DE2724007A1

DE2724007A1 - Absperr- oder rueckschlagklappe

Info

Publication number: DE2724007A1
Application number: DE19772724007
Authority: DE
Inventors: Lothar Dr Wurzer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-05-27
Filing date: 1977-05-27
Publication date: 1978-12-07

Description

PATENTANWALT DR. - I N G. EDUARD

5 KÖLN 1, 6.5-77 Dr.B/Z

Werderstraße 3 Telefon (0221) 524208-9

Patentanmeldung

Absperr- oder Rückschlagklappe

Anmelder:

Dr. Lothar Wurzer Kasparstraße 34 5030 HUrth

Erfinder: wie Anmelder

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Reg.-Nr. bitte angeben

Die Erfindung bezieht sich auf Absperrklappen und Rückschlagklappen. Diese werden verwendet zum Absperren von Leitungen, insbesondere in der chemischen und artverwandten Industrie sowie im Schiffsbau.

Bei den bekannten Klappen dieser Art ist die Lagerbzw. Antriebswelle in einer Lagerbuchse gelagert. Wegen der aufeinander gleitenden Flächen müssen sowohl Welle wie Buchse auf der gesamten Länge bearbeitet werden, wobei überdies die Lagerbuchse relativ groß dimensioniert sein muß, damit sie die großen, von der Lager- bzw. Antriebswelle übertragenen Flächenpressungskräfte aufnehmen kann. Die Antriebswelle hat dabei die zwei Funktionen der Aufnahme der Fläohenpressungskrafte und Übertragung eines Drehmomentes vom Antrieb zu erfüllen. Die Antriebswelle wird grundsätzlich gleichzeitig auf Biegespannung und auf Torsion beansprucht und muß deshalb entsprechend stark bemessen sein. Hinzu kommen Kantenpressungskräfte an der sich bewegenden Welle mit der Gefahr des "Fressens".

Besonders nachteilig wirkt sich das Zusammentreffen dieser drei Kräfte bei Absperrklappen aus, bei denen im Einbauzustand eine starre Verbindung zwischen Antriebswelle und Klappenscheibe, z.B. durch Verbohren

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hergestellt wird. Durch das Fehlen des Tolerenzspiels der Welle in der Klappenscheibennabe tritt eine zusätzliche Verkantung ein. Die Klappenscheibe wird schwergängig. Zur Betätigung wird ein größeres Drehmoment benötigt. Die Welle und das Getriebe müssen stärker ausgelegt sein. Schließlich wird ein Fressen begünstigt.

Sofern die Klappen vorgenannter Ausbildung bei korrosiven Medien eingesetzt werden, muß innerhalb der Innengarnitur auch die Welle korrosionsbeständig sein. Entweder reicht die Anwendung teurer korrosionsfester Edelstahle aus, oder die Welle muß beispielsweise durch eine Hartgummierung gegen das Medium beständig gemacht werden. Die Ummantelung mit Hartgummi erforder jedoch zahlreiche zusätzliche Arbeitsgänge, so daß sich für die Lager- und Antriebswelle ein sehr hoher Bearbeitungskostenanteil oder Materialkostenanteil ergibt. Ein dünner Oberflächenschutz scheidet aus, da die mechanische Beanspruchung der Oberfläche der Lagerund Antriebswelle in der Lagerbuchse zu einem alsbaldigen Verschleiß führt.

Die vorliegende Erfindung geht von der Aufgabe aus, diese Nachteile zu vermeiden und die Lager- und Antriebswelle sowie Lagerung der Klappenscheiben so zu

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gestalten, daß mit verbesserter Wirkung der Bearbeitungsaufwand erheblich reduziert wird und billigere Werkstoffe eingesetzt werden können.

Bei bekannten Futterklappen und weichgummierten Klappen treten nach längerer Betriebsdauer im Bereich der Wellendurchführung Undichtigkeiten auf, da die sich bewegende Welle gegenüber der ruhenden unter Vorspannung stehenden Gummiauskleidung starken Verschleiß verursacht. Das Medium kann dann an der Welle entlangkriechen und gelangt hinter die Auskleidung. Bei korrosiven Medien sind zwar die Welle und die Lagerbuchse korrosionsgeschützt, und es verhindert auch ein axial wirkender Dichtring ein weiteres Vordringen des Mediums entlang der Welle, aber die schmale, vor der Lagerbuchse liegende Gehäusekammer ist gar nicht oder wegen der technischen Schwierigkeiten nur höchst unvollkommen geschützt. Das korrosive Medium kann von hler aus das Gehäuse zerstören. Besonders nachteilig ist diese Erscheinung, weil die Zerstörung des Gehäuses von innen heraus erfolgt und daher von außen solange unbeobachtet bleibt, bis an einer Stelle das Medium austritt.

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Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Absperroder Rückschlagklappe, deren Klappenscheibe an zwei außerhalb oder innerhalb der Dichtebene liegenden, in dem Gehäusestutzen befestigten Buchsen schwenkbar gelegert ist, wobei die Klappenscheibe entweder einen elastischen Dichtring trägt, der sich in der Schließstellung gegen den Sitz des Gehäuses legt oder wobei das Gehäuse und damit auch der Sitz des Gehäuses mit einer elastischen Auskleidung versehen ist, erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Buchsen als Stützzylinder ortsfest im Gehäusestutzen verankert, in das Gehäuseinnere hineinragen und die Naben der Klappenscheibe die zugeordneten Stützzylinder gleitdichtend umgreifen.

Nach der erfindungsgemäßen Lösung hat somit eine Lagerbuchse eine solche Länge, daß sie in das Gehäuseinnere hineinragt, so daß der in das Gehäuseinnere vorstehende, in die Nabe der Klappenscheibe hineinragende Teil der Buchse auf seinem Außenumfang die Lagerkräfte übernehmen kann. Dadurch erhält die Buchse eine neue Funktion. Zugleich werden auch die materialspezifischen guten Laufeigenschaften der Buchse weiter genutzt, da sich nunmehr die aus einem anderen Material bestehende Klappenscheibe um die Buchse dreht.

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Die Buchse als Stützzylinder kann in weiterer erfindungsgemäßer Ausgestaltung einseitig im Bereich der Klappenscheibennabe verschlossen sein.

Bei einem Antrieb der Klappenscheibe über eine Antriebswelle ist der Stützzylinder beidseitig offen, wobei die Antriebswelle innerhalb des Stützzylinders vorhanden ist. Dann ergibt sich, daß nach der erfindungsgemäßen Lösung bei Absperrklappen auf die Doppelfunktion der Antriebswelle, die Aufnahme der Plächenpressungskrafte und die Übertragung eines Drehmomentes vom Antrieb zu übernehmen, verzichtet wird, weil nach der erfindungsgemäßen Lösung jede der beiden Funktionen auf ein gesondertes Bauteil übertragen wird. So hat der Stützzylinder die Funktion, die Flächenpressungskräfte aufzunehmen, während die Antriebswelle von dieser Funktion befreit ist und lediglich die Aufgabe hat, das Drehmoment bzw. den Antrieb der Klappenscheibe zu bewirken.

In weiterer erfindungsgemäßer Ausgestaltung wird vorgeschlagen, daß zwischen Stützzylinder und Antriebswelle ein Ringraum vorhanden ist. Dadurch entfällt die Oberfläohenberührung und entsprechende Reibung

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der Antriebswelle mit der Innenwandung der Buchse. Die Antriebskräfte kann somit eine im Bereich der Buchse vollkommen unbearbeitete, aus einer einfachen Stahllegierung bestehende Welle übernehmen.

Die durch die Erfindung vorgenommene Trennung der Lager- und Antriebsfunktion und Übertragung auf zwei Bauteile läßt erhebliche Bearbeitungskosten sparen. Bisher mußte die Lagerbuchse auf der gesamten Länge der Innenseite und entsprechend die Lagerwelle auf der gesamten in der Lagerbuchse liegenden Länge bearbeitet werden. Bei der erfindungsgemäßen Lösung kann fast gänzlich auf eine Innenbearbeitung verzichtet werden, bis auf das Einstechen einer Nut für die Aufnahme eines elastischen Dichtringes. Eine weitere erhebliche Einsparung an Bearbeitungskosten tritt dadurch ein, daß die gesamte Antriebswelle unbearbeitet bleibt. Sie kann im Rohzustand verarbeitet werden, da sie die Innenwandung des Stützzylinders nicht berührt. Der Wellenstummel auf der Antriebsseite wird lediglich im Bereich des Dichtringes auf der auf dem Deckelflansch herausragenden Länge bearbeitet. Dadurch ergibt sich, daß die herkömmlich bewegte Dichtung aus einem im eingebauten Zustand gar nicht zugänglichen Bereich nach außen verlagert und dadurch wesentlich wartungsfreundlicher ist.

Die erfindungsgemäße Lösung macht es möglich, daß der im Gehäuselagerstutzen vorhandene Teil der Buchse kürzer sein kann als bei bisherigen Buchsen, weil die Buchse als Stützzylinder zufolge ihres im Vergleich zur Antriebswelle größeren Durchmessers gleiche Flächenpressungskräfte auf einer kleineren Länge aufnehmen kann.

In weiterer erfindungsgemäßer Ausgestaltung wird vorgeschlagen, daß das in die Klappenscheibennabe hineinragende Ende der Antriebswelle und die umfassende Ausnehmung der Nabe der Klappe eckig ausgebildet sind. Somit erfolgt die Übertragung des Drehmomentes der Antriebswelle auf die Klappenscheibe durch eine Steckkupplung. Diese kann Zweikant oder Vierkant sein. Es kann aber auch eine Übertragung durch eine Nut oder durch einen stirnseitigen Exzenter erfolgen. Dadurch läßt sich ein aufwendiges Verbohren der Antriebswelle mit der Klappenscheibe vermeiden.

In weiterer erfindungsgemäßer Ausgestaltung wird vorgeschlagen, daß das in die Nabe der Klappenscheibe hineinragende Ende der Welle durch eine ruhende Dichtung abgedichtet ist. Durch diese Lösung wird erreicht, daß das Medium, beispielsweise bei einer Absperrklappe mit gummiertem Gehäuse und gummierter Klappenscheibe betrachtet, keinen Zutritt zum Wellenstummelende der

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Antriebswelle hat, weil der elastische Dichtring zwischen Klappenscheibennabe und hereinragendem Stützzylinder die Abdichtung übernimmt. In weiterer erfindungsgemäßer Ausgestaltung wird in Verbindung mit einer ganzseitigen Gummibeschichtung der Klappenscheibe vorgeschlagen, daß die Ausnehmung in der Nabe der Klappenscheibe mit einer Gummibesohichtung versehen ist, die Ausnehmung in der Nabe stufenförmig abgesetzt ist und an dem Übergang der Stufe größeren Durchmessers zur Stufe kleineren Durchmessers eine an der Beschichtung der Ausnehmung der Nabe angeordnete Ringdichtung vorhanden ist.

Die erfindungsgemäße Lösung gestattet wegen der fehlenden mechanischen Beanspruchung des im Stützzylinders liegenden Wellenteiles, die Welle mit einer dauerhaften korrosionsbeständigen Beschichtung zu versehen.

Ein weiterer sehr erheblicher Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung wird deutlich, sofern das Anwendungsbeispiel einer sogenannten Futterklappe oder das einer weich gummierten Absperrklappe betrachtet wird. Bei dem erfindungsgemäßen Vorschlag, daß die Gummiauskleidung des Gehäuses am Außenumfang des Stützzylinders anliegt, ergeben sich keine Abdichtungsprobleme. Dem Medium ist somit wirksam der Weg aus dem Klappengehäuse versperrt.

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Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Rückschlagklappe in Oberansicht, teilweise

im Schnitt,
Fig. 2 eine Absperrklappe mit Schubkurbelgetriebe in

Oberansicht, teilweise im Schnitt, Fig. 3 den Antrieb der Klappenscheibe nach Fig. 2 in

dort gegenüber größerer Darstellung, Fig. 4 die Lagerung der Klappenscheibe am Stützzylinder

ohne Antrieb,
Fig. 5 einen Teilausschnitt einer Ringabsperrklappe in ganz gummierter Ausführung.

Naoh Fig. 1 mit der Darstellung einer Rückschlagklappe ist in dem Gehäuse IO mit beidseitigen Flanschen 11 die Klappenscheibe 12 vorhanden, die mit in radialer Richt ung sich erstreckenden koaxialen Naben 13 und 13a versehen ist. Die Nabe 13 ist mit einer Bohrung 14 versehen, und einer sich daran nach innen anschließenden Durchbrechung 15« Auf diese Ausbildung wird später noch im Hinblick auf Fig. 3 eingegangen. Die Nabe 13a 1st mit einer Saokbohrung, d.h. einer nicht durchgehenden Bohrung 16 versehen, auf die später noch in der Besehreibung zu Fig. 4 eingegangen wird. Am Umfangsrand der Klappe 12 ist eine bekannte Ringdichtung 17 vorhanden .

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Im Gehäusestutzen 10a ist ortsfest die Buchse 18 gelagert. Weiterhin ist vorhanden eine Antriebswelle 19, die über einen Kegelstift 20 mit der Nabe 12 der Klappenscheibe 12 kraftschlüssig verbunden ist. An dem nach außen vorstehenden Ende der Welle 19 ist - in strichpunkttxerter Linie dargestellt - ein Hebel 21 mit einem Gewicht 22 vorhanden.

Nachdem der grundsätzliche Aufbau beschrieben ist, sei zu Fig. 2 erwähnt, daß es sich dort um eine Absperrklappe handelt, die mit einem Schubkurbelgetriebe 23 mit Handrad 24 versehen ist, damit die davon ausgetriebene Antriebswelle 19» die mit der Nabe 13 der Klappenscheibe 12 über eine Steckkupplung 25 kraftschlüssig verbunden ist, eine an sich bekannte Drehung der Klappenscheibe 12 um die Längsachse der Antriebswelle 19 bewirkt. Einzelheiten werden in Verbindung mit Fig. j5 beschrieben werden.

Fig. 3 zeigt, daß die Buchse l8 in einer Bohrung 29 des Gehäusestutzens 10a ortsfest gelagert ist, in das Innere des Gehäuses weit hineinragt und in die Bohrung 14 der Nabe 13 der Klappensoheibe 12 eingreift. Die Antriebswelle 19 hat einen Durchmesser, der kleiner ist als der Innendurchmesser der Buchse l8, die als Stützzylinder bezeichnet wird, weil sie ausschließlich

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die Aufgabe hat, die Klappenscheibe 12 zu stützen und zu lagern. Das in das Gehäuseinnere hineinrangende Ende 19a der Antriebswelle I9 ist als Steckkupplung ausgebildet und hat einen eckigen querschnitt, so beispielsweise als Zweikant, Dreikant oder Vierkant. Entsprechend ist auch die Ausnehmung 15 in der Nabe ausgebildet, so daß über diese Steckverbindung und die Drehung der Welle 19 eine Drehung der Klappenscheibe 12 erfolgt. Zwischen dem Außenumfang der Antriebswelle 19 und dem Innendurchmesser des Stutzzylinders l8 ist ein ausreichend bemessener Ringspalt vorhanden, so daß keine Reibung zwischen Welle und Stützzylinder stattfindet. Durch diese Maßnahme ist es möglich, daß die Welle I9 in ihrem mittigen Bereich unbearbeitet bleiben kann. Das nach Fig. Z> nach außen vorstehende Wellenende 19b mit einer an sich bekannten Bearbeitung versehen, um über das vorerwähnte Schubkurbelgetriebe die Welle drehen zu können. Es kann aber auch ein Antrieb über Hebel erfolgen.

Fig. 4 zeigt die Lösung ohne Antrieb der Klappenscheibe 12, so beispielsweise entsprechend dem in Fig. 2 dargestellten linken Teil der Lagerung der Klappenscheibe 12 an dem Stutzzylinder l8.

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Der Stutzzylinder l8 ist über eine Ringdichtung 23 mit dem Gehäusestutzen 10a abgedichtet. Eine weitere Dichtung 24 stützt die Welle 19 gegen den Stützzylinder 18 ab. Diese Dichtung 24 ist, da sie weit außen liegt, leicht zugänglich und somit leicht kontrollierbar und ein- und ausbaubar.

Nach Fig. 4 ist der Stützzylinder 18 an seinem in die Nabe 13 der Klappenscheibe 12 hineinragenden Bereich durch eine Bodenfläche l8a geschlossen. Der Stützzylinder 18 kann in diesem Falle auch als Vollzylinder ausgebildet sein.

Fig. 5 zeigt eine Ringabsperrklappe ganz gummierter Ausbildung. So ist der Ring 10 an seinen beiden Seitenflächen 25 und 26 und seiner Innenfläche 27 mit einer korrosionsbeständigen Auflage 28 versehen. Die Auflage 28, beispielsweise aus Gummi, die im Bereich des Stutzzylinders 18 verdickt ist, dichtet den Stützzylinder 18 gegen die Bohrung 29 des Gehäuses 10, in die der Stützzylinder 13 eingesetzt ist, ab, so daß die in Fig. 3 beschriebene, auch in Fig. 4 vorhandene Ringdichtung 23 entfallen kann.

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Nach Pig. 5 ist die Klappenscheibe 12 beidseitig mit einer Gummiauflage 30 versehen, und zwar auch im Bereich der Bohrung oder dergleichen Ausnehmung 15 in der Nabe 13· Die dortige Gummibeschichtung ist mit 30a und 30b bezeichnet. Neben der Bohrung 14 ist, wie zu Fig. 1 beschrieben, auch die Bohrung 15 mit kleinerem Durchmesser vorhanden. Diese ist nicht mit einer Gummibeschichtung versehen, weil in dieser das vordere Ende des im Durchmesser verjüngten Teils 19a der Welle vorhanden ist. Auch der Außenumfang der Welle ist im Bereich seiner Bereiche 19 und 19a mit einer Gummibeschichtung 3I versehen. Im 3ereich der Stufe ist in der Ebene der Beschichtung 3Od eine Ringdichtung 32 vorhanden. Die in Fig. 5 beschriebene Ausbildung und Gummibeschichtung gewährleistet einen absoluten Schutz dagegen, daß korrosive Medien aus dem Gehäuse 10 nach außen hervortreten können.

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Claims

Patentansprüche :

\Λ·) Absperr- oder Rückschlagklappe, deren Klappenscheibe an zwei außerhalb oder innerhalb der Dichtebene liegende, in dem Gehäusestutzen befestigten Buchsen schwenkbar gelagert ist, wobei die Klappenscheibe entweder einen elastischen Dichtring trägt, der sich in der Schließstellung gegen den Sitz des Gehäuses legt, oder wobei das Gehäuse und damit auch der Sitz des Gehäuses mit einer elastischen Auskleidung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchsen (18) der Sützzylinder ortsfest im Gehäusestutzen (10) verankert in das Gehäuseinnere hineinragen und die Naben (12) der Klappenscheibe (12) die zugeordneten StUtz-zylinder (18) gleitdichtend umgreifen.
2. Absperr- oder Rückschlagklappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützzylinder (18) einseitig im Bereich der Klappenscheibennabe (13) verschlossen ist.
3· Absperr- oder Rückschlagklappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützzylinder (18) im Bereich der Klappenscheibennabe (13) offen ist.

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4. Absperrklappe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Stützzylinders (18) die Antriebswelle (19) vorhanden ist.
5. Absperrklappe nach den Ansprüchen 1, 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Stützzylinder (18) und Antriebswelle (19) ein Ringraum vorhanden ist.
6. Absperrklappe nach den Ansprüchen 4 und 5> dadurch gekennzeichnet, daß das in die Klappenscheibennabe (13) hineinragende Ende (19a) der Antriebswelle (19) und die umfassende Ausnehmung (15) der Nabe (13) der Klappe (12) eckig ausgebildet ist.
7. Absperrklappe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich net, daß das in die Nabe (13) der Klappenscheibe (12) hineinragende Ende (19) der Welle durch eine ruhende Dichtung (23) abgedichtet ist.

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8. Absperrklappe nach Anspruch 7 in Verbindung mit einer ganzseitigen Gummibeschichtung der Klappenscheibe, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (14) in der Nabe (13) der Klappe (12) mit einer Gummibeschichtung (30a) versehen ist, die Ausnehmung (15) in der Nabe stufenförmig abgesetzt ist und an dem Übergang der Stufe größeren Durchmessers zur Stufe kleineren Durchmessers eine an der Beschichtung (30b) der Ausnehmung (14) der Nabe (13) angeordnete Ringdichtung (32) vorhanden ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das in die Nabe (13) der Klappe (12) hineinragende Ende (19a) der Welle (19) im Durchmesser stufenförmig verjüngt ist, die Welle (19) mit Gummi ummantelt ist und an der Stufe der Verjüngung (19a) die Ringdichtung (32) anliegt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummiauskleidung (28) des Gehäuses am Außenumfang des Stützzylinders (18) anliegt.

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