DE2057746A1

DE2057746A1 - Absperrschieber-Armatur

Info

Publication number: DE2057746A1
Application number: DE19702057746
Authority: DE
Inventors: Walter Siepmann
Original assignee: Siepmann Werke GmbH and Co KG
Current assignee: Siepmann Werke GmbH and Co KG
Priority date: 1970-11-24
Filing date: 1970-11-24
Publication date: 1972-06-29
Also published as: CA944754A; NL7115397A; IT989611B; GB1362584A; US3769673A; FR2115792A6

Description

Zusatz zu Patent (Patentanmeldung P 19 28 585.9)

Die Erfindung betrifft eine Absperrschieber-Armatur mit senkrecht zur Längsachse gleichachsiger Durchflußstutzen gerichteter Spindelachse und zu dieser Achse geneigt eingesetzten Sitzringen für ein aus Platten zusammengesetztes keilförmiges Schieberverschlußglied, das mittels an diametral gegenüberliegenden Umfangsabschnitten der Platten vorgesehener, eine Nut zwischen sich einschließender leistenartiger Führungslappenpaare an zur Spindelachse gleichgerichteten Leisten eines Gehäusemittelteils undrehbar zwangsgeführt ist, wobei dieser Gehäusemittelteil topfartig einteilig ist, bezüglich des Querschnittes einen mit Deckelbefestigungsflansch versehenen erweiterten gesenkgeschmiedeten Oberteil und einen etwa rechteckigen Unterteil mit Flachwänden aufweist. In den Flachwänden sind Anschlußausnehmungen für zylindrische Durchflußstutzen vorgesehen und die Enden der Durchflußstutzen und die Flachwände sind in Ringschweißnähten miteinander verbunden.

Bei der Absperrschieber-Armatur der vorgenannten Gattung handelt es sich in der Hauptsache um Schieber der großen Bauart, bei denen der Durchmesser des Durchflußquerschnittes in der Regel über 50 mm liegt, meistens wesentlich größer ist.

Gemäß dem Vorschlag nach der Hauptanmeldung, welche die Grundlage für die nachfolgende Erfindung bildet, soll der

209827/0074

aus einem Knüppelabschnitt durch plastische Warmverformung hergestellte Gehäusemittelteil aus einem in die Endform gesenkgeschmiedeten, mit dem Deckelbefestigungsflansch versehenen erweiterten, vorzugsweise rotationskörperartxgen Oberteil und einem im Rückwärts-Warmfließpreß-Verfahren durch eine rechteckige Ringdüse zwischen einem Dorn und einem niedrigen Untergesenk gepreßten, parallele dünne Stutzenanschlußwände und parallele dickere, insbesondere mit Führungsleisten versehenen, Querwände besitzenden Unterteil gebildet sein.

Bei einer demgegenüber vorbekannten, den Stand der Technik bildenden Bauart wurde der mit Flachwänden versehene topfartige Gehäusemittelteil in seiner Gesamthöhe in einem geschlossenen Gesenk geschmiedet. Die Flachwände sind mindestens unter einem der Gesenkschräge entsprechenden spitzen Winkel zu der mit der Spindelachse gleichgerichteten Gehäusemittelebene geneigt und umfangsseitig der Anschlußausnehmungen für die Durchflußstutzen mit wulstartigen Kragen versehen, die durch eine stirnseitige ringförmige Außenschweißnaht mit den Stirnseiten der angesetzten Durchflußstutzen verbunden werden. Diese bekannten Schiebergehäuse wiesen bereits mittels eines Dornes im Gesenk geschmiedete Führungsleisten für Führungslappenpaare des keilförmigen Verschlußgliedes auf. Den Schmiedegesetzen entsprechend wurden die im Gehäuse vorgesehenen Leisten mittels eines Dornes geschmiedet, der mehr oder weniger schräg verlaufende Druckflächen aufwies. Auch die im Dorn vorgesehenen Nuten zur Formung der Führungsleisten erforderten, von der höchsten Stelle des Dornkörpers ausgehend, eine ausreichend starke Neigung. Die zum Einfließen des Werkstoffes in den Bereich der zu bildenden Leiste erforderliche Ausnehmung im Schmiededorn mußte trichterförmig ausgebildet sein. Diese schmiedetechnischen Erfordernisse führten dazu, daß die für die Zwangsführung des Verschlußgliedes bestimmten Leisten sich in der tiefsten Stelle des Schiebergehäuse-Mittelteils konisch verbreiterten und schließlich sogar tulpenartig zunahmen. Um solche Leisten, unter Vermeidung aufwendiger mechanischer Sonderbearbeitungen, verwenden zu können,

209827/0074

hat man die zwischen den Führungslappenpaaren des Verschlußgliedes vorgesehenen Nuten mit großem Spiel ausgebildet und in der Richtung zum Deckelflansch hin möglichst hochgelegt, d.h. in einem großen Abstand vom Boden des Gehäusemittelteils vorgesehen. Diese Führung des Verschlußgliedes kann somit aus den fertigungsbedingten Gründen in der letzten Phase des Schließvorganges bzw. der ersten Phase des Öffnungsvorganges, d.h. zu Zeiten, wo die vom durchströmenden Medium ausgehenden Beanspruchungen besonders stark sind, nicht so exakt arbeiten, wie es erwünscht ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch eine besondere Ausbildung des Gehäusemittelteils und des Schieber-Verschlußgliedes das Problem der exakten Führung des Schieber- Λ Verschlußgliedes in einer Weise zu lösen, die teure Bearbeitungen mittels spanabhebender Werkzeuge und Vorrichtungen ganz oder weitestgehend ausschließt und eine Fertigstellung der Führungsmittel in wirtschaftlich günstiger Weise im Rahmen des Schmiede- und Preßprozesses erlaubt. Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, daß das Schiebergehäuse, das die Merkmale der Hauptanmeldung aufweist, eine wesentliche Grundlage zur Lösung der vorgenannten Aufgabe bildet.

Die Absperrschieber-Armatur nach der Erfindung kennzeichnet sich demgemäß durch die Kombination folgender Merkmale:

a) Der Gehäusemittelteil besitzt unter dem gesenkgeschmiede-

ten erweiterten Oberteil einen im Rückwärts-Warmfließpreß- ™ Verfahren rechteckig geformten Unterteil , der, vorzugsweise vom Deckelbefestigungsflansch ausgehend, Führungsleisten aufweist, die mit den Querwänden dieses Unterteils gleichzeitig in dem Rückwärts-Warmfließpreß-Verfahren erzeugt und dabei bis zum Gehäuseboden hin prismatisch kalibriert sind;

b) die an den Platten des Verschlußgliedes vorgesehenen leistenartigen Führungslappenpaare sind an den Führungsleisten der Gehäusequerwände mit einem auf der ganzen Länge gleich-

209827/0074

bleibend geringen Spiel gleitend geführt und erstrecken sich - auf die Schließstellung bezogen - mindestens über den Höhenbereich der unteren Durchmesserhälfte der Platten bis nahe an den Gehäuseboden.

Es werden zunächst die die Fertigung betreffenden Vorteile des Vorschlages nach der Hauptanmeldung beibehalten. Der obere erweiterte und stabilisierende, im Gesenk auf die Endform gebrachte Bereich des Gehäusemittelteils erfüllt die Voraussetzungen, die eine sichere, zentrierte Deckelbefestigung erlauben. Der mit dem gesenkgeschmxedeten oberen Teil einstückig verbundene untere Teil weist keine Gesenkschräge auf. Die quergerichteten Flachwände und die längsgerichteten kürzeren Seitenwände verlaufen jeweils in Richtung der Spindelachse parallel zueinander und stehen zur Längsachse der Durchflußstutzen genau senkrecht. Entsprechend dem Materialeinsatz kann man auf diese Weise unter Beibehaltung eines Gesenkes für den oberen Teil und eines Preßwerkzeuges für den unteren Teil unterschiedlich hohe, mit Gehäuseflansch und Boden versehene Mittelteile für das Schiebergehäuse herstellen.

Gemäß der der Erfindung zugrunde liegenden Erkenntnis bilden die vorgenannten Merkmale der Hauptanmeldung eine wesentliche Voraussetzung für eine weitere Verbesserung, welche die Ausbildung der Zwangsführungsmxttel zwischen Gehäusemittelteil und Verschlußglied betrifft. Es wurde erkannt, daß man nunmehr sofort bei der Herstellung des rechteckig geformten unteren Gehäuseteils unter Verwendung eines rechteckigen Druckstempels mit genau kalibrierten Längsnuten in einem Rückwärts-Warmfließpreß-Verfahren die Gehäusequerwände mit Zwangsführungsleisten versehen kann, die mindestens über die Höhe des rechteckigen unteren Gehäuseteils einen gleichbleibenden, kalibrierten Querschnitt aufweisen und dabei bis zum Gehäuseboden reichen. Es ist damit eine Führungsleiste an jeder Querwand erzeugt, die in dem wichtigsten untersten Längenabschnitt größte Genauigkeit bei unverändertem Querschnitt aufweist. In Verbindung mit dieser so gescha.» "enen prismatisch kalibrierten, tief heruntergezogenen Gehäuseleiste besteht nunmehr die Möglichkeit zur Verwendung von

209827/007/4

aus Platten zusammengesetzten keilförmigen Verschlußgliedern, bei welchen die die Gehäuseleiste umschließenden leistenartigen Führungslappenpaare ebenfalls tief heruntergezogen sind, derart, daß der unterhalb der Mittelachse des Verschlußgliedes liegende Längenabschnitt sämtlicher leistenartiger Führungslappenpaare genauso lang wie der Halbmesser des Verschlußgliedes sein kann. In der Praxis ist der betreffende Längenabschnitt gegenüber dem Halbmesser des Verschlußgliedes um ein kleines Maß geringer, beispielsweise zu dem Zweck, daß ein Aufsetzen auf in Eckwinkeln abgesetzten Schmutz vermieden wird. Diese von Gesenkschrägen freien Gehäuseleisten und die tief heruntergezogenen, fast spielfrei die Gehäuseleisten umschließenden Führungslappenpaare führen dazu, daß das Verschlußglied jederzeit in dem der tiefsten Stel- " lung, d.h. der Schließstellung zunächst liegenden Bewegungsbereich (das ist die Stellung bei wenig geöffnetem Schieber) in exaktester Weise geführt ist. Dies trägt zur Schonung, und zwar zur Verschleißverminderung, an den Führungselementen von Verschlußglied und Gehäuse in erheblichem Maße bei, zumal bei großen Armaturen das durchströmende Medium gerade in der Endphase eines Verschließvorganges oder in der Anfangsphase des Öffnungsvorganges die Verschlußglieder erheblichen ungleichmäßigen, teils Schwingungen erzeugenden Querbelastungen aussetzt. Die exakte Führung gemäß der Erfindung trägt auch zu einem geräuscharmen Arbeiten der Armaturen bei.

In der Zeichnung ist die Absperrschieber-Armatur nach der Erfindung und zum Teil auch das Verfahren zur Herstellung des Gehäusemittelteils veranschaulicht.

Fig. 1 zeigt in schaubildlicher Darstellung den Gehäusemittelteil der Armatur,

Fig. 2 ist ein Grundriß zu Fig. 1,

Fig. 3

und M zeigen in zwei um 90 zueinander versetzten

vertikalen Längsschnitten die Herstellung des Gehäusemittelteils,

209827/0074

Fig. 5 zeigt die Absperrschieber-Armatur in vertikalem Längsschnitt,

Fig. 6 ist ein Querschnitt gemäß Linie VI-VI der Fig. 5,

Fig. 7 zeigt das Verschlußglied in Seitenansicht.

Bei der Absperrschieber-Armatur weist das Schiebergehäuse einen Gehäusemittelteil 1 und zwei gleichachsige Durchflußstutzen 2,3 auf. In dem Gehäusemittelteil sind vertikalgerichtete Führungsleisten 4 vorgesehen. Der Gehäusemittelteil ist topfartig einteilig hergestellt und besteht aus einem erweiterten Oberteil 5 und einem etwa rechteckigen Unterteil 6. Der Qber-P teil 5 ist etwa rotationskörperartig erweitert und am oberen Rand mit dem Flansch 7 versehen, welcher der Befestigung eines die Spindel tragenden Aufsatzes dient, der nicht dargestellt ist. Der Gehäuseunterteil 6 besitzt quergerichtete Flachwände 8, in welchen Anschlußausnehmungen 9 für die zylindrischen Durchflußstutzen 2,3 vorgesehen sind. In den inneren Stutzenenden sind in entsprechenden ringnutenartigen Ausnehmungen zylindrische Sitzringe 10 eingesetzt bzw. eingeschraubt. Die Sitzringe sind entsprechend der Neigung eines aus Platten zusammengesetzten keilförmigen Schieber-Verschlußgliedes 23 schräg angeordnet*

Der Gehäusemittelteil 1 besteht aus einem in die Endform gesenkgeschmiedeten Oberteil 5 und einem im Rückwärts-Warm-™ fließpreß-Verfahren gefertigten Unterteil 6, bei dem die quergerichteten Flachwände 8 zueinander und zur Spindelachse parallel gerichtet sind. Auch die längsgerichteten kürzeren Querwände 13 sind zueinander und zur Spindelachse parallel gerichtet, jedoch etwas dicker bemessen und mit den Führungsleisten 4 versehen, an welchen das Schieber-Verschlußglied 2 3 mit eine Nut zwischen sich einschließenden leistenartigen, jeweils paarweise vorgesehenen Führungslappen 24 zwangsgeführt ist.

Im Verlauf der Herstellung des Gehäusemittelteils wird zunächst ein Knüppelabschnitt vorbestimmter Größe - nach Erwärmung - unter einem Hammer oder einer Presse in bekannter Weise

209827/0074

zu einem Kuchen gepreßt, der dann zwischen einem Untergesenk und einem mit einem vorstehenden Butzen versehenen Obergesenk zu dem topfartigen Gesenkschmiedekörper 18 - bei Schmiedehitze - weiterverformt wird, der in Fig. 3 für den nachfolgenden Arbeitsgang das Ausgangswerkstück bildet. Dieses Gesenkschmiedestück 18 bildet bereits den Oberteil des herzustellenden Gehäuses, das mit dem Flansch 7 versehen ist. Das Gesenkschmiedestück besitzt einen dicken, etwa rechteckigen Bodenfortsatz 19. Dieser Bodenfortsatz 19 bildet ein Zentrierhilfsmittel für das genaue Einlegen des Gesenkschmiedestückes in das einem Untergesenk entsprechende Werkzeug 20. Vor dem Einlegen in das niedrige Gesenk 20 wurde das Gesenkschmiedestück einer kurzen zusätzlichen Erwärmung unterzogen. Dem Gesenk 20 zugeordnet ist der im Querschnitt weitestgehend rechteckige Dorn 21, der einen um ein geringes Maß nach allen Seiten verstärkten Kopf 22 besitzt. Dieser Kopf 22 weist an den Schmalseiten vertikalgerichtete Nuten 25 auf, die in ganzer Länge im Querschnitt gleichbleibend sind (abgesehen von gebrochenen Einlaufkanten).

Unter einer nicht dargestellten Presse wird der Dorn niedergefahren. Der zwischen dem Kopf des Dornes und der Gesenkausnehmung verbleibende rechteckige Zwischenraum, in welchen die Querschnitte der Nuten 25 einbezogen sind, bildet eine Ringdüse, durch welche beim Niederdrücken des Dornes 21 der aus dem Fortsatz 19 verdrängte Werkstoff steigt und dabei die parallel zueinander gerichteten Flachwände 8 und die Querwände 13 bildet. Bei diesem Warmfließ-Pressen entstehen auch die Führungsleisten H. Diese Leisten erhalten in der Ringdüse, und zwar in den rechteckig profilierten Nuten des Kopfes 22 des Dornes 21, ihre endgültige Form, und zwar werden bis zum Gehäuseboden 61 hin reichende prismatisch kalibrierte Leisten erzeugt. Die Leisten haben daher mindestens über die Höhe des rechteckigen, im Rückwärts-Warmfließpreß-V er fahren hergestellten Gehäuseunterteils sofort eine gleichmäßige, von Gesenkschrägen freie Form. Im Gegensatz zu früheren geschmiedeten Schiebern weisen die Leisten nunmehr gerade im unteren Bereich bis zur tiefsten Stelle hin die größte Genauigkeit auf.

209827/0074

Die Platten des Schieber-Verschlußgliedes 23 erhalten zwecks Verbesserung ihrer Führung eine tonnenähnliche, d.h. oben und unten konvex gewölbte, Grundrißform, wobei von den quergerichteten flachen Endabschnitten die leistenartigen Führungslappen 24 gebildet sind (Fig. 7). Diese leistenartigen Führungslappen haben eine verhältnismäßig große Höhe, die sich nahezu über den Gesamtdurchmesser des Verschlußgliedes erstrecken kann. Wesentlich ist die besonders lange Bemessung des unterhalb der Plattenmitte 26 liegenden Längenabschnittes x. Dieser Abschnitt χ kann so groß wie der Halbmesser y sein, wird in der Praxis aber um ein kleines Maß geringer gewählt. Die zwischen den jeweils paarweise angeordneten Führungslappen 24 gebildete Nut ist in ihren Abmessungen derart eng an den Querschnitt der Führungsleisten U im Gehäuse angepaßt, daß das Verschlußglied 23 zwischen der tiefsten Stellung bis über die mittlere Öffnungsstellung hinaus mit weitestgehend gleichbleibendem, kleinstmöglichem Spiel und damit besonders genau geführt ist. Diese exakte Führung ist somit schon bei wenig geöffnetem Schieber gewährleistet, d.h. zu einer Zeit, wo von dem durchströmenden Medium auf das Verschlußglied und deren Führungselemente die ungünstigsten Beanspruchungen ausgeübt bzw. übertragen werden.

Der Werkstoff für das aus Gesenkschmiedestücken hergestellte Schiebergehäuse und das Verschlußglied ist Schmiedestahl bzw. eine Stahllegierung.

209827/0074

Claims

PATCXTAΛ

DR.-ING. W. STUHLMANN - DIPL.-ING. R. WILLERT

DR.-ING. P. H. OIDTMANN 2057746

_JO Qo/oq 1170 *ββ Bochum. 23.11.19/0 XZ/H

MR. ÖB/ZäH/O λ PostschlleBfach 2*BO

<vJ Fernruf 1XO 61 und 14Ο62

Ihr Zeichen Bergstraße 159

Telegr.i Stuhlmannpatent

Siepmann-Werke KG.,
Belecke (Mohne)

Patentanspruch;

Absperrschieber-Armatur mit senkrecht zur Längsachse gleichachsiger Durchflußstutzen gerichteter Spindelachse und zu dieser Achse geneigt eingesetzten Sitzringen für ein aus ä Platten zusammengesetztes keilförmiges Schieber-Verschlußglied, das mittels an diametral gegenüberliegenden Umfangsabschnitten der Platten vorgesehener, eine Nut zwischen sich einschließender leistenartiger Führungslappenpaare an zur Spindelachse gleichgerichteten Leisten eines Gehäusemittelteils undrehbar zwangsgeführt ist, wobei dieser Gehäusemittelteil topfartig einteilig ist, bezüglich des Querschnittes einen mit Deckelbefestigungsflansch versehenen erweiterten gesenkgeschmiedeten Oberteil und einen etwa rechteckigen Unterteil mit Flachwänden aufweist, nach Patent ..... (Patentanmeldung P 19 28 585.9), gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

a) der Gehäusemittelteil (1) besitzt unter dem gesenkgeschmiedeten erweiterten Oberteil (5) einen im Rückwärts-Warmfließpreß-Verfahren rechteckig geformten Unterteil (6), der, vorzugsweise vom Deckelbefestigungsflansch (7) ausgehend, Führungsleisten (4) aufweist, die mit den Querwänden (13) dieses Unterteils gleichzeitig in dem Rückwärts-Warmfließpreß-Verfahren erzeugt und dabei bis zum Gehäuseboden (61) hin prismatisch kalibriert sind j

209827/0074

b) die an den Platten des Verschlußgliedes (23) vorgesehenen leistenartigen Führungslappenpaare (24) sind an den Führungsleisten (4) der Gehäusequerwände (13) mit einem auf der ganzen Länge gleichbleibend geringen Spiel gleitend geführt und erstrecken sich - auf die Schließstellung bezogen - mindestens über den Höhenbereich (x) der unteren Durchmesserhälfte (y) der Platten bis nahe an den Gehäuseboden (61).

209827/007A

Leerseite