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Klappenventil Die Erfindung bezieht sich auf Klappenventile mit einer
die Klappe vom Sitz abhebenden und anschließend drehenden Betätigungsvorrichtung,
welche aus einem mit der Betätigungswelle drehfest verbundenen, mit der Klappe kuppelbaren
exzenterartigen Stellglied sowie aus einem mit der Klappe drehbaren und zwangläufig
verschiebbaren Kupplungsglied besteht, wobei das Kupplungsglied zur Verhinderung
der Drehung der Klappe während ihres Ablebens vom Sitz in den Schlitz eines gehäusefesten
Teils lösbar eingreift. Bei einer bekannten Ausführung solcher Klappenventile ist
das exzenterartige Stellglied in einer mit unregelmäßigem Kurvenverlauf begrenzten
Kulisse der Klappe angeordnet und bewirkt durch Gleiten oder Abwälzen auf der Kulissenfläche
zunächst das Abheben der Klappe und sodann - nach Erreichen einer Anschlagstellung
in der Kulisse - die Klappendrehung. Solche unregelmäßig begrenzten Kulissen erfordern
für ihre baugenaue Herstellung einen erheblichen Kostenaufwand. Trotzdem ist es
infolge unvermeidlicher Toleranzen in der Regel nicht zu vermeiden, daß die Klappe
gegenüber dem Stellglied ein Spiel hat und daher durch Strömungsbeeinflussung in
eine Flatterbewegung geraten kann. Es ist zwar auch eine Betätigungsvorrichtung
bekannt, deren Kulisse durch gerade Flächen und durch Kreisbogenflächen begrenzt
ist und daher mit besserer Baugenauigkeit ohne erheblichen Kostenaufwand hergestellt
werden kann. Bei dieser letzteren Betätigungsvorrichtung ist jedoch für das Einleiten
der Drehbewegung der abgehobenen Klappe kein Zwanglauf gegeben, viehmehr erfolgt
hierbei das Verschieben des Kupplungsgliedes in die das Stellglied mit der Klappe
kuppelnde Stellung durch das Eigengewicht des Kupplungsgliedes. Das Ventil muß daher
in einer bestimmten Lage eingebaut werden, damit die Verschiebung des Kupplungsgliedes
zustande kommen kann. Trotzdem können aber bei einer verhältnismäßig geringfügigen
Verschmutzung der Betätigungsvorrichtung, insbesondere durch verharztes Öl, leicht
Störungen eintreten, welche das Öffnen der Klappe verhindern.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Klappenventilen der
bezeichneten Gattung den Zwanglauf mit einer Kulisse zu erreichen, welche zur Senkung
der Herstellungskosten und zur Erreichung einer störungsfreien Arbeitsweise nur
durch regelmäßige Kurven und durch Geraden begrenzt ist. Dies wird erfindungsgemäß
dadurch erreicht, daß im Stellglied ein Schlitz schräg zur Radialrichtung mit ungleich
langen Begrenzungskanten angeordnet ist und seine längere Begrenzungskante die Schlitze
in einem mit der Klappe drehbaren Kragen und im gehäusefesten Teil überstreicht;
während die kürzere Begrenzungskante nur den Schlitz des mit der Klappe drehbaren
Kragens überstreicht und an der Wider-Lagerfläche des Stellgliedes endigt. Bei einer
solchen Gestaltung können die Schlitze geradlinig und die Widerlagerfläche des Stellgliedes
mit einem Kreisbogenverlauf begrenzt sein und daher ohne erheblichen Kbstengund-"
baugenau ausgeführt werden. Das Abheben @@d- Drehen der Klappe sowie das Verschieben
des Kupplungsgliedes erfolgen im Zwanglauf, so daß das Ventil in beliebiger Lage
eingebaut werden kann: Zur Vermeidung von Verkantungskräften, die das Verschieben
des Kupplungsgliedes hemmen würden, sind erfindungsgemäß auf beiden Seiten des den
Schlitz aufweisenden Teiles des Stellgliedes je ein mit der Klappe drehbarer Kragen
mit Schlitz und je ein Schlitz des gehäusefesten Teiles vorhanden.
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Der Erfindungsgegenstand ist in den Abbildungen in einem Ausführungsbeispiel
dargestellt. Es zeigt A b b. 1 einen Schnitt durch die Betätigungsvorrichtung der
Klappe in der Klappenschließstellung, A b b. 2 einen Schnitt nach der Linie
A -B der A b b.1, A b b. 3 die Einzelteile der Betätigungsvorrichtung in
auseinandergezogener Lage in der Einstellung gemäß A b b.1, A b b. 4 einen Schnitt
durch die Betätigungsvorrichtung nach der Linie A -B der A b b. 1, jedoch
bei entriegelter und vom Sitz abgehobener Klappe, A b b. 5 die Einzelteile der Betätigungsvorrichtung
in auseinandergezogener Lage in der Einstellung gemäß A b b. 4, A b b. 6 einen Schnitt
durch die Betätigungsvorrichtung nach der Linie A -B der A b b. 1, jedoch
bei in die Offenstellung gedrehter Klappe,
A b b. 7 die Einzelteile
der Betätigungsvorrichtung in auseinandergezogener Lage in der Einstellung gemäß
A b b. 6.
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Die quer zu ihrem Sitz 1 verschiebbare und außerdem schwenkbare Klappe
2 ist für beide Bewegungen vom Stellglied 3 angetrieben, welches zugleich eine drehsichere
Festlegung der Klappe 2 im Gehäuse 4 bewirkt, während die Klappe 2 mit dem Stellglied
3 für die Verschiebebewegung kinematisch verbunden ist. Zur Erzeugung der Klappenverschiebung
dient ein Exzenter 5 des Stellgliedes 3, dessen quer zum Sitz 1 gerichtete Bewegungskomponente
bei der Stellglieddrehung auf die Klappe 2 übertragen wird während die seitlichen
Bewegungskomponenten des Exzenters 5 sich hinsichtlich der Klappe nicht auswirken.
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Während der quer zum Gehäusesitz 1 gerichteten Verschiebung ist die
Klappe 2 drehfest im Gehäuse 4 gehalten. Dies wird mit Hilfe einer Klappendrehachse
6 bewirkt, welche mit ihr drehfest verbundene Kragen 7 trägt, die je einen radialen
Schlitz 8 in fluchtender Anordnung aufweisen. Die Schlitze 8 überdecken während
.der Klappenverschiebung radiale Schlitze 9 des Gehäuses 4. In den Schlitzen 8 und
9 erstreckt sich ein bolzenförmiges Kupplungsglied 10, welches die Kragen 7 gegenüber
den die Schlitze 9 aufweisenden- Teilen des Gehäuses 4 verriegelt und damit die
Klappe 2 drehfest im Gehäuse 4 festlegt, solange das Stellglied 3 mit der Klappe
2 für deren Verschiebung kinematisch über den Exzenter 5 verbunden ist. Die Sicherung
des Kupplungsgliedes 10 in der Verriegelungsstellung wird durch eine konzentrisch...mit
der Stellgliedächse verlaufende, die Einwärtsbewegung des Kupplungsgliedes
10 verhindernde Widerlagerfläche 15 eines am Stellglied 3 drehfest angeordneten
Mitnehmers 11 bewirkt.
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Der Mitnehmer 11 dient für die Klappendrehung und ist zu diesem
Zwecke mit einem Schlitz 12 versehen. Er erstreckt sich zwischen den Kragen 7, jedoch
ist der Mitnehmer 11 in den Ab b: 3, 5 und 7 zur deutlicheren Darstellung oberhalb
der Kragen 7 veranschaulicht. Der Schlitz 12 des Mitnehmers 11 verläuft schräg zur
Radialrichtung und weist ungleich lange Schlitzkanten 13 und 14 auf. Bei der die
Klappenverschiebung bewirkenden Drehung des Stellgliedes 3 in der Pfeilrichtung
der A b b. 1 und 2 kommt die längere Schlitzkante 13 zur überdeckung mit dem Schlitz
9 des Gehäuses 4 und mit dem Schlitz 8 der Kragen 7 sowie zum Anstoß am Kupplungsglied
10. Infolge der von der Schlitzkante 13 auf ; das Kupplungsglied 10 ausgeübten,
zur Stellgliedachse gerichteten Kraftkomponente. verschiebt nunmehr der Mitnehmer
11 das Kupplungsglied 10 in den Schlitzen 8 der Kragen 7 zur Drehgliedachse
hin, so daß das Kupplungsglied 10 aus den Schlitzen 9 ; des Gehäuses 4 austritt
und mithin die drehfeste Festlegung der Klappendrehachse 6 und damit der Klappe
-2 im Gehäuse 4 aufgehoben ist, wie die A b b. 4 und 5 zeigen.
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Bei der weiteren Drehung des Stellgliedes 3 in Richtung des Pfeiles
der A b b. 4 nimmt der Mitnehmer die Klappendrehachse 6 und mit ihr die Klappe 2
mit, indem über das Kupplungsglied 10, welches sich nunmehr in den radialen Schlitzen
8 der Kragen 7 und im Schrägschlitz 12 des Mitnehmers 11
befindet,
die Kragen 7 und der Mitnehmer 11 miteinander gekuppelt sind. Die
Klappe 2 erreicht bei dieser weiteren Drehung des Stellgliedes 3 die in A b b. 6
veranschaulichte Offenstellung, welche durch Anschläge 16 bestimmt ist, die
sich am unteren' Kragen 7 und am Gehäuse 4 befinden (A b b. 6 und 7). Das Kupplungsglied
10 ist hierbei durch die gehäusefesten Widerlagerflächen 17 an einer radialen
Auswärtsbewegung gehindert.
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Bei der Schließdrehung des Stellgliedes 3 aus der in den A b b. 6
und 7 veranschaulichten Offenstellung in der Pfeilrichtung der A b b. 6 drückt die
kürzere Schlitzkante 14 des Mitnehmers 11 gegen das Kupplungsglied
10, welches sich bei der Schließdrehung im Schrägschlitz 12 des Mitnehmers
11 und in den radialen Schlitzen 8 der Kragen 7 befindet,-wodurch die Mitdrehung
der Kragen 7, der Klappendrehachse 6 und der Klappe 2 im Schließsinne verursacht
ist. Zugleich wird infolge der Schräglage der Schlitzkante 14 eine etwa radial nach
auswärts gerichtete Kraftkomponente auf das Kupplungsglied 10 ausgeübt, unter deren
Einwirkung das Kupplungsglied 10 gegen die konzentrisch zur Stellgliedachse verlaufenden
Widerlagerflächen 17 des Gehäuses 4 gedrückt wird und bei der Schließdrehung an
den Widerlagerflächen 17 entlanggleitet. An die Widerlagerflächen 17 grenzen
die Schlitze 9 des Gehäuses 4
an, so da.ß gegen Ende der Schließdrehung
unter Einwirkung der von der Schlitzkante 14 des Bitnehmers 11 auf das Kupplungsglied
10 ausgeübten Kraftkomponente in die Schlitze 9 übertritt und den Schlitz 12 des
Mitnehmers 11 verläßt. Hierdurch ist die Klappendrehachse 6 wiederum gegenüber dem
Gehäuse 4 drehfest verriegelt, weil das Kupplungsglied 10 sich nunmehr in den Schlitzen
8 der Kragen 7 und den Schlitzen 9 des Gehäuses 4 befindet. Bei der weiteren Drehung
des Stellgliedes 3 erfolgt die Verschiebung der Klappe 2 auf ihren Sitz 1 mit Hilfe
des Exzenters 5, wobei die Widerlagerfläche 15 des Mitnehmers 11 das Kupplungsglied
10 in der Verriegelungsstellung sichert.
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Am Ausführungsbeispiel ist erkenntlich, daß statt des Schrägschlitzes
12 am Mitnehmer 11 ein Lenker angeordnet sein kann, welcher die Verschiebung des
Kupplungsgliedes 10 aus der Verriegelungsstellung in die Kupplungsstellung und umgekehrt
bewirkt.
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Das Ausführungsbeispiel läßt ferner erkennen, daß keine unregelmäßigen
Kurvenflächen erforderlich sind, um das Kupplungsglied 10 in seine verschiedenen
Wirkstellungen zu bringen. Die Bauweise des Erfindungsgegenstandes zeichnet sich
demzufolge durch eine einfache Gestaltung aus, welche zu ihrer Herstellung einen
verhältnismäßig niedrigen Kostenaufwand erfordert. Die Antriebsvorgänge der Klappe
2 verlaufen zwangläufig ohne Zuhilfenahme von Federn.