DE2425879B1 - Klappenventil - Google Patents
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Description
Bei Klappenventil, zumal bei Rückschlagklappen
wird angestrebt, daß die auf das VerschluUteil ausgeübte
Schließwirkung der Ventilfeder über den Öffnungshub
des Verschlußteiles ni:r wenig ansteigt bzw. sogar abnimmt. Hierdurch sollen z. B. bei Rückschlagklappen
instabile Teiloffenstellungen vermieden und s;att dessen ein volles Öffnen erzielt werden.
Dem Bestreben nach der vorgenannten Sehlieliwirkung der Ventilfeder kommen die Klappenventile der
im Oberbegriff des Hauptanspruches spezifizierten An entgegen. Dort wirkt die Ventilfeder im wesentlichen
«,enkrecht zur Schwenkrichtung des Verschlußteiles auf
ietzteres ein. Hierzu stützt sich die Feder, vom Ventilsitz
aus betrachtet, mit Abstand hinter der Drehachse am Ventilgehäuse ab und erzeugt über den so gebildeten
Hebelarm ein im Schließsinn am Verschlußteil angreifendes Drehmoment. Sofern der gehäuseseitige
Abstützpunkt der Feder vom Ventilsitz aus betrachtet überdies gegen die Drehachsenmitte seitlich zum \'erschlußteil
hin vernetzt angeordnet ist, nimmt die für die Erzeugung des Schließmomentes wirksame Länge des
vorgenannten Hebelarmes über den Schwenkhub des
Vet Schlußteiles ab. Eine mit dem Schwenken einhergehende
Zunahme der tatsächlichen Federkraft kann dadurch gegebenenfalls bezüglich ihre·- Auswirkung auf
das Verschlußteil kompensiert und eventuell sogar eine Verminderung der Schließwirkung erzielt werden.
Bei einer bekannten Ausführung der genannten Ventile (GB-PS 8 11237) finde! als Federciement eine
Blattfeder Verwendung, die senkrecht zur Versi-hlulitcü-Stirnfläche
durchgewölbt ist. Dort hat sich nun gezeigt, daß das gewünschte Gleichbleiben bzw. Abnehmen
der am Verschlußteil wirksamen Federkraft infolge der relativ hohen Steifigkeit der im Knicksinn beiasteten
Blattfeder nicht erzielt werden konnte. Hinsichtlich der konstruktiven Ausführung des Klappenventil
bereitet es vielmehr erhebliche Schwierigkeiten, die Drehachse des Verschlußteiles und die Fedcrhalterung
derart zueinander anzuordnen, daß der beim Öffnen des Ventils auftretende starke Federkraftanstieg in seiner
Auswirkung auf das Verschlußteil kompensiert wird. Ein weiterer Nachteil entsteht aus der sich über
die Stirnfläche des Verschlußteiles erhebenden Wölbung der Blattfeder. Dies erfordert das Vorsehen eines
entsprechend großen Aufnehmeraumes, in den die Blattfeder beim Aufschwenken des Verschlußteiles hineindringen
kann, um nicht durch die Gchäusewandung eine vorzeitige Hubbegrenzung zu erfahren. Bei alledem
verstärkt sich überdies die Wölbung der Blattfeder auch noch beim Öffnen des Ventils.
Der im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches angegebenen Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,
die Ventile der genannten Art dahingehend zu verbessern, daß ein mit dem öffnen des Ventils einhergehendes
nur noch schwaches Ansteigen bzw. Abnehmen der Federwirkung am Verschlußteil erzielbar und
zudem eine flache Bauweise der Schließfeder gegeben ist.
Die erfindungsgemäß zur Anwendung kommende Schenkelfeder weist im Verhältnis zur Blattfeder eine
nur geringe Steifigkeit auf, so daß eine beim Öffnen des
Ventils gegebenenfalls entstehende Zunahme der tatsächlichen Federkraft entsprechend gering ausfällt.
Hierdurch ist die praktische Realisierung der gewünschten Federwirkung am Verschlußteil sehr wesentlich
erleichtert. Zudem erfordert die vorgeschlagene Feder nur wenig Bauhöhe über der Stirnfläche des
Verschlußteiles, da sie in bezug auf diese flach liegend
vorgesehen ist und weil die beim Öffnen entstehende Federauslenkung in einer zur Stirnfläche im wesentlichen
parallelen Ebene erfolgt. Die Federauslenkung hat somit auf besagte Bauhöhe keinen Einfluß mehr.
In den Unteransprüchen sind besonders vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung angegeben.
Eine wesentliche weitere Verbesserung bietet der
Anspruch 2. Durch die dort gekennzeichnete Ausbildung der Feder nimmt die Kraft der Feder statt zu,
beim Öffnen des Ventils über einen weiten Einftderbereich selbs* ab, was die Erzielung einer beim Ventilöffnen
abnehmenden Federwirkung am Verschlußteil weiter erheblich erleichtert bzw. die Wirkung verstärkt.
Der Anspruch 3 ermöglicht eine weitere Verringerung
der Federnbaunohe; denn durch die Verwendung zweier nebeneinanderliegender Schenkelfedern kann
die einzelne Schenkelfeder entsprechend schwächer dimensioniert werden und folglich noch flacher bauen.
Die Ansprüche 4 bis 6 beinhalten vorteilhafte Ausgestaltungen der Federwiderlager. Die Schenkelfedern
lind dabei mit geringen Mitteln gegen ein Herausschwenken aus ihrer zum Verschlußteil parallelen Einbaulage
gesichert.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt
F i g. 1 eine Rückschlagklappe in Schließstellung und im Schnitt,
F i g. 2 die Rückschlagklappe aus F i g. I in Drauf sieht und
F i g. 3 die Rückschlagklappe aus F i g. 1 in OH'.-nsieilung.
Ein scheibenförmiges Ventilgehäuse 1 is! mit einem
zur Austrittsseite hin abgesetzt erweiterten Durchgangskanal 2 versehen. Die Stirnfläche des Kanalabsatzes
dient dabei in ihrem Inncnrandbereich als Ventilsitz 3 für ein plattenförmiges Verschlußteil 4. Letzteres ist
mittels einer Buchse 5 auf einer Achse 6 schwenkbeweglich gelagert, die ihrerseits in zwei am Ventilgehäuse
1 befestigten Lagerböcken 7 gehalten ist.
Zur Schließbclastung des Verschlußteiles 4 sind über
deren dem Ventilsitz 3 abgekehrten Stirnfläche 8 zwei Schenkelfedern 9, 10 vorgesehen. Diese sind spiegelbildlich
nebeneinander angeordnet und weisen mehrere zu der Stirnfläche 8 im wesentlichen paralleHiegeiide
Windungen 11 auf. Die Windungsenden einer jeden Fe- <is
der sind dabei zu Schenkeln 12, 13 ausgebildet, welche zur Stirnfläche 8 ebenfalls weitgehend parallel, zueinander
jedoch entgegengesetzt verlaufen.
Als gchäuseseitige Widerlager für die Schenkelfe derri
9, 10 weisen die Lagerböcke 7 Kaltearme 14 auf. die mit zur Schwenkachse 6 parallel verlaufenden
Durchgangsbohrungen 15 versehen sind. Überdies sind diese Durchgangsbohrungen, vom Ventilsitz 3 aus betrachtet,
mit Abstand hinter der Drehachsenmitte und auch gegen letztere seitlich zum Verschlußteil 4 hin
versetzt angeordnet. Zur Halterung am Widerlager weisen die Federschenkel 12 an ihren freien Enden Abwinkelungen
16 auf, welche die Durehgangsbohrungen 15 axial durchsetzen. Die aus den Bohrungen frei herausragenden
Endabschniite der Abwinklungen sind da- fo bei ihrerseits zu Sicherungsnasen 17 radial abgebogen.
die ein Herausgleiten der Federenden aus den Durchgangsbohrungen 15 während des Betriebes verhindern.
Die Durchgangsbohrungen 15 und die Sicherungsnasen 17 sind dabei jedoch so aufeinander abgestimmt, dal*
die Abwinklungen 16 einschließlich der Nasen 17 für d'e Montage durch die Durchgangsbohrungen hindurchgeführt
werden können. Auch die nötige Schwenkbeweglichkeit der Federschenkel 12 parallel
zur Stirnfläche 8 ist gegeben.
Als verschlußteiiseilige Fedtrwiderlager dienen Stifte 18, die senkrecht aus der Verschlußteil-Stirnfläche 8
herausragen und an ihrem freien Ende eine Traverse 19 tragen. Diese ist mittels einer zwischen den beiden Stiften
18 angeordneten Schraube 20 fest mit dem Verschlußteil 4 verbunden. Im übrigen weisen die Schenkel
J3 der Schenkelfedern 9, 10 an ihrem freien Ende jeweils
eine Befestigungsöse 21 auf, mit welcher sie den zugehörigen Stift 18 umfassen. Dadurch sind die Scnenkelledern
9, 10 unverlierbar mit dem Verschlußteil 4 verbunden. Auch ist die erforderliche Schwenkbewegung
der Hebelarme 13 parallel zur Stirnfläche 8 gegeben, und zudem s«nd die Schenkelfedern 9, 10 verschlußteil-
und gehäuseseitig gegen ein Herausschwenken aus ihrer zur Stirnfläche 8 parallelen Stellung gesichert.
Zudem sind die Schenkelfedern 9, 10 mit Vorspannung
zwischen ihren Widerlagern 14, 18 eingespannt. Die .Ausbildung der Sehen k el i die' η erfolgt dabei so.
daß im entspannten Federzustand. also vor dem Einbau
in d.is Ventil, die ideelle Yerbindungsgerade 22 /wischen
der Ahs!-J!/\'Hle 23 des Schenkels 12 und
<Je> Windungsdchse 24 zu der ideellen Verbindungsgeraden
25 ZUiS'. hen der Abstützstelle 26 des Schenkels 13 und
der Windungsachse 24 in einem Winkel λ vein über
180" steht. Zum Einbau werden dann die Schenkelfedern
9, 10 soweit vorgespannt, bis die ideellen Verbindungsgeraden
22, 25 über die gestreckte Stelluni: hinweg in einen Winkel λ · on weniger als 180" herumgeschwenkt
sind, wie aus i 1 g. 2 ersichtlich.
Wahrend sich bei den Schenkelfedern 9, 10 die in
Längsrichtung, also in Richtung der Verbindungsgeraden 22, 25 wirksame Federkraft bei einer Längskompression
der Federn, wie sie z. B. beim Aufschwenken iles Verschlußteiles 4 entsteht, erhöht, wenn die Verbindungsgeraden
22, 25 bei entspannten Federn in einem Winkel \ von weniger als I8()w zueinander stehen, wurde
durch das vorgenannte spezielle Vorspannen der Schenkelfedern 9, 10 erreicht, daß die Federkraft bei
Längskonipression der Federn nunmehr über einen großen Federwegbereich abnimmt.
Beim Aufschwenken des Verschlußteiles 4 verkürzt sich überdies aber auch die wirksame Länge des Hebelarmes
zwischen der Achse 6 und der Absatzstelle 23, über den die Schenkelfedern 9, 10 auf das Verschlußteil
4 einwirken. Diese Verkürzung der wirksamen Hebelnrmlänge
und die sich wirkungsmäßig dazu addierende eventuelle Abnahme der Federkraft selbst führen /u
einer mit der Öffnungsbewegung des Verschlußteiles 4
einhergehenden Abnahme der von der Feder auf das Verschlußteil 4 ausgeübten Schließwirkiing, wie sie insbesondere
bei Rückschlagklappen angestrebt wird.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Klappenventil, insbesondere Rückschlagklappe, mit einem Ventilgehäuse nebst Ventilsitz, einem mit
letzterem zusammenwirkenden plattenförmigen Verschlußteil, das auf einer im Ventilgehäuse vorgesehenen
Achse schwenkbeweglich gelagert ist, und mit einer sich über der ventilsitzabgekehrten Stirnfläche
des Verschlußteiles mit ihrer Längsachse im wesentlichen quer zur Schwenkrichtung des Verschlußteiles
erstreckenden Schüeßfeder, welche mit einem Ende am Ventilgehäuse und mit dem anderen
Ende am Verschlußteil axial eingespannt gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß die
Schließfeder zu einer Schenkelfeder (9 bzw. 10) mit eiair oder mehreren, die Federschenkel (12,13) verbindenden
Windungen (11) ausgebildet ist, die zur venlitsitzabgekehrten Stirnfläche (8) des Verschiußteiles
(4) im wesentlichen parallel verlaufend angeordnet sind.
2. Klappenventil nach Anspruch 1, gekennzeichnet durrh eine dcianige Ausbildung der Schenkelfeder
(9,10), daß die ideelle Verbindungsgerade (25) zwischen der Windungsachse (24) der Feder und
der Angriffsstelle (26) der Feder am Verschlußteil (4) zu der ideellen Verbindungsgeraden (22) zwischen
der Windungsachse (24) und dem Angriffspunkt (23) am Ventilgehäuse (1) bei völlig entspannter
Feder in einem Winkel (λ) von über 180° zueinander stehen, wobei in Einbaulage der Schenkelfeder
(9, 10) die Verbindungsgeraden (22, 25) durch Vorspannen der Feder über die gestreckte Stellung
der Geraden hinweg in einen Winkel (λ) von weniger als 180° herumgeschwenkt sind.
3. Klappenventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Schenkelfedern (9, 10) in
spiegelbildlicher Anordnung nebeneinander vorgesehen sind.
4. Klappenventil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß das gehäuseseitige Widerlager für die Schenkelfedern (9, 10) aus zwei mit dem Ventilgehäuse
(1) verbundenen Hallearmen (14) besteht, die mit parallel zur Schwenkachse (6) des Vcrschlußteiles
(4) verlaufenden Durchgangsbohrungen (15) versehen sind, wobei die gehäuseseitigen Federschenkel
(12) an ihren freien Enden Abwinklungen (16) aufweisen, welche je eine Durchgangsbohrung (15)
axial durchsetzen und an ihren aus den Durchgangsbohrungen frei herausragenden Endabschnitten ihrerseits
zu Sicherungsnasen (17) radial abgebogen sind.
5. Klappenventil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß das am Verschlußteil (4) vorgesehene Federwiderlager aus zwei senkrecht zur Stirnfläche
(8) des Verschlußteiles (4) angeordneten Haltestif ten (18) besieht, wobei die Federn (9, 10) an ihren
verschlußseitigen Schenkelenden mit je einer den h0
zugehörigen Haltestift (18) schwenkbeweglich umfassenden Befestigungsöse (21) versehen sind.
6. Klappenventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltestifte (18) an ihrem verschlußteilfernen
Ende mit einem die Befestigungsösen (21) gegen ein Heruntergleiten vom Stift (18)
sichernden Kopfstück (19) versehen sind.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
EHV | Ceased/renunciation |