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Mehrweghahn Die Erfindung betrifft einen Mehrweghahn zum Umsteuern
von Preßluft, Dampf, Druckwasser od. dgl. Derartige Hähne sind bereits in großer
Anzahl bekannt.
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So ist bereits vorgeschlagen worden, Mehrweghähne herzustellen, welche
mehrere voneinander unabhängige Bohrungen ihres Kükens aufweisen. Diese Bohrungen
können hierbei sowohl übereinander als auch nebeneinander angeordnet sein. Desgleichen
ist bereits vorgeschlagen worden, auf die Kükenbohrung ganz zu verzichten und die
Dampf-, Flüssigkeits- oder Preßluftkanäle in Form von mehr oder weniger kompliziert
gewundenen Nuten in das Küken einzufräsen. Durch eine derartige Maßnahme wird erreicht,
daß das Küken mechanisch stabiler wird, was sowohl für Mehrweghähne aus Glas, wie
sie für Laboratoriumszwecke Verwendung finden, als auch für solche aus Metall bzw.
Kunststoff, wie sie für industrielle Zwecke angewendet werden, von Wichtigkeit sein
kann.
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Um die Dichtung zwischen Hahnküken und Hahnmantel zu verbessern, sind
auch bereits Vorschläge gemacht worden, einen Teil des unter Druck stehenden und
durch den Hahn umzusteuernden Mittels abzuzweigen und durch einen Sonderkanal derart
umzulenken, daß ein Gegendruck entsteht, der verhindert, daß das Küken aus dem Hahnmantel
herausgedrückt wird.
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Der erfindungsgemäß vorgeschlagene Mehrweghahn dient in erster Linie
der Lösung eines Sonderproblems. Er soll nämlich dazu verwendet werden, die von
einem Kompressor erzeugte Preßluft einem Schmiedehammer zuzuführen und nach entsprechender
Umlenkung diese Preßluft wieder vom Schmiedehammer zurückzuleiten und sie der Außenluft
zuzuführen. Hierbei ist es wünschenswert, daß -zwei Bedingungen erfüllt sind. Einmal
soll lediglich eine Preßluftleitung vom Kompressor zum Hahn von Nöten sein, zum
anderen soll der Winkel, um den ein Betätigungshebel verschoben werden muß, ein
von vornherein festgelegtes geringes Maß einhalten. Die zuletzt genannte Forderung
ist deshalb von Bedeutung, weil der Hahn üblicherweise in die Preßluft-oder Dampfzuleitung
an geeigneter Stelle eingebaut wird und das Hahnküken über einen mehr oder weniger
langen Hebelarm betätigt wird. Hierbei ist es von Vorteil, wenn der Hebelarm zur
Betätigung des Hahnes nur um ein kleines Stück verschwenkt werden muß. Dieses Stück
ist naturgemäß um so kleiner, je geringer der Drehwinkel des Kükens ist. Es hat
sich gezeigt, daß durch einen derart verringerten Drehwinkel die Bedienung des Hahnes
wesentlich erleichtert wird und trotzdem eine feinfühlige Dosierung des Dampfes
oder der Preßluft möglich ist. Um diese Bedingungen zu erfüllen, wird erfindungsgemäß
vorgeschlagen, ein Hahnküken mit Y-förmiger Bohrung zu verwenden, welches zusätzlich
noch zwei senkrecht zur Bohrungsachse verlaufende Nuten enthält. Der Hahnmantel
soll dementsprechend insgesamt fünf Bohrungen aufweisen, von denen je zwei derart
übereinander angeordnet sind, daß ihr Abstand der Länge der senkrecht im Küken angebrachten
Nuten entspricht. Die fünfte Bohrung ist an der den beiden öffnungspaaren gegenüberliegenden
Seite des Hahnmantels angebracht.
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Um den Erfindungsgedanken deutlicher zum Ausdruck zu bringen, soll
ein derartiger Mehrweghahn im folgenden an Hand einer in den Abbildungen dargestellten
beispielsweisen Ausführungsform im einzelnen beschrieben werden.
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Abb. 1 stellt eine schematisierte Seitenansicht dar; Abb. 2 stellt
einen Schnitt durch die in Abb. 1 angedeutete Linie A-B dar; Abb. 3 zeigt einen
Querschnitt durch den erfindungsgemäßen Mehrweghahn unter besonderer Berücksichtigung
der einstellbaren Lagerung; Abb. 4 zeigt die erfindungsgemäße Ausgestaltung der
ellipsenförmigen Kükenbohrungen.
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In Abb. 1 ist bei 1 der Hahnmantel angedeutet, welcher mit den Bohrungen
2 bis 6 versehen ist. In diesem Hahnmantel sitzt - mit Hilfe eines Schliffes gut
eingepaßt - das Hahnküken 7. Bei $ ist ein Ansatz angedeutet, an dem der nicht dargestellte
Betätigungshebel befestigt werden kann.
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Abb. 2 stellt einen Querschnitt durch die Linie A-B in Abb. 1 dar.
In diesem Querschnitt ist der Hahnmantel mit 9 und das Hahnküken mit 10 bezeichnet.
Bei 11 ist die Y-förmige Bohrung des Kükens zu erkennen und bei 12 und 13 sind die
Nuten angedeutet, die in das Küken eingefräst sind. Die Richtung dieser Nuten verläuft
senkrecht zu der Achse der Y-förmigen
Bohrung. Die Länge der Nuten
entspricht dem aus Abb. 1 zu ersehenden Abstand der beiden Mantelbohrungen 2 und
3 bzw. 4 und 5.
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Des weiteren ist aus Abb. 2 zu ersehen, daß die Nuten, welche in das
Küken eingefräst sind, jeweils zwischen den weiter voneinander entfernten Bohrungsarmen
11 a und 11 b bzw. 11 c und 11 b angebracht sind.
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Der Winkel, in welchem. die Bohrungsarme 11 a und 11 c zueinander
stehen, und der in der Abb. 2 mit a bezeichnet ist, richtet sich nach dem Winkel,
um den der für die Betätigung des Mehrweghahnes erforderliche Hebel zu bewegen ist.
Die Bohrungen des Hahnmantels sind in Abb. 2 bei 2, 4 und 6 angedeutet. Hierbei
ist zu berücksichtigen, daß sowohl bei 2 wie auch bei 4 zwei Bohrungen untereinanderliegen,
was aber in dem in Abb. 2 dargestellten Querschnitt nicht zum Ausdruck kommen kann.
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Aus Abb. 2 ist ersichtlich, daß die Anordnung der Bohrungen im Mantel
so vorgenommen sein muß, daß deren Achsen im gleichen Winkel zueinander stehen wie
die Achsen der Kükenbohrung, d. h. mit anderen Worten, der Winkel zwischen den Achsen
der Bohrungen 4 und 2 muß ebenso groß sein wie der bei a angedeutete Winkel zwischen
den Bohrungsarmen 11 ta und 11 c des Kükens.
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In der in den Abbildungen dargestellten besonderen Ausführungsform
des Erfindungsgedankens sind die Bohrungen des Mantels so auf den Gesamtumfang verteilt,
daß der Zwischenraum zwischen den beiden weniger entfernten Bohrungspaaren ein Fünftel
und derjenige zwischen den entfernteren Bohrungen je zwei Fünftel des Umfanges einnimmt.
Dementsprechend ist es bei dieser Ausführungsform erforderlich, daß auch die Ausgänge
der Kükenbohrung in der gleichen Weise auf den Umfang des Kükens verteilt sind.
Die im Küken angebrachten Nuten, welche in Abb. 2 bei 12 und 13 angedeutet sind,
befinden sich in diesem Falle genau in der Mitte zwischen den beiden entfernteren
Bohrungsausgängen. Auf diese Weise wird die außerordentlich einfache Funktion des
Mehrweghahnes ermöglicht, die im folgenden beschrieben werden soll.
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Wie bereits erwähnt, steht die in Abb. 2 bei 6 angedeutete Mantelöffnung
über eine Druckleitung mit einem Luftkompressor in Verbindung. Bei der in Abb.2
dargestellten Stellung des Kükens strömt die Luft durch die Kükenbohrung in die
Mantelbohrung 4 und von dort aus über eine weitere Druckleitung zum nicht dargestellten
Druckzylinder, beispielsweise eines Schmiedehammers. Während diese Preßluft in den
Druckzylinder einströmt, strömt die verbrauchte Luft aus der anderen Seite des Druckzylinders
in die Mantelbohrung 2 ein, tritt von dort in die Nut 12, wird senkrecht zur Bohrungsrichtung
der Y-förmigen Kükenbohrung nach oben geleitet. Von 2 gelangt sie in die Nut 12,
die sie zu der darüberliegenden Mantelbohrung 3 befördert. Von dort aus kann die
verbrauchte Luft nach außen entweichen. Für den Fall, daß mit Hilfe des erfindungsgemäßen
Mehrweghahnes nicht Preßluft, sondern Druckwasser od. dgl. umgesteuert werden soll,
ist die Mantelbohrung 3 natürlich nicht mit der Außenluft in Verbindung, sondern
mit einem in diesen Fällen erforderlichen Reservoir.
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Beim nächsten Arbeitstakt wird das Küken derart gedreht, daß die Kükenbohrung
11 b, welche bisher in .die Mantelbohrung 4 mündete, nunmehr in der Mantelbohrung
2 mündet. Durch diese Drehung ergibt es sich, daß die Nut 12 nunmehr blind endet,
während die Nut 13 vor die Mantelbohrung 4 gelangt. Hierdurch strömt die Preßluft,
welche ebenfalls wieder durch die Mantelbohrung 6 in die Y-förmige Bohrung eintritt,
nunmehr in die andere Hälfte des Preßluftzylinders und der oben beschriebene Arbeitstakt
wiederholt sich in genau umgekehrter Richtung. Während nämlich eben die Preßluft
von 11 b in die Mantelbohrung 4 gelangte, gelangt sie nunmehr in die Mantelbohrung
z. Bei 4 tritt die verbrauchte Luft aus dem Druckzylinder ein und gelangt über die
Nuten 13 in die bei Abb. 1 zu erkennende Mantelbohrung 5, von wo aus sie in die
Außenluft übertritt.
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Der Winkel, um den also bei der Arbeit das Küken zu verdrehen ist,
entspricht dem Bohrungswinkel a. Seine Größe hängt also ganz von der Anordnung der
einzelnen Bohrungen im erfindungsgemäßen Mehrweghahn ab.
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In Abb. 3 ist ein Querschnitt des erfindungsgemäßen Mehrweghahnes
dargestellt unter besonderer Berücksichtigung des einstellbaren Lagers. Die im Küken
befestigten Wellen sind bei 16 und 17 angedeutet. Diese Wellen werden durch die
Kegel-Rollenlager 18 und 19 gehalten. Zum Zwecke der Feinregulierung sind die Innenmuttern
20 und 21 vorgesehen. Bei 22 ist ein Vierkantansatz zu erkennen, der zur Befestigung
des Steuerhebels dient. Um den Mehrweghahn auch für derartige Medien verwendbar
zu machen, die unter Druck stehen, wie Preßluft, Dampf u. dgl., ist bei 23 und 24
je eine an sich bekannte Stopfbüchse vorgesehen. Auf Grund der soeben beschriebenen
Kegel-Rollenlager mit Feineinstellung ist es möglich, den Abstand 25 zwischen Hahnküken
und Hahnmantel, welcher im Gebrauchsfalle nur äußerst gering ist, genauestens einzustellen
und auch die Einstellung über längere Zeit konstant zu halten.
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Um eine genauere Regulierung der Stärke des umgesteuerten Preßluftstromes
bzw. des umgesteuerten Druckwassers oder Druckdampfes zu ermöglichen.. wird in einer
weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, die Bohrungen mit einem ellipsenförmigen
Querschnitt zu versehen, wie er in Abb. 3 a für das Küken dargestellt ist. Hierdurch
wird bewirkt, daß bei der langsamen Drehung des Hahnkükens zunächst nur eine sehr
geringe öffnung für den Durchtritt des umzusteuernden Mediums vorhanden ist. Bei
einer kleinen weiteren Drehung vergrößert sich diese Durchtrittsöffnung schnell,
so daß schließlich das Medium ungehindert durchtreten kann. Diese Verhältnisse sind
in den Abb.4b bis 4d schematisch dargestellt. In diesen Abbildungen bedeutet K jeweils
die Kükenbohrung, M die Mantelbohrung.
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Selbstverständlich ist die Verwendung des erfindungsgemäßen Mehrweghahnes
nicht auf Steuereinrichtungen für Preßluft- oder Dampfhämmer beschränkt, sondern
ein derartiger Hahn kann an vielen beliebigen Stellen sowohl in der industriellen
Technik wie auch im Laboratorium Verwendung finden.
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Als Werkstoff für einen Mehrweghahn, wie er in der Technik Verwendung
findet, hat sich Bronze, Messing oder Stahl bewährt. Aber auch Kunststoff dürfte
an geeigneter Stelle einzusetzen sein. Für die Verwendung in Laboratorien wird der
Hahn selbstverständlich aus Glas hergestellt.