DE3203374A1

DE3203374A1 - Sitzring fuer klappwellen bei absperrklappen u.dgl.

Info

Publication number: DE3203374A1
Application number: DE19823203374
Authority: DE
Inventors: Heinz M. 5568 Daun Nägel
Original assignee: Mark Controls Corp
Current assignee: Von Rohr Armaturen Ag Muttenz Ch
Priority date: 1982-02-02
Filing date: 1982-02-02
Publication date: 1983-08-11
Also published as: DE3203374C2

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

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

■> -

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

Ansprüche

Sitzring 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.