DE2357018A1 - Vorrichtung zum abdichten von armaturteilen mittels eines faltenbalges - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE .

DR.-ING. VON KREIS-* DR.-JNG. SCHÖNWALD DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DiPL-CHEM. ALEK VON KREISLER DIPL.-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLÖPSCH DIPL.-ING. SELTING

5 KÖLN 1, DEICHMANNHAUS

14.11.1973

Sch/Sd Pa. Schmitz & Schulte, 5673 Burscheid, Massiefen 1-5

Vorrichtung zum Abdichten von Armaturteilen mittels eines

Faltenbalges

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Abdichten von Armaturteilen mittels eines Faltenbalges, insbesondere Absperrventil mit einem durch eine Spindel verschiebbaren VerschluSkörper.

Die Verwendung von Faltenbälgen zu Abdichtungszwecken ist im Gerätebau und im Armaturenbau vielfach bekannt. Der Faltenbalg dient vielfach zum Abdecken von Teilen, die sich zueinander in der Winkellage ändern. Im Armaturenbau wird der Faltenbalg auch anstelle von Stopfbuchsen benutzt, wobei die Armaturteile eine Verschiebebewegung in Achsrichtung vornehmen. Da der Faltenbalg an seinen Endteilen eingespannt ist, wird er während des Gebrauches in seiner Länge ausgedehnt und wieder zusammengezogen. Faltenbälge dienen auch dafür., daß Armaturenteile gegen aggressive Medien

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zu schützen sind. Hierfür verwendet man gerne Faltenbälge
aus gununielastischem Material wie Gunmii, Kunststoff u.
dgl. Sie sind dabei jedoch nur beschränkt einsatzfähig,
da die Gummi-Faltenbälge durch einen äußeren Überdruck
nicht beaufschlagt werden können. Die Falten wurden zusammenfallen und deformiert werden. Es v/erden deshalb
Faltenbälge aus Tombak oder legiertem Stahl bevorzugt ver- , wendet. Beide Werkstoffe sind jedoch für eine Reihe von
Agenzien nicht geeignet. Außerdem sind Faltenbälge aus . : legiertem Stahl sehr teuer. Für Absperrventile mit einem

durch eine Spindel verschiebbaren Verschlußkörper können : deshalb Faltenbälge aus legiertem Stahl od.dgl. bei ag- ' gressiven Medien nicht immer verwendet werden, obwohl sie
der Wirkung eines äußeren Überdruckes gewachsen wären. ^

Aufgabe der Erfindung ist es, Abdichtungsvorrichtungen für: Faltenbälge aus gummielastischem Material wie Gummi, Kunststoff od.dgl. zu schaffen, die bei einer Streck- und ; Schließbewegung durch einen äußeren Überdruck beaufschlagt^! werden können und auch aggressiven Medien standhalten. ί Der Faltenbalg für Armaturen, insbesondere eines Absperr- ^: ventils mit einem durch eine Spindel verschiebbaren Ver- j Schlußkörper, zeichnet sich gemäß der Erfindung dadurch aus; daß innerhalb der äußeren Falten des Faltenbalges lose, | radiale Ringscheiben angeordnet sind, die an dem innen :

liegenden Armaturteil geführt sein können. !

Durch die Abstützung der äußeren Falten des Faltenbalges j

mittels loser Ringscheiben wird ein Zusammendrücken des j

Faltenbalges durch einen von außen wirkenden Überdruck j

eines Mediums od.dgl. verhindert, wobei die Ausdehnung j

des Faltenbalges ungehindert vor sich gehen kann. Bei der ί

Verschiebung der Falten in Achsrichtung des Faltenbalges ι

wandern die losen Ringscheiben entsprechend mit, so daß ! die außen Falten stets abgestützt bleiben. Die losen Ring-;

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• . ; 2:35701? ;■■

scheiben können eine Führung an dem innerhalb des.Faltenbalges befindlichen Armaturteil, z.B. an der Spindel des Absperrventils erhalten. Der Faltenbalg' selbst aus gummielastischem Werkstoff- wird von den aggressiven, auch mit Überdruck wirkenden Medien nicht angegriffen. Das innere Armaturteil, z.B. die Ventilspindel, ist-gegen das aggressive Medium beim. Hin- und'Herverschieben der Spindel "wirksam geschützt. Die Abdichtungsvorrichtung ist erheblich billiger als bei Verwendung von■Faltenbalgen aus legiertem Stahl. Außerdem hat sie ein größeres Anwendungsgebiet.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind vorteilhaft zwischen den radialen Ringscheiben AbStandshülsen vorgesehen, die gleitend·an dem innen liegenden Armaturteil gelagert sein können. Sie können ferner mit den ein- wärtsgekehrten Falten.des Faltenbalges fest Verbunden, z.B. anvulkanisiert, sein. Die AbStandshülsen dienen dazu, den inneren Falten des Faltenbalges einen sicheren Halt in der Ruhelage und auch bei Verschieben des Faltenbalges zu geben. Die Abstandshülsen sorgen dafür, daß bei Einwirkung eines äußeren Überdruckes das innere Armaturteil durch den außen wirkenden Überdruck keiner Beanspruchung unterliegt. Die inneren Falten werden bei der Ausdehnung des Faltenbalges geführt. Der auf sie von außen einwirkende Überdruck wird an die ringförmigen Abstandshülsen weitergeleitet und von diesen sicher aufgefangen. Bei zusammengezogenem Faltenbalg können Ringscheiben und . Abstandshülsen aneinanderstoßen. Bei ausgezogenem Faltenbalg stehen die Ringscheiben und Abstandshülsen, im Abstand zueinander.

,Die Stützelemente für den einem äußeren Überdruck unterworfenen Faltenbalg können auch in der Weise:ausgebildet sein, daß die einer Abstandshülse benachbarten Ringscheiben mit der Abstandshülse ein Stück bilden, so daß das

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Stützelement einen U-förmigen Querschnitt aufweist. Hierbei liegen innerhalb der äußeren Palten des Faltenbalges je zwei Ringscheiben der U-förmigen Stützelemente lose aneinander. Zweckmäßig sind hierbei die mit der U-förmigen Hülse fest verbundenen Ringscheiben - im Querschnitt gesehen - zum äußeren Rand verjüngend ausgebildet. Die Trennfuge zwischen den Stützelementen befindet sich hierbei zwischen den dicht aneinanderliegenden Ringscheiben. Die radiale Verjüngung der Wandstärke der Ringscheiben hat hierbei den Zweck, daß die Ringscheiben bei der Dehnung des Faltenbalges federnd nachgiebig sind.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist mindestens an einem Ende des Faltenbalges eine Flanschscheibe vorgesehen, um die der Faltenbalg greift, und die als Einspannstück an der Armatur dient. Dadurch wird eine sichere Einspannung des Faltenbalges mit seinen Endteilen in der Armatur erreicht. Bei dem Absperrventil kann ein Ende des Faltenbalges zugleich den Verschlußkörper umfassen, der zum Verschließen des Durchganges des Ventils dient. Hierbei bilden sodann der Faltenbalg, die Spindel mit dem Abschlußkörper und die Planschscheibe ein zusammenhängendes, in das Ventilgehäuse einzusetzendes Bauteil.

Die Erfindung wird anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert.

Fig. 1 zeigt als Beispiel ein Absperrventil mit einem durch eine Spindel verschiebbaren Verschlußkörper und mit dem Faltenbalg gemäß der Erfindung in Ruhestellung,, im Längsschnitt und im Schema.

Fig. 2 zeigt das Absperrventil der Fig. 1 ebenfalls im Längsschnitt schematisch, bei ausgezogenem Faltenbalg gemäß

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der Erfindung und verschlossenem Absperrventil.

Fig. 3 stellt eine Seitenansicht des Absperrventils der Fig. 2 zum Teil im Schnitt schematisch dar.

Fig. 4 und 5 zeigen eine -weitere Ausführungsform der Ausbildung der Stützelemente für den Faltenbalg im Ausschnitt schematisch, bei zusammengezogenem und gedehntem Faltenbalg. :

Das Ventil 1 weist ein Ventilgehäuse 2 mit dem Durchgangskanal 3 für ein Druckmedium, z.B. aggressiver Art, auf, der durch einen Verschlußkörper 4 verschlossen werden kann. Dieser Verschlußkörper hangt an einer Spindel 5j- äie mittels eines Verstellzylinders .6 einer automatischen Verstellvorrichtung betätigt werden kann. Im oberen Teil ist die Spindel 5 mit einem Kolben 7 versehen. Der Verstellzylinder 6 kann mit dem Gehäusedeckel 9 durch Lascjaen 8 befestigt sein. . . "

Zur Abdichtung der Spindel 5 und des oberen Teils des Ventils, ist ein Faltenbalg 10 vorgesehen, der die Spindel 5 umgibt und in einem Gehäusezwischenstück 11.angeordnet ist. Der Faltenbalg 10 weist Je nach der erforderlichen Verlängerung eine Anzahl von Falten auf. Innerhalb der äußeren Falten 10a des Faltenbalges sind radiale Ringscheiben 12 lose gelagert. Sie können an der Spindel 5 als inneres Ärmaturteil eine Abstützung finden. Zwischen den radialen Ringscheiben 12 befinden sich Abstandshülsen 13, die an dem innen liegenden Ärmaturteil bei dem Absperrventil 1 an der Spindel 5 gleitend gelagert sein können. Die Abstandshülsen 13 können mit den einwärtsgekehrten.Falten 10b fest verbunden sein, was z.B. durch Anvulkanisation erreicht werden kann. Sie können aber auch gegenüber den inneren Falten 10b des Faltenbalges" 10 nur lose anliegen.

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Durch die Ringscheiben 12 und die Abstandshülsen 13 sind sowohl die äußeren Falten 10a als auch die inneren Palten lOb des Faltenbalges 10 gegen einen äußeren Überdruck eines Mediums abgestützt und geführt. Bei gedehntem FaI-tenbalg wandern die Ringscheiben 12 und die Abstandshülsen 13 jeweils mit den zugehörigen Falten 10a bzw. lOb in Achsrichtung der Spindel, wobei die Stützelemente sich voneinander entfernen. Dadurch wird der Faltenbalg in gedehnter Lage, auch unter Einwirkung eines Überdruckes von außen, keiner Zwängung unterworfen.

Von besonderer Bedeutung an dem Faltenbalg der Armatur ist die Formgebung der Falten in Verbindung mit den Stützelementen. Der Faltenbalg im uhgedehnten Zustand weist innere Falten 10b auf, die - im Querschnitt gesehen '-zylinderförmige Innenflächen aufweisen, so daß die inneren Falten lOb eine satte Anlage an den Abstandshülsen finden. Die äußeren Palten 10a sind so geformt, daß sie sich im ungedehnten Zustand des Faltenbalges an die Flächen der Ringscheiben anlegen. Die Stärke der Wandung des Faltenbalges richtet sich nach der Höhe des Überdruckes des von außen angreifenden Mediums. Ein solcher Faltenbalg ist Außendrücken von etwa 10 bis I5 atü einwandfrei gewachsen. ·

Der Faltenbalg 10 kann mindestens an einem Ende mit einem Befestigungsteil, z.B. einer Flanschscheibe 14, versehen sein, über die der Faltenbalg mit einem Überzug 10c greift. Die Flanschscheibe 14 mit dem Überzug 10c stellt das Einspannteil dar, z.B. zwischen den Gehäuseteilen 9 und 11. Dadurch ist eine einwandfreie Abdichtung nach außen gegeben. Bei dem Ventil 1 tunfaßt das untere Ende 1Od des Faltenbalges vorteilhaft den Ver-

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schlußkörper 4, so daß die Spindel ^:mit dem Verschlußkörper gegen aggressive Medien vollständig geschützt ist.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Fig. 4 und 5 sind die Stützelemente 15 in der Weise ausgebildet, daß Ringscheiben und Abstandshülsen ein Stück bilden. Die Stützelemente weisen hierbei - im Querschnitt gesehen - U-Form auf. Die als Ringscheiben.-dienenden Schenkel 15a von zwei benachbarten U-förmigen Stützelementen 15 ragen zusammen in den Innenräum einer äußeren Falte 1Oa des Faltenbäl-

ges und liegen lose aneinander, so daß das Spreizen des
Faltenbalges bei L'ängsausdehhung nicht behindert wird.
Diese Ringscheiben-Sehenkel 15a der U-fÖrmigen Stützeie- mente verjüngen sich vorteilhaft zum äußeren Rand, so daß sie bei Dehnung des Faltenbalges in gewisser Weise nachgeben können, wie dies in Fig. 5 zu ersehen ist. Auch hierbei finden die inneren und äußeren Falten des Faltenbalges bei der Dehnung desselben eine sichere und zuverlässige Abstützung unter der Einwirkung eines äußeren Überdruckes auf den Faltenbalg. Die U-förmigen Stützelemente entfernen sich zugleich mit der Streckung des Faltenbalges in entsprechender Weise voneinander.

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Claims (8)

1. 235701

   Ansprüche

   Vorrichtung zum Abdichten von Armaturteilen mittels eines Faltenbalges, insbesondere Absperrventil mit einem durch eine Spindel verschiebbaren Verschlußkörper, bei der der Faltenbalg an seinen Endteilen eingespannt und äußeren Kräften unterworfen ist, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der äußeren Palten (1Oa) des Fältenbalges (10) radiale Ringscheiben (12) lose angeordnet sind, wobei die Ringscheiben an dem innen liegenden Armaturteil (5) führbar sind.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den radialen Ringscheiben (12) Abstandshülsen (13) vorgesehen sind.
3. J5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshülsen an dem innen liegenden Ärmaturteil (5) gleitend gelagert sind, und daß die Abstandshülsen (IJ) mit den einwärtsgekehrten Falten (10b) des Faltenbalges (10) fest verbunden, z.B. anvulkanisiert, sind.
4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis ~5, dadurch gekennzeichnet, daß der Faltenbalg (10) im ungedehnten Zustand innere Falten (lOb) aufweist, die - im Querschnitt gesehen - zylinderförmige Innenflächen aufweisen, an die sich radial verlaufende Begrenzungsflachen zur Anlage an den Ringscheiben (12) anschließen,
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einer Abstandshülse benachbarten

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   Ringscheiben mit der Abstandshülse ein Stück (15) bilden, das als Abstützelement U-förmigen Querschnitt aufweist, und daß innerhalb der äußeren Palten (10a) des Faltenbalges (10) je zwei Ringscheiben des U-förmigen Stützelementes lose aneinanderliegen.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet,
   daß die Schenkel (15a) des U-förmigen Stützelementes
   (15) - im Querschnitt gesehen - zum äußeren Rand verjüngend ausgebildet sind.
7. 7. Vorrichtung, nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens an einem Ende des FaI-tenbalges (10) ein Befestigungsteil, z.B. eine Flanschscheibe (14), vorgesehen ist, um die der Faltenbalg
   (10) mit einem Überzug.(10c) greift, und die als Einspannteil der Armatur (9,11) dient.
8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende (lOd) des Paltenbalges
   (10) den Armatur-Verschlußkörper (4) unmittelbar umgibt.

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