DE967453C - Ventilgehaeuse und Verfahren zur Herstellung desselben - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 14 NOVEMBER 1957

St 5510 XII147 g

In letzter Zeit haben sich in der Praxis mit Vorteil solche Ventile eingeführt, welche bezüglich des Ventilgehäuses aus zwei im Gesenk geschmiedeten schalenartigen Gehäusehälften zusammengesetzt sind, die in einer durch die gleichachsigen Mündungen der Ein- und Auslaßkanäle gehenden geraden Gesenkteilungsebene durch Schweißen miteinander verbunden sind. Selbst bei größeren Abmessungen, d. h. Nennweiten des Ventils, lassen sich bei Anwendung entsprechender Gesenke dünnwandige, jedoch mit den notwendigen Rippen, Verstärkungen oder Ventilsitzteileri versehene Schalen schmieden. Derartige im Gesenk geschmiedete Gehäuseschalen besitzen eine hohe Festigkeit. Das Verschweißen der Gehäusehälften wurde auf Stumpfschweißmaschinen durch Abtrennschweißung durchgeführt. Es war aber auch die Anwendung eines anderen bekannten Schweißverfahrens denkbar.

Bei den vorstehend beschriebenen bekannten, aus Gehäusehälften zusammengesetzten Ventilgehäusen ao wurde die Gesenkteilungsebene so vorgesehen, daß diese gleichzeitig den zur Aufnahme des Abschlußkörpers dienenden Teil des Gehäuseaufsatzes halbierte. Die Teilungsebene verlief mithin in Längsrichtung des Ventils durch die Spindelachse. Die .»5 Teilung des Gehäuses führte zu zwei spiegelbildlich gleichen Hälften eigenartiger Form, bei welchen die zu verschweißenden Nähte wohl in einer Ebene

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vorgesehen waren, jedoch innerhalb dieser Ebene entsprechend dem Verlauf der Kanäle stark gekrümmt oder winldig zueinander verliefen.

Die Erfindung geht von dem zuvor beschriebenen Grundgedanken der Herstellung eines Ventilgehäuses aus zwei im Gesenk geschmiedeten schalen artigen Gehäusehälften aus. Es wurde erkannt, daß das Ventilgehäuse in der Form verbessert und gleichzeitig in der Herstellung vereinfacht wird, wenn ίο erfindungsgemäß die Gesenkteilungsebene unter Bildung einer ungeteilten oberen Gehäuseschale, deren Länge der gleichfalls ungeteilten unteren Gehäuseschale entspricht, parallel bzw. annähernd parallel zur Ventilsitzebene vorgesehen ist, und daß der Ventilsitz selbst bzw. sein Träger aus Ringabschnitten — z. B. Halbringen — gebildet ist, von welchen der eine Halbring mit der unteren Gehäusehälfte in einem Stück geschmiedet sein kann, wäh-. rend der andere Halbring nach dem Schmieden der Gehäusehälften in die erforderliche Stellung gebracht ist. Dei beiden Gehäusehälften haben nunmehr keine symmetrische Form, jedoch liegt ein ganz wesentlicher Vorteil dieser besonderen Lage der Teilungsebene in dem fast geradlinigen Verlauf der Schweißnaht darin, daß nur zwei in ihrer Form genau übereinstimmende längs verlaufende Nähte entstehen. Solche nahezu geradlinig verlaufenden Nähte sind zwar bei Absperrschiebern bekannt, bei Ventilgehäusen waren sie aber ohne die erfindungsgemäße Anordnung des einen Ventilsitzhalbringes nicht möglich. Sie lassen sich, mit verschiedenen bekannten Schweißverfahren zuverlässig verschweißen. Bekanntlich ist gerade bei aus mehreren Gehäuseteilen zusammengesetzten Ventilen die Herstellung einwandfreier, d. h. röntgenfester Schweißnähte schwierig. Beim Gegenstand nach der Erfindung ermöglicht die Gleichmäßigkeit beider Nähte eine gute Schweißverbindung, insbesondere durch Anwendung der Automatenlichtbogenschweißung, und zwar der Pulverabdeckschweißung (Elliraschweißung), da die zu verschweißende Naht ohne verwickelte Einrichtungen geradlinig unter der Elektrode geführt werden kann, ohne daß das durch das einschmelzende Pulver entstehende flüssige Metall aus der Naht herausläuft. Die in der Elektrodenachse liegenden, jedoch nicht immer notwendigen Höhenunterschiede des Nahtverlaufes sind unbedeutend und werden durch die Elektrodenbewegung selbst ausgeglichen. Die Herstellung einer sehr guten Schweißnaht ist mithin in verhältnismäßig einfacher Weise ermöglicht.

Bei der Herstellung von Ventilgehäusen ist bereits vor längerer Zeit vorgeschlagen worden, die Gehäuseaufteilung in einzelne Blechpreßteile nach zwei annähernd waagerecht über und unter den Ventilsitz verlaufenden Schlitz- bzw. Schweißnahtlinien vorzunehmen, derart, daß ein unterer wannenförmiger Preßteil mit halben Ein- und Austrittsstutzen, ein mittlerer Preßteil mit dem Ventilsitz und dem halben oberen Eintrittsstutzen sowie ein oberer Preßteil mit dem Ventilgehäusekopf und dem halben oberen Eintrittsstutzen entsteht. Abgesehen davon, daß hierbei bereits mehrere zum Teil sehr schwierig herzustellende Schweißnähte entstehen, insbesondere die, welche im Bereich des oberen Gehäusestutzens vorgesehen sind und diesen bogenförmig umschließen, wird es sogar für zweckmäßig· gehalten, die über und unter dem Ventilsitzpreßteil anzuschweißenden Preßteile noch weiter, insbesondere in einer oder beiden senkrechten Mittelebenen zu teilen. Es wird bei dieser älteren Bauart mithin das vorgeschlagen, was durch den Vorschlag nach der Erfindung vermieden werden soll. Die Erfindung bezieht sich nicht auf diese Ventilgehäuse, bei welchen die Oberschale aus mehreren schalenartigen aneinandergesetzten Abschnitten besteht.

Die besondere Lage der Teilungsebene gemäß der Erfindung führt dazu, dafi der den Ventilsitz bildende Ring bzw. der Träger fines solchen Vcnt^:lsitzring.es nicht einteilig mit -einem der Schalenkörper hergestellt werden kann. Entsprechend dem Vorschlag der Erfindung wird daher der Ring bzw. der Träger desselben nur annähernd zur^Hälftc mit der unteren Gehäusehälfte geschmiedet, während der andere, korrespondierende Ringteil vor dem Verschweißen der Gehäusehälften in die obere Gehäusehälfte, und zwar im unteren Teil des Ventilkegelraumes, eingeschweißt wird. Dieser Halbrint: des Ventilsitzes führt zu einer besonders zweckmäßigen Durchführung des Herstellungsverfahrens des Ventil gehäuses, indem nach dem Aufeinanderlegen der beiden Gehäusehälften durch das Verschweißen der Teilungsfugen zwischen den Halbringen die beiden Schalen so fest aneinandergeheftet werden, daß anschließend in dem Schweißautomaten die Gehäuselängsnähte ohne weiteres verschweißt werden können. Der Ventilsitzring ist bei dem geschweißten Gehäuse gewissermaßen zwischen dem Oberteil und dem Unterteil eingespannt und hat eine feste Lage. Die eigentliche Dichtfläche wird 10« durch Aufschweißen eines entsprechenden Metalls, insbesondere eines Hartmetalls, und Nachbearbeitung desselben gebildet.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiiel der Erfindung dargestellt.

Fig. ι zeigt in schaubildlicher Darstellung die beiden Gehäuseteile und den zur Bildung des Ventilsitzes erforderlichen Halbring;

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch ein Ventilgehäuse; no

Fig. 3 ist ein Querschnitt nach Linie III-III der Fig. 2;

Fig. 4 ist ein Längsschnitt nach Linie IV-IV der Fig. 2;

Fig. 5 ist ein Querschnitt nach Linie V-V der Fig. 2;

Fig. 6 ist ein Querschnitt nach Linie VI-VI der Fig. 2.

Das Ventilgehäuse wird aus den in Fig. 1 dargestellten beiden Gehäusehälften 1 und 2 gebildet, welche im Gesenk durch Schmieden hergestellt sind. Die Gesenke sind so ausgebildet, daß der Werkstoff eines Stabes im wesentlichen in die Breite verformt wird und zunächst die Form ausfüllt, bevor der überschüssige Werkstoff in den Preß- bzw. Schmiedegrat austritt. Auf diese Weise

werden Schmiedestücke mit geringen Wandstärken und den erforderlichen Rippen, Vorsprüngen, Vertiefungen od. dgl. erzielt.

Bei dem Ventilgehäuse nach der Erfindung ist die Teilungsebene, und zwar die Gesenkteilungsebene, parallel zur Ventilsitzebene 3 gelegt. Der Ventilsitz kann etwas oberhalb oder unterhalb der Teilungsebene der Gehäusehälften liegen. Vorgezogen wird eine etwas höhere Lage des Ventilsit/es. In manchen Fällen können aber Ventilsitzebensund Teilungsebene der Hälften 1, 2 in gleicher Höhe liegen. Bei dieser Anordnung der Teilungsebene erhalten die Einlaß- und Auslaßkanäle 4 und 5 auf ganzer Länge etwa in Höhe des Ventilsitzes eine annähernd gleichbleibende Breite. Im Bereich des Ventilsitzes wird lediglich die Seitenwand um ein kleines Maß nach außen gedruckt, wodurch der Bogen 6 entsteht. Die zu verschweißen den Kanten 7 verlaufen somit in Längsrichtung des

?.o Gehäuses im wesentlichen gerade, so daß bei zusammengesetzten Hälften die Naht in einem Schweißautomaten unter einer Elektrode hindurchgeführt werden kann. Die Elektrode selbst gleicht während des Schweißens durch Vor- bzw. Rücklauf den geringen Höhenunterschied aus. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Wandstärke der Gehäusehälften im Bereich der Kanten derart zu bemessen, daß die Außenfläche der Naht genau geradlinig verläuft. Beide Kanten 7 sind genau übereinstimmend, so daß die Herstellung der Nähte auf Schweißautomaten wirtschaftlich durchführbar ist.

Die obere Schalenhälfte 1 besitzt den stutzen förmigen Ansatz 8 für den Ventilkegelraum, welcher zum Ventilsitz hin konisch erweitert ist. Der größte Durchmesser dos Ventilkegelraumes befindet sich somit in der Nähe des Ventilsitzes. Bei dem Einlaßstutzen ist der obere Wandteil 9 abgeflacht, wie dies aus Fig. 5 ersichtlich ist. Bei dem Auslaufkanal 5 ist der obere Wandteil 10 stärker gewölbt als die Mündung des Kanals. Bei der unteren Schale 2 ist der stärker gewölbte Teil io_a auf der Einlauf seite vorgesehen, während der abgeflachte Teil g_a sich auf der Auslaßseite befindet. Das strömende Medium wird durch diese teils stärkere Auswölbimg, teils starke Verbreiterung des Kanals besonders günstig durch den Ventilsitz hindurchgeführt, wobei der im unteren Teil verbreiterte Ventilkegelraum die gute Führung des Mediums unterstützt.

In der unteren Schalenhälfte 2 ist eine Hälfte des Ventilsitzes bzw. eines Trägers desselben eingeschmiedet. An den beiden Enden des Halbringes sind in der Gehäusewand kleinere Konsolen 11 eingeschmiedet. Der Halbring 3_a wird als besonderer Körper hergestellt und in den oberen Gehäuseteil 1 im unteren Bereich des Ventilkegelraumes eingeschweißt, wie dies aus Fig. 2 ersichtlich ist. Dieses Einschweißen erfolgt vor dem Verbinden der Teile 1 und 2.

Nachdem die Gehäusehälften 1 und 2 mit den zu verschweißenden Kanten aufeinandergesetzt sind, wird die zwischen dem Halbring s_a und dem eingeschmiedeten Halbring vorgesehene Fuge (s. Fig. 4) durch Schweißen geschlossen. Hierbei stützt sich der Halbring 3a mit den Enden auf den Konsolen auf. Gleichzeitig werden hierbei die beiden Hälften 1 und 2 derart fest aneinandergeheftet, daß anschließend auf einem Schweißautomaten die zwischen den Kanten 7 gebildeten Nähte geschweißt werden können.

Die Enden der Ein- und Auslaßkanäle erhalten Anschlußflansche 12. Auch der Gehäuseaufsatz'wird mit einem Flansch 13 versehen für den Gehäusedeckel. Die Verbindung der Flansche mit den Gehäuseteilen erfolgt durch Schweißnähte 14, welche jeweils stirnaeitig vorgesehen werden und dadurch ebenfalls auf Schweißautomaten in einfacher Weise hergestellt werden können. Gleichzeitig können die Schweißnähte zur Bildung von Dichtungsflächen herangezogen werden.

Bei Ventilgehäusen großer Abmessungen werden die Gehäusehälfteri einzeln geschmiedet. Bei Ventilgehäusen kleinerer Abmessungen können mehrere Unterteile b/.w. Oberteile hintereinander angeordnet und in einem Arbeitsgang geschmiedet· werden. Nach dem Einschweißen der Halbringe des Ventilsitzes und Zusammenheften von Ober- und Unterteil können dann die über mehrere Ventilgehäuse durchlaufenden seitlichen Nähte in einem Zuge geschweißt werden. Anschließend werden die Einzelgehäuse auseinandergesägt.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Ventilgehäuse, welches aus zwei im Gesenk geschmiedeten schalenartigen Gehäusehälften zusammengesetzt ist, die in einer durch die gleichachsigen Mündungen der Einlaß- und Auslaßkanäle gehenden geraden Gesenkteilungsebene durch Schweißen miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesenktedlungsebene unter Bildung einer ungeteilten oberen Gehäuseschale, deren Länge der gleichfalls ungeteilten unteren Gehäuseschale entspricht, parallel bzw. annähernd parallel zur Ventilsitzebene vorgesehen ist. und daß der Ventilsitz selbst bzw. sein Träger aus RingabschnAtten (3, 3_a) — z. B. Halbringen —■ gebildet ist, von welchen der eine Halbring (3) mit der unteren Gehäusehälfte (2) in einem Stück geschmiedet sein kann, während der andere Halbring (3_a) nach dem Schmieden der Gehäusehälften in die erforderliche Stellung gebracht ist.

2. Ventilgehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Enden des Halbringes des Ventilsitzes bzw. dessen Trägers, der mit der unteren Gehäusehälfte (2) durch Schmieden aus einem Stück hergestellt ist, an den Gehäuseseiten kleine Konsolen (11) zur Unterstützung der einzuschweißenden anderen Sitzringhälfte (3a) vorgesehen sind. iao

3. Ventilgehäuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die lichte Breite des Ein- und Auislaßkanals auch über den Ventilsitzbereich auf der ganzen Ventillänge in der Gesenkteilungsebene etwa gleichbleibend bemessen ist.

4· Ventilgehäuse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten (7) der Gehäusehälften (1, 2) in der Teilungsehene durch entsprechende Bemessung der Wandstärke in der Längsachse des Ventils geradlinig verlaufend ausgebildet sind.

5. Ventilgehäuse nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein- und Auslaßkanäle (4, 5) vor dem Ventilsitz in dem oberen Gehäuseteil (1) und hinter dem Ventilsitz in dem unteren Gehäuseteil (2) durch Abflachung der Kanalwandung ohne starke Wölbung in die Ventilsitzebene über geführt sind.

6. Verfahren, zur Herstellung von Ventilgehäusen nach Anspruch 1 oder einem der. folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Ausschmieden der parallel zur Ventilsitzebene geteilten Gehäusehälften ein halbringförmig ex Ventilsitzträger (3_a) in den zum Sitz hin konisch erweiterten Ventilkegelraum des Oberteils eingeschweißt wird und anschließend die Gehäusehälften (1, 2j aneinandergefügt und durch Verschweißen der Teilungsfuge des Sitzringes aneinandergeheftet werden und daß hiernach die Gehäuselängsnähte — vorzugsweise auf Schweißautomaten unter Anwendung der Lichtbogenschweißung — verschweißt werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 741 936;
USA.-Patentschrift Nr. 2243 119;
italienische Patentschrift Nr. 423 2~;η.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 609527/180 5.56 (709TS1/22 11.57)