DE1600811C3 - Zu- und abfluflseitige Dichtringanordnung für einen Kugelhahn - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine zu- und abflußseitige Dichtringanordnung für einen Kugelhahn mit schwimmend gelagertem Küken, bestehend aus je einem weichen Dichtring, welcher über einen Basisabschnitt in einer Nut gelagert ist und einen mit dem Basisabschnitt verbundenen, radial innenliegenden, durch eine Ringnut axial beweglichen Dichtungsabschnitt aufweist, dessen dem Küken abgewandte Seite einer Stützfläche der Nut gegenüberliegt, die sich von dem Basisabschnitt radial nach innen und vom Küken weg erstreckt.

Wird ein mit dieser Dichtringanordnung ausgerüsteter und aus der deutschen Auslegeschrift 12 18 830 bekannter Kugelhahn zum Absperren relativ hoher Mediumdrücke benutzt und das Küken häufig in der Dichtringanordnung verdreht, verliert dieser Kugelhahn relativ schnell seine leckagefreie Sperrwirkung. Eine geeignete Materialauswahl für die Dichtringanordnung kann hier nur begrenzt Abhilfe schaffen, weil hohe Mediumdrucke härteres Dichtungsmaterial erfordern, das sich bei kleinen Druckunterschieden nicht leckagefrei an das Küken anlegt.

Ferner ist bei dem bekannten Kugelhahn der Ersatz der abgenutzten Dichtringanordnung wegen der besonderen Einpassung und der besonderen Form der Dichtringe schwierig.

Aus der britischen Patentschrift 8 56 698 ist ein Kugelhahn bekanntgeworden, bei dem das Küken sich bei Druckbeaufschlagung an einem Dichtring sowie zusätzlich an einer weiteren mit Kunststoff abgedeckten Lagerfläche abstützen kann. Der Dichtring ist in einer speziell ausgeformten Nut eines metallischen Ringhalters eingesetzt, welcher in das Kugelhahngehäuse eingeschraubt ist. Diese Dichtringanordnung ist jedoch relativ teuer in der Herstellung, weil der Ringhalter kompliziert geformt und in das Hahngehäuse eingeschraubt werden muß. Darüber hinaus hängt die Dichtleistung sehr weitgehend davon ab, wie stark der Ringhalter beim Zusammenbau des Kugelhahns eingeschraubt wurde.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei dem eingangs genannten Kugelhahn eine Dichtringanordnung zu schaffen, die ein leckagefreies Arbeiten des Kugelhahns über einen möglichst großen Mediumdruckbereich sicherstellt, trotzdem die Dichtungsringe möglichst wenig verschleißt und einen leichten Ersatz unbrauchbarer Dichtringe erlaubt.

Gemäß der Erfindung ist bei dem eingangs genannten Kugelhahn vorgesehen, daß zu- und abflußseitig der weiche Dichtring in einer ersten Nut eines Ringhalters gelagert ist, an die sich eine radial nach außen sowie auf das Küken zu versetzte zweite Nut anschließt, in welcher ein ebenfalls nachgiebiger, aber relativ zum weichen Dichtring härterer, das Küken und den Basisabschnitt abstützender Stützring angeordnet ist, daß sich an die Stützfläche der ersten Nut am radial inneren Ende eine auf das Küken zu weisende Ringlippe anschließt, die im Normalfall außer Kontakt mit dem Küken bleibt, und daß an der der Stützfläche abgewandten Außenfläche des Ringhalters ein ringförmiger Vorsprung vorgesehen ist, der einen in einer Ringnut des Gehäuses des Kugelhahns eingelegten O-Ring beaufschlagt und in die Ringnut einpreßt.

Durch die Erfindung wird eine besonders einfache Dichtringanordnung geschaffen, die nicht nur eine einfache Auswechsel- und Herstellbarkeit bedingt, sondern in ihrem speziellen Zuschnitt auf den eingangs genannten Kugelhahn dessen vorteilhafte Wirkungen weiterhin sichert, wobei die Ringlippe in einfacher Weise eine zusätzliche Sicherheit für extreme Betriebsfälle bringt.

In bevorzugter Weiterführung der Erfindung besteht der Dichtring aus Polytetrafluor-Äthylen und der Stützring zur Erzeugung eines größeren Elastizitätsmoduls aus Polytetrafluour-Äthylen, dem inertes Pulvermaterial, insbesondere Keramikpulver, zugesetzt ist.

Die Erfindung wird an dem in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen Kugelhahn längs der Linie 1-1 aus Fig. 2;

F i g. 2 im verkleinerten Maßstab eine Draufsicht auf den Kugelhahn längs der Linie 2-2 aus F i g. 1;

Fig.3 in stark vergrößerten Maßstab einen Schnitt durch einen Ringhalter, dessen Dichtring und Stützring in einer Stellung stehen, in der sie noch keine Kräfte aufzunehmen haben;

Fig.4 einen der Fig.3 ähnlichen Teilschnitt eines Ringhalters auf der Abstromseite des Kugelhahns mit voll angepreßtem Kugelküken; und

F i g. 5 einen der F i g. 3 entsprechenden Teilschnitt durch einen auf der Aufstromseite liegenden Ringhalter, dessen Dichtring und Stützring in derjenigen Stellung stehen, die sie beim Anlegen des Kugelkükens an dem gegenüberliegenden Ringhalter einnehmen.

Der in den F i g. 1 und 2 gezeigte Kugelhahn 10 hat ein Gehäuse 12, das aus zwei Teilen 14,16 besteht, die im zusammengesetzten Zustand den innenliegenden Schließraum 18 von zylindrischer Form bilden. Wie es aus den Zeichnungen hervorgeht, sind die beiden Teile 14, 16 des Gehäuses 12 mit Hilfe einer Anzahl kreisförmig angeordneter Bolzen 20 verbunden und enthalten Strömungskanäle 22, 24, die von den freien Stirnseiten des Gehäuses zum Schließraum 18 führen.

Die Verbindung zwischen den Strömungskanälen 22, 24 wird mit Hilfe eines Kükens 26 hergestellt, welches eine zentral verlaufende Bohrung 28 aufweist, die durch Verdrehen des Kükens 26 die sich gegenüberliegenden inneren Enden der Strömungskanäle 22, 24 wahlweise verbindet oder trennt. Die Drehachse des Kükens 26 verläuft dabei senkrecht zur Längsachse des Schließraumes 18.

Das Küken 26 wird zwischen ihrer Öffnung- und ihrer Schließstellung durch eine Betätigungseinrichtung verdreht, die ein Schwimmen des Kükens im Schließraum 18 erlaubt, so daß sich dieses unter dem Einfluß des Druckes des Strömungsmittels in Richtung auf das innere Ende des einen oder anderen Strömungskanals 22, 24 bewegt; auf diese Weise wird die von dem Strömungsmittel ausgeübte Kraft dazu benutzt, das Küken gegen den jeweiligen Abströmkanal dichtend anzulegen, wenn es in der nachstehend noch erläuterten Weise in seine Schließstellung gedreht wird.

In dem Küken 26 ist ein Schlitz 30 vorgesehen, der eine abgeflachte Zunge 32 aufnimmt, die ihrerseits am inneren Ende einer Betätigungswelle 34 vorgesehen ist. Diese Betätigungswelle verläuft durch eine Radialbohrung 36, die in einem verdickten Ansatz 38 des Gehäuseteiles 14 vorgesehen ist zur Außenseite des Kugelhahns 10. Die Abmessungen der Zunge 32 sind etwas kleiner als diejenigen des Schlitzes 30, so daß ein begrenztes Spiel zwischen dem Küken und der Zunge 32 vorhanden ist, die das schon erwähnte Schwimmen des Kükens im Schließraum 18 ermöglicht.

Die Betätigungswelle 34 wird von einem Handrad 40 verdreht, das fest mit dem äußeren, freien Ende der Betätigungswelle 34 verbunden ist, wobei diese Verbindung eine axiale Relativbewegung zwischen A₁ Handrad und Betätigungswelle ermöglicht. -' Ein Strömungsmittelverlust aus dem Schließraum 18 entlang der Betätigungswelle 34 wird mit Hilfe von drei Ringdichtungen verhindert, die von einer inneren Dichtung 42, einer äußeren Dichtung 44 und einer Zwischendichtung 46 gebildet sind. Die innere Dichtung 42 sitzt in einer eingesenkten Bohrung 48 im Bereich des inneren Endes der Radialbohrung 36 um die Betätigungswelle 34 herum und wird mit Hilfe eines Ringflansches 50 der Betätigungswelle 34, dessen Außendurchmesser etwa gleich dem Durchmesser der Bohrung 48 entspricht, gegen den Boden der Bohrung 48 gedrückt. Die äußere Dichtung 44, die ebenfalls die Betätigungswelle 34 umgibt, sitzt in einer eingesenkten Bohrung 52 am äußeren Ende der Bohrung 36 und wird von einer Büchse 54, die mit Spiel auf der Betätigungswelle 34 sitzt, gegen den Boden der Bohrung 52 gepreßt. Mit Hilfe einer auf die Betätigungswelle 34 aufgeschraubten Stellmutter 55 wird die Büchse 54 in ihrer Lage gehalten, die Büchse 54 nach innen gegen die äußere Dichtung 44 gepreßt und gleichzeitig der Ringflansch 50 nach außen gezogen, um dadurch die innere Dichtung 42 festzupressen. Die Zwischendichtung 46 wird von einem O-Ring gebildet, der in einer Ringnut 58 der Betätigungswelle 34 sitzt und sich an der Wand der Radialbohrung 36 abstützt. Weiterhin ist eine Mutter 56 vorgesehen, die auf das freie äußere Ende der Betätigungswelle 34 aufgeschraubt ist und das Handrad 40 gegen eine an der Büchse 54 vorgesehene Anschlagfläche 59 festlegt; dadurch wird die erwähnte mögliche Relativbewegung zwischen Betätigungswelle 34 und Handrad 40 aufgehoben.

Wie es der F i g. 1 zu entnehmen ist, ist der Gehäuseteil 16 so ausgebildet, daß er eine abnehmbare

ίο Abdeckung für den Schließraum 18 bildet. Dadurch wird die maschinelle Bearbeitung des Schließraumes erleichtert und ein bequemes Zusammenbauen und Auseinandernehmen des Kugelhahns ermöglicht. Es sei angemerkt, daß die Betätigungswelle 34 von unten durch den Schließraum 18 in die Radialbohrung 36 eingesetzt wird. Die Abdichtung des Kükens 26 gegen ein Umströmen durch das Strömungsmittel in der geschlossenen Hahnstellung wird mit Hilfe von zwei Dichtringanordnungen 60, 62 bewirkt, die herausnehmbar und die inneren Enden der Strömungskanäle 22,24 umgebend in dem Schließraum 18 untergebracht sind. Die Dichtringanordnungen 60, 62 sind identisch ausgebildet und werden in komplementärer Lage beiderseits des Kükens 26 angeordnet.

Es leuchtet ein, daß die Küken 26 beim Verdrehen in seine Schließstellung der vom Strömungsmittel ausgeübten Kraft ausgesetzt ist, die das Küken gegen dasjenige innere Ende eines der Strömungskanäle 22,24 preßt, welches unter dem niedrigeren Druck steht. Die Dichtringanordnungen 60, 62 sind so ausgebildet, daß sie die gesamte, auf das Küken 26 einwirkende Kraft des Strömungsmittels aufnehmen, so daß das Küken sich voll auf jeweils einer Dichtringanordnung abstützt, welche eine aktive Dichtung gegenüber dem Küken bewirkt; die Dichtringanordnungen sind dabei so ausgelegt, daß sie aufgrund ihres Aufbaues aus einem nachgiebigen Material diese Kraft auch aufnehmen können und aufgrund ihrer besonderen Ausbildungsform ein besonders gutes Abdichten ermöglichen, während sie gleichzeitig sich selbst vor den auf sie einwirkenden Kräften selbst dann schützen, wenn das Küken unter dem vollen Druck eines Strömungsmittels steht.

Gemäß F i g. 3 besteht jede Dichtringanordnung 60, 62 aus einem Stützring 64 und einem Dichtring 66, die beide aus einem nachgiebigen Material bestehen. Die beiden Ringe 64,66 einer jeden Dichtringanordnung 60, 62 sind in einem Ringhalter 68 untergebracht, der herausnehmbar in dem Schließraum 18 angeordnet ist.

Die Ringe 64,66 sind koaxial zueinander angeordnet und haben mit Bezug auf den Mittelpunkt des Kükens 26 die in den Zeichnungen gezeigte relative Lage zueinander. Sowohl der innere Stützring 64 als auch der äußere Dichtring 66 eines jeden Ringhalters arbeiten bei der Herstellung der gewünschten Abdichtung gegenüber dem Küken 26 zusammen. Dennoch sind Stützring und Dichtring unterschiedlich ausgebildet, so daß beide beim Herstellen und Aufrechterhalten der Dichtung zwar zusammenwirken, jedoch verschiedene spezielle

fao Funktionen dabei ausüben. Aus diesem Grund ist der Stützring 64 aus einem nachgiebigen Material hergestellt, das einen verhältnismäßig hohen Elastizitätsmodul hat, während der äußere Dichtring 66, der ebenfalls aus einem nachgiebigen Material besteht, einen relativ h) nierigen Elastizitätsmodul hat.

Um ein Beispiel für zwei verwendbare Materialien zu geben, sei auf das reine Polytetrafluoräthylen verwiesen, das für die Herstellung des Dichtringes 66 verwendet

werden kann, und es sei auf Polytetrafluorethylen mit einem Zusatz eines pulverförmigen inerten Materials verwiesen, das zur Herstellung des Stützringes 64 verwendbar ist. Die Verwendung einer Dispersion von pulverförmigen inerten Materialien, wie z. B. pulverförmigem Keramikmaterial, in Verbindung mit Polytetrafluorethylen dient einer starken Erhöhung der Festigkeitseigenschaften des Materials im Verhältnis zu reinem oder unvermischtem Polytetrafluorethylen. Für die Herstellung des inneren Stützringes 64 können auch andere Materialien mit vergleichbar niedrigen Elastizitätsmodulen, wie z. B. verdichteter Asbest, metallumhüllter Gummi, Metallfolien oder Graphit.

In der dargestellten Ausführungsform sind die Ringe 64,66 in je einer einzelnen Nut 70, 72 des Halters 68 so eingesetzt, daß sie aneinanderstoßend koaxial zueinander liegen. Die zweite innere Nut 70 hat einen größeren Durchmesser als die erste äußere Nut 72 und nimmt den Stützring 64 auf, dessen Außendurchmesser wiederum größer ist, als derjenige des Dichtringes 66. Der Stützring 64 ist so dimensioniert, daß er den Dichtring 66 in radialer Richtung überlappt und in axialer Richtung an der radial verlaufenden Innenfläche 74 des Dichtringes anliegt. Damit sich der Stützring 64 nicht in axialer Richtung vom Dichtring 66 fortbewegen kann, wird er von einer radial nach innen vorspringenden und die eine Seite der zweiten Nut 70 begrenzenden Lippe 76 im Ringhalter 68 festgelegt.

Der Stützring 64 steht nach innen vom Ringhalter 68 ab und verläuft quer zu diesem in einer Richtung auf den Mittelpunkt des Kükens 26 zu, wodurch eine Dichtfläche 78 entsteht, deren Form einem Kugelausschnitt mit einem Radius entspricht, der demjenigen des Kükens 26 ähnlich ist.

Der Dichtring wird an seinem Außenumfang von der Nut 72 im Ringhalter 68 und im übrigen von dem Stützring 64 gehalten. Der Dichtring 66 erstreckt sich radial nach innen über den Stützring 64 hinaus und verläuft nach innen sowie quer mit Bezug auf den Ringhalter 68 in Richtung auf den Mittelpunkt des Kükens zu, wodurch eine Dichtfläche 80 entsteht, welche mit der angrenzenden Oberfläche des Kükens 26 zusammenwirkt. Die Dichtfläche 80 hat grundsätzlich die Form eines Kugelabschnittes mit einem Radius, der dem Radius des Kükens 26 etwa gleich ist.

Beide Ringe 64,66 sind so geformt und dimensioniert, daß der Dichtring 66, bevor die Ringe von dem Küken unter Spannung gesetzt und deformiert werden, über den Stützring 64 in Richtung auf den Kugelmittelpunkt hin vorsteht; die Dichtfläche 80 des Dichtringes hat dabei in radialer Richtung einen Abstand vom Kükenmittelpunkt, der etwas kleiner ist als der entsprechende radiale Abstand der Dichtfläche 78 des Stützringes. Der Grund für diese Anordnung wird nachstehend noch deutlich werden.

Der Dichtring 66 der dargestellten Ausführungsform ist so geformt, daß er an seinem Außenumfang einen Basisabschnitt 82 von verhältnismäßig großer radialer Dicke bildet, welcher glatt zwischen den Stützring 64 und die axial außenliegende Seite der zugeordneten ersten Nut 72 paßt. Innerhalb des Basisabschnittes 82 hat der Dichtring 66 einen Dichtbereich 83, dessen axial außenliegende Fläche 84 in der Ruhestellung, d. h. vor der Beaufschlagung des Dichtringes durch das Küken 26 grundsätzlich flach ist. Am Ringhalter 68 ist eine ringförmige Stützfläche 86 vorgesehen, die der axialen Außenfläche 84 des Dichtringes 66 direkt gegenüberliegt. Die Stützfläche 86 verläuft von dem Basisabschnitt 82 des Dichtringes radial nach innen in axial divergierender Richtung von der unbeaufschlagten Lage der Außenfläche 84 weg. Auf diese Weise definieren die Stützflächen 86 und die Außenfläche 84 gemeinsam einen Zwischenraum 88, in den der Dichtbereich 83 des Dichtringes von dem Küken 26 hereingedrückt werden kann. Das dazu erforderliche Ausbiegen des Dichtbereiches 83 in Richtung auf die Stützfläche 86 wird durch eine Ringnut 90 erleichtert,

ίο die dicht unterhalb des Basisabschnittes 82 in der axialen Außenfläche 84 des Dichtringes vorgesehen ist; diese Ringnut verkleinert den wirksamen Querschnitt des Dichtringes, so daß ein Gelenkbereich 91 entsteht, der das Ausbiegen des Dichtbereiches 83 erleichtert

Es sei hervorgehoben, daß der Hauptteil des-Dichtringes 66, der den Dichtbereich 83 umfaßt, radial innerhalb des Basisabschnittes 82 liegt Die radiale Dicke des Basisabschnittes 82 beträgt nur etwa ein Viertel der radialen Gesamtabmessung des Dichtringes 66, und die Ringnut 90 hat eine Tiefe, die etwa nur ein Drittel der axialen Gesamttiefe des Dichtringes beträgt. Obwohl die Ringnut 90 das Ausbiegen des Dichtbereiches 83 in Richtung auf die Stützfläche 86 erleichtert, verschlechtert sie dadurch jedoch nicht den festen Zusammenhalt zwischen dem Basisabschnitt 82 und dem Dichtbereich 83.

Am Innenumfang des Halters 68 ist eine Ringlippe 92 vorgesehen, die vom inneren Ende der Stützfläche 86 in Richtung auf den Mittelpunkt des Kükens 26 vorsteht.

Diese Ringlippe hat zwei Funktionen: sie bildet eine ringförmige Anlagefläche 94, die eben innerhalb des angrenzenden äußeren Dichtringes 66 liegt, wenn dieser in Richtung auf die Stützfläche 86 abgebogen ist und verhindert ein Ausdrücken des Dichtringes 66 nach innen entlang der Stützfläche 86 unter der Druckbelastung, die von dem Küken auf den Ring ausgeübt wird. Die Ringlippe 92 bildet mit ihrer festen Dichtkante 96, die als Sicherheitsabdichtung unter einem kleinen Abstand von der Kükenoberfläche dieser gegenüberliegt. Der Abstand zwischen der Dichtkante 96 und der Kükenoberfläche ist so gewählt, daß das Küken nur dann gegen sie stoßen kann, wenn die Ringe 64, 66 aufgrund unnormaler Umstände, wie z. B. übermäßiger Wärmeeinwirkung aufgrund eines Brandes zerstört sind.

Gemäß den F i g. 3 - 5 ist an der Fläche 80 eines jeden Dichtringes 66 ein in den Zeichnungen zur Verdeutlichung übertrieben groß dargestellter Dichtwulst 98 vorgesehen, der beim ersten Zusammenbau des

so Kugelhahns 10 eine Linie besonders hohen Dichtungsdruckes zwischen dem Dichtring und dem Küken bewirken soll, um eine völlige Abdichtung des Kükens bei der ersten Inbetriebnahme des Kugelhahnes zu erreichen. Dieser Dichtwulst 98 wird dann im Betrieb abgetragen werden. Jeder Dichtwulst 98 liegt dabei etwa in der Mitte seiner zugeordneten Dichtfläche 80, so daß der größere Teil des Dichtbereiches 83 als Abstützung für den Wulst dient.

In F i g. 1 ist schließlich noch eine weitere Dichtung gezeigt, die zwischen dem Ringhalter 68 einer jeden Dichtringanordnung 60, 62 und dem Gehäuse 12 vorgesehen und von je einem O-Ring 100 gebildet ist. Dieser O-Ring wird von einem ringförmigen Vorsprung 102 des Ringhalters 68 beaufschlagt und von diesem in

6-, eine im Gehäuse 12 vorgesehene Ringnut 104 eingepreßt.

Es leuchtet ein, daß das Küken 26 und der Ringhalter 62 vor dem Zusammenbau der Gehäuseteile 14, 16 in

den Schließraum 18 eingebaut wird. Vor jeglicher Beanspruchung durch Anlage des Kükens 26 nimmt jeder der beiden Dichtringe 66 mit Bezug auf seinen Ringhalter 68 und den angrenzenden Stützring 64 die in Fig.3 gezeigte Lage ein. Die Art, in der der äußere Dichtring in Richtung auf den Kugelmittelpunkt über den Stützring 64 vorsteht, kann unter Berücksichtigung der das Küken 26 darstellenden strichpunktierten Linie aus F i g. 3 entnommen werden, wobei vorausgesetzt ist, daß das Küken am Stützring anliegt.

Beim Zusammenbau des Kugelhahns 10 drückt das Küken 26 die Dichtbereiche des Dichtringes 66 etwas in Richtung auf die zugeordnete Stützfläche 86, wie es in F i g. 4 gezeigt ist. Das Bestreben eines jeden Dichtringes, seine anfängliche Lage einzunehmen, führt dazu, daß dieser Ring eine wirksame Abdichtung gegenüber dem Küken bildet.

Sobald das Küken in Schließstellung verdreht wird, wird es der Kraft des Strömungsmittels ausgesetzt, die das Küken in Richtung auf denjenigen Strömungskanal 22,24 drückt, der unter dem niedrigeren Druck steht. Da das Küken 26 im Schließraum 18 frei schwimmen kann, bewegt sie sich daraufhin in Richtung auf den Strömungskanal mit dem niedrigeren Druck und wird dort von dem auf das Küken einwirkenden Differenzdruck zwischen ihrer Zu- und ihrer Abströmseite gegen die auf der Abströmseite befindlichen und aus nachgiebigem, polymeren Material bestehenden Ringe 64, 66 gepreßt. Dabei wirken sowohl der*Stützring als auch der Dichtring auf der Niederdruckseite des Kugelhahns zusammen, um die gesamte vom Strömungsmittel auf das Küken 26 übertragene Kraft aufzunehmen.

Wegen der hohen Festigkeit des inneren Stützringes 64 und seinem großen Elastizitätsmodul kann dieser Stützring den größeren Teil der auf das Küken wirkenden Belastung aufnehmen, ohne wesentlich deformiert zu werden, und zwar auch dann, wenn beiderseits des Kugelhahns ein besonders hoher Differenzdruck herrscht. Als Konsequenz hiervon ist der innere Stützring 64 auf der Niederdruckseite des Kugelhahns widerstandsfähig gegen Beschädigungen und der mit diesem zusammenwirkende äußere Dichtring 66 wird völlig vor einer Beschädigung geschützt. Gleichzeitig wird wegen der Fähigkeit der Ringe, die gesamte auf das Küken einwirkende Kraft aufzunehmen, die Notwendigkeit zusätzliche mechanische Hemmeinrichtungen an dem Küken vorzusehen, vermieden, wodurch wiederum sichergestellt wird, daß das Küken unter allen Umständen eng und voll wirksam an einem Ring anliegt und dadurch eine entsprechend gute Dichtung ermöglicht.

Wie bereits erwähnt, sind die äußeren Dichtringe 66 aus einem nachgiebigen, polymeren Material mit einem Elastizitätsmodul hergestellt, der geringer ist als derjenige des angrenzenden Innenringes, wodurch unter verschiedenen Betriebsbedingungen separate Funktionen ausgeübt werden können. Der auf der Niederdruckseite befindliche Dichtring 66 unterstützt nicht nur den inneren Stützring bei der Bildung einer wirksamen Abdichtung auch im Falle von hohen Drücken, sondern er dient mit Vorteil auch zum

ίο Herstellen einer wirksamen Dichtung, wenn der Kugelhahn unter geringen Differenzdrücken arbeitet, die nicht ausreichen, die der Abdichtung dienenden Eigenschaften des festeren Stützringes zum Tragen zu bringen. Hinzu kommt, daß der äußere Dichtring 66 auf der Zuström- bzw. Hochdruckseite des Kugelhahnes ebenfalls zur Erzeugung einer wirksamen Abdichtung gegenüber dem Küken dient, obwohl diese von dem wirkenden Druck gegen den anderen Kükensitz gepreßt wird. In F i g. 5 ist in etwas übertriebener Darstellung die Lage der einzelnen Teile auf der Hochdruckseite des Kugelhahns gezeigt, und es ist ersichtlich, daß trotz der Verlagerung des Kükens in Richtung auf den gegenüberliegenden Kükensitz in vorteilhafter Weise auch hier eine Abdichtung erzielt wird. Das bedeutet, daß trotz der von dem einwirkenden Druck erzeugten Verlagerung des Kükens aus einer Mittelstellung in Richtung des niedrigeren Druckes, der Dichtring dennoch seine anfängliche Lage einnimmt, dem Küken folgt und in Dichtungsberührung mit dem Küken bleibt.

Es kann zwar geschehen, daß die Ringe 64, 66 nach langer Betriebszeit eine geringe permanente Verformung erfahren, was insbesondere für die auf der Niederdruckseite befindlichen Ringe zutreffen wird. Der mögliche Verformungsgrad der Dichtringe 66 wird jedoch durch die progressive Zunahme der Anlage des Dichtringes an der Stützfläche 86 begrenzt; hinzu kommt, daß die Anlagefläche 94 der Ringlippe 92 ein Herausdrücken des jeweiligen äußeren Dichtringes 66 aus der Stützfläche 86 verhindert, wodurch die Lebensdauer des gesamten Kükensitzes weiter erhöht wird.

Der Kugelhahn bietet selbst bei ganz extremen und abnormalen Bedingungen, beispielsweise im Falle eines Feuers, die zu einer Zerstörung beider Ringe 64, 66 führen würden, eine gute Sicherheit gegen große Strömungsmittelverluste, weil in diesen Fällen das Küken 26 vom Druck des Strömungsmittels gegen die Dichtkante 96 gepreßt wird.

Von Bedeutung ist weiterhin, daß bei einer, nach

langer Betriebszeit erforderlichen Überholung des Kugelhahns ein besonders einfaches Austauschen der Ringhalter 60,62 möglich ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

809640/33

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Zu- und abflußseitige Dichtringanordnung für einen Kugelhahn mit schwimmend gelagertem Küken, bestehend aus je einem weichen Dichtring, welcher über einen Basisabschnitt in einer Nut gelagert ist und einen mit dem Basisabschnitt verbundenen, radial innenliegenden, durch eine Ringnut axial beweglichen Dichtungsabschnitt aufweist, dessen dem Küken abgewandte Seite einer Stützfläche der Nut gegenüberliegt, die sich von dem Basisabschnitt radial nach innen und vom Küken weg erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß zu- und abflußseitig der weiche Dichtring (66) in einer ersten Nut (72) eines Ringhalters (68) gelagert ist, an die sich eine radial nach außen sowie auf das Küken (26) zu versetzte zweite Nut (70) anschließt, in welcher ein ebenfalls nachgiebiger, aber relativ zum weichen Dichtring härterer, das Küken (26) und den Basisabschnitt (82) abstützender Stützring (64) angeordnet ist, daß sich an die Stützfläche (86) der ersten Nut am radial inneren Ende eine auf das Küken zu weisende Ringlippe (92) anschließt, die im Normalfall außer Kontakt mit dem Küken (26) bleibt, und daß an der der Stützfläche (86) abgewandten Außenfläche des Ringhalters ein ringförmiger Vorsprung (102) vorgesehen ist, der einen in einer Ringnut (104) des Gehäuses (12) des Kugelhahns (10) eingelegten O-Ring (100) beaufschlagt und in die Ringnut einpreßt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der weiche Dichtring (66) aus Polytetrafluor-Äthylen besteht, und daß der Stützring (64) zur Erzeugung eines größeren Elastizitätsmoduls aus Polytetrafluor-Äthylen besteht, dem inertes Pulvermaterial, insbesondere Keramikpulver, zugesetzt ist.