CH663991A5

CH663991A5 - Hahn mit kugelkueken.

Info

Publication number: CH663991A5
Application number: CH4998/84A
Authority: CH
Inventors: Kazuhiko Tsuno; Nitiro Sano
Original assignee: Asahi Organic Chem Ind
Priority date: 1983-10-28
Filing date: 1984-10-17
Publication date: 1988-01-29
Also published as: DE3438914A1; IT1196747B; IT8468033A0; IT8453934V0; IT8468033A1; DE3438914C2; US4605202A

Description

BESCHREIBUNG Die Erfindung betrifft einen Hahn mit einem Kugelküken zur Steuerung eines Flüssigkeitsstromes, der ein rohrförmiges Gehäusemittelstück und ein im Gehäusemittelstück drehbar eingesetztes Kugelküken aufweist, das einen mittigen Durchgangskanal enthält, wobei in beiden Enden des Gehäusemittelstückes jeweils ein Stutzen eingeschraubt ist, der über einen Sitzteil mit dem Kugelküken in Gleitberührung steht, jeweils ein mit dem jeweiligen aussen gelegenen Ende des Stutzens verbundenes Anschlussstück aufweist, wobei zwischen jeweils dem Stutzen und dem Anschlussstück ein Dichtungsring angeordnet ist, der eine wasserdichte Dichtung bildet, welcher Dichtungsring in einer ringförmigen Rille eingelegt ist, die in einer der einander zugekehrten Stirnseiten des Stutzens oder des Anschlussstückes angeordnet ist, oder in sowohl in der Stirnseite des Stutzens als auch in der Stirnseite des Anschlussstückes angeordneten Rillen eingelegt ist, welche Anschlussstücke mittels jeweils einer Überwurfmutter mit dem jeweiligen Stutzen verbunden sind, die jeweils mit einem Umfangsabschnitt des Gehäusemittelstückes im Schraubeingriff steht, wobei ein durch den Hahn strömender Flüssigkeitsstrom durch ein Drehen des Kugelkükens gesteuert wird, indem der Richtungsverlauf des Durchgangskanales zwischen einer mit der Axe des Gehäusemittelstückes ausgerichteter Stellung und einer mit derselben einen rechten Winkel einschliessenden Stellung geändert wird.

Ein Einsatzgebiet solcher Hähne mit Kugelküken, welche dafür aus Kunststoff hergestellt sind, ist in der Nahrungsmittelindustrie zu finden, wo verderbliche Flüssigkeiten oder reines Wasser gefördert werden.

Ein solcher Hahn mit Kugelküken ist beispielsweise in der veröffentlichten, ungeprüften japanischen Gebrauchsmusteranmeldung (Kokai) Nr. 58-89656 offenbart, welcher Hahn gemäss der Illustration der Fig. 1 ein zylindrisches Gehäusemittelstück 1 aufweist, ein im Gehäusemittelstück 1 eingesetztes Kugelküken 2 aufweist, das mittig von einem Durchgangskanal durchsetzt ist, welcher Hahn weiter ein Paar Stutzen 3 aufweist, wobei jeweils ein Stutzen mit einem der einander entgegengesetzt gelegenen Enden des Gehäusemittelstückes 1 derart verbunden ist, dass er über einen Sitzteil 9 mit dem Kugelküken 2 in Gleitberührung steht, und wobei jeweils ein mit dem jeweiligen aussen gelegenen Ende des jeweiligen Stutzens 3 verbundenes Anschlussstück 4 vorhanden ist, welche Anschlussstücke 4 über eine Überwurfmutter 5 mit dem äusseren Ende des jeweiligen Stutzens 3 verbunden sind. Bei dieser soeben beschriebenen Bauform ist der Flüssigkeitsdurchtritt, welcher durch stromaufwärts und stromabwärts gelegene Rohre fortgesetzt ist, im Hahn durch jeweils eine mittlere Durchbohrung jeder der oben beschriebenen Bauteile gebildet, wie dies in der Fig. 1 dargestellt ist. Das Kugelküken 2 kann mittels eines Handgriffs 8 und über eine Spindel 7 um 90° um seine Axe gedreht werden, um den Flüssigkeitsdurchtritt zu schliessen, welche Schliesssteliung in der Fig. 2 dargestellt ist.

Bei der soeben beschriebenen Konstruktion verbleibt zwischen dem Stutzen 3 und dem Kugelküken 2 ein Hohlraum A. Im Betrieb wird Flüssigkeit, die durch den Hahn gefördert wird, bei der Berührungsstelle zwischen einem Sitz 9 und der Aussenseite des Kugelkükens 2 allmählich in den Hohlraum A hineinlecken und wird darin gefangen. Im Winter kann diese eingefangene Flüssigkeit gefrieren und sich ausdehnen mit der Folge, dass der Hahn zerstört wird. Weiter führt der oben erwähnte Nachteil zu einer weiteren, ernsten Schwierigkeit, wenn der Hahn in einem Leitungssystem einer Nahrungsmittelindustrie eingesetzt ist. Die gefangene Flüssigkeit kann aufgrund von Bakterien faulen und damit das gesamte Leitungssystem verseuchen.

Weiter, falls die geförderte Flüssigkeit reines Wasser ist, kann die Reinheit des gefangenen Wassers nach einer gewissen Zeitspanne beeinträchtigt werden.

Zusätzlich zum oben erwähnten Hohlraum A ist bei der beschriebenen Hahnkonstruktion ein weiterer Hohlraum vorhanden, in welchem Flüssigkeit gefangen werden kann. Zwischen den Stirnflächen des Stutzens 3 und des Anschlussstük-kes 4 ist ein zweiter Hohlraum B vorhanden. Dieser Hohlraum B stammt daher, weil die Dicke des O-Ringes 10, der

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

663 991

die Verbindungsstelle zwischen dem Stutzen 3 und dem Anschlussstück 4 dichtet, grösser sein muss als die Tiefe der Rille 11, in der der O-Ring 10 angeordnet ist, um ein einwandfreies Dichten zu erzielen. Dieser zweite Hohlraum B fängt unmittelbar eine Flüssigkeitsmenge der durch den Hahn strömenden Flüssigkeit ein, welche Flüssigkeitsmenge zu denselben Nachteilen führt, die durch den Hohlraum A auftreten, obwohl die Auswirkungen des Hohlraumes B kleiner als diejenigen des Hohlraumes A sind.

In einigen Fällen, beispielsweise beim Hahn, der in der ungeprüften veröffentlichten japanischen Patentanmeldung (Kokai) Nr. 57-37160 offenbart ist, kann eine dritte Höhlung C bei der Innenwand des Stutzens 3 bei seinem äusseren Ende vorhanden sein, welcher Hohlraum C durch Ausnehmungen gebildet ist, in die ein besonderes Werkzeug eingesetzt werden kann, mittels welchen der Stutzen relativ zum Gehäusemittelstück geschraubt werden kann. Dieser Hohlraum C weist ebenfalls diejenigen Nachteile auf, die oben unter Bezugnahme auf die Hohlräume A und B beschrieben sind.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist ein Hahn mit Kugelküken zu zeigen, in welchem die oben erwähnten Nachteile behoben sind.

Der erfindungsgemässe Hahn ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gekennzeichnet.

Der Hahn mit dem Kugelküken kann aus Kunststoff hergestellt sein.

Gemäss einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung ist der Innendurchmesser des Dichtungsringes gleich dem des Stutzens, wobei der Dichtungsring mindestens eine ringförmige Rippe aufweist, die über ihre gesamte Länge in der Rille, bzw. gesamten Längen in den Rillen eingesetzt ist, bzw. sind. Die Querschnittsform der jeweiligen Rippe kann vorteilhaft ein Rechteck mit daran basisseitig anschliessendem Trapez sein, wobei daran scheitelseitig die Grundfläche des Dichtungsringes anschliessen kann.

Der Stutzen kann einen um seinen äusseren Endabschnitt verlaufenden Flanschabschnitt aufweisen, welcher Flanschabschnitt wenigstens eine in seinem Umfang ausgebildete Ausnehmung aufweisen kann, die zum Zusammenwirken mit einem Werkzeug bestimmt ist, mittels welchem sich der Stutzen drehen lässt, um diesen relativ zum Gehäusemittelstück zu schrauben.

Nachfolgend wird der Erfindungsgegenstand anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Schnittansicht eines bekannten Hahnes mit Kugelküken,

Fig. 2 den Hahn mit Kugelküken der Fig. 1 in Schliessstel-lung,

Fig. 3 einen Schnitt durch eine Ausführung des erfin-dungsgemässen Hahnes mit Kugelküken,

Fig. 4-6 Schnittansichten verschiedener Ausführungen, wobei insbesondere der Dichtungsring zwischen dem Stutzen und dem Anschlussstück gezeigt ist,

Fig. 7 eine schaubildliche Ansicht einer Ausführung des Dichtungsringes, wobei dessen Querschnittsform gezeigt ist,

Fig. 8 und 9 eine Seiten- bzw. Stirnansicht einer Ausführung des Stutzens, und

Fig. 10 eine Seitenansicht eines zum Drehen des Stutzens dienenden Werkzeuges.

Eine erste Ausführung der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 3 beschrieben, wobei Bauteile, die denjenigen der Fig. 1 und 2 gleich sind, mit entsprechend gleichen Bezugsziffern identifiziert sind.

Der Hahn mit Kugelküken gemäss der ersten Ausführung weist ein grundsätzlich zylindrisches Gehäusemittelstück 1 auf, das aus Kunststoff, beispielsweise Polyvinylchlorid, hergestellt ist. Im Gehäusemittelstück 1 ist das Kugelküken 2 eingesetzt. Der mittige Bereich des Kugelkükens 2 ist von einem Durchgangskanal 6 durchsetzt, und das Kugelküken ist um eine senkrecht zur Axe des Durchgangskanals 6 verlaufende Axe mittels eines Handgriffs 8 drehbar, der über eine Spindel 7 mit dem oberen Teil des Kugelkükens 2 verbunden ist, welche Spindel 7 von innen des Gehäusemittelstückes 1 nach aussen ragt. In die einander entgegengesetzt gelegenen Enden des Gehäusemittelstückes 1 ist jeweils ein hohler Stutzen 3 eingeschraubt. An der Innenseite des Stutzens 3 ist ein ringförmiger Sitz angeordnet, der aus einem Werkstoff mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten hergestellt ist, beispielsweise Polytetrafluoroethylen, welcher Sitz in Gleitberührung mit dem Umfang des Kugelkükens 2 steht. Dieser Sitz 9 ist von einem elastomeren Sitzteil 9a gestützt und kann somit nachgiebig gegen das Kugelküken 2 gespannt werden, derart, dass zwischen dem Kugelküken 2 und dem Stutzen 3 eine wasserdichte Dichtung vorhanden ist. Gemäss der vorliegenden Erfindung erstreckt sich das innere Ende des Stutzens 3 entlang des Umfanges des Kugelkükens 2 bis zum innersten Abschnitt, wobei dazwischen nur ein kleiner Spalt vorhanden ist, derart, dass ein ringförmiger Vorsprung 3a vorhanden ist. Damit ist nun die Stelle, bei welcher der Hohlraum A der bisherigen Hähne gemäss der Fig. 1 zwischen dem Kugelküken und dem Stutzen 3 existiert, durch den Vorsprung 3a ausgefüllt, welcher Vorsprung 3a eine kugelabschnittförmig eingebauchte Innenfläche aufweist, deren Form und Verlauf der Aussenfläche des Kugelkükens 2 angepasst ist. Der Vorsprung 3a kann getrennt vom eigentlichen Stutzen 3 gegossen werden und danach mittels eines Klebstoffes mit diesem verbunden werden. Bevorzugt ist jedoch diese zwei Teile in einem Stück zu giessen.

Um den zweiten Hohlraum B zwischen dem Stutzen 3 und dem Anschlussstück 4, welches mit dem äusseren Ende des Stutzens 3 verbunden ist, aufzuheben, welcher Hohlraum B bei bekannten Hähnen mit Kugelküken vorhanden ist, zeigt eine zweite Ausführung der vorliegenden Erfindung, welche Ausführung in der Fig. 4 gezeigt ist, einen besonders ausgebildeten Dichtungsring 12, der anstelle des bekannten O-Ringes 10 (siehe Fig. 1, 2 oder 3) vorhanden ist. Der Innendurchmesser «d» dieses Dichtungsringes 12 ist gleich dem Innendurchmesser des Stutzens 3, welcher Dichtungsring 12 eine ringförmige Rippe 13 aufweist, die entlang ihrer gesamten Länge in einer ringförmigen Rille 11 eingesetzt ist, welche bei der Stirnseite des Stutzens 3 ausgebildet ist, welcher dem Anschlussstück 4 zugekehrt ist. Der Dichtungsring 12 kann aus irgendwelchem zu diesem Zweck dienlichen elastomeren Stoff hergestellt sein, beispielsweise natürliche Gummi oder Kunstgummi, wobei Styrol-Butadien-Gummi (SBR), Chloro-pren-Gummi (CR), Butadien-Akrylonitril-Gummi (NBR), Äthylen-Propylen-Gummi und Silizium-Gummi bevorzugt sind. Die Höhe der Rippe 13, von der Grundfläche 14 des Dichtungsringes 12 aus gemessen, ist vorteilhaft etwas grösser als die Tiefe der Rille 11, dieser Dimensionsunterschied kann beispielsweise 0,2 bis 0,3 mm betragen.

Anstatt die Rille in der Stirnfläche des Stutzens 3 auszubilden, kann sie in der Stirnfläche des Anschlussstückes 4 ausgebildet sein, oder sie kann sowohl in der Stirnfläche des Stutzens 3 als auch in der Stirnfläche des Anschlussstückes 4 ausgebildet sein. Diese Ausführungen sind in den Fig. 5 bzw. 6 als dritte und vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert. Bei diesen Ausführungen weist der Dichtungsring 12 offensichtlich eine Rippe, bzw. Rippen auf, deren Abmessung und Querschnittsform bzw. Abmessungen und Querschnittsformen an die Rillen angepasst sind.

Unter der Voraussetzung, dass ein einwandfreies Abdichten erzielt ist, kann die Querschnittsform der Rippe 13 beliebig gewählt sein, beispielsweise kann sie rechteckig oder halbkreisförmig sein. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass,

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

663 991

4

wie in der Fig. 7 dargestellt ist, eine solche Rippe zu bevorzugen ist, deren Querschnittsform von einem Rechteck 15 mit einem daran basisseitig anschliessenden Trapez 16 gebildet ist, wobei am Trapez 16 scheitelseitig die Grundfläche 14 des Dichtungsringes 12 anschliesst. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, weil ein Raum 17, der zwischen den schräg stehenden Seiten des Trapezoides 16 und der Seitenwand der Rille 11 vorhanden ist, den ausgeweiteten Abschnitt des Dichtungsringes 12 aufnehmen kann, welcher Abschnitt durch eine Verformung des Ringes 12 entsteht, wenn er aufgrund des Schraubeingriffes der Überwurfmutter 5 in das Gehäusemittelstück 1 in die Rille 11 hineingedrückt wird, wobei das Zusammenschrauben eine erhöhte Dichtwirkung zur Folge hat. Wie schon oben erwähnt worden ist, ergibt sich gemäss den beschriebenen Ausführungen kein Spalt, bzw. Zwischenraum zwischen den einander gegenüberliegenden, zugekehrten Stirnseiten des Stutzens 3 und des Anschlussstückes 4.

Gemäss einer fünften Ausführung der vorliegenden Erfindung weist der Hahn mit Kugelküken zusätzlich zur oben beschriebenen keinen Hohlraum aufweisenden Ausbildung eine Bauform auf, die zulässt, dass der Stutzen, sich drehend, in das Gehäusemittelstück eingeschraubt werden kann, die ebenfalls keinen Hohlraum aufweist. Die bis jetzt beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungen des Hahnes weisen, wie dies auch bei bisher bekannten Hähnen der Fall ist, einen weiteren O-Ring 18 auf, der zwischen dem Gehäusemittelstück 1 und dem Stutzen 3 dichtet. Dieser O-Ring 18 ist in einer ringförmigen Rille 19 eingesetzt, die entlang des Umfanges des Stutzens 3 verläuft, wobei die Innenwand des Gehäusemittelstückes 1 über dem Stutzen 3 angeordnet und dagegen wasserdicht abgedichtet ist. Somit besteht zwischen dem O-Ring 18 und dem Stutzen 3 eine beträchtliche Reibkraft, welche einem einfachen Schrauben des Stutzens 3 relativ zum Gehäusemittelstück 1 entgegensteht und folglich zweckdienliche Mittel zum Drehen des Stutzens 3 bedingt.

Solche Mittel umfassen nach bekannten Ausführungen Ausnehmungen, die in der Innenwand des Stutzens vorgese-s hen sind, wie oben beschrieben worden ist. Im Gegensatz dazu weist die fünfte Ausführung der vorliegenden Erfindung, die in den Fig. 8 und 9 gezeichnet ist, vier Ausnehmungen 20 auf, die im Umfang eines Flanschabschnittes 23 des Stutzens 3 ausgebildet sind, welcher Flanschabschnitt 23 beim io äusseren Ende des Stutzens 3 ausgebildet ist. Weil somit die Ausnehmungen 20 weit weg vom Flüssigkeitsdurchgang angeordnet und weil durch den Dichtungsring 12 eine Dichtung vorhanden ist, bilden diese Ausnehmungen 20 keinen Hohlraum, in welchem die Flüssigkeit eingefangen werden könnte. i5 Der Stutzen 3 kann mit Hilfe eines besonders ausgebildeten Werkzeuges 21 (in der Fig. 10 gezeigt) in das Gehäusemittelstück 1 hinein oder davon heraus geschraubt werden, wobei Vorsprünge 2 des Werkzeuges 21 in die Ausnehmungen 20 eingesetzt werden, worauf durch ein Drehen des Werkzeuges 20 21 der Stutzen 3 im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn gedreht werden kann. Es muss mindestens eine Ausnehmung 20 vorhanden sein, jedoch sind vier dann zu bevorzugen, wenn das gezeichnete Werkzeug 21 verwendet wird. Vorteilhafterweise weisen die jeweiligen Ausnehmungen 20 den-25 selben gegenseitigen Winkelabstand auf.

Gemäss den oben beschriebenen Ausführungen weist der Hahn mit Kugelküken, der gemäss der Erfindung ausgebildet ist, keine Hohlräume auf, welche Flüssigkeit, die durch den Hahn hindurch strömt, einfangen könnten. Somit kann der 3o Hahn sogar dann, wenn er in der Nahrungsmittelindustrie eingesetzt wird, immer sauber gehalten werden, und ein Verderben der durch ihn geförderten Flüssigkeit aufgrund eines Faulens derselben tritt nicht mehr auf.

Ci

3 Blatt Zeichnungen

Claims

663 991

1. Hahn mit Kugelküken zur Steuerung eines Flüssigkeitsstromes, der ein rohrförmiges Gehäusemittelstück und ein im Gehäusemittelstück drehbar eingesetztes Kugelküken aufweist, das einen mittigen Durchgangskanal enthält, wobei in beiden Enden des Gehäusemittelstückes jeweils ein Stutzen eingeschraubt ist, der über einen Sitzteil mit dem Kugelküken in Gleitberührung steht, jeweils ein mit dem jeweiligen aussen gelegenen Ende des Stutzens verbundenes Anschlussstück aufweist, wobei zwischen jeweils dem Stutzen und dem Anschlussstück ein Dichtungsring angeordnet ist, der eine wasserdichte Dichtung bildet, welcher Dichtungsring in einer ringförmigen Rille eingelegt ist, die in einer der einander zugekehrten Stirnseiten des Stutzens oder des Anschlussstük-kes angeordnet ist, oder in sowohl in der Stirnseite des Stutzens als auch in der Stirnseite des Anschlussstückes angeordneten Rillen eingelegt ist, welche Anschlussstücke mittels jeweils einer Überwurfmutter mit dem jeweiligen Stutzen verbunden sind, die jeweils mit einem Umfangsabschnitt des Gehäusemittelstückes in Schraubeingriff steht, wobei ein durch den Hahn strömender Flüssigkeitsstrom durch ein Drehen des Kugelkükens gesteuert wird, indem der Richtungsverlauf des Durchgangskanals zwischen einer mit der Axe des Gehäusemittelstückes ausgerichteter Stellung und einer mit derselben einen rechten Winkel einschliessenden Stellung geändert wird, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Stutzen bei seinem innen gelegenen Ende einen ringförmien Vorsprung aufweist, der den zwischen der Innenwand des Gehäusemittelstückes und der Aussenseite des Kugelkükens vorhandenen Hohlraum weitgehend ausfüllt.

2. Hahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Vorsprung entlang der Aussenseite des Kugelkükens verläuft und einen kugelförmig eingebauchten, der Form des Kugelkükens angepassten Flächenabschnitt aufweist.

2

PATENTANSPRÜCHE

3. Hahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser des Dichtungsringes gleich dem des Stutzens ist und der Dichtungsring mindestens eine ringförmige Rippe aufweist, die über ihre gesamte Länge in der Rille, bzw. gesamten Längen in den Rillen eingesetzt ist bzw. sind.

4. Hahn nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsform der jeweiligen Rippe ein Rechteck mit daran basisseitig anschliessendem Trapez ist, wobei am Trapez scheitelseitig die Grundfläche des Dichtungsringes anschliesst.

5. Hahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Stutzen einen um seinen äusseren Endabschnitt verlaufenden Flanschabschnitt aufweist, welcher Flanschabschnitt wenigstens eine in seinem Umfang ausgebildete Ausnehmung aufweist, die zum Zusammenwirken mit einem Werkzeug bestimmt ist, mittels welchem sich der Stutzen drehen lässt, um diesen relativ zum Gehäusemittelstück zu schrauben.

6. Hahn nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, dass der Flanschabschnitt mit vier in einem gegenseitigen Winkelabstand von 90° gelegenen Ausnehmungen ausgerüstet ist.