DE3210422A1

DE3210422A1 - Dichtungseinrichtung in einem sperrhahn mit rund- oder laengsschieber

Info

Publication number: DE3210422A1
Application number: DE19823210422
Authority: DE
Inventors: Jean-Francois 78320 Le Mesnil Saint Denis Bouvot
Original assignee: Valeo SE
Current assignee: Valeo SE
Priority date: 1981-03-27
Filing date: 1982-03-22
Publication date: 1982-10-07
Also published as: IT8220401A0; ES272069U; IT1151117B; FR2502727A1; ES272069Y; FR2502727B1

Description

Dichtungseinrichtung in einem Sperrhahn mit Rund- oder Längsschieber.

Beschreibung

₁Q Die Erfindung betrifft eine Dichtungseinrichtung in einem solchen Sperrhahn, welcher einen Rund- oder Längs schieb er aufweist und mit dem der Durchfluß eines Fluids, z.B. eine Flüssigkeit gesteuert werden kann.

^g Im allgemeinen weist ein solcher Hahn einen Zuflußkanal für das Fluid, welcher in einem Hahnkörper gegenüber einer Ausflußöffnung eines Ausflußkanals mündet, und ein "bewegliches Element auf, wie eine flache, runde Scheibe oder einen Schieber, welcher zwischen der Zuflußöffnung des Zuflußkanals und der Ausflußöffnung des Ausflußkanals angeordnet und senkrecht zur Achse der Ausflußöffnung verschiebbar ist. Dieses bewegliche Element umfaßt eine hindurchgehende öffnung zum Durchlassen des Fluids, welche zwischen der Zuflußöffnung des Zuflußkanals und der Ausflußöffnung des Ausflußkanals bei geöffnetem Sperrhahn angeordnet ist und welche gegenüber dieser Stellung bei geschlossenem Sperrhahn verschoben ist. Eine Dichtung ist auf einer kegelstumpfförmigen Stützfläche der Außenfläche der Ausflußöffnung des Ausflußkanals angeordnet und arbeitet druckmäßig mit dem beweglichen Element derart zusammen, daß bei geschlossenem Sperrhahh eine dichte Trennung zwischen der Zuflußöffnung des Zuflußkanals und der Ausflußöffnung des Ausflußkanals vorliegt.

Bei Sperrhahnen dieser Art werden bis heute Dichtungen verwandt, welche einen im wesentlichen zylindrischen oder kegelstumpfformxgen Abschnitt, der ihre Befestigung auf der kegelstumpfformxgen Stützfläche der Ausflußöffnung des Ausflußkanals erlaubt, und einen Abschnitt in der Form einer Lippe mit ebener, ringförmiger Oberfläche aufweisen, der unter Druckwirkung auf die entsprechende Seite des beweglichen Elementes gedrückt werden kann. Dabei ist es der Druck des !Fluids selbst, welcher diese Lippe gegen das bewegliche Element drückt und beim Schließen die Dichtigkeit des Ausflußkanals sicherstellt.

Eine solche Dichtung weist jedoch Nachteile auf, ins- !5 besondere eine große Empfindlichkeit in bezug auf den Druck (die Güte der Dichtigkeit, welche sie hervorruft, hängt direkt vom Druckunterschied zwischen dem Zuflußkanal und dem Ausflußkanal ab). Da die Andruckkraft der flachen, ringförmigen Lippe dieser Dichtung gegen das ²^ bewegliche Element durch den Fluiddruck bestimmt ist, muß man, wenn dieser Druck groß ist, eine beträchtliche Reibungskraft des beweglichen Elementes an der Dichtung überwinden, um das bewegliche Element zu verschieben.

Ferner können, wenn das Fluid feste Verunreinigungen enthält, wie z.B. Sandkörner, diese sich zwischen das bewegliche Element und die ringförmige, flache Lippe der Dichtung setzen, woraus sich eine Gefahr in bezug auf die Zerstörung der Dichtung und/oder des beweglichen Elementes ergibt,

wenn man letzteres verschiebt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beheben, wobei die Ausgestaltung einer solchen Dichtung einfach sein soll und ihre Herstellungskosten verringert werden sollen.

Erfindungsgemäß wird eine Dichtungseinrichtung in einem Sperrhahn mit Rund- oder Längsschieber angegeben, welcher einen Zuflußkanal für ein Fluid und einen Auslaßkanal, ein bewegliches Element wie eine runde, flache Scheibe oder einen Schieber, welcher zwischen dem Zuflußkanal und dem Ausflußkanal angeordnet und zwischen einer Schließstellung und einer Offenstellung des Sperrhahnes bewegbar ist, und eine Dichtung umfaßt, welche auf einer Stützfläche der Außenfläche der Ausflußöffnung des Ausflußkanals angeordnet ist und mit dem beweglichen Element zusammenarbeitet, wobei die Dichtungseinrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß die Dichtung eine torusförmige Dichtung mit kreisförmigem Querschnitt ist, welche gedehnt auf der Stützfläche angeordnet ist.

In überraschender Weise hat sich herausgestellt, daß eine einfache, gedehnt angeordnete Torusrichtung den gleichen Dienst wie eine bisher verwandte Dichtung leistet, welche eine kegelstumpfförmige Wandfläche und eine ringförmige, flache Lippe aufweist, und wobei keine Schwierigkeiten auftreten und die Herstellungskosten viel niedriger liegen.

Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung ist die Stützfläche kegelstumpfförmig und der Innendurchmesser der Dichtung ist im Ruhezustand kleiner als der kleinste Durchmesser der kegelstumpfförmigen Stützfläche, auf welcher sie angeordnet werden soll.

Auf diese Weise wird automatisch die richtige Lage der Dichtung aufrechterhalten, d.h. unter Druck gegen die entsprechende Seite des beweglichen Elementes des Sperrhahns.

Die Erfindung betrifft ferner Sperrhähne von der Art mit einem Rund- oder Längsschieber, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie die Dichtungseinrichtung von der vorhergehend beschriebenen Art enthalten.

Der Erfindungsgegenstand wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Pig. 1 eine schematische Längs Schnittdarstellung

eines Sperrhahnes, welcher eine Dichtungseinrichtung nach der Erfindung aufweist,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Dichtungs- !5 einrichtung nach dem Stand der Technik,

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Dichtungseinrichtung nach der Erfindung, wobei die einzelnen Teile auseinandergenommen und voneinander getrennt dargestellt sind, und

Fig. 4- eine der Fig. 3 entsprechende Darstellung, wobei die Einrichtung im zusammengebauten

Zustand gezeigt ist.
25

Der in Fig. 1 dargestellte Sperrhahn ist ein Sperrhahn zur Steuerung des Durchflusses oder des Durchlasses eines Fluids, wie z.B. einer Flüssigkeit in der durch

den bei 10 angegebenen Richtung. Der Sperrhahn umfaßt 30

einen oberen Halbkörper 11 und einen unteren Halbkörper 12, die miteinander mittels eines Spannteils 13 oder ähnlichem zusammengebaut sind. Der Halbkörper 11 umfaßt einen Zuflußkanal 14 für das Fluid, welcher im wesentlichen auf der Höhe der Ebene der Dichtung zwischen den zwei Halbkörpern endet.

Der untere HalbkÖrper 12 umfaßt einen Ausflußkanal 15 für das Fluid, welcher "bei dieser Ausführungsform axial zu dem Zuflußkanal 14 ausgerichtet ist und dessen -zur Seite des Zuflußkanals 14 ausgerichtete Ausflußöffnung eine kegelstumpfförmige Außenfläche 16 aufweist, die eine Dichtung 17 aufnimmt, welche in einer ringförmigen Nut oder Rille 18 angeordnet ist, die die kegelförmige Stützfläche 16 des Ausflußkanals 15 umgibt. Zwischen den beiden Enden bezüglich des Zuflußkanals 14 unddes Ausflußkanals 15 ist ein bewegliches Element 19 angeordnet, welches hier eine kreisförmige Scheibe ist, die drehbar um eine Achse 20 in den Halbkörpern 11 und 12 angeordnet ist und um diese Achse durch eine Ritzelanordnung 21 in Drehung versetzt werden kann, deren Antriebswelle 22 nach außen aus dem Halbkörper 11 hervorsteht. Eine Dichtung 23 ist zwischen den Umfangsrändern der Halbkörper 11 und 12 angeordnet und stellt die Dichtung der Einheit sicher.

Die bewegliche Scheibe 19 weist eine öffnung auf (diese ist in Fig. 1 nicht zusahen), welche,wenn sie zwischen den zwei Enden der Kanäle 14 und 15 angeordnet ist, die Durchströmung oder den Durchfluß des Fluids durch den Sperrhahn, ermöglicht. Wenn diese öffnung gegenüber dieser Stellung verschoben ist und sich nicht zwischen dem Kanal 14 und dem Kanal 15 befindet, schließt die bewegliche Scheibe 19 die Ausflußöffnung des Ausflußkanals 15 dank der Dichtung 17 dicht ab und unterbindet, daß das Fluid durch den Auslaßkanal 15 fließt. Die Wut oder Rille 18

steht fortwährend mit dem Zuflußkanal 14 derart in Verbindung, daß der Fluiddruck in dem Zuflußkanal 14 auf die Dichtung 17 wirkt und diese gegen die untere Fläche der beweglichen Scheibe 19 drückt, wodurch eine dichte Trennung zwischen dem Zuflußkanal 14 und dem Ausflußkanal 15 bei geschlossenem Sperrhahn sichergestellt ist.

JgT

Beim Stand der Technik (Fig. 2) umfaßt die Dichtung 25, welche auf der kegelstumpfformigen Stützfläche 16 des Endes des Auslaßkanals 15 befestigt ist und mit der beweglichen Scheibe 19 zusammenarbeitet,einen zylinderförmigen Abschnitt 26, der an der kegelstumpfformigen Stützfläche 16 angeordnet ist und einen im wesentlichen flachen Ringabschnitt 27» welcher sich senkrecht zur Achse der kegelstumpfformigen Oberfläche 16 erstreckt und mit dem engsten Ende des Abschnittes 26 verbunden ist, wie dies bereits vorhergehend angegeben wurde. Der ringförmige Abschnitt 27 der Verbindung 25 konnte in gewissen Fällen einen vorstehenden ümfangsring 28 auf seiner oberen Seite in Berührung mit der unteren Seite der Scheibe 19 aufweisen, um die Gefahr einer Zerstörung der Dichtungen durch Sandkörner zu verringern, welche von dem Fluid transportiert werden und sich zwischen die Scheibe 19 und den ringförmigen Abschnitt 27 der Dichtung legen. Dieser vorstehende Ümfangsring 28 wird umso mehr gegen die Scheibe 19 gedrückt, je größer der Fluiddruck ist, worauf sich eine starke Reibungskraft zwischen der Dichtung und der Scheibe ergibt, wenn letztere um ihre Achse 20 in Drehung versetzt wird.

Erfindungsgemäß ist die Dichtung 25 durch eine einfache Torusdichtung 17 mit kreisförmigem Querschnitt (Fig. 3) ersetzt, welche in vorteilhafter Weise im Ruhezustand einen Innendurchmesser d aufweist, welcher kleiner als der kleinste Durchmesser D der kegelstumpfformigen Oberfläche 16 ist, die von der Ausflußöffnung des Ausfluß-

kanals 15 gebildet wird.

Wenn die Einrichtung zusammengebaut ist (Fig. 4), wird die torusförmige Dichtung 17» welche die kegelstumpfförmige Fläche 16 umgibt, auseinandergezogen und hat das natürliche Bestreben, ihren Ausgangszustand zurückzugewinnen, d.h. längs dieser kegelstumpfformigen Stützfläche

16 aufzusteigen und in Anlage an die untere Seite der Scheibe 19 zu kommen, wie es durch die Pfeile 30 dargestellt ist. Ferner übt der in dem Zuflußkanal 14 herrschende und auf die Torusdichtung 17 wirkende Fluiddruck auf diese eine in der gleichen Richtung gerichtete Kraft aus, d.h. eine solche, die die Dichtung auf die untere Seite der Scheibe 19 drücken will. Auf alle Fälle ändert sich aufgrund der Form der Dichtung 17 dieser Andruck der Dichtung 17 an der Scheibe 19, welcher sich durch den Fluiddruck ergibt, nur wenig in Abhängigkeit der Größe des Fluiddruckes oder genauer gesagt des Druckunterschiedes zwischen dem Zuflußkanal 14 und dem Ausflußkanal 15.

Der Umfang der Andruckzone der Dichtung 17 an der Scheibe 19 ist viel kleiner, als derjenige des Andruckbereiches einer Dichtung beim Stand der Technik, wodurch entsprechend die Reibungskräfte zwischen der Scheibe und der Dichtung verringert sind.

AO

Leerseite

Claims

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PH 17 043-46/L

Dichtungseinrichtung in einem Sperrhahn mit Rund- oder Längsschieber.

Pat entansprüche

(1 J Dichtungseinrichtung in einem Sperrharm von der Art mit einem Rund- oder Längsschieber, welcher einen Zufluß-

30 kanal für ein Fluid und einen Auslaßkanal, ein bewegliches Element, wie z.B. eine Scheibe oder einen Schieber, der zwischen dem Zuflußkanal und dem Auslaßkanal angeordnet und zwischen einer Schließstellung und einer Offenstellung des Sperrhahnes bewegbar ist, und eine Dichtung aufweist,

35 die auf einer Stützfläche der Außenfläche der Ausflußöffnung des Ausflußkanals angeordnet ist und mit dem beweglichen

Element zusammenarbeitet, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung eine torusförmige Dichtung (17) mit kreisförmigem Querschnitt ist, die unter Ausdehnung auf der Stützfläche (16) angeordnet ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Stützfläche (16) kegelstumpfförmig ist und daß sich ihr Querschnitt in Richtung des

beweglichen Elementes (19) verringert. 10
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Innendurchmesser (d) der Dichtung (17) im Ruhezustand kleiner als der kleinste Durchmesser (D) der kegelstumpfförmigen Stützfläche (16) ist, auf der die Dichtung angeordnet werden soll.
4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die kegelstumpfförmige Stützfläche (16) von einer ringförmigen Nut oder Rille

(18) umgeben ist, die zur Aufnahme eines Teils der Dichtung (17) geeignet ist.
5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der Zuflußkanal (14) für das Fluid in dem Sperrhahn gegenüber der Ausflußöffnung des Ausflußkanals (15) mündet, deren äußere Oberfläche die kegelstumpfförmige Stützfläche (16) zur Anordnung der torusförmigen Dichtung (17) bildet, wobei diese fortwährend mit Druck auf das bewegliche Element (19) wirkt, welches zwischen dem Zuflußkanal (14) und dem Ausflußkanal (15) senkrecht zur Achse der Ausfluß'öffnung bewegbar ist.
6. Sperrhahn von der Art mit einem Rund- oder Längsschieber, dadurch gekennzeichnet , daß er eine Dichtungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.