DE4009568A1 - Plattengarnitur - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Plattengarnitur für einen Ab­ sperrschieber gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des An­ spruchs 1.

Es zählt zum Stand der Technik, die Keilplatten einer gat­ tungsgemäßen Plattengarnitur über kugelabschnittsförmige Flächen begrenzt schwenkbeweglich aneinander abzustützen. Die begrenzte Schwenkbeweglichkeit dient der selbständigen Anpassung der an den Keilplatten vorgesehenen Dichtflächen an die im Schiebergehäuse ausgebildeten Dichtsitze.

Die Keilplatten weisen seitliche Führungslappen auf, mit denen sie in entsprechend ausgebildete Gleitnuten des Schie­ bergehäuses relativverlagerbar eingreifen. Aufgrund der Kopplung der beiden Keilplatten an die sie aus der Schließ­ position in die Offenposition und umgekehrt verlagernden Spindel haben die Keilplatten nach der Montage der Platten­ garnitur in der Regel in sämtlichen Verstellpositionen eine definierte Relativlage.

Im Falle von Wartungs- und/oder Reparaturmaßnahmen ist es jedoch erforderlich, daß die Keilplatten so miteinander gekoppelt sind, daß sie als Bestandteile der Plattengarnitur gemeinsam in ein Schiebergehäuse eingebaut und aus einem solchen ausgebaut werden können.

Zu diesem Zweck ist bei der gattungsgemäßen Bauart eine Bajonettverbindung vorgesehen. Diese Bajonettverbindung besteht aus zwei sich diametral gegenüberliegenden hinter­ schnittenen 90°-Segmenten auf den einander zugewandten Stirn­ flächen der Keilplatten. Beim Zusammenbau einer Plattengar­ nitur werden die miteinander zu kuppelnden Keilplatten im Vergleich zur Einbaulage zunächst um 90° zueinander ver­ dreht, so daß die Segmente an einer Keilplatte in die Lücken zwischen den Segmenten der anderen Keilplatte greifen. Durch Verdrehen der beiden Keilplatten in die Einbaulage gleiten die hinterschnittenen Segmente ineinander und verriegeln auf diese Weise die beiden Keilplatten miteinander. Wenn an­ schließend die Keilplatten der Spindel zugeordnet sind, kann diese Plattengarnitur dann komplett in das Schiebergehäuse integriert werden.

Ein Nachteil der Bajonettverbindung der Keilplatten ist der relativ hohe Fertigungsaufwand. Die Keilplatten können zwar noch übereinstimmend geschmiedet werden, indessen ist für die anschließende mechanische Herstellung der unter­ schiedlichen hakenförmig ineinandergreifenden Bereiche der Segmente nicht nur ein hoher logistischer Aufwand in der Arbeitsplanung sowie ein hoher Aufwand für die mechanische Bearbeitung, sondern auch ein erheblicher Aufwand für die Lagerhaltung der unterschiedlichen Keilplatten zwecks ord­ nungsgemäßer Bereitstellung für die Montage einer Platten­ garnitur und deren Einbau in ein Schiebergehäuse erforder­ lich.

Ein weiterer Nachteil der Bajonettverbindung ist mit der mechanischen Bearbeitung der Segmente verbunden. Die haken­ förmig ineinandergreifenden Bereiche der Segmente können zwar auf Drehmaschinen hergestellt werden, durch die unter­ brochene Schnittführung an den 90°-Segmenten werden die Werkzeuge aber bei jedem neuen Kontakt mit den Segmenten außerordentlich hohen schlagartigen Beanspruchungen ausge­ setzt. Um diese Beanspruchungen zu minimieren, ist es demzu­ folge bislang erforderlich, die Spandicke gering zu halten, so daß auch die Schnittleistung nicht den theoretischen Möglichkeiten entspricht.

Die vorstehend geschilderten Nachteile sind insbesondere deshalb unbefriedigend, weil die Bajonettverbindung im Prin­ zip nur für die Montage und Demontage einer Plattengarnitur und ihren Ein- und Ausbau in ein bzw. aus einem Schieberge­ häuse erforderlich ist. Der Aufwand für die Herstellung einer Bajonettverbindung ist also im Vergleich zu ihrem Nutzen unangemessen hoch.

Neben der Bauart einer Plattengarnitur mit voneinander bau­ lich abweichenden Keilplatten ist auch eine Plattengarnitur bekannt, welche identische Keilplatten verwendet. Zur Kupp­ lung dieser Keilplatten wird jedoch eine Vielzahl von Ver­ bindungsmitteln in Form von Schrauben, Stiften oder der­ gleichen verwendet. Aufgrund des das Schiebergehäuse durch­ strömenden Mediums und die dadurch hervorgerufenen Vibra­ tionen sowie ferner durch Langzeitkorrosionen können sich die Einzelteile aber lösen und in den Medienstrom gelangen. Über den Medienstrom gelangen die Einzelteile auch in nach­ geschaltete Aggregate, wie beispielsweise Turbinen und füh­ ren dort erhebliche Zerstörungen herbei. Diese Möglichkeit besteht insbesondere dann, wenn sich die Keilplatten in der Öffnungsposition befinden, folglich nicht lagefixiert sind und sich daher zueinander relativ bewegen können.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, die im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschriebene Plattengarnitur so weiterzubil­ den, daß unter Sicherstellung identischer Keilplatten deren Fertigung, insbesondere hinsichtlich der Keilplattenverbin­ dung, wirtschaftlicher gestaltet werden kann.

Die Lösung dieses Problems besteht nach der Erfindung in den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmalen.

Die Verbindung der Keilplatten einer Plattengarnitur, insbe­ sondere zum Zwecke ihrer Montage und Demontage bzw. zum Ein- und Ausbau der kompletten Plattengarnitur, besteht nunmehr lediglich aus den Keilplatten zugeordneten identi­ schen pilzkopfartigen Vorsprüngen und einem die Vorsprünge miteinander verklammernden Kupplungsring. Die Vorsprünge auf den einander zugewandten Plattenflächen sind dabei so ge­ staltet, daß die Ringflansche im Zusammenwirken mit dem Kupplungsring die beiden Keilplatten in jeder räumlichen Lage einwandfrei zusammenhalten und dennoch nicht die Anpas­ sung der Keilplatten an die Dichtsitze im Schiebergehäuse behindern. Hierdurch wird nicht nur die Montage und Demon­ tage der Keilplatten, sondern auch der Ein- und Ausbau der Plattengarnitur in ein bzw. aus einem Schiebergehäuse wesent­ lich erleichtert, da der Kupplungsring und die Vorsprünge in einfacher Weise aufeinander abgestimmt werden können.

Wesentlich ist es an der Erfindung ferner, daß die Fertigung der Keilplatten erheblich vereinfacht wird. Die nach dem Schmieden der Keilplatten erforderlichen Drehoperationen zur Herstellung der Vorsprünge mit den Ringflanschen kann bei großer Spantiefe erfolgen, was zu einer hohen Zerspanungs­ leistung führt. Eine Rücksichtnahme auf die Werkzeuge auf­ grund einer unterbrochenen Schnittführung, wie dies bei den Bajonettsegmenten erforderlich ist, ist jetzt nicht mehr notwendig. Folglich wird auch die Standzeit der Werkzeuge trotz höherer Leistung verlängert. Die Logistik für die Arbeitsvorbereitung, die Fertigung und die Lagerhaltung der Keilplatten kann erheblich vereinfacht werden, da nur noch eine einzige Sorte pro Nennweite geplant, gefertigt und auf Lager gehalten werden muß.

Auch an die Herstellung des Kupplungsrings werden keine besonderen Anforderungen gestellt. Es ist nur zu gewährlei­ sten, daß der Kupplungsring einwandfrei über die Vorsprünge der Keilplatten geschoben werden kann und anschließend die beiden Keilplatten auch sicher zusammenhält. Das Material des Kupplungsrings ist vorzugsweise ein nichtrostender Werk­ stoff, wie beispielsweise ein Chrom-Nickel-Stahl.

Die Demontage der Keilplatten stellt an die Monteure eben­ falls keine besonderen Anforderungen, da die Federelastizi­ tät des Kupplungsrings so ausgelegt ist, daß unter Aufbrin­ gung einer normalen Kraft die Keilplatten ohne weiteres manuell voneinander getrennt werden können. Dennoch reicht die federnde Haltekraft des Kupplungsrings aus, um die Keil­ platten während des Einbaus einer Plattengarnitur in ein Schiebergehäuse bzw. während des Ausbaus dieser Platten­ garnitur einwandfrei zusammenzuhalten.

Die Kontur der Vorsprünge und der Ringflansche kann im Prin­ zip beliebig sein. Wesentlich ist nur, daß der Querschnitt des Kupplungsrings so an diese Kontur angepaßt sein soll, daß die Keilplatten während des Ein- und Ausbaus der Platten­ garnitur - selbst in Überkopflage - einwandfrei zusammenge­ halten werden. Von daher gesehen kann die Kontur rechteckig, dreieckig oder auch ballig sein.

Bei entsprechendem Querschnitt kann die Wanddicke des Kupp­ lungsrings sehr gering gehalten werden. Mithin ist für den Kupplungsring auch kein besonderer Materialaufwand erfor­ derlich.

Eine den praktischen Erfordernissen besonders vorteilhaft entgegenkommende Ausführungsform wird in den Merkmalen des Anspruchs 2 gesehen. Die konvexe Krümmung der Ringflansche schafft kantenlose Flächen und erlaubt dennoch sowohl den einwandfreien Zusammenhalt der Keilplatten beim Ein- und Ausbau einer Plattengarnitur als auch ein problemloses Zu­ sammenfügen der Keilplatten bzw. Trennen mit nur geringem Kraftaufwand. Darüberhinaus kommt die konvexe Gestaltung der Ringflansche und die Anpassung des Kupplungsrings an diese Kontur auch dem Sachverhalt vorteilhaft entgegen, daß sich die Keilplatten gegeneinander relativverlagern können, um die einwandfreie Anpassung der Dichtflächen an den Keil­ platten an die Dichtsitze im Schiebergehäuse zu gewähr­ leisten.

Die Funktion des Kupplungsrings sowohl in bezug auf den Halte- als auch auf den Montage- bzw. Demontageeffekt wird mit Hilfe der Merkmale des Anspruchs 3 noch weiter ver­ bessert.

Die Ausführungsform entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 4 ist mit dem Vorteil verbunden, daß sich die Keilplatten im Bereich ihrer größten Beanspruchung, also in der Plattenmit­ te, unter Beachtung der notwendigen Schwenkbeweglichkeit abstützen können. Dieser Bereich der Keilplatten wird nicht mehr, wie im bekannten Fall, durch die Eingliederung von zusätzlichen Druckelementen, wie Kugeln oder linsenförmige Elemente, geschwächt. Vielmehr kann dieser Bereich jetzt gestaltungstechnisch optimiert und damit Material gespart werden. Die Optimierung des am stärksten beanspruchten Be­ reichs der Keilplatten ist zugleich mit dem Vorteil verbun­ den, daß über die kleineren Abmessungen der Keilplatten auch das Schiebergehäuse insgesamt günstiger ausgelegt werden kann.

Der Grad der Balligkeit der Stirnflächen der Vorsprünge ist so zu gestalten, daß den maximal notwendigen Abwinklungen zwischen den beiden Keilplatten ausreichend Rechnung getra­ gen ist.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in den Merkmalen des Anspruchs 5 gekennzeichnet. Hierbei stützen sich die Keilplatten nicht mehr in ihren Zentralbe­ reichen, das heißt innerhalb des Kupplungsrings aneinander ab. Vielmehr ist umfangsseitig des Kupplungsrings ein Druck­ ring angeordnet, der über seine balligen Stirnflächen mit den Stützflächen in den Hinterschneidungen in Kontakt steht. Der mittlere Durchmesser der Stirnflächen bzw. der Stutz­ flächen entspricht etwa dem mittleren Durchmesser der Dicht­ flächen an den Keilplatten, so daß im Schließzustand eine nahezu geradlinige Kraftübertragung zwischen den Dichtsitzen im Schiebergehäuse und den Dichtflächen an den Keilplatten gewährleistet ist.

Diese Ausführungsform erlaubt es aufgrund der außermittigen Abstützung den Zentralbereich der Keilplatten günstiger auszulegen mit der Folge, daß dann auch die Gehäuseabmessun­ gen noch optimaler gestaltet werden können.

Die zur Sicherstellung eines einwandfreien Schieberbetriebs erforderliche Abwinklungsmöglichkeit der Keilplatten relativ zueinander wird mit den Merkmalen des Anspruchs 6 weiter verbessert.

Obwohl die Erfindung die Eingliederung von besonderen Druck­ elementen im Zentralbereich zweier Keilplatten vermeiden hilft, wie sie beispielsweise in Form von Kugeln oder konvex bzw. konkav gestalteten Linsen bekannt sind, steht es der Erfindung dennoch nicht entgegen, bei Bedarf solche Druck­ elemente zu verwenden, wenn ein spezieller Einsatzfall die Eingliederung derartiger Druckelemente erforderlich macht. Hiermit gehen die grundsätzlichen Eigenschaften und Vorteile der erfindungsgemäßen Ausbildung nicht verloren.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die Keilplatten einer Plattengarnitur in der Seitenansicht, teilweise im Schnitt;

Fig. 2 eine weitere Ausführungsform der Keilplatten einer Plattengarnitur in der Seitenansicht, teilweise im Schnitt;

Fig. 3 in vergrößerter Darstellung den Ausschnitt III der Fig. 1;

Fig. 4 ebenfalls in vergrößerter Darstellung den Ausschnitt IV der Fig. 2;

Fig. 5 einen Teilschnitt durch ein Schiebergehäuse im Bereich einer Keilplattenführung und

Fig. 6 im Querschnitt vier Ausführungsformen eines Kupplungsrings.

In der Fig. 1 ist mit 1 eine Plattengarnitur bezeichnet, wie sie bei einem Absperrschieber, insbesondere für flüssige Medien, zur Anwendung gelangt.

Die Plattengarnitur 1 umfaßt zwei identisch ausgebildete Keilplatten 2, 3 sowie eine mit den Keilplatten 2, 3 lösbar verbundene Spindel 4 zur Verlagerung der Keilplatten 2, 3 aus der Offenposition in die Schließposition und umge­ kehrt.

Die Keilplatten 2, 3 weisen auf den einander abgewandten Stirnflächen 5 nicht näher veranschaulichte Dichtflächen auf, die mit entsprechend gestalteten Dichtsitzen an dem ebenfalls nicht näher veranschaulichten und nur in der Fig. 5 angedeuteten Schiebergehäuse 6 in der Schließposition zusammenwirken.

Seitlich besitzen die Keilplatten 2, 3 Führungslappen 7 (siehe Fig. 5), die in einander gegenüberliegende Gleit­ nuten 8 des Schiebergehäuses 6 fassen.

Insbesondere zur Montage und Demontage der Keilplatten 2, 3 zwecks Bildung einer Plattengarnitur 1 sowie zum Ein- und Ausbau der Plattengarnitur 1 in ein bzw. aus einem Schieber­ gehäuse 6 weisen die Keilplatten 2, 3 auf den einander zuge­ wandten Seiten kurze axiale pilzkopfartige Vorsprünge 9 auf (Fig. 1 und 3). Die Vorsprünge 9 mit den Ringflan­ schen 12 sind durch in sich geschlossene ringnutenartige Hinterschneidungen 10 in den einander zugewandten Stirnflä­ chen 11 gebildet. Es ist insbesondere aus der Fig. 3 erkenn­ bar, daß die Kontur 13 der Ringflansche 12 konvex gekrümmt ist. Auch ist zu sehen, daß die Stirnflächen 14 der Vor­ sprünge 9 leicht ballig gekrümmt sind.

Die Fig. 1 und 3 zeigen darüberhinaus, daß die aufgrund der Hinterschneidungen 10 geformten Ringflansche 12 an den Vorsprüngen 9 von einem federelastischen Kupplungsring 15 übergriffen sind. Der Kupplungsring 15 besteht aus einem nichtrostenden Werkstoff, wie beispielsweise Chrom-Nickel- Stahl. Er ist einmal geschlitzt. Sein Querschnitt ist an die konvexe Kontur 13 der Ringflansche 12 angepaßt.

Umfangsseitig der Hinterschneidungen 10 liegen die Stirn­ flächen 11 der Keilplatten 2, 3 mit Abstand zueinander, so daß hier Spalte 16 gebildet sind.

Bei der in den Fig. 2 und 4 veranschaulichten Ausführungs­ form einer Plattengarnitur 1′ mit zwei identischen Keilplat­ ten 2′, 3′ ist in die Hinterschneidungen 10′ der Stirnflä­ chen 11 umfangsseitig des Kupplungsrings 15 ein im Quer­ schnitt etwa keilförmiger Druckring 17 mit an entsprechend gestalteten Stützflächen 18 der Hinterschneidungen 10′ ange­ paßten balligen Stirnflächen 19 eingebettet. Die einander abgewandten Stirnflächen 19 des Druckrings 17 und die mit diesen Stirnflächen 19 in Kontakt stehenden Stützflächen 18 der Hinterschneidungen 10′ verlaufen in jeweils denselben schalenförmig gekrümmten Ebenen.

Bei der Ausführungsform der Fig. 2 und 4 stützen sich die Keilplatten 2′, 3′ über die Stützflächen 18 ausschließlich an den Stirnflächen 19 des Druckrings 17 ab. Der mittlere Durchmesser des Druckrings 17 entspricht etwa dem mittleren Durchmesser der nicht näher veranschaulichten Dichtflächen an den Keilplatten 2′, 3 ' bzw. der Dichtsitze am Schieberge­ häuse 6.

Die Stirnflächen 14′ der Vorsprünge 9′ sind bei der Ausfüh­ rungsform der Fig. 2 und 4 eben ausgebildet. Sie liegen im Abstand zueinander, so daß zwischen den Stirnflächen 14′ ein Spalt 20 gebildet wird.

In der Fig. 6 sind vier verschiedene Querschnitte von Kupp­ lungsringen veranschaulicht.

Der links oben dargestellte Kupplungsring 15′ weist einen dreieckförmigen Querschnitt auf, wobei die Firste 21 gerun­ det ist.

Der darunter veranschaulichte Kupplungsring 15′′ besitzt ebenfalls einen dreieckförmigen Querschnitt. Hierbei ist jedoch die Firste 22 spitz gehalten.

Der in der Fig. 6 rechts oben veranschaulichte bogenförmige Querschnitt entspricht in etwa dem Querschnitt der Kupplungs­ ringe 15 der Ausführungsformen der Fig. 1 bis 4.

Schließlich zeigt die Fig. 6 in der rechten unteren Abbil­ dung einen im Querschnitt etwa rechteckigen Kupplungsring 15′′′ mit einem Steg 23 und zwei Flanschen 24. Entsprechend den Querschnitten der verschiedenen Kupplungsringe 15-15′′′ der Fig. 6 sind dann auch jeweils die Konturen der Ring­ flansche 12 der Vorsprünge 9, 9′ an den Keilplatten 2, 3, 2′, 3′ ausgebildet.

Claims (6)

1. Plattengarnitur für einen Absperrschieber, die zwei durch eine Spindel (4) bewegbare, sich mindestens in der Schließ­ position aneinander abstützende keilförmige Platten (2, 3; 2′, 3′) aufweist, welche seitlich mit in Gleitnuten (8) des Schiebergehäuses (6) fassende Führungslappen (7) und im Zentralbereich mit einander zugewandten Vorsprüngen (9, 9′) zur lösbaren Kupplung versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (9, 9′) pilzkopfartig geformt und durch in sich geschlossene ring­ nutenartige Hinterschneidungen (10, 10′) in den einander zugewandten Plattenflächen (11) gebildet sind, wobei die aufgrund der Hinterschneidungen (10, 10′) geformten Ring­ flansche (12) an den Vorsprüngen (9, 9′) von einem federela­ stischen Kupplungsring (15, 15′, 15′′, 15′′′) übergriffen sind.

2. Plattengarnitur nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kontur (13) der Ringflan­ sche (12) konvex gekrümmt und der Querschnitt des Kupplungs­ rings (15) an die konvexe Flanschkontur (13) angepaßt ist.

3. Plattengarnitur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupplungsring (15, 15′, 15′′, 15′′′) geschlitzt ist.

4. Plattengarnitur nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Stirnflächen (14) der Vorsprünge (9) ballig gekrümmt sind.

5. Plattengarnitur nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in die Hinterschneidungen (10′) umfangsseitig des Kupplungsrings (15, 15′, 15′′, 15′′′) ein im Querschnitt etwa keilförmiger Druckring (17) mit an entsprechend gestalteten Stützflächen (18) der Hinter­ schneidungen (10′) angepaßten balligen Stirnflächen (19) eingebettet ist.

6. Plattengarnitur nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die einander abgewandten Stirn­ flächen (19) des Druckrings (17) und die mit diesen Stirn­ flächen (19) in Kontakt stehenden Stützflächen (18) der Hinterschneidungen (10′) in jeweils denselben schalenförmig gekrümmten Ebenen verlaufen.