DE1500058C - Staubdichte Vorrichtung zum lösbaren Verriegeln eines Deckels an einem Behälterteil - Google Patents

Description

Die Erliiulung bezieht sieh auf eine Dichlunjssanordiiung für Schieber oder Kugelhühiie mil mindestens einem hülsenailigcii Dichtungsring, der zwischen einer Seile eines Vcrsehlußslückes und einem Gehäuse in eine zum Diirchllußkaual konzentrische, /um Verschhißslück hin oll'ene Gehnuseaiisnchnuiiii',, oder in eine entsprechende Ausnehmung eines in die Gehüuseausnehiiuing eingesel/len Dichlungshalteringes axial verschiebbar eingelegt ist und mit mehreren über den Umfang der Ausnehmung verteilt angeordneten Schraubenfedern, die an einer von dem Verschhißslück abgewandten Fläche des Dichtungsringes und an einer Fläche der Ausnehmung anliegen und den bzw. die Dichtungsringe gegen das Verschlußstück drücken, «5

Hei einer bekannten Dichtungsanordnung dieser Art sind die Schraubenfeder» beim Zusammenbau nicht in ihrer Lage gesichert, so daß für den Zusammenbau das Gehäuse umgelegt werden muß, um die Schrauhenl'edern von oben in die Ringnut ein- ao zusetzen. Danach wird der Dichtungsring gegen die Kraft der Federn in seine Stellung geilrückt. Aus diesem Grunde ist nicht nur der anfängliche Zusammenbau des Schiebers oder Hahnes schwierig, sondern es ist auch schwierig, den Schieber oder Hahn am Einsalzort zu reparieren.

Es ist auch eine Dichtungsanordnung bekannt, bei der Schraubenfedern während des Zusammenbaus in ihrer Lage gesichert sind. Jedoch muß hierzu jede Feder mittels einer geflanschten Hülse und einer 3d Sehraube an einem Flansch eines Schiebersitzkörpeis befestigt werden. Dieser Schiebersitzköiper bildet mit der Fläche, tlie der Fläche gegenüber liegt auf der die Federn angeordnet sind eine Gegeiulichtlliiehe für den bei dieser Ausführung in der Schieberplatte angeordneten Dichtungsring.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Dichtungsanordnung tier einleitend genannten Art, d. h. bei einer Dichtungsanordnung, bei der die Schraubenledern den Dichtungsrinig in die Abdichtstelliiiig drücken, ilen Einbau dieser Anpreßfedern mit gleichzeitiger Lagesicherung in dem Gehäuse ohne den Dichtungsring zu ermöglichen.

Die Lösung besteht gemäß der Erfindung darii., . . _ daß die Schraubenfedern vorgespannt zwischen zwei sich gegenüberliegenden Flächen einer, am Umfang der Ausnehmung zur Aufnahme des Dichtungsringes angeordneten, nach innen zum Diirehllußkanal hin oder nach außen offenen Ringnut eingebaut sind, und die radiale Tiefe der Ringnut so bemessen ist, So daß ihre dem Dichtungsring zunächst liegende, sich radial erstreckende Fläche eine Breite hat, die kleiner ist als der Durchmesser der Schraubenfedern.

Heim Zusammenbau werden zunächst die Schraubenfedern in Abständen auf dem Umfang in die Ringnut eingesetzt. Die Breite der Ringnut ist so gewählt, daß die Federn beim Einsetzen teilweise /iisammeni'.edrüekt werden, wodurch sie ohne weitere Millcl in ihrer richtigen Lage auf dem Umfang gehalten werden. Danach wird der Dichtungsring in fm si.'inc Stellung eingesetzt. Wenn der Dichtungsring sich in normalen] Ahdichtungscingrilf mit dein Schieber befindet, sind die Schraubenfedern we.ter zusammengedrückt, so daß ihre gesamte Kraft auf den Dichtungsring ausgeübt wird, 11111 diesen in (15 richtigen Ahdtchluuüsciugrilf mit dem Verschkißstiick zu drücken. Wenn der Schieber oder Hahn am lünsalzort repariert werden soll oiler muß, kann der Dichtungsring nach Entfernen des Versehlußstiicks ohne weiteres herausgenommen werden, weil hei seinem Herausnehmen die Schraubenfeder!) an den Siirnllilchen der Ringnut gehallen werden, so daß sie in der Ringnut verbleiben,

Die Eilindung wird nachslehend an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

Fig. 1 ist eine seitliche Sehnittansieht eines Keilschiebers, an welchem die Erfindung verkörpert ist;

Fig. 2 ist eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Teilselmiltansicht, in welcher die Dichtungsanordnung des Keilschiebers gemäß Fig. 1 wiedergegeben ist.

F i g. 3 ist eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Tcilschnittansicht, in welcher eine abgeänderte Auslulmmgsform einer Dichtungsanordnung für den Keilschieber gemäß Fig. I wiedergegeben ist;

F i g. 4 ist eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Teilschnittansicht, in welcher die Anwendung der Erfindung bei einem Kugclhahn wiedergegeben ist;

Fig. 5 ist eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Dichtungsanordnung gemäß der Erfindung bei Anwendung an einem Flachschieber;

Fig. 6 ist eine der Fig. 5 ähnlichen Ansicht, in der eine abgeänderte Ausführungsform der Erfindung wiedergegeben ist.

In den Fig. 1 bis 3 ist die Anwendung der Erfindung bei einem Keilschieber wiedergegeben. Der Keilschieber weist ein Gehäuse 111 auf, das mit Strömlingsdurchgängen 112 verschen ist und bei dem der bewegbare Schfcbcrkeil 113 durch eine Spindel 114 getragen ist. Dichtungsanordnungen 115 sind von dem Gehäuse 111 auf gegenüberliegenden Seiten des Schieberkeils 113 getragen. Die Dichtungsanordnung 115, wie sie in Fig. 2 wiedergegeben ist, weist einen Mctallhaltering 116 auf, der beispielsweise mittels einer Schweißverbindung 117 mit dem Gehäuse Hl verbunden sein kann. Der Außenumfang des Halleringes 116 ist bearbeitet, um einen hülsenartigen Dichtungsring 118 verschiebbar aufzunehmen. Der Dichtungsring 118 kann aus verhältnismäßig hartem elastischem Material, wie einem Polyamid gebildet und durch ein Metallband 119 verstärkt sein. Zwischen dem Haltering 116 und dem Dichtungsring 118 ist eine Dichtung durch einen O-Ring '20 vorgesehen. Eine Mehrzahl von auf dem Umfang in Abständen angeordneten Schraubenfedern 121 ist um den Haltering 116 herum angeordnet, wobei ein Ende jeder Schraubenfeder 121 mit einer ringförmigen nodenfläche 122 und das andere Ende mit einer ringförmigen Schulter 125 einer Ringnut 45 im Haltering 116 oder einer ringförmigen Stirnfläche 123 des Dichtungsringes 118 im Eingriff steht.

Die radiale Abmessung der Schulter 125 beträgt beispielsweise ungefähr die Hälfte des Durchmessers einer Schraubenfeder 121, wodurch ein beträchtlicher Teil des mit der Schulter 1125 in Eingriff stehenden lindes der Feder 121 mit clem Dichtungsring 118 in Eingrill¹ treten kann. Jede Schraubenfeder 121 hat, bevor sie in die Ringnut 45 eingesetzt wird, eine entspannte Länge, die beträchtlich größer als der Abstand /wischen der Dodcnflächc 122 und der Schulterlläche 125 ist. Wenn somit eine Schraubenfeder 121 eingesetzt wird, muß sie zusammengedrückt werden, damit sie zwischen den Flüchen 122 und 125 angeordnet werden kann, wonach die Zusaninieiulrückkraft aufgehoben wird, so daß sie in der gewünschten Stellung im F.ingrilT mit den Flächen 122 und 125 verbleibt.

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Wenn der Schicbcrkcil nach oben in Richtung gegen ilic C)IVcnsiclhmg außer lkrührung mil ilen Diuhliiiigsrinr/en MK bewegt wird, dünn bewegen sich die Dichlungsringe MH mich außen, wodurch der Druck der Sehrauhenfedern 121 mil' die rim:- form ige Seluillerlläche 125 übertragen wird. Wenn der Schieber jedoch in die voll geschlossene Stellung bewegt wird, tritt er mit den Dichtungsringen MH in lüngrilT niid drückt sie gegen den Druck der Schraubenfeder!! 121, so dall die Kraft der Sehraubenfedern 121 auf die Stirnfläche 123 der Dichtungsringe MK übertragen wird. Der von den Schraubenfedern 121 eingenommene Raum ist durch einen ringförmigen Ansatz 124 am Dichtungsring allgemein umschlossen,

Hei der Ausführiingsform geinüß F i g. 3 ist das Gehäuse derart ausgebildet, daß ein cinstückiger ringförmiger Teil 126 gebildet ist, der bearbeitet ist, um einen Dichtungsring 127 verschiebbar aufzunehmen. Der Dichtungsring 127, der wiederum aus einem Material wie einem Polyamid gebildet sein kann, ist auf einem starren Metallträgcrring I2R angeordnet. Sehraubenfedern 129 sind wicdenim in einer Ringnut 131 angeordnet. Wenn der Schieberkeil 113 nicht mit den Dichtungsringen 127 im Hingrill steht, ist die Lage der Teile derart, daß die Sehraubenfedern 129 auf einer ringförmigen SchultciTTache 132 des Gehäuseteiles 126 aufsitzen. Wenn jedoch der Schiebekeil 113 mit dem Dichtungsring 127 im Eingriff steht und ihn in eine Stellung drückt, wie sie in Fig. 3 wiedergegeben ist, wird die Krall der Sehraubenfedern 129 von dem Ende 133 des Dichtungsringes 127 aufgenommen. F. in Ahlagerungsscluitz 134 wird bei der Ausl'ührungsforin guinäß Fig. 3 verwendet, und er ist dem Schutz 65 α gemäß F i μ. 5 ähnlich.

In F i g. 4 ist eine Ausführungsform der Erfindung wiedergegeben, die bei Kugolhähnen verwendbar ist. Bei dieser Ausführungsform ist ein Haltering 136 in dem Hahngehäiise 137 angeordnet und mit Bezug auf das Uahngehäuse 137 abgedichtet, beispielsweise mittels eines O-Ringes 138. Wenn es gewünscht wird, kann auch bei dieser Ausführungsform der Haltering 136 einstückig mit dem hahngehäusc 137 ausgeführt sein. Das Kugelküken 139 steht mit seiner Oberfläche 141 mit der Dichtungsanordnung im Eingriff.

Die Dichtungsanordnung ge in Ii IJ Fig. 4 weist einen Dichtungsring 142 auf, der wiederum aus verhältnismäßig hartem elastischen Material wie einem Polyamid gebildet und mit einem weicheren elastischen F.insatz 143 für eine mediumdichte Berührung mit der Kükenoberfläche 141 verschen ist. Der Dichtungsring 142 ist mit Bezug auf den Haltering 136 abgedichtet, beispielsweise mittels eines O-Ringcs Ϊ44. Der Dichtungsring 142 ist mit einem Metallverstärkungsband 146 versehen, das auf die gleiche Weise, wie es in Verbindung mit Fig. (Ί beschrieben ist, angeordnet ist. Wenn der Dichtungsring 142 mit der Kükenoberllächc 141 nicht im F.ingrilT steht, stehen die Sehraubcnfederu 147 sämtlich mit einer ringförmigen SchulteriVäche 148 des Halleringes im F.ingrilT. Jedoch wird die Kraft der Sehraubenfedern 147 während des gewöhnlichen Betriebes durch eine Stirnfläche IW des Dichtungsringes 142 aufgenommen. Wie dargestellt, ist der wirksame Durchmesser des Dichtungsringes 142 mit Bezug auf die Kükenoberlliiche 141 etwas größer als der wirksame Durchmesser, auf welchem der O-Ring 144 alulich let,

Iu den Fig, 5 und Ci sind Auslührungsloiincn liii einen Flachschieber beschrieben. Gemäß Hi¹. S weist jede Dichtungsanordnung einen llalicrin;¹.39 auf, der in eine in dem Gehäuse IO jiebildete inn¹ l'örniige Ausnehmung 41 eingepaßt und mil Bczii" auf das Gehäuse 10 durch zweckentsprechende Millel abgedichtet ist, beispielsweise mittels eines O-Rini'c ·

ίο 42. Die Ausnehmungen 41 können in verhältnismäßig starken Gehäuscahsdilußplatten gebildet sein. In einigen Füllen kanu der Haltering 39 ein mit dem Gehäuse 10 einstückig ausgebildeter Teil sein. Wie in Fig. 5 wiedergegeben, ist der Haltering 39 be-

arbeilet, um eine Umfangslläche 43 und eine Umfangsfläche 44 zu bilden. Die Fläche 43 hat derartige Ausnehmungen, daß sie einen hülsenarligen Dichtungsring 46 verschiebbar aufnehmen kann. Die Umfangsfläche 44 ist eine der Begrenzungsflüchen einer

Ringnut 45, die weiterhin durch eine BodenlUichc 47 und eine Schulterlläehe48 begrenzt ist. Die I lachen 47 und 48 liegen einander gegenüber und sind zu der Achse der Strömungsdurchgänge 16 konzentrisch gebildet.

as In der Ringnut 45 ist eine Mehrzahl von auf dem Umfang in Abständen angeordneten Sehraubenfedern 49 angeordnet. Ein Ende jeder Schraubenfeder 49 sitzt auf der Bodcnflächc 47 und ein Teil des anderen Endes auf der SchulteriVäche 48 auf. Die Ab-

3ii mcssungen von Ringnut 45 und Sehraubenfedern 49 werden ebenso gewählt, wie bei den beiden vorbeschriebenen Ausfüh rungsformen.

Der Dichtungsring 46 ist auch bei diesem Beispiel hülsenartig und ist aus einem verhältnismäßig harlem

;i5 nichtmetallischen Material gebildet, das etwas elastisch ist, beispielsweise aus einem Polyamid. Der Dichtungsring 46 ist auf einem Tlägerring 51 angeordnet, der aus einem zweckentsprechenden Metall gebildet sein kann und verhältnismäßig starr ist. Um einen festen Sitz des Dichtungsringes 46 auf dem Trägerring 51 zu gewährleisten, ist der Dichtungsring 46 mit einer Rippe 52 versehen, die in eine an dem Trägerring 51 gebildete Nut 53 eingreift.

Der Dichtungsring 46 kann auf zweckentsprechende Weise an den Trägerring 51 gebunden sein, beispielsweise mittels eines Klebemittels. Der Dichtungsring 46 ist vorzugsweise an Stelle oder zusätzlich zu einer solchen Bindung mit Schrumpfsitz an dem Trägering 51 angeordnet. Somit wird zu dem Zeitpunkt, zu welchem die Teile zusammengesetzt werden, der Dichtungsring 46 auf eine erhöhte Temperatur erhitzt, beispielsweise durch Eintauchen in kochendes Wasser, und der Trägerring 51 kann auf Umgebungstemperatur gehalten oder auf eine verhältnismäßig niedrige Temperatur gekühlt werden. Nachdem der erhitzte Dichtuimsring 46 auf dem Trägerrinu. 51 angeordnet isi, führt die Rückkehr dieser Teile auf die Umgebungstemperatur zu einem verhältnismäßig festen Sitz unter gleichzeitiger Vorspannung der Teile.

Das mit der Schieberplatte 11 in Eingriff' tretende Ende des Dichtungsringes-46 ist mit einem Einsät/ 54 versehen, tier aus verhältnismäßig weichem elastischem Material gebildet ist, beispielsweise einem zweckentsprechenden synthetischen Kautschuk oder einem anderen Elastomer.

Der Dichtungsring 46 ist mit Bezug auf den Haltering 39 und das Gehäuse Ii) durch z.wcckentspre-

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clicndc Mittel abgedichtet, beispielsweise durch einenelastischen O-Ring 56. Der O-Ring 56 ist in einer Nut 57 auf dem Umfang des Dichtungsringes 46 angeordnet. I^:.r steht mit einem glatten zylindrischen Abschnitt 43 α der Umfangsfläche 43 des Halteringcs 39 in Verbindung.

Das von der Schieberplatte 11 entfernt liegende linde des Dichtungsringes 46 ist mit einer ringförmigen Rippe 58 versehen. Die Rippe 58 hat einen Durchmesser, der etwas größer als der Durchmesser der Zylinderfläche 43 α ist, wodurch, wenn der Ring 46 in dem Haltering 39 angeordnet ist, eine beträchtliche Kraft angelegt werden muß, um das eine Linde des Dichtungsringes 46 in ausreichendem Maße zu verformen, um seinen Durchgang durch den zylindrischen Abschnitt 43 α zu ermöglichen. Wenn sie an Ort und Stelle gedruckt ist, schnappt die Rippe 58 in eine Ausnehmung 59 ein, wonach eine Verschiebung des Dichtungsringes 46 durch den Eingriff der Rippe 58 mit einer ringförmigen Schulter 61 verhindert ist.

Der E>ichtungsring 46 hat weiterhin derartige Abmessungen und ist so ausgebildet, daß eine ringförmige Schulter 62 geschaffen ist, die sich gewöhnlich in einem Abstand zu einer an dem Haltering 39 gebildeten ringförmigen Schulter 63 befindet.

Die Abmessungen des Trägerringes 51 sind derart, daß ein Teil von ihm die Ringnut 45 allgemein umschließt, in welcher die Schraubenfedern 49 angeordnet sind. Zusätzlich kann die Ringnut 45 von einem ringförmigen Ablagerungsschutz 65 α umschlossen sein, der aus einemzweckenlsprechenden Material wie einem Polyamid, einem Polytetrafluoräthylen od. dgl. gebildet ist und in einer in dem Haltering 39 gebildeten Ausnehmung 65 b gehalten ist. Wie aus Fig. 5 ersichtlich, sind der Trägerring51 und der Ablagcrungsschutz 65 a in allgemein überlappender Lage angeordnet.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 6 ist in vieler Hinsicht der vorbeschriebenen Ausführungsform ähnlich, sie unterscheidet sich jedoch dadurch, daß die Anordnung der Teile umgekehrt ist. Ein Haltering if>6 entspricht dem Haltering 39 gemäß F i g. 5 und ist in ähnlicher Weise in eine Gehäuseausnehmun|> 67 herausnehmbar eingepaßt und mit Bezug aul (das Gehäuse abgedichtet, beispielsweise mittels eines elastischen O-Ringes 68. Ein dem Dichtungsring 46 entsprechender Dichtungsring 69 ist wiedcruni aus einem zweckentsprechenden verhältnismäßig harten elastischen Material gebildet, beispielsweise einem Polyamid. Der Haltering 66 ist bearbeitet, um eine Umfangsfläche 71 zu schaffen, auf welcher der Dichtungsring 69 verschiebbar angeordnet ist. Der Dichtungsring 69 ist mit Bezug auf den Haltering 66 durch einen elastischen O-Ring 72 abgedichtet. Der Dichtungsring 69 ist mit einer Rippe 73 an seinem inneren Umfang versehen, die gewöhnlich mit einer ringförmigen Schulter 74 an dem Haltering 66 im Eingriff, steht, wodurch der Dichtungsring 69 gegen Verschiebung gehalten ist. Wie bei der Ausfühnmgsform gemäß F i g. 5 kann der Dichtungsring 69 durch Verformung auf dem Haltering 66 angeordnet werden, wodurch die Rippe 73 hinter die ringförmige Schulter 74 schnappen kann. Der mit der Schieberplatte in Kingrilf tretende Hndtcil des Dichtungsringes 69 ist derart ausgebildet, daß eine Schulter 7if) peschallen ist, die gewöhnlich im Abstand zu einer im dem Haltering 66 gebildeten Schulter 77 liegt. Die Schultern 76 und 77 können auf der Abstromscitc des Schiebers aneinander anliegen, wenn die Schieberplatte durch das Druckdilfercntial in Richtung gegen die Abslromscite gedrückt wird.
Die Schraubenfeder!! 78 gemäß F i g. 6 sind wiederum in einer Ringnut 79 angeordnet und ihre linden legen sich gegen eine Bodenfläche 81 der Ringnut 79 und eine Schulterflüehe 82. Unter allen gewöhnlichen Betriebsbedingungen des Schiebers

ίο drücken die Schraubcnfedern 78 gegen die ringförmige Endfläche 83 des Dichtungsringes 69. Der Raum der Ringnut 79, der im allgemeinen von den Schraubenfeder!! 78 eingenommen wird, ist durch einen Ansatz 84 des Dichtungsringes 69 teilweise umschlossen. Wenn der Dichtungsring 69 niciii mit einer Schieberplatte in Eingriff steht, nehmen die Teile die in Fig. 6 wiedergegebenen Stellungen ein, und der Druck der Schraubenfeder!! 78 wirkt auf die Schulterfläche 82.

An Stelle der Verwendung eines Triigcrringes, wie er in Fig. 5 wiedergegeben ist, wird bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6 ein Metallverstärkungsband 86 verwendet, welches den äußeren Umfang des Dichtungsringes 69 umgibt. Das Band 86 kann in einer in dem Außenumfang des Dichtungsringes 69 gebildeten Ausnehmung 87 aufgenommen sein, und es wird vorzugsweise auf dem Dichtungsring 69 durch Verfahren angeordnet, welche einen verhältnismäßig festen Eingriff mit geringer Vorzusammcndrückung des Polyamidmaterials gewährleisten. Beispielsweise kann zu dem Zeitpunkt, zu welchem die Teile zusammengesetzt werden, der Dichtungsring 69 auf eine verhältnismäßig niedrige Temperatur gekühlt und das Metallband 86 auf eine erhöhle Temperatur erhitzt werden, so daß das Band 86 bequem auf den Dichtungsring 69 in der Ausnehmung 87 angeordnet werden kann, bevor die Teile wiederum die Umgebungstemperatur annehmen. Dadurch wird ein Schrumpfsitz geschaffen, bei welchem das Band 86 gewöhnlich unter beträchtlicher Spannung und der Dichtungsring 69 gewöhnlich unter Druck steht. Solches Vorzusammendrükken kann den Vorteil haben, daß die Abmessungen des Dichtungsringes 69 festgelegt sind, so daß Änderungen der Abmessungen während des Betriebs des Schieburs, beispielsweise durch Absorption von Medien, Temperaturänderungen usw. vermieden sind.

Allgemein ist die Ausführungsform gemäß F i g. 5

verhältnismäßig hohen Betriebsdrücken angepaßt während die Ausführungsform gemäß Fig. 6 etwas niedrigeren Betriebsdrücken angepaßt ist.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Dichtungsanordnung für Schieber oder Kugelhähne mit mindestens einem hülscnarligen Dich· tungsring, der zwischen einer Seite eines VcrschlußstUckes und einem Gehäuse in eine zun Durchflußkanal konzentrische, zum Verschluß stück hin offene Gehliuscausnchmung, oder ir eine entsprechende Ausnehmung eines in di< Gchüuscausnchmung eingesetzten Dichtungshal teringes axial verschiebbar eingelegt ist und mi mehreren über den Umfang der Ausnelimuii)

   verteilt angeordneten Schraubenfeder!!, die nt einer von dem Verschlußstück abgewandtei Flüche des Dichtungsringes und an einer Flächi der Ausnehmung anliegen und den bzw, dii

   ¹L/

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   Dichtungsringe gegen das Verschlußstück drükken, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenfedern (z. B. 49) vorgespannt zwischen zwei sich gegenüberliegenden Flachen (z. B. 47, 48) einer am Umfang der Ausnehmung zur Aufnahme des Dichtungsringes (z. B. 46) angeordneten, nach innen zum Durchfluß-

   kanal hin oder nach außen offenen Ringnut (z. B. 45) eingebaut sind, und die radiale Tiefe der Ringnut so bemessen ist, daß ihre dem Dichtungsring zunächst liegende, sich radial erstrekkende Fläche (z. B. 48) eine Breite hat, die kleiner ij;t als der Durchmesser der Schraubenfedern.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen