DE19816244A1 - Gehäuse für Rohrleitungsarmaturen und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für Rohrleitungsarmaturen, das sich kostengünstig herstellen läßt und das auch höchsten Druckbeanspruchungen standhält, sowie ein Verfahren zur Herstellung solcher Gehäuse anzugeben. Dies wird bezüglich des Gehäuses gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß es aus einem Rohrstück aus kaltumformbarem Material, wie Stahl, innenhochdruckumgeformt ist. Erfindungsgemäß herstellen läßt sich ein derartiges Gehäuse dadurch, daß ein aus einem kaltumformbaren Material, wie Stahl, bestehendes Rohrstück einer größeren Länge als der des Strömungskanals des herzustellenden Gehäuses, in ein Preßgesenk gelegt wird, 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

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 gelöst durch ein aus einem Rohrstück aus kaltumformbarem Material, wie Stahl, innenhochdruckumgeformtes Armaturen-Gehäuse.

Das erfindungsgemäß aus einem Rohrstück einstückig und nahtfrei geformte Gehäuse weist nach seiner Herstellung glatte Innenflächen auf. Daher kann ein Nachbearbeiten der Innenflächen entfallen. Aus diesem Grund lassen sich erfindungsgemäße 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 erfindungsgemäßes Gehäuse aus hochfestem und hochzähem gut kaltumformbaren Material, insbesondere Stahl, erzeugt werden.

Erfindungsgemäße Gehäuse können mit Abzweigungen versehen werden, deren Durchmesser größer sind als die des Strömungskanals.

Die Weite der Abzweigung kann ohne weiteres bis zum 2fachen des Durchmessers des Strömungskanals sein, und ihre Höhe kann bis zum 2,5fachen größer sein, als der Strömungskanalradius.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann der Strömungskanal 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 Innenhochdruckumformen 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:

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 D1 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 D1. Gleichzeitig ist die achsparallel zur Längsachse L3 gemessene Höhe H1, 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 (14)

1. Gehäuse für Rohrleitungsarmaturen, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem Rohrstück aus kaltumformbarem Material, wie Stahl, innenhochdruckumgeformt ist.

2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von seinem Strömungskanal (2) eine Abzweigung (3) abgeht, deren Durchmesser (D2) größer ist als der Durchmesser (D1) des Strömungskanals (2).

3. Gehäuse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser (D2) der Abzweigung (3) größer ist als der Durchmesser (D1) des Strömungskanals (2).

4. Gehäuse nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser (D2) der Abzweigung (3) dem 1,5- bis 2fachen des Durchmessers (D1) des Strömungskanals (2) entspricht.

5. Gehäuse nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe (H3) des Randes (3a) der Abzweigung (3) über der Längsachse (L2) des Strömungskanals (2) bis zum 2,5fachen größer ist als der Außenradius (H2) des Strömungskanals (2).

6. Gehäuse nach einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß 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, dadurch gekennzeichnet, daß 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, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungskanal (2) in seinem Verlauf mindestens einen aufgeweiteten Abschnitt (2c) aufweist.

9. Gehäuse nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke des Gehäuses (1, 10) 5 bis 60 mm beträgt.

10. Gehäuse nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es mit einer nahtfreien Innenplattierung versehen ist.

11. Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

• a) daß ein aus einem kaltumformbaren Material, wie Stahl, bestehendes Rohrstück einer größeren Länge als der des Strömungskanals des herzustellenden Gehäuses, in ein 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, dadurch gekennzeichnet, daß der Grenzdruck mindestens dem Berstdruck des Rohrstücks entspricht.

13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß 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, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit einer Innenplattierung versehenes Rohrstück verwendet wird.