DE1650327B2

DE1650327B2 - Dichtungsanordnung fuer haehne und schieber mit schmierung der dichtflaechen

Info

Publication number: DE1650327B2
Application number: DE1967C0043201
Authority: DE
Inventors: Frank Vernon Houston Tex. Ellis (V.StA.)
Original assignee: Cameron Iron Works, Inc., Houston, Tex. (V-StA.)
Priority date: 1967-06-09
Filing date: 1967-08-28
Publication date: 1976-04-29
Also published as: GB1154958A; AT289496B; BE703761A; US3388715A; DE1650327A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Dichtungsanordnung für Hähne und Schieber gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Dichtungsanordnung ist aus der GB-PS 9 98 910 bekanntgeworden. Bei dieser bekannten Dichtungsanordnung ist die den Sitzkörper umgebende Schmiermittelkammer an seinen gegenüberliegenden Enden durch zwei Dichtungsringe abgeschlossen, die jeweils zwischen dem äußeren Umfang des Sitzkörpers und dem Ventil-Gehäuse liegen. Der näher an dem Verschlußstück angeordnete Dichtungsring liegt dabei zwischen zwei ineinander eingreifenden Abstufungen am Gehäuse und am ringförmigen Sitzkörper, und der von dem Verschlußstück entfernte Dichtungsring liegt in einer Abstufung am äußeren Ende des Sitzkörpers und wird in diese unter Zwischenschaltung eines Ringkörpers mittels des Außenumfanges einer Tellerfeder hineingedrückt, deren Innenumfang sich auf der anderen Seite an einem gehäusefesten Ring abstützt Die Tellerfeder drückt dabei nicht nur den erwähnten zweiten Dichtungsring in die Abstufung des Sitzkörpers, sondern vermittels des Dichtungsringes auch den gesamten Sitzkörper gegen das Verschluß-Stück. Damit die beiden in axialer Richtung räumlich voneinander getrennten Dichtungsringe auch tatsächlich abdichten können, dürfen bei einer derartigen Anordnung zwischen dem Sitzkörper und dem Gehäuse nur geringe Toleranzen auftreten. Das ist besonders bei Hähnen mit einem kugelförmigen Küken schwierig, weil die kugelförmigen Küken leicht unrund werden. Auch bedingt das Einpressen des vom Verschlußstück entfernt liegenden Dichtungsringes in die Abstufung des Sitzkörpers mittelE der Tellerfeder sowie der beiden an Innen- und Außenumfang der Tellerfeder angreifenden Ringkörper einen unerwünscht hohen Aufwand an Einzelteilen mit entsprechenden Montageproblemen und Fehlerquellen. Soll bei der bekannten Dichtungsanordnung der Sitzkörper gedreht werden, dann bedingt mi übrigen die Anlage der Tellerfeder mit ihrem Außenumfang an dem Sitzkörper das größtmögliche Drehmoment und kann die erforderliche Drehkraft unerwünscht vergrößern.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Dichtungsanordnung der in Rede stehenden Art Vorkehrungen zur Verringerung der erforderlichen Einzelteile und der Toleranzerforderriisse zu

treffen.

Die Lösung der Aufgabe ist im Kennzeichnungsteil 1 des Anspruchs 1 herausgestellt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird also der zweite der beim Stande der Technik verwendeten Dichtungsringe dadurch ersetzt, daß man die ohnehin vorhandene Tellerfeder eine Doppelfunktion ausführen läßt. Die Tellerfeder sorgt sowohl für ein Andrücken des Sitzkörpers an das Verschlußstück als auch für die Abdichtung der Schmiermittelkammer an dem vom Verschluiistück entfernten Ende des Sitzkörpers.

Das Angreifen des Innenumfanges einer Tellerfeder an dem äußeren Ende eines Sitzkörpers ist an sich aus der US-PS 31 57 190 bekannt, bei der jedoch keine Schmierung der Dichtflächen zwischen Verschlußstück und Sitzkörper vorgesehen ist. Die Verwendung einer Tellerfeder sowohl als Anpreßfeder als auch einen Dichtungsring einsparende Dichtungsfeder ist also auch durch diese Veröffentlichung nicht angeregt worden.

Während bei der eingangs erläuterten GB-PS 9 98 910 die dem Verschlußstück zugekehrte Schmiermittelrille größeren Querschnitt als der den Sitzkörper durchdringende Kanal hat, ist gemäß Anspruch 2 der vorliegenden Erfindung vorgesehen, daß ein den Sitzkörper axial durchdringender Schmiermittelkanal auf der Seite der radialen Angriffsfläche größeren Querschnitt als auf der Seite der Schmiermittelwelle hat. Damit erfolgt eine gewisse Drosselung des Schmiermittelstromes zu der Schmiermittelrille am Verschlußkörper, so daß sich beim Einströmen des Schmiermittels kein unerwünscht vorzeitiges Abheben des Sitzkörpers vom Verschlußstück ergeben kann. Trotzdem ist der axiale Schmiermittelkanal genügend groß, um den Reibungswiderstand beim Hindurchströmen des Schmiermittels kleinzuhalten und den Schmiermittelkanal auf einfache Weise bohren zu können. Dabei kann man den Schmiermittelkanal insbesondere einfach vom äußeren Ende des Sitzkörpers her mit großem Querschnitt boh-

ir

ren, während man bei der Anordnung zweier axial benachbarter Dichtungen wie bei der GB-PS 9 98 910 nur vom inneren Ende her bohren kann und dabei auch das «Jem Verschlußstück zugekehrte Austrittsende des Schmiermittelkanals nicht verengen kann.

Anspruch 3 kennzeichnet eine vorteilhafte weitere Ausgestaltung mit einer weiteren Dichtungsringfeder. Bei einer derartigen Anordnung ist der einzige vorgesehene Dichtungsring zwischen den beiden Dichtungsrin»federn angeordnet und somit bestmöglich gegen Verschmutzung geschützt

Es folgt die Beschreibung eines Ausführungsbeispieles der Erfindung an Hand von Zeichnungen:

F i g. 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Hahn mit an dem kugeligen Küken anliegender Dichtungsan-Ordnung;

F i g. 2 zeigt eine vergrößerte, herausgebrochene Schnittansicht der Dichtungsanordnung.

Der in F i g. 1 gezeigte Hahn 10 hat ein Hahngehäuse 11 mit einem Durchflußkanal 12 und beweglichem, als Küken ausgebildeten Verschlußstück 13 mit kugeliger Oberfläche 15. Das Küken 13 hat eine Durchgangsöffnung 14 und ist mittels Zapfen 16 und 17 in Ansätzen 19 und 20 des Gehäuses 11 drehbar gelagert

An den das Küken 13 aufnehmenden zentralen Bereich 18 des Gehäuses 11 sind beidseitig mittels Schweißungen rohrförmige und mit Anschlußflanschen 23 versehene Anschlußstutzen 2t angeschweißt, durch die der Durchflußkanal 12 hindurchgeht. Die Anschlußstutzen haben an ihren dem Küken zugekehrten Enden auf der Innenseite ringförmige Aussparungen 24 zur Aufnahme von Sitzkörpern 25, die zur abdichtenden Anlage an dem Küken 13 bestimmt sind.

F i g. 1 zeigt den Hahn in der Öffnungsstellung, in der alle seine Teile einen Durchflußkanal von einheitlichem Durchmesser bilden.

Zur Drehung der Sitzkörper 25 bei Betätigung des Kükens 13 in hier nicht näher zu beschreibender Weise sind Kloben 27 vorgesehen, die in eine Verzahnung 28 der Küken eingreifen.

Jeder Sitzkörper 25 besteht aus einem Ringkörper 29, der auf der Seite des Kükens 13 eine Schmiermittelrille 30 aufweist. Diese dient zum Aufnehmen eines viskosen Schmiermittels zur Verbesserung der Abdichtung zwischen Sitzkörper und Küken. Das Schmiermittel wird der Schmiermittelrille über eine den Sitzkörper 25 axial durchdringende Kanalanordnung 31 zugeführt, welche über eine von der Aussparung 24 gebildete Schmiermittelkammer Anschluß an einen das Gehäuse 11 durchdringenden Kanal 32 hat. !n das erweiterte äußere Ende des Kanals 32 ist mittels Gewinde 34 und 35 ein Schmiermittel 33 eingeschraubt

Der Sitzkörper 25 hat einen von einem Dichtungsring 36 umgebenen zylindrischen Teil. Der Dichtungsring sitzt in einer Gehäuseaussparung 37 von eckigem Querschnitt. Der Dichtungsring 36 dichtet somit den mittleren Bereich des Gehäuses 11 gegen Eindringen von Schmiermittel ab. An dem von dem Küken 13 abgekehrten Ende des Sitzkörpers 25 liegt in noch näher zu beschreibender Weise eine Tellerfeder 38 an, die den Sitzkörper 25 in Richtung auf das Küken drückt und zugleich gegen das Austreten von Schmiermittel in den Durchflußkanal des Hahnes abdichtet. Zusammen mit dem Dichtungsring 37 grenzt die Tellerfeder 38 also eine Schmiermittelkammer in der Ausnehmung 24 ab.

Das von dem Küken 13 abgekehrte äußere Ende des Sitzkörpers 25 ist bei 39 ausgespart, und zwar ausgehend von einem Punkt an seinem äußeren Ende in der Nähe des inneren Endes der Kanalanordnung 31. Auf diese Weise kann das Schmiermittel leicht von dem Kanai 32 in die Kanalanordnung 31 gelangen. Wenn der Schmiermitteldruck in der Schmiermittelkammer in der Ausnehmung 24 zu groß wird, dann löst sich das innere Ende der Tellerfeder 38 vom äußeren Ende des Sitzkörpers 29 ab und läßt Fett austreten. Wenn der Schmiermittelüberdruck entspannt ist, legt sich die Tellerfeder 38 wieder an den Sitzkörper 25 an.

Mit ihrem äußeren Umfang liegt die Tellerfeder 38 an einer Stufe 40 am radial außenliegenden Ende einer etwa radialen Wand 41 des Gehäuses an. Die radiale Wand 41 verbindet den einen kleineren Durchmesser aufweisenden Abschnitt des Durchflußkanals 12 mit der Aussparung 24. Für die Anlage des lnnenumfanges de^r Tellerfeder 38 an dem Sitzkörper 25 ist am äußeren Ende des Sitzkörpers 25 eine radiale Fläche 42 vorgesehen, die in gleicher Weise wie die Stufe 40 lotrecht gegenüber der Achse des Sitzkörpers angeordnet ist.

Die zur Zuleitung des Schmiermittels an die Schniiermittelrille 30 dienende Kanalanordnung 31 hat einen vom äußeren Ende her bis dicht an die Schmiermittelrille heranreichende Abschnitt 31a größeren Durchmessers. Dieser geht mit einem im Durchmesser verengten, kurzen Abschnitt 31b in die Schmiermittelrille 30 über. Der verengte Abschnitt 31 b sorgt für eine Drosselung des Schmiermittels. Damit wird gewährleistet, daß vor Eintritt des Schmiermittels in die Schmiermittelrille 30 im wesentlichen der gesamte Abschnitt 31a mit Schmiermittel gefüllt ist. Eine unerwünschte, vorzeitige Entspannung durch Wegdrücken des Sitzkörpers 25 von dem Küken 13 wird somit vermieden. Auch kann der im Durchmesser große Abschnitt 31.a der Kanalanordnung einfach vom äußeren Ende des Sitzkörpers 25 hergebohrt werden.

Eine weitere Tellerfeder 43 ist auf der dem Küken 13 zugekehrten Seite des Dichtungsringes 37 zwischen eine stufenförmige Erweiterung 44 der Ausnehmung 24 und einen ringförmigen Ansatz 45 des Sitzkörpers 25 eingeschaltet. Diese Tellerfeder 43 ist auch als Dichtungsringfeder ausgestaltet und drückt den Sitzkörper 25 mit genügend großer Kraft nach innen gegen das Küken 13. Die Teilerfeder 43 verhindert auch das Eindringen von Schmutz.

Radial außerhalb der Schmiermittelrille 30 kann der Sitzkörper 25 mit einem Dichtungsring 46 ausgerüstet sein, so daß kein Schmiermittel zwischen Küken 13 und Sitzkörper 25 hindurch in das Hahngehäuse eintreten kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Dichtungsanordnung für Hähne und Schieber mit Schmierung der Dichtflächen, wozu ein über eine am Gehäuse abgestützte Tellerfeder dichtend

in Berührung mit dem Verschlußstück gepreßter ringförmiger Sitzkörper in der Berührungsfläche eine Schmiermittelrille hat, die über eine Kanalanordnung im Sitzkörper Anschluß an eine den Sitzkörper umgebende Schmiermittelkammer des Gehäuses hat, der das Schmiermittel über einen Kanal im Gehäuse von außen zugeführt wird, wobei an dem Sitzkörper umlaufende Dichtungen zur beiderseitigen Abdichtung der Schmiermittelkammer gegenüber dem Strömungsmedium derart vorgesehen sind, daß der Schmiermitteldruck auf eine radiale Angriffsfläche des Sitzkörpers wirken und diesen ebenfalls gegen das Verschlußstück pressen kann, und die Tellerfeder bei übermäßig hohem Schmiermitteldruck eine Druckentlastung der Schmiermittelkammer ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, daß die eine (38) der beiden umlaufenden Dichtungen von der Tellerfeder (38) gebildet wird, die sich mit ihrem Außenumfang an einer radialen Fläche (40) des Gehäuses und mit ihrem Innenumfang an einer radialen Abstützfläche (42) am dem Verschlußstück abgewandten Ende des Sitzkörpers (25) abstützt und davon bei Einwirkung übermäßig hohen Schmiermitteldruckes abhebbar ist, wobei das dem Verschtoßstück abgewandte Ende des Sitzkörpers (25) zwischen der Abstützfläche (42) und der anderen Dichtung (36) die radiale Angriffsfläche für das Schmiermittel bildet.

2. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein den Sitzkörper (25) axial durchdringender Schmiermittelkanal (31) auf der Seite der radialen Angriffsfläche größeren Querschnitt als auf der Seite der Schmiermittelrille (30) hat.

3. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine weitere Dichtungsringfeder (43), die auf der von der radialen Angriffsfläche abgekehrten Seite der anderen Dichtung (36) zwischen Gehäuse (10) und Sitzkörper (25) eingeschaltet ist und auch im Sinne der Andrückung des Sitzkörpers (25) an das Verschlußstück (13) wirkt.