CH381031A - Flanschanordnung an einem mehrteiligen Gehäuse eines Hochdruckgefässes - Google Patents

Description

      Flanschanordnung    an einem mehrteiligen Gehäuse eines Hochdruckgefässes    Gegenstand der Erfindung ist eine     Flanschanord-          nung    an einem mehrteiligen Gehäuse eines Hoch  druckgefässes mit aneinander anliegenden, vorsprin  genden Flanschen längs der Gehäusefuge, wobei die  Flanschen durch äussere Haltemittel zusammengehal  ten sind. Bei solchen Gefässen sind geringes Gewicht,  geringe Umfangsverformung und die Verhinderung  von     Leckverlusten    von besonderer Bedeutung.  



  Bei der Konstruktion von Hochdruckgefässen  ist es oft erforderlich oder wünschbar, dass das Ge  häuse in zwei oder mehrere Längsabschnitte auf  geteilt wird. Es müssen dann besondere Mittel vor  gesehen werden, um die Abschnitte im Betrieb dicht  aneinander zu halten. Bevorzugt werden dabei zwei  längs der     Gehäusetrennfuge    nach aussen ragende,  aneinander anliegende Flanschen.  



  Die beiden Flanschen werden meist von einer  grossen Zahl relativ kleiner Schrauben zusammen  gehalten, welche möglichst nahe der Gehäusewan  dung angeordnet werden. Bei Hochdruckanlagen  sind aber die an der Fuge angreifenden Trennkräfte  so gross, dass relativ grosse Schraubendurchmesser  erforderlich sind, so dass die Schrauben nicht so nahe  an der Gehäusewandung verlegt werden können, wie  es wünschbar wäre. Dazu kommt noch, dass ein grösse  rer Schraubendurchmesser einen breiteren Flansch  erfordert, mit dem Ergebnis, dass der Hebelarm der  am Flansch angreifenden Kräfte, d. h. der Abstand  zwischen der Gehäusewand und der Mittellinie der  Schrauben, sich ebenfalls vergrössert, so dass die  Flanschen     unerwünschterweise    eine vermehrte Ten  denz zum     Auseinanderweichen    zeigen.

   Dies kann  aber in Hochdruckanlagen zu schädlichen, wenn  nicht gar gefährlichen     Leckverlusten    führen. Bei einem       Rückstosstriebwerk,    bei dem die     Längstrennfuge    der  zylindrischen Verbrennungskammer solche Erschei-         nungen    zeigt, kann dies beispielsweise zu Brandaus  brüchen führen.  



  Das     Auseinanderweichen    der Flanschen ist zudem  oft mit Umfangsverformungen verbunden, welche  verheerende Folgen haben können, da das Gehäuse  bei den genannten     Rückstosstriebwerken    oft die Haupt  lager für die umlaufenden Teile tragen, wobei die  gegenseitige Ausrichtung dieser Lager durch die ge  nannten Verformungen zunichte gemacht wird.  



  Ein weiterer Nachteil der erwähnten Konstruktion  mit Schrauben von grossem Durchmesser ist, insbeson  dere bei     Rückstosstriebwerken,    das grosse Gewicht,  da die     Flanschanordnung    notwendigerweise verhält  nismässig massiv ausgeführt werden musste, um die  erwähnten Verformungen und     Leckverluste    völlig  zu vermeiden.  



  Die Erfindung sucht nun die geschilderten Nach  teile bekannter     Flanschanordnungen    zu vermeiden  durch nach innen ragende Vorsprünge der Flanschen  längs der Gehäusefuge und durch innere, mit den  Vorsprüngen derart zusammenwirkende Schliessmittel,  dass die äusseren Flanschen vorgespannt werden und  ein dichter Verschluss des Gefässes zustande kommt.  



  Zwecks näherer Erläuterung der Erfindung wird  nachstehend in Verbindung mit der Zeichnung ein  Ausführungsbeispiel beschrieben.  



       Fig.1    ist eine perspektivische Ansicht der Flansch  anordnung in montiertem Zustand.  



       Fig.2        zeigt    dieselbe     Flanschanordnung    in aus  einandergezogener Darstellung, und       Fig.    3 ist eine Draufsicht von aussen in Richtung  auf die Trennfuge zwischen den aneinander anlie  genden Flanschen.  



  Mit 10 sind die Gehäusewandungen zweier Ab  schnitte eines mehrteiligen Gehäuses eines Hochdruck  gefässes bezeichnet. Die Gehäuseabschnitte werden      durch zwei Flanschen 12 zusammengehalten, die längs  der Gehäusefuge nach aussen     abragen    und aneinander  anliegen. Die Trennfuge der aneinander anliegenden  Flanschen ist in     Fig.    3 mit 13 bezeichnet.  



  Nach der Innenseite .des Gehäuses ragen zwei  Vorsprünge oder Lappen 14 ab, welche als Verlän  gerung der Flanschen und in einem Stück mit diesen  ausgeführt sein können. Jeder Vorsprung weist etwa  die halbe Dicke und ein     1/.1    der Länge des zugehöri  gen äusseren Flansches auf. Die Vorsprünge können,  wie in den Figuren dargestellt, so ausgebildet sein,  dass sie ebenfalls aneinander anliegen, wobei sie die  innere Trennfuge des Gehäuses bilden. Die Aussen  flächen 16 der Vorsprünge 14 sind geneigt, so dass  sie bei aneinander anliegenden Flanschen konvergie  rende Flächen bilden.  



  In Form der     Verschlussleiste    18 ist ein mit den  Vorsprüngen 14 zusammenwirkendes Mittel vor  gesehen, welches den Gehäuseflanschen eine     Vorspan-          nung    erteilt und einen dichten Abschluss der Gehäuse  fuge bewirkt. Im     gezeigten    Beispiel hat die     Ver-          schlussleiste    einen im wesentlichen rechteckigen Quer  schnitt von etwa derselben Breite wie die Dicke  beider Flanschen zusammen, aber nur etwa halb soviel  nach innen abstehend, als die Breite der Flanschen  beträgt.

   Die     Verschlussleiste    18 ist mit einer nach  aussen gerichteten Längsnut 20 versehen, die zwei  entsprechend den Flächen 16 geneigte     Seitenflächen     22 von solchem Abstand aufweist, dass die Nut die  beiden     Vorsprünge    14 aufnehmen kann. Durch das  Zusammenwirken der geneigten Flächen 16 und 22  kommt eine genaue Passung zustande, ohne dass allzu  enge Toleranzen eingehalten werden müssen.  



  Um die     Verschlussleiste    18 zu halten und an den       Vorsprüngen    14 eng anliegen zu lassen, sind eine Ge  windebohrung 24 in der     Verschlussleiste,    eine Durch  gangsbohrung 26 mit der Achse entlang der Trenn  -fuge über die ganze Breite der Flanschen 12 und der  Vorsprünge 14 und senkrecht zu den Gehäusewänden,  und ein entsprechender Gewindebolzen 28 vorgesehen.  Die Durchgangsbohrung 26 besteht eigentlich aus  zwei     halbkreisförmigen    Nuten 29 in den aneinander  anliegenden     Oberflächen    der beiden Flanschen 12.  Zwecks besserer Auflage des Kopfes des Bolzens 28  kann eine     Ansenkung    36 der     Bohrung    26 vorgesehen  sein.

   Es wären aber auch andere als die dargestellten  Mittel zum Anziehen der     Verschlussleiste    gegen die  Vorsprünge 14 denkbar. Beispielsweise könnten  anstelle des einzelnen Bolzens 28 dünnere Bolzen  vorgesehen sein, die in Durchgangsbohrungen geführt  sind, welche ganz im Inneren der Flanschen 12, jedoch  parallel zur dargestellten Bohrung 26 verlaufen und  auf Gewindebohrungen     ausgerichtet    sind, welche zu  beiden Seiten der Nut 20 in der     Verschlussleiste    vor  gesehen sind.  



  Die beschriebene     Flanschanordnung    ist besonders       vorteilhaft,    wenn     Leckverluste    und Umfangsverfor  mungen des Gehäuses unbedingt     vermieden    werden  sollen. Wenigstens einer dieser Faktoren ist meistens  von Bedeutung bei der Konstruktion beispielsweise    einer     Brennkammer    eines     Rückstosstriebwerkes    mit  im wesentlichen zylindrischem, axial     auftrennbarem     Gehäuse.

   Ein Gehäuse mit der beschriebenen Flansch  anordnung kann folgendermassen     montiert    werden:  Die Schrauben 28 werden teilweise in die Gewinde  löcher 24 der     Verschlussleiste    18 eingeschraubt, die       Verschlussleiste    ins Innere des einen Gehäuseab  schnittes gebracht, so dass die Nut 20 dem Vorsprung  14 gegenüberliegt und die Schrauben 28 in den be  treffenden Halbbohrungen 29 des Flansches 12 liegen,  wobei die Schrauben noch so weit aus der Verschluss  leiste herausragen sollen, dass letztere noch nicht mit  dem Vorsprung 14 in Eingriff ist.

   Hierauf wird der  Flansch des zweiten Gehäuseabschnittes auf den ersten  Flansch aufgesetzt, wobei dessen Halbbohrungen auf  diejenigen des ersten Flansches ausgerichtet werden,  so dass beide die Durchgangsbohrungen 26     bilden     und die Schrauben 28 umfassen. Nach dem Zusam  menfügen beider Gehäuseabschnitte werden nun die  Flanschen durch Anziehen der Schrauben 28 vor  gespannt, wobei die     Verschlussleiste    mit den Vor  sprüngen 14 in festen Eingriff kommt.  



  Zur Vollendung der Gehäusemontage sind äussere  Haltemittel zum Zusammenhalten der beiden Flan  schen 12 vorgesehen, beispielsweise in Form von Bol  zen 30, welche in passenden Durchgangsbohrungen 32  der Flanschen sitzen und durch Muttern 34 gehalten  werden.  



  In der Zeichnung kommt jeweils auf fünf Durch  gangsbohrungen 32 eine     Durchgangbohrung    26, wel  ches Verhältnis jedoch nicht     kritisch    ist. Es hat sich  aber gezeigt, dass relativ wenige Schrauben 28 erfor  derlich sind, um einwandfreie     Vorspannung    der  Flanschen und Dichtung durch die     Verschlussleiste    zu  gewährleisten.  



  Die gegenseitigen Massbeziehungen zwischen den       Flanschen,    den Vorsprüngen und der     Verschlussleiste     sind nicht auf die dargestellten Verhältnisse be  schränkt. Es ist aber zu bemerken, dass die     Flansch-          anordnung    die Belastung in zweifacher Weise auf  nimmt, nämlich einerseits durch die äusseren Flan  schen und anderseits durch die Vorsprünge und die  Leiste. Indem die     Verschlussleiste    ein Gegenmoment  auf das Gehäuse ausübt, wirkt sie der Tendenz zum       Auseinanderweichen    der Flanschen entgegen, d. h.

    es können relativ leichte Flanschen verwendet wer  den, was nur dank der Kombination     Verschlussleiste     und Vorsprünge möglich ist. Im Hinblick auf aus  geglichene Spannungsverteilung, minimales Gewicht  und minimales     Auseinanderweichen    der Flanschen  sind deshalb gewisse Massverhältnisse zwischen die  sen und der     Verschlussleiste    einzuhalten. Die genaue  Dimensionierung wird aber auch von den auszuhal  tenden Drücken und Temperaturen und den verwen  deten Materialien abhängen. In gewissen     Temperatur-          und    Druckbereichen werden beispielsweise mit Vor  liebe hochhitzebeständige Legierungen verwendet, da  diese vorteilhafte Verhältnisse zwischen Festigkeit und  Gewicht ergeben.

   Um den bestmöglichen Nutzen in  Gestaltung und Fertigung aus diesen Materialien zu      ziehen, müssen jedoch je nach Legierung gewisse  minimale Materialquerschnitte eingehalten werden.  Bei Verwendung solcher Materialien in der Konstruk  tion beispielsweise von     Rückstosstriebwerken    würden  sich deshalb ohne die Anwendung der vorliegenden  Erfindung Materialquerschnitte ergeben, welche in  der praktischen Anwendung zu schwere Konstruk  tionen liefern würden.  



  Die beschriebene     Flanschkonstruktion    vermindert  die Belastung der äusseren Flanschen, verbessert die  Dichtigkeit des Gehäuses und verhütet bei zweck  entsprechender Dimensionierung (je nach Material,  Temperatur und Druck) jede Gehäuseverformung,  verursacht durch das     Auseinanderweichen    der äusse  ren Flanschen. Infolge Verminderung der äusseren       Flanschbelastung    ist es ferner möglich, dünnere,  näher beisammensitzende     Flanschbolzen    vorzusehen,  woraus sich leichtere     Flanschkonstruktionen    ergeben.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Flanschanordnung an einem mehrteiligen Gehäuse eines Hochdruckgefässes mit aneinander anliegenden, vorspringenden Flanschen längs der Gehäusefuge, wobei die Flanschen durch äussere Haltemittel zusam mengehalten sind, gekennzeichnet durch nach innen ragende Vorsprünge der Flanschen längs der Ge häusefuge und durch innere, mit den Vorsprüngen derart zusammenwirkende Schliessmittel, dass die äusseren Flanschen vorgespannt werden und ein dichter Verschluss des Gefässes zustande kommt.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Flanschanordnung nach Patentanspruch, ge kennzeichnet durch eine innere, mit den Vorsprüngen zusammenwirkende Verschlussleiste und die Flan schen unter Vorspannung und die Verschlussleiste in Eingriff mit den Vorsprüngen haltende Mittel, welche die Verschlussleiste auch halten, wenn diese sich ausser Eingriff mit den Vorsprüngen befindet.

   2. Flanschanordnung nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass die Verschlussleiste mit einer zum Eingriff mit den Vorsprüngen bestimmten Längsnut versehen ist, welche divergierende Seiten wände aufweist, denen konvergierende Aussenflächen der Vorsprünge entsprechen. 3. Flanschanordnung nach den Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Haltemittel aus Schrauben bestehen, welche durch Bohrungen zwischen den aneinander anliegenden Flanschen hindurchragen und in Gewindelöchern in der Verschlussleiste verankert sind.

   4. Flanschanordnung nach den Unteransprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke und die Länge jedes Vorsprunges mindestens annähernd die halbe Dicke bzw. Länge des zugehörigen Flansches aufweist und die Breite der Verschlussleiste mindestens annähernd der Dicke der beiden aneinander anliegen den Flanschen zusammen entspricht.