DE2135659A1 - Verfahren zur Befestigung von Dicht ringen in Armaturengehausen bzw. in Dichtflachen - Google Patents

Description

IPARI SZBRELVfcMY fes C&PGYAR. Budapest 5. P.O.B. 420/UUSARg

"Verfahren zur Befestigung von Dichtringen in Armaturengehäusen bzw. in Dichtflächen^w

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Befestigung von Dichtringen in Armaturengehäusen bzw. in Dichtflächen, bei welchen das Armaturengehäuse bzw. die Dichtfläche in bekannter Weise durch Gießen hergestellt wird.

Von Dichtringen in Armaturen wird erwartet, daß sie die im Armaturengehäuse, bzw. in den Dichtflächen angenommene Lage unverändert behalten, gut schließen

-2-

109884/ 137S

und keine Sickerung und keinen Durchlaß ermöglichen. Die mit den bekannten Verfahren befestigten Dichtringe entsprechen diesen Bedingungen aus den folgenden Gründen nicht:

Die meistens aus Kupfer oder Kupferlegierung hergestellten Dichtringe sollen in Grauguß oder Stahlguß befeotigt werden. Bei einem bekannten Verfahren wird der Dichtring zum Maß bearbeitet, das Gehäuse bzw. die Dichtfläche wird durch Gießen hergestellt, im Guß wird für den Dichtring durch Zerspanung ein Sitz gemacht_t Schließlich wird der Ddentring in dem Sitz durch Klopfen befestigt.

Der größte Fehler dieses bekannten Verfahrens besteht darin, daß mit der Befestigung durch Klopfen keine solche Verbindung zwischen dem Dichtring und dem Guß zustande gebracht werden kann, welche die Sickerungsfreiheit sichern könnte. Die Stöße deformieren bzw. verformen örtlich den Dichtring. Die örtliche Verformung bzw. Mater ialbewe^ung verursacht örtliche Härteveränderung und wenn an einen Materialteil, welcher neben einem schon gehärteten Materialteil liegt, geklopft wird, entsteht an der Grenzfläche der zwei Materialteilen von verschiedener ein

Härte aanäsaöesr Riß, welcher durch weiteres Klopfen nicht behoben werden kann. Der entstandene Riß bleibt also zurück und entsteht ein Sickerungspunkt. So klein der Riß auch sei, bedeutet er schon Sickerungsgefahr, weil von den Formstücken solcher Verschluß erwartet ist, bei welchem sogar bei einem Überdruck vtm. 3-10 Atm. keine Sickerung zu beobachten ist.

Das Klopfen ist im allgemeinen mit Hand durchgeführt. Es kommt sogar bei dem geübtesten Fachmann vor, daß er an irgendwelcher Fläche des Dichtringes das nötige Klopfen nicht durchführt, oder nicht im gewünschten Maße klopft,so daß an diesem Teil im Material keine Formänderung in solchem Maße vorkommt, welche den dichten Sitz der Flächen des Dichtringes und Gusses sichern könnte. In solchen Fällen bleibt zwischen den zwei Flächen eine Spalte

— 2 —
109 8 84/137B

:-,urüuk. entlang <3.0ΠΪ6η die Sickerung unbedingt vorkommt. Die oickcr mg ist auch, dadurch befördert, daß die Wärmedehnzahlen dor M; torialien des Dicht ringe s und de.s Gusses verschieden r>Lnd, worm also die Armatur an verschiedenen. Temperaturen arbeitet, die Spalte zwischen den Flächen von Zeit zu Zeit wächi.t;, das geführte Medium durch die Spalte strömt, durch «lic Krosionswirkung es die Spalte erweitert, so daß die Armatur binnen einer relativ kurzen Betriebszeit ausgetauscht werden nuß .

Ein nicht selten vorkommender Fall ist, daß nach. der Defeatigung durch Klopfen der Dichtring nicht fest im Site bleibt und schon bei der Montage der Armatur oder während des Betriebes ausfällt. Das Ausfallen während des Betriebes verursacht oft das Zugrundegehen der ganzen Armatur.

Die Befestigung durch Klopfen ist eine sehr teuere Lösung. Dazu müssen der Dichtring und der Guß mit einer Genauigkeit in engen Grenzen spanabhebend bearbeitet werden. Das Klopfen selbst ist ein zeitraubendes Verfahren und kann nur von solchem Arbeiter durchgeführt werden, der sehen langjährige Erfahrungen hat. Im Laufe der Befestigung entstehen Ausschüsse in großer Anzahl. Die eingebauten Armaturen müssen häufig, nach kurzer Betriebszeit ausgetauscht und mit, großen Kosten- und Zeitaufwand erfordernder Arbeit ausgebessert und gewartet werden»

Das Klopfen ist eine ermüdende physische Arbeit, welche mit großem Geräusch begleitet ist, so daß dieselbe sowohl für den das Klopfen ausführenden Arbeiter, als auch, für die Umgebung bedeutend gefehrlich ist.

Zur Befestigung von Dichtringen ist auch eine solche Lösung bekannt, nach welcher der zur genauen Abmessung fertigbearbeitete Dichtring in den genau bearbeiteten Sitz ejn{';epresßt ist. Der Nachteil dieses Verfahrens ist,, daß im Falle der kleinsten Abweichung von den vorgeschriebenen, durch Spanabhebung fertiggestellten Abmessungen entweder

109884/137b

dor Dichtring nicht im Sitz bleibt, oder der Guß zerbrichti Es kommt selbstverständlich auch vor, daß obwohl der Dichtring im Sitze bleibt, eine Sickerung, zwischen der Ringfläche und der snchließenden GußfläGhe entsteht. Ferner erfordert diese Lösung teuere Maschinen und Werkzeuge.

Zweck der Erfindung ist die Ausarbeitung eines Verfahrens und eines Gerätes zur Befestigung von Dichtringen im Armaturengehäuse bzw. in Dichtflächen, wodurch der Dichtring im Guß stabil befestigt werden kann, als Ergebnis der Befestigung keine Sickerung vorkommen kann, die Befestigung mit kleinem Zeitaufwand_} praktisch brackfrei und billig durchgeführt werden kann, ferner die mit Dichtringen versehenen fertigen Armaturen nur wenige Wartung erfordern.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß nach der Befestigung des Dichtringes auf seine nach dem Armaturengehäuse, bzw. Dichtflächen liegende Fläche einÄi aus solchem Material hergestellte« Blechring befestigt wird, dessen Schmelzpunkt höher als dieser des Materials des Armaturengehäuses bzw. der Dichtflächen ist, der ^ichtring ausnehmbar in dem zum Formen verwendeten Modell angeordnet wird, nach dem Formen der Dichtring mit dem daran befestigten Blechring in der Form gelassen wird, wonach durch das Gießen auf die Dichtringe des Armaturengehäuses bzw. der Dichtflächen eine hartlötungsähnliche Verbindung zwischen, dem Armaturengehäuse bzw. Dichtflächen und dem Dichtring zustande gebracht wird.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist, daß der Blechring, der aus einem Material mit höherem Schmelzpunkt als dieser des Materials des Armaturengehäuses bzw. Dichtflächen hergestellt ist, auf eine in einer Ebene liegende Grenzfläche des Dichtringes oder auf dieserund auf einen Teil der äußeren Umfangfläche - Mantelfläche befestigt wird.

Ein.weiteres Kennzeichen der Erfindung besteht

1 09884/ 1375

darin, daß der Blechring aus einem oder mehreren Teilen, mit unter der Wirkung der Wärmedehnung frei beweglichen, einander übergreifenden' Enden und an der das Armaturengehäuse bzw. die Dichtflächen berührenden Flächen mit kordelähnlicher Musterung ausgestaltet ist.

Die Erfindung ist ferner dadurch gekennzeichnet, daß der Blechring aus einem Material^hergestellt wird, dessen Schmelzpunkt wenigstens mit 100 ⁰C höher als dieser des Materials des Armaturengehäuses bzw. der Dichtflächen ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren und Gerät werden aufgrund der in der Zeichnungen dargestellten Gußform näher beschrieben, wo

Pig. 1 den Formkasten einer Dichtfläche - gegebenenfalls eines zum Schieber verwendeten Keils - darstellt, in welchem auch das Modell und zwei darauf gestellte Dichtringe zu sehen sind.

Fig. 2 zeigt den in Fig. 1 dargestellten Formkasten ohne Modell;

in Fig. 3 ist der formkasten eines Schiebergehäuses mit den zwei Dichtringen dargestellt.

Die Dichtringe 1 sind im allgemeinen aus Messing hergestellt, und zwar aus Rohr an einer Drehbank abgestochen oder eventuell aus Blech in einem Preßvorgang gestanzt. Der Rohrdurchmesser, die Dicke des abgestochenen Hinges, oder die Blechdicke kann sogar mit 1 mm größer als der vorgeschriebene Wert sein* Der in solcher Weise hergestellte Ring soll höchstens entgratet werden, keine weitere Bearbeitung ist aber nötig.

Danach wird aus Stahlblech, vorteilhaft aus verzinktem Stahlblech der Blechring 2 hergestellt, dessen Dicke von der Materialbeschaffenheit des Gusses bzw. vom Schmelzpunkt des Gußmaterials und von der Gießtemperatur abhängig ist. Die Breite des Blechringes entspricht der Breite des üichtringes 1 oder kann etwas mehr sein. Nach dem Auf-

~ 5 109884/137 5

setzen de3 Blechringes auf den Dichtring 1 muß der Blechring 2 die ganze Oberfläche des Dichtringes 1 decken.

Es kann vielleicht zweckmäßig sein, einen weiteren Blechring 3 zu verwenden, welcher auf einen Teil des äußeren Umfanges d„h. der Mantelfläche des Dichtringes gezogen wird.

Die Blechringe 2, und 3 können aus Je einem Stück aber auch aus mehreren, z.B. aus drei Stücken hergestellt werden. Der Blechring - sei er aus einem oder aus mehreren Stücken hergestellt - soll ringsherum ohne Unterbrechung die Oberfläche des Dichtringes 1 decken und unter der Wirkung der Wärmedehnung nachlassen. Die letztere Erforderung kann dadurch befriedigt werden, daß der aus einem Stück hergestellte Blechring radial aufgeschnitten wird und die in dieser Weise entstandenen zwei Enden überblattet werden, im Falle vom aus mehreren Stücken hergestellten Blechring dagegen die Enden der einseinen Stücken überblattet angeordnet werden.

Der Blechring 2, oder 3? bzw» die Blechringstücke werden in irgendeiner bekannten Weise, z.B. mit Schrauben oder mit MrMses ^Άν& &©& Dichtring 1 befestigt.

Die den Dichtring Λ anstoßenden Oberflächen der Blechringe werden glatt gelassen, die äußeren Oberflächen werden aber zweckmäßigerweise mit Kordel oder anderer Musterung versahen_β

Die in solcher Weise vorbereiteten, mit den Biechringen 2, 5 versehenen Dichtringe 1 werden in den am Modell 4 des Susses ausgestalteten entsprechenden Sitzen angeordnet. Die Abmessungen der Sitze im Vergleich zu den Abmessungen der Dichtringe 1 werden in solcher Weise gewählt, daß die Dichtringe 1 in den Sitzen lose angeordnet und nach dem Formen leicht von den Sitzen entfernt werden können. Nach der Entfernung des Modells von der oberen Formkasteniillfte 5 und unteren Formkastenhälfte 6 bleiben die Dichtringe im Formsend zurück.

- 6 109884/1375

Nach der Entfernung des Modells 4 von dem Formkasten sind die Dichtringe 1 teilweise im Sand gebettet, die die Blechringe 2, 3 tragenden Teile dagegen ragen vom Sand in denjenigen Raum heraus, in welchen das Gußeisen bzw. der Stahl während des Gießens fließt. Der Zustand nach der Entfernung des Modells 4 ist in Pig. 2 dargestellt.

Das Gießen des Armaturengehäuses und der Dichtflächen wird aus dem gewöhnlichen Material, an der gewöhnlichen Gießtemperatur, bei der gewöhnlichen Ausgestaltung des Formkastens und mit der Verwendung der gewöhnlichen Gießkerne 7 durchgeführt.

Das in die Form einströmende flüssige Gußmaterial

fließt um die Blechringe 2, 3 und nach der vollkommenen -

Füllung des Hohlraumes erstarrt und kühlt es aus. Obwohl ■ ™ die Gießtemperatur des Gußmaterials viel höher als der Schmelzpunkt des Dichtringmaterials ist, erwärmt sich das Material des Dichtringes 1 trotzdem nicht über seinen Schmelzpunkt, wenigstens solange nicht, bis das flüssige Material des Gusses im Hohlraum der Form strömt und sich bewegt. Die Ursache davon ist, daß die Blechringe 2, 3 deren Schmelzpunkt höher als derselbe des Gußmaterials ist, das Gußmaterial von den Dichtringen 1 abschließen, dazu die Wärme vom Gußmaterial nur durch die Blechringe 2, 3 von relativ kleiner Wärmeleitfähigkeit gelingt, die Dichtringe 1 sich also nicht plötzlich erwärmen können. Gleichzeitig sind die Dichtringe 1 relativ gute Wärmelei- M ter, so daß sie einen Teil der von den Blechringen 2, 3 aufgenommenen Wärme dem Formsand weiterleiten. Folgerungswei^e schmelzt das Material der Dichtringe 1 während des Giel'.ens nicht, oder wenn es doch schmelzt, kommt es nur (lanr. vor, wenn das Gußmaterial sich schon nicht mehr bewegt, d.h. es im beruhigten Zustand ist, so daß es durch eine Eros onswirkung das Material der Dichtringe 1 nicht beschädigen und abwaschen kann.

Wenn das GuSmaterial im Ruhestand ir.t, erwärmt es

- 7 109884/1375

in solchem Maße das Material der Blechringe 2, 3, daß sie mit dem Gußmaterial unter der Wirkung des im letzteren herrschenden statischen Druckes in Diffusionsverbindung kommen. Die die Blechringe 2, 3 berührenden Oberflächen der Dichtringe 1 erschmelzen und zwischen den Dichtringe 1 und den Blechringen 2, 3 entsteht eine Terbindung vom Hartlötungschar akt er. ·

Zur ^Förderung der Verbindung vom Hartlötungscharakter werden die Oberflächen der Dichtringe 1 desoxydiert, vorteilhaft mit Borax angeschmiert. Die Festigkeit der Verbindung zwischen den Blechringen und dem Gußmaterial kann dadurch erhöht werden, daß die das Gußmaterial berührende Fläche der Blechringe 2, 3 mit kordelahnlicher Musterung versehen wird. Die Spitzen der Kordel verschmelzen praktisch vollkommen mit dem Gußmaterial·

Als Beispiel des Verfahrens gemäß der Erfindung soll das folgende gegeben werden:

Stoffzusammensetzung der Dichtringe 1:

Cu = 50 - 60 %, Cu + Zn (min) = 95,5 %, Sn = 0 - 1,5 % Pb = 1,0 %, Ni = 0,8 %, Mn = 0,5 %, Fe - 0,5 #, As = 0,15%, Sb = 0,2 %♦

Schmelzpunkt des Materials des aus Messing hergestellten Dichtringes: 850 - 900 ⁰C.

Värmeleitfähigkeil? der Messing: 75 - 100 kcal/mh ⁰C.

Stoffzusammensetzung der Güsse: '

C = 3,2 - 3,5 %, Mn = 0,6 - 9 %, Si = 1,5 - 2,2 #, P = 0,4 - 0,5 %, S = 0,12 %.

Schmelzpunkt des Gußmaterials: 1220 - 1250 ⁰C.

Stoffzusammensetzung des verzinkten Stahlbleches der Blechringe 2, 3:
C = 0,08 - 0,1 %, Mn = 0,12- 0,4 %, Si = 0,3 %.

Schmelzpunkt des verzinkten Stahlbleches« 1420-1460⁰C

Wärmeleitfähigkeit des Stahlbleches: 40 - 55 kcal/mh ⁰C.

Gießtemperatur: 1300 ⁰C und 1350 C.

- 8 109884/1375

Das Gußmaterial ist mit einer Geschwindigkeit von 2,4 - 4,6 m/Sek in die Form geströmt.

Voa jede« Gießen wurden Dichtringe mit tadelloser Oberflächengüte erhalten, welche an ihren Plätzen fest saf>en.

Nach dem Gießen war nur eine Reinigungs- und Einstallbearbeitung an der Oberfläche des Dichtringes erforderlich.

Die wichtigsten vorteilhaften Eigenschaften des Verfahrens gemäß der Erfindung sind wie folgt*

Weder die Dichtringe, noch deren Sitze im Guß sollen mit teuerer Spanabhebung bearbeitet werden. Keine Maßbeständigkeitsanforderungen sollen dem Ausgangsmaterial der Dichtringe gegenüber gestellt werden. Die Dichtringe sitzen fest und dicht in den Güssen, um die Dichtringe entsteht sogar bei einem mehratmosphärischen Mediumsdruek keine Sickerung. Der Abfall ist außerordentlich klein, die Schadhaftwerdung während des Betriebes kommt praktisch nicht vor, zum Betrieb der Armaturen ist nur eine minimale Wartung erforderlich.

Claims (5)

PAiEEIf ^ANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Befestigung von Dichtringen in Armaturengehäusen bzw. in Dichtflächen, hei welchem das Anaaturengehäuse bzw. die Dichtfläche in bekannter Weise durch Gießen hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß auf die nach dein Armaturengehäuse bzw. Dichtflächen liegende Oberfläche des Dichtringes vor der Formung ein aus solchem Material hergestellter Blechring befestigt wird, dessen Schmelzpunkt mit 100 - 25O⁰G höher als der Schmelzpunkt des Materials des Armaturengehäuses bzw. der Dichtflächen ist, der Dichtring mit dem daran befestigten Blechring ausnehmbar in dem zum formen verwendeten Modell angeordnet wird, damit zusammen geformt wird, nach der Formung der Dichtring mit dem daran befestigten Blechring in der Form gelassen und dort befestigt wird und nach der Entfernung des Modells das Armaturengehäuse bzw. die Dichtfläche auf den in der Form gelassenen Dichtring gegossen wird»

2. Verfahren'nach Anspruch 1, dadurch g e k e η n- z e i c h ne t, daß der Blechring in einer an und für sich bekannten Weise auf di@ nach dem Guß liegende ebene Oberfläche des Dichtringes befestigt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Blechring einerseits auf eine ebene Grenzfläche andererseits auf den Mantel des Dichtringes befestigt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Verwendung eines Blechringes aus solchem Material, dessen Schmelzpunkt mit

- 25O⁰C höher als der Schmelzpunkt des Materials des Armatu-

und

rengehäuses bzw» der Dichtflächen liegt, der mit unter der Wirkung der Wärmedehnung sich frei bewegenden, einander übergreifenden Enden versehen ist.

5. Bleohring nach Anspruch 4, dadurch g e k e η n-

z e i c h ne t, daß seine das Armaturengehäuse bzw. die Dichtfläche berührende Oberfläche gekordelt oder ähnlich gemustert ist.

109884/1375

A4

Leerseite