JP4901003B2 - 合成樹脂製遮断弁の製作方法 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、ケースが合成樹脂からなり、かつ２本の接続短管を備え、操作ユニットを介して流通位置と遮断位置の間で調節可能な遮断要素がケース内で少なくとも軸受リングとシールリングによって支承され、遮断要素と軸受およびシールリングと軸受ブッシュとインサート部材を備えた内側部分が、予め組み立てられた状態で、ケースを形成するために、合成樹脂を射出成形することによって被覆される、導管用遮断弁を製作するための方法に関する。本発明は更に、この方法によって製作された遮断弁に関する。
【０００２】
遮断弁を製作するためのこのような方法は例えばドイツ連邦共和国特許出願公開第４４４２９７９号公報によって知られている。この公知の方法の場合には、第１の方法工程において先ず最初に、ボールと切換え軸の一部と軸受ピンの下側部分が射出成形によって合成樹脂製被覆部材によって被覆される。後続の作業ステップにおいて、弾性的なインサート部材が、第１のステップで製作された合成樹脂カバーの外面においてフランジ範囲の間に配置され、後続の作業ステップにおいて、弾性的なインサート部材を備えたカバー上に、合成樹脂を射出成形することによってケースが形成される。遮断弁のための合成樹脂ケースを製作するためのこの方法は非常に面倒である。なぜなら、２つの部分からなる弁ケースを合成樹脂で製作しなければならないからである。使用される弾性的なインサート部材は、内側のカバーと外側の弁ケースとを分離する働きをする。一方、弾性的なインサート部材の範囲の外側で、内側のカバーと外側の弁ケースの両合成樹脂が材料一体的に互いに連結される。特に、内側のカバーと外側の弁ケースの二つの部分からなる弁ケースの形成によって、この公知の方法は経済的に使用することができない。
【０００３】
合成樹脂製ケースを備えたボール弁を製作するための他の方法が欧州特許第０５７５６４３号公報によって知られている。この公知の方法の場合には、合成樹脂製ケースを形成するために、予め組み立てられる内側部分が、予め組み立てた状態で、ケースの外側形状と接続短管の流通穴を生じる射出成形型に挿入され、続いて射出成形によって周りを合成樹脂で被覆される。弁全体が外側部分と内側部分に分割される、合成樹脂製ケースのこのような製作は実際に有効性が実証された。予め組み立てられた内側部分と射出成形される外側部分に分割することにより、射出成形型内で形成されるケースの冷却時に、両ケース部分の相対的な収縮が発生し、半径方向内側においてケースの収縮が阻止される。それによって、ケース内で弁ボールが挟まって動かなくなる。
【０００４】
このようにして製作された遮断弁を、特に大きな直径の接続短管を備えた導管において、および搬送圧力が高い導管において使用する場合、特にガス遮断弁として使用する場合に、閉鎖された遮断弁にもかかわらず、遮断すべき媒体が内側部分と外側部分の間、すなわち、遮断要素の外面と軸受リングおよびシールリングと合成樹脂製ケースの内面との間を無理やり通過することによって、遮断弁の漏れが発生することが実際に起こり得る。このような漏れは特にガス管を遮断するために弁を使用する場合に必ず避けるべきである。
【０００５】
これから出発して、本発明の根底をなす課題は、遮断すべき媒体が弁の内側部分と外側部分の間を通過せず、更に簡単で低コストで製作することができるように、合成樹脂製ケースを備えた、導管用遮断弁を製作するための方法を改良することである。本発明の根底をなす課題は更に、この方法に従って製作される遮断弁を提供することである。
【０００６】
この課題の方法的な解決策は、
ａ）インサート部材と遮断要素の間に配置される合成樹脂製成形部品を、射出成形によって製造する方法工程と、
ｂ）方法工程ａ）で形成された前記成形部品の合成樹脂とインサート部材の材料とを溶着連結すると同時に、インサート部材を形成する合成樹脂を前記成形部品上または前記成形部品内に射出成形する方法工程と、
ｃ）遮断要素、軸受リング、シールリング、軸受ブッシュ、インサート部材および前記成形部品とからなる遮断弁の内側部分を組み立て、内側部分を射出成形型に挿入する方法工程と、
ｄ）ケースの内部形状の少なくとも一部の形成する成形部品の合成樹脂とケースの材料とを溶着連結すると同時に、方法工程ｃ）で予め組み立てられた内側部分を、合成樹脂を射出成形することによって被覆する方法工程とを備えていることを特徴とする。
【０００７】
本発明の方法では、遮断弁の内側部分と外側部分を連結するために使用される粘着剤が同時に、インサート部材の範囲においてインサート部材の外側形状とケースの内側形状のための成形部品としての働きをする。第１の方法工程で製作された合成樹脂製成形部品は、インサート部材と弁ケースを形成するための後続の射出成形被覆の際に、それぞれ射出成形された合成樹脂によって溶融されるので、成形部品とインサート部材の間および成形部品と弁ケースの間で材料一体的な溶着連結が生じる。
【０００８】
内側部分とケース（外側部分）の内面との間のこの材料一体的な連結により、技術水準で説明した漏れが確実に回避される。
【０００９】
本発明の実際的な実施形では、成形部品のための合成樹脂として、熱可塑性合成樹脂が使用される。その際、熱可塑性合成樹脂は、内側部分を合成樹脂で射出成形して周りを被覆する際に生じる熱によって、塑性状態および流動状態に移行し、内側部分の外側輪郭と外側部分の内側輪郭に非常に良好に適合し、両部分の溶接を実現する。
【００１０】
本発明の好ましい実施形では、成形部品のための合成樹脂として、粘着性共重合体が使用される。粘着性共重合体は、適当な仕上げの際に、他の合成樹脂、特にポリエチレンと非常に良好に連結され、合成樹脂を粘着性共重合体上に直接射出成形する際に粘着性共重合体の一部が溶融し、両合成樹脂が溶着連結されるという利点がある。弁ケースのための合成樹脂として特にポリエチレンが使用されるので、粘着性共重合体は粘着剤として非常に適している。
【００１１】
上述の方法に従って製作された本発明による導管用遮断弁は、内側部分とケース（外側部分）の少なくとも一部が、合成樹脂で射出成形された成形部品を介して、材料一体的に互いに連結されていることを特徴とする。遮断弁の内側部分と、合成樹脂ケースを形成する遮断弁の外側部分を、本発明に従って材料一体的に連結することによって初めて、遮断弁の内部の漏れを防止することができる。この漏れは、遮断弁によって遮断された媒体が内側部分の外面と外側部分の内面の間を通過することである。更に、弁全体の静力学的状態が、内側部分と合成樹脂カバーとの間の材料一体的な連結によって持続的に改善される。
【００１２】
本発明では更に、軸受リングを互いに連結するインサート部材を備えた、本発明による遮断弁において、ケース（外側部分）と内側部分との材料一体的な連結のための付加的な定着個所を形成するために、多数の切欠きがインサート部材に形成されていることが提案される。粘着剤としての働きをする射出成形された成形部品の溶融時に、この粘着剤がインサート部材の切欠きに入り、それによってインサート部材内に形状補完的に定着される。従って、溶着によって行われる材料一体的な連結のほかに、形状補完的な連結が提供される。
【００１３】
本発明の他の特徴と効果は、図の次の説明から明らかである。図には、ボール弁の縦断面が例示的に示してある。
【００１４】
実施の形態に示したボール弁は合成樹脂、特にポリエチレン製のケース１を備えている。このケースには、反対方向に向いた２個の接続短管２が一体に成形されている。この接続短管２は図に示していない、同様に合成樹脂からなる導管にボール弁を接続するために役立つ。ケース１は接続短管２の端部に、ねじ込みフランジを備えていてもよい。
【００１５】
ケース１の内部には、遮断要素としての働きをする弁ボール３が配置されている。この弁ボールは流通穴３ａを有する。この流通穴は接続短管２の流通穴２ａに一致している。弁ボール３は２個の支承リング４によって支承されている。この支承リングは弁ボール３に対してシールするためにそれぞれ、シールリング５を備えている。
【００１６】
支承リング４は更に、外周面のところで、リング状のインサート部材６によって互いに連結されている。この連結は例えば、接着または溶接によって行うことができる。図では、溶接継ぎ目が例示的に示してある。
【００１７】
流通穴２ａを絞るためあるいは遮断する目的で、図に流通位置を示した弁ボール３を回転することができるようにするために、ケース１内に切換え軸７が設けられている。この切換え軸は軸受ブッシュ８内に回転可能に支承されている。切換え軸７は連結部材７ａによって弁ボール３の対応する凹部に係合している。それによって、この弁ボール３は切換え軸７によって、流通位置と遮断位置の間で回転可能である。そのために、切換え軸７の外側の端部に、四角形部７ｂまたは多角形部が形成されている。遮断要素を運転するために、図示したこの弁ボール用駆動装置以外の他の操作ユニットを用いることができる。例えば、弁ボールまたはテーパ型滑り弁として形成された遮断要素を、電気式、空気圧式または液圧式駆動装置を介して機械的に操作することができる。図示した実施の形態の場合、切換え軸７の四角形部７ｂに、レンチ用面９ａを備えた切換えドーム９が装着されている。この切換えドームはねじ９ｂによって切換え軸７に回転しないように固定されている。ケース１内に挿入された切換えドーム９の端部は、ケース１と相対的に回転可能であり、シール１０によって封止されている。
【００１８】
切換え軸７を支承するための軸受ブッシュ８はリング状のインサート部材６の切欠き内に配置されている。図示した実施の形態の場合、軸受ブッシュ８とインサート部材６は互いに溶接されている。軸受ブッシュ８に対して切換え軸７をシールするために、本実施の形態では、２個のリングシール１１が設けられている。
【００１９】
使用目的に応じて、軸受リング４、弁ボール３、インサート部材６および軸受ブッシュ８はガンメタル、真鍮、特殊鋼または合成樹脂、特にガラス繊維補強した合成樹脂またはポリプロピレンで製作可能である。上述の部品が互いに連結可能である場合には、部品のために異なる材料または異なる材料組み合わせを使用することができる。シール５とリングシール１１とシール１０のために、特にニトリルブチルゴムが使用される。切換え軸７は同様に、例えばガンメタル、真鍮、特殊鋼または合成樹脂のような適当な材料から作ることができる。
【００２０】
図示したボール弁を製作するために、第１の方法工程では、射出成形によって、合成樹脂好ましくは粘着性共重合体（付着性共重合体）から、成形部品が製作される。この成形部品は実質的にインサート部材６の外部形状と、インサート部材６の範囲のケース１の内部形状に一致している。続いて、リング状のインサート部材６を形成する合成樹脂が、先行する方法工程で製作された成形部品上または成形部品内に射出成形される。それによって、成形部品を形成するために粘着性共重合体を使用する場合、この粘着性共重合体が部分的に溶融し、リング状のインサート部材６を形成するための射出成形工程で、成形部品の合成樹脂とリング状インサート６の材料とが溶着連結される。
【００２１】
続いて、このようにして製作されたインサート部材６に、軸受ブッシュ８が固定される。続いて、シールリング５を備えた軸受リング４が弁ボール３に装着され、リング状のインサート部材６によって互いに連結される。
予め組み立てられたこの状態で、遮断弁の内側部分を形成する部品、すなわち弁ボール３、軸受リング４、シールリング５、軸受ブッシュ８およびリング状インサート部材６は、粘着剤（付着剤）としての働きをする合成樹脂からなる成形部品と共に、図に示していない、ケース１の外部形状を生じる射出成形型に入れられ、射出成形によって合成樹脂、特にポリエチレンで被覆される。この新たな射出成形工程の際、ケース用内部形状としての役立つ成形部品の材料が新たに溶融するので、ケース１の合成樹脂と成形分の合成樹脂との間にも、溶着連結部が形成される。ケース１の合成樹脂が半径方向において弁ボール３まで達することができるようにするために、インサート部材６内に多数の切欠き６ａが設けられている。
【００２２】
軸受リング４を互いに連結しかつ切換え軸７用の軸受ブッシュ８を支持するインサート部材６を、射出成形型によって形成されるケース１内に配置したことにより、接続短管２を成形した一体のケースが射出成形型内に生じるにもかかわらず、弁がケース１を形成する外側部分と、ケース１によって取り囲まれた内側部分に分割される。
【００２３】
リング状のインサート部材６の外側輪郭と、リング状のインサート部材６の範囲内のケース１の内側輪郭を形成するために、合成樹脂からなる成形部品を使用することにより、内側部分と、外側部分を形成するケース１の内側部分との間に、材料一体的な封止連結部が生じる。従って、内側部分と外側部分の内面との間を、遮断すべき媒体が通過することが阻止される。
【００２４】
接続短管２に一体に形成した合成樹脂製ケース１を上述のように製作した後で、切換え軸７のリングシール１１が軸受ブッシュ８に挿入され、それによって切換え軸の連結部分７ａが弁ボール３の凹部に係合する。続いて、軸受ブッシュ８の外側の端面に、軸受リング１２がねじ込まれる。この軸受リングは四角形部７ｂと切換え軸７の中央部分の間に形成された肩部に基づいて、切換え軸７が軸受ブッシュ８から抜けないようにする。本実施の形態の場合最後に、切換えドーム９が切換え軸７の四角形部７ｂに装着され、ねじ９ｂによって固定される。ボール弁は使用の準備が整い、その両接続短管２の端面を、それぞれの合成樹脂導管、特にガス供給導管に挿入することができる。
【００２５】
図から明らかなように、図示した実施の形態の場合には、一体の合成樹脂ケース１と、接続短管２の流通穴２ａに一致する弁ボール３の流通穴３ａとを有するボール弁が形成されるので、開放したボール弁内で漏れ損失が決して発生しない。内側部分を形成する部品３，４，５，８とケース１の合成樹脂との間の材料一体的な連結と、シールすべき媒体が内側部分と外側部分の間を通過することにより、漏れの危険がなくなる。従って、遮断すべき媒体の圧力が高い場合にも、このようにして製作された遮断弁によって、漏れのない内側の封止が保証される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ボール弁の縦断面を例示的に示す図である。
【符号の説明】
１ ケース
２ 接続短管
２ａ 流通穴
３ 弁ボール、遮断要素
３ａ 流通穴
４ 軸受リング
５ シールリング
６ インサート部材
６ａ 切欠き
７ 切換え軸
７ａ 連結部分
７ｂ 四角形部
８ 軸受ブッシュ
９ 切換えドーム
９ａ レンチ用面
９ｂ ねじ
１０ シール
１１ リングシール
１２ 軸受リング

Claims (2)

1. ケース（１）が合成樹脂からなり、かつ２本の接続短管（２）を備え、操作ユニットを介して流通位置と遮断位置の間で調節可能な遮断要素（３）がケース内で少なくとも軸受リング（４）とシールリング（５）によって支承され、遮断要素（３）と軸受およびシールリング（４，５）と軸受ブッシュ（８）とインサート部材（６）とを備えた内側部分が、予め組み立てられた状態で、ケース（１）を形成するために、合成樹脂を射出成形することによって被覆される、導管用遮断弁を製作するための方法において、以下の方法工程、すなわち
   ａ）インサート部材（６）と遮断要素（３）の間に配置される合成樹脂製成形部品を、射出成形によって製造する方法工程と、
   ｂ）方法工程ａ）で形成された前記成形部品の合成樹脂とインサート部材（６）の材料とを溶着連結すると同時に、インサート部材（６）を形成する合成樹脂を前記成形部品上または前記成形部品内に射出成形する方法工程と、
   ｃ）遮断要素（３）、軸受リング（４）、シールリング（５）、軸受ブッシュ（８）およびインサート部材（６）と前記成形部品とからなる遮断弁の内側部分を組み立て、内側部分を射出成形型に挿入する方法工程と、
   ｄ）ケース（１）の内部形状の少なくとも一部の形成する成形部品の合成樹脂とケース（１）の材料とを溶着連結すると同時に、方法工程ｃ）で予め組み立てられた内側部分を、合成樹脂を射出成形することによって被覆する方法工程とを備えていることを特徴とする方法。
2. 成形部品のための合成樹脂として、熱可塑性合成樹脂が使用されることを特徴とする請求項１記載の方法。

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