DE1022437B

DE1022437B - Sitzring fuer Drosselklappen

Info

Publication number: DE1022437B
Application number: DES41814A
Authority: DE
Inventors: Frank Edward Swain
Original assignee: David F Wiseman and Sons Ltd
Current assignee: David F Wiseman and Sons Ltd
Priority date: 1954-12-03
Filing date: 1954-12-03
Publication date: 1958-01-09

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine Drosselklappe, deren Klappe sich an einen elastischen und in einer ringförmigen Ausnehmung am inneren Umfang des Klappengehäuses gehaltenen Sitz anlegen kann.

Es sind bereits zahlreiche Vorschläge bekannt, um Drosselklappen in der geschlossenen Stellung gegenüber der Rohr- bzw. Gehäusewandung abzudichten. Bei einer bekannten Ausführung ist die Klappe entlang ihrem äußeren kreisförmigen Umfang mit in Um fangs richtung verlaufenden kreisförmigen Ausbiegungen bzw. Wellungen aus elastischem Metall versehen, die sich beim Schließen des Ventils nachgiebig abdichtend gegen die Gehäusewandung anlegen. Bei anderen Ausführungen ähnlicher Art sind entlang dem kreisförmigen Umfang der Klappe nachgiebige Ringe aus Gummi oder einem anderen elastischen Werkstoff vorgesehen, die derselben Aufgabe dienen.

Nachteilig ist bei allen diesen Ausführungen nicht nur, daß bereits kleine Abweichungen der Lagerung der Klappenwelle aus der Richtung eines Durchmessers der Gehäusebohrung eine schlechte Abdichtung zur Folge haben, sondern vor allem auch, daß das in die Wellungen eindringende oder an der Innenseite des Randes der Gummiringe wirksame Strömungsmedium diese nachgiebigen äußeren Teile stark gegen die Gehäusewandung anpreßt, wodurch einerseits zum Öffnen ein erhebliches Drehmoment «-forderlich ist und andererseits auch eine schnelle Abnutzung der nachgiebigen äußeren Teile eintritt.

Außer den vorgenannten Ventilen sind auch schon solche Bauarten bekanntgeworden, bei denen die Klappe selbst starr ausgeführt und demgegenüber die mit ihr zusammenwirkende Gehäusewandung als eine elastische Hülse aus dünnem Blech hergestellt ist, gegen deren Rand die Klappe in axialer Richtung angepreßt wird. Diese Bauweise läßt jedoch eine Drehung der Klappe um eine in der Bohrung des Ventilgehäuses befindliche bzw. die Klappe durchsetzende Drehachse nicht zu, so, daß die Betätigung dieser Klappenart nur durch eine konstruktiv ungünstige Schwenkung der Klappe um eine außerhalb befindliche Achse möglich ist.

Schließlich sind auch schon Drosselklappen der eingangs genannten Art bekanntgeworden, bei denen die Klappe um eine die Bohrung des Gehäuses durchquerende Achse schwenbar ist und mit einem in einer ringförmigen Ausnehmung am inneren Umfang des Gehäuses gehaltenen elastischen Sitz zusammenwirkt. Dieser elastische Sitz besteht aus einem ringförmigen Gummi schlauch, in den zur Abdichtung ein Druckmedium eingeführt wird, welches vor dem Öffnen wieder entfernt bzw. entlastet werden muß. Wenn auch bei einer solchen Ausführung die Betätigungskräfte verringert werden konnten, so ist doch ein er-

Sitzring für Drosselklappen

Anmelder:

Frank Edward Swain,

Kirby Muxloe, Leicester,

und David F. Wiseman & Sons Limited,

Birmingham (Großbritannien)

Vertreter: Dipl.-Ing. R. Beetz, Patentanwalt,
München 22, Steinsdorfstr. 10

Frank Edward Swain, Kirby Muxloe, Leicester

(Großbritannien),
ist als Erfinder genannt worden

heblicher Aufwand erforderlich, der unter anderem in der Notwendigkeit besonderer Steuerungsmittel für das in den Schlauch geleitete Druckmedium liegt. Überdies ist ein solches. Ventil mit einem Schlauch aus Gummi od. dgl. bei höheren Temperaturen kaum brauchbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Mängel zu beheben und eine einfach aufgebaute Drosselklappe zu schaffen, welche selbst für hohe Temperaturen geeignet ist, gut abschließt und sich leicht betätigen läßt.

Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß der elastische Sitz als Ringscheibe ausgebildet ist, die innerhalb der durch das Material gegebenen Elastizitätsgrenze noch so steif ist, daß sie durch ihre eigene Festigkeit den dichten Sitz gegenüber der in ihrer Schließstellung befindlichen Klappe gewährleistet, und die außerdem so angeordnet ist, daß sie gegen axiale Verschiebung gesichert ist, sich jedoch in radialer Richtung in der ringförmigen Ausnehmung de^ Klappengehäuses frei bewegen und ausdehnen kann.

Bei einer solchen Ausführung wird nahezu der ganze Strömungsdruck bzw. Differenzdruck auf die Klappe an den beiden Lagerstellen der Klappenwelle aufgenommen, während der elastische Sitzring in axialer Richtung nur mit verhältnismäßig kleinen Kräften belastet ist und sich damit ohne größeren Widerstand innerhalb seiner Ebene verschieben läßt. Durch diese Verschiebbarkeit kann sich der Sitzring auch jeder zeit gegenüber der Klappe selbsttätig zentrieren, selbst wenn diese nicht genau entlang einem Durchmesser

709 848/184

des Klappengehäuses gelagert sein sollte. Aus dem gleichen Grunde kann die Klappe auch mit einem verhältnismäßig geringen Drehmoment bewegt werden.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt.

Das Klappengehäuse 2 enthält eine zylindrische Durchlaßbohrung 3, in der auf einer in Richtung des Durchmessers liegenden Achse 4 eine teilweise durch Kugelflächen begrenzte Klappe 5 schwenkbar gelagert ist, deren Durchmesser fast so groß ist wie der Durchmesser der Durchlaßbohrung 3 des Klappengehäuses 2.

Diese Klappe 5 hat eine einer Kugelzone entsprechende Scheibenform. Sie ist mit Zapfen oder einer durchgehenden Welle 6 versehen, die gleichen Abstand von den beiden Seitenflächen 8 des Abschlußgliedes 5 haben.

In einer am inneren Umfang der Bohrung3 umlaufenden Ausnehmung 9 des Klappengehäuses 2 liegt ein elastischer, scheibenförmiger Sitzring 10, der in axialer Richtung gegen die Klappenwelle 6 versetzt ist. Der innere Umfang dieses Sitzringes 10 ist durch eine nach der Klappe 5 hin konisch erweiterte Fläche 11 begrenzt, deren größter Durchmesser etwas kleiner als der Kugelzonendurchmesser, jedoch etwas größer als durch Durchmesser der beiden Seitenflächen 8 derselben ist.

Die Ausnehmung 9 ist mit Innengewinde versehen. In dieses läßt sich eine mit entsprechendem Außengewinde versehene Hülse 12 einschrauben, deren Innendurchmesser genauso groß ist wie der innere Durchmesser der Bohrung 3. Die Länge der Hülse 12 ist jedoch kleiner als die Länge der Ausnehmung 9. so daß zwischen dem inneren Ende der Hülse 12 und dem Sitzring 10 ein Zwischenraum verbleibt, in dem eine Unterlegscheibe 13 angeordnet ist.

Da der Sitzring 10 in der Richtung der Gehäuseachse gegen die Klappenwelle 6 versetzt ist, ergibt sich, daß bei geöffneter Klappe derjenige Teil der Klappe 5, der in den Sitzring 10 hineinragt, diesen Ring nicht berührt. Wenn die Klappe 5 aus dieser Stellung gedreht wird, wird der am weitesten von der Drehachse 4 entfernt liegende Teil des Sitzringes 10 zuerst von einer halbkreisförmigen Hälfte der Klappe 5 berührt, wonach sich beim weiteren Drehen die konische Innenfläche 11 des Sitzringes 10 fest und abdichtend an den kugelförmigen Oberflächenteil der Klappe 5 anlegt. Zur Erleichterung des Einfahrens sind die Kanten zwischen den Kugelflächenteilen der Klappe 5 und ihren Seitenflächen 8 mit einem Halbmesser abgerundet, der wesentlich kleiner ist als der Halbmesser der Kugelflächenteile.

Der Sitzring 10 ist innerhalb der durch das Material gegebenen Elastizitätsgrenzen elastisch verformbar. Diese Elastizität ist wegen der großen Umfangslänge des Sitzringes recht erheblich, so daß sich eine starke Federung und ein gutes Anliegen an die Klappe 5 ergibt.

Die Schwenkbewegung der Klappe 5 wird durch einen Hebel 15 bewirkt, der außerhalb des Klappengehäuses 2 auf einen Zapfen oder die Klappenwelle 6 aufgesetzt ist. Die Schwenkbewegung wird in üblicher Weise auf einen Winkel von 90° begrenzt. Sollte sich jedoch an der Dichtungsfläche der Klappe 5 ein größerer Verschleiß zeigen, so ist ein Umsetzen des Hebels um 180³ möglich, so daß auch die Klappe 5 um 180' geschwenkt wird, wobei nunmehr die noch unabgenutzten Flächenteile den Abschluß bilden. Nach dem Umsetzen des Hebels 15 wird die Schwenkbewegung wiederum auf einen Winkel von 90° begrenzt. Infolge der konischen Ausbildung der inneren Ringfläche 11 des Sitzringes 10 läßt sich dieser schließlich ίο gegenüber der Klappe 5 auch leicht so anpassen, daß der gewünschte einwandfreie Abschluß gesichert ist. Hierzu ist es lediglich erforderlich, den Sitzring 10 in axialer Richtung entsprechend weit an die Klappe 5 heranzurücken.

Claims

PaTENTANSPHÜCHE:

1. Drosselklappe, deren Klappe sich an einen elastischen und in einer ringförmigen Ausnehmung am inneren Umfang des Klappengehäuses gehaltenen Sitz anlegen kann, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Sitz (10) als Ringscheibe ausgebildet ist, die innerhalb der durch das Material gegebenen Elastizitätsgrenze noch so steif ist, daß sie durch ihre eigene Festigkeit den dichten Sitz gegenüber der in ihrer Schließstellung befindlichen Klappe (5) gewährleistet, und die außerdem so angeordnet ist, daß sie gegen axiale Verschiebung gesichert ist, sich jedoch in radialer Richtung in der ringförmigen Ausnehmung (9) des Klappen-

gehäuses (2) frei bewegen und ausdehnen kann.

2. Drosselklappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Klappe (5) fast gleich dem lichten Durchmesser des Klappengehäuses (2) ist und daß die Klappe (5) an ihrem

kugelförmigen Außenrand mit einem Halbmesser abgerundet ist, der dem lichten Halbmesser des Klappengehäuses (2) entspricht.

3. Drosselklappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine in das Klappengehäuse (2) eingeschraubte Hülse (12) den Sitzring (10) in axialer Richtung in seiner Lage hält.

4. Drosselklappe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sitzring (10) in Richtung der Achse des Klappengehäuses

(2) gegenüber der Klappenwelle (6) in an sich bekannter Weise versetzt ist, so daß beim Schwenken der Klappe der Sitzring (10) durch den gegen ihn geschwenkten Teil der Klappe (5) innerhalb seiner Ebene verschoben wird.

5. Drosselklappe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Sitzring (10) und der ihn in der Ausnehmung haltenden Gewindehülse (12) eine Unterlegscheibe (13) eingefügt ist.
55

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 841 031;
französische Patentschrift Nr. 1029 746;
britische Patentschrift Nr. 678 619;
USA.-Patentschriften Nr. 2 059 656, 2 586 927;

Zeitschrift »Engineering« vom 4. 12. 1953. S. 705 und 706.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen