DE1912270A1

DE1912270A1 - Kugelschieber

Info

Publication number: DE1912270A1
Application number: DE19691912270
Authority: DE
Inventors: Enssle Bruno Eugen
Original assignee: BINKS RES AND DEV CORP
Current assignee: BINKS RES AND DEV CORP
Priority date: 1968-03-11
Filing date: 1969-03-11
Publication date: 1969-10-02
Also published as: US3494590A; NL6903724A; GB1203913A

Description

Dipi.-Ing. Egon Prinz ti Μ§ΓΖ Dr. Gertrud Hauter eooo Manch·» so, ^u ^ndr* Dlpl.-Ing. Gottfried Leiser Em.b.rg.r.tra... 19 1 q 1 9 9 7 rv Patentanwälte \ Ό \ L L I \J

Teiegramme^iabyrinth^Mondnn Binks Research and Development

Po,hd,,dcfconto.Monch._nn7078 Corporation

Industrial Park

Boulder, Colorado 80 301 / V.St.A.

unser Zeichen; B 1357

Kugelschieber

Ein. erfindungsgemäßer Kugelschieber ist erstens· durch ein Gehäuse gekennzeichnet, welches eine Schieberkugel und ein Paar integrale Fittinge aufnimmt, von.denen jeder Pitting eine Aussparung zur Aufnahme einer rohrförmigen Dichtung aus fluorhaltigem Kunststoff derart aufweist, daß der eingeschlossene Raum der Dichtung ganz erheblich den nicht eingeschlossenen Raum der Dichtung übersteigt und daß die äußere Umfangsoberfläche der Dichtung über ihre gesamte länge getragen ist, wobei jeder Fitting einen Flansch aufweist, der gegen das Gehäuse anliegt und dadurch die Kompressionskraft begrenzt, die auf die Dichtung ausgeübt wird. Zweitens ist der-Kugelschieber durch einen Handgriff gekennzeichnet und einen Schaft und eine Schieberkugel, wobei diese Teile einen einzigen integralen Bauteil bilden, der in dem Schiebergehäuse durch die besagten Dichtungen und KLttinge befestigt ist«

Die Erfindung soll in der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung erläutert werden« Ba zeigen? .

Fig· 1 eine perspektivische Ansicht eines Schiebers, der gemäß der Erfindung aufgebaut ist_?

Fig. 2

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Gei/R.

I¹Ig. 2 eine auseinandergezogene Darstellung der in Pig« T dargestellten Schieberbaugruppe und

Fig. 3 eine vergrößerte Vertikalsohnittansicht, genommen längs der Linie 3-3 der Hg. 1. .

Im folgenden soll unter Bezugnahme auf die Figuren der ■ Zeichnung ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert werden_o

Es sei auf die Figuren der Zeichnung Bezug genommen» Es ist eine Schieberbaugruppe 10 dargestellt, die ein Schiebergehäuse 12, ein Paar Endfittinge 14 und 16 und ein Paar rohrförmige Dichtungen 18 und 20 aufweist und ferner einen Handgriffbauteil,· der allgemein mit 22 bezeichnet ist und der einen Handgriffabschnitt 24, einen Schaft 26 und eine Kugel 28 umfaßt. Der Handgriff, der Schaft und die Kugel bilden einen einzigen integralen Bauteil 22. Das Schiebergehäuse 22 weist eine in Längsrichtung verlaufende Gewindebohrung 30 auf, die einen Flüssigkeitskanal durch den Schieber hindurch bildet und einen Ansatz 32, der sich radial vom Längskanal 30 aus erstreckt und der eine Bohrung 34 aufweist, die mit dem Kanal 30 verbunden ist. In lösbarer Weise aind in die gegenüberliegenden Enden des Kanals 30 zwei Fittinge 14 und 16 eingeschraubt. Diese Fittinge können austauschbar sein, um zur Anpassung an die verschiedenen Gebrauchszwecke gerade oder konische, mann- " liehe oder weibliche Fittinge von verschiedenen Größen zu bilden, wie es an jedem Ende des Yentilgehäuses 12 erforderlich ist. Die konischen Aufsteckgewinde 36 und 38 sind, wie die Figur zeigt, an den äußeren Enden der Fittinge 14 und 16 angebracht und es sei bemerkt, daß diese äußeren Enden auch andere Formen, und zwar wie gewünscht, aufweiten

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weisen können. Unabhängig von dem äußeren Gewindeab schnitt 36 und 38 weisen die Mttinge innere Grewindeendabachnitte 40, 42 auf, die vorzugsweise gerade Gewinde haben.

Am inneren Ende des Mttings 14 ist eine Einsenkung 44 vorgesehen und es ist ferner eine ringförmige Aussparung 46 vorgesehen, die konzentrisch mit der Einsenkung verläuft und mit dieser in Verbindung steht. Die rohrförmige Dichtung 18, die vorzugsweise aus einem fluorhaltigen Kunststoff, wie beispielsweise Polytetrafluoräthylen oder dergleichen, hergestellt ist, ist in lösbarer Weise in die ringförmige Aussparung 46 eingesetzt. Dadurch, daß das Dichtungselement in die Aussparung 46 eingesetzt und von dieser aufgenommen ist, wird dieses vollständig gegen ein kaltes fließen und/ oder eine übermäßige Deformation verstärkt und dadurch wird die Betriebslebensdauer erhöht* Die äußere Umfangsoberfläche der Dichtung 18 wird insbesondere vollständig durch die äußere Wandung der Aussparung 46 und der Einsenkung 44 getragen und der Hauptteil der inneren Umfangsoberfläche wird von der Innenwandung der Aussparung abgestützt bzw. getragen. · -

Auf diese Weise übersteigt das eingeschlossene Volumen der Dichtung ganz erheblich das freie oder nicht eingeschlossene Volumen der Dichtung und dies ist insbesondere bei lluorhydrocarbon-Dichtungsmaterialien wünschenswert«, Das eingeschlossene Volumen wird ausreichend groß gemacht, damit, den Spannungen widerstanden werden kann, ohne den Elastizitätsmodul des Dichtungsmaterials zu übersteigen, jedoch nicht so hoch, daß übermäßige Spannungaverteilungen oder übermäßig langsame elastische Rückbewegungen auftreten. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel des Schiebers, bei dem Polytetrafluoräthylendichtungen verwendet werden, ist

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das Verhältnis des eingeschlossenen Volumens zum freien Volumen einer jeden Dichtung vorzugsweise etwa 3:1°

Es wurden der Fitting 14 und die Dichtung 18 "beschrieben, und es sei "bemerkt, daß die Dichtung 20 in gleicher Weise im inneren Ende des Fittings 16 mittels einer Einsenkung 48 und einer ringförmigen Aussparung 50 gelagert ist, die in diesem Pitting ausgebildet ist.

Wenn der Schieber, wie in Fig. 3 gezeigt, zusammengebaut ist, erstreckt sich der Schiebersohaft 26 durch die Bohrung innerhalb des Ansatzes-32 nach unten, während die Schieberkugel 28 im Längskanal 30 des Schiebergehäuse?; 12 .zwischen dem inneren Ende der beiden Fittinge 14 und_c^_ii:ange.ordnet. ist» Der Schaft weist eine Umfangsnut 52 auf.,··'in-der eine O-Ringdichtung 54 für eine Dichtungsanlage gegen den inneren Durohmesser der Bohrung 34 montiert ist. Es ist jedoch von Wichtigkeit, zu bemerken, daß der Durchmesser der Bohrung ausreichend größer ist als der Außendurchmesser des Schaftes 26, so daß ein bestimmter Spielraum vorhanden ist, der ausreicht, um eine Querbewegung des Sohaftes relativ zur Bohrung 34 vor dem Festziehen der.Fittinge 14 und 16 durchführen zu können.

Wenn die Fittinge 14 und 16 in ihre Betriebslagen eingeschraubt sind, spannen die beiden-rohrförmigen Dichtungen 18 und 20 die Kugel 28 zwischen sich ein, um die Kugel festzuhalten und um sich in abdichtender Weise gegen gegenüberliegende Seiten der Kugel anzulegen, wobei jedoch eine Drehbewegung der Kugel im wesentlichen um die längsachse des Schaftes 26 ermöglicht wird,, Die Kugel 28 ist mit der üblichen Bohrung 56 ausgerüstet, um einen Durchlaß für ein fluides Medium zu bilden und es ist zu erkennen,

daß

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daß, wenn sich die Kugel in der offenen Stellung "befindet, die in ]?ig. 3 dargestellt ist, der Kanal 56 der Kugel mit den Kanälen 58 und 60 in den littingen 14 und 16 fluchtet, um einen unbehinderten Flüssigkeitskanal zu schaffen· Es sei jedoch "bemerkt, daß, wenn der Handgriff 24 gegenüber der dargestellten Lage um 90° gedreht ist, die Kugel 28 um 90° in ihre YerSchlußstellung gedreht wird, in der die beiden Rohrdichtungen 18 und 20 abdichtend gegen gegenüberliegende volle Seiten der Kugel anliegen.

Bs ist zu erkennen, daß jeder der littinge 14 und 16 weiterhin duroh einen integralen Plansch gekennzeichnet ist,, der gegen das Schiebergehäuse anliegt und die Strecke begrenzt, um welche- der Fitting in das Schiebergehäuse eintritt und um die Kompressionskraft zu bestimmen, die auf die Dichtung ausgeübt wird. Dadurch wird eine präzise Kompressionskraftaufbringung auf beide Dichtungen äichergesteilt, um eine Abdichtung gegen die Kugel gu ermögliche. Durch die Erfindung werden demnach Einrichtungen geschaffen, mit denen der Diehtimgskompressionsdruek ganz genau von vornherein bestimmt werden kann und die Dichtung ist in richtiger Weise ausgelegt, um das erforderliche Verhältnis, von eingeschlossenem Volumen gu niehte-ingesohlossenem Volumen sicher-* zustellen, so daß zu allen Reiten eine richtige Abdichtung ^wischen jjedem Dichtungselement und der Kugel erfolgt, Duroh diese. Merkmale, wird ein außerordentlich kompakter, wirtschaftlicher und dennoch sehr zuverlässiger Kugelschieber geschaffen,.

Der Irfindungsgemäße Kugelaohieber 10 bildet eine erhebliche Verbesserung gegenüber üblichen Kugelschiebern und zwar hinaiphtlieh a) dem Abdichtungsaufbau, b) der in-tegralen Konstruktion des Handgriffes, des Schaftes und der Sehieberku-

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gel und c) hinsichtlich der Art und Weise der Halterung dieser leile. Aus Fig. 3 ist zu erkennen, daß der Schaft 26 tatsächlich innerhalb der Bohrung 34 schwimmt, wobei lediglich der O-Eing 54 gegen die Wandung der Bohrung anliegt. Dadurch wird der integrale Bauteil 22₉ der aus dem Handgriff 24, dem Schaft 26 und der Kugel 28 besteht, im wesentlichen von den rohrförmigen Dichtungen 18 und 29 getragen, die zusammengepreßt sind und zwar mit einer Genauigkeit gegen entgegengesetzte Seiten der Schieberkugel 28 und dadurch wird eine maximale Dichtungswirkung sichergestellte

Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf ein "bestimmtes Ausführungsbeispiel beschrieben und es sei bemerkt, daß die Erfindung hierauf" nicht beschränkt ist und daß Abänderungen und andere Ausführungsformen möglich sind.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

\ Kugelventil mit einem Gehäuse, in dem ein Plussigkeitskanal angeordnet ist, gekennzeichnet durch einen Kugelschieber, der drehbar in diesem Kanal angeordnet ist, einen integralen Pitting, der in lösbarer Weise in jedes Ende dieses Kanales eingesetzt ist, von denen jeder Pitting eine ringförmige Aussparung in der Endfläche aufweist, die in den Kanal eingesetzt sind, eine rohrförmige Kunststoffdichtung in jeder Aussparung, die Endflächen aufweisen, die abdichtend axial gegen entgegengesetzte Seiten der Schieberkugel anliegen, von denen jede Aussparung eine äußere Umfangswandung aufweist, die die volle Länge der äußeren TJmfangswandung ία der entsprechenden Dichtung trägt und eine innere Umfangswandung, die den Hauptteil der Länge der inneren Omfangswandung der entsprechenden Dichtung trägt und einen Teil der Dichtung einschließt, der ein Volumen hat, das wesentlich größer ist als das Volumen des nichteingeschlossenen Teiles der Dichtung, wobei jede dieser inneren TJmfangs wandungen eine Endfläche hat, die in axialem Abstand von der Schieberkugel angeordnet ist, wenn die entsprechenden integralen Pittinge in den Kanal eingesetzt sind und wobei jeder dieser Pittinge einen integralen Plansch aufweist, der gegen das Gehäuse anliegt, um das Maß des Eindringens des Pittings in das Gehäuse zu bestimmen und um die Kompressionskraft zu bestimmen, die auf die entsprechende Dichtung ausgeübt wird.

Schieber nach Anspruch 1, dadurch gekennezeichnet, daß diese Dichtungen aus einem fluorhaltigen Kunststoff hergestellt sind.

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3. Schieber nach Anspruch 1 oder 2, daduroh gekennzeichnet, daß der eingeschlossene Teil einer jeden Dichtung ein Volumen hat, welches etwa dreimal so groß ist, wie das Volumen des nicht eingeschlossenen Teiles der Dichtung.

4. Kugelschieber, gekennzeichnet durch ein Gehäuse, welches einen Längskanal aufweist, der sich durch das Gehäuse erstreckt und eine QuerÖffnung, die in einer Seite des Gehäuses ausgebildet ist und mit dem Kanal in Verbindung steht, eine Schieberkugel, einen Kugelhandgriff und einen Kugelschaft, wobei Kugel, Handgriff und Schaft als integraler Bauteil ausgebildet sind, welcher derart angeordnet ist, daß sich der Schaft in das Ventilgehäuse durch diese Queröffnung hinduroh hinein erstreckt, und zwar derart, daß die Schieberkugel innerhalb des Flüssigkeitskanals angeordnet ist, wobei ein Paar Endfittinge vorgesehen sind, die in beiden Enden des Kanals montiert sind, von denen jeder eine Dichtung am inneren Ende aufweist und wirksam ist, die beiden Dichtungen gegen die entgegengesetzten Seiten der Schieberkugel in Dichtungsanlage zu drücken, um in fester Weise den integralen Bauteil zu tragen und dennoch eine Umdrehung dieses Bauteils um die Achse des Schafts herum zu ermöglichen,

5« Schieber nach Anspruch 1.oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Schiebergehäuse mit Innengewinden an den beiden Enden des Kanals vorgesehen sind und daß die beiden Endfittinge in die Enden des Kanals eingeschraubt sind und die Dichtungen in dichter Anlage gegen den Kugelschieber bringen.

6. Schieber nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Durohmesser der quer verlaufenden Öffnung den Durch-

messer

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messer des Schieberschaftes übersteigt, so daß ein Spielraum zwischen diesen geschaffen wird, wodurch eine lagerung des integralen Handgriffs, des Schaftes und der integralen Kugel durch einen Eingriff mit Dichtungen an den Enden der Pittinge erfolgte

7. Schieber naoh Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieberschaft mit einer Umfangsnut ausgerüstet ist, in der eine O-Ring-Dichtung angeordnet ist, die gegen die Wandung der quer verlaufenden Öffnung anliegt»

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