WO2013144276A1 - Absperrelement für eine absperrarmatur - Google Patents

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WO2013144276A1
WO2013144276A1 PCT/EP2013/056667 EP2013056667W WO2013144276A1 WO 2013144276 A1 WO2013144276 A1 WO 2013144276A1 EP 2013056667 W EP2013056667 W EP 2013056667W WO 2013144276 A1 WO2013144276 A1 WO 2013144276A1
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WO
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shut
base body
threaded insert
corrosion
coating
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Application number
PCT/EP2013/056667
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English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Berger
Original Assignee
E. Hawle Armaturenwerke Gmbh
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/44—Mechanical actuating means
    • F16K31/50—Mechanical actuating means with screw-spindle or internally threaded actuating means
    • F16K31/508—Mechanical actuating means with screw-spindle or internally threaded actuating means the actuating element being rotatable, non-rising, and driving a non-rotatable axially-sliding element
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K3/00—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing
    • F16K3/30—Details
    • F16K3/314—Forms or constructions of slides; Attachment of the slide to the spindle

Definitions

  • the invention relates to a shut-off element for a shut-off valve comprising a base body having an opening for receiving a threaded insert engaged with a slide spindle, wherein the base body is positively connected to the threaded insert, and a method for producing such a shut-off element.
  • shut-off elements with integrated threaded insert are used to achieve an axially centered mounting of the shut-off actuated spool in a shut-off valve.
  • the threaded insert is positively connected to the main body of the shut-off element and has an internal thread into which a slider spindle engages.
  • the threaded insert is generally made of a different metallic material than the main body. For example, it is customary to manufacture the base body of cast iron, and to produce the threaded insert made of brass.
  • Generic shut-off elements are known in particular from AT 509 083 B1.
  • shut-off valve In the long term, potentially corrosive medium may enter the area between the base body and the threaded insert and damage the base body, the threaded insert or both components. In the worst case, the threaded insert separates from the body, causing the shut-off valve is unusable.
  • shut-off elements are known which partially have a corrosion-inhibiting coating. For coating, however, they must be supported on fixing zones, whereby the fixing zones themselves do not undergo any coating.
  • the object of the present invention is to provide a robust and durable Absperreiement for a shut-off valve.
  • soli corrosion in the area between the body and the threaded insert should be avoided.
  • the use of expensive additional materials or complex manufacturing processes should be avoided if possible.
  • a corrosion-inhibiting layer is disposed between the threaded insert and the base body, wherein the corrosion-inhibiting layer is part of a shell of the body and surrounds the body in its entirety.
  • Components are structurally weakened by corrosion.
  • the corrosion-inhibiting layer can as
  • Plastic layer be executed. It may in particular comprise an elastomer and be designed as a rubber coating.
  • the material may preferably be NBR or EPDM, although any other elastomer that meets the appropriate standards for fittings may be used.
  • Insertion of the valve spindle can be corrected.
  • the layer is coated with an elastomer (rubber coating), this results in a flexible, play-free positive connection between the base body and the threaded insert.
  • Compressive load can occur when completing.
  • the wedge is set in the limits of the constructive geometric game between shut-off and housing at pressure bias. For example, with a dimension DN 00 (100 mm pipe diameter), a tolerance angle of approximately 3 degrees is achieved with a deviation of the shutoff element of 5 mm from one edge to the opposite edge.
  • the achievable tolerance angle is naturally dependent on the dimension of the shut-off element, on the thickness of the corrosion-inhibiting layer, and on its elasticity.
  • Such a tolerance angle is mainly for the edge load (wear) of the thread of the threaded insert by the spool spindle of importance.
  • edge load wear
  • body balance of tolerances is not possible and it comes to increased wear.
  • the thickness of the corrosion-inhibiting layer should preferably be at least 0.5 mm and may vary depending on the size of the shut-off element and also along the component. For example, for a shut-off element for a pipe with 100mm pipe inside diameter in the area of the positive connection of the base body and threaded insert, a thickness of the corrosion-inhibiting layer of about 0.5mm to 3mm may be provided, while the thickness of the entire component may be up to 7mm. For larger components, the thicknesses can increase accordingly, so can at a shut-off for a pipeline with 600mm
  • Pipe inner diameter thicknesses of the corrosion-inhibiting layer of about 2mm to 5mm may be provided, while the thickness of the entire component may be up to 30mm.
  • a thickness of 0.5 mm should preferably not be exceeded, so as not to lose the corrosion-inhibiting effect.
  • At least one recess preferably at least three recesses, are provided on at least one side of the basic body, preferably on both sides, for fixing the basic body during the coating process.
  • Recesses may preferably be designed conical in order to achieve a stable and accurate fixing of the body by appropriately shaped fixing, in particular fixing bolts.
  • the corrosion-inhibiting layer with an additional
  • Adhesive are attached to the body, whereby the corrosion-inhibiting layer is firmly adhering to the body.
  • the threaded insert can be firmly connected to the corrosion-inhibiting layer via a bonding agent.
  • the base body can furtherherebysfortesthesia for insertion into a
  • the main body may be made of a metaNischen material, in particular made of cast iron.
  • the base body made of nodular cast iron EN-GJS 400-500.
  • the threaded insert may also be made of a metallic material, in particular made of brass. Preference is given to using pressed brass, for example CUZN36Pb2As.
  • the wedge guide elements according to the invention can be made of metal or plastic.
  • the threaded insert and / or the base body can be dimensioned so that when inserting the threaded insert in the body remains a gap which is narrower than the - depending on the application different - intended thickness of the sheath of the body. Thus, with an intended thickness of the sheath of 2 mm, the gap could be only about 1 mm.
  • the gap between the threaded attachment and the base body is completely filled with the elastomer before the base body fixing means are removed.
  • the gap between the threaded insert and the base body is greater than the intended thickness of the shell of the base body.
  • the invention further relates to a method for producing a shut-off element for a slide valve fitting, wherein a threaded insert is inserted positively into a one-piece or multi-part base body.
  • a threaded insert is inserted positively into a one-piece or multi-part base body.
  • the object of the invention is the conventional
  • This object is achieved by applying to the main body a corrosion-inhibiting layer covering the main body on all sides. This will be a
  • the method according to the invention for producing the shut-off element may comprise the step of hardening the base body with fixing bolts and coating it with the corrosion-inhibiting layer, wherein, shortly before the end of the
  • Coating the fixing bolts are withdrawn.
  • the coating can be made while the threaded insert is fixed on a mandrel in its position in the body, so that the coating fills the space between the threaded insert and the base body. After solidification of the coating, the mandrel can be removed.
  • the mandrel may be provided with an external thread onto which the threaded insert is screwed to protect the internal thread of the threaded insert prior to application of the coating. This creates a flexible, but positive, so play-free connection between
  • the coating can be in one
  • Vulcanization chamber be made.
  • the inventive method may further comprise the steps that
  • Body and / or threaded insert are coated with a primer and preheated, and then put on a mandrel and in the
  • Vulkanisations can be introduced.
  • a plurality of centering pins can fix the base body, wherein shortly before the end of the coating, a retraction of the centering pins takes place to coat the fixing areas as well. Thereafter, the components are removed from the mold and, if necessary, wedge guides are attached.
  • the inventive method may preferably comprise the following steps: First, the threaded insert is applied to a mandrel, for example plugged or screwed and inserted into a recess of the base body. In this case, a gap or gap is released between the threaded insert and the base body. The mandrel does not touch the main body, but fixes the position of the
  • the main body is determined by the intervention of fixing bolts in recesses on
  • the entire base body fixed in position. Thereafter, the entire base body is provided with a coating, for example in a mold, a vulcanization chamber or a pressure chamber. After at least 50%, preferably 90% of the injected coating volume, in relation to the total envisaged
  • the fixing bolts may be frusto-conical, preferably star-shaped, designed to allow a stable and accurate introduction into the preferably conical depressions and the solid
  • FIG. 1 shows a three-dimensional view of an embodiment of the invention
  • Fig. 2 shows a half section of the Absperreiements of Fig. 1;
  • Fig. 3 shows a cross section of the shutoff element of Fig. 1;
  • FIG. 4 shows a further cross section of the shut-off unit from FIG. 1.
  • FIG. 5 shows an exploded view of the different components of an embodiment according to the invention of the shut-off element according to the invention
  • Fig. 6 shows a further three-dimensional view of an embodiment of the shutoff element according to the invention, wherein a part of the structure is shown broken away;
  • FIG. 7 shows a half section of the shut-off element from FIG. 6.
  • Fig. 1 shows a three-dimensional view of an embodiment of the
  • shut-off elements 1 according to the invention, wherein a part of the structure is shown broken up for better understanding.
  • the shut-off element 1 comprises a
  • Basic body 2 which encloses a threaded insert 4 partially.
  • Base 2 and threaded insert 4 form an opening 3 for insertion of a slide spindle.
  • the threaded insert 4 has an internal thread, which with a corresponding
  • the main body 2 is provided with an all-round casing 6.
  • the sheath 6 is designed in the form of a rubber coating (elastomer).
  • the sheath 6 is not only provided in the outer region of the main body 2, but also in the region of the threaded insert 4.
  • the sheath 6 forms there a thin layer 5, which connects the threaded insert 4 with the main body 2.
  • the sheath 6 and the layer 5 acts as a corrosion-inhibiting layer.
  • the main body 2 has guide extensions 7 for insertion and guiding in a shut-off valve. The guide extensions 7 are during use of the
  • shut-off element 1 has wedge guide elements 8 in the region of the guide extensions 7
  • Wedge guide elements 8 are made of plastic.
  • Fig. 2 shows a the embodiment of the invention Absperrelements 1 of FIG. 1 in half section.
  • the shut-off element 1 comprises a main body 2, which encloses a threaded insert 4.
  • Base 2 and threaded insert 4 form a
  • the threaded insert 4 has an internal thread which corresponds to a corresponding external thread of the valve spindle.
  • the main body 2 is provided with an all-round casing 6.
  • the sheath 6 is designed in the form of a rubber coating (elastomer).
  • Sheath 6 is not only provided in the outer region of the main body 2, but also in the area of the turf insert 4.
  • the sheath 6 forms there a layer 5, which connects the threaded insert 4 with the base body 2.
  • the layer 5 acts as a corrosion-inhibiting layer.
  • the sheath 6 has different thickness at different points along the surface of the base body 2 due to the function.
  • the main body 2 has guide extensions 7 for insertion and guiding in a shut-off valve.
  • the shut-off element 1 has wedge guide elements 8 in the region of the guide extensions 7.
  • the shut-off line 1 comprises a main body 2 and a threaded insert 4.
  • Base 2 and threaded insert 4 form an opening 3 for insertion of a slide spindle.
  • the threaded insert 4 has an internal thread which corresponds to a corresponding external thread of the valve spindle to be used.
  • the main body 2 is provided with an all-round casing 6.
  • the sheath 6 is designed in the form of a rubber coating (elastomer).
  • Sheath 6 is not only provided in the outer region of the main body 2, but also in the region of the threaded insert 4.
  • the sheath 6 forms there a thin layer 5, which connects the threaded insert 4 with the base body 2.
  • the sheath 6 and the layer 5 acts as a corrosion-inhibiting layer.
  • Threaded insert 4 is flexible in the base body 2 through the layer 5, but held backlash and positive fit.
  • Fig. 4 shows a further cross section through the shut-off element 1 according to the invention, wherein the flexibility of the position of the threaded insert 4 is indicated by dashed lines.
  • the inventive design of the corrosion-inhibiting layer 5 as an elastomer not only prevents corrosion, but also allows the angle of the threaded insert 4 relative to the symmetry axis 9 of
  • Barrier elements 1 to vary. As a result, deviations in the axial guidance of the slide spindle, which is introduced during operation in the threaded insert 4, is compensated.
  • a tolerance angle 10 of up to 3 degrees per side can be achieved, as indicated in the drawing by dashed lines.
  • Fig. 5 shows an exploded view of an embodiment of the invention.
  • the base body 2 is shown in the lower region of this figure before the application of the all-round sheath 6.
  • FIG. 6 shows a further three-dimensional view of an embodiment of the shut-off element according to the invention, wherein a part of the structure is shown broken away.
  • the recesses 11 are designed conical.
  • On both sides of the base body 2 each three recesses 11 are provided.
  • the depressions 11 serve to enable a stable and precise fitting of the base body 2 during coating with the sheath 6.
  • the base body 2 has a U-shaped recess thirteenth
  • FIG. 7 shows a half section of the shut-off element from FIG. 6. Also shown is a fixing bolt 12 a, 12 b, which engages in the depressions 11 of the main body 2.
  • the illustration in Fig. 7 shows the fixing bolt during the coating process, just before it is withdrawn, in order to coat even the recesses 11 itself in its entirety with the casing 6.
  • the fixing bolt is shown on the one hand in the fixing state by the reference numeral 12a, and on the other hand in the retracted state by the reference numeral 12b.
  • the fixing bolt is designed in a star shape to be as safe and accurate to be inserted into the wells 11.
  • the fixing bolts leave in the coating 6 according to star-shaped impressions, as shown in Fig. 6.
  • the threaded insert 4 is first attached to a mandrel and thus fixed.
  • threaded insert 4 is inserted into the U-shaped recess 13 of the base body 2, wherein threaded insert 4 and recess 13 of the base body 2 are designed such that a gap remains.
  • threaded insert 4 and recess 13 of the base body 2 are designed such that a gap remains.
  • Base body 2 by three fixing bolts which in the wells 11 to the
  • the coating 6 is applied to the base body 2 and threaded insert 4 fixed in this way. This can be done, for example, in a heated pressure chamber,
  • Vulcanization chamber or mold happen flows into the liquid elastomer.
  • the elastomer is distributed along the base body 2 and penetrates in particular into the intermediate space between the threaded insert 4 and the base body 2 in the region of the U-shaped recess 13.
  • the duration of the coating depends on the dimension of the used
  • the fixing bolts are retracted to allow the elastomer to flow also into the region of the recesses 11. It is envisaged that the intermediate space between the threaded insert 4 and the base body 2 is thinner than the intended and required thickness of the coating on the side surfaces of the base body 2.
  • the intermediate space between the threaded insert 4 and the base body 2 is the same thickness or thicker than the coating on the side surfaces of the base body 2.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Absperrelement (1) für eine Absperrarmatur, umfassend einen Grundkörper (2) mit einer Öffnung (3) zur Aufnahme einer mit einem Gewindeeinsatz (4) in Eingriff stehenden Schieberspindel, wobei der Grundkörper (2) formschlüssig mit dem Gewindeeinsatz (4) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Gewindeeinsatz (4) und dem Grundkörper (2) eine korrosionshemmende Schicht (5) angeordnet ist, die Teil einer Ummantelung (6) des Grundkörpers (2) ist, welche den Grundkörper (2) zur Gänze einschließt. Die Erfindung betrifft weiters ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Absperrelements.

Description

Absperrelement für eine Absperrarmatur
Die Erfindung betrifft ein Absperrelement für eine Absperrarmatur, umfassend einen Grundkörper mit einer Öffnung zur Aufnahme einer mit einem Gewindeeinsatz in Eingriff stehenden Schieberspindel, wobei der Grundkörper formschlüssig mit dem Gewindeeinsatz verbunden ist, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Absperrelements.
Derartige Absperrelemente mit integriertem Gewindeeinsatz werden verwendet, um eine axial zentrierte Lagerung einer das Absperrelement betätigenden Schieberspindel in einer Absperrarmatur zu erreichen. Der Gewindeeinsatz ist formschlüssig mit dem Grundkörper des Absperrelements verbunden und weist ein Innengewinde auf, in das eine Schieberspindel eingreift. Der Gewindeeinsatz besteht im Allgemeinen aus einem anderen metallischen Material als der Grundkörper. Beispielsweise ist es üblich, den Grundkörper aus Gusseisen zu fertigen, und den Gewindeeinsatz aus Messing herzustellen. Gattungsgemäße Absperrelemente sind insbesondere aus der AT 509 083 B1 bekannt.
In der Praxis wurde jedoch festgestellt, dass an der Verbindungsstelle zwischen dem metallischen Werkstoff des Grundkörpers und des Gewindeeinsatzes aufgrund des Aufeinandertreffens unterschiedlicher Metalle Korrosion auftritt. Dies kann zu einer Lockerung der Verbindung zwischen Grundkörper und Gewindeeinsatz führen.
Langfristig kann möglicherweise korrodierendes Medium in den Bereich zwischen Grund körper und Gewindeeinsatz eintreten und den Grundkörper, den Gewindeeinsatz oder beide Bauteile schädigen. Im schlimmsten Fall löst sich der Gewindeeinsatz vom Grundkörper, wodurch die Absperrarmatur unbrauchbar wird. Zwar sind Absperrelemente bekannt, die partiell eine korrosionshemmende Beschichtung aufweisen. Zur Beschichtung müssen diese jedoch an Fixierzonen gehaltert werden, wodurch die Fixierzonen selbst keine Beschichtung erfahren.
Somit besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein robustes und haltbares Absperreiement für eine Absperrarmatur zu schaffen. Insbesondere soli Korrosion im Bereich zwischen dem Grundkörper und dem Gewindeeinsatz vermieden werden. Die Verwendung teurer Zusatzmaterialien oder aufwändiger Herstellungsprozesse soll nach Möglichkeit vermieden werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem zwischen dem Gewindeeinsatz und dem Grundkörper eine korrosionshemmende Schicht angeordnet ist, wobei die korrosionshemmende Schicht Teil einer Ummantelung des Grundkörpers ist und den Grundkörper zur Gänze umschließt.
Dadurch wird erreicht, dass keine Korrosion zwischen dem Gewindeeinsatz und dem Grundkörper des Absperrelements auftritt. Die formschlüssige Verbindung des
Grundkörpers mit dem Gewindeeinsatz bleibt langfristig erhalten, ohne dass die
Bauteile durch Korrosion konstruktiv geschwächt werden.
Indem die Ummantelung den Grundkörper zur Gänze einschließt, wird der Grundkörper auch in Bereichen, die mit der Umwelt oder dem abzusperrenden Medium in Kontakt treten, vor Korrosion geschützt. Die korrosionshemmende Schicht kann als
Kunststoffschicht ausgeführt sein. Sie kann insbesondere ein Elastomer umfassen und als Gummierung ausgeführt sein. Als Material kann vorzugsweise NBR oder EPDM vorgesehen sein, wobei auch jedes andere Elastomer, das die entsprechenden Normen für Armaturen erfüllt, verwendet werden kann.
Bei der Ausführung als Elastomer ergibt sich die weitere technische Wirkung, dass der Gewindeeinsatz flexibel im Grundkörper positioniert wird, wodurch geringfügige
Abweichungen der Positionierung der Schieberspindei problemlos manuell beim
Einsetzen der Schieberspindel korrigiert werden können. Bei Ausführung der Schicht ais Elastomer (Gummierung) ergibt sich ein flexibler, spielfreier Formschluss zwischen dem Grundkörper und dem Gewindeeinsatz.
Diese Flexibilität der korrosionshemmenden Schicht ermöglicht einen gewissen
Ausgleich bei einer Schräg Stellung des Absperrelements, zu der es durch die
Druckbelastung beim Abschließen kommen kann. Der Keil wird dabei in den Grenzen des konstruktiven geometrischen Spiels zwischen Absperrelement und Gehäuse bei Druckbeanspruchung schräg gestellt. Beispielsweise wird bei einer Dimension DN 00 (100mm Rohrdurchmesser) bei einer Abweichung des Absperrelements von 5mm von einer Kante zur gegenüberliegenden Kante ein Toleranzwinkel von etwa 3 Grad erreicht.
Der erreichbare Toleranzwinkei ist naturgemäß abhängig von der Dimension des Absperrelements, von der Dicke der korrosionshemmenden Schicht, und von dessen Elastizität. Durch entsprechende konstruktive Auswahl können der jeweiligen
Anwendung angepasste Toleranzwinkel erreicht werden.
Ein derartiger Toleranzwinkel ist vor allem für die Flankenbelastung (Verschleiß) des Gewindes des Gewindeeinsatzes durch die Schieberspindel von Bedeutung. Bei einem konventionellen unelastischen Formschluss zwischen Gewindeeinsatz und Grundkörper ist ein Ausgleich von Toleranzen nicht möglich und es kommt zu erhöhtem Verschleiß.
Die Dicke der korrosionshemmenden Schicht soll vorzugsweise zumindest 0,5mm betragen und kann, abhängig von der Größe des Absperrelements und auch entlang des Bauteils variieren. So kann etwa für ein Absperrelement für eine Rohrleitung mit 100mm Rohrinnendurchmesser im Bereich der formschlüssigen Verbindung von Grundkörper und Gewindeeinsatz eine Dicke der korrosionshemmenden Schicht von etwa 0,5mm bis 3mm vorgesehen sein, während die Dicke am gesamten Bauteil bis zu 7mm betragen kann. Bei größeren Bauteilen können sich die Dicken entsprechend erhöhen, so können bei einem Absperrelement für eine Rohrleitung mit 600mm
Rohrinnendurchmesser Dicken der korrosionshemmenden Schicht von etwa 2mm bis 5mm vorgesehen sein, während die Dicke am gesamten Bauteil bis zu 30mm betragen kann. Eine Dicke von 0,5mm sollte vorzugsweise nicht unterschritten werden, um die korrosionshemmende Wirkung nicht zu verlieren.
An zumindest einer Seite des Grundkörpers, vorzugsweise an beiden Seiten, kann zumindest eine Vertiefung, vorzugsweise zumindest drei Vertiefungen, zur Fixierung des Grundkörpers während des Beschichtungsvorgangs vorgesehen sind. Die
Vertiefungen können vorzugsweise konusförmig ausgeführt sein, um eine stabile und passgenaue Fixierung des Grundkörpers durch entsprechend ausgeformte Fixiermittel, insbesondere Fixierbolzen, zu erreichen.
Vorzugsweise kann die korrosionshemmende Schicht mit einem zusätzlichen
Haftvermittler am Grundkörper angebracht werden, wodurch die korrosionshemmende Schicht am Grund körper fest haftend ist. Zusätzlich kann auch der Gewindeeinsatz über einen Haftvermittler fest mit der korrosionshemmenden Schicht verbunden sein.
Der Grund körper kann weiters Führungsfortsätze zum Einsetzen in eine
Absperrarmatur aufweisen, wobei die korrosionshemmende Schicht im Bereich der Führungsfortsätze durch Keilführungselemente gegen Abnützung geschützt ist.
Dadurch wird verhindert, dass sich die korrosionshemmende Schicht bei Betätigung der Absperrarmatur abnutzt.
Der Grundkörper kann aus einem metaNischen Material, insbesondere aus Gusseisen ausgeführt sein. Vorzugsweise wird der Grundkörper aus Sphäroguss EN-GJS 400-500 hergestellt. Der Gewindeeinsatz kann ebenfalls aus einem metallischen Material, insbesondere aus Messing ausgeführt sein. Vorzugsweise wird dafür Pressmessing, z.B. CUZN36Pb2As, verwendet. Die erfindungsgemäßen Keilführungselemente können aus Metall oder Kunststoff ausgeführt sein. Der Gewindeeinsatz und/oder der Grundkörper können so dimensioniert sein, dass beim Einsetzen des Gewindeeinsatzes in den Grundkörper ein Zwischenraum verbleibt, der schmäler ist, als die - je nach Anwendung unterschiedliche - beabsichtigte Dicke der Ummantelung des Grundkörpers. So könnte bei einer beabsichtigten Dicke der Ummantelung von 2mm der Zwischenraum lediglich etwa 1 mm betragen. Dadurch wird erreicht, dass im Beschichtungsverfahren sichergestellt ist, dass der Zwischenraum zwischen Gewindeetnsatz und Grundkörper zur Gänze mit dem Elastomer gefüllt ist, bevor die den Grund körper fixierenden Mittel entfernt werden. Ebenso kann vorgesehen sein, dass der Zwischenraum zwischen Gewindeeinsatz und Grundkörper größer ist als die beabsichtigte Dicke der Ummantelung des Grundkörpers.
Die Erfindung betrifft weiters ein Verfahren zur Herstellung eines Absperrelements für eine Schieberarmatur, wobei ein Gewindeeinsatz in einen ein- oder mehrteiligen Grundkörper formschlüssig eingefügt wird. Bei konventionellen Herstellungsverfahren, stellt sich das Problem, dass der Grundkörper durch fixierende Mittel gehalten werden muss, und an den Stellen der Halterung keine Beschichtung erfolgen kann.
Weiters besteht das Problem, eine Ummantelung am Grundkörper anzubringen, die auch den Gewindeeinsatz einschließt, ohne dabei das Gewinde des Gewindeeinsatzes zu beschichten.
Die erfindungsgemäße Aufgabe besteht darin, das konventionelle
Herstellungsverfahren derart anzupassen, dass die oben genannten Probleme gelöst werden.
Diese Aufgabe wird gelöst, indem auf den Grundkörper eine, den Grundkörper allseitig bedeckende korrosionshemmende Schicht aufgebracht wird. Dadurch wird ein
Absperrelement erzeugt, welches die oben beschriebenen Vorteile aufweist. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung des Absperrelements kann den Schritt umfassen, dass der Grundkörper durch Fixierbolzen gehaitert und mit der korrosionshemmenden Schicht beschichtet wird, wobei kurz vor dem Ende der
Beschichtung die Fixierbolzen zurückgezogen werden. Die Beschichtung kann vorgenommen werden, während der Gewindeeinsatz auf einem Dorn in seiner Position im Grundkörper fixiert wird, sodass die Beschichtung den Zwischenraum zwischen Gewindeeinsatz und Grund körper ausfüllt. Nach Verfestigung der Beschichtung kann der Dorn entfernt werden. Der Dorn kann insbesondere mit einem Außengewinde versehen sein, auf den der Gewindeeinsatz aufgeschraubt wird, um das Innengewinde des Gewindeeinsatzes vor dem Aufbringen der Beschichtung zu schützen. Dadurch wird eine flexible, aber formschlüssige, also spielfreie Verbindung zwischen
Gewindeeinsatz und Grundkörper erreicht. Die Beschichtung kann in einer
Vulkanisationskammer vorgenommen werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann weiters die Schritte umfassen, dass
Grundkörper und/oder Gewindeeinsatz mit einem Haftvermittler beschichtet und vorgewärmt werden, und danach auf einen Dorn gesteckt und in die
Vulkanisationskammer eingebracht werden. Während der Aufbringung der Schicht (Gummierung) können mehrere Zentrierstifte den Grund körper fixieren, wobei kurz vor Ende der Beschichtung ein Zurückziehen der Zentrierstifte erfolgt, um die Fixierbereiche ebenfalls zu beschichten. Danach werden die Bauteile entformt und gegebenenfalls Keilführungen aufgesteckt.
Dadurch wird erreicht, dass die korrosionshemmende Beschichtung auch im Bereich der Fixierbolzen aufgetragen wird. Das erfindungsgemäße Verfahren kann vorzugsweise folgende Schritte umfassen: Zunächst wird der Gewindeeinsatz auf einen Dorn aufgebracht, beispielsweise aufgesteckt oder aufgeschraubt und in eine Ausnehmung des Grundkörpers eingeführt. Dabei wird zwischen Gewindeeinsatz und Grundkörper ein Zwischenraum bzw. Spalt freigelassen. Der Dorn berührt den Grundkörper nicht, fixiert aber die Lage des
Gewindeeinsatzes.
Der Grundkörper wird durch Eingreifen von Fixierbolzen in Vertiefungen am
Grundkörper in seiner Lage fixiert. Danach wird der gesamte Grundkörper mit einer Beschichtung versehen, beispielsweise in einer Gussform, einer Vulkanisationskammer oder einer Druckkammer. Nach mindestens 50%, vorzugsweise 90% des eingespritzten Beschichtungsvolumens, in Bezug auf das insgesamt vorgesehene
Beschichtungsvolumen, werden die Fixierbolzen zurückgezogen. Der Grundkörper lastet nun teilweise auf seiner Beschichtung, diese verteilt sich auf der Oberfläche und fließt insbesondere auch in die Bereiche der Vertiefungen für die Fixierbolzen. Im Resultat erhält man einen Grundkörper der zur Gänze mit einer Ummantelung versehen ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können die Fixierbolzen kegelstumpfförmig, vorzugsweise sternförmig, ausgeführt sein, um eine stabile und passgenaue Einführung in die vorzugsweise konusförmigen Vertiefungen zu ermöglichen und die feste
Halterung in allen Freiheitsgraden des Grundkörpers zu erlauben.
Weitere erfindungsgemäße Merkmale ergeben sich aus den Ansprüchen, der
Beschreibung und den Zeichnungen.
Nunmehr soll die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen, die bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung zeigen, erläutert werden. Fig. 1 zeigt eine dreidimensionale Ansicht einer Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Absperrelements, wobei ein Teil der Struktur aufgebrochen dargestellt ist;
Fig. 2 zeigt einen Halbschnitt des Absperreiements aus Fig. 1 ;
Fig. 3 zeigt einen Querschnitt des Absperrelements aus Fig. 1 ;
Fig. 4 zeigt einen weiteren Querschnitt des Absperreiements aus Fig. 1.
Fig. 5 zeigt eine Explosionsdarstellung der unterschiedlichen Komponenten einer erfindungsgemäßen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Absperrelements;
Fig. 6 zeigt eine weitere dreidimensionale Ansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Absperrelements, wobei ein Teil der Struktur aufgebrochen dargestellt ist;
Fig. 7 zeigt einen Halbschnitt des Absperrelements aus Fig. 6.
Fig. 1 zeigt eine dreidimensionale Ansicht einer Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Absperrelements 1 , wobei ein Teil der Struktur zum besseren Verständnis aufgebrochen dargestellt ist. Das Absperrelement 1 umfasst einen
Grundkörper 2, der einen Gewindeeinsatz 4 teilweise umschließt. Grundkörper 2 und Gewindeeinsatz 4 bilden eine Öffnung 3 zum Einsetzen einer Schieberspindel. Der Gewindeeinsatz 4 weist ein Innengewinde auf, das mit einem entsprechenden
Außengewinde der einzusetzenden Schieberspindel korrespondiert. Der Grundkörper 2 ist mit einer allseitigen Ummantelung 6 versehen. Die Ummantelung 6 ist in Form einer Gummierung (Elastomer) ausgeführt. Die Ummantelung 6 ist nicht nur im Außenbereich des Grundkörpers 2 vorgesehen, sondern auch im Bereich des Gewindeeinsatzes 4. Die Ummantelung 6 bildet dort eine dünne Schicht 5, die den Gewindeeinsatz 4 mit dem Grundkörper 2 verbindet. Die Ummantelung 6 und die Schicht 5 wirkt als korrosionshemmende Schicht. Der Grundkörper 2 verfügt über Führungsfortsätze 7 zum Einsetzen und Führen in einer Absperrarmatur. Die Führungsfortsätze 7 sind während des Gebrauchs der
Absperrarmatur mechanischen Belastungen ausgesetzt. Um zu verhindern, dass die Ummantelung 6 während des Betriebs abgerieben wird, verfügt das Absperrelement 1 im Bereich der Führungsfortsätze 7 über Keilführungselemente 8. Die
Keilführungselemente 8 sind aus Kunststoff gefertigt.
Fig. 2 zeigt eine die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Absperrelements 1 aus Fig. 1 im Halbschnitt. Das Absperrelement 1 umfasst einen Grundkörper 2, der einen Gewindeeinsatz 4 umschließt. Grundkörper 2 und Gewindeeinsatz 4 bilden eine
Öffnung 3 zum Einsetzen einer Schieberspindel. Der Gewindeeinsatz 4 weist ein Innengewinde auf, das mit einem entsprechenden Außengewinde der Schieberspindel korrespondiert. Der Grundkörper 2 ist mit einer allseitigen Ummantelung 6 versehen. Die Ummantelung 6 ist in Form einer Gummierung (Elastomer) ausgeführt. Die
Ummantelung 6 ist nicht nur im Außenbereich des Grundkörpers 2 vorgesehen, sondern auch im Bereich des Geweineeinsatzes 4. Die Ummantelung 6 bildet dort eine Schicht 5, die den Gewindeeinsatz 4 mit dem Grundkörper 2 verbindet. Die Schicht 5 wirkt als korrosionshemmende Schicht.
Die Ummantelung 6 weist an unterschiedlichen Stellen entlang der Oberfläche des Grundkörpers 2 funktionsbedingt unterschiedliche Dicke auf.
Der Grundkörper 2 verfügt über Führungsfortsätze 7 zum Einsetzen und Führen in einer Absperrarmatur. Um zu verhindern, dass die Ummantelung 6 während des Betriebs abgerieben wird, verfügt das Absperrelement 1 im Bereich der Führungsfortsätze 7 über Keilführungseiemente 8.
Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch das erfindungsgemäße Absperrelement 1. Das Absperreiement 1 umfasst einen Grundkörper 2 und einen Gewindeeinsatz 4.
Grundkörper 2 und Gewindeeinsatz 4 bilden eine Öffnung 3 zum Einsetzen einer Schieberspindel. Der Gewindeeinsatz 4 weist ein Innengewinde auf, das mit einem entsprechenden Außengewinde der einzusetzenden Schieberspindel korrespondiert. Der Grundkörper 2 ist mit einer allseitigen Ummantelung 6 versehen. Die Ummantelung 6 ist in Form einer Gummierung (Elastomer) ausgeführt. Die
Ummantelung 6 ist nicht nur im Außenbereich des Grundkörpers 2 vorgesehen, sondern auch im Bereich des Gewindeeinsatzes 4. Die Ummantelung 6 bildet dort eine dünne Schicht 5, die den Gewindeeinsatz 4 mit dem Grundkörper 2 verbindet. Die Ummantelung 6 und die Schicht 5 wirkt als korrosionshemmende Schicht. Der
Gewindeeinsatz 4 ist im Grundkörper 2 durch die Schicht 5 flexibel, aber spielfrei und formschlüssig gehaltert.
Fig. 4 zeigt einen weiteren Querschnitt durch das erfindungsgemäße Absperrelement 1 , wobei die Flexibilität der Position des Gewindeeinsatzes 4 durch strichlierte Linien angedeutet ist. Durch die erfindungsgemäße Ausführung der korrosionshemmenden Schicht 5 als Elastomer wird nicht nur Korrosion verhindert, sondern auch ermöglicht, den Winkel des Gewindeeinsatzes 4 relativ zur Symmetrieachse 9 des
Absperrelements 1 zu variieren. Dadurch können Abweichungen in der axialen Führung der Schieberspindel, die während des Betriebs in den Gewindeeinsatz 4 eingeführt wird, ausgeglichen wird. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich um ein Absperreiement der Dimension DN100, bei dem ein Toleranzwinkel 10 von bis zu 3 Grad je Seite erreicht werden kann, wie in der Zeichnung durch strichlierte Linien angedeutet ist.
Fig. 5 zeigt eine Explosionsdarsteliung einer erfindungsgemäßen Ausführungsform der Erfindung. Der Grundkörper 2 ist im unteren Bereich dieser Figur vor dem Aufbringen der allseitigen Ummantelung 6 abgebildet.
Fig. 6 zeigt eine weitere dreidimensionale Ansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Absperrelements, wobei ein Teil der Struktur aufgebrochen dargestellt ist. Deutlich erkennbar sind die Vertiefungen 11 an den Außenflächen des Grundkörpers 2. Die Vertiefungen 1 sind konusförmig ausgeführt. Auf beiden Seiten des Grundkörpers 2 sind je drei Vertiefungen 11 vorgesehen. Die Vertiefungen 11 dienen dazu, beim Beschichten mit der Ummantelung 6 eine stabile und passgenaue Halterung des Grundkörpers 2 zu ermöglichen. Zum Einschieben und zur Halterung des Gewindeeinsatzes 4 verfügt der Grundkörper 2 über eine U-förmige Ausnehmung 13.
Fig. 7 zeigt einen Halbschnitt des Absperrelements aus Fig. 6. Ebenfalls dargestellt ist ein Fixierbolzen 12a, 12b, der in die Vertiefungen 11 des Grundkörpers 2 eingreift. Die Darstellung in Fig. 7 zeigt den Fixierbolzen während des Beschichtungsverfahrens, kurz bevor er zurückgezogen wird, um auch die Vertiefungen 11 selbst zur Gänze mit der Ummantelung 6 zu beschichten.
Der Fixierbolzen ist einerseits im Fixierzustand mit dem Bezugszeichen 12a dargestellt, und andererseits im Rückzugszustand mit dem Bezugszeichen 12b dargestellt. Der Fixierbolzen ist sternförmig ausgeführt um möglichst sicher und passgenau in die Vertiefungen 11 einführbar zu sein. Die Fixierbolzen hinterlassen in der Beschichtung 6 entsprechend sternförmige Abdrücke, wie in Fig. 6 ersichtlich.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens wird zunächst der Gewindeeinsatz 4 auf einen Dorn aufgesteckt und somit fixiert.
Danach wird der Gewindeeinsatz 4 in die U-förmige Ausnehmung 13 des Grundkörpers 2 eingeführt, wobei Gewindeeinsatz 4 und Ausnehmung 13 des Grundkörpers 2 derart ausgeführt sind, dass ein Zwischenraum verbleibt. Im nächsten Schritt wird der
Grundkörper 2 durch jeweils drei Fixierbolzen, die in die Vertiefungen 11 an den
Seitenflächen des Grundkörpers 2 eingreifen, in seiner Lage fixiert. Im nächsten Schritt wird auf den so fixierte Grundkörper 2 und Gewindeeinsatz 4 die Beschichtung 6 aufgebracht. Dies kann beispielsweise in einer beheizten Druckkammer,
Vulkanisationskammer oder Gussform geschehen, in die flüssiges Elastomer einströmt. Das Elastomer verteilt sich entlang des Grundkörpers 2 und dringt insbesondere in den Zwischenraum zwischen Gewindeeinsatz 4 und Grundkörper 2 im Bereich der U- förmigen Ausnehmung 13 ein.
Die Dauer der Beschichtung ist abhängig von der Dimension des verwendeten
Absperrelements 1. Nach vorzugsweise 90% des vorgesehenen
Beschichtungsvoluments werden die Fixierbolzen zurückgezogen, um zu ermöglichen, dass das Elastomer auch in den Bereich der Vertiefungen 11 fließt. Es ist vorgesehen, dass der Zwischenraum zwischen Gewindeeinsatz 4 und Grundkörper 2 dünner ist als die vorgesehene und erforderliche Dicke der Beschichtung an den Seitenflächen des Grundkörpers 2.
Dadurch wird erreicht, dass der Spalt zwischen Gewindeeinsatz 4 und Grundkörper 2 beim Zurückziehen der Fixierelemente (Bezugszeichen 12b in Fig. 7) bereits zur Gänze mit Elastomer gefüllt ist. In den verbleibenden 10% des Beschichtungsvolumens werden die Vertiefungen 11 mit der Beschichtung versehen. Indem der Gewindeeinsatz 4 während der Beschichtung auf einen Dorn aufgesteckt ist, wird erreicht, dass das Gewinde selbst nicht oder nur unwesentlich mit der Beschichtung versehen wird.
In einer alternativen Ausführungsform ist der Zwischenraum zwischen Gewindeeinsatz 4 und Grundkörper 2 gleich dick oder dicker als die Beschichtung an den Seitenflächen des Grundkörpers 2.
Die Erfindung ist nicht auf die gezeigte Ausführungsform beschränkt, sondern umfasst auch andere Ausführungsformen im Rahmen der vorgelegten Ansprüche. Bezugszeichenliste
1 Absperrelement
2 Grundkörper
3 Öffnung
4 Gewindeeinsatz
5 Korrosionshemmende Schicht
6 Ummantelung
7 Führungsfortsatz
8 Keilführungselement
9 Symmetrieachse
10 Toleranzwinkel
11 Vertiefung
12a Fixierbolzen im Fixierzustand
12b Fixierbolzen im Rückzugszustand
13 Ausnehmung

Claims

Ansprüche
1. Absperrelement (1 ) für eine Absperrarmatur, umfassend einen Grundkörper (2) mit einer Öffnung (3) zur Aufnahme einer mit einem Gewindeeinsatz (4) in Eingriff stehenden Schieberspindel, wobei der Grundkörper (2) formschlüssig mit dem Gewindeeinsatz (4) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Gewindeeinsatz (4) und dem Grundkörper (2) eine korrosionshemmende Schicht (5) angeordnet ist, die Teil einer Ummantelung (6) des Grundkörpers (2) ist, welche den Grundkörper (2) zur Gänze einschließt.
2. Absperrelement (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (5) ein Elastomer umfasst, wodurch eine flexible, spielfreie formschlüssige Verbindung des Grundkörpers (2) mit dem Gewindeeinsatz (4) erreicht wird.
3. Absperrelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der Grundkörper (2) Führungsfortsätze (7) zum Einsetzen in eine Absperrarmatur aufweist, wobei die korrosionshemmende Schicht (5) im Bereich der Führungsfortsätze (7) durch Keilführungselemente (8) gegen
Abnützung geschützt ist.
4. Absperrelement (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der Grundkörper (2) aus Gusseisen ausgeführt ist.
5. Absperrelement (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der Gewindeeinsatz (4) aus Messing ausgeführt ist.
6. Absperrelement (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Keilführungselemente (8) aus Kunststoff ausgeführt sind.
7. Absperrelement (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Grundkörper (2) und der
korrosionshemmenden Schicht (5) ein Haftvermittler angebracht ist.
8. Absperrelement (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass zwischen dem Gewindeeinsatz (4) und der
korrosionshemmenden Schicht (5) ein Haftvermittler angebracht ist.
9. Absperrelement (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die korrosionshemmende Schicht (5) eine Dicke von zumindest 0,5mm aufweist.
10. Absperrelement (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass an zumindest einer Seite, vorzugsweise an beiden Seiten, des Grundkörpers (2) zumindest eine Vertiefung (11), vorzugsweise zumindest drei Vertiefungen (11 ), zur Fixierung des Grundkörpers (2) während des
Beschichtungsvorgangs vorgesehen sind.
11. Absperrarmatur, umfassend ein Absperrelement nach einem der
vorhergehenden Ansprüche.
12. Verfahren zur Hersteilung eines Absperrelements (1 ) für eine Absperrrarmatur, wobei ein Gewindeensatz (4) in einen ein- oder mehrteiligen Grundkörper (2) formschlüssig eingefügt wird, dadurch gekennzeichnet, dass auf den
Grundkörper (2) eine korrosionshemmende Schicht (5) aufgebracht wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass auf den
Grundkörper (2) und auf den Gewindeeinsatz (4) ein Haftvermittler aufgebracht wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass zur Aufbringung der korrosionshemmenden Schicht (5) der Grundkörper (2) durch Fixierbolzen (12a, 12b) gehaltert und mit der Schicht (5) beschichtet wird, wobei kurz vor dem Ende der Beschichtung die Fixierbolzen (12a, 12b) zurückgezogen werden. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende Schritte umfasst:
- der Gewindeeinsatz (4) wird auf einen Dorn aufgebracht, insbesondere aufgeschraubt und in eine Ausnehmung (13) des Grundkörpers (2) eingeführt;
- wobei zwischen Gewindeeinsatz (4) und Grundkörper (2) ein
Zwischenraum freigelassen wird;
- der Grundkörper (2) wird durch Eingreifen von Fixierbolzen (12a, 12b) in Vertiefungen (11 ) am Grundkörper (2) in seiner Lage fixiert;
- der gesamte Grundkörper wird, vorzugsweise in einer
Vulkanisationskammer, mit einer Beschichtung (5, 6) versehen;
- nach mindestens 50%, vorzugsweise 90% des vorgesehenen
Beschichtungsvoiumens werden die Fixierbolzen {12a, 12b) zurückgezogen.
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