DE1230277B - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND Int. Ο.:

F 16 k

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

DeutscheKl.: 47 g-22/01

Nummer: 1 230 277

Aktenzeichen: C 28586 XII/47 g

Anmeldetag: 5. Dezember 1962

Auslegetag: 8. Dezember 1966

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kugelhahn mit einem flexiblen, an den Wandungen des Gehäuses anliegenden Sitzelement für das Küken und einem das Gehäuse abschließenden Deckel.

Derartige Kugelhähne sind beispielsweise aus der USA.-Patentschrift 2 117 456 und aus der schweizerischen Patentschrift 315 414 bekannt. Allen diesen Hähnen gemeinsam ist das Problem, das Küken gegenüber seinem Sitzelement bzw. der Gehäusewandung sowie gegen die äußere Umgebung möglichst vollkommen abzudichten. Eine wesentliche Verbesserung der Abdichtung wurde bereits durch die Einführung des das Küken umgebenden flexiblen Sitzelements erreicht. Bei den bekannten Bauarten, bei denen dieses Sitzelement jedoch im wesentlichen zylindrisch ausgebildet und lediglich von einer steifen Abdeckung gepreßt ist, sind aber dennoch, insbesondere bei höheren Flüssigkeitsdrücken, beträchtliche Leckverluste zu erwarten, die zudem im allgemeinen im Lauf der Betriebszeit zunehmen. Die unter hohem Druck stehende Flüssigkeit findet dabei einen Weg zwischen dem Betätigungsschaft und dem an diesen angrenzenden Teil des Sitzelementes, ebenso wie auch zwischen der Gehäusewand und der an ihr anliegenden Außenfläche des Sitzelementes, von wo sie weiter längs der Auflagefläche des Verschlußdeckels auch nach außen gelangen kann.

Eine wesentliche Erhöhung des auf das Sitzelement ausgeübten Preßdrucks führt andererseits zur Schwergängigkeit des Kükens, insbesondere, da das Sitzelement häufig das Bestreben hat, zu quellen. Diese Erscheinung macht sich insbesondere dann störend bemerkbar, wenn der Hahn durch einen Servomotor angetrieben werden soll, wobei die Schwergängigkeit unter Umständen zur Funktionstüchtigkeit führen kann.

Ziel der Erfindung ist es nun, einen Kugelhahn der angegebenen Art zu schaffen, bei dem die vorgenannten Nachteile der bekannten Kugelhähne vermieden werden, bei dem also unter zuverlässiger und dauerhafter Abdichtung ein leichtgängiger Sitz des Kükens erreicht wird, wobei dennoch der Hahn vielseitig verwendbar und billig sein soll. Insbesondere soll er sowohl für Handverstellung als auch für eine solche durch einen Servomotor geeignet sein.

Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß unterhalb des Deckels ein äußerer Dichtungsring auf der Oberseite des Sitzelements auf- und an der Wandung des Gehäuses anliegt, daß ein innerer Dichtungsring gegen die Betätigungsspindel des Kükens an- und ebenfalls auf der Oberseite des Sitzelementes aufliegt und daß zwischen beiden Dich-Kugelhahn

Anmelder:

Crane Co., New York, N. Y. (V. St. A.)
Vertreter:

Dr.-Ing. E. Hoffmann und Dipl.-Ing. W. Eitle,
Patentanwälte, München 8, Maria-Theresia-Str. 6

Als Erfinder benannt:

George Edward Hansen, Elmwood Park, JH.;

Carl Robert Stone, Lombard, Jll.;

Anton Korzenowski, Brookfield, Jll. (V. St. A.)

tungsringen dicht an diesen anliegend ein Distanzring eingesetzt ist.

Vorteilhafterweise hat der äußere Dichtungsring dabei vor dem Einsetzen in seine Ringnut einen etwas größeren Durchmesser als diese, so daß er in eingesetztem Zustand auf einen kleineren Durchmesser zusammengedrückt wird. Zur Erleichterung des Einsetzens ist dabei zweckmäßig der obere Bereich der Gehäusewandung auf der Innenseite abgeschrägt. Vorteilhaft ist es auch, wenn der Distanzring vor dem Festschrauben des Deckels geringfügig über die Oberfläche des Gehäuses hinausragt, so daß über ihn durch den aufgesetzten Deckel ein Druck auf das Sitzelement ausgeübt werden kann.

Bei festgeschraubtem Deckel sind beide Dichtungsringe fest gegen die abzudichtenden Flächen gepreßt. Begünstigt wird die Abdichtung noch, wenn die Auflagefläche des Sitzelementes für die beiden Dichtungsringe gegenüber der Auflagefläche für den Distanzring erhöht ist.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist ferner eine gewisse Ausdehnungsmöglichkeit für das Sitzelement dadurch geschaffen, daß der Deckel des Gehäuses aus relativ dünnem Stahlblech hergestellt ist und somit die Möglichkeit bietet, geringfügig auszuweichen. Dadurch wird die Leichtgängigkeit des Kükens auch dann sichergestellt, wenn das Sitzelement quillt bzw. von vornherein Übermaß hat. In diesem Zusammenhang ist bemerkenswert, daß Gummi, welcher hauptsächlich als Material für das Sitzelement in Frage kommt, praktisch inkompressibel ist.

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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.

F i g. 1 ist eine Gesamtansicht im Schnitt durch den erfindungsgemäßen Drehschieber;

F i g. 2 zeigt einen Querschnitt nach der Linie 2-2 von F i g. 1;

F i g. 3 zeigt einen Querschnitt nach der Linie 3-3 von Fig. 1, wobei sich der Schieber in der Offenstellung befindet;

F i g. 4 ist ein Ausschnitt der in F i g. 3 gezeigten Schnittdarstellung, wobei sich allerdings der Schieber in der Schließstellung befindet.

In F i g. 1 ist ein Schiebergehäuse 1 dargestellt, das mit gegenüberliegenden Anschlußstutzen 2 und 3 zum Anschluß an eine nicht dargestellte Rohrleitung ausgebildet ist. Während in der Zeichnung gewöhnliche, mit Gewinde versehene Rohrverbindungen dargestellt sind, sind abhängig von der Art des Betriebs selbstverständlich auch andere Rohrverbindungen möglich. Das Gehäuse 1 weist an den Übergangsstellen Mündungsteile 4 und 5 auf, die zur Gehäusekammer 6 mit einer schwach konischen Wand 7 führen.

In die Kammer 6 ist ein im wesentlichen konisches Sitzelement 8 aus Gummi oder einem anderen Material eingepaßt, das drehbar das Kugelküken 9 umschließt. Das Kugelküken kann in das Sitzelement einvulkanisiert sein, wodurch sich eine enge Passung und gute Abdichtung zwischen der entsprechenden Oberfläche 11 des Sitzelements und 12 des Kükens ergibt.

Der Bedienungsschaft 13 zum Drehen des Verschlußstücks ist in dem dargestellten Beispiel in einem Stück mit dem Küken gefertigt und erstreckt sich durch eine öffnung 14 im Einsatz 8. An seinem oberen Ende ist der Schaftteil mit einem üblichen Bedienungshebel 15 versehen, der mittels einer Kopfschraube 16 auf der Oberfläche bzw. einer Schulter 18 des Schaftes befestigt ist. Diese Anordnung dient in Verbindung mit dem Kopf 17 der Schraube 16 zur Anbringung eines kombinierten Anschlag- und Anzeigeteils, das einen abwärts gebogenen und in einer Aussparung 22 des Deckels 23 beweglichen Teil 21 des Hebelendes 19 aufnimmt. Diese Anordnung begrenzt die Drehung beim Öffnen und Schließen des Drehschiebers auf etwa 90°.

Die die Gehäusekammer 6 begrenzende konische Ringfläche 7 weist nach außen hin eine Abschrägung 24 auf. Zweck dieser Abschrägung ist es, den Einbau eines Dichtungsringes 25 sowie zusätzlich eine Ausdehnung des Sitzelements 8 zu erleichtern, das auf seiner Oberseite eine äußere ringförmige Schulter 26 aufweist. Dennoch endet das Sitzelement unterhalb der Deckfläche 27 des Gehäuses. Auf die Oberfläche des Sitzelements ist ein Distanzring 28 aufgelegt, dei vor dem Aufsetzen des Deckels 23 auf das Gehäuse geringfügig, beispielsweise einige zehntel Millimeter über die Deckfläche 27 hinausragt. Dadurch wird, wenn die Deckplatte 23 mittels Kopfschrauben 29, von denen eine gezeigt ist, auf dem Schiebergehäuse angebracht ist, der gewünschte Druck auf das Sitzelement erhalten. Bei Versuchen hat sich gezeigt, daß zur flüssigkeitsdichten Verbindung zwischen Gehäuse und Deckplatte eine Kompression zwischen etwa 0,5 und 1,8 mm genügt. Dabei ist zu beachten, daß von der Kompression die zur Verstellung des Kükens erforderliche Drehkraft abhängig ist.

Zum Zweck der Abdichtung zwischen dem Schaft 13, der Deckelöffnung 30 und der Bohrung 31 des

Distanzringes 28 ist ein dem Ring 25 ähnlicher innerer Dichtungsring 32 vorgesehen, der von einer inneren ringförmigen Schulter 33 des Sitzelementes 8 getragen wird. Durch die Anbringung der Deckplatte wirkt die Drucklast auf den Dichtungsring und gleichfalls auf die Dichtungsscheibe 28, wodurch die ringförmigen Schultern 32 und 26 in die entsprechenden Dichtungsringe gedrückt werden.

Zwischen dem inneren und dem äußeren Dichtungsring 32 und 25, dem Schaft 13 und der Gehäuseabschrägung 24 wird eine vollkommene Abdichtung der Deckplatte 23 erzielt.

Dabei bewirkt der innere Dichtungsring 32 die Abdichtung zwischen Deckel 23 und Schaft 13 für die aus dem Inneren des Sitzelementes nach außen drängende Flüssigkeit, während der äußere Dichtungsring 25 als zusätzliche Dichtung zur Vermeidung von Flüssigkeitsverlusten zwischen der Gehäusewand und Deckel wirkt. Innen- und Außendurchmesser der Distanzscheibe 28 sind so bemessen, daß die beiden Dichtungsringe einer geeigneten Kompression unterworfen sind. Der Deckel 23 dient nicht nur als Abdeckung für die Kammer 6, sondern ist auch mit einem Anschlag zur Festelegung der Offen- und Schließstellung des Kükens versehen. Ferner dient seine Bohrung 30 als Lager für den Schaft 13 und damit des kugeligen Kükens 9, so daß dieses im Hinblick auf die durch die seitlichen Öffnungen des Sitzelements 8 gebildeten Kanäle einwandfrei geführt ist.

Für die im folgenden beschriebenen mannigfachen Funktionen des Deckels 23 ist Voraussetzung, daß dieser aus verhältnismäßig dünnem Stahlblech besteht und beim Aufsetzen auf das Gehäuse zunächst jedenfalls ringsherum auf dessen Deckfläche 27 zur Anlage kommt. Da Gummi oder andere geeignete Zusammensetzungen als inkornpressibel gelten und bei normaler Herstellung Veränderungen der Ebene der Schultern 33 und 26 zu erwarten sind, folgt daraus, daß das Gehäuse eine begrenzte Volumenabweichung erlauben sollte. Die Deckplatte 23 stellt dazu ein flexibles Gehäuseteil dar, das ausweichen kann, wenn das Volumen des Sitzelementes 8 das normale Maß übersteigt. Bei Höhenabweichungen bis zu etwa 1 mm können noch dichte Schieber mit mittleren Bedienungskräften für die Verdrehung erhalten werden.

Durch die Verformbarkeit des Deckels 23 wird ein schwieriges Montageproblem ausgeschaltet, das sonst stets dann auftritt, wenn das Volumen des Sitzelements oder auch des Kükens oder der Gehäusekammer vom Normalpaß abweicht.

Ein Paar von Auswölbungen 10, wie besonders aus den F i g. 3 und 4 erkennbar, erstreckt sich über die Gesamthöhe des Sitzelementes 8 und dient, wie in F i g. 2 gezeigt, sowohl zur Verstärkung des Sitzelements als auch zur Verhinderung seiner Drehung.

Zur Aufnahme der Auswölbungen 10 sowie zur weiteren Aufnahme überschüssigen Sitzmaterials und zur Verhinderung dessen Eindringens in die Gehäuseauslässe 4 und 5 bzw. die Kükenbohrung hat das Gehäuse ein Paar entsprechender Aussparungen sowie im dargestellten Fall eine Vertiefung 34.

Mit der Erfindung wird somit ein kompakter, leicht bedienbarer und einfach einstellbarer Kugelhahn geschaffen, der zudem leicht zusammenzusetzen und auseinanderzunehmen ist, ohne daß sein Gehäuse aus der Rohrleitung entfernt werden muß.

Nach einfachem Lösen der Kopfschrauben 29 kann die gesamte Anordnung aus Küken, Sitzelement und

Claims (5)

Deckel als Einheit zum Zweck der Überprüfung, des Auswechselns oder zur Reparatur mittels des Hebels 15 aus dem Gehäuse entfernt werden. Patentansprüche:

1. Kugelhahn mit einem flexiblen, an den Wandungen des Gehäuses anliegenden Sitzelement für das Küken und einem das Gehäuse abschließenden Deckel, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Deckels (23) ein äußerer Dichtungsring (25) auf der Oberseite des Sitzelementes (8) auf- und an der Wandung des Gehäuses (1) anliegt, daß ein innerer Dichtungsring (32) gegen die Betätigungsspindel (13) des Kükens an- und ebenfalls auf der Oberseite des Sitzelementes aufliegt und daß zwischen beiden Dichtungsringen dicht an diesem anliegend ein Distanzring (28) eingesetzt ist.

2. Kugelhahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Dichtungsring (25) ao vor dem Einsetzen einen etwas größeren Ringdurchmesser hat als seine Ringnut und daß das Gehäuse (1) an seinem am äußeren Dichtungsring

anliegenden Bereich nach außen hin eine Abschrägung (24) aufweist.

3. Kugelhahn nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Distanzring (28) vor dem Festschrauben des Deckels (23) mit seiner Oberseite geringfügig über die durch die obere Ringfläche (27) des Gehäuses (1) gebildete Fläche herausragt.

4. Kugelhahn nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagefläche des Sitzelementes (8) für die beiden Dichtungsringe (25, 32) gegenüber der Auflagefläche für den Distanzring (28) erhöht ist.

5. Kugelhahn nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der mit seinem unteren Rand auf der oberen Ringfläche (27) des Gehäuse (1) aufliegende Deckel (23) aus einer dünnen Stahlscheibe besteht, die sich bei einer Ausdehnung des Sitzelementes (8) elastisch auswölben kann.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Schweizerische Patentschrift Nr. 315 414;
USA.-Patentschrift Nr. 2 117 456.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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