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Dichtung für Scheibengasbehälter Wenn man einen ungeteilten elastischen
Dichtungsring für wasserlose Gasbehälter nach dem Hauptpatent 530 2o6 in
der bislang üblichen Weise durch Gewichtshebel, Federn o. dgl. von innen her belastet,
so ergibt sich, da die von den genannten Vorrichtungen ausgeübte Kraft im wesentlichen
konstant oder nur wenig veränderlich ist, die Erscheinung, daß der Auflagedruck
des Ringes gegen die Behälterwand um so geringer wird, je stärker der Ring gedehnt
wird. Es rührt dies daher, daß ein um so größerer Teil der nach außen drückenden
Kraft von der inneren Spannung des Ringes verzehrt wird, 'je mehr die Dehnung des
Ringes und damit die innere Spannung anwächst. Die Folge ist, daß unter Umständen
der Auflagedruck gegen die Behälterwand zur Aufrechterhaltung einer einwandfreien
Dichtung nicht mehr genügt. Um dies zu vermeiden, muß man die auf den Ring nach
außen wirkende Druckkraft von vornherein sehr groß halten. Dies hat aber wiederum
den Nachteil, daß sehr schwere Gewichte oder starke Federn usw. benötigt werden,
und daß unter normalen Bedingungen, also bei ungespanntem oder schwach gespanntem
Ring, also dann, wenn Abweichungen von der beabsichtigten Behälterform nicht vorliegen,
der Auflagedruck des Ringes auf der Behälterwand unerwünscht hoch wird, was Störungen
verursachen kann. Durch die Erfindung wird dieser Nachteil behoben. Es wird demgemäß
eine Vorrichtung zum Andrücken des ungeteilten, unter innerer Spannung stehenden
elastischen Dichtungsringes geschaffen, die bewirkt, daß der Druck des Ringes gegen
die Behälterwand ständig gleich- oder annähernd gleichbleibt. Erreicht wird dies
dadurch, daß die auf den Ring wirkenden Kräfte in ihrer Größe und Richtung derart
veränderlich sind, daß die durch die Verengungen oder Erweiterungen des Gasbehälterdurchmessers
im Verhältnis zum Durchmesser des Dichtungsringes bedingten Spannungsänderungen
im Ring so ausgeglichen werden, daß der Auflagedruck des Ringes auf die Behälterwand
bei jeder Stellung der Scheibe im Behälter denselben Wert behält. Hierbei kann die
Anordnung auch so getroffen werden, daß auch dann, wenn der Ring über sehr enge
Stellen des Behälters gleiten soll und demgemäß die Wand einen erhöhten Druck auf
ihn ausüben würde, der Auflagedruck des Ringes nicht über das normale Maß steigt,
indem jetzt die Gewichtshebel o. dgl. den Ring zusammenzudrücken suchen, während
sie ihn im allgemeinen auszudehnen bestrebt sind.
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Die zur Durchführung der Erfindung verwendeten Mittel können beispielsweise
darin bestehen, daß das sich mit seinem Neigungswinkel gegen die Senkrechte vergrößernde
Moment
eines gewichtsbelasteten Hebels durch Übertragungsglieder derart auf den Ring einwirkt,
daß der ausgeübte Druck der vorerwähnten Bedingung entspricht. Man kann andererseits
auch den von Federn oder hydraulischen Kolben herrührenden Druck durch Kniehebelpaare
und ähnliche Mittel so auf den Ring einwirken lassen, daß dieser Druck bei eintretender
Ringdehnung stärker auf den Ring einwirkt und somit das Anliegen des Ringes gegen
die Behälterwand mit gleichbleibender Kraft erfolgt.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Vorrichtung gemäß
der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Abb. r die Verwendung eines gewichtsbelasteten
Hebels und Abb.2 diejenige eines hydraulischen Druckkolbens.
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Der auf der Behälterwand a gleitende, gemäß dem Patent 530
2o6 ausgebildete ungeteilte Dichtungsring b wird durch die Zahnstange c, auf die
mittels des Ritzels d der Gewichtshebel e wirkt, nach außen gedrückt. Der jeweils
ausgeübte Druck berechnet sich aus dem von dem Gewicht f und der Länge des Hebelarmes
g übertragenen Moment.
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Wenn der Ring b über eine Erweiterung der Behälterwand a hinweggleiten
soll, wie dieses gestrichelt in übertriebener Weise dargestellt ist, so drückt der
Gewichtshebel den Ring nach außen. Der ausgeübte Druck steigt hierbei, da das Gewicht
nunmehr mit dem vergrößerten Hebelarm g' wirkt. Die Vergrößerung des ausgeübten
Druckes ist so bemessen, daß die von der Ringspannung herrührende Gegenkraft jeweils
überwunden wird und außerdem noch ein im wesentlichen gleichbleibender Auflagedruck
des Ringes b auf der Behälterwand a übrigbleibt.
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Wenn der Ring über eine engere Stelle der Behälterwand gleiten soll,
so nimmt entsprechend der abnehmenden Spannkraft des Ringes auch der Hebelarm gab,
an welchem das Gewicht f wirkt, indem sich nämlich der Gewichtshebel e mehr und
mehr der senkrechten Stellung nähert. An dieser letzteren Stelle ist die ausgeübte
Kraft gleich Null, und bei noch weitergehender Verengerung des Ringes ä, die z.
B. bei einem Gleiten über eine sehr enge Stelle der Behälterwand erfolgen kann,
kippt der Hebel e in die mit e' bezeichnete Lage über, und es wirkt das Gewicht
f auf ein Zusammendrücken des Ringes mit einem Moment, welches dem Hebelarm g" entspricht.
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Wenn der Ring an eine Stelle der Gasbehälterwand kommt, bei der der
Durchmesser des Behälters so groß ist, daß der Ring in spannungslosem Zustand und
bei Fehlen der Anpreßkräfte die Wandung gerade berührt, so entspricht die von der
Andrückvorrichtung ausgeübte Druckkraft dem gewünschten konstanten Auflagedruck
des Ringes auf die Behälterwand.
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In Abb. 2 wird der Ring b durch den hydraulischen Kolben h angedrückt.
Um die notwendige veränderliche Kraft hervorzurufen, ist das Kniehebelpaar
i, h eingeschaltet. Der zwischen den beiden Hebeln bestehende Winkel vergrößert
sich bei einer Ausdehnung des Ringes, und es steigt demgemäß nach bekannten Gesetzen
die ausgeübte Druckkraft. Auch hier sind die Verhältnisse so gewählt, daß der Auflagedruck
des Ringes im wesentlichen gleichbleibt, die bei der Ringdehnung sich steigernde
Gegenkraft aber durch die in ähnlicher Weise wachsende Druckkraft des Kolbens h
ausgeglichen wird.
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Die Veränderung der Spannungen im Ring verläuft, solange diese unterhalb
der Elastizitätsgrenze bleiben, linear mit der Ringdehnung, und infolgedessen müßte
sich auch bei vollkommener Konstanthaltung des Ringauflagedruckes die Kraft in linearer
Gesetzmäßigkeit ändern. Bei dem in Abb. r dargestellten Ausführungsbeispiel verläuft
diese Kraftänderung jedoch sinusförmig. Der entstehende Fehler ist aber bei passender
Wahl der Winkelbereiche und der Übersetzungsverhältnisse so gering, daß er für die
Zwecke der Praxis belanglos ist. Durch verwickeltere Hebelübersetzung wäre im übrigen
ein vollständiger Ausgleich nötigenfalls zu erzielen.