DE3126376C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Absperrorgan für Fluide nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE-OS 29 00 601 ist bereits ein Absperrorgan für Fluide mit einem Gehäuse bekannt. Ferner weist das Absperr­ organ eine im Gehäuse befindliche, einen Einlaß und einen Auslaß aufweisende Buchse auf. Innerhalb der Buchse ist eine Spindel zwischen einer Offenstellung und einer Sperrstellung bewegbar, die einen im wesentlichen in ihrem hohlen Inneren verlaufenden Einlaß sowie einen radial verlaufenden Auslaß aufweist. Ferner hat das Absperrorgan eine in der Offen­ stellung außerhalb des Strömungsweges des Fluides befind­ liche, in der Buchse festgelegte ringförmige Dichtung. Die Achse der Dichtung verläuft im wesentlichen senkrecht zur Achse der Spindel. Die Dichtung steht in dichtendem Kontakt mit der Spindel.

Die Dichtung besteht aus O-Ringen mit kreisförmigem Quer­ schnitt, die in glattwandigen Durchbohrungen bzw. Aus­ nehmungen der Buchse eingelegt sind. Die Dichtwirkung der Dichtringe ergibt sich dadurch, daß die Dichtringe zwischen der Innenwand der Buchse und der Außenwand der Spindel unter Deformation ihres im entspannten Zustand kreisförmigen Querschnittes eingezwängt sind. Die von der Dichtung an den Dichtstellen aufgrund der Deformation der Dichtung aufge­ baute Preßkraft muß hoch genug sein, um den maximal zu erwartenden Druck am Einlaß des Absperrorganes aufnehmen zu können. Mit anderen Worten kann eine derartige Dichtung nur dann bei hohem Druck am Einlaß des Absperrorganes abdichten, wenn sie relativ stark gegen die Spindel ge­ preßt ist. Dieser Preßdruck der Dichtung gegen die Spindel ist unabhängig von der Drehstellung der Spindel gegenüber der Buchse, so daß bei einem Verdrehen der Spindel von der Sperrstellung in die Offenstellung der in der Spindel vorgesehene Auslaß mit relativ hoher Anpreß­ kraft gegenüber der Dichtung zu dieser bewegt wird. Bei einer hohen Zahl von Öffnungs- und Schließbewegungen der Spindel findet zwangsläufig durch die Reibung ein Verschleiß statt, so daß nach einer hohen Anzahl von Drehbewegungen der O-Dichtring ausgetauscht werden muß. Der Verschleiß an dem bekannten Dichtring äußerst sich darin, daß der Dichtring an seiner Kontaktfläche mit der Spindel abgerieben wird. Ein derartiger Abrieb führt zu einer Verminderung der Abmessung des Dichtringes in der radialen Richtung der Spindel bzw. der Buchse. Damit läßt die Anpreßkraft des Dichtringes gegenüber der Spindel nach, so daß eine Undichtigkeit auftreten kann. Ein Dichtring hat eine umso höhere Lebensdauer, je mehr er in der radialen Richtung der Spindel bzw. der Buchse geschwächt werden kann, bevor seine Anlagekraft an der Spindel so weit nachläßt, daß die Dichtwirkung verlorengeht. Jedoch zeigt das bekannte Ventil insofern wünschenswerte Eigenschaften, als die Dichtung weder im geöffneten Zustand noch im gedrosselten Zustand des Absperrorganes im Strömungsweg des Fluids zu liegen kommt. Damit wird eine Beeinträchtigung der Dichtung durch im Fluid schwebende Feststoffteilchen vermieden.

Aus der DE-OS 22 25 739 ist bereits ein Strömungsmittel­ ventil mit einer Dichtung bekannt, die aus einem Dicht­ körper und aus einem einstückig mit dem Dichtkörper ver­ bundenen Dichtring besteht. In der geöffneten Stellung des bekannten Strömungsmittelventils liegt der Dichtring der Dichtung im Strömungsweg des in das Ventil einfließenden Fluides. Insbesondere in einer Teil-Schließstellung wird die Dichtung einer erheblichen Abnützung durch Feststoffe, die mit dem Fluid durch das Ventil hindurchgeschwemmt werden, ausgesetzt. Jedoch hat sich der aus dieser Druckschrift bekannte Dichtungstyp als besonders geeignet für solche Anwendungsfälle erwiesen, bei denen die Dichtung hohen Fluidströmungsgeschwindigkeiten ausgesetzt ist. Die bekannte Dichtung wird in ihrer Lage in der Buchse des Strömungsmittelventiles einerseits durch den statischen Flüssigkeitsdruck und andererseits durch den dynamischen Andruck der durch die Dichtung strömenden Flüssigkeit gehalten. Im geschlossenen Zustand des Strömungsmittel­ ventiles ist die Dichtung von keinem der beiden Drucke beaufschlagt, so daß sich die Spindel entsprechend leicht bewegen läßt.

Gegenüber diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Absperrorgan nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so weiterzubilden, daß auch bei einer hohen Zahl von Öffnungs- und Schließbe­ wegungen der Spindel eine zuverlässige Abdichtung gewähr­ leistet ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Absperrorgan nach dem Ober­ begriff des Anspruchs 1 durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Erfindungsgemäß wird bei einem gattungsgemäßen Absperr­ organ von einer Dichtung Gebrauch gemacht, wie sie an sich bereits aus der DE-OS 22 25 739 bekannt ist, jedoch wird dieser bislang nur in durchströmten Bereichen eingesetzte Dichtungstyp gemäß der vorliegenden Erfindung in einer Druckkammer angeordnet, die abgesehen von einer druck­ mäßigen Verbindung mit dem Inneren der Spindel vollständig abgeschlossen ist. In Abweichung von gattungsgemäßen Ab­ sperrorganen liegt die Dichtung gemäß der vorliegenden Erfindung nicht zwischen Spindel und Gehäuse, sondern liegt zumindest mit ihrem Dichtkörper zwischen der Buchse und dem Gehäuse. Die zwischen dem Dichtkörper und dem Gehäuse liegende Druckkammer ermöglicht den Aufbau eines Druckes, der den Anpreßdruck des Dichtrings an die Spindel in Abhängigkeit von dem im Inneren der Spindel herrschenden Druck anpaßt.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Eine Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung wird nach­ folgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Ansicht des erfindungs­ gemäßen Absperrorgans, und

Fig. 2 eine Schnittdarstellung längs der Linie II-II von Fig. 1.

Aus Fig. 1 ist ein im allgemeinen zylindrisches Gehäuse 230 mit einem nach außen ragenden, den Auslaß des Ab­ sperrorgans bildenden Ansatz 232 ersichtlich. Ein oberer Teil 234 des Gehäuses 230 kann mit Gewinde zum Aufschrauben einer Kappe versehen sein, um die nachfolgend zu be­ schreibenden Teile innerhalb des Gehäuses 230 festzulegen. Im unteren Ende des Gehäuses 230 befindet sich ein Ein­ laß 236 in das Absperrorgan, der nach unten gerichtet sein kann.

Innerhalb des Gehäuses 230 befinden sich die aus einer Spindel 238 und einer Buchse 240 bestehenden Ventilteile. Die Spindel 238 enthält ein aus dem Gehäuse 230 heraus­ ragendes Teil 242 zur Aufnahme handelsüblicher Be­ tätigungsgriffe. Ein O-Ring 246 wird durch eine erste Schulter 244 von der einen Seite und durch eine zweite größere Schulter 248 von der anderen Seite gehalten. Die Spindel 238 ist im Inneren hohl und weist einen, in Fig. 2 näher ersichtlichen Auslaß 250 auf. Das untere Ende der Spindel 238 weist einen in geeigneter Weise ausgebildeten Einlaß 252 auf. Wenn die Spindel 238 aus der Sperrstellung aus Fig. 1 in eine Offenstellung verdreht wird, verläuft der Strömungsweg des Fluids, beispielsweise von Wasser, vom Einlaß 252 durch das im allgemeinen hohle Innere und den Auslaß 250 der Spindel zum Auslaßstutzen 232 des Gehäuses.

Die Buchse besteht aus einem im allgemeinen zylindrischen Buchsenteil 254, das im Gehäuse 230 durch einen Aufsatz­ ring 256 gehalten ist, der mit einem nach außen ragenden Ansatz 258 das äußere Ende des Gehäuses 230 übergreift. Das Buchsenteil 254 und der Aufsatzring 258 können bei­ spielsweise durch Vorsprünge 260 am Buchsenteil und korrespondierende Einschnitte 262 am Aufsatzring, oder durch andere geeignete Vorkehrungen zu einer Einheit verbunden werden. In jedem Falle muß die Verbindung derart sein, daß eine einheitliche Struktur der Buchse erreicht wird, die in das Gehäuse einfach eingebaut und gehalten werden kann, und die eine Drehbewegung der Spindel erlaubt, eine Längsbewegung jedoch verhindert.

An der Innenseite des Aufsatzringes 256 befindet sich eine Nut 264, die mit der zweiten größeren Schulter 248 an der Spindel 238 derart zusammenwirkt, daß eine Hin- und Herbe­ wegung der Spindel 238 relativ zur Buchse 240 verhindert wird. Die Buchse weist an ihrer Außenseite voneinander ent­ fernte Nuten auf, die Dichtringe 266 und 268 enthalten bzw. einrahmen, die zum wirkungsvollen Abdichten der beiden ent­ gegengesetzten Enden der Buchse 240 gegen das Innere des Gehäuses 230 dienen. In der Buchse 240 befindet sich ein Auslaß 267, der mit dem Auslaßstutzen 232 des Gehäuses 230 fluchtet.

Die festgelegte Dichtung dient dem oben beschriebenen Öffnen und Schließen des Absperrorgans. Die Dichtung be­ steht aus einem Dichtkörper 270 und einem Dichtring 272, der sich durch eine Öffnung 274 in der Buchse erstreckt. In Draufsicht weist der Dichtkörper 270 eine etwa rechtwinklige Form auf, ist jedoch zylindrisch entsprechend dem Außenum­ fang der Buchse gebogen. Im Ausführungsbeispiel ist der Dichtkörper 270 in eine zylindrische Aussparung 276 im Außenumfang der Buchse eingepaßt, wobei am Rand der Dichtung ein Flansch 278 vorragt, der in eine korrespondieren­ de Hinterschneidung 280 eingreift und derart die Dichtung in Anlage an der Außenfläche der Buchse hält. Auf der Außen­ seite des Dichtkörpers 270 befinden sich eine Vielzahl von halbkugelförmigen Erhebungen 282, die in Kontakt mit der Innenfläche des Gehäuses 230 stehen. Die Erhebungen 282 bilden den äußeren Abschluß einer Druckkammer, die durch eine Aussparung 284 im Dichtkörper 270 gebildet wird. Das Wasser, das durch den Auslaß 250 der Spindel am Dichtring 272 vorbei in die Aussparung 280 strömt, bewirkt dort einen nach innen gerichteten Druck auf den Dichtring 272, der den Dichtring 272 in dichtenden Kontakt mit der Spindel 238 drückt.

Vorstehend wurde lediglich ein Ausführungsbeispiel der Er­ findung beschrieben. Abwandlungen, insbesondere in der Form des Dichtkörpers, der Ausnehmung und der Mittel, die den Dichtkörper in seinem Sitz halten, sind möglich.

Claims (3)

1. Absperrorgan für Fluide mit einem Gehäuse,
mit einer im Gehäuse befindlichen, einen Einlaß und einen Auslaß aufweisenden Buchse,
mit einer innerhalb der Buchse zwischen einer Offen­ stellung und einer Sperrstellung bewegbaren Spindel, die einen im wesentlichen in ihrem hohlen Inneren verlaufenden Einlaß und einen Auslaß aufweist und
mit einer in der Offenstellung außerhalb des Strömungs­ weges des Fluides befindlichen, in der Buchse festgelegten ringförmigen Dichtung zum Abdichten des Auslasses der Spindel in deren Sperrstellung,
wobei die Achse der Dichtung im wesentlichen senkrecht zur Achse der Spindel verläuft, und
wobei die Dichtung in dichtendem Kontakt mit der Spindel steht,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Dichtung (270, 272) aus einem Dichtkörper (270) und dem einstückig mit ihm verbundenen Dichtring (272) besteht,
daß sich der Dichtkörper (270) zwischen der Buchse (240) und dem Gehäuse (230) erstreckt, und
daß eine zwischen dem Dichtkörper (270) und dem Gehäuse (230) liegende, durch den Dichtkörper (270) und das Gehäuse (230) begrenzte und in Sperrstellung der Spindel (238) mit dem hohlen Inneren druckmäßig verbundene und ansonsten abgeschlossene Druckkammer (284) vorgesehen ist, wobei der in der Druckkammer bei Sperrstellung der Spindel (238) aufgebaute Druck den Dichtring (272) an die Spindel (238) dichtend anpreßt.

2. Absperrorgan nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Druckkammer (284) als Aussparung im Dichtkörper (270) ausgebildet ist.

3. Absperrorgan nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Vorsprünge (278, 280) zum Festlegen der Dichtung (270, 272) an der Buchse (240) vorgesehen sind.