DE2530637C2 - Druckbehälter - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Druckbehälter aus einem steifen Werkstoff mit einer zylindrischen Wandung, die an einem Ende mit einem nach innen weisenden Ringiiansch versehen ist, einem in Axialrichtung des Behälters bewegbaren Verschlußstöpsel mit einem durchmesserkleineren Hülsenteil und einer Ringschulter, die auf dem Rand des Ri^gflansches aufliegt, und mit einer verformbaren blasenförmigen Trennwand im Inneren des Behälters, welche an dem axial dem Verschlußstöpsel gegenüberliegenden Ende angebracht ist.

Ein derartiger Druckbehälter wird hauptsächlich als Druckakkumulator angewendet. Wenn die Herstellungskosten verhältnismäßig niedrig sein sollen, dann muß auch die Zahl der Bestandteile und der im Herstellängsverfahren anzuwendenden Arbeitsgänge auf eh Minimum reduziert werden.

Aus der US-PS 27 92 022 ist ein Druckbehälter bekannt, der eine verformbare blasenförmige Trennwand in seinem Inneren aufweist. Die Befestigung dieser Trennwand in dem Behälter erfolgt durch einen in der Axialrichtung des Behälters bewegbaren Verschlußstöpsel, welcher sich gegen den Rand eines eine öffnung des Behälters abschließenden Ringflansches abstützt.

Die US-PS 35 09 916 offenbart ein Druckgefäß, welches aus einem aus steifem Werkstoff gefertigten, einen zylindrischen Wandteil aufweisenden Behälter besteht. Dieser Druckbehälter besitzt im Bereich des offenen End.es, das zum Einsetzen eines Verschlußstöpsels bestimmt ist, einen nach innen umgebogenen Rand, dessen Ende einen Ringflansch bildet, auf dem eine Ringschulter des Verschlußstöpsels in seiner axialen Endstellung aufliegt. Aufgrund des im Inneren des Behälters herrschenden Drucks, welcher danach trachtet, den Verschlußstöpsel herauszustoßen, wird eine Hebelkraft auf den einwärtsgerichteten Ringflansch derart ausgeübt, daß sich dieser Flansch ausbreitet und in seine Ausgangsstellung zurückgebogen wird, wobei der Stöpsel sich löst und das in dem Behälter unter Druck eingeschlossene Medium entweicht. Der Verschlußstöpsel kann dabei sogar vollständig herausgestoßen werden, was zu Verletzungen des Bedienungspersonals oder zu einer Beschädigung von Einrichtungen führen kann.

Diese Bewegung des Ringflansches und das Aufbiegen desselben ist unbehindert, da das nach innen eingebogene Ende in Höhe der Durchmesserlinie endet, die das Ende des Ringflansches und das Ende des zylindrischen Wandungsabschnittes verbindet Durch das Aufbiegen des Ringflansches kann auch der zylindrische Wandungsabschnitt des Behälters, an dessen Bereich die Dichtung eingesetzt ist, aufgebogen werden, so aaß sich diese in ihrer Lage verändern kann und damit ihre Funktion nicht mehr erfüllt

Um das ungewollte Aufweiten des Ringflansches zu vermeiden, kann eine die Flanschbewegung begrenzende Sperrscheibe vorgesehen werden, deren Beschafiungs- und Einbaukosten aber aufwendig sind. Wenn eine derartige zusätzliche Sperrscheibe vermieden werden soll, kann der Verschlußstöpsel derart ausgebildet werden, daß er sich gegen die Wurzel des Flansches anlegt um dadurch den das Aufspreizen des Flansches verursachenden Hebelarm zu verkürzen. Diese Ausführungsform verlangt aber genaue Toleranzen, welche entweder nicht erreichbar sind oder das Herstellungsverfahren erheblich verteuern.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Druckbehälter der eingangs angegebenen Art derart auszubilden, daß ohne zusätzliche Befestigungsmittel der Verschlußstöpsel auf fertigungstechnisch möglichst einfache Weise zuverlässig festgehalten wird, ohne daß die nach innen eingebogene Wandung in diesem Bereich aufgebogen werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Ringflansch über ein ringförmiges, im Querschnitt halbkreisförmiges Verbindungsteil mit der zylindrischen Behälterwand derart verbunden ist, daß er sich axial über eine die Enden des Verbindungsteils verbindenden Durchmesserlinie hinaus und parallel zur zylindrischen Behälterwandung am Übergangsbereich von Ringschulter und Hülsenteil erstreckt.

Der parallel zum zylindrischen Wandungsabschnitt verlaufende Ringflansch, auf dem die Ringschulter des Verschlußstöpsels aufliegt, wird bei einer Beaufschlagung durch die Durckkraft geringfügig nach innen gebogen. Eine weitere Bewegung in diese Richtung wird dann dadurch unmöglich gemacht daß sich die parallel zum zylindrischen Wandungsabschnitt verlaufende Innenwandung des Ringflansches gegen den Hülsenteil des durchmesserkleiner ausgebildeten Verschlußstöpsels anlegt. Dadurch kann der nach innen umgebogene Rand des Druckbehälters an seinem inneren Ende nicht so weit aufgebogen oder aufgeweitet werden, daß sich der Verschlußstöpsel lösen kann. Bei dem erfindungsger.iäßen Druckbehälter werden also keine zusätzlichen Sicherungsmittel für den Verschlußstöpsel benötigt. Es sind auch keine engen Toleranzen zwischen dem Verschlußstöpsel und dem nach innen umgebogenen Ende der Behälterwandung einzuhalten, da zuverlässig und zwangsweise eine Aufweitung durch das Zusammenwirken von Ringflansch und Verschlußstöpsel verhindert wird.

Die Erfindung ist in der nachstehenden Beschreibung anhand des in der beiliegenden Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt des erfindungsgemäßen Druckbehälters und

F i g. 2 eine Teilansicht des Druckbehälters im vergrößerten Maßstab.

Der Druckbehälter 10, z. B. ein Druckakkumulator, besteht aus einem Behälter, der aus einem starren

Werkstoff, ζ. 3. Stahl oder Aluminium, gefertigt ist und dem im Gebrauch ausgeübten Druck widerstehen kann.

Der größte Teil der Lage des Druckbehälters 10 ist bei 11 zylindrisch ausgeführt und der Behälter besitzt ein halbkugeliges Ende 12 mit einer öffnung 14, welcher gleichachsig eine Mündung am anderen Ende des Behälters gegenüberliegt

Die Mündung des Behälters entsteht durch das Zurückbiegen der zylindrischen Behälterwandung 11 nach innen an der Stelle 15, um dadurch einen Ringflansch 16 zu bilden.

Aus F i g. 2 geht besonders deutlich hervor, daß das die zylindrische Behälterwandung 11 und den Ringflansch 16 verbindende Verbindurigsteil 17 gekrümmt, vorzugsweise halbkreisförmig, ausgebildet ist und daß dessen zwischen seinen Enden a, b, verlaufende Durchmesserlirie 18 sich senkrecht zur Längsachse der zylindrischen Behälterwandung erstreckt

F i g. 2 zeigt auch, daß die zylindrische Behälterwandung 11 am Ende b der Durchmesserlieie 18 aufhört und der Ringflansch 16 vom Ende 2 der Durchmesserlinie 18 ansteigt Ein Auslaßverschlußaggregat 21 befindet sich in der Behälteröffnung und besteht aus einem zylindrischen Verschlußstöpsel 22, welcher einen sich axial erstreckenden Hülsenteil 23 kleineren Durchmessers unter Bildung einer Ringschulter 24 aufweist

Der Verschlußstöpsel 22 ist nur ein wenig kleiner als der Innendurchmesser der zylindrischen Behälterwandung 11, so daß er sich darin bündig anlegt, aber axial verschiebbar ist

Die dem Behälterinneren zugekehrte Fläche des Verschlußstöpsels 22 besitzt eine napfförmige Einsenkung 25, deren Boden eine axiale öffnung 26 aufweist, deren Durchmesser sich jenseits der Bodenfläche wieder erweitert, um dadurch eine Ringschulter 27 zu bilden. Der Rand einer Loch- oder Siebscheibe 28 iegt sich gegen diese Ringschulter 27 und kann durch einen angeschraubten Sperring 29 festgeklemmt werden.

Am nach 'inen gerichteten Verschlußstöpsel 22 ist ein ringförmiges Dichtungsstück 32 an seiner Umfangsfläche befestigt, um die Dichtung zwischen dem Verschlußstöpsel 22 und der Behälterwand herzustellen. Die innere Fläche 33 des Dichtungstückes 32 ist zweckmäßigerweise abgeschrägt. Die Abschrägung erstreckt sich an der Behälterwand nach unter? zum Umfang der axialen Öffnung 26 im Boden der Einsenkung 25, welche durch die Lochscheibe 28 überdeckt ist und bildet eine Aufnahme für das geschlossene Ende einer Blase 34, wenn sich letztere im Betrieb aufweitet.

Die Blase 34 besteht aus verformbaren und aufweitbarem Werkstoff wie Naturgummi oder Kunstgummi und wird im Behälter durch einen Gasstutzen 35 festgehalten, der am einen Ende mit dem Inneren der Blase in Verbindung steht &nd sich mit seinem anderen Ende durch ein Loch 14 erstreckt und durch eine Gegenmutter 36 festgeklemmt ist

Die Blase 34 teilt den Druckbehälter 10 in zwei Kammern auf, und zwar eine Kammer 37, weiche durch ein nicht gezeigtes Ventil im Gasstutzen 35 mit Gas gefüllt wird, und eine Kammer 38, welche durch die Bohrung 39 des Hülsenteils 23 mit einer Flüssigkeit z. B. Öl, gefüllt wird.

Beim Zusammenbau des oben beschriebenen Druckgefäßes wird die Blase 34 erst im Behälter gegenüber dem Loch 14 festgelegt und sodann das Ausiaßver- 6; Schlußaggregat 21 in den "J^hälter eingeführt.

Das Verschlußaggregat wird durch die Behältermündung derart hineingedrückt, daß es sich in einer wie strichpunktiert in der F i g. 2 angedeuteten Lage befindet, in welcher die Ringschulter 24 einwärts des Endei der zylindrischen Behälterwandung 11 angeordnet ist.

Nun wird das freie Ende der zylindrischen Behälterwandung U in die Lage nach F i g. 2 zurückgebogen, so daß sich der Flansch parallel zur zylindrischen Behälterwandung 11 erstreckt.

Im normalen Betrieb des Druckgefäßes wird die Blase 34 erst durch den Stutzen 35 unter Gasdruck gesetzt. Dadurch weilet sich die Blase 34 aus und übt eine Kraft gegen das Dichtungsslück 32 und die Lochscheibe 28 aus, um das Verschlußaggregat 21 auswärts zu drücken.

Da die Löcher der Lochscheibe 28 kleine Abmessungen haben, wird die Blase 34 nicht hindurchgedrückt und daher auch nicht beschädigt.

Die auswärts gerichtete Bewegung des Verschlußaggregates 21 wird durch die Anlage der Ringschulter 24 gegen den Rand 16 des Ringflansches 16 begrenzt Ein Sicherungst ing 30 wird in eine Umfangsnute 30 des Hülsenteils 23 geigt, um die Einwärtsb^/egung des Verschlußaggregates zu verhindern, wenn dzs Gefäß nicht unter Druck steht

Nachdem die Blase 34 wie oben beschrieben vorgefüllt ist, wird die Kammer 38 durch die Bohrung 39 mit eine Flüsigkeit wie öl beschickt. Diese Flüssigkeit steht unter einem Druck, der größer als der Gasdruck innerhalb der Blase 34 ist, um dadurch das Gas weiter zu komprimieren.

Daraufhin wird ein die Bohrung 39 steuerndes, nicht gezeigtes Ventil geschlossen und das Gefäß steht zur Benutzung als Akkumulator in bekannter Weise bereit.

Aufgrund des unter hohem Druck in die Kammer 38 eingeleiteten Öls und dem entsprechend erhöhten Gasdruck in der Blase 34 wird 2ine verhältnismäßig große Kraft gegen das Verschlußaggregat 21 ausgeübt Als Folge trachtet die über die Ringschulter 24 gegen den Rand 16 des Ringflansches 16 ausgeübte Kraft danach, den Flansch parallel zu dieser Kraft zu bewegen. Das zurückgebogene Verbindungsteil 17 versucht dabei, auswärts um das äußere Ende b der Durchmesserlinie 18 herum zu verschwenken. Die F i g. 2 zeigt aber, daß während der Ringflar.sch 16 über das Ende a der Durchmesserlinie 18 steigt, er dazu trachtet, sich in Richtung des Pfeiles A"zu bewegen.

Dadurch legt sich der Ringflansch 16 gegen den Hülsenteil 23 an und die weitere Einwärtsbewegung wird verhindert, wodurch auch das Verschwenken des einwärts gebogenen Verbindungsteils 17 um den Schwenkpunkt b herum verhindert wird.

Infolgedessen tritt im wesentlichen keine Aufweitung der Behältermündung ein, die sonst die durch das Pak* kungsstück 32 bewirkte Dichtung beeinflussen würde. Das Verschlußaggregat 21 bleibt also zuverlässig in seiner Stellung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Druckbehälter aus einem steifen Werkstoff mit einer zylindrischen Wandung, die an einem Ende mit einem nach innen weisenden Ringflansch versehen ist, einem in Axialrichtung des Behälters bewegbaren Verschlußstöpsel mit einem durchmesserkleineren Hülsenteil und einer Ringschulter, die auf dem Rand des Ringflansches aufliegt und mit einer verformbaren blasenförmigen Trennwand im Innern des Behälters, welche an den axial dem Verschlußstöpsel gegenüberliegenden Ende angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringflansch (16) über ein ringförmiges, im Querschnitt halbkreisförmiges Verbindungsteil (17) mit der zylindrischen Behälterwandung (11) derart verbunden ist, daß er sich axial über eine die Enden (a, b) des Verbindungsteile (17) verbindenden Durchmesserlinie (18) hinaus und parallel zur zylindrischen Behälterwandung (11) am Obergansbereich von Ringschulter (24) und Hülsenteil (23) erstreckt.