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Friedrich Stübbe in Vlotho an der Wesen
| Hahn mit einem mittels einer Spindel in einem HhngehäuS9 |
| drehbarenHahnküken, |
Die Erfindung betrifft einen Hahn mit einem mittels einer Spindel in einem Hahngehäuse
drehbaren Hahnküken, das mit einem
| Durchflußkanal versehen ist, der in der öffnÜngsstellung des |
Kükens einen Eintrittskanal und einen Austrittskanal des Gehäuses miteinander verbindet.
Nach einer Drehung des Kükens in die Schließstellung münden der Eintrittskanal oder
der Austrittskanal oder beide Kanäle gegen eine geschlossene Wandung des Kükens.
Derartige Hähne finden in großem Umfang als Absperrhähne Verwendung.
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Es sind Hähne bekannt, deren Gehäuse einen kegelförmigen Kükenraum
für ein Kegelförmiges Küken besitzt. Um bei geschlossenem Hahn eine Abdichtung zwischen
dem Küken und dem Ge-
| häuse zu erzielen, wird das Küken in das Kükengehause hinein- |
gedrückt. Je größer aber der Druck auf das Küken ist desto größer wird die Reibung
zwischen dem Küken und der Wandung des Kükenraumes und desto schwerer läßt sich
das Küken drehen.
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Diese Hähne besitzen ferner den Nachteile daß die Bearbeitung eines
konischen Kükenmantels und einer konischen Kükenraumwandung verhältnismäßig kompliziert
und teuer tut und daß auch nach einer sorgfältigen Bearbeitung noch ein kost-
| spiellgen Einschleifen des Kükens und des Kükenraumes erfor- |
| derlich ist. Trotz dieses Aufwandes ist eine gute Abdichtung |
bei diesen Hähnen in der Schließstellung nur schwer oder garnicht zu erzielen, wobei
die. Art des abzudichtenden Mediums, die Größe des Druckunterschieds zwischen den
Drücken auf der Eintrittsseite und auf der Austrittsseite des Hahns und andere Betriebsbedingungen,
wie z. B. die Temperatur, eine Rolle spielen. Beispielsweise bei der Verwendung
dieser Hähne in Leitungen für Flüssigkeiten, welche Feststoffteilchen enthalten,
besteht die Gefahr, daß die Feststoffteilchen in den konischen Wandungen des Kükens
und des Kükenraumes Rillen oder dergleichen hervorrufen, die zu Undichtigkeiten
führen.
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Es sind ferner Hähne bekannt, bei denen das Küken aus einer Kugel
besteht. Kugelhähne, bei denen die Abdichtung in der Weise erfolgen soll, daß die
Kugel fest an der Wandung des kugelförmigen Kükengehäuses anliegt, besitzen die
gleichen Nachteile wie die vorgenannten Hähne und darüber hinaus noch den weiteren
Nachteil, daß eine gleichzeitige Abdichtung der Kugel gegenüber dem Kugelgehäuse
einerseits und der Gehsuseteile gegeneinander andererseits äußerst schwierig ist
wegen der einzuhaltenden Toleranzen bei der Herstellung der einzelnen Teile.
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Weiterhin sind Kugelhähne bekannt, bei denen die schlechte Abdichtung
der vorgenannten Kugelhähne durch die Verwendung von Dichtungsringen vermieden wird.
Die Abdichtung mit Hilfe der Dichtungsringe sowie die Anordnung der Dichtungsringe
erfolgt in der folgenden Weite. In dem Kükenraum des Hahn-
| gehäuses ist auf der dem Eintrittkanal oder m Auatrittaka- |
nal des Gehäuses zugewandten Seite ein Druckring angeordnet, der sich auf seiner
einen Seite gegen das Gehäuse abstützt.
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Zwischen dem Gehäuse und dem Druckring Ist ein Dichtungsring angeordnete
der in einer Nut des Gehäuses oder in einer Nut des Druckringes liegt. Auf seiner
anderen, dem Kugelküken zugewandten Seite ist der Druckring ebenfalls mit einer
Nut versehen, in der ein weiterer Dichtungsring liegt, der gegen das Küken beispielsweise
in der Weise angedrückt wird, dag der Druckring in das Gehäuse eingeschraubt wird.
Bei anderen Kugelhähnen liegt der Druckring auf der Austrittsseite des Hahns und
das Küken wird durch den Druck des Mediums auf der Eintrittsseite gegen den Druckring
gepreßt. Feuer hat man den Anpreßdruck auch in der Weise erzeugt, daß auf der einen
Seite des Kükens Federn angeordnet werden, die unmittelbar oder unter Zwischenschaltung
eines weiteren Druckringe$ gegen das Küken drücken und dieses gegen den mit den
Sichtungsringen versehenen Druckring auf der anderen Seite des Kükens anpressen.
Weiterhin hat man auch auf beiden Seiten des Kükens Druckringe angeordnet, die in
der oben beschriebenen Weise mit Dichtungsringen versehen sind. Da bei diesen Kugelhähnen
die Abdichtung durch Dichtungsringe erfolgt und das Kugelküken nicht mehr fest an
der Wandung des Hahngeb ! uses anliegt, wird die aus dem Gehäuse herausführende
Spindel, mit der das Küken gedreht wird, durch einen die Spindel umgebenden Dichtungsring
abgedichtet, der in einer Nut des Gehäuses liegen kann. Die verwendeten Dichtungsringe
besitzen beispiels-
| weise einen rechteckigen, dreieckigen oder kreiafafigen Quer- |
| schnitt. Die Führung des Kugelkükens innerhalb des KWtenraws. |
| erfolgt durch Führungsflächen an dem Hahngehäuse oder durch |
| die Verwendung der Druckringe zugleich als Lagerschalen für |
das Küken. Die zahlreichen bekannten Kugelhähne besitzen sämtlich den Nachteil,
daß eine große Anzahl einzelner Teile erforderlich ist, um das Küken zu führen,
um die Dichtungsringe aufzunehmen und in der gewünschten Lage zu halten und um die
Dichtungsringe und die abzudichtenden Flächen gegeneinander zu drücken. Mehrere
dieser Teile besitzen Flächen wie z. B. Führungsflächen, Nuten, Gewinde etco, j,
die eine sorgfältige Bearbeitung erfordern. Diese Kugelhähne sind daher in der Herstellung
verhältnismäßig kompliziert und teuer.
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Infolge der Vielzahl von Teilen bei sämtlichen der zahlreichen bekannten
Bauarten sind auch Wartungen und Reparaturen verhältnismäßig zeitraubend und kostspielig.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, alle die Nachteile der bekannten
Hähne zu vermeiden. Dies wird gemäß der Erfindung in erster Linie dadurch erreicht,
daß das Küken mit einer ununterbrochenen ringförmigen Nut versehen ist, in der ein
Dichtungsring, vorzugsweise mit kreisförmigem Querschnitt, angeordnet ist, der in
der Schließstellung des Kükens den Eintrittskanal gegen den Austrittskanal abdichtend
zwischen dem Küken und dem HahngehKuse liegt.
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Bei einer Anordnung eines Dichtungsringes in einer Nut, die eich in
der Wandung des Hahngehãuses, d. h. in einer konkaven (nach innen gekrümmten) Fläche
befindet, würde der Dichtungsring das Bestreben haben, aus der Nut herauszufallen.
Es
bestünde daher die Gefahr, daß der Dichtungsring beim Drehen des Kükens von diesem
mitgenommen, zu weit aus der Nut herausgezogen und abgequetscht wird. Darüber hinaus
ließe sich die erforderliche Nut auch nur schwer und mit komplizierten Werkzeugen
herstellen. Durch die ertindungsga mäße Anordnung des Dichtungsringes in einer Nut
des Kükens, d. h. in einer Nut in einer konvexen (nach außen gekrümmten) Fläche,
wird eine sichere und zuverlässige Befestigung des Dichtungsringes erzielt, die
erforderlichenfalls noch dadurch verbessert werden kann, daß der Dichtungsring einen
etwas kleineren Durchmesser als die Nut erhält, so daß der Dichtungsring unter einer
Vorspannung in der Nut sitzt, die sich leicht und einfach herstellen läßt. Infolgedessen
werden Druckringe usw. zur Aufnahme und Führung des Dichtungringes sowie zusätzliche
Dichtungsringe zur Abdichtung von Druckringen gegen das Gehäuse und ferner Gewinde,
zusäsliohe Nuten und andere zu bearbeitende Flächen Überflüssig. Bei dem Hahn nach
der Erfindung brauchen in das Hahngehäuse nur noch zwei Teile eingebaut zu werden,
nämlich das Küken und der auf dem Küken befestigte Dichtungsring. Der Hahn zeichnet
sich somit durch eine außerordentlich einfache und billige Bauweise aus.
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Bei dem Hahn nach der Erfindung ist die Ringnut ununterbrochen, d.
h. sie ist in einer geschlossenen Fläche des Kükens angeordnet und wird nicht durch
eine der Öffnungen des Durchflußkanals des Kükens unterbrochen. Der Dichtungsring
gewährleistet nicht nur eine einwandfreie Abdichtung
| in einer Strömungsrichtung, sondern in beiden Strömungen |
richtungen. Zur Abdichtung reicht daher ein Dichtungsring auf dem Küken aus. Selbstverständlich
können auf dem Küken auch zwei oder mehrere Dichtungsringe angeordnet werden.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird die Anzahl der benötigten
Teile und der zu bearbeitenden Flächen weiterhin noch dadurch vermindert, daß das
Hahngehäuse in der Ebene, in der die Achse der Spindel liegt, geteilt ist, daß die
Gehäusehälften in den Flächen, an denen sie sich gegeneinander legen, mit einer
Nut für einen Dichtungsring versehen sind, der die Trennfuge zwischen den Gehäusehälften
abdichtet, und daß die Gehäusehälften ferner in den Flächen, die die Spindel umgeben,
mit einer Nut für einen Dichtungring versehen sind, der die Spindel umschließt,
wobei die beiden Nuten ineinanderlaufen und die beiden Dichtungsringe aus einemStUok
bestehen.
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Die einfache und raumsparende Bauweise, die geringe Anzahl an erforderlichen
Teilen und die Vermeidung von Gewinden, Druckringen, Federn und dergleichen Teilen,
die aus Metall hergestellt werden müssen, gestattet es, den Teilen des Hahns nach
der Erfindung eine außerordentlich günstige spritztechn sehe Form zu geben und diese
Teile sämtlich aus Kunststoff herzustellen. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung
können daher die Gehäusehälften, das Küken, die Spindel, der Dicht tungsring für
das Küken und der Dichtungsring für die Gehiusehälften und für die Spindel aus Kunststoff
bestehen.
| Auf diese weise kommen keinerlei Teile aus Metall oder Gummi |
| mit dem durch den Hahn strömenden Medium in Berührung. Der |
| Hahn kann daher für Säuren, LaugenGaseUndandereMedien,, |
verwendet werden, indem zu seiner Herstellung ein geeigneter Kunststoff verwendet
wird, wobei die verschiedenen Kunststoffe in der gleichen Spritzform verspritzt
werden können. Besonders geeignet ist der Hahn ferner für Flüssigkeiten oder Gase,
die Feststoffe enthalten, da der Hahn keinerlei Druckringe, Federn und dergleichen
besitzt, die durch Feststoffablagerungen in ihrer Funktion gestört werden können.
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Eine weitere Vereinfachung und Verbilligung der Herstellung
| und der Verwendung wird erfindungsgemäß dadurch erzielt, |
| daß das Hahngehäuse in der Ebene, in der die Achse der Spin- |
| del liegt, derart geteilt lstj daSa. ua zwei einander iden- |
| tischen Ghäusehälften besteht von denen die eine mit dem |
| \."''"- |
| skanal und die andere mit dem Austrittskanal versehen |
| .'. \'', -') . |
| ist. |
| Die Verbindung von Kunststoffrohren aus verschiedenen Kunst |
stoffen bietet bekanntlich insofern gewisse Schwierigkeiten als einige Kunststoffe
sich kleben lassen und andere nichts einige Kunststoffe sich schweißen lassen und
andere nicht.
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Selbst an sich schweißbare, verschiedene Kunststoffe lassen sich bisweilen
nicht miteinander verschweißen, weil bei der Sc-hweißteNperatur des einen Kunststoffes
der andere Kunststoff noch nicht genügend erweicht und bei der Schweißtemperatur
des anderen Kunststoffes der eine Kunststoff bereits
| zerstört wird. Das Ventil nach der Erfindung ermöglichte |
| es, in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die beiden Ge- |
hltusehãlften aus verschiedenen Kunststoffen herzustellen und auf diese Weise verschiedene
Kunststoffleitungen, die an einem Hahn zusammenlaufen, in einfacher Weise miteinander
zu verbinden.
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Die Verbindung der Gehäusehälften kann erfindungsgemäß in der Weise
erfolgen, daß die Gehäusehälften mit Flanschen versehen sind, die durch aufgesetzte
Klemmstücke von U-formigem Querschnitt gegeneinander-gedrückt werden, wobei die
Klemmstücke auf der Innenseite ihrer Schenkel mit Rippen versehen sind, die in Nuten
der Flanschen eingreifen. Auf diese Weise wird eine denkbar einfache, sichere und
kräftige Verbindung der Gehäusehälften erzielt. Die Klemmstücke können ebenfalls
aus Kunststoff bestehen. Auf Grund seiner einfachen Bauweise bietet der Hahn nach
der Erfindung ferner den großen Vorteil, daß er ohne weiteres auch als Eckhahn oder
Drei-Wege-Hahn ausgebildet werden kann. Dies ist bei den bekannten Hähnen, die in
der oben beschriebenen Weise mit Druckringen usw. versehen sind, nicht oder nur
sehr schwer durch komplizierte und kostspielige Maßnahmen möglich.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele von Hähnen nach der Erfindung
dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 das Gehäuse eines Kugelhahns im Schnitt in Richtung
der Längsachse der Spindel mit dem Kugelküken in Ansicht,
| Fig. 2 den Hahn nach Fig. 1 im Schnitt nach der Linie in-in |
| in Flg. 1, |
| Fig. 3 einen Dichtungsring, |
Figo 4 das Gehäuse eines Hahns mit einem zylindrischen Küken im Schnitt in Richtung
der Längsachse der Spin-
| del mit dem Küken in Ansicht. |
| Fig. 5 den Hahn nach Fig. 4 im Schnitt nach der Linie V-V in |
| Fig.4 |
| Fig. 6 das Gehäuse eines anderen Kugelhahns im Schnitt Senk- |
| recht zur Längsachse der Spindel mit dem KugelkUken |
in Aufsicht, Fig. 7 das Gehäuse eines weiteren Kugelhahns im Schnitt in Richtung
der Längsachse der Spindel mit dem Kugelküken in Ansicht.
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Der Kugelhahn nach Fig. 1 und 2 besteht aus einem Hahngehäuse 1 und
einem Hahnküken 2 mit einer Spindel 3. Das Küken 2 ist mit einer ununterbrochenen
Ringnut 4 versehen. in der ein Dichtungsring 5 mit kreisförmigem Querschnitt angeordnet
ist.
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Das Gehäuse 1 besitzt einen Eintrittskanal 6 und einen Austrittskanal
7, und das Küken 2 ist mit einem Durchflußkanals versehen. In der dargestellten
Stellung des Kükens ist der Hahn geöffnet. Wird das Küken durch eine Drehung der
Spindel 3 um etwa 900 aus der Öffnungsstellung in die Schließstellung gedreht, so
liegt der Dichtungsring 5 derart zwischen dem Küken 2 und dem Gehäuse 1, daß er
den Eintrittskanal 6 gegen den Austrittskanal 7 abdichtet.
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Das Hahngehäuse l ist in der Ebene, in der die Achse der Spindel 3
liegt, geteilt und besteht aus den beiden Gehäuze-
| hälften 9 und 10. Die Gehäusehälften 9 und 10 sind in den |
Flachen, an denen sie sich gegeneinander legen, mit einer Nut 11 versehen, in der
ein Dichtungsring 12 liegt, der die Trennfuge zwischen den Gehäusehälften abdichtet.
Ferner sind die Gehäusehälften 9 und 10 in den Flächen, die die Spindel 3 umgeben,
mit einer Nut 13 versehen, in der ein Dichtungsring 14 liegt, der die Spindel umschließt.
Die beider Nuten 11 und 13 laufen ineinander. Die beiden Dichtungsringe 12 und 14
bestehen aus einem Stück (Fig. 3).
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Die Gehäusehälften 9 und 10, das Küken 2, die Spindel 3 und die Dichtungsringe
5, 12 und 14 bestehen aus Kunststoff, Das Hahngehäuse 1 ist in der Ebene, in der
die Achse der Spindel 3 liegt, derart geteilt, daß die beiden Gehäusehälften 9,
10, von denen die eine mit dem Eintrittskanal 6 und die andere mit dem Austrittskanal
7 versehen ist, einander identisch sind.
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Die Gehäusehälften 9 und 10 sind mit Flanschen 15 versehen, in denen
Nuten 16 angeordnet sind. Die Flanschen 15 werden durch aufgesetzte Klemmstücke
mit einem U-förmigen Querschnitt gegeneinandergedrückt, wobei die Klemmstücke 17
auf der Innenseite ihrer Schenkel mit Rippen 18 versehen sind, die in die Nuten
16 der Flanschen greifen. Auf diese Weise wird ein Abspringen der Klemmstücke verhindert.
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Statt eines Dichtungsringes können auch zwei oder mehrere Dichtungsringe
auf dem Küken befestigt werden. In Fig. 2
ist die Befestigung eines
zweiten Dichtungsringes in strichpunktierten Linien als Beispiel dargestellt.
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Figuren 4 und 5 zeigen einen Hahn mit einem zylindrischen Küken 2.
Da die Abdichtung im Gegensatz zu den Hähnen mit einem kegelförmigen Küken nicht
durch die Anpressung des Kükens gegen die Wandung des Gehäuses erfolgt, sondern
durch den auf dem Küken 2 befestigten Dichtungsring 5, braucht das KUken nicht mehr
konisch hergestellt zu werden. Im übri-
| gen entspricht der Aufbau dieses Hahns dem Aufbau des Hahns |
| nach Fig. 1 und 2. |
| Der Kugelhahn nach Fig. 6 entspricht in seinem Aufbau eben- |
| falls dem Hahn nach Fig, 1 und 2. Er unterscheidet sich von |
diesem im wesentlichen nur dadurch, daß er als Eckhahn ausgebildet ist. Der Eintrittskanal
6 und der Austrittskanal 7 verlaufen nicht in einer Richtung, sondern bilden einen
Winkel miteinander, und der die beiden Kanäle 6 und 7 verbindende Durchflußkanal
8 des Kükens 2 ist gekrümmt. Die beiden Gehäusehälften 9 und 10 sind zwar spiegelbildlich
gleiche sie sind aber nicht einander identisch, da die Achse der Kanäle 6, 7 und
8 nicht in einer Ebene liegt mit der Achse der Gehäuseöffnung für die Spindel 3.
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Fig. 7 zeigt einen als Eckhahn ausgebildeten Kugelhahn, bei dem das
Gehäuse in der Ebene, in der die Achse der Spindel 3 liegt, geteilt ist und bei
dem ferner die Achse der Gehäuse"' öffnung für die Spindel 3 und die Achse der Kanäle
6,7 und 8 in einer Ebene liegen, so daß die Gehäushalften 9 und 10
einander
identisch sind. Die Ausführungsbeispiele nach Fig. 6 und 7 lassen unschwer erkennen,
daß der Hahn nach der Erfindung ohne weiteres auch als Drei-Wege-Hahn ausgebildet
werden kann.