DE2003311C3

DE2003311C3 - Durch eine Federscheibe gegen den SchlieBkörper einer Absperrvorrichtung gedrückte Dichtung aus zum Fließen neigendem Kunststoff mit niedrigem Reibungskoeffizienten, z.B. Polytetrafluorethylen

Info

Publication number: DE2003311C3
Application number: DE2003311A
Authority: DE
Inventors: Marcel Pierre Alexis Paris Bouhot
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-01-27
Filing date: 1970-01-26
Publication date: 1975-06-12
Also published as: DE2003311B2; GB1257451A; DE2003311A1; US3580541A; FR2020458A5

Description

nabe jeder Durchtrittsöffnung ^^.■its des ScbMeßkörperff angeordneten Ansinung des Gehäuses und innen ober em die " äbe zentrierendes Stützteil gelagert ist ins Winkel zur Achse dev rohrförmigen verlaufende, verfonnoare, gegenüber dem

>-*" js^ä**^^^{1118611 1011}S geringere Dicke und parallele T-'"2^ 5§§|§chen,besitzende, am Schließkörper beim öffnen ^'■^Wd^SfcWieeen anliegende üppe aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß am Obergang der lippe (19) zum Ring (18) eine radiale Nut (29) vorgesehen ist, daß die im unbelasteten Zustand plan und senkrecht zur Achse des Rings (18) verlaufende Lippe (19) auf ihrer dem Schließkörper (8) abgewandten Räche unter dem Einfluß der Federscheibe (24) steht die sich auf dem Stützteil (21) abstützt das auf seiner der Federscheibe (24) zugewandten Stirnfläche mit einem Zentrierabsatz (23) versehen ist dessen Tiefe geringer als die Dicke der Federscheibe (24) ist und daß das Stützteil (21) mit seiner der Federscheibe (24) abgewandten Stirnfläche derart am Boden der Ausnehmung (17) abgestützt ist daß die Außenkante (25) der Dichtung über die den Raum (7) für den Schließkörper begrenzenden Wandungen (26,27) hinausragt

2. Dichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mindestens eine Ringscheibe (22) zwischen dem Stützteil (2t) und dem Boden der Ausnehmung

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3. Dichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die Lippe (19) zur Achse des Rings (18) hin gerichtet ist

Die Erfindung bezieht sich auf eine durch eine Federscheibe gegen den Schließkörper einer Absperrvorrichtung gedrückte Dichtung aus zum Fließen neigendem Kunststoff mit niedrigem Reibungskoeffizienten, z. B. Polytetrafluoräthylen, die aus einem rohrförmigen, mittels eines Dichtungsrings gegenüber dem Gehäuse abgedichteten Ring besteht der mit geringem Spiel außen in einer zylindrischen, nahe jeder Durchtrittsöffnung beiderseits des Schließkörpers angeordneten Ausnehmung des Gehäuses und innen über ein die Federscheibe zentrierendes Stützteil gelagert ist und eine im Winkel zur Achse des rohrförmigen Rings verlaufende, verformbare, gegenüber dem rohrförmigen Ring geringere Dicke und parallele Flächen besitzende, am Schließkörper beim öffnen und Schließen anliegende Lippe aufweist

Bei einer bekannten Dichtung gemäß der USA.-Patentschrift 3 333 813 liegt die Lippe mit ihrer vergleichsweise schmal bemessenen Stirnfläche am Schließkörper an. Es ist allgemein bekannt, daß bei Verwendung von zum Fließen neigenden Kunststoffen mit niedrigem Reibungskoeffizienten, wie z. B. Polyte-

Ratten unter
Bei der bekanntei
ti* des Po&ts*

os durch TeUerfedern begegnet werden, die auf der Rückseite des Rings angeordnet sind und <ße |tee am ScbSeßköjper wc M- |agvi bringen. Da det lichteffekt ausschließlich von star

ίο Beibehaltung der speziellen Lippenform abhängt, die jedoch auf Grund der Fließeigenschaften des Polytetrafluoräthylens nur von begrenzter Dauer sein dürfte, jcann eine einwandfreie Dichtung our von begrenzter Dauer erreicht werden. Dies ist auch schon deshalb der

is FdI wefl bei der bekannten Dichtung die Andrückknaft — wie erwähnt — auf der Rückseite des Rings, also nicht direkt auf die Lippe einwirkt Somit wird bei der bekannten Dichtung infolge ihrer speziellen Formgebung lediglich die ihr innewohnende Vorspannung aus-

genutzt Außer der fraglichen Dichtwirkung kommt noch hinzu, daß solche Dichtungen mit speziell geformten Dichtlippen sehr kompliziert sind

Durch die USA.-Patentschrift 3 350056 sind zwar auch schon Dichtungen bekanntgeworden, bei denen

einfachere Lippenformen verwendet werden, die durch das abzusperrende Medium verstärkt gegen den Schließkörper gepreßt werden können. Abgesehen davon, daß diese Lippen aus anderem Material bestehen, fehlt jedoch auch eine unmittelbar auf die Lippenform

einwirkende Andrückvorrichtung, so daß nur die der Lippe innewohnende Spannung zum primären Abdichten ausgenutzt wird Es treten somit die gleichen Nachteile auf.
Nach dem gleichen Prinzip arbeitet auch die aus der

USA.-Patentschrift 3 356 334 bekannte Dichtung, die aus zwischen Schraubstücken eingespannten Dichtringen besteht Am Übergang zwischen eingespanntem Dichtringteil und Dichtlippe ist hierbei lediglich noch zur Erhöhung der Beweglichkeit der Dichtlippen und damit zum erleichterten Anpassen an den Schließkdrper eine Nut vorgesehen.

Aus der USA.-Patentschrift 3 356 333 sind Dichtungen bekannt, deren Dichtlippen sowohl zur Achse des Durchflußkanals hin als auch von diesem weg gerichtet sein können. Besondere, auf die Dichdippen einwirkende Andrückvorrichtungen sind hier ebenfalls nicht vorhanden.

Durch die französische Patentschrift 1 427 882 und die USA.-Patentschrift 2 768 806 bekanntgewordene

so Mittel zur Druckbeaufschlagung wirken nicht auf Lippen. So drücken nach der französischen Patentschrift Tellerfedern den ringförmigen Dichtungskörper als Ganzes gegen den Schließkörper, während im Falle der USA.-Patentschrift der durch Federn erzeugte Druck

SS auf eine Dichtungsmembran wirkt

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine durch eine Federscheibe gegen den Schließkörper einer Absperrvorrichtung gedrückte, aus zum Fließen neigendem Kunststoff mit niedrigem Reibungskoeffizienten, z.B. Polytetrafluoräthylen, bestehende Dichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei einfacher Formgebung nur geringen Fließerscheinungen unterliegt
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-

löst daß am Obergang der Lippe zum Ring eine radiale Nut vorgesehen ist daß die im unbelasteten Zustand plan und senkrecht zur Achse des Rings verlaufende Lippe auf ihrer dem Schließkörper abgewandten Flä-

seinejp der Ffedtertänetg Zentrierabals die Dicke Sjfltztei} mit seiner

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der Federsche&e ist, und daß
der Feder^eheflje abgewandten Stirnfläche derart am Boden der Ausnehmung abgestützt ist, daß »Je Außenkante der Dichtung aber die den Raum über dem SchlialRörper begrenzenden Wandungen hinausragt

Mit den Mitteln nach der Erfindung wird erreicht daß die lippe mit ihrer sowohl hinsichtlich der Flexibilität als auea dm* DichtflächengröBe wesentlich günstigeren Seitenfläche am Schließkörper anBegt und ferner die dazu notwendige Andrückkraft direkt auf die lippe einwirkt Das besonders flexible Verhalten der Lippe wird durch die vorgesehene radiale Nut erreicht Durch die besondere Anordnung und Abstützung der Federscheibe an dem Zentrierabsatz des Stüiztefls wird ferner sichergestellt daß die Außenkante der Dichtung Ober die den Raum für den Schließkörper begrenzenden Wandungen hinausragt Hierdurch wird die Voraussetzung dafür geschaffen, daß eine breite Oberfläche des Dichtungsrings am VerschluBstück zur Anlage gelangt wodurch ebenso wie durch die geringe Stärke der lippe die Hießerscheinung weitgehend herabgesetzt wird. Durch eine entsprechende Bemessung der Federscheibe wird sichergestellt daß die Abstützkraft für das Verschlußstück nicht über den 7,entriervorsprung des Stützrings geleitet wird, da sonst ein Abpressen der lippe möglich wäre.

Die Erfindung ergibt eine Dichtung, die bei besonders einfacher Lippenform ohne Maßnahmen für eine innewohnende Vorspannung im Dichtungselement in wirkungsvoller Weise bei vergleichsweise großflächiger Anlage eine gezielt einsetzende und in ihrer Größe kontrollierbare Andrückkraft erreicht

Dies wird in besonders einfacher Weise auch dadurch erreicht daß zwischen dem Stützteil und dem Boden der Ausnehmung mindestens eine Ringscheibe liegt

Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die lippe zur Achse des Rings hin gerichtet ist

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird irr. folgenden näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen senkrechten Schnitt durch eine mit der erfindungsgemäßen Dichtung ausgerüstete Absperrvorrichtung,

F i g. 2 eine Teilansicht der in F i g. 1 dargestellten Dichtung in größerem Maßstab.

Die in F i g. 1 dargestellte, als Absperrschieber ausgebildete Abspeirvorrichtung besitzt ein aus flachen Gehäuseteilen 1 und 2 zusammengesetztes Gehäuse mit Anschlußstutzen 3 und 4, an die zum Zuführen und Abführen eines zu regelnden Strömungsmittels nicht dargestellte Rohrleitungen angeschlossen werden können. Die Gehäuseteile 1,2 sind durch mit Muttern versehene Schrauben 5 zusammengehalten und in Richtung von iinnen nach außen durch einen Dichtungsring 6 abgedichtet. In einer in dem Gehäuseteil 1 gebildeten Ausnehmung 7 ist ein dünner flacher Schließkörper 8 verschieblich, welcher, wie bei 9 dargestellt an einem Ende abgeschrägt ist, und an seinem anderen Ende durch einen Kurbelzapfen 10 betätigt wird, welcher mit einem geringen Spiel in ein Loch des Schließkörpers 8 eingreift und an einem Arm U befestigt ist welcher seinerseits; fest mit der Achse 12 eines an dieser mittels eines Splints 14 befestigten Hebels verbunden ist. Da- ? n

i§ „gelagert und ajroh einen Dicb,-l^t Dej-SchJleÄörp^ 8 jwwd bei n dutch, die §eösnwlinde r lcana sjeh m der Höbe b d

seinen Transit
lter Ausnehmung 7 _. ₇
firei verstellen, d. h. der Vej
1 und 2 nähern oder vojs .

In 4er in Fig. !dargestellten Stellung Segt der Schließkörper 8 den Öffnungen der Anschjußstutzen 3

ίο und 4 gegenüber. In jedem Gehäuseteil ist eine zum AnschluBstutzen 3 konzentrisch angeontaetc zylindrische Ausnehmung 17 zur Aufnahme einer Dichtung ausgearbeitet Diese besteilt aus einem rohrförmigen

, Ring 18 aus Polytetrafluoräthylen, welcher an seinem auf der Sehe dies Schfießkörpers 8 gelegenen Ende in eine ringförmige lippe 19 ausläuft, an deren Obergang zum Ring 18 eine radiale Nut 29 vorgesehen ist Der Ring 18 steht außen in dichter Berührung mit einem einen kleinen Querschnitt aufweisenden Dichtungsring 20, welcher in eine in der Seitenwand der Ausnehmung

17 ausgebildete Nut eingesetzt ist In den Ring 18 ist mit geringem Spiel ein am Grund der Ausnehmung 17 anschlagender rohrförmiger Stützteil 21 eingepaßt Ringscheiben 22, deren Zahl verändert werden kann,

2s gestatten die genaue Einstellung der Lage des Stützteils 21. Dieser Stützteil 21 besitzt an seinem anderen Ende einen Zentrierabsatz 23, dessen Tiefe um ein Geringes kleiner als die Dicke einer an ihm zentrierten und abgestauten Federscheibe 24 ist Diese Federscheibe besteht aus Federstahl, z. B. aus verfestigtem rostfreiem Stahl von 0,2 mm Dicke. Sie hat die Form eines Kegels mit einem Spitzenwinkel von etwa 160°.

Im Anschlußstutzen 4 ist in gleicher Weise die andere Dichtung angeordnet welche durch den aus Polytetrafluoräthylen hergestellten Ring 18', den Stützteil 21', die Federscheibe 24' und die Ringscheiben 22* gebildet ist

Die Innen- und Außenfläche der kreisförmigen Lippen 19 und 19' sind zur Achse der rohrförmigen Ringe

18 und 18' in senkrechten Ebenen bearbeitet Die Dicke dieser Lippen ist verhältnismäßig gering. Unter der Wirkung der Federscheiben 24 und 24' suchen sich die Lippen 19 und 19* trotz ihrer sehr geringen Dicke kegelförmig zu verformen.

Wenn die Stützteile 21 und 21' mittels der Ringscheiben 22 und 22" richtig eingestellt sind, müssen die kreisförmigen Außenkanten 25 und 25' der Ringe 18 und 18' um die gleiche Strecke über den Boden 26 der Ausnehmung 7 und die Innenfläche 27 des Gehäuses 2 vorstehen, d. h. etwa um 0,2 mm bei einem Absperrschieber mit einem Durchgangsdurchmesser von 40 ram. Ferner ist die Tiefe der Ausnehmung 7 so bestimmt daß unter Berücksichtigung der Dicke des Schließkörpers 8 und des Überstehens eines jeden Ringes 18 und 18' um 0.2 mm das theoretische Restspiel zwischen jeder Räche des Schließkörpers 8 und den Außenkanten 25 und 25' 0,1 mm beträgt wobei dieser Wert kleiner als die Durchbiegung der Federscheiben 24 und 24' ist

Wenn der Druck des z. B. am Eingang des Anschlußstutzens 3 zugeführten Strömungsmittels Null ist nimmt in der Schließstellung des SchlieBkörpers, der gleichzeitig unter den entgegengesetzt gerichteten Wirkungen der Federscheiben 24 und 24' steht, die die ringförmigen Lippen 19 und 19' gegen seine beiden Seiten drücken, der Schließkörper eine Gleichgewichtsstellung in halber Entfernung von den beiden Dichtungen ein. Wenn dagegen das Strömungsmittel am Anschlußstutzen unter Druck zugeführt wird, wirkt es in

Richtung des Pfeils Fi auf den Schließkörper 8, der sich in Richtung auf den Anschlußstutzen 4 um den Wert des oben definierten sehr geringen Restspiels verschiebt und die ringförmige Lippe 19' und die Federscheibe 24' abplattet Die Verschiebung des Schließkörpers 8 wird somit selbst nach langer Betriebszeit zwangläufig auf einen sehr geringen Wert begrenzt, da infolge der geringen Dicke der ringförmigen Lippe 19' und der breiten Oberfläche derselben kein nennenswertes Fließen zu befürchten ist Auf der anderen Seite des SShliefikÖrpers 8, d H. auf der Seite des Anschlußstutzeiis & wird die ringförmige tippe 19 unter der doppelten Wirkung der Federscheibe 24 und der auf seine Innenfläche hl Richtung des Pfeils Pk wirkenden Druckkräfte auf ihrem ganzen Umfang kräftig gegen den Schüeßköifer gedrückt, selbst wenn dieser nicht voll· kämmen eben ist, wobei eine absolute Abdichtung dadurch erhalten wird, dafi die lippe sich infolge ihrer

Wenn die Absperrvorrichtung durch die Betätigung des Hebele 13 in die ÖÄnungssteUung gebracht wird, geht der Kurbelzapfen 10 nach lOÄ wie in Pig.I strichpunktiert dargestellt, und das Ende des Schließkörpers 8 kommt nach 9A, so daß der ganze Durchtrittsquerschnitt freigelegt wird. Dieses Ende 9Λ bleibt jedoch teilweise zwischen den Lippen 19 und 19', welehe auf dem Rest ihres Umfangs freigegeben sind und in dieser ganzen Zone unter dar Wirkung der Federscheiben 24 und 24' eine konische Form annehmen, wobei ihre Durchbiegung übrigens nur gering ist, da die Federscheiben, welche nur eine sehr geringe Verfpr-

mung der Lippen vorzunehmen haben, selbst nur eine sehr geringe Durchbiegung haben.

Das Vorhandensein der Mut 29 verringert den dem Strömungsmittel entgegengesetzten Widerstand.
Bei der warn Schließen dienenden Betätigung kommt

t₅ das Ende des Schließkörpers 8 von fcA nach 9 zurück, wobei die Lippen 19 und 19' allmählich wieder abgeplattet werden, ohne daß sie infolge der doppelten Abschrfigung am Bude des SchlieBkörpers 8 und infolge des geringen Wertes der konischen Verformung der

tippen bei ihrer Freigabe vom Schließkörper zerstört werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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