DE3123146A1

DE3123146A1 - Verfahren zum herstellen des sitzes fuer ventilverschlussstuecke und ventilausbildung mit gehaeuse, verchlussstueck und ventilsitz

Info

Publication number: DE3123146A1
Application number: DE19813123146
Authority: DE
Inventors: Klaus Ing. Regitz (grad.), 6654 Limbach
Original assignee: Individual
Current assignee: Columbus Neunkirchen Foundry 6680 Neunkirche GmbH
Priority date: 1981-06-11
Filing date: 1981-06-11
Publication date: 1982-12-30
Also published as: CH657089A5

Description

Verfahren zum Herstellen des Sitzes für Ventilverschlußstücke
und Ventilausbildung mit Gehäuse, Verschlußstück und Ventilsitz Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen des Sitzes für Ventilverschlußstücke.
Gegenstand der Erfindung ist auch eine Ventilausbildung mit Gehäuse, Verschlußstück und in neuartiger Weise hergestelltem Ventilsitz.
Das Anwendungsgebiet der Erfindung betrifft die Herstellung von Absperr-, Ausblas- oder Regelarmaturen aus metallischen oder nicht metallischen Gehäusen und Absperrelementen.
Üblicherweise werden zur Herstellung von Armaturen metallisch dichtende , öldichtende, gummidichtende oder auch kunststoffdichtende Konstruktionselemente als Einzelelemente benutzt.
Diese werden im allgemeinen mit hohem maschinellen Aufwand, insbesondere beim Bearbeiten des Einzelelements hergestellt.
Die Anzahl der Einzeleieniente ist entsprechend Größe und Zweck sehr groß. Bei der Montage ist ein erheblicher Aufwand in Kauf zu nehmen. Zu den hohen Ansprüchen an die Präzision der Einzelteile wie Gehäuse, Deckel, Keil, Verschlußstück kommt noch der Aufwand durch Fachpersonal, die für ein Einschleifen des Verschlußstücks im Sitz sorgen müssen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den hohen maschinellen Aufwand und Arbeitsaufwand beim Bearbeiten der Einzelteile sowie den hohen Montageaufwand und die Anzahl der Einzelteile herabzusetzen.
Erreicht wird dies bei einem Verfahren der eingangs genannten Art überraschend dadurch, daß das Verfahren zum Herstellen des Ventilsitzes für Ventilverschlußstücke so weitergebildet wird, daß der Sitz in situ mit dem Verschlußstück als verlorenem Kern gegossen, gespritzt, gedrückt bzw. gesogen wird.
Vorzugsweise wird als Material Kunststoff verwendet.
Zweckmäßig wird ein Kunststoff verwendet, der in das Ventilgehäuse einfach eingefüllt und aushärten gelassen wird. Es ist aber je nach Material auch möglich, den Kunststoff nicht zu gießen, sondern das Gehäuse mit dem Kunststoff auszuspritzen oder auf in der Kunststofftechnik sonst übliche Weise einzuführen. Wichtig ist nur, daß der Kunststoff die für eine Armatur notwendige Abdichtung zwischen Gehäuse und Sperreinheit übernimmt.
Dic aus metallischen oder nicht metallischen Außenkörpern bestehenden Armaturen und Sperreinheiten werden mit dem Kunststoff so ausgegossen oder ausgespritzt, daß der Kunststoff die für eine Armatur notwendige Abdichtung zwischen Gehäuse und Sperreinheit übernimmt.
Bei den Kunststoffen kann es sich um ein o-der mehrkomponentige Gießharze, wie Polyesterharze, Epoxydharze oder dergleichen, handeln, d.h. allgemein um Kunststoffe, die sich auf dem Wege der Polykondensation, der Polymerisation oder der Polyaddition verfestigen, wenn sie in den zwischen Absperrelement und Gehäuse verbleibenden Raum gespritzt, gedrückt, gegossen oder gesogen werden.
Zweckmäßig geht man so vor, daß vor dem Einbringen des Gieß- oder anderen Materials das Verschlußstück mit einem Trennmittel bestrichen wird.
Bei anstellbarer Ausbildung des Verschlußstückes wird vor dem Vergießen in den Bereich der Stellspindelbefestigung ein elastisch zusammendrückbares Element, insbesondere ein Schaumgummiring eingelegt.
Beim Vorgang des Gießens, Spritzens etc. werden die Durchgangs- und Gehäuseöffnungen dadurch offen gehalten, daß ein aufblasbarer Dorn eingeführt und nach dem Gieß- oder Spritzvorgang wieder entfernt wird.
Gegenstand der Erfindung ist auch eine Ventilausbildung mit Gehäuse, Verschlußstück und Ventilsitz, wobei nach einer vorzugsweisen Ausführungsform das Verschlußstück insbesondere als Küken ausgebildet ist. Hierbei zeichnet sich das als Kegelküken hergestellte Küken dadurch aus, daß es mit seinem verjüngten Ende fest mit einer durch das Ventilgehäuse geführten Betätigungsspindel verbunden ist und eine Schaumgummirosette über diese Stirnfläche gelegt ist. Durch den von der Schaumgummirosette eingenommenen Zwischenraum wird es möglich, das Küken anzustellen.
Das Küken kann ebenfalls aus Kunststoff bestehen und auf die Spindel aufgespritzt sein.
Zweckmäßig ist in einer Nut im Ventilgehäuse ein 0-Ring, durch den die Betätigungsstange geführt ist, eingelegt.
Die Anpreßkraft des Kükens gegen seinen Sitz an der Spindel ist ein- und nachstellbar.
Sämtliche der beschriebenen Konstruktionen sind für fluide Medien, auch verschleißende Medien, insbesondere aber für Gas, Wasser und dergleichen geeignet.
Durch die erwähnte Anordnung, bei der im Gegensatz zu bekannten Konstruktionen das Kegelküken mit dem verjüngten Ende mit der Betätigungsstange verbunden ist, wird über außen liegende Federn das Küken mit einer definierten Anpreßkraft in den Kegelsitz eingepreßt.
Ein durch das Drehen des Kükens evtl. entstehender Verschleiß an dem dem Küken entsprechenden Kegelnegativ im Kunststoff beeinträchtigt nicht die Dichtheit der Armatur, da das Küken durch Federkraft nachgesetzt wird.
Im Gegensatz zu den bekannten Kükenhahnkonstruktionen, deren Kegelkonizität im selbsthemmenden Bereich liegt, wird der Kegelwinkel wesentlich größer gewählt. Dies wirkt sich auch positiv auf das Betätigungsdrehmoment aus.
Durch die Maßnahme nach der Erfindung entfallen die für diesen Zweck sonst vorgesehenen Kugelhähne, Ventile etc., die relativ aufwendig herzustellen sind.
Die Abdichtung zum Küken, das vorher mit einem Trennmittel versehen wurde, ist praktisch spaltfrei. Das Verfahren findet seine besondere Anwendung in der Serienfertigung.
Durch die oben erwähnte Anordnung des Kegelkükens wird das Küken über eine beispielsweise außen angebrachte Feder in den von ihm selbst erzeugten Kegelsitz hineingezogen, so daß die Dichtheit selbst dann noch erhalten bleibt, wenn Verschleiß an den beiderseitigen Dichtflächen auftreten sollte.
Bei der Herstellung wird das Küken in Durchflußstellung im Gehäuse gelagert und fest mit seiner Betätigungseinrichtung verbunden eingesetzt. Dann erfolgt das Spritzen um das Verschlußorgan herum. Die Gehäuseöffnungen und die Durchgangsöffnungen werden, wie erwähnt, durch den aufblasbaren Dorn offen gehalten. Bei Klappen erfolgt das Einbringen des Kunststoffs, wie angegeben, nämlich ebenfalls durch Gießen, Spritzen und Saugen, allerdings in Schließstellung der Klappe, wobei natürlich auch die Klappenscheibe, die wiederum den verlorenen Kern darstellt, mit Trennmittel bestrichen wird. Zur Vorbereitung ist es lediglich notwendig, daß das Gehäuse rost- und fettfrei ist. Die eingelegte Rosette oberhalb des Kükens, d.h. oberhalb eines verjüngten Endes, wird ebenfalls vom Kunststoff umspritzt.
Durch den glatten erzeugten Durchgang haben die durchgehenden gegebenenfalls abrasiven Medien keine Angriffsfläche. Zu Reinigungszwecken kann auch der hierfür vorgesehene Molch ohne Hindernis durchgeführt werden, d.h.
ohne hängenzubleiben. Da keinerlei vorstehende Kanten existieren, entstehen dort auch keine Verwirbelungen und keine Reibungsverluste. Medienhohlräume um das Verschlußstück herum fallen ebenfalls fort, so können sich keine Flüssigkeitsreste oder Gas reste sammeln.
Die Vort-eile ergeben sich selbst dann, wenn nach dem einfachsten Gießverfahren ein einkomponentiger oder mehrkomponentiger Kunststoff, der aushärtet, eingefüllt wird.
Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung sollen nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Diese zeigen in Fig. 1 eine erste Ausführungsform; Fig. 2 eine zweite Ausführungsform; Fig. 3 eine dritte Ausführungsform der Erfindung; Fig. 4 eine weitere Ausführungsform; und Fig. 5 ein Einbaubeispiel entsprechend Fig. 4.
In ein Gehäuse 20 ist ein Kegelküken 18, fest verbunden mit seiner Betätigungsspindel 10, unter Zwischenschaltung einer gegen die Gehäusefläche sich abstützende Feder 12 und unter Einsetzen eines 0-Rings 14 in eine Gehäusenut (um ein Eindringen von Schmutz etc. zu verhindern) eingebracht. Gegen das verjüngte Ende des Kükens 18 liegt noch eine Schaumgummirosette 19 auf. Der Ventilsitz 16 ist in situ aus Kunststoff und zwar ein Zweikomponenten-Epoxidharz durch Einfüllen und Aushärten des Kunststoffs in das Gehäuse 20 hergestellt.
Bei der Herstellung hat der Kükendurchgang in Richtung der abzusperrenden Leitung gezeigt und mit dieser gefluchtet. Ein nicht dargestellter aufblasbarer Dorn hat die Durchgangsöffnungen offen gehalten. Die Armatur ist durch einen Deckel 22 abgedeckt. Es ergibt sich eine praktisch spaltfreie Führung des Kükens 18 in seinem aus Kunststoff bestehenden Ventilsitz 16. Nach diesem Beispiel bestehen Gehäuse 20, Küken 18 und Deckel 22 aus Metall.
lig. 2 zeigt schematisch ein Zylinderkiikcn 24 mit Betätigllngsstange 28 innerhalb des Ventilgehäuses 26 mit in Sperrstellung stehender Durchgangsöffnung 30 des Kükens. Die übrigen Elemente sind, soweit nicht dargestellt, ähnlich den in Fig. 1 gezeigten. Der Ventilsitz 32 umgibt das Küken satt und spaltfrei und haftet fest am Gehäuse.
Nur als weitere Ausführungsform (fiir Klappen, Exzenterklappen und weitere Ventile ist die Erfindung ebenfalls anwendbar) ist in Fig. 3 ein Schieber 42 gezeigt, dessen Ventilsitz bei 46 bzw. 40 in situ bei Durchflußstellung des Schiebers hergestellt wurde. Die weitere Ausbildung des Schiebers kann von an sich bekannter Art sein. Bei einseitigen Klappen erfolgt das Spritzen des Ventilsitzes als Ring oder gegen einen Anschlag.
Nach einer anderen Ausführungsform ist es beispielsweise möglich, ein Küken, wie beispielsweise 18, auf seine Betätigungsstange (beispielsweise 10) aus Kunststoff aufzuspritzen.
Die Figuren 4 und 5 zeigen im Prinzipschaubild Abdichtklappen.
Die in situ gegossene Dichtung 50 ist im Gehäuse 56 aus einem Kunstharz oder dergleichen hergestellt und ist in der Form, wie ersichtlich, so gewählt, daß sich eine Verankerung ergibt. Die Dichtfläche ist entsprechend dem Radius R der Abdichtklappe 54 kugelig ausgebildet.
Lediglich aus zeichentechnischen Gründen ist dort ein in natura natürlich nicht vorhandener Spalt gezeichnet.
Gegenüber bekannten Konstruktionen sieht man, daß die Abdichtstelle wesentlich vereinfacht ist, daß das Gehäusematerial im Bereich 56/50 erheblich verdickt ist und zu beiden Seiten hinter dem der Kugel entsprechenden Radius jeweils in eine dünnere Wandstärke ausläuft.
Bei bekannten Konstruktionen war es beispielsweise so, daß die Dicht fläche am Gehäuse gegen die Mitte hin sich keilförmig verkleinerte und hiergegen ein an der Abdichtklappe angeschraubter Dichtkörper anlag, wobei zwischen Dicbtkörpe r irnd Schrauben aus haltotechnischen Gründen ein Metallring oder dergleichen vorgesehen waren.
Ein Einbaubeispiel, ebenfalls in Prinzipdarstellung, zeigt Fig. 5, wo die in situ Abdichtung 62, ähnlich wie nach Fig. 4, im Gehäuse 60 verankert ist und hiergegen die Abdichtklappe 64 anliegt. Mit 66 ist der Klappendichtrand entsprechend dem Klappendichtrand 52 der Fig. 4 bezeichnet. Hergestellt wird die in situ Abdichtung in beiden Fällen bei geschlossener Abdichtklappe.

Claims

Verfahren zum Herstellen des Sitzes für Ventilverschlußsflicke und Ventilausbildung mit Gehäuse, Verschlußstück und Ventilsitz PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zum Herstellen des Sitzes für Ventilverschlußstücke, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Sitz in situ mit dem Verschlußstück als verlorener Kern gegossen, gespritzt, gedrückt bzw. gesogen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß als Material Kunststoff verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß ein Kunststoff verwendet wird, der in das Ventilgehäuse einfach eingefüllt und aushärten gelassen wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß vor dem Einbringen des Gieß- oder anderen Materials das Verschlußstück mit einem Trennmittel bestrichen wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß bei anstellbarer Ausbildung des Verschlußstücks vor dem Gießen im Bereich der Stellspindelbefestigung ein elastisch zusammendrückbares Element, insbesondere ein Schaumgummiring, eingelegt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß ein am Ventilgehäuse haftendes Kunststoffmaterial verwendet wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß beim Gießen etc. die Durchgangs- und Gehäuseöffnungen dadurch offen gehalten werden, daß ein aufblasbarer Dorn eingeführt und nach dem Gießen oder Spritzvorgang wieder entfernt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Ventilsitz aus einem Kunststoff auf Ein- oder Mehrkomponentenbasis, durch Polykondensation, Polymerisation oder Polyaddition zwischen Gehäuse und Abdichtelement hergestellt wird.
9. Verfahren zum Ilerstellen des Kegelsitzes für ein Küken und hieran fester gegebenenfalls federbeaufschlagter Betätigungsspindel, dadurch g e k e n n z e i c h -n c t , daß Küken und Betätigungsspindel in das offene Gehäuse als Ganzes eingeführt wird, wobei das verjüngte Ende gegen die Betätigungsspindel zeigt und dann das Gehäuse bei auf Durchlaß gestelltem Küken durch erhärtenden Kunststoff gefüllt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß zum Herstellen des Ventilsitzes für zentrisch gelagerte Ventilklappen die Sitze in situ in Schließstellung hergestellt werden.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß zum Herstellen den Ventilsitzes für Ventilschieber in situ der Ventilschieber geschlossen und mit Kunststoff allseitig in die Gehäuseräume umspritzt wird.
12. Ventilausbildung mit Gehäuse, Verschlußstück und Ventilsitz, dadurch g e k e n n z e i c h ii e t , daß der Ventilsitz (16; 32; 40; 46) aus einem um das Verschlußstück (18; 24; 42) vergossenen am Gehause (20; 26 ...) haftenden Kunststoff besteht.
13. Ventilausbildung nach Anspruch 12, wobei das Verschlußstück insbesondere als Küken ausgebildet ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Kegelküken (18) mit seinem verjüngten Ende fest mit einer durch das Ventilgehäuse (20) geführten Betätigungsspindel (10) verbunden ist, wobei eine Schaumgummirosette (19) über diese verjüngte Stirnfläche eingelegt ist.
14. Ventilausbildung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Küken ebenfalls aus Kunststoff besteht und auf die Spindel (10) aufgespritzt ist.
15. Ventilausbildung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß in eine Nut im Ventilgehäuse ein 0-Ring (14) eingelegt ist.
16. Ventilausbildung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Anpreßkraft des Kükens gegen seinen Sitz an der Spindel ein- und nachstellbar ist.
17. Ventilausbildung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Konizität des Kegelkükens (18) wesentlich größer als bei selbsthemmenden Konstruktionen ist.