DE2933881C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Dichtkörper für Verschlüsse von Transport- und Lagerbehältern chemischer Stoffe, ins­ besonder für Kugelhähne von Behältern für Verdünnungs­ mittel für Benzin, der in den Behälter eingespannt ist und der mindestens eine Kugel des Hahns angepaßte, abgeschrägte Dichtfläche aufweist sowie ein Verfahren zur Herstellung des Dichtkörpers.

Derartige Dichtkörper werden insbesondere zum Abdichten der Zu- und Ableitungen sowie sonstiger Anschlüsse, die insbesondere mit Kugelhähnen verschlossen werden, ein­ gesetzt. Derartige Dichtkörper sind besonderen Bean­ spruchungen ausgesetzt, die insbesondere in den gelagerten chemischen Stoffen und den mechanischen Beanspruchungen durch die Betätigung der Kugelhähne begründet sind. Ein­ gesetzt werden verhärtende Stoffe für derartige Dichtungen, die in die vorgegebenen Hohlräume eingepreßt sind und der Kugel der eingesetzten Hähne als Gleitfläche dienen.

Aufgrund der vorgegebenen Bedingungen weisen derartige Dichtkörper eine bestimmte Form und eine bestimmte Dicke auf. Sie müssen druckfest sein und zugleich ein Gleiten der Kugel möglichst ohne Auftreten eines Abriebes er­ möglichen. Es hat sich nun gezeigt, daß die als selbst­ schmierend bekannten fluorhaltigen Polymere einen relativ hohen Abrieb aufweisen und nicht ausreichend druckfest sind. Die z. B. durch die Zugabe von Glasfasern mit einer höheren Druckfestigkeit ausgestatteten fluorhaltigen Polymere haben den großen Nachteil, daß die Glasfasern im Rahmen des Abriebes die Wirkung des Hahns sehr stark beeinflussen. Es kommt somit bei den chemischen Ver­ dünnungsmitteln nicht nur zu einer gewissen Verun­ reinigung des Stoffes, sondern gleichzeitig auch leicht zu einer Blockierung des Absperrhahnes.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen zugleich druckfesten und gleitfähigen Dichtkörper sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung zu schaffen.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß auf den Grundkörper, der aus einem mit Füllstoff verstärktem fluorhaltigen Polymere besteht, eine dünne Schicht eines ungefüllten fluorhaltigen Polymeres auf­ gebracht ist.

Durch die Füllung des fluorhaltigen Polymeres, z. B. mit Glasfasern, wird dessen Druckfestigkeit durch die eintretende Faserverstärkung in vorteilhafter Weise verstärkt, so daß der Grundkörper des Dicht­ körpers die geforderte Druckfestigkeit aufbringt. Gleichzeitig wird durch die höhere Festigkeit der Abrieb so weit reduziert, daß durch das Aufbringen einer dünnen Schicht aus ungefülltem fluorhaltigem Polymere das Abtrennen der Glasfasern sicher zu verhindern ist. Gleichzeitig bringt die Schicht die erforderliche Gleitfähigkeit, so daß überraschender­ weise derartige Dichtkörper die gestellten Anforderungen ohne weitere zusätzliche Maßnahmen erfüllen.

Als besonders geeignet und wirksam hat sich herausge­ stellt, der Schicht aus ungefülltem fluorhaltigem Polymere eine Dicke von 0,2 bis 1 mm zu geben. Bei dieser Dicke kommt der selbstschmierende Effekt des ungefüllten fluorhaltigen Polymeres zur Wirkung, ohne daß sich bereits die geringe Druckfestigkeit bemerkbar macht. Vielmehr erhält die Schicht noch eben die aus­ reichende Druckfestigkeit über den darunter liegenden ausgefüllten fluorhaltigen Polymere bestehenden Grund­ körper.

Während die größte Fläche des Dichtkörpers mit dem Behälter oder den sonstigen Teilen in Verbindung steht bzw. in diese eingepaßt sind, ist nur eine relativ kleine Fläche der Kugel des Hahns ausge­ setzt. Zur Versteifung des gesamten Körpers ist daher vorgesehen, daß nur die abgeschrägte Dicht­ fläche mit der Schicht versehen ist. Das für die Schmierung wichtige ungefüllte fluorhaltige Polymere ist also nur auf die besagte Dichtfläche aufgebracht, während die übrigen Flächen von dem gefüllten, ins­ besondere mit Glasfaser gefüllten Polymere dargestellt sind.

Eine ausreichende Druckfestigkeit bei gleichzeitiger hoher Zugfestigkeit ist für den Dichtkörper zu ge­ währleisten, wenn gemäß einer Ausführungsform der Erfindung der Grundkörper aus bis zu 25% mit Glas­ fasern gefüllten fluorhaltigem Polymere hergestellt ist. Eine Füllung des Polymeres in dieser Größen­ ordnung mit Glasfasern bringt annähernd eine Ver­ doppelung der Zugfestigkeit bei einer annähernden Verdreifachung des Elastizitätsmoduls, wobei die Schwindung wesentlich verringert und der Längenaus­ dehnungskoeffizient dem von Metallen nahekommt.

Eine innige Verbindung des gefüllten und des unge­ füllten fluorhaltigen Polymeres und damit ein den Forderungen genügender Dichtkörper wird gemäß der Erfindung hergestellt, indem das mit Glasfasern gefüllte Polymere und das reine Polymere nachein­ ander in die Form gefüllt, dort gemeinsam ver­ dichtet und dabei einer Sinterung unterzogen werden. Das z. B. in Form von Pulver in die Form gefüllte fluor­ haltige Polymere in gefüllter und ungefüllter Form wird im Rahmen dieses Verfahrens zu einem feste Körper bei einer unter der absoluten Schmelztemperatur betragenden Temperatur wirksam zusammengebacken. Besonders vorteil­ haft wirkt sich dabei aus, daß die Füllung nicht ge­ schmolzen wird, sondern daß nur ein teilweises Schmelzen niedrigschmelzender Teilkomponenten eintritt, die das gewünschte innige Zusammenhalten der einzelnen Komponenten erbringt.

Ein ausreichend dichter Körper wird erreicht, wenn das gefüllte Polymere und das ungefüllte fluorhaltige Polymere auf 3 : 1 verdichtet werden.

Der Grundkörper sowie die aus ungefüllten fluorhaltigen Polymere bestehende Schicht werden praktisch gleichzeitig fertiggestellt, und dabei eine innige Verbindung zwischen beiden Teilen sichergestellt, indem das gefüllte Polymere nach dem Einfüllen in die Form zunächst in einem Teilbe­ reich vorverdichtet, darauf dieser Teilbereich mit unge­ füllten fluorhaltigem Polymere aufgefüllt und anschließend die gesamte Füllung der Form auf 3 : 1 verdichtet wird. Damit erreicht man zugleich die für die Aufnahme der Kugel des Hahnes notwendige Schräge. Die Schräge kann durch die individuelle Anpassung des Werkzeuges so gestaltet werden, daß eine dichte Anlagerung der Kugel an den Dichtkörper ohne Belassung jedweder Lücken möglich ist. Weiter ist sichergestellt, daß in dem bereits vorverdichteten Teil­ bereich eine innige Verbindung der einzelnen Komponenten stattfindet, wobei diese Verbindung eben auf diesen Teil­ bereich beschränkt ist.

Die Erfindung zeichnet sich durch eine einfache Her­ stellungsweise aus, wobei die so hergestellten Dicht­ körper aufgrund ihrer Ausbildung und Zusammensetzung eine gleichbleibende Funktionstüchtigkeit der Kugel­ hähne sicherstellt.

Die Einzelheiten, weitere Merkmale und andere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Be­ schreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Figuren in der Zeichnung; es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Dichtkörper,

Fig. 2 die Zuordnung zweier Dichtkörper zu einer Kugel eines Kugelhahnes und

Fig. 3 einen Schnitt durch eine vereinfachte Form für die Herstellung derartiger Dichtkörper.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Dichtkörper 1 handelt es sich um einen ringförmigen Grundkörper 2 aus ge­ fülltem fluorhaltigem Polymere. Während die Seiten­ flächen 4, 6 und die Außenfläche 5 unbehandelt sind, ist die Innenfläche 3 unter Bildung der Dichtfläche 7 so abgeschrägt, daß, wie in Fig. 2 gezeigt, eine Kugel 12 zwischen zwei Dichtkörpern 1, 15 eingepaßt werden kann. Die Dichtfläche 7 ist mit einer Schicht 10 versehen, die aus einem fluorhaltigen Polymere besteht und mit einer Dicke von etwa 0,5 bis 1 mm aufgebracht ist.

Die Form der Schräge, d. h. deren Neigung, Länge und Kantenausbildung, richtet sich im wesentlichen nach der Größe der vorgesehenen Kugel 12. Die Dichtfläche 7 kann somit auch bogenförmig ausgebildet sein, um die Kugel 12 gleichsam aufzunehmen.

Die Dicke der Schicht 10 ist gleichmäßig über den gesamten Umfang gesehen, so daß die Kugel 12 gleich­ mäßig in dem Dichtkörper 1 gleiten kann. Insbesondere die Kanten 13, 14 können abgerundet sein, was durch die Ausbildung des Stößels 18 leicht erreicht werden kann.

Bei der Herstellung derartiger Dichtkörper gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zunächst in die Form 17 die aus gefülltem fluorhaltigem Polymere bestehende Füllung 16 eingebracht. Dann wird der Stößel 18 mit seinem Ansatz 19 soweit auf die Füllung 16 aufge­ bracht, daß ein Hohlraum 20 entsteht, der anschließend mit ungefülltem fluorhaltigen Polymere gefüllt wird. Danach wird die gesamte Füllung 16 im vorgegebenen Verhältnis, d. h. vorzugsweise im Verhältnis 3 : 1, verdichtet.

Durch die Formgebung des Stößels 18, insbesondere seines Ansatzes 19, kann die Dichtfläche 7 so geformt werden, wie es für den vorgesehenen Einsatzfall, d. h. für den vorgesehenen Kugelhahn, erforderlich ist.

Claims (7)

1. Dichtkörper für Verschlüsse von Transport- und Lager­ behältern chemischer Stoffe, insbesondere für Kugel­ hähne von Behältern für Verdünnungsmittel für Benzin, der in den Behälter eingespannt ist und der mindestens eine der Kugel des Hahns angepaßte, abgeschrägte Dichtfläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Grundkörper (2), der aus einem mit Füll­ stoff verstärkten fluorhaltigem Polymere besteht, eine dünne Schicht (10) eines ungefüllten fluorhaltigen Polymers aufgebracht ist.

2. Dichtkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der aus ungefülltem fluorhaltigen Polymere bestehenden Schicht (10) 0,2 bis 1 mm beträgt.

3. Dichtkörper nach Anspruch 1 und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß we­ nigstens die abgeschrägte Dichtfläche (7) mit der Schicht (10) versehen ist.

4. Dichtkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (2) aus bis zu 25% mit Füllstoff gefülltem fluorhaltigem Polymere hergestellt ist.

5. Verfahren zur Herstellung eines Dichtkörpers nach Anspruch 1 und/oder einem oder mehreren der nachfolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das mit Füllstoff gefüllte Polymere und das reine Polymere nacheinander in die Form gefüllt, dort gemeinsam verdichtet und dabei einer Sinterung unterzogen werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das gefüllte Polymere und das ungefüllte fluorhaltige Polymere auf 3 : 1 verdichtet werden.

7. Verfahren nach Anspruch 5 und Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das gefüllte Polymere nach dem Einfüllen in die Form zunächst in einem Teilbereich vorver­ dichtet, darauf dieser Teilbereich mit ungefülltem fluorhaltigem Polymere aufgefüllt und anschließend die gesammte Füllung der Form auf 3 : 1 verdichtet wird.