DE2353337A1 - Hochdruck-dichte verbindung - Google Patents

Description

Patentanwälte -I:?':--"·· .ί ~·- aTZ son,

Dr.-lng.R. BEETZ Jr. • München 22, Steinfdorfetr. 10

5β2-21.58ΐΡ(21.582Η) 2353337

24. Oktober 1973

I)- LE. NICKEL ,

1, boulevard de Vaugirard, Paris 15 (Prankreich)

2) CENTRE NATIONAL POUR L¹ EXPLOITATION DES OCEANS * avenue d'lena, Paris %6 (Frankreich)

J)-ERJI

6, rue Le Chdteller, Marseille XV (Frankreich)

Hochdruck-dichte Verbindung

Die Erfindung betrifft eine mechanische, auch bei sehr ' hohen Drücken leckdichte Verbindung, insbesondere zur Ausrüstung von Unterwasserforschungs-G-eräten. Eine solche Verbindung soll ein zylindrisches Gehäuse aus Metall und ein durchsichtiges Rohr aus Polymethylmethacrylat (das ist ein glasähnliches Kunstharz) miteinander verbinden.

Die erfindungsgemäße Verbindung ist insbesondere für den Anbau an Unterwasser-Beleuchtern bestimmt. Bekanntlich'

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werden zur Erforschung des Meeresgrundes verschiedene Unterwasser-Geräte benutzt, die insbesondere selbsttätige Vorrichtungen für Lichtbildaufnahmen und für Probeentnahmen enthalten. Diese Geräte sind mit lösbarem Ballast und mit Schwimmern versehen und werden an der Wasseroberfläche ausgesetzt, so daß sie sich frei bewegen können. Wenn ein solches Gerät den Grund berührt, löst es sich selsttätig von seinem Ballast (mit Hilfe von Vorrichtungen, die hier nicht beschrieben werden, da sie nicht zur Erfindung gehören), so daß es dank der Wirkung der Schwimmer wieder zur Oberfläche aufsteigt, wo es wieder eingefangen werden kann. Da dieses Einfangen im allgemeinen von einem Schiff aus geschieht (meistens demjenigen Schiff, welches das Forschungsgerät ausgesetzt hat) und da dieses Schiff dann, wenn das Gerät wieder auftaucht, mitunter weit entfernt ist, so ist leicht verständlich, daß das Forschungsgerät mit Mitteln zur Fernanzeige versehen sein muß.

Diese Mittel können von mehrerlei Art sein; darunter sind Raucherzeuger, Funkbojen und Blink-Seheinwerfer. Zu dieser letztgenannten Art gehört das Anzeigegerät, bei dem die . erfindungsgemäße wasserdichte Verbindung insbesondere angewendet wird.

Ein solcher Blink-Scheinwerfer enthält im allgemeinen ein rohrförmiges Gehäuse aus Metall, welches im wesentlichen elektrische Batterien und elektronische Schaltgeräte enthält, die einen elektrischen Kondensator in vorbestimmten zeitlichen Abständen laden. Auf dieses rohrförmige Gehäuse ist ein durchsichtiges Rohr, d.h. ein Zylinder aus durchsichtigem Stoff, z. B. aus dem oben erwähnten Kunstharz Polymethylmsthacrylat, einem Acryl-Glas, aufgeschraubt;

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in diesem durchsichtigen Rohr sitzt eine Blinkanlage, mitunter "Blitzlichtlampe" genannt, die den eigentlichen Lichterzeuger bildet und die an den elektrischen Kondensator angeschlossen.1st·

Nach.dem früheren Standdiesa?Technik war" die Abdichtung zwischen dem rohrförmigen Gehäuse und dem durchsichtigen Rohr durch einen Dichtungsring von Kreisprofil besorgt, der in einer Ringnut saß, die an der Innenfläche des Gehäuses ausgearbeitet war.

Die bekannten Vorrichtungen haben den Nachteil, daß sie nicht die großen hydrostatischen Drücke aushalten, die in Unterwasser-Forsehungsgeräten in sehr großen,Tiefen von bis zu 6000 Metern auftreten.

Das Polymethylmethacrylat ist ein Werkstoff, dessen mechanische Festigkeit im Vergleich zu derjenigen von Metall gering ist, nämlich etwa 6 kp/qmm bei Zug und 10 kp/qmm bei Druck beträgt. Insbesondere.dieser letzte Wert erklärt, daß in der Masse des durchsichtigen Rohres bei Prüfungen mit sehr hohem Druck Riß-Linien erscheinen. Im Längsschnitt zeigen sich diese Linien senkrecht zur Innenfläche des metallenen Gehäuses, und sie verschwinden zum freien Ende des durchsichtigen Rohres hin. Daraus folgt, daß dieses Rohr unter Druck zum Abscheren längs dieser Linie neigt; diese Neigung ist äußerst störend, da sie zum Brucii des durchsichtigen ^Rohres führt.

Ferner hat das Polymethylmethacrylat den Nachteil, daß es keine Stöße verträgt, besonders, wenn es spanabhebend bearbeitet ist, und dann Anlaß zu Rissen bietet, insbesondere in der Gegend der Gewindegänge, der Schultern

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und der Nuten, die man beim Entwurf solcher Bauteile vorsehen muß.. Daraus folgen nicht zu vernachlässigende Rißgefahren, z. B. bei Stoßen, die bei Unterwasser-Forschungsunternehmungen fast unvermeidlicherweise vorkommen .

Daher besteht eine der Aufgaben der Erfindung darin, eine leckdichte Verbindung eines Rohres aus Polymethylmethacrylat mit einem rohrförmigen Gehäuse aus Metall zustande zu bringen.,, die einen Druck von mindestens 600 kp/qem verträgt.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist, eine Verbindung dieser Art zu schaffen, welche Stoßbeanspruchungen bei der Handhabung aufnehmen kann, die stärker als die Eigenfestigkeit des Werkstoffes sind.

Und eine zusätzliche Aufgabe liegt darin, eine solche Verbindung zu schaffen, die sich zur Verwendung in Blinkanzeige-Vorrichtungen von Unterwasser-Forschungsgeräten eignet.

Diese Aufgaben sowie aus dem folgenden hervorgehende weitere Aufgaben löst die 'erfindungsgemäße dichte Verbindung, die ein zylindrisches Schaurohr aus Kunststoff und ein rohrförmiges Gehäuse aus -Metall von gleichem Außendurchmesser miteinander verbinden soll. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie folgende Bauteile in Kombination enthält: Das genannte durchsichtige Rohr, dessen Verbindungs-Ende außen eine kegelstumpfförmige Sitzfläche und innen eine ebene Fläche aufweistj das genannte rohrförmige Gehäuse, dessen Verbindungs-Ende eine kegelstumpfförmige Sitzfläche aufweist, die sich in der Richtung zum durchsichtigen Rohr hin erweitert, und gleiche Form wie dieses Rohr hat und an ihm anliegtj einen kreisförmig profilierten Dichtungsring, der in einer Ringnut der kegeistunpfförmigen Sitzfläche des Rohres liegtj ein drehkörperförmiges

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halbstarres, einstückiges Zwischenstück, das zwei verschiedene Durchmesser und dazwischen eine Schulter aufweist und das mit seinem Durchmesser dünneren Ende axial in das durchsichtige Rohr und mit seinem.anderen, im Durchmesser dickeren Ende in das rohrförmige Gehäuse eingeschraubt ist; und eine elastische Stoßdämpfungsscheibe, die zwischen der inneren ebenen Fläche am Ende des durchsichtigen Rohres und der Schulter des Zwischenstückes angeordnet ist.

Vorteilhafterweise besteht das halbstarre Zwischenstück aus einem Kunststoff.

Wenn die erfindungsgemäße dichte Verbindung bei Blinklicht-Erzeugern verwendet wird, dann wird das zwischenstück mit einer axialen Bohrung und das durchsichtige Rohr mit einem sich von der Verbindungsstelle aus erstreckenden Sackloch Versehen, damit die Blitzlampe, welche die Lichtblinksignale erzeugt, darin eingesteckt werden kann.

Die nun folgende Beschreibung eines Ausführungsbeispieles - die Erfindung ist keineswegs auf dieses Beispiel beschränkt - wird zeigen, wie die Erfindung in der Praxis verwirklicht wird. Sie ist mit Blick auf die angefügte Zeichnung zu lesen; diese zeigt die erfindungsgemäße leckdichte Verbindung in einem Längsschnitt.

Diese Verbindung dient zum Anbau eines durchsichtigen Rohres 1 aus Polymethylmethacrylat an ein rohrförmigen Gehäuse aus Metall» Wenn diese Verbindung einen Teil einer Blinklicht-Anzeigevorrichtung für Unterwasser-Forschungsgeräte bildet, kann das Gehäuse 2 aus seewasserbeständiger Aluminiumlegierung, wie z. B. gewissen Legierungen aus Aluminium und Magnesium, bestehen. In diesem Falle enthält das Gehäuse eine oder mehrere elektrische Batterien, die einen elektronischen Steuerkreis speisen,'welcher einen elektrischen Kondensator in vorbestimmten Zeitabständen auflädt. Dieser

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Kondensator ist seinerseits mit einer Blinklampe (mitunter "Blitzlicht-Lampe" genannt) verbunden, die im " Gehäuse 2 befestigt ist und beim Anbau des durchsichtigen Rohres 1 an das Gehäuse 2 in ein Sackloch 3 eintaucht,das sich in der Achse des Rohres 1 befindet. Der elektrische Steuerkreis der Blinklampe enthält auch einen selbsttätigen Unterbrechungsschalter, der den Betrieb der Lampe erst nach dem Wieder aufstauchen des Gerätes einschaltet. Alle diese elektrischen Einrichtungen sind hier nicht gezeichnet noch beschrieben, denn sie gehören nicht zur Erfindung.

Damit diese Beschreibung erleichtert werde, sei angenommen, daß die wasserdichte Verbindung sowie in der Zeichnung angeordnet, d.h. das durchsichtige Rohr 1 nach oben gerichtet istj das gibt den hier benutzten Ausdrücken wie "oben", "unten" usw. .einen Sinn.

Erfindungsgemäß endet das rohrförmige Gehäuse 2 an seinem oberen Ende in einer kegelstumpfförmigen, sich nach oben erweiternden Sitzfläche 4. Das durchsichtige Rohr 1 seinerseits besitzt an seinem unteren Ende eine kegelstumpfförmige Sitzfläche 5,. die nach oben hin weiter wird; sie entspricht genau der Form der kegelstumpfförmigen Sitzfläche 4, auf der sie nach dem Zusammenbau des Ganzen aufsitzt. Die kegelstumpfförtnige Fläche 5 des durchsichtigen Rohres 1 ist mit einer Ringnut 6 versehen, in die ein Dichtungsring von kreisförmigem Querschnitt eingelegt ist. Der eigentliche Zusammenbau geschieht mittels eines drehkörper förmigen Zwischenstückes ¹J _t das in das rohrförmige Gehäuse 2 eingeschraubt ist. Dieses Zwischenstück 7 besitzt eine Schulter 8 und setzt sich nach oben hin in einen zylindrischen Teil von kleinerem Durchmesser fort, der in'das durchsichtige Rohr 1 eingeschraubt ist.. Das Zwischen- . ' stück 7 ist natürlich mit einer Axialbohrung versehen,,

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damit die Blinklampe zum Sackloch j5 hindurehgesehoben werden kann. Zwischen der Schulter 8 des Zwischenstuckes

■ 7 und dem unteren ebenen Teil 10 des durchsichtigen Rohres ., 1 ist ein elektrischer Schalter 9 angeordnet.

Das Zwischenstück 7 besteht vorzugsweise aus halbhartem Kunststoff. Es nimmt die Stöße im Bereich der Verbindung auf, und zwar~teils—dank seiner eigenen Elastizität und teils dank der Gegenwart der elastischen Scheibe 9, welche die Rolle eines Stoßdämpfers spielt.

Es soll hier keine Theorie aufgestellt werden, welche die Wirksamkeit der.erfindungsgemäßen Vorrichtung . zu" erklären hätte; aber es muß bemerkt werden, daß" wahrscheinlich der Kegelsitz, der durch die kegelstumpfförmige Sitzfläche 4 des rohrförmigen Gehäuses 2 und durch die entsprechende Sitzfläche 5 des durchsichtigen Rohres 1 gebildet ist, die Ursache dafür ist, daß in diesem Rohr die bei starkem Druck beobachtete Erscheinung der Seher-Risse nicht auftritt. Außerdem würde dieser Kegelsitz die Fasern des durchsichtigen .Rohres 1 zur Mitte hin drücken und dadurch das Auftreten der senkrechten Risse verhindernο

Der kreisförmig profilierte Dichtungsring 6 schließlich verbessert die Dichtheit und verhindert das Eindringen von Wasser im Bereich der Berührungsflächen 4 und 5.

. Wie dem auch sei, es hat sich bei Drucktank-Versuchen an einem Probestück, welches aus einem rohrförmigen Gehäuse und einem durchsichtigen Rohr von 45 mm Durchmesser bestand, gezeigt, daß die erfindungsgemäße Verbindung einem Druck von 600 kp/qcm , der einer Wassertiefe von etwa βΟΟΟ Metern entspricht, standhält. ■ '

4 QS 8-1 8709 5

Claims (2)

1. 2363337

   — ο — '

   Ansprüche

   1J Hochdruck-dichte Verbindung eines zylindrischen durchsichtigen Rohres aus Kunststoff mit einem metallenen rohrförmigen Gehäuse von gleichem Durchmesser, dadurch gekennzeichnet, daß sie folgende Teile in Kombination enthält:

   Das genannte durchsichtige Rohr (1), dessen Verbindungs-Ende außen eine kegeistumpiförmige Sitzfläche (5) und innen eine ebene Fläche (10) aufweist^ das genannte rohrförmige Gehäuse (2), dessen Verbindungs-Ende eine kegelstumpf förmige Sitzfläche (4) aufweist, die sich in der Richtung zum durchsichtigen Rohr (1) hin erweitert und gleiche Form wie dieses Rohr (1) hat und an ihm anliegt; einen kreisförmig profilierten Dichtungsring, der in einer Ringnut (6) der kegeistumpfförmigen Sitzfläche (5) des Rohres (1) liegt; ein drehkörperförmiges halbstarres, einstückiges Zwischenstück (7), das zwei verschiedene Durchmesser und dazwischen eine Schulter (8) aufweist und das mit seinem im Durchmesser dünneren Ende axial in das durchsichtige Rohr (1). und mit seinem anderen, im Durchmesser dickeren Ende in das rohrförmige Gehäuse (2) eingeschraubt ist; und eine elastische Stoßdämpfungsscheibe (9) -, die zwischen der inneren ebenen Fläche (10) am Ende des durchsichtigen Rohres (1) und der Schulter (8) des Zwischenstückes (7) angeordnet ist.
2. 2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenstück (7) aus Kunstharz besteht.

   A 09 818/09 S 3

   3· Verbindung nach einem'der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenstück (7) mit einer axialen Bohrung und das durchsichtige Rohr (1) mit einem Sacklo.ch X» für den Durchgang einer Blitzlicht-Lampe versehen ist.

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