DE3805764A1 - Schieberventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schieber, insbesondere einen Regelschieber, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Schieber dieser Art werden u. a. als Regelschieber einge­ setzt. Hierzu wird unmittelbar angrenzend an das Verschluß­ glied im Gehäuse eine Drossel vorgesehen, deren Durchfluß­ querschnitt durch die Stellung des Verschlußglieds veränder­ bar ist. Durch entsprechende Formgebung der Drosselöffnung kann die Kennlinie des Regelschiebers praktisch beliebig eingestellt werden. Die Drossel wird meistens als Drossel­ ring direkt an das Verschlußglied grenzend innerhalb des Schieberhäuses eingeschweißt.

Nachteilig bei dieser bekannten Ausführung ist, daß die Kennlinie des Schiebers bereits vor seiner Herstellung fest­ gelegt sein muß, da herstellerseitig der entsprechend ausge­ bildete Drosselring im Schiebergehäuse einzuschweißen ist. Neben der damit verbundenen relativ unflexiblen und aus­ schließlich kundenbezogenen Fertigung hat diese Bauart wei­ terhin den Nachteil, daß der teilweise recht verschleißan­ fällige Drosselring nicht austauschbar ist. Beim Verschleiß des Drosselrings ist daher der gesamte Schieber auszutau­ schen, was mit entsprechend hohen Kosten verbunden ist.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Schieber der genannten Art so auszubilden, daß bei wirtschaftlicherer Fertigung, insbesondere in der variablen anwendungsbezogenen Massenproduktion, die Drossel auch nach­ träglich auswechselbar ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit den im kennzeich­ nenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Hierdurch wird ein Schieber geschaffen, dessen Drossel auch nach seiner Herstellung noch austauschbar ist. Dies bietet den Vorteil, daß das Schiebergehäuse in Serie gefertigt werden kann. Auf diese Weise kann das Schiebergehäuse z. B. mit einem normalen, insbesondere keilförmigen, Verschluß­ glied als einfacher Absperrschieber und bei Ersatz des Ver­ schlußglieds durch den erfindungsgemäßen Einsatz mit inte­ griertem Verschlußglied als Regelschieber Verwendung finden. Die Herstellungs- und Lagerhaltungskosten werden gesenkt. Bei der Montage des Schiebers wird mit dem Einbau des Ein­ satzes auch die in diesen integrierte Drossel eingebaut. Diese Drossel kann jedoch nachträglich ausgetauscht oder durch eine andere ersetzt werden, ohne daß der Schieber insgesamt aus der Rohrleitung entfernt werden muß. Desweite­ ren entfallen die aufwendigen Schweißarbeiten zur Befesti­ gung des Drosselrings innerhalb des Gehäuses.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform gemäß An­ spruch 2, bei der die Drossel durch einen im Einsatz sitzen­ den austauschbaren Drosselring gebildet ist. Bei dieser Ausführungsform kann auch der Einsatz in Serie gefertigt werden. Es ist lediglich vor der Montage des Einsatzes der entsprechend den individuellen Kundenbedürfnissen angepaßte Drosselring am Einsatz anzubringen. Auch beim Verschleiß des Drosselrings ist nur dieser Ring und nicht der gesamte Einsatz zu ersetzen.

Insbesondere hinsichtlich der Herstellung und der Montage des Schiebers ist eine Ausbildung gemäß Anspruch 3 von Vor­ teil. Bei dieser Ausführungsform wird der Keilabschnitt des Einsatzes mit der darin befindlichen Drossel an die gehäuseseitigen Keilsitze angepaßt. Dadurch werden Ferti­ gungsungenauigkeiten im Bereich des Gehäuses und des Einsat­ zes ausgeglichen, indem der Einsatz je nach Abstand der beiden Sitzflächen im Gehäuse mehr oder weniger weit in das Gehäuse eingeschoben wird. Gehäuse und Einsatz können mit entsprechend größeren Toleranzen hergestellt werden, was sich hinsichtlich der Herstellungskosten positiv nieder­ schlägt. Die Montage kann auf einfache Weise von oben durch den Gehäusestutzen erfolgen, also auch bei bereits eingebau­ tem Schieber. Um einen spielfreien Sitz des Keilabschnitts im Gehäuse zu gewährleisten, muß der Einsatz lediglich in Querrichtung zum Kanal ausgerichtet werden, was in der Praxis unproblematisch ist. Im übrigen zentriert sich der Keilab­ schnitt innerhalb der Keilsitze selbsttätig.

Vorteilhaft ist der Einsatz gemäß Anspruch 4 durch eine innerhalb des Gehäusestutzens angeordnete und gehäuseseitig festgelegte Stützkonsole befestigt. Durch die Verwendung einer Stützkonsole kann die Abstützung für den Einsatz dort hin verlegt werden, wo genügend Platz zur gehäuseseitigen Befestigung vorhanden und eine einfache sowie schnelle Mon­ tage möglich ist. Da der Einsatz nur in Achsrichtung des Gehäusestutzens abzustützen ist, hat die Stützkonsole auch nur Kräfte in dieser Richtung aufzunehmen, so daß die Stütz­ konsole baulich einfach zu gestalten und am Gehäuse zu be­ festigen ist.

Bei einem Schieber, bei dem die Führungsvorrichtung für das Verschlußglied in einem am Gehäusestutzen befestigten Aufsatz angeordnet ist, wird die Stützkonsole zweckmäßig gemäß Anspruch 5 zwischen dem Gehäusestutzen und dem Auf­ satz dicht eingegliedert. Diese Lösung ist konstruktiv gün­ stig, da die Stützkonsole umfangsseitig am Gehäuse befestigt ist, wodurch ein lagestabiles Auflager für den Einsatz ge­ schaffen wird. Desweiteren kann durch diese Ausbildung eine gesonderte Befestigung für die Stützkonsole entfallen, was sich positiv in bezug auf die Fertigungs- und Montagekosten auswirkt.

Um den Keilabschnitt des Einsatzes zwischen den Keilsitzen auf einfache Weise exakt fixieren zu können, ist eine Aus­ bildung nach Anspruch 6 vorteilhaft. Die zwischen Keilab­ schnitt und Stützkonsole vorgesehene Distanzscheibe, die beispielsweise über Paßstifte fixiert ist, ermöglicht den Ausgleich von Fertigungsungenauigkeiten der Keilsitze, des Keilabschnitts oder der Stützkonsole. Durch die Distanzschei­ be, die bei der Montage des Schiebers in der erforderlichen Dicke gewählt wird - es versteht sich, daß hier zum Ausgleich auch mehrere Distanzscheiben gleicher Dicke eingesetzt wer­ den können, deren Anzahl dann auszuwählen ist -, wird der Abstand zwischen der Stützkonsole und dem Keilabschnitt überbrückt. Hierdurch können die sonst exakt aufeinander abzustimmenden Einzelteile des Schiebers auf einfache Weise bei der Montage aneinander gepaßt werden.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform gemäß An­ spruch 7, bei der der Drosselring formschlüssig im Einsatz angeordnet ist und eine Sitzfläche des Keilabschnitts bil­ det. Durch diese Ausbildung kann der Einsatz schmal gehalten werden, zudem ist eine sichere Positionierung des Drossel­ rings zwischen Einsatz und Gehäuse gewährleistet. In einge­ bauter Lage ist der Drosselring zwischen Keilabschnitt und Gehäuse formschlüssig gehalten. Bei Verwendung eines kreis­ runden Drosselrings kann als Verdrehsicherung ein Paßstift zwischen Drosselring und Keilabschnitt vorgesehen sein.

Um einen spielfreien Sitz des Keilabschnitts innerhalb der Keilsitze im Gehäuse zu gewährleisten, ist gemäß Anspruch 8 ein toleranzausgleichender Spannring vorgesehen, der vor­ zugsweise auf der vom Drosselring abgewandten Seite des Einsatzes angeordnet ist. Ein solcher elastischer Spannring gleicht Fertigungsungenauigkeiten zwischen Gehäuse und Ein­ satz aus und sorgt für einen spielfreien, festen Sitz des Keilabschnitts innerhalb der Keilsitze.

Vorteilhaft ist der Spannring nach Art eines Druckrings ausgebildet. Er kann gemäß Anspruch 9 zusätzlich Dehnschlit­ ze zur besseren Verformungsfähigkeit aufweisen, um so eine spielfreie und elastische Anpassung der Einbauteile (Keilab­ schnitt mit Drosselring) an die Gehäusesitzgeometrie zu ermöglichen.

Hinsichtlich Fertigung und Montage ist eine im Querschnitt etwa dreieckige Ausführung des Spannrings von Vorteil, wie es in Anspruch 10 beschrieben ist. Dabei ist der Spannring nur über eine Seite am Einsatz abgestützt, während er umfangs­ seitig frei liegt. Folglich bildet die dritte Seite eine Anlage- und Sitzfläche des Einsatzes. Der dreieckige Quer­ schnitt des Spannrings bewirkt, daß sich dieser beim Einpres­ sen des Einsatzes, insbesondere des Keilabschnitts, in das Gehäuse selbsttätig zentriert und so fest und sicher in seiner vorbestimmten Lage sitzt.

Um eine optimale Anpassung zwischen dem Einsatz und den Keilsitzen zu gewährleisten, ist eine Ausbildung nach An­ spruch 11 vorteilhaft. Hier weist der Spannring eine konkave Anlagefläche auf, die an einer entsprechend kugelsegmentför­ migen konvexen Stirnfläche des Keilabschnitts anliegt. Durch diese Ausbildung richtet sich der Spannring beim Einbau des Einsatzes in die Keilsitze selbsttätig aus, und zwar derart, daß seine zu dem ihm gegenüberliegenden Keilsitz weisende Anlagefläche plan an dieser liegt, selbst wenn der Keilwinkel des Keilabschnitts nicht exakt dem des zuge­ ordneten Keilsitzes entspricht. Hierdurch wird auf konstruk­ tiv einfache Weise gewährleistet, daß der Keilabschnitt des Einsatzes auf seinen beiden Seiten vollständig an den Keilsitzen anliegt.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Figur zeigt einen Längsschnitt durch einen Teil eines Regel­ schiebers.

Der Regelschieber weist ein T-förmiges Gehäuse 1 mit zwei zueinander fluchtend angeordneten Anschlußstutzen 2 und einem senkrecht dazu liegenden Gehäusestutzen 3 auf. Die beiden Anschlußstutzen 2 werden von einem Kanal 4 durchsetzt, der in eingebautem Zustand des Schiebers von einem Medium in Richtung des Pfeils 5 durchströmbar ist.

In dem Gehäusestutzen 3 ist ein Verschlußglied 6 geführt, das zum Absperren des Kanals 4 in diesen einfahrbar ist (die Figur zeigt die abgesperrte Stellung des Regelschiebers). Der Gehäusestutzen 3 dient ferner zum Anschluß eines hier nicht näher dargestellten Aufsatzes 7, in dem die an sich bekannte Stell- und Führungsvorrichtung für das Verschluß­ glied 6 integriert ist. Mit Hilfe dieser Vorrichtung kann das Verschlußglied 6 mehr oder weniger weit in den Kanal 4 ein- bzw. ausgefahren werden.

Das Verschlußglied 6 ist als Schieberplatte ausgebildet und hat einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt. Die in Anströmrichtung 5 gesehen untere Schieberkante 8 ist abgeschrägt ausgebildet. Die Schieberplatte 6 ist im Bereich des Kanals 4 in einem keilförmigen Abschnitt 24 eines Einsatzes 9 geführt. Der Keilabschnitt 24 greift zwi­ schen entsprechend ausgebildete Keilsitze 10 und 10 a inner­ halb des Gehäuses 1 zwischen den Anschlußstutzen 2.

Anströmseitig ist zwischen dem Keilabschnitt 24 und dem Keilsitz 10 a ein im Querschnitt etwa dreieckiger Spannring 11 angeordnet. Der Spannring 11 ist als Druckring ausgebil­ det und weist mindestens einen radialen Dehnschlitz auf. Wie die Figur zeigt, liegt der Spannring 11 mit einer Schräg­ fläche an einer entsprechenden schrägen Stirnfläche 12 des Keilabschnitts 24, während die umfangsseitige Fläche mit geringem Abstand zum Keilabschnitt 24 angeordnet ist. Die hier vereinfacht als Schrägflächen dargestellten Anlageflä­ chen am Spannring 11 und am Keilabschnitt 24 sind derart ausgebildet, daß die Stirnfläche 12 des Keilabschnitts 24 kugelsegmentförmig konvex ausgebildet ist und die daran zur Anlage kommende entsprechende Schrägfläche des Spann­ rings 11 in gleicher Weise, jedoch konkav ausgebildet ist. Hierdurch kann sich der Spannring 11 auf der Stirnfläche 12 des Keilabschnitts 24 verschieben, derart, daß sich der Keilwinkel des Keilabschnitts 24 in (wenn auch nur geringem Maße) verändern läßt. Der Spannring 11 liegt auf diese Weise selbstzentrierend im Einsatz 9 und gleicht Fertigungstole­ ranzen zwischen dem Keilwinkel des Einsatzes 9 und dem der Keilsitze 10, 10 a aus.

Abströmseitig ist in den Keilabschnitt 24 ein Drosselring 13 integriert, der an dem abströmseitigen Keilsitz 10 an­ liegt. Innerhalb des Keilabschnitt 24 ist hierzu eine Stufen­ bohrung 14 vorgesehen, in der der Drosselring 13 formschlüs­ sig sitzt. Der Drosselring 13 ist durch einen Paßstift 23 zwischen Keilabschnitt 24 und Drosselring 13 gegen Verdrehen gesichert. In eingebautem Zustand liegt der Drosselring 13 mit seiner abströmseitigen Fläche an dem Keilsitz 10 und mit seiner anströmseitigen Fläche innerhalb der Stufen­ bohrung des Keilabschnitts 24 an. Der Drosselring 13 ist so ausgebildet, daß er an der Abströmseite der Schieberplat­ te 6 liegt. Der Sitzdruck wird dabei von der Stufenbohrung 14 aufgefangen.

Abgestützt wird der Einsatz 9 durch eine im Querschnitt T-förmige Stützkonsole 15, die aus verschweißten Stützblechen 16 und einer Ringplatte 17 besteht. Zwischen den Stützblechen 16 erstreckt sich eine Spindel 18, mit der die Schieberplatte 6 verfahren werden kann. Die Stützkonsole 15 liegt unter Eingliederung von Distanzscheiben 19 am Keilabschnitt 24 an, und zwar außerhalb des Kanals 4 in einer Ebene quer zum Gehäusestutzen 3. Stützkonsole 15, Distanzscheiben 15 und Keilabschnitt 24 sind durch zwei Paßstifte 20 gegen Verschieben quer zur Achsrichtung des Gehäusestutzens 3 gesichert. Das aufsatzseitige Ende der Stützkonsole 15 ist mit der quer dazu angeordneten Ringplatte 17 zwischen dem Gehäusestutzen 3 und dem Aufsatz 7 unter Eingliederung von Dichtscheiben 21 eingespannt. Die Einspannung erfolgt z. B. mittels Dehnschrauben 22, die sternförmig in den Flanschen des Gehäusestutzens 3 und des Aufsatzes 7 befestigt sind. Damit der Aufsatz 7 achsgleich zum Gehäusestutzen 3 angeord­ net ist, weisen die Flansche des Gehäusestutzens 3 und des Aufsatzes 7 jeweils eine Stufe (eine positive und eine nega­ tive Stufe) auf. Eine solche Stufe ist jeweils an der Unter­ bzw. Oberseite der Ringplatte 17 vorgesehen, wodurch die achsgleiche Anordnung von Gehäusestutzen 3, Stützkonsole 15 und Aufsatz 7 gewährleistet ist.

Zur Montage des Regelschiebers wird zunächst der Keilab­ schnitt 24 zusammen mit dem darin eingegliederten Drossel­ ring 13 und dem Spannring 11 durch den Gehäusestutzen 3 zwischen die Keilsitze 10, 10 a geschoben, bis der Drossel­ ring 13 und der Spannring 11 an den Keilsitzen 10, 10 a anlie­ gen. Sodann wird die Stützkonsole 15 unter Zwischenschaltung der entsprechenden Distanzscheiben 19 über die Paßstifte 20 in bezug auf den Keilabschnitt 24 zentriert und zusammen mit den Dichtscheiben 21 zwischen dem Flansch des Gehäuse­ stutzens 3 und dem Aufsatz 7 verspannt. Die in den Aufsatz 7 integrierte Stell- und Führungsvorrichtung wird in bekann­ ter Weise mit dem Verschlußglied 6 verbunden.

Aufgrund der fertigungsbedingten Ungenauigkeiten der Keil­ sitze 10 und 10 a kann der Abstand zwischen dem Keilab­ schnitt 24 und der Stützkonsole 15 von einem vorbestimmten Maß abweichen. Zum Ausgleich dieser Abweichung sind die Distanzscheiben 19 vorgesehen, die bei der Montage entspre­ chend ausgewählt werden. Durch die Keilsitze 10, 10 a inner­ halb des Gehäuses 1 sitzt der Keilabschnitt 23 spielfrei abschließend im Gehäuse 1, sobald er durch die Stützkonsole 15 gehalten ist.

Wie aus der Figur ferner ersichtlich, kann der Einsatz 9 auch bei eingebautem Schieber (jedoch druckloser Leitung) auf einfache Weise ausgebaut und der Drosselring 13 ausge­ wechselt oder durch einen Drosselring 13 mit anderem Strö­ mungsquerschnitt zur Erzielung einer anderen Kennlinie aus­ gewechselt werden. Die oben beschriebene Ausbildung des Einsatzes 9 ist so gewählt, daß dieser mit vergleichsweise geringem baulichen Aufwand auch in Schiebergehäuse einge­ gliedert werden kann, die mit einem einfachen Keilschieber arbeiten.

Bezugszeichenaufstellung:

 1 - Gehäuse
 2 - Anschlußstutzen
 3 - Gehäusestutzen
 4 - Kanal
 5 - Durchströmrichtung
 6 - Verschlußglied
 7 - Aufsatz
 8 - untere Schieberkante
 9 - Einsatz
10 - anströmseitiger Keilsitz
10 a - abströmseitiger Keilsitz
11 - Spannring
12 - schräge Stirnfläche v. 24
13 - Drosselring
14 - Stufenbohrung
15 - Stützkonsole
16 - Stützbleche
17 - Ringplatte
18 - Spindel
19 - Distanzscheibe
20 - Paßstifte
21 - Dichtscheiben
22 - Dehnschrauben
23 - Paßstift
24 - Keilabschnitt v. 9

Claims (11)

1. Schieber, insbesondere Regelschieber, mit einem Gehäuse und einem darin angeordneten Kanal, dessen Durchflußquer­ schnitt durch ein quer in den Kanal verlagerbares Verschluß­ glied veränderbar ist, wobei dem Verschlußglied eine inner­ halb des Kanals liegende Drossel zugeordnet ist, da­ durch gekennzeichnet, daß die Drossel (13) Bestandteil eines in das Schiebergehäuse (1) auswech­ selbar integrierten Einsatzes (9) bildet und das Verschluß­ glied (6) innerhalb des Einsatzes (9) geführt ist.

2. Schieber nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Drossel (13) durch einen im Ein­ satz (9) sitzenden, austauschbaren Drosselring gebildet ist.

3. Schieber nach Anspruch 1 oder 2, mit einem im Querschnitt etwa T-förmigen Gehäuse, das zwei fluchtend zueinander ange­ ordnete Anschlußstutzen und einen senkrecht dazu liegenden Gehäusestutzen zur Lagerung des Verschlußglieds aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ein­ satz (9) im Bereich des Kanals (4) im Querschnitt keilförmig ausgebildet und bezüglich dieses Keilabschnitts (24) an gehäuseseitige Keilsitze (10, 10 a) angepaßt ist.

4. Schieber nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ein­ satz (9) mittels einer innerhalb des Gehäusestutzens (3) angeordneten und gehäuseseitig festgelegten Stützkonsole (15) befestigt ist.

5. Schieber nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, der einen am Gehäusestutzen befestigten Aufsatz mit einer Führungsvorrichtung für das Verschlußglied aufweist, da­ durch gekennzeichnet, daß die Stützkon­ sole (15) zwischen dem Gehäusestutzen (3) und dem Aufsatz (7) dicht eingegliedert ist.

6. Schieber nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Stützkonsole (15) und dem Keilabschnitt (24) des Einsat­ zes (9) eine Distanzscheibe (19) angeordnet ist.

7. Schieber nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Dros­ selring (13) formschlüssig im Keilabschnitt (24) angeordnet ist, derart, daß er eine der beiden Sitzflächen des Einsat­ zes (9) bildet.

8. Schieber nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwi­ schen einem Anschlußstutzen (2) und dem Einsatz (9) ein toleranzausgleichender Spannring (11) befindet, der vorzugs­ weise auf der vom Drosselring (13) abgewandten Seite des Einsatzes (9) angeordnet ist.

9. Schieber nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Spannring (11) mindestens einmal radial geschlitzt ist.

10. Schieber nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Spann­ ring (11) im Querschnitt etwa dreieckig ausgebildet und am Einsatz (9) abgestützt ist.

11. Schieber nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Spann­ ring (11) eine konkave Anlagefläche aufweist, die an einer entsprechend kugelsegmentförmigen Stirnfläche (12) des Ein­ satzes (9) anliegt.