DE3805638A1 - Absperrhahn mit zylindrischem oder konischem kueken - Google Patents
Absperrhahn mit zylindrischem oder konischem kuekenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Absperrhahn mit zylindrischem
oder konischem Küken in einem metallischen oder aus einem
sonstigen geeigneten Werkstoff bestehenden Gehäuse das zum
Teil oder ganz mit Kunststoff ausgekleidet oder mit einem
das Küken umgebenden Dichtwerkstoff versehen ist und an der
dem Küken abgewandten Seite der Auskleidung bzw. des Dicht
werkstoffes ein elastisches Element zur Erzielung einer ge
eigneten Rückstellkraft für die Auskleidung bzw. für den
Dichtwerkstoff zwecks Abdichtung gegenüber dem Küken zuge
ordnet ist.
Im allgemeinen sind derartige Absperrhähne ohne elastisches
Rückstellelement bekannt. Sie gestalten sich günstig bei ein
teiliger Gehäuseausführung und das Küken kann von oben oder
unten in das Gehäuse nach der vorgenommenen Auskleidung oder
z. B. bei Verwendung einer Dichtungsbüchse entsprechend einge
setzt werden. Hierdurch ist gleichzeitig eine weitgehendst tot
raumfreie Ausführung gegeben. Die Auskleidung oder Dichtungs
büchse ist im Gehäuse verankert oder gekammert um möglichen
Kaltfluß zu verhindern. Zur Erzielung der nötigen Dichtheit
ist jedoch eine hohe Pressung zwischen Küken und Auskleidung
bzw. Dichtungsbüchse erforderlich, so daß ein sehr hohes Be
tätigungsmoment für Öffnung und Schließung der Armatur resul
tierend aus der hierbei auftretenden hohen Reibung gegeben ist,
wobei sich Temperaturschwankungen auf die auftretenden Reib
kräfte aufgrund des ca. 10fach höheren Längenausdehnungskoeffi
zienten von Kunststoff gegenüber metallischen Werkstoffen zu
sätzlich kritisch auswirken. Die hohe Reibung führt einerseits
zu entsprechenden Verschleiß und damit auch zur Undichtheit und
die hohen Stellkräfte erfordern andererseits große Antriebe und
bewirken dadurch eine Verteuerung der Armatur.
Es sind weiterhin Absperrhähne der eingangs genannten Art be
kannt welche einen Elastomerring zwischen Gehäuse und Ausklei
dung angeordnet haben. Dieser Elastomerring ist in einer Nut die
in einem entsprechenden Abstand um den Ein- und Ausgang des Ge
häuses vorgesehen ist eingelegt und wirkt gegen die Auskleidung.
Der Elastomerring soll über die Auskleidung die Anpressung des
Dichtungsfutters an das Küken bewirken und die Abdichtung ge
währleisten. Weiterhin soll der Elastomerring den auftretenden
Verschleiß kompensieren und somit eine höhere Lebensdauer der
Armatur herbeiführen. Diese Konstruktion sieht aber vor, daß die
Auskleidung getrennt z. B. im Spritzgießverfahren hergestellt und
in ein in Durchflußrichtung geteiltes Gehäuse eingelegt wird,
wobei gleichzeitig die Elastomerringe in der jeweiligen Nut zu
liegen kommen. Die Gehäusehälften werden anschließend ver
schraubt. Diese Art von Armatur weist zwar ein geringes Dreh
moment auf, jedoch hinsichtlich Betriebssicherheit können sich
große Schwierigkeiten ergeben da die Auskleidung im Gehäuse im
Bereich des Kükens nicht verankert ist und für höhere Drücke ist
diese Bauart aufgrund des längsgeteilten Gehäuses ungeeignet.
Armaturen unterliegen üblicher Weise Temperaturschwankungen die
z. B. von der Raumtemperatur bis zu den jeweiligen Betriebstem
peratur gehen können. Kunststoffe haben aber, wie bereits er
wähnt, einen meist mehr als 10fach höheren Längenausdehnungs
koeffizienten gegenüber den metallischen Werkstoffen und wenn
nach einer Warmphase eine Kaltphase eintritt die z. B. bis zur
Raumtemperatur geht, schrumpft der Kunststoff meist über das
Ursprungsmaß und bewirkt eine höhere Pressung gegenüber dem
Küken. Sofern das Küken sich in Offenstellung befindet, wird
sich die Schrumpfung durch ein höheres Drehmoment bemerkbar
machen. Befindet sich aber das Küken in geschlossener Stellung
der Armatur d. h., der Durchgang des Kükens nimmt eine 90°-Stel
lung zur Durchflußrichtung ein, kann der Kunststoff bzw. die Aus
kleidung in den Durchgang des Kükens schrumpfen und wenn in der
Kaltphase das Küken in die Offenstellung gebracht werden soll
ist ein sehr stark erhöhtes Drehmoment erforderlich wobei sogar
die Auskleidung beschädigt oder zerstört werden kann. Dieser
eingelegte Elastomerring gleicht zwar die Ausdehnung der
Auskleidung aus, die Schrumpfung kann er jedoch
nicht begrenzen. Weiterhin ist eine aufwendige Fertigung für das
zweigeteilte Gehäuse gegeben und auch die Einfräsung bzw. Fer
tigung der Nut ist sehr unvorteilhaft, denn bei einem Absperrhahn
mit zylindrischem oder konischem Küken verläuft die Nut in Bo
genform d. h., sie liegt nicht wie z. B. bei einem Kugelhahn in
einer Ebene und kann somit nicht in einem einfachen Drehprozeß
hergestellt werden.
Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, einen Absperrhahn der
eingangs genannten Art mit zylindrischem oder konischem Küken
zu schaffen, der ein geringes Betätigungsmoment für den Öffnungs-
und Schließvorgang der Armatur bei hoher Betriebssicherheit auf
weist. Weiterhin soll er auch für höhere Druckstufen einsetzbar,
verschleißfest und totraumfrei sein. Gleichzeitig soll eine das
Küken umgebende, aus einen gut korrosionsbeständigen Werkstoff
bestehende Auskleidung oder Dichtungsbüchse bzw. ein das Küken
umgebender Dichtwerkstoff ein Festsetzen des Kükens verhindern.
Diese Aufgabe wird im wesentlichen durch einen Absperrhahn der
eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Auskleidung,
Dichtungsbüchse bzw. ein das Küken umgebender Dichtwerkstoff im
Kükenbereich mit einem nachgiebig gestalteten Verankerungsele
ment bzw. mit einer nachgiebig gestalteten Verankerungsbüchse
die auch gleichzeitig als Feder- und Verankerungsbüchse ausge
führt sein kann fest verbunden ist wobei diese Verankerungs
büchse an ihrer Rückseite bzw. an der dem Küken abgewandten
Seite gegen eine elastische möglichst komprimierbare und auch
eine geeignete Rückstellkraft aufweisende Büchse, insbesondere
einer Büchse aus Reingraphit wirkt. Die Verankerungsbüchse weist
Lochungen die an der Rückseite Freiraum zur Verankerung bieten,
Ausnehmungen oder Nuten auf, die von der Auskleidung zwecks Ver
ankerung ausgefüllt werden. Über die Verankerung wird auch
gleichzeitig ein bei Kunststoff möglicher Kaltfluß unterbunden.
Die Verankerungsbüchse kann über die ganze Länge geschlitzt sein.
Sie kann aber auch ein- oder mehrfach mit Schlitzen versehen
sein die nicht über die ganze Länge gehen und am Umfang ent
sprechend versetzt angeordnet sind ähnlich wie bei einer Spann
zange. Letztlich kann die Verankerungsbüchse auch so dünn ge
halten sein, daß sie schon ungeschlitzt ihren Zweck erfüllt.
Die Verankerungsbüchse und die elastische Büchse werden zweck
mäßig bei einem ausgekleideten Gehäuse gleich beim Spritz- oder
Preßvorgang mit zwischen Gehäuse und Auskleidung eingebettet.
Auch ist eine Einschweißung möglich indem Einzelteile der Aus
kleidung in das Gehäuse eingelegt und in einer Ofenschweißung
zusammengeschweißt werden. Neben der Verankerung der Ausklei
dung in der Verankerungsbüchse ist auch eine Verankerung der
Auskleidung im Gehäuse z. B. über eine Nut bzw. Nuten oder Aus
nehmungen am Gehäuseboden sehr sinnvoll um das Drehmoment ent
sprechend aufnehmen zu können. Bei Verwendung einer Dichtungs
büchse oder einem Dichtungseinsatz ähnlich einer Dichtungsbüch
se, die jeweils drehgesichert im Gehäuse eingesetzt wird, wird
die Verankerungsbüchse mit elastischer Büchse im Dichtwerkstoff
über einen Spritz-, Preß-, Sinter- oder Schweißvorgang eingebettet,
so daß die Verankerungsbüchse mit elastischer Büchse zweckmäßig
ringsum mit dem Dichtwerkstoff umgeben sind und eine Einheit
bilden.
Im Kükenbereich weist der Innendurchmesser der Auskleidung bzw.
der Dichtungsbüchse einen kleineren Durchmesser auf als das
Küken, so daß beim Einsetzen des Kükens in die Auskleidung eine
Verdrängung des Dichtwerkstoffes dergestalt stattfindet, daß
eine entsprechende Anpreßkraft oder Vorspannung und somit Dicht
kraft von der Auskleidung bzw. von der Dichtungsbüchse gegenüber
dem Küken ausgeübt wird ohne, daß eine Überbeanspruchung der
Auskleidung bzw. der Dichtungsbüchse eintritt, da die Anpreß
kraft, abgesehen von der Eigenspannung der Auskleidung, über
wiegend von der elastischen Büchse in Zusammenwirken mit der
Verankerungsbüchse bestimmt wird. Damit auch im höheren Druck
bereich bzw. bei höheren Druckstufen keine Überbeanspruchung
eintritt ist es sinnvoll, wenn das Küken unterhalb des ela
stischen Bereiches der Auskleidung bzw. der Dichtungsbüchse noch
mals in einen nicht elastischen Bereich der Auskleidung bzw. der
Dichtungsbüchse oder auch direkt im Gehäuse gelagert ist. Ober
halb des elastischen Bereiches wird das gleiche vorgesehen, so
fern nicht wie bei einem einteiligen Küken mit Schaft üblich, die
obere Lagerung direkt am Schaft vorgenommen wird. Durch die
direkte Verankerung der Auskleidung bzw. der Dichtungsbüchse
in der Verankerungsbüchse, die jeweils vor der elastischen
Büchse d. h. zum Küken zu liegt, ist eine ausreichende Form
stabilität für die Betriebssicherheit gegeben, da einerseits
die Verankerungsbüchse dem Schrumpfprozeß der Auskleidung im
Falle einer Abkühlung bei einer Warm- Kaltphase entgegen wirkt
und andererseits erhält die Auskleidung durch die Verankerungs
büchse die nur in einem kurzen Abstand zu der Oberfläche von
der Auskleidung bzw. der Ummantelung angeordnet ist im gesamten
Umfangsbereich einen sehr guten Halt, so daß die bei der Küken
betätigung an der Auskleidung auftretenden Reibkräfte ent
sprechend abgefangen werden können. Die elastische Büchse mit
entsprechender Rückstellkraft sorgt gleichzeitig für die not
wendige Anpreßkraft und somit Dichtkraft in Verbindung mit der
Verankerungsbüchse und Auskleidung gegenüber dem Küken. Weiter
hin bewirkt die elastische Büchse ein günstiges Drehmoment, da
z. B. thermische Ausdehnungseffekte und Durchmessertoleranzen
von Küken und Auskleidung bzw. den damit zusammenwirkenden Tei
len durch die elastische Büchse weitgehendst ausgeglichen werden.
Die über den Betriebsdruck in Durchflußrichtung gegen das Küken
wirkenden Kräfte werden im Bereich der Lagerung aufgenommen.
Eine Überbeanspruchung im Dichtbereich tritt somit nicht ein,
wodurch eine hohe Verschleißfestigkeit und ein günstiges Dreh
moment für den Öffnungs- und Schließvorgang der Armatur gegeben
ist. Sowohl bei einem zylindrischen als auch bei einem konischen
Küken ergibt sich, insbesondere wenn das Küken in C-Form bzw.
seitlich offen ausgeführt ist, eine totraumfreie Ausführung.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung könnte natürlich auch
eine Verankerungsbüchse mit einer dahinterliegenden elastischen
und eine entsprechende Rückstellkraft aufweisende Hülse oder
Büchse im Küken angeordnet und mit der Auskleidung umgeben sein.
Der Durchgang des Kükens ist an keine bestimmte Form gebunden.
Er kann z. B. rund, oval, rechteckig, dreieckförmig oder auch
seitlich offen vorgesehen werden, so daß das Küken im geschlos
senen Zustand nur jeweils an einer Seite dichtend anliegt. Das
Küken selbst kann z. B. aus Metall, Keramik, Kohlefaserwerkstoff,
aus Metall mit Kunststoff ummantelt, insbesondere mit einem
Fluorkunststoff ummantelt oder auch ganz aus Kunststoff sein.
Ebenso kann das Küken mit Antriebsschaft einteilig oder getrennt
ausgeführt sein.
Die Erfindung ist auch an keine bestimmte Anschlußart beim Ge
häuse gebunden. Das Gehäuse des Absperrhahns kann z. B. anschluß
seitig in Flansch-, Schweißstutzen- oder Gewindeausführung aus
geführt sein.
Die elastische Büchse sollte aus einem Material sein das zumin
dest bei der Einbettung in die Auskleidung höher temperaturbe
ständig als die Auskleidung bzw. Dichtungsbüchse ist. Ebenso
sollte eine dünne Stärke des elastischen Materials bereits eine
relativ hohe Rückstellkraft erbringen. Für die elastische Büch
se ist daher Reingraphit wegen der hohen Temperaturbeständig
keit, chemischen Beständigkeit, Komprimierbarkeit und der Dau
erelastizität besonders geeignet. Aber auch ein Elastomer, wenn
es den Anforderungen entspricht oder andere Materialien wie z. B.
Kautschuk/Asbest oder asbestfreie Qualitäten sind denkbar.
Für die Auskleidung, Teilauskleidung oder Dichtungsbüchse ist
insbesondere ein Fluorkunststoff wegen der hohen chemischen
Beständigkeit, der guten Gleiteigenschaft und der relativ ho
hen Temperaturbeständigkeit geeignet. Es können aber auch an
dere für die Betriebsverhältnisse geeignete Kunststoffe vor
gesehen werden. Als Fluorkunststoff ist sowohl ein solcher
wie PTFE (Polytetrafluoräthylen) oder ein modifiziertes PTFE
das im Sinter- und Preßverfahren verarbeitet wird als auch ein
thermoplastisch zu verarbeitender Fluorkunststoff wie z. B. PFA
(Copolymer mit Tetrafluoräthylen-Basisstruktur) oder FEP (fluor
iertes Äthylen-Propylen) der z. B. über Transfermoulding (dies
ist ein Spritzpreßverfahren bzw. ein vereinfachtes Spritzgieß
verfahren) oder im Spritzverfahren verarbeitet wird, geeignet.
Da sich einerseits ein thermoplastisch zu verarbeitender
Fluorkunststoff wie z. B. PFA oder FEP für die Herstellung der
Auskleidung besser eignet als z. B. PTFE, andererseits PTFE aber
einen wesentlich günstigeren Reibungskoeffizienten aufweist als
die thermoplastisch zu verarbeitenden Fluorkunststoffe, bietet
sich über die Verankerungsbüchse bei dieser Neuerung eine sehr
gute Lösung für einen Wechseleinsatz an. Es ist möglich und mit
einem großen Vorteil verbunden, wenn man die Gehäuseauskleidung
oder Teilauskleidung nur mit einer elastischen Einlage versieht
und mit einem thermoplastisch zu verarbeitenden Fluorkunststoff
entsprechend wirtschaftlich herstellt und die Verankerungsbüchse
ringsum mit PTFE oder einem modifizierten PTFE ummantelt und
die so gestaltete Verankerungsbüchse in der die Ummantelung fest
verankert ist, drehgesichert als Wechselteil in die Auskleidung
einsetzt. Im Falle eines Verschleißes ist somit nur die mit z. B.
PTFE ummantelte Verankerungsbüchse auszutauschen. Selbstver
ständlich wäre diese Kombination auch für einen Dichtungsein
satz möglich, doch stellt dieser schon selbst weitgehendst eine
Auswechseleinheit dar. Auch ist es denkbar, daß der Wechselein
satz ohne Verankerungsbüchse ausgeführt und entsprechend dreh
gesichert in die Auskleidung die mit elastischer Büchse und
Verankerungsbüchse versehen ist, eingesetzt wird.
Für die Verankerungsbüchse eignet sich insbesondere ein metal
lischer Werkstoff aber auch ein anderer Werkstoff, der die ge
nügende Festigkeit für die Verankerung ermöglicht, entsprechend
nachgiebig ist und auch die weiteren technischen Voraussetzun
gen erfüllt, ist denkbar. Sehr wirtschaftlich für die Herstel
lung der Verankerungsbüchse ist z. B. ein Lochblech das ent
sprechend zu einer Hülse gerollt am oberen und unteren Rand
z. B. gesickt oder aufgeweitet und mit den Durchgängen für Ein-
und Ausgang versehen wird. Auch ein dünnwandiges Rohr läßt sich
ähnlich gut gestalten. Um einer eventuellen Rißbildung in der
Auskleidung vorzubeugen ist es sinnvoll, wenn die Verankerungs
büchse am Umfang entsprechend versetzt mehrfach aber nicht
durchgehend geschlitzt ist bzw. die Schlitze nicht über die
gesamte Länge gehen außer eventuell ein Schlitz.
Weitere Merkmale der Erfindung sind in der Beschreibung der
Figuren und in den Unteransprüchen dargestellt wobei bemerkt
wird, daß alle Einzelmerkmale und alle Kombinationen von Ein
zelmerkmalen weitere Verbesserungen der aufgezeigten Lösung
sind.
In den Fig. 1 bis 8 ist die Erfindung an Ausführungsformen
beispielsweise dargestellt, ohne auf diese Ausführungsformen
beschränkt zu sein.
Fig. 1 zeigt einen Teilschnitt eines ausgekleideten Absperr
hahns mit einer Verankerungsbüchse, elastischer Büch
se und Küken.
Fig. 2 zeigt einen Teilbereich von Fig. 1 im Schnitt A-A in
der Durchflußachse, jedoch ohne Küken.
Fig. 3 zeigt einen Absperrhahn wie Fig. 1, jedoch ist das
Küken von unten eingesetzt.
Fig. 4 zeigt einen Absperrhahn wie Fig. 3, jedoch mit
konischem Küken.
Fig. 5 zeigt eine Dichtungsbüchse.
Fig. 6 zeigt eine Verankerungsbüchse im Schnitt.
Fig. 7 zeigt die Draufsicht zur Verankerungsbüchse nach
der Fig. 6.
Fig. 8 zeigt eine ummantelte Verankerungsbüchse als Wechsel
einsatz.
Die Fig. 1 zeigt einen Absperrhahn in einem einteiligen Gehäu
se 1 welches mit einer Auskleidung 2, insbesondere einer Aus
kleidung aus Fluorkunststoff versehen ist und die Fig. 2 zeigt
einen Teilbereich des dazugehörigen Schnitts A-A in der Durch
flußachse, jedoch ohne eingesetztem Küken 4. Das Gehäuse 1 bzw.
die Auskleidung 2 weist eine Aussparung 3 auf in der ein Küken 4
mit Durchgang 4 a und Antriebsschaft 4 b drehbar angeordnet ist.
Die Auskleidung 2 ist im Kükenbereich in einer Verankerungsbüch
se 5, die in einem entsprechenden koaxialen Abstand zum Küken 4
angeordnet ist, verankert. An der Rückseite der Verankerungs
büchse 5 bzw. an der dem Küken 4 abgewandten Seite der Veran
kerungsbüchse 5 ist eine elastische Büchse 6 angeordnet die
mit ihrem Außendurchmesser an der Gehäusewand der Aussparung 3
von Gehäuse 1 anliegt. Axial reichen die Verankerungsbüchse 5
und elastische Büchse 6 bis zum Schulteransatz 3 f der Ausspa
rung 3, können aber auch über die gesamte Länge der Aussparung 3
vorgesehen werden. Mit dem Innendurchmesser liegt die elasti
sche Büchse 6 z. T. an der Verankerungsbüchse 5 und z. T. an der
Auskleidung 2 an, die zwecks Verankerung an der dem Küken 4 ab
gewandten Seite über die Verankerungsbohrungen 5 a, über Frei
sparungen oder sonstige sich ergebende Freiräume den Zwischen
raum 7 zwischen elastischer Büchse 6 und Verankerungsbüchse 5
ausfüllt. Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn die Auskleidung 2
auch in der Zu- und Abgangsöffnung 1 a, 1 b des Gehäuses 1 und im
Flanschbereich über Verankerungsbuten 1 c verankert ist. Am Bo
den der Aussparung 3 ist für die Auskleidung 2 eine weitere
Verankerungsnut 1 d vorgesehen sowie Verankerungsaussparungen 1 e,
die insbesondere zum Abfangen des Drehmoments bei der Betätigung
des Kükens 4 gedacht sind. Die Auskleidung 2 kann bis zu den
Anschlußflanschen 1 f reichen und die Anschlußdichtflächen mit
erfassen. Die Auskleidung 2 kann aber auch als Teilauskleidung
nur im Kükenbereich bzw. im zentralen Bereich vorgenommen wer
den. Dies kann z. B. bei Absperrhähnen mit Gewindeanschluß zweck
mäßig sein.
Die Fig. 1 zeigt das Küken 4 mit Durchgang 4 a in geöffneter
Stellung der Armatur. In dieser Stellung verbindet der Durch
gang 4 a des Kükens 4 die Zugangsöffnung 1 a mit der Abgangsöff
nung 1 b des Gehäuses 1 und das Medium kann fließen. In geschlos
sener Stellung der Armatur steht die Achse des Durchgangs 4 a
senkrecht zur Achse der Zugangsöffnung 1 a bzw. Abgangsöffnung 1 b.
Soll die Durchflußmenge des Mediums geregelt werden, nimmt der
Durchgang 4 a des Kükens 4 eine Zwischenstellung zwischen "auf"
und "zu" ein.
Das Schnittbild der Fig. 2 zeigt deutlich die gute Veranke
rungsmöglichkeit der Auskleidung 2 in der z. B. über Schlitze ra
dial nachgiebig gestaltete Verankerungsbüchse 5. Über die Ver
ankerungsbohrungen 5 a, die in beliebiger Anzahl vorgesehen
werden können, ist ein fester Verbund zu der an der Rückseite
der Verankerungsbüchse 5 im Freiraum 7 sich befindlichen Aus
kleidung 2 gegeben. Der Innendurchmesser der Auskleidung 2 im
Bereich der Aussparung 3 weist im Dichtungsbereich bzw. in etwa
über die Länge der elastischen Einlage 6 einen kleineren Durch
messer auf als der Durchmesser des Kükens 4. Beim Einsetzen des
Kükens 4 in die Aussparung 3 wird die Auskleidung 2 radial gegen
die nachgiebig gestaltete Verankerungsbüchse 5 und gleichzeitig
auch gegen die elastische Büchse 6 gepreßt. Durch diese Pressung
übt insbesondere die elastische Büchse 6 durch die einsetzende
Rückstellkraft eine entsprechende Vorspannkraft und somit Dicht
kraft gegenüber dem Küken 4 aus. Hierbei ist die Dimensionierung
von Küken 4 zu der Auskleidung 2 so vorgesehen, daß keine Über
beanspruchung für die Auskleidung 2 oder für die elastische
Büchse 6 eintreten kann. Wie aus Fig. 1 zu ersehen, ist das
Küken 4 im Bereich unterhalb der elastischen Büchse 6 durch
messermäßig abgesetzt vorgesehen bzw. weist einen Absatz 4 d auf
der im Lagerbereich 2 a der Auskleidung 2 mit einem entsprechen
den Spiel gelagert ist. An der entgegengesetzten Seite kann das
Küken 4 am Antriebsschaft 4 b oder wenn der Antriebsschaft 4 b ge
trennt vom Küken 4 ausgeführt ist am oberen Kükenbereich ober
halb der elastischen Büchse 6 gelagert werden. Es ist natürlich
nicht unbedingt erforderlich das Küken 4 mit einem Absatz 4 d
auszuführen es kann auch über die ganze Länge zylindrisch aus
geführt und der Lagerbereich 2 a der Auskleidung 2 in etwa um das
Maß der radialen Verpressung zurückgesetzt ausgeführt sein. Auch
kann das Küken in einem unteren Zapfen gelagert sein. Für niede
re Drücke genügt es sogar, wenn Dichtbereich gleich Lagerbereich
ist. Insbesondere für den Einspritzvorgang der Auskleidung 2
kann es sinnvoll sein wenn über der elastischen Büchse 6 und Veran
kerungsbüchse 5 eine Deckplatte 8 - siehe Fig. 1 - angeordnet ist.
Die Aussparung 3 im Gehäuse 1 bzw. in der Auskleidung 2 ist mit
einem Deckel 9 z. B. mittels Schrauben verschlossen. Der An
triebsschaft 4 b des Kükens 3 der sich durch den Deckel 9 er
streckt, ist in diesem mit einer Stopfbuchsabdichtung 10 abge
dichtet.
Die Fig. 3 zeigt einen Absperrhahn ähnlich Fig. 1, lediglich
ist das Küken 4 von unten eingesetzt. Dadurch ist eine wirt
schaftliche Möglichkeit gegeben, daß sich die Auskleidung 2 zu
sammenhängend auch über den Bereich des Antriebsschaftes 4 b bis
zum Austritt oder nahezu bis zum Austritt aus dem Gehäuse 1 er
streckt. Die Abdichtung am Antriebsschaft 4 b erfolgt über eine
Stopfbuchsdichtung 10 sowie über Dichtungsring 10 a die beide
über die Auskleidung 2 gegen den Antriebsschaft 4 b dichtend
wirken. Die Verankerungsbüchse 5 weist jedoch Verankerungs
nuten 5 b anstatt Bohrungen oder Ausnehmungen auf und liegt
mit ihrer gesamten Rückseite bzw. mit der dem Küken 4 abge
wandten Seite am Innendurchmesser der elastischen Büchse 6 an.
Die Deckplatte 8 ist stärker ausgebildet und dient gleichzei
tig dem Lagerbereich 2 a der Auskleidung 2 zur festen radialen
Abstützung. Bevor das Küken 4 in das Gehäuse 1 bzw. in die
Auskleidung 2 eingesetzt wird, weist die Auskleidung 2 ab
Ende des Lagerbereiches 2 a bis einschließlich der Oberkante
des Dichtungsringes 10 a - siehe strichlierte Linie - einen
kleineren Durchmesser auf als der Durchmesser des Kükens 4
bzw. des Antriebsschaftes 4 b. Beim Einsetzen des Kükens 4 in die
Aussparung 3 wird die Auskleidung 2 radial gegen die nachgiebig
gestaltete Verankerungsbüchse 5 und damit auch gegen die elasti
sche Büchse 6 gepreßt. Es ergibt sich somit wieder die gleiche
Wirkungsweise wie bereits in Fig. 1 zusammen mit Fig. 2 be
schrieben. Auf der dem Antriebsschaft 4 b entgegengesetzten Sei
te wird das Gehäuse 1 nach Einsetzen des Kükens 4 mit einem
Deckel 9 verschlossen. Für die Auskleidung 2 wird zweckmäßig
wieder ein Fluorkunststoff vorgesehen und für die elastische
Büchse 6, Stopfbuchsdichtung 10 und Dichtring 10 a zweckmäßig
Reingraphit. Die Verankerungsbüchse 5 ist vorzugsweise aus ei
nem metallischen Werkstoff. Für die Herstellung der Auskleidung 2
bietet sich wie für den Absperrhahn nach Fig. 1 das Transfer
mouldingverfahren als günstig an. Hierbei werden gleichzeitig
die elastische Büchse 6, die Verankerungsbüchse 5 und sofern
vorhanden, der Dichtungsring 10 a und Deckplatte 8 mit zwischen
Gehäuse 1 und Auskleidung 2 eingebettet bzw. eingeschlossen.
Die Fig. 4 zeigt einen Ausschnitt aus einem Absperrhahn nach
Fig. 3, jedoch mit einem konischen Küken 4. Der Deckel 9 weist
noch eine eingelegte Auskleidung 2 b auf, die zusammen mit der
Auskleidung 2 das Küken 4 geschlossen umgibt. Zum Ein- und
Nachstellen des Kükens 4 bzw. um eine entsprechende Abdichtung
zwischen Küken 4 und Auskleidung 2 zu erzielen ist zweckmäßig
in der Mitte des Deckels 9 eine Stellschraube 11 angeordnet die
entweder über die Auskleidung 2 b oder direkt auf das Küken 4
wirkt. Auch kann zwischen Stellschraube 11 und Auskleidung 2 b
oder Küken 4 z. B. noch eine gesonderte Druckplatte dazwischen
geschaltet werden. Bei dieser Ausführung ist es aus wirt
schaftlichen Gründen zweckmäßig, wenn nur die zum Küken 4 ge
legene Seite der Auskleidung die zum Küken 4 korrespondierende
Konizität aufweist. Die Rückseite der Auskleidung 2 sowie die
Verankerungsbüchse 5 und die elastische Büchse 6 können zylin
drisch ausgeführt sein. Der sich axial zwischen der zum An
triebsschaft 4 b gelegenen Stirnseite des Kükens 4 und der die
ser Stirnseite gegenüberliegenden Auskleidung 2 sich ergebende
Freiraum 12 dient der Nachstellbarkeit für das Küken 4. Bei der
Herstellung ist daher zweckmäßig darauf zu achten, daß die Aus
kleidung 2 an der zum Küken 4 gelegenen Seite so dimensioniert
ist, daß noch ein genügend großer Freiraum 12 für die Nach
stellbarkeit verbleibt. Die Lagerplatte 8 dient wieder zur
festen radialen Abstützung des Lagerbereiches 2 a der Ausklei
dung 2, wobei zwecks Nachstellbarkeit dieser Bereich dem Zweck
entsprechend zylindrisch gestaltet werden sollte. Durch die
entsprechende Anpressung des Kükens 4 radial an die Ausklei
dung 2 ergibt sich eine Wirkungsweise wie bereits für die voran
gegangenen Figuren beschrieben.
Die Fig. 5 zeigt eine topfartige Dichtungsbüchse mit elasti
scher Büchse 6 und Verankerungsbüchse 5 die ringsum mit einer
Ummantelung bzw. Auskleidung 2 c umgeben sind. Die Verankerungs
bohrungen 5 a sind am Außendurchmesser gesenkt ausgeführt und
bieten damit Raum für die Verankerung der Auskleidung 2 c. An
der Unterseite des Bodens der Dichtungsbüchse sind zylindrische
Ansätze 2 d zur verdrehsicheren Aufnahme in einem Gehäuse wel
ches die korrespondierenden Aussparungen aufweist vorgesehen.
Zur Drehsicherung lassen sich selbstverständlich auch andere
Möglichkeiten gestalten. Zwischen dem Boden der Dichtungsbüchse
und etwa Unterkante der Verankerungsbüchse 5 ist eine Hinter
drehung 2 e angebracht. Das Maß der Hinterdrehung entspricht in
etwa dem Maß der beim Einsetzen des Kükens 4 eintretenden radi
alen Verdrängung der Auskleidung 2. Das Küken 4 kann somit über
die gesamte Länge bzw. bis zur Unterkante zylindrisch gehalten
werden und findet in der Hinterdrehung 2 e der Auskleidung 2 die
dem Antriebsschaft 4 b entgegengesetzte Lagerung. Die topfartige
Dichtungsbüchse könnte natürlich auch ohne Boden ausgeführt
werden. In diesem Fall wären lediglich die Ansätze 2 d für die
Verdrehsicherung an einer anderen Stelle z. B. radial unterhalb
von der Verankerungsbüchse 5 und elastischer Büchse 6 oder an
der oberen Stirnseite der Dichtungsbüchse vorzusehen.
Derartige Dichtungsbüchsen können überall dort eingesetzt werden
wo eine komplette Auskleidung des Gehäuses nicht erforderlich
ist. Auch eignen sie sich sehr gut z. B. für Gehäuse mit Gewinde
anschluß oder Schweißstutzen. Die topfartige Dichtungsbüchse ist
lediglich dergestalt drehgesichert in das Gehäuse 1 eines Ab
sperrhahns einzusetzen, daß die Durchgangsbohrungen 2 f der Dich
tungsbüchse mit der Zugangs- und Abgangsöffnung 1 a, 1 b des Ge
häuses 1 eine gemeinsame Achse in Durchflußrichtung haben. Die
Abdichtung gegenüber der Innenwand des Gehäuses 1 erfolgt gleich
zeitig mit Einsetzen des Kükens 4 da die hierbei sich ergebenden
Anpreßkräfte nicht nur radial gegen das Küken 4 wirken sondern
ebenso radial nach außen gegen die Innenwand des Gehäuses 1.
Die Fig. 6 mit dazugehöriger Fig. 7 zeigt bei
spielsweise eine Verankerungsbüchse 5 einmal im Schnitt und ein
mal in der Draufsicht. Die beiden Enden 5 c sind im Durchmesser
aufgeweitet, so daß sich zwischen Verankerungsbüchse 5 und
elastischer Büchse 6 im eingesetzten Zustand ein Zwischenraum 7
ergibt der bei der Herstellung der Auskleidung 2 von dieser über
die Verankerungsbohrungen 5 a ausgefüllt wird und dadurch ihre
Verankerung findet. Es ist gut verständlich, daß die Vielzahl
der Verankerungsbohrungen 5 a, die überwiegend nur mit ihrem Zen
trum angedeutet sind, eine breitflächige Verankerung bietet und
damit den Schrumpfprozeß der Auskleidung 2 bei der Abkühlung der
Armatur unterbindet oder zumindest so weit beschränkt, daß sich
keine störenden Faktoren ergeben. Gleichzeitig verleiht aber auch
die Verankerungsbüchse 5 der Auskleidung 2 bei höherer Tempera
tur einen festen Halt, so daß bei Betätigung des Kükens 4 auch
in diesem Betriebszustand ein sicheres Funktionsverhalten gege
ben ist. Der bei Fluorkunststoffen bekannte Kaltfluß wird durch
die gute Verankerung weitgehendst unterbunden. Weiterhin sind in
Fig. 6 die beiden Lochungen 5 e für den Durchgang zu ersehen. In
Fig. 7 ist ersichtlich, daß die Verankerungsbüchse 5 einen
durchgehenden Schlitz 5 d aufweist. Es wäre auch möglich die Ver
ankerungsbüchse 5 z. B. mit Nasen oder ähnlich zu versehen und
diese in entsprechenden Ausnehmungen im Gehäuse 1 zur Sicherung
gegen Verdrehen mit heranzuziehen. Auch könnte die Verankerungs
büchse 5 mit Boden ausgeführt und dieser ebenfalls mit Veranke
rungsbohrungen versehen werden.
Die Fig. 8 zeigt eine ummantelte Verankerungsbüchse 5 als Wech
seleinsatz. Wenn die Auskleidung 2 im Gehäuse 1 z. B. nur mit
einer elastischen Büchse 6 versehen ist, kann man die Veranke
rungsbüchse 5 entsprechend ummantelt und gegen Verdrehen gesichert
als Wechselteil in das Gehäuse 1 bzw. in die Auskleidung 2 ein
setzen. Im Falle eines Verschleißes ist somit nur die ummantelte
Verankerungsbüchse auszutauschen. Für die Ummantelung 2 g kann ein
Werkstoff mit sehr günstigem Reib- und Verschleißverhalten und
hoher Korrosionsbeständigkeit gewählt werden. PTFE oder ein mo
difiziertes PTFE ist dafür besonders gut geeignet. Aber auch ein
thermoplastisch zu verarbeitender Fluorkunststoff könnte vorge
sehen werden, sofern die höheren Reibwerte vertretbar sind. Die
Sicherung gegen Verdrehen kann z. B. über Nut und Feder gegenüber
dem Gehäuse 1 oder Deckel 9 vorgesehen werden. Ebenso ist es
denkbar, daß die Ummantelung 2 g z. B. mit einer Kerbverzahnung am
äußeren Umfang oder in Teilbereichen am äußeren Umfang versehen
wird die dann in eine korrespondierende Verzahnung der Ausklei
dung 2 greift. Eine derartige Verzahnung könnte gleich beim Spritz
vorgang der Ummantelung 2 g und bei der Herstellung der Auskleidung
2 werkzeugmäßig mit vorgesehen werden. Da bekanntlich eine
Schmelzverbindung von z. B. PTFE mit einem thermoplastisch zu
verarbeitenden Fluorkunststoff möglich ist, bietet sich bei der
Verankerungsbüchse 5 bzw. bei Ummantelung 2 g an, daß an der zum
Küken 4 gerichteten Seite für die Ummantelung 2 g z. B. eine PTFE
oder modifizierte PTFE-Büchse eingesetzt wird und die außen be
findliche Ummantelung 2 g mit einem thermoplastisch zu verarbei
tenden Fluorkunststoff wie z. B. PFA formmäßig fertig gespritzt
wird. Die Verschmelzung der beiden Fluorkunststoffe erfolgt
gleichzeitig beim Spritz- bzw. Herstellungsvorgang. Gleiches ist
auch bei der Dichtungsbüchse möglich.
Claims (16)
1. Absperrhahn mit zylindrischem oder konischem Küken in
einem metallischen oder aus einem sonstigen geeigneten
Werkstoff bestehenden Gehäuse das zum Teil oder ganz mit
Kunststoff ausgekleidet oder mit einem das Küken umge
benden Dichtwerkstoff versehen ist und an der dem Küken
abgewandten Seite der Auskleidung bzw. des Dichtwerk
stoffes ein elastisches Element zur Erzielung einer ge
eigneten Rückstellkraft für die Auskleidung bzw. für den
Dichtwerkstoff zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Auskleidung (2) des Gehäuses (1), die Ausklei
dung (2 c) der Dichtungsbüchse oder die Ummantelung (2 g)
des Wechseleinsatzes mit einer radial nachgiebigen
Verankerungsbüchse (5) versehen ist.
2. Absperrhahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Verankerungsbüchse (5) an der dem Küken (4)
abgewandten Seite koaxial eine elastische Büchse (6)
zugeordnet ist.
3. Absperrhahn nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verankerungsbüchse (5) innerhalb der Auskleidung
(2) des Gehäuses (1), der Auskleidung (2 c) der Dichtungs
büchse oder der Ummantelung (2 g) des Wechseleinsatzes in
einem relativ kurzen Abstand zu der zum Küken (4) gele
genen Seite der Oberfläche von der Auskleidung (2, 2 c)
oder Ummantelung (2 g), angeordnet ist.
4. Absperrhahn nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Verankerung der Auskleidung (2, 2 c) oder
Ummantelung (2 g) in der Verankerungsbüchse (5) vom Küken
(4) aus gesehen jeweils vor der elastischen Büchse (6)
erfolgt.
5. Absperrhahn nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß je eine Verankerungsbüchse (5) und eine
elastische Büchse (6) zwischen Gehäuse (1) im Bereich des
Kükens (4) und der Auskleidung (2) von Gehäuse (1) oder
innerhalb der Auskleidung (2 c) der Dichtungsbüchse ange
ordnet sind.
6. Absperrhahn nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Auskleidung (2) von Gehäuse
(1) im Bereich des Kükens (4) nur mit einer elastischen
Büchse (6) zwischen Gehäuse (1) und Auskleidung (2) ver
sehen ist und in der Auskleidung (2) an der zum Küken (4)
gelegenen Seite ein Wechseleinsatz bestehend aus einer
Verankerungsbüchse (5) mit Ummantelung (2 g) die z. B. aus
PTFE besteht, gegen Verdrehen gesichert angeordnet ist.
7. Absperrhahn nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Auskleidung (2) von Gehäuse
(1) bzw. die Auskleidung (2 c) von der Dichtungsbüchse zu
sätzlich im Gehäuse (1) verankert ist.
8. Absperrhahn nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Verankerungsbüchse (5)
mindestens einen Schlitz aufweist.
9. Absperrhahn nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Verankerungsbüchse (5) mit
Verankerungsbohrungen (5 a) an der dem Küken (4) abgewandten
Seite mit gesenkten Bohrungen oder sonstigen Ausnehmungen
versehen ist.
10. Absperrhahn nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die Verankerungsbüchse (5) mit
Verankerungsnuten (5 b) versehen ist.
11. Absperrhahn nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß die Auskleidung (2, 2 c) oder Um
mantelung (2 g) auch zwischen der Verankerungsbüchse (5) und
elastischer Büchse (6) vorhanden ist bzw. vorhanden sein
kann.
12. Absperrhahn nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Verankerungs
büchse (5) vorzugsweise aus einem metallischen Werkstoff
oder aus einem Werkstoff, der eine genügende Festigkeit
für die Verankerung unter Berücksichtigung der Betriebs
bedingungen ermöglicht, besteht.
13. Absperrhahn nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische
Büchse (6) aus einem möglichst komprimierbaren und eine
entsprechende Rückstellkraft aufweisenden Werkstoff,
vorzugsweise aus Reingraphit besteht.
14. Absperrhahn nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Auskleidung
(2, 2 c) oder Ummantelung (2 g) aus Fluorkunststoff wie
z. B. PFA, PTFE oder kombiniert PFA/PTFE oder ähnlich
besteht.
15. Absperrhahn nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Küken (4)
in mindest einem Lagerbereich (2 a) gelagert ist.
16. Absperrhahn nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1)
einteilig ausgeführt ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883805638 DE3805638A1 (de) | 1988-02-24 | 1988-02-24 | Absperrhahn mit zylindrischem oder konischem kueken |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883805638 DE3805638A1 (de) | 1988-02-24 | 1988-02-24 | Absperrhahn mit zylindrischem oder konischem kueken |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3805638A1 true DE3805638A1 (de) | 1989-09-07 |
Family
ID=6347979
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19883805638 Withdrawn DE3805638A1 (de) | 1988-02-24 | 1988-02-24 | Absperrhahn mit zylindrischem oder konischem kueken |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3805638A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015139823A1 (de) * | 2014-03-17 | 2015-09-24 | Pfeiffer Chemie-Armaturenbau Gmbh | Schutzauskleidung für eine prozessfluidführende kanalinnenfläche eines metallteils, metallgehäuse und verfahren zur herstellung der schutzauskleidung |
CN106015619A (zh) * | 2016-06-20 | 2016-10-12 | 中节能耐磨技术宜兴有限公司 | 一种带内衬陶瓷球阀 |
-
1988
- 1988-02-24 DE DE19883805638 patent/DE3805638A1/de not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015139823A1 (de) * | 2014-03-17 | 2015-09-24 | Pfeiffer Chemie-Armaturenbau Gmbh | Schutzauskleidung für eine prozessfluidführende kanalinnenfläche eines metallteils, metallgehäuse und verfahren zur herstellung der schutzauskleidung |
DE102014003856B4 (de) * | 2014-03-17 | 2017-12-07 | Pfeiffer Chemie-Armaturenbau Gmbh | Schutzauskleidung für eine prozessfluidführende Kanalinnenfläche eines Metallteils oder Metallgehäuses und Verfahren zur Herstellung der Schutzauskleidung |
CN106015619A (zh) * | 2016-06-20 | 2016-10-12 | 中节能耐磨技术宜兴有限公司 | 一种带内衬陶瓷球阀 |
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