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Hahn mit einem kugelförmigen Küken und anpreßbaren Verschlußteilen
Die Erfindung bezieht sich auf Hähne mit Kugelküken, bei denen, wie bei Hähnen mit
Kegelküken an sich bekannt, eine axial fixierte Drehspindel in einer nach dem Gehäuseinneren
offenen axialen Gewindebohrung eine Schraubspindel aufnimmt, deren steigungslose
Drehbewegung zusammen mit der Drehspindel in der Schließ- und Durchgangsstellung
durch gehäusefeste Anschläge begrenzt ist und die bei ihrer jenseits der Schließstellung
möglichen Steigbewegung beiderseits der Durchgangsbohrung in dem Kükenkörper in
Achsrichtung geführte Keilstücke beeinflußt, welche mit die Durchgangsbohrungen
des Gehäuses in der Schließstellung abdeckenden, senkrecht zur Kükendrehachse beweglichen,
im Küken befindliehen VerschlußteiIen zur Erzielung einer Abdichtung an der Gehäusewand
zusammenwirken. Diese Gestaltung bezweckt, daß bei der Schließstellung eine starke
Dichtungspressung ausgeübt werden kann, beim Drehen des Kükens aber die Dichtungspressung
aufgehoben ist, so daß das Küken leichtgängig und der Verschleiß der Dichtungsteile
herabgesetzt ist.
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Bei den bekannten Hähnen mit Kegelküken sind die Verschlußteile in
dem Kegelmantel des Kükenkörpers versenkt liegende Kegelschalen, die aus einem Metall
oder einem elastischen Material bestehen und an deren Innenseite die miteinander
starr verbundenen Keilstücke anliegen, die mit einer am Ende der Schraubspindel
vorgesehenen Druckplatte zusammenwirken. Die Schraubspindel durchsetzt mit einem
gewindelosen Schaft die Drehspindel, die mit dem Hahnküken starr verbunden und dadurch
axial fixiert ist. Außerhalb des Hahngehäuses trägt der Schaft der Schraubspindel
ein ihn mit der Drehspindel kuppelndes Glied, das durch einen an dem Gehäusedeckel
festen Anschlag beim Erreichen der Schließstellung aus seiner Kupplungsstellung
ausrückbar ist ' so daß die Schraubspindel über die Schließstellung hinaus
gedreht werden kann. Dabei drückt die mit der Schraubspindel verbundene Druckplatte
auf die Keilstücke, die ihrerseits die die Durchgangsbohrungen des Gehäuses abdeckenden
Kegelschalen in Richtung von der Kükendrehachse weg bewegen und sie gegen die Gehäusewand
pressen. Hierbei drücken sich die Kegelschalen in die Gehäusebohrungen ein und erleiden
unter Umständen bleibende Verformungen, die beim wiederholten Schließen eine gute
Abdichtung in Frage stellen.
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Auf alle Fälle führt aber das unerwünschte Hineinverformen des Dichtungsmaterials
in die Gehäusebohrungen beim Herausdrehen des Kükens aus der Schließstellung zu
einem erheblichen Verschleiß des Dichtungsmaterials. Das Ziel, das Dichtungsmaterial
zu schonen, wird also nicht erreicht.
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Es sind auch schon Absperrvorrichtungen mit kegeligen und zylindrischen
Hahnküken sowie mit geradlinig bewegbaren Schiebern bekannt, bei denen Dichtungsringe
oder wesensgleiche Dichtungsteile aus elastischem Material in der Schließstellung
durch ein Drackteil derart verformbar sind, daß ihr Material zum Abdichten gegen
eine, Gehäusefläche verdrängt wird, die die Durchflußöffnungen umgibt, so daß also
das Dichtungsmaterial sich nicht in die Gehäusebohrungen eindrückt. Diese Absperrvorrichtungen
haben jedoch einen verwickelten Aufbau. Von der dort ergangenen Anregung wird auch
hier Gebrauch gemacht.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die Einrichtung für ein dichtes Abschließen
zu verbessern und die Vorrichtung zum Anpressen des Dichtungsmaterials auf einfache
und sicher wirkende Weise zu erreichen. Ausgegangen wird hierbei von einem Stand
der Technik, der in seiner Gesamtheit zwar nicht bekannt ist. Jedoch ist die übertragung
der bei Hähnen mit Kegelküken bekannten Einrichtung auf Hähne mit Kugelküken so
naheliegend, daß sie nicht mehr als erfinderisch anzusehen ist. Gelöst wird nun
die Aufgabe bei einem Hahn dereingangs vorausgesetzten Art nach der Erfindung dadurch,
daß die beweglichen Verschlußteile Kugelabschnitte mit von ihren Grundflächen ausgehenden,
in Bohrungen des Kükenkörpers greifenden Führungszapfen sind, die bis in die Kugeloberfläche
reichende, zwischen Kükenkörper und Kugelabschnitten vorgesehene elastische flache
Dichtungsringe durchsetzen und kegelige Querbohrungen in den Führungszapfen haben,
die von die Keilstücke bildenden, mit der Schraubspindel starr verbundenen Mitnehmerstiften
durchsetzt sind, die, sobald die Schraubspindel
beim Erreichen der
durch einen festen Gehäuse#-anschlag festgelegten Schließstellung des Kugelkükens
durch Weiterdrehen der Drehspindel in der Schließrichtung eine die Mitnehmerstifte
tiefer in die Querbohrung einschiehende Bewegung ausführt, bei der die Keilflächen
der Mitnehmerstifte, den Kugelabschnitten eine die Dichtungsringe pressende Anzugbewegung
nach der Kükendrehachse hin erteilen.
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Ein beachtlicher Vorteil ist hierbei auch, daß die die Keilstücke
bildenden Mitnehmerstifte, da sie mit der Schraubspindel starr verbunden sind, besondere
Kupplungsteile zwischen Schraub- und Drehspindel überiflüssig machen, die bei dem
bekannten Hahn mit Kegelküken erforderlich sind und außerhalb des Hahngehäuses sehr
ungünstig liegen.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispieles erläutert.
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Es zeigt Abb. 1 einen Längsschnitt eines erfindungsgemäßen
Hahns in der Schließstellung, Abb. 2 einen Schnitt nach Linie 11-II der Abb.
1,
Abb. 3 einen Achsschnitt des Gehäuseoberteils für die Stellung der
Schraubspindel zur Drehspindel bei der Durchlaßstellung und beim Drehen des Kükens,
Abb. 4 eine Stimansicht des Hahns.
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Das Hahngehäuse besteht aus zwei Teilen 1 und 2 mit
je einem Anschlußstutzen 3 bzw. 4. Die beiden Gehäuseteile
1 und 2 haben in der quer zur gemeinsamen Achse der Anschlußstutzen
3 und 4 verlaufenden Teilungsebene Flansche 5 bzw. 6, durch
die Verbindungsschrauben 7 hindurchgehen. Die Innenseite des Gehäuses bildet
in einer von den Bohrungen der Anschlußstutzen 3 und 4 durchdrungenen Ringzone
eine Kugelfläche. An dieser ist ein das Hahnküken bildender kugeliger Körper
9 geführt, der beiderseits abgefiacht ist. Der Kükenkörper 9 ist um
eine in der Teilungsebene des Gehäuses liegend-- Achse drehbar. Hierzu hat er einen
an seiner einen Flachseite vorspringenden Dredhzapfen 10, der in ein in der
Teilfuge zwischen den beiden Gehäuseteilen ausgebildetes Lager 11 greift.
Ferner hat der Kükenkörper 9 eine quer zu seiner Drehachse durchgehende Bohrung
12, die, als Durchlaßbohrung in die gemeinsame Achse der Anschlußstutzen
3 und 4 einrückbar ist.
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Auf der dem Drehlager 11 gegenüberliegenden Seite bilden die
beiden Gehäuseteile einen Hals 13, in welchem die Drehspindel 14 drehbar
gelagert ist. Gegen Verschieben in Achsrichtung ist die Drehspindel 14 dadurch gesichert,
daß sie mit einem Bund 15 in eine Gehäusenut 16 greift. An ihrem nach
außen herausragenden Ende hat die Drehspindel ein Bedienungsvierkant-17. Die Drehspindel
hat ferner eine nach dem Gehäuseinneren offene Gewindebohrung 18. Die letztere
nimmt eine, Schraubspindel 19 auf, deren Stimfläche 19' je nach Betriebsstellung
vom Grund der Bohrung 18 der Drehspindel einen kleinen Ab-
stand a
hat (Abb. 1) oder am Grund der Bohrung anliegt (Abb. 3).
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Das aus der Drehspindel 14 herausragende Ende der Schraubspindel
19 ist innerhalb eines vor dem Kükenkörper 9 befindlichen Gehäusehohlraume's
20 mit einem Querhaupt 21 starr verbunden, das an seinen beiden Enden zur Spindelachse
parallele Mitnehmerstifte 22 für den Kükenköper 9 trägt, die sich in beiderseits
der Durchlaßbohrung 12 vorgesehenen Bohrungen des Kükenkörpers 9 schiebbar
führen. Die Drehbewegung der Schraubspindel 19 und damit des Kükenkörpers
9 ist durch mit dem Querhaupt 21 zusammenwirkende Gehäuseanschläge
23 und 24 auf 90' begrenzt. In der durch den Anschlag 23 begrenzten
Stellung nimmt der Kükenkörper 9 die in Abb. 1
dargestellte Schließstellung
ein. Der Anschlag 24 begrenzt die Durchlaßstellung.
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Beiderseits derDurchlaßbohrung12 hat derKüken körper 9 Kugelabschnitte
25, die in der in Abb. 1 gezeigten Schließstellung die Durchlaßbohrungen
der Gehäusestutzen 3 und 4 abdecken. Die Kugelabschnitte 25 haben
von ihrer ebenen Grundfläche ausgehende Führungszapfen 26, die in passende
Bohrungen des Kükenkörpers 9 greifen und von den Mitnehmerstiften 22 quer
durchsetzt sind. Zwischen den Grundflächen der Kugelabschnitte 25 und den
Gegenflächen des Kükenkörpers 9 sind flache Dichtungsringe 27 aus
einem elastisch nachgebenden Werkstoff, z. B. G
oder einem gummiähnlichen
Kunststoff, eingeleg4 die von den Führungszapfen 26 durchsetzt werden. Die
die Mitnehmerstifte 22 durchlassenden Querhohrungen 28 der Führungszapfen
26 der Kugelabschnitte 25 und die in ihnen befindlichen Abschnitte der Mitnehmerstifte
haben Ke-gelflächen, die zueinander etwas exzentrisch liegen, so daß eine Keilwirkung
entsteht die beim axialen Verschieben der Mitnehmerstifte Querbewegungen der Kugelabschnitte
hervorbringt.
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Solang die Schraubspindel nicht durch den Ge_ häuseanschlag
23 für die Schließbewegung festgehalten wird, liegt sie in der aus Abb.
3 ersichtlichen Weise mit ihrer Stirnfläche 19' am Grund der Bohsung
18 der Drehspind--1 14 an. Die Schraubspindel 19
kann daher zwischen
den beiden Anschlagstellen steigungslos mit der Drehspindel 14 gedreht werden. Sobald
beim Erreichen der Schließstellung die Schraubspindel 19 durch Anliegen des
Querhauptes 21 an dem Gehäuseanschlag 23 festgehalten wird, führt sie beim
Weiterdrehen der Drehspindel 14 in der Schließrichtung eine Bewegung in Achsrichtung
aus. Di-- Anordnung ist so getroffen, daß sich die Gewindespindel 19 aus
der Drehspindel 14 herausbewegt und die Mitnehmerstifte 22 tiefer in den Kükenkörper
9 einschiebt. Dabei erteilen die Mitnehmerstifte 22 infolge der vorerwähnten
Keilwirkung den Kugelabschnitten 25 eine die Dichtungsringe 27 pressende
Anzugbewegung. Durch die axiale Pressung werden die Dichtungsringe 27 radial
ausgeweitet und dichten in die Durchgangsbohrungen der Gehäusestutzen
3 und 4 umgebenden Ringflächen 30 (Abb. 1) gegen die Kugelffäche
8 des Gehäuses 1, 2 ab. In dieser Stellung hat sich die Stirnfläche
19' der Schraubspindel 19 um das Maß a (Abb. 1) von dem Grund
der Gewindebohrung, 18 der Drehspindel 14 wegbewegt.
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Wird die Drehspindel 14 aus der Schließstellung zurückgedreht, so
führt sie zunächst gegenüber der durch die Dichtungspressung festgehaltenen Schraubspindel
19 eine kleine Relativdrehung aus, bei der der Schraubspindel eine Steigbewegung
erteilt wird, die dazu führt, daß die Mitnehmerstifte 22 aus ihrer Spannstellung
herausgezogen und die Dichtungsringe 27 entlastet werden. Beim Weiterdrethen
in der Öff-
nungsrichtung nimmt die Drehspindel 14 die Schraubspindel
19 und damit den Kükenkörper 9 leichtgängig mit, bis die Drehbewegung
der Schraubspindel durch Anliegendes Querhauptes 21 an dem Gehäuseanschlag 24 beendet
wird, wobei der Kükenkörper 9 die Durchlaßstellung einnimmt. Wird nun die
Drehspindel 14 noch geringfügig in der Öffnungsrichtung weitergedreht, so wird zwischen
der Stirnfläche 19' der Schraubspindel
und dem Grund der
Gewindebohrung 18 der Drehspindel 14 eine feste Verspannung erzielt.