DE2032132A1 - Verfahren zur Herstellung von aus Stanzteilen geschweißten Gehäusen fur große Rohrarmaturen und Fittinge und Preßwerkzeug zur Durchfuhrung des Ver fahrens - Google Patents

Description

Tsentralny Nauchno-Issledovatelsky Institut tekhnologii mashinostroenia

ZUR HERSTELLUNG VON AUS STANZTEIIEN GESCHWEIßTEN GEHÄUSEN FÜR -QrWSS ROHRARHATUREN UND FITTINGS UND EREßWERKZEUG ZUR DUROHPÜHRUNG DES

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung von aus

Stanzteilen und geschweißten Gehäusen für Rohr le itung sgr oßarma-

^_en
tür⁵ und.-großfittinge, die, insbesondere bei Rohrleitungen für Kraft- und Atomkraftwerke, chemische- und rohölverarbeitend© Anlagen benutzt werden sowie"fteßwerkzeug zur Durchführung des Verfahrens·

Es ist ein Verfahren zur Herstellung von gestanzt-ge-

csn schweißten Gehäusen für Rohrleitungsgroßarmatur^und -großfit»

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tinge "bekannt, nach dem das Hauptteil des Gehäuses aus zwei kuppeiförmigen Gehäusehälften ausgeführt wird, die durch Pressen mit doppelseitigen oder einseitigen Rohrstutzen in einem Stück gefertigt sind, wonach beide Gehäusehälften durch Schweißung vereinigt werden (siehe USA-Patent Mr· 2243119, 7. Dezember 1936, Erfinder Plant). ,;-<;·' ■;,> . _f .,

Nach dem erwähnten Patent erfolgt das Formen der Gehäusehauptteile durch Formpressen ohne Grat oder durch formpressen und Strangpressen im Gesenk ohne Gratbahn»

Palls ein solches Formpressverfahren zur Herstellung von Großgehäuseteilen genommen wird* so würden hierfür Pressen von großer Leistung und auch sehr schweres Preßwerkzeug errorderlich·

Infolge der großen Vielfältigkeit und Kleinserienferti-

(§n
gung von Groß armatur⁷ wird der Einsatz von G-roßleistungspressen

und einer kostspieligen technologischen Ausrüstung eine erheben

liehe Verteuerung solcher Armatur^und eine Erhöhung der Investitionen für den Bau der Sonderbetriebe verursachen» Die Ausführung des Armaturgehäuses aus mehreren Teilen^ um die erforderliche Preßkraft zu senken₉ wird aber ©ine wesentliche Erhöhung des Arbeite. - aufwand@g§ hervorrufen und die große Anzahl von Schweißnähten die Zuverlässigkeit des gestanzt- und geschweißten Gehäuses in Frage stellen·

Großfittinge, insbesondere T-Stücke waa Abzweigungsstük-' kö (bei den Abzweigungen liegen die Hohrstiitzen unter einem Winkel, der 90° nicht gleich ist)₈ werden häufig in kugelför-

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miger Bauart durch Tiefziehen, von zwei Halbkugeln aus .

Blechhalbzeug gefertigte Die Stutzen werden entweder durch Kragenziehen ausgeführt oder angeschweißt. Bei der ersten Ausführungsweise entsteht eine starke Abschwächung des Gehäuses durch die Öffnung, was erforderlich macht, die Dicke der Gehäusewand erheblich zu vergrößern, während bei der anderen Ausführungßweise die Schweißnähte in den am stärksten beanspruchten Stellen,,liegen·

Die Erfindung bezweckt die Beseitigung der erwähnten Nachteile. ■

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein solches Verfahren zur Herstellung von gestanzt-geschweißten Gehäusen für Rohrleitungsgroßarmatur^und -großfittinge sowie ein Eceßwerkzeug zur Durchführung des Verfahrens zu entwickeln^ bei denen der Einsatz von Pressen mit erheblicher Großkraft (bis 50000 .t *und von sehr schwerem Bceßwerkzeug nicht erforderlich ist. .

Zur Erfindung gehört das Verfahren zur Herstellung von gestanzt-geschweißten Gehäusen für Rohrleitungsgroßarmaturen und -großfittinge, nach dem das Hauptteil des Gehäuses aus zwei kuppeiförmigen Gehäusehälften ausgeführt wird, von denen eine jede mit zweiseitigen Stutzen oder einseitigen Stutzen in einem Stück durch Pressen gefertigt wurde, wonach die bei-

den Gehäusehälften durch Schweißung vereinigt werden. Erfindungsgemäß werden die kuppeiförmigen Gehäusehälften durch Blech».

stanzen gefertigt, d.h. sie werden aus Blech- oder Rohrrohlin-

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gen durch Ziehen oder Stauchen gepreßt; dabei werden

als Zwinchenntadium

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Rohlinge kuppelartiger Gestalt geformt und in ihren Zentralzonen ein Metallvorrat gebildet, aus dem dann durch nachfolgendes Pressen im Stauchverfahren ein fertig geformter Stutzen (Fertigstutzen) erhalten wird·

Werden die kuppeiförmigen Gehäusehälften aus Stahlblech gefertigt, so ist es zweckmäßig, einen kuppeiförmigen Rohling mit zylindrischem Rand aus dem Blech ι zu formen, um dadurch einen Metallvorrat am Rohlingsumfang zu bilden und danach durch Stauchen diesen Metallvorrat in den Mittelteil des Rohlinge α zu versetzen.

Werden die kuppeiförmigen Gehäusehälften aus einem Rohrstück gefertigt, ist es ebenfalls zweckmäßig, den Metallvorrat am Umfang des kuppeiförmigen Rohlings durch Formen desselben aus einem Rohrrohling mit einer solchen Länge auszuführen, die beim nachfolgenden Stauchen einen zur Stutzenbildung erforderlichen toetallvorrat im Mittelteil des Rohlings gewährleistet.

Werden die kuppeiförmigen Gehäusehälften aus Stahlblech gefertigt, ist es vorzuziehen, die Öffnung für den Stutzen ^ in den Rohlingen auszuführen,nachdem diese kuppeiförmig gestaltet sind·

Es ist vorzuziehen, das Pressen im Stauchverfahren durch gleichzeitiges Aufweiten der Stutzenöffnung und durch Druckausübung auf die Stutzenstirn auszuführen·

Es ist auch vorzuziehen, das Pressen im Stauchverfahren unter Gegendruck an der Bildungsstelle des Innenstutzens auszuführen, um im Stutzenmetall einen Druckspannungszustand

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zwecks Verhinderung des Entstehens von Zusammenziehungen und Festklemmungen zu erzeugen·

Zur Erfindung gehört auch das Preßwerkzeug zum Durchführung des erwähnten Verfahrens· Irfindungsgemäß ist das eine Stauchmatrize und einen Stauchstempel enthaltende Preßwerkzeug mit einem in die Stutzenöffnung zum Pressen im Stauchverfahren (zum Stauchfließpressen) einführbaren zusätzlichen

wohei

Fließpreßstempel ausgerüstet^ im Stauchstempel des Preßwerkzeugs eine Zentralöffnung zur Bildung des Innenstutzens vorgesehen ist.

Es ist zweckmäßig, den zusätzlichen Preßstempel stufenartig zum Aufweiten (zum Ausbauchen) der Stutzenöffnung und zur Druckausübung auf die Stutzenstirn auszuführen·

Zur Erzeugung einer allseitigen Druckspannung im Stutzenmetall beim Stänzverlauf ist es auch zweckmäßig, das Preßwerkzeug mit einem im Inneren des Stauchstempeh angeordneten Abstützstempel zu versehen, der eine Zentralöffnung zur Einführung des Preß stempel stumpf es in der Schlußphase des Stanzens aufweist.

Durch diese Erfindung ist ein Verfahren und ein Preßwerkzeug zur Durchführung des Verfahrens entwickelt worden,

,en die es ermöglichen, Gehäuse für Rohr leitungsgroß armatur^ und -großfittinge, welche für hohe- und euperhohe Druck- und Temperaturkennwerte berechnet sind, mit Hilfe von üblichen Pressen und dem Gewicht nach ebenfalle üblichen Gesenken herzustellen·

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Nachstehend wird die Erfindung anhand der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles und der beigelegten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig· 1 Längsschnitt eines gestanzt-geschweißten Genau- , ses für einen Ronrleitungs-GroßverSchlußSchieber;

Fig· 2 Draufsicht des Großverschlußschiebers in Fig· Λ\

Fig· 3 Längsschnitt eines gestanzt-geschweißten Gehäuses für einen Rohrleitungs-GroßVerschlußschieber mit einem Hohlraum;

Fig. 4 Längsschnitt eines gestanzt-geschweißten Gehäuses für ein Rohrleitungs-Großrüekschlagventil}

Fig. 5 Längsschnitt eines gestanzt-geschweißten Gehäuses für ein ΐ-förmiges Eohrleitungs-Großabzwelgungsstückj

Fig. 6, 7, 8_f 9 *2Bd 10 Ind^pungsreihenfolge der Rohlingsgestalt bei der Herstellung des Hauptteiles für ein Gehäuse mit doppelseitigem Stutzen aus einem Blechrohling nach dem ,erfindungsgemäßen Verfahrenj

Fig· 11, 12 und 13 Inderungsreihenfolge der Rohlingsgestalt bei Herstellung aus einem Rohrrohling ι

Fig. 14 Ausgangsstellung des erfindungsgemäß ausgeführten Preßwerkzeugs zum Stauchen und zum Pressen im Stauchverfahrenj

Fig. 15 Dasselbe Preßwerkzeug in Stellung nach dem Stauchen}

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Fig· 16 Dasselbe Stoßwerkzeug beim Stanzen;

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ig· 37 Dasselbe Freßwerkzeug nach Beendigung des Stanzens,

In Fig. 1...5 sind Beispiele

cen ^

von ' Rolarleitungsarmatuirund -fittinge;, deren Gehäusehauptteile gemäß der Erfindung hergestellt werden können, dargestellt·

In Fig· 1 und 2 ist das.Gehäuse eines Verschluß Schiebers gezeigt, welches aus zwei mit einander verschweißten halbkugeligen Gehäusehälften .1 besteht, die den Hauptteil des Gehäuses bilden, an dem der Zenträlstutzen 2 sowie die Seitenstutzen 3 angeschweißt sind. Im Gehäusehohlraum sind zwei Sitze 4 angeschweißt.

Der erwähnte Schieber kann für Verschlüsse beider Hauptarten - der keilförmigen und "flachparallelen" - benutzt werden.

Falls beim "flachparallelen" Verschluß ein Leitring genommen ist, wird das Gehäuse des Schiebers mit einem unteren Hohlraum ausgeführt, den der in Fig. 3 gezeigte Deckel 5 bildet.

Die Gehäuse für Rücklauf-, Regel- und Drosselventile werden in ähnlicher Bauart ausgeführt. In Fig. 4 ist ein Gehäuse für solche Ventile dargestellt. Hier ist eine halbkugelige Gehäusehälfte 6 mit doppelseitigem Stutzen, die andere Gehäusehalfte 7 aber mit einseitigem Stutzen 8 ausgeführt, der einen verstärkten Bund 9 aufweist, welcher als flacher-innensitzender Stutzen ausge-

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führt ist. Somit ist der einseitige Stutzen mit verstärktem Bund eine Abwandlung des doppelseitigen Stutzens·

In Fig. 5 ist das Gehäuse eines Abzweigungs-T-Stückes dargestellt· Hier hat die eine halbkugelige Gehäusehälfte 10 den einseitigen Groß stutz en 11, dessen Öffnung die Gehäusewand wesentlich abschwächt. Deshalb wird dieser Stutzen mit dem Verstärkungsbund 12 ausgeführt. Die andere halbkugelige Gehäusehälfte 13 hat die kleineren Stutzen 14, die sowohl mit als auch ohne Verstärkungsbund ausgeführt werden können«

Die kuppeiförmigen, insbesondere halbkugeligen Gehäusehälften mit doppelseitigen Stutzen (oder mit einseitigem Stutzen, aber auch mit Verstärkungsbund) für Armatur- und Fittinggehäuse werden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in mehreren Arbeitsgängen gefertigt, wobei in Abhängigkeit von der Größe des Gehäuses zwei Abwandlungen des Verfahrens zu empfehlen sind·

Besonders große kuppeiförmige Gehäusehälften werden aus Stahlblechrohlingen gefertigt.

Dazu wird aus einem Grobblech ein Rundrohling (Fig· 6) geschnitten. Danach wird dem Rohling mittels Durchziehen eine kuppeiförmige Gestalt (Fig. 7) verliehen, u.zw. mit zylindrischem Rand 15 zum nachfolgenden Formen des Stutzens aus diesem Rand.

Darauf wird im erzeugten Rohling die Zentralöffnung 16 (Fig· 8) für den Stutzen gedreht und erforderlicherfalls auch die Kante 17 zum Entfernen der Unebenheiten·

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Danach erfolgt das längsgerichtete Stauchen mit Versetzung eines Teiles des Rohlingswerkstoffes vom Umfang (vom zylindrischen Rand zum Mittelpunkt, um einen Metallvorrat im Außenstutzen 18 (Fig. 9) zu "bilden und durch nachfolgendes Pressen in Stauchverfahren erhält man aus diesem Metall den zentralen doppelseitigen fertiggeformten Stutzen 19 (Fig. 10).

An der fertiggepreßten Gehäusehälfte werden nun die Kante 20 und die Außenstirn 21 des Stutzens 21 zwecks Verbreitung zur Scliweißung gedreht« Damit ist die Herstellung der kuppeiförmigen Gehäusehälfte beendigt·

Die fertigen Gehäusehälften werden dann zur .ScMeißung der Gehäuse weiterverwendet.

Die küppelförmigen Gehäusehälften für etwas kleinere Gehäuse können aus Rohrrohlingen (nahtlos gezogene Rohre) hergestellt werden·

Von einem solchen Rohr wird eine bestimmte Länge (Fig. 11) abgeschnitten· Dann wird dieser Rohling in Längsrichtung gestaucht und er erhält eine Gestalt, die in Fig· 12 gezeigt ist, wobei ein feetallvorrat im Außenstutzen 22 gesichert wird· Durch nachfolgendes Pressen im Stauchverfahren der Stutzenzentralzone wird der zweiseitige Stutzen 33 (Fig,13) gebildet.

Beim Einsatz von Rohrrohlingen werden das Stauchen in Längsrichtung und das Pressen im Stauchverfahren genau so wie bei der Herstellung aus Stahlblechrohlingen ausgeführt. Jedoch ist in diesem Falle der Arbeitsverlauf bei der Herstellung der kuppeiförmigen Gehäusehälften einfacher, als bei der Benutzung von Stahlblechrohlingen, da das Tiefziehen des

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kuppeiförmigen Rohlingsund das Drehen der ö£fraimg wegfallem.

Bei den beschriebenenen Arbeitsabläufeüi eaarolgfc das Fr essen im Stauchveriahren durch Versetzung eines Weaässtofffceiles der Außenstutzen 18 und 22 (Fig. 9 und 12) im da© Jmn&ee des Gehäuses, wodurch die zweiseitigen Stutzen 19 iizad 23' (Fig. 10 und 13) gebildet werden. Erfindungsgemäß wia?d diesea? Irlbeitsgang durch gleichzeitiges Aufweiten der StiitaeiaSJEfiimig und durch Druckausübung auf die Außenstirn des Stutzens ausge-A führt» Dadurch wird das Metall in die Inneazome ¥ers©tzt; und es erfolgt die Formbildung des Innenstutzems»

Bei dem Gesenkpressen eines zweiseitigem Giroßstutaeiis wird erfindungsgemäß das Pressen im Staucliverfata?©!! umtei? Anwendung von Gegendruck an der Innenstutzen-Bildiiaiigsstelle ausgeführt» Durch den Gegendruck wird am Metal.l'weTSarmsaMQ&h.eTu ein allseitiger Druckspannungszustand erzewg*_s was die Bildung von Zusammenziehungen und Festklemmungen veriaimdeii;·

Zwecks Ausführung der Arbeitsgänge zum. Stauchen. Im. lamgsrichtung und zum Pressen im Stauchverfahrem₉ die nach eiiaealiger Erhitzung erfolgen, ist erfindungsgeaai eim lOlgeweasäk— zeug entwickelt, dessen Bauart sich von derjemigem des w©l1>gehendst bekannten Einziehstanzwerkzeuges imfcersdheldefc«

Die Bauart und Arbeitsweise des Folgeweifcseaigs simd im Fig. 14 ... 17 dargestellt.

Die Stauchmatrize 24 (Fig. 14) ist am dem (miclit dargestellten) Außenschlitten befestigt, der PreJßstempel 25 aJber.-am Innenßchlitten oder am PressentauchkoHsem (beide letzteicen ebenfalls nicht dargestellt). Stauchstempel 26 mit; -Uiit;ea?jpXat;— te 27 sind auf dem (nicht gezeigten) Pressemiiscl.

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Der Ab stützet empel 28 wird durch, den Tauchkolben des unteren (nicht dargestellten) Etessenzylinders verschoben· Das Formen im Werkzeug verläuft in nachstehender Reihen-

aiiseiirandergefahr ener
folge. Bei ^v Stellung wird der Pressentisch durch den Kran auf den Stauchstempel 26 gesenkt und der kuppeiförmige Rohling 29 mit der gedrehten Öffnung 30 und der gedrehten Kante 31 wird darauf zentriert«

Bann, bewerkstelligt die Stauchmatrize 24 in einem Außenschlittenhub das Stauchen des Rohlings 32 in Längsrichtung (Pig· 15) und sie wird in der unteren Stellung bis zur Beendigung der Verformung des Rohlings gehalten.· Der Abefctitzstempel 28 wird dann in die obere Ausgangsstellung gehoben.

Danach werden oei einem Hub des Presseninnenschlittens und durch den EreBstenpel 25 das Aufweiten der Öffnung 33 (Fig· 16) im Rohling 3* und die Druckausübung auf seinen Außenstutzen 35 ausgeführt.

Sum fac&Luß der Formung des Rohlings 36 (Fig· 17) greift das Ende des Fließpreß stempeis 25 in die Zentralöffnung 37 des Abstützstempels 28 ein. Somit ergibt sich für das zu pressende ietall des Rohlings ein geschlossener Hohlraum· Dadurch erfolgt am Ende der Verformung die endgültige Gestaltung der kuppelföreigen Gehäusehälfte·

Durch den Rücklauf des Innenschlittens wird darauf der Fließpreßstempel 25 aus der öffnung des Rohlings 36 gehoben· Dann hebt man durch eine Aufwärtsbewegung die Stauchmatrize 24 nach oben an. Hie gepreßte Gehäusenälfte (das Gesenkschmiedestüek) wird nun durch den Abstützstempel 28 aus dem

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Werkzeug gestoßen und bei ausgeschobener Tischstellung durch, den Förderkran aus dem Werkzeug entfernt.

Die erfindungsgemäßen Verfahren und das Folgewerkzeug zur Durchführung dieses Verfahrens ermöglichen es, ausreichend feste und starke Armatur- und Fittingsgroßgehäuse für verschiedene auch bis zu den überkritischen reichende Kennwerte des Arbeitsmediums herzustellen· Die kugelförmige Gestalt des Gehäusehauptteiles ist die in bezug auf Festigkeit und Steifigkeit optimalste Form für Gefäße, die unter Innendruck· stehen·

Das erfindungsgemäße Verfahren erfordert zu seiner Durchführung, auch bei der Herstellung von Sondergroßgehäusen, nicht den Einsatz von spezieller Preßausrüstung·

das

Durch die erfindungsgemäßen Verfahren und^vWerkzeug zur Durchführung des Verfahrens können gesenkgepreßte Gehäusehälften erhalten werden, die durch Ringhähte mit konstanter Wanddicke verschweißt ' wodurch es ermöglicht ist, mechanisierte Schweißverfahren und moderne physikalische Schweißnah*- -Überwacnungsmethoden anzuwenden·

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Claims (6)

1. -■13 -PATENTANSPRÜCHE :

   Λ .) Verfahren zur Herstellung vonv Stanzteilen geschweißten

   ΘΪ1

   Gehäusen für Rohrleitungsgroßarmatur und Großfittinge, nach dem das Gehäusehauptteil aus zwei kuppelförmigen Gehäusehälften ausgeführt wird, von denen eine jede mit doppelseitigem odär einseitigem Stutzen in einem Stück durch . Gesenkpressen gefertigt wurde, wonach die beiden Gehäusehälften durch Schweißung vereinigt werden, dadurch g e k e η η ζ e i c η — η e t, daß die kuppelförmigen Gehäusehälften durch · ßlech,-stanzen gefertigt und dabei Zwischenrohlinge kuppelartiger Gestalt geformt werden, in deren Zentralzonen ein teetallvorrat gebildet wird, aus dem dann durch nachfolgendes Pressen im Stauchverfahren ein fertig geformter Stutzen erhalten wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t, daß im Falle der Fertigung von kuppelförmigen Gehäusehälften aus Stahlblech, ein kuppeiförmiger Rohling mit zylindrischem Hand vorgefertigt wird, um dadurch einen Metallvorrat am Rohlingsumfang zu bilden und danach durch Stauchen diesen Metallvorrat in den Mittelteil des Rohlings au versetzen«
3. 3· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η a e i c h η et, daß im Falle der Fertigung von kuppelförmigen Genaue ©hälft en aus einem Bohrstück der Metallvorrat am Umfangsteil des kuppelförmigen Rohlinge durch Stanzen des-

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   selben aus einem Eohrrohling mit einer solchen Länge gebildet wird, welche beim, nachfolgenden Stauchen einen zur Stutzenbildung erforderlichen Metallvorrat im Mittelteil des Rohlings sichert,
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle der. Fertigung von kuppeiförmigen Gehäusehälften aus Stahlblech die Öffnungen für den Stutzen in den Rohlingen, nachdem diese letzteren kuppeiförmig gestaltet sind, ausgeführt werden· ·
5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichne t, daß das Pressen im Stauchverfahren durch gleichzeitiges Aufweiten der Stutzenöffnung und durch Druckausübung auf die Stutzenstirn erfolgt«
6. 6. Verfahren nach Anspruch 5» dadurch g e kennze ichnet, daß das Pressen im Stauehverfahren unter Gegendruck an der Bildungsstelle des Innenstutzens erfolgt,

   7· ee zur Durchführung des Herstellungsverfahrens nach Anspruch 1, die eine Stauchmatrize und einen Stauchstempel enthält, d adurchg e kennzeichnet, daß sie mit einem zusätzlichen Fließpreßstempel (25) ausgerüstet ist, der zum Pressen im Stauchverfahren

   wobei

   in die Stutzenöffnung (33) eingeführt wird,^vim Stauchstempel (26) eine Zentralöffnung zur Bildung des Innenstutzens vorgesehen, ist.

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   ö· nach Anspruch 7, dadurch gek e nn ze i c hnet, daß de£ zusätzliche Preßstempel (25) stufenartig zum Aufweiten der Stutzenöffnung und zur Druckausübung auf die Stutzenstirn ausgeführt ist·

   9« S nach Anspruch 7, dadurch g e kenn ζ e i chnet, daß sie zur Erzeugung

   einer allseitigen Druckspannung im Stutzenmetall mit einem im Innern des Stauchstempels (26) angeordneten Abstützstempel (28) ausgestattet ist, der eine Zentralöffnung (37) zur Einführung des Stumpfes des Preßstempels (25) in der letzten -Phase des StanzenB aufweist·

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   Jib

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