DE1704353B1

DE1704353B1 - Verbindung fuer ein quer zur Wickelachse getrenntes Druckgefaess aus glasfaserverstaerktem Kunststoff und Verfahren zur Herstellung dieser Verbindung

Info

Publication number: DE1704353B1
Application number: DE19671704353D
Authority: DE
Inventors: Grosh James Luther; Frey Christian Miller
Original assignee: United Aircraft Corp
Current assignee: Raytheon Technologies Corp
Priority date: 1967-09-27
Filing date: 1967-09-27
Publication date: 1970-08-20

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbindung für ein quer zur Wickelachse getrenntes Druckgefäß aus glasfaserverstärktem Kunststoff und auf ein Verfahren zum Herstellen dieser Verbindung. Glasfaserdruckkessel werden für eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten gebraucht, etwa für Raketenmotoren, chemische Reaktionen u. dgl., jedoch ist die Verwendbarkeit von aus Glasfasern gewickelten Druckkesseln großen Durchmessers zur Zeit noch beschränkt, da sich bei derartigen Kesseln noch keine Verbindungen herstellen lassen, welche Innendrücken von über 7 kg/cm2 standhalten können. Für kleine Kessel bis etwa 53,3 cm Durchmesser sind bereits Verbindungen mit befriedigenden Eigenschaften bekannt. Bei größeren Kesseln reicht die Druckbeständigkeit jedoch nicht aus.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbindung an geteilten Glasfaserdruckkesseln zu schaffen, die auch bei größeren Kesseln hohen Innendrücken standhält.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Stirnflächen der getrennten Teile miteinander fluchtende Ringnuten senkrecht zu den Stirnflächen aufweisen, daß in dem von den Ringnuten gebildeten Hohlraum ein Verbindungsteil eingesetzt ist und daß das Verbindungsteil durch Zapfen, die in durch die Seitenwand des Druck gefäßes und das Verbindungsteil hindurchführenden Bohrungen angeordnet sind, an den Druckgefäßteilen befestigt ist. Die Verbindung läßt sich leicht herstellen und erfordert keine komplizierten Bearbeitungsgänge. Die Verbindung ist auch leicht zusammenzusetzen.
Die Erfindung ist im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel beschrieben.
F i g. 1 ist eine perspektivische, teilweise im Schnitt dargestellte Ansicht eines Glasfaserdruckkessels mit einem Einsatzring; Fig. 2 ist ein Schnitt längs der Linie 2-2 von Fig. 1; F i g. 3 ist eine perspektivische, teilweise im Schnitt dargestellte Ansicht eines Druckkessels mit einer Verbindung nach der Erfindung; F i g. 4 ist eine Schnittansicht längs der Linie 4-4 von Fig. 3.
Die Fig. 1 und 2 zeigen die Vorstadien bei der Herstellung der Verbindung nach der Erfindung. Das Druckgefäß 6 mit einer Seitenwand 8 von im wesentlichen gleichmäßigem Querschnitt ist durch spiralförmiges Aufwickeln von Glasfasern, welche mit einem Epoxydharz beschichtet sind, über einen fortnehmbaren Dorn hergestellt. Derartige Herstellungsverfahren sind bekannt. Ein fortnehmbarer Ring 10 ist nahe der Mitte der Wand angeordnet, und die Wand selbst ist im Bereich 12 verdickt, so daß sich eine besonders große Festigkeit an der Verbindung ergibt. Das Druckgefäß 6 wird sodann längs der Linie 14 zertrennt und der Ring 10 entfernt. Der Ring 10 kann aus einem Material hergestellt sein, das nicht an Glasfasern haftet, etwa aus Gummi, so daß nach dem Zerteilen des Gefäßes die eingebetteten Bereiche des Ringes 10 herausgezogen werden können und die Schnittkanten sodann U-förmig gestaltet sind und einen Schlitz aufweisen an der Stelle, in der der Ring 10 untergebracht war. Der Ring 10 kann auch aus einem schmelzbaren oder löslichen Material bestehen, welches nach dem Zerschneiden des Kessels dementsprechend entfernt wird.
Die Verbindung kann jedoch auch ohne Verwendung eines Ringes 10 hergestellt werden, indem ein Druckkessel mit einer verdickten Wand gebildet wird und sodann die Schlitze in die Schnittkanten eingearbeitet werden.
Zum Zusammensetzen der Kesselhälften wird ein Verbindungsteil 16, dessen Dicke der Stärke der Nut entspricht, in letzteren eingeführt. Als Material für das Verbindungsteil 16 wird vorzugsweise Metall verwendet, jedoch ist auch Kunststoff brauchbar. Das Verbindungsteil 16 kann die Form eines gechlossenen Ringteiles aufweisen oder eine Reihe von Streifen bilden. Falls Streifen verwendet werden, sollten diese so breit sein, daß ein einziges Paar Nietlöcher oder zwei oder mehrere Paare durch diese Streifen hindurchverlaufen.
Nach dem Einfügen des Verbindungsteiles 16, der die beiden Kesselhälften in richtiger Lage zusammenmenhält, werden Löcher in den verdickten Bereich 12 und durch den Verbindungsring 16 gebohrt. Diese Bohrungen haben im wesentlichen den gleichen Abstand von der Verbindungslinie 18 der beiden Kesselhälften und sind von der Trennlinie genügend weit entfernt, so daß eine ausreichende Materialdicke zwischen den Löchern und der Trennlinie liegt. Sodann werden durch die gebohrten Löcher Zapfen 20 und 22 gesteckt, die durch den Verbindungsring 16 hindurchreichen und eine feste Verbindung bilden.
Diese Zapfen können entweder zylindrisch oder konisch ausgebildet sein und Einrichtungen aufweisen, die einen festen Sitz derselben gewährleisten.
An Stelle von Nieten können auch Schraubenbolzen od. dgl. verwendet werden. Gewöhnlich haben die Zapfen eine geringe Untergröße und werden in die Löcher eingetrieben, so daß sie durch Reibung gehalten werden.
Bei Verwendung dieser Konstruktion für die Herstellung von Gehäusen für Raketenmotoren muß an der Seite des Kessels eine Einrichtung vorgesehen sein, um die Verbindung verhältnismäßig kühl zu halten. Bei der Ausführungsform nach den Fig. 3 und 4 wird dies durch Glasfaserringe 24 erreicht, die innerhalb des Kessels liegen und an der Stelle 26 kleine Ausnehmungen zur Aufnahme der Enden der Zapfen aufweisen. Für eine gasdichte Verbindung können 0-Ringe 28 verwendet werden. Wie bei Raketenmotoren üblich, ist eine Isolierung 30 für die Wand des Druckkessels und eine Isolierung 32 für die Verbindungsstelle vorgesehen.
Die Verdickung der Verbindung im Bereich 12 wird durch Verwendung einer Metallfolie oder eines Metalldrahtes hergestellt, welche in den Kessel oder das Glasgewebe eingebettet werden, wenn dieser hergestellt wird, um eine größere Festigkeit zu erreichen.
Der beschriebene zweiteilige Druckkessel läßt sich natürlich auch mit mehreren Verbindungsstellen ausrüsten. Zum Beispiel kann ein zentraler zylindrischer Bereich an zwei halbkugelförmige Bereiche angeschlossen sein.

Claims

Patentansprüche: 1. Verbindung für ein quer zur Wickelachse getrenntes Druckgefäß aus glasfaserverstärktem Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen (12) der getrennten Teile miteinander fluchtende Ringnuten senkrecht zu den Stirnflächen (12) aufweisen, daß in dem von den Ringnuten gebildeten Hohlraum ein Verbindungsteil (16) eingesetzt ist und daß das Verbindungsteil (16) durch Zapfen (20, 22), die in durch die Seitenwand (8) des Druckgefäßes (6) und das Verbindungsteil (16) hindurchführenden Bohrungen angeordnet sind, an den Druckgefäßteilen befestigt ist.
2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Verbindungsteil (16) ein -eingeschlossenes -Ringteil atis-Blech- dien
3. Verbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsteil (16) eine Reihe von Streifen bildet.
4. Verbindung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände (8) des Druckgefäßes (6) im Bereich der Ringnuten verdickt sind.
5. Verbindung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfen (20, 22) konisch gestaltet sind.
6. Verfahren zum Herstellen einer Verbindung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in den Mantel des Druckgefäßes bei dessen Herstellung ein Ring eingebettet wird, daß der Druckkessel im wesentlichen entlang der Mittellinie des Ringes zerteilt wird, daß die durchgetrennten Teile des Ringes aus den beiden Ab-- sehnitten es ruckkesselsntfernt- -werden3 so -daß eine Ringnut an den Trennkanten derselben frei bleibt, daß das Verbindungsteil in die Ringnuten eingeführt wird, daß die derart zusammengesetzte Einheit im Bereich des Verbindungsteils durchbohrt wird und daß Zapfen durch die Bohrungen gesteckt werden, die die beiden Teile des Druckkessels zusammenhalten.