DE2333644C2

DE2333644C2 - Hohlwandiger, verformbarer Ring und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE2333644C2
Application number: DE2333644A
Authority: DE
Inventors: Maurice Palaiseau Moulin; Michel St-Cyr-L'Ecole Roze; Jean Les Clayes sous Bois Vivien
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1972-07-03
Filing date: 1973-07-02
Publication date: 1982-06-03
Also published as: FR2191633A5; CH575078A5; US3903931A; GB1421960A; DE2333644A1

Description

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Die Erfindung betrifft einen hohlwandigen, verformbaren Ring und ein Verfahren zu dessen Herstellung.

Einen derartigen Ring zeigt die DE-OS 22 43 995. Es handelt sich dabei um einen zylindrischen Bauteil, der sich im Innern eines gleichmäßig zylindrischen Hohlraums befindet. Auf diesen Ring kann eine Vorspannung ausgeübt werden, um so Dichtheit zwischen diesem Bauteil und der Wand des Hohlraums in Längs- und in ^fe5 Querrichtung sicherzustellen, was sich besonders für die Wärmeisolierung von Leitungen bei Kernreaktoren eignet.

Dabei muß sich die Außenfläche des genannten Ringes im plastischen Bereich ausdehnen, um das Montagespiel auszugleichen. Wenn das Spiel zwischen der Innenfläche und dem zusammenzupressenden Bauteil zu groß ist, bilden sich in der Wand des Ringes Falten. Diese Falten können Haarrisse bilden, durch die das in der Leitung enthaltene Gas austreten kann, wenn die Leitung nicht dicht ist Um diesen Nachteil zu beheben, muß man dafür sorgen, daß die Wände des Ringes im elastischen Bereich arbeiten, damit sie sich nicht bleibend verformen.

Die Erfindung geht deshalb aus von einem hohlwandigen, verformbaren Ring, der als kranzförmiger, hohler Drehkörper mit zwei zueinander koaxialen Wänden ausgebildet ist und mit die beiden Wände verbindenden Abschnitten einen in sich geschlossenen Hohlkörper darstellt, der zur Aufnahme eines Fluids unter Druck dient.

Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Ringes.

Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, unter Vermeidung der obengenannten Nachteile sicherzustellen, daß das den Ring bildende Metall im elastischen Bereich arbeitet.

Diese Aufgabe ist durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.

In den Unteransprüchen sind zweckmäßige weitere Ausführungen gekennzeichnet.

Die Wirkung der beanspruchten Maßnahme besteht darin, daß die Verformungen des Ringes durch das Falten oder Entfalten der Wellen aufgenommen werden.

Die Erfindung sei nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Gesamtansicht des Ringes in perspektivischer Darstellung,

F i g. 2 eine Teilansicht eines Teiles des Ringes, welche die Art und Weise des Zusammenbaues der Wände des Ringes zeigt, und

F i g. 3 einen senkrechten Schnitt durch eine Anwendung des Ringes.

In F i g. 1 hat ein Ring 2 die allgemeine Form eines zylindrischen, hohlen Ringes, der von einer äußeren Wand 4, einer inneren Wand 6 und je einem halben Ringwulst 8, 10 (Torus) an jedem Ende begrenzt wird. Die Außenwand 4 ist durch einen zylindrischen, aus Blech bestehenden Mantelschuß mit der Achse XX' gebildet. Dieser Mantelschuß weist Wellen 12 auf, die durch Verformung des Mantels erzeugt sind. Diese Wellen 12 haben die Form je eines Halbzylinders, der mit einer zur Achse XX' des Ringes 2 parallelen Achse an einem Ende des Ringes 2 auf dem halben Ringwulst 8 oder 10 geginnt und nahe dem anderen Rande des Ringes 2 mit einer Abrundung 14 endet.

Jede Welle 12 hat eine Länge, die etwas größer als die halbe Breite H des Ringes 2 ist. Diese Wellen 12 beginnen abwechselnd an dem einen oder dem anderen der beiden halben Ringwülste 8 und 10.

Die innere Wand 6 hat ebenfalls die Form eines zylindrischen Mantelschusses und ist mit Wellen 15 versehen, die hinsichtlich ihrer Form und ihrer Verteilung den Wellen 12 der äußeren Wand 4 völlig gleichen. Die innere Wand 6 endet mit je einer äußeren Abrundung 16 und 18, deren jede also ein Viertel des Ringwulstes bildet.

Den Ring 2 schließen zwei äußere Ringwulst-Viertel 20 und 22. Jedes dieser Ringwulst-Viertel 20, 22 ist einerseits an die äußere Wand 4 und andererseits an den

Rand der Ringwulst-Viertel 16 und 18 mit Schweißnähten 23 angeschweißt; so ist ein dichter Ring 2 entstanden. Der Teilschnitt zeigt, daß der Hohlraum 24 des Ringes 2 im allgemeinen die Form eines Rechteckes mit zwei anschließenden Abrundungen hat, die den Halb-Wulsten 8 und 10 zugehören.

Der Ringwulst weist ferner zwei öffnungen 26 und 28 auf, die an die beiden Halb-Ringwülste 8 und 10 z. B. angeschweißt sein können und die den Zweck haben, Druckflüssigkeit einzuführen. Es können aber auch mehr als zwei öffnungen 26, 28 angeordnet werden; dann ist das Einlassen von Druckflüssigkeit und das Ablassen von Luft leichter.

Dank der Bildung der Wellen 12 und ihrer Rückbildung arbeitet das Metall auf der ganzen Breite des Ringes 2 immer im elastischen Bereich, wobei die Wellen 12 ineinander übergehen. Ferner ist, da die Wellen 12 sich nicht über die ganze Breite des Ringes 2 erstrecken, stets eine Abdichtung zwischen der äußeren Leitung und dem Ring 2 einerseits und der vorzuspannenden inneren Leitung und dem Ring 2 andererseits vorhanden.

Nach einem bevorzugten erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren wird der verformbare Ring 2 aus vier Teilen angefertigt, nämlich einer äußeren Fläche 4, einer inneren Fläche 6 und zwei Paaren von Ringwülsten 20 und 22. Diese einzelnen Bauteile werden dann zu dem erfindungsgemäßen Ring 2 zusammengeschweißt.

Die Innenfläche 6 besteht aus einem rechteckigen Blech, dessen abgewickelte Länge dem mittleren Durchmesser des Ringes 2 entpricht. Dann werde:* die Wellen 12 durch Drücken mittels Drückrolle hergestellt, und die Enden des rechteckigen Bleches durch Schweißen miteinander verbunden; der auf der Innenseite der Innenwand 6 entstehende Durchmesser ist der Innendurchmesser des Ringes 2.

Sodann werden die Ränder des Bleches so verformt, daß die inneren Ringwulst-Viertel 16 und 18 entstehen. Zu diesem Zweck wird das Blech in ein entsprechend geformtes Drückfutter gespannt, und der Rand des Bleches auswärts gedrückt; dabei wird der Unterschied der Umfangslängen durch das Glattdrücken der vorher eingedrückten Wellen 12 ausgeglichen. So entsteht eine bandförmige Umrandung ohne Wellen 12, ohne Änderung der Blechdicke, mit dem mittleren Durchmesser des Ringes 2.

Die äußeren Ringwulst-Viertel 20 und 22 entstehen aus je einem flachen Blechring von gleicher Dicke wie derjenigen der äußeren 4 und der inneren Wand 6, der in ein entsprechend geformtes Drückfutter eingespannt und dann durch Drücken zurückgebogen wird, wobei der Überschuß der Umfangslängen des Außendurchmessers die Wellen 29 bildet; diese entsprechenden Wellen 12, die an der Außenseite 4 des Ringes 2 erforderlich sind.

Der Innendurchmesser des den Rohling bildenden flachen Blechringes ist der mittlere Durchmesser des Ringes 2, dabei ist der Außendurchmesser gleich dem mittleren Durchmesser, vermehrt um zweimal die Abwicklung des Ringwulst-Viertels.

So entsteht ein Ringwulst-Viertel, das an seinem Innendurchmesser einen Rand ohne Wellen 12 von der Dicke des Bleches und von einem Innendurchmesser gleich dem mittleren Durchmesser des Ringes 2 hat und das ohne weiteres an die äußere bandförmige Umrandung des Innenbleches 6 angeschweißt werden kann. Sein Außendurchmesser nach dem Drücken ist gleich dem Außendurchmesser des Ringes 2.

Die Außenfläche 4 ist aus einem rechteckigen Blech hergestellt, dessen Länge gleich der Umfangslänge des um das Doppelte der Abwicklung des äußeren Ringwulst-Viertels vermehrten mittleren Durchmessers ist. Nachdem die Wellen 12 durch Drücken mittels Drückrolle hergestellt sind, werden die beiden Enden der äußeren Wand 4 miteinander verschweißt.

So entsteht die Außenfläche des Ringes 2; der Außendurchmesser des Bleches ist gleich dem Außendurchmesser des Ringes 2.

Dann brauchen nur noch die Werkstücke miteinander verschweißt zu werden, und der hohlwandige Ring 2 ist fertig. Da die anfängliche Dicke des Metalls bei den Verformungen des Ringes 2 erhalten bleibt, können die den Ring 2 bildenden Bleche von geringerer Dicke sein.

Der Ausdruck »Bleche« ist ganz allgemein zu verstehen, d. h. e;· gilt nicht nur für Stahlblech, sondern auch für Aluminium, Legierungen des Aluminiums oder Kupfer. Bei gewissen Anwendungen können als Werkstoffe auch Kunststoffe wie Polyamide oder Polytetrafluoräthylen verwendet werden.

F i g. 3 zeigt als ein Beispiel die Anwendung eines erfindungsgemäßen Ringes 2 auf die Wärmeisolierung einer Leitung 30. Die Wärmeisolierung 32 ist von einem Ring 2 (nur einer ist gezeigt) umgeben, der zwischen der Leitung 30 und der Wärmeisolierung 32 angeordnet ist. Wenn Druckflüssigkeit in den Ring 2 eingepreßt wird, ergibt der Ring 2 eine Vorspannungspressung auf die Wärmeisolierung und sichert dabei zugleich die Längsdichtung der Anlage.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Hohl wandiger, verformbarer Ring, der als kranzförmiger hohler Drehkörper mit zwei zueinander koaxialen Wänden ausgebildet ist und mit die beiden Wände verbindenden Abschnitten einen in sich geschlossenen Hohlkörper darstellt, der zur Aufnahme eines Fluids unter Druck dient, dadurch gekennzeichnet,

IO

— daß jede dieser Wände (4, 6) einspringende Sicken (12, 15) aufweist, die regelmäßig über ihren Umfang verteilt und zur Achse (XX') des Ringes (2) parallel sind, und

— daß die Länge der Sicken (12,15) etwas größer als die Hälfte der Breite des Ringes (2) ist und die abwechselnd zum einen und zum anderen der beiden Verbindungsabschnitte (8, 10) hin ausmünden.

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2. Ring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er kegelstumpfförmig ist.

3. Ring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er kugelzonenförmig ist.

4. Verfahren zur Herstellung des verformbaren Ringes nach Anspruch 1—3, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst eine mit Sicken (12,15) versehene Innenwand (6) in Form eines zylindrischen Bleches, dessen Ränder nach außen in Form zweier Ringwülste-Viertel (8, 10) aufgebördelt werden, dann eine Außenwand (4) in Form eines zylindrischen, mit Sicken (12, 15) versehenen Blechs sowie zwei Ringwulst-Viertel (20, 22) hergestellt werden und daß schließlich diese beiden Ringwuls-Viertel (20,22) an die Innenwand (6) und an die Außenwand (4) angeschweißt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Herstellung der Innenwand (6) aus einem rechteckigen Blech, dessen Länge dem Umfang beim mittleren Durchmesser des Ringes (2) «o entspricht, Sicken (12), eingedrückt werden, sodann dieses Blech zylindrisch gebogen wird, und seine Enden miteinander verschweißt werden, und schließlich die Ränder dieses Bleches auswärts so gebördelt werden, daß sie die beiden inneren Viertel der beiden Ringwülste (8,10) bilden.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der beiden äußeren Ringwulst-Viertel (20, 22) aus einem ebenen Blechring von gleicher Dicke wie die Wände durch Auswärtsdrükken seines Außenrandes hergestellt wird, wobei der Überschuß an Umfangslänge des Außendurchmessers die Sicken (15) ergibt.