DE1297426B

DE1297426B - Throttle valve with angled actuating shaft

Info

Publication number: DE1297426B
Application number: DE1966N0028825
Authority: DE
Original assignee: NITZSCHKE OTTO
Current assignee: NITZSCHKE OTTO
Priority date: 1966-07-11
Filing date: 1966-07-11
Publication date: 1969-06-12

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Drosselklappe, deren Betätigungswelle vorzugsweise unter 45° schräg auf der Klappenscheibe steht und entsprechend schräg mit Hilfe einer Büchse im Gehäuse einseitig gelagert ist. Bei den bekannten Arten solchen Drosselklappen ist die Welle richtungsfest aus dem Gehäuse herausgeführt und abgedichtet. Wird von diesen Ausführungen - besonders solche mit metallischer bzw. harter Klappendichtung - eine gute Dichtigkeit der Klappenscheibe gefordert, so müssen die Wellenbohrung und die Klappensitzbohrung zueinander mit hochgenauen Fertigungstoleranzen hergestellt werden, welche noch durch die fertigungsmäßig unbeliebte Schrägbohrung zusätzlich erschwert wird. Es ist auch eine Drosselklappe bekannt, bei der über der Klappe eine in Grenzen bewegliche Dichtscheibe angeordnet ist, welche sich selbsttätig in dem Gehäusesitz zentriert, um auf diese Weise die Dicht-und Toleranzprobleme zu beseitigen. Dieses erfordert aber ein aufwendiges zusätzliches Dichtscheibenteil, welches zudem unkontrollierbar in der Strömung liegt und dessen hochgenaue Dichtfunktion schon durch geringe Verschmutzung, Flüssigkeitsabsonderungen und Korrosion innerhalb der beweglichen Halterung gestört werden kann und für rauhen Betrieb besonders bei schmutzigem Durchflußmedium empfindlich ist.The invention relates to a throttle valve, the actuating shaft preferably at an angle of 45 ° on the valve disc and correspondingly at an angle is mounted on one side with the help of a bushing in the housing. In the known species such throttle valves, the shaft is guided out of the housing in a fixed direction and sealed. Used by these designs - especially those with metallic or hard valve seal - a good tightness of the valve disc is required, so the shaft bore and the valve seat bore must be highly accurate to each other Manufacturing tolerances are produced, which are still unpopular due to the manufacturing Inclined drilling is also made more difficult. It is also known a throttle valve, in which a sealing washer, which can be moved within limits, is arranged above the flap, which is automatically centered in the housing seat in order to seal and in this way Eliminate tolerance problems. But this requires an additional complex Sealing disc part, which is also uncontrollably in the flow and its Highly precise sealing function even through minor contamination, liquid secretions and corrosion within the movable bracket can be disturbed and for rough Operation is particularly sensitive with dirty flow medium.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die schrägstehende Welle einer Drosselklappe in möglichst einfacher Weise so zu lagern, daß ihre Achse zur Einstellung der Klappenscheibe auf dem Sitz, zum Ausgleich von Toleranzen und um gegebenenfalls Querkräften durch Schaffung einer Vorspannung entgegenzuwirken, nach allen Seiten schwenkbar ist.The invention is therefore based on the object, the inclined To store the shaft of a throttle valve in the simplest possible way so that its axis to adjust the valve disc on the seat, to compensate for tolerances and in order to counteract transverse forces by creating a prestress, if necessary, is pivotable in all directions.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Lagerbüchse als einzige und dichte Berührungsfläche mit dem Gehäuse eine kugelig konvex gewölbte Fläche hat und die Gegenfläche im Gehäuse entsprechend ausgebildet ist. Die kugelige Dichtfläche wird mit drei oder einer anderen Anzahl Flanschschrauben mittels Dichtmasse od. dgl. gegen die kugelige Hohlfläche des Gehäuses angezogen und abgedichtet, wobei es möglich ist - z. B. bei der Dichtigkeitsprobe -, die Klappe von außen unter Betriebsdruck durch Verstellen der Flanschraube in eine gewünschte Sitzlage einzustellen. Die Schrauben müssen nach einmal erfolgter Einstellung gesichert bzw. die Lagerbuchse muß fixiert werden, um einer versehentlichen Verstellung z. B. bei der Wartung vorzubeugen. Bei großen Armaturen erscheint es zweckmäßig, für den Ausgleich der Büchsenlage unter den Schraubenköpfen die bekannten zweiteiligen kugelflächigen Unterlegscheiben anzuordnen. Da bei Druck auf der geschlossenen Klappe eine quer zur Rohrachse gerichtete Komponente auftritt, muß für größere Betriebsdrücke die Lagerbüchse möglichst dicht an die Klappenscheibe herangeführt bzw. eine starke Welle gewählt werden, um diese Querkraft abzufangen und die Klappendichtung vom einseitigen Dichtungsdruck zu entlasten. Mit der oben beschriebenen kugelflächigen angeflanschten Lagerbüchse besteht außerdem die Möglichkeit, durch Einstellen einer entsprechenden Vorspannung dieser Querkraft z. B. mit 50 °% entgegenzuwirken.According to the invention this object is achieved in that the bearing bush the only and tight contact surface with the housing is a spherical convex arched surface Has surface and the mating surface in the housing is designed accordingly. The spherical one Sealing surface is made with three or a different number of flange screws using sealing compound or the like. Tightened and sealed against the spherical hollow surface of the housing, wherein it is possible - e.g. B. in the leak test -, the flap from the outside under operating pressure by adjusting the flange screw to set the seat in the desired position. the After setting, screws must be secured or the bearing bushing must be fixed to prevent accidental adjustment z. B. to prevent maintenance. In the case of large fittings, it seems appropriate to compensate for the position of the bushings under the screw heads the well-known two-part spherical washers to arrange. Since, when pressure is applied to the closed flap, it is directed transversely to the pipe axis Component occurs, the bearing bush must be as tight as possible for higher operating pressures brought up to the valve disc or a strong wave can be selected around it Intercept the transverse force and relieve the flap seal from the one-sided sealing pressure. With the spherical-surface flange-mounted bearing bush described above, there is also the possibility of this transverse force by setting a corresponding bias z. B. to counteract with 50 °%.

Die Dichtfläche der umlaufenden Klappendichtung ist insbesondere bei einer metallischen oder dergleichen hart federnden Dichtlippe als eine Kugelzone mit einem Radius um den Mittelpunkt des Dichtkreises ausgebildet. Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß die Klappe auch dann noch dicht ist, wenn diese infolge unvermeidlicher Montageungenauigkeiten oder Anschlagabnutzung nicht genau in der theoretischen Mittenlage steht. Entsprechend den jeweiligen Verhältnissen kann die Klappendichtung auch aus elastischen Materialien, z. B. Gummi od. dgl., bestehen.The sealing surface of the circumferential flap seal is in particular at a metallic or similar hard resilient sealing lip as a spherical zone formed with a radius around the center of the sealing circle. This results in the advantage that the flap is still tight even if this is unavoidable as a result Assembly inaccuracies or stop wear not exactly in the theoretical center position stands. Depending on the respective conditions, the flap seal can also be made from elastic materials, e.g. B. rubber od. Like., Exist.

Bei den bekannten Drosselklappen ist es ferner nachteilig, daß die Welle bei der Offenstellung noch mit dem Fußteil am Klappenanschluß in die Sitzebene hineinragt und den Durchflußquerschnitt im Sitz zusätzlich verkleinert. Erfindungsgemäß wird dieser Nachteil dadurch vermieden, daß die Welle mit einem Bogen oberhalb der Klappenmitte bei der in Schließstellung befindlichen Klappenscheibe einmündet, wobei die theoretische Wellenachse natürlich weiterhin die Dichtebene mittig schneiden muß. Somit liegt die Welle dann in der Offenstellung völlig außerhalb der Sitzebene. Außerdem ist der Bogen zu einem biegesteifen symmetrischen Ovalprofil ausgebildet, dessen lange Achse bei der Offenstellung der Klappenscheibe strömungsgünstig in der Durchflußrichtung liegt, wobei die Bogenwurzel in langmöglichster Ausführung festigkeitsgünstig in die Plattenscheibe einmündet. Die Welle stützt sich zur Aufnahme axial gerichteter Kräfte mit einem Bund gegen die Lagerbüchse ab, während die auf der Welle befestigte Nabe des Bedienungshebels eine axiale Verschiebung nach innen gegen den Büchsenflansch abfängt.In the known throttle valves, it is also disadvantageous that the In the open position, shaft with the foot part on the flap connection into the seat level protrudes and additionally reduces the flow cross-section in the seat. According to the invention this disadvantage is avoided in that the shaft with an arc above the The valve center opens into the valve disc in the closed position, with the theoretical shaft axis of course continues to cut the sealing plane in the middle got to. Thus, in the open position, the shaft is completely outside the plane of the seat. In addition, the arch is formed into a rigid, symmetrical oval profile, whose long axis in the open position of the valve disc is aerodynamically favorable in the direction of flow, with the arch root in the longest possible execution opens into the plate disc for good strength. The shaft is supported to take up axially directed forces with a collar against the bearing bush, while the on the shaft attached hub of the operating lever an axial displacement inward intercepts against the liner flange.

Die gewählte Anzahl von drei Schrauben für die Flanschbüchse, welche auf dem Teilkreis z. B. gleichmäßig verteilt sind, erscheint besonders zweckmäßig, da neben einer guten Verstellbarkeit und Dichtteilung zwei Schraubenköpfe als Anschläge für die beiden Endstellungen des um 180° ausschlagenden Bedienungshebels verwendbar sind. Zu diesem Zweck besitzen zwei Flanschschrauben einen hohen Kopf, gegen die ein unter dem Bedienungshebel angebrachter Nocken wechselseitig anschlägt, wobei der dritte niedrige Schraubenkopf von dem Nocken beim Schalten frei überfahren wird.The selected number of three screws for the flange bushing, which on the pitch circle z. B. are evenly distributed seems particularly useful, because in addition to good adjustability and sealing division, two screw heads as stops Can be used for the two end positions of the operating lever that swings through 180 ° are. For this purpose, two flange screws have a high head against which a cam attached under the operating lever strikes alternately, with the third low screw head is freely run over by the cam when switching.

Das Gehäuse kann als gerades Durchgangs- oder Krümmergehäuse von 90° oder in anderer Gradzahl ausgeführt werden, wie z. B. als Bodenventil für Tanks. Hierbei läßt sich die Armatur klappenseitig unmittelbar gegen den Tank anflanschen, da der an der schräg aus dem Gehäuse herausgeführten Welle befestigte Bedienungshebel sehr günstig vom Tankboden weggerichtet ist. Der Wellenaustritt am Winkelgehäuse kann anstatt aus dem Rücken auch seitlich od. dgl. angeordnet werden, welches bei einer besonders gewünschten Lage des Bedienungshebels erforderlich werden kann. Der Gehäusesitz kann auch als gesonderter Sitzring eingepreßt, geschraubt, aufgepanzert od. dgl. befestigt werden.The housing can be used as a straight through or elbow housing of 90 ° or in other degrees, such as. B. as a bottom valve for tanks. The valve can be flanged directly against the tank on the flap side, because the operating lever attached to the shaft that is led out of the housing at an angle is directed away from the tank bottom very favorably. The shaft exit at the angular housing can be arranged sideways or the like instead of from the back, which at a particularly desired position of the operating lever may be required. The housing seat can also be pressed in, screwed or armored as a separate seat ring or the like. Be attached.

In den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand dargestellt. Es zeigt F i g. 1 einen mittleren Längsschnitt durch die Drosselklappe mit einem Krümmergehäuse von 90°, F i g. 2 eine Aufsicht auf die Nabe des Bedienungshebels und den Hebelanschlägen in Richtung Q, F i g. 3 einen Teillängsschnitt durch eine Drosselklappe mit gebogenem Wellenanschluß an der Klappenscheibe, F i g. 4 einen Schnitt in. Linie A -B der F i g. 3. Nach F i g. 1 besteht die Drosselklappe z. B. aus einem 90° Krümmergehäuse 24, dessen Innenraum im Bereich der hineinragenden Welle 7 und Lagerbüchse 10 sowie auch der Sitzdurchmesser zwecks Querschnittsausgleich entsprechend erweitert ist. Die Klappenscheibe 4 wird von der Welle 7 betätigt, welche z. B. mit einem Winkel von 45° gegen die Dichtebene geneigt ist und einseitig mit der Klappenscheibe verbunden ist. Die Achse der Welle 7 schneidet den Mittelpunkt 26 der Dichtebene. Durch eine Drehung der Welle um 180° schwenkt die Klappenscheibe zwischen der Verschluß- und Offenstellung. Die Welle 7 ist in der Lagerbüchse 10 geführt, welche mit einem kugelflächigen Flanschansatz 30 mittels drei Flanschschrauben 21 und 22 gegen eine entspreschend konvexe Ausnehmung des Gehäuses angezogen und abgedichtet wird, wobei die Welle bzw. die Klappenscheibe durch entsprechendes Verstellen der drei Flanschschrauben in die gewünschte Sitzlage gebracht werden kann. Zu diesem Zweck ist zwischen den oberen Flächen des Flansches und des Gehäuses ein entsprechendes Spiel 31 und zwischen der Büchsenhülse und der Gehäusebohrung das Spiel 32 vorgesehen. Die Klappenscheibe 4 besitzt am äußeren Umfang eine im Querschnitt gebogene dünnere Dichtlippe 25 mit einer abgesetzten Dichtfläche, deren äußere Dichtform kugelflächig mit dem Radius f um den Mittelpunkt 26 ausgebildet ist. Da die Klappenscheibe 4 durch eine geringe übertoleranz mit etwas Spannung in dem Sitzring eingeführt werden muß, ist dieser beidseitig mit einer geglätteten Montageschräge 28 und 29 versehen, damit die Dichtlippe 25 bei der Montage nicht beschädigt wird.The subject matter of the invention is shown in the drawings. It shows F i g. 1 shows a central longitudinal section through the throttle valve with a manifold housing of 90 °, FIG. 2 shows a plan view of the hub of the operating lever and the lever stops in the direction Q, FIG. 3 shows a partial longitudinal section through a throttle valve with a curved shaft connection on the valve disc, FIG. 4 shows a section in line A-B of FIG . 3. According to FIG. 1 consists of the throttle valve z. B. from a 90 ° manifold housing 24, the interior of which is expanded accordingly in the area of the protruding shaft 7 and bearing bush 10 and also the seat diameter for the purpose of cross-sectional compensation. The valve disc 4 is actuated by the shaft 7 which, for. B. is inclined at an angle of 45 ° to the sealing plane and is connected on one side to the valve disc. The axis of the shaft 7 intersects the center point 26 of the sealing plane. By turning the shaft by 180 °, the valve disc swivels between the closed and open positions. The shaft 7 is guided in the bearing bush 10 , which is tightened and sealed against a correspondingly convex recess of the housing with a spherical flange shoulder 30 by means of three flange screws 21 and 22 , the shaft or the valve disc to the desired position by adjusting the three flange screws accordingly Sitting position can be brought. For this purpose, a corresponding clearance 31 is provided between the upper surfaces of the flange and the housing, and clearance 32 is provided between the bushing sleeve and the housing bore. On the outer circumference, the valve disc 4 has a thinner sealing lip 25 with a curved cross-section and a stepped sealing surface, the outer sealing shape of which is spherical with the radius f around the center point 26. Since the valve disc 4 has to be inserted into the seat ring due to a slight excess tolerance with some tension, this is provided on both sides with a smooth mounting bevel 28 and 29 so that the sealing lip 25 is not damaged during assembly.

In F i g. 2 ist der Bedienungshebel 15 in dem Winkel e um 180° zwischen der Verschluß- und Offenstellung schwenkbar, wobei der Anschlagnocken 20 wechselseitig gegen die beiden hohen Schraubenköpfe 21 als Endstellungen anschlägt und den dritten niedrigen Schraubenkopf 22 freigängig überfährt.In Fig. 2, the operating lever 15 can be pivoted through 180 ° between the closed and open positions at angle e, the stop cam 20 alternately striking the two high screw heads 21 as end positions and freely moving over the third low screw head 22.

Nach F i g. 3 und 4 ist die Klappenwelle 33 mit einem Bogen 34 oberhalb der Mitte an die Klappenscheibe angeschlossen, wobei der Bogen ein biegesteifes symetrisches Ovalprofil aufweist, dessen große Achse bei der Offenstellung der Klappenscheibe in Strömungsrichtung liegt und mit dem schmalen Maß g im Durchfluß wenig Strömungswiderstand hat, während die breite Seite h festigkeitsgünstig eine lange Verbindung mit der Klappenscheibe bildet.According to FIG. 3 and 4 is the flap shaft 33 with an arch 34 above the middle connected to the valve disc, the arch being a rigid has a symmetrical oval profile, the major axis of which in the open position of the valve disc lies in the direction of flow and with the narrow dimension g there is little flow resistance in the flow has, while the broad side h has a long connection with the Forms valve disc.

Claims

Claims: 1. Throttle valve with inclined shaft in the housing and on the valve disc, mounted on one side by means of a bushing fastened in the housing with at least three flange screws, characterized in that the bearing bush (10) as the only and tight contact surface with the housing (24) has a spherically convex arching Has surface (30) and the mating surface in the housing is designed accordingly.

2. Throttle valve according to claim 1 with one provided on the edge of the valve disc Resilient sealing lip, characterized in that the sealing surface of the sealing lip (25) as a narrow or wider spherical zone with the radius (f) around the center point (26) of the sealing circle is formed.

3. Throttle valve according to claim 1 and 2, characterized in that the shaft (33 in F i g. 3 and 4) opens with an arc (34) above the center of the valve disc (4) in the closed position and that the arc has a rigid, symmetrical oval profile, the major axis of which runs in the direction of the flow in the open position of the valve disc.

4. Throttle valve according to claim 1 to 3, characterized in that of the three flange screws of the bearing bush (10 in F i g. 1 and 2), two with high heads (21) are designed as stops for the end positions of the operating lever (15) .