DE102015115671B3

DE102015115671B3 - Absperrklappe

Info

Publication number: DE102015115671B3
Application number: DE102015115671.7A
Authority: DE
Inventors: Peter Thiessen; Torsten Rupp; Heribert Herold; Jürgen Heyne
Original assignee: VAG Armaturen GmbH
Current assignee: VAG GmbH
Priority date: 2015-09-17
Filing date: 2015-09-17
Publication date: 2017-01-05
Anticipated expiration: 2035-09-18
Also published as: US20170082206A1; CN106545663A; CN106545663B; TR201612807A2; US10094477B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Absperrklappe mit einer innerhalb eines Gehäuses (2) um eine Drehachse (4) schwenkbar gelagerten Klappenscheibe (3), die verdrehfest mit einer im Gehäuse (2) drehbar gelagerten Antriebswelle (10) verbunden ist. Um eine fertigungstechnisch einfache und dennoch sichere Verbindung zu ermöglichen, ist die Klappenscheibe (3) durch mindestens zwei an gegenüberliegenden Seiten der Antriebwelle (10) angreifende Keilstifte (19) verdrehfest mit der Antriebwelle (10) verbunden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Absperrklappe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Absperrklappen sind weit verbreitete Absperrorgane in der Wasserwirtschaft. Gegenüber Absperrschiebern sind Klappen sehr kompakt und benötigen speziell in Nennweiten größer DN 300 wesentlich weniger Einbauraum. Deshalb werden Rohrleitungssysteme mit Nennweiten ab ca. DN 300 meist mit Absperrklappen ausgerüstet. Derartige Absperrklappen weisen üblicherweise eine innerhalb eines Gehäuses um eine Drehachse schwenkbar gelagerte Klappenscheibe auf, die verdrehfest mit einer im Gehäuse drehbar gelagerten Antriebswelle verbunden ist. Bei den bekannten Klappenscheiben ist die Antriebswelle vielfach über Keilwellenverbindungen oder Polygonverbindungen mit der Klappenscheibe verbunden. Dadurch wird zwar eine sichere Verbindung mit einer guten Kraftübertragung ermöglicht, allerdings ist die Herstellung derartiger Wellen-/Nabenverbindungen aufwändig und mit entsprechenden Kosten verbunden.
Aus der US 2012/0248361 A1 ist eine Absperrklappe bekannt, die eine innerhalb eines Gehäuses um eine Drehachse schwenkbar gelagerte Klappenscheibe mit einem scheibenförmigen Klappenkörper und Naben zur Aufnahme einer im Gehäuse drehbar gelagerten Antriebswelle und eines Lagerbolzens auf der gegenüberliegenden Seite der Antriebswelle enthält. Bei dieser bekannten Absperrklappe sind sowohl die Antriebswelle als auch der Lagerbolzen durch jeweils einen Keilstift verdrehfest mit der Klappenscheibe verbunden.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Absperrklappe der genannten Art zu schaffen, die eine fertigungstechnisch einfache und dennoch sichere Verbindung von Antriebswelle und Klappenscheibe ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch eine Absperrklappe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Bei der erfindungsgemäßen Absperrklappe ist die Klappenscheibe durch mindestens zwei an gegenüberliegenden Seiten der Antriebwelle angreifende Keilstifte verdrehfest mit der Antriebwelle verbunden, wobei an der Klappenscheibe zwei einander gegenüberliegende Keilstifte vorgesehen sind. Durch die Keilstifte wird mit einfachen Mitteln eine leicht zu montierende und dennoch verdrehsichere Verbindung zwischen der Klappenscheibe und der Antriebswelle ermöglicht. Die Verbindung mit Hilfe der Keilstifte ist besonders montagefreundlich, da nicht im zusammengebauten Zustand verbohrt werden muss und die Keilstifte größere Toleranzen zulassen. Über die Keilstifte kann auf einfache Weise eine spielfreie Verbindung erreicht werden, wobei auch eine einfache Nachstellung oder Justierung erfolgen kann.
In einer fertigungstechnisch besonders vorteilhaften Ausführung können die Keilstifte als Zylinderstifte mit einer schrägen Keilfläche zur Anlage an einer entsprechend geneigten Abschrägung der Antriebswelle ausgebildet sein. Solche Keilstifte sind einfach herstellbar und können leicht montiert werden. Über die Keilflächen und die entsprechenden Abschrägungen an der Antriebswelle wird außerdem eine gute Kraftübertragung ermöglicht, wobei die Belastung der Antriebwelle, der Klappenscheibe und der Stifte minimiert werden kann.
In einer zweckmäßigen Ausgestaltung können die Keilstifte in tangential zu einer Aufnahmeöffnung für die Antriebswelle durch eine Nabe eines Klappenkörpers der Klappenscheibe verlaufenden sich mit der Aufnahmeöffnung überschneidenden Bohrungen angeordnet sein.
Die Bohrungen für die Keilstifte können vorzugsweise als Sacklochbohrungen ausgeführt sein und ausgehend von einer Rückseite des Klappenkörpers zur Oberseite der Naben rechtwinklig zur Drehachse der Klappenscheibe verlaufen. Anstelle einer quer zur Klappenscheibe ausgerichteten Anordnung könnten die Bohrungen aber auch in Richtung der Klappenscheibe verlaufen.
An der Klappenscheibe können lediglich zwei einander gegenüberliegende Keilstifte vorgesehen sein. Es können aber auch mehr als zwei Keilstifte verwendet werden. Außerdem könnten die Keilstifte in Richtung der Drehachse auch zueinander versetzt sein.
Die Bohrungen weisen vorzugsweise ein Innengewinde auf, in das ein mit einem entsprechenden Außengewinde versehener Gewindestift oberhalb der Keilstifte eingesetzt ist. Über die Gewindestifte können die Keilstifte eingestellt und axial gesichert werden.
In die Bohrungen können oberhalb der Gewindestifte auch zusätzliche Verschlusstopfen eingesetzt sein. Dadurch kann das Eindringen von Fluid in die Bohrungen und eine dadurch bedingte Korrosion vermieden werden. Die Bohrungen sind zweckmäßigerweise nach oben hin außerdem durch einen mittels Schrauben am Klappenkörper befestigten Haltering abgedeckt. Durch den auch zur Halterung der Dichtung verwendeten Haltering ist die Stiftverbindung vor Korrosion geschützt und nach außen nicht sichtbar. Die Bohrungen für die Keilstifte müssen jedoch nicht zwangsläufig unter dem Haltering angeordnet sein. Bei größeren Nennweiten können die Bohrungen auch gegenüber dem Haltering nach innen versetzt angeordnet sein.
Weitere Besonderheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung. Es zeigen:
1 eine Absperrklappe mit einem Gehäuse und einer Klappenscheibe in einer zum Teil geschnittenen Perspektivansicht;
2 einen Klappenkörper der in 1 gezeigten Klappenscheibe in einer Schnittansicht entlang der Drehachse;
3 eine vergrößerte Detailansicht des Verbindungsbereichs zwischen der Klappenscheibe und einer Antriebswelle und
4 einen Keilstift in einem Längschnitt.
Die in 1 schematisch dargestellte Absperrklappe enthält ein mit einer runden Durchgangsöffnung 1 versehenes Gehäuse 2, in dem eine Klappenscheibe 3 um eine senkrecht zur Mittelachse der Durchgangsöffnung 1 verlaufende Drehachse 4 schwenkbar gelagert ist. Das ringförmige Gehäuse 2 weist einen vorderen und hinteren Anschlussflansch 6 bzw. 7 zum Anschluss einer Rohrleitung auf. Das Gehäuse 2 enthält außerdem zwei gegenüberliegende Lagerflansche 8 und 9, in denen die Klappenscheibe 3 mit Hilfe einer Antriebswelle 10 und einem nicht erkennbaren Lagerbolzen über Lagerbuchsen 11 drehbar gelagert ist.
Die Klappenscheibe 3 ist bei der gezeigten Ausführung in exzentrischer Bauweise mit einem gegenüber der Drehachse 4 versetzten, scheibenförmigen Klappenkörper 12 und zwei gegenüber einer Vorderseite 13 des Klappenkörpers 12 vorstehenden und einander gegenüberliegenden Naben 14 ausgeführt. Die Klappenscheibe 3 umfasst ferner eine ring- oder scheibenförmige Dichtung 15 und einen an einer Rückseite 16 des Klappenkörpers 12 mit Hilfe von Schrauben 17 lösbar befestigten Haltering 18, durch den die Dichtung 15 an dem Klappenkörper 7 befestigt ist. Die Verbindung zwischen dem Klapperkörper 12 der Klappenscheibe 3 und der Antriebswelle 10 erfolgt durch Keilstifte 19, was im Folgenden noch näher erläutert wird.
Wie aus 2 hervorgeht, weisen die gegenüber der Vorderseite 13 des Klappenkörpers 12 vorstehenden Naben 14 einander zugewandte, konvexe Innenflächen 20 auf. Bei der gezeigten Ausführung haben die Naben 14 einen elliptischen bzw. bikonvexen Querschnitt und enthalten neben den einander zugewandeten konvexen Innenflächen 20 auch konvexe Außenflächen 21.
An der Vorderseite 13 des Klappenkörpers 2 sind zwei entlang der beiden Innenflächen 20 der Naben 14 bogenförmig verlaufende Vertiefungen 22 zur Umleitung der Strömung um die Naben 14 vorgesehen. Die beiden nutartigen und im Querschnitt U-förmigen Vertiefungen 22 sind durch einen konvex gewölbten und sich von der Mitte des Klappenkörpers 12 zu den Außenseiten beidseitig verbreiternden Mittelsteg 23 voneinander getrennt. Durch die beiden bogenförmig verlaufenden Vertiefungen 22 werden zwischen den beiden Naben 14 Strömungskanäle gebildet, durch welche die Strömung um die Naben 14 herumgeleitet wird. In dem Mittelsteg 23 sind zwei diametral gegenüberliegende, in der Draufsicht V-förmige Einbuchtungen 24 vorgesehen, die vom Rand zur Mitte des Klappenkörpers 12 verlaufen. Dadurch weist der Klappenkörper 12 an seiner Vorderseite eine in der Draufsicht X-förmige Kontur zwischen den beiden Naben 14 auf. Diese Kontur trägt zur Strömungsoptimierung und auch zur Versteifung bei.
Auch an der Rückseite 16 weist der Klappenkörper 12 eine spezielle Konturierung mit gebogenen Rippen 25, einer zwischen den Rippen 25 angeordneten Einsenkung 26 und zwischen den Rippen 25 und der Außenseite des Klappenkörpers 12 angeordneten rückseitigen Einbuchtungen 27 auf. Die Rippen 25 liegen den Vertiefungen 22 auf der Vorderseite 13 gegenüber, während die Einsenkung 26 dem auf der Vorderseite 13 angeordneten Mittelsteg 23 gegenüberliegt. Die Einsenkung 26 weist eine sich von der Mitte zu beiden Seiten vergrößernde Breite auf. Dadurch enthält der Klappenkörper 12 in einem entlang seiner Drehachse 4 durch die beiden Naben 14 verlaufenden Querschnitt eine in 2 erkennbare W-förmige Querschnittfläche. Zur Aufnahme der Dichtung 15 und des Halterings 18 weist der Klappenkörpers 12 an seiner Rückseite 16 eine abgestufte Vertiefung mit einer ringförmigen inneren Auflagefläche 28 für den Haltering 18 auf.
In den beiden Naben 14 sind jeweils seitliche Öffnungen 29 und 30 zur Aufnahme der in 1 gezeigten Antriebswelle 10 und des nicht gezeigten Lagerbolzens auf der gegenüberliegenden Seite der Antriebswelle 10 vorgesehen. In der mit der Öffnung 29 für die Antriebswelle 10 versehenen Nabe 14 sind tangential zur Öffnung 29 verlaufende Bohrungen 31 für zwei auf beiden Seiten der Antriebswelle 10 angeordnete Keilstifte 19 zur drehgesicherten Verbindung der Antriebwelle 10 mit dem Klapperkörper 12 angeordnet. Die Bohrungen 31 für die Keilstifte 19 sind gemäß 2 in der Nabe 14 rechtwinklig zur Drehachse 4 derart angeordnet, dass sie sich zum Teil mit der Öffnung 29 überschneiden und somit die in die Öffnung 29 eingesetzte Antriebswelle 10 mit ihrer Außenseite an zwei gegenüberliegenden Stellen in die Bohrungen 31 ragen kann.
Aus 3 geht hervor, dass die als Sacklochbohrungen ausgeführten Bohrungen 31 Die in den Bohrungen 31 angeordneten Keilstifte 19 weisen eine schräge Keilfläche 32 zur Anlage an zwei entsprechend geneigten Abschrägungen 33 auf gegenüberliegenden Seiten der Antriebswelle 10 auf. Die hier einander gegenüberliegend angeordneten Bohrungen 31 enthalten ein Innengewinde 34, in das ein mit einem entsprechenden Außengewinde 35 und einem Innensechskant 36 versehener Gewindestift 37 eingesetzt ist. Durch die oberhalb der Keilstifte 19 eingesetzten Gewindestifte 37 können die Keilstifte 19 axial gesichert werden. Oberhalb der Gewindestifte 37 sind in die Bohrungen 31 außerdem noch Verschlussstopfen 38 aus Gummi oder dgl. eingesetzt. Dadurch kann das Eindringen von Fluid in die Bohrungen und eine dadurch bedingte Korrosion vermieden werden. Die Bohrungen 31 werden nach oben hin außerdem durch den mittels der Schrauben 17 am Klappenkörper 12 befestigten Haltering 18 abgedeckt. Die Stiftverbindung ist somit korrosionsgeschützt und von außen nicht sichtbar. In den Naben 14 können Durchlässe 39 zur Strömungsumlenkung vorgesehen sein.
Die in 4 in einem Längsschnitt gesondert dargestellten Keilstifte 19 sind als Zylinderstifte mit einer Innengewinde 40 ausgeführt. Dadurch sind die Keilstifte 19 einfach zu fertigen und können bei Bedarf leicht demontiert werden.

Claims

Absperrklappe mit einer innerhalb eines Gehäuses (2) um eine Drehachse (4) schwenkbar gelagerten Klappenscheibe (3), die einen scheibenförmigen Klappenkörper (12) und zwei gegenüber einer Vorderseite (13) des Klappenkörpers (12) vorstehende Naben (14) mit seitlichen Öffnungen (29, 30) zur Aufnahme einer im Gehäuse (2) drehbar gelagerten Antriebswelle (10) und eines Lagerbolzens auf der gegenüberliegenden Seite der Antriebswelle (10) enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Klappenscheibe (3) durch mindestens zwei an gegenüberliegenden Seiten der Antriebswelle (10) angreifende Keilstifte (19) verdrehfest mit der Antriebswelle (10) verbunden ist, wobei an der Klappenscheibe (3) zwei einander gegenüberliegende Keilstifte (19) vorgesehen sind.
Absperrklappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Keilstifte (19) als Zylinderstifte mit einer schrägen Keilfläche (32) zur Anlage an einer entsprechend geneigten Abschrägung (33) der Antriebswelle (10) oder als Kegelstifte ausgebildet sind.
Absperrklappe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Keilstifte (19) in tangential zu einer Öffnung (29) für die Antriebswelle (10) durch eine Nabe (14) eines Klappenkörpers (12) der Klappenscheibe (3) verlaufenden und sich mit der Öffnung (29) überschneidenden Bohrungen (31) angeordnet sind.
Absperrklappe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungen (31) ausgehend von einer Rückseite (16) des Klappenkörpers (12) zur Oberseite der Naben (14) rechtwinklig zur Drehachse (4) der Klappenscheibe (3) verlaufen.
Absperrklappe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungen (31) ein Innengewinde (34) enthalten, in das ein mit einem entsprechenden Außengewinde (35) versehener Gewindestift (37) oberhalb der Keilstifte (19) eingesetzt ist.
Absperrklappe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in die Bohrungen (31) oberhalb der Gewindestifte (37) ein Verschlusstopfen (38) eingesetzt ist.
Absperrklappe nach einem der Anspruch 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungen (31) nach oben hin außerdem durch einen mittels Schrauben (17) am Klappenkörper (12) befestigten Haltering (18) abgedeckt sind.
Absperrklappe nach einem der Anspruch 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungen (31) gegenüber dem Haltering (18) nach innen versetzt sind.
Absperrklappe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in den Keilstiften (19) eine Gewindebohrung (40) angeordnet ist.