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Ventilgehäuse und Verfahren zu seiner Herstellung Zusatz zum Patent
834629
Das Patent 83q.629 betrifft ein Ventilgehäuse sowie ein Verfahren zu
seiner Herstellung. Das Besondere bei diesem Ventilgehäuse ist, daß es einen Schrägboden
nach Art eines Schrägsitzventils besitzt, aus dem sich der Kegelsitz für ein Geradsitzventil
allseitig frei heraushebt. Für die Herstellung dieses Ventilgehäuses wird in der
Weise verfahren, daß zunächst ein Vorkörper im Gesenk geschmiedet wird, an den in
der weiteren Fertigung die beiden Anschlußflansche des Ventils angestaucht werden.
Gleichzeitig mit dem Anstauchen der Flansche werden die Zu- und Abflußkanäle aufgedornt,
und zwar derart, daß sie vom Anschlußflansch bis unter den Ventilkegel und vom ringförmigen
Mantel um den Ventilkegel bis zum anderseitigen Anschlußflansch geradlinig verlaufen.
Dabei wird der ausgedornte bzw. eingestauchte Werkstoff dazu genutzt, um aus dem
Schrägboden des Ventilkegelraumes heraus . die Ventilsitzpartie herauszustauchen.
Ein dermaßen hergestelltes Ventil weist gegenüber den bisher bekannten Bauarten
sowohl in der Fertigung als auch im Gebrauch eine Reihe Vorteile auf, von denen
mit einer der wesentlichsten sein strömungsgünstiger Durchgang ist.
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Merkmale, die den Gegenstand nach dem Patent 834 629 hinsichtlich
seiner Gestaltung, Ausbildung, Herstellung und seines Wertes noch ergänzen bzw.
steigern, sind gemäß der vorliegenden Erfindung in folgendem zu erblicken.
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Das Mittelstück des Ventilgehäuses wird mit massiven Anschlußstutzen
im Gesenk vorgeschmiedet und dann die Sitzpartie unter gleichzeitigem Eindornen
des Anschlußstutzens auf der Schmiedetnaschine ausgeschmiedet. Dabei sollen gleichzeitig
zwei
Gehäusemittelstücke als -noch zusammenhängendes Ganzes diesem Herstellungsverfahren
unterworfen werden, wobei in der Weise verfahren wird, daß, sich beim Schmieden
der Schrägböden die Schubwirkung der Schrägen im Gesenk aufhebt. Hierbei wiederum
lassen sich die beiden Gehäusemittelstücke so im Knick zueinander schmieden, daß
-die Abwinkelung der beiden Längsachsen von der geraden .Durchgangsachse etwa 6°
beträgt und damit der normalen Gesenkschräge entspricht. Die Lage, die die noch
zusammenhängenden Mittelstücke zueinander einnehmen, soll derart gewählt sein, daß
die Durchflußkanäle, die unter den Ventilsitz führen, auf der Schmiedemaschine ausgedornt
werden können. Weiterhin sieht die .Erfindung vor, daß der beim Ausdornen des Zuflußkanals
geschaffenen Sitzpartie eine exzentrische Lage im Ringraum gegeben wird, so daß
der Ringraum in Richtung der Abströmung stetig an Breite zunimmt, ferner daß die
Anschlußstutzen um ein angemessenes Stück länger geschmiedet werden und der diese
Verlängerung ausmachende Werkstoff für die Bildeng der Sitzpartie auf dem Schrägboden
ohne Hohldornung wieder eingestaucht wird. Der Vorteil des Verfahrens, die Sitzpartie
von innen herauszuschmieden, ist nicht allein im Zusammenhang mit der Hohldornung
gegeben, sondern liegt auch darin, daß die Fertigung des Mittelstückes einen starken
Gesenkverschleiß zur Folge haben würde, -wenn die Sitzpartie nicht nachträglich
in der Schmiedemaschine herausgeschmiedet wird. Dagegen ist es nicht wirtschaftlich,
auch die kleinen Nennweiten bis etwa 2o mm Durchmesser hohl zu Bornen, weil der
Verschleiß des Dornwerkzeuges größer sein würde als etwa der Gewinn des eingesparten
Materials.. Deshalb ist für -die Fertigung vorgesehen, bei den kleinen Nennweiten
das Herausarbeiten der Sitzpartie lediglich durch Einstauchen des Anschlußstutzens
vorzunehmen.
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Das gemäß der Erfindung hergestellte Gehäusemittelstück ist als ein
Normteil geschaffen, an dessen Anschlußstutzen zur Erzielung verschiedenartigsterAusführungsformen
beliebige bzw. jeweils gewünschte und erforderliche Flanschstutzen, Muffen, Doppelventile,
Krümmer usw. durch Lichtbogen-, _ Gasschmelz-, Preß- oder elektrische Stumpfschweißung
angeschweißt werden sollen. Man kann dieses Gehäusemittelstück auch unmittelbar
oder unter Zuhilfenahme von zylindrischen oder konisch sich erweiternden oder verengenden
Rohrstutzen in Rohrleitungen einschweißen.
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In den Zeichnungen ist der Gegenstand der Erfindung in beispielsweisen
Ausführungsformen veranschaulicht. An Hand der Abbildungen, die den Gegenstand der
Erfindung-nicht nur in seiner fertigen Form, sondern auch in seinen einzelnen Herstellungsstufen
in Längsschnitten und erforderlichenfalls in Draufsichten aufzeigen, ist die Erfindung
wie folgt beschrieben.
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Das in Abb. i dargestellte Ventilgehäuse zeigt eine Fertigform. Es
besitzt einen die Abströmung begünstigenden Schrägboden 6 nach Art eines Schrägsitzventils,
aus dem sich der Kegelsitz 15 für ein Ge.radsitzventil heraushebt. Das Mittelstück
30 ist mit seinen massiven Anschlußstutzen 31 und 32 unter Weglassung von Werkstoff
für die Flansche i und 2 im Gesei-ik geschmiedet worden, während die Sitzpartie
unter gleichzeitigem Ausdornen des Anschlußstutzens auf der Schmiedemaschine ausgeschmiedet
worden ist.
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Ebenso wie nach dem Patent 834 629 soll im Gehäusemittelstück
3o- der Raum 5 bei der Schmiedung im Gesenk schon so weit vorbereitet werden, daß
der Schrägboden 6 entsteht. Bei der Herstellung eines solchen Einzelstückes hat
sich aber gezeigt, daß beim Schmieden des Schrägbodens 6 die Gesenke durch die schräge
Ebene der Butzen einen einseitigen Drang bekommen und daß, hierdurch bedingt, beim
Gesenkschmieden sehr leicht ein Versatz entsteht, der sich am Schmiedestück nachteilig
auswirkt. Durch den Vorschlag, das Gehäusemittelstück nur mit massiven Anschlußstutzen
im Gesenk vorzuschmieden, das Anbringen von Flanschen erst am fertigen Mittelstück
vorzusehen, eröffnen sich nun Fertigungsmöglichkeiten für das Mittelstück, die den
vorerwähnten Nachteil beseitigen helfen. Gemäß der Erfindung werden gleichzeitig
zwei - Gehäusemittelstücke 30 und 30'
als noch zusammenhängendes Ganzes
dem Herstellungsverfahren unterworfen, und zwar in der Weise, daß sich die Schrägen
der die Schrägböden 6 und 6' formenden Butzen im Gesenk so zueinanderlegen, daß
sich ihre Schubwirkung gegenseitig aufhebt. Dieses ist in den Abb. 2 und 3 im Längsschnitt
und in Draufsicht veranschaulicht. Dabei nehmen die noch zusammenhängendenMittelstücke
30 und 30' eine solche Lage zueinander ein, daß die auf der Schmiedemaschine
aufgedoraten Durchflußkanäle 3 und 3' unter den Ventilsitz 15 führen (Abb. 4). Bei
diesem Ausdornen der Durchflußkanäle 3 und 3', welches in der Weise vor sich geht,
daß man das Doppelstück 30, 3o' am Stutzen 31 faßt und dann für das Ausdornen des
Durchflußkanals 3 in die Schmiedemaschine einhält, um dann nach Erfassung des Stutzens
3,1' und umgekehrter Einhaltung des Doppelstückes in dem gleichen Schmiedemaschinengesenk
den Durchflußkanal3' auszudornen, wird. der ausgedornte Werkstoff zur Bildung der
Sitzpartie 15 bzw. 15' auf dem Schrägboden 6 bzw: 6' genutzt, so daß sich das in
Abb. 4 veranschaulichte Doppelstück 30', 30' ergibt.
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Bei der Herstellung von Ventilgehäusen für kleinmassige Ventile, die
entsprechend auch schwächere Durchflußkanäle aufweisen, kann man, wegen der zu schwach
werdenden Dorne nicht in der vorbeschriebenen Weise verfahren. Hier schlägt die
Erfindung vor, die Anschlußstutzen 31 und 31' je um ein angemessenes Stück 33 bzw.
33', welches durch die Schraffur angedeutet ist, länger zu schmieden und den diese
Verlängerungen 33, 33" ausmachenden Werkstoff für die Bildung der Sitzpartien 15-
bzw. 15' auf den Schrägböden 6 bzw. 6' ohne Hohldornung wieder einzustauchen. Bei
der Durchführung dieses Vorganges wird das Doppelstück 30, 30' für das Einhalten
in dem hier ebenfalls gleichen Schmiedemaschinengesenk wiederum
erst
an dem Stutzen 31 und dann an dem Stutzen 31' festgehalten. Dieser Vorgang wird
in Abb. 5 aufgezeigt.
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Beim Einschmieden der Räume 5, 5' ist zu beachten, daß die Butzen,
welche diese Hohlräume bilden, im Gesenk die normale Gesenkschräge erhalten, damit
sie das Schmiedestück nach dem eigentlichen Schmieden loslassen. Dieses aber wiederum
führt dazu, daß der ringförmige Hohlraum 3,4 bzw. 3q.' (Abb. 4) um den aus dem Schrägboden
6 bzw. 6' herausspringenden Ventilsitz 15 bzw. 15' am Grund sehr schmal ausfällt
und daß demgemäß auch der ringförmige Butzen, der beim Schmieden auf der Schmiedemaschine
erst die Gestaltung der Sitzpartie 15 bzw. 15' herbeiführt, sehr schmal gehalten
sein muß. Um diesem Mangel zu begegnen, die Gesenkschräge an diesen Stellen also
nicht zur Auswirkung kommen zu lassen, sieht die Erfindung vor, die beiden Gehäusemittelstücke
30, 30' im Knick zueinander zu schmieden, wie Abb. 6 zeigt, so daß die Abwinkelung
der beiden Längsachsen 35 und 35' von der geraden Durchgangsachse-t6 etwa 6° beträgt
und damit der normalen. Gesenkschräge entspricht. Wie aus Abb. 7 ersichtlich ist,
treten alsdann im Endmittelstück die Gesenksehrägen 36 bzw. 36' nicht mehr in Erscheinung,
vielmehr ergibt sich ein ringförmiger Hohlraum 37, der oben und am Grund gleich
breit ist. Diese Abbildung veranschaulicht auch ein weiteres Merkmal der Erfindung,
gemäß welchem der Schrägboden 6 bzw. 6' nicht unmittelbar in den Abflußkanal q.
einmündet, sondern vor demselben eine Vertiefung 45 nach unten bekommen hat. Durch
diese Vertiefung 45 werden die Strömungsverhältnisse zum Abflußkanal q. hin weiterhin
günstiger.
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In den Abb. 8 und 9 ist im Längsschnitt und in Draufsicht eine weitere
Ausführungsform eines Gehäusemittelstückes gemäß der Erfindung gezeigt, welches
in der vorbeschriebenen Weise hergestellt, aber bereits durch die Trennung bei 38
z. B. zufolge Durchsägens von seinem benachbarten Mittelstück 3ö abgetrennt worden
ist. Gemäß dieser Ausführungsform ist der beim Ausdornen des Zuflußkanals 3 geschaffenen
Sitzpartie 15 eine exzentrische Lage im Ringramm 39 gegeben worden, so daß der die
Sitzpartie 15 umgebende Ringraum in Richtung der Abströmung q. stetig an, Breite
zunimmt. Bei 4.o besitzt also der Ringraum 39 die geringste und bei 41 die größte
Breite. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß .der Ringraum 39 in Richtung
des Abflusses q. in zweierlei Weise sich stetig vergrößert, indem er zufolge des
Schrägbodens 6 an Tiefe und zufolge der exzentrischen Verlegung des Ventilsitzes
15 an Breite zunimmt. Hierdurch erhält das aus dem Ventilsitz 15 herausströmende
Medium sehr günstige Abflußbedingungen, zumal der größere Querschnitt des Ringmantels
dort liegt, wo die Strömung am stärksten ist. Die Gegenüberstellungen der Abb. 7
und 8 machen dieses besonders anschaulich. Die Verkleinerung der Ringraumbreite
bei q.o erbringt überdies noch den Vorteil, daß .die Außenabmessungen . des Mittelstückes
geringer gehalten werden können, was wiederum dazu führt, daß die Deckeldichtung
entsprechend kleiner wird und daß die Deckelschrauben an Zahl geringer oder schwächer
ausgeführt werden können.
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An die Anschlußstutzen des als Normteil hergestellten Gehäusemittelstückes
können zur Erzielung verschiedenartigster Ausführungsformen beliebige bzw. jeweils
gewünschte und erforderliche Flanschstutzen, Muffen, Doppelventile, Krümmer usw.
durch Lichtbogen-, Gasschmelz-, Preß-oder elektrische Stumpfschweißung angeschweißt
werden. Dieses Anschweißen ist dadurch erleichtert und besonders begünstigt, weil
die rohrförmigen Querschnitte vor und hinter den Schweißstellen gleich sind. Das
Anschweißen an den in Abb. i mit A und B bezeichneten Stellen ermöglicht die Verwendung
ein- und desselben Ventilgehäusemittelstückes 30 zur Herstellung der verschiedenartigsten
Ventilgrößen und -arten. Wie in Abb. io, 11, 12 und 13 dargestellt ist, können normale
Anschlußflansche angeschweißt werden, deren Mittelbohrung und Schraubenlöcher vor
dem Verschweißen gelocht sind und die deshalb nachher nicht mehr gebohrt zu werden
brauchen, oder auch Flansche mit Vor- und Rücksprung, mit Linsendichtung und ähnlichen
Dichtungsarten, ebenso Flansche mit Krümmer 43, wie Abb. 14 zeigt. Hierdurch ist
es möglich, eine Großserienfertigung der Ventilgehäusemittelstücke 3o durchzuführen,
ohne dabei die individuellen Ansprüche, die im Armaturenbau üblich sind, zu vernachlässigen.
Durch das Zusammenschweißen verschiedenartiger Teile mit dem Mittelstück 30 lassen
sich auf einfachste Weise Doppelventile (Abb. 13), Ventile mit einseitigem Flansch
und andererseits Muffen, Ventile mit Ausläufen, Eckventile und ähnliches mehr in
beliebiger Variation herstellen. Ein weiterer Vorteil in der Verwendung gesondert
geschmiedeter Flansche ist die vollkommen ebene Mutternauflage an der Flanschrückseite.
Beim Anstauchen der Flansche, wie das Patent 834629 es vorsieht, läßt sich die Gesenkschräge
an der Mutternauflage bei 4z (Abb. i) nicht vermeiden, so daß die Flanschrückseite
plan gedreht werden mußte.