DE19945116C1

DE19945116C1 - Absperrorgan mit sphärischer Dichtfläche

Info

Publication number: DE19945116C1
Application number: DE1999145116
Authority: DE
Inventors: Friedrich Welcker
Original assignee: Individual
Current assignee: Welcker Inge 58119 Hagen De
Priority date: 1999-09-21
Filing date: 1999-09-21
Publication date: 2001-05-23
Anticipated expiration: 2019-09-22

Abstract

Um bei einem Kugelhahn die gehäuseseitigen Sitz- und Dichtringe (7) in der Offenstellung von dem funktionell zu einer Abdichtung benötigten Anpreßdruch zu entlasten, ist das Kugelküken (3) in eben dieser Offenstellung an seiner Oberfläche den Dichtringen (7) gegenüber mit peripgher zu den Öffnungen der Durchgangsbohrung (4) angeordneten Ringnuten (8) zu versehen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Absperrorgan für flüssige und gasförmige Medien, dessen Verschlußstück von einem durch bohrten und innerhalb eines mit beidseitig fluchtenden Rohr leitungsanschlüssen versehenen Gehäuses um 90° drehbaren Kugel küken gebildet wird. Dabei erfolgt eine Abdichtung gegenüber dem Gehäuse ein- und auslaßseitig an der Kugeloberfläche durch Sitz- und Dichtringe aus elastischem Kunststoffmaterial sowie betätigungsseitig mittels einer gebräuchlichen Stopfbuchsen packung.

Dementsprechend ist aus der DE 26 28 645 A1 ein Absperrorgan mit einem kugelförmig ausgebildeten Hahnküken bekannt, welches an seiner Lagerfläche mit kreisringförmigen sowie in sich pro filierten Nuten zur Aufnahme von Dichtungsringen versehen ist, um damit das Hahnküken in seiner geschlossenen Stellung dem Gehäusekörper des Absperrorgans gegenüber abzudichten.

Derartige Kugelhähne eignen sich aufgrund ihrer kompakten Aus bildung und ihrer zuverlässigen Funktion bevorzugt für den Einsatz als Absperrorgan in einer Sicherungseinrichtung, wie diese beispielsweise in der DE 199 10 215 C1 zur Überwachung von Gasanwendungsanlagen auf fehlerhaften Gasaustritt darge stellt und beschrieben ist.

Nachteilig ist dagegen die Gefahr, daß sich das Kugelküken mit seiner sphärischen Oberfläche an den ständig unter Vorspannung stehenden Dichtringen auf den Sitzflächen des Gehäuses fest frißt, wenn der Kugelhahn nach einer längeren Betriebszeit aus der normalen Offenstellung sicherheitsbedingt kurzfristig in die Sperrstellung gefahren werden soll. Dabei kann es durch die mit der Alterung des verwendeten Kunststoffmaterials ein hergehende mechanische Dauerbeanspruchung auf Seiten der Dicht ringe zu einer Rißbildung oder zum Nachhärten und in extremen Fällen sogar zu einem Klebrigwerden der Ringoberfläche kommen, wodurch in jedem Fall die Qualität der Abdichtung und letzten Endes die gesamte Funktion des Absperrorgans in Frage gestellt wird.

In Anbetracht dessen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Absperrorgan für flüssige und gasförmige Medien nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dahingehend zu verbessern, daß dessen Funktionsfähigkeit bei einem Wechsel des Betriebs zustandes auch nach einer längeren bis extrem langen Verweil zeit in einer der genannten Positionen nicht durch Abdichtungs probleme belastet wird.

Diese Aufgabe wird durch die in dem Pa tentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Dementsprechend wird die sphärische Oberfläche des Kugelkükens in einem Nah bereich rings um die Öffnungen der Durchgangsbohrung auf beiden Seiten jeweils mit einer peripher angelegten Ringnut versehen, um dem auf der Sitzfläche des Gehäuses angeordneten Dichtring eine partielle Ausweichmöglichkeit zu eröffnen,

Auf diese Weise wird mit Vorteil erreicht, daß die auf beiden Seiten des Gehäuses um die Übergangsöffnungen hin zu den außen gelegenen Rohrleitungsanschlüssen vorgesehenen und in der Sperrstellung sowohl als Sitzfläche wie auch als eigentliche Abdichtung des Verschlußstücks gegenüber dem Gehäuse fungie renden Dichtringe in der praktisch zumeist vorhandenen Offen stellung des Kugelkükens an dessen sphärischer Oberfläche ex akt einer peripher umlaufenden Ringnut gegenüberstehen, welche die Dichtringe zur Verminderung von Ermüdungserscheinungen von dem in dieser Position ohnehin entbehrlichen Anpreßdruck ent lastet.

Zweckmäßige Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind aus den nachgeordneten Unteransprüchen 2 und 3 ersichtlich.

Dementsprechend ist nach den Merkmalen des Anspruchs 2 vorge sehen, daß die Ringnut an einer oder an den beiden Öffnungen des Kugelkükens in einem seitlich gelegenen Bereich senkrecht zur Rotationsachse im begrenzten Umfang in dessen sphärische Oberfläche übergeht. Durch diese Maßnahme wird bei einem Wech sel aus der Offenstellung des Kugelkükens in dessen Sperr stellung ein ungehindertes und verschleißfreies Übergleiten des Dichtungsprofils bewirkt.

In diesem Zusammenhang ist nach dem Merkmal des Anspruchs 3 als alternative Ausführungsform vorgesehen, daß der sich ge häuseseitig abstützende Dichtring auf seiner freiliegenden Außenseite eine Profilierung aufweist, welche nach beiden Richtungen hin das Übergleiten einer in sich geschlossenen Ringnutkontur erleichtert.

In der anliegenden Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung ein entsprechend modifizierter Kugelhahn im Längs schnitt dargestellt und im folgenden näher beschrieben.

Wie aus der Darstellung ersichtlich, ist das Gehäuse 1 des Kugelhahns an zwei sich gegenübergelegenen Seiten mit schraub baren Rohrleitungsanschlüssen 2, 2' versehen. Im mittleren Teil des Gehäuses 1 ist zwischen den betreffenden Rohrlei tungsanschlüssen 2, 2' als Verschlußstück ein drehbares Kugel küken 3 angeordnet, welches in sich über eine mit den beiden Anschlüssen 2, 2' in etwa durchmessergleich fluchtende Durch gangsbohrung 4 verfügt. Dabei ist das Kugelküken 3 von außen her mittels einer Spindel 5 manuell oder mechanisch verstellbar gehalten, deren Abdichtung gegenüber dem Gehäuse 1 einer Stopf buchse 6 obliegt, bei welcher das Dichtmittel in der zylindri schen Ausnehmung eines angegossenen Gehäuseflansches einpreßbar ist. Des weiteren wird der Bewegungsvorgang des Kugelkükens 3 zwischen den einander gegenübergelegenen Öffnungen der Rohrlei tungsanschlüsse 2, 2' innenseitig mit Hilfe von Dichtringen 7 zentriert, die an den beiden Anschlußöffnungen als Sitzflächen und zugleich als unter Vorspannung stehende Dichtflächen fungie ren. Um diese Dichtringe 7 in der praktisch überwiegend einge nommenen Offenstellung des Kugelhahns aus gutem Grund von dem in der Sperrstellung benötigten Anpreßdruck zu entlasten, ist die sphärische Oberfläche des Kugelkükens 3 rings um die Öff nungen seiner Durchgangsbohrung 4 an den beiden Seiten mit je einer Ringnut 8 versehen, welche in der Offenstellung des Kugelhahns jeweils exakt dem sich gehäuseseitig abstützenden Dichtring 7 gegenübersteht und auf diese Weise dessen beab sichtigte Druckentlastung bewirkt.

Wie in der Zeichnung nicht besonders dargestellt, kann außer dem die beiderseitige Ringnut 8 innerhalb der sphärischen Oberfläche des Kugelkükens 3 entweder in einem seitlichen Be reich senkrecht zur Rotationsachse kontinuierlich in diese Oberfläche übergehen, oder aber bzw. gleichzeitig die Außen seite des jeweils tangierenden Dichtringes 7 entsprechend pro filiert sein, um dem Kugelküken 3 in beiden Drehrichtungen den Wechsel aus der einen in die andere Position mechanisch zu erleichtern und diesbezüglich eine geringere Abnutzung der vor handenen Dichtfläche zu gewährleisten. Des weiteren kann auch die beispielsgemäß vorgesehene Stopfbuchsendichtung 6 in vor stehend beschriebener Weise vermittels eines innengelegenen Dichtringes zwischen dem Kugelküken 3 und dem Gehäusedurchgriff der Betätigungsspindel 5 realisiert werden, ohne daß es dazu im einzelnen einer zeichnerischen Darstellung bedarf.

Claims

1. Absperrorgan für flüssige und gasförmige Medien,
dessen Verschlußstück von einem durchbohrten und innerhalb eines mit gegenseitig fluchtenden Rohrleitungsanschlüssen (2, 2') versehenen Gehäuses (1) um 90° drehbaren Kugelküken (3) gebildet wird,
wobei eine Abdichtung gegenüber dem Gehäuse (1) an der Oberfläche des Kugelkükens (3) ein- und auslaßseitig durch Dichtringe (7) aus elastischem Kunststoffmaterial erfolgt,
dadurch gekennzeichent,
daß die Oberfläche des Kugelkükens (3) nahe den beiden Öffnungen der Durchgangsbohrung (4) in der Offenstellung des Absperrorgans mit je einer peripher angelegten Ringnut (8) für einen vom Anpreßdruck entlasteten Eingriff der gehäuseseitigen Dichtringe (7) versehen ist.

2. Absperrorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringnut (8) jeweils senkrecht zur Rotationsachse des Hahnkükens (3) an beiden Außenseiten kontinuierlich in die sphärische Oberfläche desselben übergeht.

3. Absperrorgan nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (7) an seiner die Oberfläche des Kugel kükens (3) tangierenden Außenseite mit einem das Ein- und Auslaufen bezüglich der Ringnut (8) erleichternden Profil, z. B. in Form einer konvexen Wölbung, versehen ist.