DE19842199C1 - Kugelhahn - Google Patents

Abstract

Ein Kugelhahn (1) weist einen in einem einteiligen Gehäuse (2) drehbar gelagerten, eine Durchtrittsöffnung (5) aufweisenden, kugelförmigen Ventilkörper (3) auf, der mit einem Drehantrieb gekuppelt ist. Der Ventilkörper (3) ist in einem Ventilkörper-Käfig (8) gelagert, für den das einen Durchtrittskanal (6) aufweisende Gehäuse (2) eine quer zum Durchtrittskanal (6) verlaufende Ausnehmung zum Einsetzen des Ventilkörper-Käfigs hat. Dieser hat im Bereich von mit dem Durchtrittskanal (6) fluchtenden Öffnungen den Ventilkörper-Sitz bildende Lager- und Dichtringe (12, 13) für den Ventilkörper (3). An die Lager- und Dichtringe (12, 13) schließen jeweils nach außen führende Durchtrittskanal-Abschnitte dicht an.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kugelhahn mit einem in einem einteiligen Gehäuse drehbar gelagerten, eine Durchtrittsöffnung aufweisenden, kugelförmigen Ventilkörper, der mit einem Drehantrieb gekuppelt ist, wobei das Gehäuse einen Durchtrittskanal aufweist, wobei für den Ventilkörper ein Ventilkörper-Sitz vorgesehen ist, wobei der Kugelhahn einen Ventilkörper-Käfig zur Aufnahme und Lagerung des Ventilkörpers aufweist, und wobei zum Einsetzen des Ventilkörper-Käfigs in das Gehäuse eine quer zum Durchtrittskanal verlaufende Ausnehmung vorgesehen ist.

Man kennt bereits einen Kugelhahn, der als Absperrarmatur in Gas- und Flüssigkeitsleitungen einsetzbar ist. Der vorbekannte Kugelhahn weist ein Ventilgehäuse auf, in dem ein kugelförmiger Ventilkörper drehbar gelagert ist. Der Ventilkörper ist im Verlauf eines Durchtrittskanals angeordnet und hat eine zylindrische Durchtritts­ öffnung für einen geraden Strömungsdurchgang. Der Ventilkörper ist zwischen zwei ringförmigen Anlagebunden angeordnet, die auf ihren einander, zugewandten Seiten jeweils einen den Ventilkörper-Sitz begrenzenden Lager- und Dichtring aufweisen.

Das Ventilgehäuse des vorbekannten Kugelhahns ist im Bereich des Ventilkörper-Sitzes zweigeteilt, wobei die Trennebene zwischen den Gehäusehälften etwa quer zum Durchtrittskanal verläuft. Dazu hat eine erste Gehäusehälfte einen hülsenförmigen Anschlußstutzen mit Außengewinde, welcher in ein zum Durchtrittskanal konzentrisches Innengewinde an der zweiten Gehäusehälfte einschraubbar ist. Das freie Stirnende des Anschlußstutzens ist als Anlagebund ausgebildet, so daß der kugelförmige Ventilkörper in die zweite Gehäusehälfte eingelegt und zwischen den Anlagebunden durch, Eindrehen des Anschlußstutzens festgelegt werden kann.

Das Gewindeschneiden an beiden Gehäusehälften und das Einlegen des Ventilkörpers sowie das Verschrauben der Gehäusehälften ist jedoch, insbesondere auch bei einer automatisierten Fertigung, mit einem nicht unerheblichen Aufwand verbunden.

Aus der DE 297 17 163 U1 ist ein Kugelhahn bekannt, bei dem die Montage vereinfacht ist, indem ein einteiliges Gehäuse und ein den Ventilkörper haltendes, verrastbares Einsatzteil verwendet werden. Dieses Einsatzteil wird zusammen mit dem Ventilkörper von einer Seite her in den Durchtrittskanal geschoben und verrastet dann in Funktionslage des Ventilkörpers mit einer Rastvertiefung. Da der Ventilkörper durch den Durchtrittskanal passen muß, ergibt sich daraus eine an sich unerwünschte Querschnittsverringerung des Durchtrittskanals im Bereich des Ventilkörpers.

Aus der DE 39 30 456 A1 kennt man bereits einen Kugelhahn der eingangs erwähnten Art, der in seinem Gehäuse einen Ventilkörper- Käfig zur Aufnahme und Lagerung eines Ventilkörpers hat, wobei zum Einsetzen des Ventilkörper-Käfigs in das Kugelhahn-Gehäuse eine quer zum Durchtrittskanal verlaufende Ausnehmung vorgesehen ist. Bei diesem vorbekannten Kugelhahn wird der Ventilkörper-Käfig durch eine Kunststoff-Ummantelung gebildet, die auf den Ventilkörper aufgespritzt ist und ihn vollständig umgibt. Somit bilden der Ventilkörper-Käfig und der darin verdrehbare Ventilkörper eine praktisch einstückige Baueinheit, die insbesondere einen in der Ausnehmung des Kugelhahn-Gehäuses eventuell unterhalb des Ventilkörper-Käfigs verbleibenden Totraum gut abdichten soll. Eine solche, aus mehreren untrennbar miteinander verbundenen Bauteilen bestehende Baueinheit ist jedoch vergleichsweise aufwendig und teuer, was sich insbesondere beim Auftreten verschleißbedingter Toleranzen und beim anschließend erforderlichen Austausch dieser Baueinheit bemerkbar macht.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Kugelhahn der eingangs erwähnten Art zu schaffen, der mit vergleichsweise geringem Aufwand herstellbar ist und bei dem innerhalb des Durchtrittskanals eine Querschnittsreduzierung vermieden wird.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht bei dem Kugelhahn der eingangs erwähnten Art darin, daß der Ventilkörper-Käfig im Bereich von mit dem Durchtrittskanal fluchtenden Öffnungen den Ventilkörper-Sitz bildende Lager- und Dichtringe für den Ventilkörper hat und daß sich an die Lager- und. Dichtringe jeweils nach außen führende Durchtrittskanal-Abschnitte dicht anschließen.

Aus der EP 0 504 809 A1 ist zwar bereits ein Kugelventil bekannt, bei dem der Ventilkörper seitlich einsetzbar ist, jedoch sind hier zur Aufnahme der Lager- und Dichtringe Vorsprünge mit Hinterschneidungen vorgesehen, welche die Herstellung des Gehäuses erschweren und verteuern.

Auch die US 5 332 193 zeigt ein Kugelventil, bei dem der Ventilkörper seitlich einsetzbar ist. Das Gehäuse und auch der Ventilkörper sind jedoch kompliziert geformt und damit aufwendig in der Herstellung.

Beim vorliegenden Erfindungsgegenstand können durch den vorgesehenen Ventilkörper-Käfig die notwendigen Höhlungen von außen ohne Hinterschnitt eingebracht werden und zwar einerseits der Durchtritts­ kanal und andererseits die quer dazu verlaufende Ausnehmung für den Ventilkörper-Käfig.

Außerdem kann die seitlich zum Durchtrittskanal führende Ausnehmung hierbei unabhängig vom Querschnitt des Durchtrittskanals so dimensioniert werden, daß ein Ventilkörper eingesetzt werden kann, dessen Außenquerschnitt größer ist als der des Durchtrittskanals. Dementsprechend kann auch dessen Durchtrittsöffnung passend zum Durchtrittskanal dimensioniert sein, so daß in Offenstellung des Kugelhahns ein im Querschnitt gleichbleibender Strömungsdurchtritt gebildet ist.

Zweckmäßigerweise weist die Ausnehmung im Gehäuse für den Ventilkörper-Käfig an einem Ende eine Einsteck- und Entnahmeöffnung auf, wobei bei dieser Einsteck- und Entnahmeöffnung vorzugsweise ein den Drehantrieb tragender Abschlußstopfen vorgesehen ist, der den Ventilkörper-Käfig in Einsetzstellung beaufschlagt.

Es ist dadurch für die Antriebsübertragung und das Einsetzen des Ventilkörper-Käfigs mit dem darin befindlichen Ventilkörper nur eine Öffnung im Gehäuse erforderlich, was den Herstellungsaufwand reduziert. Weiterhin ist vorteilhaft, daß weniger Abdichtmaßnahmen erforderlich sind als bei zwei separaten Öffnungen.

Bedarfsweise besteht jedoch auch die Möglichkeit, für die Drehantriebsübertragung und für den Ventilkörper-Käfig beziehungs­ weise die dafür vorgesehene Ausnehmung separate Zutritte vorzusehen, wobei diese dann zweckmäßigerweise auf gegenüberliegenden Seiten des Kugelhahn-Gehäuses angeordnet sind.

Zweckmäßigerweise weist der Ventilkörper-Käfig eine zylinderförmige Außenkontur auf, wobei die Gehäuse-Ausnehmung zur Aufnahme des Ventilkörper-Käfigs als dazu passende Zylinderbohrung ausgebildet ist. Eine solche Zylinderbohrung läßt sich in einem einfachen Arbeitsgang in das Gehäuse einbringen.

Vorteilhafterweise ist der Ventilkörper-Käfig mehrteilig, insbesondere zweiteilig ausgebildet, wobei die Trennebene(n) des mehrteiligen Ventilkörper-Käfigs vorzugsweise quer zum Durchtritts­ kanal verläuft.

Zur Montage des Ventilkörpers kann der Ventilkörper-Käfig geöffnet, der Ventilkörper eingesetzt und nach dem Schließen des Käfigs kann die komplette Montageeinheit in die Gehäuse-Ausnehmung eingesetzt werden. Auch dies trägt mit zu einer insgesamt vereinfachten Montage bei.

Zusätzliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Unteransprüchen aufgeführt. Nachstehend ist die Erfindung mit ihren wesentlichen Einzelheiten anhand der Zeichnungen noch näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt:

eine Schnittdarstellung eines Kugelhahns in Offenstellung.

Ein in der Figur gezeigter Kugehlhahn 1 weist ein einteilges, also aus einem Stück bestehendes Gehäuse 2 auf, in dem ein kugelförmiger Ventilkörper 3 drehbar um eine Achse A gelagert ist. Mit Hilfe eines Drehantriebs 4 läßt sich der Ventilkörper 3 aus der in der Figur gezeigten Offenstellung in eine um etwa 90° dazu verdrehte Schließstellung verdrehen.

Der Ventilkörper 3 ist mit seiner Durchtrittsöffnung 5 in den Verlauf eines Gehäuse-Durchtrittskanales 6 eingesetzt. In Offenstellung des Ventilkörpers 3 schließen sich beidseits an die Durchtrittsöff­ nung 5 Durchtrittskanal-Abschnitte 6a, 6b an. An den Enden des Durchtrittskanales 6 befinden sich Innengewinde-Anschlußstutzen 7.

Der Ventilkörper 3 ist innerhalb eines Ventilkörper-Käfigs 8 gelagert, der in eine quer, insbesondere rechtwinklig zum Durchtrittskanal 6 verlaufende Ausnehmung 9 des Gehäuses eingesetzt ist. Die Ausnehmung 9 ist an einem Ende offen und bildet dort eine Einsteck- und Entnahmeöffnung. Im Ausführungsbeispiel ist dort auch der Drehantrieb 4 angeordnet, der nach dem Einsetzen des Ventilkörper-Käfigs 8 mit dem darin befindlichen Ventilkörper 3 aufgesetzt und fixiert wird.

Der Ventilkörper-Käfig 8 ist als Zylinderkörper mit der Längsachse A ausgebildet und weist an gegenüberliegenden Seiten seiner Mantelfläche Öffnungen 10, 11 auf, bei denen Lager- und Dichtringe 12, 13 angeordnet sind. Diese Lager- und Dichtringe 12, 13 liegen innerhalb der Umrißform des Käfigs 8. Gegebenenfalls kann der Ventilkörper-Käfig 8 auch aus einem Kunststoffmaterial bestehen, das zur direkten Lagerung des Ventilkörpers 3 geeignet ist, so daß dann die Lager- und Dichtringe einstückiger Bestandteil des Ventilkörper-Käfigs sind. Beispielsweise könnte dann als Material PTFE vorgesehen sein.

Der Ventilkörper-Käfig 8 ist so ausgebildet, daß er zumindest im Bereich der Lager- und Dichtringe 12, 13 bzw. der Außenränder der Öffnungen 10, 11 dicht an der Gehäuse-Ausnehmung 9 anliegt.

Wie gut zu erkennen ist, weist die Durchtrittsöffnung 5 den gleichen Durchmesser auf wie die sich anschließenden Durchtrittskanal- Abschnitte 6a, 6b, so daß insgesamt in Offenstellung ein strömungs­ günstiger, im Querschnitt gleichbleibender Durchtritt gebildet ist.

Der Ventilkörper-Käfig 8 ist in Längsrichtung geteilt und aus zwei Hälften zusammengesetzt. Dadurch kann der Ventilkörper 3 einfach in den Ventilkörper-Käfig eingesetzt und die komplette Baueinheit dann in die Ausnehmung 9 eingesetzt werden. Die beiden Teile des Käfigs werden durch das Einsetzen in die Ausnehmung zusammengehalten, so daß Halte- oder Rasteelemente am Käfig selbst nicht unbedingt erforderlich sind, für die Vormontage der Baueinheit jedoch vorteilhaft sein können.

Der Ventilkörper-Käfig 8 bildet praktisch einen Füllkörper, mit dem unter anderem sonst vorhandene Hinterschnittbereiche ausgefüllt werden. Gleichzeitig ermöglicht er das problemlose Einsetzen des Ventilkörpers 3, da die Lager- und Dichtringe 12 haltende Vorsprünge nicht erforderlich und bei der vorliegenden Erfindung durch den Käfig gebildet sind.

Benachbart zu der Einsteck- und Entnahmeöffnung für den Ventilkörper- Käfig 8 ist an dem Gehäuse 2 ein Ringbund 14 zur Aufnahme und Halterung eines Abschlußstopfens 15 angeformt. Der Abschlußstopfen weist einen zentralen Durchtritt 16 für eine Drehspindel 17 auf, die am inneren Ende einen mehrkantigen, in den Ventilkörper 3 drehfest eingreifenden Zapfen 18 aufweist. Am äußeren Ende weist die Drehspindel 17 eine Anschlußstelle für einen Handhebel 19 auf. Dieser hat an einer bezüglich der Drehachse dem Griffteil gegenüberliegenden Ende eine zum Gehäuse hin abgekröpfte Nase 20, die in den Endstellungen des Ventilkörpers, also in Schließstellung oder in Offenstellung an hier nicht gezeigten Anschlägen anliegt. In der Figur ist gut zu erkennen, daß der Abschlußstopfen in seinem Durchmesser größer ausgebildet ist als der Ventilkörper-Käfig, so daß die Trennstelle zwischen Käfig und Gehäuse stirnendig von dem Abschlußstopfen 15 überdeckt wird. Dadurch ist der Ventilkörper-Käfig 8 in axialer Richtung, d. h. in Einsetzrichtung oder Entnahmerichtung festgelegt. Zum Arretieren des Abschlußstopfens 15 ist ein Seegering 21 vorgesehen, der in eine innenseitig umlaufende Nut des Ringbundes 14 eingreift.

Claims (10)

1. Kugelhahn (1) mit einem in einem einteiligen Gehäuse (2) drehbar gelagerten, eine Durchtrittsöffnung (5) aufweisenden, kugelförmigen Ventilkörper (3), der mit einem Drehantrieb gekuppelt ist, wobei das Gehäuse (2) einen Durchtrittskanal (6) aufweist, wobei für den Ventilkörper (3) ein Ventilkörper- Sitz vorgesehen ist, wobei der Kugelhahn (1) einen Ventilkörper-Käfig (8) zur Aufnahme und Lagerung des Ventilkör­ pers (3) aufweist, und wobei zum Einsetzen des Ventilkörper- Käfigs (8) in das Gehäuse (2) eine quer zum Durchtrittskanal (6) verlaufende Ausnehmung (9) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper-Käfig (8) im Bereich von mit dem Durchtrittskanal (6) fluchtenden Öffnungen (10, 11) den Ventilkörper-Sitz bildende Lager- und Dichtringe (12, 13) für den Ventilkörper (3) hat und daß sich an die Lger- und Dichtringe jeweils nach außen führende Durchtrittskanal- Abschnitte (6a, 6b) dicht anschließen.

2. Kugelhahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (9) im Gehäuse (2) für den Ventilkörper-Käfig (8) an einem Ende eine Einsteck- und Entnahmeöffnung aufweist und daß bei dieser Einsteck- und Entnahmeöffnung vorzugsweise ein den Drehantrieb (4) tragender Abschlußstopfen (15) vorgesehen ist, der den Ventilkörper-Käfig (8) in Einsetzstellung beaufschlagt.

3. Kugelhahn nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß benachbart zu der Einsteck- und Entnahmeöffnung ein Ringbund (14) zur Aufnahme und Halterung des Abschlußstopfens (15) vorgesehen ist, und daß der Abschlußstopfen einen größeren Außenquerschnitt aufweist als die Ausnehmung (9) für den Ventilkörper-Käfig, der in Einsetzstellung etwa bündig mit der Gehäuseauflage für den Abschlußstopfen (15) abschließt.

4. Kugelhahn nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Ventilkörper-Käfig (8) eine zylinderförmige Außenkontur aufweist und daß die Gehäuse-Ausnehmung (9) zur Aufnahme des Ventilkörper-Käfigs als dazu passende Zylinderboh­ rung ausgebildet ist.

5. Kugelhahn nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Ventilkörper-Käfig (8) aus Kunststoff, vorzugsweise aus PTFE besteht und daß die Lager- und Dichtringe (12, 13)einstückiger Bestandteil des Ventilkörper-Käfigs sind.

6. Kugelhahn nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Lager- und Dichtringe (12, 13) als separate Teile bei den mit dem Durchtrittskanal (6) fluchtenden Öffnungen (10,11) des Ventilkörper-Käfigs (8) eingesetzt sind.

7. Kugelhahn nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Ventilkörper-Käfig (8) mehrteilig, ins­ besondere zweiteilig ausgebildet ist und daß die Trennebene(n) des mehrteiligen Ventilkörper-Käfigs vorzugsweise quer zum Durchtrittskanal (6) verläuft.

8. Kugelhahn nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die lichte Weite der Durchtrittskanal-Abschnitte (6a, 6b) und der dazwischen befindlichen Strömungsführung etwa gleich sind.

9. Kugelhahn nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der den Drehantrieb (4) tragende Abschlußstopfen (15) einen zentralen Durchtritt (16) für eine Drehspindel (17) aufweist, die am inneren Ende einen vorzugsweise mehrkantigen, in den Ventilkörper (3) drehfest eingreifenden Zapfen (18) und am äußeren Ende eine Anschlußstelle für einen Handhebel (19) oder dergleichen Drehgriff aufweist.

10. Kugelhahn nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Handhebel (19) vorzugsweise an seinem dem Griffteil gegen­ überliegenden Ende eine zum Gehäuse (2) abgekröpfte Nase (20) aufweist und daß am Gehäuse im Schwenkbereich der Nase Anschläge für die Offen- und die Endstellung angeordnet sind.