DE1148847B

DE1148847B - Method and device for manufacturing valve housings by forging

Info

Publication number: DE1148847B
Application number: DEST16142A
Authority: DE
Inventors: Walter Siepmann
Original assignee: Stahl Armaturen Siepmann G M B
Current assignee: Stahl Armaturen Siepmann G M B
Priority date: 1960-02-20
Filing date: 1960-02-20
Publication date: 1963-05-16
Also published as: GB973345A

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Ventilgehäusen durch Schmieden Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Ventilgehäusen aus einem gesenkgeschmiedeten vollen Vorwerkstück mit parallel versetzten Ein- und Auslaufstutzen, in die entsprechend parallel versetzte Kanäle eingearbeitet werden, worauf die Stutzen in ihre Endlagen gebogen werden und die Ventilsitzöffnung gebohrt wird. Ferner richtet sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Biegen der Stutzenteile solcher Ventilgehäuse. Method and device for manufacturing valve housings by Forging The invention relates to a method for manufacturing valve housings from a drop-forged full pre-workpiece with parallel staggered inserts and Outlet nozzles, in which corresponding parallel offset channels are incorporated, whereupon the nozzles are bent into their end positions and the valve seat opening is drilled will. The invention is also directed to a device for bending the nozzle parts such valve housing.

Gemäß einem vor bereits mehreren Jahrzehnten vorgeschlagenen Verfahren wurde zunächst ein massives Vorwerkstück der vorstehend genannten Form gepreßt. Die parallelen Stutzen waren durch einen in erheblichem Maße schräg gestellten Gehäusemittelteil verbunden und in einem verhältnismäßig großen Achsabstand voneinander angeordnet. Die Kanäle wurden in die Stutzen gebohrt und endeten an der Grenze der ebenfalls einzubohrenden, den Ventilsitz aufnehmenden Gehäusemittelöffnung. Das Bohren der Kanäle erfordert ein völliges Erkalten des Vorwerkstückes. Weiterhin zwingt dieses Bohren zu dem großen Seitenabstand der Stutzen und zur Wahl entsprechend starker Wandungen. Die mechanische Bearbeitung ist zeitraubend und erfordert einen hohen Aufwand. Die spätere Biegeverformung der Stutzen zwingt zur nochmaligen Erwärmung des Vorwerkstückes. Der erhebliche Abstand der Stutzen macht erhebliche Biegeverformungen erforderlich, wobei ungünstige Querschnittsverengungen der Kanäle unvermeidbar sind. Die ungünstigen Querschnittsveränderungen treten besonders dann stark in Erscheinung, wenn Ventilgehäuse kleiner Abmessungen mit koaxialen Anschlußenden herzustellen sind. According to a method proposed several decades ago First, a solid pre-workpiece of the above-mentioned shape was pressed. The parallel nozzles were through a significantly inclined middle part of the housing connected and arranged at a relatively large center distance from each other. The channels were drilled into the nozzles and ended at the border of the also to be drilled in, the valve seat receiving housing center opening. The drilling of the Channels require the pre-workpiece to cool down completely. Furthermore, this forces Drill to the large side distance of the nozzle and to choose accordingly stronger Walls. The machining is time consuming and requires a large amount Expenditure. The later bending deformation of the nozzle forces them to be heated again of the pre-workpiece. The considerable distance between the nozzles causes considerable bending deformations required, whereby unfavorable cross-sectional constrictions of the channels are unavoidable. The unfavorable changes in cross-section are particularly noticeable when producing small valve housings with coaxial connection ends are.

Bei jüngeren vorbekannten Bauarten hat man in ein geschmiedetes Vorwerkstück in achsgleiche Stutzen die gewünschten Kanäle mittels profilierter, und zwar abgesetzter Dorne, eingestoßen. Die Ein- und Auslaufkanäle erhalten hierbei Kanalformen, die strömungstechnisch ungünstig sind. Bei diesen zuletzt genannten Herstellungsverfahren ist es bekannt, die Stutzenenden mit Knubbeln für das Auspressen der Gehäuseflanschen zu versehen und auch die Stutzen zunächst mehrkantig auszubilden und beim Einpressen der Dorne entsprechend einer größeren Gravur der Spannbacken aufzuweiten. In the case of younger, previously known types, one has a forged pre-workpiece the desired channels by means of profiled, and indeed offset, in coaxial nozzles Thorns, broken in. The inlet and outlet channels are given channel shapes that are aerodynamically unfavorable. With these last-mentioned manufacturing processes it is known that the nozzle ends with knobs for pressing out the housing flanges to be provided and also to initially form the socket polygonal and when pressed in to expand the mandrels according to a larger engraving of the clamping jaws.

Erfindungsgemäß wird in Anlehnung an das zunächst genannte Verfahren die Herstellung eines Ventilgehäuses aus einem gesenkgeschmiedeten Vorwerkstück dadurch zweckmäßiger gestaltet und ein Gehäuse von strömungstechnisch günstiger, weitestgehend geschmiedeter und gepreßter Endform erzielt, daß durch Warmlochen zunächst der obere Kanal, darauf, dessen inneres Ende im Ventilsitzbereich überschneidend, der untere Kanal unter Verdrängen von Werkstoff im Überschneidungsbereich in Richtung des Ventilsitzes erzeugt wird und schließlich die äußeren Kanalenden von Dornen erfaßt und durch das Biegen der Stutzen auf Achsgleichheit gebracht werden. According to the invention, based on the method initially mentioned the manufacture of a valve housing from a drop-forged preliminary workpiece thus designed more expediently and a housing that is more favorable in terms of flow, As far as possible forged and pressed final shape achieved that by hot punching first the upper channel, then, its inner end overlapping in the valve seat area, the lower channel with displacement of material in the intersection area in the direction of the valve seat and finally the outer channel ends of thorns detected and brought to alignment by bending the nozzle.

Daß beim Lochen des unteren Stutzens Werkstoff in Richtung des Ventilsitzes verdrängt wird, bedeutet, daß der Achsabstand der Stutzenkanäle im Gegensatz zum eingangs erwähnten Verfahren verhältnismäßig gering ist. Das erfindungsgemäße Verfahren bringt es ferner als nächstliegende Möglichkeit mit sich, beim Lochen Kanäle mit durchgehend gleichem Querschnitt zu erzeugen. That when punching the lower nozzle material in the direction of the valve seat is displaced, means that the center distance of the nozzle channels in contrast to Procedure mentioned at the beginning is relatively low. The inventive method it also brings with it the most obvious possibility of having channels with it when punching to produce the same cross-section throughout.

Das Lochen der Kanäle und das Biegen der Gehäusestutzen erfolgt zweckmäßig unmittelbar nach dem Schmieden in der gleichen Schmiedehitze. Das Warmlochen in der Gravur von Spannbacken ermöglicht die Herstellung dünner, in ihrem Gefüge besonders dichter und hinsichtlich der Oberflächenbeschaffenheit glatter Stutzenwände, die günstige Voraussetzungen für den anschließenden Biegevorgang schaffen. Der Biegevorgang wird weiterhin begünstigt durch den geringen Achsabstand der in die Stutzen eingestoßenen Kanäle. Der Ventilsitz erhält trotz der Überschneidung der Kanäle eine für die Strömung günstige Lage; denn die verhältnismäßig geringe Querverschiebung der den Ventilsitz aufnehmenden Zwischenwand beim Biegevorgang führt noch zu keiner merklichen Änderung der Durchflußquerschnitte der Kanäle. Diese behalten vielmehr auf ganzer Länge ihre großen Querschnitte bei. Die beiden Stutzen können mittels vorwiegend gegeneinander bewegter, kurzer Fülldorne in eine achsgleiche Lage gebogen werden. Bei dieser Biegeverformung erhält das Gehäuse die erforderliche Länge und die richtige. Lage der Mündungen der Stutzen. The perforation of the channels and the bending of the housing stubs are expedient immediately after forging in the same forging heat. The warm hole in The engraving of clamping jaws enables the production of thinner ones, especially in their structure more dense and with regard to the surface finish smooth nozzle walls that create favorable conditions for the subsequent bending process. The bending process is also favored by the small center distance of the inserted into the nozzle Channels. Despite the overlapping of the channels, the valve seat receives one for the flow good location; because the relatively small transverse displacement of the valve seat receiving partition during the bending process does not lead to any noticeable change the flow cross-sections of the channels. Rather, these retain their entire length large cross-sections at. The two nozzles can use predominantly short filling mandrels moved against each other are bent into an axially coaxial position. With this bending deformation, the housing is given the required length and the correct one. Position of the mouths of the nozzles.

Vorteilhaft erfolgt-das Lochen mit einem Abstand der Kanalachsen, der geringer als die Summe der Kanalhalbmesser zuzüglich der Wanddicke des Ventilsitzes ist. Auf diese Weise kann zufolge geringstmöglicher Biegeverformung ein Ventilgehäuse geringer Abmessungen mit größtmöglichen Kanalquerschnitten hergestellt werden. The perforation is advantageously carried out with a distance between the channel axes, which is less than the sum of the duct radius plus the wall thickness of the valve seat is. In this way, as a result of the least possible bending deformation, a valve housing small dimensions with the largest possible channel cross-sections.

Das Verfahren nach der Erfindung wird ferner vorteilhaft derart durchgeführt, daß im Zuge des Lochens endseitige Verdickungen der Stutzenteile zu Flanschen gestaucht werden. Diese Flanschen werden dann beim Biegen der dünnwandigen Stutzen in die verlangte Anschluß stellung zu denjenigen der Anschlußrohre gebracht. The method according to the invention is also advantageously carried out in such a way that that in the course of the punching end-side thickenings of the nozzle parts compressed to form flanges will. These flanges are then when the thin-walled nozzle is bent into the Required connection position brought to those of the connecting pipes.

Zum Biegen der Stutzenteile wird gemäß der Erfindung bevorzugt eine Vorrichtung verwendet, die ein Spanngesenk für den mittleren Teil des Ventilgehäuses, zwei je mit einem Fülldorn für die Kanalenden der Stutzen versehene Druckköpfe sowie Antriebe für deren gegenläufige Bewegung in der Richtung der Stutzenachsen und senkrecht zu ihnen hat. According to the invention, one is preferred for bending the nozzle parts Device used, which has a clamping die for the middle part of the valve housing, two printheads each provided with a filling mandrel for the channel ends of the nozzle as well as Drives for their opposite movement in the direction of the nozzle axes and vertically has to them.

Die Erfindung ist nachfolgend an Hand der Zeichnungen erläutert. In diesen zeigt Fig. 1 den geschmiedeten vollen Gehäusekörper in Seitenansicht, Fig. 2 bis 4 die folgenden Stufen des Lochens und Biegens, Fig. 5 das fertige Ventilgehäuse im Längsschnitt, Fig. 6 die Vorrichtung zum Biegen der Stutzen in Draufsicht, Fig. 7 einen Schnitt nach der Linie VII-VII der Fig. 6. The invention is explained below with reference to the drawings. In these Fig. 1 shows the forged full housing body in side view, Fig. 2 to 4 the following stages of punching and bending, Fig. 5 the finished valve housing in longitudinal section, Fig. 6 the device for bending the nozzle in plan view, Fig. 7 shows a section along the line VII-VII in FIG. 6.

Gemäß Fig. 1 wird zuerst ein massiver Gehäusekörper als Vorform im Gesenk geschmiedet. Dieser Gehäusekörper besitzt einen Gehäusemittelteil 1, welcher einen mehrkantigen, z. B. vierkantigen, Querschnitt besitzt. An diesem Mittelteil sind quer gerichtete, jedoch parallel zueinander angeordnete Stutzen 2 vorgesehen. Auch diese Stutzen besitzen einen mehrkantigen, insbesondere quadratischen Querschnitt. In der Höhenlage sind diese Stutzen 2 gegenüber der Ventillängsachse x-x versetzt. Die späteren Anschlußflansche sind als Knubbel 3 vorgeschmiedet. Der Flansch 4 zum Anschrauben des Ventildeckels hat bereits seine spätere Vierkantform. According to FIG. 1, a solid housing body is first used as a preform in Drop forged. This housing body has a housing middle part 1, which a polygonal, z. B. square, cross-section. On this middle part transversely directed, but parallel to each other arranged nozzles 2 are provided. These nozzles also have a polygonal, in particular square, cross-section. In the altitude, these nozzles 2 are offset with respect to the valve longitudinal axis x-x. The later connecting flanges are forged as Knubbel 3. The flange 4 for Screwing on the valve cover already has its later square shape.

Das Gehäusemittelteil und die Stutzen sind bei diesem geschmiedeten Gehäuse-Grundkörper in ihren Querschnitten kleiner bemessen als diejenigen des fertigen Ventilkörpers.The middle part of the housing and the connecting pieces are forged in this case Housing base body dimensioned smaller in their cross-sections than those of the finished one Valve body.

Nach dem Entgraten wird der vorgeschmiedete Gehäusekörper noch in der gleichen Hitze in die erste Gravur der Spannbacken einer (nicht dargestellten) Schmiedemaschine gespannt. Der Stauchschlitten der Maschine trägt einen lang vorgezogenen, runden Dorn, der zuerst den oberen Kanal 5 des Ventilgehäuses locht. Diese Verfahrensstufe zeigt Fig. 2. After deburring, the pre-forged housing body is still in the same heat in the first engraving of the jaws of a (not shown) Forging machine clamped. The machine's upsetting slide carries a long, drawn-out, round mandrel that first perforates the upper channel 5 of the valve housing. This procedural stage Fig. 2 shows.

An der Wurzel des Dornes hat der Stauchschlitten eine tellerartig geformte Fläche, die den Flansch 6 gegen Ende des Lochvorganges breit und eben staucht. Die Tiefe des Kanals 5 reicht über die spätere Ventilsitzbohrung bis zu deren gegenüberliegender Wand.At the root of the mandrel, the upsetting slide has a plate-like shape shaped surface that compresses the flange 6 wide and flat towards the end of the punching process. The depth of the channel 5 extends over the later valve seat bore to the opposite one Wall.

Der durch das Lochen verdrängte Werkstoff weitet das Vierkant des vorgeschmiedeten Gehäusekörpers zum runden Querschnitt auf. Das Vierkantschmieden hat den Vorteil, daß die Vorform beim Einlegen in die rund ausgearbeitete Schmiedebacke Raum hat, den beim Lochen verdrängten Werkstoff aufzunehmen, daß außerdem aber die Vorform in dem runden Querschnitt der Schmiedebacke an ihren vier Kanten anliegt und seitlich geführt ist. Diese Schmiedemethode ist an sich bekannt. The material displaced by the perforation expands the square of the forged housing body to a round cross-section. The square forging has the advantage that the preform is inserted into the round forged jaw Has space to accommodate the material displaced during the punching, but that also the Preform in the round cross-section of the forging jaw rests against its four edges and is guided laterally. This forging method is known per se.

Das mit dem oberen Kanal versehene Gehäuse wird gewendet und in die zweite Gravur der Spannbacken eingespannt, wo der untere Kanal 7 gelocht und der zweite Flansch 8 gleichartig wie der erste gestaucht wird. Diese Verfahrensstufe zeigt Fig. 3. The housing provided with the upper channel is turned over and into the second engraving of the jaws clamped where the lower channel 7 is perforated and the second flange 8 is compressed in the same way as the first. This procedural stage 3 shows.

Auch hierbei wird das Vierkantprofil des Gehäuses in den runden Querschnitt umgeformt. Ein Teil dieses Werkstoffes steigt am inneren Ende des Kanals in den zuvor gelochten oberen Kanal und bildet die Zwischenwand9 zur Aufnahme des Ventilsitzes.Here, too, the square profile of the housing is in the round cross-section reshaped. Part of this material rises into the inner end of the channel previously perforated upper channel and forms the partition 9 for receiving the valve seat.

Diese Anordnung der Stutzen 2 und die Herstellung der Kanäle 5 und 7 führt dazu, daß der Abstand zwischen dem oberen und unteren Kanal derart gering gehalten werden kann, daß sich die einander zugewandten äußersten Mantellinien der Kanäle etwa in der Ventillängsachse x-x vereinigen. This arrangement of the nozzle 2 and the production of the channels 5 and 7 leads to the fact that the distance between the upper and lower channel is so small can be kept that the facing outermost surface lines of the Combine channels approximately in the valve longitudinal axis x-x.

Der gelochte Gehäusekörper wird nunmehr in eine Vorrichtung gespannt, die in Fig. 6 dargestellt ist. In dieser Maschine werden die beiden zunächst noch versetzt angeordneten Stutzen derart zu einer S-Form gebogen, daß die Ausmündungen koaxial zur Ventillängs achse x-x liegen. The perforated housing body is now clamped in a device, which is shown in FIG. 6. In this machine, the two are initially still staggered nozzle so bent to an S-shape that the outlets are coaxial to the valve longitudinal axis x-x.

Die in Fig. 6 dargestellte Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einer HaltevorrichtunglO, die den Gehäusekörper in seiner Lage unverrückbar festhält, sowie aus zwei auf der Grundplatte 11 geführten Schlitten 12, die sich in den Richtungen z quer zur Gehäuselängsachse x-x bewegen. Auf den Schlitten ist je ein weiterer Schlitten 13 angeordnet. Diese Schlitten sind in den Richtungen y parallel zur Gehäuselängsachse x-x beweglich. Sie haben je einen Druckkopfl4, der einen der Flansche 6 und 8 des vorgeschmiedeten Gehäuses umfaßt. Jeder der beiden Druckknöpfe 14 trägt einen Biegedorn 15. Jeder Biegedorn ragt in einen der Kanäle 5 und 7 und ist so ausgebildet, daß beim Biegen der Stutzen jeder der Kanäle die gewünschte Bogenform erhält. Die Druckköpfe 14 sowie die Quer- und Längsschlitten werden getrennt, z. B. hydraulisch oder pneumatisch, über die in der Zeichnung angedeuteten Zylinder 16 angetrieben. Der Zylinder 16' für die Haltevorrichtung 10 ist in Fig. 7 gezeigt. Die Haltevorrichtung besteht aus einer oberen und einer unteren Backe. The device shown in Fig. 6 consists essentially of a holding device 10, which holds the housing body immovably in its position, and two carriages 12 guided on the base plate 11, which move in the directions Move z transversely to the housing longitudinal axis x-x. There is one more on the sledge Slide 13 arranged. These carriages are parallel to the longitudinal axis of the housing in the directions y x-x movable. They each have a printhead4 that connects one of the flanges 6 and 8 of the Pre-forged housing includes. Each of the two push buttons 14 carries a bending mandrel 15. Each bending mandrel protrudes into one of the channels 5 and 7 and is designed so that when the nozzle is bent, each of the channels is given the desired arch shape. The printheads 14 and the transverse and longitudinal slides are separated, e.g. B. hydraulic or pneumatic, Driven by the cylinder 16 indicated in the drawing. The cylinder 16 ' for the holding device 10 is shown in FIG. The holding device consists from an upper and a lower jaw.

Die Vorrichtung arbeitet in der folgenden Weise: Das vorgeschmiedete und gelochte Ventilgehäuse wird zunächst fest eingespannt. Dann fahren die beiden Längsschlitten 13 vor (Pfeile y). Die Biegedorne 15 tauchen in die Kanäle ein, und die Druckköpfe 14 umgreifen mit ihren Tellern die Flansche 6 und 8. Daraufhin werden die Querschlitten 12 in den Pfeilrichtungen z bewegt und biegen die Stutzen in Richtung auf die Gehäuselängsachse x-x. Währenddessen bewegen sich die Längsschlitten 13 unter Verkürzung der Baulänge des Ventilgehäuses noch weiter gegeneinander. Sämtliche Wege der Schlitten sind durch einstellbare Anschläge 17 begrenzt, so daß die Gehäuselänge und die Stellung der Stutzen mit Bezug auf die Achse x-x genau eingehalten werden. The device works in the following way: The forged and perforated valve housing is first firmly clamped. Then the two go Longitudinal slide 13 in front (arrows y). The mandrels 15 are immersed in the channels, and the print heads 14 grip around the flanges 6 and 8 with their plates the cross slide 12 moves in the arrow directions z and bend the nozzle in the direction on the housing longitudinal axis x-x. In the meantime, the longitudinal slides 13 move while shortening the length of the valve housing even further against each other. All Paths of the slide are limited by adjustable stops 17, so that the housing length and the position of the nozzles with respect to the axis x-x are precisely adhered to.

Fig. 5 zeigt das fertig bearbeitete Gehäuse. Durch die verschiedenen vorstehend beschriebenen Verfahrensstufen wird eine Gehäuseform erreicht, die der endgültigen Form des Gehäuses bereits sehr nahekommt. Die mechanische Bearbeitung des Gehäuses beschränkt sich auf das Bohren der Ventilsitzöffnung, das Bearbeiten des Ventilsitzes und der Flansche. Fig. 5 shows the finished housing. Through the various Process steps described above, a housing shape is achieved that the comes very close to the final shape of the case. Mechanical processing of the housing is limited to drilling the valve seat opening, machining the valve seat and the flanges.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Method for manufacturing valve housings from a drop-forged full pre-workpiece with parallel offset inlet and outlet nozzles, are incorporated into the corresponding parallel offset channels, whereupon the nozzle are bent into their end positions and the valve seat opening is drilled, thereby characterized in that first the upper channel (5), then, its inner end overlapping in the valve seat area, the lower channel (7) with displacement is generated by material in the overlap area in the direction of the valve seat and finally the outer ends of the canal caught by thorns and through the Bending the Nozzles are brought to alignment.

2. The method according to claim 1, characterized in that the punching takes place with a distance between the channel axes that is less than the sum of the channel radius plus the wall thickness of the valve seat.

3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that that in the course of the punching end-side thickenings (3) of the nozzle parts to form flanges (6, 8) are compressed.

4. Device for bending the nozzle parts according to the claims 1 to 3 produced valve housing, characterized by a clamping die (10) for the middle part of the valve housing and two each with a filling mandrel (15) for the Channel ends of the nozzle provided print heads (14), the drives for their counter-rotating Have movement in the direction of the nozzle axes as well as perpendicular to it.

Considered publications: German Patent Specifications No. 306 299, 834 629; U.S. Patent Nos. 2,133,742, 2147243.