DE3128133A1 - "verschlussklappe fuer luftleitungen" - Google Patents

"verschlussklappe fuer luftleitungen"

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Description

'Verschlußklappe für Luftleitungen"
Die Erfindung betrifft eine Verschlußklappe für Luftleitungen, insbesondere größeren Durchmessers, die an einer durch die Leitungswandung geführten, an der Leitungswandung in Lagern gehaltenen Welle sitzt, an der ein Stelltrieb angreift.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verschlußklappe der vorbezeichneten Art zu schaffen, die bis hinauf zu großen Leitungsdurchmessern dicht schließt und funktionssicher arbeitet, aber auch einfach gebaut und leicht zu montieren ist.
Gemäß der Erfindung ist eine am Rand der Verschlußklappe überstehende elastische Scheibe vorgesehen, die in Schlicßslellung der Verschlußklappe mindestens annähernd bis zu flächiger Anlage an der Leitungswandung umgebogen ist.
Die angegebene Umbiegung erfüllt mit verschiedenen Wirkungen den genannten Zweck:
Sie stellt praktisch die größtmögliche Umbiegung dar, nämlich aus der Senkrechten zur Leitungsachse um 90° in eine Parallele zur Leitungsachsc, und dem entspricht eine gioichffälls vcrhiillnismüHip, ptroiW Lunge
-U-
der so gebildeten Dichtlippc, die darüber hinaus noch um die Länge des an der Leitung swan dung anliegenden Abschnitts vergrößert wird. Damit werden auch größere unregelmäßigkeiten des Leitungs quer Schnitts, d.h. Abweichungen desLeitungsumfangs von der Kreisform oder der sonst vorgesehenen Form, sicher überbrückt. Das ist umso wichtiger, je größer der Leitungsquerschnitt wird.
Zugleich beschränkt die Umbiegung die Anlagekraft der Dichtlippe an der Leitungswandung auf die Biegespannung und schließt die sehr viel größeren Stauchkräfte aus, die bei geringerer oder keiner Umbiegung entstehen. Die Biegespannung, andererseits, genügt. Auch das ist für größere Rohrdurchmesser besonders wichtig, wo zusätzlich zu der größeren Länge des zu dichtenden Leitungs- und Klappenumfangs die zwischen diesem und der Klappenwelle wirksamen Hebelarme größer werden.
Dies hat eine im gleichen Sinne noch sehr viel weitergehende Auswirkung beim Öffnen der Klappe, da sich hier die Stauchkräfte noch einmal vervielfachen würden.
Abgesehen davon wird das Entstehen größerer Stauchkräfte beim Öffnen dadurch verhindert, daß infolge der Umbiegung bis in eine Achs— parallele die Kraft, die die Reibung zu überwinden hat, weitgehend oder ganz in der Bewegungsrichtung parallel zur Leitungswandung herangeführt wird und angreift und damit kaum eine Kraftkomponente senkrecht zur Leitungswandung entstehen läßt, die die Reibung vergrößeren würde.
Schließlich ist darüber hinaus der Reibungskoeffizient bei flächiger Anlage geringer als bei der Anlage einer Kante.
Die elastische Scheibe, die beispielsweise aus Silikongummi, Neopren o.a. besteht, zieht sich vorzugsweise über die gesamte Klappenfläche und ist höchstens stellenweise für Befestigungsmittel unterbrochen.
Damit werden andere mögliche Leckstellen, wie sie etwa um den Innenumfang einer ringförmigen Dichtscheibe herumführen könnten, von vorne herein ausgeschlossen.
Zweckmäßigerweise sitzt die elastische Scheibe zwischen zwei Blechscheiben, aus denen die Verschlußklappe im übrigen, d.h. die eigent-
*»Λ OO Ö βη « * β
- 5 -liehe Verschlußklappe, besteht.
Als eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Verschlußklappe mit der elastischen Scheibe zentrisch im Leitungsquerschnitt gehalten ist und damit ringsherum gleiche Biegungs- und Anlagcvcrhältnisse der elastischen Scheibe nn der Leitungswandung sichergestellt sind mittels mindestens eines Kugellagers, das zwischen der Welle und einer außen auf der Leitungswandung sitzenden Buchse in der Weise gebildet ist, daß die Kugeln zwischen einem ringförmigen Absatz an der Innenseite der Buchse und einem in der Buchse sitzenden, vorzugsweise eingeschraubten, Widerlagerring geführt sind und in eine am Umfang der Welle ausgenommene ringförmige Nut greifen.
Diese Konstruktion stellt ein äußerst einfaches, insbesondere für den vorliegenden Zweck geeignetes Radial-Axial-Lager dar, in dem die axiale Lagerung zweiseitig ist.
Besonders vorteilhaft ist die weitere Ausgestaltung des Kugellagers, daß der genannte ringförmige Absatz eine Neigung, vom Umfang und vom äußeren Ende der Buchse her nach innen, und|oder der Widerlagerring eine Widerlagerfläche mit radialer Neigung, vom Umfang und vom inneren Ende der Buchse her nach innen, aufweist bzw. aufweisen.
Abgesehen davon, daß die Schräge der radial-axialen Lagerungsfunktion entspricht, ermöglicht diese Gestaltung eine äußerst einfache Montage: Man läßt die Kugeln bloß zwischen der Welle und dem oberhalb des Absatzes erweiterten Umfang der Buchse einfallen und schraubt dann den Widerlagerring ein; spätestens dann, wenn der Widerlagerring beim Einschrauben auf die Kugeln trifft, werden sie durch die Schrägneigung radial einwärts gedrückt in die Nut und zentrieren diese radial wie axial auf sich.
Besonders einfach, kostensparend in der Herstellung und arbeitssparend in der Montage, ist das Kugellager in der weiteren Ausgestaltung, daß die genannte Buchse aus einer die Leitungswandung durchsetzenden, mit einem Bund innen an der Leitungswandung anliegenden Innenbuchse und einer auf dieser von außen gegen die Leitungswandung geschraubten
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Außenbuchse besteht, wobei das äußere Ende der Innenbuchse den genannten Absatz bildet und der Widerlagerring in die Außenbuchse geschraubt und vorzugsweise durch eine Kontermutter gesichert ist, die auf dem, aus der Außenbuchse herausragenden, Ende des Widerlagerrings gegen das Ende der Außenbuchse geschraubt ist.
Schließlich wird vorgeschlagen, die die Leitungswandung zwischen sich einschließenden Klemmflächen des genannten Bundes und der Außenbuchse annähernd konisch zu gestalten und die Stirnfläche der Innenbuchse einschließlich des Bundes mit der Innenfläche der Leitungswandung fluchten zu lassen. Die innere Oberfläche der Leitungswandung reicht dann praktisch ohne Unstetigkeit bis unmittelbar an den Durchtritt der Welle heran, so daß die Anlage der elastischen Scheibe an der Leitungswandung auch hier nicht gestört ist. Darüber findet sich unten näheres.
Ein außerordentlicher Vorteil, insbesondere bei großen Leitungsquerschnitten, liegt schließlich darin, die Welle an beiden Seiten in Kugellagern der genannten Art zu lagern.
Damit können, da die Kugellager als Axiallager beidseitig wirken, Zug- und Druckkräfte von der Leitungswandung her in der Welle aufgenommen und gehalten werden; der in die Welle fallende Leitungsdurchmesser wird selbst gegen starke Kraftangriffe immer auf der vorgesehenen Größe gehalten. Dies verfestigt über diesen Durchmesser hinaus den gesamten Leitungsquerschnitt an der Klappe um ein Vielfaches: Die Biegelänge wird halbiert, und es entstehen statisch zwei auf der Welle abgestützte Bögen. Das ist besonders wichtig für Druckstöße und den Fall von Unterdruck in der Luftleitung. Durch solche Einwirkungen können Leitungen größeren Durchmessers - hier stehen Durchmesser eiuch über der höchsten Normgröße von 65 cm in Betracht an etwas unrunden Stellen durchaus eingedrückt werden.
Für die elastische Scheibe sei endlich noch vorgeschlagen, ihre Anlage an der Leitungswandung in Abstand neben dem Durchtritt der Welle durch die Leitungswandung bzw. durch die hier die Leitungswandung bildende Buchse vorbeizuführen und hierfür die Verschluß-
klappe in einem kleinen Abstand von der Drehachse an der Welle anzubringen. Es wurde bisher immer übersehen, daß eine auf der Wellenachse sitzende Verschlußklappe durch den Ringspalt des genannten Wellendurchtritts und des Lagers hindurch von einem kleinen Luftstrom umgangen werden kann.
Zusätzlich zu ihrer Funktion als Verschlußklappe kann die Klappe als Reglerklappe dienen.
Die Zeichnung gibt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wieder.
Fig. 1 zeigt, etwas vereinfacht, einen Schnitt durch eine Verschlußklappe einer Luftleitung, axial zur Luftleitung und rechtwinklig zur Klappenwelle;
Fig. 2 zeigt einen Schnitt nach Linie 11-11 in Fig. 1;
Fig. 3 zeigt den in Fig. 2 eingerahmten Ausschnitt II in größerem Maßstab.
In einer Luftleitung 1 sitzt an einer mittig im Leitungsquerschnitt angeordneten Welle 2 eine Klappe 3. Die Luftleitung kann an der Klappe aus einem besonderen Gehäuse bestehen. Die Klappe kann aber auch in einen normalen Leitungsquerschnitt eingesetzt werden. Der Leitungsquerschnitt ist kreisförmig, doch ist eine Anpassung der Klappe auch an andere, wie rechteckige, Querschnitte möglich.
Die Welle 2 ist in zwei auf der Außenseite de Luftleitung 1 sitzenden Kugellagern 4 von folgendem, aus Fig. 3 ersichtlichen Aufbau gelagert :
Eine mit einem kegelstumpfförmigen Bund 5 durch eine Bohrung hindurch unter die Leitungswandung greifende Innenbuchse 6 ist mit einem Außengewinde versehen und mit einer aus einer Mutter bestehenden Außenbuchse 7 verschraubt, die mit einer Gegenfläche 8 zu dem Bund 5 den Rand 9 der Leitungsv/andung an der Bohrung beim Anschrauben über dem Bund 5 aufgewölbt hat und im montierten Zustand satt an dem Bund 5 und der Gegenfläche 8 anliegend eingeklemmt hält. Die untere Stirnseite 10 der Innenbuchse fügt sich im wesentlichen lücken- und stufenlos an der Innenseite der Leitungs-
wandung ein.
Die Außenbuchse 7 überragt oben die Innenbuchse 6, so daß deren, leicht nach innen geneigte, obere Stirnseite darin einen Absatz IX bildet. In den oberen, überstehenden Teil der Außenbuchse 12 ist ein an' seiner Unterseite mit einer schrägen Widerlagerfläche 12 versehener Ring 13 geschraubt. Dieser überragt die Außenbuchse 7 und ist durch eine hier aufgeschraubte Kontermutter 14 gesichert.
Die die Teile 5 bis 14 durchsetzende Welle 2 weist zwischen dem Absatz 11 und der Widerlagerfläche 12 eine Nut 15 auf. Teils in dieser und teils in dem Ringraum zwischen dem Absatz 11 und der Widerlagerfläche 12 und damit beide axial zueinander fixierend findet sich eine Reihe von Kugeln 16. Die Kugeln 16 sind vor dem Einschrauben des Ringes 13 eingebracht worden.
Schließlich ist ein O-Ring 17 in dem Ring 13 zu nennen.
Das eine Ende der Welle ragt über das Kugellager 4 hinaus und ist mit einem beliebigen Stelltrieb verbunden, wovon in der Zeichnung nur ein Hebel 18 dargestellt ist.
Die Klappe 3 ist an der Welle 2 nach deren Montage mittig justiert und festgeklemmt worden mittels auf der Welle 2 verschiebbarer Reiter 19, die die Klappe 3 mit kurzen Gewindebolzen 20 durchsetzen und mittels auf der anderen Seite der Klappe auf dieser aufgeschraubter Muttern 21.
Die Klappe besteht im einzelnen aus zwei Blechscheiben 22 und einer zwischen diesen eingeklemmten elastischen Scheibe/ z.B. aus Silikongummi. Die elastische Scheibe 23 ragt ringsherum zwischen den Blech— scheiben 22 heraus zur Bildung einer Dichtlippe, die in der Schließstellung der Klappe lückenlos am Innenumfang der Leitungswandung anliegt. Der Rand der ^lochscheiben 22 hat vom Innenumfang der Leitungswandung einen solchen Abstand und die Dichtlipppe hat eine solche radiale Länge, daß die Dichtlippe vom Rand der Blechscheiben 22 aus zunächst in einem ausgeprägten Bogen 25 verläuft und dann mit einem Abschnitt 26 flächig an der Leitungswandung anliegt.
Lediglich im Bereich der Welle 2, wo die Umbiegung der Dichtlippe 24
* O QOU
von der einen Seite auf die andere Seite der Klappe 3 wechselt, v/ird die Dichtlippe 2Λ schmaler, und zwar bis auf wenig mehr als den freien Absland /.wischen dem Rund der Hlechscheibon 22 und der !.H-tungswandung 1 an der schmälsten Stelie. Das ist in Fig. 2 bei zu erkennen, in Fig. 3 jedoch nicht dargestellt= Stauchungen der Dichtlippe an dieser Stelle wirken sich jedoch auf die Arbeitsfähigkeit der Klappe nicht aus, da die dabei erzeugten Gegenkräfte nur mit einem minimalen Hebelarm wirksam werden.
Die Bedeutung und die Auswirkung der neuen Maßnahmen sind oben bereits ausführlich erläutert worden.
Leerseite

Claims (9)

β OO Ot O β O I) OO O DR.-ING.W. BERNHARDT 6600 SAARBRÜCKEN. Kobenhüttemreg 43 PATENTANWALT ' ' ' "°N (Οί)"Π 65000 Patentansprüche:
1.) Verschlußklappe für Luftleitungen, insbesondere größeren Durchmessers, die an einer durch die Leitungswandung (1) geführten, an der Leitungswandung in Lagern (4) gehaltenen Welle sitzt, an der ein Stelltrieb (18) angreift, gekennzeichnet durch eine am Rand der Verschlußklappe (3) überstehende elastische Scheibe (23,24), die in Schließstellung der Verschlußklappe (3) mindestens annähernd bis zu flächiger Anlage an der Leitungswandung (1) umgebogen ist.
2. Verschlußklappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die elastische Scheibe (23,24) über die gesamte Klappenfläche zieht und höchstens stellenweise für Befestigungsmittel (20) unterbrochen ist.
3. Verschlußklappe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Scheibe (23,24) zwischen zwei Blechscheiben (22) sitzt, aus denen die Verschlußklappe (3) im übrigen besteht.
4. Verschlußklappe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußklappe (3) mit der elastischen Scheibe (23,24) zentrisch im Leitungsquerschnitt gehalten ist mittels mindestens eines Kugellagers (4), das zwischen der Welle (2) und einer außen auf der Leitungsvandung (1) sitzenden Buchse (6,7) in der Weise gebildet ist, daß die Kugeln (16) zwischen einem ringförmigen Absatz (11) an der Innenseite der Buchse (6,7) und einem in der Buchse sitzenden, vorzugsweise eingeschraubten, Widerlagerring (12,13) geführt sind und in eine am Umfang der Welle (2) ausgenommene ringförmige Nut (15) greifen.
5. Verschlußklappe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte ringförmige Absatz (11) eine Neigung,vom Umfang und vom äußeren Ende der Buchse (6,7) her nach innen, und/oder der Wider-
lagerring (12,13) eine Widerlagerfläche (12) mit radialer Neigung, vom Umfang und vom inneren Ende der Buchse (6,7) her nach innen, aufweist bzw. aufweisen.
6. Verschlußklappe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Buchse (6,7) aus einer die Leitungswandung (1) durchsetzenden, mit einem Bund (5) innen an der Leitungswandung (1,9) anliegenden Innenbuchse (6) und einer auf dieser von außen gegen die Leitungswandung (1,9) geschraubten, längeren Außenbuchse (7) besteht, wobei das äußere Ende der Innenbuchse (6) den genannten Absatz (11) bildet und der Widerlagerring (12,13) in ei ie Außenbuchse geschraubt und vorzugsweise durch eine Kontermuttor (14) gesichert ist, die auf dem, aus der Außenbuchse (7) herausragenden, Ende des Widerlagerrings (13) gegen das Ende der Außenbuchse (7) geschraubt ist.
7· Verschlußklappe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die die Leitungswandung (1,9) zwischen sich einschließenden Klemmflächen des genannten Bundes (5) und der Außenbuchse (7,8) annähernd konisch sind und die Stirnfläche (10) der Innenbuchse (6) einschließlich des Bundes (5) mit der Innenfläche der Leitungswandung (1) etwa fluchtet.
8. Verschlußklappe nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß beide Lager der Welle (2) Kugellager (4) der genannten Art sind.
9. Verschlußklappe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage der elastischen Scheibe (23) an der Leitungswandung in Abstand neben dem Durchtritt der Welle (2) durch die Leitungswandung (1,10) vorbeigeführt ist.
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