DE3321415C3 - Kugelhahn - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kugelhahn in einem einteiligen Gehäuse mit eingesetzten Dichtungen und Kugel bei denen die Dichtungen und Kugel im Steckverfahren montiert und diese mittels Ringscheibenelement gegenüber dem Gehäuse festgelegt sind, wobei das Ringscheibenelement über einen Sicherheitsring axial verschiebbar ist.

Bei aus der Praxis bekannten Kugelhähnen in einem einteiligen bzw. einstückigen Gehäuse werden die Dichtungen entweder mittels Gewindering zusammen mit der Kugel verspannt oder mittels eingelegtem oder aufgesetztem Flansch verschraubt, so daß sie eine funktionsfähige, transportable Einheit bis zur Montage z. B. in einer Rohrleitung bilden. In beiden Fällen sind Gewinde erforderlich, was einerseits eine aufwendige Fertigung bei den Einzelteilen und andererseits auch eine aufwendige Montage bedeutet.

Aus der DE-OS 18 07 357 ist ein Kugelhahn der eingangs genannten Art bekannt. Bei diesem sichert ein als Sprengring ausgebildeter Sicherungsring, der in eine radiale Innenut des Gehäuses eingesetzt ist, ein mehrteiliges Ringscheibenelement axial, das seinerseits die Kugel axial festlegt. Die Funktionsfähigkeit des Kugelhahns ist bereits aufgrund der Montage des Sicherungsringes bewirkt. Ein entsprechender Kugelhahn mit einteiligem Ringscheibenelement ist ferner aus der DE-AS 11 73 748 bekannt.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, einen im Steckverfahren montierten Kugelhahn mit eingesetzten Dichtungen und Kugel zu schaffen, wobei die montierten Teile bei unkomplizierter Fertigung des Kugelhahns und dessen einfacher Montage bereits vor einem Verflanschen des Kugelhahnes lagegesichert sind.

Diese Aufgabe wird bei einem Kugelhahn der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß zur Aufnahme des Sicherungsringes eine Nut mit Hinterdrehung aus Gehäuse und Ringscheibenelement im montierten Zustand gebildet wird. Der Kugelhahn erhält damit erst nach erfolgter Verflanschung, sei es bei der Prüfung oder in der Rohrleitung, die volle Funktionsfähigkeit. Vor der Verflanschung bildet der Kugelhahn lediglich eine feste, transportable Einheit.

Die Nut kann beispielsweise Schwalbenschwanzform aufweisen. In beiden Teilen d. h., im Gehäuse und im Ringscheibenelement, ist damit eine Hinterdrehung vorgesehen, die dem Sicherungsring als Widerlager dient. Nach erfolgter Montage von Schaltwelle, sofern diese von der Strömungsseite montiert wird, Dichtungen und Kugel wird das Ringscheibenelement eingesetzt. In die schwalbenschwanzförmige Nut eine Sicherungseinlage in Form eines Kunststoffringes oder ähnlich, der höher als die Nut tief ist, eingelegt und mittels einer Presse zusammengedrückt bis das Ringscheibenelement gegen eine Schulter im Gehäuse zur Anlage kommt, wodurch eine axiale Begrenzung erfolgt. Der höhenmäßig überstehende Teil des Kunststoffringes wird hierbei zusammengedrückt und in die schwalbenschwanzförmige Hinterdrehung verdrängt. Der Kugelhahn bildet in dieser Form eine feste, transportable Einheit, wobei nach erfolgter Montage über die Flansche der Kugelhahn voll funktionsfähig ist. Auch bei einer Prüfung ist über die flanschseitige Aufspannung des Kugelhahns die Funktionsfähigkeit gegeben. Hierbei ist es ohne Bedeutung, ob die Kugel von der Ein- oder Ausgangsseite oder senkrecht zur Durchflußrichtung z. B. zentral eingesetzt wird. Auch ist es ohne Bedeutung, ob das Gehäuse mit Flanschen bzw. zu den Flanschen passend, als Endarmatur mit Gewindebohrungen oder z. B. als Einklemmarmatur oder ähnlich ausgeführt ist.

Anstatt des Kunststoffringes kann selbstverständlich auch ein geeigneter metallischer oder aus einem sonstigen geeigneten Werkstoff bestehender Sicherungsring eingesetzt werden. Auch kann das Ringscheibenelement aus einem z. B. geeigneten Kunst­ stoff oder sonstigen zum Gehäuse und Verwendungszweck passen­ den Werkstoff bestehen.

Weitere Einzelheiten sind in der Beschreibung der Figuren und in den Unteransprüchen dargestellt, wobei bemerkt wird, daß alle Einzelmerkmale und alle Kombinationen von Einzelmerkmalen weitere Verbesserungen der aufgezeigten Lösung sind.

In den Fig. 1, 1a und 2 ist die Erfindung an Ausführungs­ formen beispielweise dargestellt, ohne auf diese Ausführungs­ formen beschränkt zu sein.

Fig. 1 zeigt einen Kugelhahn in Kurzbauweise mit eingepreßtem Kunststoff-Sicherungsring,

Fig. 1a zeigt einen Kunststoff-Sicherungsring vor der Montage,

Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt aus einem Kugelhahn in langer Bauweise mit einem metallischen Sicherungsring.

Fig. 1 zeigt einen Kugelhahn in Kurzbauweise für Flanschan­ schluß. Im Gehäuse 1 sind Schaltwelle 5 mit Abdichtung, Kugel 4, Dichtung 2 und Ringscheibenelement 3 mit der zweiten Dichtung 2 montiert. Das Ringscheibenelement 3 kommt hierbei axial mit der der Kugel 4 zugekehrten Seite fest an einer Schulter im Gehäuse 1 zur Anlage, wobei es zweckmäßig ist, nochmals eine Dichtung 7 zwischen Gehäuse 1 und Ringscheibenelement 3 vorzusehen. Gehäuse 1 und Ringscheibenelement 3 weisen an der nach außen bzw. zur An­ schlußseite für den Gegenflansch gerichteten Seite Eindrehungen auf, die sich im montierten Zustand z. B. zu einer schwalbenschwanzförmig­ en Nut 6 oder auch trapezförmigen Nut, halbrunden Nut bzw. einer Nut, die den Teil eines Kreises aufweist oder einer ähnlich geformt­ en Nut, die eine Hinterdrehung 6a zumindest im Nutbereich von Ge­ häuse 1 für eine Sicherungsmöglichkeit besitzt, ergänzt. Sinnvoll ist es, wenn auch der Nutbereich des Ringscheiben­ elements 3 eine Hinterdrehung 6b aufweist. In diese Nut 6 wird ein Sicherungsring 8 eingelegt, der im unmontierten Zustand einen vorzugsweise rechteckigen oder trapezförmigen Querschnitt aufweist, wie in Fig. 1a zu sehen ist, und z. B. aus Kunststoff, vorzugsweise aus Polytetrafluoräthylen bestehen kann, da dieser Werkstoff unter anderem nur eine sehr geringe Rückbildungskraft besitzt. Der Sicherungsring 8 aus Kunststoff ist höher als die Tiefe der Nut 6. Der Sicherungsring 8 wird nach dem Einlegen bis auf die Höhe der Nuttiefe zusammengepreßt, der verdrängte Werkstoff fließt in die Hinterdrehung 6a/6b der z. B. schwalbenschwanz­ förmigen Nut 6 und füllt die Hinterdrehung 6a/6b ganz oder teilweise aus. Das Ringscheibenelement 3 kann zwar nach dieser Montage axial zurückfedern, es kann sich jedoch nicht ohne Ge­ walteinwirkung vom Gehäuse 1 lösen, es besteht somit eine form­ schlüssige Verbindung und die montierten Teile bleiben lagege­ sichert eingeschlossen. Bei der Prüfung oder Montage in der Rohrleitung wird der Kugelhahn verspannt bzw. zwischen zwei Flansche montiert,wobei das Ringscheibenelement 3 mit der der Kugel 4 zugekehrten Seite wieder fest an Gehäuse 1 zur Anlage kommt und der Kugelhahn gleichzeitig die Funktionsfähigkeit er­ langt.Der Sicherungsring 8 kann hierbei gleichzeitig als zusätz­ liche Dichtung dienen. Bei einer erforderlichen Demontage wird der Kugelhahn geschlossen und über Kugel 4 das Ringscheibenele­ ment 3 mit Sicherungsring 8 herausgedrückt. Selbstverständlich könnte auch der Sicherungsring 8 z. B. spanabhebend abgetragen und danach das Ringscheibenelement 3 demontiert werden.

Die Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt aus einem Kugelhahn in langer Bauweise mit Flansch. In Gehäuse 1 sind Kugel 4 mit zumindest an einer Seite Dichtung 2 und Ringscheibenelement 3 eingelegt. Wenn von beiden Seiten, ein- und ausgangsseitig, Dichtungen 2 einge­ setzt werden, können zwei Ringscheibenelemente 3 verwendet werden. Es genügt aber auch bereits ein Ringscheibenelement 3, da die zweite Seite gegen eine feste Schulter im Gehäuse 1 wirken kann. Zur axialen Sicherung wird in diesem Ausführungsbeispiel je­ doch ein metallischer Sicherungsring 8a verwendet. Der Quer­ schnitt des metallischen oder aus einem sonstigen geeigneten Material bestehende Sicherungsring 8a ist vorzugsweise rund. Die über Gehäuse 1 und Ringscheibenelement 3 gebildete Nut 6 kann schwalbenschwanzförmig, trapezförmig, dreieckig, recht­ eckig, rund oder ähnlich gestaltet sein, wobei der Teil der Nut der sich im Ringscheibenelement 3 befindet bzw. die Hinter­ drehung 6b so bemessen ist und vorzugsweise eine rechteckige Form oder auch in etwa halbrunde Form aufweist, daß sich der Sich­ erungsring 8a so weit zusammendrücken läßt - er ist nicht geschlos­ sen -, bis sein äußerer Durchmesser kleiner ist als der Durch­ messer an der Stelle 1a von Gehäuse 1. Der Sicherungsring 8a, der in seinem äußeren Durchmesser etwas größer ist als der zur Nutbildung im Gehäuse 1 vorgesehene Durchmesser an der Stelle 1a wird bei der Montage leicht zusammengedrückt, in den Teil der Nut des Ringscheibenelementes 3 eingelegt und in das Gehäuse 1 derart eingesetzt, daß das Ringscheibenelement 3 gegen die Kugel 4 mit beidseitigen Dichtungen 2 wirkt. Selbstverständlich könnte auch nur einseitig eine Dichtung 2 vorgesehen werden. Im montierten Zustand federt der Sicherungsring 8a wieder auf und kommt über die Schulter 6c von Ringscheibenelement 3, das von der Dichtung 2 eine Rückwirkungskraft aufnimmt, an der Hinterdrehung 6a von Gehäuse 1 zur Anlage. Die Teile des Kugel­ hahns sind somit lagegerecht formschlüssig gesichert und der Kugelhahn erhält wieder über die Verspannung bei der Prüfung bzw. über die Verflanschung innerhalb der Rohrleitung seine Funktionsfähigkeit.

In Fig. 2 könnte selbstverständlich die Dichtung 2 ähnlich wie in Fig. 1 ausgebildet sein, dann würde das Ringscheibenele­ ment 3 einen entsprechend längeren Hals erhalten und mehr einer Hülse bzw. einem Hülsenelement gleichen. Ebenso könnte die Dichtung 2 an der der Ringscheibenelement 3 zugekehrten Seite mit einem Bund oder einer z. B. zum Ringscheibenelement 3 korrespondierenden Schräge versehen sein und gegen einen ent­ sprechenden Ansatz oder einer entsprechenden Schräge im Gehäuse 1 zur Anlage kommen. Auch ist es ohne Bedeutung, ob die Kugel 4 von der Ein- oder Ausgangsseite oder senkrecht zur Durchfluß­ richtung z. B. zentral eingesetzt wird.

Die geschilderten Ausführungen können selbstverständlich auch für einen Kugelhahn mit Kunststoffgehäuse vorgesehen werden. In diesem Fall ist es zweckmäßig, das Ringscheibenelement 3 eben­ falls aus Kunststoff vorzusehen, es kann aber auch aus einem anderen Werkstoff z. B. metallisch sein.

In den geschilderten Ausführungen ist es auch ohne Bedeutung, aus welchem Material die Dichtungen 2 bestehen und in welcher Form bzw. Gestalt sie ausgeführt sind.

Claims (13)

1. Kugelhahn in einem einteiligen Gehäuse mit eingesetzten Dichtungen und Kugel, bei denen die Dichtungen und Kugel im Steckverfahren montiert und diese axial mittels Ringscheibenelement gegenüber dem Gehäuse festgelegt sind, wobei das Ringscheibenelement über einen Sicherungsring axial gesichert ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufnahme des Sicherungsringes (8, 8a) eine Nut (6) mit Hinterdrehung (6, 6b) aus Gehäuse (1) und Ringscheibenelement (3) im montierten Zustand gebildet wird.

2. Kugelhahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringscheibenelement (3) axial mit der der Kugel (4) zugekehrten Seite fest an einer Schulter im Gehäuse (1) zur Anlage kommt.

3. Kugelhahn nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Gehäuse (1) und Ringscheibenelement (3) aus einem metallischen Werkstoff bestehen.

4. Kugelhahn nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Gehäuse (1) und Ringscheibenelement (3) aus einem Kunststoff oder in Kombination Metall/Kunststoff bestehen.

5. Kugelhahn nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (6) schwalbenschwanzförmig, trapezförmig, rechteckig, dreieckig oder rund ist bzw. einen Teil eines Kreises aufweist.

6. Kugelhahn nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherungsring (8) aus Kunststoff besteht.

7. Kugelhahn nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherungsring (8) aus Polytetrafluoräthylen besteht.

8. Kugelhahn nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherungsring (8a) aus einem metallischen Werkstoff besteht.

9. Kugelhahn nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherungsring (8a) einen runden Querschnitt aufweist.

10. Kugelhahn nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Hinterdrehung (6b) im Ringscheibenelement (3) eine rechteckige oder in etwa halbrunde Form aufweist.

11. Kugelhahn nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherungsring (8) im unmontierten Zustand vorzugsweise einen rechteckigen oder trapezförmigen Querschnitt aufweist.

12. Kugelhahn nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringscheibenelement (3) einen langen Hals aufweist.

13. Kugelhahn nach der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherungsring (8) aus Kunststoff im unmontierten Zustand höher ist als die Tiefe der Nut (6).