DE1919383B2 - Drosselklappenventil - Google Patents

Description

3. Ventil na± Anspruch 1 oder 2, dadurch ge- 20 schnitte geeignet, dabei jedoch leicht und stabil auskennzeichnet, daß die Verstärkungsglieder (13) gebildet ist, so daß es den auftretenden Belastungen durch Bohrungen der Versteifung (6) hindurchge- auch bei hohen Innendrücken und großen Abmessteckt sind. sungen genügt.

4. Ventil nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch Dies wird an einem Drosselklappenventil der eingekennzeichnet, daß ein oder mehrere der Ver- 25 gangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch erstärkungsglieder (13) mit Mitteln zum Vorspan- reicht, daß das Gehäuse aus Kunststoff gebildet ist nen der Klappenscheibe (2) versehen sind. und daß in das Innere der Klappenscheibe eine sie in

5. Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekenn- Richtung eines Scheibendurchmessers durchdrinzeichnet, daß die Mittel zum Vorspannen der gende, gleichzeitig als Betätigungswelle dienende KlappenscheiH (2) Gewinde und Muttern an 30 Versteifung sowie ein oder mehrere bis nahe zum dem quer zur Versteifung (6) verlaufenden Ver- Rand der Klappenscheibe reichende, die Versteifung Stärkungsglied (13) oder den C'iedern aufweisen. senkrecht kreuzende Verstärkungsglieder eingebettet

6. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, sind.

dadurch gekennzeichnet, daß cue Verstärkungs- Durch die Erfindung ist ein Drosselklappenventil

glieder (13) ein Gitterwerk bilden. 35 geschaffen, welches hauptsächlich aus Kunststoff be-

7. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5. steht und insbesondere für Kunststoff rohre mit grödadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungs- ßeren Durchmessern Verwendung finden kann. Daglieder (13) aus Metallnetzmaterial bestehen. durch paßt es bei hoher Belastungsfähigkeit und Le-

8. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bensdauer preis- und gewichtsmäßig zu der Rohrleidadurch gekennzeichnet, daß zur Versteifung der 40 tung, in die es installiert ist.

Klappenscheibe (2) zusätzlich Glasfasern in de- Durch die Erfindung ist es ermöglicht, nicht nur

ren Werkstoff eingebettet sind. das Ventilgehäuse, sondern auch die Klappenscheibe

9. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wirtschaftlich aus dem sich als Konstruktionsmaterial dadurch gekennzeichnet, daß zur Versteifung der immer mehr durchsetzenden Kunststoff herzustellen, Klappenscheibe (2) Kohlefaden in deren Werk- 45 ohne dadurch wesentliche Festigkeits- und Gestoff eingebettet sind. brauchsnachteile inkauf nehmen zu müssen.

Gemäß Erfindung bildet die die Klappenscheibe in

der einen Richtung durchdringende Versteifung

gleichzeitig die erforderliche Betätigungswelle, die in

50 einer Ausgestaltung der Erfindung auch zur Veran-

Die Erfindung betrifft ein Drosselklappenventil, kerung der quer verlaufenden Verstärkungsglieder

insbesondere für große Strömungsquerschnitte, mit herangezogen werden kann, wobei diese durch ent-

einer im wesentlichen aus Kunststoff bestehenden sprechende Bohrungen der Versteifung bzw. Betäti-

Klappenscheibe. gungswelle hindurchgesteckt sind. Die Verstärkungs-

Es ist bereits ein Drosselklappenventil bekannt, 55 glieder können außerdem zum Verspannen der Klap-

dessen Drosselklappe ebenso wie der zugeordnete penscheibe ausgenutzt werden.

Dichtungsring aus Gummi oder Kunststoff, z.B. Te- Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind

flon, besteht. Diese Drosselklappe, die als homogene Gegenstand der Unteransprüche.

Scheibe ausgebildet ist, muß jedoch, wenn sie große Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung

Beanspruchungen aushalten soll, sehr dick ausgebil- 60 wird an Hand der Zeichnung im einzelnen beschrie-

det sein, was das Verschwenken der Klappe beein- ben.

trächtigt, oder sie kann nur kleine Belastungen aus- F i g. 1 ist eine perspektivische Ansicht des Dros-

halten. Aber auch eine dicke homogene Kunststoff- selklappenventils in geöffneter Stellung;

scheibe genügt mechanisch nicht den bei einem Dros- F i g. 2 ist eine Ansicht auf das Ventil zur Erläute-

selklappenventil auftretenden Beanspruchungen, 65 rung seiner Installation in einer Rohrleitung;

denn es besteht insbesondere eine verstärkte Neigung F i g. 3 ist eine Ansicht des Ventils;

des Kunststoffes zum Kriechen unter Druck. Hier- F i g. 4 ist ein Schnitt entlang der Linie 4-4 in

durch werden die Dichtungseigenschaften zerstört, F i g. 3.

Es wird darauf hingewiesen, daß sich die Erfindung, obwohl die nachfolgende Beschreibung hauptsächlich ein Ventil der asymmetrischen Bauart betrifft, ebenso auf Ventile der symmetrischen Bauart bezieht, bei denen die Drehachse der Klappenscheibe in derselben Ebene wie die Dichtkante der Klappenscheibe verläuft.

Die zwei Hauptbestandteile des in den Zeichnungen gezeigten Ventils sind ein außen im wesentlichen zylindrisches Ventilgehäuse 1 und eine Klappenscheibe!, die zwischen den Einlaß und Auslaß bildenden runden öffnungen zu beiden Enden des Gehäuses gelagert ist.

Das Ventilgehäuse 1 kann ringförmige Flansche mit entsprechend angeordneten Bolzenbohrungen zur Anbringung an entsprechende, an den Enden der Rohrleitung ausgebildeter Flansche haben. Wahlweise, wie in der dargestellten Form, kann das Ventil ein sogenanntes Waffelventil sein und durch Bolzen 4, die sich zwischen Flanschen 5 an den beiden Rohrleitungsenden erstrecken, gehalten sein.

Zwischen den beiden öffnungen im Gehäuse 1 dreht sich die runde Klappenscheib. 2 um eine Achse, welche die Längsachse des Gehäuses im wesentlichen im rechten Winkel kreuzt. Die Klappenscheibe 2 ist in Drehlagern gelagert, die einfach diametral gegenüberliegende kreisförmige Öffnungen oder Blindbohrungen sein können, die in den Wänden des Gehäuses, mittig zwischen den Enden ausgebildet sind.

In der dargestellten Ausführungsart ist das Ventilgehäuse in einem Stück aus passendem Kunstsioffmaterial wie PVC, z. B. durch Spritzguß, geformt. Die Klappenscheibe 2 wird zum Einbauen in das Gehäuse gebracht, wonach eine Betätigungswelle aus Metall durch eine vorgeformte zylindrische Öffnung in der Klappenscheibe gesteckt wird. Diese Betätigungswelle bildet gleichzeitig die Versteifung 6 der Klappenscheibe 2. Es können auch von der Klappenscheibe Z diametral vorstehende koaxiale Lagerzapfen vorgesehen werden, durch welche eine die Versteifung 6 bildende Betätigungswelle mit vorzugsweise viereckigem Querschnitt hindurchläufi. Eine solche Ausbildung macht ein zweiteiliges Gehäuse 2 erforderlich.

Wahlweise kann die Innenfläche des Gehäuses von kreisförmigen Querschnitt sein aber mit vom Zentrum anfangs nach außen wenig zunehmendem Durchmesser, so daß die Drehung der kreisförmigen Klappenscheibe nichi von der Form der Innenfläche behindert wird. Das Gehäuse besteht in diesem Fall aus zwei vorgeformten halbzylindrischen Teilen aus geeignetem Kunslstoffmaterial. Beim Zusammenbau werden die beiden Hälften zusammengeklebt, nachdem die Klappenscheibe in ihren Lagern richtig gelagert ist. Epoxyharz ist ein geeigneter Klebstoff für diesen Arbeitsgang, der durch die Ausbildung von Nut und Feder an den zu verbindenden Rändern erleichtert wird.

Wie in F i g. 3 gezeigt ist die Betätigungswelle an ihrem unteren Ende im Lager 7, das nicht mehr als eine Bohrung oder eine Pfanne in der Wand des Gehäuses ist, gelagert. An ihrem oberen Ende dreht sich die Achse 6 im Lager 8, das außerhalb des Gehäuses, diametral dem Lager 7 gegenüber ausgebildet ist. Eine ringförmige Ausnehmung9 ist im Lager8 ausgebildet, und eine darin befindliche Ringdichtung 10 dichtet die Betätigungswelle ab.

Der obere Teil der Betätigungswelle 6 hat einen verringerten Durchmesser (F i g, 3). Nachdem die Welle in das Gehäuse 2 eingebaut ist, wird eine Drucklageroüchse im Lager 8 angebracht, die am Wellenabsatz 12 aufsitz;. Die Drucklagerbüchse 11 stellt sicher, daß die richtige Lage der Betätigungswelle 6 in Längsrichtung erhalten bleibt,

Die Klappenscheibe 2 ist im Durchmesser nur etwas kleiner als der anschließende Innendurchmesser des Gehäuses 1, so daß sie so gedreht werden kann, daß sie im wesentlichen den Querschnitt des Gehäuses überdeckt. Die Klappenscheibe ist, bis auf die Versteifung 6 und von Metallverstärkungsgliedern 13, die eingeklebt sind, aus Kunststoff. Es können ein oder mehrere solcher Verstärkungsglieder 13 vorhanden sein. Typisch sind es fünf, wie in der Zeichnung gezeigt.

Wie man aus F i g. 4 ersieht, ist die Klappenscheibe 2 asymmetrisch, wobei eine Seite 14 der Klappe der entlang der Drehachse verlaufenden Versteifung 6 näher ist als die andere Seite 15. Die Seite 15 ist im wesentlichen eben, oie Seite 14 dagegen ist in ihrer Gesamtheit konvex odei konisch, hat aber zylindrische Ausbeulungen entlang und rings der Versteifung 6. Die Metallverstärkungsglieder 13 ragen durch öffnungen der Versteifung 6 und vorgeformte Längsausnehmungen in der Klappenscheibe 2. Die Verstärkungsglieder erstrecken sich durch die Klappenscheibe 2 bis fast zu deren Ränder. Die äußeren nicht durch die Verstärkr.ngsglieder 13 eingenommenen Bereiche der Längsausnehmungen werden mit geeignetem Kunststoffmaterial und/oder Klebemittel aufgefüllt.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung (nicht gezeigt) können die Verstärkungsglieder an ihren Enden mit Gewinde- und Mutteranordnuugen oder einer anderen Druckvorrichtung versehen sein, die die Klappenscheibe wirksam vorspannt.

Bemerkt werden soll, daß die Quei-jchnittsiorm der Verstärkungsglieder nicht von großer Wichtigkeit ist. Sie können einen kreisförmigen Querschnitt («'ie dargestellt), viereckigen Querschnitt oder eine andere Querschnittsform haben.

Weitere Verstärkungsanordnungen sind möglich:

a) Die Verstärkung kann eine ebene, in der Klappe eingebettete Platte sein; z.B. eine an der die Versteifung 6 bildenden Betätigungswelle durch Schrauben oder Stifte befestigte Metallscheibe. Eine an der Betätigungswelle angeschweißte Scheibe .13 A ist in F i g. 4 angedeutet.

b) Die Verstärkungsglieder können ein metallenes Gitterwerk oder ein Metallnetz bilden.

c) Die Verstärkungsglieder können aus Glas- oder Kohlefasern bestehen; diese können auch zusätzlich in den Werkstoff der Klappenscheibe eingebettet sein.

Bei den .neisten der obigen Alternativen können die Verstärkungsglieder entweder während des Formens der Klappenscheibe angebracht oder, was normalerweise der Fall sein wird, in vorgeformte Ausnehmungen der geformten Klapptnscheibe eingesetzt werden.

In der bevorzugten Ausführungsform wird die Abdichtung zwischen dem Gehäuse 1 und der Klappe 2 mittels eines flachen, ringförmigen Dichtringes 16. aus Gummi oder anderem geeigneten, flexiblen Material hergestellt. Der Dichtring 16 sitzt in einer ring-

förmigen Auskehlung des Gehäues 2 und wird in dieser Lage durch einen Haltering 17 aus Kunststorfmaterial gehalten. Der Haltering 17 ist im Gehäuse 2 mittels vieler Schrauben 18 befestigt.

Der Außenrand 20 der Klappenscheibe 2 stößt in der Schließstellung gegen den Innenrand 19 des Dichtrings 16. Wie man aus F i g. 4 ersieht, ist der Rand 20 etwas schräg, so daß der Durchmesser der Klappenscheibe von der Seite 15 zur Seite 14 hin zunimmt. Der Rand 19 des Dichtrings 16 hat eine Schräge, die mit der Schräge des Rands 20 übereinstimmt. Vorzugsweise sind jedoch beide Ränder auch etwas gerundet, um Abrieb beim öffnen und Schließen des Ventils zu verhindern.

Wie bereits erwähnt ist das Gehäuse außen zylindrisch. Die Innenfläche des Gehäuses ist ebenfalls im wesentlichen zylindrisch, jedoch hat das Gehäuse in der Nähe der Dichtung 16 einen etwas geringeren Innendurchmesser, die Oberfläche ist etwas schräg, dei Schräge des Rands 19 des Dichtrings 116 und de« Rands 20 der Klappe 2 folgend.

Entsprechend lastet in der Schließstellung dei Flüssigkeitsdruck auf der Oberfläche 15 der Klappe und der Druck im Ringspalt zwischen der Innenfläche des Gehäuses und des Rands 20 der Klappe ist bestrebt, die Dichtung 16 gegen die Klappe 2 zu pressen, wodurch eine bessere Abdichtung erzielt wird. Die Dichtung kann auch anstatt im Gehäuse am Rande der Klappenscheibe vorgesehen sein. Ferner kann die Dichtung auch durch den Einbau einer eingeformten, federnden Auskleidung aus Gummi oder anderem geeigneten Material erreicht werden, wobei dann die Klappenscheibe vorzugsweise eine symmetrische Ausbildung hat.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 2 was bei einem Drosselklappenventil, welches van sei- Patentansprüche; nem grundsätzlichen Aufbau her ungünstige Abmessungsverhältnisse und Beanspruchungsverhältnissc

1. Drosselklappenventil, insbesondere für hat, kritisch ist. Dieses bekannte Drosselklappenvengroße Strömungsquerschnitte, mit einer im we- 5 til ist daher allenfalls für verhältnismäßig kleine Strösentlichen aus Kunststoff bestehenden Klappen- mungsquerschnitte und geringe Drücke geeignet,
scheibe, dadurch gekennzeichnet, daß Bekannte Drosselklappenventile für größere Strödas Gehäuse (1) aus Kunststoff gebildet ist und mungsquerschnitte sind bisher im wesentlichen aus daß in das Innere der Klappenscheibe (2) eine sie metallischen Werkstoffen. Derartige Armaturen sind in Richtung eines Scheibendurchmessers durch- io aber sehr schwer und eignen sich nur wenig zum Eindringende, gleichzeitig als Betätigungswelle die- bau in Rohrleitungen aus Kunststoff, die immer mehr nende Versteifung (6) sowie ein oder mehrere bis verwendet werden.

nahe zum Rand der Klappenscheibe reichende, Es ist auch bekannt, eine Klappenscheibe aus Me-

die Versteifung senkrecht kreuzende Verstär- tall mit Kunststoff zu beschichten, um sie säurefest

kungsglieder (13) eingebettet sind. 15 zu machen. Hierbei hat aber die Kunststoffschicht

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekenn- keine tragende Funktion.

zeichnet, daß die Verstärkungsglieder (13) in Durch die Erfindung wird demgegenüber die AufBohrungen der Klappenscheibe (2) eingesetzt gäbe gelöst, ein Drosselklappenventil zu schaffen, sind. welches insbesondere für große Strömungsquer-