DE1068072B - - Google Patents

Description

In der Praxis haben sich mit Vorteil geschmiedete Ventile eingeführt. Bei Ventilen größerer Nennweiten haben sich solche Bauarten als vorteilhaft erwiesen, welche aus im Gesenk geschmiedeten, schalenartigen Gehäusehälften zusammengesetzt sind, wobei die schalenartigen Gehäusehälften an den Randbereichen durch Schweißen miteinander verbunden sind. Es lassen sich hierbei unter Anwendung entsprechender Gesenke dünnwandige, jedoch mit den notwendigen Verstärkungen oder Ventilsitzteilen versehene Schalen schmieden. Derartige im Gesenk geschmiedete Gehäuseschalen besitzen eine hohe Festigkeit. Das Verschweißen der Gehäusehälften wird in den meisten Fällen auf Schweißmaschinen nach dem AbbrennStumpf-Schweißverfahren durchgeführt. Es sind aber auch andere Sch weiß verfahren denkbar, insbesondere kann je nach Lage der Schweißnähte auch die Lichtbogenschweißung Anwendung finden.

Eine bekannte, praktisch erprobte und als vorteilhaft erkannte Bauart eines Ventilgehäuses besteht im wesentlich aus zwei Gehäusehälften. Hierbei ist die Gesenkteilungsebene so vorgesehen, daß diese gleichzeitig den zur Aufnahme des Abschlußkörpers dienenden Teil des Gehäuseaufsatzes halbiert. Die Teilungsebene verläuft mithin in Längsrichtung des Ventils durch die Spindelachse. DieTeilung des Gehäuses führt zu zwei spiegelbildlich gleichen Hälften eigenartiger Form. Diese beiden Gehäusehälften werden im Gesenk als Doppelschale geschmiedet, wobei an der späteren Trennstelle eine Wulst vorgesehen ist, die den späteren Flansch zum Aufschrauben des Gehäuseaufsatzes bildet. Die Ein- und Auslaufstutzen dieses Gehäuses sind zunächst noch flanschlos. Dieses an sich vorteilhafte Herstellungsverfahren, welches sich des Schmiedens von Doppelschalen bedient, ist noch an eine bestimmte Gehäuseform gebunden, so daß Abänderungen bezüglich der Gesamtform des Gehäuses stets neue Gesenke und sonstige Umgestaltungen erfordern. Außerdem ist wegen der eigenartigen Form der Doppelschalen aus schweißtechnischen Gründen zur Zeit noch nicht die Fertigung von Gehäusen besonders großer Nennweiten durchführbar. Für Gehäuse großer Nennweiten hat man deshalb von der vorgenannten vorteilhaften Schmiedeart symmetrischer Doppelschalen abweichende Formen der Gesenkschmiedestücke entwickelt, wobei sich eine Bauart als vorteilhaft erwies, bei der die Teilungsebene zwischen Ober- und Unterteil des Gehäuses etwa parallel zum Ventilsitz verläuft. Die schweißtechnischen Schwierigkeiten sind bei dieser Bauart nicht vorhanden, jedoch ist der wirtschaftliche Aufwand gegenüber dem ersten Vorschlag beachtlich höher. Zu berücksichtigen ist dabei, daß auch in diesem Falle die Form der Schmiedestücke nur die Herstellung einer einzigen Gehäuseart zuläßt.

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Gesenkgeschmiedetes,
mit Flanschen ausgerüstetes,
etwa T-förmiges Ventilgehäuse

Anmelder:
Stahl-Armaturen SIEPMANN
Gesellschaft mit beschränkter Haftung
K. G.,
Belecke/Möhne

Walter Siepmann, Belecke/Möhne,
ist als Erfinder genannt worden.

Die Erfindung geht von der zuerst beschriebenen Grundbauart aus, und zwar von einem gesenkgeschmiedeten, mit Flanschen ausgerüsteten, etwa T-förmigen Ventilgehäuse mit etwa senkrecht zum Ausfließstutzen angeordnetem Ventilsitz, welches im wesentlichen unter Verwendung von zu Doppelstücken im Gesenk geschmiedeten, dann in einem Flanschbereich getrennten und in senkrechter Längsebene des Gehäuses an den Rändern, insbesondere durch elektrische Stumpf- oder Abbrennschweißung verbundenen Schalen hergestellt ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Formen und Verbindungen der Einzelteile für dieses Gehäuse anzugeben, welche eine wirtschaftliche Fertigung mehrerer Gehäuseformen gleicher Nennweite sowie vor allen Dingen die Fertigung von Gehäusen großer Nennweiten (z. B. 200 bis 300 mm und mehr) ermöglichen.

Die der Erfindung zugrunde liegende Lösung kennzeichnet sich dadurch, daß das Gehäuse einen aus einer geschmiedeten Doppelschale zusammengesetzten, in senkrechter Gehäuseebene zusammengeschweißten Oberteil besitzt, welcher aus dem Gehäuseaufsatz und dem oberen Auslaufstutzen mit Anschlußflansch besteht und in Höhe des Ventilsitzes mit einer zylindrischen Einsatzöffnung versehen ist, wobei von den durch Trennung der mittleren Wulst der geschmiedeten Doppelschale gebildeten Flanschhälften der Anschlußflansch des Auslaufstutzens gebildet ist, und daß der Gehäuseunterteil mit einem rohrförmigen Anschlußkragen in die Einsatzöffnung des Oberteils unter Bildung einer im Bereich des Ventilsitzes liegenden, seitlich vom Anschlußkragen und der Einsatzöffnung begrenzten, eine im Querschnitt etwa V- oder tulpen-

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förmige Schweißnaht aufnehmenden Ringnut eingesetzt ist, wobei diese in einer waagerechten Ebene liegende, von oben durch den Gehäuseaufsatz zugängliche Schweißfase maschinell, insbesondere im Pulverabdeck-Schweißverfahren, hergestellt ist.

Aus mehrteiligen Ober- und Unterteilen zusammengesetzte Ventilgehäuse sind an sich bekannt, und es wird auch in dieser allgemeinen Unterteilung kein Erfindungsmerkmal gesehen.

Bei dem Ventilgehäuse nach der Erfindung handelt es sich um eine ganz besondere und vorteilhafte Unterteilung des Gehäuseoberteils und gegebenenfalls auch des Gehäuseunterteils, zumal gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung der Gehäuseunterteil ebenfalls aus einer geschmiedeten Doppelschale gebildet sein soll und daß hierbei von der in den Trennebene der Doppelschale liegenden Wulst die Flanschhälften des Anschlußflansches des Einlaufstutzens gebildet sind. Es wird hierdurch eine vollkommene Ausnutzung des inzwischen als besonders vorteilhaft erkannten Schmiedens symmetrischer Doppelschalen ermöglicht, und es können dadurch im Rahmen der zur Zeit zur Verfügung stehenden schweißtechnischen Möglichkeiten — bedingt durch die vorhandene Kapazität der Stumpfschweißmaschinen — besonders große Ventilgehäuse wirtschaftlich gefertigt werden.

Ein weiterer Vorteil der Form und Anordnung und der Verbindung der Einzelteile des Gehäuses besteht darin, daß die beiden Anschlußflansche nicht als getrennt geschmiedete Flanschkörper angeschweißt werden müssen. Es kann deshalb auf ein zylindrisches Kanalstück am Ein- und Auslauf verzichtet werden. DieKanale werden unmittelbar von der Flanschvorderkante so abgelenkt, wie es die günstigste Stromlinienführung verlangt. Dieses Gehäuse hat besonders in den großen Abmessungen infolge der bei diesen verhältnismäßig kurzen Baulänge einen günstigeren Strömungswiderstand als ein Gehäuse mit angeschweißten Flanschen.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der Gehäuseunterteil durch Schwenken um die Ventilsitzachse, beispielsweise um 90°, und zwar vor dem Anschweißen, die Anfertigung eines besonderen Eckventils ermöglicht. In diesem Falle würde die Spindelachse des Ventils senkrecht zu den Achsen der beiden Gehäusestutzen liegen.

Das Gehäuse nach der Erfindung läßt aber auch das Einschweißen eines geraden Stutzens in den Gehäuseoberteil zu, so daß ein Eckventil entsteht, dessen Spindelachse in der Verlängerung der Achse des unteren Stutzens liegen würde.

Für diese verschiedenartigen Ansatz- und Zusammenbaumöglichkeiten des Ober- und Unterteils sind die Lage und die Art der Schweißverbindung in Höhe des Ventilsitzes von größter Bedeutung. Diese vom Gehäuseaufsatz des Oberteils besonders gut zugängliche Schweißnaht ist auf Schweißmaschinen, und zwar besonders gut im Pulverabdeck-Schweißverfahren (ElHra-Verfahren), herstellbar. Gleichzeitig werden durch diese Lage der Schweißnaht die Möglichkeiten geschaffen, welche die Ausnutzung dieser Schweißnaht als Sitzfläche für den Ventilkegel zulassen. Es kann auf diese Schweißnaht noch eine besondere Schicht als Sitzfläche aufgepanzert, d.h. aufgeschweißt, werden. Die mit der Ausnutzung dieser Schweißnaht als Sitzfläche verbundene, besonders sorgfältige Bearbeitung sichert eine gute, haltbare Verbindung von Ober- und Unterteil.

In der Zeichnung sind das Ventilgehäuse sowie die Formen der wesentlichsten Einzelteile des Gehäuses

veranschaulicht, wobei auch das Herstellungsverfahren der Einzelteile erkennbar ist.

Fig. 1 zeigt einen senkrechten Längsschnitt durch das Ventilgehäuse;

Fig. 2 ist eine Draufsicht zu Fig. 1, wobei die verschwenkte Anordnung des Gehäuseunterteils strichpunktiert angedeutet ist;

Fig. 3 veranschaulicht die Fertigung einer Doppelschale für den Gehäuseoberteil ;

Fig. 4 ist eine Draufsicht zu Fig. 3, wobei das Zusammensetzen der Hälften der Doppelschale angedeutet ist;

Fig. 5 zeigt in gleicher Weise wie Fig. 3 die Herstellung einer Doppelschale, jedoch in diesem Falle für den Gehäuseunterteil;

Fig. 6 zeigt die Draufsicht zu Fig. 5, wobei in gleicher Weise wie in Fig. 4 das Zusammensetzen der Hälften der Doppelschale angedeutet ist;

Fig. 7 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel für den Gehäuseoberteil, und zwar in einer der Fig. 3 ähnlichen Darstellung;

Fig. 8 zeigt das Anschweißen des Deckelflansches an den Gehäuseaufsatz des Oberteils.

Das Ventilgehäuse besteht aus dem Oberteil 1 und dem Unterteil 2. Der Oberteil 1 besitzt den Gehäuseaufsatz 3 mit dem angeschweißten Deckelflansch 4, ferner den Auslaufkanal mit dem Anschlußflansch 5. Der Gehäuseunterteil 2 besitzt den Einlauf stutzen und den Anschlußflansch 6. Der Gehäuseoberteil 5 besitzt in Höhe des Ventilsitzes eine Einsatzöffnung 7, in welche der Gehäuseunterteil mit dem Anschlußkragen 8 eingesetzt ist. Einsatzöffnung 7 und Anschlußkragen 8 begrenzen eine Ringnut, welche die Schweißfase 9 aufnimmt. Die Schweißfase hat einen V- bzw. tulpenförmigen Querschnitt und liegt etwa im Bereich des Ventilsitzes, so daß sie selbst die Sitzfläche für den nicht dargestellten Abschlußkörper des Ventils bilden kann.

Die in den Fig. 3, 5 und 7 dargestellten Doppelschalen für je ein Gehäuseunter- bzw. -oberteil sind an den späteren Flanschen, und zwar an der Wulst 5 a bzw. 6 a, zusammenhängend geschmiedet. Diese besondere Art des Schmiedens von Doppelschalen hat den Vorteil, daß der in das Gesenk eingelegte Knüppel sich von der Mitte nach den Seiten hin derart ausbreitet, daß ein vollständiges Ausfüllen der Gesenkform eintritt. In der Mitte, in der die Werkstoffmassierung am stärksten auftritt, liegen die Flanschkörper bzw. die für diese Flanschkörper vorgesehenen Wülste. Von der Mitte der Gesenkform wandert der Werkstoff während des Pressens unter Ausfüllung der Gesenkform bis in die dünnsten und engsten Bereiche, bevor er in den Preßgrad austritt. Es können auf diese Weise mit sehr wenig Gradabfällen (Werkstoffverlusten) die Doppelschalen geschmiedet werden. Im Bereiche der Wülste 5 a, 6 a werden die Doppelschalen dann auseinandergesägt. Die Schnittflächen bilden zugleich die Planflächen der Flansche, so daß an den Flanschen vorderseitig kein Schmiedekonus vorhanden ist, der gesondert weggearbeitet werden müßte.

Die durch das Durchsägen entstehenden Schalen sind Spiegelbilder. Die in den Fig. 3, 5 und 7 strichpunktiert dargestellten Schalen werden gegen die mit ausgezogenen Linien gezeichneten Schalen gelegt und mit diesen stumpfverschweißt. Dieses Verschweißen kann in an sich bekannter Weise auf Stumpfschweißmaschinen erfolgen.

Die auf diese Weise gefertigten Ober- und Unterteile des Ventilgehäuses werden anschließend zusammengesetzt und durch eine in der Nähe der Sitzpartie

Claims (2)

liegende Schweißnaht 9 miteinander verbunden. Das Zusammenschweißen der beiden Gehäuseteile wird maschinell — vorzugsweise im Pulverabdeck-Schweißverfahren — vorgenommen, wobei die Schweißfuge in einem Zuge, d. h. bei einmaligem Rundlaufen der Elektrode, gefüllt wird. Der Gehäusekörper ist nunmehr als Rohteil fertig. Je nach der Konstruktion des Ventilgehäuses kann zur Befestigung des in der Zeichnung nicht eingestellten Aufbaiis ein weiterer Flansch angeschweißt werden. Ein solcher Flansch 4 ist in Fig. 1 dargestellt; ferner ist die Art des Schweißens in Fig. 8 veranschaulicht. Es ist aber auch möglich, einen rohrförmigen Körper als Gehäuseaufsatz direkt anzuschmieden. Auch kann ein solcher Rohrkörper angeschweißt werden. DasAnschmieden eines solchen verlängerten Aufsatzes 3 ist in Fig. 7 veranschaulicht, unter der Position 3 a. Zur Erzielung einer guten Schweißverbindung zwischen dem Deckelflansch 4 und dem Aufsatz 3 des Oberteils 1 wird zunächst beim Schmieden der Doppelschalen an der Innenseite des Aufsatzes 3 eine Wulst 10 angeschmiedet. Auch der Flanschkörper 4 erhält an seinem kurzen Stutzen innenseitig eine Wulst 11, welche durch den Schmiedekonus gebildet werden kann. Durch diese, zunächst den lichten Querschnitt im Gehäuseaufsatz verengenden Wülste wird erzielt, daß die Schweißfase 12 sich über die ganze Wandstärke des Aufsatzes 3 erstreckt. Nach dem Schweißen werden die Wülste 10 und 11 abgedreht oder durch Aufbohren des Aufsatzes entfernt. Beim Wegarbeiten der Wülste nach dem Schweißen wird die nicht durchgeschweißte Wurzel der Schweißfase gleichzeitig entfernt, wodurch eine sauber durchgeschweißte Naht ohne Wurzelfehler zurückbleibt. Die Schweißfase ist an der Wurzel nunmehr abgeflacht. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, kann der Gehäuseunterteil 2 in eine zum Auslaufstutzen 1 rechtwinklig stehende Lage geschwenkt werden. Auch sind Zwischenstellungen möglich. Die Einstellung erfolgt vor dem Schweißen. Es lassen sich auf diese Weise Eckventile für die verschiedensten Einbaufälle unter Benutzung der gleichen Grundbauteile herstellen. Für solche Fälle, in denen der Stutzen 2 axial zum Ventilsitz gerichtet sein soll, ist lediglich die Verwendung eines rohrförmigen, mit Flansch versehenen Stutzens erforderlich. Dieser Stutzen wird genau in der gleichen Weise wie der Stutzen 2 mit einem Anschlußkragen in die Einsatzöffnung 7 des Oberteils eingesetzt und verschweißt. Patentansprüche:

1. Gesenkgeschmiedetes, mit Flanschen ausgerüstetes Ventilgehäuse, mit etwa senkrecht zum Auslaufflansch angeordnetem Ventilsitz, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse einen aus einer geschmiedeten Doppelschale zusammengesetzten, in senkrechter Längsebene zusammengeschweißten Oberteil (1) besitzt, welcher aus Gehäuseaufsatz (3) und dem oberen Auslaufstutzen mit Anschlußflansch (5) besteht und in Höhe des Ventilsitzes mit einer zylindrischen Einsatzöffnung (7) versehen ist, wobei von den durch Trennung der mittleren Wulst (5 a) der geschmiedeten Doppelschale gebildeten Flanschhälften der Anschlußflansch (5) des Auslaufstutzens gebildet ist, und daß der Gehäuseunterteil mit einem rohrförmigen Anschlußkragen (8) in die Einsatzöffnung (7) des Oberteils (1) unter Bildung einer im Bereich des Ventilsitzes liegenden, seitlich von dem Anschlußkragen und der Einsatzöffnung begrenzten, die im Querschnitt etwa V- oder tulpenförmige Schweißnaht aufnehmenden Ringnut eingesetzt ist, wobei diese in einer waagerechten Ebene liegende, von oben durch den Gehäuseaufsatz zugängliche Schweißnaht maschinell, insbesondere im Pulverabdeck-Schweißverfahren, hergestellt ist.

2. GeschmiedetesVentilgehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäuseunterteil (2) ebenfalls aus einer geschmiedeten Doppelschale gebildet ist und daß von der in der Trennungsebene der Doppelschale liegenden Wulst (6 b) die Flanscbhälften des Anschlußflansches (6) des Einlaufstutzens gebildet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 928 861; deutsche Auslegeschrift S 28115 XII/47g (bekanntgemacht am 27. 9. 1956);

französische Patentschrift Nr. 912 395; italienische Patentschrift Nr. 423 277.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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