DE2003311B2 - Durch eine Federscheibe gegen den Schließkörper einer Absperrvorrichtung gedrückte Dichtung aus zum Fließen neigendem Kunststoff mit niedrigem Reibungskoeffizienten, z.B. Polytetrafluoräthylen - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine durch eine Federscheibe gegen den Schließkörper einer Absperrvorrichtung gedrückte Dichtung aus zum Fließen neigen dem Kunststoff mit niedrigem Reibungskoeffizienten. z. B. Polytetrafluorethylen, die aus einem rohrförmigen, mittels eines Dichtungsrings gegenüber dem Gehäuse abgedichteten Ring besteht, der mit geringem Spiel außen in einer zylindrischen, nahe jeder Durchtrittsöffnung beiderseits des Schließkörpers angeordneten Ausnehmung des Gehäuses und innen über ein die Federscheibe zentrierendes Stützteil gelagert isi und eine im Winkel zur Achse des rohrförmigen Rings verlaufende, verformbare, gegenüber dem rohrförmigen Ring geringere Dicke und parallele Flächen besitzende, am Schließkörper beim Öffnen und Schließen anliegende Lippe aufweist.

Bei einer bekannten Dichtung gemäß der USA.-Patentschrift 3 333 813 liegt die Lippe mit ihrer vergleichsweise schmal bemessenen Stirnfläche am *5 Schließkörper an. Es ist allgemein bekannt, daß bei Verwendung von 2um Fließen neigenden Kunststoffen mit niedrigem Reibungskoeffizienten, wie z. B. Polyte trafluorftthylen, bei Auenutzung der guten Gleiteigenschaften die sich auf feinfühlige Arbeitsweise nachteilig auswirkende mangelnde Elastizität sowie das Fließverhalten unter Druck in Kauf genommen werden müssen. Bei der bekannten Dichtung soll der geringen Elastizität des Polytetrafluoräthylens durch Tellerfedem begegnet werden, die auf der Rückseite des Rings angeordnet sind und die Lippe am Schließkörper zur Anlage bringea Da der Dichteffekt ausschließlich von der Beibehaltung der speziellen Lippenform abhängt, die jedoch auf Grund der Fließeigenschaften des Polytetrafluoräthylens nur von begrenzter Dauer sein dürfte, kann eine einwandfreie Dichtung nur von begrenzter Dauer erreicht werden. Dies ist auch schon deshalb der Fall weil bei der bekannten Dichtung die Andrückkraft — wie erwähnt — auf der Rückseite des Rings, also nicht direkt auf die Lippe einwirkt Somit wird bei der bekannten Dichtung infolge ihrer speziellen Formge bung lediglich die ihr innewohnende Vorspannung ausgenutzt. Außer der fraglichen Dichtwirkung komm: noch hinzu, daß solche Dichtungen mit speziell geform ten Dichtlippen sehr kompliziert sind.

Durch die USA.-Patentschrift 3 350 056 sind zwar auch schon Dichtungen bekanntgeworden, bei denen einfachere Lippenformen verwendet werden, die durch das abzusperrende Medium verstärkt gegen der Schließkörper pspreßt werden können. Abgesehen da von, daß diese Lippen aus anderem Material bestehen, fehlt jedoch auch eine unmittelbar auf die Lippenform einwirkende Andrückvorrichtung, so daß nur die der Lippe innewohnende Spannung zum primären Abdichten ausgenutzt wird. Es treten somit die gleichen Nachteile auf.

Nach dem gleichen Prinzip arbeitet auch die aus der USA.-Patentschrift 3 356 334 bekannte Dichtung, die aus zwischen Schraubstücken eingespannten Dichtrin gen besteht. Am Übergang zwischen eingespannter-Dichtringteil und Dichtlippe ist hierbei lediglich noui zur Erhöhung der Beweglichen der Dichtlippen und damit zum erleichterten Anpassen an den Schließkör per eine Nut vorgesehen.

Aus der USA.-Patentschrift 3 356 333 sind Dichtungen bekannt, deren Dichtlippen sowohl zur Achse des Durchflußkanals hin als auch von diesem weg gerichtet sein können. Besondere, auf die Dichtlippen einwirken de Andrückvorrichtungen sind hier ebenfalls nicht vor handcn.

Durch die französische Patentschrift 1 427 882 und die USA.-Patentschrift 2 768 806 bekanntgewordene Mittel zur Druckbcaufschlagung wirken nicht auf Lippen. So drücken nach der französischen Patentschrift Tellcrfedern den ringförmigen Dichtungskörper als Ganzes gegen den Schließkörper, während im Falle der USA.-Patentschrift der durch Federn erzeugte Druck auf eine Dichtungsmembran wirkt.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine durch eine Federscheibe gegen den Schließkörper einer Absperrvorrichtung gedruckte, aus zum Fließen neigendem Kunststoff mit niedrigem Reibungskoeffizienten, z. B. Polytetrafluoräthylen, bestehende Dichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei einfacher Formgebung nur geringen Fließerscheinungen unterliegt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß am Übergang der Lippe zum Ring eine radiale Nut vorgesehen ist, daß die im unbelasteten Zustand plan und senkrecht zur Achse des Rings verlaufende Lippe auf ihrer dem Schließkörper abgewandten Flä-

ehe unter dem Einfluß der Federscheibe steht, die sich auf dem Stützten abstützt, das auf seiner der Federscheibe zugewandten Stirnflache mit einem Zentrierabsatz versehen ist, dessen Tiefe geringer als die Dicke der Federscheibe ist, und daß das Stützteil mit seiner der Federscheibe abgewandten Stirnfläche derart am Boden der Ausnehmung abgestützt ist, daß die Außenkante der Dichtung Ober die den Raum über dem Schließkörper begrenzenden Wandungen hinausragt

bei ist die Achse 12 in einem von dem Gehäuseteil 1 gebildeten Lager IS gelagert und durch einen Dichtungsring 16 abgedichtet. Der Schließkörper S wird bei «einen Translationsbewegungen durch dia Seitenwände der Ausnehmung 7 geführt Er kann sich in der Höhe frei verstellen, d. h. der Verbindungsebene der Gehäuse 1 und 2 nähern oder von dieser entfernen.

In der in F i g. 1 dargestellten Stellung liegt der Schließkörper 8 den Öffnungen der Anschlußstutzen 3

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Mit den Mitteln nach der Erfindung wird erreicht 10 und 4 gegenüber. In jedem Gehäuseteü ist eine zum daß die Lippe nut ihrer sowohl hinsichtlich der Flexibi Anschlußstutzen 3 konzentrisch angeordnete, zylmanlität als auch der Dichtflächengröße wesentlich günsti sehe Ausnehmung 17 zur Aufnahme einer Dichtung eeren Seitenfläche am Schließkörper anliegt und ferner ausgearbeitet Diese besteht aus einem rohrförmigen die dazu notwendige Andrückkraft direkt auf die Lippe Ring 18 aus Polytetrafluorätbylen, welcher an seinem einwirkt Das besonders flexible Verhalten der lippe «5 auf der Seile des SchUeßkörpers 8 gelegenen&»de in wird durch die vorgesehene radiale Nut erreicht Durch eine ringförmige Lippe 19 *™¹*^ ™teKa\JWsrgang die besondere Anordnung und Abstützung der Federscheibe an dem Zentrierabsatz des Stützteils wird ferner sichergestellt daß die Außenkante der Dichtung Ober die den Raum für den Schließkörper begrenzenden Wandungen hinausragt Hierdurch wird die Voraussetzung dafür geschaffen, daß eine breite Oberfläche des Dichtungsrings am Verschlußstück zur Anlage gelangt wodurch ebenso wie durch die geringe Stärke der Lippe die Fließerscheinung weitgehend herabgesetzt wird. Durch eine entsprechende Bemessung der Federscheibe wird sichergestellt, daß die Absiiiizkraft für das Verschlußstück nicht über den Zentriervorsprung des Stützrings geleitet wird, da sonst ein Abpressen der Lippe möglich wäre. 3°

Die Erfindung ergibt eine Dichtung, die bei besonders einfacher Lippenform ohne Maßnahmen für eine innewohnende Vorspannung im Dichtungselement in wirkungsvoller Weise bei vergleichsweise großflächiger Anlage eine gezielt einsetzende und in ihrer Größe kontrollierbare Andrückkraft erreicht.

Dies wird in besonders einfacher Weise auch dadurch erreicht daß zwischen dem Stützieil und dem Boden der Ausnehmung mindestens eine Ringscheibe liegt.

Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Lippe zur Achse des Rings hin gerichtet ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen senkrechten Schnit; durch eine mit der erfindungsgemäßen Dichtung ausgerüstete Absperrvorrichtung,

F i g. 2 eine Teilansicht der in F i g. 1 dargestellten Dichtung in größerem Maßstab.

Die in F i g. 1 dargestellte, als Absperrschieber ausgebildete Absperrvorrichtung besitzt ein aus flachen Gehäuseteilen 1 und 2 zusammengesetztes Gehäuse mit Anschlußstutzen 3 und 4, an die zum Zuführen und

zum Ring 18 eine radiale Nut 29 vorgesehen ist Der Ring 18 steht außen in dichter Berührung mit einem einen kleinen Querschnitt aufweisenden Dichtungsring 20, welcher in eine in der Seitenwand der Ausnehmung

17 ausgebildete Nut eingesetzt ist In den Ring 18 ist mit geringem Spiel ein am Grund ier Ausnehmung 17 anschlagender rohrförmiger Stümeil 21 eingepaßt. Ringscheiben 22, deren Zahl verändert werden kann, gestatten die genaue Einstellung der Lage des Stützteils 21. Dieser Stützteil 21 besitzt an seinem anderen Ende einen Zentrierabsatz 23. dessen Tiefe um ein Geringes kleiner als die Dicke einer an ihm zentrierten und abgestützten Federscheibe 24 ist Diese Fedeischeibe besteht aus Federstahl, z. B. aus verfestigtem rostfreiem Stahl von 0,2 mm Dickt. Sie hat die Form eines Kegels mit einem Spitzenwinkel von etwa 160°.

Im Anschlußstutzen 4 ist in gleicher Weise die andere Dichtung angeordnet, welche durch den aus Polytetrafluoräthylen hergestellten Ring 18', den Stützteil 2Γ, die Federscheibe 24' und die Ringscheiben 22' gebildet

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ist.

Die Innen- und Außenfläche der kreisförmigen Lippen 19 und 19' sind zur Achse der rohrförmigen Ringe 18 und 18 in senkrechten Ebenen bearbeitet Die Dicke dieser Lippen ist verhältnismäßig gering. Unter der Wirkung der Federscheiben 24 und 24' suchen sich die Lippen 19 und 19' trotz ihrer sehr geringen Dicke kegelförmig zu verformen.

Wenn die Stützteile 21 und 21' mittels der Ringscheiben 22 und 22' richtig eingestellt sind, müssen die kreisförmigen Außenkanten 25 und 25' der Ringe 18 und 18' um die gleiche Strecke über den Boden 26 der Ausnehmung 7 und die Innenfläche 27 des Gehäuses 2 vorstehen, d. h. etwa um 0,2 mm bei einem Absperrschieber mit einem Durcligangs.durchmesser von 40 mm. Ferner ist die Tiefe der Ausnehmung 7 so bestimmt daß unter Berücksichtigung der Dicke des Schließkörpers 8 und des Überstehens eines jeden Ringes 18 und 18' um 0.2 mm das theoretische Restspiel zwischen jeder Fläche des Schließkörpers 8 und den Außenkanten 25 und 25' 0.1 mm beträgt, wobei dieser Wert kleiner als die Durchbiegung der Federscheiben 24 und 24' ist. Wenn der Druck des z. B. am Eingang des Anschluß-

mit Anschlußstutzen 3 und ,

Abführen eines zu regelnden Strömungsmittels nicht 55 dargestellte Rohrleitungen angeschlossen werden können. Die Gehäuseteile 1, 2 sind durch mit Muttern versehene Schrauben 5 zusammengehalten und in Richtung von innen nach außen durch einen Dichtungsring "V.u.. VW _ _ ν,,.·,

6 abgedichtet In einer in dem Gehäuseteil 1 gebildeten 60 Stutzens 3 zugeführten Strömungsmittels Null ist,

Ausnehmung 7 ist ein dünner flacher Schließkörper 8 nimmt in der Schließstellung des Schließkörpers, der

verschiebltch, welcher, wie bei 9 dargestellt an einem gleichzeitig unter den entgegengesetzt gerichteten

Ende abgeschrägt ist und an seinem anderen Ende Wirkungen der Federscheiben 24 und 24 steht, die die

durch einen Kurbelzapfen 10 betätigt wird, welcher mit ringförmigen Lippen 19 und 19* gegen seine beiden bei-

einem geringen Spiel in ein Loch des Schließkörpers 8 <>j ten drücken, der Schließkörper eine Gle.chgew.chts-

eingreift und an einem Arm 11 befestigt ist, welcher stellung in halber Entfernung von den beiden Dicntun-

seinerseits fest mit der Achse 12 eines an dieser mittels gen ein. Wenn dagegen das Strömungsmittel am An·

eines Solints 14 befesvtfen Hebels verbunden ist. Da- schlußMutzen unter Druck zugeführt wird, wirkt es in

Richtung des Pfeils Fi auf den Schließkorper 8, der sich in Richtung auf den Anschlußstutzen 4 um den Wert des oben definierten sehr geringen Restspiels verschiebt und die ringförmige Lippe 19' und die Federscheibe 24' abplattet. Die Verschiebung des Schließkörpers 8 wird somit selbst nach langer Betriebszeit zwangläufig auf einen sehr geringen Wert begrenzt, da infolge der geringen Dicke der ringförmigen Lippe 19' und der breiten Oberfläche derselben kein nennenswertes Fließen zu befürchten ist. Auf der anderen Seite des Schließkörpers 8, d. h. auf der Seite des Anschlußstutzens 3, wird die ringförmige Lippe 19 unter der doppelten Wirkung der Federscheibe 24 und der auf seine Innenfläche in Richtung des Pfeils Fi wirkenden Druckkräfte auf ihrem ganzen Umfang kräftig gegen den Schließkörper gedrückt, selbst wenn dieser nicht vollkommen eben ist, wobei eine absolute Abdichtung dadurch erhalten wird, daß die Lippe sich infolge ihrer geringen Dicke ungleich verformen kann.

Wenn die Absperrvorrichtung durch die Betätigung des Hebels 13 in die Öffnungsstellung gebracht wird, geht der Kurbelzapfen 10 nach 10/4, wie in F i g. 1

is strichpunktiert dargestellt, und das Ende des Schließkörpers 8 kommt nach 9A, so daß der ganze Durchtrittsquerschnitt freigelegt wird. Dieses Ende 9A bleibt jedoch teilweise zwischen den Lippen 19 und 19', welehe auf dem Rest ihres Umfangs freigegeben sind und in dieser ganzen Zone unter der Wirkung der Federscheiben 24 und 24' eine konische Form annehmen, wobei ihre Durchbiegung übrigens nur gering ist, da die Federscheiben, welche nur eine sehr geringe Verformutig der Lippen vorzunehmen haben, selbst nur eine sehr geringe Durchbiegung haben.

Das Vorhandensein der Nut 29 verringert den dem Strömungsmittel entgegengesetzten Widerstand.

Bei der zum Schließen dienenden Betätigung kommt das Ende des Schließkörpers 8 von 9 A nach 9 zurück, wobei die Lippen 19 und 19' allmählich wieder abgeplattet werden, ohne daß sie infolge der doppelten Abschrägung am Ende des Schließkörpers 8 und infolge des geringen Wertes der konischen Verformung der Lippen bei ihrer Freigabe vom Schließkörper zerstört werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Durch eine Federscheibe gegen den Schließkörper einer Absperrvorrichtung gedrückte Dich- s tung aus zum Fließen neigendem Kunststoff mit niedrigem Reibungskoeffizienten, z.B. Polytetrafluorätbylen, die aus einem rohrförmigen, mittels eines Dichtrings gegenüber dem Gehäuse abgedichteten Ring besteht, der mit geringem Spiel außen in to einer zylindrischen, nahe jeder Durchtrittsöffnung beiderseits des Schließkörpers angeordneten Ausnehmung des Gehäuses und innen über ein die Federscheibe zentrierendes Stützteil gelagert ist und eine im Winkel zur Achse des rohrförmigen Rings verlaufende, verformbare, gegenüber dem rohrförmigen Ring geringere Dicke und parallele Flächen besitzende, am Schüeßkörper beim öffnen and Schließen anliegende Lippe aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß am Übergang der Lippe (19) zum Ring (18) eine radiale Nut (29) vorgesehen ist, daß die im unbelasteten Zustand plan und senkrecht zur Achse des Rings (18) verlaufende Lippe (19) auf ihrer dem Schließkörper (8) abgewandten Fläche unter dem Einfluß der Federscheibe (24) steht, die sich auf dem Stützteil (2Ü) abstützt, das auf seiner der Federscheibe (24) zugewandten Stirnfläche mit einem Zentrierabsati: (23) versehen ist, dessen Tiefe geringer als die Dicke der Federscheibe (24) ist, und daß das Stützteil (21) mit seiner der Tederscheibe (24) abgewandten Stirnfläche derart am Boden der Ausnehmung (17) abgestützt ist, daß die Außenkante (25) der Dichtung über die den Raum (?) für < en Schließkörper begrenzenden Wandungen (26,27) hinausragt.

2. Dichtung nach Anspruch I, gekennzeichnet durch mindestens eine Ringscheibe (22) zwischen dem Stützteil (21) und dem Boden der Ausnehmung (17).

3. Dichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lippe (19) zur Achse des Rings (18) hin gerichtet ist.