DE1750172B2 - Kugelhahn - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kugelhahn mit einem Gehäuse, einem Kugelküken, flexiblen, an einer kegligen, im unteren Bereich in eine Kugelfläche übergehenden Wand des Gehäuses anliegenden Sitzelementen für das Kugelküken und einem das Gehäuse abschließenden mit einer im wesentlichen glatten Fläche an entsprechend glatt ausgebildeten Sitzelementflächen anliegenden Deckel.

Ein Kugelhahn dieser Gattung ist in der US-PS 31 71 431 beschrieben. Bei diesem Kugelhahn wird ein an der Ober- und Unterseite planer Deckel verwendet, der gegen die Sitzelemente drückt. Die Sitzelemente sind in am Deckel anliegenden Bereich unterschiedlich dick, so daß unterschiedliche Abdichtungsdrücke am Kugelküken auftreten können. Außerdem sind keine Vorkehrungen getroffen, um eine Ausdehnung des Sitzelementwerkstoffes zu ermöglichen, durch die übermäßige Spannungen und eine weitere unterschiedliche Verteilung des Abdichtungsdruckes am Kugelküken entstehen können.

Ein aus der US-PS 32 23 111 bekannter Kugelhahn wüst einen flexiblen einstückigen, kegligen Kükensitz auf, der durch einen mit einem Außengewinde versehenen Deckel an seinem Platz gehalten wird. Der Kükensitz liegt im unteren Bereich nicht an einer kugeligen Gehäusefläche an. Im oberen Bereich weist der Kükensitz eine ebene Kreisringfläche auf, die über einen kegligen Ansatz in eine zweite ebene Kreisringfläche übergeht Die den Kükensitz abstützende Deckelfläehe ist entsprechend der oberen Kükensitzfläche ausgebildet Ausdehnungsräume für den Kükensitzwerkstoff sind im Deckelbereich nicht vorgesehen.

In der US-PS 31 68 900 ist eine Entlastungsausnehmung beschrieben, die bei einer Expansion des Materials der Sitzelemente etwas von diesem Material aufnehmen können soll. Diese Ausnehmung ist jedoch nicht im Bereich des größten Querschnitts der Sitzelemente angeordnet, sondern im Bereich der gehäuseseitigen Kugelfläche, wo sie bei der Herstellung des Gehäuses des Kugeihahns am einfachsten anzubringen war. Der Deckel ist bei diesem Kugelhahn ebenfalls an seiner dem Sitzelement zugewandten Seite plan.

Gegenüber diesem Stand der Technik besteht die Aufgabe der Erfindung darin, einen Kugelhahn dtr eingangs genannten Gattung mit Sitzelementen zu schaffen, welche bei geringen Querschnittsverdickungen so ausgebildet und im Gehäuse des Kugelhahnes untergebracht sind, daß eine Ausdehnung der Sitzelemente keine nachteiliger. Wirkungen mit sich bringt.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die an den Sitzelementen anliegende Fläche des Deckeis keglig ausgebildet ist, daß die am Deckel anliegenden Flächen der Sitzelemente entsprechend keglig ausgebildet sind, und daß die Fläche des Deckels mit einer zur Kükendrehachse konzentrischen Ringnut versehen ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus dem Unteranspruch.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch eine Kugelhahnkonstruktion nach der Erfindung,

Fig.2 einen Querschnitt durch die in Fig. 1 dargestellte Konstruktion,

F i g. 3 eine Seitenansicht einer der beiden identischen Hälften eines flexiblen Kükensitzes, und

F i g. 4 ist eine Ansicht von unten auf die in F i g. 3 gezeigte Kükensitzhälfte.

Der dargestellte Kugelhahn besteht aus einem üblichen Gehäuse 10 mit den üblichen Schraubanschlüssen 12 zur Befestigung an einer Rohrleitung. Das Gehäuse 10 bildet ein Paar von öffnungen 14, die eine Strömungsmittelverbindung zwischen den Stirnanschlüssen 12 und einer Gehäusekammer 16 schaffen. Wie am besten aus Fig.2 ersichtlich ist, wird die Gehäusekammer 16 durch eine keglige Wand 18 des Gehäuses 10 gebildet. Die Gehäusekammer 16 ist im oberen Ende offen und im unteren Ende durch einen im wesentlichen kugelförmigen Oberflächenteil 20 abgeschlossen, der eine Verlängerung der Wand 18 bildet. Im unteren Oberflächenteil 20 der Gehäusekammer 16 ist eine Zapfenlagerbohrung 22 vorgesehen. (Nach der hier gewählten Bezeichnung beziehen sich die Ausdrücke »obere« und »untere« aus Zweckmäßigkeitsgründen lediglich auf die räumliche Lage des Kugelhahns entsprechend der Zeichnung).

Innerhalb der Gehäusekammer 16 ist ein zweiteiliger flexibler Kükensitz dargestellt, der allgemein durch das Bezugszeichen 24 bezeichnet ist Der Kükensitz 24 setzt sich aus zwei identischen, zusammenpassenden Sitzelementen 26 zusammen, die dazu dienen, das Kugelküken 28 einzukapseln. Das Kugelküken 28, das bei 30 mit einer öffnung versehen ist, weist einen Lagerzapfen 32 und einen Drehzapfen 34 auf.

Wie sich am besten aus den Fig.3 und 4 ergibt, besitzen die Sitzelemente 26 einen Unterseitenteil 36, der im wesentlichen kongruent mit der Wand 18 sowie der Unterseite 20 der Gehäusekammer 16 ist. Dem Unterseitenteil 36 der Sitzelemente 26 sind Zapfen oder vorspringende Teile 38 zugeordnet, die mit den entsprechend ausgesparten Teilen 40 im Gehäuse 10 zusammenwirken, um eine relative Drehbewegung des Kükensitzes 24 und des Unterseitenteils 20 der Gehäusekammer 16 zu verhindern.

Im unteren Oberflächen teil 36 der Sitzelemente 26 ist eine öffnung 42 ausgebildet, die ein Hineinragen des Lagerzapfens 32 des Kugelkükens 28 durch den Kükensitz 24 in die Zapfenlagerbohrung 22 erlaubt Die Sitzelemente 26 umfassen auch eine obere Fläche 44, die

von allgemein kegelstumpfförmiger Gestalt ist und die geringfügig nach oben gegen eine hierin ausgebildete Öffnung 46 keglig ist. Die öffnung 46 ermöglicht ein Herriusragen des Drehziipfens 34 bis auf die Außenseite des Kugelhahns unter Durchsetzen des Kükensitzes 24.

Der Kükensitz 24 bildet, wenn die ineinanderpassenden Sitzelemente 26 zusammengebaut iind, einen im wesentlichen kugelförmigen inneren Hohlraum 48 zur Unterbringung des Kugelkükens 28. Die Sitzelemente 26 sind mit kegelstumpfförmigen öffnungen SO versehen, die, wenn der Kugelhahn sich in offener Stellung befindet, für eine Druckmittelverbindung zwischen den öffnungen 14 durch die öffnung 30 im Kugelküken 28 sorgen.

Das obere offene Ende der Gehäusekammer 16 wird durch einen Deckel 52 abgeschlossen, der am Gehäuse 10 durch Schrauben 54 befestigt ist. Die untere Fläche 56 des Deckels 52 besitzt kegelstumpfförmige Gestalt und ist im wesentlichen kongruent mit dem Oberflächenteil 44 des Kükensitzes 24. Eine Ringnut 58 isi auf der unteren Fläche 56 des; Deckels 52 vorgesehen und nimmt die Ausdehnung des Kükensitzes 24 auf. Eine Druckmitteldichtung zwischen dem Deckel 52 und dem Gehäuse 10 wird durch federnde Dichtung 60 und einen O-Ring 62 sichergestellt.

Die Außenseite des Deckels 52 ist mit einer röhrenförmigen Verlängerung 64 versehen, die einer öffnung 66 im Deckel zugeordnet ist. Der Drehzapfen 34 reicht durch die öffnung 66 und die röhrenförmige Verlängerung 64 und endet in einem Schraubenendteil 68, der eine geeignete öffnung in einem Betätigungshebel oder einem Handgriff 70 durchsetzt. Der Hebel 70 ist am Drehzapfen 34 über eine Mutter 72 befestigt. Die Außenfläche des Deckels 52 ist ebenfalls mit einem Paar von Anschlagselementen 74 (nur einer ist dargestellt) versehen, die mit einem versetzten Teil 76 des Hebels 70 zusammenwirken, wodurch eine zwangsweise Begrenzung der Hebelbetätigung herbeigeführt wird und so die offenen und geschlossenen Stellungen des Kugelhahns angezeigt werden.

Der Drehzapfen 34 ist innen über einen O-Ring 78 abgedichtet, der einer ringförmigen Vertiefung 80 zugeordnet ist, die in der unteren Fläche 56 des Deckels 52 in der Nähe der öffnung 66 ausgebildet ist. Der Drehzapfen ist auch auf der Außenseite des Kugelhahns 4s mittels einer Stopfbuchse abgedichtet. Durch Schrauben einer Mutter 82 gegen das obere Ende der röhrenförmigen Verlängerung 64 wird ein im inneren der Mutter vorgesehenes Abdichtungsmaterial 86 gegen den Drehzapfen 34 gepreßt, der durch eine öffnung 84 der Mutter 82 nach außen ragt.

Das Kugelküken 28 ist frei und kann sich innerhalb des Hohlraums 48 des Kükensitzes 24 bei Betätigung des Hebels 70 drehen, so daß die öffnung 30 im Kugelküken in und außer Ausrichtung mit den öffnungen 50 im Kükensitz bewegt werden kann. Aussparungsteile 49, die am Innenumfang des Kükensitzes 24 angeordnet sind, vermindern die Reibungskräfte für das sich drehende Kugelküken 28 und ermöglichen auch eine Ausdehnung der Sitzelemente. Der Zapfenlagersitz 22 dient dazu, ein axiales Ausrichten des Kugelkükens 28 beizubehalten. Die Zapfen 38 und Aussparungen 40 dienen dazu, den Kükensitz 24 gegen Drehung zu sichern.

Der Winkel zwischen (der Fläche 44 des Kükensitzes 24) und einer Senkrechten zur Kükendrehachse, (der vorzugsweise im Bereich von 5° bis etwa 15°), liegt, dient dazu, den Querschnitt des Kükensitzes gleichförmiger zu machen und sichert so eine gleichmäßigere Belastung durch die entsprechend sich verjüngende untere Fläche 56 des Deckels 52, wenn der Deckel am Gehäuse durch Schrauben befestigt ist. Das Verjüngen der Fläche 44 führt zur Verwendung weniger Elastomerenmaterials für den Kükensitz 24. Damit ist die Chance eines unerwünschten Auspressens aufgrund von Ausdehnungen des Kükensitzes geringer. Die Ringnut 58 in der unteren Fläche 56 des Deckels 52 sorgt für den Raum zur Aufnahme der Ausdehnung des Kükensitzes 24.

Wird somit der Deckel 52 in Richtung nach unten angezogen, so passen die Sitzelemente 26 des Kükensitzes 24 zwangsweise um das verkapselte Kugelküken 28 mit einer minimalen Verformung oder einem minimalen »Quetschen« des Kükensitzes. Somit sorgt der Kükensitz 24 für eine Strömungsmitteldichte Abdichtung innerhalb der Gehäusekammer 16 um den Drehzapfen 34 und den Lagerzapfen 32 herum, ohne daß Strömungsmittel hierzwischen austreten könnte. Darüber hinaus ermöglicht die Ringaussparung 58 in der unteren Oberfläche des Deckels 52 eine Ausdehnung des Kükensitzes 24 ohne daß der Leistungsgraf¹ der Dichtung beeinträchtigt würde. Schließlich verhindern die durch den O-Ring 78 geschaffenen Doppeldichtungen und die Dichtungsmutter 82 ein Austreten von Strömungsmittel aus einem Bereich um den Drehzapfen 34 herum.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

17 Patentansprüche:

1. Kugelhahn mit einem Gehäuse, einem Kugelküken, flexiblen, an einer kegligen, im unteren Bereich in eine Kugelfläche übergehenden Wand des Gehäuses anliegenden Sitzelementen für das Kugelküken und einem das Gehäuse abschließenden mit einer im wesentlichen glatten Fläche an entsprechend glatt ausgebildeten Sitzelementflächen anliegenden Deckel, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Sitzelementen (26) anliegende Fläche (56) des Deckels (52) keglig ausgebildet ist, daß die am Deckel (52) anliegenden Flächen (44) der Sitzelemente (26) entsprechend keglig ausgebildet sind, und daß die Fläche (56) des Deckels (52) mit einer zur Kükendrehachse konzentrischen Ringnut (58) versehen ist.

2. Kugelhahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegelwinkel der aneinander anliegenden Flächen (44; 56) aer Sitzelemente (26) und des Deckels (52) zwischen 5° und 15° in bezug auf eine Senkrechte zur Kükendrehachse liegt.