DE29607325U1 - Rohrschaltorgan für Rohrleitungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Rohrschaltorgan für Rohrleitungen, insbesondere für die Getränke- und/oder Lebensmittelindustrie, mit einem in einem Gehäuse angeordneten, elastischen Dichtmittel mit mindestens einer darin befindlichen Aufnahmebohrung, in der bzw. in denen ein Absperrorgan mit je einem Lagerbolzen drehbar gelagert ist. Die Erfindung ist weiter auf eine Vorrichtung zum Montieren eines Absperrorgans im Dichtmittel eines erfindungsgemäßen Rohrschaltorgans gerichtet.

Rohrschalter wie Hähne, Drehschieber, Klappen oder Ventile sind Armaturen, die beispielsweise als Absperrorgane in Rohrleitungen angeordnet werden, um darin die Strömung eines Fluides zu unterbinden bzw. einen Strömungsweg dicht abzusperren oder auch, um den Volumenstrom von Fluiden in Rohrleitungen zu regeln bzw. zu steuern. Um die dabei insbesondere in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie geforderte Dichtheit des Rohrschalters zu gewährleisten, ist in dessen Gehäuse eine elastische Dichtung vorgesehen, die in ihrer Form an das eigentliche Absperrorgan angepaßt ist und die an dem Absperrorgan in dessen geschlossenen Zustand allseitig dicht anliegt und so eine ungewollte Leckage durch den Rohrschalter verhindert. Da das Absperrorgan zum Öffnen und Schließen des Rohrschalters in diesem beweglich, beispielsweise drehbar angeordnet sein muß, ist der bzw. die Lagerbolzen des Absperrorgans ebenfalls allseitig von dem Dichtmittel umgeben, so daß auch entlang der Lagerstellen des Absperrorgans kein Fluid austreten kann.

Ein derartiges Rohrschaltorgan ist aus der DE-PS 28 47 038 bekannt. Diese bekannte Absperrklappe hat wie auch andere derartige Rohrschalter den Nachteil, daß das Dichtmittel sehr fest an den Lagerbolzen oder Drehwellen der Absperrklappe anliegen muß, um einen Austritt von Flüssigkeit entlang der Lagerbolzen durch die Aufnahmebohrung im Dichtmittel sicher zu verhindern. In diesem Fall ist jedoch aufgrund der Elastizität der Dichtung und des hohen Reibbeiwertes zwischen dieser und dem Lagerbolzen die Reibung zwischen diesen Bauteilen sehr groß, so daß sich das Absperrorgan nur mit großer Kraft betätigen und von seiner offenen in die geschlossene Lage und wieder zurück bewegen läßt. Insbesondere bei Rohrschaltern für große Rohr-Nennweiten erfordert das Betätigen solcher Absperrklappen oder -hähne große körperliche Kraft einer Bedienungsperson bzw. im Falle automatischer Betätigung sehr stark dimensionierte Antriebe, die in ihrer Anschaffung und im Unterhalt nicht unerhebliche Kosten verursachen.

Um die Reibung zwischen der Dichtung und den Lagerachsen des Absperrorgans zu verringern, ist es bekannt, die Achsen mit einem Schmiermittel zu benetzen. Diese Lösung hat sich jedoch als nicht dauerhaft erwiesen, da das Schmiermittel nach mehrmaligem Betätigen des Absperrorgans aus der Aufnahmebohrung in der Dichtung hinausgedrückt wird, so daß dann sehr bald wieder die hohe Reibung wie bei der ungeschmierten Anordnung erreicht wird. Darüber hinaus ist bei manchen Anlagen der Lebensmittel- oder Getränkeindustrie, bei denen ein besonders hoher Reinheitsgrad gefordert wird, die Verwendung von Schmiermitteln nicht immer zulässig.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Rohrschaltorgan der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß das Absperrorgan mit nur geringem Kraftaufwand leicht und zuverlässig betätigbar ist, ohne die Dichtigkeit des Rohrschalters entlang der beweglichen Lagerbolzen zu beeinträchtigen.

Diese Aufgabe wird mit der Erfindung dadurch gelöst, daß zwischen dem bzw. den Lagerbolzen und der zugehörigen Aufnahmeboh-

rung im Dichtmittel mindestens eine Gleitlagerbuchse angeordnet ist. Die Wanddicke der Gleitlagerbuchsen, die in bevorzugter Ausgestaltung aus Polytetrafluorethylen (PTFE) bestehen, ist zweckmäßig kleiner als 0,8 mm. In besonders bevorzugter Ausgestaltung beträgt die Wanddicke der Gleitlagerbuchsen lediglich etwa 0,2 mm.

Die Ausgestaltung nach der Erfindung hat den Vorteil, daß der hohe Dichtdruck zwischen Dichtung und Lagerzapfen wegen der geringen Steifigkeit der Lagerbuchse von dieser nicht verringert wird und daher die Abdichtung entlang der Lagerbolzen gleich zuverlässig wie bei den bekannten Rohrschaltern ist. Da aber nunmehr die elastische Dichtung nicht mehr unmittelbar am beweglichen Lagerbolzen anliegt, sondern unter Zwischenlage der Gleitlagerbuchse, deren Reibbeiwert - insbesondere bei PTFE - sehr gering ist, ist die zur Betätigung des Absperrorgans erforderliche Kraft wesentlich geringer, so daß hierfür kleinere, preiswertere Antriebe verwendet werden können und auch Rohrschaltorgane für Rohre großer Nennweite ohne große Muskelkraft geöffnet oder geschlossen werden können.

Die Gleitlagerbuchse(n) ist/sind in ihrer Umfangsrichtung zweckmäßig flexibel, wodurch sichergestellt ist, daß sie sich immer dicht an die Lagerbolzen einerseits und das Dichtmittel andererseits anlegen. Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Gleitlagerbuchsen an ihren dem Absperrorgan zugewandten Ende einen radial nach außen vorragenden, umlaufenden Steg aufweisen, denn dann kommt das Absperrorgan, beispielsweise eine Absperrklappe, mit seinen relativ zur Dichtung verdrehbaren Teilen praktisch nie in unmittelbaren Kontakt mit dem elastischen Dichtwerkstoff.

Aufgrund der nunmehr zusätzlich zwischen Lagerbolzen und Dichtmittel vorgesehenen Gleitlagerbuchse ist es in vorteilhafter Weise möglich, den Durchmesser der Aufnahmebohrung(en) im Dichtmittel in dessen unbelasteten Zustand kleiner zu machen als den Außendurchmesser des bzw. der Lagerbolzen und/oder der Gleitlagerbuchsen. Hierdurch kann ein besonders großer Änpreßdruck der Dichtung gegen den Lagerbolzen erreicht werden, wodurch die Ab-

dichteigenschaften des Rohrschalters gegenüber den bekannten Klappen weiter verbessert werden.

Das Absperrorgan kann eine etwa kreisscheibenförmige Ventilklappe und das Dichtorgan eine an die Ventilklappe angepaßte, etwa zylindrische Ringdichtung sein. Derartige Klappen-Rohrschalter sind in ihrem Aufbau einfach, haben nur eine geringe Baulänge und können auch bei sehr großen Rohr-Nenndurchmessern verwendet werden. Das Absperrorgan ist zweckmäßig in an sich bekannter Weise von der Außenseite des Gehäuses betätigbar.

Eine insbesondere für die Montage des Rohrschaltorgans zweckmäßige Ausgestaltung ergibt sich, wenn das Gehäuse quer zur Durchflußrichtung zweigeteilt ist, wobei zwischen den beiden Gehäusehälften das Dichtmittel mit dem drehbar darin gelagerten Absperrorgan angeordnet ist. Das Dichtmittel kann aus verschiedenen, flexiblen Materialien wie beispielsweise Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR), Silikon-Kautschuk, Fluor-Kautschuk (FKM) oder Athylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) bestehen.

Für den Zusammenbau des Rohrschalters ist erfindungsgemäß eine Vorrichtung zum Montieren der Gleitlagerbuchse und/oder des Absperrorgans im Dichtmittel des Rohrschaltorgans vorgesehen, die einen in die Aufnahmebohrung einsteckbaren Aufweitzapfen hat, der mit einer Montagebohrung versehen ist, deren Durchmesser größer als der Außendurchmesser der Gleitlagerbuchse, bzw. des Lagerbolzens am Absperrorgan ist. Diese Vorrichtung kann mit ihrem Aufweitzapfen in die Aufnahmebohrung eingesteckt werden, worauf anschließend die Gleitlagerbuchse in die Montagebohrung eingelegt und danach der Lagerbolzen des Absperrorgans von der Dichtseite der Dichtung her durch die Lagerbuchse in die Montagebohrung eingesteckt wird. Anschließend kann die Vorrichtung aus der Aufnahmebohrung wieder herausgezogen werden, wobei sich das flexible Dichtmittel über die Gleitlagerbuchse eng an den Lagerbolzen des Absperrorgans anlegt.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Vorrichtung einen in die Montagebohrung einsteckbaren Führungsdorn mit einer kegel- bzw.

kegelstumpfförmigen Aufweitspitze aufweist, deren größter Durchmesser dem Außendurchmesser des Aufweitzapfens etwa entspricht. Die Vorrichtung kann dann leicht von einer Seite in die Aufnahmebohrung der Dichtung und durch diese hindurchgesteckt werden, wobei der Führungsdorn beim Einstecken eine Führung und Zentrierung der Aufweitspitze gewährleistet. Wenn der Führungsdorn vollständig durch die Aufnahmebohrung hindurchgesteckt ist, kann er leicht von der anderen Seite des Dichtmittels herausgenommen werden und dann genau auf dieser Seite erst die Gleitlagerbuchse und dann der Lagerbolzen des Absperrorgans in die Montageöffnung eingesetzt werden, woraufhin die Montagevorrichtung in entgegengesetzter Richtung wieder aus der Dichtung herausgezogen wird.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, worin eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung an einem Beispiel näher erläutert ist. Es zeigt:

Fig. 1 einen Klappen-Rohrschalter nach der Erfindung in einer auseinandergezogenen Darstellung;

Fig. 2 den Gegenstand der Fig. 1 in zusammengebautem Zustand in einer Seitenansicht und teilweise im Schnitt;

Fig. 3 eine Einzelheit III des Gegenstands nach Fig. 2 in einer vergrößerten Schnittdarstellung;

Fig. 4 ein Hilfswerkzeug für die Montage des erfindungsgemäßen Rohrschaltorgans nach seinem Einstecken in das Dichtmittel, in einem Querschnitt und

Fig. 5 den Gegenstand der Fig. 4 nach Entnahme des Führungsdorns und Montage der Gleichlagerbuchse.

In den Zeichnungen bezeichnet 10 einen Klappen-Rohrschalter, der häufig auch als Scheibenventil bezeichnet wird und der als Absperrarmatur in Rohrleitungen Verwendung findet, um die Strömung

eines Fluides, beispielsweise von Milch, Bier oder anderen Getränken zu unterbinden bzw. den Strömungsweg dicht abzusperren oder den Volumenstrom von derartigen Fluiden in Rohrleitungen zu regeln.

Der Rohrschalter besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse 11 mit zwei Gehäusehälften 12, 13, zwischen denen ein Dichtmittel in Form einer kreisringförmigen, zylindrischen Ringdichtung 14 eingebaut ist. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß die Ringdichtung 14 mit ihren Stirnflächen 15 in Ringnuten 16 in den Gehäusehälften eingreift und von die Gehäusehälften 12, 13 miteinander verbindenden Zylinderschrauben 17 und -muttern 18 abdichtend in den Ringnuten gehalten wird.

Die Ringdichtung 14 ist mit zwei diametral einander gegenüberliegenden Aufnahmebohrungen 19 versehen, die im zusammengebauten Zustand des Ventils mit halbzylinderförmigen Ausnehmungen 20 in den Gehäusehälften fluchten.

Um den Strömungsweg des durch das Ventil strömenden Fluides abzusperren bzw. zu öffnen, hat der Klappen-Rohrschalter 10 ein Absperrorgan in Form einer Absperrklappe 21, die aus einem etwa kreisförmigen Scheibenkörper 22 und einem in der Zeichnung unteren, kurzen Lagerbolzen 23 und einem oberen, längeren Lagerbolzen 24 besteht, der an seinem freien Ende mit einem Vierkant zur formschlüssigen Verbindung mit einem Betätigungshebel 26 versehen ist.

Die Absperrklappe 21 ist mit ihren Lagerbolzen 23, 24 in den Aufnahmebohrungen 19 der Ringdichtung unter Zwischenlage von Gleitlagerbuchsen 27 und über Gleithülsen 28 in den Ausnehmungen

20 im Gehäuse drehbar gelagert. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß die Aufnahmebohrungen 19 in der Ringdichtung 14 im unbelasteten Zustand, d.h. bei nicht eingebauter Absperrklappe

21 einen etwas kleineren Durchmesser als den Außendurchmesser der Lagerbolzen 23, 24 bzw. der Gleitlagerbuchsen 27 aufweisen. Dadurch wird sichergestellt, daß im zusammengebautem Zustand die Ringdichtung 14 die Gleitlagerbuchsen 27 über deren gesamten

Umfang fest gegen die Lagerbolzen der Absperrklappe drückt, wodurch eine besonders gute Abdichtung zwischen der Ringdichtung einerseits und der Drehwelle der Absperrklappe andererseits sichergestellt ist.

Die Gleitlagerbuchsen 27 haben eine sehr kleine Wanddicke d von lediglich 0,2 mm und bestehen aus einem Werkstoff mit geringem Reibbeiwert/ vorzugsweise aus Polytetrafluorethylen (PTFE). Aufgrund ihrer geringen Wandstärke sind die Gleitlagerbuchsen 27 in ihrer Umfangsrichtung flexibel, d.h. sie können von dem die Gleitlagerbuchsen umgebenden, elastischen Dichtungselement radial zusammengedrückt werden, ohne daß es dabei zu Verwerfungen des Gleitlagerwerkstoffs/ zu Auffaltungen od. dgl. kommt, so daß die Gleitlagerbuchse den Lagerbolzen über dessen gesamten Umfang dicht umschließt.

Wie sich insbesondere aus Fig. 3 ergibt, ist die Gleitlagerbuchse 27 an ihrem dem Scheibenkörper 22 zugewandten Ende 29 mit einem radial nach außen vorragenden, umlaufenden Bund 30 versehen, über den sich der Scheibenkörper mit umlaufenden Stirndichtflächen 31 gegen die Ringdichtung 14 abstützt. Mit dieser Ausgestaltung wird sichergestellt, daß die gegenüber der Ringdichtung drehenden Bereiche der Absperrklappe nicht in unmittelbaren Kontakt mit dem weichen Dichtungswerkstoff gelangen, was eine hohe Reibung zwischen Dichtung und Absperrklappe zur Folge hätte.

Fig. 4 und 5 zeigen ein Hilfswerkzeug 35 für die Montage der Gleitlagerbuchsen 27 und der Absperrklappe 21 in der Ringdichtung 14 des Rohrschalters. Das Hilfswerkzeug ist rotationssymmetrisch ausgebildet und besteht aus einem Einsteckteil 36 mit einem vorderen Aufweitzapfen 37 und ist mit einer zentrischen, durchgehenden Montagebohrung 38 versehen, in die auf der Seite des Aufweitzapfens 37 ein Führungsdorn 39 entnehmbar eingesteckt ist. Der Führungsdorn 39 hat eine kegelstumpfförmige Aufweitspitze 40, mit dessen Hilfe das Hilfswerkzeug 35 von außen in eine Aufnahmebohrung 19 der Ringdichtung 14 einsteckbar ist. Dabei wird die elastische Dichtung verformt und die Aufnahmeboh-

rung auf einen Durchmesser aufgeweitet, der größer als der Außendurchmesser der Gleitlagerbuchse 27 und der Lagerbolzen 23, 24 ist.

Die Montagebohrung 38 hat ebenfalls einen Durchmesser D, der größer als der Außendurchmesser der Gleitlagerbuchse 27 ist. Nach Einstecken des Hilfswerkzeugs von außen durch die Aufnahmebohrung der Ringdichtung kann der Führungsdorn aus dem Einsteckteil entfernt werden und anschließend die Gleitlagerbuchse von der Innenseite der Ringdichtung 14 in die Montagebohrung 38 eingelegt und danach die Absperrklappe mit ihrem oberen, langen Lagerbolzen 24 durch die Gleitlagerbuchse in die Montagebohrung eingeschoben werden. Anschließend wird das Einsteckteil 36 wieder nach außen aus der Aufnahmebohrung der Dichtung herausgezogen, die sich daraufhin entspannt und die Gleitlagerbuchse fest gegen den Lagerbolzen der Absperrklappe drückt. Anschließend wird mit Hilfe des Hilfswerkzeugs auch der untere, kürzere Lagerbolzen unter Zwischenlage einer Gleitlagerbuchse in der anderen Aufnahmebohrung der Ringdichtung eingebaut. Nachdem die Absperrklappe 21 auf diese Art in der Dichtung vormontiert wurde, werden die Gleithülsen (28) von außen auf die aus der Dichtung herausragenden Enden der Lagerbolzen (23, 24) geschoben und die so vormontierte Klappe mit ihren Lagerbolzen in die Achsausnehmungen 20 einer Gehäusehälfte eingelegt, wobei die Ringdichtung 14 in die entsprechende Ringnut 16 eingreift. Anschließend wird das Gehäuse 11 mit der anderen Gehäusehälfte 13 mit Hilfe der Zylinderschrauben und -muttern 17, 18 verschlossen. Nach Befestigung des Betätigungshebels 26 am Vierkant 25 des oberen Lagerbolzens ist das Scheibenventil fertig montiert.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellte und beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern es ergeben sich eine Vielzahl von Abwandlungen und Veränderungen (z.B. der Dichtungsform) , ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. So ist es beispielsweise denkbar, auch andere Rohrschaltorgane wie z.B. Hähne oder Drehschieber mit Gleitlagerbuchsen nach der Erfindung auszurüsten. Die Erfindung ist nicht nur bei Absperr-Armatüren, sondern auch bei Regelorganen anwendbar, mit deren Hilfe der

Volumenstrom eines Fluids in Rohrleitungen gesteuert bzw. ge regelt wird.

Claims (13)

** * *• · ■ **• ** * A Ansprüche :

1. Rohrschaltorgan für Rohrleitungen, insbesondere für die
Getränke- und/oder Lebensmittelindustrie, mit einem in einem Gehäuse angeordneten, elastischen Dichtmittel mit mindestens einer darin befindlichen Aufnahmebohrung, in der bzw. in denen ein Absperrorgan mit je einem Lagerbolzen drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem bzw. den Lagerbolzen (23, 24) und der zugehörigen Aufnahmebohrung (19) im Dichtmittel (14) mindestens eine Gleitlagerbuchse (27) angeordnet ist.

2. Rohrschaltorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitlagerbuchse(&eegr;) (27) aus
Polytetrafluorethylen (PTFE) besteht/bestehen.

3. Rohrschaltorgan nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Gleitlagerbuchse(n) (27) eine Wanddichte (d) hat/haben, die kleiner als 0,8 mm ist.

4. Rohrschaltorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a -
durch gekennzeichnet,daß die Wanddichte (d) der Gleitlagerbuchse(n) (27) etwa 0,2 mm beträgt.

5. Rohrschaltorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a -
durch gekennzeichnet, daß die Gleitlagerbuchse (n) (27) in ihrer Umfangsrichtung flexibel ist/sind.

6. Rohrschaltorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a -
durch gekennzeichnet, daß die Gleitlagerbuchsein) (27) an ihrem dem Absperrorgan (21) zugewandten Ende (29) einen radial nach außen vorragenden, umlaufenden
Bund (30) aufweist/aufweisen.

7. Rohrschaltorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a -
durch gekennzeichnet,daß der Durchmesser der Aufnahmebohrung(en) (19) im Dichtmittel (14) in dessen unbelasteten Zustand kleiner ist als der Außendurchmesser

des bzw. der Lagerbolzen (23, 24) und/oder der Gleitlagerbuchsein) (27) .

8. Rohrschaltorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a - durch gekennzeichnet,daß das Absperrorgan (21) eine etwa kreisscheibenförmige Ventilklappe (22) und das Dichtmittel eine an die Ventilklappe (22) angepaßte, etwa zylindrische Ringdichtung (14) aufweist.

9. Rohrschaltorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a - durch gekennzeichnet,daß das Absperrorgan (21) von der Außenseite des Gehäuses (11) betätigbar ist.

10. Rohrschaltorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 9, d a - durch gekennzeichnet, daß das Gehäuse

(11) quer zur Durchflußrichtung zweigeteilt ist, wobei zwischen den beiden Gehäusehälften (12, 13) das Dichtmittel (14) mit dem drehbar darin gelagerten Absperrorgan (21) angeordnet ist.

11. Rohrschaltorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtmittel aus Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR), Silikon-Kautschuk, Fluor-Kautschuk (FKM) oder Äthylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) besteht.

12. Vorrichtung zum Montieren einer Gleitlagerbuchse und/oder eines Absperrorgans im Dichtmittel eines Rohrschaltorgans nach einem der Ansprüche 1 bis 11, mit einem in die Aufnahmebohrung (19) einsteckbaren Aufweitzapfen (37), der mit einer Montagebohrung (38) versehen ist, deren Durchmesser (D) größer als der Außendurchmesser der Gleitlagerbuchse (27) bzw. des Lagerbolzens (23, 24) des Absperrorgans (21) ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch einen in die Montagebohrung (38) einsteckbaren Führungsdorn (39) mit einer kegel- bzw. kegelstumpfförmigen

Aufweitspitze (40), deren größter Durshmesser dem Außendurchmesser des Aufweitzapfens (37) etwa entspricht.