DE468770C

DE468770C - Mannlochboden fuer durch Innendruck beanspruchte Behaelter

Info

Publication number: DE468770C
Application number: DEK97159D
Authority: DE
Original assignee: Kaiser Wilhelm Inst fur Eisenforschung Ev
Current assignee: Kaiser Wilhelm Inst fur Eisenforschung Ev
Priority date: 1925-12-08
Filing date: 1925-12-08
Publication date: 1928-11-19

Description

Bei der bisher üblichen und in Abb. ι der Zeichnung schematisch dargestellten Form von Mannlochböden für durch Innendruck beanspruchte Behälter treten rings um den Mannlochrand außerordentlich hohe Spannungenauf, welche bis auf den drei- bis vierfachen Betrag der im Vollboden bei dem betreffenden Innendruck vorhandenen Spannungen ansteigen. Die Ursache dieser Erscheinung ist

ίο darin zu erblicken, daß gemäß dem Spannungsschlma in Abb. ι bei der gebräuchlichen Mannlochausbildung in der Nähe des Mamnlochrandes in der Wölbung keine tragenden Spannungen senkrecht zum Rand bestehen können, da vom Deckel in der Richtung der Bodenwölbung keine Kräfte übertragen werden. Das Gleichgewicht gegenüber dem Innendruck vermag sich alsdann nur durch eine entsprechende Erhöhung der .parallel zum Mannlochrand wirkenden Spannungen einzustellen. Die Mannlochkrempe vermag aber an der Aufnahme dieser Kräfte nicht mitzuwirken, da sie zu exzentrisch zu der Wölbung liegt, in welcher sich diese Kräfte auswirken.

Die Erfindung besteht darin, daß diese Erkenntnisse bei der Herstellung und Formung solcher Mannlochböden verwertet werden. Das Wesen der Erfindung dürfte aus den folgenden Ausführungen klar hervorgehen.

Bedeutend günstiger als bei den bekannten Mannlochbodenformen liegen die Verhältnisse hinsichtlich einer Kräfteübertragung senkrecht zum Mannlochfand, sobald derselbe gemäß Abb. 2 erhaben gegenüber der Bodenfläche gestaltet wird, d.h. über die übliche Kugelfläche des Bodens hinaus sich erhebt, und zwar derart, daß diese Erhebung ohne Zwischenschaltung eben verlaufender Flächenstücke unmittelbar in die" nach innen gerichtete Krempe übergeht. Das Kräfteschema 40-dieser Anordnung ist in Abb. 3 wiedergegeben. In diesem Falle besteht eine in der Richtung der Bodenwandung wirkende Komponente der Deckelkräfte, und es vermögen demgemäß tragende Spannungen senkrecht zum Mannlochrand bis an diesen aufzutre ten, wobei sich die parallel zum Mannlochrand gerichteten Kräfte entsprechend verringern. Eine weitere Herabsetzung der Randspannungen kanin außerdem noch durch Versteifung des Mannlochrandes durch einen ■ aufgepreßten, aufgeschrumpften oder sonstwie befestigten Ring erzielt werden (Abb. 4). Die günstigsten Verhältnisse ergeben sich,- wenn die Vorwölbung der Mannlochkrempe so gewählt ist, daß der Flächenschwerpunkt der Krempe ungefähr auf der an die ursprüngliche Bodenfläche gezogenen Tangente liegt oder weiter nach außen fällt.

Die Spannungsverhältnisse lassen sich noch weiter verbessern, wenn die Anlagefläche des Deckels gemäß Abb. 5 unter Verzicht auf

eine eigentliche Krempe so ausgebildet wird, daß eine unmittelbare Übertragung der senkrecht zum Mannlochrand auftretenden Kräfte und Spannungen auf den Deckel erfolgt. Es läßt sich alsdann bei einer geeigneten Ausbildung ides Deckels gemäß dem Kräfteschema In Abb. 6 der Abfall der senkrecht zum Mannlöchrand gerichteten Spannungen und damit die Ausbildung der sogenannten ίο Randspannungen parallel zum Mannlochrand völlig verhindern.

Demgemäß besteht die Erfindung darin, bei Mannlochböden für durch Innendruck beanspruchte Behälter, bei denen der Mannlochrand, eine nach innen gerichtete Krempe besitzt, die unmittelbar an die Krempe anschließende Zone des Mannlochbodens flach nach außen zu wölben. Durch diese nach außen gerichtete Wölbung der Krempe des Mannlochbodens wird eine günstige Kräfteverteilung bei inneren Druckbeanspruchungen erreicht.

Eine besonders günstige Ausführungsform ergibt sich, wenn die Krempe und die nach außen gerichtete Wölbung des anschließenden Bodenteiles derart gestaltet sind, daß die in der Richtung der Bodenwandung wirkende Komponente der Deckelkräf te ganz oder nahezu ihr Höchstmaß erreicht. Dabei kann die , Krempe des Mannlochbodens derart ausgebil-' det sein, daß der Flächenschwerpunkt der Krempe auf dem oder außerhalb des durch die Tangenten an die eigentliche Bodanfläche gebildeten Kegels liegt.

Weiterhin [erstreckt sich die Erfindung noch darauf, daß um die nach innen gerichteten Krempen des Mannlochrandes ein aufgepreßter, aufgeschweißter oder auf sonstige Weise befestigter Ring gelegt ist. Dadurch wird eine Versteifung des Mannlochrandes erzielt und eine weitere Herabsetzung der Randspannung herbeigeführt.

Bei anderen Ausführungsformen der Erfindung umgreift der Mannlochdeckel mit seinem Rande, die Krempe des Mannlochs, so daß eine unmittelbare Übertragung der senkrecht zum Mannlochrand auftretenden Kräfte und Spannungen auf den Deckel erfolgt (Abb. jj und 6).

50- Außerdem bezieht sich die Erfindung noch auf ein besonderes Verfahren zur Herstellung der vorstehend beschriebenen günstigsten Bodenformen. Das Verfahren besteht darin, daß man die den Gegenstand der Erfindung bildenden Bodenformen aus der bisher üblichen, in Abb. 1 dargestellten Form mit kuge* liger Bodenfläche herstellt, und zwar dadurch, daß ein Mannlochboden der bisher üblichen Art mit in der Hauptsache kugeliger Bodenfläche mit Hilfe eines auf die -Kugelfläche wirkenden Ringes von größerem Durchmesser als dem des Mannlochrandes, aber von kleinerem Ringquerschnittsdurchmesser als dem Krümmungsradius der nach außen gerichteten Wölbung entspricht sowie mit Hilfe eines von innen gegen den Mannlochrand pressenden Stempels dem für die Erzielung der gewünschten Bodenform erforderlichen Druck ausgesetzt wird. Bei dies&n Verfahren stellen sich die durch diesen Preß-Vorgang sich umformenden Boden- und Krempenteile selbsttätig in die für- die spätere Beanspruchung günstigste Lage ein. Diese Wirkung wird erklärlich, wenn man bedenkt, daß die bei diesem Herstellungsvorgang wirkenden Kräfte mit den bei der späteren Betriebsbeanspruchung des Bodens auftretenden Kräften in weitgehendem Maße übereinstimmen. Weiterhin gestattet dieses Verfahren, die vielerorts noch vorhandenen Mannlochboden alter Formgebung nach Abb. 1, die nach den Erkenntnissein, die dieser Erfindung zugrunde liegen, grundsätzlich als nicht betriebssicher und gefährlich zu verwerfen sind, doch _;noch nutzbringend zu verwerten und durch eine einfache .Maßnahme sogar in hochwertige Böden umzuwandeln.

Claims

Patentansprüche:

1. Mannlochboden für durch Innendruck beanspruchte Behälter, bei dem der -Mannlochrand eine nach innen gerichtete Krempe besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß die unmittelbar an die Krempe anschließende Zone des Mannlochbodens flach nach außen gewölbt ist.

2. Mannlochboden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flächenschwerpunkt der Krempe auf dem oder außerhalb des 'durch die Tangenten an die eigentliche Bodenfläche gebildeten Kegels liegt.

3. Mannlochboden nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß um die nach innen gerichtete Krempe des Mannlochrandes ein aufgepreßter, aufgeschweißter oder auf sonstige Weise befestigter Ring gelegt ist.

4. Mannlochboden nach einem der Aa- im Sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mannlochdeckel mit seinem Rande die Krempe des Mannlochs umgreift, so daß eine unmittelbare Übertragung der senkrecht zum Mannlochrand auftretenden Kräfte und Spannungen auf den Deckel erfolgt (Abb. 5 und 6).

5. Verfahren zum Herstellen Von Mannlochböden nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mannlochboden, der bisher üblichen Art mit in der Hauptsache kugeliger Boden-

fläche mit Hilfe eines auf die Kugelfläche wirkenden Ringes von größerem Durchmesser als dem des Mannlochrandes, aber kleinerem Ringqüerschnittsdurchmesser als dem Krümmungsradius der nach außen gerichteten Wölbung entspricht sowie mit Hilfe eines von innen gegen: den Mannlochrand pressenden Stempels dem für die Erzielung der gewünschten Bodenform erforderlichen Druck ausgesetzt wird.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen