Schieber. Die Erfindung bezieht sich auf einen Schieber mit einer Schliessscheibe -und einen auf der Zuströms eite der letzteren befind liehen aus elastischem Material bestehenden Dichtungsring.
Bei den bekannten Schiebern mit zwei Dichtungsringen werden diese einfach in Nu ten im Schieberkörper angeordnet, so dass auf alle Fälle, wenn der Flüssigkeitsdruck an der Zuströmseite einen von der Federkraft ab hängigen Wert überschreitet, die Flüssigkeit in den Schieberkörper, der die Betätigungs- v orrichtung umschliesst und der normaler weise in einer Ebene mit einer Seitenfläche der Schliessscheibe angeordnet ist, eintritt.
Dabei war es bisher üblich, den Teil in dem die Federn angeordnet waren, durch Schlitze gegenüber der Zuströmbohrung zu entlasten, um zu verhindern, dass der Dichtungsring durch den Wasserdruck in seine Nut einge- presst wird, so dass die Flüssigkeit von der Zuströmseite her ständig Zugang zum Schie- berkörper hat. Auf diese Weise liegt die wirk same Abdichtung an der Abströmseite, gegen.
die der Flüssigkeitsdruck die geschlossene Scheibe andrückt, und ist der Teil des Schie- berkörpers, der die Betätigangsvorriehtung umschliesst, ständig mit Druckflüssigkeit ge füllt. Dementsprechend kann die Stopf büchse, mittels deren die vorstehende Betäti gungsspindel gegenüber dem Ventilkörper abgedichtet wird, nur dann repariert oder mit einer neuen Packung versehen bzw. kann die Spindel nur dann entfernt werden, wenn die Leitung leer oder der Schieber völlig aus der Leitung herausgenommen ist.
Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Ring und dem Schieberkörper eine dichtende Verbin dung vorhanden ist und der Ring unter Fe derdruck bei offenem Schieber an einer Ge genfläche, bei teilweise offenem Schieber teilweise an der Gegenfläche und teilweise :an der Schliessscheibe und bei geschlossenem Schieber an der Schliessscheibe anliegt, so dass die Betätigungsvorrichtung von dem zu steuernden Fluidum bei beliebiger Stellung der Schliessscheibe abgedichtet ist, wobei die Schliessscheibe dünn und vorn abgeschrägt ist, um ein gutes Abdichten zu erreichen.
In den beigefügten Zeichnungen sind Aus- führungsbeispiele der Erfindung und Detail varianten veranschaulicht. Es zeigen: Fig. 1 einen axialen Schnitt durch eine Ausführungsform, die für den Durchfluss in beiden Richtungen geeignet ist, .
Fig. 2 einen axialen Schnitt durch einen Schieber, der für den Durchfluss nur in einer Richtung geeignet ist, Fig. 3 eine Ansicht der Betätigungsvor richtung des ersten Beispiels,- die auch beim zweiten Beispiel verwendet werden kann, Fig. 4-7 Teilschnitte, die ausser den in Fig. 1 und 2 gezeigten verschiedenen Formen des Dichtungsringes und der Membran wei tere, jedoch nicht erschöpfende Abwandlun gen und mögliche Formen von Dichtungs ringen darstellen.
In den Fig. 1, 2 und 3 bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile, die, soweit sie in ihrem Aufbau ähnlich sind, gemeinsam be schrieben werden sollen. In beiden Ausfüh- rungsbeispielen besteht der Schieberkörper aus zwei Teilen 1 und 2, die an einer Fläche unter Zwischenlage einer dünnen Dichtung 3 miteinander vereinigt sind. Der Teil 2 besitzt einen Rücksprung 4, in dem die Betätigungs vorrichtung untergebracht ist und in den die Schliessscheibe 5 beim Öffnen des Schiebers sich zurückzieht.
Die dargestellte Betätigungsvorrichtung ist an sich bekannt. Bei dieser arbeitet mit einem Ansatz 6 an der Schliessscheibe 5 ein Kurbelstift 7 zusammen, so dass dessen Be wegung unter der begrenzenden Wirkung des Schieberkörpers an .den Seiten des Schiebers (siehe Fig. 3) aus einer kombinierten Dreh- und Hin- und Herbewegung besteht. In den Fig. 1 und 3 ist der Schieber geschlossen und in Fig. 2 offen dargestellt.
Der Kurbelstift 7 ist an einer Scheibe 8 befestigt, um den nicht ausgefüllten Raum des Rücksprunges 4 zu vermindern. Die Scheibe 8 besitzt in der Mitte eine Nabe 9, .die in eine Büchse 10 im Schie- berkörperteil 2 eingezapft ist, und eine Spin del 11, die durch den Teil 2 zur Betätigung von aussen hindurchragt. Die Spindel 11 ist an der Stelle, wo sie durch die Büchse 10 hin durchtritt, mit einer # Packung abgedichtet.
Da aber - wie oben erwähnt - der Schieber an der Zuströmseite abdichtet, braucht .die Packung lediglich aus einem oder zwei Gummiringen wie 12 zu bestehen, die je in einer Nut 13 der Spindel 11 angeordnet sind und sich gegen die Bohrung der Büchse 10 anlegen. In beiden Fällen ist die Spindel 11 gegenüber der Scheibe 8 verkeilt dargestellt.
In Fig. 1 sei angenommen, dass die Spindel von irgendeinem Antrieb, beispielsweise einem elektrischen Motor mit Getriebe, gedreht wird, der die Spindel auch in ihrer Längs richtung sichert; in Fig. 2 dagegen besitzt die Spindel am Ende einen Vierkant 14 zum An setzen von Antriebsmitteln, beispielsweise einer Handkurbel, und wird durch einen ein gezogenen Ring 15, der an der Büchse mit tels Schrauben befestigt ist und sich gegen einen Bund 16 an der Spindel anlegt, gegen Längsverschiebungen gesichert.
In beiden Fällen kann die Spindel nach Entfernen der Mittel zur Verhinderung der Spindel-Längs- bewegung bei Erneuerung der Packung, oder für andere Zwecke einfach herausgezogen werden, ohne dass der Schieber aus der Lei tung herausgenommen oder die Leitung ent leert werden müsste.
In Fig. 1 sind die Teile 1 und 2 bei 21 bzw. 22 eingezogen, um Bunde 23 bzw. 24 an ringförmigen Passstücken 25, 26 aiifzunehmen,_ die mittels Bolzen in ihrer Lage festgehal ten sind. Diese bestimmen die Bohrung des Schiebers und dienen zu seiner Befestigung in einer Rohrleitung oder dergleichen. Bieg same flüssigkeitsdichte Membranen 27 bzw. 28 aus Gummi oder künstlichem Kautschuk sind mit ihren Rändern zwischen die Bunde und die Grundflächen 29 und 30 der Rück sprünge 21, 22 eingeklemmt.
Die Bunde sind hierbei abgeschrägt und entsprechen den schwalbenschwanzförmigen Querschnitten der Membranränder, die so unter Druck einge spannt werden und damit die Abdichtung verbessern. Innerhalb des eingeklemmten Randes sind die Grundflächen 29 und 30 bei 31 und 32 ausgehöhlt, um Platz zu lassen für die Bewegung der Membran unter Ein wirkung des Druckes der Flüssigkeit, die - wie später beschrieben wird - Zugang zur Rückseite der Membran besitzt. Jeder Ring 33 bzw. 34 ist an seinem äussern Um fang gehalten, und es ist der Zwischenraum 31 bzw. 32 für die Bewegung der Membran festgehalten.
Wie aus der Zeichnung zu er sehen ist, sind die Grundflächen 29 und 30, eben und die Breite dieser ebenen Grund Flächen gegen die die Membranränder ge klemmt werden, vermindert die wirksame Oberfläche der Membran, die den Flüstsig- keitsdruck auf den wirksamen Dichtungsring 1 33 bzw. 34 überträgt. Durch die Membrane sind letztere mit dem Schieberkörper in dich tender Verbindung. Wenn z.
B. die Durch flussrichtung in Fig. 1 von links nach rechts geht, drückt die Flüssigkeit auf die Schliess scheibe 5, die dadurch gegen den Dichtungs ring 34 gedrückt wird. Anderseits drückt die Flüssigkeit auch am Flächenstück 27' direkt gegen die Membran.27. Da der Flüssigkeits druck auch gegen den Ring 44 und damit indirekt gegen den Ring 33 drückt, wird der Ring 33 fest gegen die Schliessscheibe 5 an gedrückt, wobei sich die Membran 27 entspre- ehend durchbiegt. Soweit die Membran aber auf. der Seite zur Schliessscheibe hin gegen die Grundfläche 29 anliegt, kann sie sich nicht durchbiegen.
Die Vergrössernlng der Breite der Grundflächen ermögäicht demnach je nach Konstruktion die Verminderung des wirk samen Druckes, ohne dass der äussere Durch messer der Membran unzweckmässigerweise vermindert werden müsste.
Die Teile 1 und 2 enden innen genau am äussern Durchmesser der Dichtungsringe 33, 34, die ebenfalls aus Gummi oder künstlichem Kautschuk und mit den Membranen 27, 28 aus einem- Stück sind. Die Dichtungsringe 33, 34 werden an ihrem innern Umfang durch Metallhülsen 41 bzw. 42 gestützt. Durch eine Reihe hinter jedem Dichtungsring und aus gefluchtet mit diesem angeordnete Druck federn 43 wird über einen verhältnismässig flachen Metallring 44 oder 45 ein Federdruck auf die Dichtungsringe ausgeübt und gleich mässig ringsum verteilt. Diese Ringe 44, 45 sind mit den zugehörigen Hülsen 41 bzw. 42 aus einem Stück. Die Federn 43 sind in Ta schen 46 in den ringförmigen Passstücken 25 und 26 untergebracht.
Die Passstücke 25 und 26 sind innerhalb der Bunde 21 und 22 ein gezogen, und die Einziehungen besitzen einen Abstand von den Ringen 44 und 45, so dass die Flüssigkeit Zugang zur Rückseite 27' der Membran besitzt. Da der Druck auf den Dichtungsring 33 gleich der Summe der ein zelnen Drücke der Federn 43 sowie des Flüs sigkeitsdruckes auf den ringförmigen Raum zwischen der Bohrung der Hülsen 41, 42 und der Fläche 21' der Einziehung in den Bim- den 21, 22 ist, so bewirkt der Dichtungsring unter diesem Druck an der Zuströmseite bei geschlossenem Schieber die Abdichtung,
und Flüssigkeit kann zwischen Dichtungsring und Schliessscheibe nur insoweit hindurchtreten, als die Abdichtung unvollständig ist. Die Schliessscheibe ist dünn und ist wie üblich an beiden Längskanten über den grössten. Teil des Umfanges (Linie 6a, Fig. 3) abgeschrägt, so dass bei teilweise offenem Schieber die bei den Dichtungsringe ohne Zwischenraum sieh teilweise gegeneinander legen, während bei offenem Schieber die Ringe sich ringsum ge geneinander legen.
Um zu verhindern, dass Flüssigkeit, die an dem Ring auf der einen oder andern Seite vorbeigelangt, in den Räu men 31, 32 verbleiben kann, sind Bohrungen 52 und 51 vorgesehen, die von -diesen Räumen zu dem Zwischenraum zwischen den Teilen 1 und 2 führen. Ähnlich sind die Teile 1 und 2, wie bei 49, mit Nuten versehen, um zu ver hindern, dass in dem Rücksprung 4 Flüssig keit verbleibt" was dadurch eintreten kann, dass die Schieberscheibe unter Einwirkung des Flüsisgkeitsdruckes bei geschlossenem Schieber nach der einen oder andern Seite ge drückt wird.
Steigt dieTemperatur an und ver sucht eine Ausdehnung von Flüssigkeit in den Hohlräumen 31, 32 oder im Rücksprung 4, so kann diese sich zwischen den Ringen und der Schieberscheibe hindurchpressen. Auf diese Weise wird kein so hoher Druckwert er reicht, als erforderlich wäre, um die Flüssig keit zwischen den Naben 9 und 10 und durch die Packung 13 hindurchzuzwängen oder den Schieberkörper 1, 2 zu gefährden.
Bei offenem Schieber liegt jeder - Dich tungsring an einer vom andern Dichtungs ring gebildeten Gegenfläche an bei teilweise offenem Schieber teilweise an der Gegen fläche und teilweise an der Schliessscheibe und bei geschlossenem Schieber an der Schliess scheibe, so dass die Betätigungsvorrichtung von dem zu steuernden Fluidum bei beliebi ger Stellung der Schliessscheibe abgedichtet ist.
Wenn gemäss Fig. 2 -der Durchfluss nur in einer -Richtung erfolgen soll, was durch den Pfeil 50 angedeutet ist, so ist nur ein Dich- tungsring mit den zugehörigen Teilen an der Zuströmseite erforderlich.
Diejenigen Teile auf dieser Seite, die im wesentlichen mit denen in Fig. 1 rechts liegenden Teilen über einstimmen, sind mit den gleichen Bezugs zeichen, nämlich 2, 24, 26, 42, 43 und 45 be zeichnet. Gewisse andere Teile auf dieser Seite entsprechen zwar den Teilen in Fig. 1, besitzen aber andere Formen und wurden dementsprechend mit andern Bezugszeichen versehen; so die Membran 48 und der Dich tungsring 34a. Die Membran 48, die auch hier aus Gummi oder künstlichem Kautschuk be steht, ist in Fg. 2 konisch und macht keinen Rücksprung und keine Bohrungen entspre chend 51 und 52 notwendig.
Anderseits bestehen der Schieberkörperteil 1a und das Passstück 25a, die den Teilen 1 und 25 in Fig. 1 entsprechen, aus einem Stück, wobei der Teil 1a flach ist und die Schliessscheibe 5, die hier an einer Seite äb- geschrägt ist, an dem Teil 1a entlanggleitet. Bei geschlossenem Schieber liegt der Dich tungsring dichtend gegen die Schliessscheibe,
bei teilweise offenem Schieber teilweise gegen die Schliessscheibe und teilweise gegen die flache Innenfläche des Teils 1a, wobei die Abschrägung an der Schliessscheibe jede Un- dichtigkeit vermeiden lässt; bei offenem Schieber liegt der Dichtungsring vollständig und dichtend gegen die flacbe Gegenfläche des Teils 1a. So ist jederzeit der Rauni, der die Betätigungsvorrichtung umschliesst, gegen die Schieberbohrung abgeschlossen..
An Stelle der Abdichtung gegen die flache Gegenfläche des. Teils 1a bei teilweise oder vollständig geöffnetem Schieber kann. ein Ring aus elastischem Gummi oder ähnlichem Material innerhalb dieser Oberfläche vor gesehen sein. So kann - wie in Fig. 4 ge zeigt ist -ein Ring 53 mit rechteckigem Querschnitt und teilweise gerundeten Kanten einfach in einer Ringnut 54 angeordnet sein.
Es kann auch gemäss Fig. 5 ein Ring mit rechteckigem Querschnitt und abgerundeten Kanten in einer Nut 57 angeordnet sein und über einen Druckverteihingsring 59 unter der Kraft von Federn 58 gehalten werden. Die Membran und ihr Dichtungsring können ver schiedene Formen annehmen; so ist in Fig. 1 eine flache und in Fig. 2 eine konische Mem bran dargestellt.
In Fig. 1 haben die Dich tungsringe 33, 34 einen rechteckigen Quer schnitt mit stark gerundeten Kanten, in Fig. 2 dagegen einen- eine Höhlung bildenden Quer schnitt und ist biegsamer. Um den Dichtungs- ring festzuhalten und seine Form während der öffnungs- Lind Schliessbewegung aufrecht zuerhalten, füllt nach Fig. 2 ein Metallring 60 von entsprechendem Querschnitt die Höh lung aus.
Es ist klar, da.ss diese und andere mögliche Formänderungen nicht auf Schieber für Durchfluss in beiden Richtungen oder auf Schieber für Durchfluss in nur einer Rich tung beschränkt sind.
Eine andere Abwandlung einer Einzelheit ist in Fig. 6 veranschaulicht. Der hier ge zeigte Dichtungsring besitzt z. B. den glei chen Querschnitt wie der in Fig. 1, jedoch nicht die gleiche Art der Begrenzung. Er wird innen nicht von einer aus einem Stück mit dem Druckring 45 bestehenden Hülse, sondern von einer Hülse 42a gehalten, die ein Teil des Passstückes 26 ist, wobei der Flüssigkeitsdruck durch Bohrungen 61 Zu gang zur Rückseite der Membran besitzt.
Die Verwendung einer aus einem Stück mit dem Ring 45 bestehenden Büchse ist indessen im allgemeinen vorzuziehen, da die Büchse sich dann mit dem Dichtungsring bewegt und dieser weniger dazu neigt, in den Raum zwi schen dem innern Ende der Büchse und der Schliessscheibe verdrängt zu werden, wenn die Schliessbewegung der Schliessscheibe beginnt.
Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform der thermischen Entlastung, das heisst zur Druckentlastung auf Grund der Temperatur ausdehnung von Flüssigkeit, die am Dich tungsring vorbeigelangt ist. In diesem Fall ist die Membran 27b ein vom Dichtungsring 33b getrennt bestehender Teil, doch bringen die Federn 43 normalerweise diese beiden in enge Berührung. Steigt jedoch der Flüssig keitsdruck im Raum für den Betätigungs- mechanisrnus genügend an, so zwängt sich die Flüssigkeit zwischen .der Membran und dem Dichtungsring durch.
So dienen die Federn 43 und die Membran sowohl zur Abdichtung der Schliessscheibe als auch als thermisches Entlastungsventil. Es ist zu bemerken, dass diese und andere der oben beschriebenen For men der thermischen Entlastung innerhalb des abgeschlossenen Systems -wirksam sind lind so die Gefahr eines Austrittes von Flüs sigkeit vermeiden, was besonders bei brenn baren Flüssigkeiten, z. B. in Flugzeugbrenn- stoffleitungen wichtig ist.