DE4002686A1

DE4002686A1 - Kugelhahn

Info

Publication number: DE4002686A1
Application number: DE19904002686
Authority: DE
Inventors: Horst Ing Grad Schuth
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-01-31
Filing date: 1990-01-30
Publication date: 1990-08-02

Description

Die Erfindung geht aus von einem Kugelhahn mit einem einen Einlaß und einen Auslaß aufweisenden Gehäuse, einem über ein Bedienungsorgan verdrehbaren, einen Durchlaß aufweisen den Kugelküken und mit zwei am Kugelküken anliegenden und den Einlaß und Auslaß umgebenden Dichtringen, von denen min destens einer von einer ringförmigen Federeinrichtung in Anlage an das Kugelküken gehalten ist.

Ein Kugelhahn dieser Art ist bekannt aus dem DE-GM 70 01 833. Bei dem bekannten Kugelhahn sind die Dichtungsringe in das Gehäuse des Kugelhahns eingesetzt und ein Dichtring wird von einer ringförmigen Tellerfeder dichtend gegen das Kugel küken gedrückt, dabei ist die Anordnung so gestaltet, daß der Ringraum, in dem die Tellerfeder angeordnet ist, gegen das strömende Medium abgedichtet ist. Der bekannte Kugel hahn hat den Nachteil, daß die Dichtungsringe nur Teilberei che des Kugelkükens umfassen, so daß sich zwischen den Dichtringen ein relativ großer Totraum befindet. Für Medien, die erhärten können, sind derartige Kugelhähne ungeeignet.

Aus der US-PS 30 41 036 ist ein totraumfreier Kugelhahn be kannt, bei dem das Kugelküken in einem dreiteiligen Lager aus einem geringfügig elastischen, korrosionsbeständigen Kunststoff, insbesondere Polytetrafluorethylen, gelagert ist. Dieser Kugelhahn hat den Nachteil, daß keine besondere Ab dichtung im Bereich des Einlasses und Auslasses vorgesehen ist.

Bei einem Kugelhahn nach Patent 28 07 913 ist das Kugelküken in einem dreiteiligen Lager aus Kunststoff gelagert, bei dem die seitlichen Lagerschalen an ihren Stirnseiten eine im Querschnitt dreieckige ringnutartige Ausnehmung aufweisen, in die ein Druckring eingesetzt ist, der von einer Teller feder gegen einen lippenartig bis zum Einlaß oder Auslaß sich erstreckender Teil der seitlichen Lagerschale ge drückt wird. Der lippenartig vorspringende Teil wird dich tend gegen das Hahnküken gedrückt. Bei diesem Kugelhahn unterliegen die angedrückten lippenförmigen Teile der seitlichen Lagerschalen einem erhöhten Verschleiß.

Ausgehend von einem Kugelhahn nach dem DE-GM 70 01 833 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Kugelhahn zu schaffen, der totraumfrei ist und dessen Dichtringe aus einem anderen, verschleißfesteren Werkstoff bestehen als die übrigen Teile des Kükenlagers.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Dichtringe in zylindrische Ausnehmungen von aus einem korrosionsbeständigen Kunststoff bestehenden und das Kugel küken totraumfrei umgebenden Lagerschalen eingesetzt sind.

Die aus einem verschleißfesten Werkstoff hergestellten Dichtungsringe sind auf diese Weise in die das Kugelküken totraumfrei umgebenden und insbesondere aus Polytetrafluor ethylen oder einem anderen korrosionsbeständigen und gute Gleiteigenschaften aufweisenden Kunststoff hergestellten Lagerschalen integriert.

Die Dichtungsringe können aus faserverstärktem Kunststoff, Metall oder Keramik hergestellt sein.

Die erfindungsgemäße Ausbildung des Kugelhahns hat den Vor teil, daß der unter Federkraft gegen das Kugelküken ge drückte Dichtring aus einem besonders abriebfesten und auch härteren Werkstoff bestehen kann als die Lagerschalen. Diese Dichtungsringe, die im Querschnitt relativ klein sein kön nen, vermeiden, daß Partikel oder Fasern des strömenden Mediums zwischen das Kugelküken und dessen Lagerschalen gelangen kann. Wenn die Dichtringe infolge Verschleißes nicht mehr zuverlässig arbeiten, können sie ohne weiteres gegen neue Dichtringe ausgetauscht werden.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unter ansprüchen 2 bis 14.

In der folgenden Beschreibung werden mehrere Ausführungs beispiele des Kugelhahns nach der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zei gen in

Fig. 1 eine Schnittansicht eines flanschlosen Kugelhahns mit in Öffnungsstellung stehenden Kugelküken und mit unterschiedlich ausgebildeten Dichtringen und ring förmigen Federeinrichtungen am Einlaß und Auslaß,

Fig. 2 eine Schnittansicht eines Kugelhahns mit in Schließ stellung stehenden Kugelküken und mit unterschied lich ausgebildeten Dichtringen und ringförmigen Fe dereinrichtungen am Einlaß und Auslaß,

Fig. 3 eine Schnittansicht eines im Auslaßbereich befind lichen Teiles eines Kugelhahns mit einer innerhalb des Dichtrungsringes angeordneten Federeinrichtung,

Fig. 4 eine Ansicht entsprechend Fig. 3 mit einer innerhalb der Gehäusestirnwand angeordneten Federeinrichtung.

Fig. 5 eine Schnittansicht eines flanschlosen Kugelhahns mit in Öffnungsstellung stehenden Kugelküken und mit unterschiedlich ausgebildeten Dichtirngen und ring förmigen Federeinrichtungen am Einlaß und Auslaß.

Die Fig. 1 zeigt einen flanschlosen Kugelhahn mit einem zy lindrischen Gehäuse 1 und zwei Gehäusestirnwänden 17 und 18, die mit einem Einlaß 2 und einem Auslaß 3 versehen sind. In diesem Gehäuse ist ein mit einem Durchlaß 5 versehenes Ku gelküken 4 um die Achse 20 drehbar gelagert. Zum Verdrehen des Kugelkükens 4 dient ein Bedienungsorgan 6, das über eine Stopfbuchse gegen das Gehäuse 1 abgedichtet ist. Im Be reich des Einlasses 2 und des Auslasses 3 sind Dichtringe 10 angeordnet, die mittels ringförmiger Federeinrichtungen 11 gegen das Kugelküken 4 gedrückt werden. Die Dichtringe 10 sind in zy lindrische Ausnehmungen 9 von aus Kunststoff bestehenden und in das Ge häuse 1 eingesetzten, das Kugelküken 4 totraumfrei umgebenden Lagerscha len 7 und 8 eingesetzt. Der Abstand der Gehäusestirnwände 17, 18 ist ein stellbar. Die Gehäusestirnwände 17 und 18 sind mit je einem zum Kugelküken 4 hin vorspringenden Rohrstutzen 15 verse hen und der hinter den Dichtringen 10 verlaufende Teil 16 der Lagerschalen 7 und 8 erstreckt sich bis auf diese Rohr stutzen 15 und liegt an diesen dicht an. Der relativ dünn wandige, hinter den Dichtringen 10 verlaufende Teil 16 der Lagerschalen 7 und 8 wird von der ringförmigen Federeinrich tung 11, die in Ausnehmungen der Gehäusestirnwände 17 und 18 untergebracht ist, gegen die Dichtringe 10 gedrückt.

Wie die linke Hälfte der Fig. 2 zeigt, setzt sich die ring förmige Federeinrichtung zusammen aus einem Druckring 14 und mehreren, in gleichen Abständen auf dem Druckring 14 wirkenden Schraubenfedern 12. Diese Schraubenfedern 12 und der Druckring 14 sind in einer Ringnut 13 der Gehäusestirn wand 17 eingesetzt.

Wie die rechte Hälfte der Fig. 2 zeigt, können der Druckring 14 und die Schraubenfedern 12 auch in einer entsprechenden Ausnehmung der Lagerschale 8 angeordnet sein. Hier ist die Anordnung so getroffen, daß die aus Schraubenfedern 12 und Druckring 14 sich zusammensetzende Federeinrichtung den Dichtring 10 gegen das Kugelküken drückt und gleichzeitig den hinter dem Dichtring 10 befindlichen Teil 16 der Lager schale gegen den Rohrstutzen 15 der Gehäusestirnwand 18 drückt. Damit der den Dichtring 10 umgebende Teil der Lager schale 8 sowohl axial als auch radial beweglich ist, ist in der Lagerschale 8 eine schlitzförmige Ausnehmung 21 vor gesehen.

Wie die Fig. 3 zeigt, kann die ringförmige Federeinrichtung 11′ als Gummiring ausgebildet sein, der zwischen dem Dicht ring 10 und dem hinter dem Dichtring 10 befindlichen Teil 16 der Lagerschale 8 angeordnet ist.

In Fig. 4 ist der Dichtring 10′ aus einem elastischen Werk stoff hergestellt und an seiner Rückseite 22 so ausgebildet, daß er in Achsrichtung federt. Der Dichtring 10′ ist so in die Lagerschale 8 eingesetzt, daß er aufgrund einer elasti schen Vorspannung gegen das Kugelküken 4 gedrückt wird.

Anstelle der im Kreis angeordneten Schraubenfedern kann die Federeinrichtung auch eine oder mehrere ringförmige Teller federn oder Belleville-Federn aufweisen.

Zur einfacheren Montage können die im Kreis angeordneten Schraubenfedern 12 auch in Ausnehmungen oder Bohrungen ange ordnet sein, die in den Gehäusestirnwänden 17, 18 oder im Druckring 14 vorgesehen sind.

Zur Förderung der axialen Beweglichkeit der hinter des Dicht ring 10 befindlichen Teils 16 der Lagerschale 7 oder 8 ist - wie die Fig. 5 zeigt - am Ende der den Dichtring 10 aufnehmenden zylindrischen Ausnehmung eine radial sich er streckende schlitzartige Ausnehmung 23 angeordnet, welche bewirkt, daß die von der Federeinrichtung 9 ausgeübte Druckkraft weitgehend auf den Dichtring 10 übertragen wird.

Bei dem rechten Dichtring 10 verläuft die Ausnehmung 23 im wesentlichen radial während bei dem linken Dichtring 10 eine Ringnut 24 vorgesehen ist, die etwa im Winkel von 45° zur Durchströmungsrichtung verläuft und die insbesondere die Wandstärke des hinter dem Dichtring 10 befindlichen Teils 16 herabsetzt.

Die Lagerschalen 7, 8 bestehen aus einem gute Gleiteigenschaf ten aufweisenden Kunststoff, wie PTFE, und die Dichtringe 10 bestehen aus einem harten Werkstoff, wie Keramik, Sinter metall oder Stahl. Dies hat den Vorteil, daß auch bei hohen Anpreßdrücken der Federeinrichtung und bei längeren Stand zeiten des Kugelkükens 4 in einer teilweise geöffneten Zwischenstellung kein Material der Dichtringe 10 in den Durchlaß 5 des Kugelkükens 4 gedrückt wird und somit ein Klemmen des Kugelkükens 4 vermieden wird.

Bezugszeichenliste

1 Gehäuse
2 Einlaß
3 Auslaß
4 Kugelküken
5 Durchlaß
6 Bedienungsorgan
7 Lagerschale
8 Lagerschale
9 zylindrische Ausnehmung
10 Dichtring
11 Federeinrichtung
11′ Gummiring
12 Schraubenfeder
13 Ringnut
14 Druckring
15 Rohrstutzen
16 Teil der Lagerschale
17 Gehäusestirnwand
18 Gehäusestirnwand
20 Achse
21 schlitzförmige Ausnehmung
22 Rückseite
23 Ausnehmung
24 Ringnut

Claims

1. Kugelhahn mit einem einen Einlaß (2) und einen Auslaß (3) aufweisenden Gehäuse (1), einem über ein Bedienungsorgan (6) verdrehbaren, einen Durchlaß (5) aufweisenden Kugelküken (4) und mit zwei am Kugelküken (4) anliegenden und den Einlaß (2) und Auslaß (3) umgebenden Dichtringen (10), von denen min destens einer von einer ringförmigen Federeinrichtung (11) in Anlage an das Kugelküken (4) gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtringe (10) in zylin drische Ausnehmungen (9) von aus Kunststoff bestehenden und in das Gehäuse (1) eingesetzten und das Kugelküken (4) totraumfrei umgebenden Lagerschalen (7, 8) eingesetzt sind.

2. Kugelhahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) Stirnwände (17, 18) aufweist, die mit einem zum Kugel küken (4) hin vorspringenden Rohrstutzen (15) versehen sind und der hinter den Dichtringen (10) verlaufende Teil (16) der Lagerschalen (7, 8) sich bis auf diese Rohrstutzen (15) erstreckt und dichtend an diesen anliegt.

3. Kugelhahn nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Federeinrichtung (11) zwischen dem Dichtring (10) und dem dahinter verlaufenden Teil (16) der Lagerschale (7, 8) angeordnet ist.

4. Kugelhahn nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Federeinrichtung (11) zwischen dem hin ter dem Dichtring (10) verlaufenden Teil (16) der Lager schale (7, 8) und der Gehäusestirnwand (17, 18) angeordnet ist.

5. Kugelhahn nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Federeinrichtung (11) in einer Ringnut (13) der Gehäusestirnwand (17, 18) untergebracht ist.

6. Kugelhahn nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, daß die ringförmige Federeinrichtung (11) eine Tellerfeder ist.

7. Kugelhahn nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, daß die ringförmige Federeinrichtung (11) ein Gummiring (11′) ist.

8. Kugelhahn nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, daß die ringförmige Federeinrichtung (11) sich zusammensetzt aus einem steifen Druckring (14) und in gleichen Abständen auf den Druckring (14) wirkenden und gegen die Gehäusestirnwand (17, 18) abgestützten Schrauben federn (12).

9. Kugelhahn nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Gehäusestirnwand (17, 18) Bohrungen zur Aufnahme der Schraubenfedern (12) angeordnet sind.

10. Kugelhahn nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Druckring (14) Ausnehmungen zur Aufnahme der Schrauben federn (12) angeordnet sind.

11. Kugelhahn nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (10) aus einem relativ steifen Material be steht und an der Rückseite des Dichtringes (10) in gleichen Abständen Ausnehmungen zur Aufnahme von Schraubenfedern (12) angeordnet sind.

12. Kugelhahn nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der hinter dem Dichtring (10) verlaufende Teil (16) der Lagerschale (7, 8) unter einer den Dichtring (10) gegen das Kugelküken (4) drückenden elastischen Vorspannung steht.

13. Kugelhahn nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (10) aus einem elastischen Werkstoff besteht und unter einer den Dichtring (10) gegen das Kugel küken (4) drückenden elastischen Vorspannung steht.

14. Kugelhahn nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (10) aus faserverstärktem Kunststoff, insbesondere Polytetrafluorethylen besteht.

15. Kugelhahn nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß in den Lagerschalen (7, 8) am Ende der den Dichtring (10) aufnehmenden zylindrischen Ausnehmung (9) eine im wesentlichen radial vorspringende, ringsumlaufende schlitzartige Ausnehmung (23) angeordnet ist.

16. Kugelhahn nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß in der Lagerschale (7, 8) in der Peripherie der an der Rückseite des Dichtringes (10) anliegenden Fläche eine die Wandstärke des hinter dem Dichtring (10) befind lichen Teils (16) der Lagerschale (7, 8) reduzierende Ringnut (24) angeordnet ist.

17. Kugelhahn nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringnut (24) spaltförmig ist und sich im Winkel von etwa 45° zur Durchflußrichtung erstreckt.