DE4429299A1 - Verfahren zur Herstellung von Dichtflächen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bearbeitung von innerhalb eines Gehäuses befindlichen Dichtflächen, wobei ein Bearbeitungswerkzeug durch eine Gehäuseöffnung in das Gehäuse einführbar ist, insbesondere für Armaturengehäuse.

Bei Armaturen wird unterschieden zwischen der sogenannten weichen und harten Abdichtung. So wird von weichdichtenden Armaturen gesprochen, wenn ein aus einem Elastomer bestehendes Verschlußstück dichtend in eine als Sitzfläche dienende Gehäuseöffnung eingepreßt wird und aufgrund seiner Nachgiebigkeit eine Abdichtung zwischen dem Verschlußstück und der Gehäuseöffnung erfolgt. Die Gehäuseöffnung kann hierbei als einfache Gußfläche ausgebildet sein und erfordert keine spezielle Bearbeitung, um die Dichtfunktion zu gewährleisten. Diese Art der Abdichtung ist aufgrund der Materialeigenschaften jedoch nur bis zu einem bestimmten Temperaturbereich zulässig, da andernfalls aufgrund der Temperatureinflüsse das Elastomer seine dichtende Fähigkeit verlieren kann. Sollen Armaturengehäuse bei höheren Temperaturen Verwendung finden, dann werden sogenannte harte Abdichtungen angewendet, die eine metallische Abdichtung zwischen einem Verschlußstück und einer innerhalb des Gehäuses befindlichen Dichtfläche vorsehen. Zur Herstellung der Dichtfläche innerhalb des Gehäuses sind die unterschiedlichsten Verfahren bekannt.

Die Dichtfläche, die gewöhnlich als rotationssymmetrische Fläche ausgebildet ist, kann auf einem Bohrwerk oder einer anderen geeigneten Bearbeitungsmaschine mit Hilfe eines Werkzeuges spanend hergestellt werden. Auch ist es bekannt, beispielsweise bei Schiebern oder großen Hubventilen, beschädigte Dichtflächen mit Hilfe eines von außen in das Gehäuse einführbaren Werkzeuges, mit einem Drehstahl, einem Schleifwerkzeug, oder einem Fräswerkzeug nachzuarbeiten.

Eine andere Lösung zeigt die DE-C 6 05 157, bei der ein fertig bearbeitetes Rohrstück, an dem bereits eine Dichtfläche angebracht ist, in ein Gehäuse eingewalzt wird. Im Gegensatz dazu ist durch die DE-OS 27 43 039 ein mehrteiliges Werkzeug bekannt, mit dessen Hilfe in ein Schiebergehäuse Dichtringe einwalzbar sind, wobei die Zuführung des Werkzeuges sowie der Antriebsmittel durch verschiedene Gehäuseöffnungen erfolgt. Aufgrund der Kleinheit der hier Anwendung findenden Dichtringe erfolgt nach dem Einwalzvorgang ein zusätzlicher spanabhebender Bearbeitungsvorgang zur Herstellung der eigentlichen Dichtfläche statt. Andernfalls wäre eine Dichtwirkung zwischen dem beim Einwalzen veränderten Gehäusesitz und einem daran anliegenden Verschlußelement nicht gewährleistet.

Bei Dichtflächen, deren Form gewissermaßen einem schrägen Schnitt durch einen Kegel entsprechen, wie sie beispielsweise durch die DE-C 36 09 772 bekannt sind, ist eine spanabhebende Dichtflächenbearbeitung sehr aufwendig. Der Herstellungsaufwand wird noch schwieriger, wenn das Gehäuse einteilig ausgebildet ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für innerhalb eines Gehäuses befindliche Dichtflächen, eine einfache Methode zur schonenden - was sowohl das Werkstück als auch das Werkzeug betrifft - Herstellung metallischer Dichtflächen zu entwickeln. Die Lösung hierzu sieht ein Verfahren gemäß Anspruch 1 vor.

Mittels dieser Lösung werden bei der Bearbeitung einer Dichtfläche innerhalb eines Gehäuses die auf das Gehäuse und das Bearbeitungswerkzeug einwirkenden Belastungen sehr stark verringert. Die bisherigen spanabhebenden Bearbeitungsverfahren stellen aufgrund der notwendigen Vorschubkräfte eine hohe Materialbelastung dar, unter der es manchmal zu Gehäusebeschädigungen durch Geometrieabweichungen kommen kann. Die Zerspanleistung muß auch von einem stabilen Werkzeug erzeugt bzw. übertragen werden, was infolge der beengten Platzverhältnisse nicht immer möglich ist. Die funkenerosive Dichtflächenbearbeitung, die bisher als zu kostenintensiv für eine Serienfertigung angesehen wurde, erlaubt dagegen an der zu bearbeitenden Dichtfläche auch bei grazil ausgebildeten Werkzeugen eine schnelle Bearbeitung hoher Formgenauigkeit. Ein bei der Bearbeitung Verwendung findendes Dielektrikum kann hierbei direkt in das zu bearbeitende Gehäuse eingespeist werden, es ist aber genausogut möglich, ein mit einer Dichtfläche zu versehendes Gehäuse direkt in ein mit Dieletrikum gefülltes Bad zu tauchen. Dies kann abhängig sein von der jeweils Verwendung findenden Fertigungsmethode für ein mit Dichtflächen auszurüstendes Gehäuse, also beispielsweise Verwendung an einer Fertigungsstraße oder an einem Fertigungskarussell.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß eine Relativbewegung zwischen einer formgebenden Elektrode und einem die Dichtfläche aufweisenden Bauteil stattfindet. Die Elektrode kann in diesem Fall eine einfach herzustellende Form aufweisen, was bei räumlich gekrümmten Dichtflächen mit darin einzutauchenden Verschlußteilen von Vorteil sein kann.

Falls sich die Dichtfläche an einer schwer zugänglichen Stelle innerhalb eines Gehäuses befindet, ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ein als Elektrode ausgebildetes formgebendes Werkzeug durch eine Gehäuseöffnung in der Bereich einer herzustellenden Dichtfläche einführbar. Damit sind auch Dichtflächen in Gehäusen herstellbar, die vorher zu deren Herstellung eine Mehrteiligkeit des Gehäuses bedingten. Und nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die als formabbildendes Werkzeug gestaltete Elektrode in der Lage, einen herzustellenden Dichtsitz in einem Bearbeitungsvorgang zu erzeugen.

Weitere Ausgestaltungen gemäß der Ansprüche 5 bis 7 beziehen sich auf die Verwendung der Erfindung an einem Armaturengehäuse. Hierbei hat sich als vorteilhaft die Verwendung einer Dichtfläche aus einem anderen Material als dem Gehäusematerial erwiesen. Die Dichtfläche kann somit aus einem korrosionsbeständigem Material bestehen und das Gehäuse eine einfache Gußkonstruktion sein. Ein als Dichtfläche vorgeformtes bzw. vorbearbeitetes Bauteil kann hierbei bereits in ein Gehäuse eingebracht sein. Der notwendige Abtrag zur Erzeugung der Dichtfläche ist somit auf ein Minimum reduzierbar.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Figur dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

In der Figur ist ein Armaturengehäuse 1 gezeigt, welches als einteiliges Gußgehäuse ausgebildet ist und mit einer schräg zur Durchströmrichtung verlaufenden Dichtfläche 2 ausgestattet ist. Aus Gründen einer Einsparung an Bearbeitungszeit ist die Dichtfläche 2 hier Bestandteil eines mit dem Gehäusematerial stoffschlüssig verbundenen Bauteiles 3, eines Sitzringes 3, der beispielsweise aus korrosionsbeständigem Material bestehen kann. Die Abweichungen von dem für die Dichtheit notwendigen Verlauf der Dichtfläche sind so gering, daß bei einem Erodiervorgang mit Hilfe einer in die Dichtfläche 2 eintauchenden Elektrode 4 als formabbildenden Werkzeug die Dichtfläche 2 innerhalb kurzer Zeit funkenerosiv erstellbar ist. Die Außenkontur der Elektrode ist eine Negativform der gewünschten Dichtflächenform. Die Elektrode kann mit Hilfe eines Halters 5 durch eine Anschlußöffnung 6 in das Gehäuse 1 eingeführt werden. Während des Erodiervorganges befindet sich zwischen der Elektrode 4 und der herzustellenden Dichtfläche 2 ein Dielektrikum, mit dessen Hilfe die bei der funkenerosiven Materialabtragung entstehenden Metallteilchen von der herzustellenden Dichtfläche weggeschwemmt werden. Das Dielektrikum kann hierbei durch Gehäuseöffnungen in das Gehäuse eingespeist werden, es ist aber auch genausogut möglich, das gesamte Gehäuse in ein Dielektrikum einzutauchen und darin den Bearbeitungsvorgang vorzunehmen. Eine hohe Materialabtragsrate und damit niedrige Bearbeitungszeiten ergeben sich, wenn sich die Elektrode 4 und die Dichtfläche großflächig annähern. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Dichtfläche 2 direkt in das Material des Gehäuses 1 einzuarbeiten, also auf die Verwendung eines separaten Sitzringes 3 zu verzichten. Vorstellbar ist dies bei Gehäusen, die gänzlich aus einem korrosionsfesten Material bestehen, oder aber die Korrosionsfestigkeit des Sitzes eine untergeordnete Bedeutung erhält z. B. bei Wärmeträgerölen.

Claims (7)

1. Verfahren zur Bearbeitung von innerhalb eines Gehäuses befindlichen Dichtflächen, mit einem durch eine Gehäuseöffnung in das Gehäuse einführbarem Bearbeitungswerkzeug, insbesondere für Armaturengehäuse, gekennzeichnet durch eine in den Bereich einer herzustellenden Dichtfläche (2) anbringbaren Elektrode (4), die Anordnung eines Dielektrikums zwischen der Elektrode (4) und der herzustellenden Dichtfläche (2) und die Erzeugung der Dichtfläche (2) durch funkenerosiven Materialabtrag im Bereich der herzustellenden Dichtfläche (2).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Relativbewegung zwischen einer formgebenden Elektrode (4) und einem die Dichtfläche (2) bildenden Gehäuseteil (3) stattfindet.

3. Vorrichtung zum Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein als Elektrode (4) ausgebildetes formgebendes Werkzeug durch eine Gehäuseöffnung (6) in den Bereich einer herzustellenden Dichtfläche (2) einführbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (4) als formabbildendes Werkzeug ausgebildet ist.

5. Armaturengehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtfläche (2) durch funkenerosives Abtragen herstellbar ist.

6. Armaturengehäuse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtfläche (2) aus einem anderen Material als das Gehäusematerial besteht.

7. Armaturengehäuse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit einer Dichtfläche (2) zu versehendes Bauteil (3) mit dem Gehäuse (1) stoffschlüssig verbunden ist.