DE2540122A1

DE2540122A1 - Druckgefaess

Info

Publication number: DE2540122A1
Application number: DE19752540122
Authority: DE
Inventors: Jacques Henri Mercier
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-09-25
Filing date: 1975-09-09
Publication date: 1976-04-08
Also published as: DD121672A5; JPS5157015A; SU691105A3; CS201532B2; GB1524534A; SE408580B; BR7505860A; FR2286323A1; CA1015638A; JPS5947101U; AU8500175A; FR2286323B1; SE7510085L; IT1042895B; ES441227A1; DE2540122C2; US3960178A; ZA755941B

Description

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JACQUES HENRI MSRCIBR
Paris (Frankreich)

Druckgefäß

Die Erfindung betrifft ein Druckgefäß für Gas und öl unter Druck, mit einem aus starrem Werkstoff bestehenden Behälter« der einen zylindrischen Mantel besitzt, der am einen Ende eine Mündung bildet und am anderen Ende geschlossen ist« wobei dieses geschlossene Ende mit einem Axialkanal versehen ist. Ein aus elastischem Blech bestehender Tragring hat einen zylindrischen Oberteil, der im Durchmesser ein wenig kleiner ist als die Mündung des Behälters, so daß er leicht in diese Mündung eingesetzt werden kann. Von dem Oberteil erstreckt sich ein ringförmiger Unterteil abwärts, mit dem der Rand einer Blase verbunden ist· An der Außenfläche des ringförmigen Unterteils befindet sich ein Teil der Blase, der unter Druck öldicht an der Innenwandung des Behälters anliegt. In dem zylindrischen Oberteil des Tragringes befindet sich ein zylindrischer Verschlußstöpsel oder Deckel, der in dessen Mantel eine Ringnut besitzt und mit seinem Innenumfang an einem Teil der Blase angreift, der sich auf der Innenwandung des Unterteils des Tragringes befindet und der von dem Innenumfang des Mantels des Deckels unter Bildung einer Gasdichtung zusammengedrückt wird.

Der Mantel des Behälters und der zylindrische Teil des Tragringes sind beide einwärts derart verformt, daß sie einwärtsgerichtete, ineinandergreifend·, ringförmige Verriegelungsteile bilden, die mit der Ringnut des Verschlußstöpsele so zusammenwirken, daß dieser und der Tragring in dem Behälter zuverlässig festgelegt sind.

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ORIGINAL JNSPEGTiD

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Zum besseren Verständnis der Erfindung sei darauf hingewiesen, daß bei der Herstellung eines Druckgefäßes, insbesondere wenn es eine verformbare Trennwand enthält, zweckmäßig nur möglichst wenige Bestandteile und hur wenige Verfahrensschritte angewendet werden, um die Kosten niedrig zu halten.

Wenn man bei der Herstellung eines derartigen billigen Druckgefäßes einen starren Behälter verwendet, der am einen Ende eine Mündung besitzt, in der ein Verschlußstöpsel angeordnet let, der beispielsweise festgeschweißt oder in ein entsprechendes Gewinde der Behältermündung geschraubt ist, wobei mit einem Rand eines Tragringes eine erweiterte Mündung einer verformbaren Blase verbanden ist, während der Tragring mit seinem anderen Sand an der Mündung des Behälters befestigt, beispielsweise angeschweißt ist, dann trägt der zum Schweißen und/oder zum Herstellen der Gewinde erforderliche Arbeitsaufwand beträchtlich zu den Herstellungskosten des Druckgefäßes bei. ■ ■■■■■>■■·■■' ■■ ' .' ■■■ -■ ■■■■

Die Aufgäbe der Erfindung besteht daher in der Schaffung eines Druckgefäßes der vorstellend angegebenen Art, das ohne weiteres unter Veflftendung einer minimalen Anzahl von Bestandteilen und mit relativ wenigen Arbeitsgängen hergestellt werden kann und in dem ein Verschlußstöpsel und eine verformbare Blase zuverlässig festgelegt und ein Lecken aus dem Druckgefäß zuverlässig vermieden ist.

Diese Aufgabe der Erfindung wird durch die nachstehend beschriebene und in den Patentansprüchen gekennzeichnete Anordnung und Kombination von Elementen gelöst.

In den beigefügten Zeichnungen sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt· Ss zeigt

Fig. 1 im Längsschnitt ein Druckgefäß nach einer Ausführungsform der Erfindung,

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Fig. 2 in einer Teildarstellung in größerem
Maßstab im Längsschnitt einen Teil des Tragringes
und der Blase der Ausführungsform gemäß Fig. 1,

Fig. 3 in einer der Fig. 2 ähnlichen Darstellung die aus dem Tragring« der Blase und dem Deckel bestehende
Baugruppe,

Fig. 4 in einer der Fig. 2 ähnlichen Darstellung die zusammengesetzten Bestandteile vor dem letzten Schritt des Herstellungsverfahrens«

Fig. 5 in einer der Fig. 4 ähnlichen Darstellung den letzten Schritt des Verfahrene zur Herstellung des
fertigen Druckgefäßes«

Fig. 6 in einer der Fig. 4 ähnlichen Darstellung eine andere Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 7 in einer der Fig. 5 ähnlichen Darstellung eine Einzelheit der Ausführungsform gemäß Fig. 6.

Das in den Zeichnungen dargestellte Druckgefäß besitzt einen Behälter IO aus einem starren Werkstoff« beispielsweise Stahl oder Aluminium« der dem Druck gewachsen
ist« dem das Gefäß im Gebrauch unterworfen wird. Da das hier dargestellte Druckgefäß für relativiniedrige Drücke in der Größenordnung von 5O kp/cm² bestimmt ist« hat der Behälter eine relativ geringe Wandstärke.

Der Behälter 10 hat über den größten Teil seiner Länge einen im wesentlichen zylindrischen Mantel 11« der am einen End· 12 halbkugelförmig und mit ein·» Axialkanal 13 ausgebildet ist und an seinem anderen End· ein· offen« Mündung bildet, die bei 11* im Durchmesser etwas erweitert ist, so daß «ine abgeschrägte Ringschulter 71 vorhanden ist.

Zn dem Behälter 10 befindet «ich eine verformbar· Zwischenwand 15, die beispielsweise von einer zusammenlegbaren und aufweitbaren Blas· gebildet wird, die zweckmäßig aus

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ORIGINAL INSPECTED

elastischem Material besteht, beispielsweise aus Gummi oder einem Kunststoff mit ähnlichen physikalischen Eigenschaften.

Die im Durchmesser erweiterte Mündung der Blase 15 besitzt einen verdickten Randteil 16, an dem ein Tragring 17 befestigt ist, der vorzugsweise mit dem Randteil 16 verklebt oder in ihm eingebettet ist· Der Tragring 17 besteht aus elastischem Blech, beispielsweise Stahlblech, und besitzt einen zylindrischen Ober- oder Halteteil 18 und einen Unteroder Befestigungsteil 19, der sich von dem unteren Rand 20 des Halteteils 18 schräg einwärts erstreckt.

Der Befestigungsteil 19 des Tragringes 17 ist in dem Randteil 16 der Blase 15 derart eingebettet, daß sich auf der Innen- und der Außenwandung des Befestigungsteils je eine Lage 21 bzw. 22 des Blasenwerkstoffs befindet. Der obere. Rand 21' der Lage 21 erstreckt sich etwas über den unteren Rand 20 des zylindrischen Halteteils 18. Die Außenwandung der Lage 22 liegt, in einer vertikalen Ebene, die sich nicht über die Aussenwandung des Teils 18 auswärts erstreckt, damit der Tragring 17 und die Blase 15 leicht aus der Form herausgenommen werden können, in der die Blase formgepreßt und um den Tragring herumgeformt worden ist. Die äußere Lage 22 ist vorzugsweise einstückig mit einem auswärts vorstehenden Ringwulst 22a ausgebildet, der als Dichtung dient.

Der Außendurchmesser des zylindrischen Balteteils 18 ist etwas kleiner als der Innendurchmesser des erweiterten Teils 11* des Behälters 10 an dessen Mündung 14« so daß der Halteteil 18 leicht in den erweiterten Teil 11* eingesetzt werden kann, wobei der Dichtwulst 22a der Lage 22 des Blasenwerkstoffs dicht gegen die Innenwandung der abgeschrägten Ringschulter lla des Behälters gedrückt- wird.

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In den zylindrischen Halteteil 18 befindet sich ein zylindrischer Stöpsel oder Deckel 24. Dieser bat eine Axialbohrung 25« die einen Kanal bildet, in dem ein Gasventil 26 montiert ist. Die zwischen den Kanälen 13 und 25 angeordnete Blase 15 bildet eine Flüssigkeitskammor C, die mit dem Kanal 13 in Verbindung steht« und eine Gaskammer C-I, die mit dem Kanal 25 in Verbindung steht.

Wie aus den Figuren 1 und 3 bis 5 hervorgeht« hat der Stöpsel 24 eine solche Dicke« daß bei seiner Anordnung in dem zylindrischen Balteteil 18 des Tragringes 17 derart« daß die Außenfläche 27 des Stöpsels mit dem oberen Rand 28 des Halteteils 18 und dem Rand 29 der Nundung 14 des Behälters IO bündig ist, der abgerundete Innenrand 31 des Stöpsels gegen den oberen Rand 21* der Lage 21 aus dem Blasemrerkstoff drückt.

Der Hantel 31' des Stöpsels 24 ist mit einer Ringnut 32 ausgebildet, in die ein einwärts vorspringender, wulst- oder rippenförmiger Ring 33 eingreift« der in der Außenwandung des Halteteils 18 eine ringförmige Vertiefung 34 bildet. In diese ringförmige Vertiefung 34 greift eine einwärts vorstellende Ringrippe 35 ein, die in der Außenwandung des Behälters IO im Bereich seiner Mündung 14 eine ringförmige Vertiefung bildet.

Infolgedessen sind der Stöpsel 24 und der Tragring 17 in der Mündung 14 de« Bebälter· IO festgelegt, ohne daß weiter· Haltemittel, beispielsweise in Form einer Schweinnaht, erforderlich sind.

Da der abgerundete Innenrand 31 des Sss 24 gegen den oberen Rand 21* de« Blaseowetrkstoffes drückt und iesen o Rand zusammendrückt, wird ein· «nrerläss

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Abdichtung erzielt, die ein Leeken von Gas aus eier Gaskammer C-I verhindert» wenn diese durch das Ventil 26 mit Druckgas gefällt wird. Der zusgedrückte _β elastische Blasenwerkstoff wirkt wie ein Ö-Ring, wenn eridem Gasdruck in der Kammer €-1 ausgesetzt ist. Heil die Lage 22 aus dem Blasenwerkstoff und insbesondere der Ringwulat 22a bei 11a gegen die Innenwandung ams Behälters IB zusammengedrückt wird_f erzielt «an eine zuveriassig* Abdichtung, ai.& ein !«ecken von Flüssigkeit aus der Flüssigkeit a\ammor C verhinderte wenn diese durch den Kanal 13 «it unter »rack stehender Flüssigkeit gefüllt; wird. Der zujammmigpnTi ml te, elastische Blasenwerkstoff wirkt wie eixi O-Ring, wenn er de» Flüssigkeitsdruck in der Kammer C ausgesetzt ist.

Her Kanal 13 besitzt an seinen Innenumfang einen Ventilsitz 4O« der durch ein knopfförmiges Verschluß· tück. 40* verschlosseil werden kann« das an dem geschlossenen Ende der Blase 15 axial moetiert ist.

Zusammensetzen üem vorstehend beschriebenen und in Fig. 1 dargestellten Druckgefäßes wird der Stöpsel 24 in den zylindrischen Teil 18 a&m Tragringes 17 gedrückt« bis die Außenfläche 27 des Stöpsels mit dem oberen Sand 28 amrn zylindrische» Teil· 24 bündig ist. Bies ist in Flg. 3 dargestellt. Iä dieser Stellung drückt der abgerundete Innenrand des Stöpsele 24 gegen die auf der Innenfläche de» Tragringes befindlich» Lage 21 aas dem Blasenwerkstoff·

ac wird die Baugruppe S, die aus dem Stöpsel 24 und dem damit zusammengesetzten Tragring 17 mit der an ihn angeformten Blase 15 besteht, in die Mündung 14 des Behälters 10 gedrückt, bd» der obere Hand 28 des zylindrischen Teils 18

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und die Außenfläche 27 des Stöpsels 24 gemäß Fig. 4 mit dem Rand 29 der Mündung 14 des Behälters 10 bündig sind.

Weil die mit der Ringwulst 22a versehene Lage 22 aus dem Blasenwerkstoff in einer Ebene liegt« die sich auswärts über die Innenfläche des Mantels 11 des Behälters hinaus erstreckt, wird beim Hineindrücken des zylindrischen Teils 18 in den erweiterten Teil 11* der Mündung 14 des Behälters gegen die Schulter 11a und die ihr benachbarte Fläche des Mantels 11 die Lage so zusammengedrückt« daß die Baugruppe S reibungsschlüssig festgelegt ist.

Danach wird die soweit zusammengesetzte Anordnung in eine nicht gezeigte« geeignete Haltevorrichtung eingesetzt« die um eine vertikale Achse herum drehbar ist und einem Rollwerkzeug 41 gegenüberliegt. Gemäß Fig. 5 besitzt dieses Werkzeug eine Rolle 42« die an einer vertikalen Welle 43 mittels einer Klemmschraube 44 befestigt ist« welche die Nabe 45 der Rolle durchsetzt. Die Welle 43 ist so montiert« daß sie gedreht und auch in der Querrichtung vor- und rückwärtsbewegt werden kann« wie dies durch die Pfeile angedeutet ist. Das obere Ende der Welle 43 ist drehbar in einem Lager 46 gelagert« das an einem Führungsarm 47 befestigt ist« der sich auf dem Rand 29 der Mündung des Behälters IO abstützen kann·'

Die Rolle 42 wird auf der Welle 43 in eine solche Höhenlage gebracht« daß der Abstand zwischen de« Führungaara 47 und der Rolle 42 gleich dem Abstand zwischen der Außenfläche 27 des Stöpsels 24 und der Ringnut 32 let. Wenn daher die das Druckgefäß tragende Haltevorrichtung gedreht und die Welle 43 gedreht und querbewegt wird« so daß die Rolle 42 gegen die Außenwandung des Behälters drückt· werden in dem Behältermantel und dem zylindrischen Teil 18 die ringförmigen

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Vertiefungen 36 und 34 ausgebildet« so daß der Stöpsel 24 und der Tragring in der Behältermündung zuverlässig festgelegt werden.

Die in den Figuren 6 und 7 gezeigte Ausführungsform ähnelt der Ausführungsform gemäß der Fig. 1. Entsprechende Elemente sind mit denselben Bezugszeichen und einem nachgesetzten Strich (*) bezeichnet.

In Fig. 6 ist das Druckgefäß in einem Zustand gezeigt« in dem seine Bestandteile noch nicht durch den vorstehend beschriebenen Rollvorgang formschlüssig miteinander verbunden worden sind. Man erkennt« daß der Stöpsel 24* einen im Durchmesser kleineren Teil 51 hat und im Bereich seiner Außenfläche 27* mit einem Ringflansch 52 ausgebildet ist. Die Ringnut 32* ist unmittelbar unterhalb des Flansches 52 angeordnet. Der Rand 28* des Tragringes 17' liegt zunächst an dem Flansch 52 an« wie dies in Fig. 6 dargestellt ist.

Durch den Rollvorgang werden der Behältermantel und der zylindrische Wandteil 18* mit den ringförmigen Vertiefungen 36* und 34* ausgebildet« so daß der Stöpsel 24* und der Tragring 17* formschlüssig in der Behältermündung festgelegt sind.

Man erkennt daher« daß sich die Aueführungsform gemäß den Figuren 6 und 7 von der Ausführungsform gemäß Fig. 1 dadurch unterscheidet, daß die Vertiefung 34* nicht im wesentlichen in der Mitte zwischen den Enden de« zylindrischen Teils 18 * des Tragringes 17', sondern im Bereich des oberen Randes 28* dieses zylindrischen Teils 18* angeordnet ist, und daß der Stöpsel 24* keinen einheitlichen Außendurchmesser besitzt« sondern an seiner oberen Fläche mit einem Ringflansch 52 ausgebildet ist.

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Man kann mit Hilfe dee Rollwerkzeuges auch andersartige Vertiefungen in dem Behältermantel und dem Tragring ausbilden. Die Nut in dem Stöpsel kann im Querschnitt auch anders als bogenförmig ausgebildet sein.

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Claims

- 10 Patentansprüche:

(lJ Druckgefäß, gekennzeichnet durch einen Behälter mit einem zylindrischen Mantel, der am einen Ende eine Mündung bildet und am anderen Ende geschlossen ist, wobei das geschlossene Ende mit einem Kanal ausgebildet ist, durch eine in den.Behälter angeordnete, verformbare Trennwand, die aus elastisch verformbarem Werkstoff besteht und einen ringförmigen Randteil besitzt, durch einen Tragring mit einem zylindrischen Oberteil, der im Bereich der Hündung des Behälters in dessen zylindrischem Mantel angeordnet iet, und mit einem ringförmigen Unterteil, an dem der Randteil der Trennwand befestigt ist, und durch einen Deckel, der in dem zylindrischen Oberteil des Tragringes angeordnet ist und einen Axialkanal und einen zylindrischen Mantel besitzt, der mit einem Verriegelungsteil ausgebildet ist, wobei der Mantel des Behälters und der zylindrische Oberteil des Tragringes einstückig mit komplementär ineinandergreifenden Verriegelungsteilen ausgebildet sind, die nit dem Verriegelungsteil des Deckels komplementär derart zusammenwirken, daß der Deckel und der Tragring in dem Behälter festgelegt werden.

- 2. Druckgefäß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verriegelungsteil des Mantels des Deckels eine Ringnut bildet.

3« Druckgefäß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Randteil der genannten Trennwand mindestens einen Teil der Innen- und der Außenwandung des ringförmigen Unterteils des Tragringes bedecken, die auf der Außenwandung des Unterteils des Tragringes befindliche Lage dicht gegen die Innen-

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fläche des zylindrischen Mantels des Behälters gedrückt wird und der Innenrand des Mantels des Deckels dicht an der auf der Innenwandung des ringförmigen Unterteils des Tragringes befindlichen Lage anliegt.

4. Druckgefäß nach Anspruch 3« dadurch gekennzeichnet« daß der der Mündung des Behälters benachbarte Teil desselben einen größeren Durchmesser besitzt und eine Ringschulter bildet« daß die Außenwandung der auf der Außenwandung des Unterteils des Tragringes befindlichen« aus dem Blasenwerkstoff bestehenden Lage einwärts von der Außenwandung des zylindrischen Oberteils des Tragringes liegt und an der Ringschulter angreift.

5. Druckgefäß nach Anspruch 3« dadurch gekennzeichnet« daß der Innenrand des Mantels des Deckels abgerundet ist und an dem Rand der auf der Innenwandung des Tragringes befindlichen Lage angreift.

6. Druckgefäß nach Anspruch 1« dadurch gekennzeichnet« daß der Verriegelungsteil des Mantels des Deckels eine Ringnut bildet« daß die komplementär ineinandergreifenden Verriegelungsteile von einwärtsgerichteten ringförmigen Teilen des Mantels des Behälters und des zylindrischen Oberteils des Tragringes gebildet werden und einwärtsgerichtete Ringwulste bilden und daß der Ringwulst des zylindrischen Oberteils in die Ringnut des Deckels eingreift.

7. Druckgefäß nach Anspruch 6« dadurch gekennzeichnet« daß der Deckel aus einem Stöpsel besteht« der am «inen Ende einen im Durchmesser kleineren Teil und im Anschluß an diesen einen Ringflansch besitzt« dem die Ringnut benachbart ist und daß der Ringwulst des zylindrischen Oberteil« dessen freiem Rand benachbart ist.

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8. Druckgefäß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand eine Blase ist, die einen verdickten Randteil besitzt, der an den Unterteil des Tragringes angeformt und dessen Außenwandung unter Druck an der Innenwandung des zylindrischen Mantels des Behälters anliegt, daß der Innenrand des Mantels des Deckels an der Innenwandung des Randteiles anliegt und daß die Verriegelungsteile von ineinandergreifenden ringförmigen Teilen gebildet werden, die in dem Mantel des Behälters und dem zylindrischen Oberteil des Tragringes ausgebildet sind.

9. Druckgefäß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Unterteil des Tragringes einwärtsgeneigt ist, daß die Trennwand von einer Blase gebildet wird, die eine erweiterte Mündung hat, die um den ringförmigen Unterteil derart herumgeformt ist, daß sich Lagen aus dem Blasenwerkstoff auf der Innen- und der Außenwandung des Unterteils befinden, daß mindestens ein Teil der auf der Außenwandung befindlichen Lage gegen die Innenwandung des Behältermantels zusammengedrückt ist und daß der Innenrand des Mantels des Deckels an der auf der Innenwandung befindlichen Lage anliegt.

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