DE1450561A1

DE1450561A1 - Membranventilgehaeuse und Verfahren zu seiner Herstellung

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Publication number: DE1450561A1
Application number: DE19631450561
Authority: DE
Inventors: Boteler Henry Watson
Original assignee: Grinnell Corp
Current assignee: Grinnell Corp
Priority date: 1962-07-19
Filing date: 1963-07-19
Publication date: 1969-03-27
Also published as: US3251122A; NL295532A; DE1450561B2; GB989585A

Description

und Verfahren zu seiner Herstellung,

Die Brfindung bezieht sich auf ein Membranventilgehäuse, und zwar insbesondere auf ein Gehäuse, daß sich aus einem Stück Rohr und aus einer Platte herstellen läßt. Weiter bezieht sich die Brfindung auf ein neues Verfahren zum Herstellen dieses Ventile.

Die zur Zeit gebräuchlichen Membranventile weisen zahl« reiche verschiedene Bauarten auf. Am gebräuchlichsten indessen ist ein Membranventil, dessen Gehäuse in seinem Durchflußkanal oder seiner Bohrung ein querverlaufend«Wehr aufweist, das von der der Membran gegenüberliegenden Wandung des Strömungskanale in Richtung auf die gegenüberliegende Gehäuseöffnung vorspringt, die von der Membran bedeckt ist. Diese Öffnung dee Gehäuses ist von einem Flansch umgeben, der von der Achse

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der Gehäuseöffnung fort nach außen ragt. Gegen die ebene Fläche dieses Flansches, die parallel zum Strömungskanal des Ventilgehäuses verläuft, wird die Membran mit ihrem Umfang festgeklemmt. Bs geschieht dies mit Hilfe einer Haube, die das Antriebswerk für den Schließstößel umgibt. Die Enden des Wehrs gehen glatt in den Flansch über. In seiner Mitte verläuft das Weht so gekrümmt, daß sich die Membran daran anlegt, wenn sie von dem Schließstößel nach innen durch die Gehäuseöffnung hindurchgedrückt wird, die von der gewölbt gestalteten Membran in der Offenstellung des Ventils bedeckt wird. Dann legt sich die Membran abdichtend an das Wehr, wobei sich die Dichtungsfläche quer durch den Strömungskanal erstreckt. Wird die Membran beim Öffnungsvorgang durch den Schließstößel vom Wehr abgehoben, dann gibt sie die Strömung über das Wehr hinweg frei.

Bei einer anderen weitverbreiteten Bauart des Membranventils fällt das Wehr ganz oder doch im wesentlichen fort, so daß der Strömungskanal keine Unterbrechung erfährt. Bei dieser Bauart muß eine Membran zur Verwendung gelangen, die sich mit ihrem mittleren Teil durch den Schließstößel viel tiefer in das Gehäuse hineindrücken läßt, um bis an die der Membran gegenüberliegende Wandung des Strömungs— kanals zu reichen und dadurch den gesamten Strömungskanal abzuschließen. Bis auf diesen Unterschied ist indessen die Bauart im wesentlichen dieselbe wie diejenige des mit dem Wehr versehenen Membranventile.

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Fast ausnahmslos hat man bisher die Ventilgehäuse derartiger Membranventile, die auf den Markt gelangt sind, in Sandformen aus Grauguß, Bronze oder Stahl gegossen. Diese Gußgehäuse weisen aber gewisse Mängel auf. Die in Sandformen gegossenen Gußstücke der Ventilgehäuse sind häufig so porös, daß auf den Innenflächen des Strömungskanals tiefe Grübchen und Hohlräume erscheinen, die man mittels eines Schweißvorganges von Hand ausfüllen muß, um anschließend, ebenfalls von Hand, die Schweißstelle abzuschleifen. Nur auf diese Weise kann man eine glatte Oberfläche schaffen. Selbst wenn indessen die Flächen des Gußstückes glatt und frei von Lunkern zu sein scheinen, sind sie dennoch häufig so porös, daß das häufig erforderliche nachträgliche Aufbringen einer Glasur auf die Wandung des Strömungskanals nicht befriedigend durchzuführen ist. Schließlich sind gegossene Ventilgehäuse verhältnismäßig dickwandig und schwer. Anderenfalls würde der Guß Schwierigkeiten bereiten, und die Festigkeit des Gehäuses würde nicht ausreichen, um die Kräfte aufzunehmen, die durch den Innendruck und durch die Kraft zum Festklemmen der Membran bedingt sind. Denn durch diese Kraft darf das Gehäuse nicht verzogen werden.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, diese. Mangel zu vermeiden und zu diesem Zweck ein Membranventilgehäuse zu schaffen, das etwa die gleiche Gestalt hat, wie die gegossenen Membranventilgehäuse, aber aus gewalzten, geschmiedeten oder spanabhebend bearbeiteten Werkstücken gefertigt werden können, die reichlich zur Verfügung stehen.

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Auch bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Herstellen dieser Werkstücke und zu ihrem Zusammenbau.

Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Membranventilgehäuse dessen Membran auf einen Flansch aufgeklemmt ist, der gleichachsig eine seitliche Öffnung des Durchflußkanals umgibt. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß eine den Flansch bildende und auf der die Gehäuseöffnung umgebenden Stirnfläche der Gehäusewandung befestigte Klemmplatte eine größere lichte Weite hat als die Gehäuseöffnung und daher mit ihrer Innenkante einen Abstand vom Innenrand der Gehäuseöffnung einhält und eine innere Randzone der Gehäusewandungsstirnfläche zur Aufnähme-von Befestigungsmitteln freiläßt.

Weiter bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Herstellen eines Membranventilgehäuses. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man einen mittleren Abschnitt eines zylindrischen rohrförmigen Körpers dehnt, auf der einen Seite des gedehnten Abschnitts eine Öffnung schafft, die an ihrem Rand von einer ebenen Stirnfläche der Gehäusewandung umgeben ist, daß man auf diese Stirnfläche gleichachsig eine Flanschplatte aufbringt, deren Öffnung dieselbe Gestalt wie die seitliche Öffnung des zylindrischen Rohres hat aber eine größere lichte Weite aufweist und daher eine innere Randzone der Stirnfläche freiläßt und daß man schließlich die Flanschplatte an der Stirnfläche durch Befestigungsmittel sichert, die an dieser Randfläche und an der inneren Kantenfläche der Flanschplatte haften.

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Nunmehr seien einige Ausführungsbeispiele der Erfindung im einzelnen erläutert. In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 bis 5 in schaubildlicher Darstellung ein Rohr und die daraus in aufeinanderfolgenden Arbeitsschritten gefertigten Zwischenprodukte, die schließlich zu dem fertigen Membranventil führen, das in
Fig. 6 dargestellt ist,

Fig. 7 eine Fertigungsvorrichtung im Querschnitt, die zum Ausbauchen des mittleren Rohrabschnitts gemäß Fig. 2 dient,

Fig. 8 eine Gesenkpresse zur Aufnahme des ausgebauchten Werkstücks der Fig. 2 und zum Umpressen in die Gestalt der Fig. 3, wobei diese Figur den Grundriß in Richtung der Pfeile 8-8 der Fig. 9 betrachtet wiedergibt,

Fig. 9 die Seitenansicht der Gesenkpresse der Fig. 8 in geöffnetem Zustand,

Fig. 10 eine der Fig. 9 entsprechende Darstellung der Gesenkpresse in geschlossenem Zustande,

Fig. 11 eine schaubildliche Darstellung der oberen Matrize der Gesenkpresse der Fig. 8, 9 und 10,

Fig. 12 eine ähnliche Darstellung der oberen Matrize der in den Fig. 13 und 14 wiedergegebenen Gesenkpresse,

Fig. 13 und 14 eine im offenen und im geschlossenen Zustand wiedergegebene Gesenkpresse, die dem Zweck dient, das Werkstück der Fig. 3 in die Gestalt der Fig. 4 umzupressen,

Fig. 15 eine Drehbank zum Herstellen des Werkstücks der Fig. 16 aus demjenigen der Fig. 4,

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Fig. 16 ein Zwischenerzeugnis, aus dem dasjenige der Fig. 4 mit Hilfe einer weiteren Drehbank gefertigt wird,

Fig. 17 eine schaubildliche Darstellung dieser Drehbank, Fig. 18 die Flanschklemmplatte des Ventilgehäuses der Fig. 6 für sich allein in schaubildlicher Darstellung wiedergegeben,

Fig. 19 einen senkrechten Schnitt durch eine selbsttätige Schweißvorrichtung zum Anschweißen der Flanschklemm— platte der Fig. 18 an das Werkstück der Fig. 5, Fig. 20 den Schnitt nach der Linie 20-20 der Fig. 19,

Fig. 21 schaubildlich einen Teil der Schweißvorrichtung der Fig. 19 und 20,

Fig. 22 eine teilweise im Schnitt wiedergegebene Darstellung der durch den Schweißvorgang erhaltenen Vorstufe des fertigen Ventilgehäuses,

Fig. 23 einen Längsschnitt durch die zweiteilige Matrize einer Presse zum Aufweiten eines Rohres für ein Membranventilgehäuse ohne Wehr,

Fig. 24 einen Längsschnitt durch die Presse mit der Matrize der Fig. 23 mit eingelegtem Werkstück,

Fig. 25 eine der Fig. 24 entsprechende Darstellung der Teile der Presse nach beendetem Preßvorgang,

Fig. 26 das durch den Preßvorgang gemäß den Fig. 24 und 25 gewonnene Werkstück,

Fig. 27 das Werkstück nach einer weiteren spanabhebenden Bearbeitung,

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Fig. 28 das aus dem Werkstück der Fig. 27 gefertigte Membranventilgehäuse ohne Wehr, teilweise im Schnitt und

Fig. 29 einen Fräskopf zum Schlichten der Schweißstelle und der Membransitzfläche des Gehäuses der Fig. 28.

Das Rohr lO, Fig. 1, hat eine lichte Weite von etwa 50 mm und eine Länge von etwa 260 mm. Es besteht aus Weicheisen der in Amerika als "Schedule 80 carbon steel" genormten Sorte. Das Rohr 10 wird auf etwa 650 C erwärmt und dann mit Hilfe der in Fig. 7 gezeigten Vorrichtung gestaucht und dadurch in der Mitte aufgebaucht. Die aufgebauchte Stelle erhält dann durch spanabhebende Bearbeitung eine Öffnung Auf diese Weise entsteht dann das Werkstück der Fig. 2.

Die in Fig. 7 gezeigte Stauchvorrichtung besteht aus zwei Haltern 14 und 16, die zwischen den Backen 18 und 20 einer Presse eingesetzt und an diesen befestigt werden und einander zugewandte Sackbohrungen 22 und 24 haben. In diese Sackbohrungen wird das Rohr 10 mit seinen Enden 26 und 28 eingesetzt. Am unteren Halter 16 ist bei 36 ein axialer Stempel 34 angeschraubt, der etwas kürzer als das Rohr 10 bemessen ist und auf den nach Offnen der Presse das Rohr aufgesteckt wird. Beim Preßvorgang, bei welchem die Preßbacke 18 in der Pfeilrichtung 30 vorläuft, wird der zwischen den Haltern 14 und 16 gelegene mittlere Abschnitt 32 des Rohres aüsg'e'ö'atrdht. Dabei wirkt der Stempel 34 als Anschlag, an den sich der Boden 38 der Sackbohrung 22 des Halters 14 anlegt.

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Die spanabhebende Bearbeitung des ausgebauchten Rohres zum Herstellen der Öffnung 12 im mittleren Rohrabschnitt 32 kann mit Hilfe eines Fräsmesserkopfes erfolgen, der einen Durchmesser von etwa 50 mm aufweist und um eine Achse 39 umläuft, welche die Werkstüekachse im Abstand 41 von etwa 3 6 mm kreuzt.

Das Werkstück der Fig. 2 wird dann von neuem äüif etwa 650 C erwärmt und dann mittels der in den Fig. 8, 9 und 10 gezeigten Presse spanlos verformt, wodurch sich dann das Werkstück der Fig. 3 ergibt. .

Diese Presse ist mit Gesenken .37 und; 38 ausgerüstet, die an den Preßbacken 3-9· und 40. bei- 39a und..40a angeschraubt sind. Das untere, auf der Fläche 42: der Preßbacke 40 befestigte Gesenk ist in seiner Mitte mit einem plattenförmigen, stehend angeordneten Preßstempel 44 und mit ringsherum angeordneten senkrechten Führungszapfen 45 ausgerüstete Diese, Zapfen 45 , gleiten in senkrechten, bei 46 ausgebtichsten Bohrungen 47 einer waagerechten Plattform 48 und tragen auf ihren oberen Enden Muttern 49. Sie sind von Druckfedern .50 umgeben, die in Aussparungen 51 der Grundplatte 43 hineinragen und die Plattform 48, anzuheben suchen. Der Preßstempel 44 ragt durch eine große mittlere Öffnung 52 der Plattform hindurch. - ,

Beiderseits dieser Öffnung sind an der Oberfläche 54 der Plattform bei 55 zwei zueinander ausgerichtete Mulden 56 angeschraubt, die zur Aufnahme der Enden 26 und 28 des in Fig. 2 gezeigten Werkstücks dienen. Diese Mulden haben hohle Sitzflächen 57 mit flachen Stirnwänden .oder Lippen 58 an

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ihren Enden 59 und 60. Diese Lippen ragen radial nach innen um eine Strecke, die kürzer als die Wandstärke des Werkstücks bemessen ist, so daß die Lippen die lichte Weite des Werkstücks freilassen, aber dennoch das Werkstück auf der Plattform 48 unverschiebbar festhalten, und zwar in einer solchen Lage, daß dar ausgebauchte Mittelteil 32 des Werkstücks sich unmittelbar über dem Preßstempel 44 befindet.

Jenseits der äußeren Enden der beiden Mulden 56 und zu diesen ausgerichtet sind auf der Plattform Ständer 61 angeordnet, die mit ihr aus einem Stück bestehen können und je eine waagerechte Lagerbohrung 62 haben. In dieser ist gleitend ein Stößel 63 geführt. Wird dieser nach innen verschoben, dann tritt er in das Ende des rohrförmigen Werkstücks ein, das in den Mulden liegt. Dadurch werden die Enden des Werkstücks dann derart abgestützt, daß sie sich beim Einpressen des Wehrs in das Werkstück durch den Stempel 44 nicht verformen können. Ferner werden die Enden des Werkstücks während des Preßvorganges gleichachsig zueinander ausgerichtet gehalten.

Die äußeren Enden der Stößel 63 sind von Druckfedern 64 umgeben, die sich innen an den Ständern 61 abstützen und sich an Schultern 66 der Stößel anlegen und diese daher aus dem Werkstück herauszuziehen suchen. Wird die Plattform 48 entgegen der von den Federn 50 ausgeübten Kraft beim Schließen der Presse herabgedrückt, dann gleiten die Enden 67 der Stößel auf Schubkurvenflächen 70 auf, die an dem unteren Gesenk 43 vorgesehen und so gestaltet sind, daß sie dabei die Stößel 63 entgegen der Kraft der Federn 64 einwärts in die Enden 26 und

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28 des Werkstücks 10 hinein vortreiben und die Stößel 63 in ihre innere Betriebsstellung gebracht haben, bevor der Preßstempel 44 auf das Werkstück einzuwirken beginnt. Während des eigentlichen Preßvorganges, bei welchem der plattenförmig e Preßstempel 44 das Werkstück von unten her einbeult, verbleiben die Stößel 63 in ihrer inneren Lage, während ihre äußeren Enden an lotrechten Flächen 68 des Gesenkes entlang gleiten.

Das obere Gesenk 37 wird vorzugsweise von einem Metall— block 74 gebildet, der gemäß Fig. 11 gestaltet ist und zwei zueinander ausgerichtete obere Mulden 76 mit gekrümmten Sitzflächen 77 aufweist, die gleichachsig zueinander ausgerichtet unmittelbar über den entsprechenden Sitzflächen 57 der unteren Mulden 56 liegen. Bei der Abwärtsbewegung der oberen Preßbacke 39 werden daher die Enden 26 und 28 des in Fig. 2 gezeigten Werkstücks zwischen den oberen und unteren Mulden fest eingeklemmt.

Bei 78 ist die Preßfläche des Blockes 74 so gestaltet, daß sie dem Werkstück die in Fig. 3 und 4 bei 80 gezeigte Gestalt verleiht, während das Wehr 92 eingepreßt wird. Diese Zonen 80, die den Rand der Gehäuseöffnung 12 bilden, sind so gewölbt, daß sich durch die nachstehend geschilderte spanabhebende Bearbeitung eine kreisrunde Stirnfläche 98 der Gehäusewandung ergibt.

Der Preßvorgang mit Hilfe der- in den Fig. 8, 9 und gezeigten Presse spielt sich, wie folgt, ab: zunächst legt man nach Öffnen der Presse in die Mulden 56 das erwärmte

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Werkstück der Fig. 2 ein, wobei sich die Öffnung 12 oben befindet. Das obere Gesenk nimmt dann die in Fig. 9 gezeigte Stellung ein, so daß zum Einlegen des Werkstücks reichlich Platz zwischen den Gesenken 37 und 38 verbleibt. Dann wird die Presse dadurch geschlossen, daß die obere Preßbacke 39 herab und/oder die untere Preßbacke 42 aufwärts bewegt wird. Dabei legen sich zunächst die Wiegen 76 mit ihren Sitzflächen 77 auf die Enden 26 und 28 des Werkstücks auf und klemmen diese Enden an die Sitzflächen 57 der unteren Mulden 56 fest. Bei der weiteren Schließbewegung werden dann die Stößel 63 durch die Schubkurvenflächen 70 einwärts geschoben. Ist das geschehen, dann wirkt der plattenförmige Preßstempel 44 auf. den aufgebauchten Mittelteil des Werkstücks ein, wobei dessen untere Wandung so weit eingebeult wird, bis sich die Plattform 48 an Anschläge 82 der unteren Gesenkhälte anlegt. Alsdann hat das Werkstück die Gestalt der Fig. 3 erhalten. Das Werkstück wird dann aus der Presse herausgenommen und in eine in den Fig. 12, 13 und 14 gezeigte Presse eingesetzt! nachdem es wieder auf etwa 650 C erwärmt worden ist. Die Gesenke dieser Presse entsprechen ungefähr denjenigen der ,Fig. 8, 9, 10 und 11, jedoch mit der Ausnahme, daß das obere Gesenk 84 außer den Muldensitzflachen 88 eine Quer—

leiste 90 aufweist, die in Fig. 12 gezeigt ist. Das untere Gesenk hingegen entspricht demjenigen der Fig. 9 und 10.

Die Querleiste 90 des oberen Gesenks 84 dient dem Zweck, der Oberfläche 92 des Wehrs die endgültige Gestalt zu geben, wobei das Werkstück der Fig. 4 entsteht. Denn die endgültige

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Gestalt kann das Wehr erst erhalten, nachdem die Öffnung 12' durch die Presse der Fig. 8 bis 11 bei 80 erweitert worden ist. Gleichzeitig erhalten dabei die Randzonen 80 der Gehäusewandung neben der Öffnung 12 durch die Flächen 96 des Gesenks 84 der Fig. 12 ihre endgültige Gestalt, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist.

Das Werkstück der Fig. 4 erfährt nun eine spanabhebende Bearbeitung, die dem Zweck dient, die ebene ringförmige Stirnfläche 98 der Gehäusewandung um die Öffnung 12 herum zu bilden, wobei die'Ebene 100 dieser Stirnfläche 98 parallel zur Achse 40 und lotrecht zur Achse 102 des Werkstücks verläuft. Für die spanabhebende Bearbeitung zum Herausarbeiten der Stirnfläche 98 der Gehäusewandung gibt es zahlreiche Möglichkeiten. So könnte das Werkstück der Fig. 4 zu diesem Zweck abgefräst werden. Vorzugsweise gelangt jedoch die in Fig. 15 genannte Drehbank 104 zu diesem Zweck zur Verwendung.

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Im Putter 106 dieser Drehbank wird das Werkstück der Fig. so eingespannt, dass seine Achse 102 mit der Spindelachse der Drehbank zusammenfällt. Der Support 110, der den Drehstahl 108 trägt, lässt sich in Richtung dieser Achse 102 beistellen, wobei diese Beistellbewegung durch einen verstellbaren Anschlag 111 begrenzt ist, der gegen einen Anschlag 112 anlaufen kann. Der Support erfährt seine Vorschubbewegung in der Querrichtung 92 senkrecht zur Achse 102. Beim ersten Arbeitsgang erfolgt der Vorschub in Richtung des Pfeiles 92 von einer Stellung des Drehstahls aus, in welcher dieser von der Spindelachse 102 einen zu grossen Abstand hat, um auf das Werkstück einzuwirken. Durch den radialen Vorschub wird dann der Schneidvorgang eingeleitet und das Werkstück so weit abgedreht, bis die Stirnfläche 98 eine erhebliche Breite hat. Dabei ist es weder notwendig noch erwünscht, die über die Ebene der Stirnfläche 98 hinwegragenden Enden des Wehrs bei 113 vollständig fortzuschneiden. Vielmehr dreht man am besten die Stirnfläche 98 nur bis auf eine solche Breite ab, dass diese zum Anschweissen der Planschklemmplatte ausreicht. Von den Enden des Wehrs wird dabei nur so viel abgedreht, dass zwischen ihnen und der Innenfläche der Planschklemmplatte Spalten verbleiben, die breit genug sind, um das Schweissmaterial hineinfliessen zu lassen. lässt man nämlich das Wehr an seinen Enden so weit wie möglich stehen, dann braucht man weniger Schweissmaterial, um einen glatten Übergang vom Wehr auf die anschliessenden Flächen der Planschklemmplatte zu schaffen. Wie das Werkstück nach dem Abdrehen

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auf der Drehbank der Pig. 15 aussieht, zeigt Pig. 16. Man erkennt dort deutlich, dass die Enden des Wehres 92 "bei 113 über die Stirnfläche 98 nach oben vorspringen.

Das Werkstück der Fig. 16 wird nun in die Drehbank der Fig. 17 eingespannt. Dort wird die Öffnung 12 innen abgedreht. Die diesem Zweck dienende Drehbank 114 nimmt das Werkstück der Fig. 16 in ihr Futter 116 in solcher Lage auf, dass die Achse 102 des Werkstücks mit der Drehspindelachse zusammenfällt. Zu diesem Zweck können gegenüberliegende Backen 118 des Futters auf die Enden des Werkstücks drücken, während die beiden anderen Backen 120 zwischen sich eine Leiste 122 festklemmen, die man an der Rückseite des Werkstücks zu dessen Verstärkung anschweisst.

Der Drehstahl 124 in Fig. 17 wird bis über die Ebene der Stirnfläche 98 hinaus in die Öffnung 12 hinein vorgeschoben, so dass er das Werkstück an der zylindrischen Innenwandung 125 abdreht und zu diesem Zweck parallel zur Achse 102 vorläuft. Das Mass des Vorlaufs hängt von der Stärke des Werkstoffs ab, der nach Abdrehen der Stirnfläche 98 nach innen in die Öffnung 12 hinein vorspringt. Diese Stärke weist in der Regel an den gegenüberliegenden Stellen 126 ihr Höchstmass auf, die von den Enden des. Wehrs am weitesten entfernt sind. Nach den Enden des Wehrs hin nimmt die Materialstärke ab. Gewöhnlich läuft dieser Werkstoffüberschuss an den Stellen 125 aus, die sich an den Enden des Wehrs befinden, vgl. Fig. 5. ■■■■■.

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Bei diesem Drehvorgang muss verhindert werden, dass der Drehstahl 124· das Wehr 92 an seinen Enden abdreht. Zu diesem Zweck wird der Oberschlitten 130, der den Drehstahlsuppört trägt, in Richtung der Spindelachse vom Werkstück periodisch zurückgezogen. Zu diesem Zweck wirkt auf diesen Oberschlitten eine Feder 132 ein, die eine von ihm bei getragene Nockenrolle an eine Schubkurve 136 andrückt, die an der Stirnfläche 140 des Putters 116 bei 138 angeschraubt ist und Vorsprünge 142 bildet. Diese Vorsprünge sind es, die den Oberschlitten 130 periodisch zurückschieben und dafür sorgen, dass der Drehstahl 124 über die Enden 113 des Wehrs (Fig. 5) hinweggehoben wird und danach wieder in die Öffnung 12 hinein vorläuft.

' Das Werkstück der Fig. 16 erhält durch diese Bearbeitung die Gestalt der Fig. 5·

Nunmehr erfolgt das Anschweissen der Flanschklemmplatte 144 am Werkstück der Fig. 5· Wie diese Platte gestaltet ist, zeigt Fig. 18: Ihre gegenüberliegenden Flächen 146 und sind eben und verlaufen parallel zueinander. Der Umriss ist ungefähr rechteckig, und die Platte hat vier Bohrungen 150 für die Befestigungsbolzen und eine grosse Mittelöffnung mit einer inneren Randfläche 154, die bei 156 in die Oberfläche 144 übergeht.

Eine dem Anschweissen dienende selbsttätige Vorrichtung ist ift den Fig. 19 bis 21 gezeigt. Sie hat einen Werkstückhalter 158, der auf dem nicht näher dargestellten Bett der

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Vorrichtung um eine geneigte Achse 160 drehbar ist und zu diesem Zweck einen nicht dargestellten motorischen Antrieb hat. Dieser drehbare Werkstückhalter ist an seiner Stirnfläche mit einer Spanneinrichtung 164 zum Festspannen des Werkstücks der Fig. 5 ausgerüstet. Zu dieser Spanneinrichtung gehören aus Zylinder 167 und Kolben bestehende Klemmen 166, deren Kolbenstangen 168 in Buchsen 170 -verschiebbar geführt sind und an ihren Enden Klemmschuhe 172 haben, zwischen denen die am Werkstück angeschweisste Leiste 122 einklemmbar ist. Werden die Zylinder 167 mit einem Druckmittel beschickt, dann wird daher das Werkstück in einer solchen Lage am Werkstückhalter 158 festgespannt, dass die Achse 102 der Öffnung 12 des Werkstücks mit der Drehachse 160 des Werkstückhalters 158 zusammenfällt. Dabei liegt das Werkstück in Kerben 173 und an Anschlägen 174, Fig. 19, so dass seine Achse 40 rechtwinklig zu den Kolbenstangen 167 verläuft.

Vom Werkstückhalter 158 gehen durch die Bohrungen 150 der Flanschklemmplatte Bolzen hindurch, die Gewähr dafür bieten, dass die Mittelöffnung 152 der Platte zur Drehachse 160 des Werkstückhalters genau ausgerichtet ist. An den Kolbenstangen 168 sind Ständer 181 befestigt, die schwenkbare Klemmplatten 178 mit abgeschrägten Spannflächen 180 tragen. Laufen die Kolbenstangen 168 vor, um die Leiste 122 des Werkstücks festzuklemmen, dann drücken Zugfedern 182 die Spannflächen 180 an die Flanschklemmplatte 144 an

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und drücken diese fest an die Stirnfläche 98 der Werkstück- wandung. Das rohrförmige Werkstück und die Planschklemmplatte werden infolgedessen derart zusammengehalten, dass eine innere Zone 98a der Fläche 98 innerhalb der inneren Randfläche 154 der Öffnung 152 frei bleibt.

Die Achse 160 des Halters 158 ist so geneigt, dass das von einem festen Ausleger 186 abwärtsragende und ungefähr senkrecht angeordnete Schweissgerät 184 in die Kerbe hineinragt, die von der freien Randzone 98a und der inneren Randfläche 154 der Platte gebildet wird und deren Querschnittsprofilwinkel dabei von dem Schweissgerät ungefähr halbiert wird. Beim Umlauf des Halters 158 um seine Achse 160 füllt das Schweissgerät 184 diese Kerbe mit Schweissmaterial aus, während diese Kerbe über ihre ganze Länge hin unter dem Schweissgerät hindurch- wandert. Zu dem Schweissgerät 184 gehören eine Stange aus Schweissmaterial, Leitungen für die Zuführung eines Flussmittels usw., also diejenigen Elemente, die selbsttätige Schweissvor- richtungen dieser Art gewöhnlich aufweisen. Die vorspringenden Enden 113 des Wehrs (Pig. 5) müssen mit der Planschklemmplatte 144 durch glatte Übergangsflachen verbunden werden. Zu diesem Zweck muss man an diesen Stellen mehr Schweissmaterial aufbringen als an den anderen Stellen der ringförmigen Kerbe. Das kann nachträglioh von Hand geschehen oder auch dadurch erfolgen, dass man die Drehgeschwindigkeit des Werkstückhalters 158 vorübergehend verringert, wenn das Schweissgerät I84 die Enden 113 des Wehrs überfährt.

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Wach dem Schweissvorgang muss man die Schweissnaht abschleifen-und polieren, damit das Wehr und die Wandungen der Öffnung 12 die gewünschte Oberflächengüte erhalten. Auch aus diesem Grunde muss besonders im Bereich der Snden des Wehrs ein geringer Überschuss an Schweissmaterial aufgebracht werden. Das ist in Pig. 22 wiedergegeben. Dort ist das überschüssige Schweissmaterial, das von Hand abgeschliffen oder durch spanabhebende Bearbeitung entfernt werden kann, bei 187 dargestellt. Nach dem Abschleifen erhält man die bei 188 gezeigte Gestalt der glatten Übergangsflächen zwischen dem Wehr und der Planschklemmplatte. Auch ist in dieser Pig. 4 gezeigt, wie vor dem Schweissvorgang die Planschklemmplatte auf das rohrförmige Werkstück aufgepasst wird.

Es lässt sich nicht vermeiden, dass die Bndabschnitte 26 und 28 des Werkstücks bei der spanlosen Verformung ebenfalls etwas verformt werden. Aus diesem Grunde ist das Rohr 10, Pig. 1, etwas länger bemessen als das fertige Ventilgehäuse. Das Werkstück, das in Pig. 22 gezeigt ist, wird dann an seinen Enden auf die endgültige Länge abgeschnitten, worauf man an diesen Enden im Bedarfsfalle Planschen oder Gewinderohrstutzen oder Ringnuten anbringen kann, je nach der Bauart der für das Ventil verwendeten Rohranschlüsse. Die diesem Zweck dienende Bearbeitung des Werkstücks kann durch Schweissen oder auch spanabhebend erfolgen.

Das beschriebene Ausführungsbeispiel der Erfindung lässt sich in mannigfacher Hinsicht abändern. So ist es

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möglich, daß Aufbauchen des Rohres 10 der Fig. 1 auf andere Weise als durch den in Fig. 7 gezeigten Stauchvorgang zu "bewirken, z.B. durch Aufweiten des Rohres 10 mittels eines hydraulischen Innendrucks. Das kommt insbesondere in Frage, wenn es sich um ein Ventilgehäuse ohne Wehr handelt. Denn dabei besteht die spanlose Verformung des Werkstücks ausschliesslich in einer Verformung der Rohrwandung nach aussen beim Bilden der Membranöffnung.

. Eine solche Bearbeitung des Werkstücks ist in den Fig. 23 bis 25 veranschaulicht. Dort gelangt eine zweiteilige Matrize 190 zur Aufnahme des rohrförmigen Werkstücks 200 zur Verwendung. Die eine der beiden Matrizenhälften 192 und 194 hat einen Hohlraum 196, welcher der Gestalt des Werkstücks 198 in Fig. 26 entspricht. In die zweiteilige Matrize wird ein gerades Rohr 200, das auf etwa 650° erwärmt ist, derart eingesetzt, dass es mit seinem unteren Ende über einen Zentrierblock 204 geschoben ist. Dann wird das rohrförmige Werkstück 200 mit einem hydraulischen Druckmittel 206 gefüllt, z.B. mit einer flüssigen Bleilegierung von niedrigem Schmelzpunkt. Alsdann wird ein Preßstempel 208, 212 in das obere Ende 210 des Werkstücks hineingepresst, um das hydraulische Druckmittel 206 unter Druck zu setzen. Die zweiteilige Matrize 190 stützt sich dabei auf dem Gegenhalter 214 der Presse ab. Durch den hydraulischen Druck wird das rohrförmige Werkstück 200 an die Innenwandungen der F.atrizenhälfte 194 angedrückt, so dass das Werkstück die

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Gestalt des Hohlraums 196 annimmt. Nach Herausnahme und nach Entfernen des geschmolzenen Metalls hat das Werkstück 198 die Gestalt der Fig. 26. Dann wird der Oberteil 216 durch spanabhebende Bearbeitung entfernt, wodurch die Membran-Öffnung freigelegt wird. Dadurch erhält das Werkstück die in Fig. 27 bei 218 gezeigte Gestalt, bei der die Membranöffnung des Werkstücks von einer ebenen ringförmigen Stirnfläche 219 der Gehäusewandung umgeben ist. Diese Fläche ist innen von einer ringförmigen Kante 220 begrenzt und auch an den Stellen 222 glatt und ringförmig gestaltet, an denen die geneigten Wandungen 224 des Gehäuses enden.

Fig. 28 zeigt, wie die Flanschklemmplatte 226 an dem Werkstück der Fig. 27 angeschweisst wird. Die lichte Weite der runden Öffnung 228 der Flanschklemmplatte ist zwar grosser, als der Innenrand 220, aber kleiner als der Aussenrand 230 der ebenen Stirnfläche 219 der Gehäusewandung. Die Schweissnaht 232 kommt daher zwischen der inneren Randfläche 234 der Öffnung 228 und der freiliegenden Randzone 219a der Fläche 219 zu liegen. Der Schweissvorgang, der mit der Vorrichtung der Fig. 19 bis ausgeführt wird, verläuft wegen des Fehlens des Wehrs besonders einfach und ergibt eine besonders gleichförmige Schweissnaht. Weil das Wehr fehlt, kann man die Schweissnaht mit einem Fräskopf 236 glätten, der in Fig. 29 gezeigt ist und so lang bemessen werden kann, dass man mit ihm auch die ganze innere Sitzfläche glätten kann, die sich von der Oberfläche 238 der Flanschklemmplatte längs der Wandungen 224 zum Boden des Strömungskanals erstreckt.

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Claims

PATENTANWÄLTE DipL-Ing. M A R TI N LI C H T PATENTANWALTS LICHT. HANBMANN, HERRMANN Dr. REINHOLD SCHMIDT 8 MÖNCHEN 2 · SBNDLINGBK STBASSE SS r» ι xm » ι. τ . ν τ, τ ττ . », „ Dipl.-Wirtsdi.-Ing. AXEL HANSMANN 2Jl DipL-Phys. SEBASTIAN HERRMANN München, den 19. Juli 1963 GRINNBLL CORPORATION Ihr Zeichen Unser Zeilen ML/Di ^ Providence 1, Rhode Island * , rnrci West Exchange Street 260 V.St.A. Patentanmeldung; Membranventilgehäuse und Verfahren zu seiner Herstellung. Patentansprüche

1. Membranventilgehäuse dessen Membran auf einen Flansch aufgeklemmt ist, der gleichachsig eine seitliche Öffnung des Durchflußkanals umgibt, dadurch gekennzeichnet, daß eine den Flansch bildende und auf der die Gehäuseöffnung (12) umgebenden Stirnfläche (98) der Gehäusewandung befestigte Klemmplatte (144) eine größere lichte Weite hat als die Gehäuseöffnung und daher mit ihrer Innenkante (154) einen Abstand vom Innenrand (125) der Gehäuseöffnung (12) einhält und eine innere Randzone der Gehäusewandungsstirnfläche (98) zur Aufnahme von Befestigungsmitteln freiläßt.

2. Membranventilgehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung der Flanschklemmplatte (144) auf der Stirnfläche (98) der Gehäusewandung durch Schweißen, Hartlöten o.dgl. erfolgt, wobei der Schweiß- oder Lotstoff

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Patentanwälte DipL-Ing. Martin Liebt, Dipl.-WirtecJi.-Ing. Axel Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann

■ MÖNCHEN 2, 8ENDUNGE^8@R§8ftE'£53'^I/^eQⁿ'VQ^e€' Telegramm-Adresse: Llpatli, München nreririndang: DettlKbe Buk AG., Filiale MBadn · Dep.-Kasse Viktuallenmarkt, Konto-Nr. 716728 ■ Postscheck-Konto München Nr. 163397

' BOm: PATENTANWALT DR. REINHOLD SCHMIDT

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an der inneren Randfläche (154) der Flanschklemmplatte und an der freiliegenden Zone der Stirnfläche (98) haftet.

3. Verfahren zum Herstellen eines Membranventilgehäuees, dadurch gekennzeichnet, daß man einen mittleren Abschnitt eines zylindrischen rohrförmigen Körpers dehnt, auf der einen Seite des gedehnten Abschnitts eine Öffnung (12) schafft, die an ihrem Rand von einer ebenen Stirnfläche (98) der Gehäusewandung umgeben ist, daß man auf diese Stirnfläche gleichachsig eine Flanschplatte aufbringt, deren Öffnung dieselbe Gestalt wie die seitliche Öffnung des zylindrischen Rohres hat aber eine größere lichte Weite aufweist und daher eine innere Randzone der Stirnfläche (98) freiläßt und daß man schließlich die Flanschplatte (144) an der Stirnfläche (98) durch Befestigungsmittel sichert, die an dieser Randfläche und an der inneren Kantenfläche (154) der Flanschplatte (144) haften,

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ebene Stirnfläche (98) in der Weise hergestellt wird, daß man die Wandung des zylindrischen rohrförmigen Körpers als ganzes um eine Achse biegt, die in einer auf der Achse des zylindrischen Rohrkörpers senkrecht stehenden Ebene liegt und zu der Wandung dieses Körpers an einer Stelle tangential verläuft, die der Öffnung des rohrförmigen Körpers gegenüberliegt, um dadurch diese Öffnung etwa in der Achsenrichtung des zylindrischen Körpers zu dehnen, und daß man nach diesem

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Biegsvergang von dem zylindrischen Rohrkörper die umgebenden Ka»teη der verformten Öffnung abschneidet, die über die Stirmflächenebene nach außen vorspringen.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, aafi die Wandung dee rohrförmigen Körpers in eine Ebene einwärts gedrückt wird, die auf der Achse des rohrförmigen Körpers lotrecht steht und etwa durch die Mitte der seitlichen öffnung hindurchgeht, um durch dieses Bindrücken ein nach innen im den Strömungskanal vorspringendes Wehr (92) zu schaffen.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in der Weise ausgeübt wird, daß er gleichzeitig eime seitliche Verbreiterung des Rohres beiderseits des Wehres im Bereich der Öffnung bewirkt.

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