DE2226986A1

DE2226986A1 - Absperrorgan

Info

Publication number: DE2226986A1
Application number: DE2226986A
Authority: DE
Inventors: Josef Becker; Heinz Schneider
Original assignee: Zimmermann and Jansen GmbH
Current assignee: Zimmermann and Jansen GmbH
Priority date: 1972-01-15
Filing date: 1972-06-02
Publication date: 1973-12-20
Also published as: DE2201940A1; DE2201940B2; DE2226986B2; DE2226986C3

Description

PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH · GERD MÜLLER· D. GROSSE

28c Mai 1972 ' _goWe 71

Zimmermann & Jansen Gesellschaft mit beschränkter Haftung, ' 516 Düren, Bahnstraße 52

Absperrorgan

Die Erfindung betrifft ein Absperrorgan mit einem in der Schließstellung über einen Bandstreifen auf einem stationären Dichtsitze aufliegenden .Klappenteller, das durch mit ihrem freien Ende mittels Schwenkbolzen gelenkig mit dem Mittelbereiche des K&äppentellers verbundene Betätigungshebel in dieser Schließstellung den Klappenteller gegen den Dichtsitz vorzugsweise preßt und zum Öffnen des Absperrorganes ihn abzuheben vermag. Bei derartigen Absperrorganen sind zusätzliche Führungsmittel vorgesehen, welche im ersten Bewegungsabschnitt des Klappentellers bewirken, daß er etwa normal vom Dichtsitze abgehoben wird, während sie im weiteren Verlaufe des Lüftungsvorganges eine mit wachsendem Hube mit größerer Steilheit verlaufende Drehbewegung des Klappentellers um die ihn mit den Betätigungshebeln verbindenden Schwenkbolzen bewirken. Durch diesen Bewegungsablauf wird erzielt, daß der Klappenteller jeweils normal unter Vermeidung . tangentieller Bewegungskomponenten auf den Dichtungssitz aufgelegt und von ihm abgehoben wird, so daß die Dichtungen nur geringem Verschleiße unterworfen sind und eine gute Abdichtung über lange Zeiten erhalten wird. Die anschließende Kippbewegung, die im allgemeinen so weit geführt wird, daß die Ebene des Klappentellers normal auf der des Dichtsitzes steht, sichert einen großen Durchtrittsquerschnitt, ohne daß es erforderlich ist, das Gehäuse des Absperrorganes mit größeren Abmessungen auszuführen als die abzusperrenden Leitungen.

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Derartige Absperrorgane sind unter der Bezeichnung "Dreihebelklappen" in der gleichnamigen Firmendruckschrift 1.2.03.01 bis 09 von Zimmermann & Jansen, Düren, dargestellt. Die Betätigungshebel dieser Absperrorgane sind außerhalb des eigentlichen Gehäuses derselben gelagert und weisen eine den fiadius der Absperrklappe überschreitende Länge auf, so daß es erforderlich ist, seitlich an das Gehäuse eine besondere, die Schwenkachse der Betätigungshebel aufnehmende Kapelle anzusetzen. Als Führungsmittel sind seitlich des Genäuses gelagerte Lenker vorgesehen, welche den angestrebten Bewegungsablauf sichern.

Zwar erfüllen diese Dreitiebelklappen die in sie gesetzten Erwartungen und haben sich in der Praxis vielfach _ bewährt. Als störend aber werden die verhältnismäßig hohen Herstellungskosten betrachtet, die sich durch die Ausbildung des Antriebssystenes ergeben. Bereits die Lagerung der Betätigungshebel in einer besonderen Kapelle verteuert die Herstellung außerordentlich. Da Gewicht sowie ggf. die L'ruckbelastung des Xlappentellers von relativ langarmigen Betätigungshebeln aufgenommen werden, ist zwar deren Schwenkwinkel zur Durchführung des liutzhubes ziemlich gering,· das an der Schwenkachse aufzubringende Ivloment aber ist hoch', so daß hoch untersetzte bzw. äußerst kräftige Stellorgane zu verwenden sind. Durch die seitlich vorstehende Kapelle wird der Baumbedarf des Absperrorganes erhöht, so daß sich bei gedrängtem Aufbau von Hohrleitungen Schwierigkeiten ergeben können.

Die Erfindung geht daher von der Aufgabe aus, die Herstellung solcher Absperrorgane zu vereinfachen und zu verbilligen sowie Vorsorge zu treffen, daß eine bessere Anpassung an übliche Stellantriebe erzielt wird.

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Nach dem Hauptpatent (Patentanmeldung P 22 01*940.5) wird diese Aufgabe gelöst, indes bei Absperrorganen der angegebenen Gattung die länge der Betätigungshebel des Klappentellers dessen Badius unterschreitet und die Führungsmittel Yorsprünge aufweisen, die mit dem Klappenteller im Bereiche der Lagerböcke für die Schwenkbolzen zum Angriffe der Betätigungshebel in den der Schwenkbol-, ζen vom Klappenteller überschreitenden Abstande verbunden sind und in Führuiigskurven stationär vorgesehener, in das Gehäuse von dessen Wand aus parallel zur Schwenkebene der Betätigungshebel auskragender Stützelemente . eingreifen. Die vorliegende Erfindung betrifft eine nebengeordnete Lösung der schon dem Hauptpa.ter.it vorangestellten Aufgabe, llach dieser zweiten Lösung wird bei Absperrorganen der angegebenen Gattung die Länge der Betätigungshebel des Klappentellers geringer als dessen Radius gewählt, und die Führungsmittel weisen in an sich bekannter Weise um gehäusefest angeordnete Bolzen schwenkbar gelagerte Lenker auf, deren Länge die der Betätigungshebel unterschreitet, und die an mit dem ICL app en teil er verbundene Stützbleche mittig in einem Abstande angreifen, der den der Schwenkkolben überschreitet. Durch diese Maßnahmen werden, wie auch nach der im Hauptpatent gegebenen Lösung, die Lager der Schwenkachse von der Gehäusewandung selbst aufgenommen, so daß die Anordnung einer besonderen Kapelle sich erübrigt, und gleichzeitig wird das benötigte Antriebsmoment in erstrebenswerter Weise gesenkt. Eine günstige Unterbringung der Schwenkachse wird erreicht, wenn die effektive Länge der Betätigungshebel den halben Badius des ICLappentellers unterschreitet bzw.. diesem etwa entspricht. Die gewünschte Ortskurvenschar für die Punkte des Klappentellers wird erreicht, wenn die Länge der Lenker die der Betätigungshebel unterschreitet. Günstige Bedingungen ergeben sich, wenn die Länge der Lenker geringer ist als 70 # derjenigen der Betätigungshebel.

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Als nachahmenswert wurde erkannt, Bolzen, Schwenkbolzen und Schv/enkachsen so anzuordnen, daß in der Schließstellung des Klappentellers sowohl die Betätigungshebel als auch die Lenker jeweils über die ihre Schwenkachse aufweisende Achsnormale des Gehäuses 1 hinaus gegen den Klappenteller geneigt sind. Eine günstige Anordnung ergibt sich, wenn in der Schließstellung des Klappentellers die Betätigungshebel und die Lenker in einander parallelen "Ebenen stehen.

Als wesentlich wurde erkannt, die Schwenkachse beidseitig in Lagerkörpern zu führen, die, vorzugsweise nach außen vorragend, in der Wand des Gehäuses vorgesehen sind. Als nachahmenswert wurde gefunden, die Lagerkörper mindestens in ihrem die Gehäusewand durchstoßenden Bereiche quaderförmig auszubilden und mit einem quadratischen oder rechteckigen Querschnitte auszuführen. Eine einfache und leicht zu montierende bzw. zu wartende Ausbildung des Absperrorganes ergibt sich, wenn der Klappenteller mindestens drei Lagerböcke aufweist, von denen einer mittig vorgesehen ist und den mit freien Enden nach außen weisenden Schwenkbolzen trägt, während die anderen, axial nach außen versetzten Lagerböcke mit Bolzen zum Angriff der Lenker ausgestattet sind. Zweckmäßig sind hierfür zwei einander parallele, den mittleren der Lagerböcke zwischen sich einschließende Betätigungshebel vorgesehen, die mit getrennten, die Verbindung zur Schwenkachse bewirkenden Naben ausgestattet sind.

Im einzelnen sind die Merkmale der Erfindung anhand der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit dieses darstellenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen hierbei:

Fig. 1 die axiale Ansicht eines Absperrorganes,

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dessen Gehäuse innerhalb der die Schwenkachse aufweisenden Achsnormale geschnitten ist, und

Fig. 2 einen Längsschnitt durch das in Fig. 1 gezeigte Absperrorgan.

In den Figuren ist ein Absperrorgan dargestellt, dessen Gehäuse 1 rohrartig ausgebildet ist, beidendig durch Flansche abgeschlossen ist und einen Dichtsitz 2 aufweist. In der dargestellten Schließstellung liegt der Klappenteller 3 mit der Dichtung seines Dichtrahmens 4 auf dem Diciitungssitze 2 auf.

liückseitig ist der Klappenteller 3 mittig durch eine Platte 5 versteift, die einen Lagerbock trägt. An seinem Ende ist der Lagerbock beidendig durch Teller verstärkt, mittels deren er einen Schwenkbolzen 7 tragt. Die freien Enden des Schwenkbolzens 7' werden von in den freien Enden von Betätigungshebeln 8 vorgesehenen Lagerbuchsen 9 umgriffen. Die Betätigungshebel 8 sind jeweils mit Naben 10 verbunden, welche auf eine Schwenkachse 11 aufgeschoben und'mit dieser durch Keile 12 drehfest verbunden sind, während eine Sicherung gegen axiale Verschiebungen durch Schrauben 13 bewirkt ist. Die Schwenkachse 11 ist "beidseitig in Lagerkörpern gehalten, die in Ausnehmungen der Wandung des Gehäuses 1 eingesetzt und eingeschweißt sind. Die Ausarbeitung der Ausnehmungen sowie das Einschweißen werden dadurch wesentlich erleichtert, daß die Lagerkörper mit rechteckigem bzw. quadratischem . Querschnitte ausgebildet sind. Während der Lagerkörper 14 durch einen

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Deckel 15 abgeschlossen ist, ist der Lagerkörper 18 zum Durchgreifen des'freien Endes der Schwenkachse 11 geöffnet. Die Lagerkörper 14 und 18 sind jeweils mit Buchsen 16 und 19 für die Schwenkachse ausgestattet, und sie weisen Schmiernippel 17 auf, falls sie für niedrige und mittlere Temperaturen aufweisende Durchtrittsmedien bestimmt sind. Insbesondere bei der Beaufschlagung mit höheren Drücken värd mindestens der Lagerkörper 18 mit in den Figuren nicht gezeigten Dichtungen ausgestattet. Bei der Anwendung höherer Drücke kann es sich empfehlen, auch den Lagerkörper 14 mit Dichtungen auszustatten und den Deckel 15 zu durchbohren, um eine axiale"Beaufschlagung der Schwenkachse 11 zu vermeiden. Für Durchflußme-. dien mit höheren Temperaturen sind die Buchsen 16 bzw. 19 wartungsfrei ausgeführt und bspw. aus graphithaltigem Guß hergestellt.

Auf das freie Ende der Schwenkachse 11 ist, mittels eines Keiles drehfest, die Habe 20 eines- Betätigungshebels aufgesetzt, der gabelartig eine Spindelmutter umgreift und gegen Drehungen gesichert führt. Die von der Spindelmutter umfaßte Stellspindel läßt sich mittels eines Handrades 21 betätigen; üblicherweise jedoch wird der Stellvorgang mittels eines Stellmotores 22 durchgeführt, der zweckmäßig als Getriebemotor ausgebildet ist. Ein zugeordneter Kraftantrieb kann auch anders, bspw. als an dem Betätigungshebel angreifender Druckzylinder, ausgebildet sein.

Die Führungsmittel v/eisen Lagerböcke 23 auf, an die vermittelst von Bolzen 24 Lenker 25 angelenkt sind, die um Bolzen 26 von Distanzstücken 27 schwenkbar sind. Die Bolzen 26 können einstückig mit den mit der Gehäusewandung verbundenen Distanzstücken 27 erstellt sein. Die Bolzen 24 stehen, wie Fig. 2 zeigt, in der gleichen Mittelebene, welche auch de/» Schwenkbolzen 7 aufweist, und

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sind in größerem Abstände vom Klappenteller 3 angeordnet als der Schwenkbolzen 7. In der in "Fig. 2 dargestellten Versclilußstellung stehen die Lenker 25 in einer den Betätigungshebeln 8 parallelen Ebene, und ihre effektive, d. h. von Achse zu Achse gemessene Länge beträgt etwa 55 ^ü/° derer der Betätigungshebel. Auch hier sind, wartungsfreie Buchsen mit solchem Spiel soY/ie Abdeckmitteln vorgesehen, daß auch bei schwierig zu beherrschenden Durchtrittsmedien ein über lange Zeit störungsfreier Betrieb erzielt wird.

Beim Betätigen des Absperrorganes durch Drehen der Schwenkachse 11 zeigt es sich, daß die_ Bewegung des Klappentellers 3 in der gewünschten Bewegungsform gelenkt erfolgt: der Schwenkbolzen 7 wird in einem Kreisbogen von etwa 90° Länge mit dem effektiven Eadius der Betätigungshebel 8 um die Schwenkachse 11 geführt, während gleichzeitig die Achse der Bolzen 24 mit wesentlich geringerem Eadius mittels der Lenker 25 um die durch die Bolzen 26 bestimmte Schwenkachse bewegt wird. Durch die parallele Ausgangslage sowie die geringfügige leigung sowohl der Betätigungshebel als auch der Lenker auf den Klappenteller 3 hin verlaufen beide Bewegungen zu -Anfang der Bewegungsbahnen annähernd tangential zu den durch die Betätigungshebel sowie die Lenker beschriebenen Kreise» und im wesentlichen gleichartig, so daß der Klappenteller im wesentlichen normal vom Dichtungssitz 2 abgehoben wird. Am Anfange der Bewegungsbahn wirken demnach die Betätigungshebel 8 im Verein mit den Lenkern 25 annähernd so wie ein Parallelogrammgetriebe. Mit zunehmendem Schwenkwinkel jedoch macht es sich bemerkbar, daß der Eadius der Lenker 25 geringer ist als der der Betätingungshebel 8, und schon bald nach Abheben des Klappentellers 3 vom Dichtungssitze 2 beginnt die Achse der Bolzen 24 zusätzlich seitlich ausgelenkt zu werden, so daß aus dem ursprünglich nahezu achsnormalen Abheben des Klappentellers 3 heraus mit zunehmendem Maße eine Dreh-■ bewegung bewirkt wird, bis nach einem Stellwinkel von

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etwa 90° auch ein Schwenken des Klappentellers 3 um 90° erwirkt ist, so daß er flach im Durchtrittswege des Durchflußmediums liegt und den Durchtrittsquerschnitt freigibt»

Die dargestellte. Anordnung hat sich als außerordentlich vorteilhaft erwiesen. Die erhebliche Reduzierung der effektiven Länge der Betätigungshebel 8 auf ein Drittel bis ein Viertel der Länge, die bei außerhalb des Gehäuses durchgeführter Lagerung der Schwenkachse erforderlich ist, erfordert für den Stellweg zwar einen vergrößerten Stellwinkel, aber nur geringere Antriebsmomente als üblich, so daß der Antrieb über Untersetzungen geringeren Untersetzungsverhältnisses erfolgen kann, oder aber bei der Anwendung von Druckstellgeräten solche verwendet werden können, die ein günstigeres PIub-Kr aft -Verhältnis aufweisen. Dementsprechend kann im Bedarfsfalle auch ein ggf. mit dem freien Ende der Schwenkwelle verbundener Antriebshebel mit geringerer Länge als üblich und damit raumsparend ausgeführt werden. Als wesentliche Vorteile aber ergeben sich die einfache Herstellung des Gehäuses, da auf eine besondere, seitlich angesetzte Kapelle verzichtet werden kann, und der hierdurch bedingte geringere Raumbedarf des Absperrorganes. Das erfindungsgemäß ausgeführte Absperrorgan läßt sich daher bedeutend billiger, einfacher und statisch günstiger herstellen als die bekannten mit vergleichbarer Klappentellerbewegung, und es weist durch die innenliegende Schwenkachse auch wesentlich geringere Abmessungen auf. Statisch günstiger als übliche ist das Gehäuse, weil vermieden wird, seinen rohrförmigen Körper für das Ansetzen einer Kapelle aufzuschneiden, so daß die Kraftlinien es beanspruchender Kräfte in idealer Wirkrichtung verlaufen können. Die Antriebsmittel sind denkbar einfach und robust ausgeführt, so daß neben der einfachen Herstellung sich auch die Vorteile einfacher i.iontage und Unterhaltung sowie geringer Störanfälligkeit ergeben.

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Claims

8. Mai 1972 g.we 71

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Zimmermann & Jansen Gesellschaft mit beschränkter Haftung, 516 Düren, Bahnstraße 52

Patentansprüche

Absperrorgan mit einem in der Schließstellung über einen Bandstreifen dichtend auf einem stationären Dichtsitz aufliegenden Klappenteller, der durch mit ihrem freien Ende mittels Schwenkbolzen gelenkig mit dem Liittelbereich des Klappentellers verbundene Betätigungshebel in dieser Schließstellung des Klappentellers gegen den Dichtsitz vorspannbar und zum Offnen des Absperrorganes abhebbar ist, wobei Führungsmittel im ersten Bewegungsabschnitte des Klappentellers diesen etwa normal vom Dichtsitze abheben und im weiteren Verlaufe des Offnungsvorganges eine mit wachsendem Hub mit größerer Steilheit verlaufende Drehbewegung des Klappentellers um die ihn mit den Betätigungshebeln verbindenden Schwenkbolzen bewirken, nach Patent

. . . (Patentanmeldung P 22 01 940.5),und

bei dem die Führungsmittel um gehäusefest angeordnete Bolzen schwenkbar gelagerte Lenker aufweisen, deren Länge die der Betätigungshebel unterschreitet, und die an mit dem Klappenteller verbundene Stützbleche mittig in einem Abstande angreifen, der den der Schwenkbolzen übersehreitet,

dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Betätigungshebel (8) des Klappentellers (3) dessen Eadius unterschreitet.

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2. Absperrorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die effektive Länge der Betätigungshebel (8) den halben Badius des Klappentellers (3) unterschreitet.

3. Absperrorgan nach Ansprüchen 1 oder 2, ■ dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Lenker 90 i° der der Betätigungshebel (8) unterschreitet.

4. Absperrorgan nach Anspruch 3,

d a d u r; c h gekennzeichnet, daß die Länge der Lenker (25) die der Betätigungshebel

(8) um mehr als 30 ^cß> unterschreitet.

?. Absperrorgan nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schließstellung des illappentellers (3) sowohl die Betätigungshebel (8) als auch die Lenker (25) jeweils über die ihre Schwenkachse aufweisende Achsnormale des Gehäuses (1) hinaus gegen den Klappenteller (3) geneigt sind..

6. Absperrorgan nsch Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schließstellung des Klappentellers (3) die Betätigungshebel (8) und die Lenker (25) in einander parallelen Ebenen stehen.

7. Absperrorgan nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (11) beidseitig in Lagerkörpern (14, 18) geführt ist, die, vorzugsweise nach außen vorragend, in der Wand des Gehäuses (1) vorgesehen sind.

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8. Absperrorgan nach Anspruch 7, " .dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerkörper (14, 18) mindestens in ihrem die Gehäusewand durchstoßenden Bereiche quaderförmig aus-., gebildet sind und einen quadratischen oder rechteckigen Querschnitt aufweisen.

9. Absperrorgan nach Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der KlapMünteller (3) mindestens drei Lagerböcke (6, 23) aufweist, deren einer (6) mittig vorgesehen ist und, mit den freien Enden nach außen weisend, Schwenkbolzen (7) trägt, und deren andere (23) axial nach außen versetzt angeordnet und mit Bolzen (24) zum Angriff der Lenker (25) ausgestattet sind.

10. Absperrorgan nach Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwei einander parallele, den Lagerbock (6) zwischen sich einschließende Betätigungshebel (8) vorgesehen sind, die mit getrennten, die Verbindung zur Schwenkachse (11) bewirkenden Haben (10) ausgestattet sind.

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