DE3035170C2 - Dichtung für Ventile - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Dichtung für Ventile, insbesondere zum Absperren von Gasen, nach der Gattung des Hauptanspruchs. Eine solche Dichtung ist bekannt aus der GB-PS 13 08 801. Bei dieser bekannten Dichtung ist eine die Dichtung bildende, freitragende bzw. einseitig eingespannte Blatt- oder Flachfederdichtung in der nicht abdichtenden Position von einer Vorspannungsfeder schon ausgelenkt, so daß in der Dichtposition die Flachfeder sich im wesentlichen in ihrem ursprünglichen Zustand befindet, keinen Spannungen unterworfen ist, hingegen die Vorspannungsfeder unter erhöhter Spannungswirkung steht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dichtung für Ventile mit Flachfeder und Vorspannungsfeder zu schaffen, bei denen die in der Dichtung induzierten Spannungsbeanspruchungen minimal sind, andererseits also größtmögliche Auslenkungen vorgegeben werden können, die noch innerhalb der erlaubten, sich aus dem jeweiligen Entwurf ergebenden Spannungsbeanspruchungen liegen.

Dabei ist es aus der DE-AS 25 52 524 bekannt, bei Absperrklappen oder Dichtungen für Ventile Lagcrleisicn vorzusehen, um eine übermäßige Verformung von federnden Diehtungslcilen zu verhindern.

Die Erfindung löst die genannte Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptar.spruchs und hat den Vorteil, daß die die eigentliche Abdichtung bewirkende Flachfeder im spannungsfreien Zustand gebogen oder gekrümmt ist, so daß in der abdichtenden Position die in der Vorspannungsfeder induzierten Spannungen gleich sind mit den Spannungen, wie sie in der die Dichtwirkung hervorrufenden Flachfeder induziert werden. Hierbei wird davon ausgegangen, daß die Vorspannungsfeder und die Flachfederdichtung pro Einheitslänge der Dichtung das gleiche Widerstandsmoment aufweisen.

Die erfindungsgemäße Dichtung für Ventile, bei der in der nicht abdichtenden Position weder in der Vorspannungsfeder noch in der Flachfeder eine Spannung induziert ist, kann daher so ausgelegt werden, daß die in der Vorspannungsfeder induzierte Spannung zu keiner Zeit die in der Flachfeder induzierte Spannung übersteigt.

Die erfindungsgemäße, einseitig eingespannte Flachfederdichtung als Dichtung für Ventile kann in ihrer Abbiegung oder Krümmung im spannungsfreien Zustand verschiedene Formen annehmen. Beispielsweise kann sie am Kontaktpunkt mit dem Einspannungsbereich abgebogen sein oder der Biegebereich kann sich an jeder beliebigen Position im Abstand κι dem Einspannungskontaktpunkt befinden; schließlich ist es möglich, die als Dichtung wirkende Flachfeder so zu biegen, daß sie von ihrem freien Ende bis zu ihrem Kontaktpunkt mit der Einspannung einer Krümmung entsprechend einem Kreisbogen beschreibt

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen die Fig. IA, IB und IC in schematischer Darstellung Aufbau und Funktion der bekannten, in der GB-PS 13 08 801 beschriebenen Dichtungsart; die

F i g. 2A, 2B und 2C eine den Darstellungen der F i g. 1 entsprechende, jedoch erfindungsgemäbe Dichtung und die

F i g. 3A, 3B und 3C verschiedene Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Blattfederdichtungen.

In den Fig. IA, 1B und IC ist zunächst eine bekannte Dichtung dargestellt, die eine freitragende, d. h. einseitig eingespannte und daher auskragende Flach- oder Blattfederdichtung 1 und eine Vorspannungsfeder 2 umfaßt, die auf die Flachfederdichtung einwirkt und diese nach unten abbiegt, wenn sich die Dichtung in der in F i g. 1B dsrgestellten, nicht dichtenden Position befindet; befindet sich die Dichtung dann in der Dichtposition, wie dies in F i g. IC gezeigt ist, dann wird die Vorspannungsfeder selbst ausgelenkt und preßt die Blatt- oder Flachfederdichtung flach gegen ein mitwirkendes Teil 3, bei dem es sich entweder um einen stationären Rahmen oder um das bewegliche Verschlußelement eines entsprechend ausgebildeten Ventils handelt. Vorspannungsfeder und Flachfederdichtung sind in einer Lagerung 4 eingespannt, die entweder am bweglichen Verschlußelement oder am feststehenden Rahmen des Ventils angeordnet bo ist. Die Einspannung erfolgt mit Hilfe von Spannstücken 5 und 6. Darüber hinaus befindet sich unterhalb der Flachfeder 1 eine Lagerstange oder Trägerleiste 7.

Die Fig. IA zeigt die Dichtung in auseinandergezogener Darstellung; Blattfederdichtung 1 und Vorspan- b-> nungsfeder 2 sind spannungsfrei.

In Fig. IB ist die montierte Dichtung in ihrer dichtungsfreien, ulso nicht abdichtenden Position dargestellt, so clad dieser Darstellung auch die anfängliche

Form der Vorspannungsfeder 2 entnommen werden kann, die für eine Auslenkung «is der Flachfederdichtung 1 sorgt Da die gegenseitigen Kontaktbelastungen am Punkt 10 notwendigerweise gleich sind, ist auch die Spannung am Punkt 8 gleich der Spannung am Punkt 9 (alles F i g. 1 B), wo die Vorspannungsfeder und die Flachfederdichtung das gleiche Widerstandsmoment pro Einheitslänge der Dichtung haben.

Die F i g. IC zeigt die Dichtung in ihrer abdichtenden Position, bei welcher die Flachfederdichtung 1 eben ist sich in ihrem ursprünglichen Formzustand befindet und auch keine inneren Spannungen aufweist Allerdings ist die Vorspannungsfeder 2 um den Betrag Ob nach oben ausgelenkt worden und weist nun eine Spannung auf, die zweimal so groß ist wie die Spannung, die in der nicht abdichtenden Position der F i g. 1B auftritt

Die F i g. 2A, 2B und 2C zeigen eine Dichtung in erfindungsgei.iäßer Ausbildung, die über eine frei tragende Flachfederdichtung 11 und eine Vorspannungsfeder 12 verfügt Die Flachfederdichtung ist so ausgebildet, daß sie gegen ein mit ihr zusammenwirkendes Teil 13 preßt, bei dem es sich um einen stationären Rahmer oder ein bewegliches Verschlußelement des Ventils handelt; die Dichtposition ist in F i g. 2C dargestellt Vorspannungsfeder und Flachfeder sind gegen ein tragendes Element 14 oder ein Lager gespannt, bei dem es sich dann entweder um das bewegliche Verschlußelement oder den stationären Rahmen des Ventils handelt; die Einspannung erfolgt mit Spannstücken 15 und 16, die in diesem Fall einstückige Teile der jeweiligen Lagerleisten 17 sind.

Die F i g. 2A zeigt die Dichtung in auseinandergezogener Darstellung; die Spannungen in der Flachfederdichtung 11 und der Vorspannungsfeder 12 sind gleich Null. Die Flachfeder verfügt über eine anfängliche, vorgeformte Auslenkung δ,\.

Die F i g. 2B zeigt die zusammengebaute Dichtung in ihrer nicht abdichtenden Position. Die Form der Vorspannungsfeder 12 ist so, daß sie sich lediglich in einem Berührungskontakt mit der Flachfederdichtung 11 befindet, wobei die freie Auslenkung sich zu Ob — Ολ ergibt. Die Spannungshöhen in der Vorspannungsfeder 12 und der Flachfederdichmng 11 sind daher immer noch gleich Null. Die Fig. 2C zeigt die Dichtung in ihrer Dichtposition. Die Vorspannungsfeder 12 und die Flachfederdichtung 11 sind um den Betrag Ob ausgelenkt worden. Ihre Spannungshöhen sind daher dort gleich, wo die Vorspannungsfeder 12 und die Flachfederdichtung 11 das gleiche Widerstandsmoment pro Dichtungseinheitslänge aufweisen und nur halb so groß, wie sonst üblich.

Die erfindungsgemätl«': Dichtung ist bevorzugt jeweils mit zwei Lagerleis;ten ausgestattet, die der Flachfederdichti:ng 11 und der Vorspannungsfeder 12 zugeordnet sind, um Vibrationen zu verhindern, die mit einer Amplitude auftreten, die größer als die ist, die sich in der Dichtposition ergibt. Daiher können die bei Vibrationsbedingungen auftretenden maximalen Spannungen den Wert nicht überschreiten, der bei der ursprünglichen Auslegung und Errechnung der Spannungsbedingungen verwendet worden ist. Die Lagerleisten und die Spannstücke können so wie in F i g. 2 dargestellt, miteinander kombiniert werden, alüo einstückig ausgebildet sein oder es kann sich um getrennte Komponenten handeln, wie in F i g. 1 gezeigt.

Die Darstellung der Fig. 3 zeigt verschiedene Formen von abdichtenden Flachfederdichtungen 11. b5

Bei der Darstellung der Fig. 3A ist die Flachfcdcrdichtungii am Kontakt/inkt 18 mit dem zugeordneten Spannstück 15 abgebogen. In der Darstellung der F i g. 3B ist die Flachfederdichtung 11 kontinuierlich gekrümmt und beschreibt von ihrem freien Ende 19 bis zum Kontaktpunkt 18 mit dem Spannstück 15 einen Teil eines Kreises. Eine solche Ausbildung hat den Vorteil, daß dann, wenn die Flachfeder um den Betrag Ob in die Dichtposition ausgelenkt worden ist, sie sich in einer Ebene befindet wodurch der Aufbau von Eckdichtungen erleichtert und ihre Wirksamkeit verbessert wird.

In der Darstellung der F i g. 3C ist die Flachfederdichtung an einem Punkt 20 abgebogen, der sich im Abstand zu dem Kontaktpunkt mit dem Spannstück 15 befindet Unter Beachtung des Grundprinzips läßt sich die Flachfederdichtung mit beliebigen Formen von Vorspannungsfedern kombinieren.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Dichtung für Ventile, insbesondere zum Absperren von Gasen, mit einer Flachfederdichtung, die an einem feststehenden Rahmen oder an einem beweglichen Verschlußelement des Ventils einseitig eingespannt ist, und einer ebenfalls einseitig eingespannten, mit der Flachfederdichtung in Berührungskontakt stehenden Vorspannungsfeder, dadurch gekennzeichnet, daß in der nicht abdichtenden Position die Vorspannungsfeder (12) mit der Flachfederdichtung (11), die abgebogen ausgebildet ist, derart in Berührungskontakt steht, daß sowohl die Rachfederdichtung (11) als auch die Vorspannungsfeder (12) entspannt sind, und daß in der Dichtposition im Bereich der Einspannstelle von Flachfederdichtung und Vorspannungsfeder bei gleichem Widerstandsmoment pro Dichtungseinhcits'.änge in dieserr. Bereich in der Flachfederdichtung und in der Vorspannungsfeder gleiche Spannungen induziert werden.

2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flachfederdirhtung (11) am Kontaktpunkt (18) mit den Einspannungsstücken (15) abgebogen ist

3. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flachfederdichtung (11) an einer Stelle (20) abgebogen ist, die sich im Abstand zu dem Einspannungs-K ontaktpunkt befindet.

4. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß di2 Flachfedi.rdichtu.ig (11) von ihrem freien Ende bis zum Einspaonungs-Kontaktpunkt kontinuierlich gekrümmt ist.

5. Dichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannungsfeder (12) und die Flachfederdichtung (11) mit Hilfe von Spannstücken (15) eingespannt sind, die einstückig mit zugeordneten Lagerleisten (17) ausgebildet sind.