DE4244284C2 - Vorrichtung zum Absperren von Leitungen - Google Patents

Description

Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art. Das Absperren der Leitung erfolgt über einen im Gehäuse längsverschieblichen Schieber, der von einer im Gehäuse zwar drehbar, aber axialfest gelagerten Spindel betätigt wird. Früher hatte man im Lagerbereich an der Spindel eine bundartige Verbreiterung und im Gehäuse eine entsprechend abgesetzte Aufnahme vorgesehen. Die Herstellung solcher bundartiger Verbreiterungen ist aber sehr teuer, weshalb man bei den Vorrichtungen der vorliegenden Art einen Profilring um einen Schaftabschnitt der Spindel legt. Der Schaftabschnitt besitzt parallele Um­ fangsnuten, in welche Ringrippen eingreifen, die sich an der Ringinnen­ fläche des Profilrings befinden.

Bei der bekannten Vorrichtung dieser Art (WO 90/15 946) besitzt das Gehäu­ se eine sich konisch erweiternde, aber abgesetzte Aufnahme für den Profil­ ring, der aus zwei längsgeteilten Schalen besteht und eine konische Außen­ fläche aufweist. Die Axiallage des Profilrings in der Aufnahme ist durch axiale Schultern im Gehäuse gesichert. Der Profilring ist aber rotationssym­ metrisch gestaltet und würde sich, ohne zusätzliche Elemente, bei der Drehung der Spindel mitdrehen. Um dies zu verhindern, sind zusätzliche Spreizelemente erforderlich, welche zwischen die beiden Schalen des Profil­ rings eingeschlagen wurden und dadurch den Profilring radial weiten. Es liegt dann eine Klemmverbindung zwischen der Außenfläche des Profilrings und der konisch abgesetzten Aufnahme im Gehäuse vor. Der Profilring ist dann unverdrehbar im Gehäuse positioniert und kann als feststehende Lageraufnahme für die Spindel genutzt werden. Im Gehäuse ist eine den Spindelschaft umschließende Abdichtung gegen das strömende Medium in Form einer Lippen-Rückdichtung angeordnet, zu deren Schutz ein Endan­ schlag notwendig ist, der sie gegen Deformation und Zerstörung bei der Öffnungsbewegung des Schiebers schützt. Dieser Anschlag besteht aus ei­ nem an der Spindel aufgeschweißten Ring. Der Nachteil dieser bekannten Vorrichtung besteht darin, daß für die Ausbildung der Klemmverbindung zwischen dem Profilring und dem Gehäuse Spannelemente erforderlich sind. Diese Spannelemente sind zusätzliche Bauteile, die für sich hergestellt werden und von den übrigen Bestandteilen der Vorrichtung getrennt zu handhaben sind. Sie können verloren gehen und machen die Montage des Profilrings im Inneren des Gehäuses umständlich und zeitaufwendig. Die zur Wartung, Reparatur und beim Austausch von Bauteilen erforderliche Demontage des Profilrings ist nicht ohne weiteres möglich. Eine Demontage kann unter Umständen die Anwendung von Gewalt zur Entfernung der Spreizelemente erfordern, was zum Beschädigen der Bauteile führen kann. Durch das Eigengewicht des Schiebers und bei seinem Anschlag in der Offenstellung entstehen längs der Spindelachse erhebliche Kräfte, die vom Gehäuse aufgenommen werden müssen. Die bekannte Spindellagerung bietet dafür ungünstige Voraussetzungen wegen der auf den Profilring und auf die Dichtungen wirkenden Scherwirkung. Schließlich ist die Herstellung von konisch abgesetzten Aufnahmen im Gehäuse arbeitsaufwendig. Der als Endanschlag wirkende Stoppring auf der Spindel erfordert zusätzliches Material und Arbeitszeit.

Bei Lagerbuchsen bzw. Einbauteilen eines Gehäuses (DE-28 36 729 A1) und (US-41 35 773 B1) ist es bekannt, eine formschlüssige Drehsicherung der Bauteile mit einem unrunden Umriß zu erhalten. Daraus ist aber nicht erkennbar, wie eine montagefreundliche Lagerung der Spindel bei guter Abdichtung abgeleitet werden kann. Es ist auch nicht erkennbar, wie eine Kraftaufnahme im Gehäuse eines Schiebers durch Endanschläge in Verbindung mit einer solchen Drehsicherung erreicht werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine leicht montierbare und auch schnell demontierbare Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art zu entwickeln. Dies wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angeführten Maßnahmen erreicht, denen folgende besondere Bedeutung zukommt.

Die Montagearbeiten sind so einfach, daß sie auch benutzerseitig vorgenom­ men werden können; ein Fachmann des Herstellers braucht dazu nicht hinzugezogen zu werden. Der aus profilunterschiedlichen Abschnitten beste­ hende Profilring braucht lediglich in die Aufnahme des Gehäuses eingesteckt zu werden, um darin sowohl axialfest als auch unverdrehbar positioniert zu sein. Die axiale Positionierung erfolgt durch eine nachgeschaltete Halte­ buchse, die den Profilring abstützt und selbst über Sicherungsringe od. dgl. im Gehäuse festgehalten wird. Zur Demontage braucht lediglich der Sicherungsring od. dgl. entfernt zu werden. Man kann dann die Stufenbohrung mit ihrer sich vom Spindelschaft bis zur Haltebuchse erweiternden lichten Weite ausnutzen. Zusätzliche Elemente, wie Spreizelemente, sind eingespart. Weil die Haltebuchse bis in den Bereich der Spindel ragt, übernimmt sie auch die Funktion als Endanschlag für den Schieber. Das ist eine sehr einfache, material- und kostengünstige Lösung. Diese Gestaltung des Endanschlags kann die in Offenstellung des Schiebers auftretenden Kräfte gut auf das Gehäuse ableiten. Profilring und Dichtungen werden geschont. Die Spindellagerung über den Profilring und die Gewindebuchse sorgt auch für eine gekapselte Innenabdichtung der Spindel.

Die Herstellung des Profilrings ist bei der Erfindung ebenso einfach wie seine Montage. Es genügt, den Profilring in zwei Abschnitte zu gliedern, nämlich einen rotationssymmetrischen Zylinderabschnitt und einen nicht rotationssymmetrischen Flanschabschnitt. In entsprechender, komplementärer Weise genügt es, auch die Aufnahme aus einem Zylinderraum und aus ei­ ner nicht rotationssymmetrischen Radialerweiterung aufzubauen. Ein solcher Profilring braucht lediglich in die Aufnahme des Gehäuses eingesteckt zu werden, weil er damit sowohl axialfest als auch vor allem unverdrehbar im Gehäuse gehalten wird. Der am Flanschabschnitt vorgesehene unrunde Umriß stützt sich an der entsprechenden Innenfläche der Radialerweiterung im Gehäuse ab und verhindert eine Verdrehung. Außer dem Einstecken in das Gehäuse sind weitere Maßnahmen am Profilring nicht erforderlich, um ihn im Gehäuse festzuhalten. Die Montage ist also schnell und bequem auszuführen, was auch für die Demontage gilt. Bei der Demontage kann der Profilring zusammen mit der in ihm steckenden Spindel aus der abge­ setzten Aufnahme im Gehäuse herausgezogen werden. Der Profilring sorgt im Montagefall von selbst für seine Unverdrehbarkeit im Gehäuse gegenüber der in ihm drehgelagerten Spindel.

Der unrunde Umriß am Profilring könnte auch mit anderen radial vorsprin­ genden Elementen, wie radialen Vorsprüngen, vorgesehen sein, zu welcher die Aufnahme komplementäre Aussparungen, wie radiale Vertiefungen an ihrer Innenfläche besitzt.

Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unter­ ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. In den Zeichnungen ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch die komplette Vorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 das obere Teilstück der in der Vorrichtung von Fig. 1 benutzten Spindel,

Fig. 3 die Draufsicht auf einen geteilten, die Spindel umfassenden Profil­ ring der Vorrichtung von Fig. 1,

Fig. 4 einen Axialschnitt durch den Profilring von Fig. 3 längs der dorti­ gen Schnittlinie IV-IV und

Fig. 5 in starker Vergrößerung das obere Teilstück der in Fig. 1 gezeig­ ten Vorrichtung.

Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung 10 wird üblicherweise als Absperrschieber bezeichnet. Die Vorrichtung umfaßt ein in mehrere Teile 11, 12 gegliedertes Gehäuse. Der eine Gehäuseteil 12 besteht aus einem Rohrstück 13 mit endseitigen Anschlußflanschen 14 od. dgl., welche an Versorgungsleitungen von Gas, Wasser od. dgl. anschließbar sind. Das Rohrstück 13 besitzt einen Durchlaß 15, der durch einen zur Vorrichtung 10 gehörenden Schieber 20 ganz oder teilweise verschlossen werden kann. An dem Rohrstück 13 befindet sich noch ein seitlicher Ansatz 16, der zum Anschluß des bereits erwähnten weiteren Gehäuseteils 11 dient. Die Verbindung der beiden Gehäu­ seteile 11, 12 erfolgt im Bereich des Ansatzes 16, wofür im vorliegenden Fall auch eine Flanschverbindung 17 verwendet wird.

Der Schieber 20 hat ein Keilprofil und ist durch nicht näher erkennbare seitliche Führungen im unteren Gehäuseteil 12 axial geführt. Der Schieber 20 ist dadurch im Sinne des in Fig. 1 eingezeichneten Doppelpfeils 21, parallel zu sich selbst, längsverschiebbar. Für eine einwandfreie Abdich­ tung ist der Ansatz 16 im unteren Gehäuseteil 12 entsprechend der Umriß­ form des keilförmigen Schiebers 20 profiliert und der Schieber 20 besitzt ein metallisches Kernstück 25, welches mit einer elastischen Schicht 22, wie Gummi, umkleidet ist. Die Längsbewegung 21 des Schiebers 20 wird aber durch eine Spindel 23 bewirkt, die in besonderer Weise ausgebildet ist.

Die Spindel 23 umfaßt zunächst einen inneren Gewindeabschnitt 27, der mit einem Spindelgewinde versehen ist. Das Spindelgewinde steht in Gewin­ deeingriff mit einer im Inneren des Schiebers 20 befindlichen Mutter 24. Diese Mutter 24 kann als Bauteil vorgefertigt und durch eine nicht näher gezeigte seitliche Öffnung in das metallische Kernstück 25 des Schiebers 20 eingeführt werden. Die Mutter 24 ist durch axiale Absätze im metalli­ schen Kernstück 25 des Schiebers 20 ortsfest plaziert. Das Kernstück 25 im Schieber 20 ist ausgehöhlt und in Richtung der Strichpunktlinie von Fig. 1, nämlich der Achse 26 der Spindel 23 verlängert. Beim Drehen der Spindel 23 im Einschraubsinne gemäß dem in Fig. 1 angedeuteten Dreh­ pfeils 28 dreht sich der Gewindeabschnitt 27 durch die Mutter 24 hindurch in den Hohlraum 29 des Schiebers 20 hinein. Beim Eindrehen des Gewinde­ abschnitts 27 in die Mutter 24 wird der Schieber 20 in den Ansatz 16 des Gehäuses emporgehoben und gibt dadurch den Durchlaß 15 für das im Rohrstück 13 strömende Medium frei. Umgekehrt, beim Herausdrehen des Gewindeabschnitts 27, bewegt sich der Schieber 20 nach unten. Er fährt zunehmend aus dem Ansatz 16 heraus und in das Rohrstück 13 hinein, bis er schließlich den Durchlaß 15 absperrt.

Gemäß Fig. 2 schließt sich an den inneren Gewindeabschnitt 27 der Spindel 23 ein Schaftabschnitt 30 an, der aber in jenem Teilbereich 32, der zur Lagerung dienen soll, mit einer Schar von parallelen Umfangsnuten 31, 31′ versehen ist. Die ursprüngliche zylindrische Mantelfläche im Bereich der Nuten 31, 31′ ist durch eine Strichlinie 33 in Fig. 2 veranschaulicht.

Diesem teilweise genuteten Schaftabschnitt 30 schließt sich das Außenende 34 der Spindel an, welches, wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, aus dem oberen Gehäuseteil 11 herausragt und zum Angriff einer nicht näher gezeigten Drehhandhabe dient. Als Drehhandhabe kann auch eine Betätigungsstange dienen, die über eine sogenannte "Nuß" mit dem Außenende 34 der Spindel in Eingriff steht. Diese Betätigungsstange kann sich mit ihrem anderen Ende bis ins Innere einer Straßenkappe hin erstrecken. Zum Angriff des Drehwerkzeugs ist das Spindelaußenende 34 mit einem Kantenprofil versehen, z. B. als Vierkant 35 ausgebildet, und kann auch einen Durchbruch 36 zum Durchführen eines Sicherungsstifts od. dgl. aufweisen.

Ein Teilstück vom genuteten Teilbereich 32 des Schaftabschnitts 30 der Spindel 23 ist formschlüssig mit einem Profilring 40 in Eingriff, dessen Aussehen aus Fig. 3 und 4 sich ergibt. Der Profilring 40 ist längs einer axialen Teilungsebene 42 in zwei gleiche Halbschalen 41 gegliedert. Die Innenfläche 43 des Profilrings 40 ist mit mehreren radialen Innenvorsprüngen 44 versehen, die hier aus in gleichförmigem Achsabstand 45 zueinander liegenden Ringrippen 44 bestehen. Die ganze Innenfläche 43 ist somit durch äquidistante Ringrippen 44 zerklüftet. Die Achsabstände 45 der Ring­ rippen sind konform mit den Achsabständen der vorbeschriebenen Umfangsnu­ ten 31 ausgebildet. Im Montagefall, gemäß Fig. 5, greift der aus seinen beiden Halbschalen 41 zusammengesetzte Profilring 40 mit seinen Ringrippen 44 formschlüssig in die Umfangsnuten 41 ein. Es genügt dabei ein Eingriff von ca. 2,6 mm.

Auch die Außenfläche 46 des geteilten Profilrings 40 ist profiliert und läßt sich in einen rotationssymmetrischen Zylinderabschnitt 47 sowie einen endseitigen radial erweiterten Flanschabschnitt 48 gliedern. Der Flanschab­ schnitt 48 ist mit einem unrunden Umriß 49 versehen und bildet, wenn man beide Halbschalen 41 berücksichtigt, einen sogenannten "Außensechs­ kant". Im Montagefall nehmen die beiden Halbschalen 41 etwa die in Fig. 3 gezeigte Position zueinander auf der Spindel 23 ein. Im Bereich der Teilungsebene 42 berühren sich die beiden Halbschalen 41 nicht; vielmehr kann dort, wie Fig. 3 zeigt, eine Abstandslücke 39 verbleiben. Diese Ab­ standslücke 39 ergibt sich bei der Herstellung der beiden Halbschalen 41, denn der zunächst einstückig hergestellte Profilring 40 der gegebenen Profilform wird durch einen Längsschnitt bei 42 in die beiden Halbschalen 41 geteilt.

Im Montagefall ist der Profilring 40 in einer abgesetzten Aufnahme 18 des Gehäuseteils 11 positioniert. Diese Aufnahme 18 ist durch eine innere Absatzfläche 19 und eine äußere Absatzfläche 38 begrenzt. Der sich an die innere Absatzfläche 19 anschließende, aus Fig. 5 erkennbare Bereich 37 besteht aus einer Radialerweiterung 37, deren Innenfläche entsprechend dem vorbeschriebenen unrunden, hier sechskantigen Umriß 49 vom Flansch­ abschnitt 48 des Profilrings 40 komplementär ausgebildet ist, also hier die Form eines "Innensechskants" aufweist. Ein gemäß Fig. 5 plazierter Profilring 40 ist daher, über das Profil seines Flanschabschnitts 48 in der Radialerweiterung 37 seiner Aufnahme 18 nicht nur axialfest, sondern auch unverdrehbar im Gehäuse 11 angeordnet. Diese Lage des Profilrings 40 wird durch weitere axial vor- und nachgeschaltete Bauteile gesichert, die sich gegenseitig axial abstützen.

Vom Außenende 34 her gesehen wird der Schaftabschnitt 30 zunächst von einer Lagerhülse 50 umschlossen, die sich dabei auch über die beiden ersten Umfangsnuten 31′ erstreckt. Diese äußeren Umfangsnuten 31′ sind dem Profilring 40 vorgeschaltet und dienen zur Aufnahme von Dichtun­ gen 59. Die Lagerhülse 51 ist mit einem kleinen Endflansch 51 versehen, der in ein entsprechend abgesetztes Profil der Lagerbohrung 52 eingreift. Eine Lippendichtung 58 ist am äußeren Stirnende der Lagerhülse 50 in einer Ringaussparung 61 des Gehäuses 11 positioniert und umgreift schmutz­ abweisend den Umfangsbereich des Spindelschafts. Die Lagerhülse 50 kann unverdrehbar in ihrer Lagerbohrung 52 positioniert sein, wofür geeignete Profilierungen z. B. ebenfalls im Bereich des Endflansches 51 sorgen.

Auf der axial gegenüberliegenden Seite des Profilrings 40 befindet sich eine Haltebuchse 53, die einen mittigen Außenbund 54 besitzt. Die Halte­ buchse 53 ist mit diesem Außenbund 54 in einer entsprechenden Stufenboh­ rung 55 des Gehäuseteils 11 untergebracht. Wie ersichtlich, erweitern sich, vom äußeren Spindelende 34 aus gesehen, die Aufnahme 18 gegenüber der Lagerbohrung 52 und die Stufenbohrung 55 gegenüber der Aufnahme 18 stufenweise mit jeweils wachsender lichter Weite. Ein Sicherungsring 62 begrenzt die Stufenbohrung 55 und legt den inneren axialen Abschluß im Aufbau der Bauteile 50, 40, 53 fest. Die Haltebuchse 53 kann dabei mit einem axialen Rohrstück 63 bis in den Bereich des Gewindeabschnitts 27 der Spindel 23 ragen. Der Bund 54 kann gegenüber dem Verlauf der Stufenbohrung 55 abgekantet sein, um im dort entstehenden Eckbereich Platz für einen O-Ring 56 zu schaffen. Im Inneren ist der Außenbund 54 ebenfalls von einer Abdichtung 60 umschlossen. Diese Abdichtung 60 befindet sich in einer in der Haltebuchse 53 vorgesehenen Ringkammer 57.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Absperren von Leitungen für strömende Medien, insbe­ sondere von Versorgungsleitungen für Gas oder Wasser,
bestehend aus einem Gehäuse (11, 12) mit einem Leitungsanschluß (15), der von einem im Gehäuse (11, 12) längsgeführten Schieber (20) verschließbar ist,
wobei zur Längsbewegung (21) des Schiebers (20) eine Spindel (23) dient, die mit ihrem inneren Spindelende in Gewindeeingriff (27, 24) mit dem Schieber (20) steht und deren äußeres, mediendicht aus dem Gehäuse (11, 12) herausragendes Spindelende (34) zur Aufnahme einer Drehhandhabe dient,
daß die Spindel (23) zu ihrer Drehlagerung einen mit mehreren paralle­ len Umfangsnuten versehenen Schaftabschnitt (30) aufweist, der von einem Profilring (40) umschlossen ist,
der Profilring (40) durch Längsteilung aus wenigstens zwei Schalen (41) besteht, mit seiner Außenfläche (46) in einer Aufnahme (18) des Gehäuses (11) sitzt und an seiner Ringinnenfläche (43) radial vorsprin­ gende Ringrippen (44) aufweist, welche in Umfangsnuten (31) des Schaft­ abschnitts (30) eingreifen,
im Gehäuse (11) eine den Spindelschaft (30) umschließende Abdichtung (60) gegen das Durchflußmedium angeordnet ist,
und ein Endanschlag im Schaftbereich (30) der Spindel (23) die axiale Öffnungsbewegung des Schiebers (10) begrenzt,
gekennzeichnet durch die Kombination folgender, teils bekannter Merkmale,
die Außenfläche (46) des Profilrings (40) ist in mindestens zwei Ab­ schnitte (47, 48) gegliedert, nämlich einen Zylinderabschnitt (47) und einen dem gegenüber radial vorspringenden Flanschabschnitt (48), wobei der Umriß (49) des Flanschabschnitts (48) unrund ausgebildet ist,
die Gehäuseaufnahme (18) für den Profilring (40) weist eine Absatzflä­ che (19) auf, die gebildet ist durch den Übergang des Zylinderabschnitts (47) in den demgegenüber radial erweiterten Abschnitt (37),
der Abschnitt (37) ist komplementär zum unrunden Abschnitt (49) des Flanschabschnitts (48) des Profilrings (40) gestaltet und hält den eingesteckten Profilring (40) über dessen Flanschabschnitt (48) unver­ drehbar im Gehäuse (11)
dem Profilring (40) ist - vom äußeren Spindelende (34) aus gesehen - eine Haltebuchse (53) axial nachgeschaltet, die im Gehäuse (11) durch einen Sicherungsring (62) od. dgl. lösbar fest gelegt ist und die den montierten geteilten Profilring (40) in der abgesetzten Gehäuseauf­ nahme (18) axial abstützt,
die Haltebuchse (53) ragt bis in den Gewindeabschnitt (27) der Spindel (23) und enthält eine innere Kammer (57) für die den Spindelabschnitt (30) umschließende Abdichtung (60),
das Gehäuse (11) weist eine Stufenbohrung auf, deren lichte Weite von einer Lagerbohrung (52) im äußeren Bereich des Spindelschafts (30) über die abgesetzte Gehäuseaufnahme (18) und deren radial erwei­ terten Abschnitt (37) bis zu einem die Haltebuchse (53) positionierenden Bohrungsabschnitt (55) sich vergrößert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halte­ buchse (53) in die komplementäre zum unrunden Umriß (49) des Flansch­ abschnitts (48) ausgebildete Radialerweiterung (37) eingreift und einen Außenbund (54) im letzten Bohrungsabschnitt (55) der Stufenbohrung trägt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Umriß des Flansches (48) des Profilrings (40) ein Außensechskant (49) ist, während die Radialerweiterung (37) als Innensechskant ausgebil­ det ist.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Halbschalen (41) des Profilrings (40) im auf den Schaftabschnitt (30) der Spindel (23) montierten Zustand zwischen sich eine Abstandslücke (39) einschließen.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Lagerbohrung (52) eine Lagerhülse (50) sitzt, welche mehrere Dichtungen (59) tragende Umfangsnuten (31′) des Schaftabschnitts (30) umschließt und einen profilierten Endflansch (51) aufweist, der in ein abgesetztes angepaßtes Profil der Lagerbuchse (52) unverdrehbar eingreift.