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Absperrschieber und Verfahren zu seiner Herstellung Die Erfindung
betrifft Absperrschieber mit einem parallel zur Spindelachse angeordneten zylindrischen
Gehäusemittelteil, dessen unteres Ende durch ein z. B. topfförmiges Bodenstück verschlossen
ist und in dessen Seitenwänden diametral gegenüberliegend Öffnungen vorgesehen sind,
mit welchen im Durchmesser kleiner bemessene, die Schiebersitzflächeri tragende,
einteilig geschmiedete Anschlußstutzen mittels umfangsseitig angeordneter Ringkragen
über eine Ringschweißnaht befestigt sind. Es sind bereits derartige Absperrschieber
bekannt, bei denen der Ringkragen über den gesamten Umfang im Querschnitt hakenförmig
zum Gehäusemittelteil hin umgebogen ist, wobei ihre in der Ebene senkrecht zur Achse
der Anschlußstutzen liegende Stirnfläche mit der ihr in der gleichen Ebene gegenüberliegenden
Stirnfläche der ausgehalsten Öffnungsränder des Gehäusemittelteils beispielsweise
mittels des Widerstands-Stumpfschweißverfahrens maschinell verschweißt werden kann.
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Gegenüber anderen bekannten Konstruktionen hat die vorerwähnte Bauart
zwar den Vorteil; daß sie unter bestimmten Voraussetzungen; zu denen unter anderem
die sorgfältige Bearbeitung der miteinander zu verschweißenden Stirnflächen des
Ringkragens einerseits und der ausgehakten Öffnungsränder des Gehäusemittelteils
andererseits gehört, ein maschinelles Verschweißen der Teile gestattet, doch ist
sie andererseits an die Notwendigkeit gebunden, die Gehäuseöffnungen mit einer in
bezug auf den Gehäusequerschnitt über den Umfang ungleichförmigen Aushalsung zu
versehen. Derartige Aushalsungen sind nicht nur fertigungstechnisch lästig, sondern
führen zufolge des starken Reckens der Gehäusewand auch zu einer unregelmäßigen
Schwächung der Wandungsteile, die es gegebenenfalls mit Rücksicht auf die Festigkeit
des Gehäuses notwendig macht, in den übrigen, nicht gereckten Bereichen überdimensionierte
Wandstärken in Kauf zu nehmen.
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Durch die Erfindung sollen diese Nachteile dadurch vermieden werden,
daß die Ringkragen der Anschlußstutzen der Zylinderform des Gehäusemittelteils entsprechend
gebogen und in die öffnungen im Mantel des Gehäusemittelteils eingesetzt sind, deren
Innenrand sie mit einer angeschmiedeten zungenartigen Verlängerung hintergreifen,
und daß die Ringkragen mit den Rändern der Gehäuseöffnungen über eine Kelchnaht
verschweißt sind. Dadurch, daß die Ringkragen genau der Zylinderform des Gehäusemittelteils
entsprechend gebogen sind, was sich durch die Herstellung dieser Teile im Gesenkschmiedeverfahren
ohne besondere Mittel leicht bewerkstelligen läßt, können diese unter Verzicht auf
Aushalsungen unmittelbar in die Öffnungen des Gehäusemittelteils eingesetzt und
unter Anwendung einer qualitativ hochwertigen Kelchschweißnaht mit den Öffnungsrändern
verschweißt werden, ohne hierbei auf die fertigungstechnischen Vorteile einer automatischen
Schweißung verzichten zu müssen. Abgesehen davon, daß die für die Kelchnaht notwendige
-Abfasung am Ringkragen durch den Schmiedevorgang erzeugt werden kann, ohne einer
Nachbearbeitung zu bedürfen, und die Öffnungen im Gehäusemantel lediglich in einer
der Abfasung entsprechenden Form mit dem Autogenbrenner herausgeschnitten zu: werden
brauchen, wird die Fertigung des Gehäuses weiterhin durch die dem Ringkragen am
Außenumfang zugeordnete und gleichfalls bereits beim Schmiedevorgang erzeugte zungenartige
Verlängerung erleichtert, die den Randbereich der ausgeschnittenen Gehäuseöffnungen
im Sinne einer überlappung der Schweißwurzel hintergreifen und auf diese Weise die
Voraussetzung für einen Zusammenhalt der Teile während des automatischen Schweißvorganges.
schaffen.
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Die Verwendung derartiger zungenartiger Ansätze, die in Verbindung
mit einer Kelchnaht eine überlappung der Schweißwurzel bilden, ist bei Schiebergehäusen
an sich bekannt. Hierbei sind jedoch die Anschlußstutzen mit dem Gehäusemittelteil
einteilig ausgebildet, so daß lediglich die mit der Gehäuseöffnung über eine Kelchnaht
verschweißte Haube mit einem derartigen, zugleich der Zentrierung dienenden Verlängerungsansatz
versehen ist, der den Wurzelbereich der Schweißnaht überlappt.
Durch
die Anwendung solcher den Wurzelbereich der Schweißnaht überlappender Verlängerungsansätze
ist es möglich, die Schweißnähte zwischen dem Ringkragen und den Öffnungrändern
des Gehäusemittelteils ohne Vorbehandlung der Wurzel, etwa durch eine von Hand auszuführende
autogene Wurzelschweißung, nach dem elektrischen Lichtbogenverfahrenauf automatisch
arbeitenden Schweißmaschinen durchzuführen, wobei sich insbesondere die Anwendung
des Unterpulver-Schweißens nach dem Pulver-Abdeck-Schweißverfahren (Ellira-Verfahren)
empfiehlt. Hierdurch ergeben sich überall einwandfrei durchgeschweißte Verbindungen
ohne Wurzel- oder sonstige Schweißfehler, so daß sich ein häufig erst bei der Röntgenprüfung
feststellbarer Ausschuß so gut wie völlig vermeiden läßt.
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Die Herstellung des Schiebergehäuses geschieht zweckmäßig in der Weise,
daß die Anschlußstutzen in die ausgeschnittenen Öffnungen des Gehäusemittelteils
von innen eingesetzt und unter Anlage der zangenförmig überstehenden Verlängerung
gegen die Ränder der Gehäuseöffnungen durch einen innerhalb des Gehäuses zwischen
die sich gegenüberliegenden Sitzflächen der Anschlußstutzen eingeführten Modellkeil
festgespannt werden und daß anschließend das Gehäuse mit den darin festgeklemmten
Anschlußstutzen auf einer mit geneigt zur Senkrechten angeordneten Drehachse rotierenden
Einspannvorrichtung durch eine senkrecht über dem Schweißstoß aufgehängte, sich
entsprechend dem Verlauf der Schweißnaht auf- und abwärts bewegende Elektroden-
oder Schweißdrahtzuführungsvorrichtung in ein- oder mehrmaligem Umlauf verschweißt
wird, woraufhin die Anschlußflansche sowie gegebenenfalls der topfförmige Boden
an den Gehäusemittelteil bzw. die Anschlußstutzen angeschweißt werden. Der Umlauf
wird im Sinne der Schaffung einer ununterbrochen umlaufenden Kelchnaht so oft wiederholt,
bis der kelchförmige Schweißstoß voll aufgefüllt ist. Dieses Verfahren hat den Vorteil,
daß Schweißfehler, Poren oder Gasblasen ausgeschlossen werden, die sonst licht dadurch
eintreten, daß die Elektrode abgesetzt werden muß. Bei dem Schweißvorgang können
die Teile zusätzlich durch eine Spannschraube verbunden werden, die das Gehäuse
in Richtung der Anschlußstutzen sowie den zwischen diesen angeordneten Modellkeil
axial durchsetzt und an den Außenseiten die Anschlußstutzen hintergreifende Teller
aufweist. Die Spannschraube befindet sich in axialer Fortsetzung des Wellenzapfens
der Drehvorrichtung, welche zur Senkrechten in der Regel etwa 15° geneigt ist. Die
Auf- und Abwärtsbewegung der Elektroden bzw. Schweißdrähte innerhalb des Zuführungsgerätes
entspricht der wellenförmig sich bewegenden Schweißnaht und wird zweckmäßig durch
eine exzenterähnliche Kurve gesteuert. Die Anschlußstutzen erhalten zweckmäßig vor
der Montage durch Auftragsschweißung und eine darauffolgende Bearbeitung harte und
korrosionsbeständige Sitzflächen, um nach dem Einbau weitere Nachbearbeitungen zu
vermeiden, die durch den Gehäusehals bewerkstelligt werden müßten und daher umständlich
und zeitraubend wären.
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In der Zeichnung ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel erläutert.
Es zeigt Fig.1 das Gehäuse eines Absperrschiebers im Längsschnitt, Fig. 2 einen
Schnitt senkrecht zur Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-111 der Fig.
1 und Fig. 4 das Schema der Schweißvorrichtung.
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Der Gehäusemittelteil 1 besteht aus einem nahtlos gezogenen zylindrischen
Hohlkörper, der oben offen ist und am unteren Ende einen topfförmigen Boden 2 aufweist.
Am oberen offenen Ende ist ein Deckelflansch 3 angeschweißt, der zur Verbindung
mit dem Gehäuseaufsatz (in der Zeichnung nicht dargestellt) dient.
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Mit 4 sind die als einteilige Gesenkschmiedestücke hergestellten Anschlußstutzen
bezeichnet, die als Einsatzstücke in das Gehäuseinnere hineinragen und bei 5 die
Sitzflächen für die Anlage einer keilförmigen Schieberplatte aufweisen. Die Anschlußstutzen
4 weisen am Außenumfang einen entsprechend dem Durchmesser des Gehäusemittelteils
1 bogenförmig gekrümmten Ringkragen 6 auf, der mit dem Rand der ausgeschnittenen
Gehäuseöffnung über eine Kelchnaht verschweißt ist. Mit 7 sind Anschlußflansche
bezeichnet, die an den Anschlußstutzen 4 stirnseitig ebenfalls unter Verwendung
einer Kelchschweißnaht angeschweißt sind.
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Wie insbesondere aus Fig. 1 und 3 ersichtlich, sind die Anschlußstutzen
4 in dem mit dem Gehäusemittelteil 1 verschweißten Randbereich des Ringkragens 6
mit am Innenumfang vorstehenden und die Nahtstelle überlappenden zungenartigen Verlängerungen
8 versehen, die einerseits zur Erleichterung der Montage und andereseits dazu dienen,
eine völlig fehlerfreie, durchgehende Schweißverbindung sicherzustellen. In gleicher
Weise ist auch der im Gesenkschmiedeverfahren hergestellte Deckelflansch 3 mit dem
Gehäusemittelteil verschweißt, zu welchem Zweck der bei der Vorbearbeitung des Deckelflansches
in der Flanschbohrung zunächst belassene Schmiedekonus ebenfalls eine die Nahtstelle
überlappende zungenartige Verlängerung 9 aufweist, die dann nach dem Anschweißen
des Deckelflansches zusammen mit dem Schmiedekonus durch Ausdrehen entfernt wird.
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Da sowohl die Anschlußstutzen 4 als auch die an diese angeschweißten
Anschlußflansche 7 als Gesenkschmiedestücke ausgebildet sind, läßt sich bei ihnen
eine einwandfreie Verschweißung ohne eine zungenartige Verlängerung sicherstellen.
Zu diesem Zweck wird bei beiden Teilen der im Gesenkschmiedeprozeß entstandene Schmiedekonus
in der Bohrung zunächst belassen, so daß die Schweißfase 10 so tief eingedreht
werden kann, daß die Schweiße in den Bereich der späteren Bohrung ragt. Nach dem
Schweißen werden die beiden Konen mit der nicht durchgeschweißten Wurzel durch Ausdrehen
entfernt und der gewünschte Innendurchmesser in den Anschlußstutzen hergestellt.
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Gemäß Fig. 4 wird die Anordnung beim Schweißvorgang derart gewählt,
daß die in das Gehäuse 1 von innen eingesetzten Anschlußstutzen 4 unter Anlage der
zungenartigen Verlängerung gegen den inneren Rand der Gehäuseöffnungen von innen
her durch einen Modellkeil 11 am Gehäuse festgeklemmt werden, wobei eine
mit der schrägstehenden Welle 12 der Einspannvorrichtung in Drehrichtung starr gekuppelte
Verbindungsschraube 13 das Gehäuse in Richtung der Anschlußstutzen und gleichzeitig
den Modellkeil 11 durchsetzt, während an den Enden Teller 14 aufgesetzt sind,
die die Anschlußstutzen hintergreifen und durch die Mutter 15 verspannt
werden:
Die Neigung der Rotationsachse der Einspannvorrichtung beträgt etwa 15°, wobei sich
dieser Winkel aus dem Durchmesser der Gehäuseöffnungen bzw. des Ringkragens 6 der
Anschlußstutzen 4 ergibt. Oberhalb des Gehäuses befindet sich die Elektroden-oder
Schweißdrahtzuführungsvorrichtung 16, die während der Umdrehungen der Welle 12 wellenförmig
auf- und abwärts bewegt wird und dadurch ständig mit dem Schweißstoß in Verbindung
bleibt. Die Auf-und Abwärtsbewegung, die selbstverständlich in Abhängigkeit von
der Umdrehung der Welle 12 gesteuert wird, kann beispielsweise durch eine Exzenterkurve
17 bewirkt werden.
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Der Deckelflansch 3 bzw. die Anschlußflansche 7 werden erst nach Fertigstellung
der Schweißnaht zwischen den Anschlußstutzen 4 und dem Gehäusemittelteil l an die
Anschlußstutzen bzw. das obere offene Ende des Gehäusemittelteils angeschweißt.