WO1999052659A1

WO1999052659A1 - Gehäuse für rohrleitungsarmaturen und verfahren zu ihrer herstellung

Info

Publication number: WO1999052659A1
Application number: PCT/EP1999/002409
Authority: WO
Inventors: Wolfgang Schulz; Josef Worringer
Original assignee: Wilhelm Schulz Gmbh
Priority date: 1998-04-11
Filing date: 1999-04-09
Publication date: 1999-10-21
Also published as: DE19816244A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse (1, 10) für Rohrleitungsarmaturen, das sich kostengünstig herstellen lässt und das auch höchsten Druckbeanspruchungen standhält, sowie ein Verfahren zur Herstellung solcher Gehäuse (1, 10) anzugeben. Dies wird bezüglich des Gehäuses (1, 10) gemäss der Erfindung dadurch erreicht, dass es aus einem Rohrstück aus kaltumformbarem Material, wie Stahl, innenhochdruckumgeformt ist. Erfindungsgemäss herstellen lässt sich ein derartiges Gehäuse (1, 10) dadurch, dass ein aus einem kaltumformbaren Material, wie Stahl, bestehendes Rohrstück einer grösseren Länge als der des Strömungskanals des herzustellenden Gehäuses (1, 10), in ein Pressgesenk gelegt wird, dessen Form die Endform des herzustellenden Gehäuses (1, 10) vorgibt, dass das Rohrstück mit Innendruck beaufschlagt wird, und dass das Rohrstück, nachdem der Innendruck einen bestimmten Grenzdruck erreicht hat, mit einer axial wirkenden Druckkraft beaufschlagt wird, bis das Material des Rohrstücks vollständig an den Wandungen des Gesenks anliegt.

Description

Gehäuse für Rohrleitungsarmaturen und Verfahren zu ihrer Herstellung

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für Rohrleitungsarmaturen, insbesondere für Ventile, und ein Verfahren zu ihrer Herstellung .

Armaturengehäuse sollen vor allem beim Einsatz in Hochdruckleitungen geringe Riß- bzw. Berstneigung aufweisen. Darüber hinaus sollen die Gehäusewände möglichst glatte Innenflächen besitzen.

Durch Schmieden hergestellte Gehäuse erfordern ein mechanisches Nachbearbeiten der Innenflächen, um die geforderte Glattheit zu erreichen. Die dazu erforderlichen Arbeitsgänge sind schwierig durchführbar und führen zu erheblichen Kosten bei der Herstellung geschmiedeter Gehäuse. Ein weiterer Nachteil ist die eingeschränkte Freiheit der Formgebung zur Herstellung nahtfrei geschmiedeter Gehäuse.

Die gießtechnische Herstellung von Gehäusen hat den Nachteil eines aufwendigen Formenbaues und mangelnder Zähigkeit, die erforderlich ist, um hohen Druckbeanspruchungen standhalten zu können .

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Armaturen-Gehäuse zu schaffen, das sich kostengünstig herstellen läßt und das auch höchsten Druckbeanspruchungen standhält, sowie ein Verfahren zur Herstellung solcher Gehäuse anzugeben. Diese Aufgabe wird gelost durch ein aus einem Rohrstuck aus kaltumformbarem Material, wie Stahl innenhochdruckumgeformtes Armaturen-Gehäuse .

Das erfindungsgemaß aus einem Rohrstuck einstuckig und nahtfrei geformte Gehäuse weist nach seiner Herstellung glatte Innenflachen auf. Daher kann ein Nachbearbeiten der ^~

Innenflachen entfallen. Aus diesem Grund lassen sich erfmdungsgemaße Gehäuse kostengünstiger fertigen, als in herkömmlicher Weise durch Schmieden oder Gießen hergestellte bekannte Gehäuse.

Darüber hinaus kann das Rohrmaterial so ausgewählt werden, daß die Wände des aus dem Rohr gefertigten Gehäuses Eigenschaften aufweisen, die den jeweiligen Anforderungen optimal angepaßt sind. So kann ein erfindungsgemaßes Gehäuse aus hochfestem und hochzahem gut kaltumformbaren Material, insbesondere Stahl, erzeugt werden.

Erfmdungsgemaße Gehäuse können mit Abzweigungen versehen werden, deren Durchmesser großer sind als die des Stromungskanals .

Die Weite der Abzweigung kann ohne weiteres bis zum 2-fachen des Durchmessers des Stromungskanals sein, und ihre Hohe kann bis zum 2,5-fachen großer sein, als der Stromungskanalradius .

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann der Stromungskanal im Gehäuse mindestens einen aufgeweiteten Abschnitt zur Aufnahme von Steuer- oder Verschlußelementen oder dergleichen aufweisen. Erfindungsgemäße Gehäuse werden bevorzugt aus Rohren mit einer Wandstärke von 5 bis 60 mm gefertigt.

Eine besonders praxisgerechte Ausführung eines erfindungsgemäßen Gehäuses ist dadurch gekennzeichnet, daß in den Bereichen, in denen der Strömungskanal in die Abzweigung übergeht, durch Aufstauchungen Materialanhäufungen als Sitz für Einbauten im Gehäuse ausgebildet sind.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können die Innenflächen des Gehäuses mit einer nahtfreien Innenplattierung versehen sein. Die Innenplattierung kann schon in dem das Ausgangsmaterial bildenden Rohrstück vorhanden sein.

Ein erfindungsgemäßes Gehäuse wird in der Weise hergestellt, daß ein aus einem kaltumformbaren Stahl bestehendes Rohrstück von einer größeren Länge als der des Strömungskanals im fertigen Gehäuse in ein Preßgesenk gelegt wird, danach mit Innendruck beaufschlagt wird, und nachdem der Innendruck einen bestimmten Grenzdruck erreicht hat, mit einer axial wirkenden Druckkraft beaufschlagt wird, bis sich das Material des Rohrstückes vollständig an die Wandungen des Gesenks legt.

Zur Bildung von Materialanhäufungen im Bereich des Übergangs vom Strömungskanal in die Abzweigung wird nach dem Innenhochdruckumfor en bei abgesenktem Innendruck über eine bestimmte Zeitspanne ein zusätzlicher axialer Druck auf das im Preßgesenk liegende Gehäuse ausgeübt.

Anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen: 4 Fig. 1 ein Ventilgehäuse im Längsschnitt;

Fig. 2 ein abgewandeltes Ventilgehäuse im Längsschnitt.

Das aus einem Rohrstück durch Innenhochdruckumformen hergestellte Gehäuse 1 bzw. 10 umschließt mit seinen nahtfrei ausgebildeten Wandungen einen Strömungskanal 2, der sich — geradlinig zwischen seinen Enden 2a, 2b erstreckt. In seinem mittleren Bereich weist er jeweils einen aufgeweiteten Abschnitt 2c auf, dessen Durchmesser größer ist als der Durchmesser Dl des Strömungskanals 2.

Im Bereich des aufgeweiteten Abschnitts 2c geht bei dem Gehäuse 1, 10 eine Abzweigung 3 vom Strömungskanal 2 ab, deren Längsachse L3 im wesentlichen senkrecht zur Längsachse L2 des Strömungskanals 2 ausgerichtet ist. Der Durchmesser D2 im Bereich des oberen freien Endes der Abzweigung 3 ist etwa doppelt so groß wie der Durchmesser Dl. Gleichzeitig ist die achsparallel zur Längsachse L3 gemessene Höhe Hl, mit welcher der freie Rand 3a der Abzweigung 3 über der Längsachse L2 steht, etwa 2,5-mal so groß wie der Radius H2 des Strömungskanals 2. Die Höhe H3, um die der obere Rand 3a der Abzweigung 3 zur Außenfläche das Gehäuse 1, 10 übersteht, entspricht etwa dem Dreifachen des Strömungskanalradius' H2.

Das in Fig. 2 dargestellte Gehäuse 10 mit gleichen Abmessungen wie das Gehäuse 1 besitzt im Unterschied zu diesem im Bereich der Übergänge 11a, 11b des Strömungskanals 2 in seinen aufgeweiteten Abschnitt 2c jeweils Materialanhäufungen 12a, 12b, in die ein hier nicht dargestellter Ventilkörper eingesetzt werden kann. Zur Herstellung der beim Gehäuse 10 vorhandenen Materialanhäufungen 12a, 12b wird der Innendruck abgesenkt, nachdem die Endform des Gehäuses erreicht ist. Durch den nach wie vor wirksamen axialen Druck wird zusätzliches Rohrmaterial in den Bereich der Übergänge 11a, 11b des Strömungskanals 2 gestaucht .

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E

1. Gehäuse für Rohrleitungsarmaturen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß es aus einem Rohrstück aus kaltumformbarem Material, wie Stahl, innenhochdruckumgeformt ist.

2. Gehäuse nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß von seinem Strömungskanal (2) eine Abzweigung (3) abgeht, deren Durchmesser (D2) größer ist als der Durchmesser (Dl) des Strömungskanals (2) .

3. Gehäuse nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß der Durchmesser (D2) der Abzweigung (3) größer ist als der Durchmesser (Dl) des Strömungskanals (2).

4. Gehäuse nach Anspruch 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß der Durchmesser (D2) der Abzweigung (3) dem 1,5- bis 2-fachen des Durchmessers

(Dl) des Strömungskanals (2) entspricht.

5. Gehäuse nach einem der Ansprüche 2 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß die Höhe (H3) des Randes (3a) der Abzweigung (3) über der Längsachse (L2) des Strömungskanals (2) bis zum 2,5-fachen größer ist als der Außenradius (H2) des Strömungskanals (2) .

. Gehäuse nach einem der Ansprüche 4 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß der größte Abstand (H3) zwischen dem Rand (3a) der Abzweigung (3) und der Außenfläche des Gehäuses (1, 10) im Bereich des aufgeweiteten Abschnitts (2c) des Strömungskanals (2) um bis zum Dreifachen größer ist als der Außenradius (H2) des Strömungskanals (2). _

7. Gehäuse nach einem der Ansprüche 2 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß in den Bereichen (11a, 11b), in denen der Strömungskanal (2) in die

Abzweigung (3) übergeht, durch Stauchungen gebildete Materialanhäufungen (12a, 12b) aufweist.

8. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 oder 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß der Strömungskanal (2) in seinem Verlauf mindestens einen aufgeweiteten Abschnitt (2c) aufweist.

9. Gehäuse nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß die Wandstärke des Gehäuses (1, 10) 5 bis 60 mm beträgt.

10. Gehäuse nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß es mit einer nahtfreien Innenplattierung versehen ist.

11. Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,

a) daß ein aus einem kaltumformbaren Material, wie Stahl, bestehendes Rohrstück einer größeren Länge als der des Strömungskanals des herzustellenden Gehäuses, in ein 8

Preßgesenk gelegt wird, dessen Form die Endform des herzustellenden Gehäuses vorgibt,

b) daß das Rohrstück mit Innendruck beaufschlagt wird, und

c) daß das Rohrstück, nachdem der Innendruck einen bestimmten Grenzdruck erreicht hat, mit einer axial wirkenden Druckkraft beaufschlagt wird, bis das Material" des Rohrstücks vollständig an den Wandungen des Gesenks anliegt .

12. Verfahren nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß der Grenzdruck mindestens dem Berstdruck des Rohrstücks entspricht.

13. Verfahren nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß nach dem Schritt c) bei abgesenktem Innendruck über eine bestimmte Zeitspanne ein zur Bildung von Materialanhäufungen am Übergang des Strömungskanals in die Abzweigung ausreichender zusätzlicher axialer Druck ausgeübt wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß ein mit einer Innenplatierung versehenes Rohrstück verwendet wird.