DE1101082B

DE1101082B - Fastening of the valve closure piece to the spindle by means of a ball joint, acting in the direction of tension and compression

Info

Publication number: DE1101082B
Application number: DEK18531A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Erich Kieback
Original assignee: ERICH KIEBACK DR ING
Current assignee: ERICH KIEBACK DR ING
Priority date: 1953-06-23
Filing date: 1953-06-23
Publication date: 1961-03-02

Description

In Zug- und Druckrichtung wirkende Befestigung des Ventilverschlußstückes an der Spindel mittels eines Kugelgelenks Bekannt sind in Zug- und Druckrichtung wirkende Befestigungen des Verschlußstückes von Klappenventilen und Keilschiebern mit Doppelplatten an am Antriebsglied gelagerten spindelartigen Zapfen mittels eines Kugelgelenkes mit Kugelflächen, .bei denen an dem spindelartiggen Teil eine dünnwandige Kugelschale vorgesehen ist, deren Innen- und Außendurchmesser -und auch Randdurchmesser annähernd dem Durchmesser des Ventildurchlasses entsprechen, und die mit einer angepaßten konvexen und einer -konkaven Kugelfläche des Verschlußstüokes eng zusammenarbeitet, deren Mittelpunkt in der Sitzebene des Ventiltellers liegt. Das Verschlußstück kann sich hierbei der Ventilsitzebene gut anpassen, jedoch .entstehen an den Kugelflächen beim Kippen des Verschlußstückes große Reibungskräfte, die starke Antriebskräfte erfordern.Fastening of the valve plug acting in the direction of pull and push on the spindle by means of a ball joint are known in the pulling and pushing directions effective fastenings of the closure piece of flap valves and wedge sliders with double plates on spindle-like pins mounted on the drive member by means of a Ball joint with spherical surfaces, where a thin-walled part on the spindle-like part Ball socket is provided, the inside and outside diameter and also the edge diameter approximately correspond to the diameter of the valve passage, and those with an adapted convex and a concave spherical surface of the locking piece work closely together, whose center is in the seat plane of the valve disk. The closure piece can adapt well to the level of the valve seat, but arise on the spherical surfaces when tilting the locking piece large frictional forces, the strong driving forces require.

Bekannt sind auch (und Motor-) Ventile, deren Spindeln mittels einer am Spindelende befestigten Kugel (oder Kugelschale) am Ventilteller, jedoch weit oberhalb der Sitzfläche (bzw. mit weit oberhalb der Sitzfläche liegendem Mittelpunkt einer Kugelschale) angreifen, so daß bei etwas schiefem Aufsetzen des Ventiltellers auf den Sitz dieser sich nur schwer dem Sitz in vollem Umfang anpassen kann, und zwar unter seitlichem Gleiten auf dem Sitz, wobei die Reibung überwunden werden muß. Das Ventil kann .daher leicht undicht bleiben oder erfordert große Schließkräfte. Die Kugelteile des Spindelendes sind ferner mit großen Flächen in den Ventilteller eingeklemmt, so daß dadurch die Ventilspindel nach dem Aufsetzen des Ventiltellers auch schwer verdrehbar ist.Are also known (and engine) valves whose spindles by means of a Ball (or ball socket) attached to the valve disc at the end of the spindle, but wide above the seat (or with the center point far above the seat a spherical shell) attack, so that if the valve plate is placed at an angle on the seat it is difficult to fully adapt to the seat, and while sliding sideways on the seat, overcoming the friction got to. The valve can therefore easily remain leaky or requires large closing forces. The spherical parts of the spindle end are also with large areas in the valve head clamped, so that thereby the valve spindle after placing the valve plate is also difficult to twist.

Die Erfindung bezieht sich auf eine in Zug- und Druckrichtung wirkende Befestigung des Ventilvers schlußstückes an der Spindel mittels eines -Kugelgelenks mit Kugelflächen, deren Mittelpunkte nahe der Sitzebene des Ventiltellers liegen; und das wesentliche- besteht darin, daß die Ventilspindel in Zug- und Druckrichtung mittels zweier annähernd konzentrischer konvexer Kugelstücke an zwei konkaven Kugelflächen des Ventilverschlußstückes angreift, und daß das vom Schließdruck belastete Kugelstück einen Kugel- und. Randdurchmesser von ein Viertel oder weniger des Durchmessers des Ventildurchlasses aufweist, während .das vom Zug belastete Kugelstück einen Randdurchmesser von weniger als der Hälfte des Durchmessers des Ventildurchlasses und einen Radius von mehr als dem Doppelten des Radius des vom Schließdruck .belasteten Kugelstücks aufweist. Diese Befestigung ist besonders vorteilhaft für häufig betätigte Ventile, wie z. B. Reglerventile, die sowohl gut dicht schließen müssen als auch in allen Zwischenstellungen genau -und ruhig und ohne großen Kraftaufwand arbeiten müssen. Infolge der geringen keihung, besonders beim Aufsetzen des Verschlußstückes auf den Sitz, kann das Verschlußstüek sich durch Kippen dem Sitz ohne seitliches Rutschen leicht anpassen, und die Spindel erfordert hierbei nur eine geringe Antriebskraft, auch wenn sie verschraubbar ist. Beim Abheben des Verschlußstückes ist die Antriebskraft auch einer verschrauhbaren Spindel verhältnismäßig gering, weil der Randdurchmesser der auf Zug beanspruchten Kugelflächen möglichst klein gehalten ist und diese Kugelflächen einen großen Winkel gegenüber der Spindelächse aufweisen, so @daß nur eine kleine Keilwirkung auftritt. Da .die Reibungskräfte klein gehalten sind, können die Kugelflächen so spielfrei zusammenarbeiten, daß das Verschlußstück bei Mittelstellungen nicht klappert, und infolge der Kippmöglichkeit des Verschlußstückes gegenüber der Spindel tritt kein Klemmen und vorzeitiger Verschleiß der Spindel in der Stopfbüchse und auch kein Klemmen von Führungsteilen des Verschlußstückes im Ventildurchlaß auf.The invention relates to a pulling and pushing direction Attachment of the valve connector to the spindle by means of a ball joint with spherical surfaces, the centers of which are close to the seat plane of the valve disk; and the main thing is that the valve spindle in pull and push direction by means of two approximately concentric convex spherical pieces on two concave spherical surfaces of the valve closure piece engages, and that the ball piece loaded by the closing pressure a ball and. Edge diameter of a quarter or less of the diameter of the valve passage, while. The ball piece loaded by the train has a Edge diameter less than half the diameter of the valve passage and a radius of more than twice the radius of the closing pressure .loaded Has ball piece. This attachment is particularly beneficial for those who operate frequently Valves, such as B. Regulator valves, which must both close well and tightly Work precisely and calmly in all intermediate positions and without great effort have to. As a result of the low keihung, especially when putting on the locking piece on the seat, the locking piece can be moved by tilting the seat without sideways Easily adjust the slippage, and the spindle only requires a low drive force. even if it can be screwed on. When the locking piece is lifted, the driving force is also a screwable spindle is relatively small because of the edge diameter the tensile stressed spherical surfaces is kept as small as possible and these spherical surfaces have a large angle with respect to the spindle axis, so that only a small one Wedge effect occurs. Since the frictional forces are kept small, the spherical surfaces can work together so free of play that the locking piece does not work in the middle positions rattles, and due to the possibility of tilting the locking piece relative to the spindle there is no jamming and premature wear of the spindle in the stuffing box and also no jamming of guide parts of the closure piece in the valve passage.

Mit Vorteil ist zwischen dem Stirnende der Spindel und dem Verschlußstück in an sich bekannter Weise eine Kugel eingesetzt, .die den Schließdruck auf das Verschlußstück überträgt.It is advantageous between the front end of the spindle and the closure piece a ball used in a known manner, .the closing pressure on the Closing piece transfers.

Der Spindelzug wird vorteilhaft durch einen auf die Spindel aufgeschraubten Gewindering auf das Verschlußstück übertragen, dessen dem Ventilsitz albgekehrte Seite kugelig geformt ist, wobei der Mittelpunkt der Kugel zwischen der Venti,lsitzebene und der Auflage der Druckkugel auf dem Versehlußstück liegt. Hierbei ist eine spielfreie Lagerung der beiden Kugeln in axialer Richtung im Verschlußstück möglich, wobei die kleinere Kugel sieh notfalls in der Kugelpfanne etwas abwälzen kann. Die Kombination zwischen Kugeln und kugelflächigem Gewindering ermöglicht dabei eine niedrige Bauart der Halterung unter -Einhaltung der Winkelbeweglichkeit. Die :den Druck aufnehmende kleine Kugel kann als hochfeste Stahlkugel ausgebildet sein.The spindle pull is advantageously screwed onto the spindle Transferring the threaded ring to the closure piece, the valve seat of which is swept Side is spherical in shape, with the center of the ball between the valve seat plane and the support of the pressure ball lies on the closure piece. Here is a backlash-free Storage of the two balls in the axial direction in the locking piece possible, whereby the smaller ball can roll slightly in the ball socket if necessary. The combination between balls and spherical threaded ring enables a low design the bracket while maintaining the angular mobility. The: taking the pressure small ball can be designed as a high-strength steel ball.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, und zwar eine Ventilspindelhaltenung im Schnitt.The drawing shows an embodiment of the invention, namely a valve spindle support in section.

Eine Ventilspindel2 weist am unteren Ende eine Bohrung 3 auf, in der eine Stahlkugel 4 gelagert ist, die auf eine Kugelpfanne 5 eines Ventiltellers 6 drückt. Eine Mutter 7 :der Ventilspindel arbeitet mit einem in den Teller 6 eingeschraubten Schulterstück 8 mittels Kugelflächen 9 der Mutter und des Schulterstücks zusammen, deren Mittelpunkt 10 mit dem Mittelpunkt 11 der Kugel annähernd zusammenfällt- Er kann mit dem Mittelpunkt 11 genau zusammenfallen oder auch etwas tiefer, bis etwa zum Druckpunkt 12 der Kugel in -der Pfanne 5, verlegt werden. Das Schulterstück 8 umgibt die Spindel 2 mittels einer Bohrung 13 mit etwas Spiel, so daß der Teller 12 nebst seinem Sitz 14 an der Spindel 2 etwas winkelbeweglich ist und der Sitz 14 sich stets ringsum dicht auf den Sitz 15 der Ventildrücke 16 aufsetzen kann und infolge des genau zentrischen Drucks der Kugel 4 auf .den Teller auch ringsum gleichen Dichtungsdruck erhält und somit gleichmäßig dicht schließt.A valve spindle 2 has a bore 3 at the lower end, in which a steel ball 4 is mounted, which presses on a ball socket 5 of a valve disk 6. A nut 7: the valve spindle works with a shoulder piece 8 screwed into the plate 6 by means of spherical surfaces 9 of the nut and shoulder piece, the center 10 of which approximately coincides with the center 11 of the ball - it can coincide exactly with the center 11 or a little deeper , up to about the pressure point 12 of the ball in the socket 5 . The shoulder piece 8 surrounds the spindle 2 by means of a bore 13 with some play, so that the plate 12, along with its seat 14 on the spindle 2, is somewhat angularly movable and the seat 14 can always sit tightly on the seat 15 of the valve pressures 16 and as a result the exactly centric pressure of the ball 4 on .den plate also receives the same sealing pressure all around and thus closes evenly tight.

An den Ventilteller 6 schließt sich nach unten ein an sich bekannter Drosselkörper 17 mit verschieden hohen Aussparungen an, um bei Benutzung der Vorrichtung in Regelventilen eine kontinuierlich fortschreitende Drosselung der Flüssigkeit zu ermöglichen. Trotz der Führung des Tellers in der Ventilbrücke bleibt die Ventilspindel dank der kugelflächigen Lagerung im Ventilteller leichtgängig, was für Regl.erventile wertvoll ist.A known per se closes at the bottom of the valve disk 6 Throttle body 17 with recesses of different heights to when using the device a continuously progressive throttling of the liquid in control valves to enable. Despite the fact that the plate is guided in the valve bridge, the valve spindle remains Thanks to the spherical bearing in the valve disc, it runs smoothly, what a control valve is valuable.

Fallen die Mittelpunkte 10 und 11 der Kugel und der Kugelfläche des Schulterstückes 8 bzw. des Bundes 7 zusammen, so kann das Schulterstück 8 praktisch bis zur axialen Spielfreiheit zwischen Ventilspindel und Ventilteller angezogen und dann @durch Körnerschlag od. dgl. gesichert werden. Der Ventilteller kann dann bei halb geöffnetem Ventil durch .die strömende Flüssigkeit nicht ins Brummen geraten und bleibt doch genügend winkelbeweglich zum guten Zusammenpassen der Sitze 14 und 15. Liegt der Mittelpunkt 10 etwas unter -dem Kugelmittelpunkt 11, so ist ein. geringes axiales Spiel der Spindelt im Ventilteller 6 notwendig, damit die Kugel 4 bei Winkelbewegung etwas seitlich rollen kann. Diese Seitenbewegung ist jedoch geringfügig. Um die etwaige Seitenbewegung zu ermöglichen,. erhält die Kugelpfanne 5 einen etwas größeren Kugelradius als die Kugel 4.If the centers 10 and 11 of the ball and the spherical surface of the shoulder piece 8 or of the collar 7 coincide, the shoulder piece 8 can practically be tightened until there is no axial play between the valve spindle and valve plate and then secured by punching or the like. The valve plate can then in half open valve by .the flowing liquid not fall hum and yet remains sufficiently angularly movable to the good fit between seats 14 and 15. Is the center slightly below 10 -the spherical center 11, then a. small axial play of the spindle in the valve disk 6 is necessary so that the ball 4 can roll slightly to the side during angular movement. However, this sideways movement is minor. To enable any side movement. the ball socket 5 receives a slightly larger ball radius than the ball 4.

Der Mittelpunkt 11 der Kugel 4 kann mit Vorteil in der Ebene der Sitzfläche des Sitzes 14 angeordnet -sein, so daß beim Aufsetzen des unter Umständen etwas geneigten Ventiltellers der Sitz 14 ohne Reibung am Sitz 15 sich diesem anpaßt.The center 11 of the ball 4 can advantageously be in the plane of the seat surface of the seat 14 -be arranged, so that when putting on the possibly something inclined valve disk of the seat 14 without friction on the seat 15 adapts to this.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Fastening acting in the direction of tension and compression the valve closure piece on the spindle by means of a ball joint with spherical surfaces, the centers of which are close to the seat plane of the valve, characterized in that that the valve spindle in pull and push direction by means of two approximately concentric convex spherical pieces engages two concave spherical surfaces of the valve closure piece, and that the ball piece loaded by the closing pressure has a ball and rim diameter of a quarter or less of the diameter of the valve passage while the ball piece loaded by the train has an edge diameter of less than half the diameter of the valve passage and a radius greater than twice that of the radius of the ball piece loaded by the closing pressure.

2. Attachment according to claim 1, characterized in that between the front end of the spindle and the closure piece is inserted in a manner known per se, which transmits the closing pressure to the closure piece.

3. Attachment according to claim 1 or 2, characterized in that the spindle pull by an on 'the spindle screwed threaded ring is transferred to the closure piece, the valve seat of which remote side is spherical, with the center of the sphere between the Valve seat level and the support of the pressure ball is on the closure piece. In Documents considered: German Patent Specifications Nos. 336 531, 888 490; U.S. Patent Nos. 1431658, 2,516,387.