DE2924308A1

DE2924308A1 - Verfahren und vorrichtung zur montage eines kugelhahns sowie fuer diesen bestimmter dichtring

Info

Publication number: DE2924308A1
Application number: DE19792924308
Authority: DE
Inventors: Rafael Jimenez Lucas
Original assignee: Klinger AG
Current assignee: Klinger AG
Priority date: 1979-06-15
Filing date: 1979-06-15
Publication date: 1980-12-18

Description

Beschreibung
zum Patentgesuch betreffend: "Verfahren und Vorrichtung zur Montage eines Kugelhahns sowie für diesen bestimmter Dichtring Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Montage eines Kugelhahns, der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 definiert ist. Derartige Kugelhähne sind, insbesondere als Gasabsperrhähne, marktgängig.
Bei derartigen Hähnen müssen die Dichtringe, zwischen denen die Kugel "schwimmt", alle Fertigungstoleranzen ausgleichen. Da außerdem aber auch eine dauernde Abdichtung im ganzen Bereich der Dichtlinie unabdingbar ist, muß man die Stutzen mit so hoher Vorspannung gegen das Gehäuse spannen, daß die Kugel schwergängig wird und gleichwohl die Wartungsfreiheit, insbesondere im Trockenlauf, nicht unbedingt gewährleistet ist, selbst dann, wenn bereits bei der Einzelteilfertigung mit entsprechend hohen Kosten enge Toleranzen eingehalten werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Kugelhahn der erwähnten Gattung zu schaffen, der mit weniger engen Toleranzen zu fertigende Einzelteile aufweisen darf und trotzdem ein geringeres Betätigungsmoment bei gleichbleibend guter Abdichtung auch nach zahlreichen Schaltspielen wartungsfrei ermöglicht.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Montage des Hahns in der im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 definierten Weise erfolgt.
Man erkennt, daß mittels des Dorns die Lage der Kugel relativ zu dem Bewegungsbolzen, und damit auch relativ zu dem Hahngehäuse vorgegeben ist und sich die Dichtringe dieser Kontur anzupassen haben, während bisher die Kugel mehr oder weniger genau während der Montage von den Dichtringen zentriert wurde. Da die Dichtringe auch nach der Kaltverformung mit elastischer Vorspannung an der Kugel anliegen, gleichwohl aber die Vorsannun und damit die Flächenpressung durch geeignete Formgebung des Dichtringes niedrig gehalten werden kann, ergibt sich gleichwohl das niedrige Betätigungsmoment.
Es ist dabei bevorzugt, daß die Dichtringe mindestens eine von treppenartigen Konturabschnitten begrenzte scharfe Dichtkante aufweisen, bevor sie montiert werden. Das beim Kaltfließen verdrängte Material kann dann in die Rinnen beidseits der Kante -fließen. Sieht man mehr als eine solche Kante vor, so kann man die Dichtungsringe derart bemessen, daß die der Kugelbohrung nächstliegenden - also radial inneren - Kanten weniger deformiert werden als die weiter außen liegenden, was den zusätzlichen Vorteil mit sich bringt, daß die von der äußersten Kante bei der Hahnbetätigung abgestreiften Fremdpartikel sich in der benachbarten Rinne sammeln können; die Zentrierung bzw. Führung der Kugel obliegt dabei hauptsächlich den radial äußeren Kontaktbereichen, während die radial inneren im wesentlichen die Abdichtfunktion erfüllen; unter den "Kontaktbereichen" sollen dabei die einander berührenden Flächenbereiche von Kugel und Dichtung nach der Deformation der letzteren verstanden werden.
Ein Kugelhahn, der nach der Lehre der Erfindung gefertigt wurde, benötigte ein deutlich niedrigeres Betätigungsmoment als ein konventionell gefertigter und.im übrigen gleichartiger Hahn, und man konnte wartungsfrei fünfzigtausend Schaltspiele erreichen. Dabei ergab sich der zusätzliche Vorteil, daß mit weniger engen Toleranzen gefertigte Einzelteile verwendet werden konnten.
Der Gegenstand der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefüqten Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt einen schematisierten Längsschnitt durch den Hahn und die Montagevorrichtung, Fig. 2 stellt in geyenüber Fig. 1 vergrößertem Maßstab den mit 21 markierten Ausschnitt aus Fiq. 1 dar, und Fig. 3 zeigt analog zu Fig. 2 den Ausschnitt "3" aus Fig. 1.
Der Kugelhahn umfaßt in üblicher Weise das Hahngehäuse 11, die beiden Stutzen 12, den Bewegungsbolzen 13 für die Betätigung der Schaltfuntkonen des Hahns, die Kugel 14 und die Stützringe 1-, die einerseits die Dichtringe 16 und andcrerseits die O-Ringe 18 bezüglich der Hauptachse 19 des Hahns zentrieren.
Im Betrieb wird die Kugel 14 von en Dichtringen 16 zentriert gehalten. Zu diesem Zweck ist eine Montagevorrichtung vorgesehen, bestehend aus einem genau in die Kugelbohrung 20 passenden Zentrierschaft 17, auf dem auch die Stutzen 12 vor ihrer Befestigung am Hahngehäuse mittels ihrer Bohrungen 21 zentriert qehalten sind, und einer äußeren Halteanordnun -- r ein Arm 22 dargestellt ist und in der das @ahnge@@ aufgenommen wird.
Die Dichtringe weisen vor der Montage eine tre@@@@@ ge Kontur im Bereich ihrer Anlage an der Kugel 14 auf ~ ich vorzugsweise drei kreisförmige Kanten K1-K2-K3 ersch@ Dichtringe bestehen aus einem kaltfließfähigen Material, vorzugsweise Polytetrafluoräthylen. Dieser Zustand ist in Fig. 2 dargestellt.
Wird nun der betreffende Stutzen mit dem Gehäuse verbunden, z.B.
verschraubt, so ergibt sich die in Fig. 1 links dargestellte Konfiguration. Wie man deutlicher noch Fig. 3 entnimmt, wird dabei der mit entsprechendem Übermaß gefertigte Dichtring am stärksten im Bereich seiner Kante K1 durch Kaltfließen verformt, etwas weniger im Bereich der Kante K2 und am wenigsten im Bereich der Kante K3. Da während der Montage auch der Bewegungsbolzen bereits formschlüssig mit der Kugel im Eingriff stand, behält nun die Kugel nach Herausziehen der Montagevorrichtung -ihren Sitz, wobei sie auf den Dichtringen "schwimmt" und etwaige toleranzbedingte Ungenauigkeiten durch entsprechend unterschiedliche Deformationen im Umfang der Kanten K1 bis K3 ausgeglichen worden sind.
Auch nach der Kaltverformung liegen die Dichtringe an der Kugel noch mit elastischer Vorspannung an, und zwar längs drei voneinander im Abstand liegenden Dichtflächen. Die radial äußerste Dichtfläche, entstanden aus Kante K1, dient in erster- Linie als Schmutzabstreifer - der Schmutz kann sich in den Rinnen zwischen den Dichtflächen ablagern -, in zweiter Linie der Führung der Kugel 14 und nur in geringem Maße der Abdichtung. Die nächstfolgende Dichtfläche trägt noch mit zur Kugel führung bei und erfüllt außerdem Abdichtungsfunktionen. Die innerste Dichtfläche trägt kaum noch zur Führung bei, übernimmt aber die Hauptlast der Abdichtung.

Claims

Patentansprüche Verfahren zur Montage eines Kugelhahnes, dessen in einem ahngehäuse angeordnete, von einem Bewegungsbolzen drehbare und mit einer Durchgangsbohrung versehene Kugel zwischen zwei Dichtringen schweimmend gelagert ist, welche ihrerseits zwischen dem Gehäuse und dessen Anschlußstutzen eingespannt sind, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst mindestens einer der Stutzen, der zugehörige Dichtring und die Kugel auf einem Zentrierdorn angeordnet, das Gehäuse auf der Kugel plaziert und der Bewegungsbolzen eingesetzt werden und danach der Stutzen unter plastischer Deformation des aus kaltfließfähigem Material hergestellten Dichtringes mit dem Gehäuse verbunden wird.
2) Dichtring für einen nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 zu montierenden Kugelhahn, dadurch gekennzeichnet, daß er im undeformierten Zustand im der Kugel (14) zugekehrten Bereich mindestens eine stufenartig begrenzte Kante (K1, K2, K3) aufweist.
3) Dichtring nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch drei konzentrische Kanten (KT, K2, K3).
4) Dichtring für einen nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 zu montierenden Kugelhahn oder nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß er in an sich bekannter Weise aus Polytetrafluoräthylen besteht.
5) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (1:7) in einer Halterung (22) für das Rahngehäuse (lT) zentriert angeordnet ist.