DE3638069C1 - Kugelschieber,insbesondere fuer Druckleitungen in Wasserkraftanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kugelschieber, insbesondere für Druckleitungen in Wasserkraftanlagen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein solcher Kugelschieber ist durch die DE-OS 15 00 243 bekannt. Dort ist der Drehkörper aus einem rohrförmigen Innenteil, an diesen angesetzten Versteifungsrippen, Dichtringe tragenden Schilden und Drehzapfen aufweisenden Flanschen aufgebaut. Die Einzelteile des Drehschiebers sind durch Schweißung miteinander verbunden. Hiermit will man einen trotz seiner Größe verhältnis­ mäßig leichten Drehkörper schaffen.

Es ist jedoch nicht das Gewicht von großen Kugelschiebern, wel­ ches bei der Herstellung und der Montage Schwierigkeiten berei­ tet. Vielmehr ist es die Größe der Einzelteile eines Kugelschie­ bers, insbesondere des Drehkörpers, welche den Transport zwi­ schen der Fertigungsstätte und dem Montageort erschwert. Der Drehkörper eines Kugelschiebers mit einem lichten Durchmesser von beispielsweise 3,5 m hat als kleinste Hauptabmessung eine Längserstreckung in Durchflußrichtung von knapp 4 m, zu der die Ladeflächenhöhe eines Straßentransportfahrzeuges noch hinzuzu­ rechnen ist. Eine Lösung des Transportproblems durch die Ferti­ gung großer Kugelschieber am Montageort verbietet sich aber we­ gen der unverhältnismäßig hohen Aufwendungen für das Zusammen­ schweißen, das Spannungsfreiglühen und das spanende Bearbeiten der Schiebereinzelteile. Ein aus Gußwerkstücken bestehender Ku­ gelschieber kann ohnehin nicht am Montageort gefertigt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drehkörper eines Kugelschiebers zu schaffen, der aus einzeln transportierbaren Teilen aufgebaut ist, die am Montageort ohne aufwendige Nachar­ beit zusammengefügt werden können. Dabei soll der Drehkörper hohen Beanspruchungen gewachsen sein.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Diese Lösung ist insofern vorteilhaft, als ein derartig geteil­ ter Drehkörper beim Transport seiner mit vertikal verlaufender Längsachse angeordneten Einzelteile keine Schwierigkeiten berei­ tet. In Schließstellung des Drehkörpers, in welcher dieser durch das Betriebswasser hoch belastet wird, verlaufen die Trennfugen zwischen den miteinander verbundenen Einzelteilen parallel zur Wirkrichtung des Betriebswasserdrucks, so daß durch entsprechen­ de Gestaltung der Verbindungen zwischen den Einzelteilen die Beanspruchung dort (im wesentlichen durch Scherkräfte) sicher aufgenommen wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteran­ sprüchen gekennzeichnet.

Durch die im Patentanspruch 2 angegebene Maßnahme wird eine Hal­ bierung der Längserstreckung des Drehkörpers erzielt und eine belastungsmäßig besonders günstige Anordnung geschaffen, da in Schließstellung des Drehkörpers die aus dem Betriebswasserdruck herrührenden Kräfte an den Drehzapfen in der Trennfugenebene und Biegemomente im Drehkörper mit senkrecht zu der Ebene der Trenn­ fuge verlaufender Biegeachse an den beiderseits dieser Fuge sym­ metrisch vom Betriebswasser belasteten Drehkörper-Einzelteilen wirken, so daß rechtwinklig zur Trennfuge angeordnete Elemente, wie Schrauben u.dgl., zur Verbindung der Einzelteile nur gering­ fügig auf Scherung beansprucht werden.

Mit der in Anspruch 3 gekennzeichneten Ausgestaltung eines Ku­ gelschiebers mit am Drehkörper angeflanschten Drehzapfen wird eine Lagezuordnung hoher Genauigkeit mit einer hohe Querkräfte aufnehmenden Verbindung zwischen den Drehkörper-Einzelteilen und den Drehzapfen erzielt.

Bei einem Kugelschieber mit den Drehkörper wenigstens teilweise umhüllenden Versteifungsrippen wird durch die im Anspruch 4 an­ gegebene Maßnahme eine gut zugängliche, die Gestaltfestigkeit des Drehkörpers erhöhende Verbindung geschaffen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Kugelschieber mit in Schließstellung befindlichem, zweigeteiltem Drehkörper,

Fig. 2 eine Ansicht (in Richtung des Pfeiles II in Fig. 1 gesehen) der wasseraufwärtigen Stirnseite des Drehkörpers und

Fig. 3 einen Schnitt durch den Drehkörper entlang der zugleich die Trennfuge zwischen den beiden Dreh­ körperteilen bildenden Linie III-III in Fig. 2.

Ein mit 10 bezeichneter Kugelschieber hat ein im wesentlichen zweiteiliges Gehäuse 11, welches mit seinem wasseraufwärtigen Anschlußstutzen 12 mit einer Druckleitung 13 und mit seinem was­ serabwärtigen Anschlußstutzen 14 mit dem Einlaufstutzen 15 einer im übrigen nicht dargestellten Wasserturbine verbunden ist (Fig. 1). Im Gehäuse 11 ist ein mit zwei Drehzapfen 16, 17 gela­ gerter Drehkörper 18 angeordnet. Dabei wird die Längsachse 19 des Gehäuses 11 von der Drehachse 20 des Drehkörpers 18 im rech­ ten Winkel gekreuzt. Beide Achsen 19 und 20 wiederum kreuzen in der in Fig. 1 dargestellten Schließstellung des Drehkörpers 18 dessen Längsachse 21 im rechten Winkel. Dieser ist durch einen (nicht gezeichneten) hydraulisch betätigbaren Schubmotor um 90° entgegen dem Uhrzeigersinn in seine Offenstellung drehbar, in welcher sich der Drehkörper 18 beiderseits seiner rechtwink­ lig zu seiner Längsachse verlaufenden Drehachsebene bis zu den Anschlußstutzen 12 bzw. 14 erstreckt. Für den Angriff des Schub­ motors ist der das Gehäuse 11 durchgreifende, verlängerte Dreh­ zapfen 16 mit einem einarmigen Stellhebel 22 versehen.

Auf der wasserabwärtigen Seite ist der Kugelschieber 10 mit einer Hauptdichtung 23 versehen. Diese hat einen hydraulisch axial beweglichen Dichtungsring 24, welcher mit einem Zwischen­ ring 25 am Gehäuse 11 geführt ist. In Arbeitsstellung der Haupt­ dichtung 23 ist der Dichtungsring 24 an einem Sitzring 26 des Drehkörpers 18 abgestützt. Auf der wasseraufwärtigen Seite ist der Kugelschieber 10 mit einer Revisionsdichtung 27 ausgestat­ tet, die ebenfalls einen mit einem Zwischenring 28 beweglich am Gehäuse 11 geführten Dichtungsring 29 und einen diesem zugeord­ neten Sitzring 30 am Drehkörper 18 aufweist.

Der rohrförmige Drehkörper 18 besteht im wesentlichen aus zwei Einzelteilen 31 und 32, die entlang einer quer zu seiner Längs­ achse 21 verlaufenden Trennfuge 33 aneinanderstoßen (Fig. 1 und 2). In der in Fig. 1 dargestellten Schließstellung des Dreh­ körpers 18 liegt die Längsachse 19 des Kugelschiebers 10 in der Ebene der Trennfuge 33. Außerdem verläuft die Drehachse 20 in der Ebene der Trennfuge 33.

Die achsgleich zueinander angeordneten Drehkörperteile 31 und 32 haben je ein Innenrohr 34 gleichen Durchmessers und gleicher axialer Länge. Im von den Sitzringen 26 und 30 umschriebenen Bereich sind die Drehkörperteile 31 und 32 jeweils mit mehreren quer sowie parallel zur Drehkörperlängsachse 21 verlaufenden Versteifungsrippen 35 armiert. Jeder Drehkörperteil 31 bzw. 32 hat eine unmittelbar an die Ebene der Trennfuge 33 angrenzende, als Flansch ausgebildete Versteifungsrippe 36, entlang der die beiden Drehkörperteile 31 und 32 aneinander abgestützt sind. Die beiden Versteifungsrippen 36 der beiden Drehkörperteile 31 und 32 durchdringende Schrauben 37 dienen der kraftschlüssigen Ver­ bindung beider Drehkörperteile, während nicht dargestellte Maß­ nahmen zusätzlich den Formschluß zwischen beiden Drehkörpertei­ len sicherstellen (Fig. 2 und 3).

Im Bereich der Drehachse 20 ist der Drehkörper 18 an gegenüber­ liegenden Seiten mit verstärktem Wandquerschnitt versehen, der jeweils in einen symmetrisch zur Ebene der Trennfuge 33 angeord­ neten, zylindrischen Ansatz 38 ausläuft. Der zur Drehachse 20 des Drehkörpers 18 achsgleiche zylindrische Ansatz 38 dient der Befestigung des entsprechenden Drehzapfens 16 bzw. 17. Dieser weist jeweils einen sich stirnseitig am zylindrischen Ansatz 38 abstützenden Flansch 39 auf, der mit einem axial verlaufenden Bund 40 den Ansatz umfangsseitig formschlüssig umgreift. Die kraftschlüssige Verbindung des entsprechenden Drehzapfenflan­ sches 39 am zylindrischen Ansatz 38 wird von Schrauben 41 über­ nommen. Damit ist eine hohen Belastungen widerstehende, form- und kraftschlüssige Verbindung der beiden Teile 31 und 32 des Drehkörpers 18 auch neben dem Bereich der miteinander ver­ schraubten Versteifungsrippen 36 erzielt.

Claims (4)

1. Kugelschieber, insbesondere für Druckleitungen in Wasser­ kraftanlagen, mit einem Gehäuse mit einander gegenüberlie­ genden Anschlußstutzen sowie mit einem im Gehäuse über Dreh­ zapfen gelagerten, rohrförmigen Drehkörper, der sich in Of­ fenstellung beiderseits seiner rechtwinklig zu seiner Längs­ achse verlaufenden Drehachsebene gegen die Anschlußstutzen erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehkörper (18) aus mehreren, in wenigstens annähernd rechtwinklig zu seiner Längsachse (21) verlaufenden Trennfugen (33) aneinander­ stoßenden Einzelteilen (31, 32) besteht, die lösbar mit­ einander verbunden sind.

2. Kugelschieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehkörper (18) rechtwinklig zu seiner Längsachse (21) in der Drehachsebene zweigeteilt ist.

3. Kugelschieber nach Anspruch 2, mit am Drehkörper ange­ flanschten Drehzapfen, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreh­ körperteile (31, 32) im Bereich jedes Drehzapfens (16, 17) einen zur Drehachse (20) achsgleichen, zylindrischen Ansatz (38) für die stirnseitige Befestigung des entsprechenden Drehzapfenflansches (39) haben, der mit einem axial verlau­ fenden Bund (40) den Ansatz umfangseitig formschlüssig um­ greift.

4. Kugelschieber nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit den Drehkörper wenigstens teilweise umhüllenden Versteifungsrip­ pen, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehkörperteile (31, 32) im Bereich ihrer gemeinsamen Trennfuge (33) angeordnete Versteifungsrippen (36) aufweisen, mit denen sie gegeneinan­ der abgestützt und mit Schraubverbindungen (37) zusammenge­ fügt sind.