DE3203374A1 - Sitzring fuer klappwellen bei absperrklappen u.dgl. - Google Patents
Sitzring fuer klappwellen bei absperrklappen u.dgl.Info
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Description
VON KREISLER SCHÖNWALD EISHOLD FUES VON KREISLER KELLER SELTING WERNER
PATENTANWÄLTE
Dr.-lng. von Kreisler tl973
Dr.-Ing. K, Schönwald, Köln
Dr,-Ing. K. W. Eishold, Bad Soden
Dr. J. F. Fues, Köln
Dipl.-Chem. Alek von Kreisler, Köln
Dipl.-Chem. Carola Keller, Köln
Dipl.-Ing. G. Selling, Köln
Dr. H.-K. Werner, Köln .
1.2,1982 Sch/Sd
DEICHMANNHAUS AM HAUPTBAHNHOF D-5000 KÖLN 1
MARK CONTROLS CORPORATION,
Industriegebiet Rengen, 5568 Daun
Industriegebiet Rengen, 5568 Daun
Sitzring für Klappenwellen bei Absperrklappen u.dgl.
Die Erfindung bezieht sich auf einen Sitzring für Klappenwellen bei Absperrklappen u.dgl., wobei ein in dem Klappengehäuse
eingesetzter Sitzring aus elastischem Werkstoff an dem Außenumfang von einem Tragring aus hartem Material
umgeben ist und der Sitzring Bohrungen zum Hindurchführen der die Klappenscheibe tragenden Klappenwelle aufweist.
Bei Absperrklappen der vorstehend beschriebenen Art ist es
beispielsweise bekannt, den austauschbaren Sitz für die Klappenwelle einer Klappenscheibe in der Weise auszubilden,
daß der Sitzring aus weicherem Material auf einem harten Tragring aufgebracht ist, der aus hartem Kunststoff, vornehmlich
Phenolharz, besteht. Dadurch ergibt sich ein nicht einbrechender durchschlagssicherer Sitz, der zugleich als
Telefon: (07711 1310Ί1 · T.L». Boanm j„_. j " » ι
Flanschdichtung für die anschließenden Gehäuseteile dient. Das Durchflußmedium kommt nicht mit dem Klappengehäuse, der
Klappenwelle und sonstigen äußeren Teilen in Berührung. Zum Auswechseln läßt sich der Sitzring aus dem Gehäuse axial
verschieben, wobei zugleich ein neuer Sitzring mit dem schützenden Tragring gleitend in das Gehäuse eingeschoben
werden kann. Die Abflachung des elastischen Sitzes im Durchgangsbereich der Klappenwelle preßt sich gegen die
entsprechende Anflächung der Scheibe, wodurch das Eindringen des Mediums in den Bereich der Klappenwelle verhindert
wird. Eine solche Ausführungsart erfordert eine verhältnismäßig hohe Maßgenauigkeit, um die Dichtheit zu gewährleisten.
Da der Tragring eine gewisse Höhe aufweist, befinden sich die Lager für die Spindel in einem Abstand von der
Klappenscheibe. Um Durchbiegungen der Spindel zwischen den Wellenlagern zu vermeiden, ist es erforderlich, daß die
Klappenwelle entsprechend stark bemessen wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Sitzring der anfangs genannten Art für die Lagerung der Klappenwelle mit der
Klappenscheibe zu schaffen, mit dem bei einfacherer Bauart die Abdicht-Probleme zuverlässiger beherrscht werden können
und welcher schonender und leichter beansprucht wird. Der Sitzring der anfangs genannten Art zeichnet sich dadurch
aus, daß der den Sitzring umgebende Tragring geteilt ist, daß jedes Teilstück nahe der Bohrung für die Klappenwelle
mit dem Sitzring, z.B. mittels eines Kragens od.dgl., verankert ist, und daß die Teilstücke im Abstand voneinander
enden.
Durch eine solche Ausbildung des Sitzringes werden mehrere wesentliche Vorteile erzielt. Der Sitzring läßt sich durch
den besonders geformten zweiteiligen Tragring leicht ein- und ausbauen. Eventuelle Fertigungstoleranzen, die sich bei
«a -
der Herstellung von Elastomerringen mit Stützring aus Phenolharz
ergeben, werden durch die zweigeteilte Ausführung kompensiert. Bei Untermaß legt sich der Tragring durch den
in der Armatur herrschenden überdruck an die exakt bearbeiteten Gehäuse-Innenbohrungen an. Bei Übermaß wird die auf
die beiden Tragringe dauerhaft aufvulkanisierte Elastomerschicht im Zwischenbereich der zwei Ringe etwas zusammengedrückt.
In beiden Fällen ist sichergestellt, daß. der Innendurchmesser
im eingebauten Zustand gleich groß ist. Aufgrund
des in den Elastomer einvulkanisierten Tragringes mit seiner kragenförmigen Umbördelung am Wellendurchgang
werden beim Betätigen der Klappenscheibe auftretende Scherkräfte direkt vom Tragring aufgefangen und durch Reibschluß
an das Gehäuse weitergegeben. Außerdem wird ein größerer Durchflußguerschnitt der Klappe und dadurch ein günstiger
Kv-Wert ( ) erzielt. Da sich die ungestützte
Länge der Klappenwelle, die gleich der Sitzringdicke ist,
durch die Tragringkonstruktion erheblich verringert, kann der Durchmesser der Welle und somit der Sche'ibensteg bei
gleicher Materialbelastung geringer gehalten werden.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorteilhaft die Dicke des Elastomer-Sitzringes ringsum und an der Verankerungsstelle
des Tragringes mittels Kragen gleich groß ausgebildet, was zu einer erhöhten Lebensdauer der Armatur
führt. Es ergeben sich gleiche Rückstellkräfte am Scheibenumfang, welche zu einer gleichmäßigen geringen Eindrucktiefe
der gesamten Klappenscheibe im Elastomer führen. Das sich hieraus ergebende Drehmoment bzw. die Walkarbeit wird
wesentlich geringer als bisher.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung befindet sich zwischen den sich gegenüberstehenden Enden der Teilstücke
des Tragringes ein Materialsteg, der aus dem weicheren
- et -
Werkstoff des Sitzringes gebildet ist. Dadurch wird der Faktor des Ausgleiches bei abweichenden Toleranzen des
Sitzringes und/oder der Gehäusebohrung wesentlich verbessert und das Ausgleichen unterstützt. Zweckmäßig sind die
Teilstücke des Tragringes mit deni Material des Sitzringes fest verbunden/ was vorteilhaft durch Vulkanisation erfolgen
kann. Die Verbindung kann auch dadurch unterstützt werden/ daß die Tragring-Teilstücke Lochungen aufweisen, in
die das weichere Material des Sitzringes eingreift.
Weiterhin ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß die die Spindel umgebende Bohrung des Sitzringes mit mindestens
einem ringsum laufenden Abdichtungsteil in Form mindestens einer Ringwulst oder Ringrippe od.dgl. versehen ist. Eine
solche abdichtende Ringwulst wird durch den Verankerungsteil des Tragringes, z.B. des in den Sitzring eingreifenden
Kragens od.dgl., in der Dichtwirkung unterstützt. Die
Ringwulst wird von dem Kragen des Tragringes mit gehalten. Außerdem läßt sich an der Innenseite des Kragens der Tragring-Teilstücke
ein auswechselbarer Dichtungsring, z.B. ein O-Ring, installieren.
Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung kann der Sitzring Flansche aufweisen, die mit zur Innenseite erhaben ausgebildeten
Teilen, z.B. ringförmigen Verdickungen, Wulsten u.dgl., versehen sind. Entsprechend können in dem Gehäuse
Ringnuten zur Aufnahme der Flanschverdickungen angeordnet sein. Durch die Einklemmung der Flanschverdickungen zwischen
den Rohrflanschen und dem Gehäuse ergibt sich in Verbindung mit dem zweigeteilten Tragring eine wesentlich geringere
Wellenbelastung bei einseitiger Druckbeaufschlagung der
Klappenscheibe. Somit kann der Sitzring auch für eine Endarmatur benutzt werden. Weiterhin ist ein sicherer Sitz des
Sitzringes und eine leichte Auswechselbarkeit gewährleistet.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sollen der Tragring
bzw. die Tragring-Teilstücke eine kleinere Breite aufweisen als der Abstand der Sitzring-Flansche voneinander.
Es wird dadurch das Vorhandensein eines Spaltes zwischen der Innenseite des Elastomerflansches und der Stirnseite
des Tragringes erzielt/ wodurch sich ergibt, daß beim Einklemmen der Armatur zwischen zwei Flansche keine Scherkräfte
in dem Elastomermaterial entstehen können.
Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels nachstehend erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Sitzring-Anordnung gemäß der Erfindung in Ansicht und zum Teil im Schnitt, schematisch.
Fig. 2 ist ein Querschnitt nach der Linie II-II der Fig.
1 .
Fig. 3 stellt einen Längsschnitt nach der Linie III-III der
Fig. 1 dar.
Fig. 4 veranschaulicht die Sitzring-Anordnung gemäß der Erfindung in Verbindung mit einer eine Klappenscheibe tragenden
Spindel in dem Gehäuse der Absperrklappe, im Schema.
Der Sitzring 1, der vorteilhaft einen U-förmigen Querschnitt
aufweist, ist am äußeren Umfang von einem Tragring 2 zur Abstützung umgeben, der in waagerechter Ebene des Sitzringes
1 geteilt ist und aus den beiden Stücken 3 und 4 besteht. Jedes Teilstück 3, 4 des Tragringes 2 ist an der Bohrung
und 6 zur Aufnahme der Klappenwelle 7, die die Klappenscheibe 8 trägt, mit dem Sitzring 1 verankert. Hierzu können die Teilstücke
3 und 4 mit einem aufstehenden Kragen 3a bzw. 4a
versehen sein, der in das weichere Material des Sitzringes
I eingreift. Dadurch wird die äußere Randpartie der Bohrungen
5 und 6 zugleich versteift. Die Teilstücke 3 und 4 des Tragringes sind so ausgebildet, daß ihre Enden 3b und 4b,
die sich gegenüberstehen, im Abstand voneinander enden. Der Zwischenraum zwischen diesen Enden 3b und 4b der Tragring-Teilstücke
sind durch Materialstege 1c und Id ausgefüllt, die aus dem Werkstoff des Sitzringes 1 gebildet sind. Auf diese
Weise ist ein Ausgleich der Lage der Tragring-Teilstücke bei dem in dem Gehäuse 9 eingespannten Sitzring gewährleistet.
Die Tragring-Teilstücke können bei Toleranzabweichungen mehr oder weniger dicht zueinander zu liegen kommen. Ihre Aufgabe
der Abstützung des Sitzringes am Außenumfang desselben wird ohne zusätzliche Zwängung und Verklemmung voll erfüllt.
Vorteilhaft sind die Tragring-Teilstücke 3 und 4.mit dem
Sitzring 1 haftfest verbunden. Dies kann durch Vulkanisation, Klebung u.dgl. erfolgen. Für eine weitere Haftverbesserung
können die Tragring-Teilstücke mit Lochungen 10 und
II versehen sein, in die das weichere Material des Sitzringes
1 treten kann.
Die Bohrungen 5 und 6 in dem Sitzring 1 für die Aufnahme der Klappenwelle 7 können am Innenumfang mit einem ringsum laufenden
Dichtungsteil 12 und 13 versehen sein, z.B. in Gestalt einer oder mehrerer Ringwulste, Ringrippen u.dgl. Diese
Ringwulste werden durch die Kragen 3a und 4a der Tragring-Teilstücke 3 und 4 gestützt und versteift, so daß sich
eine zuverlässige Abdichtung zwischen dem Sitzring und der Klappenwelle ergibt.
Der im Querschnitt U-förmig gestaltete Sitzring 1 weist Flansehe
la und 1b auf, die an den innen liegenden Flächen mit Verdickungen 14 und 15 ausgestattet sind, z.B. in Form von
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Ringwulsten u.dgl. Entsprechend ist das Klappengehäuse 9
mit Ringnuten 16 und 17 versehen, in die die ringförmigen Verdickungen 14 und 15 eingreifen können. Hierdurch ergibt
sich eine Schnappverbindung zwischen dem Sitzring 1 aus weichem Material und dem Gehäuse 9. Durch Abbiegen eines Flansches
des Sitzringes läßt sich dieser in die Bohrung 18 des
Gehäuses 9 einführen, worauf die Flansche mit den Ringwulsten beiderseits des Gehäuses in die entsprechenden Ringnuten
schnappend eingreifen.
Die Klappenwelle 7 wird in dem Gehäuse 9 mittels Lagerhülsen 19 und 20 geführt. An der Innenseite der Kragen 3a und 4a
der Tragring-Teilstücke 3 und 4 kann eine zusätzliche Dichtung,
z.B. in Form eines O-Ringes 21 und 22, vorgesehen sein.
Die Flansche 27, 28 der anschließenden Rohrleitung schließen sich an die Außenfläche des Sitzringes 1 an.
Die Dicke χ des Elastomer-Sitzringes ringsum und an der Verankerungsstelle
y der Teilstücke 3, 4 des Tragringes 2 mit- · tels der Kragen 3a, 4a ist vorteilhaft gleich groß ausgebildet,
um gleiche Rückstellkräfte am Scheibenumfang zu gewährleisten. Dai>ei ist der ungestützte Teil 25 der Klappenwelle
äußerst gering gehalten. Zwischen der Innenseite der Elastomerflansche 1a und 1b und der Stirnfläche der
Teilstücke 3, 4 des Tragringes 2 ist ein Luftspalt 26 vorgesehen, durch den Zwängungen und das Entstehen von Scherkräften
ire Elastomer beim Einklemmen der Armatur vermieden werden.
Der Tragring 1 bzw. die Tragring-Teilstücke 3 und 4 bestehen
aus Stahl, zweckmäßig Edelstahl, und weisen eine entsprechende Festigkeit auf. Der Sitzring 1 kann in der Mittelebene
seiner Innenfläche mit ringförmig verlaufenden Abflachungen
23 versehen sein, die zu den die Bohrung 5 und 6 umgebenden Abflachungen 24 führen.
Claims (8)
- AnsprücheSitzring für die Klappenwelle bei Ab sperr klappen u.dgl., wobei ein in dem Klappengehäuse eingesetzter Sitzring aus elastischem Werkstoff (Elastomer) an dem Außenumfang von einem Tragring aus hartem Material umgeben ist und der Sitzring Bohrungen zum Hindurchführen der die Klappenscheibe tragenden Klappenwelle aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragring (2J geteilt ist, daß jedes Teilstück (3,4) nahe der Bohrung (5,6) für die Klappenwelle (7) mit dem Sitzring (1), z.B. mittels eines Kragens (-3a,4a), verankert ist, und daß die Tragring-Teilstücke (3,4) im Abstand voneinander enden.
- 2. Sitzring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke (x) des Elastomer-Sitzringes (1) ringsum und an der Verankerungsstelle (y) des Tragring-Teilstückes (3,4) mttels Kragen (3a,4a) gleich groß ausgebildet ist.
- 3. Sitzring nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den sich gegenüberstehenden Enden (3b,4b) der Tragring-Teilstücke (3,4) ein Materialsteg (1c,1d) vorgesehen ist, und daß dieser Materialsteg (1c,1d) durch den weicheren Werkstoff des Sitzringes (1) gebildet ist.
- 4. Sitzring nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß äie Tragring-Teilstücke (3,4) mit dem Material des Sitzringes (1) haftfest, z.B. durch Vulkanisation, Klebung u.dgl., verbunden sind, und daß die Tragring-Teilstücke (3,4) Lochungen (10,11) aufweisen.
- 5. Sitzring nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die die Klappenwelle umgebenden Bohrungen (5/6) des Sitzringes (1) mit mindestens einem ringsum laufenden Abdichtungsteil (12,13), z.B. als Ringwulst, Ringrippe od.dgl., versehen sind.
- 6. Sitzring nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sitzring (1) Flansche (1a,1b) mit zur Innenseite erhaben ausgebildeten Ringteilen (14,15), z.B. Ringwulsten u.dgl., aufweist, für die in dem Gehäuse (9) Ringnuten (16,17) od.dgl. zur Aufnahme der Flanschverdickungen (14,15) vorgesehen sind.
- 7. Sitzring nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragring (2) bzw. die Tragring-Teilstücke (3,4) eine kleinere Breite aufweisen als der Abstand der Sitzring-Flansche (1a,1b) voneinander (Spalt 26).
- 8. Sitzring nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenseite der Kragen (3a,4a) der Tragring-Teilstücke (3,4) ein auswechselbarer Dichtungsring (21,22), z.B. O-Ring, angeordnet ist.
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DE19823203374 DE3203374C2 (de) | 1982-02-02 | 1982-02-02 | Sitzring für ein Klappenventil |
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