Absperrschieber Die Erfindung betrifft einen Absperrschieber, in dessen Gehäuse ein keilf6rmiges Verschlußstück geführt ist und in einem Gehäusesitz dichtend anliegt, das Gehäuse mit Anschlußöffnungen zur Verbindung mit Rohrleitungen ausgestattet ist und inner- halb des Gehäuses im Bereich des Gehäusesitzes ein gegenüber den Anschlußöff- nungen reduzierter Durchströmquerschnitt angeordnet ist und eine Spindel das keil- förmige Verschlußstück bewegt.

Solche Absperrschieber sind durch die DE-C-1 044 541 bekannt. Diese Keilschieber wurden gemäß einer heutzutage nicht mehr gebräuchlichen Norm hergestellt. Sie verfügen über eine Gehäuseform mit der es möglich ist, Rohrleitungsflansche zu- sammenhaltende Flanschschrauben beiderseits des Gehäusehalses vorbeizuführen.

Diese Bauart ist jedoch begrenzt auf kleine Rohrleitungsnennweiten, deren Flansche ein 4-Loch Bohrbild besitzen. Bei größeren Nennweiten werden die Flansche mit einer größeren Anzahl von Schrauben zusammengehalten, wodurch diese aufgrund der gleichmäßigen Verteilung nicht mehr am Gehäusehals vorbeigeführt werden können. Um den Durchströmquerschnitt freizugeben, wird der Schieberkeil aus dem Gehäusesitz völlig herausgehoben. Demzufolge muß das Gehäuse einen langen Gehäusehals und somit eine große Bauhöhe aufweisen. Weiterhin verfügt der Ge- häusehals über eine Teilung, durch die eine verschließbare Öffnung für die Montage oder Demontage des Schieberkeiles geschaffen wird. Üblicherweise dient ein Deckelteil zum Verschluß der Öffnung, der gleichzeitig die Lagerung und Abdichtung der Spindel gewährleistet.

Dadurch bedingt weist das durch den Innendruck und durch Rohrleitungskräfte be- lastete Gehäuse eine ungünstige Gestaltung auf. Der lange Gehäusehals in Verbin- dung mit dem angenähert rechteckigen, in anderen Ausgestaltungen auch flach- ovalem Querschnitt erlauben nur eine niedrige Druckbelastung. Der druckbelastete Innenraum des Gehäuses, die sogenannte Druckhülle, ist mehrteilig ausgebildet.

Dies verursacht einen zusätzlichen Bauaufwand und weist eine zusätzliche Abdichtung mit der Gefahr von Leckagen nach außen auf.

Herkömmliche Schieber dieser Bauart mit kurzer Baulänge, die sogenannten Flach- schieber, sind in ihrer Druckbelastbarkeit auf PN 10 im Nennweitenbereich bis DIN 200 begrenzt. Darüber nimmt die zulässige Druckbelastung weiter ab. Diese Werte gelten für den Gehäusewerkstoff Gußeisen mit Lamellengraphit mit einer Zugfestig- keit von ca. 250 N/mm2.

Für höhere Drücke müssen andere Schieberbauformen, beispielsweise Ovalschieber oder Rundschieber, mit entsprechend höherem Bauaufwand und größerer Baulänge eingesetzt werden.

Durch die DE-A-25 06 951 ist ein Absperrschieber mit einteilig ausgebildetem Ge- häuse bekannt, bei dem die Nachteile einer mehrteiligen Druckhülle vermieden sind.

Das keilförmige Verschiußstück wird durch eine Anschlußöffnung in das Gehäuse eingesetzt und darin mit der Spindel verbunden. Um das Verschlußstück montieren zu können, weist das Gehäuse nur eine einzige Sitzfläche mit gegenüberliegend an- geordneten Rampen auf und ist im Sitz um etwa zwei Nennweitenstufen gegenüber der Anschlußnennweite eingeschnürt. Diese Maßnahme ermöglicht das Einfädeln des Schieberkeiles in den als Führung dienenden Gehäusehals und auch die An- pressung an die Sitzfläche des Gehäuses. Die Verwendung von zwei Rampen soll eine sichere Abdichtung des Schieberkeiles auch bei hohen Drücken bewirken. Die Rampen weisen zueinander einen Abstand auf, der ein Hindurchschieben des Schieberkeiles ermöglicht und sind auf der Gehäuseseite angeordnet, durch dessen Stutzen das Verschlußelement in das Schiebergehäuse eingeführt wird.

Gegenüber den herkömmlichen Keilschiebern mit doppelter Sitzabdichtung hat dieser Schieber nur eine einfache Sitzabdichtung. Außerdem ist die spezifische Be- lastung der Rampen wegen der kleinen Rampenanlageflächen höher als die des Dichtsitzes, so daß sich ein höherer Verschleiß der Rampen ergibt. Da die Rampen nicht über den vollen Umfang sondern nur an zwei Stellen wirken, ist die spezifische Anpressung an der Dichtfläche nicht gleichmäßig, was zu höheren Betätigungskräf- ten bzw. Leckagen führt. Auch ergibt die relativ starke Einschnürung einen hohen Widerstandsbeiwert. Herkömmliche Schieber haben entweder vollen Durchgang oder sind um bis zu eine Nennweitenstufe eingeschnürt. Bezüglich der Druckbelast- barkeit des Gehäuses ergeben sich bei dieser Konstruktion prinzipiell die gleichen Nachteile wie bei der Ausführung nach der DE-C-10 44 541.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schieber mit hoher zulässiger Druckbelastung bei gleichzeitig kurzer Baulänge, niedriger Bauhöhe und geringem Widerstandsbeiwert in kostengünstiger Art herzustellen.

Die Lösung dieses Problems sieht vor, daß der Durchstömquerschnitt des Gehäuses und die Absperrfläche des keilförmigen Verschlußstückes Ovale bilden, wobei die Längsachsen der Ovale quer zur Bewegungsrichtung des keilförmigen Verschluß- stückes angeordnet sind. Mit dieser Lösung ist es möglich, im Bereich der Gehäu- sedichtftächen einen gegenüber den Anschlußöffnungen der Rohrleitungen reduzier- ten Durchströmquerschnitt vorzusehen, der jedoch aufgrund seiner Ovalität nur ge- ringe Strömungsverluste zur Folge hat. Die großen Achsen der Ovale können dabei Abmessungen aufweisen, die etwa gleich dem Durchmesser der Anschlußöffnungen des Gehäuses sind. Infolge der Verwendung eines keilförmigen Verschlußstückes, welches oval ausgebildet ist und mit seiner Längsachse quer zur Bewegungsrichtung verläuft, wird durch Reduzierung der Hubhöhe auch eine gravierende Reduzierung der Bauhöhe sichergestellt.

Mit Hilfe einer Ausgestaltung der Erfindung, wonach der ovale Durchstömquerschnitt im Gehäuse gegenüber den Anschlußöffnungen exzentrisch versetzt angeordnet ist, ergibt sich eine weitere Möglichkeit zur Bauhöhenreduzierung. Somit kann ein sol- cher Absperrschieber auch bei größeren Rohrleitungsnennweiten Anwendung fin- den, deren Flansche als 8-Lochflansche ausgebildet sind. Die Hubhöhe des keilför- migen Verschlußstückes mit seiner ovalen Form verbleibt damit innerhalb der von den Flanschschrauben umschriebenen Kontur. Im Bereich der Flanschschrauben kann daher ein Gehäusehals realisiert werden, der nur die Spindel aufzunehmen hat.

Deshalb kann er so dünn ausgebildet werden, daß er zwischen zwei Flanschschrau- ben angeordnet werden kann. Dies ermöglicht den problemlosen Einsatz eines sol- chen Absperrschiebers als Einklemmarmatur auch bei größeren Nennweiten bis etwa Nennweite 150.

Nach weiteren Ausgestaltungen der Erfindung ist das keilförmige Verschlußstück ein-oder mehrteilig oder auch elastisch nachgiebig ausgebildet. Mittels einer solchen Maßnahme ist eine leichtere Montage des Schieberkeiles möglich. Bei einem mehr- teiligen Verschlußstück werden die Teile eines solchen Schieberkeiles einzeln in das Gehäuse eingefügt, darin in die richtige Lage gebracht und mit einer noch zu montie- renden Antriebsspindel verbunden.

Auch kann das Gehäuse ein-oder mehrteilig ausgebildet sein, wobei bei einer mehrteiligen Ausbildung die Teilebene innerhalb und/oder auflerhalb desjenigen Ge- häuseteiles angeordnet ist, der die druckbelastete Druckhütte bildet. Eine solche Teilung würde eine Öffnung schaffen, durch die eine leichtere Montage der Ventil- spindel und gegebenenfalls damit verbundener Abdichtelemente möglich ist. Die Öffnung als solche wird kleiner ausgebildet sein als eine Querschnittsform des keil- förmigen Verschlußstückes, welches unverändert durch die Anschlußöffnungen des Gehäuses eingesetzt wird.

Dieses Gehäuse selbst kann als Einklemmgehäuse ausgebildet sein, aber ebenso- gut kann das Gehäuse mit Flanschen zum Anschluß von Rohrleitungen ausgestattet sein. Bei der Ausbildung als Einklemmgehäuse kann dieses als Ringgehäuse, mit Flanschaugen, mit Monoflansch oder mit Gewindeaugen versehen sein.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Die Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch einen Absperrschieber, die Fig. 2-4 verschiedene Ausführungen als Fianschgehäuse und die Fig. 5-9 verschiedene Ausführungen als Einklemmgehäuse.

In der Fig. 1 ist ein quer zur Durchströmrichtung geschnittener Absperrschieber ge- zeigt, wobei der gezeigte Schnitt einem Schnitt gemäß Linie l-l aus Fig. 5 entspricht.

Das Gehäuse 1 verfügt über einen Gehäusehals 2, in dessen Bohrung 3 eine Dich- tung 4 mit einer davon abgedichteten Spindel 5 angeordnet ist. Die Dichtung 4 wird hierbei mittels einer Stopfbuchsbrille 6 dichtend angepreßt, wobei aber auch andere bekannte Dichtungsbauarten verwendet werden können. Im Gehäusehals 2 ist wei- terhin ein Betätigungsmechanismus 7 vorgesehen, mit dessen Hilfe die Spindel 5 längsverschieblich bewegt werden kann. Die Drehbewegung wird durch ein Handrad 8 eingeleitet.

Das Gehäuse 1 weist einen ovalen Durchströmquerschnitt 9 auf, der hier gegenüber einer Rohrleitungsachse 10 nach unten versetzt angeordnet ist. Ein ebenfalls einen ovalen Querschnitt aufweisendes keilförmiges Verschlußstück 11, dessen Absperr- flache 12 größer als der ovale Durchströmquerschnitt 9 ausgebildet ist, liegt dichtend an ebenfalls oval ausgebildeten Gehäusedichfflächen 13 an. Die Anpressung an die beiderseits des Verschlußstückes 12 befindlichen Gehäusedichfflächen 13 erfolgt durch die Keilform. Innerhalb des Gehäuses 1 vorgesehene Führungen 14 wirken mit in Richtung der Längsachse 15 des Verschlußstückes 11 angeordneten Füh- rungselementen 16 des Verschlußstückes 11 zusammen. Aufgrund der Ausbildung von Verschlußstück 11 und Durchströmquerschnitt 9 verfügt das Gehäuse 1 über Außenabmessungen, die dessen Anordnung zwischen Schraubbolzen 17 erlaubt, mit deren Hilfe Rohrleitungsflansche 18 gegen das Gehäuse 1 anpreßbar sind bzw. die zur Verbindung mit Rohrleitungsflanschen dienen. Zur leichteren Montage sind im Bereich des Gehäusehalses 2 auch zusätzliche Ausnehmungen 19 vorgesehen, die zum leichteren Hindurchführen der Schraubbolzen 17 durch Flanschbohrungen 20 dienen.

In der dargestellten Ausführung entspricht eine in Richtung der Längsachse 15 des Verschlußstückes 11 verlaufende große Achse a des ovalen Durchströmquer- schnittes 9 etwa der Anschlußnennweite 9.1. Nur der Bereich der kleinen Achse b des ovalen Durchströmquerschnittes 9 ist gegenüber der Anschlußnennweite 9.1 um etwa zwei Nennweitenstufen eingeschnürt. Somit ergibt sich bezogen auf die Flache des Durchströmquerschnittes 9 eine Einschnürung um nur eine Nennweitenstufe ge- genüber der Anschlußnennweite 9.1. Die Einschnürung liegt somit im Bereich der herkömmlich ausgeführten Schieber mit niedrigen Widerstandsbeiwert.

Der Hub eines derartigen Schiebers, welcher dem Weg des Verschlußstückes 11 aus einer Schließstellung in eine Offenstellung oder umgekehrt entspricht, entspricht etwa der kleinen Achse b des durch die Achsen a und b bezeichneten Ovals. Da die kleine Achse b um zwei Nennweitenstufen eingeschnürt ist, ist auch der Hub um zwei Nennweitenstufen kleiner. So hat z. B. ein solcher Schieber mit einer Nenn- weite 80 einen Hub von etwa 50 mm. Im Vergleich mit einem herkömmlichen Schie- ber gleicher Nennweite mit außenliegendem Spindelgewinde täßt sich z. B. die Bau- höhe um ca. 150-200 mm reduzieren, was einer prozentualen Einsparung von ca.

40 % entspricht. Der Schieber baut im Vergleich wesentlich niedriger. Außerdem wirkt sich der geringe Hub auch günstig auf eine Spindelabdichtung mittels Falten- balg aus, da der Faltenbalg verhältnismäßig kurz ausgebildet werden kann.

Die Fig. 2 bis 9 zeigen verschiedene Ausführungsformen, bei denen ein Schnitt in Richtung der Durchströmachse oder Rohrleitungsachse erfolgt. Hierbei sind die Ausführungsformen der Fig. 2 bis 4 als Flanschgehause dargestellt und in den Fig. 5 bis 9 sind Einklemmgehäuse gezeigt.

Die Fig. 2 zeigt ein einteiliges Gehäuse 1, in dem eine drehende nicht steigende Spindel 5 gelagert ist. Die Spindel 5 ist durch ein innenliegendes Gewinde 21 mit dem bevorzugt als Flexikeil ausgebildetem keilförmigen Verschlußstück 11.2 ver- bunden, welches sich infolge der eingeleiteten Drehbewegung auf dem Gewinde 21 in Längsrichtung bewegt. Das Gehäuse 1 verfügt hierbei über zwei das Verschluß- stückes 11.2 zwischen sich einschließende einteilige Einsätze 22, die aus einem Material bestehen können, welches vom Gehäusematerial abweicht. Dies könnte beispielsweise auch ein Blechformteil sein, in dem die Gehäusedichfflächen 13 ein- gearbeitet sind. Die Einsätze 22 werden z. B. in dem Gehäuse 1 positioniert einge- schraubt und durch geeignete Mittel wie Kleber, Dichtmittel, Sicherungsstifte usw. abgedichtet und gesichert, wobei das Verschlußstück 11.2 vorher in das Gehäuse 1 eingebracht und mit der Spindel 5 bzw. dem Gewinde 21 verbunden wurde.

Der Schieberdom 23 des Gehäuses 1 ist im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen sehr niedrig. Damit gewinnt das Gehäuse 1 an Stabilität und kann höhere Druckbe- lastungen aufnehmen.

In der Ausführungsform der Fig. 3 ist eine nichtdrehende steigende Spindel 5 mit außenliegendem Spindelgewinde 24 gezeigt, wobei die Spindelabdichtung 4 mittels einer Dichtungspatrone erfolgt. Die Spindel 5 weist an ihrem im Gehäuse befindli- chen Ende ein Verbindungselement 25 auf, hier ein kurzer Gewindezapfen, durch das sie mit einem einteiligen keilförmigen Verschlußstück 11.3 verbunden und durch ein Sicherungselement 26 gegen Verdrehen gesichert. Alternativ zu dieser Art der Verdrehsicherung können auch andere bekannte Lösungen wie z. B. ein-hier nicht dargestellter-Arretierkolben im Raum 27 des Gehäuses 1 oder eine Steckverbin- dung vorgesehen werden.

Der Gehäusehals 2 ist hier als ein separates, mittels einer Schraubverbindung 33 im Gehäuse 1 befestigtes Teil ausgebildet. Die dafür nötige Gehäuseöffnung dient als Montageerleichterung für die innerhalb des Gehäuses erfolgende Verbindung der Spindel 5 mit dem Verschlußstück 11.3. Je nach den zur Verfügung stehenden Fer- tigungseinrichtungen kann dies eine erhebliche Montageerleichterung bedeuten, da ein den Gehäusehals 2 aufweisendes Gehäuseoberteil als komplett vormontierte Einheit Verwendung finden kann.

Durch die Anschlußöffnungen 29 sind Einsätze 30 in das Gehäuse 1 eingesetzt und darin in Achsrichtung festgelegt. Die Festlegung kann mit Hilfe der hier gezeigten stufig ausgebildeten Absätze 31 erfolgen. Als Ringe ausgebildete Schraubelemente 32 dienen zur Festlegung der Einsätze 30, an deren oval ausgebildete Gehäuse- dichtflächen 13 das Verschlußstückes 1 1.3 dichtend anliegt.

Je nach Ausführungsart der Verschlußstücke können damit zusammenwirkende Ge- häusedichfflächen bearbeitet oder unbearbeitet ausgebildet sein.

Die Fig. 4 unterscheidet sich gegenüber der Fig. 3 durch eine Abdichtung 4 gemäß Fig. 1. Das Gehäuse 1 ist hier auch einteilig ausgeführt, wobei im Gehäuse 1 befe- <BR> <BR> <BR> stigte ovale Sitzringe 34 die Gehäusedichfflächen 13 bilden. Das dargestellte keil- förmige Verschlußstück 11.4 ist zweiteilig ausgebildet, wobei beide Einzelteile ge- trennt durch den ovalen Durchströmquerschnitt 9 in das Gehäuse 1 eingeführt und durch das Verbindungselement 25-hier ebenfalls ein Gewindezapfen-der Spindel 5 zusammengehalten werden. Das Einbringen der Verschlußstückteile in das Ge- häuse 1 ist möglich, da sowohl die Durchströmquerschnitte 9 als auch die Außen- <BR> <BR> <BR> kontur der beiden Teile des Verschlußstückes 11.4 oval gestaltet sind. Damit können die Teile in entsprechender Lage eingeführt und durch Verdrehung in die entgültige Montageposition gebracht werden. In den Teilen des Verschlußstückes 11.4 ange- brachte Montagehilfen 35 erleichtern die Handhabung.

Die Fig. 5 unterscheidet sich zur Ausführungsform der Fig. 4 durch ein Gehäuse 1 in Einklemmbauart. Dieses kann in einfachster Weise zwischen die Flansche 18 von anzuschließenden Rohrleitungen 36 geklemmt werden. Die notwendigen Anpreß- kräfte erzeugen die Flanschschrauben 17. Im Unterschied zur Ausführungsform der Fig. 4 sind die mit einem mehrteiligen Verschlußstück 11.5 zusammenwirkenden ovalen Gehäusedichfflächen 13 stoffschlüssige Bestandteile des Gehäuses. Sie werden in bekannter Weise z. B. durch Aufschweißen, Aufspritzen usw. hergestellt.

Die Fig. 6 entspricht im wesentlichen vom Aufbau des Gehäuses her der Ausfüh- rungsform gemäß Fig. 3, wobei auch hier das Gehäuse 1 als einteiliges Einklemm- gehäuse ausgebildet ist. In das Gehäuse 1 ist ein einteiliger Einsatz 30 dichtend ein- geschoben, der durch Schraubelemente 32 oder andere geeignete Mittel in seiner Position gehalten wird. Das gezeigte Verschlußstück 11.6 wird vor der Montage in den Einsatz 30 eingelegt und zusammen mit dem Einsatz 30 in das Gehäuse 1 ein- geführt. Mit Hilfe einer hier als exzentrische Steckwelle ausgebildeten Verbindung 25 kann die Spindel 5 beim erstmaligen Betätigen rastend in das Verschlußstück 11.6 hineingedrückt werden. Diese Ausführung wird bevorzugt bei einer weichdichtenden Sitzabdichtung angewandt, wobei die Weichdichtung sowohl im Gehäuse als auch am Verschlußstück angeordnet sein kann.

Fig. 7 zeigt eine Ausführung mit innenliegendem Spindelgewinde 21 ähnlich Fig. 2, jedoch mit einem Gehäuse in Einklemmausführung. Die Sitzringe 34 besitzen sowohl im Bereich der Gehäusedichffläche 13 als auch im Bereich der Befestigung 37 im Gehäuse 1 eine ovale Form. Die Sitzringe 34 werden nach dem Einbringen des Ver- schlußstückes 11.7 in das Gehäuse 1 eingeführt und in diesem durch Einpressen, Einkleben usw. dichtend befestigt. Das Einbringen der Sitzringe 34 erfolgt in prinzi- piell gleicher Weise wie das Einbringen der beiden Teile des Verschlußstückes 11.4 gemäß Fig. 4. Dazu wird der Raum 38 des Gehäuses 1 so gestaltet, daß die Sitzringe 34 zunächst mit ihrer langen Achse in den Raum 38 eintauchen und danach um etwa 90 ° in die richtige Position gedreht und befestigt werden.

Fig. 8 zeigt eine Einklemmausführung mit besonders strömungsgünstig gestalteten Einsätzen 30. Die Einsätze 30 haben im Bereich der Befestigung 39 eine kreisför- mige Außenkontur und können somit auf einfache Weise in das Gehäuse 1 positio- niert eingebracht und mit diesem z. B. durch ein verzugsfreies Schweißverfahren verbunden werden.

Durch die dünnwandige Gestaltung und die Form der Einsätze 30 wirken diese gleichzeitig als Gehäusesicherung. Bei einem zu hohen Innendruck im Raum 40 bei geschlossenem Verschlußstück 11.8 werden die Einsätze 30, insbesondere in den Bereichen 41, verformt. Ein im Raum 40 eingeschlossenes Medium kann somit bei verformtem Einsatz 40 über die Dichfflächen 13 in das Rohrleitungssystem entwei- chen. Ein Bersten der Armatur unter Temperatureinfluß wird somit verhindert.

In der Fig. 9 sind die Einsätze 30 im Materialaufwand gegenüber Fig. 8 minimiert.

Ihre Außenkontur ist im Bereich der Befestigung 37 oval ausgebildet und nur gering- fügig größer als das Verschlußstück 11.9, so daß dieses auf einfache Weise in das Gehäuse 1 eingeführt und mit der Spindel 5 verbunden werden kann. Die Einsätze 30 werden anschließend eingeführt und in gleicher Weise wie in Fig. 8 beschrieben mit dem Gehäuse 1 verbunden.

Die Anschlußöffnungen 29 entsprechen in den jeweiligen Figuren mit ihrem Durch- messer in etwa der in Fig. 1 dargestellten Anschlußnennweite 9.1.