DE6337C - Gefäfse für hohen innern Druck - Google Patents

Description

1878.

Klasse 47.

BUSS, SOMBART & CO. in MAGDEBURG. Gefäße für hohen inneren Druck.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 26. November 1878 ab.

Die vorliegende Erfindung besteht in einer Verbesserung an Gefäfsen mit hohem inneren Druck, wie z. B. an Prefscylindern, Geschützläufen etc.

Es ist eine bekannte Thatsache, dafs bei einem dickwandigen Gefäfse, das einem hohen inneren Druck ausgesetzt ist, die verschiedenen Ringschichten von innen nach aufsen sehr ungleichmäfsig beansprucht werden, und zwar die innersten am stärksten, die äufsersten am schwächsten, so dafs die Wandstärke in einem höheren Grade zunehmen mufs, als der innere Druck wächst, und dafs von einem gewissen Maximaldruck an ein weiteres Verstärken . der Wand überhaupt nichts mehr zur Erhöhung der Festigkeit des Gefäfses beiträgt, die theoretisch erforderliche Wanddicke also unendlich grofs wird.

Ein Gefäfs nach der vorliegenden Einrichtung besteht nun aus einer beliebigen Anzahl von Mänteln, die aber nicht durch Warmumreifen oder ein anderes bekanntes Verfahren in den verschiedenen Schichten von innen nach aufsen verschiedene bleibende Spannungen erhalten, wie dies bisher hauptsächlich bei Geschützen geschah. Hier ist vielmehr die Berührung der einzelnen Mäntel unter einander eine ursprünglich lose. Die Berührungsflächen zwischen den verschiedenen Mänteln sind Kegelflächen, deren Neigungswinkel zur Axe in den verschiedenen Ringschichten von innen nach aufsen nach einem bestimmten Gesetz zunehmen. Diese Kegelflächen werden nun bei eintretendem inneren Druck durch den Bodendruck in axialer Richtung keilartig ineinandergeprefst und erhöhen dadurch in passender Weise die Materialspannungen, die bei massiven Gefäfsen besonders in den äufseren Schichten zu gering ausfallen. Hierdurch erhält das Gefäfs bei gleicher Wandstärke eine viel gröfsere Festigkeit als ein Gefäfs mit massiver Wand.

In der beiliegenden Zeichnung zeigen beispielsweise die Fig. 1, 2 und 3 Längsschnitte von Prefscylindern, Fig. 4 den Längsschnitt eines Geschützlaufes.

In Fig. ι sind die verschiedenen Mäntel in einander gegossen, d. h. der äufserste zuerst, der innerste zuletzt. Die Berührungsflächen zwischen den Mänteln sind stufenförmig abgesetzte Kegelflächen, die anfangs lose in einander ruhen. Erst durch den inneren Druck werden die Kegel fest in einander geprefst und pflanzen durch die an ihren Oberflächen erzeugten Radialkräfte die Materialspannung nach aufsen fort.

In Fig. 2 sind die Zwischenräume zwischen den Berührungsflächen durch irgend ein passendes Material ausgegossen.

In Fig. 3 sind die abgesetzten Kegelflächen durch Drehflächen ersetzt, deren Erzeugende stetige Curven von bestimmter Gestalt sind, welche aber annäherungsweise auch durch gerade Linien ersetzt werden können.

Bei dem Geschützlaufe, Fig. 4, sind die Berührungsflächen beispielsweise, wie in Fig. 1 und 2, abgesetzte Kegelflächen.

Die gewöhnlichen abgesetzten Kegelflächen, Fig. 5, können auch durch konische Schraubenflächen, Fig. 6, ersetzt, die Mäntel können übereinandergeschraubt werden. Diese Form der Berührungsflächen, wie diejenige in Fig. 3, gestattet eine bequemere Bearbeitung.

Bei Fig. 1 bis 4 ist die Anordnung so gewählt, dafs der äufserste Mantel axial festgehalten wird und der innerste durch seinen Bodendruck die einzelnen Schichten in ihren Berührungsflächen in einander prefst. Man könnte aber auch den innersten Mantel festhalten. In diesem Falle müfste aber der Gefäfsboden mit dem äufsersten Mantel fest zusammenhängen und gegen den innersten durch einen Stülp abgedichtet werden. Die Kegel erhielten dann eine umgekehrte'Anordnung (die Spitzen nach der entgegengesetzten Seite gerichtet), so dafs der Bodendruck durch Anziehen des äufsersten Mantels gegen die inneren Kegelflächen die Materialspannung nach innen fortpflanzt.

In vielen Fällen, wie z. B. bei Geschützen, wo die Entwickelung des inneren Druckes eine plötzliche ist und sich die Materialspannung nicht rasch genug nach aufsen fortpflanzen kann, oder wo man ein Interesse daran hat, ein axiales Verschieben oder ein Verdrehen der verschiedenen Mäntel gegen einander zu vermeiden, wird es zweckmäfsig erscheinen, dieselben erst mit dem im Gefäfse vorkommenden Maximalbodendruck in einander zu pressen und aufeinander festzukeilen, oder sie in einer anderen passenden Weise zu befestigen.

Bei genügender Anzahl von Mänteln und nach einem bestimmten Gesetze von innen nach aufsen zunehmenden Kegelwinkeln wird die Materialspannung in allen Ringschichten eine gleichförmige. Die Wandstärke ist in diesem Falle proportional dem inneren Drucke. Bei einem solchen Gefäfse wird bei homogenem Material und unter der Voraussetzung, dafs der innere Druck pro Flächeninhalt gleich der zulässigen Spannung sei, die Wandstärke gleich dem inneren Radius, bei doppelt so hohem Druck gleich dem doppelten Radius u. s. w. Bei geringerer Anzahl der Mantel erhält man dieses Resultat je nach der Anzahl mehr oder weniger annähernd.

Während bei dem oben erwähnten Warmumreifen und den übrigen bekannten Methoden, in dicken Gefäfswänden künstliche Materialspannungen zu erzeugen, letztere sehr unbestimmt und unzuverlässig ausfallen, lassen sich dieselben bei dem vorliegenden Verfahren genau vorher bestimmen.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Dickwandige Gefäfse mit hohem inneren Druck, welche aus einer beliebigen Anzahl von Mänteln bestehen, deren Berührungsflächen zwischen einander entweder a) stufenförmig abgesetzte Kegel, wie in Fig. i, 2, 4 und 5, oder b) stetige Rotationsflächen, wie in Fig. 3, oder c) kegelförmige Schraubenflächen bilden, wie in Fig. 6, wobei der im Innern auf den Boden ausgeübte Druck die Mantel mit ihren kegelförmigen Berührungsflächen in einander prefst.

2. Dickwandige Gefäfse mit hohem inneren Druck, welche aus einer beliebigen Anzahl von Mänteln bestehen, deren Berührungsflächen, wie die unter No. 1, a, b, c, angeführten, beschaffen sind, wobei die Mantel von vornherein in einander geprefst und in diesem Zustande auf einander festgekeilt oder in einer anderen passenden Weise festgehalten werden.

Hierzu I Blatt Zeichnungen.