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Keil- oder Parallelschieber mit innerer Entlastungseinrichtung Die
Erfindung bezieht sich auf Absperrschieber, deren Absperrorgane zur leichten Betätigung
Druckausgleichkanäle besitzen, welche mittels durch die Schieberspindel zu betätigende
sog. Entlastungsplatten verschließbar sind. Diese Entlastungseinrichtung ist im
wesentlichen bisher in zwei Ausführungsformen bekanntgeworden.
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Bei der einen bekannten Ausführungsart sind die Entlastungsplatten
lose verschiebbar angeordnet und werden lediglich durch den Druck des Leitungsmittels
auf ihre Sitze gepreßt, was zur Folge hat, daß immer nur eine Platte abdichtet,
und zwar diejenige, welche den Entlastungskanal der Austrittseite. absperrt, während
die andere Platte frei beweglich ist und keinerlei Absperrungswirkung hat.
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Bei der anderen bekannten Ausführungsart werden die Entlastungsplatten
entweder unmittelbar durch eine zwischen den Platten angeordnete Druckfeder oder
durch die unmittelbare Einwirkung der Schieberspindel angedrückt. Bei der ersteren
Form ist nur ein geringer Anpreßdruck der Platten auf ihre Sitze gewährleistet,
da die Druckfeder wegen Raummangel nur verhältnismäßig schwach bemessen werden kann
und demgemäß zur Abdichtung der Platten keinen wesentlichen Druck auf dieselben
auszuüben vermag. Die Abdichtung wird auch hier vornehmlich durch den Druck des
Leitungsmittels auf die Platte an der Abflußseite erreicht und zeigt damit bezüglich
der Wirksamkeit der Absperrungsmaßnahmen den gleichen Nachteil wie die erstgenannte
Ausführung. Die Abdichtung ist nämlich nicht mit Sicherheit, insbesondere bei verhältnismäßig
geringer Belastung der Entlastungsplatte, gewährleistet. Die Schieberausführung
mit durch die Spindel angedrückten Entlastungsplatten vermeidet zwar den Nachteil
der vorgenannten Ausführung, hat aber den Mangel, daß die mit der Schieberspindel
ausübbaren Kräfte, entsprechend der
Aufgabe der Schieberspindel,
auch das Hauptabsperrorgan zu betätigen, weit größer sind als es zur Andrückung
der Entlastungsplatten notwendig ist. Abgesehen davon, daß dies eine außerordentlich
starke Bemessung der einzelnen Teile der Entlastungseinrichtung erfordert, unterliegen
hierbei die Dichtflächen der Entlastungsplatten einem unzulässig hohen Flächendruck.
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Die Erfindung vermeidet alle diese Nachteile bei Keil- oder Parallelschiebern
dadurch, daß die Entlastungsplatten in der Schlußstellung durch ein unter der (bei
Offenstellung aufgehobenen) Druckwirkung einer Feder stehendes und die Federkraft
verstärkendes Kraftübertragungsmittel auf ihre Sitze gepreßt werden.
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Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des Erfindungsgedankens
besteht darin, daß zwischen den Entlastungsplatten ein mit entsprechenden Schrägflächen
an denselben zusammenwirkender Spreizkörper vörgesehen ist, welcher die von einer
bei geschlossenem Schieber gegen ein lose zwischen den Abschlußplatten angeordnetes
Druckstück sich abstützenden Feder ausgehende Druckkraft unter Spreizwirkung gleichzeitig
auf beide Entlastungsplatten überträgt, wobei zweckmäßig, aber nicht unbedingt notwendig,
eine zweite Feder von geringerer Druckkraft in Lösungsrichtung auf den Spreizkörper
wirkt. Hierbei ist das zwischen den Platten angeordnete Druckstück in spindelaxialer
Richturig mit einem: gewissen Spiel gelagert, welches beim Schließen eine zur Spannung
der Feder dienende Verschiebbärkeit des Druckstückes gegenüber den Abschlußplatten
beim Aufsetzen auf einen firn Gehäuse vorgesehenen Festpunkt ermöglicht.
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Auch können die Entlastungsplatten klappenartig an den Abschlußplatten
gelagert sein und durch einen unter der Druckwirkung einer Feder stehenden Abdruckkörper,
welcher mit der Spindelmutter verschiebbar gekuppelt ist, auf ihre Sitze angedrückt
werden.
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Um den Hub der Entlastungsplatten bzw. der Spindelmutter relativ zu
den Abschlußplatten möglichst klein halten zu können, besitzen die Entlastungskanäle
einen quadratischen oder solchen Durchflußqucrschnitt, dessen Ausdehnungsmaß in
spindelaxialer Richtung kleiner ist als in allen übrigen Richtungen.
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Diese Einrichtung hat den Vorteil, daß die Entlastungsplatten mechanisch
auf ihre Sitze gepreßt werden, wobei die Größe der Druckkräfte unabhängig vom Antriebsorgan
sind. Die die Druckkräfte ausübende Feder und die Gestaltung der mit dem Spreizkörper
zusammenwirkenden Schrägflächen der Entlastungsplatten gestattet eine beliebige,
den Betriebsverhältnissen entsprechende Bemessung der Druckkräfte.
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Ein besonderer Vorzug der Erfindung besteht darin, daß die Entlastungsplatten
während der Öffnungsbewegung von dem Anpressungsdruck der mechanischen Andruckmittel
befreit sind, da die Kraftwirkung der die Anpressung der Entlastungsplatten bewirkenden
Druckfeder in der Offenstellung aufgehoben ist: Die Zeichnungen veranschaulichen
zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes, und zwar zeigen Abb. i einen
senkrechten Schnitt durch das Gehäuse und die Abschlußplatten eines finit einer
Entlastungseinrichtung ausgerüsteten Parallelschiebers, Abb: 2 einen senkrechten
Schnitt durch das Gehäuse und die Absperrplatten eines mit klappenartig aufgehängten
Entlastungsplatten versehenen Parallelschiebers bei geschlossenen Entlastungskanälen,
Abb. 3 einen senkrechten Schnitt durch Gehäuse und Platten eines Schiebers nach
Abb. 2 bei geöffnetem Entlastungskanälen.
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In dem Gehäuse i (Abb: i) sperren die Abschlußplatten 2, 3 den Durchfluß
des Leitungsmittels ab. Zur Erzielung eines Druckausgleiches auf beiden Seiten der
Absperreinrichtung sind in den Platten 2, 3 sog. Entlastungskanäle 4., 5 angeordnet,
welche durch die Entlastungsplatten 6, 7 verschließbar sind. Die Entlastungsplatten
6; 7 sind in axialer Richtung der Entlastungskanäle an sich beweglich vorgesehen
und durch die die Abschlußplatten 2, 3 betätigende Spindclmutter 8 auf und ab bewegbar.
Die Entlastungsplatten 6, 7 sind mit Schrägflächen 9; io versehen, welche mit einem
Spreizkörper i i zusammenwirken. Das Andrücken der Entlastungsplatten besorgt .der
Spreizkörper ii unter der Einwirkung einer Druckfeder 12, die sich gegen ein Druckstück
13 abstützt: Das Druckstück 13 ist lose zwischen den Abschlußplatten 2; 3 in spindelaxialer
Richtung mit einem gewissen Spiel gelagert, welches zur Spannung der in Offenstellung
entspannten Feder i2 dient. Beim Öffnen des Absperrschiebers nehmen die Nocken 14,
15 der Abschlußplatten22, 3 das Druckstück 13 mit. Um die Lösung des Spreizkörpers
i i von den Entlastungsplatten 6, 7 während der Öffnungsbewegung zu unterstützen,
ist zwischen dem Spreizkörper i i und der Spindelmutter 8 eine zweite Druckfeder
16 angeordnet, deren Kraft-Wirkung den Spreizkörper ii von den Schrägflächen 9,
io der Entlastungsplatten 6, 7 abdrückt.
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Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: Bevor die Spindel
17 mittels der Spindelmutter 8, welche für die Öffnungsbewegung
einen
gewissen Freilauf gegenüber den Abschlußplatten 2, 3 aufweist, die Abschlußplatten
anhebt, bewegen sibh die von dem unteren Teil der Spindelmutter 8 umfaßten Entlastungsplatten
6, 7 an ihren Sitzflächen entlang nach oben, wobei sich die Druckfeder 12 entspannt
und damit die Druckkräfte -auf die Entlastungsplatten nachlassen. In dem gleichen
Maße wie sich die Druckfeder 12 entspannt, kommt die Kraftwirkung der schwächeren
Druckfeder 16 auf den Spreizkörper i i zur Geltung und löst diesen von den Schrägflächen
g, io der Entlastungsplatten 6, 7 ab, so daß nunmehr die letzteren, von mechanischen
Druckkräften gänzlich entlastet, bis zur völligen Offenstellung angehoben werden,
welche dann erreicht ist, wenn die Vorsprünge 18, i9 der Spindelmutter 8 an die
Anhebearme 2o, 21 der Abschlußplatten 2, 3 anschlagen. Durch die geöffneten Entlastungskanäle
q., 5 strömt nunmehr das Leitungsmittel von der Zuflußseite nach der Abflußseite
des Gehäuses und führt dadurch einen Druckausgleich auf beiden Seiten der Absperreinrichtung
herbei, so daß bei der weiteren Betätigung der Spindel 17 dieAbschlußplatten 2,
3 vom Druck des Leitungsmittels völlig entlastet sind.
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Beim Schließvorgang bewegen sich, sofern die Abschlußplatten senkrecht
hängen und nur geringe Reibungswiderstände an denselben auftreten, zunächst die
Abschlußplatten 2, 3 infolge ihres nach unten ziehenden Gewichtes in Schließrichtung
nach abwärts, bis ihre Bewegung durch Auftreffen auf Anschläge in der Schließstellung
beendet ist. Hierauf bewegt sich die Spindelmutter 8 unter Ablösung der Vorsprünge
18, i9 von den Armen 2o, 21. der Abschlußplatten 2, 3 weiter nach abwärts, wobei
sie die Entlastungsplatten 6, 7 mitnimmt. Bei dieser Bewegung wird der Spreizkörper
i i durch die Druckfeder 16 so lange von den Andruckflächen g, io der Entlastungsplatten
6, 7 ferngehalten, bis in der Nähe der Schlußstellung der Entlastungsplatten 6,
7 der Anschlag 22 im Gehäuse i die weitere Abwärtsbewegung des Druckstückes 13 zum
Stillstand bringt, während sich die Spindelmutter 8 und die Entlastungsplatten 6,
7 immer noch weiterbewegen, wobei sich die Federn 12, 16 zusammendrücken: Gleichzeitig
gleiten die Schrägflächen g, io der Entlastungsplatten 6, 7 auf die Schrägflächen
des Spreizkörpers ii auf, wobei die Entlastungsplatten 6, 7 in axialer Richtung
auseinandergespreizt und auf ihre Sitze in den Abschlußplatten 2, 3 angedrückt werden
und die Entlastungskanäle q., 5 absperren. Da nunmehr die Unterkanten der Vorsprünge
18, i9 der Spindelmutter 8 ebenfalls auf die Abschlußplatten 2, 3 auftreffen, werden
diese unter den durch die Spindel 17 ausgeübten Druckkräften in ihre endgültige
Schließlage gebracht bzw. an ihre Sitze angepreßt. Treten aber beim Schließen größere
Bewegungswiderstände an den Abschlußplatten auf, so bringt die Spindelmutter erst
die Entlastungsplatten 6, 7 und dann die Abschlußplatten 2, 3 in Schließlage, wobei
das Anpressen der Entlastungsplatten jedoch erst bei Auftreffen des Druckstückes
13 auf den Anschlag 22, kurz vor dem Ende der Schließbewegung der Abschlußplatten,
erfolgt.
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Bei der Ausführung nach den Abb. 2 und 3 sind die Entlastungsplatten
23, 24 an den Drehpunkten 25, 26 der Abschlußplatten 2, 3 ,klappenartig schwenkbar
gelagert und durch den unter der Druckwirkung einer Druckfeder 12 stehenden Spreizkörper
i i auf ihre Sitze gepreßt. Der Spreizkörper i i greift mit einem Zapfen 27 in einen
Freilaufschlitz 28 einer unteren Verlängerung der Spindelmutter B. Diese ist in
spindelaxialer Richtung mit einer gewissen Verschiebbarkeit gegenüber den Abschlußplatten
2, 3 in diesen gelagert, zum Zweck, die Entlastungsplatten 23, 24. anzulüften, während
die Abschlußplatten 2, 3 noch auf ihre Sitze angedrückt sind. Beim Öffnen des Schiebers
bewegt sich zunächst die Spindelmutter 8 nach oben, ohne vorerst die Abschlußplatten
2, 3 mitzunehmen, wobei sie nach einem gewissen Freilauf mit ihrer unteren Verlängerung
den Zapfen 27 erfaßt und damit den Spreizkörper i i anhebt. Nachdem hierdurch die
Entlastungsplatten 23, 24 zum Öffnen freigegeben sind, erfolgt durch Anheben der
Hebel 2g, 30 mittels der unteren Verlängerung der Spindelmutter 8 bzw. dem
Spreizkörper i i das Anlüften der Entlastungsplatten 23, 2q., worauf das Leitungsmittel
durch die Entlastungskanäle q., 5 auf die Abflußseite des Absperrorganes übertreten
kann und dadurch einen Druckausgleich auf beiden Seiten der Absperreinrichtung herbeiführt.
Hierauf hebt die Spindelmutter 8 bei der weiteren Betätigung mit ihren Vorsprüngen
18, i9 die Abschlußplatten 2, 3 an, wozu es infolge des Druckausgleiches auf beiden
Seiten der Absperreinrichtung nur eines geringen Kraftaufwandes bedarf.
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Der Schließvorgang erfolgt je nach den auftretenden Reibungswiderständen
an den Abschlußplatten in gleicher oder umgekehrter Reihenfolge. Bleibt der Druckausgleich
bestehen und sind die Abschlußplatten 2, 3 senkrecht hängend angeordnet, so bewegen
sich dieselben, da sie nicht belastet sind, infolge ihrer Gewichtswirkung sofort
beim Abwärtsbewegen der Spindelmutter 8 ebenfalls abwärts, bis sie auf Festpunkte
am Gehäuse auf- ; stoßen. Danach erst gestattet das in spindelaxialer Richtung zwischen
Spindelmutter 8
und Abschlußplatten 2, 3 vorhandene Spiel die Schließbewegung
der Entlastungsplatten 23, 24 durch die Abwärtsbewegung der Spindelmutter 8 bei
feststehenden Abschlußplatten 2, 3, wobei die untere Verlängerung der Spindelmutter
8 die Hebel 29, 3o der Entlastungsplatten ä3, 24 zum Schließen freigibt und der
Spreizkörper i r unter der Druckwirkung der Feder 12 die Entlastungsplatten 23;
2¢ spreizend auf ihre Sitze in den Abschlußplatten 2, 3 andrückt und diese die Entlastungskanäle
absperren. Da hierbei die Spindelmutter 8 mit ihrer Unterkante an der unteren Hubbegrenzung
der Abschlußplatten 2, 3 angekommen ist, erfolgt nunmehr das Festpressen der Abschlußplatten
auf ihre Sitze. Diese Ausführungsart hat den Vorteil, daß sie bei gleichem Hub der
Spindelmutter einen wesentlich größeren Querschnitt der Entlastungskanäle als die
Ausführung nach Abb. i ermöglicht: Bei den vorbeschriebenen Ausführungen können
die Mittel zum Anpressen der Abschlußplatten 2, 3 auf ihre Sitze beliebige sein.
Es ist auch nicht notwendig, daß die Abschlüßplatten 2, 3 auf ihre Sitze anpreßbar
sind, sie können auch ebensogut als sog. selbstdichtende Abschlußplatten in rohraxialer
Richtung an sich frei beweglich angeordnet sein. Auch kann die Einrichtung gemäß
der Erfindung sowohl abbildungsgemäß bei Zweiplattenschiehern als auch bei Schiebern
mit miteinander verbundenen Absperrplatten, wie Absperrkeilen, angewendet werden.
Alle erfindungsgemäßen Anordnungen haben den besonderen Vorzug, daß die Entlastungsplatten
unabhängig von den Betätigungskräften an der Schieberspindel; je nach der Ausbildung
des Spreizkörpers, mit beliebig großen Kräften, abdichtend auf ihre Sitze gepreßt
werden können, beim Anlüften aber von diesen befreit sind.
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Die Anordnung der den Spreizkörper ii von den Entlastungsplatten 6,
7 lösenden Druckfeder 16 (Abb. i) ist nicht unbedingt notwendig. Andererseits kann
an ihrer Stelle eine elastische, den Spreizkörper i i mit dem Druckstück 13 verbindende
Kupplung oder eine sonstige den Hub des Spreizkörpers i i begrenzende Vorrichtung
vorgesehen werden, welche beim Anheben der Entlastungsplatten 6, 7 die Ablösung
des Spreizkörpers von den letzteren bewirkt. Ebenso ist es ohne weiteres möglich,
die Druckfeder 12 gegen einen Festpunkt der Abschlußplatten 2, 3 und nicht gegen
einen Anschlag 22 am Gehäuse abzustÜtzen. Auch ist es nicht in jedem Fall -rforderlich,
daß die auf das Kraftübertra-;ungsmittel gerichtete, die Anpressung der Entlastungsplatten
bewirkende Federkraft in Offenstellung aufgehoben ist, denn es ist ohne weiteres
möglich, bei entsprechender Ausbildung des Kraftübertragungsmittels die Entlastungsplatten
auch bei nicht aufgehobenem Federdruck anzuheben. Eine solche Ausführung hat den
Vorzug, daß die dauernd auf die. Entlastungsplatten wirkendeFederkraft durch eine
entsprechende Gestaltung des Kraftübertragungsmittels, etwa eines Kniehebels, beliebig
groß vorgesehen werden kann. Wesentlich bei allen Ausführungen ist, daß die Entlastungsplatten
in der Schlußstellung durch ein von den Antriebskräften der den Hauptabsperrkörper
betätigenden Spindel unabhängiges Kraftmittel, dessen Wirkung bei angelüfteten Entlastungsplatten
zweckmäßigerweise, aber nicht absolut notwendig, aufgehoben ist, unter Zwischenschaltung
von Kraftübertragungsmitteln, wie Spreizkörper, Kniehebel oder einfache Hebel, auf
ihre Sitze gepreßt werden.