DE10158613C1 - Ventil - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Ventil mit einem metallischen Ventilgehäuse (1), das einen in einem Durchgang angeordneten metallischen Sitzring (2) als Gegenstück für ein Schließelement aufweist. Mit relativ wenig Aufwand wird eine genaue, stabile Festlegung des Sitzringes in dem Ventilgehäuse dadurch erreicht, dass der Sitzring (2) als ursprünglich separates Teil in das Ventilgehäuse (1) eingegossen ist (Fig. 1).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Ventil mit einem metallischen Ventilgehäuse, das einen in einem Durchgang angeordneten metallischen Sitzring als Gegen­ stück für ein Schließelement aufweist.

Ein derartiges Ventil mit einem metallischen Ventilgehäuse ist in der DE 196 44 356 C2 angegeben. Bei diesem bekannten Ventil ist in einem Durchgang des Ventilgehäuses ein als ursprünglich separates Teil vorliegender metallischer Sitzring als Gegenstück für ein Schließelement eingegossen. Der Sitzring ist auf seiner Außenseite mit einer als umlaufende Profilierung ausgebildeten Halte­ struktur aus z. B. drei axial voneinander versetzten umlaufenden Halteabschnit­ ten versehen. Durch entsprechende Festlegung von Temperaturfenstern für die Gießform, den Sitzring und das Gießmetall in Abhängigkeit von den verwende­ ten Materialien und von der Ventilgröße kann erreicht werden, dass der Sitzring ohne zu schmelzen flächig mit dem Ventilgehäuse verbäckt, wobei der Sitzring an seinem gesamten, mit dem Ventilgehäuse in Anlage stehenden Außenab­ schnitt mit dem Metall des Ventilgehäuses verbunden ist. Bei dem Herstel­ lungsverfahren ist vorgesehen, dass die Temperatur des flüssigen Gießmetalls für das Ventilgehäuse und der Gießform mit dem darin gehaltenen Rohling des Sitzringes derart festgelegt sind, dass der Rohling bei dem Gießvorgang von dem Gießmetall allenfalls oberflächlich angeschmolzen wird. Es ist allerdings schwer, das oberflächliche Anschmelzen des Sitzringes zu erreichen und kaum möglich, wenn hierzu besonders widerstandsfähiges und hartes Material des Sitzringes verwendet wird. Demgemäß ist in dieser Druckschrift auch gelehrt, den nach dem Glühen zunächst relativ weichen Sitzring spanend zu bearbeiten und nachfolgend noch zu härten. Dies sind relativ aufwändige Bearbeitungsvor­ gänge.

In der DE 85 911 ist ein Verfahren zur Herstellung von Ventilen und Hähnen mittels Pressgusses vorgeschlagen, bei dem in das Gehäuse besondere Gewin­ dezapfen oder Gewindenippel aus hartem Metall genau zentrisch eingegossen werden. Hierbei ist es schwierig, eine möglichst feste Verbindung zwischen Gehäuse und Gewindezapfen oder Gewindenippel sicher zu stellen.

Die DE 43 01 632 C2 und die DE 39 37 402 A1 zeigen in einem Zylinderkopf eingegossene Ventilsitzringe. Auch hierbei ist eine feste Verbindung schwierig.

Die EP 0 621 423 A1 schlägt vor, in ein aus Kunststoff bestehendes Ventil­ gehäuse ein Anschlussstück und einen Ventilsitz einzugießen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dass bei vereinfachter Herstellung eine zuverlässige Funktion bei sicherer Verbindung von Gehäuse und Sitzring gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Hiernach ist vorgesehen, dass die Profilierung außer den mindestens zwei als umlaufende Profilierung ausgebildeten Halteabschnitten, die an die in Durchflussrichtung angrenzenden Stirnseiten des Sitzringes angrenzen, zusätzlich mindestens einen nach außen vorstehenden Verbindungsabschnitt aufweist. Der Verbindungsab­ schnitt ist in der Weise ausgebildet, dass dessen von seiner Ansatzstelle am Sitzkörper bis zu seinem freien Ende reichende Länge um ein Vielfaches länger ist als seine Stärke und dass er umlaufend zumindest in seinem freien Endbe­ reich mit dem angrenzenden Gehäusematerial verschmolzen ist. Durch diese Ausbildung des Verbindungsabschnittes kann für den Ventilsitz ein wider­ standsfähiges, hartes Metall verwendet werden, das bereits bei dem Gießvor­ gang ohne aufwändige Nachbearbeitung genau justiert zuverlässig und umlau­ fend dicht in dem Gehäuse festgelegt wird. Der Verschmelzungsprozess zwi­ schen dem Material des Sitzringes und des Ventilgehäuses im Bereich des Ver­ bindungsabschnittes wird dabei dadurch sichergestellt, dass über die schmale stegartige Ausbildung des Verbindungsabschnittes eine schnelle, starke Erhit­ zung durch das Schmelzgut und keine wesentliche Wärmeableitung in den Sitz­ ring erfolgt. Andererseits können die separat von dem Verbindungsabschnitt durch die Profilierung ausgebildeten Halteabschnitte entsprechend stabil ausgeführt werden, so dass auch ein sicherer axialer Sitz gewährleistet ist. Die erfindungsgemäßen Maßnahmen ergeben in Kombination miteinander wesentli­ che Vorteile.

Eine stabile Festlegung des Sitzringes gegen axialen Druck wird dadurch un­ terstützt, dass der Halteabschnitt in Durchflussrichtung eine mindestens so große Ausdehnung besitzt wie quer zu der Durchflussrichtung.

Eine stabile Festlegung wird weiterhin dadurch unterstützt, dass der mindestens eine Halteabschnitt rechtwinklig absteht oder eine Hinterschneidung im Über­ gang zu dem angrenzenden Bereich der Außenseite aufweist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Be­ zugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt eines Ventilgehäuses mit eingebrachtem Sitzring und

Fig. 2 einen Sitzring im Querschnitt.

Fig. 1 zeigt ein Ventilgehäuse 1, bei dem in einem Durchgang zwischen einem Einlass und einem Auslass ein Sitzring 2 festgelegt ist, der mit einem nicht gezeigten Ventilkegel als Schließelement zusammenwirkt. Für eine zuverlässige Funktion muss der Sitzring innerhalb des Gehäuses u. a. auf den Ventilkegel mit seinem Stellantrieb genau ausgerichtet und stabil und fest in dem Ventilgehäuse 1 positioniert sein.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, weist der im Wesentlichen zylindrische Ventilsitz auf seiner von der Durchflussseite abgelegenen Außenseite eine Profilierung auf, mit der er formschlüssig in das angrenzende Gehäusematerial eingreift. Die form­ schlüssige Verbindung wird beim Herstellungsprozess dadurch erreicht, dass der aus relativ hartem metallischem Material bestehende Sitzring 2 an entspre­ chender Stelle in der Gießform positioniert und anschließend mit dem weicheren metallischen Material des Ventilgehäuses umgossen wird.

Die Profilierung weist vorliegend einen in Durchflussrichtung etwa in der Mitte auf der Außenseite um eine Länge l vorstehenden Verbindungsabschnitt einer geringen Stärke d auf, wobei die Länge l ein Mehrfaches der Stärke d beträgt. Durch diese Ausbildung wird erreicht, dass die Wärme des umgebenden Schmelzgutes zum Herstellen des Ventilgehäuses den Verbindungsabschnitt 2.1 zumindest in dem freien Endbereich aufschmilzt und das Schmelzgut mit dem metallischen Material des Sitzringes 2 eine umlaufende Schmelzverbindung eingeht.

Außerdem weist die Profilierung an die beiden in Durchflussrichtung gelegenen Stirnseiten des Sitzringes 2 angrenzend umlaufende Halteabschnitte 2.3 auf, deren Ausdehnung quer zur Durchflussrichtung geringer ist als ihre Ausdehnung in Durchflussrichtung. Dadurch wird in axialer Richtung eine entsprechend hohe Stützkraft erzielt, so dass auch bei hohem Axialdruck ein stabiler Sitz auf Dauer gewährleistet bleibt. Die beiden umlaufenden Halteabschnitte gehen über einen rechtwinklig zur Durchflussrichtung ausgebildeten Absatz oder eine Hinter­ schneidung 2.3 in die angrenzende Außenfläche des Sitzringes 2 über. Auch dadurch werden eine stabile Abstützung in Axialrichtung und eine form­ schlüssige Verbindung unterstützt.

Erforderlichenfalls können auch weitere Verbindungsabschnitte 2.1 und/oder Halteabschnitte 2.3 vorgesehen werden.

Claims (3)

1. Ventil mit einem metallischen Ventilgehäuse (1), das einen in einem Durchgang angeordneten, als ursprünglich separates Teil in das Ven­ tilgehäuse (1) eingegossenen metallischen Sitzring (2) als Gegenstück für ein Schließelement aufweist, wobei der Sitzring (2) auf seiner von der lichten Innenseite abgekehrten Außenseite mit einer als zumindest teil­ weise umlaufenden Profilierung ausgebildeten Haltestruktur (2.1, 2.2) versehen ist und die Profilierung mindestens zwei umlaufende Halte­ abschnitte (2.2) aufweist, die an die in Durchflussrichtung liegenden Stirnseiten des Sitzringes (2) angrenzen, wobei die Profilierung außer den mindestens zwei Halteabschnitten (2.2) zusätzlich mindestens einen nach außen vorstehenden Verbindungsabschnitt (2.1) aufweist, dessen von seiner Ansatzstelle am Sitzkörper bis zu seinem freien Ende reichende Länge (l) um ein Vielfaches länger ist als seine Stärke (d), und wobei der Verbindungsabschnitt (2.1) umlaufend zumindest in seinem freien Endbereich mit dem angrenzenden Gehäusematerial verschmolzen ist.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Halteabschnitt (2.2) in Durchflussrichtung eine mindestens so große Ausdehnung besitzt wie quer zu der Durchflussrichtung.

3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Halteabschnitt (2.2) einen rechtwinkligen Übergangsabschnitt oder eine Hinterschneidung (2.3) im Übergang zu dem angrenzenden Bereich der Außenseite aufweist.