DE1600764B1 - Drosselklappenscheibe mit geringem hydrodynamischem moment - Google Patents

Drosselklappenscheibe mit geringem hydrodynamischem moment

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DE1600764B1
DE1600764B1 DE19671600764 DE1600764A DE1600764B1 DE 1600764 B1 DE1600764 B1 DE 1600764B1 DE 19671600764 DE19671600764 DE 19671600764 DE 1600764 A DE1600764 A DE 1600764A DE 1600764 B1 DE1600764 B1 DE 1600764B1
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Hemphill James Edwin
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    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K1/00Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • F16K1/16Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with pivoted closure-members
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    • F16K1/22Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with pivoted closure-members with pivoted discs or flaps with axis of rotation crossing the valve member, e.g. butterfly valves
    • F16K1/222Shaping of the valve member

Description

die Drehachse in zwei Hälften geteilten Scheibe zum Scheibenrand hin im Querschnitt fischschwanzähnlich und symmetrisch zur Scheibenebene ausgebildet ist, indem die gewölbten Oberflächen in der Nähe des Scheibenrandes in nach außen divergierende Flächen und kurz vor Erreichen des Scheibenrandes in zum Scheibenrand hin konvergierende Flächen übergehen. Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen an-
Rechnung aus der gemessenen Druckverteilung an der Klappenscheibe ermittelt werden. Letzteres trifft insbesondere für das Losdreh-Lagermoment an der geschlossenen Klappenscheibe zu.
Ein »Dichtungssitzmoment« entsteht durch die Reibung zwischen den Dichträndern am Umfang der Drosselklappenscheibe und den Dichtungsflächen im Gehäuse. Es wirkt ebenso wie das Lagerreibungsmoment der jeweiligen Drehrichtung entgegen.
Ein »Eigengewichtsmoment« tritt auf, wenn die durch den Schwerpunkt der Drosselklappenscheibe verlaufende Vertikalkraft nicht durch die Drehachse der Scheibe verläuft.
schließt. Außerdem besteht bei dieser Klappenscheibe eine erhebliche Kavitationsgefahr.
Neben dem hydrodynamischen Moment wirken noch einige andere Momente auf eine Drosselklappenscheibe ein. Dabei sollen diejenigen Momente, die die Klappenscheibe zu schließen suchen, als positiv, die umgekehrten als negativ bezeichnet werden. In der Hauptsache handelt es sich um die folgenden Momente:
Ein »hydrostatisches Moment« tritt bei geschlos- io gegeben,
sener Drosselklappenscheibe dadurch auf, daß die Die erfindungsgemäße Drosselklappenscheibe beResultierende des auf die Scheibe wirkenden Flüssig- sitzt eine Reihe beachtlicher Vorteile. Zunächst sei keits- oder Gasdruckes nicht durch die Drehachse bemerkt, daß bei voller Öffnung der Drosselklappe der Scheibe verläuft. der Scheibenkörper mit stromabwärts weisendem
Ein »Lagerreibungsmoment« resultiert aus der 15 Schwanzende einen sehr geringen Strömungswider-Lagerreibung in den Wellenlagern und ist dem ge- stand aufweist.
samten, auf die Drosselklappenscheibe wirkenden Der wesentliche Vorteil einer erfindungsgemäßen
Druck proportional. Es ist der jeweiligen Bewegung Drosselklappenscheibe ergibt sich aus einer starken der Scheibe entgegengerichtet, kann also positiv oder Verminderung der Verstellkräfte über den gesamten negativ sein. Das Lagerreibungsmoment kann experi- 20 Verstellbereich, und es sind bereits Drosselklappenmentell an einer Versuchs-Drosselklappe oder durch scheiben gemäß der Erfindung gefertigt worden, die
insbesondere bei Öffhungswinkeln zwischen 0 und 30° in der Strömung fast ausbalanciert sind. Die Ersparnisse, die sich hieraus hinsichtlich der Aus-25 legung des Stellmotors, der konstruktiven Durchbildung der Drosselklappe usw. ergeben, liegen auf der Hand und bedürfen keiner weiteren Erläuterung. Ein weiterer Vorteil ist die nunmehr erzielbare Regelcharakteristik einer Drosselklappe mit erfin-30 dungsgemäßer Klappenscheibe. Bisher war es zwar möglich, im Bereich kleiner und mittlerer Öffnungswinkel den Durchfluß weitgehend gleichmäßig und feinfühlig zu regeln, doch versagte die Regelung bei größeren Öffnungswinkeln, da die stromabwärts ge-Das schon erwähnte »hydrodynamische Moment« 35 legene Regelkante der bekannten Klappenscheiben entsteht aus der Resultierenden der auf die Drossel- dann im Strömungsschatten des vorstehenden Nabenklappenscheibe wirkenden dynamischen Kräfte und teils der Scheibe zu liegen kam und eine feinfühlige ihrem Abstand von der Drehachse der Scheibe. Bei Regelung unmöglich machte. Die fischschwanzherkömmlichen Klappenscheiben ist das hydrodyna- ähnliche Ausbildung der stromabwärts gelegenen mische Moment stets positiv. Je nach Formgebung 40 Regelkante einer erfindungsgemäßen Klappenscheibe der Scheibe und Anordnung der Welle zur Scheibe ermöglicht nun jedoch auch eine genaue und feinsowie auch je nach Stellung der Scheibe kann das
hydrodynamische Moment jedoch sowohl positive
wie negative Werte annehmen. Das hydrodynamische
Moment steigt mit der 3. Potenz des Scheibendurch- 45 kante aus dem Strömungsschatten der Klappenscheibe messers und ist direkt proportional dem Quadrat der etwas vorragt. Somit ist nunmehr ein Regelverhältnis Strömungsgeschwindigkeit oder dem Druckabfall an von 100:1 erreichbar, so daß die bisher notwendige der Drosselklappenscheibe. Das höchste hydrodyna- Verwendung von Mehr-Klappenventilen oder aber mische Moment tritt bei dünnen Scheiben bei etwa parallel angeordneten Ventilen zur Regelung der 70° Öffnungswinkel auf, d. h. bei etwa 70° Verstel- 50 Strömung im Bereich maximaler Durchflußmengen lung gegenüber der ganz geschlossenen Stellung. Bei entfällt.
dickeren Scheiben verschiebt sich das Maximum zu Femer sei noch auf die Vorteile hingewiesen, die
kleineren Öffnungswinkeln. sich aus der symmetrischen Ausbildung einer erfin-
Einige andere Momente, beispielsweise solche, die dungsgemäßen Klappenscheibe ergeben. Abgesehen durch Stopfbuchsenreibung an der Welle oder durch 55 von dem nur geringen Strömungsverlust ist hier be-Nabenreibung zwischen Welle und Gehäuse ent- sonders die Verminderung der Kavitationsgefahr stehen, können gewöhnlich vernachlässigt werden. hervorzuheben. Dies bewirkt, daß eine Drosselklappe
Der Erfindung lag nunmehr die Aufgabe zugrunde, gemäß der Erfindung mit beachtlich hohem Durchunter Vermeidung der Nachteile bekannter Lösungen satz gefahren werden kann, ohne daß Beschädiguneine verbesserte Drosselklappenscheibe zu schaffen, 60 gen auftreten können, d. h., daß das Leistungsgewicht bei der in erster Linie das hydrodynamische Moment, einer erfindungsgemäßen Drosselklappe verringert
werden kann.
Die symmetrische Ausbildung der Drosselklappenscheibe hat weiterhin zur Folge, daß die Durchströmrichtung durch eine Drosselklappe umkehrbar ist, sofern der äußere Durchmesser der Scheibe dem inneren Durchmesser der Gehäusebohrung entspricht. Dabei ergeben sich in vorteilhafter Weise keine
fühlige Regelung bei großen Öffnungswinkeln, da — abgesehen von der voll geöffneten Stellung der Klappenscheibe — die fischschwanzähnliche Regel-
das den größten Anteil aller auf die Scheibe einwirkenden Momente ausmacht, herabgesetzt und damit die zum Verstellen der Scheibe erforderliche Kraft verringert wird.
Diese Aufgabe wird bei einer Drosselscheibe der eingangs erwähnten Art in überrraschend einfacher Weise dadurch gelöst, daß die eine Hälfte der durch
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Änderungen in den Leistungsdaten der Drossel- und 32« mit den Flächen 30 und 32 sind Hohlkehlen
klappe. 40 (vorn) und 42 (hinten) gebildet. Kurz vor Er-
An Hand der Zeichnungen ist nachstehend ein be- reichen der Dichtkante 38 am unteren Scheibenrand
vorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beginnen die Vorder- und Rückseitenflächen wieder
erläutert. Dabei zeigt 5 zu konvergieren, und zwar bis zur unteren Dicht-
Fi g. 1 in perspektivischer Darstellung eine Dros- kante 38 hin. Diese konvergierenden Flächenteile
selklappe mit einer erfindungsgemäßen Drossel- sind mit 30 & (Vorderseite) und 32 b (Rückseite) beklappenscheibe, von der der Strömungsrichtung ab- zeichnet. Sie konvergieren unter einem großen
gewandten Seite aus betrachtet, stumpfen Winkel so, daß sie mit einer Unterschnei-
Fig. 2 eine Ansicht der in Fig. 1 gezeigten Dros- io dung bzw. Versetzung (Fig. 4 und 5) auf die Dicht-
selklappenscheibe, ebenfalls von der der Strömungs- kante 38 treffen. Dadurch wird die Reibung beim
richtung abgewandten Seite aus gesehen, Dichten im Gehäuse 12 so gering wie möglich gehal-
Fig. 3 eine Ansicht der Drosselklappenscheibe ten und gleichzeitig ein gewisser Spielraum für die
gemäß Fi g. 2 von oben, Ausdehnung der Scheibe 18 im Bereich hoher Tem-
Fig. 4 eine Seitenansicht der Drosselklappen- 15 peraturengegeben.
scheibe gemäß Fig. 2, Wie Fig. 5 zeigt, werden durch die Flächenteile
Fig. 5 einen Querschnitt der Drosselklappen- 30a und 30& bzw. 32c und 32& auf der Vorderscheibe gemäß Fig. 2, und Rückseite der Scheibe 18 rippenartige Vor-Fig. 6 eine graphische Darstellung zum Veran- Sprünge44 bzw. 46 gebildet, und durch die zur Zenschaulichen der verbesserten Wirkungsweise der er- 20 tralebene der Scheibe im wesentlichen symmetrische findungsgemäßen Drosselklappenscheibe. Ausbildung der beiden Rippen auf der Vorder- und Die in Fig. 1 perspektivisch dargestellte und mit Rückseite entsteht an dem der Strömungsrichtung dem Sammelbezugszeichen 10 bezeichnete Drossel- abgewandten Rand der Scheibe eine fischschwanzldappe hat ein Gehäuse 12 mit einer kreisrunden artige Querschnittsform des Scheibenrandes. Diese Durchflußöffnung 14. Am Umfang des Gehäuses 12 25 Form des Scheibenrandes ist das wichtigste Merkmal sind mehrere Bohrungen 16 vorgesehen, die der Be- der vorliegenden Erfindung, weil durch sie eine festigung des Gehäuses, z. B. in einer Rohrleitung, wesentliche Verringerung des hydrodynamischen dienen. Momentes bei nur unwesentlich erhöhtem Strömungs-Innerhalb der Durchfiußöffnung 14 ist im Gehäuse widerstand (d. h. bei nur geringfügig verminderter 12 eine im ganzen kreisrunde Drosselldappenscheibe 30 Durchflußleistung) erzielt wird. 18 an einer drehbar gelagerten Welle 22 befestigt, so Von besonderer Bedeutung für die Verringerung daß sie Drehbewegungen ausführen kann. Die des hydrodynamischen Momentes ist die Höhe der Drosselklappenscheibe 18 ist in ihrer Umrißform rippenartigen Vorsprünge. Durch Versuche wurde dem lichten Querschnitt der Durchflußöffnung 14 an- ermittelt, daß die günstigste Rippenhöhe gegenüber gepaßt. In ihrem waagerechten Durchmesser ist sie 35 der durch die Dichtkanten der Scheibe gelegten Zenzu einer Nabe 20 verstärkt, welche eine Bohrung 36 tralebene zwischen einem Drittel und etwas mehr als (Fig. 2) zur Aufnahme der Welle 22 aufweist. Die der Hälfte der Nabenstärke der Scheibe 18 liegt, wobeiden Enden der Welle 22 sind im Gehäuse 12 bei der erstere Wert gilt, wenn die Nabenstärke im drehbar so gelagert, daß die Achse der Welle 22 mit Verhältnis zum Durchmesser der Scheibe groß ist einem — in der Regel waagerechten — Durchmesser 40 (dicke Scheibe), der letztere, wenn die Nabenstärke der Durchflußöffnung 14 zusammenfällt. An jedem im Verhältnis zum Durchmesser klein ist (dünne Ende der Welle 22 sind geeignete Dichtungsmittel 23 Scheibe). Eine genaue Einhaltung dieser Werte ist vorgesehen, um die Welle gegenüber dem Gehäuse jedoch nicht erforderlich, denn die Versuche haben 12 abzudichten. Bei dem in Fig. 1 gezeigten Aus- gezeigt, daß auch, wenn Höhe und Form der Rippen führungsbeispiel sind die Lager 24 und 26 der Welle 45 innerhalb vernünftiger Grenzen verändert werden, 22 von der Gehäusewandung getrennt, so daß sie das hydrodynamische Moment immer noch kleiner nicht mit dem durch die Durchflußöffnung 14 strö- ist als bei einer herkömmlichen Scheibe, ohne den menden Medium in Berührung kommen können. Strömungswiderstand zu erhöhen.
Die wesentlichen Einzelheiten der in Fig. 1 ge- Von besonderer Wichtigkeit ist auch, wie die Verzeigten Drosselldappenscheibe gehen am besten aus 50 suche zeigten, der Radius der beiden Hohlkehlen 40 den Fig. 2 bis 5 hervor. Die Klappenscheibe 18 ist, und 42. Nur wenn der Radius dieser beiden Hohlwie Fig. 3 erkennen läßt, in bezug auf ihre Dreh- kehlen sehr Idein gehalten ist, wird der optimale Erachse in der Richtung ihrer größten Ausdehnung folg erzielt.
nicht symmetrisch aufgebaut, sondern die Vorder- Als ein Beispiel, das jedoch die Anwendung der
seite 30 und die Rückseite 32 verlaufen von dem ver- 55 Erfindung keineswegs auf Scheiben dieser Größenstärkten Nabenteil 20 aus nach oben, also in der bei Ordnung beschränken soll, werden nachstehend einige geöffneter Stellung der Strömungsrichtung entgegen- Abmessungen einer Scheibe genannt, bei welcher sich gerichteten Hälfte der Drosselklappenscheibe, strom- die erfindungsgemäße Ausführung besonders gut belinienförmig konvergierend bis zur oberen Dichtkante währt hat:
34, während sie nach der entgegengesetzten, also der 60 Durchmesser der Schdbe 18 etwa 200 mm
Stromungsnchrung abgewandten Hälfte von dem Größte Stärke des Nabenteües 20 .... 46 mm Nabenteil 20 aus zunächst ebenfalls konvergierend Brdte der Didltkailten 34 md 38 ... etwa 5 mm verlaufen jedoch nur bis m die Nahe der unteren Radhjs m deQ Hohlkehlen 40 und 42 0,8 mm Dichtkante 38. Dort beginnen die Flachen nach dem
Rand zu auf beiden Seiten der Klappenscheibe 18 zu 65 Die halbkreisförmigen Dichtkanten 34 und 38 bildivergieren. Diese divergierenden Flächenteile sind den einen die Klappenscheibe 18 mit Ausnahme der mit 30 a (Vorderseite) und 32 a (Rückseite) bezeich- beiden Öffnungen für die Welle 22 an ihrem gesamnet. An den Übergangsstellen der Flächenteile 30 a ten Umfang umschließenden »Dichtring«. Dieser
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Dichtring ist der entsprechenden Dichtfläche in der aus bei zunehmendem Öffnungswinkel zunächst lang-Durchflußöffnung 14 des Gehäuses 12 angepaßt, um sam, strebt aber dann rasch einem ausgeprägten bei Stellung der Scheibe 18 quer zur Strömungsrich- Spitzenwert (etwa 70 cmkp) bei einem Öffnungswinkel tung eine vollständige Abdichtung der Drosselklappe von etwa 75 D zu, um anschließend schnell auf Null zu bewirken. Die entsprechende Dichtfläche im Ge- 5 bei ganz geöffneter Scheibe abzufallen. Zur Ergänhäuse 12 kann durch Bearbeitung des Gehäuses selbst zung sei erwähnt, daß mit zunehmender Dicke der oder durch Einbau einer besonderen Dichtungsanlage Nabe der Scheibe das Spitzenmoment bei kleineren gebildet werden, die aus Gummi oder gummiähn- Öffnungswinkeln auftritt und daß bei einem bestimmlichem Material wie Butadien-Acrylnitril-Copolymer ten Scheibendurchmesser eine dünne Klappenscheibe oder Polychloropren bestehen kann oder auch aus io herkömmlicher Bauart ein höheres Spitzenmoment einem hitzebeständigen Material, wenn die Drossel- ergibt als eine dickere Scheibe,
klappe für heiße Stoffe verwendet werden soll, wie Wie Kurve B zeigt, verläuft die Kurve des hydroz. B. heiße Verbrennungsgase, vorgewärmte Ver- dynamischen Moments bei einer erfindungsgemäßen brennungsluft oder heißes Gichtgas. Die besondere Klappenscheibe flacher als bei einer herkömmlichen Konstruktion dieser Dichtungsanlagen oder Ausklei- 15 Scheibe. Das Spitzenmoment tritt bei etwa 70c Öffdungen bildet keinen Gegenstand der vorliegenden nungswinkel auf und beträgt nur etwa 33 cmkp. Es Erfindung. ist noch geringer als das Moment nach Kurve A bei
Im Nabenteil 20 können Bohrungen 21 vorgesehen 60: Öffnungswinkel. Allgemein wird durch die Erfin-
werden, um die Welle 22 mit Hilfe von Konusstiften dung das größte auftretende hydrodynamische Mo-
in dem Nabenteil 20 zu befestigen. Durch Drehen 20 ment auf 30 bis 50 0Zn des bei herkömmlichen Klap-
der Welle 22 im Uhrzeigersinn wird, wie F i g. 1 zeigt, penscheiben auftretenden Moments gesenkt,
die Dichtkante 34 der Strömungsrichtung entgegen Scheiben mit anderen Querschnittsverhältnissen
und die Dichtkante 38 in umgekehrter Richtung be- (Verhältnis zwischen Nabenstärke und Scheiben-
wegt und mit dem gegenüber der senkrechten Stel- durchmesser) erfordern eine etwas andere Quer-
lung der Klappenscheibe 18 zunehmenden Öffnungs- 25 Schnittsgestaltung als die in den Zeichnungen dar-
winkel die Strömung freigegeben. gestellte, jedoch ist die fischschwanzartige Ausbildung
Um die Bedeutung der Erfindung zu veranschau- des der Strömungsrichtung abgewandten Teiles des
liehen, ist in F i g. 6 ein Schaubild dargestellt, welches Scheibenrandes stets der in der Zeichnung dargestell-
das auf die Klappenscheibe wirkende hydrodyna- ten ähnlich. Klappenscheiben mit einem bestimmten
mische Moment (in cmkp) in Abhängigkeit vom Öff- 30 Querschnittsverhältnis, aber verschiedenen Durch-
nungswinkel der Scheibe zeigt, und zwar einmal für messern unterscheiden sich nur maßstäblich, d. h„
eine Klappenscheibe herkömmlicher Bauart und etwa sie sind sich geometrisch ähnlich.
100 mm Durchmesser (Kurvet) und zweitens für In jedem Fall tritt durch die erfindungsgemäße
eine gleich große Scheibe, bei der die Erfindung be- Ausbildung der Klappenscheibe eine erhebliche Ver-
rücksichtigt ist (Kurve B). Alle in diesem Schaubild 35 ringerung der größten auftretenden hydrodynamischen
dargestellten hydrodynamischen Momente sind posi- Momente ein, so daß — hauptsächlich bei Drossel-
tiv, d. h., sie suchen die Scheibe zu schließen. klappen größerer Abmessungen — die zum Ver-
Wie Kurve A zeigt, steigt das hydrodynamische stellen der Scheibe erforderlichen elektrischen oder
Moment bei einer herkömmlichen Klappenscheibe mechanischen Einrichtungen kleiner gehalten und
von der geschlossenen Stellung (Öffnungswinkel Null) 40 somit Kosten eingespart werden können.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1 2 symmetrisch zum Mittelpunkt der Scheibe nach Patentansprüche: außen gewölbt sind und den zur Aufnahme der Drehachse im Mittelpunkt und in der Scheibenebene
1. Drosselklappenscheibe, deren Oberflächen angeordneten Nabenteil weitgehend abdecken,
symmetrisch zum Mittelpunkt der Scheibe nach 5 Drosselklappen dienen zum Absperren bzw. zum außen gewölbt sind und den zur Aufnahme der Steuern oder Regem strömender flüssiger oder gas-Drehachse im Mittelpunkt und in der Scheiben- förmiger Medien. Sie bestehen üblicherweise aus ebene angeordneten Nabenteil weitgehend ab- einem Gehäuse mit einer meist kreisrunden Durchdecken, dadurch gekennzeichnet, daß flußöffnung für das strömende Medium und einer in die eine Hälfte der durch die Drehachse in zwei io dem Gehäuse quer zur Strömungsrichtung, meist Hälften geteilten Scheibe (18) zum Scheibenrand waagerecht gelagerten Welle, auf welcher die in ihrer hin im Querschnitt fischschwanzähnlich und sym- Form der Durchflußöffnung angepaßte Drosselklapmetrisch zur Scheibenebene ausgebildet ist, indem penscheibe befestigt ist, die mit der Welle um deren die gewölbten Oberflächen (30, 32) in der Nähe Achse schwenkbar ist, so daß sie bei Stellung pardes Scheibenrandes (38) in nach außen divergie- 15 allel zur Strömungsrichtung den Strom des Mediums rende Flächen (30 a, 32 a) und kurz vor Erreichen freigibt, mit zunehmender Drehung drosselt und bei des Scheibenrandes in zum Scheibenrand hin Stellung quer zur Strömungsrichtung ganz absperrt, konvergierende Flächen (30 δ, 32 δ) übergehen. Durch Drosselung wird also der Druck in einer
2. Drosselklappenscheibe nach Anspruch 1, Strömung abgesenkt und die Strömungsgeschwindigdadurch gekennzeichnet, daß die Vorder- und 20 keit bis zum engsten Querschnitt erhöht. In der anRückseiten (30 bzw. 32) im wesentlichen symme- schließenden Erweiterung verwirbelt die Strömung, trisch zu einer durch die Achse der Welle (22) Infolge der dabei auftretenden Verluste wird somit und durch den Scheibenrand (34 bzw. 38) geleg- bei einer Drosselung ganz allgemein die nutzbare ten Ebene verlaufen. Energie vermindert.
3. Drosselklappenscheibe nach Anspruch 1 25 Man unterscheidet nun Drosselungen, bei denen und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vom ver- die Energieminderung bei voller Öffnung des Drosselstärkten Nabenteil (20) aus in Richtung auf den organs möglichst klein sein soll, die also nur in den der Strömungsrichtung abgewandten Teil (38) des Zwischenstellungen als Drossel wirken sollen (z.B. Scheibenrandes zunächst konvergierenden Schei- Regelventil), und Drosselungen, die auf Energiebenflächen (30 bzw. 32) mit einem relativ kleinen 30 entwertung abgestellt sind (z. B. Druckminderventil). Übergangsradius in der Größenordnung von Eine Drosselklappe mit einer bekannten Klappen-1 Millimeter oder kleiner in die inneren, zum scheibe der eingangs erwähnten Art besitzt bei voller Scheibenrand divergierenden Flächen (30 a bzw. Öffnung einen geringen Strömungswiderstand und 32 a) der Rippen (44 bzw. 46) übergehen. somit einen nur geringen Druckverlust.
4. Drosselklappenscheibe nach Anspruch 1 35 Eine solche Drosselklappe besitzt jedoch den bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren, Nachteil, daß in den Zwischenstellungen zwischen zum Scheibenrand (38) konvergierenden Flächen »voll geöffnet« und »ganz geschlossen« durch das (30 & bzw. 32 δ) der Rippen (44 bzw. 46) unter strömende Medium ein relativ hohes hydrodynaeinem sehr stampfen Winkel konvergieren, ohne misches Moment auf die Drosselklappenscheibe ausjedoch ganz senkrecht auf einer durch die Wellen- 40 geübt wird, was erhebliche Verstellkräfte und somit achse und die Scheibenränder gelegten Ebene zu — bei einer bevorzugt in Frage kommenden elekstehen. trischen oder hydraulischen Verstellung — hohe
5. Drosselklappenscheibe nach Anspruch 1 Kosten für die hierzu erforderlichen kräftigen Verbis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen Stelleinrichtungen zur Folge hat.
(44 bzw. 46) auf beiden Seiten der durch die 45 Die hohen Klappen-Verstellkräfte sollen bei einer
Wellenachse (22) und die Scheibenränder (34 anderen bekannten Drosselklappe durch Verwendung
bzw. 38) gelegten Ebene eine Höhe erreichen, die einer schraubenförmig verdrillten Klappenscheibe
etwa einem Drittel bis- der Hälfte der größten herabgesetzt werden. Wesentliche Nachteile dieser
Dicke des nabenartigen Mittelteiles (20) der bekannten Klappenscheibe bestehen jedoch darin,
Drosselklappenscheibe entspricht. 50 daß die Verdrillung bei voll geöffneter Drosselklappe
6. Drosselklappenscheibe nach Anspruch 1 eine Drehung der Strömung und damit zusätzliche bis 5, wobei der Rand der Drosselklappenscheibe Strömungsverluste verursacht und außerdem im Bean ihrem gesamten Umfang als Dichtkante aus- reich großer Öffnungswinkel keine ausreichend feingebildet und in seiner Form einer entsprechenden fühlige Regelung ermöglicht, da sich die Regelkante Dichtfläche im Gehäuse angepaßt ist, so daß bei 55 im Strömungsschatten der Scheibe befindet.
Stellung der Drosselklappenscheibe quer zur Für eine auf Energieauswertung abgestellte und Strömungsrichtung die Strömung durch das Dros- damit bereits in der Grundkonzeption von der Erfinselklappenventil abgesperrt ist, dadurch gekenn- dung abweichende Drosselklappe ist auch bereits zeichnet, daß die äußeren Flächen (30 δ bzw. eine Klappenscheibe mit flach ausgebildeten und zu-32 δ) der Rippen (44 bzw. 46) gegenüber der 60 einander angewinkelten Hälften bekannt, wobei eine Dichtkante (38) etwas nach innen versetzt sind. Hälfte einen etwa senkrecht zur Oberfläche der
Klappenscheibe vorstehenden Rand aufweist. Die sich auf Grund dieser Ausbildung ergebenden Nach-
teile der bekannten Klappenscheibe sind darin zu
65 sehen, daß diese Klappenscheibe in der voll geöffneten Stellung einen erheblichen Strömungswiderstand
Die Erfindung betrifft eine für eine Drosselklappe erzeugt und eine feinfühlige Regelung im Bereich bestimmte Drosselklappenscheibe, deren Oberflächen großer Öffnungswinkel nahezu vollständig aus-
DE19671600764 1966-09-19 1967-04-05 Drosselklappenscheibe mit geringem hydrodynamischem moment Pending DE1600764B1 (de)

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