DE3737755A1 - Verriegelungsmechanismus fuer vakuumschieber - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Verriegelungsmechanismus für Vakuumschieber mit einem Dichtteller, einem Gegenteller oder ähnlichem, einem zwischen den Tellern radial verschieb­ baren Schlitten, mindestens einem vom Schlitten geführten Wälzkörperpaar und mit Vertiefungen, welche dem Wälz­ körperpaar auf mindestens einem der Teller, vorzugsweise beiden Tellern, zugeordnet sind.

Aus der DE-PS 25 28 043 ist ein Verriegelungsmechanismus dieser Art bekannt. Als Wälzkörper dienen Kugeln. Die Ver­ tiefungen sind als Mulden ausgebildet, die etwa den gleichen Krümmungsradius haben wie die Kugeln. In der Offenstellung des Schiebers ruhen die Kugeln in den Vertiefungen.

Soll der Schieber geschlossen werden, dann werden die Teller und der dazwischen befindliche Schlitten mit den Kugelpaaren in die Schließstellung gebracht. Das Verriegeln des Schiebers geschieht dadurch, daß der Schlitten mit den Kugelpaaren um einen bestimmten Betrag weiterbewegt wird. Dadurch verlassen die Kugeln ihre Mulden, so daß Dichtteller und Gegenteller auseinandergedrückt werden.

Üblicherweise liegt der Dichtteller mit einem O-Ring dem Dichtsitz auf. Während des Verriegelungsvorganges beziehungsweise der Auseinanderbewegung von Dichtteller und Gegenteller übernimmt zunächst der O-Ring den axialen Hub, indem er sich entsprechend verformt. Ist der O-Ring "auf Block gefahren", verformen beziehungsweise wölben sich Dichtteller und Gegenteller. Aus diesen Abläufen resultiert eine nichtlineare Federkennlinie. Die Federsteifigkeit nimmt mit dem Übergang von der Verformung des O-Ringes zur Verformung von Dichtteller und Gegenteller, das ist etwa im letzten Drittel der Verriegelungsbewegung, stark zu. Die axial gerichtete Kraft erzeugt eine Reaktionskraft auf die Kugeln und versucht, diese in ihre Vertiefungen zurück­ zudrängen (Hangabtriebskraft). Diese Kraft wird in dem Moment schlagartig kleiner, in dem die Kugeln den Muldenrand über­ wunden haben. Ab diesem Punkt ist nur noch ein kleiner Teil der radialen Verriegelungskraft notwendig, um die Kugeln bis zu ihrer Endstellung zu bringen. Diese Kraft muß nur noch die Reibungskomponente der senkrecht auf die Kugeln wirkenden axialen Kraft überwinden.

Resultierend aus dem schlagartig kleiner werdenden Ver­ riegelungswiderstand in radialer Richtung wird der gesamte Schließmechanismus radial stark beschleunigt. Hierbei entstehen Verriegelungsschläge, die in einzelnen Fällen 100 g überschreiten. Für an Schieber dieser Art angeschlos­ sene Pumpen oder Rezipienten mit Experimentieraufbauten können Schläge dieser Art äußerst schädlich sein.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verriegelungsmechanismus für Vakuumschieber zu schaffen, bei dem die beim Verriegelungsvorgang auftretenden Beschleuni­ gungen bzw. Schläge minimiert sind.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß dem Schlitten 16 ein oder mehrere Federn zugeordnet sind, die den Anschlag des Schlittens am Gehäuse dämpfen. Bei einem in dieser Weise ausgebildeten Schließmechanismus treten die eingangs beschriebenen Schläge nur noch mit verminderter Stärke auf.

Besonders vorteilhaft ist es, den Federweg so lang zu wählen, daß etwa das letzte Drittel der Verriegelungsbewe­ gung unter der Wirkung der Federn steht. Diese Lösung hat den Vorteil, daß die die Verschiebung des Schlittens bewirkende Antriebskraft bereits in dem Moment unter der Wirkung einer Gegenkraft steht, wenn die Wälzkörper während des Verriegelungsvorganges ihre Vertiefungen verlassen. Über­ mäßige, zu nachteiligen Schlägen führende Beschleunigungen treten nicht mehr auf.

Ist die Erzielung dieser Wirkung nicht erforderlich, dann ist es zweckmäßig, den Federweg sehr kurz zu wählen. Die Feder wird dann erst im letzten Moment der Verriegelungs­ bewegung wirksam. Die Gefahr, daß die Feder den Schlitten aus seiner Totpunktlage zurückdrückt, besteht nicht.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen anhand von in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert werden.

Es zeigen:

Fig. 1 und 2 Schnitte durch einen Schieber der anmeldungsgemäßen Art in seiner Schließstellung und

Fig. 3 und 4 verschiedene Ausführungsformen von am Schlitten des Schiebers befestigten Federn.

Den Fig. 1 und 2 entsprechend umfaßt der Schieber 1 nach der vorliegenden Erfindung das Schiebergehäuse 2, an dem die Anschlußrohre 3 und 4 befestigt sind. Mittels der Stange 5 ist der allgemein mit 6 bezeichnete Schließ­ mechanismus innerhalb des Gehäuses 2 verschiebbar. Dazu sind in bekannter Weise Rollen 7 und Schienen 8 vorgesehen.

Der Schließmechanismus selbst umfaßt den Dichtteller 11 und den Gegenteller 12. Der Dichtteller 11 liegt mit seinem O-Ring 13 dem auf der Stirnseite des Anschlußrohres 4 ausgebildeten Ventilsitz 14 auf. Der Gegenteller 12 stützt sich auf der Stirnseite des Anschlußrohres 3 ab. Der Teller 12 hat im wesentlichen nur Stützfunktion und keine Abdichtfunktion, so daß nicht unbedingt eine tellerförmige Ausführung zwingend ist.

Zwischen den Tellern 11 und 12 befindet sich das Verriege­ lungssystem. Dies umfaßt die Blattfeder 15, die mit dem Dichtteller 11 und dem Gegenteller 12 fest verbunden ist und an ihrer dem Betätigungshebel 5 abgewandten Seite den Anschlag 19 trägt. Relativ zur Feder 15 verschiebbar ist der zentrale Schlitten 16. Der Schlitten 16 weist Öff­ nungen 17 auf, in denen Wälzkörperpaare 18 geführt sind. Den Wälzkörperpaaren 18 sind auf den Innenseiten von Dicht­ teller 11 und Gegenteller 12 Vertiefungen 21 zugeordnet, in denen sich die Wälzkörperpaare 18 befinden, wenn der Schieber seine Offenstellung einnimmt. Grundsätzlich reicht eine Vertiefung 21 am Dichtteller oder Gegenteller aus. Zweck­ mäßigerweise ist jedoch jedem Wälzkörper der Wälzkörper­ paare 18 eine Vertiefung 21 zugeordnet. In der dargestellten Schließstellung befinden sich die Wälzkörperpaare neben den Vertiefungen 21, so daß Dichtteller 11 und Gegenteller 12 entgegen der Kraft der Blattfeder 15 auseinandergedrückt und damit verriegelt sind.

Bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungs­ beispiel des erfindungsgemäßen Schiebers fährt der Schlitten 16 zum Ende des Verriegelungsvorganges mit Schraubenfedern 22 gegen das Schiebergehäuse 2. Hierdurch wird der Anschlag gedämpft. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Wirkung der Federn beim Verriegelungsvorgang bereits dann einsetzt, wenn die Wälzkörper sich noch in den Vertiefungen 21 befinden. Nach der Überwindung des Randes der Vertiefungen ist dann infolge der Wirkung der Federn immer noch eine Reaktionskraft vorhanden, so daß starke Beschleunigungen reduziert werden können.

Die Fig. 3 und 4 zeigen verschiedene Ausführungen 23 und 24 für am Schlitten 16 befestigte Federn. Sie können aus einem (Fig. 3) oder mehreren (Fig. 4) Metallbandabschnitten geformt sein, je nachdem, ob ein langer Federweg (Fig. 1 und 4) oder ein kurzer Federweg (Fig. 3) gewünscht ist.

Ein kurzer Federweg ist dann zweckmäßig, wenn eine Reduzierung der Antriebskraft bereits während des Verriegelungsvorganges nicht erforderlich ist. Es reicht dann aus, daß die Feder (z. B. Feder 23 nach Fig. 3) erst im letzten Moment der Verriegelungsbewegung wirksam wird. Die Gefahr, daß eine Feder dieser Art den Schlitten aus seiner Totpunktlage zurückdrückt, besteht dann nicht.

Claims (4)

1. Verriegelungsmechanismus für Vakuumschieber mit einem Dichtteller (11), einem Gegenteller (12), einem zwischen den Tellern radial verschiebbaren Schlitten (16), mindestens einem vom Schlitten geführten Wälzkörper­ paar (18) und mit Vertiefungen (21), welche dem Wälz­ körperpaar (18) auf den Tellern (11, 12) zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schlitten (16) ein oder mehrere Federn (22 bis 24) zugeordnet sind, die den Anschlag des Schlittens (16) am Gehäuse (2) dämpfen.

2. Mechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Federweg so lang gewählt ist, daß etwa das letzte Drittel der Verriegelungsbewegung unter der Wirkung der Federn (22 bis 24) steht.

3. Mechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Federweg so kurz gewählt ist, daß eine Wirkung erst unmittelbar vor der Totpunktlage des Schlittens (16) in Schließstellung eintritt.

4. Mechanismus nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn als Schrauben­ federn (22) ausgebildet sind oder von Metallband­ abschnitten (23, 24) gebildet werden.