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Die Erfindung betrifft einen Absperrschieber mit einem mit elastischem Material umhüllten
Keilschliesskörper, bei dem in Schliesslage ein Teil der Oberfläche seiner Umhüllung an der Oberfläche des
Durchlasskanals im Schiebergehäuse, ein anderer Teil an der oberen Fläche eines im Gehäuse nach innen vorspringenden, die Durchlassöffnung für den Keilschliesskörper begrenzenden Randes andrückbar ist. Mit
Hilfe dieses Schiebers kann der Weg des in einem Rohrsystem strömenden Mittels mit Sicherheit abgeschlossen oder geöffnet werden.
Bei den bekannten Schiebern kommt immer öfter jene Bauart zur Anwendung, bei welcher der Keilschliesskörper mit einer Umhüllung aus elastischem Material versehen ist. Die Aufgabe des elastischen
Umhüllmaterials ist die Sicherung eines dichten Aufliegens des Keilschliesskörpers an den Innenflächen des
Schiebergehäuses. Die Oberfläche der aus elastischem Material bestehenden Umhüllung des Keilschliess- körpers besteht im allgemeinen aus zwei Hauptteilen. Der eine Hauptteil liegt auf der inneren Fläche des
Durchlasskanals auf, wogegen der andere Hauptteil auf der oberen Fläche eines Randes aufliegt, welcher eine Durchlassöffnung für den Keilschliesskörper bildet und senkrecht zur Achse der Bewegungsspindel des
Keilschliesskörpers in das Innere des Gehäuses einragt.
Die beiden Hauptteile liegen dann auf den erwähnten Flächen auf, wenn der Keilschliesskörper den Durchlasskanal des Schiebers abschliesst.
Der auf der inneren Fläche des Durchlasskanals aufliegende Teil der aus elastischem Material bestehenden Umhüllung des Keilschliesskörpers ist im allgemeinen als eine elastische Rippe bzw. Leiste ausgebildet. Es können auch mehrere Rippen ausgebildet werden.
Der auf der oberen Fläche des die Durchlassöffnung bildenden Randes aufliegende Teil der Umhüllung aus elastischem Material ist als Flansch entlang des Umfanges des Randes der Durchlassöffnung ausgebildet, dessen Dicke grösser als die Wanddicke der Umhüllung ist.
Ein Nachteil der bekannten Ausführungen besteht darin, dass sich der obere Rand des Flansches der Umhüllung aus elastischem Material nach kürzerer oder längerer Betriebszeit von dem Metallmaterial des Keilschliesskörpers ablöst. Der Grund dafür kann die nicht genügend sorgfältig durchgeführte Vulkanisation sein, doch das Ablösen kann auch dann stattfinden, wenn die Vulkanisation des Umhüllungsmaterials auf dem Metall des Keilschliesskörpers genügend sorgfältig ausgeführt worden ist. Wenn der Durchlasskanal mit Hilfe des verkleideten Keilschliesskörpers des Schiebers in seinem ganzen Querschnitt abgeschlossen wird, kommt während des Schliessvorganges zuerst der untere Rand des Flansches der Umhüllung auf der oberen Oberfläche des Schiebergehäuserandes aufzuliegen.
Dieses Aufliegen kann gleichzeitig auf dem ganzen Umfang des Flansches zustandekommen, aber im Falle einer geneigten Lage des Keilschliesskörpers erfolgt ein Aufliegen nur an einem Punkt des Flanschumfanges. Bewegt sich der Keilschliesskörper in Richtung der Schliessstellung weiter, so wird das Aufliegen zwischen dem Rand der Umhüllung und dem Flansch immer vollständiger. Im elastischen Material der Umhüllung verbreiten sich die während des Zusammendrückens des elastischen Materials entstehenden Spannungen und Kräfte wie in einer Flüssigkeit. Eine Ausnahme bilden die dem äusseren Umfang des Flansches benachbarten Materialteile, da die Materialkontinuität auf der Oberfläche aufhört.
Der im Bereich der Oberfläche befindliche Materialteil verändert seine Form beim Zusammenpressen des Flansches in wesentlich grösserem Masse als der in dem inneren Teil des Flansches befindliche Materialteil. Dadurch entstehen zwischen dem oberen Rand des Flansches und dem Metall des Keilschliesskörpers grosse Zugspannungen, welche den oberen äusseren Rand des Flansches von dem Metall des Keilschliesskörpers abtrennen.
Nach Ablösen des oberen äusseren Randes des Flansches vom Metall des Keilschliesskörpers wird die Länge des abgelösten Abschnittes immer grösser, da das im offenen Zustand des Schiebers dorthin eindringende Mittel hohen Druckes diese Länge fortwährend steigert. Wenn sich der obere Rand des Flansches bereits in einer solchen Länge vom Metallmaterial des Keilschliesskörpers getrennt hat, dass bei einem weiteren Schliessvorgang des Schiebers sich der obere Rand des Flansches früher an die Metallfläche des Keilschliesskörpers andrückt als sich das zwischen die obere, abgetrennte Oberfläche des Flansches und die Metallfläche des Keilschliesskörpers vorher eingedrungene Mittel, z.
B. eine Flüssigkeit, entfernt hat, setzt sich die Flüssigkeit zwischen der oberen Fläche des Flansches und der Metallfläche des Keilschliesskörpers fest. Im Laufe einer Weiterbewegung des Keilschliesskörpers in Schliessrichtung bewegt sich die eingeschlossene Flüssigkeit unter Einwirkung des sich fortwährend erhöhenden Druckes nach innen zwischen die innere Fläche der Umhüllung und die Metallfläche des Keilschliesskörpers und trennt die Umhüllung vom Keilschliesskörper ab. Während einiger unter derartigen Umständen durchgeführter
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Schliessvorgänge kann sich die Umhüllung von dem Metallmaterial des Keilschliesskörpers vollkommen lösen, wodurch der Schieber unbrauchbar wird.
Die Rippe der Umhüllung, die auf der inneren Fläche des Durchlasskanals aufliegt, reisst bei den bekannten Ausführungen von den übrigen Teilen der Umhüllung oft ab. Gemäss Versuchen ist dies die Folge der Tatsache, dass der Querschnitt der Rippe viel mehr Material enthält, als die die Rippe haltende, auf den beiden Seiten der Rippe befindliche Umhüllungswand. Wenn beim Schliessen des Schiebers die Rippe auf der Wand des Durchlasskanals aufliegt, deformiert sich die Rippe in grossem Masse. Durch die Wirkung dieser Deformation entsteht in der Umhüllungswand neben der Rippe eine bedeutende
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ausgebildet ist, trennt sich der neben der Ecke befindliche, in kleinerem oder grösserem Masse abgerundete
Umhüllungsteil - nach wiederholten Beanspruchungen - von dem Metallmaterial ab.
Das Abtrennen kommt nur auf einer Länge von einigen Millimetern zustande. Während der weiteren Schliess-und Öffnungsvor- gänge muss der abgetrennte Teil der Umhüllung wesentlich grössere Spannungen und Kraftwirkungen ertragen als vor dem Abtrennen. Dieser Spannungsanstieg kann auch so gross sein, dass der Wandteil der
Umhüllung neben der Rippe durchreisst. Das Bersten der Umhüllung neben der Rippe hat zur Folge, dass sich der Spalt in Umfangrichtung verbreitet und sich die Rippe oder auch die ganze Umhüllung von dem
Metallmaterial des Keilschliesskörpers abtrennt. Dieses Abtrennen macht die weitere Verwendung des
Schiebers unmöglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schieber der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei welchem die elastische Umhüllung auf dem Keilschliesskörper auch nach langer Betriebszeit fehlerfrei bleibt, das Abtrennen der oberen Fläche des Flansches der Umhüllung vom Metallmaterial begrenzt ist, und bei welchem sich die Rippe von der Umhüllungswand nicht abtrennen und die Wand der Umhüllung nicht bersten kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Kombination von zwei Massnahmen gelöst, u. zw. dadurch, dass
1. der an der Oberfläche des Durchlasskanals anzuliegenkommende, sich entlang dem unteren
Umfang des Keilschliesskörpers erstreckende Teil der Umhüllung mit mindestens einer Rippe ver- sehen ist, in derem Bereich am Metallkörper des Keilschliesskörpers mindestens eine Nut ausgebildet ist, in die eine Innenrippe der Umhüllung ragt, und dass
2.
der an der oberen Fläche des nach innen vorspringenden, die Durchlassöffnung begrenzenden
Randes andrückbare Teil der Umhüllung einen Flansch mit einem Randteil aufweist, deren
Aussenflächen bündig ineinander übergehen, wobei die obere Fläche des Flansches und die innere Fläche des Randteiles an einer abgestuften, zur Richtung der Druckschliesskraft senkrechten Schulter des Metallkörpers des Keilschliesskörpers anliegen.
An Hand einiger Ausführungsbeispiele wird die Erfindung nachstehend näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen Fig. 1 den Längsschnitt des erfindungsgemässen Absperrschiebers. Fig. 2 den Keilschliesskörper des in Fig. 1 dargestellten Absperrschiebers gesehen in Strömungsrichtung der Flüssigkeit in Ansicht bzw. teilweise im Schnitt. Fig. 3 zeigt den in Fig. 2 dargestellten Keilschliesskörper, gesehen senkrecht zur Strömungsrichtung, in Ansicht bzw. teilweise im Schnitt. Fig. 4 eine Draufsicht des in den Fig. 2 und 3 dargestellten Keilschliesskörpers bzw. einen Schnitt desselben entlang der Linie IV-IV in Fig. 2. Fig. 5 einen Schnitt des Keilschliesskörpers entlang der Linie V-V in Fig. 2.
Die Form, die Bewegungsart und die Funktion des Keilschliesskörpers --1-- des erfindungsgemäss Absperrschiebers entspricht der Form, Bewegungsart und Funktion bekannter Keilschliesskörper ähnlicher Bauart, und unterscheidet sich von den bekannten jedoch durch die Ausbildung seiner Umhüllung --2--.
An den Flansch --3-- der Umhüllung --2-- schliesst sich an dessen äusserer oberer Begrenzung ein Randteil --4-- an, der, ausgehend von dem Flansch --3--, nach oben hinausragt und aus gleichem Material besteht. Die äusseren Flächen des Flansches --3-- und des Randteiles --4-- gehen bündig ineinander über, wobei zwischen der oberen Fläche des Flansches --3-- und der inneren Fläche des Randteiles--4--eine Abrundung vorgesehen ist. Zur Aufnahme des Flansches --3-- und des Randteiles --4-- ist am Metallkörper --5-- des Keilschliesskörpers --1-- eine abgestufte Schulter ausgebildet.
Bei der dargestellten Ausführungsform ist ferner entlang dem unteren Umfang der Umhüllung--2-- des Keilschliesskörpers --1-- mindestens eine an die innere Wandung des Durchlasskanals des Schiebers andrückbare Rippe --6-- ausgebildet. Dabei ist bzw. sind am Metallkörper-5-des Keilsehliesskörpers
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- in der Nähe der Rippen --6-- eine Nut --7-- oder auch mehrere Nuten --7-- ausgebildet. Gemäss dem Beispiel in Fig. 3 sind zwei Nuten --7--, gemäss dem Beispiel in den Fig. 4 und 5 ist nur eine Nut --7-- vorgesehen.
In die Nuten --7-- ragen Innenrippen --8-- der Umhüllung --2--. Falls nebeneinander mehr als eine Nut --7-- bzw. eine Innenrippe --8-- angeordnet sind, werden die äusseren Ränder der Nuten und die anschliessenden Ränder der Nuten abgerundet. Die Nuten --7-- und die Innenrippen --8-verlaufen praktisch prallel zu den Rippen --6-- entlang des Umfanges des Keilschliesskörpers.
Infolge der erfindungsgemässen Ausbildung des Keilschliesskörpers --1-- des Schiebers wirkt auf den Randteil --4-- keine so grosse Kraft bzw. entsteht im Material des Randteiles --4-- keine so grosse Spannung, welche zum Lösen des oberen äusseren Randteiles --4-- vom Metallkörper --5-- des Keilschliesskörpers --1-- führen könnte. Während des Schliessvorganges, sobald sich der untere Rand des Flansches --3-- an die obere Fläche des aus dem Gehäuse --9-- des Schiebers nach innen vorragenden Randes --10-- anlegt, nimmt die Schulter --11-- des Metallkörpers --5-- die vom Flansch --3-ausgehenden Spannungen und Kraftwirkungen nahezu vollkommen auf, so dass nur ein geringer Teil in den Randteil gelangt.
Wenn sich die Rippen --6-- während des Schliessvorganges an die innere Wand des Durchlasskanals des Gehäuses --9-- anlegen, verändern sie ihre Form, d. h. sie deformieren sich. Gleichzeitig deformiert sich auch der neben der Nuten --7-- befindliche Teil der Umhüllung --2--. Die in die Nuten --7-ragenden Innenrippen --8-- erhöhen die Wanddicke der Umhüllung --2-- neben den Rippen --6--, so dass die infolge der Deformation der Rippen --6-- entstehenden Kraftwirkungen von einem dickeren Wandteil
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--5-- des Keilschliesskörpers --1-- und- von dem Metallkörper --5-- ist. Die Nuten --7-- wirken gleichzeitig als die Ausbreitung der Kräfte und der Deformation hindernde Stufen bzw. Schultern.
Die vorteilhafte Eigenschaft des mit einem mit elastischem Material bekleideten Keilschliesskörper versehenen erfindungsgemässen Schiebers besteht somit darin, dass sich die elastische Umhüllung von dem inneren Metallkörper des Keilschliesskörpers nicht abtrennen und auch nicht bersten kann.