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Deckelverschluß für Gefäße hohen Druckes Für hohe Drücke von einigen
tausend at ist es schwierig, für Gefäße geeignete Bauformen und Werkstoffe zu schaffen.
Auch die- besten Stähle reichen nicht aus, die ',auftretenden Spannungen mit Sicherheft
aufzunehm-ein.
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Gefäße für hohe Drücke bedürfen sorg-? fältig durchgebildete Verschlüsse,
um die erforderliche Dichtheit und ',die' notwendige Sicherheit bei der Handhabung
zu erzielen.
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So sind Deckelverschlüsse bekannt, die den Innendruck benutzen, dein
Dichtungsdruck zu erhöhen. Auch ist durcli übergestülpte Hauben, Bügel oder Ringe
Vorsorge getroffen, daß beim Lössen des, Verschlusses dieser nicht. weggeschleudert
werden kann, solange noch der Gasdruck auf ihn einmarkt.
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Für Drücke voneinigen tausend at kommt noch die Schwierigkeit hinzu,
geeignete Bauformen und Werkstoffe zu fm#den, die die auftretenden Beanspruchungen
mit Sicherheit aufnehmen können. Die Schafhmg eines solchen Deckelverschlusses für
Gefäße, hohen Druckes ist Gegenstand vorliegender E, rfindung.
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Man hat zuerst im Geschützbau. mit sehr hohen Drücken rechnen müssen.
Dort hat man die Werkstoffbeanspruchungen dadurch beherrschen lernen, daß man auf
den dem Innendruck ausgesetzten Mantel einen weiteren " Mantel aufschrumpfte.
Dadurch erhält der Innenmantel eine Druckvorspannung. Dies wirkt sich in bekannter
Weise dahin aus, daß unier Betriebsdruck die Zuggspannungen an der Innenfaser des
Innenmantels geringer ausfallen und leichter behexrscht werden können.
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Durch Aufschrumpfen eines oder mehrerer Mäntel kann man zylindrische
Gefäße sehr hoher Festigkeit erhalten.
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Schwieriger gestaltet sich die Aufgabe, solche zylindrische Gefäße
gasdicht zu verschließen.
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Um die Vorgänge in einem solchen Ge-
fäß beeinflussen
und überwachen zu können, sind Bohrungen nach dem Innenraum erforderlich. Diese
Bohrungen müssen in den geschrumpften Mänteln verraieden werden, da sie hier denAusgangspunkt
vonRissen bilden. Diese Bohrungen müsseft auch nach allen Erk,enntniss#e,ni'dern-euestelq
WerkstoffioTschujig gestaltet und hergestellt werden. Bei unvermeidlichen
Durchdringungen
müssen alle Kanten sorgfältig ausgerundet und bearbeitet -werden, Alle diese Maßnahmen
setzen aber gute Zugänglichkeit voraus. Man strebt daher an, die notwendigen Bohrungen
im Deckel anzuordnen.
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Die günstigste Form für einen solchen Gefäßdeckel ist die Kugel bzw.
Halbkugel. Doch nehmen auch hier, wie im zylindrischen Mantel, die Werkstofispannurigen
der Innenfasern Werte an, die die Streckgrenze überschreiten. Um einen günstigeren
Verlauf der Spannungen im Werkstück zu ' erzielen, kann man z. B. die Inne-nfasern
während eines Druckversuches bewußt über die Streckgrenze hinaus beanspruchen. Dadurch
wird in bekannter Weise die hohe Spannungsspitze an der Inn#enfaser gesenkt.
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- Der andere Weg besteht darin, daß man den Deckel ebenfalls
aus mehreren Teilen herstellt und ähnlich wie bei den Schrumpfmänteln eine Druckvorspannung
auf die inneren Teile aufbringt.
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Der letztere Weg ist Gegenstand vorliegender Erfindung. Sie werde
an nachstehendem Beispiel erläutert: In Fig: i besteht der Zylinder aus dem Innenmantel
i, den Schrumpfmä.nteln 2 -und 3.
Der Dcckelverschluß besteht beispielsweise
aus zwei Teilen, dem inneren Deckel 4 -und der Deckelhaube 5. Der Deckel
4 ist innen halbkugelförinig ausgebildet. Außen ist' er über dem Scheitel kugelförmig
gestaltet und geht in einen Kegel über. .
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Die Deckelhaube 5 ist innen mit einem Hohlkegel versehen, der
sich genäu dem Kegel des Deckels 4 anpaßt. In der Mitte besitzt die Deckelhauhe
eine Bohrung. Deren Durchmesser entspricht der äußeren Kugelfläche, des Deckels
4. In dieser Bohrung ist ein Druckstück 6 angeordnet, -welches durch Druckschr.aube
7 angepreßt werden kann, Die Deckelhaube wird durch. mehrere Schrauben
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mit dem Zylindermantel 3 verbunden. Deckel 4 ist gasdicht auf den
Zylindermänteln i und 2 aufgeschliffen. Werden die Schrauben 8 angezogen,
dann legt sich die Deckelhaube 5 satt auf den Kegel des Deckels 4 an",und
preßt dessen Dichtflächen auf jene der Zylindermäntel an, wodurch die Dichtung erzielt
wird. Gleichzeitig bewirkt die von den Schrauben 8 hervorgerufene Kraft
S auf die Kegelfläche des Deckels 4 eine Normalkraft N.
Diese löst
im Deckel 4 eine Druckvorspannung aus mit dem günstigen Einfluß auf den Spannungsverla:uf.
Wird die Druckschraube 7 angezogen, dann kann in ähnlicher Weise auf die
kugelförmige Mantelfläche des Deckels 4 eine Druckvorspannung aufgebracht werden.
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In das Gefäß führen zwei Bohrungen 9
und i o. Die Anschlußstücke
i i und 12 dichten metallisch auf dem Deckel 4 ab. Der zum Dichten erforderliche
Anpreßdruck bewirkt auch hier eine Druckvorspan-ming auf die Außenhaut des Deckels
4. Auch der zwischen den Dichtflächen des Deckels 4 und den Zylindermänteln 1, 2
vorhandene Dichtungsdruck wirkt vermindernd auf die Spannungen der ZD IraleiJaseril.
Durch Wahl des Kegelwinkels kann die Normalki-aftN und damit die Druckvorspannung
auf Decke14 den jeweiligen Verhältnissen angepaßt werden. Ebenso kann durch entsprechendes
Anziehen der Druckschraube 7
die Vorspannung auf den kugelförmigen Teil des
Deckels4 gewählt werden.
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So kann auf die ganze Außehhaut des Deckels 4 eine Druckvorsparmung
aufgebracht werden, wodurch die Spannungen an den Innenfasern üi tragbare Grenzen
herabgedrückt wer-den.
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Es ist auch möglich, zwischen Deckel 4 und Deckelhaube 5 Kegelbuchsen
anzuordnen. Dadurch können ähnliche Wirkungen wie bei mehrfachen Schrumpfmänteln
erzielt werden. Auch können in diesem Fall die Kegelwinkel verschieden gewählt werden.
Die Ausfüh# rungsform ist auch für Zylinderköpfe von Pumpen und Verdichtern u.a.
in gleicher Weise geeignet.