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Kugelschieber und Verfahren zu seiner Herstellung
Die Erfindung betrifft einen Kugelschieber oder ähnlichen Drehschieber, beispielsweise für
Druckleitungen in Wasserkraftanlagen, welcher einen über Drehzapfen in zwei Lagern des Schie- bergehäuses gelagerten, die Abschlussvorrichtung für die Rohrleitung tragenden Drehkörper auf- weist. Im weiteren betrifft die Erfindung Verfahren zur Herstellung eines solchen Kugelschiebers.
Bei bekannten Kugelschiebern wurde das Schiebergehäuse zwei-oder mehrteilig ausgeführt, damit der Drehkörper ein-und ausgebaut werden kann. Ursprünglich wurde dabei eine Trennungsebene durch die Drehachse gelegt. Das ergibt aber geteilte Bohrungen für die Lager des Drehkörpers. Auch müssen am Rande dieser Bohrungen in den Verbindungsflanschen grössere Schrauben vorgesehen werden. Ausserdem beansprucht eine solche Flanschverbindung viel Platz.
Um diese Nachteile zu vermeiden, wurde bei andern bekannten Ausführungen die Trennung des Gehäuses neben die Lageröffnungen gelegt.
Auf diese Weise ergeben sich geschlossene Flanschringe mit gleichgrossen Schrauben. Bei hohen Drücken in der Rohrleitung wird aber die Flanschverbindung auch hier gross.
Bei beiden Ausführungen erfordert die Flanschverbindung zusätzlichen Platz und ihre Herstellung ist teuer.
Ausserdem treten in der Flanschverbindung neben den ohnedies das Gehäuse belastenden Kräften noch zusätzliche Biegungskräfte auf.
Weiter sind Drehschieber bekannt, deren Gehäuse als auch deren Drehkörper aus Einzelteilen zusammengeschweisst sind. Ferner ist für Längsschieber das Zusammenschweissen der Gehäuse in deren Mittelebene bekannt.
Die aus Einzelteilen zusammengeschweissten Drehschiebergehäuse bestehen aber ebenfalls aus zwei durch eine Flanschverbindung lösbar verbundenen Hälften und die Längsschiebergehäuse besitzen grosse Öffnungen durch die die Schieberkörper ausgebaut werden können.
Einzig im Kleinarmaturenbau ist ein Hahn bekannt, bei welchem ein nachträglicher Ausbau des Drehkörpers nicht möglich ist. Bei diesem Hahn ist in einem Gehäuse statt eines üblichen kegelstumpfförmigen Kückens ein kugelförmiges Kük-
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des Hahnesdient das kugelige Kücken als Formkern für die
Giessform des Gehäuses.
Wie bei dem Armaturen-Hahn vorzugehen, wäre indessen bei einem Kugelschieber, insbeson- dere einem Schieber grosser Abmessungen für Druckleitungen in Wasserkraftanlagen nicht möglich, da bei diesen Kugelschiebern zwischen Schie- bergehäuse und Drehkörper ein Zwischenraum freibleiben muss, und Drehkörper und Gehäuse erst über Drehlagerteile und in geschlossenem Zustand. des Schiebers über die Dichtungsvorrichtung miteinander in Verbindung stehen.
Die Erfindung bezweckt, die geschilderten Nachteile der bekannten Kugelschieber zu vermelden. Bei einem Kugelschieber oder ähnlichem Drehschieber der eingangs beschriebenen Art wird zu diesem Zweck das Schiebergehäuse einteilig ausgebildet, es umgibt den Drehkörper unter Freilassung eines Zwischenraumes zwischen sich und dem Drehkörper sowie den Drehzapfen, und die
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liegt innerhalb eines Kreises der einen kleineren Durchmesser besitzt als die kleinste kreisförmige öffnung, durch die der Drehkörper hindurchschiebbar ist.
Durch diese Ausbildung des Gehäuses fallen die bei höheren Drücken grossen und schweren Flan- schen sowie deren Verbindungsschrauben fort.
Damit ergeben sich bedeutende Ersparnisse an Material und Bearbeitungskosten. Im übrigen weist das einstückige Gehäuse einen günstigeren Spannungsverlauf auf, so dass die Gehäusewand höher belastbar ist oder dünner ausgeführt werden kann als bei einem Gehäuse mit Trennungsflanschen.
Auf diese Weise lässt sich ein gegenüber den bekannten Ausführungen wesentlich einfacherer, billigere, leichterer Kugelschieber herstellen, der zudem noch kleinere Aussenabmessungen besitzt.
In der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes in ver- ! einfachter Darstellung veranschaulicht. Es zeigen dabei Fig. 1 einen Schnitt durch den Kugel-'
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Der Kugelschieber besitzt einen geschweissten Drehkörper 1, welcher aus einem Rohrstück 2, einer kugelmantelförmigen Verstärkung 3 und zwei Drehzapfen 4 un'd besteht. Der Drehkörper 1 ist mittels der Zapfen 4 und 5 in auswechselbaren Büchsen 6 und 7, welche in Lagerkörpern 8 bzw. 9 eingesetzt sind, drehbar gelagert. Die Lagerkörper 8 und 9 sind dabei auf Schilde 10 bzw. 11 eines geschweissten Schiebergehäuses 12 befestigt, welches ausserdem Kugelmantelstücke 13 und Flanschen 14 und 15 für den Anschluss der Rohrleitungen aufweist.
Als eigentliches Abschlussorgan ist eine Platte 16 im Drehkörper 1 'beweglich gelagert.
Das Schiebergehäuse 12 besteht aus den verschiedenen zusammengeschweissten Stücken 10, 11, 13, 14, 15, in die, der Drehkörper 1 eingefügt wird, bevor die Stücke soweit zusamengeschweisst rind, dass der Drehkörper nicht mehr herausgenommen werden kann. Das beim Einfügen des Drehkörpers noch aus mindestens zwei Stücken bestehende Schiebergehäuse wird somit um den Drehkörper herum zusammengeschweisst. Dabei wird auf eine lösbare Trennung des Schiebergehäuses verzichtet und das Gehäuse einteilig ausgebildet. Das Gehäuse umgibt dabei den Dreh-
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zwischen sich und dem Drehkörper sowie den Drehzapfen, und die grösste öffnung des einteiligen Gehäuses liegt innerhalb eines Kreises, der einen kleineren Durchmesser besitzt als die kleinste kreisförmige öffnung, durch die der Drehkörper fiindurchschiebbar ist.
Die Schweissstücke des Gehäuses sind im dargestellten Beispiel aus Blech hergestellt. Sie können aber auch geschmiedet, gegossen oder auf einem andern Wege hergestellt sein, wenn sie nur aus schweissbarem Material'bestehen.
Das Schiebergehäuse kann auch unter Vermeidung einer lösbaren Trennungsstelle in einem einzigen Stück gegossen werden. Dabei wird das Schiebergehäuse um den Drehkörper herum gegossen, wobei der Drehkörper zu diesem Behufe in die Giessform für das Schiebergehäuse einzufügen ist. Der Drehkörper kann dabei gegossen, geschweisst oder auf irgend eine andere Art hergestellt sein.
Es ist aber auch möglich, das Schiebergehäuse und den Drehkörper zusammen im wesentlichen in einer ihrer möglichen gegenseitigen Betriebslager zu giessen. Die Giessform für den Drehkörper würde dann in die Giessform für das Schieberge- ;häuse eingefügt.
Bei allen diesen Ausführungsformen wird vorteilhafterweise darauf geachtet, dass zumindest einzelne der am Schiebergehäuse und am Drehkörper angebrachten Dichtungs-und Lagerteile beim fertigen Schieber ausbaubar sind, wie dies für die Teile 6,7, 8, 9 und 16 des dargestellten Ausführungsbeispieles der Fall ist.
Alle dem Verschleiss ausgesetzten oder sonst zu überwachenden Teile können somit ausgebaut werden und lediglich der robuste eigentliche Drehkörper muss immer im Gehäuse verbleiben.
Damit hat das endgültige Gefangensein des Drehkörpers im Gehäuse keinerlei nachteilige Folgen mehr.
Werden Schiebergehäuse und Drehkörper zusammen gegossen, so müssen alle Bearbeitungsflächen an Schiebergehäuse und Drehkörper in gegenseitiger Betriebslage bearbeitet werden. Wirc das Schiebergehäuse zumindest teilweise geschweisst, so können das Schiebergehäuse und der Drehkörper zumindest teilweise vor dem Ineinanderfügen bearbeitet werden. Es können aber auch hier alle Bearbeitungen an den beiden Teilen in gegenseitiger Betriebslage vorgenommen werden.
Um die Bearbeitung von Schiebergehäuse und Drehkörper zu erleichtern, werden diese zweckmässig für die Dauer der in gegenseitiger Betriebslage stattfindenden Bearbeitung fest miteinander verbunden, was durch Zusammengiessen, durch Aneinanderschweissen,. durch Verschrauben od. dgl. erfolgen kann.
Für den Fall, dass das Schiebergehäuse geschweisst wird und die Lagerbohrungen für die Lagerung des Drehkörpers im Gehäuse vor dem Fertigschweissen bearbeitet werden, ist es von Vorteil, die Lagerung des Drehkörpers im Schiebergehäuse selbsteinstellend auszubilden.
Eine solche Lagerung ist in Fig. 3 dargestellt. Der Lagerkörper für die Lagerung des Drehzapfens ist mit 8'und der zugehörige, mit dem Schiebergehäuse verschweisste Schild mit 10'bezeichnet. Der. Lagerkörper 8'ist dabei über Schrauben 17 und Federn 18 mit dem Schild 10'nachgiebieg verbunden und im Schild 10'nur auf einer in axialer Richtung kurzen Strecke f geführt. Die nachgiebige Verbindung mit dem Schild 10'und die kurze axiale Führung haben die Wirkung, dass die Neigung der Lagerachse sich der Rich- tung der Zapfenachse anpassen kann. Auf diese Weise kann also ein eventuell'durch das Fertigschweissen des Gehäuses bedingtes Verziehen der Lagerbohrungen ausgeglichen werden.
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