DE19642661A1 - Pipe shut-off valve disc formed in geometric shape of base of an offset cone - Google Patents
Pipe shut-off valve disc formed in geometric shape of base of an offset coneInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Absperrscheibe, eine Dichtung
einer Absperrscheibe und einen Gehäusesitz für die
Absperrscheibe einer Klappe sowie ein Verfahren zu deren
spanender Herstellung
Solche Klappen sind als Absperrorgane in Rohrleitungen
allgemein bekannt, die die Strömung eines Fluids
unterbinden bzw. einen Strömungsweg absperren können.
Dabei ist eine zunächst in der Absperrstellung senkrecht
zur Strömungsrichtung stehende Scheibe um eine Achse in
der Scheibe in eine Stellung parallel zur Rohrachse
verschwenkbar, wodurch der Rohrquerschnitt über variabel
einstellbare Zwischenstufen freigegeben werden kann.The invention relates to a shut-off disk, a seal of a shut-off disk and a housing seat for the shut-off disk of a flap and a method for the machining thereof
Such flaps are generally known as shut-off devices in pipelines which prevent the flow of a fluid or can shut off a flow path. In this case, a disk which is initially in the shut-off position perpendicular to the direction of flow can be pivoted about an axis in the disk into a position parallel to the pipe axis, as a result of which the pipe cross section can be released via variably adjustable intermediate stages.
Klappen werden als Absperrdrossel oder Sicherheits armaturen insbesondere in der Wasserversorgung, in der Mineralöl- und Erdgasindustrie, im Kraftwerkbau, in der chemischen Industrie und in der Abwassertechnik eingesetzt. Dabei kommt es nicht nur darauf an, daß die geforderte Dichtigkeit über den gesamten Druck-und Temperaturbereich, bei dem die Armatur eingesetzt wird, dauerhaft erhalten bleibt, sondern für eine leichte Bedienbarkeit der Klappe ist auch ein reibungsfreies Verschwenken der Absperrscheibe beim Öffnen und Schließen von großer Wichtigkeit.Flaps are used as shut-off throttles or safety fittings especially in water supply, in the mineral oil and natural gas industry, in power plant construction, in the chemical industry and wastewater engineering used. It is not only important that the required tightness over the entire pressure and Temperature range at which the valve is used, is preserved permanently, but for a light one Operability of the flap is also smooth Swiveling the shut-off disc when opening and closing of great importance.
Dazu ist es allgemein bekannt, die Absperrscheibe als Kegelschnitt aus einem geraden Kreiszylinder herzustellen, wobei die Schnittebene vorzugsweise senkrecht auf einer Mantellinie des Kreiskegels stehen kann. Die Absperrscheibe hat dabei über ihre gesamte Höhe (Dicke) in jeder Schnittebene parallel zur Grundfläche der Absperrscheibe die Form einer Ellipse.For this purpose, it is generally known as the shut-off disk Conic section from a straight circular cylinder produce, the cutting plane preferably stand vertically on a generatrix of the circular cone can. The shut-off disc has its entire height (Thickness) in each section plane parallel to the base the shut-off disk has the shape of an ellipse.
Die Innenkontur des Gehäusesitzes für eine solche Absperrscheibe oder die Außenkontur einer gegebenenfalls an der Absperrscheibe vorhandenen Dichtung sind entsprechend geformt. Dadurch, daß die Schwenkachse der Absperrscheibe exzentrisch hinter der größeren Stirnseite der Absperrscheibe angeordnet ist, hat die Absperrscheibe mit dem Gehäusesitz nur dann Kontakt, wenn die Klappe vollständig geschlossen ist. Auf diese Weise kann eine reibungsfreie und zuverlässige Arbeitsweise der Klappe erreicht werden.The inner contour of the housing seat for such Shut-off disc or the outer contour of one if necessary there is a seal on the shut-off disc shaped accordingly. The fact that the pivot axis of the Locking disc eccentrically behind the larger face the lock washer has the lock washer contact with the housing seat only when the flap is completely closed. In this way, a smooth and reliable operation of the flap can be achieved.
Die Herstellung derartiger Absperrscheiben und Gehäusesitze ist sehr aufwendig und dauert bei einem großen Verfahrweg des Werkzeugs relativ lange. Um die erforderlichen Oberflächengüten zu erreichen, sind bei der bekannten Herstellungsweise z. B. auf einer Drehmaschine mehrerer vorzugsweise drei Werkzeugüberläufe (z. B. Schruppen, Schlichten und Feinschlichten) erforderlich. Dabei ist die Belastung der Werkzeugschneidkanten aufgrund des ständig wechselnden Eingriffs und Austritts des Drehmeißels in bzw. aus dem Werkstück besonders hoch, was zu geringen Werkzeugstandzeiten führt. The manufacture of such shut-off discs and Housing seats is very complex and takes one large tool travel relatively long. To the to achieve the required surface quality are at the known production method, for. B. on one Lathe of several preferably three tool overflows (e.g. roughing, finishing and fine finishing) required. The burden is Tool cutting edges due to the constantly changing Engagement and exit of the turning tool in or out of Workpiece particularly high, which is too low Tool life leads.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine(n) konstruktiv einfache(n) Absperrscheibe bzw. der einfach, schnell und preiswert herstellbar ist und dabei zu einer geringen Werkzeugbelastung führt.The object of the invention is to constructively simple shut-off disc or the simple, quick and is inexpensive to manufacture and at a low Tool load leads.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Absperrscheibe bzw. eine Dichtung oder einen Gehäusesitz nach Anspruch 1 bzw. Anspruch 2 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Absperrscheibe bzw. der Dichtung oder des Gehäusesitzes sowie des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens sind in den Unteransprüchen aufgeführt.This object is achieved by a Shut-off disc or a seal or a housing seat solved according to claim 1 or claim 2. Beneficial Embodiments of the shut-off disc or the seal or the housing seat and the invention Manufacturing processes are in the subclaims listed.
Wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Absperrscheibe oder Dichtung bzw. des erfindungsgemäßen Gehäusesitzes ist, daß die periphere Dichtfläche der Absperrscheibe oder Dichtung bzw. die innenliegende Dichtfläche des Gehäusesitzes die Form der Mantelfläche des Stumpfes eines schiefen Kreiskegels hat.Significant advantage of the shut-off disk according to the invention or seal or the housing seat according to the invention is that the peripheral sealing surface of the shut-off disc or seal or the inner sealing surface of the Housing seat the shape of the outer surface of the stump of a crooked circular cone.
Die Absperrscheibe, die Dichtung oder der Gehäusesitz haben dabei über ihre gesamte Höhe (Dicke) in jeder zur Grundfläche parallelen Schnittebene die Form eines Kreises. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Spitze des schiefen Kreiskegels senkrecht über einem Punkt des Grundkreises liegt.The shut-off disc, the seal or the housing seat have over their entire height (thickness) in each Base parallel section plane the shape of a Circle. It is particularly advantageous if the tip of the oblique circular cone perpendicular to a point of the Base circle.
Auf besonders einfache Weise läßt sich die Absperrscheibe oder die Dichtung einer Absperrscheibe oder der Gehäusesitz für eine Absperrscheibe auf einer CNC-Maschine spanend herstellen, indem der Vorschub des Schneidwerkzeuges senkrecht zur Grundfläche des Kegelstumpfes erfolgt und die Zustellung des Schneidwerkzeuges derart gesteuert wird, daß der Werkstückdurchmesser über den Vorschubweg gleichmäßig vergrößert oder verkleinert wird und daß der Mittelpunkt der Drehbewegung über den Vorschubweg des Schneidwerkzeuges gleichmäßig verschoben wird. Dadurch, daß der Vorschub des Schneidwerkzeuges senkrecht zur Grundfläche des Kegelstumpfes erfolgt, verkürzt sich der erforderliche Vorschubweg auf die Höhe (Dicke) des Werkstücks. Auf diese Weise wird die Herstellung schneller und preiswerter.The shut-off disc can be particularly easily or the seal of a shut-off disc or the Housing seat for a shut-off disc on one Machining the CNC machine by feeding the Cutting tool perpendicular to the base of the Truncated cone takes place and the delivery of the Cutting tool is controlled so that the Workpiece diameter evenly over the feed path is enlarged or reduced and that the center the rotary movement over the feed path of the Cutting tool is moved evenly. Thereby, that the feed of the cutting tool perpendicular to Base area of the truncated cone takes place, the shortened required feed path to the height (thickness) of the Workpiece. In this way, the manufacture faster and cheaper.
Bei dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren befindet sich der Drehmeißel ständig im Eingriff mit dem Werkstück, so daß eine kontinuierliche Spanabhebung bei konstanter relativ geringer Schneidenbelastung erfolgt, wodurch die Werkzeugstandzeit erhöht wird und eine bessere Oberflächenqualität erreichbar ist. Dabei sind im Vergleich weniger Werkzeugüberläufe z. B. (Vorschruppen und Feinschlichten erforderlich, was zu einer weiteren erheblichen Reduzierung der Bearbeitungszeit und der Herstellungskosten führt. Bei Absperrscheibendichtungen, die abwechselnd aus jeweils einer Metallamelle und einer Graphitschicht aufgebaut sind, wird außerdem gegenüber dem herkömmlichen Herstellungsverfahren vermieden, daß die äußeren Ränder der Metallamellen durch den ständig über mehrere Lamellen hin- und hergehenden Drehmeißel seitlich verformt bzw. über die Graphitschichten umgebogen werden. Die Gratbildung wird unterbunden.In the manufacturing method according to the invention the lathe tool is constantly engaged with the Workpiece, so that a continuous chip removal at constant relatively low cutting load occurs, which increases the tool life and a better surface quality can be achieved. Are there compared to fewer tool overflows. B. (roughing and fine finishing required, leading to another significant reduction in processing time and Manufacturing costs leads. With shut-off washer seals, which alternate from one metal lamella and one Graphite layer are also compared the conventional manufacturing process avoided that the outer edges of the metal slats through the constantly rotary chisels reciprocating over several fins laterally deformed or over the graphite layers be bent. Burr formation is prevented.
Besonders günstig ist es, wenn der Betrag, um den der Werkstückdurchmesser über den Vorschubweg des Werkzeugs verändert wird, größer ist, als der Betrag um den der Mittelpunkt über den Vorschubweg verschoben wird. Wenn der Betrag, um den der Werkstückdurchmesser über den Vorschubweg verändert wird, doppelt so groß ist, wie der Betrag, um den der Mittelpunkt über den Vorschubweg verschoben wird, erhält man Werkstücke nach Anspruch 3. It is particularly favorable if the amount by which the Workpiece diameter over the feed path of the tool is greater than the amount by which the The center point is moved over the feed path. If the amount by which the workpiece diameter over the Feed path is changed, is twice as large as the Amount by which the center point over the feed path is moved, workpieces are obtained according to claim 3.
Die Herstellung kann dabei sowohl in einer Weise erfolgen, bei der das Werkstück in einem rotierendem Futter eingespannt ist, und das Werkstück relativ zur Maschine drehfest angeordnet ist, als auch auf einer Maschine, bei der das Werkstück drehfest in der Maschine eingespannt ist und das Schneidewerkzeug um bzw. innerhalb des Werkstücks umläuft, z. B. auf einer sogenannten "Facing head CNC-Drehfräsbank". In beiden Fällen kann der erforderliche Vorschub durch Verfahren des Werkstücks und/oder des Schneidewerkzeugs erfolgen. Besonders stabil ist eine Absperrscheibe oder eine Dichtung bzw. ein Gehäusesitz aus Stahl herstellbar. Um eine dauerhafte Dichtigkeit zu erreichen, kann eine flexible Lamellendichtung an der Absperrscheibe vorgesehen sein. Die Dichtung kann dabei vorteilhafterweise schichtweise aus einzelnen Stahllamellen oder abwechselnd aus einzelnen Stahllamellen und einzelnen Graphitschichten aufgebaut sein.Manufacturing can be done both in one way done in which the workpiece is rotating Chuck is clamped, and the workpiece relative to Machine is arranged rotatably, as well as on a Machine in which the workpiece rotates in the Machine is clamped and the cutting tool around or revolves within the workpiece, e.g. B. on one so-called "Facing head CNC lathe". In both In cases, the required feed can be done through procedures of the workpiece and / or the cutting tool. A shut-off disc or one is particularly stable Seal or a housing seat made of steel. Around Achieving permanent tightness can flexible lamella seal on the shut-off disc be provided. The seal can advantageously in layers of individual Steel slats or alternating from individual Steel fins and individual graphite layers built up be.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen.Further advantages and features of the invention result from the following description and in the Exemplary embodiments shown in the drawings.
Es zeigenShow it
Fig. 1 Ansicht einer erfindungsgemäßen Dichtung für eine Absperrscheibe, Fig. 1 view of a seal for a shut-off disc according to the invention,
Fig. 2 Schnittansicht der Dichtung aus Fig. 1, Fig. 2 shows a section view of the seal of FIG. 1,
Fig. 3 Seitenansicht einer aus einzelnen Lamellen aufgebauten Dichtung, Fig. 3 side view of a built up from individual lamellae gasket,
Fig. 4 schematische Darstellung des herkömmlichen Herstellungsverfahrens einer Absperrscheibe auf einer Drehmaschine, Fig. 4 is a schematic view of the conventional manufacturing method of a shut-off disc on a lathe,
Fig. 5 schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens einer erfindungsgemäßen Absperrscheibe, Fig. 5 shows a schematic representation of the manufacturing method of the invention a shut-off disc according to the invention,
Fig. 6 Seitenansicht einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Absperrscheibe. Fig. 6 side view of a shut-off disc produced by the method according to the invention.
Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Dichtung 1 wird durch die Öffnung 2 hindurch fest mit der Absperrscheibe einer nicht näher dargestellten Klappe verspannt und dichtet den Rohrquerschnitt mit ihrer äußeren Mantelfläche 3 gegen den entsprechend geformten Gehäusesitz der Klappe ab. Die Schwenkachse der Absperrscheibe ist exzentrisch hinter der größeren Stirnseite 4 angeordnet. Dadurch hat die Dichtung mit dem Gehäusesitz nur dann Kontakt, wenn die Klappe vollständig geschlossen ist.The seal 1 shown in FIGS. 1 and 2 is firmly clamped through the opening 2 with the shut-off disk of a flap, not shown, and seals the pipe cross section with its outer lateral surface 3 against the correspondingly shaped housing seat of the flap. The pivot axis of the shut-off disc is arranged eccentrically behind the larger end face 4 . As a result, the seal only makes contact with the housing seat when the flap is completely closed.
Die äußere Form der Dichtung 1 entspricht dem Stumpf eines schiefen Kreiskegels 5, dessen Spitze 6 senkrecht über einem Punkt 7 des Grundkreises 8 liegt.The outer shape of the seal 1 corresponds to the stump of an oblique circular cone 5 , the tip 6 of which is perpendicular to a point 7 of the base circle 8 .
Die in Fig. 3 dargestellte Dichtung 9 ist schichtweise aus einzelnen Stahllamellen 10 aufgebaut, die jeweils die Grundfläche eines Kreises haben.The seal 9 shown in FIG. 3 is built up in layers from individual steel fins 10 , each of which has the base of a circle.
Die Stirnseiten 11a, 11b der in Fig. 4 gezeigten, nach dem herkömmlichen Herstellungsverfahren gefertigten Absperrscheibe 12 haben als Kegelschnitte die Form einer Ellipse. Auch die parallel zu den Stirnseiten 11a, 11b verlaufenden Schnittflächen sind ellipsenförmig. Zur spanenden Herstellung wird die Absperrscheibe 12 über ein Aufsatzstück 13 an dem Drehfutter 14 einer Drehmaschine festgespannt. Der Drehmeißel 15 wird parallel zu der Mantellinie 16 des in Fig. 4 gestrichelt dargestellten geraden Kreiskegels 17 verfahren. Dabei ist ein Vorschubweg der Länge a erforderlich, um eine Absperrscheibe 12 mit der Scheibenhöhe b herzustellen.The end faces 11 a, 11 b of the shut-off disk 12 shown in FIG. 4 and manufactured according to the conventional manufacturing method have the shape of an ellipse as conic sections. The cut surfaces running parallel to the end faces 11 a, 11 b are also elliptical. For cutting manufacturing the shut-off disc is clamped 12 via an attachment piece 13 on the spin chuck 14 of a lathe. The turning tool 15 is moved parallel to the surface line 16 of the straight circular cone 17 shown in dashed lines in FIG. 4. A feed path of length a is required in order to produce a shut-off disk 12 with disk height b.
Bei dem in Fig. 5 dargestellten erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren ist eine Absperrscheibe 18 drehfest an einer Maschine 19 eingespannt. Ein Drehmeißel 20 ist über einen in Richtung 21 radial verschiebbar gelagerten Ausleger 22 an einem Dreharm 23 befestigt, der um die Achse 24 rotiert. Dabei ist der Dreharm 23 in Richtung 25 parallel zur Achse 24 hin und her verfahrbar. Die Drehachse 24 des Dreharms 23 kann in Richtung 26 achsparallel verschoben werden.In the manufacturing method according to the invention shown in FIG. 5, a shut-off disk 18 is clamped in a rotationally fixed manner on a machine 19 . A rotary chisel 20 is fastened to a rotary arm 23 , which rotates about the axis 24 , by means of a cantilever arm 22 which is mounted in a radially displaceable direction 21 . The rotary arm 23 can be moved back and forth in the direction 25 parallel to the axis 24 . The axis of rotation 24 of the rotating arm 23 can be moved in the direction 26 axially parallel.
Die Absperrscheibe 18 hat die Form des Stumpfes eines schiefen Kreiskegels 5, dessen Spitze 6 senkrecht über dem Punkt 7 des Grundkreises liegt, wobei der Grundkreis durch den äußeren Rand der größeren Stirnseite 4a der Absperrscheibe 18 gebildet ist. Um die Absperrscheibe 18 mit der Scheibenhöhe c herzustellen, ist lediglich ein Vorschubweg des Drehmeißels 20 in Richtung 25 erforderlich, der ebenfalls die Länge c hat.The shut-off disk 18 has the shape of the frustum of an oblique circular cone 5 , the tip 6 of which is perpendicular to the point 7 of the base circle, the base circle being formed by the outer edge of the larger end face 4 a of the shut-off disk 18 . To produce the shut-off disk 18 with the disk height c, only a feed path of the turning tool 20 in the direction 25 is required, which also has the length c.
Dabei wird der Drehmeißel 20 von der kleineren Stirnseite 4b zur größeren Stirnseite 4a hin verfahren. Während dieses Vorschubes wird der Ausleger 22 kontinuierlich nach außen verfahren, so daß der Durchmesser des von dem Drehmeißel 20 beschriebenen Kreises kontinuierlich vom Durchmesser der kleineren Stirnseite 4b bis zum Durchmesser der größeren Stirnseite 4a der Absperrscheibe 18 wächst. Gleichzeitig wird die Achse 24, um die der Drehmeißel 20 rotiert, während des Vorschubes des Drehmeißels 20 in Richtung 26 nach oben verschoben. Der Betrag d, um den der Durchmesser der Absperrscheibe 18 über den Vorschubweg e vom kleinen Durchmesser f bis zum großen Durchmesser g vergrößert wird, ist doppelt so groß wie der Betrag h, um den die Achse 24 über den Vorschubweg e verschoben wird. Dabei bildet die Achse 24 zu jedem Zeitpunkt den Mittelpunkt der Kreisbahn, die der Drehmeißel 20 momentan beschreibt (Fig. 6).The lathe tool 20 is moved from the smaller end face 4 b to the larger end face 4 a. During this feed the boom 22 is continuously moved outwards, so that the diameter of the circle described by the turning tool 20 continuously increases from the diameter of the smaller end face 4 b to the diameter of the larger end face 4 a of the shut-off disk 18 . At the same time, the axis 24 , about which the turning tool 20 rotates, is shifted upward in the direction 26 during the advance of the turning tool 20 . The amount d by which the diameter of the shut-off disk 18 is increased over the feed path e from the small diameter f to the large diameter g is twice as large as the amount h by which the axis 24 is displaced over the feed path e. At any time, the axis 24 forms the center of the circular path that the turning tool 20 is currently describing ( FIG. 6).
Claims (8)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| DE1996142661 DE19642661A1 (en) | 1996-10-16 | 1996-10-16 | Pipe shut-off valve disc formed in geometric shape of base of an offset cone |
| DE29623519U DE29623519U1 (en) | 1996-10-16 | 1996-10-16 | Butterfly valve |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1996142661 DE19642661A1 (en) | 1996-10-16 | 1996-10-16 | Pipe shut-off valve disc formed in geometric shape of base of an offset cone |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE19642661A1 true DE19642661A1 (en) | 1998-04-23 |
Family
ID=7808902
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE1996142661 Withdrawn DE19642661A1 (en) | 1996-10-16 | 1996-10-16 | Pipe shut-off valve disc formed in geometric shape of base of an offset cone |
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