DE3831249C2

DE3831249C2 -

Info

Publication number: DE3831249C2
Application number: DE3831249A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Nueziders At Geiser
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-09-14
Filing date: 1988-09-14
Publication date: 1991-06-20
Also published as: FR2636399A1; DE3831249A1; US4921213A; CH680747A5; FR2636399B1; GB8920761D0; GB2224331B; JPH0735861B2; GB2224331A; JPH02113178A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Ventilschieber mit einem Schiebergehäuse und einer Schieberdurchgangsöffnung, die mit einem in seiner Ebene verschieb baren Verschlußglied verschließbar ist nach den Merkmalen des Ober- bzw. Gat tungsbegriffes des Patentanspruches 1.

Ventilschieber dieser Art sind in vielen Bauformen bekannt, z. B. aus der DE 33 90 493 C2. Sie sind in der Regel als sogenannte Keilschieber ausgebildet. Dieser Name stammt daher, da der Querschnitt des Verschlußgliedes eine Keilform mit spitzem Öffnungswin kel zeigt. Solche Ventilschieber haben sich in zahlreichen technischen Anlagen durchaus bewährt, und zwar überall dort, wo an die Dichtheit solcher Verschluß glieder keine allzu hohe Anforderung gestellt wird. In Vakuumanlagen sind sol che Konstruktionen nicht mit Erfolg einzusetzen, was mit der besonderen Bean spruchungsart der Dichtung bei diesen Konstruktionen zusammenhängt: Wird das Verschlußglied nämlich in seine Schließstellung eingefahren, so wird ab dem Au genblick, ab dem die Dichtung die Dichtfläche berührt, diese in der Folge beim weiteren Einfahren des Verschlußgliedes über den größten Teil ihres Umfanges winklig zur Dichtlinie auf Scherung beansprucht, da sie ja einseitig am Verschlußglied in irgendeiner Form befestigt ist. Dabei können an der Dichtung Querrillen entstehen, - auch wenn diese in mikroskopisch kleinem Be reich liegen - wo durch die Dichtung beschädigt wird, mit der Folge, daß der Schieber nicht mehr dicht ist, dicht im Sinne der Vakuumtechnik. Mikroskopisch kleine Öffnungen zwischen den abzudichtenden Räumen sind bereits "Löcher", de ren Ausdehnung ein Vielfaches der Größe von Gasmolekülen betragen kann.

Die Erfindung zielt nun darauf ab, die an sich bewährte Ventilschieberkonstruk tion dahingehend weiter auszugestalten und weiter zu entwickeln, daß parallel zur jeweiligen Dichtflächenebene erfolgende Querbeanspruchungen der Dichtung vermieden werden. Um dies zu erreichen, schlägt die Erfindung jene Maßnahmen vor, die Gegenstand und Inhalt des kennzeichnenden Teiles des Patentanspruches 1 sind. Zweckmäßige Ausgestaltungen eines solchen erfindungsgemäßen Ventilschie bers sind in den Unteransprüchen definiert. Ausführungsbeispiel der Erfindung werden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 in Schrägsicht nach Art einer Explosionszeichnung die Dichtfläche und das Verschlußglied eines Ventilschiebers, dessen Gehäuse und Betätigungsglie der hier nicht veranschaulicht sind, wobei darüber hinaus Dichtfläche und Ver schlußglied gegeneinander verdreht dargestellt sind, um so den Anblick ihrer dichtaktiven Teile zu ermöglichen;

Fig. 2 die Teile nach Fig. 1 in Seitensicht;

Fig. 3 eine Darstellung wie Fig. 2 eines anderen Ausführungsbeispieles; die

Fig. 4 und 5 zwei Details, die die Dichtung betreffen;

Fig. 6 einen Längsschnitt durch einen Ventilschieber und

Fig. 7 den dazugehörenden Querschnitt;

Fig. 8 einen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel;

Fig. 9 eine andere Ausführungsart, ebenfalls im Längsschnitt.

Die Fig. 1 zeigt ventilaktive Teile eines Ventilschiebers in Schrägsicht und nach Art einer Explosionszeichnung. Die beiden Teile sind hier gegeneinander verdreht dargestellt, um so den Blick auf die eigentlichen dichtaktiven Teile zu ermöglichen. Die Dichtfläche 1 mit der Schieberdurchgangsöffnung 2 ist da her gegenüber dem Verschlußglied 3 mit der umfangsgeschlossenen Dichtung 4 ver schwenkt. Die die Durchgangsöffnung 2 umschließende Dichtfläche 1 ist von ge raden Erzeugenden 5 gebildet, von welchen eine solche durch eine Strich-Punkt- Strich-Gerade versinnbildlicht ist. Die Verschieberichtung 6 des Verschlußglie des 3 ist durch einen Doppelpfeil angedeutet. Die Strich-Punkt-Strich-Linie 7 auf der Dichtfläche 1 veranschaulicht die Lage bzw. die Berührungslinie der Dichtung 4 des Verschlußgliedes 3, wenn dieses Verschlußglied in seine Ver schlußstellung eingefahren ist. Aus dieser Darstellung ist nun erkennbar, daß die gedachte Schar der geraden Erzeugenden 5 der Dichtfläche 1 rechtwinklig zu der die Achse 8 des Schiebers und die Verschieberichtung 6 des Verschluß gliedes 3 beinhaltenden Ebene liegen und daß, in Richtung (Pfeil 9) dieser Schar der geraden Erzeugenden 5 gesehen, die Dichtfläche 1 einen oberen Ab schnitt 10, einen mittleren Abschnitt 11 und einen unteren Abschnitt 12 auf weist. Es wird diesbezüglich auch auf die Fig. 2 verwiesen, die die Teile der Fig. 1 in Seitensicht darstellt. Der obere Abschnitt 10 und der untere Ab schnitt 12 schließen mit dem mittleren Abschnitt 11 jeweils einen stumpfen Win kel α ein. Der mittlere Abschnitt 11 hingegen begrenzt hier bei diesem Aus führungsbeispiel mit der Verschieberichtung 6 des Verschlußgliedes 3 einen spitzen Winkel β, wogegen diese Verschieberichtung 6 im wesentlichen recht winklig zu den Flächen des oberen Abschnittes 10 und des unteren Abschnittes 12 der Dichtfläche steht. Ferner ist hier erkennbar und wesentlich, daß die mit dem mittleren Abschnitt 11 der Dichtfläche 1 zusammenwirkenden Teile 13 und 14 der umfangsgeschlossenen Dichtung 4 gerade verlaufen und parallel zur Ebene liegen, die die Achse 8 des Schiebers und die Verschieberichtung 6 des Verschlußgliedes 3 einschließt, welche bei der Darstellung nach Fig. 2 eben falls parallel zur Zeichenebene liegt.

Der obere und der untere Abschnitt 10 und 12 der Dichtfläche 1 liegen parallel zueinander und auch zur Achse 8 des Schiebers. Die quer zur Schar der gedach ten Erzeugenden 5 der Dichtfläche 1 gemessenen Längen des oberen, des mittle ren und des unteren Abschnittes 10, 11 und 12 der Dichtfläche 1 sind verschie den lang, und der mittlere Abschnitt 11 ist länger als die beiden anderen Ab schnitte 10 und 12. Diese hier gemessenen und miteinander in Vergleich gesetz ten Längen sind aus der Darstellung nach Fig. 2 unmittelbar zu entnehmen, sie liegen in der Zeichenebene der Darstellung nach Fig. 2. Aus dieser Fig. 2 ist auch erkennbar, worauf schon hingewiesen worden ist, daß die Verschieberich tung 6 des Verschlußgliedes 3 im wesentlichen rechtwinklig steht zur Ebene der oberen und unteren Abschnitte 10 und 12 der Dichtfläche 1, wobei sich in Fig. 2 diese Ebenen rechtwinklig zur Zeichenebene erstrecken.

Ist bei diesem Ausführungsbeispiel, das anhand der schematischen Darstellungen nach den Fig. 1 und 2 veranschaulicht worden ist, der mittlere Abschnitt 11 der Dichtfläche 1 in einem spitzen Winkel γ zur Achse 8 des Schiebers geneigt und schließt hier die Verschieberichtung 6 mit den Ebenen der Abschnitte 10 und 12 einen rechten Winkel ein, so werden die durch den erfindungsgemäßen Vor schlag erzielbaren Vorteile, die im nachfolgenden noch im Detail erläutert wer den, auch bei einer solchen Konstruktion erreicht, die in Fig. 3 schematisch und in Anlehnung an die Darstellung nach Fig. 2 veranschaulicht ist: Hier steht der mittlere Abschnitt 11 der Dichtfläche 1 rechtwinklig zur Achse 8 des Schie bers und die oberen bzw. unteren Abschnitte 10 und 12 der Dichtfläche schließen hier mit der Achse 8 einen spitzen Winkel ein. Die Verschieberichtung 6 steht auch hier rechtwinklig zu den Ebenen der oberen und unteren Abschnitte 10 und 12 der Dichtfläche 1, diese Ebenen erstrecken sich auch hier senkrecht zur Zei chenebene.

Verlaufen die oberen und die unteren Teile 15 und 16 der Dichtung 4 beim hier gezeigten Ausführungsbeispiel (siehe Fig. 1) gerade, so sei bereits hier ver merkt, daß dieser gerade Verlauf dieser Teile 15 und 16 für die Erfindung nicht wesentlich ist. Diese Teile 15 und 16 können in ihrer Ebene auch bogenförmig oder anderweitig verlegt sein. Zweckmäßigerweise wird diese Dichtung 4 in ei ner Nut eingebettet sein und gegenüber dieser vorstehen. Das ist hier jedoch aus Gründen der Übersichtlichkeit wegen nicht veranschaulicht.

Aus den hier vorgetragenen prinzipiellen Überlegungen und schematischen Dar stellungen ergibt sich ein sehr wesentlicher Vorteil dieser Konstruktion: Beim Schließen des Schiebers, wenn also das Verschlußglied 3 in seiner Verschiebe richtung 6 gegen die Dichtfläche 1 eingefahren wird, bis die Dichtung 4 auf der Dichtfläche 1 aufliegt, werden die oberen und unteren Teile 15 und 16 der Dichtung 4 ausschließlich quer zu ihrer Längserstreckung beansprucht, wie dies in Fig. 4 veranschaulicht ist. Die Teile 13 und 14 der Dichtung 4 hingegen wer den bei dieser Bewegung, also beim Schließen des Schiebers, in der Richtung ihrer Längserstreckung beansprucht, was aus Fig. 5 ersichtlich ist, so daß Querbeanspruchungen der Dichtung 4 über ihre gesamte Länge praktisch vermieden werden können. Die hier angestrebte Beanspruchung der Teile 13 und 14 der Dich tung 4 setzt voraus, daß diese den beanspruchten Verlauf aufweisen, nämlich, daß sie gerade verlaufen und parallel zu der Ebene liegen, die Achse 8 des Schiebers und die Verschieberichtung 6 des Verschlußgliedes 3 beinhaltet, wo gegen die angestrebte Beanspruchung der Teile 15 und 16 der Dichtung unabhän gig von ihrem Verlauf in der Ebene der Abschnitte 10 und 12 der Dichtfläche 1 sind.

Ein Ventilschieber, der die vorstehend erläuterten Konstruktionsmerkmale auf weist, ist in einem, die Achse 8 des Schiebers enthaltenden Längsschnitt in Fig. 6 dargestellt. Da die hier erläuterte Konstruktion vornehmlich für solche Schieber verwendet wird, die eine schlitzförmige, langgestreckte Durchgangsöff nung 2 (siehe Fig. 1) aufweisen, kann das Schiebergehäuse 17 aus einem endlos extrudierten Profil gefertigt werden. Dieses Profil mit der gewünschten Quer schnittsform, wie aus Fig. 6 ersichtlich, wird auf die notwendige Länge abge schnitten, stirnseitig mit Verschlußplatten 19 verschlossen und nach dem Ein fügen des Verschlußgliedes 3 ein Ventildeckel 18 aufgesetzt und festgeschraubt.

In das extrudierte Profil braucht nur die Durchgangsöffnung 2 eingearbeitet zu werden, deren Achse ja quer zur Fertigungsrichtung des endlosen Profiles ver läuft.

Fig. 8 veranschaulicht ein weiteres Ausführungsbeispiel im Längsschnitt, das sich vom Vorbesprochenen dadurch unterscheidet, daß es bezogen auf die Ver schieberichtung 6 des Verschlußgliedes und auf eine rechtwinklig zur Zeichen ebene stehende Mittelebene, die diese Verschlußrichtung beinhaltet, spiegelsym metrisch ausgebildet ist. Auch in diesem Fall sind das Gehäuse 17 und das Ver schlußglied 3 aus endlos extrudierten Profilen herstellbar, wobei in dieses Profil, in der richtigen Größe abgelängt, nur die Durchgangsöffnung 2 eingear beitet werden muß. Auch hier werden die stirnseitigen Enden dieses Profilstückes mit Verschlußplatten verschlossen, wie dies im Zusammenhang mit der Darstellung nach Fig. 7 ersichtlich ist.

Fig. 9 veranschaulicht eine Schieberkonstruktion, die nach dem aus Fig. 3 er sichtlichen Prinzip aufgebaut ist. Das an der Schubstange 20 beweglich pendelnd aufgehängte Verschlußglied 3 besitzt an seiner, der Dichtung 4 abgewandten Sei te jeweils oben und unten schrägstehende Kufen 21, die an im Gehäuse 17 gela gerten Rollenkörpern anliegen. Wird durch die Abwärtsbewegung der Schubstange 20 das Verschlußglied 3 in seine Schließstellung eingefahren, so laufen die Ku fen 21 an den Rollenkörpern auf und zwingen dem Verschlußglied 3 eine schrägge richtete Bewegungsrichtung auf, so daß auch hier die jeweils oberen und unteren Teile 15 und 16 der Dichtung 4 in rechtwinkligen Verlauf auf die ihnen zugeord neten Abschnitte 10 und 12 der Dichtfläche 1 einfahren. Auch bei diesem Ausfüh rungsbeispiel werden die von oben nach unten verlaufenden Teile 13 und 14 der Dichtung 4 nur in ihrer Längsrichtung beansprucht. Bei den gezeigten Ausfüh rungsbeispielen ist die Schieberdurchgangsöffnung 2 schlitzförmig gestaltet. Die Erfindung wird auch bei solchen Ventilschiebern mit Erfolg angewandt, bei welchen diese Durchgangsöffnung eine andere Querschnittsform, beispiels weise rund oder oval, besitzt.

Legende zu den Hinweisziffern

1 Dichtfläche
2 Durchgangsöffnung
3 Verschlußglied
4 Dichtung
5 Erzeugende
6 Verschieberichtung
7 Strich-Punkt-Linie
8 Achse
9 Pfeil
10 Oberer Abschnitt
11 Mittlerer Abschnitt
12 Unterer Abschnitt
13 Teil
14 Teil
15 Teil
16 Teil
17 Schiebergehäuse
18 Schieberdeckel
19 Verschlußplatte
20 Kufe
21 Rollkörper

Claims

1. Ventilschieber mit einem Schiebergehäuse (17) und einer Schieberdurchgangs öffnung (2), die mit einem in seiner Ebene verschiebbaren Verschlußglied (3) verschließbar ist und die von einer Dichtfläche (1) umgeben ist, an der in der Schließstellung des Verschlußgliedes (3) eine umfangsgeschlos sene, dem Verlauf der Dichtfläche (1) folgende Dichtung (4) anliegt und die gedachten geraden Erzeugenden (5) der Dichtfläche (1) rechtwinkelig zu der die Achse (8) des Schiebers und die Verschieberichtung (6) des Verschluß gliedes (3) beinhaltenden Ebene verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß in Richtung (9) dieser geraden Erzeugenden (5) gesehen die Dichtfläche (1) ei nen oberen, einen mittleren und einen unteren Abschnitt (10, 11, 12) auf weist, wobei der obere Abschnitt (10) und der untere Abschnitt (12) jeweils mit dem mittleren Abschnitt (11) einen stumpfen Winkel (α) einschließen und die Ebenen des oberen Abschnittes (10) und des unteren Abschnittes (12) der Dichtfläche (1) in etwa rechtwinkelig zur Verschieberichtung (6) des Ver schlußgliedes (3) stehen und ferner zumindest die mit dem mittleren Ab schnitt (11) der Dichtfläche (1) zusammenwirkenden Teile (13, 14) der um fangsgeschlossenen Dichtung (4) gerade verlaufen und parallel zu der Ebene liegen, die die Achse (8) des Schiebers und die Verschieberichtung (6) des Verschlußgliedes (3) beinhaltet.

2. Ventilschieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der obere und der untere Abschnitt (10, 12) der Dichtfläche (1) parallel zueinanderlie gen (Fig. 2, 3).

3. Ventilschieber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der obe re und der untere Abschnitt (10, 12) der Dichtfläche (1) parallel zur Achse (8) des Schiebers verlaufen (Fig. 2).

4. Ventilschieber nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bezogen auf eine die Verschieberichtung (6) des Verschlußgliedes (3) beinhaltende und parallel zu den geraden Erzeugenden (5) der Dichtfläche (1) liegende Ebene die Dichtfläche (1), die Dichtung (4) und das Verschluß glied (3) im wesentlichen spiegelsymmetrisch ausgebildet sind (Fig. 8).

5. Ventilschieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieber durchgangsöffnung (2) als schlitzartige Öffnung ausgebildet ist, deren län gere Achse rechtwinklig liegt zur Verschieberichtung (6) des Verschlußglie des (3) (Fig. 1).

6. Ventilschieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rechtwinklig zu den geraden Erzeugenden (5) der Dichtfläche (1) gemessenen Längen des oberen, des mittleren und des unteren Abschnittes (10, 11, 12) der Dichtfläche (1) unterschiedlich sind und der mittlere Abschnitt (11) länger ist als die anderen beiden Abschnitte (10, 12).

7. Ventilschieber nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Abschnitt (11) der Dichtfläche (1) rechtwinklig zur Achse (8) des Schiebers angeordnet ist (Fig. 3).

8. Ventilschieber nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse (1) und/oder das Verschlußglied (3) als extrudier bare Profile ausgebildet ist und/oder sind (Fig. 6-8).