DE1255425B

DE1255425B - Ventil mit einem um sein drehbares Verschlussstueck in Form einer Kunststoffschmelze aufgebrachten Gehaeuse und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE1255425B
Application number: DE1965M0064382
Authority: DE
Inventors: Geza Kecskemethy; Ferenc Biro
Original assignee: MUEANYAGIPARI KI
Current assignee: MUEANYAGIPARI KI
Priority date: 1964-03-03
Filing date: 1965-03-03
Publication date: 1967-11-30
Also published as: FR1443133A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

F16k

DeutscheKl.: 47 g -40/£2/

Nummer: 1 255 425

Aktenzeichen: M 64382 XII/47 g

Anmeldetag: 3. März 1965

Auslegetag: 30. November 1967

Es ist bereits bekannt, bei der Herstellung eines Hahns das Hahngehäuse in Form einer Kunststoffschmelze um das in diesem Gehäuse drehbare Küken herumzuformen. Dieses Herstellungsverfahren gewährleistet auf einfache Weise ohne mechanische Bearbeitung eine vollständige Passung zwischen Gehäuse und Küken. Dies hat eine gute Abdichtung zwischen Gehäuse und Verschlußstück zur Folge, ohne daß dazu besondere Dichtungselemente notwendig sind. Nachdem aber bei der Verfestigung der um das Küken herum aufgebrachten Kunststoffschmelze ein axiales und radiales Schrumpfen des Kunststoffmaterials eintritt, ist das Drehen des Hahnkükens je nach Wandstärke des Hahngehäuses nur mit mehr oder weniger großem Kraftaufwand möglich. Aus diesem Grunde schien es bisher ausgeschlossen, das zur Herstellung von Hähnen mit drehbaren Küken bekannte Herstellungsverfahren auch bei Ventilen mit einer Schraubspindel anzuwenden, da bei diesen Ventilen durch das Schrumpfen des aufgebrachten Ventilgehäuses ein Festpressen der Gewindegänge der Spindel im Gegengewinde des Gehäuses eintritt und ein einigermaßen leichtes Drehen der Spindel verhindert.

Ziel der Erfindung ist daher, das bekannte Verfahren zur Herstellung von Ventilen, bei welchem auf den drehbaren Verschlußteil das Gehäuse in Form einer Kunststoffschmelze aufgebracht wird, so zu verbessern, daß trotz des Schrumpfens des auf den Verschlußteil aufgebrachten Kunststoffmaterials eine leichte Drehbarkeit des Verschlußteils im fertigen Gehäuse möglich wird. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der drehbare Verschlußteil mit seiner Spindel einer mit einer vorübergehenden Volumenänderung verbundenen Vorbehandlung unterworfen und anschließend die Kunststoffschmelze aufgebracht wird. Diese vorübergehende Volumenänderung, welche nach dem Aufbringen der Kunststoffschmelze sich wieder zurückbildet, führt dazu, daß die Kunststoffschmelze eine Schrumpfung ausführen kann, ohne sich fest auf den Verschlußteil bzw. dessen Spindel aufzupressen und die Leichtgängigkeit dieses Verschlußteils dadurch zu beeinträchtigen. Die der Volumenänderung dienende Vorbehandlung kann in Form einer Erwärmung oder Quellung durchgeführt werden. Die Art der Vorbehandlung hängt von der chemischen Zusammensetzung und der eventuell vorher durchgeführten Oberflächenbehandlung der Ventilspindel sowie von der Art der Formgebung des Ventilgehäuses bzw. der weiteren Ventilteile ab.

Es sind zwar bereits verschiedene Vorschläge bekanntgeworden, bei Ventilen die Leichtgängigkeit des

Ventil mit einem um sein drehbares
Verschlußstück in Form einer Kunststoffschmelze aufgebrachten Gehäuse und Verfahren
zu seiner Herstellung

Anmelder:

Müanyagipari Kutato Intezet, Budapest
Vertreter:

Dr.-Ing. Ε. Hoffmann, Dipl.-Ing. W. Eitle
und Dr. rer. nat. Κ. Hoffmann, Patentanwälte,
München 8, Maria-Theresia-Str. 6

Als Erfinder benannt:

Geza Kecskemethy,
Ferenc Birö, Budapest

Beanspruchte Priorität:
Ungarn vom 3. März 1964 (293)

Verschlußteils zu erhöhen. Diese Vorschläge beschränken sich jedoch darauf, die Reibung zwischen Verschlußteil und Gehäuse durch glatte Oberflächen mit geringem Reibungskoeffizienten zu vermindern. Solche Maßnahmen reichen jedoch allein nicht aus, bei der Herstellung eines Ventils durch Aufbringen einer Kunststoffschmelze auf den drehbaren Verschlußteil eine leichte Drehbarkeit des Verschlußteils nach Verfestigung des um diesen herummodellierten Gehäuses zu gewährleisten, insbesondere, wenn es sich um einen Verschlußteil mit Schraubspindel handelt.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann so vorgegangen werden, daß das eventuell mit einem Gleitüberzug versehene Ventilverschlußstück unmittelbar nach seiner eine vorübergehende Volumenänderung hervorrufenden Vorbehandlung in eine Form eingelegt wird, in welcher das Ventilgehäuse um das Verschlußstück herumgegossen oder herumgespritzt wird. Die Kühlverhält-

709 690/276

nisse und der Druck werden in dieser Form derart eingestellt, daß in Anpassung mit der Vorbehandlung des Verschlußstücks die Schrumpfung in dem erwünschten bzw. zulässigen Ausmaß eintritt.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, ein leicht drehbares Ventil bei Anwendung eines Herstellungsverfahrens zu erreichen, bei welchem auf das drehbare Verschlußteil das Gehäuse in Form einer Kunststoffschmelze aufgebracht wird, kann erfindungsgemäß auch dadurch gelöst werden, daß die äußere Oberfläche oder ein Teil der äußeren Oberfläche des an dem Gewinde der Ventilspindel zur Anlage gelangenden Teils des Gehäuses faltenbalgartige Form hat. Dadurch kann einerseits eine gleichmäßig geringe Materialstärke des an dem Gewinde der Ventilspindel zur Anlage gelangenden Gehäuseteils erreicht werden, wodurch das Ausmaß des Schrumpfens dieses Gehäuseteils bei seiner Verfestigung nach dem Herummodellieren um die Spindel und die auf die Spindel ausgeübten Reibungskräfte beim Drehen des Verschlußstücks klein gehalten werden. Außerdem wird diese Reibung noch dadurch verringert, daß dem die Ventilspindel umgebenden Gehäuseteil durch seine faltenbalgartige Form eine gewisse Elastizität verliehen wird.

Es ist natürlich möglich, auch ein Ventil der eben beschriebenen Form in dem erfindungsgemäßen Verfahren herzustellen.

Durch Aufbringen von Überzügen in Form von Gleit- oder Trennmitteln auf die Ventilspindel kann dessen Leichtgängigkeit mitunter noch zusätzlich gesteigert werden. Wenn die Ventilspindel aus Kunststoff besteht, so können Gleitmittel wie kolloidaler Graphit und Molybdändisulfid bereits in die Grundmasse der Ventilspindel eingebracht werden, bevor diese im Gieß- oder Preßverfahren geformt wird.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele.

F i g. 1 zeigt einen Schnitt durch ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Ventil in Schließstellung;

F i g. 2 veranschaulicht dieses Ventil ebenfalls im Schnitt in Offenstellung;

F i g. 3 ist ein Schnitt durch ein Ventil mit faltenbalgartigem Gehäuse.

Das in Fig. 1 und 2 dargestellte Ventil besteht im wesentlichen aus dem Verschlußstück 1, das mit dem Drehgriff 2 ein einstückiges Teil bildet. In der Mitte des Verschlußstücks 1 ist ein Gewindeteil 8 vorgesehen, dessen Gewinde eine Kombination von Rundgewinde und Trapezgewinde darstellt. Am unteren Ende des Verschlußstücks ist ein zylindrischer Teil 7 vorgesehen, dessen Durchmesser gleich oder kleiner als der Durchmesser des Gewindekerns ist. Zwischen dem Gewindeteil 8 und dem Drehgriff 2 ist ein zylindrischer Teil 9 vorgesehen, dessen Durchmesser gleich oder größer als der äußere Gewindedurchmesser ist. Das das Verschlußstück 1 umgebende Ventilgehäuse ist so geformt, daß im Spritzgußverfahren mit Hilfe eines in die Form eingelegten Kerns gleichzeitig auch die Einlaßöffnung 5 und die Auslaßöffnung 6 gebildet werden kann.

Beim Öffnen des Ventils mittels des Drehgriffs 2 von der Schließstellung gemäß F i g. 1 in die Offenstellung gemäß F i g. 2 wird die Ventilspindel 1 teilweise aus dem Gehäuse heraus und der zylindrische Verschlußteil7 in den Gewindeteile des Gehäuses

hineinbewegt. Das völlige Ausschrauben der Ventilr spindel wird durch den an der Unterseite des Drehgriffs 2 ausgebildeten Rand 10 und durch die am oberen Rand des Ventilgehäuses ausgebildete SchuI-ter 4 verhindert.

Gemäß der Erfindung erfolgt die Herstellung dieses Ventils derart, daß zunächst das Verschlußstück gefertigt und anschließend auf dieses Verschlußstück das Gehäuse in Form einer Kunststoffschmelze aufgebracht wird, nachdem es vorher einer Vorbehandlung unterworfen wurde, mit welcher eine vorübergehende Volumenänderung des Verschlußstücks erreicht wird.

Es wurden nach diesem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Ventile auf folgende Weise erprobt:

Zunächst wurden Verschlußstücke mit einem Durchmesser von 13 mm und mit einem 23 mm langen Gewindeteil, einer Gewindetiefe von 1,5 mm und einer Gewindesteigung von 2 mm im Spritzgußverfahren aus einem graphithaltigen Polyamid auf Kaprolaktambasis mit einem Schmelzpunkt von 210° C hergestellt. Der Oberteil des Gewindes war als Trapezgewinde und der Unterteil als Rundgewinde ausgebildet. Der Unterteil des Verschlußstücks bestand aus einem 5 mm langen zylindrischen Verschlußteil mit einem Durchmesser von 10 mm und einem konisch ausgebildeten Ende. Die so hergestellten Verschlußstücke wurden in einen Raum mit 70°/oiger relativer Feuchtigkeit bei verschiedenen Temperaturen zur Erzielung einer unterschiedlichen Volumenänderung 24 Stunden lang gelagert. Unmittelbar anschließend wurden die Ventilgehäuse um die Verschlußstücke herumgespritzt. Der für diesen Zweck verwendete Kunststoff bestand aus einem Polyamid mit niedrigem Schmelzpunkt. Der Spritzguß wurde bei einer Temperatur von 185° C und einem Druck von 280 atm durchgeführt.

Die Erprobung der so gemäß der Erfindung hejgestellten Ventile hinsichtlich des zum öffnen des Ventils erforderlichen Drehmoments und der Dichtung zwischen Verschlußstück und Gehäuse bei Anwendung von Wasser mit einer Temperatur von 75° C und einem Druck von 5 atm hat folgendes Ergebnis 1-5 gebracht:

	1	Probe Nr. 2 j 3
Spindeltemperatur vor dem Spritzgießen, ⁰C				20	40	60
Drehmoment, cm/kg	14	12,2	8,6
Menge des ausgeflossenen
Wassers in ml/Std. bei einer
Gewindesteigung * von
20 mm	0	Φ	Φ
10 mm	naß	naß	0,02
0,5	0,9	1,2

* Die Höhe der sich berührenden Gewinde der Spindel und des Gehäuses.

Bei dem in F i g. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel hat das Gehäuse eine faltenbalgartige Oberflächenform. Diese Formgebung hat sich besonders im Fall der Verwendung größerer Ventile als vorteilhaft

Claims

erwiesen (ζ. Β. bei Ventilen mit einem Durchmesser von mehr als 20 mm). Das Verschlußstück 18 ist mit einem Sackloch 19 versehen, das gestattet eine elastische Deformierung des Verschlußstücks in radialer Richtung während des Schrumpfens des Gehäuses bei 5 seinem Erstarren nach dem erfindungsgemäßen Aufbringen auf das Verschlußstück. Die Radialbohrung 20 ermöglicht nötigenfalls eine Schmierung. Die faltenbalgartige Ausbildung der Oberflächen sichert dem Hals des Ventilgehäuses eine gewisse Elastizität in Richtung der Spindelachse, wodurch die an den Gewindeflanken beim Verstellen auftretenden Reibkräfte reduziert werden. Die Ventilstücke können sowohl aus einem geeigneten Metall als auch aus einem Thermoplast bzw. Duroplast hergestellt werden. Es ist jedoch zweckmäßig, das Ventilgehäuse ebenso wie die Ventilstücke aus einem thermoplastischen Kunststoff zu fertigen. Vorteilhaft werden Ventilstück und Gehäuse aus verschiedenen Kunststoffen hergestellt, weil dabei die Reibungsverhältnisse günstiger werden und beim Aufbringen des Gehäuses auf das Verschlußstück ein unerwünschtes Zusammenschmelzen beider Teile einfacher vermeidbar ist. Als besonders zweckmäßig haben sich Ventile mit einem Verschlußstück aus Polyamid und einem aus Polyäthylen, Polypropylen, Polykarbonat oder aus Polyformaldehyd (Polyoxymethylen) hergestellten Gehäuse sowie Ventile mit einem aus Polyformaldehyd (Polyoxymethylen) her- gestellten Verschlußstück und einem aus Polyäthylen hergestellten Gehäuse erwiesen. Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Ventilen, bei welchem auf das drehbare Verschlußstück das Gehäuse in Form einer Kunststoffschmelze aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß das drehbare Verschlußstück mit seiner Spindel einer mit einer Volumenänderung verbundenen Vorbehandlung unterworfen und anschließend die Kunststoffschmelze aufgebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die der Volumenänderung dienende Vorbehandlung in Form einer Erwärmung oder Quellung durchgeführt wird.

3. Ventil mit einem um seine Spindel in Form einer Kunststoffschmelze aufgebrachten Gehäuse, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Oberfläche oder ein Teil der äußeren Oberfläche des an dem Gewinde der Ventilspindel zur Anlage gelangenden Teiles des Gehäuses eine faltenbalgartige Form hat.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 684861, 806 746,
360;

französische Patentschriften Nr. 873 457,
Ol 117, 1 222 777.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen