DE1257499B - Metallischer Hohlkoerper mit metallischer Auskleidung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

F161

Deutsche KL: 47 f - 3/02

Nummer: 1 257 499

Aktenzeichen: K 50505 XII/47 f

Anmeldetag: 13. August 1963

Auslegetag: 28. Dezember 1967

Die Erfindung betrifft einen metallischen Hohlkörper, insbesondere Behälter oder Rohr, mit einer metallischen Auskleidung, die aus einem nicht oder nur schwer mit der Wand des Hohlkörpers verschweißbaren Werkstoff besteht und an die mit der inneren Wandfläche des Hohlkörpers fluchtenden Stirnseiten von in Bohrungen der Hohlkörperwand eingesetzten und formschlüssig gehaltenen Verbindungsstücken angeschweißt ist.

Die Anordnung von Auskleidungen in metallischen Hohlkörpern bringt eine Reihe von Schwierigkeiten mit sich, die im wesentlichen darauf zurückzuführen sind, daß die Auskleidung in der Regel aus einem korrosionsbeständigen Werkstoff und der Hohlkörper aus Stahl besteht, so daß ein Verschweißen von Auskleidung und Hohlkörper nicht ohne weiteres möglich ist. Eine weitere Schwierigkeit ist darin zu sehen, daß die Festigkeit des Hohlkörpers so wenig als möglich geschwächt werden soll.

Bei einem mit einer korrosionsfesten Auskleidung versehenen bekannten Behälter sind die Auskleidungsbleche mit Schlitzen versehen und durch diese hindurch mit dem Behältermantel verschweißt. Die Auskleidung muß somit aus einem Werkstoff bestehen, der mit dem Werkstoff des Behälters verschweißbar ist, so daß eine Reihe von hochkorrosionsbeständigen Werkstoffen für die Auskleidung nicht in Frage kommt.

Diese Schwierigkeit wird durch ein bekanntes Verfahren behoben, durch das es möglich ist, einen Behälter mit einer Auskleidung zu versehen, die aus einem Werkstoff besteht, der mit dem Behälterwerkstoff nicht oder nur schwer verschweißbar ist. Die Befestigung der Auskleidung erfolgt dabei derart, daß in Durchgangslöchern der Behälterwand eingesetzte Verbindungsstücke, die mit ihrer einen Stirnseite mit der Innenseite der Behälterwand fluchten und an ihrem anderen Ende einen gegen die Außenseite der Behälterwand anliegenden Bund aufweisen, mit der Auskleidung von außen verschweißt werden.

Bei einem nach diesem Verfahren ausgekleideten Behälter wird die Festigkeit des Behälters durch das Anbringen der Auskleidung sehr herabgesetzt. Zur Aufnahme von unterschiedlichen Wärmedehnungen ist nämlich zwischen der Behälterwand und der Auskleidung ein gewisses Spiel vorgesehen. Während bei Überdruck im Behälter die Möglichkeit besteht, daß sich die Auskleidung an die Wand anlegt, ist für die Festigkeit bei Unterdruck nur die Auskleidung maßgebend, die wegen des hohen Preises korrosionsfester Metalle meist nur eine geringe Wandstärke aufweist. Bei Unterdruck im Behälter besteht die Gefahr, daß Metallischer Hohlkörper
mit metallischer Auskleidung

Anmelder:

Kobe Steel Works, Ltd., Fukiai-ku, Kobe (Japan)

Vertreter:

Dipl.-Phys. G. Liedl, Patentanwalt,

München 22, Steinsdorfstr. 22

Als Erfinder benannt:

Asahiko Goto, Nada-ku, Kobe (Japan)

Beanspruchte Priorität:
Japan vom 15. August 1962 (46 752, 46 753,
46 754)

die Auskleidung von der Gehäusewand losgedrückt wird, da die gesamte nach innen gerichtete Druckkraft von den Schweißnähten sowie von den an der Außenseite der Behälterwand anliegenden Rändern der Verbindungsstücke aufgenommen werden muß. Nennenswerte Kräfte können bei der bekannten Anordnung jedoch weder von den Schweißnähten noch von den gleichfalls dünnwandigen Verbindungsstükken aufgenommen werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Hohlkörper mit einer Auskleidung in Vorschlag zu bringen, die aus einem Werkstoff besteht, der mit dem Hohlkörperwerkstoff nicht oder nur schwer verschweißbar ist, wobei die Festigkeit des Hohlkörpers infolge des Anbringens der Auskleidung auch bei Unterdrücken im Hohlkörper so wenig wie möglich beeinträchtigt werden soll.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Hohlkörper der eingangs definierten Art erfindungsgemäß durch die gemeinsame Anwendung folgender Merkmale gelöst:

a) die Verbindungsstücke zwischen Auskleidung und Hohlkörperwandung sind als volle, die Bohrungen ausfüllende, und die Auskleidung gegen bei Unterdruck im Hohlkörper auftretende Kräfte abstützende Stopfen aus demselben Werkstoff wie die Auskleidung ausgeführt,

709 710/263

b) die Auskleidung ist an ihren mit den Stopfen fluchtenden Stellen mit Durchgangsöffnungen versehen und durch diese hindurch in an sich bekannter Weise mit den Stirnseiten der Stopfen verschweißt.

Damit die Stopfen ihre Stützfunktion ausüben können, ist es zweckmäßig, die Stopfen und die Bohrungen kegelstumpfförmig auszubilden, wobei das Kegelstumpfende mit kleinerem Durchmesser an der Innenseite der Wand des Hohlkörpers liegt, oder die Stopfen in an sich bekannter Weise mit einem Rand zu versehen, der gegen die Außenseite der Wand des Hohlkörpers anliegt.

Gemäß einer dritten Ausführungsform können die Stopfen in die Wand des Hohlkörpers eingeschraubt sein, wodurch sich ein Formschluß auch gegen nach außen gerichtete Kräfte ergibt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäß mit einer Auskleidung versehenen Hohlkörper,

F i g. 2 einen Ausschnitt aus der Wand des Hohlkörpers nach F i g. 1 in vergrößerter Darstellung,

F i g. 3 bis 5 weitere Ausführungsformen von Verbindungsstücken.

In F i g. 1 der Zeichnung ist ein Hohlkörper dargestellt, dessen Wand 1 mit einer Auskleidung 2 versehen ist. In der Wand 1 sind mehrere Bohrungen 4 angeordnet. Wie in F i g. 2 näher dargestellt, ist in jeder der Bohrungen 4 ein massiver Stopfen 3 eingesetzt, der die Bohrung 4 voll ausfüllt und kegelstumpfförmig ausgebildet ist. Das Kegelstumpfende mit kleinerem Durchmesser fluchtet mit der Innenseite der Wand 1 des Hohlkörpers. Der Stopfen 3 besteht aus dem gleichen Werkstoff wie die Auskleidung 2. Die Auskleidung 2 ist mit Durchgangsöffnungen 5 versehen, die im Bereich der Bohrungen 4 der Wand 1 des Hohlkörpers liegen. Beim Verschweißen der Stopfen 3 mit der Auskleidung 2 werden die Durchgangsöffnungen 5 vollständig mit Schweißmaterial 6 ausgefüllt.

In F i g. 3 der Zeichnung ist ein Stopfen 13 dargestellt, der mit seinem Rand 13' gegen die Außenseite der Hohlkörperwand 11 anliegt. Der Stopfen 13 füllt eine Bohrung 14 vollständig aus und besteht aus dem gleichen Werkstoff wie eine an der Innenseite der Wandung 11 angeordnete Auskleidung 12, die durch Durchgangsöffnungen 15 mittels Schweißmaterials 16 mit dem Stopfen 13 verschweißt ist.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 4 sind die Verbindungsstücke zwischen einer Wand 21 eines Hohlkörpers und einer Auskleidung 22 als Gewindebolzen 23 in Gewindelöcher 24 eingeschraubt. Die Gewindebolzen 23 bestehen aus demselben Werkstoff wie die Auskleidung 22 und sind im Bereich von Durchgangsöffnungen 25 der Auskleidung 22 mit derselben durch Schweißmaterial 26 verschweißt. Zum Einschrauben sind die Gewindebolzen 23 mit einem Vierkant 28 versehen.

Gemäß F i g. 5 sind die Gewindebolzen 23 nicht direkt in die Wand 21 des Hohlkörpers eingeschraubt, sondern in Verstärkungsaugen 27 befestigt, die ihrerseits wiederum mittels einer Rundschweißnaht 29 mit der Wand 21 verbunden sind. Die Gewindebolzen 23 sind an ihrem einen Ende mit einem Schlitz 28 zum Eingriff eines Schraubenziehers versehen. Im übrigen ist die Verschweißung 26 zwischen der Auskleidung und den Gewindebolzen 23 die gleiche, wie bei der Ausführungsform nach F i g. 4 der Zeichnung.

Bevorzugtes Anwendungsgebiet für die erfindungsgemäße Befestigung von Auskleidung sind Hohlkörper und Behälter, die mit Auskleidungen aus Titan, Zirkon, Tantal, rostfreiem Stahl, Nickel oder Monelmetall versehen werden sollen. Die Hohlkörper können beliebige Gestalt aufweisen und aus einem nicht korrosionsbeständigen Stahl bestehen, der lediglich der Forderung genügender Festigkeit genügen muß, da der Korrosionsschutz von der Auskleidung übernommen wird.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Metallischer Hohlkörper, insbesondere Behälter oder Rohr, mit einer metallischen Auskleidung, die aus einem nicht oder nur schwer mit der Wand des Hohlkörpers verschweißbaren Werkstoff besteht und an die mit der inneren Wandfläche des Hohlkörpers fluchtenden Stirnseiten von in Bohrungen der Hohlkörperwand eingesetzten und formschlüssig gehaltenen Verbindungsstücken angeschweißt ist, gekennzeichnet durch die gemeinsame Anwendung der folgenden Merkmale:

a) Die Verbindungsstücke sind als volle, die Bohrungen (4,14, 24) ausfüllende und die Auskleidung (2,12,22) gegen bei Unterdruck im Hohlkörper auftretende Kräfte abstützende Stopfen (3,13,23) aus demselben Werkstoff wie die Auskleidung ausgeführt,

b) die Auskleidung (2,12, 22) ist an ihren mit den Stopfen (3,13, 23) fluchtenden Stellen mit Durchgangsöffnungen (5,15, 25) versehen und durch diese hindurch in an sich bekannter Weise mit den Stirnseiten der Stopfen (3,13, 23) verschweißt.

2. Metallischer Hohlkörper gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stopfen (3) und die Bohrungen (4) kegelstumpfförmig ausgebildet sind, wobei das Kegelstumpfende mit kleinerem Durchmesser an der Innenseite der Hohlkörperwand (11) liegt.

3. Metallischer Hohlkörper gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stopfen (13) in an sich bekannter Weise mit einem Rand (13') versehen sind, der gegen die Außenseite der Hohlkörperwand (11) anliegt.

4. Metallischer Hohlkörper gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stopfen (23) in die Hohlkörperwand (21) eingeschraubt sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 899 301, 920 462,
061;

französische Patentschrift Nr. 1198 743.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

709 710/263 12.67 © Bundesdruckerei Berlin