DE3890961C2 - Dichtungskörperpaar zur Steuerung des Wasserstroms in einem Hahnventil - Google Patents

Dichtungskörperpaar zur Steuerung des Wasserstroms in einem Hahnventil

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Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Dichtungskör­ perpaar zur Steuerung des Wasserstroms in einem Hahnventil. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Paar von Dich­ tungskörpern aus hartem Material, wobei die Dichtwirkung das Ergebnis einer präzisen Feinbearbeitung der Dichtungskörper ist. Diese Dichtungskörper sind bewegbar und stehen ohne Zwischenfügung einer nachgiebigen Abdichtung in direktem ge­ genseitigen Kontakt.
Die kleinen Platten aus hartem Material, die zur Steuerung der Flüssigkeitsströmung in Hahnventilen verwendet werden, sind gewöhnlich mit Oxiden oder Silikaten von gesintertem Aluminium hergestellt und dann bis zum Spiegeln mit einer Rauhigkeit von angenähert 0,2 bis 0,4 Mikrometer feinbearbei­ tet. Wegen dieser präzisen Oberflächenbehandlung sind derartige kleine Platten für die wirksame Steuerung der Strömung von Wasser gut geeignet. Zudem halten sie infolge ihrer Festigkeit, welche sich in der Größenordnung von 23.000 N/mm befindet, eine lange Zeit und können Fremdmaterialien widerstehen, sogar harten Materialien wie Sandkörnern, welche mit ihnen in Berührung kommen können, ohne Beschädigungen zu verursachen. Aufgrund der sehr präzisen Bearbeitung neigen diese kleinen Platten jedoch in Abwesenheit einer Schmierung zum Aneinanderhaften, was eine große Gleitreibung veranlaßt, die sogar größer ist, als der normale Reibungskoeffizient dieses Materials, welcher relativ hoch ist (nahe bei 0,12). Um eine gleichmäßige Funktion von mit solchen kleinen Platten aus hartem Material ausgestatteten Hahnventilen zu gewährleisten, sind die Platten mit einer dünnen Schicht eines Silikonfetts geschmiert, welche die Gleitrei­ bung herabsetzt. Mit der Zeit jedoch und unter der gegenseitigen Reibanlage der kleinen Platten wird dieses Fett nach und nach herausgespült und die Reibung vergrößert sich bis zu einem unannehmbaren Wert. In extremen Fällen kann der Hahn blockie­ ren.
In diesem Zusammenhang ist aus der DE 35 09 752 C1 ein mit ke­ ramischen Werkstoffkomponenten beschichtetes Gleitelement be­ kannt. Gemäß diesem Stand der Technik besteht bei einer Dicht­ scheibe für eine sanitäre Mischarmatur der Trägerkörper der Dichtscheibe aus Aluminiumoxid und ist mit einer Beschichtung aus Aluminiumoxid versehen. Diese Dichtscheibe wirkt mit einer üblichen Dichtscheibe aus Aluminiumoxid zur Ausbildung eines Dichtscheibenpaars zusammen.
Die DE 33 47 135 A1 offenbart ein Durchgangs- oder Mehrwege- Ventil in Plattenbauweise für insbesondere Sanitärarmaturen, welches mindestens zwei ortsfeste äußere Deckplatten aufweist, zwischen denen ein oder mehrere Distanzstücke zur Schaffung eines Aufnahmeraums für eine bewegliche Steuerplatte angeord­ net ist bzw. sind, deren Dicke geringer ist als der lichte Ab­ stand zwischen den Deckplatten. Die Distanzstücke sowie die Steuerplatte sind planparallel und untereinander von derselben Dicke, wobei sich zwischen den Distanzstücken und den Deck­ platten eine insbesondere im PVD- oder CVD-Verfahren aufge­ brachte Schicht zur Bildung eines definierten Spalts zwischen der Steuerplatte und den Deckplatten befindet.
Weiterhin ist aus der DE 35 28 934 A1 ein Gleitelement aus ei­ nem keramischen Werkstoff bekannt, welches mit zumindest einem weiteren Gleitelement in reibendem Eingriff steht. Eines der Gleitelemente ist aus einem Werkstoff auf Siliziumnitrid-Basis ausgebildet, bei dem der Anteil der Siliziumnitridphase und/oder der Siliziumnitrid-Mischkristallphase bei mindestens 60 Gew.-% liegt. Bei einer Gleitelementepaarung für sanitäre Mischbatterien muß das andere Gleitelement aus Aluminiumoxid bestehen.
Schließlich wurde gemäß der DE 35 38 261 A1 zur Reibungsre­ duzierung bei insbesondere Ventilscheiben für sanitäre Misch­ armaturen vorgeschlagen, mindestens eine aus Aluminiumoxid be­ stehende Ventilscheibe zumindest an der der anderen Ventil­ scheibe zugewandten Seite mit einer harten Kohlenstoffschicht mittels Plasmaentladung im Vakuum zu versehen.
Der Erfindung liegt ausgehend von der eingangs geschilderten Situation die Aufgabe zugrunde, ein Dichtungskörperpaar zur Steuerung des Wasserstroms in einem Hahnventil zu schaffen, bei dem eine Zunahme des Reibungskoeffizienten zwischen den Dichtungskörpern zuverlässig vermieden wird.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch angegebenen Merkmale gelöst.
Erfindungsgemäß weist ein Dichtungskörperpaar zur Steuerung des Wasserstroms in einem Hahnventil einen ersten Dichtungs­ körper auf, der mit einem zweiten Dichtungskörper zusammen­ wirkt, welcher aus einem Grundkörper mittelharten Materials besteht, der mit einer durch Bedampfen aufgetragenen Schicht eines Materials beschichtet ist, das eine größere Härte auf­ weist als das Material des Grundkörpers, wobei
  • a) der erste Dichtungskörper aus einem Siliziumkarbid­ material hergestellt ist, das durch Silicieren eines kohlen­ stoffhaltigen Halbzeugmaterials bei hoher Temperatur erhalten ist,
  • b) der Grundkörper des zweiten Dichtungskörpers aus Steatit, einem keramischen Material, einem Metall oder einem synthetischen Material besteht und
  • c) die Beschichtung des zweiten Dichtungskörpers aus Si­ liziumkarbid, Metallkarbid, Metallnitrid oder Kohlenstoff mit einem kubischen kristallographischen Gitter besteht.
Die die vorliegende Erfindung verkörpernden zusammenwirkenden Dichtungskörper umfassen somit allgemein einen aus einem Silizium­ karbid hergestellten Dichtungskörper und den anderen aus ei­ nem Grundmaterial hergestellten Dichtungskörper, welches eine mäßige Härte aufweist und dann mit einer dünnen Schicht eines Materials größerer Härte beschichtet ist, die durch physi­ kalisches oder chemisches Bedampfen aufgetragen ist. Der erste Dichtungskörper aus Siliziumkarbid wird durch ein Verfahren hergestellt, bei welchem der Silizium­ karbidkörper erhalten wird, indem ein vorgearbeitetes Ge­ bilde aus kohlenstoffhaltigem Material dem Silicieren bei hohen Temperaturen ausgesetzt wird. Präzisionskonfigu­ rationen für die Platten können wirtschaftlich erzielt werden, weil das kohlenstoffhaltige vorgearbeitete Gebilde leicht zu bearbeiten ist und das Silicieren den Körper nicht verformt oder ändert.
Verschiedene Materialien erhöhter Härte können verwendet werden, um den zweiten Dichtungskörper zu beschichten, nämlich Siliziumkarbid, Metallkarbide und -nitride und Kohlenstoff mit einem kubischen kristallographischen Gitter. Verschiedene Verfahren für das physikalische oder chemische Bedampfen sind bekannt, die an Siliziumkarbid und die an­ deren Materialien anpaßbar sind. Wegen der resultierenden präzisen Konfiguration und der Wirtschaftlichkeit der Her­ stellung wird daher der zweite Dichtungskörper aus einem Material mäßiger Härte hergestellt und beschichtet mit einem Material erhöhter Härte durch chemisches oder physikalisches Bedampfen.
Obwohl eine genaue und feine Bearbeitung der Dichtungskörper erforderlich ist, um die Dichtung für Hahnventilanwendungen auszu­ führen, wurde gefunden, daß der zweite Dichtungskörper nicht so widerstandsfähig gegen Erosion und Verschleiß sein muß. Bei dem zweiten Dichtungskörper, welcher durch die Ablagerung von Material größerer Härte beschichtet ist, bildet das den Körper der Dichtung formende Material nur einen Träger, während die Befähigung der Dichtung mit dem anderen Dichtungskörper zusammenzuwirken ein Ergebnis des härteren Beschichtungs­ materials ist. Dementsprechend wird der zweite Dichtungs­ körper aus einem Material hergestellt, welches, obwohl es zur notwendigen Bearbeitung geeignet ist und seine Form während der Verwendung beibehält, selbst zur Bildung eines Dichtungskörpers unannehmbar sein würde, nämlich Steatit, keramische Materialien mäßiger Qualität, Metalle und bestimmte synthetische Materia­ lien. Die Grundkörper, welcher das Ablagerungsmaterial er­ höhter Härte empfängt, kann vor dem Aufbringen der Be­ schichtung geschliffen oder bis zu einem hohen End­ bearbeitungsgrad bearbeitet werden. Daher sollte ein Grund­ material gewählt werden, welches hart genug ist, um die End­ bearbeitung zu erfahren, aber nicht so hart, daß dieser Ar­ beitsschritt schwierig oder aufwendig gestaltet werden müßte oder spezielle Ausrüstung und Technologien er­ forderlich wären.
Ein Vorteil der Beschichtung des Dichtungskörpers mit Sili­ ziumkarbid ist die chemische Stabilität der Verbindung und die Fähigkeit, Korrosion und Verschleiß durch Wasser zu widerstehen. Siliziumkarbid zeigt auch außergewöhnlichen Widerstand gegen Oxidation. Ähnliche Charakteristika können auch in alternativen Materialien gefunden werden, wie Titankarbid und Kohlenstoff mit einem kubischen kristallographischen Gitter. Das letztere Material, welches zur Formung des Körpers des Dichtungskörpers nicht geeignet ist, ist vorteilhaft wegen seines geringen Reibungskoeffizienten (etwa 0,02).
Die Anwendung der Erfindung sichert die freie und gleich­ mäßige Bewegbarkeit der Dichtungskörper, ohne das Erfordernis von Schmiermitteln. Diese gleichmäßige Bewegbarkeit ist über ausgedehnte Zeitspannen gewährleistet und durch hohe Temperaturen nicht beein­ trächtigt. Darüberhinaus entsprechen die Kosten der Her­ stellung der hier beschriebenen Dichtungen denjenigen an­ derer bekannter Verfahren. Diese Erfindung ist besonders nutzbringend für Hahnventile mit einem Paar von zusammenwirkenden Dichtungsplatten, mit drei zusammenwirkenden Scheiben oder mit einer einzigen Platte, die mit zylindrischen Dichtungsgliedern zusammen­ wirkt.

Claims (1)

  1. Dichtungskörperpaar zur Steuerung des Wasserstroms in einem Hahnventil, mit einem ersten Dichtungskörper, der mit einem zweiten Dichtungskörper zusammenwirkt, welcher aus einem Grundkörper mittelharten Materials besteht, der mit einer durch Bedampfen aufgetragenen Schicht eines Materials be­ schichtet ist, das eine größere Härte aufweist als das Mate­ rial des Grundkörpers, wobei
    • a) der erste Dichtungskörper aus einem Siliziumkarbid­ material hergestellt ist, das durch Silicieren eines kohlen­ stoffhaltigen Halbzeugmaterials bei hoher Temperatur erhalten ist,
    • b) der Grundkörper des zweiten Dichtungskörpers aus Steatit, einem keramischen Material, einem Metall oder einem synthetischen Material besteht und
    • c) die Beschichtung des zweiten Dichtungskörpers aus Si­ liziumkarbid, Metallkarbid, Metallnitrid oder Kohlenstoff mit einem kubischen kristallographischen Gitter besteht.
DE3890961A 1987-11-10 1988-10-13 Dichtungskörperpaar zur Steuerung des Wasserstroms in einem Hahnventil Expired - Lifetime DE3890961C2 (de)

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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3829506A1 (de) * 1988-08-31 1990-03-08 Berchem & Schaberg Gmbh Absperrventil, insbesondere regelabsperrventil, fuer rohrleitungen
DE3832692A1 (de) * 1988-09-27 1990-03-29 Leybold Ag Dichtungselement mit einem absperrkoerper aus einem metallischen oder nichtmetallischen werkstoff und verfahren zum auftragen von hartstoffschichten auf den absperrkoerper
JPH04165170A (ja) * 1990-06-29 1992-06-10 Tokyo Yogyo Co Ltd 水栓バルブ部材
JPH068871U (ja) * 1990-12-26 1994-02-04 京セラ株式会社 セラミックディスクバルブ
GB9411228D0 (en) * 1994-06-04 1994-07-27 Camco Drilling Group Ltd A modulated bias unit for rotary drilling
JP3217696B2 (ja) * 1996-04-26 2001-10-09 京セラ株式会社 ディスクバルブ

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2926080A1 (de) * 1979-06-28 1981-01-08 Philips Patentverwaltung Mittel zur trockenschmierung
DE3246361A1 (de) * 1982-02-27 1983-09-08 Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg Kohlenstoff enthaltende gleitschicht
DE3347135A1 (de) * 1983-12-27 1985-07-11 Ideal-Standard Gmbh, 5300 Bonn Durchgangs- oder mehrwege-ventil in plattenbauweise
DE3509572C1 (de) * 1985-03-16 1986-07-10 Feldmühle AG, 4000 Düsseldorf Mit keramischen Werkstoffkomponenten beschichtetes Gleitelement und seine Verwendung
DE3528934A1 (de) * 1985-08-13 1987-02-26 Feldmuehle Ag Gleitelement aus keramischem werkstoff
DE3538261A1 (de) * 1985-10-28 1987-04-30 Battelle Institut E V Gegeneinander abdichtende ventilelemente fuer mischarmaturen
US4856758A (en) * 1982-06-11 1989-08-15 Masco Corporation Silicon carbide valve elements

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3601413A (en) * 1969-07-18 1971-08-24 Texas Instruments Inc Mechanical seal
DE2356326C2 (de) * 1973-11-10 1984-01-12 Ideal-Standard Gmbh, 5300 Bonn Sanitäres Wasserventil
JPS58186253U (ja) * 1982-06-07 1983-12-10 日本ピストンリング株式会社 回転シ−ル
US4391450A (en) * 1982-08-30 1983-07-05 Electrochemical Technology Corp. Shaft seal resistant to electrokinetic corrosion
US4522412A (en) * 1982-10-26 1985-06-11 Keikoku Piston Ring Co., Ltd. Oil ring with coil expander
IT1182433B (it) * 1985-02-12 1987-10-05 Gevipi Ag Organi di tenuta in materiale duro aventi basso coefficiente di attrito
US4628969A (en) * 1985-12-20 1986-12-16 Mallinckrodt, Inc. Method of producing prefilled sterile plastic syringes

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2926080A1 (de) * 1979-06-28 1981-01-08 Philips Patentverwaltung Mittel zur trockenschmierung
DE3246361A1 (de) * 1982-02-27 1983-09-08 Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg Kohlenstoff enthaltende gleitschicht
US4856758A (en) * 1982-06-11 1989-08-15 Masco Corporation Silicon carbide valve elements
DE3347135A1 (de) * 1983-12-27 1985-07-11 Ideal-Standard Gmbh, 5300 Bonn Durchgangs- oder mehrwege-ventil in plattenbauweise
DE3509572C1 (de) * 1985-03-16 1986-07-10 Feldmühle AG, 4000 Düsseldorf Mit keramischen Werkstoffkomponenten beschichtetes Gleitelement und seine Verwendung
DE3528934A1 (de) * 1985-08-13 1987-02-26 Feldmuehle Ag Gleitelement aus keramischem werkstoff
DE3538261A1 (de) * 1985-10-28 1987-04-30 Battelle Institut E V Gegeneinander abdichtende ventilelemente fuer mischarmaturen

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DE-B.: Brockhaus Enzyklopädie in zwanzig Bänden siebzehnte völlig neuüberarbeitete Auflage des Großen Brockhaus. Siebzehnter Band F.A. Brockhaus Wiesbaden 1973 S.428 und 432 *

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Publication number Publication date
FI892959A0 (fi) 1989-06-16
EP0339083A4 (en) 1990-12-05
DK302489D0 (da) 1989-06-19
ES2011692A6 (es) 1990-02-01
FI892959A (fi) 1989-06-16
EP0339083A1 (de) 1989-11-02
JPH02502749A (ja) 1990-08-30
IT8767954A0 (it) 1987-11-10
CA1338111C (en) 1996-03-05
JP2568712B2 (ja) 1997-01-08
WO1989004433A1 (en) 1989-05-18
GB2232458A (en) 1990-12-12
DK302489A (da) 1989-06-19
IT1211509B (it) 1989-11-03
GB2232458B (en) 1992-01-22
CH674556A5 (fr) 1990-06-15
GB8913616D0 (en) 1990-08-01

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