DE4431593A1 - Verschluß für die Füllöffnung eines ein Druckmedium enthaltenden Behälters - Google Patents
Verschluß für die Füllöffnung eines ein Druckmedium enthaltenden BehältersInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Verschluß für die
Füllöffnung eines ein Druckmedium enthaltenden Behäl
ters, insbesondere eines Dampfdruck-Fühlers für das
Expansionsventil des Verdampfers einer Kühlanlage, mit
einem in der Füllöffnung dicht, insbesondere im Preß
sitz, befestigten ersten Verschlußteil.
Bei einem bekannten Verschluß dieser Art, der zum
Schließen der Füllöffnung eines Dampfdruck-Fühlers in
handelsüblichen Thermostataufsätzen von Temperaturre
gelventilen an Wärmetauschern von Heizungsanlagen ver
wendet wird, besteht das erste Verschlußteil aus einer
mit Zinn ummantelten Stahlkugel, die im Preßsitz in der
Füllöffnung des aus nicht rostfreiem Stahl hergestell
ten Behälters eingesetzt ist. Auf der Außenseite ist
die Kugel durch Lötzinn abgedeckt und mit der Behälter
wand verbunden. Das Anlöten der Kugel an der Behälter
wand dauert wegen der verhältnismäßig niedrigen Löttem
peratur entsprechend lange, um die Behälterwand hinrei
chend zu erwärmen, so daß das Lötzinn eine stoffschlüs
sige Verbindung mit der Behälterwand eingeht. Hierbei
besteht die Gefahr, daß sich die Füllöffnung wegen der
langandauernden Erwärmung beim Löten stärker aufweitet
als sich die Kugel ausdehnt und der Preßsitz der Kugel
in der Füllöffnung beeinträchtigt wird. Die Folge kann
ein undichter Verschluß sein, insbesondere wenn die
Verbindung zwischen der Stahlwand des Behälters und dem
Lötzinn aufgrund einer auf der Stahloberfläche vorhan
denen Oxidationsschicht nicht hinreichend fest ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ver
schluß der gattungsgemäßen Art anzugeben, der hinrei
chend dicht und fest ist.
Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß
ein zweiter Verschlußteil vor der Außenseite des ersten
Verschlußteils an der Füllöffnung dicht befestigt ist.
Bei dieser Lösung besteht aufgrund des größeren Ab
stands zwischen den beiden Verschlußteilen nicht die
Gefahr, daß das Befestigen des zweiten, außenliegenden
Verschlußteils die Verbindung zwischen dem ersten Ver
schlußteil und der Füllöffnung beeinträchtigt, selbst
wenn die Verbindung zwischen der Behälterwand und dem
zweiten Verschlußteil durch Löten erfolgt, weil die
Wärme bei der Übertragung von der äußeren zur inneren
Verbindungsstelle einen größeren Weg zurücklegen muß.
Vorzugsweise ist dafür gesorgt, daß der zweite Ver
schlußteil stoffschlüssig mit der die Füllöffnung auf
weisenden Wand des Behälters dicht verbunden ist. Eine
stoffschlüssige Verbindung ist in der Regel dichter als
eine reibschlüssige Verbindung.
Auch hierbei kann der erste Verschlußteil eine Kugel
sein.
Der zweite Verschlußteil kann mit einer Kugelfläche am
Außenrand der Füllöffnung anliegen. Dies stellt sicher,
daß die Berührungsfläche zwischen dem Verschlußteil und
der Füllöffnung gering ist, so daß die bei der Herstel
lung der Verbindung zwischen dem zweiten Verschlußteil
und der Behälterwand gegebenenfalls angewandte Wärme
schlecht von dem zweiten Verschlußteil auf die Gehäuse
wand übertragen wird.
Bei dem zweiten Verschlußteil kann es sich jedoch auch
um eine Platte handeln, die gegebenenfalls nur an ihrem
äußeren Rand in noch größerer Entfernung von dem ersten
Verschlußteil mit der Behälterwand thermisch, durch
Löten oder Schweißen oder über eine verhältnismäßig
große Fläche mit der Behälterwand verklebt werden kann.
Es ist aber auch möglich, den ersten Verschlußteil und
den zweiten Verschlußteil einstückig auszubilden. Hier
bei entfällt die separate Handhabung zweier getrennter
Verschlußteile. Dennoch kann der Abstand zwischen den
Verbindungsstellen beider Verschlußteile hinreichend
groß sein, um gegebenenfalls eine Wärmeübertragung
weitgehend zu vermeiden.
Hierbei kann der erste Verschlußteil ein Zylinder sein.
Dieser läßt sich großflächig mit der Füllöffnung, z. B.
im Reibschluß, verbinden.
Sodann kann der Zylinder massiv und der zweite Ver
schlußteil eine Platte sein. Ein solches Verschlußglied
ist ebenfalls leicht zu handhaben und hat eine hinrei
chende Festigkeit gegen eine mechanische Verformung.
Der Zylinder kann aber auch topfartig ausgebildet und
der zweite Verschlußteil ein außerhalb des Öffnungsran
des des Zylinders anliegender Flansch sein. Dies ermög
licht ebenfalls eine leichte Herstellung beider Ver
schlußteile in einem Stück, z. B. durch Tiefziehen, und
erspart Material im Vergleich zu einer massiven Ausbil
dung des Zylinders.
Vorzugsweise ist dafür gesorgt, daß die Füllöffnung
einen zylindrischen Abschnitt mit kleinerem Durchmesser
und einen Abschnitt mit größerem Durchmesser aufweist
und daß der erste Verschlußteil in dem Abschnitt mit
kleinerem Durchmesser angeordnet ist. Dies stellt eben
falls einen längeren Wärmeübertragungsweg zwischen dem
zweiten Verschlußteil und dem ersten Verschlußteil si
cher.
Der zweite Verschlußteil kann eine hohe Korrosionsfe
stigkeit aufweisen, so daß der Behälter in einer ag
gressiven Umgebung benutzt werden kann, ohne daß der
äußere Verschlußteil korrodiert. Das Material des er
sten Verschlußteils kann dabei eine geringere Korro
sionsfestigkeit aufweisen, da es durch das zweite Ver
schlußteil gegenüber äußeren aggressiven Fluiden ge
schützt wird.
Vorzugsweise besteht der Behälter aus Metall und der
erste Verschlußteil aus gehärtetem Eisen mit einer die
ses umgebenden Zinnschicht. Das erste Verschlußteil
läßt sich dann sehr fest in der Füllöffnung im Preßsitz
einsetzen, wobei sich die Zinnschicht eventuellen Rau
higkeiten der Oberfläche der Füllöffnung anpaßt, weil
die Zinnschicht verhältnismäßig weich ist.
Dies gilt insbesondere, wenn der Behälter Eisen oder
Messing aufweist, die beide härter als Zinn sind.
Vorzugsweise besteht der zweite Verschlußteil aus rost
freiem Stahl, so daß er gegenüber äußeren aggressiven
Fluiden besonders korrosionsbeständig ist.
Vorzugsweise ist der zweite Verschlußteil an der Behäl
terwand angeschweißt. Grundsätzlich ist es zwar auch
möglich, den zweiten Verschlußteil an der Behälterwand
anzulöten. Beim Schweißen wird jedoch eine höhere Tem
peratur gewählt, so daß der Schweißvorgang nur verhält
nismäßig kurze Zeit andauert, während der nur wenig
Wärme auf die innere Verbindungsstelle zwischen dem
ersten Verschlußteil und der Füllöffnung übertragen
wird.
Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachste
hend anhand von Zeichnungen bevorzugter Ausführungsbei
spiele beschrieben, wobei jede der Fig. 1 bis 9 ein
anderes Ausführungsbeispiel im Querschnitt zeigt.
Nach Fig. 1 hat ein teilweise dargestellter Behälter 1
aus rostfreiem Stahl oder Messing oder einem anderen
Metall, der beispielsweise Dampf unter Druck enthält
und als Fühler für das Expansionsventil des Verdampfers
einer Kühlanlage dient, in einer Wand 2 eine Füllöff
nung 3. Die Füllöffnung 3 hat einen ersten zylindri
schen Abschnitt 4 mit kleinerem Durchmesser und einen
zweiten zylindrischen Abschnitt 5 mit größerem Durch
messer. In dem Abschnitt 4 mit kleinerem Durchmesser
ist ein erster Verschlußteil 6 in Form einer Kugel aus
Metall, die einen Kern aus gehärtetem Eisen und eine
äußere Schicht aus Zinn aufweist, im Preßsitz dicht
eingesetzt. Die Zinnschicht vermindert beim Einpressen
die Reibung und bewirkt eine höhere Dichtigkeit, weil
sie sich Unebenheiten der Innenseite der Füllöffnung
besser anpaßt. Vor der Außenseite des ersten Verschluß
teils 6 ist an der Füllöffnung 3 ein zweiter Verschluß
teil 7 dicht befestigt. Der zweite Verschlußteil 7 hat
ebenfalls die Form einer Kugel und besteht aus rost
freiem Stahl. Der zweite Verschlußteil 7 ist stoff
schlüssig mit der Wand 2 des Behälters 1 durch eine
umlaufende Schweißnaht 8 dicht verbunden, wobei der
Verschlußteil 7 mit seiner Kugelfläche am Außenrand der
Füllöffnung 3 anliegt. Der Abstand zwischen der
Schweißnaht 8 und der Reibschlußverbindungsstelle von
Verschlußteil 6 und Abschnitt 4 der Füllöffnung 3 ist
verhältnismäßig groß, so daß nur wenig Wärme von der
Schweißstelle in den Abschnitt 4 und die Verbindungs
stelle zwischen dem ersten Verschlußteil 6 und dem Ab
schnitt 4 übertragen wird. Desgleichen ist die Berüh
rungsfläche zwischen der Wand 2 und dem zweiten Ver
schlußteil 7 sehr gering, so daß auch wenig Wärme aus
dem Verschlußteil 7, da sich der Verschlußteil 7 beim
Schweißen erwärmt, über die Wand 2 in den Abschnitt 4
der Füllöffnung 3 übertragen wird, insbesondere wenn
der Behälter aus rostfreiem Stahl besteht, der eine
besonders geringe Wärmeleitfähigkeit hat. Der erste
Verschlußteil 6 behält daher seine dichte und feste
Lage im Abschnitt 4 der Füllöffnung 3 bei. Da der Ver
schlußteil 7 aus rostfreiem Stahl besteht, kann er auch
aggressiven Medien auf der Außenseite des Behälters
ausgesetzt werden, ohne korrodiert zu werden. Darüber
hinaus schützt der äußere Verschlußteil 7 den inneren
Verschlußteil 6 vor aggressiven Medien, so daß die Wahl
des Materials des inneren Verschlußteils 6 weitgehend
unabhängig von außerhalb des Behälters 1 vorhandenen
aggressiven Fluiden ist.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 unterscheidet sich
prinzipiell nicht von dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1,
nur daß der den größeren Durchmesser aufweisende
Abschnitt 5a der Füllöffnung 3 konisch und der zweite
Verschlußteil 7a auf seiner Außenseite abgeflacht ist.
Hierbei ist der Weg zwischen der Schweißnaht 8 und dem
ersten Verschlußteil 6 für die Wärmeübertragung noch
etwas länger.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 unterscheidet sich
von dem nach Fig. 1 prinzipiell ebenfalls nicht, nur
daß der zweite Verschlußteil 7b als ebene Platte ausge
bildet ist, die den äußeren Abschnitt 5 der Füllöffnung
3 abdeckt, wobei die Schweißnaht 8 ebenfalls weiter
radial außerhalb der Füllöffnung 3 und mithin in einem
größeren Abstand zum ersten Verschlußteil 6 liegt.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 sind der erste
Verschlußteil 6a und der zweite Verschlußteil 7c ein
stückig ausgebildet. Der erste Verschlußteil 6a ist ein
topfartiger Zylinder und der zweite Verschlußteil 7c
ein den Öffnungsrand des Zylinders umgebender Flansch.
Die Füllöffnung 3 hat über ihre gesamte axiale Länge
einen konstanten Durchmesser. Die Länge des Verschluß
teils 6a entspricht der axialen Länge der Füllöffnung
3. Der Verschlußteil 6a ist über seine gesamte Länge im
Preßsitz in die Füllöffnung 3 eingesetzt. Wegen der
großen Berührungsfläche zwischen Füllöffnung 3 und Ver
schlußteil 6a ergibt sich ein fester Reibschluß. Der
Verschluß hält daher auch einem sehr hohen Innendruck
stand. Der an der Außenseite der Wand 2 anliegende Ver
schlußteil 7c verhindert, da er einteilig mit dem Ver
schlußteil 6a ausgebildet ist, abgesehen von dem festen
Reibschluß zwischen dem Verschlußteil 6a und der Füll
öffnung 3, daß der Verschlußteil 6a, trotz des relativ
geringen Abstands der Schweißnaht 8 vom Verschlußteil
6a bzw. der Berührungsfläche zwischen Füllöffnung 3 und
Verschlußteil 6a, bei einer Aufweitung der Füllöffnung
3 durch die Erwärmung beim Schweißen der Schweißnaht 8
in den Behälter 1 fallen kann. Darüber hinaus läßt sich
der Abstand der Schweißnaht 8 durch entsprechend große
Wahl des Durchmessers des Verschlußteils 7c verhältnis
mäßig weit von der Füllöffnung 3 weglegen.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 unterscheidet sich
von dem nach Fig. 3 nur dadurch, daß der als Kugel aus
gebildete erste Verschlußteil 6 in dem den kleineren
Durchmesser aufweisenden äußeren Abschnitt 5 eingesetzt
ist, so daß er durch die innere Schulter der abgestuf
ten Füllöffnung 3 daran gehindert wird, in das Innere
des Behälters 1 einzudringen, wenn sich der Preßsitz
beim Anschweißen des äußeren Verschlußteils 7b lösen
sollte.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 sind die Ver
schlußteile 6b und 7b wieder einteilig ausgebildet,
wobei der erste Verschlußteil 6b als massiver Zylinder
und der zweite Verschlußteil 7b als Platte ausgebildet
ist. Im übrigen entspricht dieses Ausführungsbeispiel
dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 3. Die Ver
bindungsstelle zwischen dem Verschlußteil 6b und dem
innenliegenden, den kleineren Durchmesser aufweisenden
Abschnitt 4 der Füllöffnung 3 hat hier wieder einen
größeren Abstand von der Schweißnaht 8 als bei dem Aus
führungsbeispiel nach Fig. 4, jedoch im übrigen weit
gehend die gleichen Vorteile wie das Ausführungsbei
spiel nach Fig. 4.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 entspricht eben
falls weitgehend dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3,
nur daß der den kleineren Durchmesser aufweisende Ab
schnitt 4 der Füllöffnung 3 außen und der den größeren
Durchmesser aufweisende Abschnitt 5 innen liegt und der
zweite Verschlußteil 7d tonnenförmig oder als innen und
außen abgeflachte Kugel ausgebildet ist. Diese Ausbil
dung hat den Vorteil, daß der Innenraum des Behälters 1
bei im übrigen gleichen Abmessungen größer ist als bei
dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3. Hierbei ist zwar
der Abstand der Schweißnaht 8 von der Berührungsstelle
zwischen dem ersten Verschlußteil 6 und dem zweiten
Verschlußteil 7d etwas geringer, doch ist in der Regel
die Dauer der Ausbildung einer Schweißnaht 8, bei ent
sprechender Wahl der Materialien des Behälters 1 und
des Verschlußteils 7d entsprechend dem Ausführungsbei
spiel nach Fig. 1, und damit die Gefahr einer zur star
ken Aufweitung des Abschnitts 4 dennoch gering.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 entspricht wiederum
dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 3, nur daß
der zweite Verschlußteil 7e die Form einer Kugelschale
bzw. eines Hohlkugelabschnitts aufweist.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 entspricht wiederum
dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 3, wobei
der zweite Verschlußteil 7d als Kugelzone ausgebildet
ist, deren eine ebene Fläche dem ersten Verschlußteil 6
zugekehrt ist und wie bei dem Ausführungsbeispiel nach
den Fig. 1, 2, 7 und 8 in der Füllöffnung 3 liegt.
Die dargestellten Ausführungsbeispiele können in vieler
Hinsicht abgewandelt werden: Beispielsweise kann bei
allen Ausführungsbeispielen auch eine Lötverbindung
anstelle der Schweißnaht 8 oder eine Laser-Schweißung
oder Preßschweißung, insbesondere Widerstands
schweißung, vorgesehen sein. Bei den Ausführungsbei
spielen nach den Fig. 4 bis 6 kann ferner der zweite
äußere Verschlußteil an der Außenseite der Wand 2 des
Behälters 1 angeklebt sein, so daß die Schweißnaht 8
entfallen kann. Gegebenenfalls können für die äußeren
Verschlußteile bei den Ausführungsbeispielen nach den
Fig. 4 bis 6 auch andere Materialien, z. B. Kunststoff,
gewählt werden. Grundsätzlich ist es auch bei allen
Ausführungsbeispielen möglich, andere Materialien zu
wählen, sofern dadurch die erforderliche Dichtigkeit
und Festigkeit des Verschlusses gewährleistet ist.
Im Abschnitt 4 kann die Füllöffnung 3 auch konisch
sein, so daß sich der Querschnitt der Füllöffnung 3 im
Abschnitt 4 in Richtung auf das Innere des Behälters 1
verringert.
Der beschriebene Doppelverschluß ist auch bei Behältern
für andere Arten von Medien, z. B. Flüssigkeiten oder
Luft anwendbar.
Claims (15)
1. Verschluß für die Füllöffnung (3) eines ein Druck
medium enthaltenden Behälters (1), insbesondere
eines Dampfdruck-Fühlers für das Expansionsventil
des Verdampfers einer Kühlanlage mit einem in der
Füllöffnung (3) dicht, insbesondere im Preßsitz,
befestigten ersten Verschlußteil (6; 6a; 6b), da
durch gekennzeichnet, daß ein zweiter Verschlußteil
(7; 7a-7e) vor der Außenseite des ersten Ver
schlußteils (6; 6a) an der Füllöffnung (3) dicht
befestigt ist.
2. Verschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der zweite Verschlußteil (7; 7a-7e) stoff
schlüssig mit der die Füllöffnung (3) aufweisenden
Wand (2) des Behälters (1) dicht verbunden ist.
3. Verschluß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß der erste Verschlußteil (6) eine Ku
gel ist.
4. Verschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der zweite Verschlußteil (7;
7a; 7d; 7e) mit einer Kugelfläche am Außenrand der
Füllöffnung (3) anliegt.
5. Verschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der zweite Verschlußteil (7b)
eine Platte ist.
6. Verschluß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß der erste Verschlußteil (6a; 6b) und
der zweite Verschlußteil (7b; 7c) einstückig ausge
bildet sind.
7. Verschluß nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß der erste Verschlußteil (6a; 6b) ein Zylinder
ist.
8. Verschluß nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der Zylinder (6b) massiv und der zweite Ver
schlußteil (7b) eine Platte ist.
9. Verschluß nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der Zylinder (6a) topfartig ausgebildet und der
zweite Verschlußteil (7c) ein außerhalb des Öff
nungsrandes des Zylinders (6a) anliegender Flansch
ist.
10. Verschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die Füllöffnung (3) einen zy
lindrischen Abschnitt (4) mit kleinerem Durchmesser
und einen Abschnitt (5; 5a) mit größerem Durchmes
ser aufweist und daß der erste Verschlußteil (6;
6b) in dem Abschnitt (4) mit kleinerem Durchmesser
angeordnet ist.
11. Verschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da
durch gekennzeichnet, daß der zweite Verschlußteil
(7; 7a-7e) eine hohe Korrosionsfestigkeit auf
weist.
12. Verschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da
durch gekennzeichnet, daß der Behälter (1) aus Me
tall besteht und daß der erste Verschlußteil (6;
6a; 6b) aus gehärtetem Eisen besteht und von einer
Schicht aus Zinn umgeben ist.
13. Verschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 12, da
durch gekennzeichnet, daß der Behälter (1) rost
freien Stahl oder Messing aufweist.
14. Verschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 13, da
durch gekennzeichnet, daß der zweite Verschlußteil
(7; 7a-7e) aus rostfreiem Stahl besteht.
15. Verschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 14, da
durch gekennzeichnet, daß das zweite Verschlußteil
(7; 7a-7e) an der Behälterwand (2) angeschweißt
ist.
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