DE4237497C1 - Absperrklappe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Absperrklappe mit einem Gehäuse, das eine durchgehende Bohrung und einen quer zur Bohrung schwenkbaren Absperrteller aufweist, der exzenterbetätigt geradlinig und senk­ recht zu einem in der Gehäusebohrung angeordneten Tellersitz in einen kraft­ schlüssigen, dichtenden Eingriff bringbar ist, wobei dem Absperrtel­ ler lediglich eine mit mindestens einem Exzenter versehene Welle zugeordnet ist, die mit einer relativ zum Gehäuse bzw. zum Absperr­ teller fest angeordneten, die Schwenk- und die Linearbewegung des Absperrtellers festlegenden Führung zusammenwirkt.

Eine Absperrklappe dieser Art ist durch die DE-PS 10 72 035 bekannt­ geworden. Sie werden vermehrt für den Einsatz in höheren Druck- und Temperaturbereichen, insbesondere in Industriearmaturen, verwendet, die den Einbau von Elastomerdichtungen nicht mehr erlauben, sondern Metalldichtungen erfordern. Damit sich mit den metallischen Dichtun­ gen eine hohe Dichtqualität erreichen läßt, wird ein kegeliger Sitz zwischen der Klappenscheibe und dem Klappensitz angestrebt. Bei der bekannten Absperrklappe wird das Schließen von Rohrleitungen durch Anlegen des Klappenkörpers bzw. Absperrtellers in den Klappensitz über eine Kombination von Schwenk- und Translationsbewegung des Klappenkörpers erreicht. Der Absperrteller wird zunächst aus seiner Öffnungsstellung in eine die Schließstellung vorbereitende Position bewegt, in der er parallel und mit axialem Abstand zu dem Sitz im Gehäuse ausgerichtet ist. Aus dieser Position heraus wird der Absperrteller durch eine sich anschließende translatorische Bewegung geradlinig und senkrecht zum Tellersitz verschoben, wodurch der Absperrteller je nach Bewegungsrichtung entweder auf den Tellersitz gedrückt oder von diesem gelöst und entfernt wird. Aufgrund der Kombination von translatorischer Bewegung und Schwenken ergibt sich ein reibungs- sowie verklemmungs- und verschleißfreies, am gesamten Umfang des Absperrtellers gleichmäßiges Anlegen des Tellersitzes in geschlossener Stellung.

Damit sich der beschriebene Bewegungsablauf erreichen läßt, besitzt das bekannte Klappenventil eine Welle mit mindestens einer Nase oder Ausnehmung, die in eine Ausnehmung in einem zentrisch auf der Klappe angeordneten Tragteil eingreift. Die Ausnehmung weist an der von der Klappe abstrebenden Seite einen zur Welle konformen zentrischen Kreisbogen auf, der zur Klappe hin tangential verlängert ein Lang­ loch bildet und an der Klappenseite in einen exzentrischen Kreisbogen übergeht, dessen Abstand vom gegenüberliegenden zentrischen Kreisbo­ gen der Abhubhöhe der Klappe entspricht. Das Tragteil ist entspre­ chend der Zahl der vorhandenen Nasen oder Ausnehmungen der Welle mit mindestens einer komplementären Ausnehmung oder Nase versehen, die mit den zugeordneten Wellenteilen derart ineinandergreifend und aufeinanderabrollend zusammenwirkt, daß von Beginn der Drehung der Welle ab die Klappe in Strömungsrichtung zunächst abgehoben und anschließend - nach Freigabe der Klappe aus der gehäuseseitig angeordneten Zwangsführung - in Abhubrichtung um 90° gedreht wird.

Das Tragteil greift deshalb mit einem Führungsstift in eine Führungs­ nut einer Führungsplatte ein, die mit einer Hülse am Gehäuse befe­ stigt ist. Beim Drehen der Welle wird das Tragteil der Klappe somit zunächst aus der Führungsnut herausbewegt, und außerhalb der Füh­ rungsnut gleitet danach der Führungsstift auf der Führungskreisbahn, d. h. dem zentrischen Kreisbogen, bis die von dem Exzenter (Daumen­ hebel) der Welle über das Tragteil mitgenommene Klappe um 90° gekippt ist. Um das Abheben und Schwenken der Klappe zu erreichen, ist es somit erforderlich, den Führungsstift aus seiner Zwangs­ führung in der Führungsnut auf die Führungsbahn des Führungsstückes überzuheben, wobei diese Aushebebewegung nicht nur die Kontinuität beim Übergang von der Translations- in die Schwenkbewegung beein­ trächtigt, sondern weiterhin auch störanfällig ist.

Das Einleiten der Schwenkbewegung erfordert zwingend den völligen Austritt des Stiftes aus der Führungsnut.

Eine andere Ausführung einer von einer einen Exzenter tragenden Welle aus ihrem Tellersitz abheb- und verschwenkbaren Klappe eines Klappenventils ist aus der DE-PS 4 21 538 bekannt. Die Klappe wird dort allerdings nicht parallel und zentrisch von der Sitzfläche abgehoben, sondern aufgrund der Anordnung von Welle und Exzenter bzw. Walze zunächst hebelartig von der Sitzfläche abgehoben. Durch das damit erreichte Lüften, bei der sich die Klappe mit einem Kreisbogenabschnitt noch auf dem Tellersitz abstützt, während der übrige Klappenumfang bereits von dem Tellersitz abgehoben ist, so daß die Klappe eine Schräglage einnimmt, bevor das Schwenken ein­ setzt, soll die Klappe druckentlastet und ein leichtes Öffnen begünstigt werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einer Absperr­ klappe der eingangs genannten Art die die Translations- und Schwenk­ bewegung bewirkende Führung betriebssicherer und einfacher zu gestalten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Teller mit einer gabelartigen, eine Wellenbuchse übergreifenden Führung verbunden ist und die Wellenbuchse und die Führung mit korrespondie­ renden parallelen, schlüsselflächenähnlichen Abflachungen versehen sind. Hierbei können die beiden Abflachungen der Wellenbuchse an ihren voneinander entgegengesetzten Enden in diametraler Anordnung je einen Anschlag aufweisen. Um dem Absperrteller die ihn von seinem Sitz abhebende und in eine für die Schwenkbewegung geeignete Posi­ tion bringende translatorische Bewegung aufzuzwingen, bedarf es bei dieser Ausbildung lediglich einer die Wellenbuchse übergreifenden Führung. Vorzugsweise ist die Welle in zwei im Gehäuse angeordneten, jeweils einer Führung zugeordneten, mit ihren Buchsenansätzen einander zugewandten Wellenbuchsen gelagert. Beim Drehen der Welle und damit des Exzenters bewirken hier die korrespondierenden Ab­ flachungen zunächst eine translatorische Bewegung und damit ein geradliniges Abheben des Absperrtellers. Sobald der die Bewegung begrenzende Anschlag erreicht ist, bewirkt das über die Welle und den Exzenter weiterhin auf die Führung eingeleitete Drehmoment ein Schwenken des Absperrtellers in seine Offenstellung.

Nach einem Vorschlag der Erfindung ist jeweils ein Buchsenansatz der Buchsen mit den Abflachungen versehen, und die Anschläge er­ strecken sich bis zum Außendurchmesser der Wellenbuchse.

Es empfiehlt sich, daß Ausrundungen der Gabelstege der Führung dem Außendurchmesser der Buchsenansätze angepaßt sind. Dies begünstigt den Übergang von der geradlinigen Bewegung in die Schwenkbewegung, sobald der Anschlag am Ende der Abflachungen erreicht ist.

Wenn der Absperrteller eine konische Dichtfläche aufweist, dem ein angepaßter Gehäusesitz zugeordnet ist, läßt sich die Dichtqualität der Absperrklappe erhöhen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausfüh­ rungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung näher erläutert ist. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt einer ersten Ausführung einer erfindungsgemäßen Absperrklappe in geschlossener Position des Absperrtellers, schematisch dargestellt;

Fig. 2 die Absperrklappe gemäß Fig. 1 mit aus seinem koni­ schen Dichtsitz geradlinig und senkrecht zum Dicht­ sitz längsverschobenen Absperrteller schematisch dargestellt;

Fig. 3 die Absperrklappe gemäß Fig. 1 mit in seine Öff­ nungsstellung verschwenktem Absperrteller, schema­ tisch dargestellt;

Fig. 4 die Absperrklappe gemäß Fig. 3 schematisch und von vorne gesehen dargestellt;

Fig. 5 als Einzelheit in der Vorderansicht eine Ausfüh­ rungsform einer Führung des Verstellmechanismus der erfindungsgemäßen Absperrklappe, bei der die Führung relativ zur Scheibe fest ist;

Fig. 6a, 6b als Einzelheit in der Draufsicht bzw. in der Vorder­ ansicht eine in Fig. 4 unten angeordnete Wellenbuch­ se, und

Fig. 7a, 7b als Einzelheit in der Draufsicht bzw. in der Vorder­ ansicht eine gemäß Fig. 4 oben im Gehäuse der Ab­ sperrklappe angeordnete Wellenbuchse.

Die in den Figuren gezeigte, insbesondere für den Einsatz in höheren Druck- und Temperaturbereichen oder unter extremen Beanspruchungen einsetzbare Absperrklappe 1 besteht aus einem Gehäuse 2, das mittels nicht dargestellter Flansche, Muffen oder Gewindemuffen an Rohrlei­ tungen innerhalb von flüssigen oder gasförmigen Medien führende Anlagen angeschlossen ist oder bei Hochdruckleitungen auch ange­ schweißt sein kann. In einer zentralen Bohrung 3 des Gehäuses 2 ist ein Verstellmechanismus 4 für einen Absperrteller 5 angeordnet, der sich aus einem mit dem Absperrteller 5 durch eine Schraube 6 und einen Stift verbundenen Halter 7, einer an dem Halter 7 angeflansch­ ten, gabelförmigen Führung 8 sowie einer dieser zugeordneten Wellen­ buchse 9 und einer in der Wellenbuchse 9 gelagerten Welle 11 mit daran über eine Schraube befestigter Exzenterscheibe 12 zusammen­ setzt. Wie sich näher aus Fig. 4 ergibt, ist die Welle 11 außer in der unten im Gehäuse angeordneten unteren Wellenbuchse 9 außerdem noch in einer oben im Gehäuse 2 angeordneten oberen Wellenbuchse 13 gelagert, der ebenfalls eine gabelförmige Führung 8 zugeordnet ist.

Die untere Wellenbuchse 9 weist - wie in den Fig. 6a und 6b darge­ stellt - einen Buchsenansatz 14 auf, der zwei parallele, schlüssel­ flächenähnliche Abflachungen 15 besitzt, die an ihren einander entgegengesetzten Enden in diametraler Anordnung je einen Anschlag 16 aufweisen; diese erstrecken sich bis zum Außendurchmesser 17 der Wellenbuchse 9. Die oben in das Gehäuse 2 eingesetzte Wellenbuchse 13 unterscheidet sich von der unteren Wellenbuchse 9 lediglich durch die demgegenüber versetzte Lage der diametralen Anschläge 16 (vgl. die Fig. 7a, 7b), was in der Einbaulage der Wellenbuchsen 9 bzw. 13 gemäß Fig. 4 eine fluchtende Zuordnung der einander zugewandten Anschläge 16 gewährleistet.

Die im wesentlichen U-förmigen, gabelartigen Führungen 8 sind gemäß Fig. 5 mit einem kürzeren und einem längeren Gabelsteg 18 bzw. 19 versehen; der längere und zudem kräftigere Gabelsteg 18 dient zur Befestigung der Führung 8 an der Scheibe 5. In der Einbaulage (vgl. die Fig. 1 bis 3) übergreifen die Führungen 8 mit ihrem Gabelmaul 21 die Wellenbuchse 9 bzw. 13. Die einander zugewandten Flächen der Gabelstege 18, 19 besitzen ebenfalls Abflachungen 22, die in der Einbaulage mit den Abflachungen 15 der Wellenbuchsen 9, 13 korre­ spondieren. Die Abflachung 22 des kürzeren Gabelsteges 19 geht zum freien Stegende hin in eine Ausrundung 23 über, und in der ihr gegenüberliegenden Fläche des längeren Gabelsteges 18 ist eine komplementäre Ausrundung 23 vorgesehen, der sich dort zum freien Stegende hin allerdings noch eine Fortsetzung der Abflachung 22 anschließt. Der sich aufgrund der beiden Ausrundungen 23 ergebende Kreisdurchmesser 24 entspricht dem Außendurchmesser 25 der Buchsen­ ansätze 14 (vgl. die Fig. 6a, 6b und 7a, 7b).

Aufgrund der Formgebung der Führungen 8 und der Wellenbuchsen 9, 13 stellt sich beim Öffnen der in Fig. 1 in der Schließstellung dargestellten Absperrklappe 1 zunächst eine geradlinige und senk­ recht zum konischen Tellersitz 26 verlaufende Abhebbewegung des Absperrtellers 5 ein, der sich translatorisch aus seinem Sitz in die in Fig. 2 dargestellte, den sich anschließenden Schwenken vorgeschaltete Position bewegt. Der in der Schließstellung (vgl. Fig. 1) noch auf die Mitte des Absperrtellers 5 drückende in der Aufnahme 20 zwischen dem Bügel 28 des Halters 8 und dem Absperrtel­ ler 5 angeordnete Exzenter 12 wirkt nämlich beim Drehen der Welle 11 in Pfeilrichtung 27 auf den Bügel 28 des Halters 7 ein, und aufgrund der Zwangsführung der parallelen Abflachungen 15 der Wellenbuchsen 9, 13 in den korrespondierenden Abflachungen 22 der Gabelstege 18, 19 der Führungen 8 stellt sich die den Absperrteller 5 in die in Fig. 2 dargestellte Position aus seinem Tellersitz 26 abhebende geradlinige Bewegung ein; der Winkel 29 (etwa 11°) der Translation ist in Fig. 2 eingezeichnet.

Aus der Position gemäß Fig. 2 heraus setzt sich dann die Öffnungs­ bewegung des Absperrtellers bis in die in Fig. 3 dargestellte End­ stellung durch Verschwenken des Absperrtellers 5 samt Halter 7 und Führung 8 um den Winkel 31 fort. In der Offenstellung findet das die Absperrklappe 1 durchströmende Medium einen freien Durchfluß in beiden Flußrichtungen 32 (vgl. die Fig. 3 und 4). Das Schließen läuft in umgekehrter Reihenfolge der Bewegungen ab, d. h. aufgrund der Formgebungen der Führungen 8 und der Wellenbuchsen 9, 13 stellt sich zunächst ein Verschwenken und anschließend eine geradlinige Bewegung des Absperrtellers 5 bis in seinen Tellersitz 26 ein.

Bezugszeichenliste
 1 Absperrklappe
 2 Gehäuse
 3 Bohrung
 4 Verstellmechanismus
 5 Absperrteller
 6 Schraube
 7 Halter
 8 Führung
 9 untere Wellenbuchse
10
11 Welle
12 Exzenterscheibe
13 obere Wellenbuchse
14 Buchsenansatz
15 Abflachung
16 Anschlag
17 Außendurchmesser
18 Gabelsteg
19 Gabelsteg
20 Aufnahme
21 Gabelmaul
22 Abflachung
23 Ausrundung
24 Kreisdurchmesser
25 Außendurchmesser
26 Tellersitz
27 Pfeilrichtung
28 Bügel
29 Winkel
30
31 Winkel
32 Flußrichtung

Claims (6)

1. Absperrklappe mit einem Gehäuse, das eine durchlaufende Bohrung und einen quer zur Bohrung um eine Welle schwenkbaren Absperrteller aufweist, der exzenterbetätigt geradlinig und senkrecht zu einem in der Gehäusebohrung angeordneten Tellersitz in einen kraftschlüssigen, dichtenden Eingriff bringbar ist, wobei dem Absperrteller lediglich eine mit mindestens einem Exzenter versehene Welle zugeordnet ist, die mit einer relativ zum Gehäuse bzw. zum Absperrteller fest angeordneten, die Schwenk- und die Linearbewegung des Absperrtellers festlegenden Führung zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß der Absperrteller (5) mit einer gabelartigen, eine Wellenbuchse (9, 13) übergreifenden Führung (8) fest verbunden und die am Gehäuse (2) verdrehsicher angeordnete Wellenbuchse (9, 13) mit zwei zueinander parallelen, schlüsselflächenähnlichen Abflachungen (15) versehen ist, die einen Abstand voneinander aufweisen, der geringfügig kleiner als der Abstand zwischen zwei ebenfalls zueinander parallelen, entsprechenden schlüsselflächenähnlichen Abflachungen (22) der gabelartigen Führung (8) ist, und die gabelartige Führung (8), sobald sie mit ihren Abflachungen (22) die korrespondierenden Abflachungen (15) der Wellenbuchse (9, 13) übergreift, zusammen mit dem Absperrteller (5) translatorisch auf der Wellenbuchse (9, 13) geführt ist.

2. Absperrklappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Abflachungen der Wellenbuchse (9, 13) an ihren voneinander entgegengesetzten Enden in diametraler Anordnung je einen Anschlag (16) aufweisen.

3. Absperrklappe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Buchsenansatz (14) mit den Abflachungen (15) versehen ist und sich die Anschläge (16) bis zum Außendurchmesser (17) der Wellenbuchse (9, 13) erstrecken.

4. Absperrklappe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (11) in zwei im Gehäuse (2) angeordneten, jeweils einer Führung (8) zugeordneten, mit ihren Buchsenansätzen (14) einander zugewandten Wellenbuchsen (9, 13) gelagert ist.

5. Absperrklappe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Ausrundungen (23) der Gabelstege (18, 19) der Führung (8) dem Außendurchmesser (25) der Buchsenansätze (14) angepaßt sind.

6. Absperrklappe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Absperrteller (5) eine konische Dichtfläche aufweist.