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Stopfbüchsenloses Ventil Es sind stopfbüchsenlose Ventile mit einem
den Abschlußkörper topfartig umschließenden elastisch verformbaren Dichtungskörper
bekannt. Bei einer bekannten Ausführungsform ist der Dichtungskörper zwischen der
als Dichtung dienenden Stirnfläche und der zur Befestigung im Gehäuse dienenden
hinteren Randverstärkung als pärallel zur. Spindelachse dehnbarer Zylindermantel
ausgebildet, wobei mindestens die an die Stirnfläche und an die Randverstärkung
angrenzenden Bereiche des zylindrischen Teils des Dichtungskörpers in einer etwa
deren Dicke entsprechenden, vom Abschlußkörper und dem Gehäuse gebildeten Ringkammer
geführt sind. Der zylindrische Mittelabschnitt besitzt hierbei über seine gesamte
Länge eine gleiche Wandstärke und daher auch eine gleiche elastische Verformbarkeit,
wobei sich an -seinen Enden die als Dichtung dienende Stirnfläche und. die ,zur
Befestigung im Gehäuse dienende hintere Randverstärkung, die bei der bekannten Bauart
kegelförmig, ausgebildet -ist, unmittelbar anschließen. Bei diesen topfartigen,
elastisch verformbaren Dichtungskörpern treten gerade an den übergangsstellen vom
zylindrischen Bereich zur Stirnfläche und zur rückwärtigen Randverstärkung im Laufe
des .Betriebes frühzeitig Alterungserscheinungen auf, die die Lebensdauer erheblich
herabsetzen können. Um die Gefahr solcher Alterungserscheinungen zu verringern,
hat man bei der bekannten Bauart zwar die Randverstärkungen kegelförmig ausgebildet
und
auf diese Weise in den Bereich größerer Beanspruchungen einen
größeren Materialquerschnitt verlegt, doch hat sich gezeigt, daß sich hierdurch
die Gefahr frühzeitiger Alterung nicht hinreichend beseitigen läßt.
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Von der Erfindung wurde erkannt, da., sich bei der kegeligen Randverstärkung
des Dichtungskörpers nach der bekannten Bauart an der Übergangsstelle zwischen der
Randverstärkung und dem zylindrischen Teil die Druckkräfte von der Auflagerung her
mit den Zugkräften von der Streckung her überlagern und sich beide zusammen in eine
Dehnung der Fasern parallel zur konischen Auflagefläche und in Richtung quer zur
Umfangsrichtung auswirken. Demgegenüber beruht die Erfindung auf der Erkenntnis,
daß die Teile des -topfartigen elastischen Dichtungskörpers, die -.topfartigen Längskräfte
vom Verschlußstück her aufnehmen, und die Teile am eingespannten Rand, die sich
auf die Schulter am Gehäuse absetzen, nicht im gleichen Maße den Zugkräften unterworfen
werden dürfen, die durch die elastische Verformung beim Schließen des Ventils entstehen.
Zur Vermeidung der den bekannten Ausführungsformen anhaftenden Nachteile wird daher
erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß zwischen den an die Randverstärkung und die Stirnfläche
der Dichtung angrenzenden Bereichen des zylindrischen Teils des Dichtungskörpers
ein Teil geringerer Wandstärke oder geringeren Elastizitätsmoduls vorgesehen ist.
Auf diese Weise wird erreicht, daß die beim Schließen des Ventils erforderliche
Dehnung auf einen begrenzten zylindrischen Abschnitt des Dichtungskörpers beschränkt
bleibt, derart, daß die sich anschließenden Endabschnitte des zylindrischen Teils
des Dichtungskörpers sowie die an diese angrenzende Randverstärkung bzw. Stirnfläche
keinerlei Biege- oder Walkbeanspruchungen ausgesetzt sind, die im Zusammenwirken
mit den Zugbeanspruchungen für die bekanntermaßen frühzeitigen Alterungserscheinungen
gerade dieser Teile des Dichtungskörpers verantwortlich sind.
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Grundsätzlich ist es möglich, die größere elastische Verformbarkeit
des Dichtungskörpers in dem zylindrischen Mittelteil durch Verwendung eines Materials
höherer Elastizität zu erreichen. Vorzugsweise wird die von der Erfindung angestrebte
Wirkung jedoch dadurch -'erzielt, daß der begrenzte zylindrische Längenabschnitt
des Dichtungskörpers in der Wandstärke gegenüber den sich anschließenden zylindrischen
Endabschnitt verringert ist. Wichtig ist hierbei jedoch, daß dieser in der Wandstärke
dünnere Abschnitt in parallel zu diesem gerichtete Abschnitte größerer Wandstärke
Übergeht, an welche sich dann erst die als Dichtung dienende Stirnfläche und die
zur Befestigung im Gehäuse dienende hintere Randverstärkung anschließen. Es liegen
hierbei mithin stärkere, wenn auch nur kurze zylindrische Mantelabschnitte beiderseits
des die Dehnung aufnehmenden Abschnittes geringerer Wandstärke, :wobei die Abschnitte
größerer Wandstärke, die am Anschlußkörper sowie am Gehäuse anliegen; bei den auftretenden
Zugbeanspruchungen selbst keine oder jedenfalls keine wesentlichen Querschnittsverformungen
erleiden.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform mit halbkugelförmig ausgebildeter
Stirnfläche des Dichtungskörpers ist zwischen der Stirnfläche und der hohl ausgebildeten
und mit Rippen versehenen Vorderfläche des Abschlußkörpers in an sich bekannter
Weise eine Kugel eingeschaltet. Die Verwendung einer losen Kugel als Abschlußkörper
in Verbindung mit einem elastischen Dichtungskörper gemäß der Erfindung hat den
besonderen Vorteil, daß sie den von dieser bei der Abwärtsbewegung der Spindel mitgenommenen
Teil des elastischen Dichtungskörpers auch vor Querbeanspruchungen schont, während
andererseits die sich auch nach den Seiten auswirkende elastische Bettung der Kugel
einen betriebssicheren Abschluß selbst dann gewährleistet, wenn nach längerem Einsatz
bereits ein Verschleiß an der Sitzfläche eingetreten sein sollte. Bei der bekannten
Ausführungsform mit lose gelagertem, kugelförmigem Abschlußkörper tritt die vorerwähnte
Wirkung deshalb nicht oder jedenfalls nicht in dem gleichen Umfang ein, weil die
Kugel hierbei innerhalb des Spindelraums eng geführt sein muß und daher auch in
Schließstellung der Kugel ein Ausgleich bei Verschleiß der Sitzflächen durch Verlagerung
der Kugel nicht in dem erforderlichen Maße erfolgen kann.
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In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise an
einem Eckventil dargestellt. Es zeigt Fi.g. i einen Längsschnitt durch ein Eckventil,
Fig. 2 einen Querschnitt nach Linie II-II der Fig. i.
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Auf dem unteren, als Abschlußkörper i dienenden Teil der Spindel .2
ist ein aus einem elastischen Werkstoff hergestellter topfartiger Dichtungsmantel
3 angeordnet, dessen Stirnfläche q. die auf den Ventilsitz 5 anpheßbare Dichtungsfläche
bildet, während der rückwärtige, wulstartig ausgebildete Ansatz 6 in dem Ventilgehäuse
7 mittels der Mutter 8 eingespannt wird. Dieser topfartige Körper übernimmt damit
gleichzeitig die Dichtung der Spindel nach außen hin. Das Kopfende des Abschlußkörpers
i ist hohl ausgebildet und besitzt Rippen 9; gegen welche sich eine Kugel io abstützt,
die andererseits gegen eine entsprechend bogenförmig ausgebildete Stirnwand des
Körpers 3 anliegt. Die Spindeldrehungen .werden daher nicht auf die Stirnfläche
des Körpers 3 übertragen. Der im Bereich .x liegende zylindrische Mantelteil des
topfartigen Körpers 3 ist im Querschnitt bzw. in der Dicke etwas geringer gehalten
als die anschließenden Teile.
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Der Abschlußkörper i und die Kugel io legen sich eng an die Innenseite
des topfartigen Dichtungskörpers an. Die Gehäusebohrung i i ist so groß bemessen,
daß nur eine Ringkammer geringer Breite entsteht, in welcher sich der Dichtungskörper
3 mit geringem Spiel führt. Der Dichtungskörper 3 wird so bemessen, daß in der geöffneten
Stellung des Ventils keine Faltung des zylindrischen
Teils eintritt,
sondern noch eine geringe Spannung verbleibt.
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Das Ventil kann auch in anderer Weise als in der Zeichnung dargestellt
ausgebildet sein, da sich die Erfindung lediglich auf die besondere Ausbildung und
Anordnung des topfartigen Dichtungskörpers bezieht und die erfindungsgemäß angestrebte
Wirkung insoweit von der Ausgestaltung bzw. Formgebung des Ventilkörpers unabhängig
ist.