DE1297426B

DE1297426B - Drosselklappe mit schraegstehender Betaetigungswelle

Info

Publication number: DE1297426B
Application number: DE1966N0028825
Authority: DE
Original assignee: NITZSCHKE OTTO
Current assignee: NITZSCHKE OTTO
Priority date: 1966-07-11
Filing date: 1966-07-11
Publication date: 1969-06-12

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Drosselklappe, deren Betätigungswelle vorzugsweise unter 45° schräg auf der Klappenscheibe steht und entsprechend schräg mit Hilfe einer Büchse im Gehäuse einseitig gelagert ist. Bei den bekannten Arten solchen Drosselklappen ist die Welle richtungsfest aus dem Gehäuse herausgeführt und abgedichtet. Wird von diesen Ausführungen - besonders solche mit metallischer bzw. harter Klappendichtung - eine gute Dichtigkeit der Klappenscheibe gefordert, so müssen die Wellenbohrung und die Klappensitzbohrung zueinander mit hochgenauen Fertigungstoleranzen hergestellt werden, welche noch durch die fertigungsmäßig unbeliebte Schrägbohrung zusätzlich erschwert wird. Es ist auch eine Drosselklappe bekannt, bei der über der Klappe eine in Grenzen bewegliche Dichtscheibe angeordnet ist, welche sich selbsttätig in dem Gehäusesitz zentriert, um auf diese Weise die Dicht-und Toleranzprobleme zu beseitigen. Dieses erfordert aber ein aufwendiges zusätzliches Dichtscheibenteil, welches zudem unkontrollierbar in der Strömung liegt und dessen hochgenaue Dichtfunktion schon durch geringe Verschmutzung, Flüssigkeitsabsonderungen und Korrosion innerhalb der beweglichen Halterung gestört werden kann und für rauhen Betrieb besonders bei schmutzigem Durchflußmedium empfindlich ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die schrägstehende Welle einer Drosselklappe in möglichst einfacher Weise so zu lagern, daß ihre Achse zur Einstellung der Klappenscheibe auf dem Sitz, zum Ausgleich von Toleranzen und um gegebenenfalls Querkräften durch Schaffung einer Vorspannung entgegenzuwirken, nach allen Seiten schwenkbar ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Lagerbüchse als einzige und dichte Berührungsfläche mit dem Gehäuse eine kugelig konvex gewölbte Fläche hat und die Gegenfläche im Gehäuse entsprechend ausgebildet ist. Die kugelige Dichtfläche wird mit drei oder einer anderen Anzahl Flanschschrauben mittels Dichtmasse od. dgl. gegen die kugelige Hohlfläche des Gehäuses angezogen und abgedichtet, wobei es möglich ist - z. B. bei der Dichtigkeitsprobe -, die Klappe von außen unter Betriebsdruck durch Verstellen der Flanschraube in eine gewünschte Sitzlage einzustellen. Die Schrauben müssen nach einmal erfolgter Einstellung gesichert bzw. die Lagerbuchse muß fixiert werden, um einer versehentlichen Verstellung z. B. bei der Wartung vorzubeugen. Bei großen Armaturen erscheint es zweckmäßig, für den Ausgleich der Büchsenlage unter den Schraubenköpfen die bekannten zweiteiligen kugelflächigen Unterlegscheiben anzuordnen. Da bei Druck auf der geschlossenen Klappe eine quer zur Rohrachse gerichtete Komponente auftritt, muß für größere Betriebsdrücke die Lagerbüchse möglichst dicht an die Klappenscheibe herangeführt bzw. eine starke Welle gewählt werden, um diese Querkraft abzufangen und die Klappendichtung vom einseitigen Dichtungsdruck zu entlasten. Mit der oben beschriebenen kugelflächigen angeflanschten Lagerbüchse besteht außerdem die Möglichkeit, durch Einstellen einer entsprechenden Vorspannung dieser Querkraft z. B. mit 50 °% entgegenzuwirken.
Die Dichtfläche der umlaufenden Klappendichtung ist insbesondere bei einer metallischen oder dergleichen hart federnden Dichtlippe als eine Kugelzone mit einem Radius um den Mittelpunkt des Dichtkreises ausgebildet. Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß die Klappe auch dann noch dicht ist, wenn diese infolge unvermeidlicher Montageungenauigkeiten oder Anschlagabnutzung nicht genau in der theoretischen Mittenlage steht. Entsprechend den jeweiligen Verhältnissen kann die Klappendichtung auch aus elastischen Materialien, z. B. Gummi od. dgl., bestehen.
Bei den bekannten Drosselklappen ist es ferner nachteilig, daß die Welle bei der Offenstellung noch mit dem Fußteil am Klappenanschluß in die Sitzebene hineinragt und den Durchflußquerschnitt im Sitz zusätzlich verkleinert. Erfindungsgemäß wird dieser Nachteil dadurch vermieden, daß die Welle mit einem Bogen oberhalb der Klappenmitte bei der in Schließstellung befindlichen Klappenscheibe einmündet, wobei die theoretische Wellenachse natürlich weiterhin die Dichtebene mittig schneiden muß. Somit liegt die Welle dann in der Offenstellung völlig außerhalb der Sitzebene. Außerdem ist der Bogen zu einem biegesteifen symmetrischen Ovalprofil ausgebildet, dessen lange Achse bei der Offenstellung der Klappenscheibe strömungsgünstig in der Durchflußrichtung liegt, wobei die Bogenwurzel in langmöglichster Ausführung festigkeitsgünstig in die Plattenscheibe einmündet. Die Welle stützt sich zur Aufnahme axial gerichteter Kräfte mit einem Bund gegen die Lagerbüchse ab, während die auf der Welle befestigte Nabe des Bedienungshebels eine axiale Verschiebung nach innen gegen den Büchsenflansch abfängt.
Die gewählte Anzahl von drei Schrauben für die Flanschbüchse, welche auf dem Teilkreis z. B. gleichmäßig verteilt sind, erscheint besonders zweckmäßig, da neben einer guten Verstellbarkeit und Dichtteilung zwei Schraubenköpfe als Anschläge für die beiden Endstellungen des um 180° ausschlagenden Bedienungshebels verwendbar sind. Zu diesem Zweck besitzen zwei Flanschschrauben einen hohen Kopf, gegen die ein unter dem Bedienungshebel angebrachter Nocken wechselseitig anschlägt, wobei der dritte niedrige Schraubenkopf von dem Nocken beim Schalten frei überfahren wird.
Das Gehäuse kann als gerades Durchgangs- oder Krümmergehäuse von 90° oder in anderer Gradzahl ausgeführt werden, wie z. B. als Bodenventil für Tanks. Hierbei läßt sich die Armatur klappenseitig unmittelbar gegen den Tank anflanschen, da der an der schräg aus dem Gehäuse herausgeführten Welle befestigte Bedienungshebel sehr günstig vom Tankboden weggerichtet ist. Der Wellenaustritt am Winkelgehäuse kann anstatt aus dem Rücken auch seitlich od. dgl. angeordnet werden, welches bei einer besonders gewünschten Lage des Bedienungshebels erforderlich werden kann. Der Gehäusesitz kann auch als gesonderter Sitzring eingepreßt, geschraubt, aufgepanzert od. dgl. befestigt werden.
In den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand dargestellt. Es zeigt F i g. 1 einen mittleren Längsschnitt durch die Drosselklappe mit einem Krümmergehäuse von 90°, F i g. 2 eine Aufsicht auf die Nabe des Bedienungshebels und den Hebelanschlägen in Richtung Q, F i g. 3 einen Teillängsschnitt durch eine Drosselklappe mit gebogenem Wellenanschluß an der Klappenscheibe, F i g. 4 einen Schnitt in. Linie A -B der F i g. 3. Nach F i g. 1 besteht die Drosselklappe z. B. aus einem 90° Krümmergehäuse 24, dessen Innenraum im Bereich der hineinragenden Welle 7 und Lagerbüchse 10 sowie auch der Sitzdurchmesser zwecks Querschnittsausgleich entsprechend erweitert ist. Die Klappenscheibe 4 wird von der Welle 7 betätigt, welche z. B. mit einem Winkel von 45° gegen die Dichtebene geneigt ist und einseitig mit der Klappenscheibe verbunden ist. Die Achse der Welle 7 schneidet den Mittelpunkt 26 der Dichtebene. Durch eine Drehung der Welle um 180° schwenkt die Klappenscheibe zwischen der Verschluß- und Offenstellung. Die Welle 7 ist in der Lagerbüchse 10 geführt, welche mit einem kugelflächigen Flanschansatz 30 mittels drei Flanschschrauben 21 und 22 gegen eine entspreschend konvexe Ausnehmung des Gehäuses angezogen und abgedichtet wird, wobei die Welle bzw. die Klappenscheibe durch entsprechendes Verstellen der drei Flanschschrauben in die gewünschte Sitzlage gebracht werden kann. Zu diesem Zweck ist zwischen den oberen Flächen des Flansches und des Gehäuses ein entsprechendes Spiel 31 und zwischen der Büchsenhülse und der Gehäusebohrung das Spiel 32 vorgesehen. Die Klappenscheibe 4 besitzt am äußeren Umfang eine im Querschnitt gebogene dünnere Dichtlippe 25 mit einer abgesetzten Dichtfläche, deren äußere Dichtform kugelflächig mit dem Radius f um den Mittelpunkt 26 ausgebildet ist. Da die Klappenscheibe 4 durch eine geringe übertoleranz mit etwas Spannung in dem Sitzring eingeführt werden muß, ist dieser beidseitig mit einer geglätteten Montageschräge 28 und 29 versehen, damit die Dichtlippe 25 bei der Montage nicht beschädigt wird.
In F i g. 2 ist der Bedienungshebel 15 in dem Winkel e um 180° zwischen der Verschluß- und Offenstellung schwenkbar, wobei der Anschlagnocken 20 wechselseitig gegen die beiden hohen Schraubenköpfe 21 als Endstellungen anschlägt und den dritten niedrigen Schraubenkopf 22 freigängig überfährt.
Nach F i g. 3 und 4 ist die Klappenwelle 33 mit einem Bogen 34 oberhalb der Mitte an die Klappenscheibe angeschlossen, wobei der Bogen ein biegesteifes symetrisches Ovalprofil aufweist, dessen große Achse bei der Offenstellung der Klappenscheibe in Strömungsrichtung liegt und mit dem schmalen Maß g im Durchfluß wenig Strömungswiderstand hat, während die breite Seite h festigkeitsgünstig eine lange Verbindung mit der Klappenscheibe bildet.

Claims

Patentansprüche: 1. Drosselklappe mit im Gehäuse und auf der Klappenscheibe schrägstehender, einseitig mittels einer im Gehäuse mit mindestens drei Flanschschrauben befestigten Büchse gelagerter Welle, dadurch gekennzeichnet,daßdieLagerbüchse (10) als einzige und dichte Berührungsfläche mit dem Gehäuse (24) eine kugelig konvex gewölbte Fläche (30) hat und die Gegenfläche im Gehäuse entsprechend ausgebildet ist.
2. Drosselklappe nach Anspruch 1 mit einer am Rand der Klappenscheibe vorgesehenen hartfedernden Dichtlippe, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtfläche der Dichtlippe (25) als schmale oder breitere Kugelzone mit dem Radius (f) um den Mittelpunkt (26) des Dichtkreises ausgebildet ist.
3. Drosselklappe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (33 in F i g. 3 und 4) mit einem Bogen (34) oberhalb der Mitte der in Schließstellung befindlichen Klappenscheibe (4) in diese einmündet und daß der Bogen ein biegesteifes symmetrisches Ovalprofil aufweist, dessen große Achse in der Offenstellung der Klappenscheibe in Richtung der Strömung verläuft.
4. Drosselklappe nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß von den drei Flanschschrauben der Lagerbüchse (10 in F i g. 1 und 2), zwei mit hohen Köpfen (21) als Anschläge für die Endstellungen des Bedienungshebels (15) ausgebildet sind.