DE3426362A1 - Verschluss - Google Patents

Description

Verschluß

Die Erfindung betrifft einen Verschluß für das lösbare kraftschlüssige und druckbeständige Abschließen eines zwischen zwei ineinander angeordneten Körpern vorhandenen beliebigen ringförmigen Raumes.

In zahlreichen Gebieten der technischen Praxis besteht das Problem einen zwischen ineinander angeordneten Körpern vorhandenen Raum beliebigen Formats druckbeständig und kraftschlüssig derart abzuschliessen, daß der abgeschlossene Zustand leicht und schnell aufgehoben und wieder hergestellt werden kann. Ein derartiges Problem tritt beispielsweise beim Abschließen eines ringförmigen Raums zwischen zwei, ineinander konzentrisch angeordneten Rohren auf. Ein derartiger Abschluß ist z.B. dann erforderlich, wenn ein Innenkörper gegenüber dem äußeren Körper fest eingespannt werden muß, z.B. zwecks Vorschubs. Die mechanisch wirkenden Spannzangen erfüllen solche Aufgaben. Ihre Funktion beruht auf dem Prinzip, daß in einer zylindrischen Bohrung ²^ eines äußeren Körpers, die an ihrem einen Ende konisch ausgestaltet ist, eine Spannzange axial verschiebbar ist. Die Spannzange selbst ist an mehreren Stellen aufgeschlitzt; sie kann aber aus mehreren Teilen bestehen. Wenn nun die Spannzange aus dem konischen Teil des äußeren Körpers herausgeschoben wird, erweitert sie sich und läßt ° den inneren Körper los. Wird die Spannzange dagegen in die entgegengesetzte Richtung bewegt, wird sie von dem Kegel des äußeren Körpers auf den inneren Körper gepreßt, wodurch der innere Körper festgehalten wird.

Obzwar diese Verschlußweise zur übertragung großer Kräfte geeignet

ist, ist ein dichter Abschluß zwischen den beiden Körpern keineswegs gewährleistet. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß diese Abschlußweise recht empfindlich gegenüber Formfehlern des einzuspannenden - d.h. des inneren - Körpers und auch des äußeren Körpers ist, so daß sie zuverlässig nur bei Körpern mit einem kreisförmigen Querschnitt verwendet werden kann.

Bei einer weiteren bekannten Lösung wird eine Klemmembrane verwendet, die in dem äußeren Körper eingebettet ist und in einem unter Druck gesetzten Zustand an den inneren Körper gepreßt wird. In die Klemmmembrane wird meistens Preßluft eingeführt, wodurch der innere Körper eingespannt bzw. der Raum zwischen dem äußeren und inneren Raum abgeschlossen wird. Eine derartige Konstruktion wird z.B. zum Einspannen von zerbrechlichen Gegenständen, Gläsern, Flaschen verwendet. Bei einer sorgfältigen Gestaltung der Konstruktion kann eine zuverlässige Abdichtung auch bei niedrigen Drücken erreicht werden, da sich die Membrane mit der elastischen Wand dem inneren Körper gut anpaßt und daran aufliegt. Der Nachteil besteht jedoch darin, daß diese Anordnung zur übertragung größerer Kräfte nicht geeignet ist, da die Membrane unter einem höheren Druck leicht zerreißt. Durch die Membrane nimmt der innere Körper außerdem keine definierte Lage ein.

Ferner ist der innere Körper nur im geringen Maße fähig, eine axiale Belastung auszuhalten, da die Kiemmembrane gegenüber der axialen Belastung labil ist.

Bei Filtern ist es z.Bl wünschenswert, den Verschluß derart zu gestalten, daß der Raum zwischen den beiden Körpern im geöffneten Zustand gut zugänglich ist, damit man z.B. auf einfache Weise den Filterkuchen entfernen kann. Mit den bekannten Konstruktionen kann dies bei gleichzeitiger Erfüllung der erwünschten auf Dichtheit und Kraftschlüssigkeit beziehenden Bedingungen keineswegs befriedigt werden. 25

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die erwähnten Nachteile zu beseitigen und einen Verschluß zu schaffen, bei dem der zwischen zwei ineinander angeordneten Körpern vorhandene, beliebige, ringförmige Raum kraftschlüssig und abgedichtet verschlossen werden kann und zwar derart, daß der abgeschlossene Zustand leicht und schnell aufgehoben und wieder hergestellt werden kann. Eine weitere Zielsetzung besteht darin, daß der Verschluß im offenen Zustand den freien Raum zwischen den beiden Körpern nur im geringen Maße reduziert.

Demzufolge betrifft die Erfindung einen Verschluß zum lösbaren kraftschlüssigen und druckfesten Abschließen eines zwischen zwei ineinander angeordneten Körpern vorhandenen beliebigen ringförmigen Raumes.

Das Wesen der Erfindung liegt insbesondere darin, daß zwei zu der Innenseite des äußeren Körpers befestigte, rundum!aufende Trägerei emente und an die einander zugewandten Seiten der Trägerelemente und an die einander zugewandten Seiten der Trägerelemente angeschlossene, auf die Oberfläche des inneren Körpers schwenkbare Lamellen vorgesehen sind. Zwischen dem äußeren Körper und den Lamellen ist eine, auf die Lamellen anliegende, unter hydraulischen oder pneumatischen Druck setzbare Kiemmembrane angeordnet.

Im Sinne der Erfindung sind die Lamellen mit ihren einen Enden an den sie abstützenden Trägerelement angeschlossene, mit ihren anderen Enden in der Schließstellung auf dem inneren Körper aufliegende, nebeneinander liegende, einen Pyramidenstumpf bildende trapezförmige Körper.

Damit die Lamellen vor Verunreinigungen geschützt sind, ist erfindungsgemäß an der Außenseite der Lamellen, am Rand abgedichtet, eine an der Innenwandung des äußeren Körpers befestigte Schubmembrane vorhanden.

In gewissen Fällen kann es vorteilhaft sein, wenn anstelle der Klemmmembrane ein geschlossener Schlauch vorgesehen ist.

Vorteilhafterweise sind die Lamellen an dem Trägerelement mit einem Bandscharnier - eventuell einem elastischen Bandscharnier - befestigt.

Um die synchronisierte Bewegung der Lamellen sicherstellen zu können, sind an den einander zugewandten Längsseiten der Lamellen an einander anschließende Vorsprünge ausgebildet. 30

Der erfindungsgemäße Verschluß sichert gleichzeitig die kraftschlüssige Verbindung zwischen dem äußeren und dem inneren Körper, sowie die gewünschte Abdichtung. Dadurch, daß die Lamellen auf den inneren Körper anliegen, ist eine vollkommene Abstützung der Membrane gewährleistet, so kann ein beliebig hoher Druck ohne Gefahr des Ein- oder Ausreißens der Membrane angewendet werden. Die bisherigen Nachteile der Membrane, d.h. die Labilität in axialer Richtung, werden ebenfalls

eliminiert. Wenn der auf die Membrane ausgeübte Druck reduziert wird, kehren die Lamellen in ihre Grundstellung zurück und geben den ringförmigen Raum frei.

Die erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht, daß der abzuschließende Raum zwischen den äußeren und inneren Körpern eine beliebige Größe und Form aufweist, wobei nur die Form der Lamellen entsprechend gewählt zu werden braucht. Die erfindungsgemäße Konstruktion ist gegenüber Verunreinigungen unempfindlich.

Die Filtertechnik bildet ein spezielles und vorteilhaftes Anwendungsgebiet für den erfindungsgemäßen Verschluß, bei dem ein zwischen zwei konzentrischen Rohren gebildeter Filterraum abgeschlossen wird. In der offenen Stellung des Verschlusses kann der gebildete Filterkuchen leicht entfernt werden. Nach dem Abschließen wird der Filter wieder in Betrieb gesetzt.

In der nachfolgenden Beschreibung werden vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verschlusses anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt des Verschlusses, wobei auf der linken Seite der Fig. eine Ausführungsform des Verschlusses in seiner Schließstellung und auf der rechten Seite der Fig. eine andere Ausführungsform des Verschlusses in seiner Offenstellung dargestellt sind, und

Fig. 2 einen Querschnitt des Verschlusses, wobei auf der linken

Seite der Fig. Lamellen in der Draufsicht und auf der rechten Seite der Fig. Lamellen im Schnitt abgebildet sind.

Der aus den Fig. 1 und 2 in zwei voneinander verschiedenen Ausführungsformen ersichtliche Verschluß dient zum Abdichten eines zwischen einem hohlen äußeren Körper 1 und einem darin konzentrisch angeordneten inneren Körper 3 befindlichen ringförmigen Raumes. Der Verschluß kann auch zum Einklemmen des inneren Körpers 3 bzw. zu dessen Zentrierung im äußeren Körper 1 verwendet werden. Der Verschluß weist

bei beiden Ausführungsformen zwei ringförmige Trägerelemente 6 auf, die durchmesser- und abmessungsgleich sind und koaxial im Abstand voneinander angeordnet sind sowie jeweils an einer Innenfläche des äußeren Körpers 1 anliegen. An den einander zugewandten Seiten der Trägerelemente 6 sind über Bandscharniere 9 Lamellen 7 angelenkt, die in ihrem Längsschnitt trapezförmig und in ihrer Draufsicht - bei den aus den Fig. 1 und 2 ersichtlichen Ausführungsformen - annähernd trapezförmig ausgebildet sind.

Die gedachten Verlängerungen der kürzeren Umrißkanten der trapezförmigen Längsschnittflächen der Lamellen 7 schneiden sich und schließen einen spitzen Winkel ein. Der Winkel ist dabei derart bemessen, daß die dem Trägerelement 9 benachbarte kürzere Umrißkante derart geneigt ist, daß in der Schließstellung der Lamellen 7 zum einen die den Lamellen 7 zugewandten Ringflächen 14 der Trägerelemente 6 für die axial äußeren Stirnflächen 16 der Lamellen 7 als Anschlag dienen, so daß der Schwenkbereich der Lamellen 7 begrenzt und damit ein Oberdehnen der Bandscharniere 9 verhindert ist, und zum anderen die am frei.en Ende der Lamellen 7 ausgebildeten radial inneren Stirnflächen·17 derselben abdichtend auf der Umfangsflache des inneren Körpers aufliegen, dessen Querschnittsfläche eine kreisförmige, ovale oder eckige (nicht gezeigt) Kontur aufweisen kann.

Auf der rechten Seite der Fig. 1 sind die Lamellen in ihrer Offenstellung dargestellt, bei der die Lamellen 7 derart zu liegen kommen, daß ihre Grundflächen 15 in etwa parallel zu der Längsachse des inneren Körpers 3 ausgerichtet sind.

Zwischen der Hauptfläche der Trägerelemente 6 und der Innenwandung des äußeren Körpers 1 ist bei der auf der linken Seite der Fig. 1 dargestellten Ausführungsform eine Kiemmembrane 4 eingespannt. In den durch die Kiemmembrane 4 und der Innenwandung des äußeren Körpers 1 begrenzten Raum 18 mündet ein Rohr 12, durch das ein unter Druck stehendes gasförmiges oder flüssiges Medium in den Raum 18 eingeleitet werden kann. Die Kiemmembrane 4 ist elastisch und unter Wirkung des Druckmediums derart verformbar, daß durch sie die angelenkten Lamellen 7 in Richtung zum inneren Körper 3 hin verschwenkt und abdichtend an die Oberfläche desselben angedrückt werden. Da die Klemmembrane 4 (wie

auch der später noch zu beschreibende Schlauch 11) auch abdichtende Funktionen übernehmen kann, ist es vorteilhaft, daß die Kiemmembrane 4 Bereiche unterschiedlicher Elastizität hat.

Anstelle der Kiemmembrane 4 kann - wie bei der auf der rechten Seite der Fig. 1 dargestellten Ausführungsform - in dem durch die Innenwandung des äußeren Körpers 1 und den Grundflächen 15 begrenzten Zwischenraum ein Schlauch 11 eingesetzt sein, dessen Zuleitung durch das Rohr 12 hindurchgesteckt ist. Durch ein Aufblasen des Schlauches 11 wird wie bei der vorher beschriebenen Ausführungsform ein Schließstellung-Schwenken der Lamellen 7 erreicht.

Damit die Lamellen bzw. der Verschluß gegenüber dem sich in dem Raum 19 zwischen den äußeren 1 und den inneren Körper 3 befindenden Medium, bei dem es sich ggf. um ein aggressives Medium handelt kann, geschützt sind, ist zwischen den dem inneren Körper 3 zugewandten Grundflächen 15 der Lamellen 7 und der Oberfläche des inneren Körpers 3 eine Schutzmembrane 8 angeordnet, die außer den Lamellen 7 auch die Trägerelemente 6 vor dem Medium schützt und aus diesem Grunde durch die ringförmigen Trägerelemente 6 hindurchgezogen ist und hinter der den Lamellen 7 abgewandten Stirnfläche der Trägerelemente

6 an der Innenwandung des äußeren Körpers 1 abdichtend angeschlossen ist.

Wie aus Fig. 2 (rechte Seite) ersichtlich, weisen die Lamellen 7 an ihren Längsseiten 21 Vorsprünge 10 auf, die derart ausgebildet sind, daß sich die Vorsprünge 10 zweier benachbarter Längsseiten 21 übergreifen, so daß eine synchronisierte Bewegung aller Lamellen 7 sichergestellt ist. Dadurch kann es ausreichen,.den Schlauch 11 oder die Klemmembrane 4 so zu bemessen, daß durch diese für das in die Schließstellung-Schwenken der Lamellen 7 nur auf einige der in den beiden benachbarten Lamellengruppen angeordneten Lamellen 7 Druck ausgeübt wird, da durch das Verschwenken einiger weniger Lamellen

7 die restlichen Lamellen 7 dann ebenfalls zwangsgeführt in die Schließstellung geschwenkt werden.

Für eine beabsichtigte öffnung des Verschlusses genügt es, den Druck

in dem Schlauch 11 oder in dem durch die Kiemmembrane 4 begrenzten Raum 18 abzubauen bzw. das Druckmedium durch das Rohr 12 abzusaugen. Die Lamellen 7 gelangen dann entweder unter der Wirkung der elastischen Rückstellkraft der Schutzmembrane 8 oder durch die Wirkung federbelasteter Bandscharniere in ihre Offenstellung. Ein Zurückholen der Lamellen 7 in ihre Offenstellung kann aber vorteilhafterweise auch dadurch erreicht werden, daß die Kiemmembrane 4 oder der Schlauch 11 an einer oder mehreren Stellen (nicht gezeigt) an einer Lamelle oder an mehreren Lamellen 7 angeheftet, angeklebt oder auf andere Weise befestigt ist.

Es ist ersichtlich, daß durch eine Erhöhung des Druckes in dem Schlauch 11 bzw. in dem durch die Kiemmembrane 4 begrenzten Raum 18 ein größerer Anpreßdruck zwischen den radial inneren Stirnflächen 17 der Lamellen 7 und der Oberfläche des inneren Körpers 3 erreicht werden kann.

Ein zusätzlicher Abdichteffekt wird durch den Verschluß dadurch erreicht, daß in der Schließstellung der Lamellen 7 auch die Klemmem-

' "

brane 4 bzw. der Schlauch 11 zur Abdichtung beitragen, indem die Innenumfangsflache der Kiemmembrane 4 bzw. des Schlauches 11 axial zwischen den Lamellengruppen der beiden Trägerelemente 6 unmittelbar über die Schutzmembrane 8 an die Oberfläche des inneren Körpers

3 angedrückt wird.
25

Falls die inneren und äußeren Körper einen konzentrischen regelmäßigen Querschnitt aufweisen,, haben die Lamellen 7 alle eine identische Form. Sollten die inneren und äußeren Körper nicht konzentrisch

sein oder einer der Körper eine unregelmäßige Form haben, kann durch 30

entsprechende Wahl der Lamellenform eine ebenso zuverlässige Funktion des Verschlusses erreicht werden.

Bei einer eckigen Querschnittsfläche des inneren Körpers 3, ist es

vorteilhaft, die den Eckbereich des inneren Körpers 1 abdichtenden 35

Lamellen 7 derart auzubilden, daß ihre radial inneren Stirnflächen

die Querschnittsecke des inneren Körpers 3 umgreift (nicht gezeigt). Bei dieser Ausführungsform sind die Lamellen 7 in ihrer Draufsicht nicht mehr als annähernd trapezförmige Körper anzusehen.

Claims (6)

PATENTANWÄLTE 3 & 5 β 3 β VIERING & JENTSCHURA zugelassen beim Europäischen Patentamt European Patent Attorneys — Mandataires en Brevets Europeens DipNng. Hans-Martin Viering · DipNng. Rolf Jentschura ■ Steinsdorfstraße 6 · D-8000 München Anwaltsakte 4604 LICENCIA Talämänyokat Ertekesitö Vällalat Budapest/Ungarn Verschluß :—: = Ansprüche

1. Verschluß zum lösbaren kraftschlüssigen und druckbeständigen Abschluß eines zwischen zwei ineinander gelegten Körpern vorhandenen beliebigen ringförmigen Raumes, dadurch gekennzeichnet, daß zwei an der Innenwandung eines äußeren Körpers (1) befestigte rundumlaufende Trägerelemente (6) und an die einander zugewandten Seiten der Trägerelemente (6) angeschlossene, auf die Oberfläche eines inneren Körpers (3) schwenkbare Lamellen (7) vorgesehen sind und zwischen dem äußeren Körper (1) und den Lamellen (7) eine, auf die Lamellen (7) anliegende, unter hydraulischen oder pneumatischen Druck setzbare Kiemmembrane (4) vorgesehen ist.

2. Verschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (7) mit ihren einen Enden an die Trägerelemente (6) angeschlossene und mit ihren anderen Enden in der Schließstellung auf den inneren Körper (3) aufliegende, nebeneinanderliegende, einen Pyramidenstumpf bildende trapezförmige Körper sind.

II/p -2-

Telefon (0 89) 29 3413 und 29 3414 · Telefax (0 89) 22 839 20 · Telex 17 898 454+ · Telegramm Steinpat München

3. Verschluß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Außenseite der Lamellen (7), am Rand abgedichtet, eine an dem äußeren Körper (1) befestigte Schutzmembrane (8) vorhanden ist.

4. Verschluß nach einem der Ansprüche. 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kiemmembrane (4) durch einen geschlossenen Schlauch (11) gebildet ist.

5. Verschluß nach jedwelehern der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (7) an die Trägerelemente (6) mittels eines Bandscharniers (9) angeschlossen sind.

6. Verschluß nach jedwelehern der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an den einander zugewandten Längsseiten (21) der Lamellen (7) ineinander eingreifende Vorsprünge (10) ausgebildet sind.