DE19628720C2 - Kugelhahn, Stickwort: Scheibenversion - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Armaturen mit einem Gehäuse mit einem Strömungsdurchgang für ein fluides Medium, einem im Strömungsdurchgang drehbar und abgedichtet angeordneten Absperr- oder Umlenkmittel, welches die Strömung in einem Durchgangskanal (geradlinig oder auch abgewinkelt) absperrt oder umlenkt, und einem Antriebsmittel in Form einer Schaltwelle zum Drehen des Absperr- oder Umlenkmittels, wobei das Antriebsmittel lösbar oder einstückig mit dem Absperrmittel verbunden ist und in dem Einbauraum in unmittelbarer Nähe für das Absperr- oder Umlenkmittel Drehbegrenzungsmittel angeordnet sind, mittels derer die Drehbeweglichkeit des Absperr- oder Umlenkmittels zwischen Durchfluß- und Absperr- oder Umlenklage auf z. B. 90° begrenzt ist.

Im Stand der Technik sind Armaturen bekannt, bei denen das Absperr- oder Umlenkmittel senkrecht zur Gehäusemittelachse in das Gehäuse eingeführt wird, beispielsweise bei einem Durchgangskugelhahn, Dreiwegekugelhahn, Absperrklappe oder Kegelhahn. Es sind auch Armaturen bekannt, bei denen das Absperr- oder Umlenkmittel seitlich in das Gehäuse eingeführt wird. Im erstgenannten Fall wird das Gehäuse mittels eines Kopfstückes verschlossen, wobei das als Schaltwelle ausgebildete Antriebsmittel das Kopfstück beispielsweise durch eine Stopfbuchse abgedichtet durchgreift. Bei seitlich eingeführten Absperr- oder Umlenkmitteln ist zur Komplettierung des Gehäuses eine seitlich einzuschraubende Muffe oder dergleichen vorzusehen.

Bei solchen Armaturen ist ein Anschlagsystem vorgesehen, mittels dessen die Drehbeweglichkeit des Absperr- oder Umlenkorganes zwischen der Durchfluß- und Absperr- oder Umlenklage auf einen vorgegebenen Winkel, z. B. 90° begrenzt ist. Das Anschlagsystem kann dabei in einem auf der Schaltwelle angeordneten Griff angebracht sein und außen am Kopfstück oder am Gehäuse durch Anschlagflächen komplettiert sein. Nachteilig ist hierbei sowohl die zusätzliche mechanische Bearbeitung am Kopfstück oder Gehäuse als auch die erforderlichen Nocken oder dergleichen im Handgriff. Zudem ergeben sich aufzusummierende Fertigungstoleranzen am üblicherweise vorgesehenen Eingriffsschlitz des Absperrmittels, an dem hierzu korrespondierenden Ende, der Schaltwelle, das z. B. polygonal oder als Zweikant gestaltet ist. Aber auch an der Griffaufnahme und den Anschlägen im Griffpunkt. Ein weiterer Nachteil derartiger Systeme besteht darin, daß die Lagefixierung des Absperr- oder Umlenkmittels durch den bisher üblichen schmalen Eingriff des Schaltwellenendes nur unzureichend erreicht ist, da sich die Führung und Fixierung nur auf ein kurzes Flächenelement beschränkt.

Aus der EP 05 04 809 A1 ist z. B. ein Kugelhahn eingangs bezeichneter Gattung bekannt, bei dem schon im Kugeleinbauraum ein Drehbegrenzungsmittel angeordnet ist. Bei dem Drehbegrenzungsmittel handelt es sich um ein zeigerartiges Element, welches auf den Vierkant des Antriebsmittels aufgesteckt ist. Der Vierkant ist wiederum in eine Vierkantlochung des Absperrmittels eingesetzt. Das freie Ende des zeigerartigen Drehbegrenzungsmittels schlägt gegen Gehäuseflächen innerhalb des Gehäuses oberhalb des Absperrmittels an, so daß die Drehbewegung des Antriebsmittels auf 90° begrenzt ist. Die quasi innenliegende Anordnung des Absperrmittels relativ zum Gehäuse ist zwar vorteilhaft, jedoch wirkt das Drehbegrenzungsmittel unmittelbar auf Materialbereiche des Gehäuses in den beiden Extremstellungen ein, so daß es an diesen Gehäuseflächen zu Verformungen, Verschleiß bzw. Abrieb kommen kann, wodurch die Drehbegrenzung nach vielfacher Betätigung des Antriebmittels nicht mehr winkelgerecht erfolgt, also die Begrenzung nicht mehr auf einen exakten Winkel, z. B. 90° festgelegt ist. Das gleiche Problem tritt auch im Bereich der quadratischen Lochung des Drehbegrenzungsmittels auf, welche von dem im Querschnitt quadratischen Mitnahmeteil des Antriebmittels durchgriffen ist.

Aus der FR 1167125 ist eine Armatur ähnlicher Art bekannt, bei der als Drehbegrenzungsmittel eine Scheibe mit einer Lochung verwendet ist. Hierbei befindet sich das Drehbegrenzungsmittel nicht innerhalb eines Kugeleinbauraumes, sondern im Bereich einer Stopfbuchsenverschraubung. Die als Begrenzungsmittel dienende Scheibe ist von einem Antriebsmittel mit kreisrunder Querschnittsform durchgriffen.

Ausgehend von dem eingangs bezeichneten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Anschlagsystem für Armaturen wie z. B. Kugelhähne, Kegelhähne, Absperrklappen, Dreiwegekugelhähne, zu schaffen, das sowohl fertigungs- und montagetechnisch einfach gestaltet ist und somit geeignet ist, die Herstellungskosten zu reduzieren, als auch hinsichtlich der Anordnung und Ausbildung des Drehbegrenzungsmittels geringerem Verschleiß unterliegt.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß das Drehbegrenzungsmittel durch eine unverdrehbar angeordnete Scheibe gebildet ist, die koaxial zur Längsachse des Antriebsmittels gelocht und von nicht kreisrunden, polygonalen oder als Zweikant ausgebildeten Bestandteilen des Antriebsmittels durchgriffen ist, wobei die Kontur der Lochung derart gestaltet ist, daß die nicht kreisrunden, polygonalen oder als Zweikant ausgebildeten Bestandteile des Antriebsmittels aus der Durchfluß- in die Absperr- oder Umlenklage und zurück in die Durchflußlage drehbar sind, in der jeweiligen Endlage aber an Randteile der Kontur als Wegbegrenzung anliegen.

Gemäß dieser Ausbildung ist in einfacher Weise das Drehbegrenzungsmittel innerhalb des Armaturengehäuses im Einbauraum für das Absperr- oder Umlenkmittel unterzubringen, was entsprechende Fertigungs- und Montagevorteile mit sich bringt. Darüber hinaus ist die Funktion des Drehbegrenzungsmittels über lange Zeiträume gewährleistet, da das Drehbegrenzungsmittel in Form der Scheibe fest und unverdrehbar im Gehäuse angeordnet ist, so daß keine mechanische Belastung des Gehäuses bei Betätigung des Antriebsmittels erfolgt. Zudem ist auch in den Extremlagen des Antriebsmittels kein wesentlicher Verschleiß des Drehbegrenzungsmittels zu erwarten, da sich die nicht kreisrunden polygonalen oder als Zweikant ausgebildeten Bestandteile des Antriebsmittels an einen Randteil oder Randteile der Kontur der Scheibe als Wegbegrenzung anlegen. Dabei ist eine flächige Anlage erreicht, da die entsprechende Kontur der Scheibe so gestaltet ist, daß in den Endlagen jeweils eine Fläche des nicht kreisrunden Endes des Polygons, oder des Zweikantes des Antriebsmittels parallel zu der entsprechenden Randkante der Kontur ausgerichtet ist. Vorzugsweise ist die Kontur so gestaltet, daß sie symmetrisch ist, so daß in den beiden möglichen Endlagen jeweils zwei Flächen, diametral aneinander gegenüberliegend, als Anlage für zwei parallele Flächen des nicht kreisrunden Endes, des Polygons oder des Zweikantes des Antriebsmittels gebildet sind.

Eine derartige Anordnung kann in einfacher Weise auch bei üblichen Absperr- oder Umlenkarmaturen vorgesehen werden, ohne daß diese in ihrer Grundkonzeption verändert werden müßten. Der Einsatz der Drehbegrenzungsmittel ist sowohl bei Absperr- oder Umlenkmitteln möglich, die bei Anordnung z. B. eines Zweikantes, einen quer zum Durchflußkanal des Absperrmittels gerichteten Schlitz aufweisen, als auch bei solchen Absperr- oder Umlenk­ mitteln, die beispielsweise einen unter 45° zum Durch­ flußkanal des Absperrmittels gerichteten Schlitz aufweisen.

Bevorzugt ist vorgesehen, daß das Absperr- oder Umlenkmittel und die Scheibe in eine quer zum Durchgangs­ kanal gerichtete Einsatzöffnung des Gehäuses einsetzbar sind, wobei auch das Antriebsmittel mit seinem an das Absperr- oder Umlenkmittel anschließbaren Ende und die nicht kreisrunde Ausbildung, die Polygonausbildung oder den Zweikant aufweisenden Bereich in die Einsatzöffnung einführbar ist.

Bei einer Armatur, bei der das Absperrmittel zur lösbaren Kopplung mit dem Antriebsmittel einen die Drehachse des Absperrmittels kreuzenden Schlitz in seinem Mantel aufweist, in den das vorzugsweise als Zweikant ausgebildete Ende des Antriebsmittels einsteckbar ist, ist vorzugsweise vorgesehen, daß der Schlitz mit seinen Enden offen aus der Mantelfläche des Absperrmittels mündet und in diesen Schlitz der in Länge und Breite der Schlitzabmessung angepaßte Zweikant einsetzbar ist.

Bei einer derartigen Ausbildung wird eine verbesserte Lagefixierung des Absperrmittels erreicht, da beispielsweise der Zweikant ebenso wie der entsprechende Aufnahmeschlitz des Absperrmittels relativ lang ausgebildet ist und somit eine großflächige Stützwirkung erreicht. Durch die entsprechend große Dimensionierung des Zweikantes und des Schlitzes ergeben sich Stützpunkte zur Fixierung des Absperrmittels, die sich auf einen deutlich größeren Durchmesser (z. B. bei einem Kugelhahn der Kugelaußendurchmesser) auswirken als dies bisher üblich ist.

Eine bevorzugte Lösung wird auch erreicht, wenn die Scheibe die Drehbewegung eines einstückig ausgebildeten Antriebs- und Absperrmittels begrenzt. Hierbei kann die Scheibe mit der entsprechenden Kontur über das dem Absperrmittel abgewandten Ende des Antriebsmittels geführt werden und auf die zugehörige Kontur des Antriebsmittels der einstückigen Ausbildung gesteckt werden.

Bevorzugt ist zudem vorgesehen, daß die Scheibe in der Einsatzöffnung des Gehäuses für das Absperrmittel an Gehäuseabsätzen gehaltert ist und mittels einer in die Mündung der Einsatzöffnung eingeschraubten, vom Antriebsmittel durchgriffenen Stopfbuchse oder Verschraubung gekammert oder gegen die Gehäuseabsätze gepreßt ist.

Eine bevorzugte Weiterbildung wird darin gesehen, daß die Scheibe aus formstabilem, verschleißarmen Werkstoff, insbesondere Kunststoff oder Edelstahl, besteht.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung gezeigt und im folgenden am Beispiel des Kugelhahnes näher beschrieben.

Es zeigt:

Fig. 1 bis 3 eine erste Ausführungsform in Seitenansicht, ein Detail in Draufsicht und ein Detail in Seitenansicht in vergrößerter Darstellung;

Fig. 4 bis 6 eine zweite Ausführungsform in ähnlicher Darstellung;

Fig. 7 bis 9 eine dritte Ausführungsform in gleicher Darstellung;

Fig. 10 und 11 eine Variante in gleicher Ansicht

Bei allen Ausführungsformen ist ein Kugelhahn mit einem Gehäuse 1 mit Strömungsdurchgang 2 für ein fluides Medium, beispielsweise eine Flüssigkeit, gezeigt, wobei im Strömungsdurchgang 2 ein drehbar und abgedichtet angeordnetes Absperrmittel 3 in Kugelform vorgesehen ist, welches einen Durchgangskanal 4 aufweist. Zur Betätigung des Absperrmittels ist ein Antriebsmittel 5 mit einer Schaltwelle 6 zum Drehen des Absperrmittels 4 vorgesehen. Die Schaltwelle ist außenseitig des Gehäuses 1 mit einem Handgriff 17 gekuppelt. Innenliegend des Gehäuses 1 ist das Antriebsmittel 5 lösbar mit dem Absperrmittel 3 verbunden. Im Kugeleinbauraum 7 sind Drehbegrenzungsmittel angeordnet, mittels derer die Drehbeweglichkeit des Absperrorgans 3 zwischen Durchfluß- und Absperrlage auf 90° begrenzt ist.

Das Drehbegrenzungsmittel ist durch eine im Kugeleinbauraum 7 des Gehäuses 1 unverdrehbar gehalterte Scheibe 8 gebildet, die koaxial zur Längsachse des Antriebsmittels 5 gelocht (Lochung 9) und vom als Zweikant ausgebildeten Bestandteil 10 des Antriebsmittels 5 durchgriffen ist. Die Kontur der Lochung 9 ist derart gestaltet, daß die als Zweikant ausgebildeten Bestandteile 10 des Antriebsmittels 5 aus der Durchfluß- in die Absperrlage und zurück in die Durchflußlage drehbar sind, in der jeweiligen Endlage aber an Randteile 11, 12 der Kontur als Wegbegrenzung anliegen. Die Kontur der Lochung 9 ist so gestaltet, daß die Anschlagflächen 11, 12 diametral gegenüberliegend symmetrisch angeordnet sind, so daß in der jeweiligen Endlage jeweils beide Parallelflächen des Zweikantes (10) an den entsprechenden Flächen 12 oder 11 anliegen.

Das kugelförmige Absperrmittel 4 und die Scheibe 8 sind in eine quer zum Durchgang 2 des Gehäuses 1 gerichtete Einsatzöffnung des Gehäuses 1 (in Zeichnungsfigur 1, 4 und 7 von oben) einsetzbar, wobei auch das Antriebsmittel 5 mit seinem an die Kugel anschließbaren Ende und die Polygonausbildung oder den Zweikant ausweisenden Bereich 10 in die Einsatzöffnung einführbar ist.

Das Absperrmittel 3 weist zur lösbaren Kupplung mit dem Antriebsmittel 5 einen die Drehachse des Absperrmittels 3 kreuzenden Schlitz 13 in seinem Mantel auf, in den das als Zweikant ausgebildete Ende des Antriebsmittels 5 einsteckbar ist. Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 3 ist der Schlitz quer zum Durchgangskanal 4 gerichtet, während bei der Ausführungsform nach Fig. 4 bis 6 der Schlitz in 45° zum Durchflußkanal 2 gerichtet ist.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 bis 9 ist der Schlitz 13 mit seinen Enden offen aus der Mantelfläche des Absperrmittels 3 ausmündend ausgebildet. In diesen Schlitz 13 ist der in Länge und Breite der Schlitzabmessung angepaßte Zweikant (10) eingesetzt. Auf diese Weise wird eine bessere Führung und Zentrierung des kugelförmigen Absperrmittels 3 erreicht.

Die Fig. 10 und 11 stellt eine Ausführungsform dar, bei der das Absperrmittel 3 und das Antriebsmittel 5 einstückig als eine Einheit 16 dargestellt ist. Die Scheibe 8 wird hierbei über das Antriebsmittel 5 in Richtung Absperrmittel 3 montiert und auf die polygonale oder Zweikant-Ausbildung gesteckt sowie in dem Kugeleinbauraum 7 fixiert.

Die Scheibe 8 ist in der Einsatzöffnung des Absperrmittels 3 an Gehäuseabsätzen 14 gehalten und in ihrer Kontur außen umlaufend so ausgebildet, daß sie durch entsprechende Gehäuseflächen 15 unverdrehbar gehalten ist. Sie ist mittels einer in die Mündung der Einsatzöffnung eingeschraubten vom Antriebsmittel 5 durchgriffenen Stopfbuchse 15 oder dergleichen Verschraubung und den Gehäuseabsätzen 14 gekammert, oder gegen diese Gehäuseabsätze 14 angepreßt, so daß eine sichere und dauerhafte Arretierung erreicht ist.

Vorzugsweise besteht die Scheibe 8 aus formstabilem verschleißarmen Werkstoff, beispielsweise Kunststoff oder rostfreiem Stahl.

Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern im Rahmen der Offenbarung vielfach variabel.

Alle neuen, in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.

Claims (5)

1. Armaturen mit einem Gehäuse mit einem Strömungsdurchgang für ein fluides Medium, einem im Strömungsdurchgang drehbar und abgedichtet angeordneten Absperr- oder Umlenkmittel, welches die Strömung in dem Strömungsdurchgang (gradlinig oder auch abgewinkelt) absperrt oder umlenkt, und einem Antriebsmittel in Form einer Schaltwelle zum Drehen des Absperrmittels, wobei das Antriebsmittel einstückig oder vornehmlich lösbar mit dem Absperrmittel verbunden ist und im Einbauraum in unmittelbarer Nähe des Absperr- und Umlenkorgans Drehbegrenzungsmittel angeordnet sind, mittels derer die Drehbeweglichkeit des Absperr- oder Umlenkorgans zwischen Durchfluß- und Absperranlage auf z. B. 90° begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehbegrenzungsmittel durch eine unverdrehbar angeordnete Scheibe (8) gebildet ist, die koaxial zur Längsachse des Antriebsmittels (5) gelocht und von nicht kreisrunden, polygonalen oder als Zweikant ausgebildeten Bestandteilen (10) des Antriebsmittels (5) durchgriffen ist, wobei die Kontur der Lochung (9) derart gestaltet ist, daß die nicht kreisrunden, polygonalen oder als Zweikant ausgebildeten Bestandteile (10) des Antriebsmittels (5) aus der Durchfluß- in die Absperr- oder Umlenklage und zurück in die Durchflußlage drehbar sind, in der jeweiligen Endlage aber an Randteile der Kontur als Wegbegrenzung anliegen.

2. Armatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrmittel (3) und die Scheibe (8) in eine quer zum Durchgang (2) des Gehäuses (1) gerichtete Einsatzöffnung des Gehäuses (1) einsetzbar sind, wobei auch das Antriebsmittel (5) mit seinem an das Absperr- oder Umlenkmittel anschließbaren Ende und die nicht kreisrunde Ausbildung, Polygonausbildung oder den Zweikant aufweisenden Bereich (10) in die Einsatzöffnung einführbar ist.

3. Armatur nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das Absperr- oder Umlenkmittel zur lösbaren Kopplung mit dem Antriebsmittel einen die Drehachse des Absperr- oder Umlenkmittels kreuzenden Schlitz in seinem Mantel aufweist, in den das vorzugsweise als Zweikant ausgebildete Ende des Antriebsmittels einsteckbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz (13) mit seinen Enden offen aus der Mantelfläche des Absperr- oder Umlenkmittels (3) mündet und in diesen Schlitz (13) der in Länge und Breite der Schlitzabmessung angepaßte Zweikant (10) einsetzbar ist.

4. Armatur nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (8) in der Einsatzöffnung des Gehäuses (1) für das Absperr- oder Umlenkmittel (3) an Gehäuseabsätzen (14) gehaltert ist und mittels einer in die Mündung der Einsatzöffnung eingeschraubten, vom Antriebsmittel (5) durchgriffenen Stopfbuchse (15) oder Verschraubung gekammert oder gegen die Gehäuseabsätze (14) gepreßt ist.

5. Armatur nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (8) aus formstabilem verschleißarmen Werkstoff, insbesondere Kunststoff oder Edelstahl, besteht.