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STAHL - ARMATUREN G.m.b.Ho, résidant à BELECKE (Mohne) (Allemagne).
CORPS DE SOUPAPE ET PROCEDE POUR L'EXECUTION DU DIT CORPS.
Ces temps derniers on adopte avantageusement en pratique des soupapes dont le corps est constitué par l'assemblage de deux moitiés en forme de coquille forgées en matrice et qui sont reliées l'une à l'autre par soudure dans un plan de division de matrice, traversant en ligne droite les embouchures coaxiales des canaux d'entrée et de sortie. Même lorsqu' il s'agit de soupapes dont les dimensions, à savoir les largeurs nominales.* sont importantes, il est possible de forger des coquilles à parois minces., cependant munies de nervures, de renforcements ou de parties de siège de soupape nécessaires,en utilisant des matrices appropriées. De telles co- quilles de corps forgées en matrice présentent une résistance élevée.
La soudure des moitiés de corps est effectuée sur des machines à souder bout à bout par soudure à l'arc. Il est également possible d'utiliser un des autres procédés connus de soudure.
L'invention se sert de l'idée de base décrite plus haut, à savoir d'exécuter un corps de soupape constitué par deux moitiés en forme de coquille forgées en matrice. On s'est aperçu qu'il est possible d'amé- liorer la forme du corps de soupape et de simplifier son exécution du fait que, suivant l'invention, le plan de division de la matrice entre les moi- tiés est disposé parallèlement ou approximativement parallèlement au plan du siège de soupape et que le siège de soupape ou son support est réalisé au moyen de sections annulaires, de préférence de demi-anneaux dont l'un est relié à la moitié inférieure du corps, tandis que l'autre demi-anneau est placé dans sa position nécessaire après le forgeage des moitiés de corps.
De ce fait ces deux moitiés ne présentent pas une forme symétri- que, cependant un avantage essentiel de cette position particulière du plan de division réside dans le fait que la ligne de soudure est presque en ligne droite, en outre, il est nécessaire seulement de réaliser deux lignes de soudure longitudinales dont la forme correspond exactement. De telles lignes de soudure presque droites peuvent être soudées avec certitude au moyen des différents procédés connus de soudure. Il est connu qu'il est
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difficile de réaliser pour ces ,'soupapes constituées par plusieurs par- ties de corps des lignes de soudure reconnues impeccables après un examen aux rayons X.
Suivant l'invention, la régularité des deux lignes de sou- dure permet une bonne liaison par soudure, particulièrement en faisant emploi de la soudure automatique à l'arc et spécialement la soudure suivant le procédé Ellira étant donné que la ligne de soudure peut être guidée en ligne droite sous l'électrode, sans installation compliquée et sans que du métal en fusion puisse s'écouler de la ligne de soudure. Les différen- ces de hauteur éventuelles de la ligne de soudure, situées dans l'axe de l'électrode, ne sont pas très importantes et sont égalisées par la progres- sion même de l'électrode. Il est donc possible d'exécuter une très bonne ligne de soudure d'une manière relativement simple.
Suivant la proposi- tion de l'invention il est possible d'exécuter des soupapes de différentes largeurs nominales, à savoir avec des corps particulièrement importants.
La position spéciale du plan de division fait que l'anneau ou le support d'un tel anneau, formant le siège de soupape, ne peut pas être exécuté d'une seule pièce avec l'un des corps de coquille. Suivant la proposition de l'invention, l'anneau, ou le support de celui-ci, n'est forgé qu'approximativement à moitié avec la moitié inférieure du corps, tandis que l'autre partie correspondante d'anneau peut être exécutée indé- pendamment et peut être appliquée par soudure dans la partie supérieure du corps, à savoir la partie inférieure de la chambre de l'obturateur de sou- pape, avant l'assemblage par soudure des deux moitiés de corps.
Une autre manière d'exécution avantageuse réside dans le fait que cette seconde moi- tié d'anneau est formée par une nervure dépassant après le forgeage des moitiés de corps et repliée ensuite vers la chambre de l'obturateur de soupape. De ce fait les deux moitiés de corps y compris les moitiés d'anneau nécessaires pour le siège de soupape permettent une fabrication particuliè- rement avantageuse du corps de soupape du fait qu'après que les fentes de division entre les deux demi-anneaux sont fermées par soudure après la jux- taposition des deux moitiés, les deux coquilles sont assemblées avec une fermeté telle qu'il est possible ensuite de souder sans plus les lignes de soudure longitudinales du corps au moyen du dispositif automatique de soudure.
Lorsque le corps est soudé, l'anneau du siège de soupape est ser- ré pour ainsi dire entre la partie supérieure et la partie inférieure et regoit une position ferme. La surface d'étanchéité même est formée par un métal approprié, tout particulièrement par un métal dur appliqué par soudure et par le traitement ultérieur du dit métal.
Deux formes d'exécution, données à titre d'exemple non limi- tatif, sont représentées aux dessins annexés, dans lesquels :
La fig. 1 représente les deux parties de corps et le demi- anneau nécessaire pour former le siège de soupape suivant la première forme d'exécution.
La fig. 2 est une coupe longitudinale d'un corps de soupape.
La fig. 3 est une coupe transversale suivant la ligne III- II I de la fig. 2.
La fig.4 est une coupe longitudinale suivant la ligne IV-IV de la figo 2.
La figo 5 est une coupe transversale suivant la ligne V-V de la fig.2.
La fig. 6 est une coupe transversale suivant la ligne VI-VI de la fig.2.
Les figs. 7 et 8 représentent la seconde forme d'exécution il- lustrant en coupe longitudinale deux différentes phases de fabrication de la moitié supérieure du corps de la soupape.
Le corps de soupape est formé par les deux moitiés 1 et 2, repré- sentées à la fig. 1 et exécutées par forgeage en matrice. Les matrices sont
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exécutées de manière que la matière d'une barre puisse être déformée en lar- geur et remplisse d'abord la forme avant que la matière en excès soit éli- minée dans le dispositif de pressage ou de forgeage. De cette manière on obtient des pièces forgées à parois minces munies des nervures, des sail- lies, des renfoncements ou similaires nécessaires
Dans le corps de soupape suivant l'invention le plan de division à savoir le plan de division de la matrice, est disposé parallèlement au plan du siège de soupape. Le siège de soupape constitué par les demi- anneaux 3, 3a, peut être disposé légèrement au-dessus ou en-dessous du plan de division des moitiés de corps.
Il est préférable que la position du siège de soupape soit légèrement plus haute. Dans certains cas cepen- dant le plan du siège de soupape et le plan de division des moitiés 1 et
2 peuvent être situés à la même hauteur. Lorsque le plan de division est disposé de cette manière, les canaux d'entrée et de sortie 4 et 5 reçoivent une largeur approximativement uniforme sur toute la longueur, environ à hauteur du siège de soupape. A proximité du siège de soupape seule la paroi latérale est repoussée d'une valeur minime vers l'extérieur, formant de ce fait une courbe 6. Les bords à souder 7 sont donc essentiellement droits dans le sens longitudinal du corps, de manière que lorsque les moitiés sont assemblées, il soit possible de guider la ligne de soudure sous l'élec- trode du dispositif automatique à souder.
L'électrode même égalise la légè- re différence de hauteur pendant la soudure en se déplaçant en avant et en arrière. Cependant il existe également la possibilité de calculer l'épais- seur de paroi des moitiés de corps à proximité des bords de façon que la face extérieure de la ligne de soudure soit absolument droite. Les deux bords 7 correspondent absolument, de manière que l'exécution des lignes de soudure par un dispositif automatique de soudure soit économiquement réali- sable
La moitié supérieure 1 du corps est munie du prolongement tubu- laire 8 s'élargissant côniquement en direction du siège de soupape pour la chambre de l'obturateur de soupape.
De ce fait le plus grand diamètre de la chambre de l'obturateur de soupape est situé à proximité du siège de soupape Ainsi qu'il ressort de la fig. 5 , la partie supérieure de paroi 9 de cette tubulure est aplatie. Dans le canal de sortie 5, la partie su- périeure de paroi 10 est plus fortement bombée que l'embouchure du canal.
Dans la coquille inférieure 2, la partie plus fortement bombée 10a est prévue du côté entrée tandis que la partie aplatie 9a est située du cote sortie. Le fluide en circulation est guidé de manière particulièrement avan- tageuse à travers le siège de soupape, partiellement en raison du bombage plus accentué et partiellement en raison de l'élargissement plus important du canal et, dans ce cas, le bon guidage du fluide est favorablement influen- cé par la chambre de l'obturateur de soupape, élargie à la partie inférieure-
Une des moitiés d'anneau 3 du siège de soupape ou de son support est inséré par forgeage dans la partie inférieure 2 du corps. Deux petites consoles 11 sont appliquées'par forgeage dans la paroi du corps aux deux ex- trémités du demi-anneau.
Suivant la forme d'exécution des figs. 1 à 6, le demi-anneau 3a est exécuté indépendamment et est soudé dans la partie supé- rieure 1 du corps, dans la zone inférieure de la chambre de l'obturateur de soupape (voir fig. 2). Cette soudure est effectuée avant la liaison des deux parties 1 et 2.
Après que les bords à souder des deux moitiés de corps 1 et 2 sont appliqués l'un sur l'autre,la fente prévue entre le demi-anneau 3a et le demi-anneau inséré par forgeage est obturée par soudure (voir fig. 4) .
Dans ce cas le demi-anneau 3a s'appuie par ses extrémités sur les consoles 11. De ce fait les deux moitiés 1 et 2 sont fermement reliées l'une à 1' autre de manière qu'il soit possible de souder ensuite les lignes de soudure entre les bords 7 au moyen d'un dispositif automatique de soudure.
Suivant le procédé de fabrication des figs. 7 et 8, le prolon- gement de la partie tubulaire 8. limitant la chambre de l'obturateur de soupape, est constitué par une nervure 3b formant un demi-anneau qui s'étend
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assez bien par dessus le plan de division x- x de la matrice La paroi supérieure 9 de la moitié de corps..limitant la tubulure d'entrée, se con- fond également dans la nervure 3b. La fig. 7 représente la position de la nervure après le forgeage de la moitié de corps. Cette nervure étroite est formée dans l'une des moitiés de la matrice par déformation progres- sive, p c'est-à-dire en évidant un espace creux approprié.
Ainsi qu'il ressort de la fig. 8, la nervure 3b est repliée en une ou plusieurs opérations en direction de la chambre de l'obturateur de soupape de manière qu'il se forme la moitié d'un anneau de support pour le siège de soupape Le repliage de la nervure peut être effectué sur un tour lourd normal, et ce, du fait que la nervure est d'abord amenée au rouge par un chalumeau annulaire de manière qu'il soit possible d'enrou- ler la nervure vers l'intérieur au moyen de faibles efforts et d'outils appropriés, par exemple au moyen de cylindres. Lorsque ce travail est exé- cuté en plusieurs opérations, la couronne demi-annulaire verticale de la nervure est avantageusement repliée vers l'intérieur dans une première phase d'opération. Dans une deuxième phase le processus de repliage con- tinue avec un autre outil.
Enfin, dans une troisièe phase il est possible de dresser l'anneau complètement au tour. Lors du repliage sur un tour il est possible d'insérer un mandrin dans la moitié de corps, servant d'appui au demi-anneau appliqué par forgeage, pendant le repliage de la nervure. Il est évident que le repliage de la nervure verticale peut être effectué de toute autre manière quelconque.
Dans cette forme d'exécution suivant les figs.7 et 8, il faut seulement souder les points de contact 12 opposés des moitiés d'anneau l'un à l'autre après la juxtaposition des moitiés de corps, avant de réu- nir par soudure les bords 7 des dites moitiés. Cette forme d'exécution permet de manière simple la fabrication de soupapes de petites largeurs nominales.
Dans toutes les formes d'exécution suivant l'invention, les extrémités des canaux d'entrée et de sortie reçoivent des brides de rac- cord 12. Le corps est également muni d'une bride 13 à l'endroit où se place son couvercle. Les brides sont reliées aux parties du corps au moyen des lignes de soudure 14 qui sont prévues du coté frontal et qui peuvent de ce fait être exécutées de manière simple au moyen d'un dis- positif automatique de soudure. Il est possible de faire servir simul- tanément les lignes de soudure pour former les surfaces d'étanchéité.
Lorsqu'il s'agit de corps de soupape de grandes dimensions, les moitiés de corps sont forgées individuellement. Par contre, lorsqu' il s'agit de corps de soupape de dimensions plus petites il est possible de disposer l'une derrière l'autre plusieurs parties inférieures ou supé- rieures et de les forger en une seule opération. Après application par soudure des demi-anneaux du siège de soupape et juxtaposition des parties supérieures et inférieures il est possible de pratiquer d'un seul trait les lignes-de soudure latérales de plusieurs corps de soupape. Ensuite les différents corps sont séparés à la soie.
REVENDICATIONS
1.- Corps de soupape assemblé par deux moitiés en forme de co- quille, forgées en matrice et qui sont reliées par soudure dans un plan de division de la matrice traversant les embouchures coaxiales des canaux dentrée et de sortie, caractérisé en ce que le plan de division de la matrice entre les moitiés de corps est parallèle ou approximativement pa- rallèle au plan du siège de soupape et en ce que le siège de soupape ou son support est formé par des sections annulaires, de préférence des de- mi-anneaux dont l'un est relié à la moitié inférieure du corps tandis que l'autre demi-anneau est placé dans la position nécessaire après le forgeage des moitiés de corps .