-
Mit zwischen elastischen Kunststoffdichtungen schwingend eingebettetem
Kugelküken versehener Absperrhahn Es ist bekannt, das Kugelküken eines Absperrhahnes
zwischen elastischen Dichtungsringen einzubetten, weil eine derartige Abdichtung
eine längere Verwendbarkeit des Absperrhahns ermöglicht. Wenn die Dichtungsringe
dabei zusätzlich durch das Durchflußmedium in dichtende Anlage am Küken gehalten
werden, kann es insbesondere bei schmutzigen Durchflußmedien eintreten, daß Fremdkörper
sich zwischen dem Kugelküken und der Dichtung festsetzen und hier Undichtigkeiten
verursachen. Das Durchflußmedium drückt nicht nur den Dichtring an das Küken an,
sondern wirkt auch bekanntlich auf den Bereich zwischen dem Küken und der Dichtung,
was zu der gefürchteten Bildung von Einzugskeilen führt, die in kurzer Zeit die
Dichtung zerstören.
-
Werden elastische Dichtungen aus Kunststoff verwendet, so werden derartige
Absperrhähne bei besonders hohen Drücken des durchfließenden Mediums wie auch bei
einem außergewöhnlich niedrigen Luftdruck oder auch bei einem Wasserdruck von weniger
als I atü schon nach kurzer Zeit undicht, weil in diesen Fällen die Einbauvorspannung
der Kunststoff. dichtungen durch deren unvermeidliches Schrumpfen schnell verlorengeht.
-
Ein weiterer Nachteil der Anordnung des Kugelkükens zwischen zwei
derartigen Kunststoffdichtungen besteht darin, daß die Absperrhähne -nicht ohne
weiteres auf wechselnde Druckverhältnisse eingestellt werden können und bei zu starker
Vorspannung und hohen Drücken die Betätigung des Absperrhahns schwierig wird.
-
Die Erfindung will die bei der Verwendung von zusätzlich durch das
Durchströmmedium in Anlage gehaltenen elastischen Kunststoffdichtungen infolge deren
Schrumpfeigenschaften entstehenden Nachteile hinsichtlich einer sicheren Abdichtung
und leichten Betätigungsmöglichkeit beseitigen und sieht vor, daß bei einem Absperrhahn,
bei dem weiterhin in bekannter Weise die der Aufnahme des Spindelsteges dienende
Nut des Kugelkükens um 90° gegenüber seiner Durchgangsbohrung versetzt ist, die
Wandstärke des dem Kugelküken benachbarten, dieses etwa nahezu am oder in Nähe des
Nennweitendurchmessers der Durchgangsbohrung berührenden Lippenschenkels der in
Richtung zur Durchgangsbohrung des Kugelkükens offenen U-Manschetten-artig ausgebildeten
Kunststoffdichtungen gleich groß oder nahezu gleich groß der Wandstärke des an dem
Gehäuse anliegenden Schenkels und des Bodenschenkels ist und daß seine Abschrägung
wie eine Sekante zum Kugelküken verläuft.
-
Die Verwendung U-Manschetten-artig ausgebildeter Dichtungen ist bei
Absperrhähnen mit zylindrischem Küken, bei denen also das Küken im Gehäuse fest
gelagert ist, bekannt. Derartige U-Ringe betten das Küken nicht schwingend ein,
sondern haben lediglich eine ausschließliche Abdichtungsfunktion. Auch bei Schiebern
sind bereits U-Manschetten-artige Ringe zur Abdichtung verwendet worden. Bei Kugelküken
sind Gummidichtungen verwendet worden, deren gegebenenfalls federnde Wirkung durch
eingelassene Metallfedern od. dgl. herbeigeführt wird. Demgegenüber sieht die Erfindung
unter Verwendung von an sich bekannten U-Manschetten-artig ausgebildeten Dichtungsringen
vor, daß die Wandstärke aller Schenkel des U-Ringes, also des dem Kugelküken benachbarten,
dieses berührenden Lippenschenkels, des an dem Gehäuse anliegenden Schenkels und
des Bodenschenkels gleich groß oder nahezu gleich groß ist, wobei der Lippenschenkel
das Kugelküken an seinem Nennweitendurchmesser oder in dessen unmittelbarer Nähe
berührt und eine Abschrägung aufweist, die wie eine Sekante zum Kugelküken verläuft.
-
Durch diese Ausbildung wird sichergestellt, daß unter Berücksichtigung
der Einflußnahme des Durchflußmediums und der mehr oder weniger starken Schrumpfeigenschaft
des Kunststoffes, die zum Teil auch von der Art des Durchflußmediums, seiner Geschwindigkeit
und seinem Druck abhängig ist, eine optimale Wirkung erzielt wird, d. h., das beste
Verhältnis zwischen möglichst ständiger Dichtheit und möglichst ständiger leichter
Betätigungsmöglichkeit erreicht wird.
Unabhängig von der Beschaffenheit
und dem Druck des durchfließenden Mediums wird durch die Ausbildung der Dichtringe
eine einwandfreie, sich gewissermaßen immer wieder selbst einstellende vollständige
Dichtheit des Absperrhahns gewährleistet, indem das Kugelküken. sich entsprechend
den Druckverhältnissen ausrichtet, wobei auch bei jeder Vorspannung und höchsten
Drücken immer noch ein leichtes Drehen bzw. Betätigen der Spindel gegeben ist. Außerdem
wird vermieden, daß sich unumgÄngliche Toleranzen bei den Einzelteilen für das Dichtbleiben
des Hahnes ungünstig auswirken.
-
Durch die an sich bekannte Versetzung der Nut für die Aufnahme des
Spindelsteges um 90° gegenüber seiner Durchgangsbohrung kann sich das Kugelküken
bei der Sperrstellung des Hahnes in Druckrichtung bewegen, da sie elastisch schwingend
gelagert ist, ohne daß für die Dichtheit des Absperrhahns eine Gefährdung besteht.
Bei Offenstellung wird durch die Ausbildung und Dimensionierung der das Kugelküken
einbettenden Dichtungen eine Dauerdichtheit und leichte Bewegungsmöglichkeit gewährleistet,
zumal durch die Abschrägung des Lippenschenkels, der nicht tangential zum Kugelküken,
sondern wie eine Sekante verläuft, auch das Entstehen von Einzugskeilen für Fremdkörper
in vorteilhafter Weise verhindert wird. Auch bei schmutzigen Durchflußmedien kann
der Hahn nicht verschmutzen, und die Fremdkörper können sich nicht zwischen Küken
und Dichtung festsetzen und hier Undichtigkeiten oder Anfressungen verursachen;
sogar bei größerer Verformung des Lippenschenkels entfernen sich die Berührungspunkte
nicht zu weit vom Nennweitendurchmesser der Kugelkükenbohrung.
-
Die Dichtungsausbildung hat den Vorteil, daß die sonst wegen ihrer
Schrumpferscheinungen Schwierigkeiten bereitenden Kunststoffe, die indessen billig
sind und wesentliche Vorteile bieten, verwendet werden können, da die Dichtringe
die Möglichkeit bieten, sich auf den jeweiligen Druck unter Aufrechterhaltung der
Dichtheit einzustellen. Je nach der Art und Beschaffenheit des Durchflußmediums
werden Kunststoffdichtungen verschiedener Härtegrade, wie sie beispielsweise unter
den Handelsnamen Vulkollan, Perlon und Nylon auf dem Markt sind, verwendet.
-
Zur Erhöhung der Druckelastizität und Abdichtung am Außenumfang der
Dichtungen ist der Bodenschenkel und der an dem Gehäuse anliegende Schenkel der
Dichtungen mit Ausnehmungen versehen, wodurch auch gleichzeitig gewisse, die Vorspannung
der Dichtung beim Einführen in das Hahngehäuse beeinträchtigende Sprödigkeitserscheinungen
der Kunststoffdichtungen ausgeschlossen werden.
-
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung verläuft der an dem Gehäuse
anliegende Schenkel der Dichtungen uneingespannt in Richtung der Abschrägung des
Lippenschenkels, um nach dem Einspannen als den Lippenschenkel gegen das Kugelküken
pressende Federung zu dienen. Schrägliegende Dichtungsschenkel sind, soweit deren
Verspannungsmöglichkeit der Abdichtung innerhalb eines Hahngehäuses dient, an sich
bekannt. Die Schrägstellung des Anliegeschenkels gegen das Gehäuse dient indessen
dazu, die beim Vorspannen des Schenkels, d. h. bei der Herbeiführung seiner Lagenveränderung
von der schrägen zur senkrechten Lage, auftretenden Kräfte unmittelbar über den
Bodenschenkel der Dichtung verlaufend und in ihrem Verlauf abklingend, sich auf
den Lippenschenkel auswirken zu lassen.
-
Die Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausführungsform, und zwar
zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Absperrhahn in Offenstellung, rechts mit
Ausnehmungen an den Dichtungsschenkeln, Fig. 2 einen Längsschnitt in Schließstellung
unter Andeutung der Schrägstellung des Außenschenkels. In dem Hahngehäuse 1 ist
das Kugelküken 3 zwischen den Kunststoffdichtungen 7 eingebettet. Die Betätigung
des Kugelkükens erfolgt durch die Stehspindel 2, die mit ihrem schwalbenschwanzförmig
ausgebildeten Spindelsteg 5 in eine entsprechende Nut 4 des Kugelkükens 3 eingreift.
Die Nut 4 ist um 90° gegenüber der Durchgangsbohrung 6 des Kugelkükens 3 versetzt.
-
Die Kunststoffdichtungen 7 sind U-Manschettenartig ausgebildet, wobei
der dem Kugelküken 3 benachbarte Lippenschenkel 8 das Kugelküken etwa in Höhe des
Nennweitendurchmessers a der Durchgangsbohrung des Kugelkükens berührt. Dabei verläuft
die Abschrägung des Lippenschenkels 8 nicht tangential zum Kugelküken 3, sondern
wie eine Sekante. Mit 9 ist der andere Schenkel der U-förmigen Dichtung 7 und mit
10 der Bodenschenkel bezeichnet. Die Wandstärke der Schenkel 8, 9 und 10
ist gleich groß oder nahezu gleich groß.
-
Fig. 2 zeigt die Ausbildung des an dem Gehäuse 1 anliegenden Schenkels
9, der uneingespannt in Richtung der Abschrägung des Lippenschenkels 8 verläuft,
wie gestrichelt angedeutet ist, und nach dem Einspannen den Lippenschenkel 8 gegen
das Kugelküken 3 preßt.
-
In Fig. 1 wird rechts gezeigt, wie zur Erhöhung der Druckelastizität
der Dichtungen der Bodenschenkel 10 und der an dem Halmgehäuse 1 anliegende Schenkel
9 mit Ausnehmungen 11 und 12 versehen sein kann.