Spindelabdichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Spindelab- dichtung für Ventiloberteile bei Wasserleitungsarma- turen, mit einer zwischen einer axial festen Stützflä che und einem dem Wasserdruck ausgesetzten beweg lichen Pressring eingeschlossenen Stopfbüchsenpak- kung.
Der bei einer bekannten Ausführung dieser Gat tung aus Metall ausgebildete Pressring wird beim Öffnen des Ventils zuerst durch den Wasserdruck und sodann durch einen beim Hochschrauben der Spindel mitgenommenen Spannstift an das Packungsmaterial angepresst. Diese mechanische Anpressung hat eine ausserordentlich starke Verdichtung der Packung zur Folge. Dadurch verliert diese ihre Elastizität und nimmt beim neuerlichen Schliessen des Ventils und Entlastung des Pressringes vom Spannstift ihre ur sprüngliche Struktur nicht mehr an. Dadurch leidet die Dichtungsfähigkeit des Packungsmateriales erheb lich.
Dies ist für die bekannte Ausführung umso nach teiliger, als dort die Dichtheit allein von der Funktion des Packungsmateriales abhängt ; der metallische Pressring als solcher übt keinerlei Dichtungsfunktion aus. Die bekannte Ausführung rechnet daher von vornherein mit Packungsundichtheiten und sieht für die durch die Stopfbüchse durchsickernde Flüssigkeit einen Hilfsauslauf vor. Gegenüber den üblichen Stopf büchsenpackungen hat die geschilderte Ausführung somit keine Vorteile, weil sie ein automatisches Nachspannen derselben offenbar nicht in brauchbarer Weise löst.
Nach wie vor bleibt daher der für Stopf büchsen üblicher Bauart allgemein bekannte Nachteil eines von Zeit zu Zeit erforderlichen Nachspannens unbehoben.
Hingegen schafft die Erfindung sowohl im Ver gleich zu üblichen Stopfbüchsenpackungen als auch zur geschilderten Ausbildung dadurch einen wesentli chen, erfinderischen Fortschritt, dass der Pressring aus elastischem Material besteht und sowohl auf der Spindel als auch im Oberteilgehäuse mit Reibungs- schluss sitzt.
Durch die Erfindung ist eine doppeltwirkende Dichtung geschaffen, deren beide Dichtungselemente der elastische Pressring und die Packungsmasse sind.
Diese Besonderheit der Erfindung setzt sich auch gegenüber den sogenannten selbstdichtenden Spindel abdichtungen in Vorzug, weil solche mit elastischen O-Ringen oder dergleichen als einzige Dichtungsmit tel ausgestatteten Anordnungen von der vollen Funk tionsfähigkeit der Dichtungsringe abhängen ; diese Funktionsfähigkeit kann jedoch durch Verschleiss, Alterung und Verhärtung des Ringmateriales leiden.
Die erfindungsgemässe Spindelabdichtung bleibt aber auch nach einer etwaigen Verhärtung des Pressringes wirksam, und zwar nicht nur wegern der unveränder ten Dichtungswirkung des Packungsmateriales, son dern auch wegen des selbst nach Verhärtung des Pressringes zwischen diesem und dem Packungsmate rial verbleibenden Funktionszusammenhanges.
Dieser funktionelle Zusammenhang ergibt sich insbesondere aus folgenden Überlegungen Bei jeder Betätigung des Ventils wird am Erfin- dungsgegenstand eine Änderung des auf das Pak- kungssmaterial über den elastischen Pressring ausge übten Pressdruckes wirksam. Das Gefüge des Pak- kungsmaterials wird dadurch periodisch gespannt und entspannt, und zwar in der durch die blosse Wirkung des Wasserdruckes gegebenen beschränkten Stärke.
Die beim Aufhören des Wasserdruckes vor sich gehende Entspannung und Ausdehnung des Pak- kungsmaterials bewirkt eine Axialverschiebung des Pressringes, die bereits bei einer minimalen Axialbe- wegung eine Erstarrung des Gefüges der Packungs masse verhindert. Jede Funktionsminderung, wie sie aus einer solchen Erstarrung des Gefüges folgen würde, ist durch die Erfindung völlig vermieden.
Die vorstehende Wirkung ist nicht unbedingt an eine elastische Struktur des Pressringes gebunden. Sie tritt im ausreichenden Ausmass auch dann noch ein, wenn der Pressring nach längerem Gebrauch, insbe sondere in der Berührung mit Heisswasser, seine Ela stizität infolge Verhärtung verloren hat.
Die sowohl durch den mindestens ursprünglich elastischen Pressring :als auch durch das von diesem beeinflusste Packungsmaterial gewährleistete erfin dungsgemässe Spindelabdichtung ist somit auch den sogenannten selbstdichtenden Anordnungen bekann ter Bauart weit überlegen.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele in Längsschnitten dargestellt.
Der Ventiloberteil besteht aus einem eigentlichen Oberteilkopfstück 7, der Spindel 8, dem Ventilsitz 9 mit der Ventildichtung 10 und dem mit der Spindel fix verbundenen Handgriff 11. Mit dem Oberteilkopf- Stück 7 ist die Abschlussbüchse 4 starr verbunden, beispielsweise durch einen Sprengring 5. An der Stützfläche 3 der Abschlussbüchse 4 liegt die Pak- kungsmasse 2 an.
Unterhalb der Packungsmasse 2 ist der elastische Pressring 1 sowohl auf der Spindel 8 als auch am Gehäuse des Oberteilkopfstückes 7 mit Reibungsschluss gleitend gelagert. Ist durch den Was serdruck der Pressring 1 - wie dargestellt - an die Packungsmasse 2 angepresst, so ergibt sich im Oberteilkopfstück 7 ein freibleibender Raum 12 als Spiel für die axiale Verschiebung des Pressringes 1.
Während beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 der Pressring rechteckigen Querschnitt hat, kann er auch mit rundem Querschnitt gemäss Fig. 2 ausge bildet sein. Der ursprünglich runde Querschnitt des als O-Ring ausgebildeten Pressringes 1 nimmt im eingebauten Zustand - wie dargestellt - eine leicht ovale Form an. Er steht somit sowohl mit der Spindel 8 als auch mit dem Oberteilgehäuse 7 im Reibungs- schluss.
Die Kraftrichtung des Wasserdruckes ist durch die Pfeile 13 angedeutet. Der Pressring 1 überträgt diese Kraft in der Richtung der Pfeile 14 auf die Packungsmasse 2, welche diese Kraft nach allen Seiten weiterleitet, und zwar insbesondere in der Richtung der Pfeile 15, 16 und 17. Die Abschluss- büchse 4 ist beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 mit einem Gewinde versehen und in das Gehäuse 7 eingeschraubt.
Eine Verstellung soll jedoch nicht er folgen. Lediglich zur Versinnbildlichung dieses Ge dankens ist in der Zeichnung eine Fixierschraube 18 angedeutet. Der aus elastischem Material, vorzugs weise Gummi oder Kunststoff, bestehende Pressring 1 hat gleichzeitig mit seiner Funktion als zeitweilig auf die Packungsmasse 2 wirksames Pressorgan auch noch selbst eine Dichtungsfunktion. Diese Dichtungs funktion wird mindestens solange gegeben sein, als das Material des Pressringes noch nicht gänzlich ver härtet ist.
Aber auch nach einer insbesondere unter dem Einfluss von Heisswasser erfolgten Verhärtung und daraus sich ergebenden strukturellen Erstarrung des Pressringes 1 geht der funktionelle Zusammen hang zwischen dem Pressring 1 und der Packungs masse 2 keineswegs verloren. Wie sich aus Fig. 2 er gibt, liegt die Packungsmasse 2 an den Wölbungsflä chen des im Querschnitt ovalen Pressringes 1 mit im Querschnitt keilförmigen Randzonen 6 an.
Insbeson dere bei verhärtetem Pressring pressen sich diese Randzonen 6 der Packungsmasse 2 unter dem Ein- fluss des auf den Pressring 1 wirkenden Wasserdruk- kes in der Spalte zwischen den Wölbungsflächen des Pressringes 1 und dem Gehäuse 7 einerseits und Spindel andererseits hinein. Dadurch steht aber auch ein verhärteter und an sich mit leichtem Spiel sowohl zum Gehäuse 7 als auch zur Spindel 8 angeordneter Pressring noch immer mittelbar im Reibungsschluss mit dem Gehäuse 7 und der Spindel 8, nämlich durch die Klemmwirkung der keilförmigen Randzonen 6 der Packungsmasse 2.
Die erfindungsgemässe Funktion bleibt also auch nach Verhärtung des Pressringes noch immer ausreichend gewährleistet. Dies gilt nicht nur für Pressringe von ursprünglich rundem Quer schnitt (Fig. 2), sondern im gewissen Ausmass auch für solche mit anderem, z. B. rechteckigem Quer schnitt (Fig. 1). Infolge des periodisch mit grosser Häufigkeit auf den Pressring ausgeübten Wasserdruk- kes nimmt dieser im Zuge der Alterung eine leicht nach oben gewölbte Form an, mit welcher er verhär tet.
Dann sind aber auch bei der Ausbildung nach Fig. 1 ähnlich wie bei der nach Fig. 2 keilschlitzartige Räume zwischen dem Pressring 1 und dem Gehäuse 7 einerseits sowie der Spindel 8 andererseits vorhan den, in welche die Packungsmasse 2 dichtend und im Sinne eines Reibungsschlusses für den Pressring 1 eindringt. Das Zusammenwirken von Pressring und Dichtungsmasse bietet also in allen Fällen wesentli che Vorteile.
Die Erfindung ist auf die dargestellten und be schriebenen Ausführungsbeispiele in keiner Weise eingeschränkt und lässt vielfache Variationen in der Ausführung zu.