beim Internationalen Büro eingegangen am 13. Februar 2020 (13.02.2020)

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines einen Leichtbau-Drucktank bildenden

Leichtbau-Druckbehälters (1 ; T) aus einem Metallmaterial mit zwei gewölbten Behälterböden (12, 14; 12', 14'; 12"), wobei die gewölbten Behälterböden (12, 14; 12', 14'; 12") miteinander oder mit zumindest einem zylindrischen

Behälterabschnitt (10) verbunden oder integral ausgebildet sind,

dadurch gekennzeichnet,

dass zumindest einer der Behälterböden (12, 14; 12', 14'; 12") zumindest teilweise durch additive Fertigung mittels eines thermischen Spritzverfahrens nahtlos hergestellt wird, wobei das Metallmaterial mittels zumindest einer Spritzdüse (30, 30', 30", 30'", 30"") als Spritzstrahl auf eine Oberfläche (21 , 60, 60', 70, 90) zumindest einer Schalungsform (2, 6, 6', 6", 7, 9) aufgetragen wird und

dass die Herstellung des jeweiligen gewölbten Behälterbodens (12, 14) mit den folgenden Schritten erfolgt:

a) Bereitstellen eines im Querschnitt y-förmigen Ringkörpers (44) mit einer zylindrischen Außenwand (45) und einer von dieser unter einem spitzen Winkel (a) radial schräg nach innen verlaufenden Krempe (46) mit einem radial inneren Umfangsrand (46'), wobei sich die Wandstärke der Krempe (46) zum radial inneren Umfangsrand (46') hin verjüngt, wodurch am freien Ende der Krempe (46) ein im Querschnitt schräg verlaufener Wandabschnitt (47) als Fase ausgebildet ist,

b) Bereitstellen einer gewölbten Schalungsform (6), die eine konkav oder konvex gewölbte Formoberfläche (60) aufweist,

c) Aufsetzen des im Querschnitt y-förmigen Ringkörpers (44) auf den

Rand (64) der gewölbten Schalungsform (6) derart, dass die Krempe (46) des Ringkörpers (44) auf der gewölbten Formoberfläche (60)

GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19) aufliegt und deren Rand bedeckt, wobei der die Fase bildende schräg verlaufende Wandabschnitt (47) der Krempe (46) von der Formoberfläche (60) weg weist,

d) Aufträgen des Metallmaterials durch einen Spritzstrahl (32') mittels zumindest einer Spritzdüse (30') gemäß dem thermischen Spritzverfahren auf den schräg verlaufenden Wandabschnitt (47) des Ringkörpers (44) und auf die Formoberfläche (60) der gewölbten Schalungsform (6) zur Bildung eines sich nahtlos an die Krempe (46) anschließenden und mit dieser integral ausgebildeten zentralen, gewölbten Domabschnitts (49) und

e) Entnehmen der den Behälterboden (12, 14) bildenden Einheit aus Domabschnitt (49) und Ringkörper (44) aus der gewölbten Schalungsform (6).

2. Verfahren nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Bereitstellung des im Querschnitt y-förmigen Ringkörpers (44) mit den folgenden Schritten erfolgt:

a1 ) Bereitstellen einer Ringkörper-Schalungsform (2) als Außenschalung oder als Innenschalung,

a2) Aufträgen des Metallmaterials durch einen Spritzstrahl (32) mittels zumindest einer Spritzdüse (30) gemäß dem thermischen Spritzverfahren auf die Oberfläche (21 ) am Innenumfang oder am Außenumfang der Ringkörper-Schalungsform (2) mit einem sich in einer Richtung parallel zur Ringachse (Z) verringernden Innendurchmesser (d) zur Bildung eines ringförmigen Rohlings (4), a3) Bearbeiten des ringförmigen Rohlings (4) derart, dass ein im

Querschnitt y-förmiger Ringkörper (44) mit einer zylindrischen Außenwand (45) und einer von dieser unter einem spitzen Winkel (a) radial schräg nach innen verlaufenden Krempe (46) entsteht, a4) Bearbeiten des radial inneren Umfangsrands (46') der Krempe (46) derart, dass sich die Wandstärke der Krempe (46) zum radial inneren

GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19) Umfangsrand (46') hin verjüngt, wodurch am freien Ende der Krempe (46) der im Querschnitt schräg verlaufene Wandabschnitt (47) als Fase ausgebildet wird,

a5) Entnehmen des y-förmigen Ringkörpers (44) aus der ersten

Schalungsform (2).

3. Verfahren zur Herstellung eines einen Leichtbau-Drucktank bildenden

Leichtbau-Druckbehälters (1 ; 1 ') aus einem Metallmaterial mit zwei gewölbten Behälterböden (12, 14; 12', 14'; 12"), wobei die gewölbten Behälterböden (12, 14; 12', 14'; 12") miteinander oder mit zumindest einem zylindrischen

Behälterabschnitt (10) verbunden oder integral ausgebildet sind,

dadurch gekennzeichnet,

dass zumindest einer der Behälterböden (12, 14; 12', 14'; 12") zumindest teilweise durch additive Fertigung mittels eines thermischen Spritzverfahrens nahtlos hergestellt wird, wobei das Metallmaterial mittels zumindest einer Spritzdüse (30, 30', 30", 30'", 30"") als Spritzstrahl auf eine Oberfläche (21 , 60, 60', 70, 90) zumindest einer Schalungsform (2, 6, 6', 6", 7, 9) aufgetragen wird und

dass die Herstellung des jeweiligen gewölbten Behälterbodens (12") mit den folgenden Schritten erfolgt:

a') Bereitstellen einer gewölbten Schalungsform (6'), die eine konkav oder konvex gewölbte Formoberfläche (60') aufweist,

b') Aufträgen des Metallmaterials durch einen Spritzstrahl (32"") mittels zumindest einer Spritzdüse (30"") gemäß dem thermischen Spritzverfahren auf die Formoberfläche (60') der gewölbten Schalungsform (6') zur Bildung eines gewölbten Domabschnitts (49"); c') Ausbilden des Umfangsrandbereichs (49'") des gewölbten

Domabschnitts (49") auf der von der Formoberfläche (60') abgewandten Seite derart, dass sich dessen Wandstärke zum freien Umfangsrand hin verjüngt, wodurch auf der von der Formoberfläche (60') abgewandten Seite des Umfangsrandbereichs (49'") ein im Querschnitt schräg verlaufener Wandabschnitt (49"") als Fase ausgebildet wird;

GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19) d') Anformen eines Ringkörpers (44') an den Umfangsrandbereich (49"') des Domabschnitts (49") durch Aufträgen des Metallmaterials durch einen Spritzstrahl (32"") mittels zumindest einer Spritzdüse (30"") gemäß dem thermischen Spritzverfahren auf den im Querschnitt schräg verlaufenden Wandabschnitt (49"") des Domabschnitts (49") und auf eine Formoberfläche (6'") einer weiteren Schalungsform (6") für den Ringkörper (44') und

i) Entnehmen der den Behälterboden (12') bildenden Einheit aus

Domabschnitt (49") und Ringkörper (44') aus der jeweiligen Schalungsform (6', 6").

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3,

dadurch gekennzeichnet,

dass vor der Bildung des gewölbten Domabschnitts (49, 49', 49") ein vorgefertigter Mannlochflansch (48), der im Bereich seines Außenumfangs einen ringförmigen, im Querschnitt schräg verlaufenden Wandabschnitt (48') aufweist, wodurch sich die Wand (48") des Mannlochflansches (48) zum Außenumfangsrand (48'") des Mannlochflansches (48) hin verjüngt, derart in eine Ausnehmung (62) der gewölbten Schalungsform (6) eingelegt wird, dass der schräg verlaufende Wandabschnitt (48') von der Formoberfläche (60, 60') weg weist und

dass bei der Bildung des gewölbten Domabschnitts (49, 49', 49") das

Metallmaterial auch auf den schräg verlaufenden Wandungsabschnitt (48') des Mannlochflansches (48) aufgetragen wird, um diesen integral in den

Domabschnitt (49, 49' 49") einzuformen.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet,

dass charakteristische Eigenschaften des Spritzstrahls der zumindest einen Spritzdüse geändert werden, wenn dieser vom schräg verlaufenden

Wandabschnitt (47; 48'; 48"") der Krempe (46) beziehungsweise des

Domabschnitts (49") beziehungsweise des Mannlochflansches (48) weiter

GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19) wandert und auf die Formoberfläche (60, 60') auftrifft, auf der noch kein Material mittels des thermischen Spritzverfahrens aufgetragen worden ist, und dass die charakteristischen Eigenschaften des Spritzstrahls wieder

zurückgeändert werden, wenn dieser von der Formoberfläche (60, 60'), auf der noch kein Material mittels des thermischen Spritzverfahrens aufgetragen worden war, weiter wandert und auf den schräg verlaufenden Wandabschnitt (48'; 47; 48"") des Mannlochflansches (48) beziehungsweise der Krempe (46) beziehungsweise des Domabschnitts (49") auftrifft.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass nach dem Entnehmen des Behälterbodens (12, 14; 12') eine

Oberflächenbearbeitung und/oder eine thermische Behandlung des

Behälterbodens (12, 14; 12') durchgeführt wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Fierstellung des zumindest einen zylindrischen Behälterabschnitts (10) mit den folgenden Schritten erfolgt:

a") Bereitstellen einer zylindrischen Schalungsform (7),

b") Aufträgen des Metallmaterials durch einen Spritzstrahl (32") mittels zumindest einer Spritzdüse (30") auf eine Innenfläche (70) oder eine Außenfläche der zylindrischen Schalungsform (7) zur Bildung einer zylindrischen Behälterhaut (80),

c") lokales Aufträgen des Metallmaterials durch den Spritzstrahl (32")

mittels der zumindest einen Spritzdüse (30") auf die Innenfläche beziehungsweise die Außenfläche der zylindrischen Behälterhaut (80) zur Erzeugung einer mit der Behälterhaut (80) integral ausgebildeten, Rippen (82, 84) aufweisenden Versteifungsstruktur (87; 87') zur Bildung eines zylindrischen Rohrkörpers (8),

GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19) d") Entnehmen des den zylindrischen Behälterabschnitt (10) bildenden bearbeiteten zylindrischen Rohrkörpers (8) aus der dritten Schalungsform (7).

8. Verfahren nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet

dass nach dem Schritt c") noch zumindest einer der folgenden Schritte durchgeführt wird:

c"1 ) Planen der radial inneren Flächen (83; 85) der Versteifungsstruktur (87;

87') mittels mechanischer Bearbeitung,

und/oder

c"2) Planen der seitlichen Flächen (83', 83"; 85', 85") der

Versteifungsstruktur (87; 87') mittels mechanischer Bearbeitung und

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8,

dadurch gekennzeichnet,

dass, die Versteifungsstruktur (87) in Form eines Orthogrids ausgebildet wird und dazu vorzugsweise parallel zur Zylinderachse (Z") verlaufende und in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Längsrippen (82) sowie in Umfangsrichtung verlaufende und in Axialrichtung voneinander beabstandete Spanten (84) ausgebildet werden.

10. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8,

dadurch gekennzeichnet,

dass, die Versteifungsstruktur (87') in Form eines Isogrids ausgebildet wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10,

dadurch gekennzeichnet,

dass nach dem Schritt d") eine Oberflächenbearbeitung und/oder eine thermische Behandlung des zylindrischen Behälterabschnitts (10)

durchgeführt wird.

GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19)

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass der zumindest eine zylindrische Behälterabschnitt (10) und die beiden Behälterböden (12, 14; 12', 14'; 12") separat voneinander mittels des thermischen Spritzverfahrens nahtlos hergestellt und anschließend

zusammengefügt werden.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ,

dadurch gekennzeichnet,

dass der zumindest eine zylindrische Behälterabschnitt (10) und zumindest einer der beiden Behälterböden (12, 14; 12', 14'; 12") integral miteinander mittels des thermischen Spritzverfahrens nahtlos hergestellt werden.

14. Leichtbau-Druckbehälter (1 ; 1 ') hergestellt mittels eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere mit zumindest einem mittels des thermischen Spritzverfahrens nahtlos hergestellten Behälterboden (12, 14; 12', 14'; 12").

GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19)