DE1684710C3

DE1684710C3 -

Info

Publication number: DE1684710C3
Application number: DE19511684710
Authority: DE
Inventors: Eugene Joseph Clay; Raymond Edward Pechacek
Original assignee: Hahn and Clay
Current assignee: Hahn and Clay
Priority date: 1951-01-28
Filing date: 1951-01-28
Publication date: 1974-12-05
Also published as: DE1684710B2; DE1684710A1

Description

Die Erfindung betrifft einui zer'egbaren Kessel, dessen Teile an den zusammenstoßenden ringförmigen Rändern als ineinandergreifende Nuten und Federn ausgebildet und durch die Nuten und Federn durchsetzende lösbare Bolzen zusammengehalten sind, wobei mindestens eine Dichtung für die Abdichtung des Nut-Feder-Spaltes sorgt.

Bei einer bekannten Konstruktion dieser Art sind um einen elastischen Innenmantel der Kesselteile in Längsrichtung und in Umfangsrichtung verlaufende Drahtwicklungen so angebracht, daß ein Außenmantel besteht. Die zusammenstoßenden Ränder dieses Außenmantels sind so ausgebildet, daß am Rand des einen Teils eine Nut und am Rand des anderen Teils eine Feder vorgesehen ist und daß in die die so ausgebildeten Ränder bildenden Drahtwicklungen Hülsen eingeschlossen sind, in die nach dem Zusammensetzen der Kesselteile Bolzen eingeschoben werden können. Da jeder Bolzen nur eine Nut und eine Feder durchsetzt, so wird er nicht nur auf Abscherung, sondern weitgehend auch auf Durchbiegung beansprucht, zumal die in den Drahtwicklungen gehaltenen Hülsen sich bei Durchbiegung des Bolzens ohne weiteres schräg stellen können. Die Durchbiegung des Bolzens setzt nicht nur die Festigkeit der Verbindung der Kesselteile herab, sondern führt auch dazu, daß der Bolzen sich nicht mehr lösen läßt. Die Dichtigkeit der Stoßstelle zwischen den Kesselteilen ist zwar durch die Bohrungen für die Bolzen nicht beeinträchtigt, da die inneren Enden der Bolzen durch den elastischen Innenmantel nicht hindurchragen. Jedoch ist die Dichtigkeit an der Stoßstelle des Innenmantels der Kcssclteile nicht gewährleistet, da die Ränder des Innenmantels lediglich stumpf aneinanderstoßen.

Es sind des weiteren Rohre bekannt, die an den zusammenstoßenden Rändern derart ausgebildet sind, daß an jedem Rand eine Nut und auch eine Feder vorgesehen ist und die Ränder durch die Nuten und Federn durchsetzende lösbare Bolzen zusammengehalten sind. Auch bei dieser Konstruktion mit nur einer Feder und einer Nut an jedem der zusammenstoßenden Ränder der Rohrteile besteht bei hoher axialer Beanspruchung des Rohres die Gefahr der Durchbiegung der Verbindungsbolzen. Die Dichtigkeit der SloßsteUen wird dadurch erreicht, daß durch

ίο besondere Bobrungen in der Außenwand der Stoßsteile Dichtungsmasse in freibleibende Räume der Nuten eingepreßt wird. Eine derartige Abdichtung ist aber umständlich und erfordert nach jedem Auseinandernehmen der Kesselteile ein Reinigen der Nuten vor dem erneuten Zusammensetzen des Kessels.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine lösbare Verbindung der Teile eines zerlegbaren Kessels zu schaf fen, die hohe axiale Drücke aufzunehmen vermag und eine einwandfreie Abdichtung gewährleistet.

ao Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß jeder Rand der zusammenstoßenden Kesselteile mehrere Nuten und Federn aufweist, die sämtlich von den Bolzen durchsetzt werden, und daß im Bereich der Stoßstelle ein an der Innenwand des Kessels anliegender Ring vorgesehen ist, der die Bolzenbohmngen und/oder den Stoß des radial inneren Nut-Feder-Stoßes dichtend überdeckt.

Der Vorteil der Erfindung besieht darin, daß durch die Unterteilung der Ränder in eine Vielzahl von Nuten und Federn sich kleine Abstände zwischen den die Bolzen beanspruchenden Kräften und damit kleine Hebelarme ergeben, so daß die Bolzen im wesentlichen auf Abscherung und nur geringfügig auf Biegung beansprucht werden. Da die Bolzen auch die innerste Nutwand des Stoßes durchsetzen, tragen sie auf ihrer ganzen Länge zur Festigkeit der Verbindung bei. Die Dichtigkeit des Stoßes ist trotzdem gewährleistet, da der an der Innenwand des Kessels anliegende Ring die Bolzenbohrungen und außerdem auch den Stoß des radial inneren Nut-Feder-Stoßcs überdeckt.

Das Lösen der Bolzen kann dadurch erleichtert werden, daß sie konisch ausgebildet und in den Löchern der Federn verkeilt sind. Das Verhältnis des Durchmessers der inneren zu dem der äußeren Bolzenenden ist vorteilhaft gleich dem Verhältnis von inneren zum äußeren Kesscldurchmesser.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung beispielweise und schematisch dargestellt. Es zeigen:

F i g. 1 eine Seitenansicht eines Kessels, teilweise geschnitten,

F i g. 2 einen Schnitt durch den Kessel an der Verbindungsstelle,

Fig. 3 einen Schnitt wie in Fig. 2 bei einer anderen Ausführungsform der Verbindung,

F i g. 4 einen Schnitt wie in F i g. 2 bei einer weiteren Ausführungsform der Verbindung,

F i g. 5 einen Schnitt wie in F i g. 2 bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 6 eine Draufsicht nach Linie 6-6 in F i g. 4.

Der Kessel P besteht aus einem zylindrischen Mittelteil (Schuß) 10, der an einem Ende durch eine Schweißnaht 12 mit einem halbkugelförmigen Boden 11 verbunden ist. Der andere Boden 14 ist durch eine Schweißnaht 15 mit einem Randteil 16 verbunden, der mit Nut und Federn versehen ist und mit einem entsprechend ausgebildeten Randteil 18 des Schusses 10 verbunden und durch Bolzen 20 gegen

Lösen der Verbindung gesichert ist. Nach Entfernen der radial angeordneten Bolzen 20 kann die Nut- und Federverbindung durch Auseinanderziehen von Schuß 10 und Boden 14 gelöst werden.

Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, besteht der Randteil 16 aus ringförmigen Lagen, Die einen Lagen 22 stehen in Richtung der Längsachse des Kessels weiter vor als die dazwischenliegenden Lagen 24. Die Stirnseiten 22 α der Lagen 22 stehen also weiter vor als die Stirnflächen 24 β der Lagen 24. Auf diese Weise sind zwischen den vorspringenden Teilen der Lagen 22 Nuten 25 gebildet.

Der ringförmige Randteil 18 des Schusses 10 ist in ähnlicher Weise mit Nut und Federn versehen, indem die ringförmigen Lagen 28 mit ihren Stirnflächen 28 a gegenüber den Stirnflächen 30 α der dazwischenlie genden Lagen 30 vorstehen und so zwischen sich Nuten bilden. Wenn, wie F i g. 2 zeigt, die Randteile 16 und 18 ineinander eingreifen, so liegen die Stirnflächen 28 α an den Stirnflächen 24« und die Stirnflächen 30 α an den Stirnflächen 22 a.

Die Lagen 22 und 28 weisen miteinander fluchtende Löcher 22 b und 28 b auf, in die die Bolzen 20 einsetzbar sind. Die Bolzen 20 und demzufolge auch die Achsen der zur Aufnahme eines Bolzens dienenden Locher sind radial angeordnet und über den Umfang verteilt.

Ein innerer Ring 32 dient zur Abdichtung der Boizenlöcher. Er ist bei 32« mit der innersten Lage 30 verschweißt. Der eine Rand des Ringes 32 ist ako durch die Schweißnaht 32 a gegenüber der Innenwand des Kessels abgedichtet. Nahe dem anderen Rand des Ringes 32 ist eine Dichtung vorgesehen, die aus einem elastischen Dichtungsring 33 besteht, der in eine Ringnut 32 h des Ringes 32 eingelassen ist. Diese Dichtung dichtet den Ring 32 gegenüber der innersten Lage 22 des Randteils 16 ab. Auf diese Weise sind die bolzenlöcher der Verbindung nach dem Innern des Kessels zu abgedichtet.

Ist der in Fig. 1 liegend dargestellte Kessel stehend angeordnet, so benötigen die dann horizontal liegenden Bolzen 20 keine besondere Sicherung gegen Herausfallen.

Bei der Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig. 3 bestehen die Randteile 116 und 118 je aus einem Stück. Die Randteile 116 und 118 weisen ringförmige, in Achsrichtung des Kessels vorspringende Federn 122 und 128 au/, die den Federn 22 und 28 in Fig. Ί entsprechen und bei zusammengesetztem Kessel nach Art einer Nut- und Federverbindung ineinandergreifen. Die Federn 122 und 128 weisen wiederum zur Aufnahme der Bolzen 20 fluchtende Löcher 122 ft auf.

Der Randteil 116 ist mit dem Kesselboden 114 durch eine Schweißnaht 115 ebenso verbunden, wie der Randteil 118 mit dem Schuß 110 durch die Schweißnaht 110 a. Die Kesselteile 110 und 114 können auch aus mehreren Lagen bestehen.

An der Innenseite der Verbindungsstelle ist zur Abdichtung ein Ring 132 vorgesehen, der die Löcher für die Bolzen 20 verdeckt und nahe seinen Rändern auf der Außenseite mit Nuten zur Aufnahme von Dichtungsringen 133 und 134 versehen ist. Auf diese Weise ist der Ring 13?. sowohl gegenüber dem Randteil 116 als auch gegenüber dem Randteil 118 abgedichtet

Um das Herausfallen der Bolzen 20 aus den Löchern 122 b. 128 b zu verhindern, ist ein Haltering SO L-förmigen Querschnittes vorgesehen, der die äußeren Enden der Bolzen 20 überfaßt und am Ende des waagerechten Schenkels des L auf der Innenseite durch Schrauben 52 mit einem Sicherungsring Sl ver-

sehen ist, der die Lage des Halteringes 50 sichert Sind die Bolzen 2Q in dieser Weise gesichert, so kann der Kessel waagerecht angeordnet werden, ohne aoä die Gefahr des Herausfallens der Bolzen besteht Der Haltering 50 erübrigt sich, wenn die Bolzen in den

to Löchern 122 6,128 b festgeklemmt sind.

Bei der Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig. 4 ist der Randteil216 durch eine Schweißnaht 215 mit dem Boden 214 verschweißt In der gleichen Weise ist der Randteil 218 des Schusses 210 mit diesem durch die Schweißnaht 210 α verbunden. Die Randteile 216 und 218 sind wiederum mit Federn 222 und 228 versehen, die ineinandergreifen und durch radiale Bolzen 220 gegen Lösen gesichert sind. Die Federn 222 und 228 haben eine nach den Enden

so zu sich verringernde Dicke, s. daß sie ineinandergreifend einen festeren Sitz ergebe.!. Die Bolzen 220 können in einer über den Umfang des Kessels sich erstreckende Reihe angeordnet sein wie in Fig. 2. Es lassen sich aber auch zwei Reihen nebeneinander anordnen, wobei die Bolzen der einen Reihe gegenüber der anderen vorteilhaft versetzt sind. Durch die Versetzung der Bolzen der beiden Reihen wird ein geringer Bolzenabstand erreicht.

Im Bereiche des Verbindungsstoßes ist wiederum an der Innenseite ein Ring 232 zur Abdichtung der Bolzenlöcher vorgesehen, der durch eine Schweißnaht 232 u und eine Schweißnaht 232 δ an beiden Rändern mit der innersten Feder 228 des Randteils 218 verbunden ist. Als zusätzliche Abdichtung dient ein Dichtungsring 233, der nahe dem äußeren Ende der Feder 228 eingelassen ist und diese gegenüber der angrenzenden Feder 222 des Randte^:!s216 abdichtet. Eine solche Abdichtung läßt sich auch bei den Ausführungsformen der F i g. 2 und 3 anwenden.

Der Ring 232 kann auch, wie derjenige 132 gemäß-F i g. 3 ausgebildet sein.

Zur Sicherung der Lage der Bolzen 220 ist wiederum ein I -förmigcr Haltering 250 vorgesehen, der die äußeren Enden der Bolzen überfaßt und durch einen durch Schrauben 252 am Ende des waagerechten Schenkeis befestigten Sicherungsring 251 gegen axiale Verschiebung gesichert ist. Der waagerechte Schenkel des Halteringes 250 muß so lang sein, daß er beide Reihen Bolzen überfaßt.

Die Randteile 316 und 318 gemäß Fig. 5 sind wiederum mit Federn 322 und 328 versehen, die ineinandergreifen und durch Bolzen 320 gesichert sind. Diese Bolzen 320 sind konisch ausgebildet. Dementsprechend sind auch die Löcher 322 b und 328 b in

den Federn 322 und 328 konisch ausgebildet. Die konische Ausbildung der Bolzen hat den Vorteil, daß sie leichter aus den Löchern entfernbar sind. Sie sitzen außerdem nach dem Einschlagen fester in den Löchern. Schließlich werden die den Folzen beanspruchenden Kräfte besser aufgenommen.

Um über die Länge des Bolzens eine gleichmäßige Beanspruchung zu erreichen, muß folgendes Verhältnis eingehalten werden:

d, I d, ~ D, ID₂.

Hierbei sind d_t der Durchmesser des Bolzens am inneren Ende und α*₂ am äußeren Ende, Dt der Innendurchmesser und Dj der AußendurchtnessiT des Kessels (siehe F i g. 5).

Die Federn 322 und 328 können auch wie in Fig. 4 nach dem Ende zu sich verringernde Wandstärke aufweisen. Die konischen Bolzen lassen sich auch bei den Ausführungsformen gemiiß den F i g. 2 bis 4 anwenden.

Zur Abdichtung der Bolzenlöcher ist wiederum an der Innenseite ein Ring 332 vorgesehen, der wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 ausgebildet ist. Es können aber auch die anderen beschriebenen Aus führungsformen dieses Ringes angewendet werden. Zur Sicherung der Bolzen 320 wird bei horizontaler Lage des Kessels zweckmäßig wieder ein Haltcring 350 vorgesehen, der durch einen Sicherungsring 351 mit Schrauben 352 gegen Verschiebung gesichert ist und in seiner Ausführungsform dem Haltering50 gemäß Fig. 3 entspricht. Die konische Ausbildung der Bolzen 320 ermöglicht es aber, diese so fest in die Bohrungen 320 ermöglicht es aber, diese ben, daß ein Haltering 50 überflüssig wird.

Die beschriebenen Verbindungen von Kesselteilcn sind nicht nur für die lösbare Anbringung eines Kesselbodens, sondern auch zur Verbindung zylindrischer und halbkugiMlürmiger Kesselteile miteinander geeignet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

I 684710 Patentansprüche:

1. Zerlegbarer Kessel, dessen Teile an den zusammenstoßenden ringförmigen Rändern als ineinandergreifende Nuten und Federn ausgebildet und durch die Nuten.und Federn durchsetzende lösbare Bolzen zusammengehalten sind, wobei mindestens eine Dichtung für die Abdichtung des Nut-Feder-Spaltes sorgt, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Rand mehrere Nuten und Federn 22 bzw. 28; 122 bzw. 128; 222 bzw. 322 bzw. 328) aufweist, die sämtlich von den Bolzen (20, 220, 320) durchsetzt werden, und daß im Bereich der Stoßstelle ein an der Innenwand des Kessels anliegender Ring (32,132,232,332) vorgesehen ist, der die Bolzenbohrangen und/oder den Stoß des radial inneren Nut-Feder-Stoßes dichtend überdeckt.

2. Kessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bolzen (320) konisch ausgebildet und in den Löchern (322 b, 328 b) der Federn (322, 328) verkeilt sind.

3. Kessel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des Durchmessers (di) der inneren zu dem (dj) der äußeren Bolzenenden gleich dem Verhältnis vom inneren (D/) zum äußeren Kesseldurchmesser (D-.) ist.