DE2213206C3 - Verfahren zur Herstellung eines korrosionsfesten Sitzes für Drosselklappenventile - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines korrosionsfesten Sitzes für Drosselklappenvcntile gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Aus der US-PS 3 511 474 ist ein Verfahren bekannt, bei dem der Sitzring duich Walzen aufgebracht wird, wobei teilweise ein Fließen des Materials auftritt. Anwendbar ist dieses Verfahren nur bei Drosselklappenventilen, die eine recht beträchtliche Öffnungsweitc aufweisen. Den Sitzring durch Verklemmen aufzubringen ist beispielsweise aus der US-PS 3077 331 bekannt.

Ähnlich ist die Befestigung des Sitzringes bei der US-PS 1 909478, wobei die Enden durch Umbiegen in dem Ventilgehäuse gehalten sind.

Nachteilig bei all diesen Verfahren ist, daß sie relativ aufwendig und damit kostspielig oder aber nur bei bestimmten Öffnungsweiten anwendbar sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, mit dem eine einfache und sichere Herstellungeines korrosionsfesten Sitzes für ein Drosselklappenventil möglich ist

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs angegebenen Verfahrensschritte.

Die Erfindung soll nachstehend an Hand der

Zeichnungen erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch das Drosselklappenventil,

Fig. 2 einen Radialschnitt durch den Sitzring vor j der Befestigung auf dem Ventilgehäuse,

Fig. 3 eine Vergrößerung des in Fig. 2 eingekreisten Teils,

Fig. 4 zeigt die Vorrichtung zum Befestigen des Sitzringes auf dem Ventilgehäuse,

in Fig. 5 die Vergrößerung des eingekreisten Teils in Fig. 4.

Das Ventil nach Fig. 2 weist ein Ventilgehäuse 10 aus Gußmaterial wie Weicheisen oder Gußeisen auf. Auf dem Gehäuse ist ein Sitz 11 befestigt, der neben der radialen Endfläche 12 liegt. Die Klappenwelle ist mit 16 bezeichnet.

Die Klappe V weist, wie die Fig. 1 zeigt, einen mittleren Hohlraum IS auf, durch den die Welle 16 hindurchgeht. Die Klappe V besitzt eine Fläche 32,

2(i einen runden Rand 33 und einen nutförmigen Einschnitt an seiner Randkante, in dem eine Dichtung 35 aus Gummi oder einem anderen Material befestigt ist. Die Dichtung besitzt eine runde oder abgeschrägte Kante, die bei geschlossener Stellung der Klappe an

•>.5 einen Sitzring40 des Sitzes 11 angreift. Eine Klammer in Form eines Ringes liegt an der Rückseite der Dichtung an und eine Schraube geht durch ausgerichtete Öffnungen hindurch, um so die Dichtung an der Klappe zu befestigen. Die Klappe ist so angeordnet,

mi daß sie das Ventil gegen die Strömung schließt. Beim Drehen der Klappe um 90" durch den Betätigungsmechanismus wird das Ventil auf seine größte Weite geöffnet.

Der Sitzring 40, nach den Fig. 2 und 3, besteht aus dauerhaftem, hoch korrosionsfestem, rostfreiem Stahl handelsüblicher Zusammensetzung. Es ist festgestellt worden, daß geglühter, rostfreier Stahl von einer Wanddicke von etwa 1,5 mm für diese Zwecke besonders geeignet ist, der vom rohrförmigen Stück ge-

4(1 schnitten wird, nachdem es kalt gewalzt ist, um eine annehmbare Oberflächenbeschaffenheit zu ergeben. Dem Rohrabschnitt wird an einem Ende ein radialer Flansch 44 sowie ein sich daran anschließender konischer Sitzabschnitt 45 angeformt, an den sich ein biegsam deformierbarer axialer Abschnitt 46 anschließt. Die konische Absatzneigung des Sitzabschnittes 45 wird durch den Winkel O dargestellt und ist so bemessen, daß sich die Dichtung 35 der Klappe daran anlegen kann.

in Die Befest igung des Sitzringes 40 am Ventilgehäuse 10 wird am besten mit Hilfe der I-ig. 4 und 5 e· läutert. Das Ventilgehäuse 10 enthält zum Aufnehmen des Sitzringes einen radial nach innen verlaufenden Sitzträger in der Form einer Rippe oder eines Vorsprunges 50, dessen Flüche vor der Befestigung des Ringes sehr genau in bezug auf die Mittellinie der Klappe 32 konisch geschliffen ist. Der Vorsprung 50 geht von unten nach oben (wie in den Zeichnungen zu sehen ist) von einem radialen Ansatz 51 über den Radius

μ» 52 in einen konisch nach innen geneigten Sitzabschnitt 53 eines winkeligen Absatzes über, dessen Winkel dem Winkel des geneigten Sitzabschnittes 45 des Sitzringes 40 angepaßt ist. Der Sitzabschnitt 53 endet an einer ringförmigen Nut 56, in der sich ein O-Ring oder

<>5 ein anderer elastischer Dichtungsring 57 befindet. An diese Nut 56 schließt sich ein axial verlaufender Abi'hnitt 58 an, der über einen Radius 59 in eine in der Größenordnung von e'.wa (SO'' abgebogene ge-

neigte Anschlagfläche 60 übergeht.

Zur Befestigung des Sitzringes 40 am Vorsprung 50 wird ein Unterstempel 65 verwendet, der bei 66 nahe seiner Oberseite ringförmig entsprechend der Innenflächen 44 und 45 des Sitzringes 40v.-ingeschnitten ist. Wenn sich der Sitzring 40 axial im Einschnitt 66 des Unterstempels 65 befindet wird das Ventilgehäuse 10 mit der Dichtung 57 in der Nut 56 koaxial auf den Unterstempel aufgesetzt, bis der radiale Ansatz 51 des Vorsprungs 50 an der radialen Außenfläche des Ringflansches 44 des Sitzringes 40 angreift. Wenn Unterstempel, Sitzring und Ventilgehäuse sich an ihrem Platz befinden, macht ein koaxia! ausgerichteter, vertikal verlaufender Oberstempel 70 mit einer ringförmig abgerundeten Fläche 71 die geometrisch dem Radius 59 und der Neigung der Anschlagfläche 60 in der Form entspricht einen nach unten gerichteten Hub und greift an dem biegsamen Ringabschnilt 46 an.

Ein Vorbelastungsglied 73, das das Ventilgehäuse 10 gegen den Unterstempel 65 vorbelastet, bevor sich der Ringabschnitt 46 zu biegen beginnt, ist koaxial befestigt, wobei es den Oberstempel 70 während der Vorwärtsbewegung umgibt. Die Vorbelastung in der Größenordnung von etwa 1750 kg dient dazu, eine feste Beziehung zwischen Sitzring -ind Ventilgehäuse während des Biegens zu halten und einem relativen Schlupf zwischen diesen vorzubeugen, tier sonst auftreten könnte. Hierfür weist das Vorbelastungsglied 73 ein Federkissen in der Form eines Ringes 74 auf, der das untere Ende des Oberstempels 70 umgibt und dessen vordere Endfläche normalerweise in einer Ebene unter der der Formendfläche 72 hängt. Das Kissen 74 ist an mehreren winkelig versetzten Stellen über eine Schraube 76 an einem Kolben 78 befestigt, der zusammendrückbar in einer Stickstoff-Federeinrichtung 79 aufgenommen ist. Hierdurch greift die Kissenfläche 75 die Flanschfläche 12 des Ventilgehäuses vor dem Biegen an, wenn sich der Oberstempel 70 zum Unterstcmpel 65 bewegt. Ein weiteres Abwärtsbewegen läßt das Kissen 74, Ventilgehäuse und Sitzring vorbelasten, bis die gewünschte Höhe der Vorlast erreicht ist. In diesem Fall wird die axiale Verschiebung zwischen der Form und dem Kissen aus der ausgezogen dargestellten Beziehung die Beziehung, bei der die gegenüberliegende Kis'.enseite gestrichelt dargestellt ist.

Danach bewegt sich der Oberstempel 70 weiter nach unten, bis eine gegebene Formbelastung angelegt ί wird, wenn die Formendfläche 72 sich der radialen Endfläche 67 des Unterstcmpels 65 nähert. Bei dieser Bewegung wird der Sitzringabschnitt 46 radial von der ausgezogen dargestellten Lage nach außen in die gestrichelt dargestellte Lage gebogen. Der Oberstempel

ι» 70 und das mit ihm aus einem Stück bestehende Vorbelastungsglied 73 werden danach zurückgezogen, nachdem das Ventilgehäuse 10 mit dem Sitzring 40 am Vorsprung 50 auf den Unterstempel 65 gehoben wird, um die Einrichtung zu vervollständigen. Der ganze Befestigungsvorgang für den Sitzring kann in kurzer Zeit ausgeführt werden.

Zum Befestigen des Sitzringes 40 in der eben beschriebenen Weise wird der Sitzringabschnitt 46 um einen freien Raum 77 in Eingriff mit der Anschlagflä-

2» ehe 60 gebogen oder erweitert, so daß sich bei diesem Vorgang das Metall nicht verdichtet. Beim Deformieren ergibt sich ein axiales Einspannen zwischen dem Sitzring und den Teilen des Vorsprunges 50. Während beim Entfernen des Oberstempels 70 eine minimale Rückfederung zwischen dem Sitzringabschnitt 46 und der benachbarten Anschlagfläche 60 auftreten könnte, wird das axiale Einspannen um die Radien 52 und 59 und radial über diese hinaus gehalten. Dadurch ergibt der gebogene Sitzring mit seiner Bauein-

.Ki licit ein doppelt geflanschtes axiales Einspannen in einer Metall-Metall-Druckverriegelungauf dem Vorsprung 50. Die so gebildete Verriegelung reicht zum Verhindern eines unabsichtlichen Drehens des Sitzringes aus, während gleichzeitig eine Infiltrierung des

is Leitungsinhalts zwischen Sitzring und Ventilgehäuse vermieden wird, so daß einer Korrosion zwischen diesen vorgebeugt wird. Durch den Metall-Metall-Konlakl ist die Wahrscheinlichkeit einer Sitzringbeschädigung durch äußere Gegenstände zwischen Sitzring und

4Ii Klappe während des Betriebes äußerst klein. Um die richtige Druckverriegelung zwischen Sitzring 40 und Vorsprung 50 sicherzustellen, muß die radiale Komponente »V« des gebogenen Sitzringabschnittes 46 zur Dicke »Λ'« des Sitzringquerschnittes im Verhältnis von 2: 1 stehen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentanspruch: Verfahren zur Herstellung eines korrosionsfesten Sitzes für Drosselklappenventile, der durch einen handelsüblichen Rohrabschnitt gebildet ist, der einen ringförmigen, radial nach innen verlaufenden Vorsprung des Ventilgehäuses nach plastischer Verformung umgreift, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

1. In den Vorsprung wird eine Nut eingearbeitet,

2. die der Klappenscheibe zugewandte Fläche des Vorsprungs wird konisch geschliffen,

3. der Rohrabschnitt wird von einem kaltgewalzten Rohr abgeschnitten und an einem Ende des Rohrabschnitts wird ein radialer Flansch sowie ein sich daran anschlicBender, dem geschliffenen konischen Sitz entsprechender konischer Sitzabschnitt angeformt,

4. in die Nut wird ein elastischer Dichtungsring eingelegt unddervorgefomite Rohrabschnitt wird in das Ventilgehäuse bis zum Anschlag des Flansches und des konischen Sitzabschnittes an entsprechenden Flächen des Vorsprungs eingeschoben und vorgespannt durch einen Unterstempcl gehalten, der mit den Flachen des Flansches und des konischen Sitzabschnittes entsprechender Oberfläche am Rohrabschnitt anliegt und daß dann

5. das andere Ende des Rohrabschnitts durch einen Obcrstempel, der eine ringförmig abgerundete Fläche aufweist, die geometrisch dem Radius und der Neigung des Vorsprungs entspricht, nach außen gebogen und am Vorsprung zur Anlage gebracht wird.