JP2002538385A - 栓装置 - Google Patents

栓装置

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Abstract

(57)【要約】 ケーシング2と、このケーシングの内部にある、特に円錐形のプラグとして構成された回転体4と、回転体4を浮動式に支承して封止するためにケーシング2の内部に配置されたブッシュ18とを有する栓装置。ケーシング2と結合された蓋14が設けられており、回転体4と連結されたシャフト12は蓋を貫通して外部に案内されている。シール部材30、44が、前記シャフト12に付けられている。本発明の目的は、ブッシュ18および/またはシール部材30、44および/または蓋14が、浮動式に支承された回転体4の軸10に対してセンタリングされ、かつ横方向力を受けないように組立可能、かつ/または配置されるように栓装置を構成することである。この目的のため、シャフト12が回転体4と一体的に構成されており、蓋14は回転体4の回転軸10に対してセンタリング可能であるとともにケーシング2と摩擦接合的に直接結合されており、蓋14は、シール部材30、44に付けられ、シャフト12に対して半径方向にアライメント可能なセンタリング体34を含んでいる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 本発明は、請求項1のプリアンブルに記載の構成要件に基づく、特に円錐形の
プラグとして構成された、浮動式に支承されている回転体を備える栓装置に関す
る。
【0002】 欧州特許第EP0353521B1号より、二方コックとして構成されたこの
ような種類の栓装置が知られており、そのケーシングの内部には、円錐形のプラ
グとして構成された回転体が浮動式にブッシュに支承されている。特にPTFE
でできている、ケーシングに押し込められたブッシュは、プラグの着座部として
の役目をするものであり、ケーシングとプラグの金属接触を防止し、それによっ
てプラグが固着するのを防止する。プラグないし一般に回転体は貫通孔を含んで
いて、貫通孔のプラグ軸を中心とするプラグの現在の回転位置に応じて、少なく
とも部分的に開いたり遮断したりできるようになっている。内部の密封および回
転体の支承は、特にPTFEブッシュとして構成されている、比較的柔軟なブッ
シュによって達成される。ブッシュによってケーシング内部寸法の公差を補正で
きるので、浮動式に支承されたこのような種類の回転体またはプラグでは、回転
軸またはプラグ軸がケーシング軸と一致しないのが通例である。回転体を回すた
め、ケーシングと結合された蓋の内部で回転可能に軸受に配置されている別個の
シャフトが、回転体と連結されている。シャフトと回転体という2つの部品で実
施されていることにより、構造および/または製造に起因する軸のずれを補正す
ることができる。しかしながら、そのために少なからぬ追加的な製造コストと組
立コストが生じてしまう。ケーシング内におけるプラグの軸方向の位置は、蓋に
よって固定され、さらに、必要な封止力が、たとえば金属膜や成形膜といった二
次的なシール部材に伝達される。蓋は、同じく浮動式にシール部材の上に載って
いて、ケーシングの内部でセンタリングされており、このときシール部材は力の
伝達経路に位置している。シール部材は事実上完全に蓋に当接しており、シャフ
トに対するシール部材の半径方向の方向づけは、蓋の位置によって設定される。
特に、ブッシュが比較的柔軟な材料でできていることや、製造公差があることに
よって、ケーシングとプラグと蓋の軸は、それぞれ一致しないものと考えざるを
得ない。
【0003】 このような種類の二方コックまたは栓装置は、プラグまたは回転体を回すため
にしばしば駆動装置を装備しており、この駆動装置は、通常はコンソールによっ
て前記蓋に取り付けられ、特にセンタリングカラーで蓋に対してセンタリングさ
れる。回転体および蓋および/またはコンソールおよび/または駆動装置の軸の
ずれのために、横方向力が生じる場合があり、こうした横方向力は回転体に作用
して、漏れや、柔軟なシール部ないしブッシュおよび/または二次的なシール部
材の早期の磨耗につながってしまう。しかも、蓋と二次的なシール部材とケーシ
ングとの形状接合的かつ摩擦接合的な結合のために、伝達されるべき駆動力が、
二次的なシール部材の封止力に対してマイナスに作用したり、さらには封止力が
少なくとも部分的に失われてしまい、許容されない外部への漏れが結果的に生じ
るという可能性を否定できない。
【0004】 さらに、ドイツ特許公開公報第2250168号より、蛇口として構成された
栓装置が知られており、その回転体は、ケーシングのプラスチックブッシュの中
で回転可能に配置されている。このプラスチックブッシュは、回転体の着座部と
しての役目をするとともに、回転体を密閉する役目も果たしている。回転体は、
ケーシング蓋を貫通するシャフトと一体的に構成されている。ケーシング蓋は、
平坦な環状面によって、ケーシングのフランジと直接結合されている。蓋とシャ
フトの間には二次的なシール部材がない。特にシャフトを介して、このシャフト
と一体的に結合された回転体に直接作用する横方向力は、プラスチックブッシュ
の迅速な磨耗につながる可能性があり、その結果、特に二次的なシール部材がシ
ャフトに付けられていないために、許容されない外部への漏れが生じてしまう。
【0005】 以上を前提とする本発明の課題は、前述した欠点を簡単な構造で回避すること
である。さまざまな二次的部品、たとえば特にブッシュ、二次的なシール部材、
蓋、および駆動装置などは、これらが浮動式に支承された回転体の軸に対してセ
ンタリングされ、かつ横方向力を受けないように組立可能および/または配置さ
れるように、機能が保証された形で配置されるのが望ましい。さらに密閉性能や
、ブッシュおよび/または二次的なシール部材の耐用寿命に対する、駆動装置の
好ましくない力によるマイナスの影響が確実に防止されるのが望ましい。
【0006】 この課題の解決は、請求項1の構成要件に基づいて行われる。
【0007】 本発明による栓装置は、簡単であるにもかかわらず機能性の高い構成で、回転
体に対する横方向力を回避しながら、浮動式に支承された回転体の軸に対する、
さまざまな二次的部品の完全にセンタリングされた配置、すなわち同軸の配置を
保証する。特に円錐形のプラグとして構成される回転体は、シャフトと一体的に
構成されるので、プラグ軸に対する蓋のセンタリングが確実に保証され、しかも
ケーシング軸に対してプラグ軸がどのように位置しているかに左右されない。そ
れによってさらに、プラグ軸に対する駆動装置のセンタリングが自動的に保証さ
れ、最終的には、好ましくない横方向力の回避が保証される。決定的に重要なの
は、蓋とケーシングとのもっぱら摩擦接合的な結合によって設定された力の伝達
経路に位置しないシール部材が、実質的に独立していることである。蓋は、シャ
フトに対してアライメント可能な、二次的なシール部材に付けられるセンタリン
グ体を含んでいる。したがってこの栓装置を組み立てるとき、シャフトに当接し
ているシール部材のセンタリングが保証されるので、前記シール部材の点的な磨
耗および/または円周上での不均等な磨耗が防止され、長い耐用寿命を得るため
の機能的に確実な封止が保証される。センタリング体は、好ましくは蓋の切欠き
に配置され、このとき、弾性的な部材によって、および/または特にOリングの
形態をとるさらに別のシールリングによって、蓋にある前記切欠きの内部でのセ
ンタリング体の半径方向の支持が保証される。センタリング体と蓋の間、有利に
はセンタリング体と蓋の円筒状の内壁の間には、環状隙間が存在しているので、
蓋にセンタリング体が直接当接することは意図されていない。むしろ環状隙間は
、上述した弾性的な部材によって、および/またはシールリングによって橋渡し
され、このときセンタリング体は蓋の中で間接的に支えられている。本発明で意
図されるセンタリング体は支持面を含んでいて、少なくとも半径方向で、二次的
なシール部材の支持が保証されるようになっている。センタリング体は、好まし
くはリングとして構成され、さらには回転体に対する押圧リングとしての役目も
するので、それによって回転体は、軸方向へ事前設定可能な軸方向の初期応力で
、ケーシングのブッシュに押しつけられる。つまり、同時に押圧リングとして構
成されるとともに、センタリング体としても作用するこのリングは、最小限の材
料コストと所要スペースで、一方では、浮動式に支承された回転体をブッシュの
中に軸方向に押し込むとともに、他方では、二次的なシール部材のセンタリング
を保証するという、二重の機能を有している。
【0008】 本発明による栓装置は、そのケーシングを通って流動媒体が流れることができ
、特にプラグまたは球として構成された回転体を備える特に二方コック、多経路
コック、制御コックとして構成されていてよく、もしくはケーシングの内部で浮
動式に支承されたフラップ円板として回転体が構成されている、調節フラップま
たは制御フラップとして構成されていてよい。回転体によって流動媒体の流れに
影響を与えることが可能であり、特に遮断可能、絞り可能、もしくは制御可能で
ある。蓋の内部におけるシャフトの特別な支承部は不要であり、製造コストと組
立コストが低減される。蓋とケーシングの間に設定される結合は、好ましくはシ
ール部品すべてが力の伝達経路に位置せず、組立のために、蓋および特にシール
部品の半径方向の自由な運動性と、回転体に関するアライメントとが可能なよう
になっており、このとき好都合には、蓋が、ケーシングに属する載置面の上に金
属的に載置される。すべてのシール部品、特に一次シール部と二次シール部は、
力の伝達経路に位置せず、駆動力はこれらに対して影響を及ぼさない。蓋のセン
タリングは、好都合には、蓋の穴に挿通されたシャフトによって組立中に行われ
、特に、組立スリーブを利用することによって、あるいは、好ましくは蓋に設け
られたセンタリング環によって行われるので、シャフト軸が回転体の回転軸ない
しプラグ軸と一致することになる。ケーシングと堅固に結合された蓋を介して、
力の伝達が行われる。
【0009】 蓋とケーシングは、いずれも環状カラー、センタリングフランジ、溝等のよう
な、相互に対応するセンタリング部材を含んでいない。蓋は、ケーシングの載置
領域ないし対応する載置面に平坦に構成されているので、遮断機構の回転軸が、
ケーシング軸と正確に一直線上に並んでいない場合でさえ、回転軸またはプラグ
軸に対するセンタリングのアライメントが容易に実施可能であり、このとき前記
ケーシング軸は、遮断機構のためにケーシングに設けられる受容穴の幾何学形状
によって規定される。遮断機構は、ケーシングの材料に比べて柔軟な材料ででき
た前記ブッシュに支承されており、設計上および製造上の理由から、前記ケーシ
ング軸と完全に一致しなければならない必要性のない回転軸またはプラグ軸を形
成する。好都合にはプラグシャフトによって二次部品のセンタリングが行われ、
特に蓋と二次シール部、デルタリング、成形膜と鋼材膜、プラグシャフトに付け
られるスタッフィングボックス部品などのセンタリングが行われる。蓋、および
同じく前述の成形膜と鋼材膜は、シャフト軸が正確に同軸すなわち同一である、
回転軸またはプラグ軸と同軸のアライメントをするために、半径方向でケーシン
グに属する載置面の上でスライドさせることができると好都合であり、このとき
各シール部品が、力の伝達経路に位置していないと好都合である。
【0010】 本発明の特定の実施形態や発展例については、従属請求項および以下の説明に
記載されている。
【0011】 次に、図面に描かれた特定の実施形態を参照しながら、本発明について詳しく
説明するが、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。
【0012】 図1は、貫通孔6を含んでいて円錐形のプラグとして構成された回転体4を備
える、二方コックとして構成された栓装置のケーシング2を部分的に示している
。回転体4が図示した回転位置にいるとき、流動媒体は貫通孔6とケーシング2
の内部空間8とを通って流れることができる。ここではっきりと断っておくと、
本発明による栓装置は、プラグや回転体の代わりに、球状の回転体、絞り体、あ
るいはフラップ円板などを含んでいてもよく、利用分野に応じて二方コック、多
経路コック、制御コック、もしくはボール弁、あるいはフラップ等として構成さ
れていてよい。以下においては、あくまでも便宜的に回転体4のことを遮断機構
あるいはプラグと呼ぶことがある。さて、逆に、遮断機構4がその回転軸10を
中心として90°回転すると、流動媒体の流れはせき止められる。蓋14を通っ
てケーシング2から引き出されているシャフト12は、この遮断機構4と一体的
に結合されている。シャフト軸は、回転軸またはコック軸10と同一である。遮
断機構4のために設けられたケーシング切欠き16の中には、回転可能な遮断機
構を支承して封止するためのブッシュ18が配置されている。ブッシュ18は、
有利には金属でできているケーシング2に比べて柔軟であり、および/または遮
断機構4の浮動式の支承を保証する、特にPTFEまたはこれに匹敵する材料で
できている。好都合には同じく金属でできている遮断機構とケーシング2との金
属接触は、前記ブッシュ18によって回避されている。ここで断っておくと、遮
断機構4ないしプラグの回転軸10は、特に製造公差があるので、必ずしもケー
シング開口部の軸と一直線上になくてもよい。後で詳しく説明する蓋14および
その他の二次部品の配置や構成と、遮断機構4およびシャフト12の一体的な構
成との組み合わせに基づいて、好ましくない横方向力が回避される。
【0013】 ケーシング2は、蓋14に属する載置面20を含んでおり、この載置面に、蓋
14の平坦な環状面22が摩擦接合的に直接載っている。さらにこのとき、特に
組立時に、蓋は、半径方向へケーシング2に対して自由に可動であり、遮断機構
4の回転軸10と同軸にアライメントすることができる。次いで図2に示す蓋ネ
ジ24によって、ケーシング2の載置面20の上に金属的に直接載っている蓋1
4とケーシング2との、もっぱら摩擦接合的な堅固な結合が行われる。蓋14と
ケーシング2とを相互にアライメントまたはセンタリングするために、環状肩部
、センタリングブッシュ等を、ケーシング2にも蓋14にも設けなくてよいとい
う利点がある。
【0014】 さらにケーシング2と蓋14の間には、好ましくはケーシング2の環状溝28
の中で、半径方向外側に向かって載置面20に隣接するように配置される、蓋シ
ール部26が設けられている。遮断機構4およびシャフト12を封止するため、
さらに、好ましくは同じくPTFEからなる成形膜として構成された第1の二次
的なシール部材30が設けられている。さらに、蓋14と成形膜30の間に介在
する鋼材膜31も設けられている。部分的にシャフト12の特に円筒状の外面に
リップ部で当接するこの成形膜30は、半径方向でシャフト12に対してアライ
メント可能であると好都合である。このことは特に、蓋の組付け時に行われ、そ
の後で前述の蓋ネジ24をしっかり締める。成形膜30および特に鋼材膜31を
シャフト12に対して、およびそれに伴ってシャフトと一体的に結合された遮断
機構4に対して、半径方向のアライメントをすることができるので、遮断機構4
に対する軸のずれや、通常であればその結果として生じる横方向力が有利に回避
され、格別に好都合にその不利な結果も回避される。成形膜30は半径方向内側
で、シャフト12と同軸なリップ部の領域において、図示した例では遮断機構4
の上側の環状カラーに支持されている三角リングまたはデルタリング32によっ
て支持されている。
【0015】 さらに蓋14の内部には、環状スペースとして構成された切欠き33の中に、
リング34として構成されたセンタリング体が設けられており、このセンタリン
グ体はこの図面では成形膜30の内側部分の上に載っている。環状スペース33
の内壁とセンタリング体34との間には、環状隙間35がある。センタリング体
34は好ましくは環状に構成され、同時に押圧リングとしての役目も果たす。図
面の上側にあたる他方の側には、センタリング体および押圧リング34に少なく
とも1つの調整部材36が、特にネジの形態で付いており、この調整部材は、蓋
14に固定されていて外部から操作可能である。円周上に分散された複数の同種
の調整部材36またはネジが設けられていると好都合であり、それによって、押
圧リング34を介して遮断機構4の軸方向の再調整が必要に応じて可能となる。
センタリング体および/または押圧リング34は、環状隙間35に配置されたシ
ールリング37を介して、蓋14の好ましくは円筒状をした内壁に半径方向で弾
性的に支持されている。半径方向外側に位置する縁部が、ケーシング2と蓋14
の間に挟み込まれているシール部材30は、外部に対するケーシング切欠き16
の二次的な封止をする役目を果たし、このとき、半径方向内側に位置する鉤状に
構成されたシールリップがシャフト12に当接している。半径方向外側に位置し
ている挟持部を除いて、二次的なシール部材30は蓋14に直接支持されるので
はなく、少なくとも半径方向でセンタリング体および/または押圧リング34に
支持されている。図からわかるように、センタリング体は、鉤状のシールリップ
に対応するように長軸10に対して傾斜した支持面39を有しており、この支持
面は、特に半径方向に作用するシール部材30の支持を保証している。蓋14の
中でセンタリング体34を介してシール部材30がこのように構成された間接的
な半径方向の支持部を備えているので、シール部材30、特にそのシャフト12
に当接するシールリップの、長軸10に対して同軸のアライメントが保証される
【0016】 蓋14は、さらにそのケーシング2と反対を向いている側に、センタリングカ
ラー38と、ここには図示しない駆動装置のコンソールのための載置面40とを
有しており、この駆動装置は、特に平坦で軸に平行な少なくとも1つの係合面4
2を介してシャフト12と連結されている。
【0017】 図3と図4は、スタッフィングボックスとして構成された第2の二次シール部
44を備える、二方コックの実施形態を示している。シャフト12に付けられる
第2の二次シール部44は、押圧リング34と同じく、上に説明したやり方でも
っぱら摩擦接合的にケーシング2と結合された、蓋14の内部にある環状スペー
ス46に配置されている。二次シール部ないしスタッフィングボックス44には
、さらに別の押圧リング48が付けられており、この押圧リングによって、二次
シール部44の調整ないし再調整を実行可能である。そのために、蓋14の中に
は、特に少なくとも1つのネジ50が設けられている。図4との関連で明らかな
ように、円周上に分散されている複数の、好ましくは3つの調整ネジ50が設け
られており、これらの調整ネジは外部から操作可能なので、必要に応じて押圧リ
ング34を介して遮蔽機構4の軸方向の再調整、および第1の二次シール部すな
わち成形膜30の軸方向の再調整が可能であり、しかも第2の二次シール部44
に影響を及ぼすことがない。つまり外部に対して封止をするために3種類のシー
ルシステムが存在しており、そのうち2つを互いに無関係に再調整することがで
きる。このような特別な実施形態は、安全スタッフィングボックスが後置された
ベローズ封止と少なくとも同等であるとみなすことができ、したがって、特にド
イツの故障事故令やTA−LUFTや12.BlmSchVに基づく、安全性要
求を満たしている。本発明の栓装置は、ケーシング2と遮断機構4の間の一次シ
ール部としてブッシュ18を含んでおり、このとき再調整は、無頭ネジ36を介
して可能である。第1の二次シール部としては、上述した成形膜30が設けられ
ており、その再調整は同じく無頭ネジ36を介して行われる。最後に、第2の二
次シール部としてスタッフィングボックス44が設けられており、その再調整の
ために調整ネジ50が設けられている。蓋ネジ24によって蓋14をケーシング
2にネジ固定する前の組立時に、遮断機構4の回転軸10に対する第2の二次シ
ール部44のセンタリングも自動的に行われる。なお、その他の構成部品や機能
の関連性については、上に述べた説明を援用する。
【0018】 図5と図6は、原則として上に説明した実施形態に対応しているが、追加的に
漏れ監視をすることが可能な、さらに別の実施形態を示している。好ましくはス
タッフィングボックスとして構成された第2の二次シール部44の領域に、漏れ
があったときに、これが第1の押圧リング34の孔54を通って特に半径方向に
流出することを可能にし、監視接続部の接続口56に漏れを導く漏れリング52
が設けられている。押圧リング34の外面と蓋14の内面との間のシールリング
58によって、漏れが外部に出るのを阻止すると好都合である。破線59で示す
ように、代替案として、上に述べたシールリングが半径方向外側で、センタリン
グ体または第1の押圧リング34と第2の押圧リング48との間の領域に配置さ
れていてもよい。この代替的な実施形態では、シールリング59を受容するため
に、センタリング体または押圧リング34ならびに第2の押圧体48の互いに向
き合う外側コーナーが、シールリング59の球状の輪郭に合わせて構成される。
【0019】 図7は、組立途中の二方コックを示している。本発明によれば、回転体4の回
転軸10に対して蓋14をセンタリングするための組立装置が設けられる。この
組立装置は、内面62がシャフト12の外面に遊びなく当接する組立スリーブ6
0を含んでいる。さらに、シャフト12に対して、およびこれに伴って回転体4
の回転軸10に対して、蓋14をセンタリングするため、ないしは正確に同軸の
アライメントをするためのセンタリング手段が設けられている。このセンタリン
グ手段64は、特に、組立スリーブの環状肩部66として、およびこの環状肩部
66に対応する蓋14のセンタリングカラー38として構成される。つまりセン
タリングカラー38は、一方では回転軸10に対して蓋14をセンタリングする
ために設けられるとともに、他方では上に述べた駆動装置のコンソールをセンタ
リングするために設けられることによって、二重機能を有しているのが好都合で
ある。蓋14をセンタリングした後、前述した蓋ネジを強く締めることによって
、ケーシング2との摩擦接合的な堅固な結合を作り出す。
【0020】 代替的な実施形態では、シャフト12の外面に当接するセンタリング環68を
、蓋14が含んでいてよい。このセンタリング環68によって、前述した蓋ネジ
を強く締める前に、組立時に蓋14のセンタリングが行われる。はっきり断って
おくと、蓋14の堅固な結合が作り出された後、センタリング環68は、決して
シャフト12に対する支承機能を有するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、二方コックとして構成された栓装置を、軸方向切断面で示す部分断面
図である。
【図2】 図2は、図1の視線方向IIから見たときの二方コックの平面図である。
【図3】 図3は、安全スタッフィングボックスを備える、二方コックの第2実施形態を
示す部分断面図である。
【図4】 図4は、安全スタッフィングボックスを備える、二方コックの第2実施形態を
示す平面図である。
【図5】 図5は、安全スタッフィングボックスと漏れ監視部とを備える、さらに別の実
施形態を示す部分断面図である。
【図6】 図6は、安全スタッフィングボックスと漏れ監視部とを備える、さらに別の実
施形態を示す平面図である。
【図7】 図7は、図1の二方コックを組立中の状態で示す部分断面図である。
【符号の説明】
2 ケーシング 4 回転体/プラグ 6 回転体の貫通孔 8 ケーシングの内部スペース 10 回転体の回転軸 12 シャフト 14 蓋 16 ケーシング切欠き 18 ブッシュ 20 載置面 22 環状面 24 蓋ネジ 26 蓋シール部 28 環状溝 30 第1の二次的なシール部材/成形膜 31 鋼材膜 32 デルタリング 33 切欠き/環状スペース 34 センタリング体/押圧リング/リング 35 半径方向の環状隙間 36 調整部材/無頭ネジ 37 シールリング 38 センタリングカラー 39 支持面 40 載置面 42 係合面 44 第2の二次的なシール部材/スタッフィングボックス 46 環状スペース 48 別の押圧リング 50 調整ネジ 52 漏れリング 54 センタリング体の穴 56 蓋の接続口 58 シールリング 59 シールリング 60 組立スリーブ 62 組立スリーブの内面 64 センタリング手段 66 環状肩部 68 センタリング環
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成13年1月25日(2001.1.25)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】 栓装置
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【0001】 本発明は、請求項1のプリアンブルに記載の構成要件に基づく、特に円錐形の
プラグとして構成された、浮動式に支承されている回転体を備える栓装置に関す
る。
【0002】 欧州特許第EP0353521B1号より、二方コックとして構成されたこの
ような種類の栓装置が知られており、そのケーシングの内部には、円錐形のプラ
グとして構成された回転体が浮動式にブッシュに支承されている。特にPTFE
でできている、ケーシングに押し込められたブッシュは、プラグの着座部として
の役目をするものであり、ケーシングとプラグの金属接触を防止し、それによっ
てプラグが固着するのを防止する。プラグないし一般に回転体は貫通孔を含んで
いて、貫通孔のプラグ軸を中心とするプラグの現在の回転位置に応じて、少なく
とも部分的に開いたり遮断したりできるようになっている。内部の密封および回
転体の支承は、特にPTFEブッシュとして構成されている、比較的柔軟なブッ
シュによって達成される。ブッシュによってケーシング内部寸法の公差を補正で
きるので、浮動式に支承されたこのような種類の回転体またはプラグでは、回転
軸またはプラグ軸がケーシング軸と一致しないのが通例である。回転体を回すた
め、ケーシングと結合された蓋の内部で回転可能に軸受に配置されている別個の
シャフトが、回転体と連結されている。シャフトと回転体という2つの部品で実
施されていることにより、構造および/または製造に起因する軸のずれを補正す
ることができる。しかしながら、そのために少なからぬ追加的な製造コストと組
立コストが生じてしまう。ケーシング内におけるプラグの軸方向の位置は、蓋に
よって固定され、さらに、必要な封止力が、たとえば金属膜や成形膜といった二
次的なシール部材に伝達される。蓋は、同じく浮動式にシール部材の上に載って
いて、ケーシングの内部でセンタリングされており、このときシール部材は力の
伝達経路に位置している。シール部材は事実上完全に蓋に当接しており、シャフ
トに対するシール部材の半径方向の方向づけは、蓋の位置によって設定される。
特に、ブッシュが比較的柔軟な材料でできていることや、製造公差があることに
よって、ケーシングとプラグと蓋の軸は、それぞれ一致しないものと考えざるを
得ない。
【0003】 このような種類の二方コックまたは栓装置は、プラグまたは回転体を回すため
にしばしば駆動装置を装備しており、この駆動装置は、通常はコンソールによっ
て前記蓋に取り付けられ、特にセンタリングカラーで蓋に対してセンタリングさ
れる。回転体および蓋および/またはコンソールおよび/または駆動装置の軸の
ずれのために、横方向力が生じる場合があり、こうした横方向力は回転体に作用
して、漏れや、柔軟なシール部ないしブッシュおよび/または二次的なシール部
材の早期の磨耗につながってしまう。しかも、蓋と二次的なシール部材とケーシ
ングとの形状接合的かつ摩擦接合的な結合のために、伝達されるべき駆動力が、
二次的なシール部材の封止力に対してマイナスに作用したり、さらには封止力が
少なくとも部分的に失われてしまい、許容されない外部への漏れが結果的に生じ
るという可能性を否定できない。
【0004】 さらに、ドイツ特許公開公報第2250168号より、蛇口として構成された
栓装置が知られており、その回転体は、ケーシングのプラスチックブッシュの中
で回転可能に配置されている。このプラスチックブッシュは、回転体の着座部と
しての役目をするとともに、回転体を密閉する役目も果たしている。回転体は、
ケーシング蓋を貫通するシャフトと一体的に構成されている。ケーシング蓋は、
平坦な環状面によって、ケーシングのフランジと直接結合されている。蓋とシャ
フトの間には二次的なシール部材がない。特にシャフトを介して、このシャフト
と一体的に結合された回転体に直接作用する横方向力は、プラスチックブッシュ
の迅速な磨耗につながる可能性があり、その結果、特に二次的なシール部材がシ
ャフトに付けられていないために、許容されない外部への漏れが生じてしまう。
【0005】 以上を前提とする本発明の課題は、前述した欠点を簡単な構造で回避すること
である。さまざまな二次的部品、たとえば特にブッシュ、二次的なシール部材、
蓋、および駆動装置などは、これらが浮動式に支承された回転体の軸に対してセ
ンタリングされ、かつ横方向力を受けないように組立可能および/または配置さ
れるように、機能が保証された形で配置されるのが望ましい。さらに密閉性能や
、ブッシュおよび/または二次的なシール部材の耐用寿命に対する、駆動装置の
好ましくない力によるマイナスの影響が確実に防止されるのが望ましい。
【0006】 この課題の解決は、請求項1の構成要件に基づいて行われる。
【0007】 本発明による栓装置は、簡単であるにもかかわらず機能性の高い構成で、回転
体に対する横方向力を回避しながら、浮動式に支承された回転体の軸に対する、
さまざまな二次的部品の完全にセンタリングされた配置、すなわち同軸の配置を
保証する。特に円錐形のプラグとして構成される回転体は、シャフトと一体的に
構成されるので、プラグ軸に対する蓋のセンタリングが確実に保証され、しかも
ケーシング軸に対してプラグ軸がどのように位置しているかに左右されない。そ
れによってさらに、プラグ軸に対する駆動装置のセンタリングが自動的に保証さ
れ、最終的には、好ましくない横方向力の回避が保証される。決定的に重要なの
は、蓋とケーシングとのもっぱら摩擦接合的な結合によって設定された力の伝達
経路に位置しないシール部材が、実質的に独立していることである。蓋は、シャ
フトに対してアライメント可能な、二次的なシール部材に付けられるセンタリン
グ体を含んでいる。したがってこの栓装置を組み立てるとき、シャフトに当接し
ているシール部材のセンタリングが保証されるので、前記シール部材の点的な磨
耗および/または円周上での不均等な磨耗が防止され、長い耐用寿命を得るため
の機能的に確実な封止が保証される。センタリング体は、好ましくは蓋の切欠き
に配置され、このとき、弾性的な部材によって、および/または特にOリングの
形態をとるさらに別のシールリングによって、蓋にある前記切欠きの内部でのセ
ンタリング体の半径方向の支持が保証される。センタリング体と蓋の間、有利に
はセンタリング体と蓋の円筒状の内壁の間には、環状隙間が存在しているので、
蓋にセンタリング体が直接当接することは意図されていない。むしろ環状隙間は
、上述した弾性的な部材によって、および/またはシールリングによって橋渡し
され、このときセンタリング体は蓋の中で間接的に支えられている。センタリン
グ体は支持面を含んでいて、少なくとも半径方向で、二次的なシール部材の支持
が保証されるようになっている。センタリング体はリングとして構成され、回転
体に対する押圧リングとしての役目をするので、それによって回転体は、軸方向
へ事前設定可能な軸方向の初期応力で、ケーシングのブッシュに押しつけられる
。つまり、同時に押圧リングとして構成されるとともに、センタリング体として
も作用するこのリングは、最小限の材料コストと所要スペースで、一方では、浮
動式に支承された回転体をブッシュの中に軸方向に押し込むとともに、他方では
、二次的なシール部材のセンタリングを保証するという、二重の機能を有してい
る。
【0008】 栓装置は、そのケーシングを通って流動媒体が流れることができ、特にプラグ
または球として構成された回転体を備える特に二方コック、多経路コック、制御
コックとして構成されていてよく、もしくはケーシングの内部で浮動式に支承さ
れたフラップ円板として回転体が構成されている、調節フラップまたは制御フラ
ップとして構成されていてよい。回転体によって流動媒体の流れに影響を与える
ことが可能であり、特に遮断可能、絞り可能、もしくは制御可能である。蓋の内
部におけるシャフトの特別な支承部は不要であり、製造コストと組立コストが低
減される。蓋とケーシングの間に設定される結合は、好ましくはシール部品すべ
てが力の伝達経路に位置せず、組立のために、蓋および特にシール部品の半径方
向の自由な運動性と、回転体に関するアライメントとが可能なようになっており
、このとき好都合には、蓋が、ケーシングに属する載置面の上に金属的に載置さ
れる。すべてのシール部品、特に一次シール部と二次シール部は、力の伝達経路
に位置せず、駆動力はこれらに対して影響を及ぼさない。蓋のセンタリングは、
蓋の穴に挿通されたシャフトによって組立中に行われ、組立スリーブを利用する
ことによって、あるいは、蓋に設けられたセンタリング環によって行われるので
、シャフト軸が回転体の回転軸ないしプラグ軸と一致することになる。ケーシン
グと堅固に結合された蓋を介して、力の伝達が行われる。
【0009】 蓋とケーシングは、いずれも環状カラー、センタリングフランジ、溝等のよう
な、相互に対応するセンタリング部材を含んでいない。蓋は、ケーシングの載置
領域ないし対応する載置面に平坦に構成されているので、遮断機構の回転軸が、
ケーシング軸と正確に一直線上に並んでいない場合でさえ、回転軸またはプラグ
軸に対するセンタリングのアライメントが容易に実施可能であり、このとき前記
ケーシング軸は、遮断機構のためにケーシングに設けられる受容穴の幾何学形状
によって規定される。遮断機構は、ケーシングの材料に比べて柔軟な材料ででき
た前記ブッシュに支承されており、設計上および製造上の理由から、前記ケーシ
ング軸と完全に一致しなければならない必要性のない回転軸またはプラグ軸を形
成する。好都合にはプラグシャフトによって二次部品のセンタリングが行われ、
特に蓋と二次シール部、デルタリング、成形膜と鋼材膜、プラグシャフトに付属
するスタッフィングボックス部品などのセンタリングが行われる。蓋、および同
じく前述の成形膜と鋼材膜は、シャフト軸が正確に同軸ないし同一である回転軸
またはプラグ軸と同軸のアライメントをするために、半径方向でケーシングの帰
属の載置面の上でスライドさせることができると好都合であり、このとき各シー
ル部品が、力の伝達経路内に位置しないと好都合である。
【0010】 本発明の特定の実施形態や発展例については、従属請求項および以下の説明に
記載されている。
【0011】 次に、図面に描かれた特定の実施形態を参照しながら、本発明について詳しく
説明するが、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。
【0012】 図1は、貫通孔6を含んでいて円錐形のプラグとして構成された回転体4を備
える、二方コックとして構成された栓装置のケーシング2を部分的に示している
。回転体4が図示した回転位置にいるとき、流動媒体は貫通孔6とケーシング2
の内部空間8とを通って流れることができる。ここではっきりと断っておくと、
本発明による栓装置は、プラグや回転体の代わりに、球状の回転体、絞り体、あ
るいはフラップ円板などを含んでいてもよく、利用分野に応じて二方コック、多
経路コック、制御コック、もしくはボール弁、あるいはフラップ等として構成さ
れていてよい。以下においては、あくまでも便宜的に回転体4のことを遮断機構
あるいはプラグと呼ぶことがある。さて、逆に、遮断機構4がその回転軸10を
中心として90°回転すると、流動媒体の流れはせき止められる。蓋14を通っ
てケーシング2から引き出されているシャフト12は、この遮断機構4と一体的
に結合されている。シャフト軸は、回転軸またはコック軸10と同一である。遮
断機構4のために設けられたケーシング切欠き16の中には、回転可能な遮断機
構を支承して封止するためのブッシュ18が配置されている。ブッシュ18は、
有利には金属でできているケーシング2に比べて柔軟であり、および/または遮
断機構4の浮動式の支承を保証する、特にPTFEまたはこれに匹敵する材料で
できている。好都合には同じく金属でできている遮断機構とケーシング2との金
属接触は、前記ブッシュ18によって回避されている。ここで断っておくと、遮
断機構4ないしプラグの回転軸10は、特に製造公差があるので、必ずしもケー
シング開口部の軸と一直線上になくてもよい。後で詳しく説明する蓋14および
その他の二次部品の配置や構成と、遮断機構4およびシャフト12の一体的な構
成との組み合わせに基づいて、好ましくない横方向力が回避される。
【0013】 ケーシング2は、蓋14に属する載置面20を含んでおり、この載置面に、蓋
14の平坦な環状面22が摩擦接合的に直接載っている。さらにこのとき、特に
組立時に、蓋は、半径方向へケーシング2に対して自由に可動であり、遮断機構
4の回転軸10と同軸にアライメントすることができる。次いで図2に示す蓋ネ
ジ24によって、ケーシング2の載置面20の上に金属的に直接載っている蓋1
4とケーシング2との、もっぱら摩擦接合的な堅固な結合が行われる。蓋14と
ケーシング2とを相互にアライメントまたはセンタリングするために、環状肩部
、センタリングブッシュ等を、ケーシング2にも蓋14にも設けなくてよいとい
う利点がある。
【0014】 さらにケーシング2と蓋14の間には、好ましくはケーシング2の環状溝28
の中で、半径方向外側に向かって載置面20に隣接するように配置される、蓋シ
ール部26が設けられている。遮断機構4およびシャフト12を封止するため、
さらに、好ましくは同じくPTFEからなる成形膜として構成された第1の二次
的なシール部材30が設けられている。さらに、蓋14と成形膜30の間に介在
する鋼材膜31も設けられている。部分的にシャフト12の特に円筒状の外面に
リップ部で当接するこの成形膜30は、半径方向でシャフト12に対してアライ
メント可能であると好都合である。このことは特に、蓋の組付け時に行われ、そ
の後で前述の蓋ネジ24をしっかり締める。成形膜30および特に鋼材膜31を
シャフト12に対して、およびそれに伴ってシャフトと一体的に結合された遮断
機構4に対して、半径方向のアライメントをすることができるので、遮断機構4
に対する軸のずれや、通常であればその結果として生じる横方向力が有利に回避
され、格別に好都合にその不利な結果も回避される。成形膜30は半径方向内側
で、シャフト12と同軸なリップ部の領域において、図示した例では遮断機構4
の上側の環状カラーに支持されている三角リングまたはデルタリング32によっ
て支持されている。
【0015】 さらに蓋14の内部には、環状スペースとして構成された切欠き33の中に、
リング34として構成されたセンタリング体が設けられており、このセンタリン
グ体はこの図面では成形膜30の内側部分の上に載っている。環状スペース33
の内壁とセンタリング体34との間には、環状隙間35がある。センタリング体
34は好ましくは環状に構成され、同時に押圧リングとしての役目も果たす。図
面の上側にあたる他方の側には、センタリング体および押圧リング34に少なく
とも1つの調整部材36が、特にネジの形態で付いており、この調整部材は、蓋
14に固定されていて外部から操作可能である。円周上に分散された複数の同種
の調整部材36またはネジが設けられていると好都合であり、それによって、押
圧リング34を介して遮断機構4の軸方向の再調整が必要に応じて可能となる。
センタリング体および/または押圧リング34は、環状隙間35に配置されたシ
ールリング37を介して、蓋14の好ましくは円筒状をした内壁に半径方向で弾
性的に支持されている。半径方向外側に位置する縁部が、ケーシング2と蓋14
の間に挟み込まれているシール部材30は、外部に対するケーシング切欠き16
の二次的な封止をする役目を果たし、このとき、半径方向内側に位置する鉤状に
構成されたシールリップがシャフト12に当接している。半径方向外側に位置し
ている挟持部を除いて、二次的なシール部材30は蓋14に直接支持されるので
はなく、少なくとも半径方向でセンタリング体および/または押圧リング34に
支持されている。図からわかるように、センタリング体は、鉤状のシールリップ
に対応するように長軸10に対して傾斜した支持面39を有しており、この支持
面は、特に半径方向に作用するシール部材30の支持を保証している。蓋14の
中でセンタリング体34を介してシール部材30がこのように構成された間接的
な半径方向の支持部を備えているので、シール部材30、特にそのシャフト12
に当接するシールリップの、長軸10に対して同軸のアライメントが保証される
【0016】 蓋14は、さらにそのケーシング2と反対を向いている側に、センタリングカ
ラー38と、ここには図示しない駆動装置のコンソールのための載置面40とを
有しており、この駆動装置は、特に平坦で軸に平行な少なくとも1つの係合面4
2を介してシャフト12と連結されている。
【0017】 図3と図4は、スタッフィングボックスとして構成された第2の二次シール部
44を備える、二方コックの実施形態を示している。シャフト12に付けられる
第2の二次シール部44は、押圧リング34と同じく、上に説明したやり方でも
っぱら摩擦接合的にケーシング2と結合された、蓋14の内部にある環状スペー
ス46に配置されている。二次シール部ないしスタッフィングボックス44には
、さらに別の押圧リング48が付けられており、この押圧リングによって、二次
シール部44の調整ないし再調整を実行可能である。そのために、蓋14の中に
は、特に少なくとも1つのネジ50が設けられている。図4との関連で明らかな
ように、円周上に分散されている複数の、好ましくは3つの調整ネジ50が設け
られており、これらの調整ネジは外部から操作可能なので、必要に応じて押圧リ
ング34を介して遮蔽機構4の軸方向の再調整、および第1の二次シール部すな
わち成形膜30の軸方向の再調整が可能であり、しかも第2の二次シール部44
に影響を及ぼすことがない。つまり外部に対して封止をするために3種類のシー
ルシステムが存在しており、そのうち2つを互いに無関係に再調整することがで
きる。このような特別な実施形態は、安全スタッフィングボックスが後置された
ベローズ封止と少なくとも同等であるとみなすことができ、したがって、特にド
イツの故障事故令やTA−LUFTや12.BlmSchVに基づく、安全性要
求を満たしている。本発明の栓装置は、ケーシング2と遮断機構4の間の一次シ
ール部としてブッシュ18を含んでおり、このとき再調整は、無頭ネジ36を介
して可能である。第1の二次シール部としては、上述した成形膜30が設けられ
ており、その再調整は同じく無頭ネジ36を介して行われる。最後に、第2の二
次シール部としてスタッフィングボックス44が設けられており、その再調整の
ために調整ネジ50が設けられている。蓋ネジ24によって蓋14をケーシング
2にネジ固定する前の組立時に、遮断機構4の回転軸10に対する第2の二次シ
ール部44のセンタリングも自動的に行われる。なお、その他の構成部品や機能
の関連性については、上に述べた説明を援用する。
【0018】 図5と図6は、原則として上に説明した実施形態に対応しているが、追加的に
漏れ監視をすることが可能な、さらに別の実施形態を示している。好ましくはス
タッフィングボックスとして構成された第2の二次シール部44の領域に、漏れ
があったときに、これが第1の押圧リング34の孔54を通って特に半径方向に
流出することを可能にし、監視接続部の接続口56に漏れを導く漏れリング52
が設けられている。押圧リング34の外面と蓋14の内面との間のシールリング
58によって、漏れが外部に出るのを阻止すると好都合である。破線59で示す
ように、代替案として、上に述べたシールリングが半径方向外側で、センタリン
グ体または第1の押圧リング34と第2の押圧リング48との間の領域に配置さ
れていてもよい。この代替的な実施形態では、シールリング59を受容するため
に、センタリング体または押圧リング34ならびに第2の押圧体48の互いに向
き合う外側コーナーが、シールリング59の球状の輪郭に合わせて構成される。
【0019】 図7は、組立途中の二方コックを示している。本発明によれば、回転体4の回
転軸10に対して蓋14をセンタリングするための組立装置が設けられる。この
組立装置は、内面62がシャフト12の外面に遊びなく当接する組立スリーブ6
0を含んでいる。さらに、シャフト12に対して、およびこれに伴って回転体4
の回転軸10に対して、蓋14をセンタリングするため、ないしは正確に同軸の
アライメントをするためのセンタリング手段が設けられている。このセンタリン
グ手段64は、特に、組立スリーブの環状肩部66として、およびこの環状肩部
66に対応する蓋14のセンタリングカラー38として構成される。つまりセン
タリングカラー38は、一方では回転軸10に対して蓋14をセンタリングする
ために設けられるとともに、他方では上に述べた駆動装置のコンソールをセンタ
リングするために設けられることによって、二重機能を有しているのが好都合で
ある。蓋14をセンタリングした後、前述した蓋ネジを強く締めることによって
、ケーシング2との摩擦接合的な堅固な結合を作り出す。
【0020】 代替的な実施形態では、シャフト12の外面に当接するセンタリング環68を
、蓋14が含んでいてよい。このセンタリング環68によって、前述した蓋ネジ
を強く締める前に、組立時に蓋14のセンタリングが行われる。はっきり断って
おくと、蓋14の堅固な結合が作り出された後、センタリング環68は、決して
シャフト12に対する支承機能を有するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、二方コックとして構成された栓装置を、軸方向切断面で示す部分断面
図である。
【図2】 図2は、図1の視線方向IIから見たときの二方コックの平面図である。
【図3】 図3は、安全スタッフィングボックスを備える、二方コックの第2実施形態を
示す部分断面図である。
【図4】 図4は、安全スタッフィングボックスを備える、二方コックの第2実施形態を
示す平面図である。
【図5】 図5は、安全スタッフィングボックスと漏れ監視部とを備える、さらに別の実
施形態を示す部分断面図である。
【図6】 図6は、安全スタッフィングボックスと漏れ監視部とを備える、さらに別の実
施形態を示す平面図である。
【図7】 図7は、図1の二方コックを組立中の状態で示す部分断面図である。
【符号の説明】 2 ケーシング 4 回転体/プラグ 6 回転体の貫通孔 8 ケーシングの内部スペース 10 回転体の回転軸 12 シャフト 14 蓋 16 ケーシング切欠き 18 ブッシュ 20 載置面 22 環状面 24 蓋ネジ 26 蓋シール部 28 環状溝 30 第1の二次的なシール部材/成形膜 31 鋼材膜 32 デルタリング 33 切欠き/環状スペース 34 センタリング体/押圧リング/リング 35 半径方向の環状隙間 36 調整部材/無頭ネジ 37 シールリング 38 センタリングカラー 39 支持面 40 載置面 42 係合面 44 第2の二次的なシール部材/スタッフィングボックス 46 環状スペース 48 別の押圧リング 50 調整ネジ 52 漏れリング 54 センタリング体の穴 56 蓋の接続口 58 シールリング 59 シールリング 60 組立スリーブ 62 組立スリーブの内面 64 センタリング手段 66 環状肩部 68 センタリング環
【手続補正2】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成13年5月9日(2001.5.9)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】 栓装置
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【0001】 本発明は、請求項1のプリアンブルに記載の構成要件に基づく方法に関する。
【0002】 米国特許第4101113号より、ケーシングの内部に円錐形のプラグとして
構成された回転体を有している、このような種類の方法に基づいて製造されるべ
き栓装置が知られている。弁として構成された栓装置の、ケーシングと結合され
た蓋を通って外部に案内されるシャフトが、回転体と一体的に連結されている。
ケーシングは、蓋の環状面のための当接面を含んでおり、このとき当接面は、半
径方向外側で環状カラーによって包囲されており、この環状カラーによって、蓋
がケーシングに対してセンタリングされる。シャフトの外面と、シャフトを包囲
する蓋の内面との間には、シール部材が中に配置されている環状隙間が介在して
おり、このシール部材は一方では蓋の内面、他方ではシャフトの外面に当接して
いる。このシール部材は、軸方向で2つの押圧リングの間に挟み込まれており、
このとき一方の押圧リングはシャフトの外面に当接するとともに、他方の押圧リ
ングは蓋の内面に当接している。部分的に上述の環状隙間に係合する固定リング
によってシール部材は圧力で付勢され、このとき同じく環状隙間の中に配置され
た支持リングを介して、回転体の軸方向の端面への支持が行われる。さらに、薄
膜円板またはパッキン円板の形態をとる二次的なシール部材が設けられており、
このシール部材は、半径方向外側でケーシングと蓋の間に挟み込まれるとともに
、半径方向内側では支持リングと、回転体の上述した軸方向の端面との間に固着
している。支持リングは、2つのセンタリング環によってシャフトに対してセン
タリングされ、外方に向いている環状肩部を含んでおり、このとき蓋の内面との
間には比較的大きな間隔が設定されている。シャフトに対する蓋の正確なセンタ
リングは意図されていない。ケーシングは、プラスチック、特にポリテトラフル
オロエチレン(PTFE)からなる比較的柔軟なブッシュを含んでおり、このブ
ッシュは、回転体を浮動式に支承する役目をするとともに、回転体とケーシング
との金属接触を防止している。回転体は貫通孔を含んでいて、回転体の回転を中
心とする現在の回転位置に応じて、貫通孔を少なくとも部分的に開いたり遮断し
たりできるようになっている。前記ブッシュによって、ケーシングの内部寸法の
公差が補正されるので、このように浮動式に支承される回転体またはプラグでは
、回転軸がケーシング軸と一致していないのが通例である。
【0003】 さらに米国特許第4462458号より、浮動式に支承されていて円錐形のプ
ラグとして構成される回転体を備えた栓装置が知られており、この回転体とシャ
フトは一体的に結合されている。蓋とケーシングの間には、シャフトの外面に封
止をしながら当接するシール部材が挟み込まれている。ケーシングは、蓋に属す
る当接面を含んでおり、この当接面は半径方向外側に、ケーシングに対して蓋を
センタリングするための環状カラーを備えている。蓋と押圧リングとによって、
ケーシング内部での回転体の軸方向の位置が固定され、このときさらに封止力が
、たとえば金属膜または成形膜である二次的なシール部材に伝達される。蓋は、
部分的にシール部材の上に載置されて、ケーシングの内部で上述した環状鍔によ
ってセンタリングされる。シール部材は、力の伝達経路に位置しており、このと
き、シャフトに対するシール部材の半径方向のアライメントは、実質的に、蓋の
位置および蓋の内部に配置されたセンタリング環の位置によって設定される。特
に、ブッシュが比較的柔軟な材料でできていることや、製造公差があることによ
って、ケーシングとプラグと蓋の軸は、それぞれ一致しないものと考えざるを得
ない。
【0004】 このような種類の栓装置は、プラグまたは回転体を回すためにしばしば駆動装
置を装備しており、この駆動装置は、通常はコンソールによって前記蓋に取り付
けられ、特にセンタリングカラーで蓋に対してセンタリングされる。回転体およ
び蓋、および/または前記コンソールないし駆動装置の軸のずれのために、横方
向力が生じる場合があり、こうした横方向力は回転体に作用して、漏れや、前記
ブッシュおよび/または二次的なシール部材の早期の磨耗につながってしまう。
しかも、蓋と二次的なシール部材とケーシングとの形状接合的かつ摩擦接合的な
結合のために、伝達されるべき駆動力が、二次的なシール部材の封止力に対して
マイナスに作用したり、さらには封止力が少なくとも部分的に失われてしまい、
許容されない外部への漏れが結果的に生じるという可能性を否定できない。
【0005】 そこで、欧州特許第EP0353521B1号より、二方コックとして構成さ
れた栓装置が知られており、その回転体とシャフトは2つの部品で構成されてい
て、適当なやり方で回転運動を伝達するように連結されている。シャフトと回転
体を2つの部品で実施したことにより、ケーシングの回転体と蓋とシャフトのそ
れぞれの軸の、設計や製造に起因するずれを補正することができる。しかしなが
ら、そのために少なからぬ追加的な製造コストと組立コストが生じてしまう。
【0006】 以上を前提とする本発明の課題は、栓装置を製造するために簡単に実施するこ
とのできる方法を提案し、上述した欠点を回避することである。さまざまな二次
的部品、たとえば特にブッシュ、二次的なシール部材、蓋、および回転体を回す
ための駆動装置などは、これらが浮動式に支承された回転体の回転軸に対してセ
ンタリングされ、かつ横方向力を受けないように組み立てられるように、機能が
保証された形で配置されるのが望ましい。
【0007】 この課題の解決は、請求項1の構成要件に基づいて行われる。
【0008】 本発明に係る方法は、簡単であるにもかかわらず機能性の高い構成で、二次部
品に対する横方向力が回避されるように、浮動式に支承された回転体の回転軸に
対する、さまざまな二次部品のセンタリングされた配置、すなわち同軸の配置を
保証する。この栓装置の製造ないし組立の際には、蓋の平坦な環状面を、まず、
ケーシングの同じく平坦な当接面に直接当接させ、このときケーシングに対する
蓋のセンタリング手段は設けられない。次いで、内面がシャフトの外面に遊びな
く当接し、蓋と対応するセンタリング手段を含んでいる組立スリーブによって、
もしくはシャフトの外面に当接する、蓋の内部に配置されたセンタリング環によ
って、蓋をシャフトに対してセンタリングし、および回転体の回転軸に対してセ
ンタリングする。つまりシャフトは回転体と一体的に構成されているので、蓋は
、回転体の回転軸に対して同軸にアライメントされ、しかも回転軸がケーシング
軸に対してどのような位置にいるかによって左右されない。したがって蓋と連結
可能な回転体の駆動装置も、同じく回転軸に対してセンタリングされるので、好
ましくない横方向力が防止される。さらに蓋とケーシングの間に配置される、シ
ャフトに当接するシール部材は、好ましくは力の伝達経路に位置せず、このとき
蓋とケーシングとのもっぱら摩擦接合的な結合が意図される。栓装置を組み立て
るときに、シャフトに当接するシール部材のセンタリングが保証されるので、シ
ール部材の点状の磨耗および/または円周上における不均等な磨耗が回避され、
長い耐用寿命を得るための機能的に確実な封止が保証される。
【0009】 有利な発展例では、蓋の切欠きに配置された押圧リングが、センタリング体と
して利用され、このとき、弾性的な部材によって、および/または特にOリング
の形態をとるさらに別のシールリングによって、蓋にある前記切欠きの内部での
センタリング体の半径方向の支持が保証される。センタリング体と蓋の間、有利
にはセンタリング体と蓋の円筒状の内壁の間には、環状隙間が存在しているので
、蓋にセンタリング体が直接当接することは意図されていない。むしろ環状隙間
は、上述した弾性的な部材によって、および/またはシールリングによって橋渡
しされ、このときセンタリング体は蓋の中で間接的に支えられている。センタリ
ング体は支持面を含んでいて、少なくとも半径方向で、二次的なシール部材の支
持が保証されるようになっている。センタリング体はリングとして構成され、回
転体に対する押圧リングとしての役目をするので、それによって回転体は、軸方
向へ事前設定可能な軸方向の初期応力で、ケーシングのブッシュに押しつけられ
る。つまり、同時に押圧リングとして構成されるとともに、センタリング体とし
ても作用するこのリングは、最小限の材料コストと所要スペースで、一方では、
浮動式に支承された回転体をブッシュの中に軸方向に押し込むとともに、他方で
は、二次的なシール部材のセンタリングを保証するという、二重の機能を有して
いる。
【0010】 栓装置は、そのケーシングを通って流動媒体が流れることができ、特にプラグ
または球として構成された回転体を備える特に二方コック、多経路コック、制御
コックとして構成されていてよく、もしくはケーシングの内部で浮動式に支承さ
れたフラップ円板として回転体が構成されている、調節フラップまたは制御フラ
ップとして構成されていてよい。回転体によって流動媒体の流れに影響を与える
ことが可能であり、特に遮断可能、絞り可能、もしくは制御可能である。蓋の内
部におけるシャフトの特別な支承部は不要であり、製造コストと組立コストが低
減される。蓋とケーシングの間に設定される結合は、好ましくはシール部品すべ
てが力の伝達経路に位置せず、組立のために、蓋および特にシール部品の半径方
向の自由な運動性と、回転体に関するアライメントとが可能なようになっており
、このとき好都合には、蓋が、ケーシングに属する載置面の上に金属的に載置さ
れる。すべてのシール部品、特に一次シール部と二次シール部は、力の伝達経路
に位置せず、駆動力はこれらに対して影響を及ぼさない。蓋のセンタリングは、
蓋の穴に挿通されたシャフトによって組立中に行われ、組立スリーブを利用する
ことによって、あるいは、蓋に設けられたセンタリング環によって行われるので
、シャフト軸が回転体の回転軸ないしプラグ軸と一致することになる。ケーシン
グと堅固に結合された蓋を介して、力の伝達が行われる。
【0011】 蓋とケーシングは、いずれも環状カラー、センタリングフランジ、溝等のよう
な、相互に対応するセンタリング部材を含んでいない。蓋は、ケーシングの載置
領域ないし対応する載置面に平坦に構成されているので、遮断機構の回転軸が、
ケーシング軸と正確に一直線上に並んでいない場合でさえ、回転軸またはプラグ
軸に対するセンタリングのアライメントが容易に実施可能であり、このとき前記
ケーシング軸は、遮断機構のためにケーシングに設けられる受容穴の幾何学形状
によって規定される。遮断機構は、ケーシングの材料に比べて柔軟な材料ででき
た前記ブッシュに支承されており、設計上および製造上の理由から、前記ケーシ
ング軸と完全に一致しなければならない必要性のない回転軸またはプラグ軸を形
成する。好都合にはプラグシャフトによって二次部品のセンタリングが行われ、
特に蓋と二次シール部、デルタリング、成形膜と鋼材膜、プラグシャフトに付属
するスタッフィングボックス部品などのセンタリングが行われる。蓋、および同
じく前述の成形膜と鋼材膜は、シャフト軸が正確に同軸ないし同一である回転軸
またはプラグ軸と同軸のアライメントをするために、半径方向でケーシングの帰
属の載置面の上でスライドさせることができると好都合であり、このとき各シー
ル部品が、力の伝達経路内に位置しないと好都合である。
【0012】 本発明の特定の実施形態や発展例については、従属請求項および以下の説明に
記載されている。
【0013】 次に、図面に描かれた特定の実施形態を参照しながら、本発明について詳しく
説明するが、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。
【0014】 図1は、貫通孔6を含んでいて円錐形のプラグとして構成された回転体4を備
える、二方コックとして構成された栓装置のケーシング2を部分的に示している
。回転体4が図示した回転位置にいるとき、流動媒体は貫通孔6とケーシング2
の内部空間8とを通って流れることができる。ここではっきりと断っておくと、
本発明による栓装置は、プラグや回転体の代わりに、球状の回転体、絞り体、あ
るいはフラップ円板などを含んでいてもよく、利用分野に応じて二方コック、多
経路コック、制御コック、もしくはボール弁、あるいはフラップ等として構成さ
れていてよい。以下においては、あくまでも便宜的に回転体4のことを遮断機構
あるいはプラグと呼ぶことがある。さて、逆に、遮断機構4がその回転軸10を
中心として90°回転すると、流動媒体の流れはせき止められる。蓋14を通っ
てケーシング2から引き出されているシャフト12は、この遮断機構4と一体的
に結合されている。シャフト軸は、回転軸またはコック軸10と同一である。遮
断機構4のために設けられたケーシング切欠き16の中には、回転可能な遮断機
構を支承して封止するためのブッシュ18が配置されている。ブッシュ18は、
有利には金属でできているケーシング2に比べて柔軟であり、および/または遮
断機構4の浮動式の支承を保証する、特にPTFEまたはこれに匹敵する材料で
できている。好都合には同じく金属でできている遮断機構とケーシング2との金
属接触は、前記ブッシュ18によって回避されている。ここで断っておくと、遮
断機構4ないしプラグの回転軸10は、特に製造公差があるので、必ずしもケー
シング開口部の軸と一直線上になくてもよい。後で詳しく説明する蓋14および
その他の二次部品の配置や構成と、遮断機構4およびシャフト12の一体的な構
成との組み合わせに基づいて、好ましくない横方向力が回避される。
【0015】 ケーシング2は、蓋14に属する載置面20を含んでおり、この載置面に、蓋
14の平坦な環状面22が摩擦接合的に直接載っている。さらにこのとき、特に
組立時に、蓋は、半径方向へケーシング2に対して自由に可動であり、遮断機構
4の回転軸10と同軸にアライメントすることができる。次いで図2に示す蓋ネ
ジ24によって、ケーシング2の載置面20の上に金属的に直接載っている蓋1
4とケーシング2との、もっぱら摩擦接合的な堅固な結合が行われる。蓋14と
ケーシング2とを相互にアライメントまたはセンタリングするために、環状肩部
、センタリングブッシュ等を、ケーシング2にも蓋14にも設けなくてよいとい
う利点がある。
【0016】 さらにケーシング2と蓋14の間には、好ましくはケーシング2の環状溝28
の中で、半径方向外側に向かって載置面20に隣接するように配置される、蓋シ
ール部26が設けられている。遮断機構4およびシャフト12を封止するため、
さらに、好ましくは同じくPTFEからなる成形膜として構成された第1の二次
的なシール部材30が設けられている。さらに、蓋14と成形膜30の間に介在
する鋼材膜31も設けられている。部分的にシャフト12の特に円筒状の外面に
リップ部で当接するこの成形膜30は、半径方向でシャフト12に対してアライ
メント可能であると好都合である。このことは特に、蓋の組付け時に行われ、そ
の後で前述の蓋ネジ24をしっかり締める。成形膜30および特に鋼材膜31を
シャフト12に対して、およびそれに伴ってシャフトと一体的に結合された遮断
機構4に対して、半径方向のアライメントをすることができるので、遮断機構4
に対する軸のずれや、通常であればその結果として生じる横方向力が有利に回避
され、格別に好都合にその不利な結果も回避される。成形膜30は半径方向内側
で、シャフト12と同軸なリップ部の領域において、図示した例では遮断機構4
の上側の環状カラーに支持されている三角リングまたはデルタリング32によっ
て支持されている。
【0017】 さらに蓋14の内部には、環状スペースとして構成された切欠き33の中に、
リング34として構成されたセンタリング体が設けられており、このセンタリン
グ体はこの図面では成形膜30の内側部分の上に載っている。環状スペース33
の内壁とセンタリング体34との間には、環状隙間35がある。センタリング体
34は好ましくは環状に構成され、同時に押圧リングとしての役目も果たす。図
面の上側にあたる他方の側には、センタリング体および押圧リング34に少なく
とも1つの調整部材36が、特にネジの形態で付いており、この調整部材は、蓋
14に固定されていて外部から操作可能である。円周上に分散された複数の同種
の調整部材36またはネジが設けられていると好都合であり、それによって、押
圧リング34を介して遮断機構4の軸方向の再調整が必要に応じて可能となる。
センタリング体および/または押圧リング34は、環状隙間35に配置されたシ
ールリング37を介して、蓋14の好ましくは円筒状をした内壁に半径方向で弾
性的に支持されている。半径方向外側に位置する縁部が、ケーシング2と蓋14
の間に挟み込まれているシール部材30は、外部に対するケーシング切欠き16
の二次的な封止をする役目を果たし、このとき、半径方向内側に位置する鉤状に
構成されたシールリップがシャフト12に当接している。半径方向外側に位置し
ている挟持部を除いて、二次的なシール部材30は蓋14に直接支持されるので
はなく、少なくとも半径方向でセンタリング体および/または押圧リング34に
支持されている。図からわかるように、センタリング体は、鉤状のシールリップ
に対応するように長軸10に対して傾斜した支持面39を有しており、この支持
面は、特に半径方向に作用するシール部材30の支持を保証している。蓋14の
中でセンタリング体34を介してシール部材30がこのように構成された間接的
な半径方向の支持部を備えているので、シール部材30、特にそのシャフト12
に当接するシールリップの、長軸10に対して同軸のアライメントが保証される
【0018】 蓋14は、さらにそのケーシング2と反対を向いている側に、センタリングカ
ラー38と、ここには図示しない駆動装置のコンソールのための載置面40とを
有しており、この駆動装置は、特に平坦で軸に平行な少なくとも1つの係合面4
2を介してシャフト12と連結されている。
【0019】 図3と図4は、スタッフィングボックスとして構成された第2の二次シール部
44を備える、二方コックの実施形態を示している。シャフト12に付けられる
第2の二次シール部44は、押圧リング34と同じく、上に説明したやり方でも
っぱら摩擦接合的にケーシング2と結合された、蓋14の内部にある環状スペー
ス46に配置されている。二次シール部ないしスタッフィングボックス44には
、さらに別の押圧リング48が付けられており、この押圧リングによって、二次
シール部44の調整ないし再調整を実行可能である。そのために、蓋14の中に
は、特に少なくとも1つのネジ50が設けられている。図4との関連で明らかな
ように、円周上に分散されている複数の、好ましくは3つの調整ネジ50が設け
られており、これらの調整ネジは外部から操作可能なので、必要に応じて押圧リ
ング34を介して遮蔽機構4の軸方向の再調整、および第1の二次シール部すな
わち成形膜30の軸方向の再調整が可能であり、しかも第2の二次シール部44
に影響を及ぼすことがない。つまり外部に対して封止をするために3種類のシー
ルシステムが存在しており、そのうち2つを互いに無関係に再調整することがで
きる。このような特別な実施形態は、安全スタッフィングボックスが後置された
ベローズ封止と少なくとも同等であるとみなすことができ、したがって、特にド
イツの故障事故令やTA−LUFTや12.BlmSchVに基づく、安全性要
求を満たしている。本発明の栓装置は、ケーシング2と遮断機構4の間の一次シ
ール部としてブッシュ18を含んでおり、このとき再調整は、無頭ネジ36を介
して可能である。第1の二次シール部としては、上述した成形膜30が設けられ
ており、その再調整は同じく無頭ネジ36を介して行われる。最後に、第2の二
次シール部としてスタッフィングボックス44が設けられており、その再調整の
ために調整ネジ50が設けられている。蓋ネジ24によって蓋14をケーシング
2にネジ固定する前の組立時に、遮断機構4の回転軸10に対する第2の二次シ
ール部44のセンタリングも自動的に行われる。なお、その他の構成部品や機能
の関連性については、上に述べた説明を援用する。
【0020】 図5と図6は、原則として上に説明した実施形態に対応しているが、追加的に
漏れ監視をすることが可能な、さらに別の実施形態を示している。好ましくはス
タッフィングボックスとして構成された第2の二次シール部44の領域に、漏れ
があったときに、これが第1の押圧リング34の孔54を通って特に半径方向に
流出することを可能にし、監視接続部の接続口56に漏れを導く漏れリング52
が設けられている。押圧リング34の外面と蓋14の内面との間のシールリング
58によって、漏れが外部に出るのを阻止すると好都合である。破線59で示す
ように、代替案として、上に述べたシールリングが半径方向外側で、センタリン
グ体または第1の押圧リング34と第2の押圧リング48との間の領域に配置さ
れていてもよい。この代替的な実施形態では、シールリング59を受容するため
に、センタリング体または押圧リング34ならびに第2の押圧体48の互いに向
き合う外側コーナーが、シールリング59の球状の輪郭に合わせて構成される。
【0021】 図7は、組立途中の二方コックを示している。本発明によれば、回転体4の回
転軸10に対して蓋14をセンタリングするための組立装置が設けられる。この
組立装置は、内面62がシャフト12の外面に遊びなく当接する組立スリーブ6
0を含んでいる。さらに、シャフト12に対して、およびこれに伴って回転体4
の回転軸10に対して、蓋14をセンタリングするため、ないしは正確に同軸の
アライメントをするためのセンタリング手段が設けられている。このセンタリン
グ手段64は、特に、組立スリーブの環状肩部66として、およびこの環状肩部
66に対応する蓋14のセンタリングカラー38として構成される。つまりセン
タリングカラー38は、一方では回転軸10に対して蓋14をセンタリングする
ために設けられるとともに、他方では上に述べた駆動装置のコンソールをセンタ
リングするために設けられることによって、二重機能を有しているのが好都合で
ある。蓋14をセンタリングした後、前述した蓋ネジを強く締めることによって
、ケーシング2との摩擦接合的な堅固な結合を作り出す。
【0022】 代替的な実施形態では、シャフト12の外面に当接するセンタリング環68を
、蓋14が含んでいてよい。このセンタリング環68によって、前述した蓋ネジ
を強く締める前に、組立時に蓋14のセンタリングが行われる。はっきり断って
おくと、蓋14の堅固な結合が作り出された後、センタリング環68は、決して
シャフト12に対する支承機能を有するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、二方コックとして構成された栓装置を、軸方向切断面で示す部分断面
図である。
【図2】 図2は、図1の視線方向IIから見たときの二方コックの平面図である。
【図3】 図3は、安全スタッフィングボックスを備える、二方コックの第2実施形態を
示す部分断面図である。
【図4】 図4は、安全スタッフィングボックスを備える、二方コックの第2実施形態を
示す平面図である。
【図5】 図5は、安全スタッフィングボックスと漏れ監視部とを備える、さらに別の実
施形態を示す部分断面図である。
【図6】 図6は、安全スタッフィングボックスと漏れ監視部とを備える、さらに別の実
施形態を示す平面図である。
【図7】 図7は、図1の二方コックを組立中の状態で示す部分断面図である。
【符号の説明】 2 ケーシング 4 回転体/プラグ 6 回転体の貫通孔 8 ケーシングの内部スペース 10 回転体の回転軸 12 シャフト 14 蓋 16 ケーシング切欠き 18 ブッシュ 20 載置面 22 環状面 24 蓋ネジ 26 蓋シール部 28 環状溝 30 第1の二次的なシール部材/成形膜 31 鋼材膜 32 デルタリング 33 切欠き/環状スペース 34 センタリング体/押圧リング/リング 35 半径方向の環状隙間 36 調整部材/無頭ネジ 37 シールリング 38 センタリングカラー 39 支持面 40 載置面 42 係合面 44 第2の二次的なシール部材/スタッフィングボックス 46 環状スペース 48 別の押圧リング 50 調整ネジ 52 漏れリング 54 センタリング体の穴 56 蓋の接続口 58 シールリング 59 シールリング 60 組立スリーブ 62 組立スリーブの内面 64 センタリング手段 66 環状肩部 68 センタリング環

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ケーシング(2)と、該ケーシングの内部にある、特に円錐
    形のプラグとして構成された回転体(4)と、シャフト(12)によって軸(1
    0)を中心に回転可能な回転体(4)を浮動式に支承して封止するためにケーシ
    ング(2)の内部に配置されたブッシュ(18)と、さらにシャフト(12)が
    貫通して外部に案内されている、ケーシング(2)と結合された蓋(14)とを
    含んでおり、シャフト(12)に付けられるシール部材(30、44)が設けら
    れている栓装置であって、 シャフト(12)が回転体(4)と一体的に構成されており、蓋(14)は回
    転体(4)の回転軸(10)に対してセンタリング可能であるとともにケーシン
    グ(2)と摩擦接合的に直接結合されており、 蓋(14)は、シール部材(30、44)に付けられる、シャフト(12)に
    対して半径方向にアライメント可能なセンタリング体(34)を含んでいること
    を特徴とする栓装置。
  2. 【請求項2】 蓋(14)が、ケーシング(2)と結合される前に、回転体
    (4)の回転軸(10)に対して自動的にセンタリング可能であり、および/ま
    たは、蓋(14)のためのセンタリング手段(64)またはセンタリング環(6
    8)が設けられていることを特徴とする、請求項1に記載の栓装置。
  3. 【請求項3】 蓋(14)の環状スペース(33、46)の中に、センタリ
    ング体および/または押圧リングとして構成されたリング(34)が配置されて
    おり、リング(34)と蓋(14)の間には半径方向の環状隙間(35)が設け
    られており、および/またはシール部材(30、44)が、力の伝達経路に配置
    されないことを特徴とする、特に請求項1または2に記載の栓装置。
  4. 【請求項4】 リング(34)と蓋(14)の間に、弾性的な部材および/
    またはシールリング(37)が配置されることを特徴とする、請求項1から3の
    いずれか一項に記載の栓装置。
  5. 【請求項5】 蓋(14)の平坦な環状面(22)が、ケーシング(2)の
    同じく平坦な載置面(20)に直接当接しており、ケーシング(2)に対する蓋
    (14)のためのセンタリング部材は設けられておらず、および/または蓋(1
    4)のケーシング(2)の方を向いている下側の環状面は、一貫して平坦に構成
    されることを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の栓装置。
  6. 【請求項6】 ケーシング(2)が、蓋(14)の方を向いている表面に、
    蓋シール部(26)のための環状溝(28)を含んでおり、該蓋シール部は、蓋
    (14)の下側の環状面(22)に封止をしながら当接し、および/または環状
    溝(28)は、蓋シール部(26)で半径方向内側で蓋(14)の載置面(20
    )に続いていることを特徴とする、請求項1から5のいずれか一項に記載の栓装
    置。
  7. 【請求項7】 二次的なシール部材としての成形膜(30)が、回転体(4
    )と一体的に結合されたシャフト(12)に封止しながら当接しており、該成形
    膜は、蓋(14)とケーシング(2)の間に固定されており、および/または蓋
    (14)をケーシング(2)と堅固に結合する前に、シール部材がシャフト(1
    2)を介して回転体(4)の回転軸(10)に対してセンタリング可能であるこ
    とを特徴とする、請求項1から6のいずれか一項に記載の栓装置。
  8. 【請求項8】 シール部材(30、44)が、部分的に一方ではリング(3
    4)の支持面(39)に半径方向で支持されるとともに、他方ではシャフト(1
    2)に当接しており、および/または支持面(39)は、回転体(4)の回転軸
    (10)に対して斜めに配置されることを特徴とする、請求項1から7のいずれ
    か一項に記載の栓装置。
  9. 【請求項9】 蓋(14)の環状スペース(33、46)の内部に、第2の
    二次的なシール部材(37、44)、特にスタッフィングボックスが配置されて
    おり、および/または前記シール部材(44)は、環状スペース(46)の中に
    配置された別の押圧リング(48)によって調整可能であることを特徴とする、
    請求項1から8のいずれか一項に記載の栓装置。
  10. 【請求項10】 特に第2の二次的なシール部材(44)に漏れリング(5
    2)が付けられており、好都合には押圧リング(34)にある半径方向の穴(5
    4)を介して、ならびに蓋(14)にある接続口(56)を介して、外部へ接続
    することが可能であることを特徴とする、請求項1から9のいずれか一項に記載
    の栓装置。
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