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Die Erfindung betrifft eine Absperrarmatur für Rohrleitungen, umfassend ein Rohrstück aus Kunststoff mit einer die Rohrwand durchbrechenden, spaltartigen Öffnung, an welche sich quer zur Durchflussrichtung ausgerichtete Führungen anschließen und mit einer Betätigungshandhabe, mittels derer ein als Schieber ausgebildetes Absperrorgan durch die spaltartige Öffnung und von den Führungen gehalten, den Durchfluss verhindernd, in das Rohrstück einbringbar ist, wobei in der Außenoberfläche des Rohrstücks eine Dichtungsausnehmung eingearbeitet ist, in die die spaltartige Öffnung mündet und innerhalb derer eine Dichtung angeordnet ist, die den Schieber umfängt und einen Fluidaustritt aus dem Rohrstück entlang des Absperrorgans durch die spaltartige Öffnung unterbindet.
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Eine solche Absperrarmatur ist in der
DE 10 2009 041 054 A1 der Anmelderin vorveröffentlicht. Aus
DE 197 18 662 A1 ist ein Plattenschieber aus Metall gezeigt. Ein Fluidaustritt entlang des Absperrorgans wird durch einen O-Ring verhindert, der den Schieber umfängt.
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Bei Absperrarmaturen, deren Hauptkörper – das Rohrstück – aus Kunststoff gebildet ist, besteht unter Einfluss eines Fluiddrucks die Gefahr, von dauerhaften, plastischen Verformungen. Dabei gibt das Kunststoffmaterial entlang von Schwächungszonen dem Rohrinnendruck nach, sodass Undichtigkeiten entstehen können. Die vorgenannte Absperrarmatur soll Rohrinnendrücken von bis zu 25 Bar sicher standhalten und wurde speziell auf dieses Erfordernis entwickelt.
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Weitere gattungsgemäße, druckschriftlich nicht belegbare Absperrarmaturen weisen in der Regel einen das Absperrorgan nebst Betätigungsmechanismus schützenden Dom auf, in welchem das Absperrorgan in Offenstellung gelagert ist. Aus vielerlei Gründen ist es erstrebenswert, den in diesem Dom vorhandenen Totraum gegen das in der Rohrleitung geführte Fluid abzudichten. Bei Trinkwasserleitungen besteht ansonsten die Gefahr, dass sich aufgrund des mangelnden Durchflusses im Totraum gesundheitsschädliche Keime bilden. Korrosive Medien verursachen beim Eindringen in den Totraum Schädigungen an Metallbauteilen, wie Schrauben oder Betätigungsspindel und schädigen so das Absperrorgan an sich. In den Totraum eindringende Schmutzpartikel können die Absperrmechanik blockieren und führen so zur Funktionsunfähigkeit der Absperrarmatur.
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Aus diesen Gründen sind bei einer Reihe aus dem Stand der Technik bekannten Absperrorganen Dichtungen bekannt, die ein Austreten von Fluiden entlang des Schiebers durch die spaltartige Öffnung verhindern sollen.
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In der
DE 10 2009 041 054 A1 der Anmelderin wird eine Stopfbuchse vorgeschlagen, bei welcher eine den Schieber vertikal zur Einbringrichtung umgebende Elastomerdichtung über eine Pressplatte – auch Brille genannt – in ihrer Dichtwirkung beeinflusst werden kann. Dabei lässt sich die Elastomerdichtung durch die Brille gegen die die spaltartige Öffnung umgebende Außenoberfläche des Kunststoffrohrstücks verspannen, wodurch sich der Anlagedruck der Dichtung am Schieber erhöht.
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Eine ähnliche Dichtung bei einer metallenen Armatur ist aus
DE 19 919 866 A1 bekannt.
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Es hat sich jedoch herausgestellt, dass insbesondere bei hohen Rohrinnendrücken die aus dem Stand der Technik bekannten Stopfbuchsen nicht in der Lage sind, eine ausreichende Dichtigkeit dauerhaft zu gewährleisten. So können bereits geringe Aufweitungen der spaltartigen Öffnung durch den Rohrinnendruck dazu führen, dass die Auflagefläche der Dichtung auf der Oberfläche des Rohrstücks nicht länger ausreichend ist und die Dichtung in die spaltartige Öffnung hineinwandert. Ein Nachstellen der Dichtung führt in der Regel lediglich dazu, die Wanderbewegung in die Öffnung hinein zu verstärken.
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Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Abdichtung der spaltartigen Öffnung gegen ein Austreten von Fluiden durch eine geeignete Dichtung auch bei hohen Innendrücken zu gewährleisten.
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Gelöst wird die Aufgabe von einem Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruches 1, insbesondere mit den kennzeichnenden Merkmalen, wonach die Dichtung als Dichtungspaket ausgebildet ist, welches eine Stützplatte aufweist, die den Schieber umgibt und auf einer Außenfläche des Rohrstücks im Bereich der spaltartigen Öffnung aufliegt und welches weiterhin einen in Einbringrichtung des Absperrorgans der Stützplatte vorgeordneten Dichtelastomer aufweist, der an der Außenoberfläche des Schiebers abdichtend und ortsfest auf der Stützplatte anliegt.
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Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Stützplatte liegt darin, die Widerlagerfläche des Dichtelastomers vom Rohrstück zu entkoppeln. Statt nach geeigneten Einrichtungen zu suchen, die die möglichen Verformungen des Rohrstücks im Bereich der spaltartigen Öffnung in ausreichender Weise unterbinden und so eine stabile Widerlagerfläche für den Dichtelastomer zu schaffen oder an Stelle der bekannten Dichtprinzipien in einem von der Verformung im Wesentlichen unbeeinflussten Bereich der spaltartigen Öffnung unter Anwendung eines neuen Dichtungskonzeptes eine Neukonstruktion zu schaffen, behält die Erfindung die bekannten, aus den gemachten Erfahrungen vermeintlich nachteiligen Dichtprinzipien bei.
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Anders als die Rohroberfläche ist die Stützplatte von einer Aufweitung der spaltartigen Öffnung unter dem Rohrinnendruck nicht betroffen und bildet ein stabiles Widerlager für den Dichtelastomer. Im Falle einer leichten Aufweitung der spaltartigen Öffnung klaffen die Randbereiche unterhalb der Stützplatte auf. Die Stützplatte, die von dieser Aufweitung nicht betroffen ist, verhindert weiterhin zuverlässig das Wandern des Dichtelastomers in die spaltartige Öffnung der Rohrwand.
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Bei einer ausgesprochen bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass dem Dichtelastomer in Einbringrichtung des Schiebers eine Pressplatte vorgeordnet ist, über die auf den Dichtelastomer eine Kraft aufbringbar ist, mittels derer dessen Anlagedruck am Schieber und den Wänden der Dichtausnehmung regulierbar ist.
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Vorgesehen ist weiterhin, dass die Stützplatte aus Kunststoff gebildet ist.
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Es ist zudem vorgesehen, dass die Pressplatte aus Metall gebildet ist.
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Eine weitere Ausführungsform kennzeichnet sich dadurch, dass auf die Pressplatte wenigstens eine sich an einem Widerlager abstützende Stellschraube wirkt, um die Kraft auf den Dichtelastomer aufzubringen.
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Bevorzugt wird bei der Konstruktion der Absperrarmatur weitestgehend auf korrosionsanfällige Bauteile verzichtet. Insofern ist vorgesehen, dass die Führungen aus Kunststoff gebildet sind.
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Weitere Vorteile der Erfindung sowie ein tieferes Verständnis ergibt sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Es zeigen:
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1: Eine Vertikalschnittansicht durch eine erfindungsgemäße Absperrarmatur
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In 1 ist eine Absperrarmatur insgesamt mit der Bezugsziffer 10 versehen.
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Die Absperrarmatur 10 umfasst ein Rohrstück 11 aus Kunststoff, welches aus zwei Segmenten zusammengesetzt ist. Das erste Segment 12 befindet sich in der Zeichnung linksseitig einer Radialebene E und verfügt zunächst über einen Vorschweißbund 13 mit einem Losflansch 14 zum Anschließen einer abgehenden Rohrleitung. Auf der dem Vorschweißbund 13 abgewandten Seite ist das erste Segment 12 mit einem Befestigungsflansch 15 versehen, welcher zur Anbindung an ein zweites Segment 16 des Rohrstückes 11 dient.
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Das zweite Segment 16 ist in 1 rechtsseitig der Radialebene E angeordnet und umfasst zunächst wiederum einen Vorschweißbund 13 nebst Losflansch 14, hier jedoch zur Anbindung einer ankommenden Rohrleitung. An der dem Vorschweißbund 13 entgegengesetzten Seite bildet auch das zweite Segment 16 einen Befestigungsflansch aus, der die Bezugsziffer 17 trägt.
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Der Befestigungsflansch 17 ist axial vergleichsweise breit gehalten, da in seinem axialen Erstreckungsbereich eine Reihe von Bauteilen und Elementen der Absperrarmatur 10 angeordnet sind.
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So ist zunächst die im Rohrinnenraum 18 angeordnete und in die Innenoberfläche des Rohrstücks 11 eingearbeitete Aufnahmenut 19 zu nennen, innerhalb derer zwei axial voneinander beabstandete Dichtringe 20 angeordnet sind. Jeder Dichtring 20 wird von einer Hülse 21 in die Nut 19 eingepresst. Eine in die Aufnahmenut 19 eingearbeitet Führungsnut 22 bietet dem plattenartigen Schieber 23 beim Einbringen in den Rohrinnenraum 18 Halt und stellt die Führung für den Schieber dar. In Einbringrichtung x des Schiebers 23 am Boden der Aufnahmenut 19 ist eine Dichtsichel 24 angeordnet. An dieser Dichtsichel 24 stützt sich der Schieber 23 in Geschlossenstellung ab.
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Der Schieber 23 wird durch eine spaltartige Öffnung 25 in der Rohrwandung 26 hindurchgeführt, wobei sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel die spaltartige Öffnung 25 im Bereich des von der Rohrwandung 26 ausgebildeten Befestigungsflansches 17 befindet. Die Schließbewegung des Schiebers 23 in Einbringrichtung x sowie die Öffnungsbewegung in Gegenrichtung wird durch eine Gewindespindel 26 induziert, auf deren Außengewinde eine mit dem Schieber 23 bewegungsgekoppelte Stellmanschette 27 relativbeweglich geführt ist. Die Spindel 26 selbst wird durch eine Betätigungshandhabe 28 in Drehung versetzt, die vorliegend als Handrad 29 ausgebildet ist.
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Die spaltartige Öffnung 25 mündet im Bereich der Außenmantelfläche des Befestigungsflansches 17 in eine dort eingearbeitete Dichtungsausnehmung 30. Diese Dichtungsausnehmung 30 ist eine in die Rohrwand 26 eingearbeitet Vertiefung, deren Bodenfläche vertikal zur Einbringrichtung x des Schiebers 23 ausgerichtet ist und die spaltartige Öffnung 25 vollumfänglich umgibt.
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In die Dichtungsausnehmung 30 ist ein insgesamt mit der Bezugsziffer 31 versehenes Dichtungspaket eingelassen. Dieses umfasst, in Einbringrichtung x einander nachgeordnet, eine Pressplatte 32, einen Dichtelastomer 33 und eine Stützplatte 34. Die Pressplatte 32, der Dichtelastomer 33 und die Stützplatte 34 umgeben den Schieber 23 ebenfalls, sodass dieser die drei Bauteile in Bewegungsrichtung x durchstößt.
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Die Stützplatte 34 liegt auf dem Boden der Dichtausnehmung 30 auf und dient als Widerlager für den Dichtelastomer 33. Die Pressplatte 32 lässt sich mittels Stellschrauben 35 mit einer Kraft beaufschlagen, über die der Anlagedruck des Dichtelastomers 33 an den Wänden der Dichtungsausnehmung 30 und an der Oberfläche des Schiebers 23 regulierbar ist. So lässt sich die Dichtfunktion des Dichtelastomers 33 an die innerhalb der Rohrleitung gegebenen Druckverhältnisse anpassen.
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Die Stützplatte 34 gewährleistet ein korrektes Abstützen des Dichtelastomers 33, auch wenn sich die den Schieber 23 umgebende spaltartige Öffnung 25 durch den Rohrinnendruck etwas weitet. Ein Abrutschen des Dichtelastomers 33 in eine sich weitende spaltartige Öffnung 25 wird durch diese Konstruktion sicher vermieden.
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Für die Stützplatte 34, wie für die Pressplatte 32 können entsprechende geeignete Materialen gewählt werden. In einer bevorzugen Ausführungsform ist vorgesehen, die Stützplatte 34 aus Kunststoff und die Pressplatte 32 aus Metall zu fertigen. So ist sichergestellt, dass kein korrosionsfähiges Material mit eventuell an der spaltartigen Öffnung 25 anstehenden Fluiden in Kontakt kommt und die Pressplatte 32 durch den über die Stellschrauben 35 ausgeübten Druck keinen Schaden nimmt.
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Die beiden Segmente 12 und 16 werden mit ihren Befestigungsflanschen 15 und 17 über zwei, mittels nicht dargestellten Verschraubungen, gegeneinander verspannte Metallplatten 36 aneinander befestigt, wobei ein in einer Nut einliegender O-Ring 37 den Fluidaustritt entlang der gegenseitigen Anlagefläche verhindert. Die Metallplatten 36 sind darüber hinaus Bestandteil eines nicht näher bezeichneten Armaturengehäuses, innerhalb dessen die Spindel 26 sowie der Schieber 23 in Offenstellung gelagert ist.
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Der wesentlichen Vorteil der Erfindung liegt in der Stützplatte 34, die die spaltartige Öffnung 25 in der Rohrwand 26 abdeckt und so eine für den Dichtelastomer 33 ausreichende Widerlagerfläche bietet, auch wenn sich die spaltartige Öffnung 25 unter einem anstehenden Rohrinnendruck aufweitet. So ist es der Erfindung gelungen die aus dem Stand der Technik bekannten Dichtprinzipien beizubehalten, obwohl diese zunächst als ungeeignet erschienen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Absperrarmatur
- 11
- Rohrstück
- 12
- erstes Segment von 11
- 13
- Vorschweißbund
- 14
- Losflansch
- 15
- Befestigungsflansch von 12
- 16
- zweites Segment von 11
- 17
- Befestigungsflansch von 16
- 18
- Rohrinnenraum
- 19
- Aufnahmenut
- 20
- Dichtring
- 21
- Hülse
- 22
- Führungsnut
- 23
- Schieber
- 24
- Dichtsichel
- 25
- spaltartige Öffnung von 26
- 26
- Gewindespindel
- 27
- Stellmanschette
- 28
- Betätigungshandhabe
- 29
- Handrad
- 30
- Dichtungsausnehmung
- 31
- Dichtungspaket
- 32
- Pressplatte
- 33
- Dichtelastomer
- 34
- Stützplatte
- 35
- Stellschrauben
- 36
- Metallplatte
- 37
- O-Ring
- 38
- Rohrwand
- x
- Einbringrichtung
- E
- Radialebene
