DE3330967A1

DE3330967A1 - Kugelschieber

Info

Publication number: DE3330967A1
Application number: DE19833330967
Authority: DE
Inventors: Angel Jean-Marie 77450 Katy Tex. Grazioli
Original assignee: Cameron Iron Works Inc
Current assignee: Cooper Industries LLC
Priority date: 1982-09-09
Filing date: 1983-08-27
Publication date: 1984-03-15
Also published as: GB2130345A; JPS59197676A; FR2533010A1; GB8322860D0

Description

Beschreibung

Diejenigen Bauelemente, die in bekannten Kugelschiebern hauptsächlich einer Verbesserung bedürfen, sind die Dichtungen, die in Eingriff mit der Außenseite des Kugelelementes stehen. Derartige Dichtungen sollen eine lange Lebensdauer haben und hohe Drücke, schnelle Druckschwankungen, Korrosions- und Erosionsbelastungen sowie starke Temperaturänderungen aushalten und durch die Schieberbewe-

^Q gung möglichst geringem Abrieb unterliegen. Bisher wurden zu diesem Zweck Dichtungsringe aus verhältnismäßig hartem, faserverstärktem Nylon eingesetzt, die jedoch unter extremen Bedingungen nur wenige Öffnungs- und Schließbewegungen aushielten·

Es ist auch bereits bekannt (US-PS 3 765 647, US-PS 4 135 545), einen Dichtungsring mittels einer gegen ihn durch Rollen verlagerten Lippe in einer Nut zu halten. Ferner ist es bekannt (US-PS 3 752 178). einen Dichtungsring mit einem Dichtmittel zu kombinieren, das zur Unterstützung der Abdichtung zwischen Sitzring und Kugelelement eingespritzt wird.

Ein anderer bekannter Kugelschieber (US-PS 3 301 523) hat einen weichen Dichtungsring aus Kautschuk oder Polytetrafluorethylen, der in einer Nut zwischen konischen Sitzflächen gehalten ist, vobei die Nut größer ist, als der Dichtring, so daß das Kugelelement unter hohem Druck in Eingriff mit den metallischen, konischen Sitzen steht. Dieser Schiel er soll eine Abdichtung sowohl bei hohen als auch bei niedrigen Drücken ermöglichen. Es ist ferner bekannt (US-PS 3 335 999), in einem Kugelschieber einen aus Kautschuk oder weichem Kunststoff bestehenden Dichtungsring mit dreieckförmigen Querschnitt vorzusehen, der kleiner ist als die ihn aufnehmende! Nut , ho daß er

während der Bewegung des Kugelelementes nicht geschädigt wird. Weiterhin ist eine Dichtung in einen Kugelschieber bekannt (US-PS 2 858 847), bei der ein O-Ring in eine verengte Nut eingesetzt wird, die tropfenförmig ausgefallen det ist, bei der jedoch die Dichtung stark vorgespannt wird und einer schnellen Abnutzung unterliegt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Kugelschieber zu schaffen, bei dem eine Dichtung vorhanden ist, die auch ^q unter hohem Druck und bei Belastung mit korrodierenden und erodierenden Fluiden eine lange Lebensdauer hat und bei der der weiche Dichtungsring geringem Abrieb unterliegt und bei schnellen Druckschwankungen nicht aus seiner Nut gepreßt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Kugelschieber mit einem Gehäuse mit einer Ventilkammer, die mit einem Einlaß und einem Auslaß verbunden ist, sowie mit einem in der Ventilkammer vorgesehenen Kugelelement, das mittels

„₀ eines Paares von Dichtanordnungen abgedichtet 'ist, wobei jede Dichtanordnung einen Sitzring mit einer dem Kugelelement zugewandten Nut und einer dieser benachbarten Lippe sowie einen in der Nut angeordneten und von der Lippe gehaltenen Dichtungsring aufweist, erfindungsgemäß

pe dadurch ausgestaltet daß der Dichtungsring eine schmale Dichtfläche, die in Eingriff mit dem Kugelelement steht, und einen demgegenüber breiteren, die Nut ausfüllenden Bereich hat.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert.

Figur 1 zeigt einen Schnitt durch einen Kugelschieber.

Figur 2 zeigt einen Teilschnitt durch die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung.

Figur 3 zeigt in einem Teilschnitt die spanabhebende Bearbeitung der Nuten im Sitzring.

Figur 4 zeigt in einem Teilschnitt das Rollen der Mitte1-5

lippe auf den Dichtungsring.

Figur 5 zeigt in einem Teilschnitt den vollständigen Sitzring, wobei der Dichtungseinbringdurchlaß in der zweiten Nut und die Endbearbeitung des Sitzringes zu erkennen sind.

Der dargestellte Kugelschieber 10 hat ein Gehäuse 12 mit einer Ventilkammer 14, in die sich Durchlässe 16 und 18 erstrecken, sowie ein Kugel- oder Ventilelement 20, das

sich zur Steuerung der Strömung durch den Schieber in der Ventilkammer 14 befindet. Zur Abdichtung des Kugelelementes 20 um die in der Ventilkammer 14 vorgesehenen Öffnungen der Durchlässe 16 und 18 sind Dichtungsanordnungen 22 vorhanden. Zwischen Schultern 26 des Gehäus.es 12 und

Schultern 28 auf Sitzringen 30 sind Federn 24 angeordnet, die die Dichtungsanordnungen 22 gegen das Kugelelement 20 drücken.

Jede Dichtungsanordnung 22 enthält einen Sitzring 30 mit

dem Kugelelement 20 zugewandter Nut 32, in der von einer Lippe 30 ein Dichtungsring 34 gehalten wird. Die Lippe 36 ist in die später zu beschreibende Lage gemäß Figur 2 umgebogen. Eine zweite Nut 38 im Sitzring 30 ist ebenfalls dem Kugelkörper 20 zugewandt, und mit ihr sind

Durchlässe 40 verbunden, um Dichtungsmittel von der Einspritzöffnung 42 im Gehäuses 12 zur Nut 38 zu leiten. Dieser Aufbau hält den Dichtungsring 34 mit seinem äußeren Bereich sich normal zum Äußeren des Kugelelementes 20 erstreckend. Der Dichtungsring 34 hat eine schmale Dicht-

fläche 44 und einen vergrößerten Innenbereich, der die Nut 32 ausfüllt.

Die verbesserte Lebensdauer der Dichtunq, die mit diesem Aufbau erreicht wird, ergibt sich vermutlich durch die Verteilung der Dichtungskräfte über den vergrößerten inneren Bereich auf das Innere der Nut 32. Dadurch werden

die Spannungen und Belastungen im äußeren Bereich des 5

Dichtungsringes 34 verringert, so daß dieser eine größere Lebensdauer hat. Das bevorzugte Verhältnis von Breite der schmalen Dichtungsfläche des Dichtungsringes 34 zu seiner Breite in der Nut 32 beträgt 1:2,5. Auch durch die Halterung des Dichtungsringes 34 durch die Lippe 36 wird ein Herausdrücken bzw. Herausziehen des Dichtungsringes 34 aus der Nut 32 infolge schneller Druckänderungen verhindert, und es ergibt sich eine ausreichende Schließabstützung, so daß der Dichtungsring 34 nicht austritt. Der Dichtungsring 34 wird darüber hinaus in unbelastetem Zustand in die Nut 32 eingesetzt, so daß keine statischen Spannungen infolge der Montage entstehen, wodurch der Dichtungsring größeren Spannungen und Belastungen ausgesetzt werden kann, ohne daß seine Lebensdauer verringert wird. Vorzugsweise wird als Material für den·Dichtungsring 34 Polytetrafluorethylen verwendet.

Der Sitzring 30 wird in der in den Figuren 3,4 und 5 beschriebenen Weise hergestellt. Es wird auf einer entsprechenden Halterung 46 befestigt, und Werkzeuge 48 und 50 dienen zum Herstellen der Nuten 32 und 38 mit der zwischen ihnen befindlichen Lippe 36. Ist der im Querschnitt tropfenförmige Dichtungsring 34 in die Nut 32 eingesetzt, so wird ein Rollwerkzeug 52 gegen die Lippe 36 bewegt, um diese in Eingriff mit dem Dichtungsring 34 zu biegen, wie dies in Figur 5 dargestellt ist. Der äußere Bereich des Dichtungsringes 34 ist beschnitten, um eine schmale Dichtfläche 44 des Dichtungsringes 34 zu erhalten, die in Eingriff mit der Außenfläche des Kugelelementes 20 steht. Außerdem ist der Sitzring 30 jenseits der Nut 3 8 spanabhebend bearbeitet, wie dies bei 54 in

Figur 5 dargestellt ist, und im Dichtungsring sind Durchlässe 40 vorgesehen.

Durch die neue Dichtungsanordnung ergibt sich eine wesentlich verlängerte Lebensdauer bei extremen Betriebsbedingungen .

su/do

Leerseite

GP^ j

Claims

Ansprüche

-^; _;-| Kugelschieber mit einem Gehäuse mit einer Ventilkam-■mer, die mit einem Einlaß und einem Auslaß verbunden ..ist, sowie mit einem in der Ventilkammer vorgesehenen Kugelolement, das mittels eines Paares von Dichtanordnungen abgedichtet ist, wobei jede Dichtanordnung einen Sitzring mit einer dem Kugelelement zugewandten Nut und einer dieser benachbarten Lippe sowie einen in der Nut angeordneten und von der Lippe gehaltenen Dichtungsring aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (34) eine schmale Dichtfläche (44), die in Eingriff mit dem Kugelelement (20) steht, und einen demgegenüber breiteren, die Nut (32) ausfüllenden Bereich hat.
2. Kugelschieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Dichtfläche (44) endende Teil aes Dichtungsringes (34) normal zur Außenfläche des Kugolelementes (20) verläuft.
3. Kugelschieber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (32) im wesentlichen normal zur Oberfläche des Kugelelementes (20) verläuft, so daß auf den Dichtungsring (34) übertragene Kräfte gleichförmig auf den in der Nut (32) befindlichen Teil des Dichtungsrings (34) weitergeleitet werden.
4. Kugelschieber nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des Dichtungsringes (34) widerstandsfähig gegen korrodierende Fluide ist.
5. Kugelschieber nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (34) aus Polytetrafluorethylen besteht.
6. Kugelschieber nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine den Sitzring (30) in Richtung auf das Kugelelement (20) drückende Federanordnung (24).
7. Kugelschieber nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch Mittel (40) zum Einbringen eines Dichtungsmittels zwischen Sitzring (30) und Kugelelement (20) .
8. Kugelschieber nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Breite des vergrößerten Bereiches des Dichtungsringes (34) zu Breite der schmalen Dichtfläche (44) 2,5:1 beträgt.