DE2940744C2 - Ball valve with vent - Google Patents
Ball valve with ventInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Kugelabsperrhahn mit Entlüftung, insbesondere Kupplungsabsperrhahn für die Hauptluftleitung von Schienenfahrzeug-Druckluftbremsen, mit einem drehbaren, gegebenenfalls kugelabschnittartigen Hahnküken in einem ständig mit einer Anschlußöffnung verbundenen Kükenraum und mit einem die vom Hahnküken abdeckbare Mündung einer Entlüftungsöffnung in den Kükenraum bildenden Dichtring, der an seinem dem Kükenraum abgewandten Ende einen fest im Hahngehäuse gehaltenen, ringflanschartigen Halteabschnitt trägt und andererseits im Anschluß an eine ringnutartige Ausnehmung an seinem Außenumfang an einem sich zum Kükenraum hin kegelig erweiternden Endabschnitt eine im wesentlichen im von der Kugeloberfläche des Hahnkükens bestreichbaren Bereich befindliche, kreisförmige Dichtkante trägt, wobei der Endabschnitt im Anschluß an die Dichtkante eine diese außen umgebende, radial nach außen von der die Dichtkante aufweisenden Radialebene in Richtung zum Halteabschnitt divergierende Ringfläche aufweist.The invention relates to a ball shut-off valve with venting, in particular a coupling shut-off valve for the main air line of rail vehicle compressed air brakes, with a rotatable, possibly spherical section-like valve plug in a plug chamber that is permanently connected to a connection opening and with a sealing ring that forms the mouth of a vent opening in the plug chamber that can be covered by the valve plug, which ring has a ring flange-like holding section that is firmly held in the valve housing at its end facing away from the plug chamber and, on the other hand, following an annular groove-like recess on its outer circumference, on an end section that widens conically towards the plug chamber, has a circular sealing edge that is located essentially in the area that can be covered by the spherical surface of the valve plug, the end section following the sealing edge having an annular surface that surrounds it on the outside and diverges radially outwards from the radial plane that has the sealing edge in the direction of the holding section.
Ein derartiger Kugelabsperrhahn ist aus der FR-PS 12 94 875 bekannt. Bei Auflage der Dichtkante auf der geschlossenen Kugelfläche des Hahnkükens drückt der im Kükenraum herrschende Überdruck die Dichtkante verstärkt an die Kugeloberfläche an, wodurch ein dichter Abschluß der Entlüftungsöffnung bewirkt wird. Beim bekannten Kugelabsperrhahn weist der Dichtring zwischen seinem Halteabschnitt und der Dichtkante einen relativ langen, schlauchartigen und offensichtlich weichelastischen Abschnitt auf, so daß die Dichtkante sich gut an die Kugeloberfläche anpassen kann; zum Vermeiden unerwünschter Verformungen des schlauchartigen Abschnittes greift in diesen eine rohrartige, starre Verstärkung ein, wodurch der Aufbau verkompliziert und verteuert wird.Such a ball shut-off valve is known from FR-PS 12 94 875. When the sealing edge rests on the closed spherical surface of the valve plug, the excess pressure in the plug chamber presses the sealing edge more strongly against the ball surface, which causes the vent opening to be sealed tightly. In the known ball shut-off valve, the sealing ring has a relatively long, hose-like and obviously soft-elastic section between its holding section and the sealing edge, so that the sealing edge can adapt well to the ball surface; to avoid undesirable deformation of the hose-like section, a tubular, rigid reinforcement engages in it, which complicates the structure and makes it more expensive.
Ein im wesentlichen den eingangs genannten Merkmalen entsprechender Kugelabsperrhahn ist mit dem Prospekt Nr. D 32 12 83 "Luftabsperrhähne", Baureihe LH, der Anmelderin bekanntgeworden. Die mehr oder weniger gerundete Dichtkante des Dichtringes befindet sich dabei zumindest nahezu am Ende des Endabschnittes; bei Auflage der Dichtkante auf der geschlossenen Kugelfläche des Hahnkükens, also bei abgedeckter Mündung der Entlüftungsöffnung, drückt ebenfalls der im Kükenraum herrschende Überdruck den Endabschnitt des Dichtringes und damit dessen Dichtkante verstärkt an die Kugeloberfläche an und gewährleistet somit den dichten Abschluß der Entlüftungsöffnung.A ball shut-off valve that essentially corresponds to the features mentioned above has been made known to the applicant in brochure no. D 32 12 83 "Air shut-off valves", LH series. The more or less rounded sealing edge of the sealing ring is located at least almost at the end of the end section; when the sealing edge rests on the closed spherical surface of the valve plug, i.e. when the mouth of the vent opening is covered, the excess pressure in the plug chamber also presses the end section of the sealing ring and thus its sealing edge more strongly against the ball surface and thus ensures that the vent opening is sealed tightly.
Bei diesem bekannten Absperrhahn ist der Dichtring in axialer Richtung relativ steif, so daß durch enge Fertigungstoleranzen gewährleistet sein muß, daß die Dichtkante sich in richtiger Lage im von der Kugeloberfläche des Hahnkükens bestreichbaren Raumbereich befindet. Weiterhin kann beim bekannten Absperrhahn während des Umschaltens, d. h. Drehens des Hahnkükens, eine Begrenzungskante der Kugeloberfläche von radial außen gegen den erweiterten Endabschnitt des Dichtringes anlaufen und diesen, bezogen auf den Dichtring, nach radial innen umklappen, wodurch ein Aufgleiten der Dichtkante auf die Kugeloberfläche ausgeschlossen wird, die Entlüftungsöffnung also nicht dicht abgedeckt werden kann. Das im Kükenraum befindliche Druckmittel kann dann ständig durch die Entlüftungsöffnung zur Atmosphäre abströmen.In this known shut-off valve, the sealing ring is relatively stiff in the axial direction, so that tight manufacturing tolerances must be used to ensure that the sealing edge is in the correct position in the area covered by the ball surface of the valve plug. Furthermore, in the known shut-off valve, during switching, i.e. turning the valve plug, a limiting edge of the ball surface can run from the outside against the extended end section of the sealing ring and fold it radially inwards in relation to the sealing ring, which prevents the sealing edge from sliding onto the ball surface, so that the vent opening cannot be tightly covered. The pressure medium in the plug space can then constantly flow out to the atmosphere through the vent opening.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kugelabsperrhahn der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß beim Drehen des Hahnkükens die Dichtkante des Dichtringes stets sicher auf die Kugeloberfläche des Hahnkükens aufzugleiten vermag, wobei zugleich der Bauaufwand durch Vermeiden enger Herstellungstoleranzen niedrig gehalten werden soll.The invention is based on the object of providing a ball shut-off valve of the type mentioned at the beginning in such a way that when the valve plug is turned, the sealing edge of the sealing ring can always slide safely onto the spherical surface of the valve plug, while at the same time the construction effort is kept low by avoiding narrow manufacturing tolerances.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Innenraum des Dichtringes innerhalb eines axialen Abschnittes, der im axialen Bereich des Halteabschnittes beginnt und sich höchstens bis zum axialen Bereich der ringnutartigen Ausnehmung erstreckt, sich in Richtung zum Kükenraum kegelig verjüngend ausgebildet ist.This object is achieved according to the invention in that the interior of the sealing ring within an axial section which begins in the axial region of the holding section and extends at most to the axial region of the annular groove-like recess, is designed to taper conically in the direction of the plug chamber.
Durch diese Ausbildung erfährt der Dichtring im Bereich seines Halteabschnittes und im an diesen anschließenden Abschnitt eine Schwächung seiner Wandstärke, wodurch er eine hohe, axiale Elastizität erhält, und zugleich wird gewährleistet, daß beim Drehen des Hahnkükens der Rand der Kugelfläche durch Anlaufen an die Ringfläche die Dichtkante sicher auf die Kugeloberfläche aufführt, ein Umklappen des Endabschnittes des Dichtringes also ausgeschlossen ist.This design weakens the wall thickness of the sealing ring in the area of its holding section and in the section adjoining it, giving it a high degree of axial elasticity, and at the same time ensures that when the valve plug is rotated, the edge of the spherical surface runs into contact with the ring surface and the sealing edge is guided securely onto the spherical surface, thus preventing the end section of the sealing ring from folding over.
Die nach weiteren Merkmalen der Erfindung zweckmäßige Ausgestaltung des Kugelabsperrhahnes ist den Unteransprüchen zu entnehmen.The design of the ball shut-off valve which is expedient according to further features of the invention can be found in the subclaims.
Diese Ausbildung gewährleistet einerseits durch im Mittel im wesentlichen gleichbleibende Wandstärke des Dichtringes eine hohe axiale Elastizität dieses Dichtringes, so daß auch ohne Einhalten enger Fertigungstoleranzen über die Ringfläche stets ein sicheres Aufgleiten der Dichtkante auf die Kugeloberfläche des Hahnkükens ohne übermäßige Verspannungen irgendwelcher Teile sowie der dichte Abschluß der Entlüftungsöffnung bei entsprechender Stellung des Hahnkükens gewährleistet ist.On the one hand, this design ensures a high axial elasticity of the sealing ring due to the essentially constant wall thickness of the sealing ring, so that even without maintaining tight manufacturing tolerances over the ring surface, a safe sliding of the sealing edge onto the ball surface of the valve plug without excessive tension of any parts and the tight closure of the vent opening is guaranteed when the valve plug is in the appropriate position.
In der Zeichnung Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines nach der Erfindung ausgebildeten Kugelabsperrhahnes im Schnitt dargestellt.In the drawing Fig. 1, an embodiment of a ball shut-off valve designed according to the invention is shown in section.
Fig. 2 zeigt in vergrößertem Maßstab einen Querschnitt durch den Dichtring dieses Kugelabsperrhahnes. Fig. 2 shows an enlarged cross-section through the sealing ring of this ball shut-off valve.
Gemäß Fig. 1 weist das Hahngehäuse 1 einen Leitungsanschluß 2 zum Anschluß der abzusperrenden Rohrleitung, einen Leitungsanschluß 3 zum Anschluß der abführenden Rohrleitung und einen Kükenraum 4 zur Aufnahme eines mittels eines Handhebels 5 um eine Achse 6 drehbaren Hahnkükens 7 auf. Das Hahnküken 7 ist mit einer kugelabschnittartigen Kugelfläche 8 versehen, welche im dargestellten, geschlossenen Zustand des Kugelabsperrhahnes an einem im Hahngehäuse 1 gehaltenen, die Einmündung des Leitungsanschlusses 2 in den Kükenraum 4 umgebenden Dichtring 9 anliegt und so den Leitungsanschluß 2 vom Kükenraum 4 und dem Leitungsanschluß 3 abtrennt. Das Hahngehäuse 1 ist mit einer Entlüftungsöffnung 10 für den Kükenraum 4 versehen; nach außen ist die Entlüftungsöffnung 10 durch eine mit dem Hahngehäuse 1 verschraubte Entlüftunskappe 11 abgedeckt, und die Einmündung der Entlüftungsöffnung 10 in den Kükenraum 4 ist durch einen Dichtring 12 gebildet. Der in Fig. 2 in vergrößertem Maßstab dargestellte Dichtring 12 weist an seinem dem Kükenraum 4 abgewandten Ende einen Halteabschnitt 13 auf, der im wesentlichen ringflanschartig ausgebildet ist. Mittels dieses Halteabschnittes 13 ist der Dichtring 12 in einen zwischen dem Hahngehäuse 1 und der Entlüftungskappe 11 gebildeten Ringspalt fest eingespannt. Der Innenraum des Dichtringes 12 beginnt auf der dem Kükenraum 4 abgewandten Seite mit einem zylindrischen Abschnitt 14&min; welcher sich etwa über die Hälfte der axialen Erstreckung des Halteabschnittes 13 erstreckt. Hieran schließt ein sich kegelig in Richtung zum Kükenraum 4 hin verjüngender Abschnitt 15 an, dessen Wände unter einem Winkel α von etwa 30° zur Radialebene geneigt verlaufen. Auf den sich verjüngenden Abschnitt 15 folgt ein zylindrischer Abschnitt 16, an welchen sich ein unter einem Winkel β von etwa 45° in Richtung zum Kükenraum 4 erweiternder Abschnitt 17 anschließt. Der Abschnitt 17 endet mit einer Dichtkante 18, welche leicht gerundet sein kann und an welche sich nach radial außen eine Ringfläche 19 anschließt, die von der die Dichtkante 18 aufweisenden Radialebene in Richtung zum Halteabschnitt 13 unter einem Winkel γ von etwa 20° divergierend verläuft. Der Außenumfang des Dichtringes 12 ist anschließend an den Halteabschnitt durch eine zu diesem zurückversetzte Zylinderfläche 20 gebildet, welche sich axial bis in den Bereich des Abschnittes 16 erstreckt. An die Zylinderfläche 20 schließt sich eine ringnutartige Ausnehmung 21 an, an deren Grund eine kegelmantelringartige Außenfläche 22 ansetzt, die entgegengesetzt zur die Dichtkante 18 umgebenden Ringfläche 19 unter einem Winkel δ von etwa 25° geneigt verläuft. An ihren radial äußeren Rändern gehen die Ringfläche 19 und die Außenfläche 22 mittels eines gerundeten Flächenabschnittes ineinander über.According to Fig. 1, the valve housing 1 has a line connection 2 for connecting the pipeline to be shut off, a line connection 3 for connecting the discharge pipeline and a plug chamber 4 for receiving a valve plug 7 which can be rotated about an axis 6 by means of a hand lever 5. The valve plug 7 is provided with a spherical surface 8 in the form of a segment of a sphere which, in the closed state of the ball shut-off valve shown, rests against a sealing ring 9 held in the valve housing 1 and surrounding the opening of the line connection 2 into the plug chamber 4 and thus separates the line connection 2 from the plug chamber 4 and the line connection 3. The valve housing 1 is provided with a vent opening 10 for the plug chamber 4 ; The vent opening 10 is covered on the outside by a vent cap 11 screwed to the valve housing 1 , and the opening of the vent opening 10 into the plug chamber 4 is formed by a sealing ring 12. The sealing ring 12 shown on an enlarged scale in Fig. 2 has a holding section 13 on its end facing away from the plug chamber 4 , which is essentially designed like a ring flange. By means of this holding section 13 , the sealing ring 12 is firmly clamped in an annular gap formed between the valve housing 1 and the vent cap 11. The interior of the sealing ring 12 begins on the side facing away from the plug chamber 4 with a cylindrical section 14' which extends approximately over half the axial extent of the holding section 13. This is followed by a section 15 which tapers conically towards the plug chamber 4 and whose walls are at an angle α. of approximately 30° to the radial plane. The tapering section 15 is followed by a cylindrical section 16 , which is followed by a section 17 which widens at an angle β of approximately 45° in the direction of the plug chamber 4. The section 17 ends with a sealing edge 18 , which can be slightly rounded and which is followed radially outwards by an annular surface 19 which diverges from the radial plane having the sealing edge 18 in the direction of the holding section 13 at an angle γ of approximately 20°. The outer circumference of the sealing ring 12 is formed adjacent to the holding section by a cylindrical surface 20 which is set back from it and extends axially into the area of the section 16 . The cylinder surface 20 is followed by an annular groove-like recess 21 , at the base of which is a conical outer surface 22 , which runs at an angle δ of approximately 25° opposite to the annular surface 19 surrounding the sealing edge 18. At their radially outer edges, the annular surface 19 and the outer surface 22 merge into one another by means of a rounded surface section.
Der aus elastischem Werkstoff bestehende Dichtring 12 weist über seine ganze Länge im Mittel etwa gleiche Wandstärke auf, wodurch er im Zusammenwirken mit seinem in axialer Richtung wechselnden Durchmesser eine hohe Elastizität in axialer Richtung erhält. Der Dichtring 12 ist derart im Hahngehäuse 1 gehalten, daß sich seine Dichtkante 18 etwas innerhalb des vom Hahnküken 7 bei dessen Drehung bestreichbaren Raumes befindet. Wird das Hahnküken 7 daher aus der in Fig. 1 dargestellten Lage entgegen dem Uhrzeigersinn um 90° um die Achse 6 gedreht, so gelangt das Hahnküken 7 mit einem Randbereich seiner Kugelfläche 8 zur Anlage an der Ringfläche 19, drückt beim Weiterdrehen den Dichtring 12 axial etwas zusammen, und die Dichtkante 18 gleitet zwangsfrei und unter Vermeiden eines Umklappens des die Dichtkante 18 aufweisenden, dichtlippenartigen Abschnittes des Dichtringes 12 auf die Kugelfläche 8 auf. Das aus dem Leitungsanschluß 2 in den Kükenraum 4 einströmende Druckmittel bewirkt über die Ausnehmung 21 ein verstärktes Andrücken der Dichtkante 18 an die Kugeloberfläche 8, so daß eine dichte Anlage des Dichtringes 12 am Hahnküken 7 gewährleistet ist und kein Druckmittel aus dem Kükenraum 4 durch den Innenraum des Dichtringes 12 und die Entlüftungsöffnung 10 zur Atmosphäre entweichen kann.The sealing ring 12, which is made of elastic material, has on average approximately the same wall thickness over its entire length, which, in conjunction with its diameter which changes in the axial direction, gives it a high degree of elasticity in the axial direction. The sealing ring 12 is held in the valve housing 1 in such a way that its sealing edge 18 is located slightly within the space that the valve plug 7 can cover when it rotates. If the valve plug 7 is therefore rotated anti-clockwise by 90° about the axis 6 from the position shown in Fig. 1, the valve plug 7 comes to rest with an edge region of its spherical surface 8 on the ring surface 19 , compresses the sealing ring 12 axially slightly as it continues to rotate, and the sealing edge 18 slides onto the spherical surface 8 without constraint and without folding over the sealing lip-like section of the sealing ring 12 which has the sealing edge 18 . The pressure medium flowing from the line connection 2 into the plug chamber 4 causes an increased pressing of the sealing edge 18 onto the ball surface 8 via the recess 21 , so that a tight fit of the sealing ring 12 on the valve plug 7 is ensured and no pressure medium can escape from the plug chamber 4 through the interior of the sealing ring 12 and the vent opening 10 to the atmosphere.
Infolge der großen, axialen Elastizität des Dichtringes 12 kann sowohl dieser Dichtring 12 selbst wie auch dessen Halterung im Hahngehäuse 1 mit relativ großen Herstellungstoleranzen gefertigt werden, wobei lediglich sicherzustellen ist, daß die Dichtkante 18 in dem Schwenkbereich des Hahnkükens 7 zu liegen kommt. Je nach den vorliegenden Toleranzmaßen greift der Dichtring 12 dabei mehr oder weniger in den Schwenkbereich des Hahnkükens 7 ein; durch die hohe, axiale Elastizität des Dichtringes 12 in Verbindung mit der Ringfläche 19 wird dabei aber immer ein sicheres Aufgleiten der Dichtkante 18 auf die Kugelfläche 8 des Hahnkükens 7 gewährleistet.Due to the high axial elasticity of the sealing ring 12, both this sealing ring 12 itself and its holder in the valve housing 1 can be manufactured with relatively large manufacturing tolerances, whereby it is only necessary to ensure that the sealing edge 18 lies in the swivel range of the valve plug 7. Depending on the existing tolerance dimensions, the sealing ring 12 engages more or less in the swivel range of the valve plug 7 ; however, the high axial elasticity of the sealing ring 12 in conjunction with the ring surface 19 always ensures that the sealing edge 18 slides securely onto the spherical surface 8 of the valve plug 7 .
Die Ringfläche 19 muß nicht, wie vorstehend beschrieben, kegelmantelringartig ausgebildet sein, sie kann auch durch einen Ringausschnitt aus einer Kugelfläche mit großem Kugelradius gebildet werden. Weiterhin muß das Hahnküken nicht kugelabschnittartig, sondern kann vollkugelig mit Durchbohrungen für den Druckmitteldurchgang ausgebildet sein; die besondere Ausbildung des Dichtringes 12 gewährleistet dann ein sicheres Aufgleiten der Dichtkante aus den Durchbohrungen auf die Kugeloberfläche des Hahnkükens.The ring surface 19 does not have to be designed like a conical shell ring, as described above, it can also be formed by a ring cutout from a spherical surface with a large spherical radius. Furthermore, the valve plug does not have to be designed like a spherical segment, but can be fully spherical with holes for the passage of pressure medium; the special design of the sealing ring 12 then ensures that the sealing edge slides securely from the holes onto the spherical surface of the valve plug.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19792940744 DE2940744C2 (en) | 1979-10-08 | 1979-10-08 | Ball valve with vent |
Applications Claiming Priority (1)
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| DE19792940744 DE2940744C2 (en) | 1979-10-08 | 1979-10-08 | Ball valve with vent |
Publications (2)
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| DE2940744A1 DE2940744A1 (en) | 1981-04-16 |
| DE2940744C2 true DE2940744C2 (en) | 1987-02-26 |
Family
ID=6082976
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19792940744 Expired DE2940744C2 (en) | 1979-10-08 | 1979-10-08 | Ball valve with vent |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1294875A (en) * | 1961-04-20 | 1962-06-01 | Westinghouse Freins & Signaux | Shut-off valve called ball joint |
-
1979
- 1979-10-08 DE DE19792940744 patent/DE2940744C2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2940744A1 (en) | 1981-04-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| 8125 | Change of the main classification |
Ipc: F16K 5/06 |
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| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: KNORR-BREMSE AG, 8000 MUENCHEN, DE |
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| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |