DD159559A5 - Absperrschieber - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Absperrschieber, der z.B. in Rohrleitungen eingesetzt wird, Ziel der Erfindung ist eine geringe Baugröße sowie ein geringer Kraftaufwand bei der Betätigung des Schiebers, wobei ein absoluter Verschluss gerantiert sein muss. Dazu ist die Dichtungslinien zwischen Gehäuse und Verschluß entsprechend auszubilden. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Dichtungslinien auf der gesamten Länge aus zwei Hälften besteht, die zusammen eine X-Form erreichen. Die Erfindung ist für Rohrleitungssysteme für strömende Medien einsetzbar. Fig. 1

Description

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""" AP F16K/23O 700/3

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Absperrschieber Anwendungsgebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Absperrschieber mit einem Gehäuse, das als zylindrische Strömungsieitung einen Innenraum hat, der horizontal verlaufen soll und einen Sitz beschreibt, sowie einem Verschluß, der mit einer Dichtungsschnur aus Elastomer versehen ist und durch vertikale Verschiebung bewegt wird, wobei sich diese Richtungsschnur an den Sitz des Gehäuses anlegt und die gleiche Grundform wie dieser hat.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die herkömmlichen Absperrschieber dieser Art haben eine Dichtungslinie, deren Grundform ein*Keil ist. Ihre axiale Abmessung muß einerseits mit den den Leitungen vorgegebenen Planschabständen vereinbar sein und andererseits einen geringen Verschleiß der Elastomerdichtung v/ährend der wiederholten Öffnungs- und Schließvorgänge sichern.

Nun sind diese beiden Bedingungen aber antagonistisch. Um den Verschleiß der Dichtung zu verringern, muß die Reibung dieser Dichtung auf ihrem Sitz, die notwendig ist, um die gewünschte Zusammendrückung des Elastomers zu erhalten, verringert werden und demzufolge in jedem Punkt der Weg des Verschlusses zwischen dem Augenblick, in dem die Dichtung den Sitz berührt, und dem Augenblick, in dem der fragliche Druck erreicht ist, verringert werden. Dazu muß man den Winkel vergrößern, den die Sitzflache mit der Bewegungsrichtung des Verschlusses bildet, aber leider wächst durch diese Vergrößerung die axiale Abmessung des Absperrschiebers,

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Eine Lösung dieses Problems ist durch die PR-PS 2 139 61 6 und 2 178 457 bekannt geworden, wobei letzte ein Zusatzpatent darstellt.

Gemäß den in diesen Druckschriften enthaltenen Lösungen haben der Sitz und der Verschluß beiderseits einer Symmetrieebene, die durch die Achse der Betätigungsspindel geht und senkrecht zur Achse eines Fließstutzens verläuft, zwei kontinuierliche, geschlossene, einander entsprechende Flächen, die sich fortschreitend kurvenförmig verändern.

Bei den einzelnen Varianten dieses patentierten Absperrschiebers umfaßt jede Regelfläche, die auf jeder Seite der besagten Symmetrieebene einen Sitz bildet, einen oberen gekrümmten Abschnitt, der etwa quer zur Fließachse verläuft, einen unteren gekrümmten Abschnitt, der mit der zylindrischen inneren Fließfläche zusammenfällt, und zwischen den beiden über und unter einem diametralen Bereich, der durch die Fließachse dargestellt wird, einen Übergangsabschnitt, der etwa spiralartig verläuft, in Form einer gedrehten schiefen Ebene, die den besagten oberen und unteren Abschnitt verbindet, indem sie die zylindrische Fließfläche so nahe wie möglich an derselben umgibt.

Diese Regelfläche, die also von zwei geradlinigen Mantellinien gebildet wird, weist eine mittlere Dichtungslinie auf, die eine geschlossene Kurve ist. In jedem Punkt dieser Dichtungslinie bildet die Tangentialebene der sitzbildenden Fläche - die Ebene wird gebildet von der geradlinigen Mantellinie und von der Tangente der Dichtungslinie in diesem Punkt - mit der Bewegungsrichtung des Verschlusses oder der Achse der Betatigungsspindel einen Winkel, der einem vorbestimmten Winkel, der zum Beispiel 20° beträgt, zumindest gleich ist.

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Entlang einem Dichtungsbereich, der sich über mehr als die Hälfte der Dichtungslinie erstreckt, ist der Winkel zwischen der Tangentialebene in jedem Punkt der Dichtungslinie und der Achse der Betätigungsspindel etwa konstant.

Die unteren Mantellinien des Fließstutzens können geradlinig sein oder eine Abweichung aufweisen, die eine Ein- oder Ausbuchtung bildet, an die sich der untere Teil des Verschlusses anlegt.

Dank dieser Anordnung ist der Dichtungskontakt zwischen dem Sitz und dem Verschluß durch eine Dichtung aus Gummi auf dem gesamten geschlossenen Umfang des Sitzes vollkommen kontinuierlich, so daß der Absperrschieber in geschlossener Stellung vollkommen dicht ist, sogar und vor allem in dem besagten Übergangsabschnitt der Dichtungsfläche.

Außerdem wird, dank des bereits erwähnten kleinsten Winkels von 20°, das Gleiten der Dichtung auf dem Sitz beim Schließen des Verschlusses im Verhältnis zu den früheren Absperrschiebern deutlich reduziert. Daraus resultiert eine geringere Abnutzung der Dichtung des Verschlusses. Allerdings ist der Kraftaufwand zur Betätigung dieser Absperrschieber relativ hoch.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine weitere Lösung zu bieten, die mit der vorherigen vereinbar und unter dem Gesichtspunkt der für die Öffnung des Verschlusses erforderlichen Kraft vorteilhafter ist.

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Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Absperrschieber mit einem Gehäuse, das einen zylindrischen, horizontal angeordneten Innenraum besitzt, der einen Sitz abgrenzt, sowie mit einem Verschluß, der mit einer Dichtungsschnur versehen und vertikal verschiebbar ist, wobei die Dichtungsschnur dem Sitz des Gehäuses angepaßt ist, zu schaffen, bei der durch die geometrische Form der Dichtungslinie zwischen Sitz und Verschluß eine absolute Abdichtung bei geringen Baugrößen erzielt wird und der Kraftaufwand bei Betätigung des Absperrschiebers minimal bleibt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Dichtungslinie des Sitzes senkrecht zur Achse der Strömungsleitung eine X-förmige Grundform aufweist und auf ihrer ganzen oder fast auf ihrer ganzen Länge durch Verschiebung von zwei Dichtungslinienhälften zueinander, die zusammen die Grundform eines Keils haben, entlang der besagten Achse gebildet wird.

Die beiden Hälften der Dichtungslinie kreuzen sich etwa in der horizontalen diametralen Ebene des Innenraumes, Jede Hälfte ist eine eingestellte Fläche, die einen nach oben gebogenen Abschnitt, etwa transversal zur Achse X-X, der Strömungsachse, besitzt, wobei ein nach unten gekrümmter unterer Abschnitt in die zylindrische Innenfläche des Innenraumes übergeht, und zwischen beiden, oberhalb und unterhalb eines diametralen Bereiches, durch die Strömungsachse dargestellt, ein oberer und ein unterer Übergangsabschnitt spiralförmig angeordnet sind, die den oberen und

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den unteren Abschnitt wieder verbinden, indem der zylindrische Innenraum auf dem kürzesten Y/ege von diesen umgangen wird.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsweise, die minimale axiale Abmessungen sichert, ist jede Dichtungslinienhälfte so wie in der PR-PS 2 139 616 oder in der PR-PS 2 178 457 beschrieben ausgebildet.

In diesem Pail kann, um die Herstellung zu vereinfachen, der Teil jeder Hälfte der Dichtungslinie, der über dem Bereich der Pließachse - Achse X-X- liegt, durch zwei Teile einer Fläche ersetzt werden, die nach dieser Achse konvergieren und durch gekrümmte untere Übergangsabschnitte zu den Flächen verlängert werden, die unter dem besagten Bereich liegen.

Wenn sich im unteren Abschnitt des Sitzes der Winkel, den die Tangentialebene der Dichtungsfläche mit der Achse der Betätigungsspindel bildet, günstig verändert, wird die Kopflinie der Dichtungsschnur so bestimmt, daß sie den gleichzeitig in allen seinen Punkten berührt, außer in seinem unteren Abschnitt, wo bei diesem ersten Kontakt ein Lagerspiel vorhanden ist, das allmählich auf jeder Seite bis zum untersten Punkt des Innenraumes anwächst.

So werden während der Schließphase des Verschlusses, wenn der Dichtungskontakt zwischen dem Verschluß und dem Sitz auf dem größten Teil der Dichtungsschnur - außer auf dem besagten unteren Abschnitt - hergestellt wurde, die Abstände zwischen der Dichtungsschnur und dem Sitz, die auf den

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unteren Schleifen jeder Dichtungslinie, da sie sich von der diametralen Ebene des Stutzens entfernen, größer v/erden, allmählich kleiner, und der Dichtungskontakt wird allmählich hergestellt, wobei die Dichtung ebenfalls allmählich zusammengedrückt wird. Diese Ungleichzeitigkeit der Dichtungskontakte auf dem gesamten Umfang der Dichtungslinie und dieses allmähliche Zustandekommen des Kontaktes mit dem Sitz und Anwachsen des radialen oder normalen Zusammendrückens der Dichtungsschnur oder der Dichtung gleichen zumindest teilweise im Sinne eines gleichförmigen Zusammendrückens der Dichtungsschnur am Ende des Schließweges des Verschlusses die Veränderung des Winkels o£ aus, den die Tangentialebene der Dichtungsfläche entlang ihrer Mittellinie im unteren Abschnitt der Sitzfläche mit der Achse der Betätigungsspindel bildet.

Man kann eine vollständig oder fast vollständig gleichförmige Quetschung der Dichtungsschnur erzielen, wenn sich dieses Lagerspiel entsprechend der Formel j = a sincC - b, wobei a und b Konstanten sind, entwickelt. Dies kann bei einer Strömungsleitung mit kreisrundem Querschnitt leicht erreicht werden, indem man dem unteren Teil der Dichtungsschnur bzw, der Kopflinie, gesehen entlang der Fließachse, eine runde Form verleiht, deren Radius größer als der des Innenraumes ist.

Im Hinblick auf die zu fertigenden Teile kann es wünschenswert sein, die Kreuzungsstellen von X durch Abflachungen auf dem Sitz und an der Dichtungsschnur durch gerade Abschnitte, die von der Seite gesehen fast vertikal verlaufen, und auf einer kurzen Dichtungslinie liegen, zu ersetzen.

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Wenn der Stutzen rechtwinklig zum Verschluß einen inneren oder äußeren überstehenden Abschnitt, z. B. Vorsprünge und Querverbindungen, aufweist, wird der untere Teil des Sitzes entsprechend durch Flächen, die fortschreitend an seine restliche Fläche angeschlossen werden, verändert.

Die Dichtungsschnur folgt dem äußeren Umfang eines Verschlußtellers, der sich aus einem zylindrischen unteren Teil, das parallel zur Achse X-X liegt, einem quaderförmigen Zwischenteil und einem keilförmigen oberen Teil mit horizontaler Spitze, die senkrecht zur Achse X-X steht, zusammensetzt. Der Verschluß besteht aus zwei Verschlußhälften, die entsprechend einer vertikalen Ebene, die senkrecht zur Achse X-X steht, zusammengefügt sind, wobei jede keilförmige Verschlußhälfte eine dünne Schale darstellt, die mit Innenvorsprüngen zur Verstärkung und mit Ansätzen und Aussparungen zur Positionierung versehen ist.

Jede Verschlußhälfte hat eine innere Hase, die sich gegen eine horizontale Außenfläche der anderen Verschlußhälfte abstützt. Die Dichtungsschnur besteht aus einer Dichtung-, die den gesamten Verschluß umhüllt. Haben die Verschlußhälften Vorsprünge, sind sie an ihren inneren und äußeren Oberteilen mit der Dichtung ausgestattet,

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

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Pig. 1: eine Ansicht im Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Absperrschiebers mit Verschluß in Schließstellung, wobei der obere Teil des Absperrschiebers nicht dargestellt ist;

Pig. 2: eine Ansicht im Querschnitt nach Linie 2-2 von Pig. 1;

Pig. 3 : eine Ansicht im Längsschnitt analog zu Pig. 1 des Absperrschiebers ohne seinen Verschluß;

Pig. 4: eine Ansicht im Querschnitt nach Linie 4-4 von Pig. 3;

Pig. 5: den Längsschnitt eines weiteren Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäßen Absperrschiebers analog Pig. 1;

Pig· б: den Querschnitt nach Linie 6-6 gemäß Pig. 5; Pig. 7: eine Ansicht analog Pig. 5 ohne Verschluß;

Fig. 8: eine Ansicht im Querschnitt nach Linie 8-8 von Pig. 7;

Pig. 9: eine Schnittansieht nach Linie 9-9 von Pig. 5» die teilweise geöffnet ist;

Fig. 10: eine Schnittansicht des Verschlusses nach Linie 10 - 10 von Fig. 6;

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Pig. 11: eine perspektivische schematische Ansicht des Verschlusses der Ausführungsart der Pig. 4 bis 10;

Pig. 12: eine perspektivische Ansicht der Dichtungslinie entsprechend dieser zweiten Ausführungsart;

Fig. 13: einen Teilschnitt diametral zur Sirömungsachse mit zwei Verschlußhälften;

Fig. 14: einen weiteren Teilschnitt diametral zur Strömungsachse mit zwei Verschlußhälften;

Pig. 15: einen anderen Teilschnitt diametral zur Strömungsachse mit zwei Verschlußhälften;

Pig, 16: einen weiteren anderen Teilschnitt diametral zur Strömungsachse mit zwei Verschlußhälften;

Fig. 17: eine Teilschnittansicht in einer horizontalen Ebene, die etwas unter der Strömungsachse liegt, wobei die Form des oberen Teils der Verschlußhälften gezeigt wird;

Fig. 18: den Querschnitt einer Pro л' ekt ionsz e ichnung, die den V/inkel der Tangentialebenen der Dichtungsfläche mit der Richtung der Betätigungsspindel aufzeigt, und zwar im unteren Teil der Verbindung mit der zylindrischen Strömungsfläche, die durch einen Kreis dargestellt wird;

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Fig. 19: eine Projektionszeichnung als Vorderansicht und als Draufsicht, die die Dichtungslinie eines Absperrschiebers gemäß der PR-PS 2 13 9 61б darstellt;

Fig. 20: die Projektionszeichnung analog zu Fig. 19, auf der vergleichsweise die Dichtungslinien eines Ausführungsbeispieles der vorliegenden Erfindung dargestellt ist;

Fig. 21: die Projektionszeichnung analog der Fig. 20 des zweiten Ausführungsbeispieles;

Fig« 22: eine Ansicht im Längsschnitt einer Variante des Absperrschiebers gemäß der Erfindung, bei der der Fließstutzen eine tiefliegende Lagerung mit vertikalen Wänden an der unteren Seite des Weges des Verschlusses hat;

Fig. 23: einen Schnitt nach den Linien 23 - 23 der Fig. 22; Fig. 24: einen Schnitt nach den Linien 24 - 24 der Fig. 23;

Fig. 25: eine Ansicht im Längsschnitt einer anderen Variante analog zu derjenigen der Fig. 22, wo aber die Vertiefung mit dem Fließstutzen nicht durch vertikale Wände, sondern durch schräge Wände verbunden ist;

Fig. 26: einen Halbschnitt nach den Linien 26 - 26 der Fig. 25;

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Pig. 27: einen Halbschnitt nach den Linien 27 - 27 der Fig. 26;

Pig. 28: eine Ansicht im Längsschnitt einer anderen Variante analog zu derjenigen der Fig. 22, wo aber die unteren Mantellinien des Fließstutzens eine Abweichung in Form eines Vorsprungs im Innern dieses Stutzens aufweisen;

Fig. 29: einen Halbschnitt nach den Linien 29 - 29 der Fig. 28;

Fig. 30: einen Halbschnitt nach den Linien 30 - 30 der Fig. 29l

Fig. 31: eine Ansicht analog zu den Fig. 5 bis 8 für eine Variante der zweiten Ausführungsart der Erfindung;

Fig. 32: den Querschnitt nach Linie 32 - 32 gemäß Fig. 31; Fig. 33: eine Ansicht analog Fig. 31 ohne Verschluß;

Fig. 34: eine Ansicht im Querschnitt nach Linie 34 - 34 von Fig. 33;

Fig. 35: eine Teilansicht im Längsschnitt einer weiteren Ausführungsart des erfindungsgemäßen Absperrschiebers;

Fig. 36: die Ansicht dieses Absperrschiebers im Querschnitt entsprechend der Linie 36 - 36 der Fig. 35;

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Pig. 37: einen Längsschnitt der Schnur beim ersten Kontakt dieser Schnur mit dem Sitz;

Fig, 38: eine Schnittansicht nach Linie 38 - 38 der Fig. 37;

Fig. 39: eine Ansicht analog zu Fig. 38 bei der vollständigen Schließung des Verschlusses;

Fig, 40: den Querschnitt der Schnur beim Kontakt dieser Schnur mit dem Sitz am untersten Punkt der Strömungsleitung;

Fig. 41: eine Ansicht analog zu Fig. 40 bei der vollständigen Schließung des Verschlusses.

Der Absperrschieber, der auf den Fig. 1 bis 4 dargestellt ist, umfaßt ein Gehäuse 1 in-T-Form aus Gußeisen oder einer anderen Metallegierung oder auch aus Kunststoff. Das Gehäuse

1 hat einen Stutzen 2 mit der Achse X-X für den Ein- und Austritt des transportierten Mediums, wobei dieser Stutzen

2 dazu bestimmt ist, zum Beispiel durch Rohrflansche, an eine nicht dargestellte Leitung angeschlossen zu werden, und ein Röhrengehäuse 3 mit der Achse Y-Y senkrecht zur Achse X-X, das den Steg des T-Elementes bildet. Aus Gründen der Beschreibung soll die Achse X-X horizontal und die Achse Y-Y vertikal verlaufen, wobei sich das Röhrengehäuse 3 vom Stutzen 2 aus nach oben erstreckt. Nur der untere Teil des Röhrengehäuses 3 ist dargestellt; sein oberer Teil hat, wie bekannt, einen Deckel, der das Schiebergehäuse abschließt und für die Betätiguhgsspindel des Verschlusses als abgedichtete Führung dient.

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Der Stutzen 2 hat einen zylindrischen Innenraum 4 mit kreisrundem Querschnitt, während das Rehrengehäuse 3 einen Innenraum 5 mit der Achse Y-Y hat, der auch zylindrisch ist, aber einen fast ellipsenförmigen Querschnitt hat. Der Innenraum 4 wird in der Verlängerung des Röhrengehäuses 3 durch einen Sitz 6 von besonderer Form unterbrochen, die später beschrieben wird.

An den Sitz 6 soll durch Verschiebung zwischen einer offenen oberen Position und einer geschlossenen unteren Position ein Verschluß 7 angelegt werden, der mittels einer Betätigungsspindel 8 mit Gewinde entlang der Achse Y-Y bewegt wird. Das obere Ende dieser Gewindespindel 8 ist so montiert, daß es sich im oberen Deckel des Gehäuses 1 dreht, aber nicht verschiebt, und ihr unteres Ende wirkt mit einer nicht dargestellten Betätigungsmutter zusammen, die in einem oberen Gehäuse 9 des Verschlusses enthalten ist. Wie das Gehäuse 1 hat der Verschluß 7 als Symmetrieebenen eine vertikale Ebene Q mit den Achsen X-X und Y-Y und eine vertikale Ebene P mit der Achse Y-Y, die senkrecht zur Achse X-X verläuft.

Der Verschluß 7, der später beschrieben wird, kann aus jedem geeigneten Material sein, wie z. B. Grauguß, Sphäroguß, Stahl, einer Kupferlegierung oder Kunststoff, und mit jedem geeigneten Verfahren hergestellt werden (Peinguß, Gesenkformen, spanendes Formen usw.). In diesem Beispiel ist der Verschluß hohl und besteht aus zwei Verschlußhälften 7a und 7b, die, wie man später sehen wird, miteinander verbunden werden und vollständig mit Gummi bezogen sind.

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Der Verschluß 7 hat die Grundform eines zur Achse X-X senkrecht verlaufenden Tellers, der den Abmessungen des zylindrischen Raums 4 des Stutzens 2 und den Formen des Sitzes 6 angepaßt ist, damit er sich zwischen beide Hälften des Stutzens 2 einfügen kann, um sich dicht auf den Sitz б aufzulegen. Er enthält in seinem oberen Teil außer dem Gehäuse 9, das die Mutter der Betätigungsspindel 8 einschließt, zwei Rippenpaare oder seitliche Führungsrippen 10, die parallel zur Achse Y-Y verlaufen und sich auf jeder Seite der vertikalen Ebene Q befinden«

Die Führungsrippen 10 wirken mit zwei vertikalen Führungsrippen 11 zusammen, die sich ILn der vertikalen Ebene P des Absperrschiebers befinden, und zwar im Innern des Gehäuses 3, wobei sie in den Innenraum 5 vorstehen.

Nachstehend werden zwei Ausführungsarten des Sitzes б und des Verschlusses 7 beschrieben.

Die erste Ausführungsart des Sitzes б und des Verschlusses 7 ist in den Fig, 1 bis 4 und 20 dargestellt.

Die Form des Sitzes б leitet sich direkt aus der Form ab, die in der FR-PS 2 139 616 beschrieben ist, wie bei Vergleich der Projektionszeichnungen der Fig. 19 und 20 zu sehen ist.

Nach dieser FR-PS wird, wie in Fig. 19 geometrisch dargestellt, das Querprofil des Sitzes б oder genauer die Projektion der gekrümmten und kontinuierlichen Dichtungslinie auf die vertikale Ebene Q durch die Linien A, B, D, C und

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A1, B1, D1, C1 dargestellt. Dieses Profil besteht aus zwei im Verhältnis zur Ebene P symmetrisch verlaufenden Kurven und hat die Grundform eines Schiffskörpers. Man erkennt die oberen Kurvenabschnitte A, E und A1, E1, die im Verhältnis zur Fließachse X-X quer, das heißt fast vertikal verlaufen, die unteren Kurvenabschnitte D, C und D1, C1, die mit dem Verlauf der Ebene P übereinstimmen und sich vollständig auf dem zylindrischen Fließraum A befinden, und die Übergangsabschnitte E, B, D und E1, B1, D1, die spiralförmig verlaufen, die Achse X - X in B und B1 schneiden und die oberen querverlaufenden Abschnitte mit den unteren Abschnitten verbinden, und zwar jede Dichtungslinienhälfte. Die Linien A, B, D, C und A1, B1, D1, C1 sind die Projektionen der Mittellinie des Sitzes 6, der aus zwei Regelflächen besteht, deren Mantellinien rechtwinklig zur Achse X - X in den oberen Abschnitten A, E und A1, E1 und parallel zur Achse X - X in den zusammenfallenden unteren Abschnitten D, C und D1, G1 verlaufen und die sich in den Zwischenabschnitten E, B, D und E1, B1 und D1 zwischen Rechtwinkligkeit und Parallelität, wie die Stufen einer Wendeltreppe, entwickeln.

Es sei noch daran erinnert, daß die Dichtungslinien A, E, B, D und A1, E1, B1, D1 in jedem Punkt eine Tangentialebene des Sitzes 6 ermöglichen, die mit der Achse Y-Y einen Winkel <6 bildet, der einem vorher festgelegten Wert, z. B. 20°, fast gleich ist (Tangentialebenen mit dem Verlauf K1, T und K2, T auf Fig. 18). Von D nach C und von D1 nach C1 vergrößert sich dann der Winkel oC allmählich vom Kleinstwert 20° bis zu 90°.

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Der obere Teil der Projektionszeichnung von Fig. 20 ist die Projektion der Dichtungslinie eines erfindungsgemäßen Schiebers auf die gleiche Ebene Q. Die Kurven A, E, B, D, C und A2, E2, B2, D2, 02 sind Jeweils identisch mit den Kurven A, E, B, D, C und A1, E1, B1, D1, 01 von Fig. 19 und haben die gleichen oberen Abschnitte A, E, A2, E2, die unteren Abschnitte D, C und D2, C2 und die Übergange- und Anschlußabschnitte zwischen den oberen Abschnitten und den unteren Abschnitten E, B, D und Ξ2, B2, D2 und entsprechen den gleichen geometrischen Besti_umungen, Das gleiche gilt für die Bedingungen an den Tangentialebenen des Sitzes entlang dieser beiden Kurven.

Um die größte Längs abmessung des Sitzes 6 (Abstand A, A1 und A, A2 der Fig. 19 und 20) zu verkleinern, hat man jedoch durch Verschiebung parallel zur Achse X-X die beiden symmetrischen Kurven so angenähert, daß sie sich in B oder B2 (Fig. 20) auf der Achse X-X schneiden. Daraus ergibt sich, daß die größte Längsabmessung A, A2 im Verhältnis zur Achse X-X kleiner als die obige Abmessung A, A1 ist, wobei die Verkleinerung der Abmessung gleich der Größe der betrachteten Verschiebung ist.

Folglich hat der Sitz б eine mittlere Dichtungslinie 61, die bei der Projektion auf die Ebene Q die Gesamtheit der Kurven A, E, B, D, C und A2, E2, B2, D2, 02 darstellt. Die Dichtungslinie 61 wird in den Fig. 3 und 4 durch eine strichpunktierte Linie an dem Sitz б dargestellt und durch den Kopf 71 einer elastischen Dichtungsschnur 12, die sich auf dem Verschluß 7 befindet, konkretisiert, wobei dieser Kopf 71 genau die gleiche Form hat. Die Dichtungslinie 61

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setzt sich aus der Gesamtheit zweier Linien zusammen, die sich an den Enden des horizontalen Durchmessers des Stutzens 2 auf der Achse X-X schneiden. Die Abschnitte jeder Hälfte des Sitzes 6 sind dementsprechend:

- zwei obere Abschnitte 62, die fast in einer Ebene liegen, die quer zur Fließachse X-X verläuft, für die Dichtungslinie 61 entsprechend A, E und A2, E2;

- zwei obere Übergangsabschnitte 63, die spiralförmig sind, über dem diametralen Bereich der Fließachse liegen und E, B und E2, B2 entsprechen;

- zwei untere Übergangsabschnitte 64, die horizontal sind, unter dem diametralen Bereich der Fließachse X-X liegen, jenseits der vertikalen Ebene P bezogen auf diese B, D und B2, D2 entsprechen;

- zwei zylindrische untere Abschnitte 65, die mit dem Innenraum 4 zusammenfallen, parallel zur Fließachse X-X verlaufen und D, C und D2, C2 entsprechen«

Alle diese Flächenabschnitte schließen sich kontinuierlich aneinander an, und diesen Flächenabschnitten am Sitz 6 entsprechen jeweils Abschnitte 72; 73; 74; 75 der Dichtungslinie 61 an der Dichtungsschnur 12 bzw. am Verschluß 7.

Die Dichtungslinie 61 des Sitzes 6 und Kopfes 71 des Verschlusses 7 haben somit von der Seite gesehen eine Grundform, die einem X entspricht. Jede Linienhälfte, die auf

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einer Seite der Ebene P liegt, hat an jedem Ende des horizontalen Durchmessers des Stutzens 2 einen Scheitelpunkt B. Es ergeben sich des v/eiteren Dichtungsflächen, die sich im diametralen Bereich der Fließachse X-X schneiden; über diesem diametralen Bereich konvergieren die am oberen Teil aufgeweiteten Flächen zum diametralen Bereich der Achse X-X. Unter diesem diametralen Bereich konvergieren die Dichtungsflächen vom unteren Teil zum diametralen Bereich der Achse X-X.

Mit anderen Worten, die Flächenabschnitte, die über dem diametralen Bereich der Achse X-X und auf einer Seite der Ebene P liegen, setzen sich unter diesem diametralen Bereich auf der anderen Seite der besagten Ebene P fort· Diese Verlängerung gewährleistet die Kontinuität trotz der geometrischen Diskontinuität, die durch den Scheitelpunkt B markiert wird, für die Dichtungsflächenanteile, die auf der gleichen Seite der Ebene P liegen.

Wie perspektivisch in Fig. 12 für eine später beschriebene Aueführungsart dargestellt, ist die Dichtungslinie 61 am Kopf 71 in Wirklichkeit eine geschlossene Kurve, die den gesamten Umfang der Dichtungsflächen umfaßt, also den zylindrischen Innenraura 4 einschließt, mit zwei Scheitelpunkten B, B2, die symmetrisch zur Ebene Q mit den Achsen X-X und Y-Y verlaufen (Ebene der Fig. 1, 3 und 20). Die Dichtungslinie 61 und der Kopf 71 überlagern sich bei 'Verschlußposition des Absperrschiebers,

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Am Verschluß 7 (Fig. 11) verläuft die Dichtungsschnur 12 mit fast kreisrundem Querschnitt um einen Verschlußteller 76, dessen mittlere Ebene die Ebene Q ist und der einen unteren Teil 77 hat, der von konstanter Dicke und halbzylindrisch ist (das heißt, daß seine Abmessung der Achse X-X entspricht) und dessen horizontaler Durchmesser über der Pließachse X-X liegt, dann einen Zwischenteil 78, der quaderförmig und ebenso dick ist, dann einen oberen Teil in Form eines Keils, dessen Kante die Achse X - X im rechten Winkel schneidet und der nach oben bis zu den oberen Schleifen der Linie am Kopf 71 divergiert. Der Keil hat im oberen Teil eine Abmessung gleich der Achse X-X, die über der des Zwischenteiles und des unteren Teils des Verschlußtellers 76 liegt. Die seitlichen Führungsrippen 10 stehen am oberen Teil 79 auf jeder Seite der Ebene P über.

Die Dichtungsschnur 12 zieht sich am ganzen Rand des oberen Teiles 79 sowie am unteren Teil des halbzylindrischen unteren Teiles 77, an jedem axialen Ende desselben entlang. Von dort treffen sich die beiden unteren gekrümmten Abschnitte der Dichtungsfläche an den Scheitelpunkten des oberen Teiles 79 und konvergieren zum diametralen Bereich der Achse X-X,

Entsprechend den Fig. 2 und 4 des Verschlusses und des Sitzes 6, die in der Ebene P dargestellt sind, erstrecken sich die einzelnen Abschnitte der Dichtungsflächen symmetrisch zur Ebene Q in der Ebene P entsprechend Bögen, die auf jeder Seite der Ebene P die folgenden Näherungswerte, die also doppelt zu berechnen sind, haben:

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a) 62 - 72: ungefähr 60°;

b) 63 - 73: ungefähr 30°;

c) 64 - 74: ungefähr 30°;

d) 65 - 75: ungefähr 60°.

Wir werden später die Ausführungsart des Verschlusses 7 betrachten, der der ersten und zweiten Ausführungsart entspricht.

Eine zweite Ausführungsart ist in den Fig· 5 bis 12 und 19 dargestellt.

Ш den Aufbau der zweiten Ausführungsart im Verhältnis zur ersten besser zu verstehen, vergleichen wir die Projektionszeichnungen 20 und 21.

Das Prinzip der sich schneidenden Dichtungslinien und -flächen wurde beibehalten, aber aus Gründen der Vereinfachung wurden die Abschnitte 62 - 72 und 63 - 73 (oder A, E, B und A , E , B), die über dem diametralen Bereich der Achse X-X liegen, ersetzt, das heißt, die oberen Abschnitte und die oberen Zwischenabschnitte mit kontinuierlicher Krümmung, die sich spiralförmig entwickeln, wurden durch zwei konvergente Ebenen mit geradlinigem Verlauf (A , P, B und A^, P¹, B²; Pig. 21) ersetzt, wobei der Halbwinkel cC an der Spitze Achse X-X ist.

cC an der Spitze größer oder gleich 20° im Verhältnis zur

Unter dem diametralen Bereich der Achse X-X wurden die Dichtungsflächen und -linien der ersten Ausführungsart beibehalten.

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Man sieht, daß diese Vereinfachung in dem oberen Bereich der Dichtungsflächen und -linien mit einer geringen Vergrößerung der größten Längεabmessung bei gleichem Winkel ^C einhergeht, denn der Abstand A , A von Fig. 21 ist größer als der Abstand A, A von Fig· 20. Aber diese größte Längsabmessung bleibt bei gleichem Winkel <C dennoch geringer als diejenige des früheren Absperrschiebers (Abstand A, A von Fig. 19).

Genauer gesagt heißt das, daß bei dieser Ausführungsart der obere Abschnitt 62 des Sitzes 6 besteht aus:

- zwei halbelliptischen ebenen Flächen 62a, die die Schnittpunkte der beiden konvergenten Ebenen, die symmetrisch zur Ebene P verlaufen, mit der Wand des Stutzens 2 darstellen. Diese halbelliptischen Flächen 62a erstrecken sich von der Verbindungsstelle zwischen dem Röhrengehäuse 3 und dem Stutzen 2 bis zu einem Bereich, der fast auf halber Höhe zwischen der horizontalen diametralen Ebene, die durch die Achse X-X geht, und der Verbindungsstelle zwischen dem Röhrengehäuse 3 und dem Stutzen 2 (Abschnitte A , F und A^, F¹ der Fig. 21) verläuft;

- zwei spiralförmig verlaufenden Zwischenflächen 63a, die

sich bis zur genannten diametralen Ebene erstrecken und

1 ?

den Abschnitten F, B und F , B der Fig. 21 entsprechen. Diese Zwischenflächen 63a gewährleisten den allmählichen Übergang zu den beiden unteren Übergangsabschnitten 64·

Die beiden unteren Übergangsabschnitte 64 sind wie bei der ersten Ausführungsart schräge Flächen, die sich von einem Bereich an der Achse X-X bis etwa zur halben Höhe zwi-

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sehen der Achse X-X und der unteren Mantellinie des Innenraumes 4 erstrecken. Es sind schräge Flächen in Form gedrehter schiefer Ebenen, das heißt spiralförmige Regelflächen, die durch Mantelliriien entstehen, die sich auf eine Schnittkurve des Sitzes 6 mit dem zylindrischen Innenraum 4 stützen. Die unteren Übergangsabschnitte 64 zeigen eine Drehentwicklung um eine vertikale Achse, wenn man ihre Schnittkurve mit dem zylindrischen Fließraum verfolgt. Die Zwischenflächen 63a und die unteren Übergangsabschnitte 64 ermöglichen in allen Punkten der Mittellinie oder der Dichtungslinie 61 eine Tangentialebene, die mit der Achse Y-Y einen Mindestwinkel von 20° bildet, wobei dieser Winkel im unteren Teil, wo sich die unteren Übergangsabschnitte 64 an die mit dem Innenraum 4 zusammenfallenden unteren Abschnitte 65 anschließen, allmählich bis zu 90° anwächst.

Die mittlere Dichtungslinie 61 des Sitzes 6 besteht wie oben aus zwei zur Ebene P des Absperrschiebers symmetrisch verlaufenden Linien, Diese beiden Linien sind auf der Draufsicht der Fig. 9 und auf dem unteren Teil von Fig. 21 zu sehen; sie sind geschlossen und kontinuierlich, weisen aber bedeutende Verlaufs- oder Richtungsänderungen (Scheitelpunkte) im Verlauf der Ebene P auf. Die Dichtungslinie 61 ist in der Fig. 12 auch perspektivisch dargestellt. Wie oben legt sich die Dichtung des Verschlusses 7 auf den Sitz 6 entlang dieser Dichtungslinie 61 auf, die für den Sitz 6 und den Verschluß 7 (identische Linie des Kopfes 71) gleich ist.

Bei Projektion auf die Ebene Q (F-ig. 5 und 7) bildet die Dichtungslinie 61 ein X, das aus einem V mit der Spitze nach unten besteht, das sich auf einem unteren umgekehrten U

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befindet, während bei der ersten Ausführungsart das obere V durch ein oberes U ersetzt ist.

In der Ebene P (Fig. 6) erscheinen die Dichtungsschnur 12 und die Dichtungslinie des Kopfes 71 nur im oberen Abschnitt 62; 72 in Form einer¹ Halbellipse, auf einem Teil des oberen Übergangsabschnittes 63; 73 und auf dem unteren Abschnitt 65; 75, während sie auf dem unteren Übergangsabschnitt 64; 74 verdeckt sind.

Wir werden jetzt den Aufbau der beiden Verschlußhälften 7a; 7b des Verschlusses 7 für die beiden genannten Ausführungsarten beschreiben«

Diese beiden Verschlußhälften 7a; 7b bestehen aus zwei dünnen Schalen (Fig. 13), die Verstärkungen 13 auf jeder Seite des Verschlusses an der Achse X-X besitzen, damit an diesen Stellen Verbindungselemente angebracht werden können, die aus einem Paar konischer Ansätze 14 bestehen, die auf einer Verschlußhälfte - z. B. 7a - vorspringend angebracht sind und in entsprechende konische Aussparungen 15 der anderen Verschlußhälfte - z. B. 7b - eingepaßt sind. Es sind außerdem Innenvorsprünge 16, die aneinander anliegen, vorgesehen (Fig» 17), die gleichzeitig an den Verschlußhälften 7a und 7b vorhanden sind und Abstandsvorrichtungen darstellen, die das Zusammendrücken der dünnen Wände des Verschlusses 7 beim Aufformen einer Verkleidung oder einer Dichtung 17 aus Gummi verhindern, der unter Druck in eine Form gespritzt wird, in der sich der Verschluß 7 befindet.

Außerdem haben, wie man auf Fig. 10 sieht, die beiden Verschlußhälften 7a; 7b innen zwei Nasen 18, die auf einer

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Verschlußhälfte 7 а beginnen und sich an die obere, horizontale Innenwand der anderen Verschlußhälfte 7b und andererseits direkt unter dem Gehäuse 9 mit Mutter, v/obei sie durch die Ebene P verlaufen, anlegen. Diese Nasen sollen •jede Trennung der Verschlußhälften 7a; 7b durch Scheren beim Schließvorgang, wenn ein Fremdkörper von einer einzigen Seite der Ebene P eine Behinderung darstellt, verhindern.

Die Dichtung 17 aus Elastomer mit veränderlicher Dicke ist verstärkt, um die Dichtungsschnur 12 oder den Kopf zu bilden, die die Dichtungslinie 61 markiert, und in der Symmetrieebene P-P oder Verbindungsebene der Verschlußhälften 7aj 7b verdünnt. Die beiden Verschlußhälften 7a; 7b sind unabhängig voneinander auf ihrer gesamten Fläche, innen und außen, die Innenvorsprünge 16 und die Ansätze 14 inbegriffen, mit der Dichtung 17 überzogen. Sie sind mit Hilfe eines Bindemittels, also ohne Schrauben, befestigt, Nur die Sptze der Ansätze 14 und der Boden der Aussparungen 15 sind nicht überzogen.

Von der Form her enthält keine der Verschlußhälften 7a; 7b eine Formschräge, sie sind also ohne Kern formbar.

Man sieht, wenn man die Fig. 13» 14 und 15, 16 vergleicht, daß die Dichtungsschnur 12 der Dichtung 17 in zwei symmetrische Teile auf jeder Verschlußhälfte 7a; 7b (Fig. 13-14) geteilt werden kann oder auch nur auf einer Verschlußhälfte, 7b zum Beispiel, vorhanden sein kann, wobei die andere Verschlußhälfte 7a entsprechend abgestumpft ist (Fig. 15-16), damit die Verbindungsfuge in diesem Bereich ein rechtwinkliges Hindernis bildet, das eventuellem Eindringen von Medium

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zwischen die beiden Verschlußschalen entgegenwirkt.

Man stellt weiterhin fest, wenn man den Schnitt der Fig. 17 mit dem der Pig. 13 bis 16 vergleicht, daß die Dichtungsschnur 12 im oberen Dichtungsabschnitt unter dem diametralen Bereich der Achse X-X anders verläuft als im unteren Abschnitt; in letztgenanntem liegt die Dichtungsschnur 12 auf einer Fläche, die in der Nähe des zylindrischen Innenraums 4 liegt oder mit ihm zusammenfällt, während sie in den oberen Abschnitten auf einer Fläche liegt, die fast quer zur Achse X-X verläuft, wie weiter oben bereits beschrieben· So ist die Dichtungsschnur 12 überall gegen den Sitz 6 gerichtet.

Der Verschluß 7» der aus der Klebeverbindung der Verschlußhälften 7a; 7b besteht, hat auf seinem gesamten Umfang konvexe Flächen, deren Form den konkaven Flächen entspricht, die den Sitz 6 bilden«

Bei dieser Ausführungsart kann der Verschluß 7 aus einem Stück sein, wobei das Ausformen allerdings schwieriger ist als bei zwei Teilen.

Wir werden jetzt die horizontalen Projektionen der Dichtungslinien des erfindungsgemäßen Absperrschiebers (Fig. 20 und 21) und des Absperrschiebers gemäß FR-PS 2 139 616 betrachten.

Unter Einwirkung des Druckes des transportierten Mediums vor oder hinter dem Schieber wird der Verschluß 7 bei Verschlußposition auf den Teil des Sitzes б gedrückt, der diesem Druck entgegengesetzt ist, und die Dichtungslinie 61

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entspricht bei Projektion auf die Ebene Q der Fig. 5 der Linie А, Б, C (Fig. 20 und 21). Wenn man diese Dichtungslinie auf die diametrale 2bene projiziert, die durch die Achse X- X geht und senkrecht zur Achse Y-Y verläuft, erhält man für die zweite Ausführungsart der Erfindung die schraffierte sichelförmige Fläche des unteren Teils der Fig. 21. Auf diese Fläche muß eine Kraft ausgeübt werden, um den Verschluß 7 zu öffnen und den Druck des Mediums, dem er ausgesetzt ist, zu überwinden. Der zwecks Öffnung des Verschlusses 7 zu überwindende Widerstand heißt Grundwirkung. Dieser Widerstand oder diese Grundwirkung ist das Produkt aus dem zu überwindenden Druck und der projizierten Fläche, die in Fig. 21 schraffiert dargestellt ist. Man sieht also, daß diese Grundwirkung oder dieser zu überwindende Widerstand bei gleichem zu überwindenden Druck um so größer ist, je größer die projizierte Fläche ist.

Durch Vergleich erkennt man, daß die in Fig. 20 projizierte Fläche für den Verschluß 7 der zweiten Ausführungsart der Erfindung im Verhältnis zu derjenigen des Verschlusses der früher genannten FR-PS 2 139 6i6 (Dichtungslinie und schraffierte projizierte Fläche der Fig. 19) deutlich kleiner ist, natürlich bei gleichem Durchmesser des Innenraumes 4·

Bei einem Innendurchmesser des Innenraumes 4 von 150 mm und einem Druck von 16 Bar, der bei der Öffnung des Verschlusses 7 zu überwinden war, betrug die projizierte Fläche (Fig. 19) eines Verschlusses gemäß dem genannten früheren

2 Patent des Anmelders 250 cm , und die Offnungskraft oder die Grundwirkung lag bei 4 000 kg.

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Bei einem Verschluß 7 gemäß der zweiten Ausführungsart der

Erfindung ist die projizierte Fläche auf 50 cm reduziert (Pig. 20) und die bei der Öffnung zu überwindende Kraft auf 800 kg herabgesetzt.

Man sieht in Fig. 20 (projizierte Fläche für die erste Ausführungsart) eine Fläche, die noch kleiner ist als die der Fig, 21, also erst recht kleiner als die der Fig. 19 für den früheren Absperrschieber,

Dank dieser deutlichen Verringerung der Grundwirkung kann man mit dem Absperrschieber der Erfindung ein Betätigungsorgan mit kleinerer Leistung und'geringerem Platzbedarf einsetzen.

Im übrigen zeigt der obere Teil der schematischen Darstellung der Fig. 19 bis 21 die Verringerung der Längsabmessung, das heißt des Abstandes zwischen den Flanschen des Stutzens 2, der parallel zur Achse X-X gemessen wurde, bei gleichem Durchmesser des Innenraumes 4» im Verhältnis zu einem Absperrschieber gemäß der früher genannten FR-PS 2 139 61б und dies bei gleichem Mindestwinkel zwischen der Achse X-X und der Tangentialebene der Dichtungsfläche entlang der Dichtungslinie.

Schließlich bleibt bei dem Verschluß 7 der Erfindung dank der Form des Sitzes 6 und der abgestimmten Form der Verschlußhälften 7a und 7b der Vorteil erhalten, daß er sich dem Sitz 6 mit einem Minimum an Reibung nähert bzw. sich von diesem entfernt, denn die Flächen, die sich aufeinander auflegen müccen, dsnit eine Abel ich tune ersielt v;ird, verschieben sich zueinander Oraktisch ohne Gleiten. Daraus

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resultiert vorteilhafterweise, daß die Dichtung 17 aus Elastomer, und vor allem ihre Dichtungsschnur 12, einem Minimum an Abnutzung ausgesetzt ist.

Im folgenden werden Varianten der beiden genannten Ausführungsarten beschrieben. Diese Varianten betreffen nur den unteren Teil des Sitzes 6 und entsprechen dem Fall, bei dem der Stutzen 2 einen inneren oder äußeren Vorsprung hat.

Nach der Variante der Fig. 22 bis 24 hat das Gehäuse 1 auf jeder Seite der Ebene P, also um die Achse Y-Y, eine Quervertiefung 20, die eine äußere Ausstülpung oder einen Vorsprung im tiefsten Punkt in bezug zu den unteren Mantellinien des Stutzens 2 darstellt. Eine solche Quervertiefung 20 dient dem unteren Teil des Verschlusses 7 am Ende seines Schließweges als Lagerung.

Diese Quervertiefung 20 hat die Form einer zylindrischen Regelfläche, deren Mantellinien parallel zu denen des zylindrischen Innenraumes 4 verlaufen und die durch Wände, die parallel zur Ebene P liegen, mit diesem Innenraum 4 verbunden sind. Folglich wird die Dichtungsfläche des Sitzes 6 des Verschlusses 7 einfach dadurch verändert, daß der zylindrische untere Abschnitt 65 durch einen unteren Teil 66 ersetzt wird, der sowohl mit einem Teil des zylindrischen Innenraumes 4 als auch mit der Quervertiefung 20 zusammenfällt. Folglich ist der untere Teil 66 eine Regelfläche, die teilweise zylindrisch ist und teilweise eine Form hat, die sich über die zylindrische Form hinaus nach unten verlängert und deren geradlinige Mantellinien sich zwischen denen des Innenraumes 4 und denen der Quervertiefung 20 entwickeln, mit denen sie schließlich zusammenfallen.

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Nach der Variante der Pigl 25 bis 27 hat das Gehäuse 1 wie oben eine Quervertiefung 21 mit einem in bezug auf den Stutzen 2 äußeren Vorsprung, diese Quervertiefung 21 ist jedoch durch Schrägen 22 mit dem Innenraum 4 verbunden. Der untere Abschnitt 65 der Dichtungsfläche wird durch einen unteren Teil 67 ersetzt, der eine Regelfläche darstellt und dessen geradlinige Mantellinien sich fortschreitend zwischen denen des zylindrischen Innenraumes 4 und denen der Schrägen 22 entwickeln.

Nach der Variante der Fig. 28 bis 30 hat das Gehäuse 1 einen inneren Vorsprung 23 auf jeder Seite der Ebene P. Dieser Vorsprung 23 ist eine Regelfläche, die eine zylindrische Überdicke darstellt mit einer Achse, die parallel zur Achse X-X verläuft und einen größeren Radius als der Innenraum 4 hat; er wird durch kreisrunde Schrägen 24 mit dem zylindrischen Innenraum 4 verbunden.

Der untere Teil des Verschlusses 7 muß sich dicht auf den inneren Vorsprung 23 auflegen, besonders auf die kreisrunden Schrägen 24. Polglich wird die Dichtungsfläche des Sitzes 6 des Verschlusses 7 verändert, indem der zylindrische untere Abschnitt 65 durch ein unteres Regelteil 68 ersetzt wird, dessen Mantellinien sich fortschreitend von den Mantellinien des Innenraumes 4» die parallel zur Achse X-X verlaufen, zu denen der Schrägen 24 entwickeln.

Bei jeder der drei genannten Varianten wird der untere Teil des Verschlusses 7, und vor allem seiner Dichtungslinie des Kopfes 71, natürlich auf die gleiche Weise wie die Sitzfläche verändert. Es sind die gleichen Varianten für die erste Ausführungsart der Erfindung möglich.

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Für die Variante der Pig. 25 bis 27 und 28 bis 30 ist es wichtig, daß der Winkel, den die Tangentialebene der Schräge 22 oder 24 entlang der Dichtungslinie 61 mit der Achse Y-Y bildet, dem Mindestwinkel <£ von 20° entspricht oder größer ist. Auf der ge-samten Länge der Dichtungslinie 61 ist somit ein konstanter V/inkel vorhanden, der mindestens 20° beträgt. Dies bringt den Vorteil mit sich, daß die elastische Dichtung 17 auf dem gesamten Umfang des Sitzes unter den gleichen Bedingungen arbeitet. So ist bei einer gegebenen Lage des Verschlusses 7 der Zusammendruck der Dichtung 17, der senkrecht zur Tragfläche berechnet wird, auf dem gesamten Umfang des Sitzes б konstant. Wenn man die Lage des Verschlusses 7 ändert, nimmt dieser Zusammendruck einen neuen Viert an, der dann einheitlich auf dem gesamten Umfang des Sitzes 6 erhalten bleibt.

Diese beiden Varianten haben einen weiteren Vorteil, der darin besteht, daß der Verschluß 7 in seinem unteren Teil am Schließende geführt und gestützt wird. Es handelt sich dabei um einen Vorteil, der um so interessanter ist, als die Stütz- und Führungsfläche der Führungsrippen 10 des Verschlusses 7 an den Führungsrippen 11 des Gehäuses 1 eine begrenzte Höhe hat.

Zur Variante der Fig. 31 bis 34 ist festzustellen, daß es in beiden Ausführungsarten der Fig. 1 bis 4 und der Fig. bis 8 einen kritischen Kreuzungspunkt B, B auf der Dichtungslinie 61 gibt, der auf dem Sitz б und der Dichtung des Verschlusses 7 übereinstimmen muß.

Wenn die Herstellungstoleranzen des Sitzes б einerseits und des Verschlusses 7 andererseits zu weit sind, besteht die Gefahr einer geringen Verschiebung dieses Kreuzungs-

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punktes auf dem Sitz 6 und auf dem Verschluß 7, also die Gefahr einer mangelhaften Abdichtung·

Deshalb ist es angebracht, wenn weite Hersteilungstoleranzen voraussehbar sind, diesen kritischen Kreuzungspunkt durch eine kurze Dichtungslinie 80 zu ersetzen, die bei vertikaler Seitenprojektion auf die Ebene Q ein Bindeelement darstellt. Diese Dichtungslinie 80 wird durch eine Kopflinie 81« am Verschluß 7 beiderseits der diametralen Ebene der Achse X-X und in der Nähe derselben vergegenständlicht, wobei sich diese Kopflinie 81 auf einem kleinen geradlinigen Abschnitt 82 der Dichtungsschnur 12 des Verschlusses 7 (Figo 31) befindet, sowie durch eine verbindende Abflachung 83 zwischen dem oberen Übergangsabschnitt 63 und unteren Übergangsabschnitt 64 am Sitz 6 (Fig. 33).

So ist auf der einen oder anderen Seite der Symmetrieebene P-P zwischen dem Sitz 6 und dem Verschluß 7 eine leichte Verschiebung möglich, denn zwischen der Kopflinie 81 des geradlinigen Abschnittes 82 und der entsprechenden Abflachung 83 des Sitzes 6 wird es immer zu einem Dichtungskontakt kommen.

Der Absperrschieber auf den Fig. 35 und 36 hat ein Gehäuse 1, das dem der Fig. 31 bis 34 entspricht. Der Verschluß entspricht insgesamt dem Verschluß 7 der Fig. 31 und 32, der einzige Unterschied besteht in der Form der Kopflinie 171 seiner Dichtungsschnur 112.

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Tatsächlich hat die Kopflinie 171 in den oberen und Zwischenteilen der Dichtungsschnur 112, das heißt, wenn man beiderseits der Ebene P die Strecke ABCDEPG verfolgt, die gleiche Form wie die Dichtcngslinie 61 des Sitzes 6, allerdings etwas erweitert, das heißt in jedem Punkt um einen konstanten Abstand bzw. eine konstante Überlagerung i senkrecht zum Sitz 6 verschoben.

Im unteren Teil der Dichtungsschnur 112, zwischen den beiden Punkten G, die die oberen Begrenzungen des Abschnittes des Sitzes 6 sind, der mit dem Innenraum 4 des Stutzens 2 zusammenfällt, ist die Form der Kopflinie 171 im Gegensatz dazu im Verhältnis zu der der Dichtungslinie 61 rückläufig. Genauer gesagt heißt das, betrachtet an der Fließachse X-X (Fig. 2), daß der untere Teil der Dichtungslinie 171 die Form eines Kreisbogens mit einem Radius hat, der etwas größer als der Radius des Innenraumes 4 des Stutzens 2 ist.

Wenn sich der Verschluß 107 senkt, um den Innenraum 4 zu verschließen, gibt es einen Augenblick t.., in dem alle Punkte der Kopflinie 171, die über den beiden Punkten G liegen, das heißt alle Punkte wie z. B. A, B, G, D, E, F und G, gleichzeitig mit der Dichtungslinie 61 des Sitzes б in Kontakt kommen (Fig. 7 und 8). Im gleichen Augenblick t. gibt es ein Lagerspiel j unter den beiden Punkten G. Dieses Spiel wächst allmählich von einem Wert Null an den Punkten G bis zu einem Höchstwert J_M im Tiefpunkt H an, der in der Ebene P auf der Achse Y-Y liegt.

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Y/enn der Verschluß sich weiter auf einem vertikalen Weg s bis zu seiner vollständigen Verschlußposition senkt, und zwar in den oberen und Zv/ischenabschnitten der Dichtungsschnur 112, das heißt über den beiden Punkten G, drückt sich diese Dichtungsschnur 112 fortschreitend auf dem Sitz 6 zusammen, ohne oder fast ohne auf diesem zu gleiten, bis sie einen Quetsch- oder Überlagerungswert i erreicht (Fig. 9). Wie auf allen diesen Abschnitten A, B, C, D, E, P, G bildet die Tangentialebene des Sitzes 6 entlang der Dichtungslinie 61 einen fast konstanten Winkel mit der Verschiebungsrichtung Y-Y. Wenn dieser Winkel zum Beispiel 20° oder 30° beträgt, hat man in allen Punkten i = s · sin oC = Konstante = i .

Unter den beiden Punkten G vollzieht sich bei den vorangegangenen Ausführungsarten der Kontakt 71 - 61 gleichzeitig zum Zeitpunkt t.., wie auch über den Punkten G. Da der Winkel cC in diesem Abschnitt zwischen <£ und 90° liegt, ändert sich die Überlagerung i = s . sin <£ von einem Punkt zum anderen, s im Punkt H.

zum anderen, von s . sin oC im Punkt G bis s · sin 90° =

Im Gegensatz dazu erhält man, entsprechend den Fig· 35 und 36, unter den Punkten G: i = s . sin tC - j, so daß es genügt, in jedem Punkt j = s . sin об- i = s (sin oC-sin oC ) (I) zu wählen, damit die Überlagerung i noch gleich i in diesem unteren Abschnitt ist. Die Formel (I) ist demnach: j = a sin cC - b, mit a = s und b = s . sin oC ,

Als Beispiel sei genannt, daß für «£ = 30° die Überlagerungen i an den Punkten A und H zum Zeitpunkt t2 der vollständigen dichten Schließung nach einem V/eg s von 2 mm vom

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Zeitpunkt ti aus und einem Lagercpiel am Punkt H von 1 mm zum Zeitpunkt ti wie folgt nach der Formel (I) berechnet werden:

- vom Punkt A zum Punkt G: i_Q = 2 χ sin 30° = 1 mm am Punkt H (j = 1 mm): i = 2 x sin 90° - 1 = 1 mm

in einem Zwischenpunkt K, der unter G liegt und in bezug auf H winkelförmig um 30° versetzt ist, hat man cC- 60°, und es ist ein Lagerspiel j = 0,732 mm notwendig, um die gleiche Überlagerung zu erhalten: i = 2 χ sin 60° - 0,732 = 2 χ 0,866 - 0,732 = 1 mm.

Man erhält somit eine Überlagerung oder eine Quetschung i, die konstant und gleich i auf dem gesamten Umfang der Dichtungsschnur 12 ist. Diese Eigenheit ist nützlich und vorteilhaft, da eine in einigen Punkten unzureichende Überlagerung zu einem Dichtungsmangel führen kann, während eine übermäßige Überlagerung eine starke Abnutzung der Dichtungsschnur 12 bewirkt« Die obengenannte Formel (I), das heißt j = s, sin &£ - i_Q = s (sin oC- sin oC_Q)> ergibt den Umriß der Kopflinie 171» die zu einem einheitlichen Wert i von i auf ihrem gesamten Umfang führt. In der Praxis kann man unter den beiden Punkten G eine Kreisbogenform annehmen, deren Radius R1 der Kopflinie 171 etwas größer als der Radius R des Innenraumes 4 ist, wobei

R1 = R + i .

Man erkennt, daß die Mittellinie 171a des zusammengedrückten Querschnittes 171b der Dichtungsschnur 112 bei vollständiger Verschlußposition mit der Dichtungslinie 61 des

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Sitzes б zusammentrifft, während es bei den vorangegangenen Ausführungsarten die Linie des Kopfes 71 ist, die, zum Zeitpunkt t.., mit dieser Dichtungslinie 61 zusammentrifft.

Die zu den Fig. 35 und 36 beschriebene Anordnung kann für alle genannten Ausführungsarten angewendet werden, bei denen sich der Winkel Tangentialebene - Achse Y - Y im unteren Teil des Sitzes 6 ändert, das heißt für alle genannten Ausführungsarten außer denen der Fig. 25 bis 27 und 28 bis 30. Wenn die Kreuzung der Hälften der Dichtungslinien 61 punktförmig ist (Fig. 1 bis 30), ersetzt der Schnittpunkt den vertikalen Abschnitt C, D, E der Fig. 1 und 2, der Rest der Dichtungsschnur 12 ist jedoch so wie oben definiert.

Natürlich muß der hier verwendete Ausdruck "Kopflinie" in weitem Sinne verstanden werden; diese Linie kann in bestimm» ten Fällen eine schmale Fläche sein, wenn die Dichtungsschnur 12 einen rechtwinkligen, trapezförmigen oder sichelförmigen Querschnitt hat.

In der gesamten vorliegenden Arbeit hat man vorausgesetzt, daß die Achse X-X horizontal und die Achse Y-Y vertikal verläuft. Dennoch ist es klar, daß der Absperrschieber der Erfindung in jeder beliebigen gewünschten Richtung verwendet werden kann, zum Beispiel mit einer Fließachse X-X, die vertikal oder schräg verläuft.

Claims (14)

- 36 - 27.10.81 59 328 26 Erf indungsanspruch

1. Absperrschieber mit einem Gehäuse, das einen zylindrischen, horizontal angeordneten Innenraum besitzt, der einen Sitz abgrenzt, sowie einem Verschluß, der mit einer Dichtungsschnur aus Elastomer versehen und vertikal verschiebbar ist, wobei die Dichtungsschnur dem Sitz des Gehäuses angepaßt ist und dieselbe allgemeine Form besitzt wie dieser, gekennzeichnet dadurch, daß eine Dichtungslinie (61) des Sitzes (6) senkrecht zur Achse (X - X) des Innenraumes (4), auf ihrer gesamten oder praktisch der gesamten Länge, bei zv/ei gegeneinander verschiebbaren Dichtungslinienhälften, die zusammen eine allgemeine Keilform bilden, eine allgemeine X-Porm erreicht.

2. Absperrschieber nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß sich die beiden Hälften der Dichtungslinie (61) etwa in der horizontalen diametralen Ebene des Innenraumes (4) kreuzen.

3· Absperrschieber nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß jede Hälfte der Dichtungslinie (61) eine eingestellte Fläche ist, die einen nach oben gebogenen Abschnitt (62), etwa transversal zur Achse (X- X), die der Strömungsachse entspricht, enthält, wobei ein nach unten hin gekrümmter unterer Abschnitt (65) mit der zylindrischen Innenfläche des Innenraumes (4) ineinanderfließt, und zwischen den beiden, oberhalb und unterhalb eines diametralen Bereiches, durch die Strömungsachse dargestellt, ein oberer Übergangsabschnitt (63) und ein unterer Ubergangsabschnitt (64) spiralförmig angeordnet sind,

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die den oberen Abschnitt (62) und unteren Abschnitt (65) v/ieder verbinden, indem der zylindrische Innenraum (4) auf dem kürzesten Wege von diesen umgangen wird.

4. Absperrschieber nach Punkt 3, gekennzeichnet dadurch, daß der Teil jeder Hälfte der Dichtungslinie (61), der oberhalb des Bereiches der Achse (X - X) liegt, durch zwei Teile einer Fläche (62a), die in Richtung auf diese Achse (X - X) zusammenlaufen, ersetzt und durch gebogene untere Übergangsabschnitte (64), die unterhalb dieses Bereiches liegen, verlängert ist»

5· Absperrschieber nach einem der Punkte 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß kritische Kreuzungspunkte mit Abflachungen (83) auf dem Sitz (6) und auf der Dichtungsschnur (12) versehen sind, die auf einer kurzen Dichtungslinie (80) etwa senkrecht liegen.

6, Absperrschieber nach einem der Punkte 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß die Dichtungsschnur (12) dem äußeren Umfang eines Verschlußtellers (76) folgt, der sich aus einem zylindrischen unteren Teil (77), welcher parallel zur Achse (X - X) liegt, einem quaderförmigen Zwischenteil (78) und einem keilförmigen oberen Teil (79) mit horizontaler Spitze, die senkrecht zur Achse (X - X) steht, zusammensetzt.

7. Absperrschieber nach einem der Punkte 1 bis 6, gekennzeichnet dadurch, daß der Verschluß (7) aus zwei Verschlußhälften (7a; 7b) besteht, die entsprechend einer vertikalen Ebene (P), die senkrecht zur Achse (X - X)

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liegt, zusammengefügt sind, wobei jede keilförmige Verschlußhälfte (7a; 7b) eine dünne Schale darstellt, die mit Innenvorsprungen (16) und mit Ansätzen (14) und Aussparungen (15) versehen ist.

8. Absperrschieber nach Punkt 7i gekennzeichnet dadurch, daß jede Verschlußhälfte (7a; 7b) eine inwendige Nase (18) trägt, die sich gegen eine horizontale Außenfläche der anderen Verschlußhälfte (7b; 7a) stützt.

9. Absperrschieber nach einem der Punkte 1 bis 8, gekennzeichnet dadurch, daß die Dichtungsschnur (12) aus einer Dichtung (17) besteht, die den gesamten Verschluß (7) umhüllt.

10. Absperrschieber nach Punkt 9» gekennzeichnet dadurch, daß jede Verschlußhälfte (7a; 7b) an ihren inneren und äußeren Oberteilen mit der Dichtung (17) ausgestattet ist.

11. Absperrschieber nach einem der Punkte 1 bis 10, gekennzeichnet dadurch, daß ein Stutzen (2) rechtwinklig zum Verschluß (7) Vorsprünge (23) und Quervertiefungen (20; 21) besitzt, wobei der untere Teil des Sitzes (6) in entsprechender Weise mit Anschlußflächen, die auf seinen restlichen Teil übergreifen, versehen ist.

12. Absperrschieber nach Punkt 3 oder 4» gekennzeichnet dadurch, daß bei sich änderndem Winkel der Berührungsebene im unteren Teil eine Kopflinie (171) einer Dichtungsschnur (112) derart bestimmt ist, daß sie sich gleichzeitig dem Sitz (6) in allen seinen Punkten, außer

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in seinem unteren Teil, nähert, oder, während der ersten Berührung ein Lagerspiel (j), das von jeder Seite fortschreitend bis zum unteren Punkt des Innenraumes (4) anwächst, besteht,

13. Absperrschieber nach Punkt 12, gekennzeichnet dadurch, daß das Lagerspiel (j) durch einen Radius der Kopflinie (171), der größer ist als der des Innenraumes (4), gegeben ist«

14· Absperrschieber nach einem der Punkte 12 und 13, gekennzeichnet dadurch, daß das Lagerspiel j = a . b, wobei a und b Konstanten sind, ist.

Hierzu 9 Seiten Zeichnungen