DE3805638A1 - Absperrhahn mit zylindrischem oder konischem kueken - Google Patents

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.