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Verbindung zweier aus sprödem Werkstoff bestehender Hohlkörper mit
Öffnungen, deren Ränder einander gegenüberstehen Bei den Verbindungen von Hohlkörpern
aus spröden Werkstoffen, die mit Öffnungen versehen sind, deren Ränder in der Verbindung
einander gegenüberstehen, wie z. B. den Verbindungen zweier Teilstücke langer Glasrohrleitungen,
bei denen die Ränder der offenen Enden je zweier Rohre einander gegenüberliegen,
hat man die Dichtungsflächen entweder eben oder kugelig ausgebildet, wobei man im
letzteren Fall die Ränder des einen Hohlkörpers nach außen gewölbt und den Rändern
des anderen Hohlkörpers die Form einer Kugelpfanne gegeben hat. Auch wenn man dabei
zwischen den beiden miteinander verbundenen Teilen einen Dichtungsring aus nachgiebigem
Stoff angeordnet hat, neigten doch in beiden Fällen die einander zugekehrten Ränder
der Hohlkörper beim Aneinanderpressen zum Springen, weshalb sich eine erhebliche
Verstärkung der Dichtungsränder erforderlich machte, die eine Verteuerung in der
Herstellung der Anordnung mit sich bringt.
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Erfindungsgemäß kann bei gleicher Sicherheit gegen Sprängen die Verstärkung
der Dichtungsränder schwächer als bisher gehalten werden oder auch ganz unterbleiben,
wenn man die dichtenden Flächen des Dichtungsringes und die ihnen anliegenden Flächen
beider Hohlkörper derart geneigt zur Richtung des senkrecht zur Ebene des Dichtungsringes
wirkenden Anpreßdrucks ausbildet, daß beim
Zusammenpressen der beiden
Hohlkörper gegeneinander die von dem Dichtungsring auf .die Wandungen beider Hohlkörper
ausgeübten Kräfte Druckkegel bilden, deren Spitze jeweils nach dem Innern des zugehörigen
Körpers gerichtet ist.
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Das wird beispielsweise bei einer Verbindung zylindrischer Rohre @dadurch
erreicht, daß man bei jedem der Rohre die dem anderen Rohr zugekehrte Stirnfläche
auf einem Kegelmantel verlaufen läßt, dessen Spitze auf der Rohrachse außerhalb
des betreffenden Rohres liegt, d. h. so, daß das Ende der inneren Begrenzungsflächen
der Rohre etwas über das Ende der äußeren hervorsteht, und den Zwischenring kegelig
so ausbildet, daß sich seine Dichtungsflächen an die Stirnflächen der Rohre anschmiegen.
Man kann aber auch die dichtenden Flächen beider Hohlkörper nach außen kugelig gewölbt
ausbilden und gegen den Dichtungsring stoßen lassen, dessen Dichtungsflächen dann
beiderseits als Kugelpfannen ausgebildet sind.
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Diese beiden Ausführungsmöglichkeiten sind beispielsweise in der Zeichnung
veranschaulicht, und zwar die erstgenannte Ausführung in Abb. z in einem Längsschnitt
durch die Rohre und die zweitgenannte Ausführung in Abb. a teilweise in Ansicht
und teilweise im Schnitt; Abb. 3 der Zeichnung gibt eine Einzelheit wieder. Bei
der Ausführung nach Abb. r sind zwei Glasrohre a und b so miteinander verbunden,
daß ihre Achsen zusammenfallen. Die Enden der Rohre sind zu Schultern a1 und b1
erweitert, gegen die sich unter Zwischenfügen von Ringen c und d aus nachgiebigem
Stoff Schellen e und f legen, die durch Schrauben g und h zusammengehalten
werden. Zwischen den Glasrohren a und b ist ein Dichtungsring
i
aus Gummi angeordnet, der in einer Ebene X-X liegt. Wie ersichtlich, sind
die einander zugekehrten Stirnflächen der Wandungen der Rohre a und b, die Stoßflächen,
derart kegelförmig ausgebildet, daß dieEnden der inneren Begrenzungsflächen der
Rohre etwas über die Enden der äußeren Begr.enzungsfläehen hervorstehen. Der Dichtungsring
i ist dieser Form angepaßt. Werden bei dieser Lage der Stoßflächen die Schrauben
g und h angezogen, d. h. ein Anpreßd ruck senkrecht zur Ebene- X-X erzeugt, so werden
von dem Dichtungsring i auf die Rohre a
und b Kräfte ausgeübt, die
in der Richtung von Kegelmänteln verlaufen, die durch punktierte Linien
il bzw. j2 angedeutet sind. Diese Kräfte sind bestrebt, bei beiden
Hohlkörpern a und b die an die Öffnungen angrenzenden Wandungsteile nach
dem Innern des Hohlkörpers zu drücken. Es läßt sich dann leicht erreichen, daß trotz
etwa auftretender Zugbeanspruchungen an den Endender Rohre, wie sie z. B. durch
Innendrücke oder dem von innen nach außen fließenden Dichtungswerkstoff entstehen
können, nur eine resultierende Beanspruchung der Rohrwandungen auf Druck auftritt,
der die spröden Körper, wie insbesondere Glas, besonders gut widerstehen.
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Im Gegensatz zu dieser Ausbildung wird z. B. bei der bekannten Ausbildung
des einen Rohrendes als Kugelpfanne das kugelig ausgebildete Ende des anderen Rohres
in die Pfanne hineingepreßt, die dann auf Zerreißen beansprucht wird, welcher Beanspruchung
die spröden Körper besonders schlecht widerstehen, so daß hier eine erhebliche Verstärkung
der Rohrenden unerläßlich ist. Auch wenn die Stoßflächen in senkrecht zur Rohrachse
verlaufenden Ebenen liegen, entstehen leicht Sprünge, was darauf zurückgeführt werden
kann, daß auch in diesem Fall noch Zugkräfte infolge von Innendrücken oder durch
den nach außen wegfließenden Dichtungswerkstoff zur Wirkung kommen können.
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Bei der Ausführung nach Abb. 2 handelt es sich um eine Verbindung
zweier parallel nebeneinanderliegender Glasrohre k und 1, die an ihren Enden mit
Öffnungen k1 bzw. 11 ausgestattet sind, deren Ränder einander gegenüberstehen. Die
Enden dieser beiden Rohre, die durch Schrauben m und n gegeneinander
gepreßt werden, sind hier als Hohlkugeln ausgebildet. Zwischen den beiden Hohlkugeln
liegt ein Dichtungsring o aus Gummi. Wie ersichtlich, werden bei dieser Ausführung
von dem Dichtungsring o auf die Wandungen jedes der Hohlkörper k und 1 Kräfte ausgeübt,
die in der Richtung von Kegelmänteln verlaufen, die durch punktierte Linien p und
q angedeutet sind. Diese Kräfte wirken auch hier bei beiden Hohlkörpern in der Weise,
daß sie die an die Öffnungen k1 und h angrenzenden Wandungsteile nach dem Innern
der Hohlkörper drücken und etwa 'in den Rändernder Öffnungen auftretenden Zugbeanspruchungen
entgegenwirken.
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Bei beiden Ausführungsbeispielen ist der Dichtungsring i bzw.
o mit einem Spannring r verbunden (vgl. Abb. 3), der die im Dichtungsring
auftreten-,den Zugbeanspruchungen aufnimmt. Bei .der gezeichneten Ausbildung umgibt
der Spannring den Dichtungsring. Er könnte aber auch in den Dichtungswerkstoff eingebettet
sein. Die Spannringe sind so nachgiebig, d aß sie zugleich eine Anpassung an eine
etwa unbeabsichtigterweise bei der Herstellung der Körper auftretende Abweichung
von einer bestimmten Form zulassen. Dadurch wird es in vielen Fällen möglich, von
einer nachträglichen Bearbeitung der Hohlkörperform abzusehen, die bei Körpern aus
sprödem Werkstoff neben einer Verteuerung der Herstellung eine Herabsetzung der
Festigkeit zur Folge hat.