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Hahn
Gegenstand der Erfindung ist ein Hahn mit einem Gehäuse, in welchem ein durchgehender Kanal und senkrecht hiezu eine konische Bohrung vorgesehen sind, in welcher ein mit einem Durchlass versehenes Absperrglied drehbar angeordnet ist, dessen Betätigungsspindel durch eine Öffnung des Gehäuses nach aussen ragt, wobei zwischen der Gehäusewand und der Spindel eine ringförmige Dichtung eingesetzt ist, die mittels einer Stopfbüchse gegen das obere Ende des Absperrgliedes pressbar ist.
Bei den bisher bekannt gewordenen Hähnen dieser Art wurde als Dichtung gegen das Austreten des Strömungsmittels entlang der Betätigungsspindel ein zusammendrückbarer Ring aus Asbest oder ähnlichem Material verwendet. Diese Asbestringe od. dgl. haben jedoch den grossen Nachteil, dass, soferne eine axiale Kraft auf sie ausgeübt wird, eine Querdehnung des Ringes eintritt. Es muss daher auf einen solchen Asbestring eine ganz bestimmte Kraft ausgeübt werden, damit einerseits eine genügende Dichtung gegeben ist und anderseits keine Verklemmung der Spindel eintritt. Eine weitere Schwierigkeit tritt auch noch dadurch auf, dass diese Kraft so bemessen sein muss, dass das Absperrglied im richtigen Ausmass gegen seinen Sitz gepresst wird.
Der Einbau solcher Dichtungen ist daher verhältnismässig schwierig und kann nur von Fachleuten vorgenommen werden, wobei meistens lediglich eine Kompromisslösung erzielt werden konnte. Keinesfalls konnte jedoch bei der Verwendung solcher Dichtungsringe aus den angeführten Gründen der Anpressdruck des Absperrgliedes auf seinem Sitz in verschiedenen Grössen eingestellt werden, wie dies in der Praxis in vielen Fällen wünschenswert ist. Ausserdem neigen Asbest und andere derartige Materialien dazu, sich zu setzen, zu erhärten und alle ihre Elastizität zu verlieren, ja mitunter sogar zu schrumpfen, so dass binnen kurzer Zeit eine Undichtheit entlang der Spindel auftritt. Dieser Mangel kann am Einbauort nur durch Anziehen der Stopfbüchse überwunden werden.
Hiedurch treten aber, wie bereits angeführt, unerwünschte übermässige Kräfte auf, bzw. wird die Dichtung in kurzer Zeit so fest, dass sie als Bremse wirkt und das Drehen des Absperrgliedes verhindert, oder auf andere Weise so verdorben, dass ein weiteres Anziehen der Stopfbüchse auf die Dichtungswirkung keinerlei Einfluss mehr hat.
Alle diese Nachteile werden durch die erfindungsgemässe Massnahme, bei einem Hahn der eingangs geschilderten Art eine Dichtung mit einem axial starren Ring zu verwenden, beseitigt. Die radiale Verformung der Dichtung ist nämlich in diesem Falle von der auf die Dichtung ausgeübten Kraft völlig unabhängig, so dass durch Verstellen der StopfbUchse die Anpresskraft des Absperrgliedes auf den Sitz ohne Beeinflussung der Radialdichtung beliebig einstellbar ist, sowie ausserdem der Einbau dieser Dichtungen keinerlei Schwierigkeiten bereitet und auch von Leuten ohne nähere Fachkenntnisse vorgenommen werden kann.
Vorzugsweise besitzt der axial starre Ring der erfindungsgemäss verwendeten Dichtung, wie an sich bekannt, innen und aussen Aussparungen, in welche radialverformbare Dichtungsringe mit 0-förmigem Querschnitt eingesetzt sind, wobei im unverformten Zustand einerseits der Durchmesser des 0-förmigen Querschnittes jeweils grösser als die Tiefe der Aussparung und anderseits die Breite des Gesamtquerschnittes der Dichtung grösser als der Abstand zwischen Spindel und Gehäuse ist. Zweckmässig weist dabei der axial starre Ring, wie ebenfalls an sich bekannt, I-förmigen Querschnitt auf.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Erläuterung eines in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispieles der Erfindung. In der Zeichnung zeigt Fig. 1 einen teil-
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weisen Schnitt durch das Ausführungsbeispiel, Fig. 2 eine Draufsicht auf die verwendete Dichtung und Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 in der Fig. 2.
Ein Hahngehäuse 11 ist mit einem durchgehenden Axialkanal 12 versehen, der unter rechtem Winkel
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geschlossenen Stellung dargestelltes kegelförmiges Hahnabsperrglied 14 mit einem durchgehenden Durch- lass 15 sitzt, der geeignet ist, nach Drehung um 900 eine Fortsetzung des Kanals 12 zu bilden. Das Ab- sperrglied 14 ist mit den üblichen Oberflächenrillen 16 zur Schmiermittelverteilung versehen, denen in herkömmlicher Weise, wie durch einen Kanal in der Spindel 17, Schmiermittel zugeführt wird, jedoch bildet das Merkmal der Schmiermittelverteilung keinen Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
Das obere Ende der Bohrung 13 ist mittels eines Hahndeckels 18 verschlossen, der am Hahngehäuse 11 etwa mittels üblicher, jedoch nicht dargestellter Stift- oder Bolzenschrauben starr befestigt ist. Straff eingeklemmt zwischen der ebenen unteren Fläche des Deckels 18 und einer von einer Schulter umgebe- nen kreisringförmigen Aussparung 19 in der das obere Ende der Bohrung 13 umgebenden oberen Fläche des Hahngehäuses befindet sich eine kreisringförmige Lamellenmembran 21, die aus einem dünnen Metall- kreisring 22 und einem darübergelegtenkreisringförmigen zusammendrückbaren Glied 23 wie einem Asbestring bestehen kann, die die Hahnspindel 17 im wesentlichen an der Berührungslinie der letzteren mit dem Absperrglied umgeben.
Eine Stopfbüchse 24 umgibt die Hahnspindel 17 in einem radialen Abstand und ist, wie bei 25, in eine Mittelöffnung im Deckel 18 eingeschraubt, und die ebene kreisringförmige untere Endfläche 26 der Stopfbüchse liegt in gleitbarer Weise am kreisringförmigen Metallring 27 an, der das untere verbreiterte zylindrische Ende 28 der Hahnspindel eng aber gleitbar umgibt. Unter dem Ring 27 befindet sich ein kreisförmiger, aus Asbest od. dgl. hergestellter, nachgiebiger und verformbarer Mitlaufring 29, der den Hahnspindelteil 28 ebenfalls mit angemessener Enge umgibt. Zwischen- dem Mitlaufring 29 und dem oberen Abschluss des inneren Umfanges der Membrane 21 ist eine Dichtungseinrichtung 30, die in Fig. 3 in entspanntem, aus dem Hahn ausgebautem Zustand dargestellt ist, und die einen wichtigen Teil der vorliegenden Erfindung enthält.
Die Dichtungseinrichtung 30 besteht im wesentlichen aus einem Ring aus Hartmetall oder aus gleichwertigem starrem Material, der im wesentlichen von I-förmigem Querschnitt ist und mit einer inneren umlaufenden Rille 33 und einer äusseren umlaufenden Rille 34 versehen ist. In diesen Rillen sind sogenannte O-Ringe 35 bzw. 36. montiert, die im eingebauten Zustand, wie in Fig. 1 dargestellt, bis zur dichtenden Anlage an dem Ring 32 einerseits und an der benachbarten Mantelfläche der Schieberspindel bzw. des Deckels anderseits verformt sind.
Die äussere Rille 34 hat im Querschnitt die Form eines Rechteckes, dessen Länge in der Achsrichtung grösser ist als der Durchmesser des O-Ringes 36 im entspannten Zustand, und dessen Tiefe kleiner ist als der Durchmesser des O-Ringes 36 im entspannten Zustand, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Dies hat zur Folge, dass der Querschnitt des Ringes 36 im eingebauten Zustand (Fig. 1) im wesentlichen nur in der radialen Richtung zusammengedrückt ist, während er sich frei in der Richtung der Längsachse der Spindel und des Absperrgliedes ausdehnen kann.
Die innere Rille 33 hat ebenfalls in der Richtung der Achse eine Ausdehnung, die grösser ist als der Durchmesser des Ringes 35 im entspannten Zustand und eine Tiefe, die kleiner ist als der Durchmesser des Ringes 35 im entspannten Zustand, so dass der Querschnitt des Ringes 35 im zusammengebauten Zustand (Fig. 1) im wesentlichen in der radialen Richtung zusammengedrückt ist, während er frei ist, sich in der Richtung der Längsachse der Spindel auszudehnen. Die obere und die untere Wand der Rille 33 laufen gegen die Schieberspindel zu in der Anordnung auseinander, wodurch der Zusammenbau zu dem Patronenmontagesatz der Fig. 3 erleichtert wird. Die untere innere Umfangskante des kreisförmigen Ringes 32 ist bei 38 abgeschrägt, um seine Montage an der Hahnspindel zu erleichtern.
Wie ersichtlich, befinden sich die Rillen 33 und 34 auf gegenüberliegenden Seiten des Zylinders, der vom Profilsteg 39 des Ringes 32 gebildet wird.
Diese 0-Ringe 35 und 36 sind vorzugsweise aus einem elastischen synthetischen Gummi oder aus einem ähnlichen elastischen Polymerisationsprodukt hergestellt, so dass sie genügend verformungsfähig sind, so dass der Ring 36 über den Umfang des Metallringes 32 gestreckt werden und, wie in Fig. 3 gezeigt, in die Rille 34 einschnappen kann. Entsprechend ist der Ring 35 aus dem gleichen Material und genügend verformungsfähig und elastisch, so dass er fähig ist, in seinen normalen nicht zusammengedrückten Zustand zurückzukehren, wenn er in die Rille 33 eingelegt wird, wo er sich auf seine entspannte Form nach Fig. 3 ausdehnt. Das Einlegen und Zentrieren des Ringes wird durch die schrägen Wände der Rille 33 erleichtert.
Der durch den Zusammenbau dieser drei Teile 32,35 und 6 entstehende Patro-
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Diese Einheit ist eine leicht zu handhabende Patrone 30, die mühelos in ihre in Fig. 1 gezeigte La- ge auf dem unteren Ende der Hahnspindel 17 übergeschoben werden kann, worauf nach Anbringen der
Mitlaufringe 27 und 29 oberhalb der Patrone die Stopfbüchse 24 eingelegt und gedreht wird, um eine
Axialverschiebung der Patrone nach unten um die Hahnspindel herum zu bewirken. Hiedurch wird ein genügender Axialdruck erzeugt, um den inneren glatten Rand der Membrane 21 gegen die obere glatte ebene Fläche des Absperrgliedes 14 zu drücken. Diese Patronen können an der Einbaustelle an Stelle der bisher verwendeten Asbestdichtungseinsätze verwendet werden.
Der innere Durchmesser des entspannten Ringes 35 ist um weniges geringer als der Durchmesser des
Spindelteiles 28, und der äussere Durchmesser des entspannten Ringes 36 ist etwas grösser als die zylindri- sche Mittelbohrung 37 des Deckels 18. Wenn die Patrone über den Spindelteil 28 übergeschoben wird, erfahren die Ringe 35 und 36 eine radiale Verformung bis zur dichtenden Anlage an der Bohrung 37 bzw. am Spindelteil 28, jedoch behindert dieser Zustand nicht ein Gleiten der Patrone in der Achsrichtung in ihre endgültige Betriebsstellung, noch erfährt er durch eine Axialverschiebung der Patrone entlang des
Spindelteiles 28 eine Änderung.
Wenn die Stopfbüchse 24 die Patrone 30 in axialer Richtung gegen das Absperrglied hin drückt, besteht eine Relativdrehung zwischen dem Metallring 27 und der Stopfbüchsenfläche 26, so dass der Metallring 32, der oben und unten mit verformungsfähigen Scheiben 29 bzw. 23 in Berührung steht, nicht dazu neigt, um die Schieberspindel zu rotieren, während der Stopfbüchsenverschluss angezogen wird.
Bei der Anordnung nach der Erfindung wird daher etwaiges Medium aus dem Leitungsnetz, das entlang des inneren Umfanges der Membrane 21 vorbeitritt, in wirksamer Weise gestaut und am Entweichen entlang der Hahnspindel durch die dichtende Anlage des verformten inneren O-Ringes 35 an dem Hahnspindelteil 28 gehindert, und ebenso wird etwa zur Bohrung 37 nach aussen tretendes Medium aus dem Leitungsnetz am Entweichen ins Freie durch die dichtende Anlage des verformten Ringes 36 an der zylindrischen Fläche bei 37 verhindert.
Bei Verwendung der neuartigen Patrone der Erfindung als Dichtung erfährt die radial-dichtende Wirkung der verformten Ringe 35 und 36 keine Änderung, ohne Rücksicht darauf, wie stramm die Stopfbüchse 24 angezogen wird. Beim Einbau, der von einem ungelernten Arbeiter vorgenommen werden kann, ist es daher nur erforderlich, die Patrone auf der Hahnspindel zu montieren und die Stopfbüchse 24 so weit anzuziehen, dass der über die Patrone ausgeübte Axialdruck den richtigen Wert erreicht, um einen einwandfreien Sitz des Absperrgliedes 14 in dem der Sitzfläche 13 und einen gleitbaren Klemmsitz des inneren Umfanges der Membran 21 am Absperrglied 14 zu gewährleisten.
Eine Drehung des Absperrgliedes 14 zwischen einer offenen und einer geschlossenen Stellung beeinträchtigt die radiale Dichtung nicht, die vom Grad des Anziehens der Stopfbüchse und dem von der Stopfbüchse auf das Absperrglied über den Metallring 32 ausgeübten Sitzpressung vollständig unabhängig ist. Zur besseren Veranschaulichung des Grundgedankens der Erfindung wurde die Verformung der O-Ringe 35 und 36 in Fig. 1 etwas übertrieben dargestellt.
Die Stopfbüchse 24 kann, anstatt eingeschraubt, auch in herkömmlicher Weise mit Bolzenschrauben befestigt sein. Ebenso kann die Spindel 17 in fester oder abnehmbarer Weise mit einem Absperrglied von kegelig-verjüngtem, zylindrischem, kugelförmigem oder anders geformtem Umriss verbunden sein, ohne dass dies eine Abweichung vom Erfindungsgedanken bedeutet.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Hahn mit einem Gehäuse, in welchem ein durchgehender Kanal und senkrecht hiezu eine konische Bohrung vorgesehen sind, in welcher ein mit einem Durchlass versehenes Absperrglied drehbar angeordnet ist, dessen Betätigungsspindel durch eine Öffnung des Gehäuses nach aussen ragt, wobei zwischen der Gehäusewand und der Spindel eine ringförmige Dichtung eingesetzt ist, die mittels einer Stopfbüchse in das obere Ende des Absperrgliedes pressbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung einen axial starren Ring aufweist, in dem verformbare, radial abdichtende Ringe eingesetzt sind, wobei durch ein axiales Verstellen der Stopfbüchse die Anpresskraft des Absperrgliedes auf den Sitz ohne Beeinflussung der Radialdichtung änderbar ist.