CH657203A5

CH657203A5 - Luftleitung mit einer verschlussklappe.

Info

Publication number: CH657203A5
Application number: CH433182A
Authority: CH
Inventors: Emil Siegwart
Original assignee: Emil Siegwart
Priority date: 1981-07-16
Filing date: 1982-07-15
Publication date: 1986-08-15
Also published as: FR2509826B1; AT389379B; DE3128133C2; AT377660B; ATA179977A; ATA254982A; DE3128133A1; FR2509826A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Luftleitung mit einer Verschlussklappe, 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 in einer Luftleitung mit einer Verschlussklappe der eingangs bezeichneten Art eine am Rand der Verschlussklappe überstehende weichelastische Scheibe vorgesehen, die in Schliessstellung 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 Leitungsachse, und dem entspricht eine gleichfalls verhältnismässig grosse Länge der so gebildeten Dichtlippe, die darüber hinaus noch um die Länge des an der Leitungswandung anliegenden Abschnitts vergrössert wird. Damit werden auch grössere Unregelmässigkeiten des Leitungsquerschnitts, d.h. Abweichungen des Leitungsumfangs von der Kreisform oder der sonst vorgesehenen Form, sicher überbrückt. Das ist um so 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 Klappenum-fangs 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 Achsparallele 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 vergrössern würde.

Schliesslich ist darüber hinaus der Reibungskoeffizient bei flächiger Anlage geringer als bei der Anlage einer Kante.

Die weichelastische Scheibe, die beispielsweise aus Silikongummi, Neopren o.ä. 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 weichelastische Scheibe zwischen zwei Blechscheiben, aus denen die Verschlussklappe im übrigen, d.h. die eigentliche Verschlussklappe, besteht.

Als eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Verschlussklappe mit der weichelastischen Scheibe in einer Symmetrieachse des Leitungsquerschnittes gehalten ist und damit ringsherum gleiche Biegungs- und Anlageverhältnisse der elastischen Scheibe an der Leitungswandung sichergestellt sind mittels mindestens eines Kugellagers, das zwischen der Welle und

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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 dem Inneren der Buchse, und/oder der Widerlagerring eine Widerlagerfläche mit einer Neigung, vom Umfang und vom inneren Ende der Buchse her nach dem Inneren der Buchse, 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 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 ihren beiden Enden 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 abgestütze 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 auch über der höchsten Normgrösse von 65 cm in Betracht - an etwas unrunden Stellen durchaus eingedrückt werden.

Für die weichelastische Scheibe sei endlich noch vorgeschlagen, dass ihre Anlagefläche an der Leitungswandung in Abstand neben dem Durchtritt der Welle durch die Leitungswandung bzw. durch die hier die Leitungswandung bildende Buchse verläuft und hierfür die Verschlussklappe in einem kleinen Abstand von der Drehachse an der Welle angebracht ist. Es wurde bisher immer übersehen, dass eine auf der Wel-s lenachse 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.

10 Die Zeichnung gibt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wieder.

Fig. 1 zeigt, etwas vereinfacht, einen Schnitt durch eine Luftleitung mit einer Verschlussklappe, axial zur Luftleitung 15 und rechtwinklig zur Klappen welle;

Fig. 2 zeigt einen Schnitt nach Linie II-II in Fig. 1 ;

Fig. 3 zeigt den in Fig. 2 eingerahmten Ausschnitt II in grösserem Massstab.

20 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 25 ist kreisförmig, doch ist eine Anpassung der Klappe auch an andere, wie rechteckige, Querschnitte möglich.

Die Welle 2 ist in zwei auf der Aussenseite der Luftleitung 1 sitzenden Kugellagern 4 von folgendem, aus Fig. 3 ersichtlichen Aufbau gelagert:

30 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 3s Rand 9 der Leitungswandung 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 io an der Innenseite der Leitungswandung ein.

Die Aussenbuchse 7 überragt oben die Innenbuchse 6, so dass deren, leicht nach innen geneigte, obere Stirnseite darin einen Absatz 11 bildet. In den oberen, überstehenden Teil der Aussenbuchse 12 ist ein an seiner Unterseite mit einer 45 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. so 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.

ss 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 so 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 65 22 und einer zwischen diesen eingeklemmten weichelastischen Scheibe 23, z.B. aus Silikongummi. Die weichelastische Scheibe 23 ragt ringsherum zwischen den Blechscheiben 22 heraus zur Bildung einer Dichtlippe, die in der Schliessstel-

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lung der Klappe lückenlos am Innenumfang der Leitungswandung anliegt. Der Rand der Blechscheiben 22 hat vom Innenumfang der Leitungswandung einen solchen Abstand und die Dichtlippe 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 von der einen Seite auf die andere Seite der Klappe 3 wechselt, wird die Dichtlippe 24 schmaler, und zwar bis auf wenig mehr als den freien Abstand zwischen dem Rand der Blechscheiben 22 und der Leitungswandung 1 an der schmälsten Stelle. Das ist in Fig. 1 bei 27 zu erkennen, in Fig. 3 jedoch nicht dargestellt. Stauchungen der Dichtlippe s 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 Mass-lo nahmen sind oben bereits ausführlich erläutert worden.

1 Blatt Zeichnungen

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PATENTANSPRÜCHE

1. Luftleitung mit einer Verschlussklappe, 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 weichelastische Scheibe (23,24), die in Schliessstellung der Verschlussklappe (3) mindestens annähernd bis zu flächiger Anlage an der Leitungswandung (1) umgebogen ist.
2. Luftleitung mit einer Verschlussklappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die weichelastische Scheibe (23,24) über die gesamte Klappenfläche zieht und höchstens stellenweise für Befestigungsmittel (20) unterbrochen ist.
3. Luftleitung mit einer Verschlussklappe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die weichelastische Scheibe (23,24) zwischen zwei Blechscheiben (22) sitzt, aus denen die Verschlussklappe (3) im übrigen besteht.
4. Luftleitung mit einer Verschlussklappe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussklappe (3) mit der weichelastischen Scheibe (23,24) in einer Symmetrieachse des Leitungsquerschnittes gehalten ist mittels mindestens eines Kugellagers (4), das zwischen der Welle (2) und einer aussen auf der Leitungswandung (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. Luftleitung mit einer 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 dem Inneren der Buchse, und/oder der Widerlagerring (12,13) eine Widerlagerfläche ( 12) mit einer Neigung, vom Umfang und vom inneren Ende der Buchse (6,7) her nach dem Inneren der Buchse, aufweist bzw. aufweisen.
6. Luftleitung mit einer Verschlussklappe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Buchse (6,7) aus einer die Leitungs wandung (1) durchsetzenden, mit einem Bund (5) innen an der Leitungs wandung (1) anliegenden Innenbuchse (6) und einer auf dieser von aussen gegen die Leitungswandung (1) geschraubten, längeren Aus-senbuchse (7) besteht, wobei das äussere Ende der Innenbuchse (6) den genannten Absatz (11) bildet und der Widerlagerring (12,13) in die Aussenbuchse geschraubt und vorzugsweise durch eine Kontermutter (14) gesichert ist, die auf dem, aus der Aussenbuchse (7) herausragenden, Ende des Widerlagerrings (13) gegen das Ende der Aussenbuchse (7) geschraubt ist.
7. Luftleitung mit einer Verschlussklappe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die die Leitungswandung ( 1 ) zwischen sich einschliessenden Klemmflächen (8) des genannten Bundes (5) und der Aussenbuchse (7) annähernd konisch sind und die Stirnfläche (10) der Innenbuchse (6) einschliesslich des Bundes (5) mit einer Innenfläche der Leitungswandung (1) etwa fluchtet.
8. Luftleitung mit einer Verschlussklappe nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (2) an ihren beiden Enden Kugellager (4) der genannten Art aufweist.
9. Luftleitung mit einer Verschlussklappe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagefläche der weichelastischen Scheibe (23) an der Leitungswandung in Abstand neben dem Durchtritt der Welle (2) durch die Leitungswandung(l) verläuft.