DE1959382A1

DE1959382A1 - Hahn mit drehbarem Verschlussglied

Info

Publication number: DE1959382A1
Application number: DE19691959382
Authority: DE
Inventors: Jean Gachot
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1966-11-22
Filing date: 1969-11-26
Publication date: 1970-09-17
Also published as: DE1650390B2; DE1959382B2; DE1959382C3; FR1508255A; DE1650390C3; DE1650390A1; FR96135E

Description

Dipl.-Ing. Egon Prinz Dr. Gertrud Hauser Dipl.-Ing. Gottfried Leiser Patentanwälte Telegramm«: Labyrinth München

Telefon: .83 15 10 Fostsdiedckonto: München 117078

8000 München 6O₁

Ernsbergerstrasse 19

26. Nov. 1969

1958382

Unser Zeichen: G 121g

Jean Gachot

179, Avenue de la Division Leclerc Enghien (VaI d¹Oise)/Frankreich

Bahn mit drehbarem Verschlußglied (Zusatz zu Patent ...... (Patentanm. P 16 50 390.5))

Die Erfindung betrifft eine Verbesserung des im Haupt* patent (Patentanmeldung P 16 50 390.5) beschriebenen Hahns mit drehbarem Verschlußglied, wobei dieses Ver-

ßu/ku

schlußglied

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• -ν

Schlußglied insbesondere aus einer von einem Mittelkanal durchsetzten Kugel besteht.

Der im Hauptpatent beschriebene Hahn ist insbesondere für die Verwendung sowohl bei einer sehr tiefen Temperatur in der Größenordnung von -250° C als auch bei einer hohen Temperatur in der Größenordnung von +400° C mit Spitzen bis zu +600° C sowie gleichzeitig zwischen diesen extremen Temperaturbereichen bestimmt. Der Hahn gemäß der vorliegenden Erfindung soll ebenfalls unter diesen Bedingungen arbeiten.

Wach dem Hauptpatent ist der Hahn, welcher eine mit einer Dichtungsvorrichtung ausgestattete Betätigungsachse für das drehbare Verschlußglied auf v/eist, dadurch gekennzeichnet, daß diese Betätigungsachse zwischen dem Verschlußglied und dem Betätigungsglied eine drehsymmetrische radiale Verdickung oder Erweiterung mit zwei Anlageflächen aufweist, wobei die eine dieser Anlageflächen unter der Wirkung eines ringförmigen, an diesem Körper befestigten Spannflansches, welcher an der anderen Anlagefläche anliegt, in Anlage an einem im Körper des Hahns ausgebildeten Sitz gehalten wird.

Bei einer Ausführungsform ist die Anlagefläche der Erweiterung, welche an dem im Körper des Hahns ausgebildeten Sitz anliegt, konisch oder sphärisch ausgebildet, wobei die andere Anlagefläche der Erweiterung vorzugsweise sphärisch 1st.

Bei den Ausführungsformen nach dem Hauptpatent weist

die 009830/1376

die Anlagefläche der Erweiterung der Betätigungsachse, welche am Sitz des Körpers anliegt, einen Querschnitt auf, der vom Äußeren des Körpers zum Inneren desselben abnimmt.

Der in dieser Weise ausgebildete Hahn ist insgesamt zufriedenstellend. Es hat sich jedoch bei Gebrauch unter Berücksichtigung der für diesen Hahn vorgesehenen sehr schwierigen Arbeitsbedingungen herausgestellt, daß manchmal bestimmte Fehler auftreten können.

Insbesondere sucht der im Inneren des Hahns bestehende Druck die Betätigungsachse nach außen zu drücken und infolgedessen die an dem im Körper ausgebildeten Sitz anliegende Anlagefläche der Achse von diesem Sitz abzuheben. Je größer der Druck ist, desto mehr kann diese Wirkung die Abdichtung beeinträchtigen.

Andererseits ist es zur Erzielung der Abdichtunc erforderlich, den ringförmigen Spannflansch an der zweiten Anlageflache der Betätigungsachse sehr fest einzuspannen, insbesondere beim Auftreten von hohen Drükken. Dieses Einspannen entspricht einer hohen Belastung pro cm² der Anlagefläche. Daraus folgt, daß die Betätigung des Kahns die Ausübung einer großen Kraft erfordern kann und auch ein Festfressen hervorrufen kann, insbesondere bei hohen Temperaturen.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist insbesondere die Verbesserung der Abdichtung des Hahns bei Vereinfachung

der

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diep herstellung und des Einbaus der Betätlgungsaehse.

EDIe Erfindung schafft einen Hahn mit eimern- Körper <lem ein drehbares Verschlußglied angeordnet ist, einerdrehbaren Eetältlguingsaehse fur dieses Wersehlusßglled» einer Mehttiiiiigs\r©rrlehtung mit einer dlpefiisymmefepisciieni radialen Erweiterung ader Wepdickuing,, welche eine. Astflageflache auifwelst», die dtipch eine Elemmi\r©ppiclliifeüing. In Anlage an einem Im Köppep des Kahns attsgefolldeten Sitz gehalten wlpcl, nach Patent ........·.-;!C^kfeemfeanmeldutng P -16 50 39-0.5J» dadurch gekennzeichnet;„ daß die Erweiterung der Betätigtxngsaehse,, welche an dem SItE des Korpers anliegt, einen QuerseEiinitt aufweist„ der worn Inneren Etna Ättßeren dieses Korpers abnimmt«

Dadurch dröekt der zwischen dem Inneren des Hahns herrsehende DptEck,, Indem er die Betäitlgpngsaehse nach außen zu schieben sucht, die Erweiterung auf ihren Sitz und erhöht dadurch die Abdichtung.

Eine bevorzugte itusfilhrungsform der Erfindung besteht darin, daE die Erweiterung der Betätigungsachse ein kegelst UBipfformiges Volumen besitzt.

■Eine weitere vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht, darin»■ diaJE. die Erweiterung der 'Betätlgungs- ■ ■ achse eine Kugelkalotte 1st, deren Wölbung dem ¥erschlußglled entgegengerichtet ist.

Ein weiteres Merkmal der- Erfindung besteht darin_β daß die ·Eetätlgungsachse außerhalb des, Efepers -"einen- -rlng-r

förmigen Vorsprung trägt und ein Spannflansch an diesem Vorsprung anliegt und zwischen diesem letzteren und dem Körper des Hahns angeordnet ist, wobei Spannglieder zum Entfernen dieses Flansches vom Körper vorgesehen sind.

Diese Entfernung ermöglicht das Anlegen der Erweiterung der Betätigungsachse an ihren Sitz.

Eine vorteilhafte Ausfuhrungsform der Erfindung besteht darin, daß der ringförmige Vorsprung der Betätigungsachse von einer aus zwei Teilen bestehenden Reibscheibe gebildet ist, welche in eine Umfangsnut der Betätigungsachse eingreifen und von einem Gegenflansch gehalten sind, welcher an dem Spannflansch befestigt ist.

Vorzugsweise ist der Spannflansch durch einstellbare Bolzen gehalten, welche in den Körper des Hahns,geschraubt sind und außerdem die Festlegung des Gegenflansches gewährleisten.

Anhand der Figuren wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt

Figur 1 eine teilweise in Axialrichtung der Betätigungsachse geschnittene Längsansicht einer ersten Ausführungsform des zusammengebauten Hahns,

Figur 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Figur 1, Figur 3 eine Längsansicht einer anderen Ausfuhrungsform,

wobei 009838/1376

wobei der Teilschnitt der Figur 1 entspricht, und Figur 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Figur 3.

Bei der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist die Betätigungsachse 1 für einen Hahn 2 mit einem drehbaren Verschlußglied bestimmt, welches aus einer abgeschnittenen und von einem Kanal 27 durchsetzten Kugel 3 besteht. Der Hahn 2 besitzt einen Körper 21, welcher zwischen zwei Flanschen 22 des Kanals 23 eingespannt ist*

Die Betätigungsachse 1 trägt einen Handgriff 8 und weist einen in eine Nut 31 der Kugel 3 eingreifenden Ansatz 16 auf.

Gemäß einem ersten Merkmal der Erfindung weist die Betätigungsachse 1 in ihrem die Wand des Körpers 21 durchsetzenden Teil eine drehsymmetrische radial· Erweiterung 41 auf, deren Querschnitt vom Inneren zum Äußeren des Körpers 21 abnimmt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Erweiterung kl ein kegelstumpfförmiges Volumen auf.

Der Körper 21 weist gegenüber der Erweiterung kl eine Bohrung auf, deren Querschnitt zum Querschnitt der Erweiterung kl komplementär ist und deren Sitz 42 bildet.

Gemäß einem zweiten Merkmal der Erfindung trägt die Betätigungsachse 1 außerhalb des Körpers 21 einen ringförmigen Vorsprung, welcher bei der dagestellten Ausführungs·

form 009838/1376

form von einer aus zwei Teilen 43a und ItJb CFlgur 2} bestehenden Reibscheibe gebildet 1st.

Die beiden Teile UJa,- 43b greifen in der Mitte in eine Umfangsnut 44 der Achse 1 ein.

Ihre äußeren Ränder, die aus der Achse 1 vorspringen„ greifen mit einem geringen, Spiel in ringförmige Ausnehmungen 45 und 46 ein, von denen die erste In einem Einspannflansch 47 und die zweite in einem (iegenflanseh 48 ausgebildet ist, wobei die beiden Flansche auf der Achse 1 angeordnet sind und aufeinander drucken«

Einstellbare Bolzen 49, welche an einem Ende in Gewindebohrunpen 55 äes Körpers 21 eingescBiraubt sind„ verlaufen frei durch Ausnehmungen 50 und 53 des Flansches ^7 bzw. des Gegenflansches 4&,

Jeder der bolzen 4« weist eine Änsehlagseheibe 51 auf, an welcher der Flansch ^7 anliegt, und trägt an seinem Ende einen IietätigungsVierkant. 52.

Spannmuttern 54» welche auf die Bolzen to geschraubt sind, legen den Gegenflanseh 48 am Flansch ^? an»

Line sehr dünne Schicht aus PolytetrafluorSthjiplen» welches mit einem puiverförmigen Katerial gefüllt ist, das aus kolloidalem Graphit, ©las, Silicium und Bro^e gewählt ist, ist vorteilhafterweise auf die Erweiterung 41 und gegebenenfalls auf die FJfehen der !reibscheibe 43a,

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O«C«NAL INSPECTED

43b aufgebracht. Das pulverförmige Material ist in den folgenden Verhältnissen zusammengesetzt: 15 bis 21$, vorzugsweise 18 % kolloidales Graphit mit einer Korngröße von .2 bis 5 fi; 12 bis 18 %_y vorzugsweise 15 % Glas und Silicium mit einer Korngröße von 30 bis 40 ti; 25 bis 35 %, vorzugsweise 30 % Bronze mit einer Korngröße von 30 bis 45 p.

Das in dieser Weise gefüllte Polytetrafluoräthylen wird vorzugsweise verwendet, da es die selbstschmierenden Eigenschaften des reinen Polytetrafluoräthylens beibehält, während die Beständigkeit wesentlich erhöht ist.

Beispielsweise .ist das zur Betätigung des Hahns erforderliche Drehmoment bezüglich eines gleichartigen Hahns mit einer Schicht aus reinem Polytetrafluoräthylen nur um 10 % erhöht, während die Anzahl von Betätigungen bis zum Ausfall auf 3500 statt 500 mit dem als Bezug genommenen gleichartigen Hahn steigt. Die Höhe dieses Ergebnisses beweist den Wert des durch die Erfindung erzielten Vorteils.

Der Einbau erfolgt intier folgenden Weise:

Die Bolzen 49 werden zunächst bis zum Anschlag in den Körper 21 geschraubt. Wenn sich der Plansch 47 und die Scheibe 43a, 43b in ihrer Lage befinden, bringt das Herausschrauben der Bolzen 49 den Flansch ¹J?, der auf den Scheiben 51 aufliegt, in einen Abstand vom Körper 21.

Wenn der Flansch 47 in Berührung mit der Scheibe 43a, 43b

kommt 009838/1376

kommt, nimmt er die Achse 1 mit, bis die Erweiterung JJl zur Anlage am Sitz 42 kommt. Wenn der Druck auf diesen letzteren für zweckmäßig gehalten wird, wird der Gegenflansch 48 angebracht und auf dem Plansch 47 durch die Muttern 54 festgelegt. Der Handgriff 8 wird sodann auf der Achse 1 befestigt.

Der Innendruck des den Körper 21 füllenden Fluids sucht die Erweiterung 4l auf ihren Sitz 42 zu drücken. Daher ist die Abdichtung umso besser, je höher der Druck ist, und zwar ebenso gut bei sehr tiefen Temperaturen in der Größenordnung von -250° C bis zu hohen Temperaturen in der Größenordnung von +400° C mit Spitzen bis zu +600° C oder auch zwischen diesen extremen Temperaturbereichen.

Der von den Bolzen 49 auf die zweiteilige Scheibe 43a, 43b und auf den Sitz 42 der Erweiterung 41 ausgeübte Druck kann daher gering bleiben und die Gefahr eines Pestfressens bei Betätigung des Hahns ist praktisch auch bei hohen Temperaturen ausgeschlossen.

Es ist festzustellen, daß durch das Aufbringen der sehr dünnen Schicht aus Polytetrafluoräthylen die Abdichtung erhöht und die Betätigung des Hahns erleichtert ist.

Schließlich ist die Herstellung der Betätigungsachse und ihr Einbau vereinfacht.

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt und es sind verschiedene Ausführungsformen möglich.

So 009838/1376

- ίο -

So ist bei einer weiteren Ausführungsform (Figuren 3 und 4) die Achse 1 zum leichteren Einbau aus zwei Teilen gebildet, die in Längsrichtung aneinander liegen, und zwar aus einem Achsenkopf 6l und einem Achsenfuß 62, der in einer Schraube 63 endet.

Der Kopf 6l trägt den Handgriff 8 und weist einen ringförmigen Vorsprung 64 auf.

Der Fuß 62 ist am Kopf 6l durch Einschrauben der Schraube 63 in eine axiale Gewindebohrung des Kopfes 6l befestigt. Die beiden Teile öl, 62 sind nach dem Einbau beispielsweise durch eine Schraube oder einen Stift, die in den Figuren nicht dargestellt sind, aneinander festgelegt. Der Fuß 62 trägt ebenfalls, wie beim ersten Beispiel, eine kegelstumpfförmige Erweiterung 4l und einen Betätigungsansatz l6 und er weist sechs Betätigungsflächen 67 zur Erleichterung seines Einschraubens in den Kopf 6l auf.

Ein ringförmiger Spannflansch 65 _s der auf den Fuß 62 gesteckt ist, ist zwischen dem Körper 21 und dem ringförmigen Vorsprung 64 angeordnet, an welchem seine Aussenf lache anliegt.

Einstellbare Bolzen 49, welche in Gewindebohrungen 55 des Körpers 21 geschraubt sind und jeweils mit einem Ringflansch 51 versehen sind und am Ende einen Schlitz 60 zum Einschrauben tragen, durchsetzen frei den Plansch 65 in Bohrungen 66.

Wie

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Wie beim ersten Beispiel bewirkt das Herausschrauben der Bolzen k9 durch Vermittlung der Ringflansche 51 das Entfernen des Flansches 65 und infolgedessen des ringförmigen Vorsprungs 6k vom Körper 21 und das Anlegen der Erweiterung lJl am Sitz k2.

Wenn der Druck der Erweiterung kl auf ihren Sitz k2 für ausreichend gehalten wird, werden die Bolzen ¹J9 am Flansch 65 durch Muttern 5¹* festgelegt.

Wie beim ersten Beispiel sucht der Innendruck des Fluids die Erweiterung kl an den Sitz k2 anzudrücken, ohne daß die Bolzen k$ einen starken Druck auf den Flansch ausüben müssen, und die Vorteile sind die gleichen.

Bei einer anderen AusfÜhrungsform, die bei beiden beschriebenen Beispielen anwendbar, jedoch nicht dargestellt ist, 1st die Erweiterung kl von einer Kugelkalotte gebildet, deren Wölbung dem Verschlußglied entgegengerichtet ist.

Patentansprüche 009838/1376

Claims

Patentansprüche

1.) Hahn mit einem Körper, in dem ein drehbares Verschlußglied angeordnet ist, einer drehbaren Betätigungsachse für dieses Verschlußglied, einer Dichtungsvorrichtung mit einer drehsymmetrlschen radialen Erweiterung oder Verdickung, welche eine Anlagefläche aufweist, die durch eine Klemmvorrichtung in Anläge an einem im Körper des Hahns ausgebildeten Sitz gehalten wird, nach

Patent ...... .. (Patentanmeldung P l6 50 390.5),

dadurch gekennzeichnet, daß die Erweiterung (4l) der betätigungsachse (1), welche an dem Sitz (42) des Körpers (21) anliegt, einen Querschnitt aufweist, der vom Inneren zum Äußeren dieses Körpers abnimmt.

2. Hahn'nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erweiterung (41) der Betätigungsachse (1) ein kegelstumpfförmiges Volumen besitzt.

3. Hahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erweiterung der Betätigungsachse eine Kugelkalotte ist, deren Wölbung dem Verschlußglied entgegengerichtet ist.

4. Hahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eetätigungsachse (l) außerhalb des Körpers einen ringförmigen Vorsprung trägt und ein Spannflansch an diesem Vorsprung anliegt und zwischen diesem letzteren und

dem SAD 00 9838/137 6

dem Körper des Hahns angeordnet 1st, wobei Spannglieder zum Entfernen dieses Flansches vom Körper vorgesehen sind.

5. Hahn nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Vorsprung der Betätigungsachse (I)-von einer aus zwei Teilen (43a, 43b) bestehenden Reibscheibe gebildet ist, welche in eine Umfangsnut (44) der Betätigungsachse (1) eingreifen und von einem Gegenflansch " (48) gehalten sind, welcher an dem Spannflansch (47) befestigt ist.

6. Hahn nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannflansch (.4?) durch einstellbare Bolzen (49) gehalten ist, welche in den Körper (21) des Hahns geschraubt sind und außerdem die Festlegung des Gegenflansches (48) gewährleisten.

7. Hahn nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsachse (1) aus zwei miteinander verbundenen Teilen (6l, 62) besteht, wobei einer dieser Teile einen ι ringförmigen Vorsprung (64) trägt, an welchem der Spannflansch (65) anliegt.

8. Hahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erweiterung (4l) der Betätigungsachse (1) mit einem selbstschmierenden Dichtungsmaterial überzogen ist, welches aus mit einem pulverförmigen Material gefülltem Polytetrafluoräthylen besteht, wobei das pulverförmige Material aus kolloidalem Graphit, Glas, Silicium und Bronze gewählt 1st.

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