DE2807740A1 - Armaturgehaeuse aus stahl, insbesondere fuer schieber - Google Patents
Armaturgehaeuse aus stahl, insbesondere fuer schieberInfo
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Description
FORVAL S.A., Grand Rue 56, Freiburg/Schweiz
Armaturgehäuse aus Stahl, insbesondere für Schieber
Die Erfindung betrifft ein Armaturgehäuse aus Stahl, insbesondere
für Schieber, welches aus mehreren durch Schweißen, insbesondere durch Elektronenstrahlschweißung, miteinander verbundenen
Formteilen zusammengesetzt ist, die zumindest den mit entsprechenden Wandöffnungen versehenen Gehäusekörpermittelteil,
die an diese beiderseits gleichachsig angesetzten Anschlußstutzen sowie den mit dem verstellbaren Verschlußglied zusammenwirkenden
Sitzring einschließlich dessen Träger umfassen.
Für den konstruktiven Aufbau und die Art der Zusammensetzung der gattungsgemäßen Armaturgehäüae sind zahlreiche Vorschläge
bekannt. Sie laufen im Prinzip alle darauf hinaus, die verschiedenen Forderungen, die einerseits von der Funktion und
Festigkeit her und andererseits von einer möglichst einfachen und daher billigen Herstellung her gestellt werden, im Wege eines
wirtschaftlichen Kompromisses so optimal aufeinander abzustimmen, daß zugleich kleinstmögliche Abmessungen eingehalten werden
können, die auch maßgeblich für den Materialeinsatz sind.
Diese Bedingungen gelten sowohl für Armaturgehäuse, bei denen der Gehäusekörpermittelteil aus Blech gepreßt und die Anschlußstutzen
- gewöhnlich zwei - für die Verbindung mit den Rohrleitungen aus handelsüblichen Rohrabschnitten bestehen, als auch
für solche Armaturgehäuse, deren einzelne- Formteile im Gesenk geschmiedet sind. Sie sind auch grundsätzlich unabhängig davon,
ob die Armaturgehäuse im gegebenen Falle für Schieber oder für Ventile sowie gegebenenfalls für Kugelhähne od. dgl. bestimmt
sind.
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Während die sich aus der zweckentsprechenden Gestaltung der Gehäusekörpermittelteile und deren etwaige Zusammensetzung aus
getrennten Pormteilen ergebenden Probleme als befriedigend ge- ■ löst angesehen werden können, einerlei, ob es sich dabei um aus
Blech gepreßte oder um aus im Gesenk geschmiedete Armaturgehäuse
bzw. deren Formteile handelt, und auch unabhängig davon, ob die Armaturgehäuse im Einzelfalle für Schieber, Venteile od. dgl.
bestimmt sind, liegt ein für eine wirtschaftliche Fertigung unbefriedigend gelöstes Problem nach wie vor vor allem in den geeigneten
Schweßverbindungen zwischen dem Gehäusekörpermitteübeil
einerseits und den gegebenenfalls mit Flanschen versehenen Anschlißstutzen
andererseits. Die Schwierigkeit liegt hauptsächlich darin, daß jede Art der angewandten Schweißverbindung auch
unmittelbar Einfluß auf die konstruktive Ausbildung des Gehäusekörpers hat und - umgekehrt - bestimmte funktions- bzw. konstruktionsbedingte
Gestaltungsmerkmale des jeweiligen Armaturgehäuses auch Einfluß auf Lage und Art der geeigneten, automatisch herzustellenden
Schweißverbindungen.ausüben. Dies gilt für konventionelle Schweißverfahren,ebenso/für das in jüngerer Zeit entwickelte,
für das Zusammensetzen von Armaturgehäusen besonders
geeignete Elektronenstrahlschweißen.
Soll zum Beispiel für die Schweißverbindung zwischen dem Gehäusekörpermittelteil und den Anschlußstutzen die konventionelle
Lichtbogenautomatenschweißung angewendet werden, so ist die Zuführung
des Schweißdrahtes bzw. der Elektrode, des Schutzgases sowie gegebenenfalls des Pulvers hauptsächlich an der Stelle
problematisch, an der sich der Deckelflansch des Gehäusekörpers und die Anschlußflanschen auf einen relativ schmalen Spalt annähern.
Mit Rücksicht hierauf ist es notwendig, den Spalt so groß zu halten, daß die Zuführung von Draht, Pulver oder Gas
- gewöhnlich in einem Rohr zusammengefaßt - noch zuverlässig und ohne Behinderung durch den Spalt zwischen Deckel- und Anschlußflansch
hindurch erfolgen kann. Da die Baulänge und die Flansch-
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durchmesser bei Armaturgehäusen aber häufig genormt sind, kann
dieser Spalt zwischen Deckelflansch und Anschlußflansch nur dadurch vergrößert werden, daß der Deckelflansch des Gehäusekörpermittelteils
in Richtung auf das Handrad zu hochgezogen wird. Dies bedingt aber, daß der Hohlraum des Gehäusekörpermittelstücks
größer, insbesondere tiefer, gewählt werden muß als dies allein aus Gründen der Festigkeit notwendig und für den Fall eines einteilig
hohl geschmiedeten Gehäusekörpermittelstücks zweckmäßig bzw. wünschenswert ist.
Insbesondere bei gesenkgeschmiedeten Armaturgehäusen werden
die Schmiedewerkzeuge dadurch komplizierter und verschleißanfälliger. Die eingesetzten Schmiedemaschinen und-Hämmer müssen
größer und schwerer sein als es anderafalls notwendig wäre. Insbesondere
müssen die Hübe bei Gesenkschmiedekurbelpressen entsprechend größer ausgelegt werden. Zugleich wird der Dornweg
länger und ein Verlaufen des Dornes während des Dornvorganges begünstigt.
Um das Anschweißen der Flanschstutzen am Gehäusekörpermittelteil zu erleichtern, ist es zumal bei Schiebergehäusen bereits
bekannt, die Wandöffnung der Gehäusekörpermittelteile mit einer Wulst zu versehen. Spätere Konstruktionen weisen im Bereich
des Gehäusekörpermittelteils mehr oder weniger flache Wände auf, an deren öffnungen die Flanschstutzen angeschweißt
werden. Dabei stellen die Flanschstutzen jedoch schwierige Gesenkschmiedestücke dar, die ebenfalls Verdickungen am Stutzen
aufweisen müssen; glatte Rohre können dagegen nur dann angeschweißt
werden, wenn sie dickwandiger ausgebildet sind als es für den Betriebseinsatz andererseits notwendig wäre.
In den bekannten Fällen sind die Schweißnähte zwischen dem Gehäusekörpermittelteil und den Anschlußstutzen ÜeyQ**ugfc _
einfache Ringnähte, ähnlich wie sie auch zur Schweißverbindung von Rohrabschnitten verwendet werden. Nur solche einfachen Ring-
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nähte lassen sich auf einfache Weise automatisch, insbesondere
auch unter Anwendung der Elektronenstrahlschweißung, herstellen. Sie haben zudem den Vorteil, auch für eine einwandfreie Röntgenüberwachung
keine Probleme aufzuwerfen.
Sie -haben in den bekannten Fällen lediglich den allerdings schwerwiegenden Nachteil, daß sie es im Interesse einer einwandfreien
Verschweißung notwendig machen, die Abmessungen des Gehäuses mit Rücksicht auf einen genügend großen Abstand zwischen
den Gehäuseflanschen einerseits und den Anschlußflanschen andererseits zum Teil wesentlich größer zu wählen, als es von der
bestimmungsgemäßen Punktion und Festigkeit her erforderlich
wäre.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde? die Armaturgehäuse
der eingangs beschriebenen Gattung so auszubilden daß sie es mit einfachen Mitteln ermöglichen, den Gehäusekörpermittelteil
mit den Anschlußstutzen automatisch mittels je einer einzigen Ringnaht einwandfrei zu verschweißen, ohne dazu auf eine unnötige
Vergrößerung der Gehäuseabmessungen angewiesen zu sein.
Zur Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich das erfindungsgemäße Armaturgehäuse dadurch, daß der Gehäusekörpermittelteil
mit den Anschlußstutzen über einen Ringkörper verbunden ist, der im Querschnitt die Grundform eines im wesentlichen rechtwinkligen
Dreiecks aufweist und dessen die Hypotenuse des Dreiecks bildende Kegelstumpfmantelfläche auf einem ersten, sich über den größeren
Durchmesserbereich erstreckenden Teil ihrer axialen Länge über den gesamten Umfang mit dem entsprechend abgefasten Innenrand der
Wandöffnung des Gehäusekörpermittelteils und auf einem zweiten, im kleineren Durchmesserbereich liegenden Teil ihrer Länge über
den gesamten Umfang mit dem entsprechend abgefasten Stirnrand des jeweiligen Anschlußstutzens verschweißt ist, wobei die die innere
Ringfläche des Ringkörpers bildende Kathete eine axiale Verlängerung der zylindrischen Innenausnehmung des Anschlußstutzens zum
Gehäusekörpermittelteil hin bildet, während die andere Kathete innerhalb, des Gehäusekörpermittelteils liegt und zum Gehäusekörperinnenraum
hin gerichtet ist.
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Im Zuge der Realisierung der Erfindung erhält dec Gehäusekörpermittelteil
im Bereich seiner beiden ebenen Wandungen, die mit den Anschlußstutzen verbunden werden sollen, eine abgefaste
bzw. konische Bohrung, deren größere?Durchmesser im Inneren der
ebenen Wandung des Gehäusekörpermittelteils liegt, während der kleinere Durchmesser auf der Außenseite der ebenen Wandungen
des Gehäusekörpermittelteils liegt. In diese konischen Bohrungen wird auf beiden Seiten des Gehäusekörpermittelteils der
Ringkörper mit seinem äußeren Kegelstumpfmantel eingesetzt. Liegt der Kegelstumpfmantel des Ringkörpers in der konischen
Bohrung satt an, ragt der Kegelstumpfmantel mit seinem im
Außendurchmesser kleineren Abschnitt aus der Außenfläche der Seitenwand des Gehäusekörpermittelteils heraus. Auf diesen
aus der Seitenwand des Gehäusekörpermittelteils herausragenden Abschnitt des Kegelstumpfmantels des Ringkörpers wird sodann
der Anschlußstutzen aufgeschoben, dessen Kragen ebenfalls eine konisch abgefaste Bohrung aufweist.
Sind der Gehäusekörpermittelteil und die beiden Anschlußstutzen auf diese Weise über den Kegelstumpfmantel der beiden
Ringkörper eindeutig fixiert, können die beiden Anschlußstutzen, die beiden Ringkörper und der Gehäusekörpermittelteil mittels
entsprechender Anlagen sowie mit Eilfe eines Modellkeils in ihrer Lage zueinander genau fixiert fest miteinander verspannt
werden. Läßt man das auf diese Weise komplettierte Gehäuse um die Durchflußachse der beiden Anschlußstutzen rotieren,
so kann jcxfc j-eder1· Elektronenstrahl, der unter einem Winkel
zwischen etwa 35 und 45 , bevorzugt von etwa 40 , im Inneren
der Anschlußstutzen verläuft und die kegelmantelstumpfförmige
Naht genau trifft, im Verlaufe einer Umdrehung des Gehäusekörpers den Gehäusekörpermittelteil über die beiden Ringkörper
mit den beiden Anschlußstutzen homogen und zuverlässig miteinander verbinden.
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Obschon die Verwendung des erfindungsgemäßen Ringkörpers als
Verbindungsteil zwischen Gehäusekörpermittelteil einerseits und den beiden Anschlußstutzen andererseits nicht unbedingt an die
Anwendung der Elektronenstrahlschweißung gebunden ist, sondern grundsätzlich auch andere Schweißverfahren angewendet werden können,
bietet die Verschweißung der Teile mittels eines vom Inneren der Anschlußstutzen her ausgehenden Elektronenstrahls die in jedem
Falle bevorzugte Lösung.
Es ist nach vorstehendem auch offenbar, daß die Erfindung grundsätzlich unabhängig davon ist, ob es sich um aus Blech gepreßte
Armaturgehäuse oder um im Gesenk geschmiedete Armaturgehäuse bzw. deren Formteile handelt, da die durch die Verwendung
des erfindungsgemäßen Ringkörpers ermöglichte Vereinfachung der
Verbindung der Teile in allen diesen Fällen nutzbar ist. Dennoch ergeben sich besondere Vorteile für Armaturgehäuse aus im Gesenk
geschmiedeten Formteilen und dabei namentlich für die Herstellung solcher Armaturgehäuse, die für Schieber bestimmt sind.
Das Armaturgehäuse gemäß der Erfindung bietet zumal in Verbindung mit der Anwendung des Elektronenstrahlschweißen beträchtliche
Vorteile gegenüber vorbekannten Lösungen:
Da die Elektronenstrahlschweißverbindung des Gehäusekörpermittelteils,
der beiden Ringkörper sowie der beiden Anschlußstutzen im Inneren der Anschlußstutzen ansetzt, kann der Gehäusekörpermittelteil
in seinem Hohlraum wesentlich kleiner gehalten werden, weil der Deckelflansch des Gehäusekörpers wesentlich näher
an die Anschlußflanschen der Stutzen herangeführt werden kann. Die Abmessungen im Inneren des Gehäusekörpermittelteils richten
sich demnach nur noch nach der Funktion bzw. Bestimmung des Gehäuses, z.B. als Schiebergehäuse, und in Verbindung damit nach
der Führung des Verschlußgliedes.
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Die in der Regel mit Flanschen versehenen Anschlußstutzen
stellen dabei einfache Schmiedestücke dar, da beim Schmieden aus dem eigentlichen Plansch nur noch ein glatter rohrförmiger Ansatz
herauswächst. Dieser kann mit verhältnismäßig kleinen und gleichmäßigen Wandstärken hergestellt werden. Es entstehen an
der Verbindungsstelle der Flanschstutzen mit dem Gehäusekörpermittelteil keine unvorteilhaften Werkstoffmassierungen, die zu
einem ungleichförmigen Kraftfluß an den übergängen führen, wie dies bei den früheren Konstruktionen in der Regel unvermeidlich
war.
Der Ringkörper stellt ebenfalls ein einfaches Schmiedestück
dar, welches, von innen her eingespannt, allseitig in einer einzigen Einspannung als Drehteil bearbeitet werden kann.
-Besondere Vorteile ergeben sich besonders dann, wenn der Gehäusekörpermittelteil einteilig im Gesenk geschmiedet und
fließgepreßt wird. Während diese Art der Herstellung bislang zu unzureichenden Festigkeitseigenschaften zwischen Deckelflansch
und angeschweißten Flanschstutzen geführt hat, ermöglicht es die Erfindung, den Deckelflansch wesentlich näher an die Flanschstutzenverbindungsstelle
heranzurücken und das Gehäuse dadurch sowohl in seinen Abmessungen kleiner zu halten, als auch in seinen Festigkeitseigenschaften
wesentlich zu verbessern, so daß es bei gleichen Wandstärken für wesentlich höhere Drücke zugelassen
werden kann.
Ferner ermöglichen es die beiden einzigen durch je eine Elektronenstrahlschweißung
hergestellten Schweißnähte an der äußeren Kegelstumpfmantelfläche des Ringkörpers auf einfache Weise, die
einwandfreie Verschweißung durch Röntgen zu prüfen, wozu es lediglich erforderlich ist, den Röntgenfilm im Inneren des
Flanschstutzens sowie des Ringkörpers einzulegen.
Auch die Flanschstutzen lassen sich in einfachster Form schmieden und bearbeiten, so daß sich allen dadurch eine erheb-
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- 11 liehe Verbilligung bei der Herstellung der Armaturgehäuse ergibt.
Durch die Aufgliederung in einfachere Gesenkschmiedestücke
werden einfachere und auch kleinere Schmiedepressen und Schmiedehämmer
benötigt und darüber hinaus das Einsatzgewicht für die Schmiedestücke in günstiger- ■ Weise vermindert.
Der Eintrittswinkel des Elektronenstrahls aus den Anschlußstutzen in die Schweißnaht sollte kleiner als 45°, aber nicht
wesentlich kleiner als 40°, sein. Auf diese Weise liegt der größere Teil der Schweißnahtfläche in den Anschlußstutzen und
der kleinere Teil im Gehäusekörpermittelteil. Dies ist deswegen zweckmäßig und vorteilhaft, weil der kleinere Teil der Schweißnahtfläche
im Gehäusekörpermitteltexl festigkeitsmäßig nur sehr gering, jedenfalls wesentlich weniger beansprucht ist als der
Teil der Schweißnahtfläche, der im Anschlußstutzen liegt.
Schließlich liegt ein weiterer wesentlicher Vorteil darin, daß die metallurgischen Verhältnisse in der Schweißnaht durch
den Werkstoff des eingeschweißten Ringkörpers weitgehend beeinflußt werden können. So ist es zum Beispiel möglich, Anschlußstutzen
und Gehäusekorpermxttelteil aus normalem Stahl der Qualität C22.8 herzustellen, wenn dafür statt dessen der Ringkörper
besonders günstige Eigenschaften für das Elektronenstrahlschweißen aufweist, und zwar insbesondere hinsichtlich der Einhaltung
enger Grenzen an Schwefel- und Aluminiumgehalt. Besonders
günstige Verhältnisse ergeben sich dann, wenn der Ringkörper aus nicht-rostendem Stahl od. dgl., die Anschlußstutzen sowie der
Gehäusekörpermitteltexl dagegen aus normalem Stahl der Qualität C22.8 bestehen.
Weitere wesentliche Vorteile ergeben sich dann, wenn gemäß zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung die über den eingeschweißten
Ringkörper miteinander verbundenen Gehäusekorpermxttelteil und Anschlußstutzen zwischen ihren auf der Kegelstumpf-
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raantelfläche des Ringkörpers aneinander angrenzenden Wandungsrändern
einen kleinen, spaltförmigen Abstand zueinander aufweisen, damit sich an dieser Stelle eine normale Schweißnahtoberfläche
bilden kann, sowie ferner dann, wenn die die Innenfläche des Ringkörpers bildende, in den entsprechend abgefasten Stirnrand des Anschlußstutzens hineinragende und dabei innenseitig
dessen Verlängerung bildende Kathete einen geringfügig kleineren Durchmesser als der Innendurchmesser des Anschlußstutzens
aufweist. Die Erfahrung hat gezeigt, daß es der auf diese Weise um ein geringes Maß nach innen vorstehende trichterförmige Yopsprungdes
Ringkörpers dem Elektronenstrahl erleichtert, x&xx zuverlässig
den vorgegebenen- Schweißspalt zu finden.
Gemäß einer weiteren wesentlichen Weiterbildung der Erfindung bildet der Ringkörper mindestens mittelbar zugleich auch
den Träger des Sitzringes für das Verschlußglied, wozu seine zweite, zum Innenraum des Gehäusekorpermittelteils hin gerichtete
Kathete dient.
In Anwendung auf Armaturgehäuse für Schieber trägt die zum
Gehäusekorperinnenraum hin gerichtete Kathete beider Ringkörper
bevorzugt selbst den mit dem keilförmigen Verschlußglied unmittelbar zusammenwirkenden und entsprechend geneigten Sitzring.
Dieser kann mit dem Ringkörper bevorzugt einstückig ausgebildet sein, jedoch gegebenenfalls auch Bestandteil eines gesonderten
Tragrings bilden, der in eine entsprechende Ausnehmung des Ringkörpers eingesetzt und mit diesem, z.B. durch Verschraubung,
verbunden ist.
Auf diese V/eise ist es möglich, die. genau zu bearbeitenden
Ringkörper noch vor dem Einsetzen in die konischen Bohrungen des Gehäusekorpermittelteils hinsichtlich der Sitzringe zu bearbeiten,
z.B. auch durch Auftragsschweißung zu panzern.
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Da der zugleich den Sitzring und Sitzringträger bildende
Ringkörper im Inneren einer entsprechenden konischen Bohrung der Wand des Gehäusekörpermittelteils gelagert ist, treten
auch bei geöffnetem Schieber keine nachteiligen Beanspruchungen, z.B. infolge Druckbelastungen durch das Medium, auf.
In Anwendung auf Ventile kann das Armatur gehäuse gemäß der Erfindung in vorteilhafter Weise so gestaltet sein, daß die
zum Gehäusekorperinnenraum hin gerichtete Kathete einer der
beiden Ringkörper einen Winkelkrümmer trägt, dessen oberer, senkrecht zur Ebene des Ringkörpers ausgerichtete Rand mittelbar
oder unmittelbar den mit dem Verschlußglied zusammen wirkenden Sitzring bildet. Auch dabei können der Ringkörper und der
Winkelkrümmer gegebenenfalls einstückig ausgebildet sein.
Auch für Kugelhähne ist das erfindungsgemäß ausgebildete
Armaturgehäuse geeignet. In diesem Falle dient die zum Gehäusekörperinnenraum
hin gerichtete Kathete beider Ringkörper der Abstützung des mit den Kugelflächen des Verschlußgliedes zusammenwirkenden
Sitz- bzw. Abdichtringes.
Nachstehend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:.
Fig. 1 ein Schiebergehäuse im vertikalen Mittellängsschnitt;
Fig. 2 einen horizontalen Längsschnitt durch das Schiebergehäuse gemäß Fig. 1;
Fig. 3 einen Querschnitt durch das Schiebergehäuse nach der Linie III - III der Fig. 1;
Fig. 1J einen vertikalen Mittellängsschnitt durch ein Ventilgehäuse;
Fig. 5 einen horizontalen Mittellängsschnitt durch das Ventilgehäuse
gemäß Fig. 4 und
Fig. 6 einen horizontalen Mittellängsschnitt durch das Gehäuse eines Kugelhahns, im Ausschnitt.
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In der Zeichnung bedeuten in sämtlichen Figuren 1 der Gehäusekörpermittelteil,
2 die beiden Anschlußstutzen und 3 die
eingeschweißten Ringkörper.
Bei dem Schiebergehäuse gemäß Fig. 1, 2 und 3 ist der mit Deckelflansch la versehene Gehäusekörpermxttelteil als einteilig
im Gesenk geschmiedetes Werkstück fließgepreßt. Auch die mit Flanschen 2a versehenen Anschlußstutzen 2 sind als Schmiedeteile
ausgebildet.
In seinen ebenen Wandungen weist der Gehäusekörpermittelteil 1 konische Bohrungen 4 auf, deren größerer Durchmesserbereich
zum Gehäuseinnenraum 5 hin gerichtet ist, während der
kleinere Durchmesserbereich im Bereich des Außenrandes der ebenen Wandungen 6 liegt.
Eine entsprechende konische Bohrung bzw. Abfasung 7 weist auch der Kragen des Anschlußstutzens 2 an seinem Stirnrand auf.
Die beiden aus hochwertigem, nicht-rostendem Stahl durch
Schmieden hergestellten Ringkörper 3 weisen im Querschnitt die Grundform eines im wesentlichen rechtwinkligen Dreiecke auf,
wobei deren die Hypotenuse des Dreiecks bildenden äußeren Kegel-IQ
Y-Y
stumpfmantelflächen/die gleiche Neigung zur Längsachse 7 aufweisen
wie die Konizität der abgefasten Innenränder 4 in der Wandöffnung des Gehäusekörpermittelteils und 7 des Kragens der
Anschlußstutzen 2. Sie bilden mit der Längsachse Y-Y einen Winkel OC von etwa 40°.
Mit dem Pfeil X ist der Ladungsträgerstrahl bei Anwendung des Elektronenstrahlschweißens bezeichnet.
Wie aus Fig. 1 und 2 hervorgeht, ist die eine, innenliegende Kathete 3a jedes Ringkörpers 3 derart angeordnet, daß sie eine
axiale Verlängerung der zylindrischen Innenausnehmung der An-
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schlußstutzen 2 zum Gehäusekörpermittelteil 1 hin bildet, während die andere Kathete 3b innerhalb des Gehäusekorpermittelteils
liegt und zum Gehäusekörperinnenraum 5 hin gerichtet ist.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist auf dieser Kathete 3b einstückig zugleich der Sitzring 8 aufgebaut, der
in diesem Falle eine der Keilform des nicht dargestellten Verschlußgliedes entsprechende Neigung zum unteren Ende des Gehäuseinnenraums
hin aufweist.
Mit 9 sind zum Gehäuseinnenraum 5 hin vorspringende Führungsleisten
für die Führung des nicht dargestellten Verschlußgliedes bezeichnet.
Aus Fig. 1 und 2 ist die Zusammensetzung bzw. der Zusammenbau des kompletten Schiebergehäuses leicht zu entnehmen*.
Zuerst wird in die beiden konischen Bohrungen 4 auf beiden
Seiten des Gehäusekörpermittelteils.: 1 der zugleich den Sitzringträger
bildende Ringkörper 3 mit seinem äußeren Kegelstumpfmantel 10 eingeführt. Liegt der Kegelstumpfmantel 10 innerhalb
der konischen Bohrung 4 der ebenen Gehäusewand 6 satt an, so
ragt ein Teil des Kegelstumpfmantels 10 aus der Außenfläche der Seitenwand seitlich heraus. Auf diesen aus der Seitenwand des
Gehäusekorpermittelteils herausragenden Abschnitt des Kegelstumpfmantels
10 werden anschließend die Flanschstutzen 2 aufgesteckt, deren Kragen eine entsprechend konische Bohrung 7
aufweisen.
Auf diese Weise sind der Gehäusekörpermittelteil 1 einerseits und die beiden Flanschstutzen 2 andererseits über den
Ringkörper 3 eindeutig fixiert. Die konischen Bohrungen 4 und 7 des Gehäusekörpermittelfefefi(Ls:-.:iKi3s:K 1 sowie der Flanschstutzen 2
liegen dabei satt auf dem äußeren Kegelstumpfmantel 10 der
Ringkörper 3 an.
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Mit Hilfe eines in der Zeichnung nicht dargestellten Modellkeiles und einer entsprechenden Anlage können sodann die beiden
Flanschstutzen, die Ringkörper und der Gehäusekörpermittelteil in ihrer Lage genau zueinander fixiert fest miteinander verspannt
werden.
Daraufhin läßt man das auf diese Weise komplettierte Schiebergehäuse
um die Achse Y-Y rotieren, wobei der unter ca. 40°
im Inneren der Flanschstutzen verlaufende Elektronenstrahl X
die entsprechend kegelmantelstumpfförmig verlaufende Naht genau trifft, so daß nach einer Umdrehung des Schiebergehäuses sämtliche Teile durch nur je eine einzige Elektronenstrahlschweißung homogen miteinander verbunden shd.
im Inneren der Flanschstutzen verlaufende Elektronenstrahl X
die entsprechend kegelmantelstumpfförmig verlaufende Naht genau trifft, so daß nach einer Umdrehung des Schiebergehäuses sämtliche Teile durch nur je eine einzige Elektronenstrahlschweißung homogen miteinander verbunden shd.
Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist der Innendurchmesser der
Ringkörper 3 geringfügig kleiner ausgebildet als der Innendurchmesser der Anschlußstutzen 2. Auf diese Weise bildet sich an der Eintrittsstelle des Elektronenstrahls X bei 11 ein kleiner trichterförmiger Vorsprung bzw. Spalt aus, der es dem Elektronenstrahl erleichtert, sich zuverlässig den Schweißspalt zu suchen.
Ringkörper 3 geringfügig kleiner ausgebildet als der Innendurchmesser der Anschlußstutzen 2. Auf diese Weise bildet sich an der Eintrittsstelle des Elektronenstrahls X bei 11 ein kleiner trichterförmiger Vorsprung bzw. Spalt aus, der es dem Elektronenstrahl erleichtert, sich zuverlässig den Schweißspalt zu suchen.
Obschon aus der Zeichnung nicht zu ersehen, weisen die über den eingeschweißten Ringkörper 3 miteinander verbundenen Gehäusekörpermittelteil
und Anschlußstutzen zwischen ihren auf der
Kegelstumpfmantelfläche 10 des- Ringkörpers 3 aneinander angrenzenden Wandungsrändern bei 12 einen geringfügigen spaltförmigen Abstand zueinander auf, der es ermöglicht, daß sich an dieser
Stelle eine normale Schweißnahtoberfläche bilden kann.
Kegelstumpfmantelfläche 10 des- Ringkörpers 3 aneinander angrenzenden Wandungsrändern bei 12 einen geringfügigen spaltförmigen Abstand zueinander auf, der es ermöglicht, daß sich an dieser
Stelle eine normale Schweißnahtoberfläche bilden kann.
Der gegenüber 45 kleinere Winkel OC von nur etwa 40 bietet
die Möglichkeit, die Verbindungsschweiße des Flanschstutzens mit dem Ringkörper 3 großflächiger als die Verbindung des Gehäusekörpermittelteils
mit dem Ringkörper 3 auszubilden. Dies
bedeutet, daß die Schweißverbindung bzw. die Breite der Schweiß-
bedeutet, daß die Schweißverbindung bzw. die Breite der Schweiß-
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naht im Eintrittsbereich des Elektronenstrahls X größer ist als
in demjenigen Bereich, in dem der Gehäusekörpermittelteil mit dem Ringkörper 3 verbunden.
Im Falle des in den Fig. 4 und 5 veranschaulichten Ventilgehäuses
liegen die Verhältnisse grundsätzlich gleich, wie zuvor bezüglich des Schiebergehäuses gemäß Fig. 1 bis 3 beschrieben.
Während der in den Fig. 4 und 5 rechts dargestellte Ringkörper
3 nicht zugleich mindestens mittelbar als Träger des Sitzringes dient, ist an die zum Gehäuseinnenraum 5 hin gerichtete Kathete
3b des in der Zeichnung links dargestellten Ringkörpers 3 ein Winkelkrümmer 13 angesetzt, dessen oberer, senkrecht zur Ebene
des Ringkörpers ausgerichtete Rand zugleich den mit dem nicht dargestellten Verschlußglied zusammenwirkenden Sitzring 13a
bildet.
Der Winkelkrümmer 13 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
an die zum Gehäuseinnenraum 5 hin gerichtete Kathete 3b des Ringkörpers 3 bei 14 angeschweißt, könnte jedoch gegebenenfalls
auch einstückig mit diesem verbunden sein.
Im Falle des in Fig. 6 schematisch und im Ausschnitt veranschaulichten
Gehäuses für einen Kugelhahn liegen die Verhältnisse ebenfalls so, wie zuvor bezüglich der beiden anderen Ausführungsbeispiele beschrieben.
Abweichend davon dient die zum Gehäuseinnenraum 5 hin gerichtete Kathete 3b der beiden Ringkörper 3 dazu, den bevorzugt federnd
ausgebildeten Abdichtring- 15 abzustützen, der die Abdichtung gegenüber den Kugelflächen des drehbaren Verschlußgliedes
16 bewirkt.
Aus den vorstehenden Erläuterungen ist ersichtlich, daß die Erfindung mit gleich-em Vorteil auch bei blechgepreßten Gehäusen
angewendet werden kann, bei denen der Gehäusekörpermittelteil
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an allen Stellen gleichbleibende Wandstärke aufweist und auch die Anschlußstutzen gewöhnlich aus gleichwandigen Rohrabschnitten
bestehen. Ist es bei solchen aus Blech hergestellten Gehäusen notwendig, die Anschlußstutzen an eine ebene Fläche anzuschweißen,
so erfolgt die aus Festigkeitsgründen unbedingt notwendige Verstärkung durch den eingeschweißten Ringkörper, der
aus der ebenen 'wandung des blechgepreßten Gehäusekörpermittelteils
herausragt, so daß daran die rohrförmigen Stutzen ohne weiteres zuverlässig angeschweißt werden können.
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Claims (11)
- DR.-ING. STUHLMANN — D«PL.-iNG. WILL£RT DR.-ING. OIDTMANN — DIPL.-PHYS. DR. JUR. REUTERSPATENTANWÄLTEAKT.N-NR. 3/27523 463O BOCHUM, 21'2'±9Ί8 ΧΧ/ΜPoetschlleQfach 10 24 SOIhr Zeichen Fernruf Ο234/519 57Bergstraße 159 Telagr.: StuhlmannpatentPatentansprüche:(l.yArmaturgehäuse aus Stahl, insbesondere für Schieber, welches aus mehreren durch Schweißen, insbesondere durch Elektronenstrahlschweißung, miteinander verbundenen Pormteilen zusammengesetzt ist, die zumindest den mit entsprechenden Wandöffnungen versehenen Gehäusekörpermittelteil, die an diese beiderseits gleichachsig angesetzten Anschlußstutzen sowie den mit dem verstellbarer. Verschlußglied zusammenwirkenden Sitzring einschließlich dessen Träger umfassen ,dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusekörpermittelteil (1) mit den Anschlußstutzen (2) über einen Ringkörper (3) verbunden ist, der im Querschnitt die Grundform eines im wesentlichen rechtwinkligen Dreiecks aufweist und dessen die Hypotenuse des Dreiecks bildende Kegelstumpfmantelfläche (10) auf einem ersten, sich über den größeren Durchmesserbereich erstreckenden Teil ihrer axialen Länge über den gesamten Umfang mit dem entsprechend abgefasten Innenrand (4) der Wandöffnung des Gehäusekörpermittelteils (1) und auf einem zweiten, im kleineren Durchmesserbereich liegenden Teil ihrer Länge über den gesamten Umfang mit dem entsprechend abgefasten Stirnrand (7) des jeweiligen Anschlußstutzens (2) verschweißt ist, wobei die die innere Ringfläche (3a) des Ringkörpers (3) bildende Kathete eine axiale Verlängerung der zylindrischen Innenausnehmung des Anschlußstutzens (2) zum Gehäusekörpermittelteil (1) hin bildet, während die andere Kathete (3b) innerhalb des Gehäusekörpermittelteils (1) liegt und zum Gehäusekörperinnenraum (5) hin gerichtet ist.
- 2. Armaturgehäuse nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet , daß die fiktive Kegelspitze der äußeren Kegelstumpfmantelfläche (10) des Ringkörpers (3) auf der Längsachse (Y-Y) des Anschlußstutzens (2) liegt und zum Zwecke der Anwendung des Elektronenstrahlschweißens vom Inneren des Anschlußstutzens (2) her mit der Kegelstumpfmantelfläche (10) einen Winkel zwischen 35 und 45°, bevorzugt von etwa 40 s bildet.28Q774Q
- 3. Armaturgehäuse nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet } daß die über den eingeschweißten Ringkörper (3) miteinander verbundenen Gehäusekörpermittelteil (1) und Anschlußstutzen (2) zwischen ihren auf der Kegelstumpfmantelflache (10) des Ringkörpers (3) aneinander angrenzenden Wandungsrändern einen kleinen^ spaltförmigen Abstand (12) zueinander aufweisen.
- 4. Armaturgehäuse nach Anspruch 1, 2 oder 3 , dadurch gekennzeichnet , daß die die Innenfläche (3a) des Ringkörpers (3) bildende, in den entsprechend abgefasten Stirnrand (7) des Anschlußstutzens (2) hineinragende und dabei innenseitig dessen Verlängerung bildende Kathete einen geringfügig kleineren Durchmesser als der Innendurchmesser des Anschlußstutzens (2) aufweist.
- 5. Armaturgehäuse nach Anspruch 1 oder einem der folgenden , dadurch gekennzeichnet , daß der Ringkörper (3) mindestens mittelbar zugleich den Träger des Sitzringes (8; 13a; 15) für das "Verschlußglied (z.B. 16) bildet und dazu seine zweite } zum Innenraum (5) des Gehäusekörpermittelteils (1) hin gerichtete Kathete (3b) dient.
- 6. Armaturgehäuse für Schieber nach Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet , daß die zum Gehäusekörperinnenraum (5) hin gerichtete Kathete (3b) beider Ringkörper (3) selbst den mit dem keilförmigen Verschlußglied unmittelbar zusammenwirkenden und entsprechend geneigten Sitzring (8) trägt.
- 7. Armaturgehäuse nach Anspruch 6 ,dadurch gekennzeichnet , daß der Ringkörper (3) und der entsprechend geneigt ausgebildete Sitzring (8) einstückig ausgebildet sind.909836/003?
- 8. Armaturgehäuse nach Anspruch 6sdadurch gekennzeichnet , daß der gegebenenfalls durch Auftragsschweißung gepanzerte Sitzring Bestandteil eines gesonderten Tragrings bildet, der in eine entsprechende Ausnehmung des Ringkörpers eingesetzt und mit diesem, z.B. durch Verschraubung, verbunden ist.
- 9. Armaturgehäuse für Ventile nach Anspruch 5,dadurch gekennzeichnet , daß die zum Gehäusekörperinnenraum (5) hin gerichtete Kathete (3b) einer der beiden Ringkörper (3) einen Winkelkrümmer (13) trägt, dessen oberer, senkrecht zur Ebene des Ringkörpers ausgerichtete Rand mittelbar oder unmittelbar den mit dem Verschlußglied zusammenwirkenden Sitzring (13a) bildet.
- 10. Armaturgehäuse nach Anspruch 9sdadurch gekennzeichnet , daß der Ringkörper (3) und der Winkelkrümmer (13) einstückig ausgebildet sind.
- 11. Armaturgehäuse für Kugelhähne nach Anspruch ^,dadurch gekennzeichnet;, daß die zum Gehäusekörperinnenraum (5) hin gerichtete Kathete (3b) beider Ringkörper (3) der Abstützung des mit den Kugelflächen des Verschlußgliedes (16) zusammenwirkenden Sitz- bzw. Abdichtringes (15) dient.
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