DE1230278B

DE1230278B - Rooster with a conical plug

Info

Publication number: DE1230278B
Application number: DER23433A
Authority: DE
Inventors: Paul A Manor; Charles V Staller
Original assignee: Rockwell Manufacturing Co
Current assignee: Rockwell Manufacturing Co
Priority date: 1957-06-03
Filing date: 1958-05-31
Publication date: 1966-12-08

Description

Hahn mit kegeligem Küken Die Erfindung bezieht sich auf einen Hahn mit kegeligem Küken, dessen durch eine öffnung des Hahngehäuses ragende Betätigungsspindel durch eine Dichtung in Form einer axial gleitbar auf der Spindel angeordneten ringförmigen Patrone aus starrem Material mit in Nuten in ihrer Innen- und Außenfläche eingelegten Dichtungsringen aus elastischem Material abgedichtet ist, über welche eine axial gerichtete Anpreßkraft von einer Anpreßvorrichtung auf das Küken ohne Beeinflussung der radial wirkenden Spindelabdichtung übertragen wird.Cock with conical plug The invention relates to a cock with a conical plug, the actuating spindle of which protrudes through an opening in the tap housing by a seal in the form of an annular ring arranged axially slidably on the spindle Cartridge made of rigid material with inserted in grooves in its inner and outer surface Sealing rings made of elastic material is sealed, over which an axially directed pressing force from a pressing device on the chick without interference the radially acting spindle seal is transmitted.

Ein solcher Hahn ist Gegenstand eines älteren Vorschlags. Er besitzt gegenüber früher bekannten Hähnen mit axial zusammendrückbarer Spindeldichtung den Vorteil, daß die Abdichtung der Spindel völlig unabhängig von der Größe der axialen Anpreßkraft ist. Dagegen ist ein Lüften des Hahnkükens, beispielsweise durch Erhöhung des Schmiermitteldrucks, nicht möglich.Such a tap is the subject of an earlier proposal. He owns compared to previously known taps with axially compressible spindle seal Advantage that the sealing of the spindle is completely independent of the size of the axial Contact pressure is. On the other hand, the cock plug is ventilated, for example by raising it the lubricant pressure, not possible.

Es sind andrerseits Hähne bekannt, bei denen die axiale Anpreßkraft nicht über die Spindeldichtung auf das Küken übertragen wird und bei denen zwischen der Anpreßvorrichtung und dem Küken eine Feder angeordnet ist, die ein Lüften des Kükens erlaubt. Ein solcher Hahn würde aber einen komplizierten Aufbau haben, wenn die Anpreßkraft einstellbar sein sollte, weil dann die verstellbare Anpreßvorrichtung innerhalb des abgedichteten Raums liegen müßte.On the other hand, there are known taps in which the axial contact pressure is not transferred to the plug via the spindle seal and those between the pressing device and the chick a spring is arranged, which a lifting of the Chick allowed. Such a cock would have a complicated structure if the pressing force should be adjustable because then the adjustable pressing device would have to lie within the sealed space.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hahn der eingangs angegebenen Art so weiterzubilden, daß die Vorteile der starren Dichtungspatrone bei einstellbarer Anpreßkraft erhalten bleiben, aber ein Lüften des Kükens möglich ist.The invention is based on the object of a tap of the initially specified type so that the advantages of the rigid seal cartridge are retained with adjustable contact pressure, but venting of the plug is possible is.

Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß in an sich bekannter Weise zwischen die Anpreßvorrichtung und das Küken eine Feder geschaltet ist.According to the invention, this is achieved in that in a known per se Way, a spring is connected between the pressing device and the chick.

Bei dem nach der Erfindung ausgeführten Hahn wird die axiale Anpreßkraft ebenfalls über die starre Dichtungspatrone auf das Küken übertragen. Die Spindelabdichtung bleibt daher unbeeinflußt von der Größe der Anpreßkraft, und die einstellbare Anpreßvorrichtung liegt außerhalb des abgedichteten Raums. Andrerseits erlaubt aber die eingeschaltete Feder ein Lüften des Kükens. Die Starrheit der Spindelabdichtung ergibt dabei den zusätzlichen Vorteil, daß die Dichtungsverhältnisse auch durch die zum Lüften aufgewendete zusätzliche Kraft nicht verändert werden.In the cock designed according to the invention, the axial contact pressure also transferred to the plug via the rigid sealing cartridge. The spindle seal therefore remains unaffected by the size of the pressing force, and the adjustable pressing device lies outside the sealed space. On the other hand, however, allows the switched on Feather an airing chick. The rigidity of the spindle seal results in the additional advantage that the sealing conditions are also due to the ventilation expended additional force cannot be changed.

In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele dargestellt. Hierin zeigt F i g. 1 einen Schnitt durch einen Teil eines Hahns mit kegeligem Küken gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, F i g. 2 eine Darstellung der Dichtungsanordnung des Hahns von F i g. 1 in größerem Maßstab und im zerlegten Zustand, F i g. 3 einen Schnitt durch einen Teil einer anderen Ausführungsform unter Verwendung von Dichtungsringen mit nicht kreisförmigem Querschnitt, F i g. 4 eine teilweise geschnittene Teilansicht einer anderen Ausführungsform des Hahns F i g. 5 eine Oberansicht der Anordnung von F i g. 4, F i g. 6 eine teilweise geschnittene Teilansicht einer weiteren Ausführungsform des Hahns, ' F i g. 7 einen Teilschnitt zur Darstellung der ebenen Tellerfeder des Hahns von F i g. 6 im entspannten Zustand, F i g. 8 einen Teilschnitt ähnlich F i g. 7 zur Darstellung der ebenen Tellerfeder im vorgespannten Zustand während des normalen Betriebs, F i g. 9 einen ebensolchen Schnitt zur Darstellung der völlig gespannten Tellerfeder nach dem Lüften des Hahnkükens, F i g. 10 eine schematische Darstellung der Wirkung der normalerweise ebenen Tellerfeder nach F i g. 6 bis 9, die einen Anschlag für die Hahnbewegang liefert, Fig. 10A ein Diagramm zur Erläuterung der Wirkung einer kegeligen Tellerfeder nach Fig. 11 bis 13, Fig. 11 einen Teilschnitt zur Darstellung einer klege.ligen Tellerfeder in der Anordnung nach F i g. 6, Fig. 12 einen Teilschnitt zur Darstellung einer anderen Ausführungsform des Hahns und Fig. 13 eine teilweise geschnittene Teilansicht einer weiteren Ausführungsform des Hahns.Various exemplary embodiments are shown in the drawing. Herein, FIG. 1 shows a section through part of a tap with a conical plug according to an embodiment of the invention, FIG. FIG. 2 is an illustration of the sealing arrangement of the faucet of FIG. 1 on a larger scale and in the disassembled state, FIG. 3 shows a section through part of another embodiment using sealing rings with a non-circular cross-section, FIG. 4 is a partially sectioned partial view of another embodiment of the tap F i g. 5 is a top view of the arrangement of FIG . 4, fig. 6 is a partly sectional fragmentary view of another embodiment of the cock, 'F i g. 7 shows a partial section to show the flat disc spring of the cock of FIG. 6 in the relaxed state, FIG. 8 shows a partial section similar to FIG. 7 to show the flat disc spring in the pretensioned state during normal operation, FIG. 9 is a similar section to show the fully tensioned disc spring after the cock plug has been lifted, FIG . 10 is a schematic representation of the effect of the normally flat disc spring according to FIG. 6 to 9 that provides a stop for the Hahnbewegang, Fig. 10A is a diagram for explaining the action of a conical spring washer of Fig. 11 to 13, Fig. 11 is a partial sectional view showing an klege.ligen plate spring in the arrangement according to F i g . 6, FIG. 12 a partial section to show another embodiment of the tap, and FIG. 13 a partially sectioned partial view of a further embodiment of the tap.

Fig. 1 zeigt einen üblichen Hahn mit kegeligem Küken und Einrichtungen zur Schmierung des Kükens. Das Hahngehäuse 11 weist fluchtende Strömungskanäle 12 und 13 auf, die rechtwinklig durch eine kegelige Bohrung 14 geschnitten werden. In dieser befindet sich das Küken 15 mit einem Durchlaßkanal 16, das die Verbindung zwischen den Kanälen 12 und 13 unterbricht, wenn es wie in F i g. 1 angeordnet ist, dagegen nach Drehung um 90' die Kanäle 12 und 13 miteinander verbindet. Eine Schmiernut 17 dient zur Einführung eines Schmiermittels und zur Verteilung desselben auf die Sitzflächen des Kükens durch entsprechend angebrachte Verbindungsnuten. Diese Anordnung ist an sich bekannt und kann mit beliebiger Schmiermittelzufuhr verwendet werden.Fig. 1 shows a conventional tap with a conical plug and devices for lubricating the plug. The tap housing 11 has aligned flow channels 12 and 13 which are cut at right angles through a conical bore 14. In this there is the plug 15 with a passage 16 which interrupts the connection between the channels 12 and 13 when it is as shown in FIG. 1 is arranged, however, connects the channels 12 and 13 with each other after rotation through 90 '. A lubricating groove 17 is used to introduce a lubricant and distribute it on the seat surfaces of the plug by means of appropriately attached connecting grooves. This arrangement is known per se and can be used with any lubricant supply.

Das Küken 15 weist eine starre Betätigungsspindel 18 auf, die an der ebenen ringförmigen Stirnfläche 19 angebracht ist. Eine ringförmige biegsame Membran 21, die aus einem ebenen Federmetallring 22 und einem an ihr anliegenden Ring 23 aus Asbest, Gummi od. dgl. besteht, ist mit ihrem äußeren Umfang zwischen einer ringförmigen Schulter 24, die die Oberseite der Bohrung 14 umgibt, und einem verhältnismäßig kräftigen Deckel 25 eingeklemmt. Der Deckel 25 ist z. B. mit Schrauben od. dgL am Hahngehäuse 11 befestigt.The plug 15 has a rigid actuating spindle 18 which is attached to the flat, annular end face 19 . An annular flexible membrane 21, which consists of a flat spring metal ring 22 and a ring 23 made of asbestos, rubber od relatively sturdy cover 25 clamped. The lid 25 is z. B. fastened to the tap housing 11 with screws or the like.

Der Deckel 25 besitzt eine Bohrung 26, deren unterer Teil glatt ist und in deren oberem Teil ein Gewinde 27 eingeschnitten ist. Die Bohrung 26 hat einen größeren- Durchmesser als die Spindel 18. In dem glatten Teil der Bohrung 26 ist eine Dichtung in Form einer starren Patrone angeordnet, die aus einem ebenen starren Metallring 28, der den inneren Abschnitt des Rings 23 bedeckt, und einem starren Ring 29 von T-förmigem Querschnitt besteht (F i g. 2, 3). Der letztere weist einen Flansch 31 parallel zum Ring 28 und mit gleichem Innen- und Außendurchmesser und einen Steg 32 auf, der auf dem Ring 28 aufsitzt (F i g. 2).The cover 25 has a bore 26, the lower part of which is smooth and the upper part of which has a thread 27 cut. The bore 26 has a larger diameter than the spindle 18. In the smooth part of the bore 26 , a seal in the form of a rigid cartridge is arranged, which consists of a flat rigid metal ring 28, which covers the inner portion of the ring 23 , and a rigid one Ring 29 consists of a T-shaped cross-section ( Fig. 2, 3). The latter has a flange 31 parallel to the ring 28 and with the same inner and outer diameter and a web 32 which rests on the ring 28 (FIG . 2).

Infolge der Form der Ringe 28 und 29 bestehen an der Innenseite und an der Außenseite der starren Patrone ringförmige Nuten 33 und 34. In diese Nuten sind Ringe 35 und 36 von kreisförmigem Querschnitt (sogenannte'O-Ringe) aus einem verformbaren Werkstoff, wie Gummi, Polyamid oder Polytetrafluoräthylen, eingesetzt. Der Durchmesser dieser Ringe und die Abmessungen der Zwischenräume 33 und 34 sind so gewählt, daß sie in der Anordnung von F i g. 1 radial zusammengepreßt werden, aber axial frei verschieblich sind. Tetrafluoräthylen und Silicon sind weniger elastisch als Gummi, jedoch unempfindlich gegen hohe Temperaturen, bei denen gewöhnlicher Gummi zerstört wird. Bei gewissen Anwendungen für hohe Temperaturen kann Silicongumrni Verwendung finden. Wenn die Dichtungsringe 35 und 36 mit dem T-förmigen Ring 29 und dem ebenen Ring 28 nach F i g. 1 zusammengesetzt sind, ergibt sich die vollständige Dichtungspatrone. Oberhalb des Flansches 31 sind übereinander ein ebener Ring 37 aus einem zusammendrückbaren elastischen Werkstoff, wie synthetischem Gummi, und ein ebener glatter Metallring 38 angeordnet. Eine Stopfbüchse 39 mit Außengewinde, -die in das Gewinde 27 des Deckels eingeschraubt ist, kann so weit angezogen werden, daß sie die starre Dichtungspatrone mit ausreichender Kraft gegen die Membran 21 drückt, um ein Leckwerden zu verhüten und eine ausreichende Anpreßkraft zu liefern, mit der das Küken 15 auf seinen Sitz in der Bohrung 14 gedrückt wird. Unabhängig von der Einschraubtiefb der Stopfbüchse 39 ergibt sich stets die gleiche radiale Ab- dichtung zwischen dem Deckel 25 und der Betätigungsspindel 18 durch die O-Ringe 35, 36, die ihren Zustand beim Anziehen der Stopfbüchse 39 nicht ändern. Der glatte kreisförmige Umfang des Ringes 28 und des Flansches 31 verschieben sich entlang der Betätigungsspindel 18 und der Bohrung 26, wenn die Stopfbüchse 39 angezogen wird. Beim Anziehen der Stopfbüchse 39 wird der elastische Ring 37 zusamniengepreßt und hierdurch in einem Zustand vorgespannt, in welchem seine Federkraft der Kraft entspricht, welche das Küken auf seinen Sitz preßt. Wenn aber der auf den Kükensitz; ausgeübte Schmiermitteldruck gesteigert wird, um das Küken zu lüften, drückt sich der Rinc, 37 weiter zusammen, wodurch das Lüften leicht möglich ist. Der Ring 37 erreicht dann einen praktisch unzusammendrückbaren Endzustand, in welchem er einen Anschlag darstellt, der ein weiteres Lüften des Kükens verhindert und den Spalt, durch welchen das Schmiermitte,1 austreten kann, begrenzt. Sobald der zum Lüften ausgeübte Druck entspannt wird, dehnt sich der Ring 37 wieder in seinen vorgespannten Zustand aus, in welchem er das Küken auf seinen Sitz drückt. Größe und physikalische Eigenschaften des Rings 37 können so gewählt werden, daß er diese Aufgaben erfüllt. Während des Lüftens und der Rückkehr in den vorgespannten Zustand bewegt sich die starre Dichtungspatrone längs der Betätigungsspindel, ohne daß sich die Abdichtung derselben ändert.Due to the shape of the rings 28 and 29, there are annular grooves 33 and 34 on the inside and outside of the rigid cartridge . Rings 35 and 36 of circular cross-section (so-called O-rings) made of a deformable material such as rubber are in these grooves , Polyamide or polytetrafluoroethylene used. The diameter of these rings and the dimensions of the spaces 33 and 34 are chosen so that they are in the arrangement of FIG. 1 are compressed radially, but can be freely moved axially. Tetrafluoroethylene and silicone are less elastic than rubber, but insensitive to high temperatures at which ordinary rubber is destroyed. Silicone rubber can be used in certain high temperature applications. If the sealing rings 35 and 36 with the T-shaped ring 29 and the flat ring 28 according to FIG. 1 are put together, the result is the complete cartridge seal. Above the flange 31 , a flat ring 37 made of a compressible elastic material, such as synthetic rubber, and a flat, smooth metal ring 38 are arranged one above the other. An externally threaded stuffing box 39 , which is screwed into the thread 27 of the lid, can be tightened so that it presses the rigid sealing cartridge against the membrane 21 with sufficient force to prevent leaks and to provide sufficient contact pressure which the chick 15 is pressed onto its seat in the bore 14. Regardless of the Einschraubtiefb the stuffing box 39 the same radial waste arises always seal between the lid 25 and the actuation stem 18 by the O-rings 35, 36, 39 does not change state during tightening of the gland. The smooth circular circumference of the ring 28 and the flange 31 slide along the actuating spindle 18 and the bore 26 when the stuffing box 39 is tightened. When the stuffing box 39 is tightened, the elastic ring 37 is pressed together and thereby pretensioned in a state in which its spring force corresponds to the force which presses the plug onto its seat. But if he is on the chick seat; If the lubricant pressure exerted is increased in order to ventilate the chick, the Rinc, 37 will compress itself further, making venting easy. The ring 37 then reaches a practically incompressible end state in which it represents a stop which prevents further venting of the plug and limits the gap through which the lubricant 1 can exit. As soon as the pressure exerted for ventilation is relaxed , the ring 37 expands again into its pretensioned state, in which it presses the chick onto its seat. The size and physical properties of the ring 37 can be selected to perform these functions. During the venting and the return to the pretensioned state, the rigid sealing cartridge moves along the actuating spindle without the sealing of the same changing.

F ig. 3 zeigt eine Abänderung des Hahns von F i g. 1 und 2, bei der die in die Nuten der starren Dichtungspatrone 28, 31 eingesetzten Dichtungsringe 41 einen U-förmigen Querschnitt haben.Fig. Figure 3 shows a modification of the tap of Figure 3. 1 and 2, in which the sealing rings 41 inserted into the grooves of the rigid sealing cartridge 28, 31 have a U-shaped cross section.

Wenn das Absperrorgan hauptsächlich für hohe Temperaturen dienen soll, werden die elastischen Dichtungsringe aus einem Kunststoff, wie Silicongummi oder Polytetrafluoräthylen, hergestellt. Diese Materialien sind zwar ausreichend elastisch für die Abdichtung, aber nicht genügend dehnbar, um über den Flansch 31 der F i g. 2 zu gehen, ohne daß die Elastizitätsgrenze überschritten wird. Daher wird für Dichtungsringe aus solchem Werkstoff die zweiteilige Patronenanordnung nach F i g. 2 und 3 verwendet.If the shut-off device is to be used mainly for high temperatures, the elastic sealing rings are made of a plastic such as silicone rubber or polytetrafluoroethylene. Although these materials are sufficiently elastic for the seal, they are not stretchable enough to be over the flange 31 of FIG. 2 to go without exceeding the elastic limit. Therefore, for sealing rings made of such a material, the two-part cartridge arrangement according to FIG. 2 and 3 used.

F i g. 4 und 5 zeigen eine andere Ausführungsform, bei der das in der kegeligen Bohrung 43 des Hahngehäuses 44 drehbare kegelige Küken 42 eine starre Betätigungsspindel 45 mit einem zylindrischen Teil 46 aufweist, der in der zylindrischen Bohrung 47 eines Deckels 48 sitzt, welcher durch Schrauben 49 am Gehäuse befestigt ist. Der äußere Umfang der Meinbran 51 aus Stahlblech und zusarrunendrückbarem Material ist zwischen dem Deckel und dem Gehäuse eingeklemmt. Ein starrer Metallring 52 mit ebenen Flächen ist oberhalb des inneren Umfangs der Meinbran irn Gleitsitz in den Zwischenraum zwischen der Bohrung 47 und dem Spindelteil 46 eingesetzt. Eine Stopfbüchse 53 weist einen zylindrischen Teil 54 auf, der verschiebbar in den Zwischenraum zwischen der Bohrung 47 und dem Spindelteil 46 hineinragt. Er trägt an seinem unteren Ende in der Mitte einen schmaleren Vorsprung 55, der sich bis zum Ring 52 nach unten erstreckt, wodurch ringfönnige Nuten 56 und 57 von etwa gleicher Größe gebildet werden. In diesen Nuten sind die radial zusammengepreßten, aber axial frei beweglichen O-Ringe 58 und 59 aus Gummi, Polyamid, Polytetrafluoräthylen od. dgL untergebracht.F i g. 4 and 5 show another embodiment in which the conical plug 42 rotatable in the conical bore 43 of the tap housing 44 has a rigid actuating spindle 45 with a cylindrical part 46 which sits in the cylindrical bore 47 of a cover 48, which is fastened by screws 49 Housing is attached. The outer periphery of the Meinbran 51 made of sheet steel and compressible material is clamped between the cover and the housing. A rigid metal ring 52 with flat surfaces is inserted above the inner circumference of the membrane in a sliding fit into the space between the bore 47 and the spindle part 46. A stuffing box 53 has a cylindrical part 54 which protrudes slidably into the space between the bore 47 and the spindle part 46. It carries at its lower end in the middle a narrower projection 55 which extends down to the ring 52 , whereby annular grooves 56 and 57 of approximately the same size are formed. The radially compressed but axially freely movable O-rings 58 and 59 made of rubber, polyamide, polytetrafluoroethylene or the like are housed in these grooves.

Wenn die Stopfbüchse 53 angezogen wird, z. B. mittels Schraubenbolzen 61, steigert sich die auf die Membran 51 ausgeübte axiale Kraft auf die gewünschte Stärke, ohne daß die radiale Abdichtung durch die O-Ringe davon in irgendeiner Weise beeinflußt wird. Es kann auch eine Ringnut 62 in der Hahnspindel angebracht werden, um noch einen O-Ring 63 aus elastischem Werkstoff, wie synthetischem Gummi, Polyamid, Polytetrafluoräthylen usw., unterzubringen.When the gland 53 is tightened, e.g. B. by means of bolts 61, the axial force exerted on the diaphragm 51 increases to the desired strength without the radial seal being affected by the O-rings in any way. An annular groove 62 can also be made in the tap spindle in order to accommodate an O-ring 63 made of elastic material, such as synthetic rubber, polyamide, polytetrafluoroethylene, etc.

Wenn bei der Anordnung von F i g. 4 das I#'-üken durch den Schmiermitteldruck gelüftet wird, dient die innere Elastizität des Halindeckels 48 zur Begrenzung der Abhebebewegung und damit der Trennung an den Sitzflächen des Kükens und des Gehäuses, so daß diese Flächen sich nicht so weit voneinander entfernen können, daß das unter Druck stehende Schmiermittel beim höchsten Druck sich einfach frei in die Leitung ergießt und nicht um die Sitze herum verteilt wird. Bei der Ausführungsform nach F i g. 1 bis 3 begrenzt der Ring 37 die Abhebebewegung. Dagegen sind bei den Ausführungsformen nach F i g. 6 bis 12 besondere Federanordnungen für diesen Zweck vorgesehen. Diese sind z. B. bei solchen Absperrorganen erforderlich, wo die Deckel zu starr ausgebildet sind und nicht nachgeben können.If in the arrangement of FIG. 4 the I # '- üken is lifted by the lubricant pressure, the internal elasticity of the Halin cover 48 serves to limit the lifting movement and thus the separation at the seat surfaces of the plug and the housing, so that these surfaces cannot be so far apart that the pressurized lubricant at the highest pressure simply pours freely into the conduit and is not distributed around the seats. In the embodiment according to FIG. 1 to 3 , the ring 37 limits the lifting movement. In contrast, in the embodiments according to FIG. 6 to 12 special spring arrangements are provided for this purpose. These are e.g. B. required for such shut-off devices where the covers are too rigid and cannot give way.

Nach F i g. 6 bis 11 besitzt der Hahn ein Hahngehäuse 64, das mit einem starren angeschraubten Deckel 65 versehen ist. In der kegeligen Bohrung 66 sitzt das kegelige Küken 67 mit der starren Betätigungsspindel 68. Eine Schmiermittelzuführung 69 in der Betätigungsspindel 68 mündet durch einen radialen Kanal 71 in eine ringförmige Kükennut 72, die einer ringförinigen Nut 73 im Kükensitz gegenüberliegt. Die Mernbrananordnung 74 aus Asbest und Stahl ist an ihrem äußeren Umfang zwischen den Deckel und das Hahngehäuse eingeklemmt, während auf ihrem inneren Umfang der ebene starre Metallring 75 der starren Dichtungspatrone sitzt.According to FIG. 6 to 11 , the tap has a tap housing 64 which is provided with a rigid, screwed-on cover 65 . In the conical bore 66 sits the conical plug 67 with the rigid actuating spindle 68. A lubricant feed 69 in the actuating spindle 68 opens through a radial channel 71 into an annular plug groove 72 which is opposite an annular groove 73 in the plug seat. The asbestos and steel Mernbran assembly 74 is clamped on its outer circumference between the cover and the faucet housing, while the flat, rigid metal ring 75 of the rigid sealing cartridge is seated on its inner circumference.

Die starre Dichtungspatrone enthält wieder außer dem Metallring 75 einen starren Metallring 76, der etwa T-förinigen Querschnitt hat. Der Steg 77 dieses Metallrings 76 ruht auf dem Ring 75, und in den dadurch gebildeten Nuten zwischen dem Steg 77 und der Außenfläche 81 der Betätigungsspindel bzw. der Deckelbohrung 82 sind verformbare O-Ringe 78 und 79 aus synthetischem Gummis Polyamid, Polytetrafluoräthylen od. dgl. angeordnet. Diese O-Ringe sind wie bei den anderen Ausführungsfonnen radial zusammengedrückt, aber axial zur Spindelachse frei verschiebbar.In addition to the metal ring 75 , the rigid sealing cartridge again contains a rigid metal ring 76 which has an approximately T-shaped cross section. The web 77 of this metal ring 76 rests on the ring 75, and in the grooves thus formed between the web 77 and the outer surface 81 of the actuating spindle or the cover bore 82 are deformable O-rings 78 and 79 made of synthetic rubber, polyamide, polytetrafluoroethylene or the like arranged. These O-rings are compressed radially as in the other embodiments, but can be freely moved axially to the spindle axis.

Eine Stopfbüchse 83 ist in den oberen Teil der Bohrung 72 bei 84 eingeschraubt. Ihr Innendurchmesser ist größer als der Außendurchmesser der Betätigungsspindel 68. Die obere ebene Ringfläche 85 des Metallringes 76 und die untere ebene Ringfläche 86 der Stopfbüchse 83 sind beide konisch. Zwischen diesen beiden Flächen ist eine ringförmige Tellerfeder 87 angeordnet, die in F i g. 6 in ihrer normalen vorgespannten Lage dargestellt ist. Die gewünschte Vorspannung der Tellerfeder 87 kann mittels der Stopfbüchse 83 eingestellt werden.A stuffing box 83 is screwed into the top of the bore 72 at 84. Their inside diameter is larger than the outside diameter of the actuating spindle 68. The upper flat annular surface 85 of the metal ring 76 and the lower flat annular surface 86 of the stuffing box 83 are both conical. An annular disc spring 87 is arranged between these two surfaces, which is shown in FIG. 6 is shown in its normal preloaded position. The desired pretension of the plate spring 87 can be adjusted by means of the stuffing box 83.

Wie aus F i g. 7 hervorgeht, ist die Tellerfeder 87 im entspannten Zustand eine ebene Kreisr-ingscheibe, die aus Federstahl besteht, der so behandelt ist, daß er eine Oberflächenhärte von etwa 35 bis 45 R, aufweist. Wenn die Stopfbüchse 83 angezogen wird, wird die Tellerfeder 87 zwischen den Flächen 85 und 86 axial zusammengepreßt, wobei die Kräfte an der unteren Außenkante 89 und an der oberen Innenkante 88 angreifen. Dadurch wird auf die Tellerfeder eine Torsionsbelastung ausgeübt, die sie in den in F i g. 6 und 8 dargestellten Zustand bringt. Der nicht genau bekannte Torsionsgrad ist der Deutlichkeit halber übertrieben dargestellt. In diesem vorgespannten Zustand, bei dem die Stopfbüchse 83 als Widerlager dient, liefert die Tellerfeder 87 eine elastische Kraft zum Andrücken des Kükens auf seinen Sitz. Wie aus F i g. 10 hervorgeht, wurde gefunden, daß die Auslenkung einer derartigen ebenen ringförmigen Tellerfeder mit der Kraft praktisch proportional zunimmt, bis ein Punkt L, erreicht ist. Jenseits dieses Punktes ergibt eine Belastungssteigerung einen weit geringeren als den proportionalen Verfolmungsgrad, bis bei einem weiteren Punkt L, die Feder einen Anschlag darstellt, der eine weifere Bewegung des Kükens verhindert.As shown in FIG. 7 , the disc spring 87 is, in the relaxed state, a flat circular disk made of spring steel which has been treated so that it has a surface hardness of about 35 to 45R. When the stuffing box 83 is tightened, the plate spring 87 is compressed axially between the surfaces 85 and 86 , the forces acting on the lower outer edge 89 and on the upper inner edge 88. As a result, a torsional load is exerted on the plate spring, which it in the in F i g. 6 and 8 brings the state shown. The degree of torsion, which is not exactly known, is exaggerated for the sake of clarity. In this pretensioned state, in which the stuffing box 83 serves as an abutment, the plate spring 87 provides an elastic force for pressing the plug onto its seat. As shown in FIG. 10 , it has been found that the deflection of such a flat annular disc spring increases practically proportionally with the force until a point L is reached. Beyond this point, an increase in the load results in a far less than proportional degree of persecution, until at a further point L, the spring represents a stop which prevents further movement of the plug.

Von dieser Tatsache wird dadurch Gebrauch gemacht, daß die Feder 87 durch Betätigung der Stopfbüchse soweit verformt wird, daß sie normalerweise bis zur Stelle L, in F i g. 10 vorgespannt ist und hierdurch eine Kraft F, auf das Küken ausübt, welche jeder Tendenz des Kükens zum Abheben von seinem Sitz infolge von Komponenten des Flüssigkeitsdrucks widersteht. Wenn dagegen ein stärkerer Schmiermitteldruck angewandt wird, liefert die Tellerfeder 87 einen verhältnismäßig kräftigen Widerstand, wie aus dem Kurvenabschnitt zwischen L, und L2 in F i g. 10 hervorgeht, bis der Punkt E2 erreicht ist. Dann hat die Tellerfeder den in F i g. 9 dargestellten Zustand erreicht, in welchem sie an den Flächen 85 und 86 fest anliegt. Hier ergibt sie einen formschlüssigen Anschlag für die Bewegung des Kükens von seinem Sitz, der so gewählt werden kann, daß eine vorbestimmte Dicke des Schmiermittelfilms auf den Sitzflächen vorhanden ist. Wenn der Abhebedruck des Schmiermittels entspannt wird, dehnt sich die Tellerfeder 87 wieder aus, und sie übt nur noch den Vorspanndruck auf das Küken 67 aus.Use is made of this fact that the spring 87 is deformed by actuation of the stuffing box to such an extent that it normally extends to point L in FIG. 10 and thereby exerts a force F i on the plug which resists any tendency for the plug to lift from its seat as a result of components of the fluid pressure. If, on the other hand, a stronger lubricant pressure is applied, the plate spring 87 provides a relatively strong resistance, as can be seen from the curve section between L 1 and L2 in FIG. 10 can be seen until the point E2 is reached. Then the disc spring has the one shown in FIG . 9 reached, in which it rests firmly against the surfaces 85 and 86. Here it results in a positive stop for the movement of the plug from its seat, which can be selected so that a predetermined thickness of the lubricant film is present on the seat surfaces. When the lift-off pressure of the lubricant is released, the plate spring 87 expands again and it only exerts the pretensioning pressure on the plug 67 .

F i g. 11 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Tellerfeder 91 die zum Andrücken des Kükens an seinen Sitz dient, im entspannten Zustand kegelstumpfförmige Gestalt hat. Hierbei steht ihre untere Außenkante 92 in Berührung mit der glatten ebenen Fläche 93 des T-förmigen Rings 94 und ihre obere Innenkante 95 in Berührung mit der glatten ebenen Fläche 96 der Stopfbüchse 97. Die Flächen 93 und 96 verlaufen in diesem Fall parallel und senkrecht zur Spindelachse. Wenn die Stopfbüchse 97 angezogen ist, nimmt die Tellerfeder 91 eine vorgespannte Lage ein, in der sie das Küken 'auf den Sitz drückt. Sie klappt unter Schmiermitteldruck weiter zusammen, bis sie eine Stellung erreicht hat, in welcher sie flach an den Flächen 93 und 96 anliegt und hierdurch einen Anschlag bildet, der genau die richtige Trennfuge zur gleichmäßigen Einführung eines Schmiermittelfilms längs der Sitzflächen ergibt.F i g. 11 shows an embodiment in which the plate spring 91, which is used to press the plug against its seat, has the shape of a truncated cone in the relaxed state. Here, its lower outer edge 92 is in contact with the smooth flat surface 93 of the T-shaped ring 94 and its upper inner edge 95 in contact with the smooth flat surface 96 of the stuffing box 97. The surfaces 93 and 96 in this case run parallel and perpendicular to Spindle axis. When the stuffing box 97 is tightened, the plate spring 91 assumes a pretensioned position in which it presses the plug onto the seat. It continues to collapse under lubricant pressure until it has reached a position in which it rests flat against surfaces 93 and 96 and thereby forms a stop which provides exactly the right parting line for evenly introducing a lubricant film along the seating surfaces.

Die Kurve in F i g. 10 A zeigt die Belastungseigenschaften einer solchen kegeligen Tellerfeder bei verschiedenen Formänderungen. Wie man sieht, steigt die Kurve bei geringen Formänderungen rasch an, flacht sich jedoch im PunktC ab und verläuft von da ab bis zur vollen Abflachung im wesentlichen horizontal. Diese Federart ist besonders nützlich, wenn das Absperrorgan keine nachstellbare Stopfbüchse aufweist. Die Teile sind so bemessen, daß beim Einsetzen der Stopfbüchse 131 die Tellerfeder so weit vorgespannt wird, daß sie etwa bis zum Punkt C gelangt, in dem der horizontale Bereich der Kurve beginnt. Dieser Druck ist der normale Anpreßdruck des Kükens. Wenn der Lüftungsdruck angelegt wird, erreicht die Tellerfeder 91 rasch und ohne großen Kraftaufwand die Anschlagslage, welche die größte Dicke des Schmiermittelfilms bestimmt.The curve in FIG. 10 A shows the loading properties of such a conical disc spring with various changes in shape. As can be seen, the curve rises rapidly with small changes in shape, but flattens out at point C and runs essentially horizontally from there until it is fully flattened. This type of spring is particularly useful when the shut-off device does not have an adjustable stuffing box. The parts are dimensioned so that when the stuffing box 131 is inserted, the plate spring is pretensioned to such an extent that it reaches approximately as far as point C , where the horizontal region of the curve begins. This pressure is the normal contact pressure of the chick. When the ventilation pressure is applied, the plate spring 91 quickly and easily reaches the stop position which determines the greatest thickness of the lubricant film.

Nach F i g. 12 besitzt das Gehäuse 98 des Hahns eine kegelige Bohrung 99, in der sich ein Küken 101 mit starrer Betätigungsspindel 102 befindet, die sich durch den am Gehäuse 98 angeschraubten Deckel 103 erstreckt. Das Küken und die Bohrung haben einander gegenüberliegende, zur Schmiermittelverteilung dienende Ringnuten 104 und 105, denen das Schmiermittel wie in F i g. 6 zugeführt wird. Die Membran 106 aus Stahl und Asbest ist wieder mit dem äußeren Umfang zwischen dem Gehäuse und dem Deckel eingeklemmt. Ein starrer ebener Metallring 107 liegt auf dem inneren Umfang der Membran, und eine Stopfbüchse 108 ist verschiebbar im Zwischenraum zwischen der Betätigungsspindel und der Deckelbohrung 109 angebracht, wobei ein an ihrer Unterseite befindlicher ringförmiger Ansatz 111 den Ring 107 berührt. Die O-Ringe 112 und 113 aus Polytetrafluoräthylen od. dgl. sind axial frei und radial zusammengepreßt in den zwischen der Rippe 111 und der Betätigungsspindel bzw. der Bohrung bestehenden rin-förmigen Nuten angeordnet. Oberhalb der Rippe 111 weist die Betätigungsspindel eine Ringnut 114 auf, in der sich radial zusammengepreßt ein, ähnlicher elastischer O-Ring 115 befindet, der die Abdichtung gegenüber der Stopfbüchse 108 besorgt.According to FIG. 12, the housing 98 of the tap has a conical bore 99 in which there is a plug 101 with a rigid actuating spindle 102 which extends through the cover 103 screwed to the housing 98 . The plug and the bore have opposite annular grooves 104 and 105 which serve to distribute the lubricant and to which the lubricant as in FIG. 6 is fed. The membrane 106 made of steel and asbestos is again clamped with the outer circumference between the housing and the cover. A rigid flat metal ring 107 lies on the inner circumference of the diaphragm, and a stuffing box 108 is slidably mounted in the space between the actuating spindle and the cover bore 109 , with an annular projection 111 on its underside contacting the ring 107 . The O-rings 112 and 113 made of polytetrafluoroethylene or the like are arranged axially free and radially compressed in the rin-shaped grooves existing between the rib 111 and the actuating spindle or the bore. Above the rib 111 , the actuating spindle has an annular groove 114 in which a similar elastic O-ring 115 is radially compressed and provides the seal with respect to the stuffing box 108.

Eine starre ebene ringförmige Halteplatte 116 umgibt mit Spiel das obere Ende der Spindel 102 und ist mit dem Deckel 103 mittels mehrerer gleichmäßig verteilter Bolzen 117 (von denen nur einer dargestellt ist) verbunden. Zwischen der Unterseite der Platte 116 und der Oberseite der Stopfbüchse 108 befindet sich eine Tellerfeder 118, die zusammengedrückt wird, wenn die Bolzen 117 angezogen werden, um die Stopfbüchse 108 axial zu verschieben und den Abdichtdruck auf die Membran zu erhöhen. Wie bei der Ausführungsform nach F i g. 11 wird die Feder 118 so weit zusammengedrückt und vorgespannt, daß sie einen Druck auf das Küken ausübt, der es in seinem Sitz hält, während die Anwendung des Schmiermitteldrucks zwecks Lüftung des Kükens die Feder in die gestreckte Lage gelangen läßt, in welcher sie einer weiteren Verformung kräftig widersteht und als formschlüssiger Anschlag dient, um das Lüften des Kükens auf einen bestimmten kleinen Wert zu begrenzen. Die Deckplatte 116 ist mit einer ringförmigen Blechplatte 119 versehen, die von den durch sie gehenden Bolzen 117 festgehalten wird und mit ihrem inneren Umfang eine nachgiebige Packung 120 aus Asbest od. dgl. in Anlage an der Spindel 102 hält, um das Eindringen von Staub und Wasser zu verhindern.A rigid, flat, annular retaining plate 116 surrounds the upper end of the spindle 102 with play and is connected to the cover 103 by means of several evenly distributed bolts 117 (only one of which is shown). Between the bottom of the plate 116 and the top of the gland 108 is a plate spring 118 which is compressed when the bolts 117 are tightened to move the gland 108 axially and increase the sealing pressure on the diaphragm. As in the embodiment according to FIG. 11 , the spring 118 is compressed and pretensioned so far that it exerts a pressure on the plug which holds it in its seat, while the application of the lubricant pressure for the purpose of venting the plug allows the spring to reach the extended position in which it allows another Resists deformation vigorously and serves as a form-fitting stop to limit the venting of the chick to a certain small value. The cover plate 116 is provided with an annular sheet metal plate 119 which is held by the bolts 117 passing through it and with its inner circumference a flexible packing 120 of asbestos od To prevent water.

F i g. 13 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der das in der kegeligen Bohrung 122 des Gehäuses 123 drehbare Küken 121 eine starre Betätigungsspindel 124 mit einem zylindrischen Abschnitt 125 aufweist, der von einer zylindrischen Bohrung 126 des Deckels 127 umgeben wird. Der Deckel ist z. B. mit Schrauben 128 am Gehäuse befestigt. Der äußere Umfang der Membran 129 aus Federstahl und einem zusammendrückbaren Werkstoff ist zwischen den Deckel und das Gehäuse eingeklemmt. Ein starrer Metallring 130 mit ebenen Flächen befindet sich oberhalb des inneren Umfangs der Membran im Gleitsitz zwischen der Bohrung 126 und dem Spindelabschnitt 125. Die Stopfbüchse 131 ist mit einem ringförmigen Ansatz 132 versehen, der verschiebbar in den Zwischenraum zwischen der Bohrung 126 und dem Spindelabschnitt 125 hineinreicht und an seinem unteren Ende mit einer ebenen Fläche 133 versehen ist, die parallel zur Oberseite des Ringes 130 verläuft.F i g. 13 shows a further embodiment in which the plug 121 rotatable in the conical bore 122 of the housing 123 has a rigid actuating spindle 124 with a cylindrical section 125 which is surrounded by a cylindrical bore 126 of the cover 127 . The lid is z. B. fastened with screws 128 on the housing. The outer periphery of the diaphragm 129 made of spring steel and a compressible material is clamped between the cover and the housing. A rigid metal ring 130 having flat surfaces is located above the inner periphery of the diaphragm in a sliding fit between the bore 126 and the spindle portion 125. The stuffing box 131 is provided with an annular shoulder 132 which slidably in the space between the bore 126 and the stem portion 125 extends into it and is provided at its lower end with a flat surface 133 which runs parallel to the upper side of the ring 130 .

Zwischen der Stirnfläche 133 und dem Ring 130 befindet sich eine Tellerfeder 134, deren untere Augenkante 135 in Berührung mit der ebenen Oberseite 136 eines Ringes 137 von T-förmigem Querschnitt steht, während die obere Innenkante 138 der Tellerfeder die Stirnfläche 133 der Stopfbüchse 131 berührt. Die Stirnfläche 133 liegt ebenso wie die Fläche 136 senkrecht zur Spindelachse.Between the end face 133 and the ring 130 there is a disc spring 134, the lower eye edge 135 of which is in contact with the flat top 136 of a ring 137 of T-shaped cross-section, while the upper inner edge 138 of the disc spring touches the end face 133 of the stuffing box 131. The end face 133 , like the face 136, is perpendicular to the spindle axis.

Der T-förmige Ring 137 besitzt einen senkrechten Steg 139, der die Oberseite des Ringes 130 berührt, und elastische O-Ringe 140 und 141 aus synthetischem Gummi, Polyamid, Tetrafluoräthylen od. dgl. sind in die ringförmigen Nuten zwischen dem Steg 139 und der Außenfläche des zylindrischen Spindelabschnitts 125 bzw. der Innenfläche der Deckelbohrung 126 eingesetzt. Diese O-Ringe sind wie bei den anderen Ausführungsformen radial zusammengepreßt, können sich aber axial frei ausdehnen.The T-shaped ring 137 has a vertical web 139 which contacts the top of the ring 130 , and elastic O-rings 140 and 141 made of synthetic rubber, polyamide, tetrafluoroethylene or the like. Are in the annular grooves between the web 139 and the Outer surface of the cylindrical spindle section 125 or the inner surface of the cover bore 126 used. As in the other embodiments, these O-rings are compressed radially, but can freely expand axially.

Wenn die Stopfbüchse 131 angezogen wird, z. B. mittels der Muttern 142, steigt die auf die Membran 129 ausgeübte axiale Kraft entsprechend der Vorspannung der Tellerfeder 134 auf den gewünschten Wert. Die Tellerfeder wird hierbei soweit zusammengedrückt, daß sie sich im horizontalen Abschnitt ihrer Belastungskurve (F ig. 10 A) befindet. Hierdurch wird die radiale Abdichtung durch die O-Ringe nicht verändert. Bei dieser Lind anderen Ausführungsformen, wo keine nachstellbare Stopfbüchse vorgesehen ist, brauchen die Teile nicht mit engen Toleranzen dimensioniert werden, sondern sind stattdessen so konstruiert, daß die Tellerfeder so weit vorgespannt wird, daß sie in den horizontalen Ab- schnitt ihrer Belastungskurve gelangt.When the gland 131 is tightened, e.g. B. by means of the nuts 142, the axial force exerted on the membrane 129 increases in accordance with the preload of the plate spring 134 to the desired value. The disc spring is compressed so far that it is in the horizontal section of its load curve (Fig. 10 A) . This does not change the radial seal caused by the O-rings. In this Lind other embodiments where no adjustable gland is provided which parts need not be dimensioned with tight tolerances, but instead are designed so that the disc spring is so far biased such that they cut into the horizontal exhaust enters its load curve.

Es kann eine Ringnut 143 zur Unterbringung eines elastischen O-Ringes 144 aus synthetischem Gummi, Polyamid, Polytetrafluoräthylen od. dgl. in der Ventilspindel vorgesehen sein.It can have an annular groove 143 for accommodating an elastic O-ring 144 made of synthetic rubber, polyamide, polytetrafluoroethylene or the like in the valve spindle be provided.

Claims

Claims: _ 1. Tap with a conical plug, the actuating spindle of which protrudes through an opening in the tap housing through a seal in the form of a C which is axially slidable on the spindle and is made of an annular cartridge made of rigid material with sealing rings made of elastic material in grooves in its inner and outer surface is sealed, via which an axially directed pressing force is transmitted from a pressing device to the plug without influencing the radially acting spindle seal, d a - characterized in that in a known manner between the pressing device (39, 53, 83, 97, 116, 131) and the plug (15, 42, 67, 101, 121) a spring (37, 48, 87, 91, 118, 134) is connected.

2. Tap according to claim 1, characterized in that the spring (37, 87, 91, 118, 134) between the pressing device (39, 83, 97, 116, 131) and the sealing cartridge (31, 76, 94, 108, 137) is arranged. 3. Tap according to claim 2, characterized in that the force-displacement characteristic of the spring (91, 118, 134) is approximately constant in an area of compression and that the spring is biased after installation in this area. 4. Hahn according to spoke 3, characterized in that the spring (91, 118, 134) is a conical disc spring between two parallel surfaces (93, 96, 133) of the pressing device (97, 116, 131) and the sealing cartridge (94, 108, 137) is arranged. Documents considered: Austrian Patent No. 177 978; USA. Patents No. 2,069,013, 2,279,472, 2,586,871, 2,621,012, 2,699 916. Contemplated older patents: German patent no. 1150 849th.