DE1249616B - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

F16k

Deutsche KL: 47 g-19/04

Nummer: 1 249 616

Aktenzeichen: S 77890 XII/47 g

Anmeldetag: 3. Februar 1962

Auslegetag: 7. September 1967

Anmelder:

Frank Edward Swain,
Leicester (Großbritannien)

Vertreter:

Dipl.-Ing. R. Beetz und Dipl.-Ing. K. Lamprecht,

Patentanwälte, München 22, Steinsdorfstr. 10

Als Erfinder benannt:
Frank Edward Swain,
Leicester (Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 10. Februar 1961 (4954) -

Die Erfindung bezieht sich auf ein Klappenventil Klappenventil

mit zylindrischem Gehäusedurchflußkanal konstanten

Querschnitts, einer in bezug auf die Dichtungsebene

in Gehäuseachsrichtung versetzten Betätigungswelle für die Klappenscheibe und mit zwei konzentrisch ineinander angeordneten, in einer ringförmigen Ausnehmung der Gehäuseinnenwand in radialer und axialer Richtung verschiebbaren Ringen.

Es sind bereits Klappenventile bekannt, bei denen die Lagerringe im wesentlichen frei beweglich in ihren Ausnehmungen gelagert sind und dadurch der durch das Ventil zu regelnden Flüssigkeit die Möglichkeit bieten, zwischen den Flanken und der Rückseite des Lagerringes und den Wänden der Ausnehmung hindurchzulecken. Bei einigen dieser bekannten Ausführungsformen sind die Leckverluste bereits sehr gering, und sie können auch entsprechend der Größe des Flüssigkeitsdruckes, mit welchem von der Oberwasserseite her der Lagerring in Art einer Dichtung gegen die seitliche Wand der Ausnehmung drückt, verringert werden. Es wird jedoch bei diesen Ausführungsformen keine völlige Abdichtung erzielt.

Außerdem ist ein elastischer Sitzring bekannt, der in einer ringförmigen Nut in einem zweiteiligen Ring sitzt, der mittels eines engen Paßsitzes in einer Aussparung des Ventilkörpers gehalten ist. Danach ist die Wirkungsweise des Ventils abhängig von dem Strömungsmitteldruck, der auf den Streifen zwischen den beiden kreisförmigen Teilen des Ringes ausgeübt wird, wodurch der Ring verformt und sein Mundteil auf die Umfangsfläche der Drosselklappe gedrückt werden soll. Bei der praktischen Ausführung führt diese Betriebsweise vor allem dann, wenn unter hohem Druck stehende Strömungsmittel gesteuert werden sollen, zu hohen Drücken zwischen dem Sitzring bzw. Dichtring und der Drosselklappe, wodurch sich beträchtliche Schwierigkeiten beim Öffnen des Ventils und ein großer Verschleiß des Sitzringes an der Drosselklappe ergeben.

Der Erfindung ■ liegt die Aufgabe zugrunde, ein Klappenventil zu schaffen, bei dem eine völlige Abdichtung zwischen dem Lagerring und der Ausnehmung möglich ist, wobei der Lagerring, sich selbst überlassen, im wesentlichen frei beweglich und/oder in der Ausnehmung innerhalb der normalen Grenzen, wie sie für Lagerringe gefordert werden, aufweitbar ist, damit er sich gegen die Klappenscheibe zentrisch anlegen kann und somit eine einwandfreie Abdichtung ermöglicht.

In der Praxis besitzen die scheibenförmigen Verschlußstücke von Klappenventilen etwas Spiel in der Richtung senkrecht zur Ebene durch den Lagerring. Dieses Spiel ist z. B. bedingt durch die Bearbeitungstoleranzen der Lager, in welchen die Klappenscheiben drehbar angeordnet sind. Schließlich wird mit ansteigendem Flüssigkeitsdruck die geschlossene Klappenscheibe leicht durchgebogen, so daß Teile des Umfangs der Scheibe mit zunehmendem Unrundwerden eine partielle Verschiebung in Richtung senkrecht zur Ebene des Lagerringes erfahren. Dieser Nachteil wird durch die Erfindung überwunden, bei der der Lagerring so montiert ist, daß er ungeachtet ausgeprägter axialer Verschiebungen der Klappenscheibe seine Dichtwirkung beibehält. Dies ist auch dann der Fall, wenn der Umfang der Klappenscheibe durch einen ansteigenden Flüssigkeitsdruck unrund wird.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe im wesentlichen dadurch, daß der innere, als Lagerring dienende Ring in der Schließstellung des Ventils mit Preßsitz am Umfang der Klappenscheibe sitzt und daß der äußere, als Dichtungsring dienende Ring den zwischen der zylindrischen Innenwand der Ausnehmung und dem Lagerring vorhandenen Zwischenraum, eine radiale Verschiebung des Lagerringes zulassend, ausfüllt.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß das Klappenventil durch die erfindungsgemäße Einrichtung unabhängig von der Flußrichtung der Flüssigkeit durch das Ventil wird.

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Ein Vorteil der Erfindung besteht auch darin, daß 17 umgeben, welcher in einer Aussparung oder

der Lagerring im Betrieb sowohl radial als auch Hohlkehle 18 in der axial verlaufenden Wand der

axial in der Ausnehmung verschiebbar ist. Ausnehmung 13 angebracht ist. Dieser Dichtungsring

Eine beispielsweise Ausführung der Erfindung ist 17 dichtet die Fuge X zwischen dem Lagerring und

in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt 5 der Ausnehmung ab.

F i g. 1 einen Schnitt durch einen Teil eines In den Fällen, in denen der Dichtungsring aus

schematisch dargestellten Klappenventils mit einem relativ weichem verformbarem Material, wie z. B.

Durchlaß und der Klappenscheibe in geschlossener weichem Gummi, hergestellt ist, kann er gegen die

Lage, beiden Wände der Aussparung 18 und den Lagerring

F i g. 2 einen ähnlich gelegten Schnitt durch eine io anliegen, da der Gummi unter Druck genügend axial

andere Ausführungsform, verformbar ist und so dem Lagerring eine radiale

F i g. 3 einen Schnitt durch eine weitere er- Verschiebbarkeit ermöglicht. Bei der Verwendung

findungsgemäße Ausführungsform. von metallenen Dichtungsringen ist es wesentlich,

In den Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Be- daß die Dichtungsringe einen flüssigkeitsdichten

zugszeichen versehen. Jede der dargestellten Aus- 15 radialen Gleitsitz in der Aussparung 18 haben, wo-

führungsformen besteht aus einem Ventilgehäuse 4, bei zwischen der Rückseite des Dichtungsringes und

einem querschnittsbestimmenden Durchflußkanal 5, der Wand der Aussparung ein genügender Abstand

welcher mit einer Klappenscheibe 6 abgeschlossen vorhanden sein muß.

werden kann. Die Klappenscheibe 6 ist auf einer Bei Ventilen für Flüssigkeiten mit höherer quer zur Durchflußrichtung verlaufenden Achse 7 20 Temperatur ist eine Konstruktion vorteilhaft, wie drehbar gelagert. Der äußere Umfang 8 der Klappen- sie in F i g. 2 dargestellt ist. Hier kann ein aus scheibe ist in einer balligen Form ausgeführt, deren Silikongummi oder Asbest hergestellter Dichtungsangenommener Durchmesser durch die Achse 7 geht. ring 17 in der Umfangsnut 19 auf dem Umfang des Dieser ballige Umfang wirkt mit einem kegelstumpf- federnden Metallagerringes 11 angebracht sein, der förmigen Mündungsteil 9 aus einem federnden Ring 25 den Zwischenraum X zwischen dem Metallagerring 10, 11, 12, 15 zusammen, der in einer ringförmigen und der Wand der Ausnehmung abdichtet und Ausnehmung 13 im Ventilgehäuse 4 gelagert ist. gleichzeitig eine radiale Verschiebung des Lager-Der Lagerring ist entweder axial oder winkelig ringes in der Ausnehmung zuläßt,
relativ zur Rotationsachse versetzt, so daß er einen Für noch höhere Temperaturen ist es vorteilhaft, sicheren Anschlag für die drehbare Klappenscheibe 30 eine Metallkonstruktion, wie in F i g. 3 dargestellt, bildet. Zweckdienlicherweise ist in einem einge- zu verwenden. Gemäß dieser Figur wird ein Metalldrehten Teil des Ventilgehäuses 4 ein Schraubring 14 dichtungsring 20 in einer radial gleitbaren und im eingeschraubt, der es erlaubt, den Lagerring rasch wesentlichen flüssigkeitsdichten Passung in einer einzubauen und leicht zu warten. Umfangsnut 21 auf dem Umfang des metallenen

Der Durchmesser des äußeren Umfangs des 35 Lagerringes 12 angebracht, wobei die Dichtigkeit im

Lagerringes und der Durchmesser der Ausnehmung wesentlichen durch die Pressung des Umfanges des

im Ventilgehäuse 4 sind von einer solchen Größe, metallenen Dichtungsringes auf der axialen Wand

daß zwischen den beiden Teilen eine Fuge X vor- der Ausnehmung 13 erzielt wird. Auf diese Weise

handen ist, welche eine radiale Bewegung oder Ver- bleibt auch hier der metallene Lagerring frei von

Schiebung des Lagerringes in der Ausnehmung zu- 40 radialer Spannung und kann sich ungehindert radial

läßt. Diese radiale Verschiebung des Ringes in der verschieben.

Ausnehmung kann dadurch entstehen, daß sich der Bei den in Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführun-Ring durch das Anlegen der Klappenscheibe aus- gen für höhere Temperaturen ist der metallene dehnt, oder dadurch, daß eine Verschiebung des Lagerring so ausgebildet, daß er nur mit einer relativ Ringes notwendig wird, damit er sich zentrisch auf 45 schmalen Zone auf dem hervorstehenden Teil 22 an den äußeren Rand der unter dem Einfluß eines den Wänden der Ausnehmung 13 aufliegt und somit hohen Flüssigkeitsdruckes unrund werdenden den Wärmefluß von dem Lagerring zu dem Ventil-Klappenscheibe beim Schließen des Ventils anlegen gehäuse begrenzt. Auf diese Weise ist es möglich, die kann. Temperatur des Lagerringes und der Klappenscheibe

Damit dieser radiale Abstand X zwischen dem 50 so weit aufeinander abzustimmen, daß die Passung

Lagerring und der Ausnehmung keine Leckstelle für auch bei verschiedener Temperatur erhalten bleibt

die Flüssigkeit ergibt, sieht die Erfindung einen und dadurch das Ventil immer dicht schließt.

Dichtungsring 17, 20 vor. Vorzugsweise wird der Lagerring mit zwei ein-

In der in F i g. 1 dargestellten Ausführungsform, ander. entgegenlaufenden kegelstumpfförmigen Münwelche in erster Linie für eine Verwendung bei 55 dungsflächen versehen und ist außerdem in bezug auf normalen Temperaturen ausgelegt ist, besteht der die mittlere Querschnittsebene symmetrisch ausge-Lagerring 10 aus einem inneren Gunimiteil 15, der bildet, so daß es möglich ist, den Ring umzudrehen gleichzeitig den Mündungsteil des Ventils bildet, und und dadurch langer zu benutzen.
einem federnden metallenen Versteifungsring 16. Wie bereits bemerkt, ist es in der Praxis un-Wie in der F i g. 1 gezeigt ist, liegt dieser Ver- 60 vermeidlich, daß ein gewisses Spiel der Klappensteifungsring 16 an der radialen Fläche der Aus- scheibe in Richtung senkrecht zur Ebene durch den nehmung an. Der Versteifungsring kann aber auch Lagerring vorhanden ist, welches hauptsächlich an allen außer einer Seite von dem Gummi um- durch die Fertigungstoleranzen in der Lagerung der schlossen werden. In einer anderen Ausführungs- Klappenscheibe auftritt. Die erfindungsgemäßen form wird er völlig in Gummi eingebettet oder wird 65 Dichtungsringe, wie sie in der Zeichnung dargestellt ganz weggelassen. Die äußere Oberfläche des Lager- sind, können einem solchen durch den Einfluß des ringes ist mit einem aus Gummi bestehenden oder Flüssigkeitsdruckes auf das eine Ende des Lagerähnlich federnden und relativ weichen Dichtungsring ringes hervorgerufenen Spiel der Klappenscheibe

folgen, da zwischen dem Lagerring und den radialen Wänden der Aussparung ein Abstand Y vorgesehen ist. Es ist von Vorteil, wenn die Fertigungstoleranzen und der Abstand Y ungefähr von gleicher Größe sind. Es wird darauf hingewiesen, daß die Montage des Dichtungsringes derart ist, daß der Lagerring axial verschiebbar ist, wobei in den Fällen, in denen die Dichtungsringe aus Gummi oder ähnlichem Material hergestellt sind, die axiale Verschiebung des Lagerringes durch die axiale Verformbarkeit des Materials der Dichtungsringe unterstützt wird. Trotz dieser axialen Verschiebung des Lagerringes in der Aussparung bleibt die absolute Dichtigkeit zwischen Lagerring und Aussparung durch den Dichtungsring erhalten.

Es entspricht dem Erfindungsgedanken, daß der Lagerring zwischen den Ebenen der radial verlaufenden Wände der Ausnehmung nicht fest eingepreßt ist und daß ζ. B. ein Lagerring mit einem L-förmigen Querschnitt verwendet werden kann, in dem ein Teil des Ringes innerhalb der Aussparung angeordnet ist und die Abdichtung durch einen Dichtungsring in der oben beschriebenen Weise erzielt wird, wobei der andere Teil des Lagerringes axial in den Durchfluß hineinragen kann und außerhalb der Aussparung einen federnden Anschlag für die Klappenscheibe bildet.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Klappenventil mit zylindrischem Gehäusedurchflußkanal konstanten Querschnitts, einer in bezug auf die Dichtungsebene in Gehäuseachsrichtung versetzten Betätigungswelle für die Klappenscheibe und mit zwei konzentrisch ineinander angeordneten, in einer ringförmigen Ausnehmung der Gehäuseinnenwand in radialer und axialer Richtung verschiebbaren Ringen, dadurch gekennzeichnet, daß der innere, als Lagerring (15) dienende Ring in der Schließstellung des Ventils mit Preßsitz am Umfang (8) der Klappenscheibe (6) sitzt und daß der äußere, als Dichtungsring (17) dienende Ring den zwischen der zylindrischen Innenwand der Ausnehmung (13) und dem Lagerring vorhandenen Zwischenraum (18), eine radiale Verschiebung des Lagerringes zulassend, ausfüllt.

2. Klappenventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (17, 20) in einer Umfangsnut (19, 21) des Lagerringes (15) gegenüber einer parallel zur Längsachse des Durchflußkanals (5) verlaufenden Wand der Ausnehmung (13) gelagert ist.

3. Klappenventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (17, 20) in der Umfangsnut (19, 21) des Lagerringes (15) radial frei einstellbar geführt ist.

4. Klappenventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (17, 20) in an sich bekannter Weise aus einem im wesentlichen inkompressiblen und relativ weichen Material zusammengesetzt ist.

5. Klappenventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Durchflußkanal (5) des Ventilgehäuses (4) in an sich bekannter Weise ein Ring (14) verschiebbar angeordnet ist, dessen dem Lagerring (15) zugewandte Stirnfläche die Breite der Aussparung (13) und das Axialspiel (Y) des Lagerringes bestimmt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 583 610;
französische Patentschriften Nr. 1199 520,
010.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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