DE1801113B2

DE1801113B2 - Kugelhahn mit schwimmend gelagertem kueken und einem elastisch nachgiebigen dichtungsring

Info

Publication number: DE1801113B2
Application number: DE19681801113
Authority: DE
Inventors: Werner Klaus Barrington Hl. Priese (V.SLA.)
Original assignee: Hills-McCanna Co., Carpentersville, IU. (V.StA.)
Priority date: 1967-10-09
Filing date: 1968-10-04
Publication date: 1978-02-16
Also published as: DE1801113A1; US3497176A; GB1214660A; DE1801113C3

Description

Die Erfindung betrifft einen Kugelhahn mit schwimmend gelagertem Küken und einem elastisch nachgiebigen Dichtungsring, dessen am Küken zur Anlage _ho gelangende Dichtfläche im Radialschnitt die Form eines Bogens mit einem Krümmungsradius größer als der Kükenradius aufweist, welcher Dichtungsring im Hahngehäuse radial nach außen durch eine erste Gehäusefläche und an seiner dem Küken abgewandten Seite durch e,*-, eine zweite Gehäusefläche abgestützt ist, die bei spannungsfreiem Dichtungsring zwischen sich und dieser Dichtungsringseite in deren radial innenliegendem Bereich ein Spiel zuläßt, durch das der im spannungsfreien Zustand nur mit einer radial innenliegenden Berührungsfläche am Küken anliegende Dichtungsring bei zunehmendem Druck auf das Küken längs einer sich stetig verbreiternden, ringförmigen Fläche am Küken zur Anlage gelangt.

Aus der US-Patentschrift 30 47 007 ist ein Kugelhahn bekannt, bei dem die Dichtfläche des Dichtringes einen Krümmungsmittelpunkt hat, der exzentrisch zum Krümmungsmittelpunkt des Hahnkükens liegt. Diese Maßnahme soll eine leichte Drehbarkeit des Kükens ermöglichen, wenn der Mediumdruck eine kleinere Anlagefläche zwischen Dichtungsring und Küken erlaubt. Ein nach diesem bekannten Kriterium ausgebildeter Dichtungsring führt jedoch häufig zu dem Ergebnis, daß insbesondere bei hohen Drücken die Dichtfläche des Dichtungsringes nicht voll an dem Küken anliegt und daß sich andererseits ein dichtender Kontakt zwischen dem aufstromseitigen Dichtungsring und dem Küken nicht mehr mit der notwendigen Zuverlässigkeit aufbaut.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den eingangs genannten Kugelhahn so zu verbessern, daß der Mediumdruckbereich, über den zwischen Kugelküken und den auf- und abstromseitigen Dichtungsringen eine zuverlässige Abdichtung gewährleistet ist, vergrößert werden kann.

Erfindungsgemäß ist bei dem eingangs genannten Kugelhahn dazu vorgesehen, daß im Radialschnitt gesehen, der Krümmungsmittelpunkt der Dichtfläche innerhalb eines Vierecks liegt, dessen Seiten folgende Bedingungen erfüllen: zwei Seiten werden durch Bögen gebildet, deren Krümmungsmittelpunkte zusammenfallen und auf der radial innenliegenden Berührungslinie der Dichtfläche mit dem Küken liegen und der Krümmungsradius des ersten Bogens entspricht dem des Kükenradius, während der des zweiten Bogens dem l,15fachen Wert des Kükenradius entspricht; und zwei Seiten sind Geraden, von denen die erste Gerade den zweiten Bogen auf der Dichtungsring-Achse und den ersten Bogen in Richtung der Dichtfläche in einem Abstand von der Dichtungsringachse schneidet, der gleich dem 0,104fachen Wert des Kükenradius ist; und die zweite Gerade die Dichtungsring-Achse in einem um das l,02fache des Kükenradius von der inneren Berührungslinie der Dichtungsfläche entfernten Punkt und den zweiten Bogen entgegen der Richtung der Dichtfläche in einem Abstand schneidet, der gleich dem 0,09fachen des Kükenradius ist.

Damit bleibt bei kleinen Mediumdrücken ein die Drehung des Kugelkükens erleichternder Linienkontakt zwischen den beidseitigen Dichtungsringen und dem Kugelküken erhalten, während bei hohen Mediumdrükken auf der Abstromseite die volle Dichtfläche des Dichtringes zur Abdichtung zur Verfügung steht und auf der Aufstromseite der dichtende Kontakt zwischen aufstromseitigem Dichtring und Kugelküken nicht unterbrochen wird. Die Dichtung des erfindungsgemäß ausgestatteten Kugelhahns ist bereits bei Inbetriebnahme gewährleistet, wobei zur Drehung des Kükens nur minimales Drehmoment erforderlich ist.

Obwohl die resultierende Kraft, die die Dichtfläche gegen die Küken-Oberfläche drückt, möglicherweise sehr klein ist, bleibt der gegenseitige Druck zwischen der Dichtfläche und der Küken-Oberfläche entlang der gegenseitigen Berührungszone ausreichend intensiv, um Fertigungsungenauigkeiten der Dichtfläche des gegebenenfalls aus einem nachgiebigen Polymer-Material

hergestellten Dichtringes auszugleichen.

Die Erfindung wird nachstehend an dem in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel im einzelnen beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt einer Ausführungsform des Kugelhahns,

F i g. 2 den radial, längsverlaufenden Teilschnitt 2-2 gemäß Fig. 1, der die geometrischen Beziehungen der beiden nachgiebigen Dichtringe zu den benachbarten Teilen des K iikens darstellt, wobei unterstellt ist, daß das Küken noch nicht durch die aus dem Mediumdruck resultierende Kraft ausgelenkt ist,

F i g. 3 einen Teilschnitt ähnlich F i g. 2, der jedoch die geometrischen Beziehungen der beiden Dichtringe zu den benachbarten Teilen des Kükens darstellt, nachdem das Küken infolge der aus dem Mediumdruck resultierenden Kraft etwas verschoben worden ist,

F i g. 4 den Teilschnitt 4-4 gemäß F i g. 3, der einen Bogenteil der Dichtfläche eines der Dichtrbge zeigt und aus dem die gegenseitige Berührungsfläche der Dichtfläche mit der benachbarten Kükenoberfläche zu ersehen ist,

Fig.5 den Teilschnitt 5-5 gemäß Fig.2, ausgeführt ähnlich F i g. 4,

F i g. 6 einen Teilschnitt ähnlich dem rechten Teil der Fig.2, der jedoch die geometrischen Beziehungen zwischen dem in Strömungsrichtung abwärts gelegenen Dichtring und dem Küken zeigt, nachdem nach einiger Zeit der Dichtring infolge des auf die Kugel wirkenden Druckes vollständig ausgelenkt worden ist,

Fig.7 den Teilschnitt 7-7 gemäß Fig.6, ähnlich ausgeführt wie F i g. 4,

F i g. 8 einen radialen Teilschnitt, der einen Dichtring in unbelasteten Zustand, gestützt von dem Hahngehäuse, zeigt und der die Krümmung und die Anordnung der Dichtfläche des Dichtringes relativ zur äußeren Krümmung des Kükens veranschaulicht.

Gemäß Fig. 1 besteht der Kugelhahn 10 aus einem mit einer zentralen Bohrung versehenen Küken 12, das eine ausreichend angenähert sphärische, äußere Oberfläche 14 besitzt, und die drehbar in einer Gehäusekammer 16 angeordnet ist, die von einem Hahngehäuse 18 gebildet wird. Das Hahngehäuse 18 besitzt zwei Durchflußöffnungen 20 und 22, die mit der Gehäusekammer 16 verbunden sind. In dieser Ausführungsform besteht das Hahngehäuse 18 aus zwei Endstücken 24 und 26, die in den gegenüberliegenden Enden eines Mittelstückes 28 eingeschraubt sind.

Das Küken 12 ist gemäß Fig. 1 zwischen der Zu-Stellung und der Auf-Stellung mittels eines Drehzapfens 30 drehbar, der durch eine abgedichtete Zapfenbohrung 32 in die Gehäusekammer 16 ragt und an seinem inneren Ende einen Mitnehmet kamm 34 besitzt, der derart in eine Mitnehmernut 36 des Kükens 12 eingreift, daß das Küken 12 die Freiheit besitzt, sich unter dem Einfluß des Mediumdruckes ein gewisses Stück in Richtung einer der Durchflußöffnungen 20 oder 22 zu bewegen. Das äußere Ende des Drehzapfens 30 ist mit einer geeigneten Stellvorrichtung, in dieser Ausführungsform, z. B. einem Handgriff 38, verbunden.

Die sphärisch gekrümmte, äußere Oberfläche 14 des Kükens 12 ist gleitend mit den beiden ringförmigen Dichtringen 40, 42 im Eingriff, die am Umfang der inneren Enden der zugeordneten Durchflußöffnungen 20, 22 angeordnet sind, die mit der Gehäusekammer in Verbindung stehen. Die Dichtringe 40, 42 sind aus einem Material hergestellt, das steif und doch nachgiebig ist, beispielsweise Dichtringe aus Polytetra

ι ■>

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_V) fluorethylen.

In dem Kugelhahn 10 sitzen gemäß F i g. 1 die Dichtringe 40 und 42 in Eindrehungen 44 und 46 der inneren Enden der Endstücke 24 und 26 des Hahngehäuses 18. In einer Eindrehung 44 ist der Dichtring gemäß F i g. 2 von einer ersten Stützfläche 48 umgeben, die die radiale Dehnung des nachgiebigen Sitzes verhindert. Die dem Küken 12 abgekehrte Stirnfläche 50 des Dichtringes 40 liegt an einer zweiten ringförmigen Stützfläche 52 an, die sich entlang der Stirnfläche 50 radial nach innen erstreckt, um die von dem Küken 12 im Betrieb erzeugte, eingeprägte Axialkraft aufzunehmen.

Gemäß F i g. 2 liegt der radial außenliegende Teil 54 der zweiten ringförmigen Sitzfläche 52 flach an dem radial außenliegenden Teil der Stirnfläche 50 des Dichtringes 40 an, um diesen in axialer Richtung zu fixieren. Der radial innenliegende Teil der Stirnfläche 50 des Dichtringes 40 und der gegenüberliegende, radial innenliegende Teil der zweiten Stützfläche 52 sind relativ zueinander so geformt, daß sie radial nach innen divergieren. Dadurch entsteht nach Zusammenbau gemäß Fig.2 ein Spiel 56 zwischen dem radial innenliegenden Teil der Stirnfläche 50 des Dichtringes 40 und der Stützfläche 52, das eine begrenzte Verlagerung oder ein begrenztes Arbeiten des Dichtringes 40 während des Betriebes zuläßt.

In der dargestellten Ausführungsform ist das Spiel 56 dadurch gegeben, daß der radial innenliegende Teil 58 der zweiten Stützfläche 52 die Form eines abgeschnittenen Kegels besitzt, der radial nach innen mit der benachbarten Stirnfläche 50 des Dichtringes 40 divergiert.

Eine Verlagerung des radial innenliegenden Teils des Dichtringes 40 ist dadurch erleichtert, daß in die Stirnfläche 50 des Dichtringes 40, gegenüber dem Küken 12, eine ringförmige Kerbe 60 eingearbeitet ist. Die Kerbe 60 erstreckt sich ein beträchtliches Stück axial in den Körper des Dichtringes 40 und ist mitten zwischen der radial äußeren und radial inneren Peripherie des Dichtringes 40, gemäß Fig.2 bei ein Drittel des Abstandes von der äußeren zu der inneren Peripherie des Dichtringes 40 angeordnet.

Die ringförmige Kerbe 60, die in die Stirnfläche 50 des Dichtringes 40 eingearbeitet ist, erleichtert in gewissen Grenzen die gewünschte Verlagerung des inneren Teils des Dichtringes 40 während des Betriebes.

Der Dichtring 42, der an der zugeordneten Seite dem Küken 12 anliegt, ist spiegelbildlich zum Dichtring geformt und auf die gleiche Art im Hahngehäuse gelagert wie der Dichtring 40. Um eine Wiederholung der auf den Dichtring 40 bezogenen Beschreibung zu vermeiden, sind die entsprechenden Teile des Dichtringes 42 mit dem zusätzlichen Index »a« bezeichnet.

In dem Kugelhahn 10 sind die beiden nachgiebigen, polymerischen Dichtringe 40, 42 vorgesehen, um bei geschlossenem Kugelhahn an beiden Seiten des Kükens, der stromaufwärts liegenden und der stromabwärts liegenden Seite, eine Dichtwirkung zu erzielen und um die gewünschte Dichtwirkung immer zu erzielen, ganz gleich in welcher Richtung der Differenzdruck des Mediums am Küken ansteht.

Die beiden Dichtringe 40 und 42 sind durch zwei ringförmige Dichtflächen 62 bzw. 64 ausgezeichnet, die an der sphärisch gekrümmten Oberfläche 14 des Kükens anliegen und die als Rotationsflächen um die den beiden Dichtringen 40 und 42 gemeinsame Dichtring-Achse definiert sind. Gemäß F i g. 2 sind die beiden Dichtflä-

chen 62 und 64 relativ zu den Dichtringen 40 bzw. 42 schräg angeordnet und erstrecken sich jeweils über den größten Teil der vorhandenen Breite des zugeordneten Sitzes.

Gemäß F i g. 2 besitzt jede Dichtfläche 62 und 64 eine konkave Krümmung, die der sphärischen Krümmung der jeweils benachbarten, äußeren Oberfläche 14 angenähert, jedoch gemäß der folgenden Beschreibung relativ zu der Oberfläche 14 angeordnet ist.

Die Dichtfläche 62 des Dichtringes 40, z. B. ist relativ zu der sphärisch gekrümmten Oberfläche 14 derart angeordnet, daß, wenn der Dichtring unbelastet ist, gemäß F i g. 8 die Anfangsberührung zwischen der Dichlfläche 62 und der äußeren Oberfläche 14 entlang einer ringförmigen Berührungslinie 68 nahe der einen Kante der Dichtfläche 62 von der Berührungslinie 68 aus stetig, radial nach außen von der Oberfläche 14 divergiert.

Die ringförmige, gegenseitige Berührungsfläche der Dichtfläche 62 und der benachbarten Oberfläche 14, die als Linienberührung beginnt, verbreitert sich danach stetig bezogen auf die Dichtfläche 62 in seitlicher Richtung und ändert dann stetig ihre Breite in Abhängigkeit der auf das Küken 12 und die Dichtfläche 62 wirkenden Dichtkraft.

Die Art, in der sich die gegenseitige Berührungsfläche der Dichtfläche 62 und der Oberfläche 14 im Laufe der Benutzung des Kugelhahnes 10 ändert, ist aus F i g. 2 bis 7 ersichtlich und wird nachfolgend detailiert beschrieben. Dabei ist unterstellt, daß die Anordnung und die Wirkung der Dichtfläche 64 des Dichtringes 42 relativ zur Oberfläche 14 die gleichen sind, wie diejenigen, die zwischen der Dichtfläche 62 und der äußeren Oberfläche 14 bestehen.

Die gewünschte Anordnung der Dichtfläche 62 relativ zur Oberfläche 14 wird gemäß Fig.8 durch die entsprechende Wahl des Krümmungsradius und des Krümmungsmittelpunktes der Dichtfläche 62 in bezug auf den Radius der Oberfläche 14 bzw. der Dichtringachse 66 erreicht. Im allgemeinen kann die gewünschte Divergenz in seitlicher Richtung zwischen der Dichtfläche 62 und der Oberfläche 14 entweder, erstens, durch die Wahl eines Krümmungsradius der Dichtfläche 62, der im Radialschnitt gesehen von dem Krümmungsradius der Oberfläche 14 abweicht, oder zweitens, durch die Anordnung des Krümmungsmittelpunktes der Dichtfläche 62 außerhalb der Dichtringachse 66 oder, drittens, durch die Kombination eines Krümmungsradius der Dichtfläche 62, der von dem Krümmungsradius der Oberfläche 14 abweicht, mit einer Anordnung des Krümmungsmittelpunktes der Dichtfläche 62 außerhalb der Dichtungsringachse 66 erreicht werden.

Die ringförmige Dichtfläche 62, die als Ganzes gesehen eine Rotationsfläche um die Dichtungsringachse 66 ist, ist durch die in Fig. 2, 3 und 8 dargestellte Krümmung und Anordnung relativ zur Oberfläche 14 ausgezeichnet.

In der Darstellung gemäß Fig. 8 sind die Dimensionierung der Krümmungsradien und die Anordnung der Krümmungsmittelpunkte zur Erzielung des maximalen Nutzens veranschaulicht, Abweichungen der Krümmungsmittelpunktlagen von der Dichtungsringachse 66 werden »in Richtung« bzw. »entgegen der Richtung« der Dichtfläche 62 bezeichnet, wenn, im Radialschnitt gesehen, Kriimmungsmittelpunkt und Dichtfläche 62 auf einer Seite bzw. auf entgegengesetzten Seiten der »Dichtungsring-Achse 66 liegen«.

Um die zur [Erzielung der optimalen Vorteile erforderliche Divergenz zwischen der Dichtfläche 62 und der Oberfläche 14 vorzugeben, sollte der Krümmungsradius der Dichtfläche 62 so dimensioniert werden, daß er mindestens gleich dem Radius »R« der

ί äußeren Oberfläche 14 und nicht größer als der l,15fache Radius der Oberfläche 14 (1,15/?; ist. Gleichzeitig sollte die Abweichung des Krümmungsmittelpunktes der Dichtfläche 62 im Radialschnitt von der Dichtring-Achse 66 in Richtung der Dichtfläche 62 nicht

ίο größer als das 0,104fache des Radius der Oberfläche 14 (0,104 R) sein. Ferner sollte im Radialschnitt die Abweichung des Krümmungsmittelpunktes der Dichtfläche 62 von der Dichtring-Achse 66 entgegen der Richtung der Dichtfläche 62 nicht mehr als das 0,09fache

i^ri des Krümmungsradius der Oberfläche 14 (0,09 R) betragen.

Gemäß F i g. 8 werden die vollen Vorteile erreicht, wenn der Krümmungsmittelpunkt 70 der Dichtfläche 62 im Radialschnitt gesehen innerhalb eines Vierecks 72

2(1 nahe dem Mittelpunkt 74 des Kükens 12 angeordnet ist. In F i g. 8 ist die innenliegende Kante der Dichtfläche 62, entlang der die Berührung zwischen der Dichtfläche 62 und der Oberfläche 14 beginnt durch die Bezugsziffer 76 bezeichnet.

2^r> Gemäß Fig.8 ist das bereits erwähnte Viereck 72, innerhalb dem der Kriimmungsmittelpunkt 70 der Dichtfläche 62 liegt, an einer ersten Seite durch den ersten Bogen 80 begrenzt, dessen Krümmungsradius gleich dem Krümmungsradius R des Kükens 12 ist und

jo dessen Krümmungsmittelpunkt im Mittelpunkt der innenliegenden Kante 76 liegt Eine zweite Seite des Vierecks 72 ist durch einen zweiten Bogen 82 begrenzt, dessen Krümmungsradius gleich dem l,15fachen des Radius des Kükens 12, d.h. 1,15/?, ist und dessen

Γι Krümmungsmittelpunkt mit dem Mittelpunkt der innenliegenden Kante 76 zusammenfällt. Eine erste Gerade 84 des Vierecks 72 erstreckt sich bezogen auf die Dichtfläche 62 in radialer Richtung zwischen dem ersten Bogen 80 und dem zweiten Bogen 82 und endet einerseits im Schnittpunkt des zweiten Bogens 82 mit der Dichtringachse 66 und andererseits im Schnittpunkt des ersten Bogens 80 mit der Parallelen 86 zur Dichtringachse 66, deren Abstand von der Dichtringachse 66 in Richtung der Dichtfläche 62 gleich dem

4^r) 0,104fachen des Kükenradius (0,104 R) ist. Eine zweite Gerade 88 des Vierecks 72 erstreckt sich bezogen auf die Dichtfläche 62 in radialer Richtung zwischen dem ersten Bogen 80 und dem zweiten Bogen 82.

Diese Gerade 88 schneidet die Dichtungsring-Achse

^r)(i 66 in einem Punkt 90, der vom Mittelpunkt der Kante 76 einen Abstand von 1,02 R hat und endet in einem Punkt, in dem der zweite Bogen 82 von einer Parallelen 92 zur Dichtungsring-Achse 66 geschnitten wird, deren Abstand von der Dichtungsring-Achse 66 in Richtung

v, entgegen der Dichtfläche 62 0,09 R beträgt.

Der durch die Lokalisierung des Krümmungsmittelpunktes 70 der Dichtfläche 62 in verschiedenen Punkten des Vierecks 72 erzielbare Divergenz-Bereich zwischen der Dichtfläche 62 und der Oberfläche 14 ist in F i g. 8

tin graphisch dargestellt. Dabei wird unterstellt, daß die seitliche Krümmung und die Anordnung der Dichtfläche 64 relativ zur Oberfläche 14 die gleichen sind wie die bereits beschriebenen der Dichtfläche 62.

Die bei der Montage des Kugelhahns 10 gemäß

ti'i Fig.2 und 5 eingestellte Breite der gegenseitigen Berührungsfläche der Oberfläche 14 und der Dichtfläche 62 ist durch die Bezugszahl 94 und in F i g. 5 durch eine Schattierung und in F i g. 2 durch eine Klammer

bezeichnet. Gemäß F i g. 2 tritt die gleiche gegenseitige Berührungsfläche 96 zwischen der Oberfläche 14 und der Dichtfläche 64 auf.

In Fig. 3 und 4 sind die Verhältnisse graphisch dargestellt, die auftreten, wenn der Kugelhahn 10 gegen einen Differenzdruck des Mediums geschlossen ist, der das Küken 12 strömungsabwärts in Richtung des Dichtringes 42 verschiebt, der in diesem Fall auf der in Strömungsrichtung abwärts liegenden Seite des Kükens 12 angeordnet ist. Der erhöhte Druck des Kükens 12 auf den ströinungsabwärtsgelegenen Dichtring 42 hat eine Verbreiterung der gegenseitigen Berührungsfläche der Oberfläche 14 und der strömungsabwärts gelegenen Dichtfläche 64 zur Folge, die in Fig.3 durch die Klammer 96a gekennzeichnet ist.

Gleichzeitig drückt die Spannung in dem stromaufwärts gelegenen Dichtring 40, gegebenenfalls verstärkt durch den Mediumdruck an der stromaufwärts gelegenen Seite des Kükens 12, den radial innenliegenden Teil des Dichtringes 40 gegen die Oberfläche 14, so daß eine Dichtung auf der stromaufwärts gelegenen Seite des Kükens 12 entsteht und aufrecht erhalten wird. Aufgrund der möglicherweise begrenzten, resultierenden Kraft, die den stromaufwärts gelegenen Dichtring 40 gegen die Oberfläche 14 drückt, kann die gegenseitige Berührungsfläche 94a zwischen der Oberfläche 14 und der Dichtfläche 62 möglicherweise sehr schmal sein, wie aus der Schattierung 94a in F i g. 4 und der schmalen Klammer 94a in F i g. 3 ersichtlich ist.

Gemäß F i g. 3 bewirkt die aus dem Mediumdruck resultierende, auf das Küken 12 wirkende und auf den stromabwärts gelegenen Dichtring 42 übertragene Kraft eine Auslenkung des radial innenliegenden Teils des Dichtringes 42, die durch das Spiel 56a ermöglicht wird.

Im allgemeinen nimmt die Verformung des stromabwärts gelegenen Dichtringes 42 mit wachsendem Differenzdruck des Mediums auf das Küken 12 und mit wachsender Betriebsdauer des Kugelhahns 10 zu. Dadurch kann mit der Zeit und bei bestimmten Gelegenheiten das Spiel 56a an der Stirnfläche des stromabwärts gelegenen Dichtringes 42 vollständig verschwinden und die gegenseitighe Berührungszone der stromabwärts gelegenen Dichtfläche 64 und der Oberfläche 14 sich über die gesamte Breite der Dichtfläche 64 erstrecken, wie aus der Schattierung 96b in F i g. 7 und der Klammer 96i> in F i g. 6 zu ersehen ist. In diesem Zusammenhang sei abschließend bemerkt, daß die Faktoren Betrieb, Zeit und Kräfte des Mediumdruckes, die ausreichen, um eine Ausbreitung der gegenseitigen Berührungsfläche zwischen dem Küken 12 und einer der Dichtflächen 62 bzw. 64 über die gesamte Breite der Dichtfläche 62 bzw. 64 zu bewirken, einzeln oder kominiert alle anfänglichen Fertigungsungenauigkeiten der Dichtfläche 62 bzw. 64 glätten und so eine leckagefreie Dichtung zwischen dem Küken 12 und der Ringdichtung 40 bzw.42 gewährleisten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Kugelhahn mit schwimmend gelagertem Küken und einem elastisch nachgiebigen Dichtungsring, > dessen am Küken zur Anlage gelangende Dichtfläche im Radialschnitt die Form eines Bogens mit einem Krümmungsradius größer als der Kükenradius aufweist, welcher Dichtungsring im Hahngehäuse radial nach außen durch eine erste Gehäusefläche und an seiner dem Küken abgewandten Seite durch eine zweite Gehäusefläche abgestützt ist, die bei spannungsfreiem Dichtungsring zwischen sich und dieser Dichtungsringseite in deren radial innenliegendem Bereich ein Spiel zuläßt, durch das der im ι > spannungsfreien Zustand nur mit einer radial innenliegenden Berührungsfläche am Küken anliegende Dichtungsring bei zunehmendem Druck auf das Küken längs einer sich stetig verbreiternden, ringförmigen Fläche am Küken zur Anlage gelangt, >o dadurch gekennzeichnet, daß im Radialschnitt gesehen, der Krümmungsmittelpunkt (70) der Dichtfläche (62; 64) innerhalb eines Vierecks (72) liegt, dessen Seiten folgende Bedingungen erfüllen: zwei Seiten werden durch Bögen (80, 82) gebildet, _"> deren Krümmungsmittelpunkte zusammenfallen und auf der radial innenliegenden Berührungslinie (68) der Dichtfläche mit dem Küken (12) liegen und der Krümmungsradius des ersten Bogens (80) entspricht dem des Kükenradius, während der des w zweiten Bogens (82) dem l,15fachen Wert des Kükenradius entspricht; und zwei Seiten sind Gerade (84,88), von denen die erste Gerade (84) den zweiten Bogen (82) auf der Dichtungsring-Achse (66) und den ersten Bogen (80) in Richtung der r> Dichtfläche (62; 64) in einem Abstand von der Dichtungsring-Achse (66) schneidet, der gleich dem 0,104fachen Wert des Kükenradius (12) ist; und die zweite Gerade (88) die Dichtungsring-Achse (66) in einem um das l,02fache des Kükenradius von der -ίο inneren Berührungslinie der Dichtfläche entfernten Punkt (90) und den zweiten Bogen entgegen der Richtung der Dichtfläche (62; 64) in einem Abstand schneidet, der gleich dem 0,09fachen des Kükenradius ist.

2. Kugelhahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsmittelpunkt der Dichtfläche (62; 64) im Radialschnitt unterhalb einer Geraden liegt, die durch eine Parallele (86) zur Dichtungsring-Achse (66) gebildet ist, deren Abstand ·-,<) von der Dichtungsring-Achse (66) in Richtung der Dichtfläche (62,64) das 0,0104f ache des Kükenradius beträgt.