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Sitzring für Ventile od. dgl.
Die bekannten Arten der Ventilsitzringbefestigungen haben zumeist den Nachteil, dass sie entweder schon zu Beginn des Betriebes undicht sind oder aber während des Betriebes infolge der verschiedenen Materialwärmedehnungen undicht werden.
Für höhere Drucke, insbesondere jedoch für höhere Temperaturen, werden heute Ventilsitzringe grösstenteils aus rostsicherem oder hitzebeständigem Stahl hergestellt. Da nun dieses Material meist wesentlich härter und elastischer ist als das Material, in dem die Ringe befestigt werden sollen, so geschieht es, dass sich sowohl beim Stauch-als auch beim Einwalzversuch das weichere (unelastischere) Futter an der Stauch-bzw. Walzstelle mehr deformiert als der härtere (elastischere) Ring.
Als erstes Beispiel wird in Fig. 1 ein in eine Schwalbenschwanznute eingestemmter Ring dargestellt.
Der Ring A wird in den Sitz B eingehämmert. Wünschenswert ist, dass der Ring allseitig gleichmässig in die Breite geht, sich also an die Wände des Futters anlegt (an den Stellen C und D) und der Schwalbenschwanz die Ausnehmungen E und F ausfüllt. Die Deformation des Ringes A beim Hämmern ist in Fig. 2 dargestellt.
Das Material dehnt sieh während des Schlages an der Schlagstelle gegen den Aussendurchmesser zu um den Wert 6y, in der Richtung des Symmetriekreises beiderseits um die Werte O2 und gegen den
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des Schlages angenommen allseitig um den gleichen Wert H zusammen (Rückdeformation), so dass die strichpunktierten Linien, übertrieben gezeichnet, die bleibende Deformation des Ringes an der Schlagstelle darstellen. Werden nun im Laufe des Verstemmens diese Deformationen so gross, dass die Futterwände berührt werden, so verschwinden die Spiele C und D nur während des Schlages, da nach Beendigung desselben die Rückdeformation des Ringes infolge seiner elastischeren Beschaffenheit grösser sein wird, als die Rückdeformation des unelastischeren Futters.
Es ist daher ohne weiteres einzusehen, dass man vorteilhaft nur weicheres (unelastischeres) Material in härteres (elastischeres) einhämmern kann. Die Praxis hat auch gelehrt, dass, insbesondere bei höheren Temperaturen und Drücken infolge der noch hinzukommenden Wärmearbeit, diese Art der Ringbefestigung schlecht geeignet ist, da sieh zumindest an einzelnen Stellen im Laufe des Betriebes Undichtheiten bilden. Besteht jedoch auch nur die kleinste Undichtheit, so fräst sich das Durchflussmittel unter dem Ring einen Weg, der immer breiter wird. Längere Zeit im Betriebe befindliche Ventilkegel sowie Ventilgehäuse haben gezeigt, dass die Ringe (aus nichtrostendem Stahl) zwar tadellos erhalten waren, das Futtermaterial jedoch um die Ringe herum infolge Fräswirkung des Dampfes ausgefressen wurde.
Ähnlich bzw. noch schlechter verhalten sich eingewalzte Ringe (siehe Fig. 3). An der Walzstelle, J wird, da sich der Ring während des Walzens im Umfange ausdehnt, das Material des Futters gequetscht.
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an örtlichen Stellen trennen.
Eingepresste Ringe dichten zwar anfangs gnt, lockern sieh aber, da sie nur aussenseitig gehalten werden, während des Betriebes infolge der Wärmedehnungen.
Eingeschraubte Ringe nach Fig. 4 dichten von Haus aus schlecht, selbst wenn sie nachher verschweiss oder gewalzt werden.
Das Ein-und Verschweissen der Ringe hat den Nachteil, dass insbesondere bei schwer zugänglichen
Stellen (z. B. in Ventilgehäusen), die Schweiss immer mehr oder weniger lunkerig ist, so dass das Durchflussmittel wieder die schädliche Fräswirlmng ausüben kann.
Die meisten andern Befestigungsarten richten sich im Wesen nach einem der eingangs erwähnten und besitzen auch deren Nachteile.
Zweck der Erfindung ist, einen Dichtungsring zu schaffen, der selbst bei längerem und Wechselvollem Betrieb in seiner Befestigung absolut verlässlich ist und dicht hält.
In Fig. 5 stellt J den Dichtungsring dar. Der Ring besitzt an seinem äusseren Mantel Gewinde und an seinem Innenmantel eine teilweise kegelige Fläche. Das Futter L ist in seiner Nut aussen mit dem zugehörigen Muttergewinde versehen und innen entsprechend kegelig ausgearbeitet. K'stellen Vorspriinge (auch Schlitze) oder sonstige Angriffsflächen dar, die, am Umfange in beliebiger Anzahl verteilt, zwecks Eingriff eines Schlüssels notwendig sind. Wie aus dieser Abbildung weiters ersichtlich ist, wird vor dem Einschrauben des Ringes J in die Nut des Futters eine M Dichtung aus Asbest, Kupfer od. dgl. eingebracht. Wird der Ring nun lose eingeschraubt, so muss der Abstand 0 des Ringes K vom Grunde des Futters L noch verhältnismässiggross sein, während sieh. die Kegel bereits aneinanderlegen.
Das Gewinde des Ringes K wird aus Toleranzgriinden im Gewinde des Futters L noch nicht satt aufliegen. Wird nun der Ring, gegebenenfalls unter Zuhilfenahme von Hammersehlägen, so fest als möglich eingeschraubt, so bewirkt die innere konische Mantelfläche, dass sich der Ring unbedingt nach dem äusseren Umfange zu ausdehnen muss, wobei das Ringgewinde fest und spielfrei in das Futtergewinde eingepresst wird. Es verringert sich ausserdem auch der Abstände, was anderseits ein Zusammenpressen der Dichtung M zur Folge hat. Der jetzige Zustand ist in Fig. 6 dargestellt. Der noch vorstehende Lappen P des Futters L wird sodann auf
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darstellt. Der Ring kann jetzt, wie aus Fig. 7 ersichtlich ist, fertig bearbeitet werden.
An Stelle der Gewinde können auch, wie aus Fig. 8 hervorgeht, zylindrische Mantelflächen, sowohl am Ring als auch-im Futter, vorhanden sein, so dass der Ring nicht verschraubt werden muss, sondern nur eingehämmert, bzw. eingepresst wird. Auch hier wird der Ring infolge des gewaltsamen Einbringens durch den Innenkonus nach aussen gedehnt und an die Aussenwand des Futters gepresst.
Man erhält auf diese Arten (Fig. 7 und 8) vier vollkommen verlässliehe Dichtungsstellen : I. Durch Zusammenpressen der Dichtung, II. durch die Pressung der Kegel,
III. durch Einpressen der Gewinde (Fig. 7), bzw. durch Aneinanderpresscn der zylindrischen Flächen (Fig. 8),
IV. durch nachträgliches Anwalzen des Futterlappens an den Ring ; dient gleichzeitig als Sicherung gegen Loekerwerden des Ringes.
Versuche haben gezeigt, dass derart befestigte Dichtungsringe jeder Betriebsbeanspruchung gewachsen sind.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Sitzring für Ventile od. dgl., der in eine Nut des Futters eingesetzt wird, dadurch gekennzeichnet,
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