüllenden Material.
Die Anordnung aus Behälter und Material bildet eine Schutzhülle für Stöße und Erwärmung der Anordnung. Darüberhinaus erleichtert diese Ausbildung den Transport und das Lagern des (Speicher)-Behälters.
Man verläßt den Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht, wenn man stabilisierbare bereits in der vorhergehenden Anmeldung FR 90/14.490 beschriebene Zusammensetzungen verwendet. Man kann beispielsweise eine stabilisierbare faserverstärkte Zusammensetzung, ein Präimprägnat in der Wärme härtbar, aus Glasfasern - Epoxidharzfasern in dem Volumenanteil 50%/50% oder ein Band aus Glasfasern verwenden, das mit Polyamid 12 imprägniert wurde und 2 mm Breite und 0,35 mm Dicke hat. In diesem Fall wird für ein jedes die geeignete Behandlung angesetzt, welche die Stabilisierung des Harzes ermöglicht.
Die Erfindung ist nicht auf die Verwendung eines besonderen in der Wärme härtbaren Harzes beschränkt. Beispielsweise kann man ein Harz mit seinem Härter vermengen, um die Fäden zu imprägnieren, die dazu dienen, die hohlen Außenteile des Wellrohrs zu verkleiden und anschließend erwärmen. Man kann so auch eine Vulkanisierung realisieren, indem man die Wellen mit Fäden verkleidet, die vorher mit Latex, dem Schwefel zugegeben wurde, imprägniert wurden.
Man kann auch ein Phenylformolharz, ein Melamin-Formaldehydharz, ein Harnstoff-Formaldehydharz, ein Epoxidharz, ein Polyester- oder Venylesterharz oder ein Alkydharz verwenden oder in die hohlen Teile des Wellrohrs der Flechtgebilde einbringen, die aus einem Gemisch aus verstärkenden Fasern und thermoplastischen schmelzbaren Fasern oder verstärkenden mit schmelzbarem thermoplastischen Harzpulver verkleideten Fasern gebildet sind und dann nach dem Wickeln zu einer Wärmebehandlung übergehen, die das Schmelzen des Thermoplastes zu erhalten ermöglicht, bevor man zur Abkühlung schreitet, die die Härtung der Anordnung sicherstellt.
Ebenfalls ist es möglich, das Flechtwerk, das Verstärkungsfasern und das schmelzbare Harz umfaßt, wieder zu erwärmen, beispielsweise vermittels eines Brenners, bis kurz vor dem Setzpunkt, derart, daß das Harz schmilzt kurz bevor das imprägnierte Flechtmaschenwerk abgelegt wird. Die spätere Wärmebehandlung wird dann unnötig. Die Tatsache, daß die Umfangsverstärkung diskontinuierlich in Axialrichtung des (Speicher)- Behälters wird und daß sie nicht mit der Längsverstärkung verknüpft ist, vermeidet die Phänomene der Mikrorisse.
Die Verwendung von Zusammensetzung mit thermoplastischer Matrix in sämtlichen der vorbeschriebenen Verfahren kann den Vorteil bieten, den Vorgang der komplementären Stabilisierung nach dem Wickeln in Fortfall kommen zu lassen, wobei diese Stabilisierung durch Kühlen während des Wickelns selbst realisiert werden kann.
Man verläßt nicht den Rahmen der Erfindung, wenn man irgendein Wellrohr verwendet, welches Eigenschaften zeigt, die das Verfahren umzusetzen gestatten.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines metallischen (Speicher)- behälters, dadurch gekennzeichnet, daß:

a) man ein Wellrohr, beispielsweise ein Rohr aus thermoplastischem Material herstellt, das im wesentlichen zylindrisch und von einer auf die Endstruktur angepaßten Länge ist.

b) man dieses Rohr verstärkt, indem man auf wenigstens einem Teil ihrer Höhe H die hohlen Außenteile dieses im wesentlichen zylindrischen Wellrohres mit einem Umfangsverstärkungselement verkleidet,

c) man im Inneren des so armierten Rohres einen zylindro-hemisphärischen oder zylindro-elliptischen metallischen (Speicher)behälter einsetzt, der mit einer zylindrischen Zone vergehen ist, die in Länge und Durchmesser der Länge dieses armierten Wellrohres entspricht,

d) man außen auf die durch das armierte Rohr und den metallischen (Speicher)behälter gebildete Anordnung mit Ausnahme der Öffnungen, eine Längsverstärkung abscheidet und

e) man durch plastische Deformation unter dem Einfluß eines Innendruckes das Material des (Speicher)behälters derart fließen läßt, daß es eine Form annimmt, die es ihm erlaubt, beständig gegen Druck zu sein, der sich auf die Umfangsverstärkung des Wellrohrs und die während der Stufe d) abgeschiedene Längsverstärkung abstützt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Metall verwendet, das ein Stahl mit hoher plastischer Längung ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Element der Umfangsverstärkung, beispielsweise ein faserverstärktes, stabilisierbares Harz verwendet und man es einer Behandlung aussetzt, die die Stabilisierung der stabilisierbaren Zusammensetzung ermöglicht.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein photovernetzbares Harz verwendet, das man stabilisiert, indem man diese Anordnung der Wirkung einer ultraviolette Strahlung erzeugenden Lampe aussetzt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem man ein wärmevernetzbares Harz verwendet, und man die Anordnung in der Stabilisierungsstufe unter Bedingungen hält, die es ermöglichen, daß die Vernetzung hervorgerufen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem man ein in der Wärme härtbares Harz verwendet und man es durch Erwärmen dieser Anordnung bis auf eine Temperatur stabilisiert, welche die Härtung des Harzes ermöglicht.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsverstärkung gebildet wird durch ein Aramidspinnband, das mit thermoplastischem Elastomer imprägniert ist, wobei die Enden der Spinnbänder durch Klebstellen an den Polen des (Speicher)behälters fixiert sind.

8. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man das mit dieser faserverstärkten Zusammensetzung ausgekleidete flexible Rohr mit einer Hülle aus einem Material überdeckt, das für dieses Harz im wesentlichen nicht permeabel ist, derart, daß dieses im wesentlichen am Ort in diesen äußeren hohlen Teilen des Wellrohrs gehalten ist, bevor die Längsarmierung vorgenommen wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man die Stabilisierungsbehandlung gleichzeitig mit der Wicklung vornimmt.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem man wenigstens ein Ende des Speicherbehälters mit einem System ausstattet, welches die Verbindung nach außen bzw. das Dichteschließen ermöglicht.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem man diesen (Speicher)behälter in eine Schutzhülle einbringt.

12. (Speicher)behälter, hergestellt nach dem Verfahren des Anspruchs 1, zusammengesetzt aus einer inneren metallischen Hülle, die aus zwei Böden (38, 49) besteht, die durch eine zylindrische gewellte Zone (40) voneinander getrennt und an diesem zylindrischen Körper montiert sind, wobei die Böden mit wenigstens einer Öffnung und mit Schließ- und Verbindungsmitteln mit der äußeren Umgebung (35, 36) wie einem Stopfen oder einem Ventil ausgestattet sind, welche an diesen Böden angebracht sind, sowie mit Mitteln der Beständigkeit gegen Längszug (34) ausgestattet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die metallische Innenverkleidung der zylindrischen Zone Wellungen umfaßt, wobei die Wellungen dieser zylindrischen Zone eine Umfangs- oder Spiralform geringer Steigung haben, wobei die äußeren Höhlungen (2a, 2b) der Wellungen dieser Innenhülle mit einer Zusammensetzung verkleidet sind, welche Verstärkungsfasern umfassen und daß diese Mittel für die Zugbeständigkeit in Längsrichtung (34) auf der Gesamtheit der Außenstruktur des (Speicher)behälters mit Ausnahme der Öffnungen angeordnet sind.

13. (Speicher)behälter nach Anspruch 12, verwendet für das Speichern von Fluiden unter Druck.

14. (Speicher)behälter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung ein Epoxyharz oder ein in der Wärme härtbares Harz oder ein in der Wärme vernetzbares Harz ist.

15. (Speicher)behälter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel für die Zugbeständigkeit in Längsrichtung Fasern sind, die in polarer oder spiralförmiger Weise mit langer Steigung gewickelt und/oder ein Litzenband sind, die auf die Außenstruktur des Speicherbehälters aufgebracht sind.