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Die Erfindung betrifft einen Druckbehälter mit einem Gehäusekorpus und einem Gehäusedeckel sowie einem Behälterinnenraum, wobei der Gehäusekorpus einen Vorsprung aufweist und der Gehäusedeckel einen Abdichtkragen zum Abdichten des Behälterinnenraums sowie einen Basisabschnitt umfasst.
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Druckbehälter dienen dazu, einen Überdruck eines verdichteten Gases bzw. Fluids in ihrem Behälterinnenraum zu halten. Deshalb muss ein Deckel eines Druckbehälters derart ausgestaltet und montiert werden, dass der Druckbehälter gasdicht ist, d. h. dass kein Gas bzw. Fluid aus dem Druckbehälter entweichen kann.
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Der Druckbehälter kann beispielsweise als Verdichter oder Turbine ausgeführt sein. So werden bei einer Turbine Eintrittsgase mit einem hohen Druck in die Turbine eingeführt und entspannen sich dort unter Abgabe von Energie an den Läufer. Verdichter wiederum dienen zur Verdichtung von Luft oder anderen Gasen auf Enddrücke von bis zu 100 bar und mehr. Hierbei können auch aggressive Gase verdichtet werden, die nicht in die Umgebung gelangen sollen. Entsprechend ist ein Verdichter und/oder eine Turbine so abzudichten, dass deren Betriebsgase nicht oder nur unwesentlich nach außen entweichen können.
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Weiter kann der Druckbehälter als Lagerbehälter für ein komprimiertes Gas ausgeführt sein, welches komprimierte Gas ebenfalls nicht in die Umgebung entweichen soll.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Druckbehälter mit einem Gehäusedeckel anzugeben, welcher Gehäusedeckel einfach zu montieren ist, wobei eine Dichtheit des Druckbehälters gewährleistet ist.
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Die Aufgabe wird gelöst durch einen Druckbehälter der oben genannten Art, bei welchem erfindungsgemäß der Gehäusedeckel einen vom Abdichtkragen beabstandeten Anschlusskragen umfasst und der Abdichtkragen sowie der Anschlusskragen eine den Vorsprung des Gehäusekorpus aufnehmende Vertiefung des Gehäusedeckels begrenzen.
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Als Kragen, insbesondere als Abdichtkragen und/oder als Anschlusskragen, kann ein Element des Gehäusedeckels aufgefasst werden, welches eine größere radiale Abmessung bzw. einen größeren Radius aufweist als der Basisabschnitt des Gehäusedeckels.
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Zweckmäßigerweise umfasst der Gehäusekorpus mehrere Gehäuseteile. Beispielsweise kann der Gehäusekorpus ein Gehäuseunterteil und ein Gehäuseoberteil umfassen. Weiter ist es sinnvoll, wenn der Behälterinnenraum durch den Gehäusekorpus und den Gehäusedeckel begrenzt wird.
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Die Erfindung hat den Vorteil, dass sich der Druckbehälter einfach montieren lässt und der montierte Druckbehälter gasdicht ist. Bei der Montage des Druckbehälters kann der Gehäusedeckel in das Gehäuseunterteil des Gehäusekorpus eingelegt werden. Dann kann der Gehäusedeckel von dem Gehäuseoberteil des Gehäusekorpus umschlossen werden. Dabei nimmt die Vertiefung des Gehäusedeckels vorzugsweise den Vorsprung des Gehäusekorpus auf. Mit anderen Worten greift der Vorsprung des Gehäusekorpus vorzugsweise in die Vertiefung des Gehäusedeckels ein. Weiter kann der Gehäusedeckel nach außen, insbesondere axial nach außen, gezogen werden. Als „nach außen“ kann in diesem Zusammenhang diejenige Richtung aufgefasst werden, welche aus dem Behälterinneren heraus zeigt. Zweckmäßigerweise wird der Gehäusedeckel nach außen gezogen bis der Abdichtkragen an dem Vorsprung anliegt. Bei einem Betrieb des Druckbehälters wird sinnvollerweise der Abdichtkragen durch einen Innendruck in dem Behälterinnenraum gegen den Vorsprung gedruckt, wodurch eine Dichtheit des Druckbehälters gewährleistet werden kann.
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Zweckmäßigerweise ist der Gehäusedeckel axial-symmetrisch oder im Wesentlichen axial-symmetrisch geformt. Sinnvollerweise sind die Bezeichnungen „axial“ und „radial“ relativ zur Symmetrieachse des Gehäusedeckels gemäß ihrer allgemeinen Bedeutung zu verstehen. Ferner kann der Gehäusekorpus eine Aussparung für den Gehäusedeckel aufweisen, welche Aussparung vorzugsweise axial-symmetrisch geformt ist. Weiter ist es sinnvoll, wenn der Gehäusedeckel koaxial zu der Aussparung des Gehäusekorpus platziert ist. Zweckmäßigerweise begrenzt der Vorsprung die axial-symmetrische Aussparung des Gehäusekorpus.
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Vorzugsweise ist der Basisabschnitt des Gehäusedeckels zwischen dem Abdichtkragen und dem Anschlusskragen angeordnet. Weiter ist es zweckmäßig, wenn der Basisabschnitt die Vertiefung in radialer Richtung begrenzt. Außerdem können der Abdichtkragen und der Anschlusskragen die Vertiefung in axialer Richtung begrenzen.
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Vorzugsweise ist der Abdichtkragen mit dem Basisabschnitt und dem Anschlusskragen einstückig ausgebildet.
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Es ist zweckmäßig, wenn der Abdichtkragen innerhalb des Gehäusekorpus angeordnet ist. Weiter ist es vorteilhaft, wenn der Abdichtkragen eine axiale Dichtung zum Abdichten des Behälterinnenraums umfasst. Vorzugsweise ist die axiale Dichtung gegen den Vorsprung des Gehäusekorpus gerichtet. Auf diese Weise kann der Abdichtkragen, insbesondere die axiale Dichtung des Abdichtkragens, gegen den Vorsprung des Gehäusekorpus drücken. Ein Vorteil, wenn der Abdichtkragen innerhalb des Gehäuses angeordnet ist und die axiale Dichtung gegen den Vorsprung des Gehäusekorpus gerichtet ist, ist, dass der Innendruck im Gehäuseinnenraum den Abdichtkragen – und somit auch die axiale Dichtung – gegen den Vorsprung des Gehäusekorpus drücken kann.
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Weiter ist es vorteilhaft, wenn die axiale Dichtung mit einem radialen Montagespalt vom Gehäusekorpus beabstandet angeordnet ist. Außerdem kann ein Teilbereich des Gehäusedeckels, insbesondere der Basisabschnitt des Gehäusedeckels, in radialer Richtung passgenau (d.h. ohne radialen Montagespalt) an/in dem Gehäusekorpus, insbesondere an/in dem Vorsprung des Gehäusekorpus, angeordnet sein. Weiter kann eine radiale Fläche des Abdichtkragens in radialer Richtung passgenau (d.h. ohne radialen Montagespalt) an/in dem Gehäusekorpus angeordnet sein. Auf diese Weise wird der Gehäusedeckel automatisch relativ zum Gehäusekorpus, insbesondere relativ zur Aussparung des Gehäusekorpus, zentriert gehalten.
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Vorzugsweise umfasst die axiale Dichtung eine erste Dichtung. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die axiale Dichtung (neben der ersten Dichtung) eine zweite Dichtung.
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Der Abdichtkragen kann einen ersten Teil mit einer ersten radialen Abmessung umfassen. Weiter kann der erste Teil des Abdichtkragens die erste Dichtung aufweisen. Ferner kann der Abdichtkragen einen zweiten Teil mit einer zweiten radialen Abmessung umfassen. Der zweite Teil des Abdichtkragens kann die zweite Dichtung aufweisen.
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Beispielsweise kann die erste radiale Abmessung (des ersten Teils des Abdichtkragens) kleiner sein als die zweite radiale Abmessung (des zweiten Teils des Abdichtkragens).
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Vorzugweise umfasst der Abdichtkragen zumindest eine Abdichtungsstufe, insbesondere mehrere Abdichtungsstufen. Die mehreren Abdichtungsstufen können eine Stufenabdichtung ausbilden. Beispielsweise umfasst der Abdichtkragen eine Stufenabdichtung mit zwei Abdichtungsstufen. Insbesondere können die zwei Abdichtungsstufen durch die erste Dichtung und die zweite Dichtung gebildet werden.
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Die erste Dichtung und/oder die zweite Dichtung kann/können jeweils eine Flächendichtung sein. Bei einer Ausführung als Flächendichtung kann beispielsweise eine axiale Fläche der jeweiligen Dichtung direkt gegen den Vorsprung drücken.
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Ferner kann die erste und/oder die zweite Dichtung ein Dichtelement, z. B. einen O-Ring und/oder einen Metallring, umfassen. Bei einer Ausführung als Dichtung mit Dichtelement kann das Dichtelement zwischen einer axialen Fläche der (jeweiligen) Dichtung und dem Vorsprung angeordnet sein. Beispielsweise kann das Dichtelement in einer Rille des Abdichtkragens, insbesondere in einer Rille in der axialen Fläche der (jeweiligen) Dichtung, platziert sein. Weiter kann bei einer Ausführung als Dichtung mit Dichtelement die axiale Fläche der (jeweiligen) Dichtung über das (jeweilige) Dichtelement gegen den Vorsprung drücken.
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Vorzugsweise weist der Gehäusedeckel eine Öffnung auf, welche dazu eingerichtet ist, eine Welle und/oder eine Gasdichtung aufzunehmen. Weiter ist es bevorzugt, wenn die Öffnung koaxial zum Gehäusedeckel angeordnet ist.
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Zweckmäßigerweise ist der Anschlusskragen außerhalb des Gehäusekorpus angeordnet. Weiter ist es zweckmäßig, wenn der Anschlusskragen zumindest einen Versorgungsanschluss, insbesondere mehrere Versorgungsanschlüsse, aufweist.
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Der Versorgungsanschluss bzw. zumindest einer der Versorgungsanschlüsse kann z. B. ein Versorgungsanschluss für die Gasdichtung sein. In diesem Fall kann der Versorgungsanschluss ein Anschluss für ein Dichtgas sein. Weiter kann der Versorgungsanschluss bzw. zumindest einer der Versorgungsanschlüsse ein Anschluss für ein Schmiermittel für eine Lagerung der Welle sein.
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Der Vorteil der Ausgestaltung des Gehäusedeckels mit Anschlusskragen ist, dass eine Kragenbreite des Anschlusskragens nach Belieben gewählt werden kann, sodass der Anschlusskragen zweckmäßigerweise genügend Platz für zumindest einen Versorgungsanschluss, insbesondere für mehrere Versorgungsanschlüsse, bietet. Die Kragenbreite des Anschlusskragens kann unabhängig von einem Radius des Basisabschnitts des Gehäusedeckels gewählt werden. Auf diese Weise kann der Radius des Basisabschnitts des Gehäusedeckels klein gehalten werden, insbesondere im Verhältnis zu einem Radius des Anschlusskragens.
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Vorzugsweise umfasst der Anschlusskragen zumindest ein Abdrückelement. Beispielsweise kann das zumindest eine Abdrückelement zumindest ein Ringsegment sein. Das Ringsegment kann z. B. eine Dicke aufweisen, welche zumindest abschnittsweise in radiale Richtung zunimmt. Insbesondere kann das Ringsegment zwischen dem Anschlusskragen und dem Vorsprung angeordnet sein.
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Weiter kann das zumindest eine Abdrückelement beispielsweise zumindest eine Abdrückschraube, insbesondere mehrere Abdrückschrauben, umfassen. Insbesondere können die Abdrückschrauben in den Anschlusskragen eingeschraubt sein und gegen den Vorsprung drücken.
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Zweckmäßigerweise dient das zumindest eine Abdrückelement zur Fixierung des Gehäusedeckels. Vorteilhafterweise drückt das Abdrückelement den Anschlusskragen von dem Vorsprung des Gehäusekorpus weg. Weiter kann das Abdrückelement den Gehäusedeckel axial nach außen – d. h. aus dem Behälterinnenraum heraus – drücken. Insbesondere kann das Abdrückelement den Abdichtkragen des Gehäusedeckels, insbesondere die axiale Dichtung des Abdichtkragens, gegen den Vorsprung drücken. Auf diese Weise kann die Dichtheit des Druckbehälters gewährleistet werden. Ferner kann auf diese Weise der Gehäusedeckel (an seiner Position) fixiert werden/sein.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Gehäusedeckel mit einem radialen Montagespalt vom Gehäusekorpus beabstandet angeordnet. Beispielsweise kann der Gehäusedeckel, insbesondere der Basisabschnitt des Gehäusedeckels, mit dem radialen Montagespalt von dem Vorsprung des Gehäusekorpus (rundum) beabstandet angeordnet sein. Außerdem kann beispielsweise der Abdichtkragen des Gehäusedeckels mit einem radialen Montagespalt vom Gehäusekorpus (rundum) beabstandet angeordnet sein.
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Die beabstandete Anordnung hat den Vorteil, dass die Dichtheit des Druckbehälters über einen weiten Temperaturbereich gewährleistet werden kann.
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Bei Verdichtern kann es beispielsweise vorkommen, dass extrem kalte Gase eingeführt und verdichtet werden, so dass diese das Gehäuse am Ort der Einströmung stark abkühlen. Der Gehäusedeckel kühlt jedoch im Vergleich zum Gehäusekorpus relativ langsam ab, so dass sich der Gehäusekorpus stärker als der Gehäusedeckel zusammenzieht. Wäre der Gehäusedeckel nicht mit einem radialen Montagespalt vom Gehäusekorpus beabstandet angeordnet, so würde der Gehäusedeckel dann den Gehäusekorpus – insbesondere das Gehäuseoberteil und das Gehäuseunterteil – auseinanderdrücken und der Druckbehälter wird undicht.
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Um dieses Aufdrücken des Gehäusekorpus zu vermeiden, sollte zwischen dem Gehäusedeckel und dem Gehäusekorpus zweckmäßigerweise ein radialer Montagespalt von einigen Zehntel Millimetern bis einigen Millimetern verbleiben, der bei einem Zusammenziehen des Gehäusekorpus als Spiel genutzt werden kann. Mit dem radialen Montagespalt hat der Gehäusekorpus zweckmäßigerweise die Möglichkeit, sich zusammenzuziehen, ohne dass der Gehäusekorpus auseinandergedrückt wird. Auf diese Weise wird die Dichtheit des Druckbehälters über einen weiten Temperaturbereich gewährleistet. Der Temperaturbereich kann ein vorbestimmter Temperaturbereich sein. Beispielsweise kann der Temperaturbereich der Bereich von –200°C bis 700°C, insbesondere von –196°C bis 300°C, sein.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Gehäusedeckel eine Führungsvorrichtung. Zweckmäßigerweise dient die Führungsvorrichtung zur zentrierten Lagerung des Gehäusedeckels relativ zum Gehäusekorpus, insbesondere relativ zur Aussparung des Gehäusekorpus. Die Führungsvorrichtung kann ein oder mehrere Zentrierelemente umfassen. Beispielsweise kann die Führungsvorrichtung eine Lagerung an drei Stellen/Positionen des Gehäusedeckels bilden/gewährleisten.
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Vorzugsweise wird der Gehäusedeckel von der Führungsvorrichtung (ab-)gestützt. Auf diese Weise kann der Gehäusedeckel relativ zum Gehäusekorpus, insbesondere relativ zur Aussparung des Gehäusekorpus, zentriert positioniert und/oder gehalten werden. Insbesondere kann der Gehäusedeckel beim Einlegen in das Gehäuseunterteil von der Führungsvorrichtung (ab-)gestützt werden, sodass der Gehäusedeckel beim Einlegen relativ zum Gehäusekorpus zentriert positioniert werden kann. Weiter kann der Gehäusedeckel im montierten Zustand von der Führungsvorrichtung (ab-)gestützt werden, sodass der Gehäusedeckel im montierten Zustand relativ zum Gehäusekorpus zentriert gehalten werden kann.
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Beispielsweise kann das Zentrierelement als ein Überstand ausgeführt sein, welcher in eine Ausnehmung des Anschlusskragens formschlüssig eingreift. Auf diese Weise kann der Gehäusedeckel horizontal und/oder vertikal zentriert werden/sein, insbesondere relativ zum Gehäusekorpus und/oder relativ zur Aussparung des Gehäusekorpus.
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Vorteilshafterweise verbleibt der Gehäusedeckel bei einem thermischen Schrumpfen des Gehäusekorpus relativ zum Gehäusedeckel zentriert zum Gehäusekorpus, beispielsweise unter Verwendung des zumindest einen Abdrückelements und/oder der Führungsvorrichtung.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Druckbehälter ein Verdichter. Alternativ kann der Druckbehälter eine Turbine sein. Weiter kann der Druckbehälter ein Lagerbehälter für ein komprimiertes Fluid oder ein sonstiger Druckbehälter sein.
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Die bisher gegebene Beschreibung vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung enthält zahlreiche Merkmale, die in den einzelnen Unteransprüchen teilweise zu mehreren zusammengefasst wiedergegeben sind. Diese Merkmale können jedoch zweckmäßigerweise auch einzeln betrachtet und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammengefasst werden. Insbesondere sind diese Merkmale jeweils einzeln und in beliebiger geeigneter Kombination mit dem erfindungsgemäßen Druckbehälter kombinierbar.
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Auch wenn in der Beschreibung bzw. in den Patentansprüchen einige Begriffe jeweils im Singular oder in Verbindung mit einem Zahlwort verwendet werden, soll der Umfang der Erfindung für diese Begriffe nicht auf den Singular oder das jeweilige Zahlwort eingeschränkt sein.
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Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Die Ausführungsbeispiele dienen der Erläuterung der Erfindung und beschränken die Erfindung nicht auf die darin angegebene Kombination von Merkmalen, auch nicht in Bezug auf funktionale Merkmale. Außerdem können dazu geeignete Merkmale eines jeden Ausführungsbeispiels auch explizit isoliert betrachtet, aus einem Ausführungsbeispiel entfernt, in ein anderes Ausführungsbeispiel zu dessen Ergänzung eingebracht und mit einem beliebigen der Ansprüche kombiniert werden.
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Es zeigen:
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1 ein Ausschnitt eines Druckbehälters mit einem Gehäusekorpus und einem Gehäusedeckel;
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2 den Gehäusedeckel aus 1;
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3 eine Schnittdarstellung durch den Druckbehälter aus 1;
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4 eine Aufsicht auf ein Gehäuseunterteil und einen Gehäusedeckel zur Montage des in 1 gezeigten Druckbehälters;
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5 ein Ausschnitt eines Druckbehälters mit einer Führungsvorrichtung;
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6 eine Frontansicht des Druckbehälters aus 5 mit einer Führungsvorrichtung; und
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7 ein Ausschnitt eines Druckbehälters mit einem Abdrückelement.
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1 zeigt schematisch einen Ausschnitt eines Druckbehälters 2 mit einem Gehäusekorpus 4 und einem Gehäusedeckel 6. In diesem Ausführungsbespiel ist der Druckbehälter 2 als Verdichter ausgeführt. Der Gehäusekorpus 4 und der Gehäusedeckel 6 begrenzen einen Behälterinnenraum 8 des Druckbehälters 2. Der Gehäusekorpus 4 ist zweiteilig ausgeführt und besteht aus einem Gehäuseoberteil 10 (vgl. 6) und einem Gehäuseunterteil 12. Zur besseren Sichtbarkeit einzelner Elemente ist das Gehäuseoberteil 10 hier nicht dargestellt. Das Gehäuseoberteil 10 ist jedoch in analoger Weise wie das Gehäuseunterteil 12 ausgestaltet und sitzt bei dem montierten Druckbehälter 2 (genau wie das Gehäuseoberteil 10 in 6) auf dem Gehäuseunterteil 12.
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Der gezeigte Abschnitt des Gehäusekorpus 4 ist axial-symmetrisch geformt. Weiter umfasst der Gehäusekorpus 4 einen Vorsprung 14. Der Vorsprung 14 des Gehäusekorpus 4 ist radial nach innen gerichtet. Prinzipiell könnte der Gehäusekorpus 4 beliebig geformt sein, wobei der Vorsprung 14 eine axial-symmetrische Aussparung des Gehäusekorpus 4 begrenzt.
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Der Gehäusedeckel 6 umfasst einen Abdichtkragen 16 zum Abdichten des Behälterinnenraums 8. Ferner umfasst der Gehäusedeckel 6 einen Anschlusskragen 18, welcher vom Abdichtkragen 16 beabstandet angeordnet ist. Der Abdichtkragen 16 sowie der Anschlusskragen 18 begrenzen eine Vertiefung 20 des Gehäusedeckels 6, insbesondere in axialer Richtung. Weiter nimmt die Vertiefung 20 des Gehäusedeckels 6 den Vorsprung 14 des Gehäusekorpus 4 auf.
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Ferner umfasst der Gehäusedeckel 6 einen Basisabschnitt 22. Der Basisabschnitt 22 ist zwischen dem Abdichtkragen 16 und dem Anschlusskragen 18 angeordnet und begrenzt die Vertiefung 20 in radialer Richtung.
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Außerdem ist der Abdichtkragen 16 mit dem Basisabschnitt 22 und dem Anschlusskragen 18 einstückig bzw. einteilig ausgebildet.
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Der Abdichtkragen 16 ist innerhalb des Gehäusekorpus 4 angeordnet und der Anschlusskragen 18 ist außerhalb des Gehäusekorpus 4 angeordnet.
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Der Abdichtkragen 16 umfasst eine axiale Dichtung 26 zum Abdichten des Behälterinnenraums 8, welche gegen den Vorsprung 14 des Gehäusekorpus 4 gerichtet ist. Auf diese Weise kann der Abdichtkragen 16, insbesondere die axiale Dichtung 26 des Abdichtkragens 16, gegen den Vorsprung 14 des Gehäusekorpus 4 drücken.
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Die axiale Dichtung 26 ist mit einem radialen Montagespalt 24 vom Gehäusekorpus 4 beabstandet angeordnet. Außerdem ist der Basisabschnitt 22 des Gehäusedeckels 6 in radialer Richtung passgenau (d.h. ohne radialen Montagespalt) an/in dem Vorsprung 14 des Gehäusekorpus 4 angeordnet. Weiter weist der Abdichtkragen 16 eine radiale Fläche 44 auf, welche in radialer Richtung passgenau (d.h. ohne radialen Montagespalt) an/in dem Gehäusekorpus 4 angeordnet ist. Mittels der passgenauen Anordnung wird der Gehäusedeckel 6 automatisch zentriert relativ zum Gehäusekorpus 4 gehalten. Weiter dient die passgenaue Anordnung einer radialen Abstützung des Gehäusedeckels 6.
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Die axiale Dichtung 26 umfasst eine erste Dichtung 28 und eine zweite Dichtung 30.
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Außerdem umfasst der Abdichtkragen 16 einen ersten Teil 32 mit einer ersten radialen Abmessung, welcher erste Teil 32 des Abdichtkragens 16 die erste Dichtung 28 aufweist. Ferner umfasst der Abdichtkragen 16 einen zweiten Teil 34 mit einer zweiten radialen Abmessung, welcher zweite Teil 34 des Abdichtkragens 16 die zweite Dichtung 30 aufweist. Die erste radiale Abmessung des ersten Teils 32 des Abdichtkragens 16 ist kleiner als die zweite radiale Abmessung des zweiten Teils 34 des Abdichtkragens 16. Damit kann hier die erste Dichtung 28 als eine äußere Dichtung und die zweite Dichtung 30 als eine innere Dichtung aufgefasst werden (, wobei die innere Dichtung dem Behälterinnenraum 8 näher liegt).
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Außerdem bilden die erste Dichtung 28 und die zweite Dichtung 30 zwei Abdichtungsstufen des Abdichtkragens 16 bzw. eine Stufenabdichtung des Abdichtkragens 16.
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Die erste Dichtung 28 ist in diesem Ausführungsbeispiel eine Flächendichtung, bei der eine axiale Fläche 36 der ersten Dichtung 28 direkt gegen den Vorsprung 14 drückt.
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Ferner umfasst die zweite Dichtung 30 in diesem Ausführungsbeispiel ein Dichtelement (nicht dargestellt), hier einen O-Ring, wobei der O-Ring zwischen einer axialen Fläche 38 der zweiten Dichtung 30 und dem Vorsprung 14 angeordnet ist. Der O-Ring ist in einer Rille 40 des Abdichtkragens 16, insbesondere in einer Rille 40 in der axialen Fläche 38 der zweiten Dichtung 30, platziert. Weiter drückt die axiale Fläche 38 der zweiten Dichtung 30 über den O-Ring gegen den Vorsprung 14.
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Ein Innendruck im Behälterinnenraum 8 drückt den Abdichtkragen 16 – und somit auch die axiale Dichtung 26 – gegen den Vorsprung 14 des Gehäusekorpus 4. Damit wird eine Dichtheit des Druckbehälters 2 gewährleistet.
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Der Gehäusedeckel 6 weist eine Öffnung 48 auf, welche dazu eingerichtet ist, eine Welle und eine Gasdichtung aufzunehmen. Weiter weist der Anschlusskragen 18 mehrere Versorgungsanschlüsse 50 auf.
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2 zeigt den Gehäusedeckel 6 aus 1 eines besseren Verständnisses halber.
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3 zeigt einen Schnitt durch den Druckbehälter 2 aus 1 entlang der Oberkante des Gehäuseunterteils 12 und weiter mittig durch den Gehäusedeckel 6. Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zum Ausführungsbeispiel aus 1, auf das bezüglich gleich bleibender Merkmale und Funktionen verwiesen wird.
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Im Schnitt durch den Gehäusedeckel 6 sind zwei der Versorgungsanschlüsse 50 dargestellt. Die gezeigten Versorgungsanschlüsse 50 sind jeweils über einen Leitungskanal 52 mit der Öffnung 48 des Gehäusedeckels 6 verbunden.
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Beispielsweise ist einer der Versorgungsanschlüsse 50 ein Versorgungsanschluss 50 für die Gasdichtung, d. h. ein Anschluss für ein Dichtgas. Der Versorgungsanschluss 50 für die Gasdichtung ist mit der Öffnung 48 des Gehäusedeckels 6 über einen Leitungskanal 52 verbunden, insbesondere zur Versorgung der Gasdichtung mit Dichtgas.
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Weiter ist ein anderer der Versorgungsanschlüsse 50 z. B. ein Anschluss für ein Schmiermittel für eine Lagerung der Welle. Der Versorgungsanschluss 50 für das Schmiermittel ist mit der Öffnung 48 des Gehäusedeckels 6 über einen Leitungskanal 52 verbunden, insbesondere zur Versorgung der Lagerung der Welle mit dem Schmiermittel.
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Bei der Montage des Druckbehälters 2 aus 1 wird der Gehäusedeckel 6 in das Gehäuseunterteil 12 des Gehäusekorpus 4 eingelegt. Eine Aufsicht auf den in das Gehäuseunterteil 12 eingelegten Gehäusedeckel 6 findet sich in 4.
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Zunächst nimmt die Vertiefung 20 des Gehäusedeckels 6 den Teil des Vorsprungs 14 auf, welcher dem Gehäuseunterteil 12 zuzuordnen ist. Das heißt, der Vorsprung 14, welcher dem Gehäuseunterteil 12 zuzuordnen ist, greift in die Vertiefung 20 des Gehäusedeckels 6 ein. Dabei kann zwischen der axialen Fläche 36 der ersten Dichtung 28 und dem Vorsprung 14 sowie zwischen der axialen Fläche 38 der zweiten Dichtung 30 und dem Vorsprung 14 ein axialer Abstand vorhanden sein (hier nicht gezeigt), um eine Beschädigung der Dichtungen 28, 30 zu vermeiden.
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Bei der Montage des Druckbehälters 2 wird dann das Gehäuseoberteil 10 auf den eingelegten Gehäusedeckel 6 und das Gehäuseunterteil 12 aufgesetzt, sodass der Gehäusedeckel 6 von dem Gehäuseoberteil 10 bzw. von dem Gehäusekorpus 4 umschlossen wird. Dabei nimmt die Vertiefung 20 des Gehäusedeckels 6 zusätzlich den Teil des Vorsprungs 14 auf, welcher dem Gehäuseoberteil 10 zuzuordnen ist. Die Vertiefung 20 des Gehäusedeckels 6 hat dann den Vorsprung 14 des Gehäusekorpus 4 aufgenommen. Zwischen dem Gehäuseoberteil 10 und dem Gehäuseunterteil 12 befindet sich eine Gehäuseteilfuge 13 (vgl. 6). Das Gehäuseoberteil 10 und das Gehäuseunterteil 12 werden an der Gehäuseteilfuge 13 miteinander verschraubt. Weiter wird der Gehäusedeckel 6 axial nach außen – d. h. aus dem Behälterinnenraum 8 heraus – gezogen, bis der Abdichtkragen 16, insbesondere die erste Dichtung 28 und/oder die zweite Dichtung 30, an dem Vorsprung 14 des Gehäusekorpus 4 (axial) anliegt. Bei einem Betrieb des Druckbehälters 2 wird der Abdichtkragen 16 durch einen Innendruck in dem Behälterinnenraum 8 gegen den Vorsprung 14 gedruckt, wodurch eine Dichtheit des Druckbehälters 2 gewährleistet wird.
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5 zeigt schematisch einen Ausschnitt eines anderen Druckbehälters 54. Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zum Ausführungsbeispiel aus 1, auf das bezüglich gleich bleibender Merkmale und Funktionen verwiesen wird. Im Wesentlichen gleich bleibende Elemente werden grundsätzlich mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und nicht erwähnte Merkmale sind in das folgende Ausführungsbeispiel übernommen, ohne dass sie erneut beschrieben sind.
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Zur besseren Darstellung einzelner Elemente ist das Gehäuseoberteil 10 hier nicht dargestellt.
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Der Gehäusedeckel 6 ist mit einem radialen Montagespalt 55 (vgl. 7) vom Gehäusekorpus 4 beabstandet angeordnet. Einerseits ist der Basisabschnitt 22 des Gehäusedeckels 6 mit einem radialen Montagespalt 55 vom Vorsprung 14 des Gehäusekorpus 4 beabstandet angeordnet. Andererseits ist auch der Abdichtkragen 16 des Gehäusedeckels 6 mit einem radialen Montagespalt 55 vom Gehäusekorpus 4 beabstandet angeordnet. Die (durch den radialen Montagespalt 55) beabstandete Anordnung hat den Vorteil, dass die Dichtheit des Druckbehälters 2 über einen weiten Temperaturbereich gewährleistet werden kann, insbesondere weil der radiale Montagespalt 55 bei einem Zusammenziehen des Gehäusekorpus 4 als Spiel genutzt werden kann.
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Der Druckbehälter 54 umfasst eine Führungsvorrichtung 56, welches zur zentrierten Positionierung und/oder Lagerung des Gehäusedeckels 6 relativ zum Gehäusekorpus 4 dient. Die Führungsvorrichtung 56 umfasst mehrere Zentrierelemente 58. Jedes der Zentrierelemente 58 ist in diesem Ausführungsbeispiel als ein Überstand am Gehäusekorpus 4 ausgeführt und ist einstückig mit dem Gehäusekorpus 4 verbunden. Prinzipiell könnten die Zentrierelemente 58 auch an dem Gehäusekorpus 4 angebracht, z. B. angeschraubt, sein.
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Der Gehäusedeckel 6 wird von der Führungsvorrichtung 56 (ab-)gestützt. Auf diese Weise wird der Gehäusedeckel 6 relativ zum Gehäusekorpus 4 zentriert positioniert und/oder gehalten.
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Jedes der Zentrierelemente 58 greift in eine Ausnehmung 60 des Anschlusskragens 18 formschlüssig ein. Jeweils zwei Zentrierelemente 58 formen ein Zentrierelementepaar 62. In diesem Ausführungsbeispiel sind drei Zentrierelementepaar 62 dargestellt, nämlich ein zeichnungsgemäß rechtes Zentrierelementepaar 62, ein zeichnungsgemäß linkes Zentrierelementepaar 62 und ein zeichnungsgemäß unten befindliches Zentrierelementepaar 62. Jedes Zentrierelementepaar 62 begrenzt eine Ausformung 64 des Anschlusskragens 18. Außerdem wird jede Ausformung 64 durch jeweils zwei Ausnehmungen 60 des Anschlusskragens 18 begrenzt.
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Die zeichnungsgemäß rechts und links befindlichen Zentrierelementepaare 62 bzw. seine Zentrierelemente 58 sorgen für eine horizontale Zentrierung des Gehäusedeckels 6. Der Gehäusedeckel 6 liegt mit seinen Ausformungen 64 auf den zeichnungsgemäß rechts und links befindlichen Zentrierelementen 58 des Gehäuseunterteils 12 auf. Die zeichnungsgemäß rechts und links befindlichen Zentrierelementen 58 des Gehäuseoberteils 10 sorgen dafür, dass der Gehäusedeckel 6 in seiner horizontalen Position geführt/gehalten wird. Zwischen jedem Zentrierelement 58 und dem Gehäusedeckel 6, insbesondere zwischen jedem Zentrierelement 58 und der jeweiligen Ausnehmung, befindet sich ein Montageabstand 65 (vgl. 6).
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Aufgrund des zwischen jedem Zentrierelement 58 und der jeweiligen Ausnehmung 60 befindlichen Montageabstands 65 wäre ein Gehäusedeckel 6, welcher nur von den rechts und links befindlichen Zentrierelementepaaren 62 bzw. seinen Zentrierelementen 58 gehalten wird, in vertikaler Richtung beweglich. Die Montageabstände 65 dienen als Spiel für ein Zusammenziehen des Gehäusekorpus 4 aufgrund einer Abkühlung. Mittels der Montageabstände 65 kann (ähnlich wie mittels der radialen Montagespalte 55) eine Dichtheit des Druckbehälters 54 über einen weiten Temperaturbereich gewährleistet werden.
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Das zeichnungsgemäß unten befindliche Zentrierelementepaar 62 bzw. seine Zentrierelemente 58 sorgen für eine vertikale Zentrierung des Gehäusedeckels 6. Die zeichnungsgemäß unten befindliche Ausformung 64 (des Anschlusskragens 16) des Gehäusedeckels 6 wird von dem zeichnungsgemäß unten befindlichen Zentrierelementepaar 62 bzw. seinen Zentrierelementen 58 vertikal zentriert geführt/gehalten.
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Die gezeigte Führungsvorrichtung 56 mit seinen drei Zentrierelementepaaren 62 bildet/gewährleistet eine Lagerung des Gehäusedeckels 6 an drei Stellen/Positionen an dem Gehäusekorpus 4.
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6 zeigt eine Frontansicht des Druckbehälters 54 aus 5. 6 zeigt zu den in 5 dargestellten Merkmalen und Funktionen zusätzlich das Gehäuseoberteil 10 und den Montageabstand 65. Außerdem dient 6 einem besseren Verständnis des Ausführungsbeispiels aus 5.
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7 zeigt schematisch einen Ausschnitt einer Aufsicht eines anderen Druckbehälters 66. Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zum Ausführungsbeispiel aus 1, auf das bezüglich gleich bleibender Merkmale und Funktionen verwiesen wird. Im Wesentlichen gleich bleibende Elemente werden grundsätzlich mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und nicht erwähnte Merkmale sind in das folgende Ausführungsbeispiel übernommen, ohne dass sie erneut beschrieben sind.
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Zur besseren Darstellung einzelner Elemente ist das Gehäuseoberteil 10 hier ebenfalls nicht dargestellt.
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Der Gehäusedeckel 6 ist mit einem radialen Montagespalt 55 vom Gehäusekorpus 4 beabstandet angeordnet. Einerseits ist der Basisabschnitt 22 des Gehäusedeckels 6 mit einem radialen Montagespalt 55 vom Vorsprung 14 des Gehäusekorpus 4 beabstandet angeordnet. Andererseits ist auch der Abdichtkragen 16 des Gehäusedeckels 6 mit einem radialen Montagespalt 55 vom Gehäusekorpus 4 beabstandet angeordnet. Die (durch den radialen Montagespalt 55) beabstandete Anordnung hat den Vorteil, dass die Dichtheit des Druckbehälters 2 über einen weiten Temperaturbereich gewährleistet werden kann, insbesondere weil der radiale Montagespalt 55 bei einem Zusammenziehen des Gehäusekorpus 4 als Spiel genutzt werden kann.
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Der Anschlusskragen 18 umfasst mehrere Abdrückelemente 68. In diesem Beispiel sind die Abdrückelemente 68 Ringsegmente 68. Eine Dicke 70 des jeweiligen Ringsegments 68 nimmt abschnittsweise in radialer Richtung hin zu. Insbesondere ist der Querschnitt des jeweiligen Ringsegments 68 abschnittsweise trapezförmig. Weiter sind die Ringsegmente 68 zwischen dem Anschlusskragen 18 und dem Vorsprung 14 angeordnet.
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Zweckmäßigerweise dienen die Abdrückelemente 68 zur Fixierung des Gehäusedeckels 6. Das Abdrückelement 68 drückt den Anschlusskragen 18 von dem Vorsprung 14 weg. Weiter drücken die Abdrückelemente 68 den Gehäusedeckel 6 axial nach außen – d. h. aus dem Behälterinnenraum 8 heraus. Dabei drücken die Abdrückelemente 68 den Abdichtkragen 16 des Gehäusedeckels 6, insbesondere die axiale Dichtung 26 des Abdichtkragens 16, gegen den Vorsprung 14. Auf diese Weise kann die Dichtheit des Druckbehälters 2 gewährleistet werden. Ferner kann auf diese Weise der Gehäusedeckel 6 (an seiner Position) fixiert werden/sein.
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Unter Verwendung des Abdrückelements 68 aus 7 und/oder der Führungsvorrichtung 56 aus 5 und 6 verbleibt bei einem thermischen Schrumpfen des Gehäusekorpus 4 relativ zum Gehäusedeckel 6 der Gehäusedeckel 6 zentriert zum Gehäusekorpus 4.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
