DE1060205B - Ventil mit stromlinienfoermigem Einsatzkoerper und aufblaehbarer Ringmembran - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Ventil, bei dem in einem zweiteiligen Gehäuse ein gleichachsig angeordneter stromlinienförmiger, hohler Einsatzkörper vorgesehen ist, der zwei Kappen und ein zwischen den Kappen eingespanntes, auf der Mantelfläche von einer Ringmembran umfaßtes unelastisches, ringscheibenartiges, hohles Druckstück aufweist und mittels sternförmig angeordneter Rippen im Gehäuse gehalten ist, wobei die Ringmembran seitlich über die Stirnflächen des Druckstückes reichende Flanschteile hat und durch ein von außen in das Innere des Einsatzkörpers und durch Kanäle des Druckstückes zugeführtes Druckmittel, wie Öl, Luft, Wasser od. dgl., aufblähbar und gegen die Gehäusewand preßbar ist.

Die bekannte Ausführungsform weist einen fliegend angeordneten Einsatzkörper auf, der aus zwei Hohlkappen und einem an seiner Mantelfläche eine Ringmembran U-förmigen Querschnittes tragenden, als Hohlscheibe ausgebildeten Druckstück besteht. Eine zentrisch angeordnete Spannschraube ist in der einen Kappe fest eingeschraubt und durchsetzt das Druckstück und die andere Kappe. Mittels einer auf dem freien, mit Gewinde versehenen Ende der Spannschraube aufgeschraubten Mutter können die Kappen gegeneinander bewegt werden, wobei die nach innen gerichteten Flansche der Ringmembran zwischen den Stirnflächen der Kappen und des Druckstückes eingespannt werden. Eine der Kappen ist durch sternförmig angeordnete Rippen mit einem Flansch verbunden, der zwischen den Flanschen der beiden Gehäuseteile eingespannt ist. Eine Bohrung führt von der Mantelfläche des Flansches in das Innere des Einsatzkörpers, der durch Durchbrechungen in der Stirnwand des Druckstückes mit dessen Innerem in Verbindung steht. Der zylindrische Teil des Druckstückes weist mehrere Längsschlitze auf, damit das dem Innern des Einsatzkörpers zugeführte Steuermedium unter die Membran gelangen kann.

Diese bekannte Bauart weist verschiedene Mängel auf. Bei Ventilen für größere Leitungsquerschnitte werden für den Zusammenhalt der Einzelteile des Einsatzkörpers Spannschrauben großen Querschnittes benötigt, die schlecht zu handhaben sind. Weiterhin ist die Schraube der korrodierenden Wirkung des strömenden Mediums ausgesetzt, so daß der Ausbau der Einzelteile nach längerem Gebrauch des Ventils Schwierigkeiten bereitet. Ferner bestehen Schwierigkeiten, wenn die Kappen des Einsatzkörpers aus Gewichtsersparnisgründen aus Aluminium bestehen, weil dann die Spannschraube nicht mehr als Stiftschraube ausgebildet werden kann.

Die Erfindung bezweckt, diese Nachteile der bekannten Einrichtung zu vermeiden und darüber hinaus die Absperreinrichtung durch Verringerung der AnVentil mit stromlinienförmigem
Einsatzkörper und aufblähbarer
Ringmembran

Anmelder:

Dipl.-Ing. Hans Schiebel,
Wasseraufbereitungs-Apparate
und Maschinenbau Ges.m.b.H.,
Wien

Vertreter: Dr. K. Th. Hegel, Patentanwalt,
Hamburg 36, Stephansplatz 10

Beanspruchte Priorität:
Österreich vom 11. Februar 1955

zahl der Einzelteile wesentlich zu vereinfachen. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß jede Kappe mit einem Gehäuseteil über sternförmig angeordnete Rippen zusammenhängend aus einem Stück besteht und der Abstand der Kappen voneinander etwa der Breite des Druckstückes mit aufgesetzter Ringmembran entspricht, so daß im zusammengebauten Zustand des Ventils das Druckstück mit der Ringmembran fest zwischen den Kappen eingespannt ist.

Die neue Bauart gestattet eine Ringmembran zu verwenden, die an der einen Seite eine geschlossene Stirnwand und an der anderen Seite einen nach innen, ragenden Flansch aufweist. Damit verringert sich die Zahl und die Größe der abzudichtenden Stellen zwischen Membran und Einsatzkörper. Auch nimmt die geschlossene Stirnwand einen Teil der radial nach außen gerichteten, auf die Ringmembran wirkenden Kräfte auf, so daß die Einspannkräfte geringer sein können. Dem gleiqhen Zweck dient ein erfindungsgemäß vorgesehener Bund am, Innenrand des nach innen gerichteten Flansches der Membran, der in eine Ringnut der Kappe des Einsatzkörpers eingreift, wo-

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durch der Flansch verankert wird. Die axialen Kräfte, mit denen die Teile des Einsatzkörpers zusammengepreßt werden, können daher kleiner als bei der bekannten Einrichtung sein.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf bauliche Ausgestaltungen der Einzelteile des Einsatzkörpers. So kann z. B. der den Anschluß für die Leitung des Steuermediums aufweisende Gehäuseteil aus Aluminium bestehen und die mit dem Steuermedium in Berührung stehenden Innenwände durch eine Auskleidung abgedeckt sein, wie dies an sich bei Ventilen anderer Bauart zum Schutz dieser Teile gegen angreifende Medien bekannt ist. Im vorliegenden Fall soll jedoch bei aus Aluminium bestehenden Gehäusen und bei Verwendung eines gasförmigen Steuermediums eine Diffundierung des Gases durch das Aluminium verhindert werden.

Der Gegenstand der Erfindung wird an Hand der Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt und

Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie II-II der Fig. 1 durch eine Absperreinrichtung nach der Erfindung.

Das Gehäuse besteht aus den Teilen 1 und 2, die in ihrem Innern mittels sternförmig angeordneter Ripsen 3 je eine Kappe 4 bzw. 5 tragen. Diese sind hohl lusgebildet. Die Kappe 4 weist einen hohlen Zapfen 6 luf, der mit Längsschlitzen 7 versehen ist. Auf dem Zapfen ist ein Druckstück 8 verschiebbar angeordnet, las von einer Ringmembran 9 umschlossen ist. Der Mantel des Druckstückes weist eine Reihe von Längsichlitzen 10 auf, die außen in der Umfangsrichtung stufenförmig verbreitert sind.

Die Ringmembran 9 hat auf der einen Seite eine Stirnwand 11, auf der anderen Seite dagegen einen lach innen gerichteten Flansch 12, der einen Bund 13 Uifweist, welcher in eine Ringnut der Kappe 4 eingreift und dadurch den Flansch verankert. Zur besse-•en Abdichtung läuft der Flansch in eine Dichtungsippe 14 aus.

Am Gehäuseteil 1 ist ein Ansatz 15 angeordnet, der :ur Aufnahme einer Leitung dient, mittels der der \bsperreinrichtung das Steuermedium zugeführt wird. 3er Ansatz 15 wird von einer Bohrung 16 durchsetzt, lie in das Innere der hohlen Kappe 4 mündet, die über Ien hohlen Zapfen 6 mit den Längsschlitzen 7 mit dem 'nnern des Druckstückes 8 in Verbindung steht.

Der Hohlraum der Kappe 5 kann offen oder geichlossen sein. Er steht nicht mit dem Innern der Cappe 4 in Verbindung.

Beim Verschrauben der beiden Gehäuseteile 1 und 2 verden die Stirnwand 11 und der Flansch 12 der lingmembran 9 von den einander zugekehrten Stirnlächen der Kappen 4 und 5 gegen das Druckstück 8 jepreßt und so die Ringmembran eingespannt.

Die Wirkungsweise der Absperreinrichtung ist sehr infach. Das Steuermedium gelangt beim Zuführen lurch die Bohrung 16 in den Hohlraum der Kappe 4, ron dort durch den hohlen Zapfen 6 und die Schlitze 7 η das Innere des Druckstückes 8 und durch die Schlitze 10 zur Ringmembran 9. Diese bläht sich inter dem Druck des Steuermediums auf und verengert den ringförmigen Durchflußquerschnitt im gevünschten Maße. Bei völligem Abschluß liegt die lingmembran an der Gehäusewandung unter Druck m. Wird der Druck des Steuermediums verringert, so reibt die Ringmembran infolge ihrer Elastizität das 5teuermedium aus, bis sie am Druckstück 8 anliegt.

Wie aus der Zeichnung leicht ersichtlich ist, nehmen 205

die Stirnwand und der am Innenrand verankerte Flansch einen Teil der auf die Ringmembran wirkenden radialen Kräfte auf, so daß die axialen Einspannkräfte nicht so hoch wie bei der bekannten Bauart zu sein brauchen.

Die Stirnwand und der Flansch der Ringmembran können unnachgiebige Einlagen aufweisen, wenn die Membran gemäß der Erfindung hergestellt wird. Das neue Herstellungsverfahren besteht darin, daß das Druckstück als verlorener Kern benutzt wird. Die im Druckstück angeordneten Längsschlitze 10 werden durch Plättchen abgedeckt, die genau in die stufenförmige Verbreiterung der Schlitze passen. Diese Plättchen werden durch einen Gummiring in ihrer Lage gesichert. Hierauf kann mit der an sich bekannten Herstellung der Membran begonnen werden, wobei das Gummiband mit der Membran verschmilzt. Nach Fertigstellung der Membran werden die Plättchen dadurch entfernt, daß sie von innen her um 90° verdreht werden, worauf sie durch die Schlitze nach innen herausfallen.

Die Erzeugung der Membran kann durch eine besondere Vorrichtung weiter vereinfacht werden, indem die Durchbrechungen im Mantel des Druckstückes mit unveränderlichem Querschnitt hergestellt und von Stempeln verschlossen werden, die in einer Vorrichtung sternförmig angeordnet und in radialer Richtung verschieb- oder verschwenkbar und in ihrer jeweiligen Lage feststellbar sind. In der äußeren Endlage schließen die Stempel bündig mit der Mantelfläche des Druckstückes ab. In der inneren Endstellung kann die Vorrichtung aus dem Druckstück entfernt werden.

Die bekannten Ringmembranen weisen den Nachteil auf, daß sie bei halbgeschlossener Absperrvorrichtung einen großen Durchströmwiderstand bilden, der von der axialen Aus wölbung der Membran herrührt. Um diese Mängel zu beseitigen, ist die Ringmembran an den Ubergängen vom Mantelteil zur Stirnwand bzw. zum Flansch versteift. Diese Versteifung kann durch Materialanhäufung, durch Anordnung von Rippen oder durch härtere Ausbildung des Membranwerkstoffes an dieser Stelle erzielt werden. Ein gutes Zusammenwirken dieser versteiften Übergangsstelle mit den benachbarten Kappenrändern wird erreicht, wenn die Mantelflächen der Kappen sanft gerundet in die einander zugekehrten Stirnflächen übergehen.

Wird als Werkstoff für den Gehäuseteil 1 Aluminium verwendet und ein gasförmiges Steuermedium benutzt, so besteht die Gefahr, daß die Kappe 4 nicht genügend dicht ist, um ein Entweichen des gasförmigen Mediums zu verhindern. Eine solche Absperreinrichtung wird, wenn sie längere Zeit geschlossen ist, keine vollständige Absperrung mehr bewirken. Dieser Übelstand wird erfindungsgemäß dadurch beseitigt, daß die mit dem Steuermedium in Berührung stehende Wandung mit einer dichtenden Auskleidung überzogen wird. Diese Auskleidung kann aus Metall bestehen und bei der Herstellung des Gehäuseteiles mit eingegossen werden.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Absperreinrichtung liegen auf der Hand. Vor allem ist der Umstand bedeutsam, daß sie im wesentlichen aus nur drei Bestandteilen besteht, nämlich den beiden Gehäuseteilen mit den beiden Kappen des Einsatzkörpers und der Ringmembran, die das Druckstück umschließt. Beim Ausbau genügt es, Druckstück samt Membran auf den Hohlzapfen 6 aufzuschieben und die beiden Gehäuseteile miteinander zu verschrauben. Diese Einfachheit der Einrichtung ist bei bekannten Absperreinrichtungen nicht vorhanden.

Claims (11)

Abschließend wird bemerkt, daß die Erfindung nicht auf die beschriebene und dargestellte Ausführungsform beschränkt ist. Pat ε ν tansρ küche:

1. Ventil, bei dem in einem zweiteiligen Gehäuse ein gleichachsig angeordneter stromlinienförmiger, hohler Einsatzkörper vorgesehen ist, der zwei Kappen und ein zwischen den Kappen eingespanntes, auf der Mantelfläche von einer Ringmembran umfaßtes elastisches, ringscheibenartiges, hohles Druckstück aufweist und mittels sternförmig angeordneter Rippen im Gehäuse gehalten ist, wobei die Ringmembran seitlich über die Stirnflächen des Druckstückes reichende Flanschteile hat und durch ein von außen in das Innere des Einsatzkörpers und durch Kanäle des Druckstückes zugeführtes Druckmittel, wie Öl, Luft, Wasser od. dgl., aufblähbar und gegen die Gehäusewand preßbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß j ede Kappe mit einem Gehäuseteil über sternförmig angeordnete Rippen zusammenhängend aus einem Stück besteht und der Abstand der Kappen voneinander etwa der Breite des Druckstückes mit aufgesetzter Ringmembran entspricht, so daß im zusammengebauten Zustand des Ventils das Druckstück mit der Ringmembran fest zwischen den Kappen eingespannt ist.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringmembran (9) an der einen Seite einen nach innen ragenden Flansch (12), an der anderen Seite jedoch eine geschlossene Stirnwand (11) aufweist.

3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckstück (8) auf einem an einer der Kappen des Einsatzkörpers vorgesehenen Zapfen (6) verschiebbar angeordnet ist.

4. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die im Mantel des hohlen Druckstückes (8) angeordneten Kanäle (10) außen in der Umfangsrichtung stufenförmig verbreitert sind.

5. Ventil nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (12) der Ringmembran (9) einen vorspringenden Bund (13) aufweist, der in eine Ringnut der einen Kappe des Einsatzkörper eingreift.

6. Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (12) der Ringmembran (9) mit einer Dichtungslippe (14) versehen ist.

7. Ventil nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringmembran an den Übergängen vom Mantelteil zur Stirnwand bzw. zum Flansch versteift ist.

8. Ventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelflächen der Kappen in üblicher Weise sanft gerundet in die einander zugekehrten Stirnflächen übergehen.

9. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der den Anschluß für die Leitung des Steuermediums aufweisende Gehäuseteil aus Aluminium besteht und die mit dem Steuermedium in Berührung stehenden Innenwände durch eine Auskleidung abgedeckt sind.

10. Ventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Auskleidung aus Metall besteht und mit eingegossen ist.

11. Ventil nach Anspruch 2, 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das hohle Druckstück bei der Herstellung der Membran als verlorener Kern dient und dann in der Membran verbleibt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschriften Nr. 643 991, 437 463.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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