DE2445106A1

DE2445106A1 - Drosselklappenventil

Info

Publication number: DE2445106A1
Application number: DE19742445106
Authority: DE
Inventors: Daniel Townie Robinson
Original assignee: Milwaukee Valve Co Inc
Current assignee: Milwaukee Valve Co Inc
Priority date: 1973-09-27
Filing date: 1974-09-20
Publication date: 1975-04-03
Also published as: DE7431749U; BR7407668D0; AR201247A1; US3902697A; FR2257828B1; PL96161B1; FR2257828A1; DE2445106C3; ZA746040B; SU533341A3; GB1421700A; DE2445106B2; IT1022357B; JPS58130167U; AU7239274A; CA998034A; JPS5059820A

Description

PATENTANWÄLTE
gbonfckeh [.« ums.'.-:'a Ui

DR SCHUMANN · JAKOB ■ Γ-Π. IiEZOLi: · C
'' 8 MONCHtN 22 ■ MAXIMIUANbFR. «

20. Sept. 1974

MILWAUKEE VALVE CO., INC.

2375 South Burrell Street, Milwaukee, Wisconsin 53207, USA

Drosselklappenventil

Die Erfindung betrifft ein Drosselklappenventil, bestehend aus einem Ventilgehäuse mit einer zylindrischen Bohrung, die einen Strömungsdurchgang bildet, mit einem in dem ventilgehäuse drehbar gelagerten, den Strömungsdurchgang quer durchgreifenden Schaft, mit einem im wesentlichen kreisförmigen Scheibenkörper, der auf seinem äußeren Rand einen federnden Dichtungsring trägt und auf dem Schaft zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung verschwenkbar gelagert ist, wobei der Dichtungsring in der Schließstellung dichtend gegen die Wandung der Bohxuri-._, ?nliegt und die Strömung durch den Ströraungsdurchgang unterbricht.

509814/0350

24^5106

Die in bekannten Ventilen verwendeten Scheibenkörper sind gewöhnlich maschinell bearbeitet oder werden von Gußstücken gebildet. Infolgedessen sind Drosselklappenventile in Strömungs- ■ systemen nicht weit verbreitet, die eine kleine Absperreinrichtung erfordern, wie z.B. Ventile mit Bohrungsdurchmessern von 12,7 mm bis 50,8 mm (1/2 bis 2 inch), weil die relativ massiven Scheibenkörper das Strömungsverhalten des Ventils nachteilig beeinflussen. Ferner machen die maschinell bearbeiteten oder gegossenen Scheibenkörper einen bemerkenswerten Anteil der Gesamtherstellungs- und Zusammenbaukosten der meisten Drosselklappenventile aus. Es besteht daher ein Bedürfnis nach einem Drosselklappenventil, welches in Strömungssystemen mit relativ kleinen Strömungsquerschnitten verwendet werden kann und in einfacher Weise aus relativ dünnen und preiswerten Materialien hergestellt und mittels eines preiswerten Verfahrens zusammengebaut werden kann.

Die Erfindung besteht darin, daß der Scheibenkörper ein Paar relativ dünner, kreisförmig ausgebildeter Scheibenkörperhälften aufweist, die mit ihrer Scheibenfläche gegeneinander gesetzt sind, daß jede Scheibenkörperhälfte einen sich diametral erstreckenden, halbzylinderförmigen Nutenteil aufweist, der zusammen mit dem entsprechenden halbzylinderförmigen Nutenteil der anderen Scheibenkörperhälfte eine Lagerhülse zur Aufnahme des Schaftes bildet, daß jede Scheibenkörperhälfte einen Randflansch aufweist, der im Abstand zu einer mit der Auflagefläche zusammenfallenden Ebene angeordnet ist und mit dem entsprechenden Randflansch der anderen Scheibenkörperhälfte zusammen eine am Rand entlanglaufende Nut bildet, in welcher der Dichtungsring aufgenommen ist, wobei die zusammenwirkenden Flansche den Dichtungsring derart zusammendrücken, daß dieser unverdrehbar und nicht herausdrückbar in der am Rand entlanglaufenden Nut verankert ü, und daß beide Scheibenkörperhälften

509814Λ0350

24A5106

an dem Schaft befestigt sind.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Darin zeigen:

Fig.l eine Längsschnittansicht durch ein erfindungsgemäßes Dros selklappenventil;

Fig.2 eine Explosionsdarstellung des in der Fig.l gezeigten Drosselklappenventils in vergrößertem Maßstab;

Fig.3 eine Teilstirnseitenansicht des in der Fig.l dargestellten Drosselklappenventils;

Fig.4 eine Schnittansicht entlang der Linie 4-4 nach Figur 2;

Fig.5 eine Schnittansicht entlang der Linie 5-5 nach Figur 4;

Fig.6, 7 und 8 Teilschnittansichten des in der Fig.l dargestellten DrosseiklappenVentils in verschiedenen Zusammenbaustufen und

Fig.9 eine Teilschnittansicht einer weiteren Anordnung des in der Fig.l dargestellten erfindungsgemäßen Drosselklappenventils.

In der Zeichnung ist ein Drosse!klappenventil 10 dargestellt, das ein Gehäuse 12 mit einer Zylinderbohrung 14 aufweist, welche einen im wesentlichen gerade durch das Gehäuse 12 hindurchgreifenden Strömungskanal bildet. Die sich gegenüberliegenden Enden des Ventilgehäuses 12 kennen mit einem Gewinde ausgestattet sein, wie dies in den Figuren claves te 11t int_f

oder zum Anschluß von Rohrleitungen irgendeine andere Befestigungseinrichtung aufweisen.

In der Zylinderbohrung 14 ist ein im wesentlichen kreisförmiger Scheibenkörper 16 auf einer Welle oder einem Schaft 18 drehbar gelagert. Der Scheibenkörper 16 besitzt einen diametral verlaufenden verdickten mittleren Teil 20, der eine Lagerhülse 22 zur Aufnahme des Schaftes 18 bildet, die an ihren gegenüberliegenden Enden mit zwei ringförmigen, die Lagerhülse umschließenden Rändern 24 versehen ist (siehe Fig.l und 7). Der Scheibenkörper 16 ist in geeigneter Weise an dem Schaft 18 befestigt, wie z.B. mittels einer Punktschweißung.

Das in dem Drosselklappenventil liegende Ende des Schaftes 18 ist z.B. in einer Aussparung 30 des Ventilgehäuses 12 drehbar gelagert, während das außenliegende Ende des Schaftes 18 durch eine Öffnung 34 hindurchgreift, die koaxial zur Aussparung 30 im Ventilgehäuse 12 angeordnet ist. Am äußeren Ende des Schaftes 18 ist eine geeignete Betätigungseinrichtung, wie z.B. ein Handgriff 42, mittels einer Mutter 44 befestigt, mit welchem sich der Scheibenkörper 16 um die quer verlaufende, von dem Schaft 18 gebildete Drehachse zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung bewegen läßt, wobei die Strömung in der Schließstellung, in welcher sich die Ebene des Scheibenkörpers 16 _xim wesentlichen in einem rechten Winkel zur Strömungsrichtung befindet (siehe Fig.3), unterbrochen ist und wobei die Ebene des Scheibenkörpers in der Öffnungsstellung im wesentlichen in der Ströraungsrichtung liegt (siehe Fig.l). Die Drehbewegung des Scheibenkörpers 16 in die volle Öffnungsoder Schließstellung wird durch einen an der Außenseite des Ventilgehäuses 12 angeordneten Anschlag 46 begrenzt, indem ein nach innen gebogener Flansch 48, der am Ende des Handgriffes 12 angeordnet ist, gegen diesen Anschlag anläuft.

008 8Ϊ 4⁴/ 0 3 5 0

In der Zylinderbohrung 14 des Ventilgehäuses 12 sind an gegenüberliegenden Stellen in einem die Aussparung 30 und die Öffnung 34 umschließenden Bereich abgeflachte Wandabschnitte 50 angeordnet, zwischen denen sich am Umfang der Zylinderbohrung verlaufende halbkreisförmige Wandabschnitte 52 erstrecken (siehe Fig.l und 3). Die Abschnitte 50 und 52 der Zylinderbohrung 14 dienen als Sitzflächen für den Scheibenkörper, worauf später noch im einzelnen eingegangen wird. Die stirnseitige Fläche jedes Scheibenkörperrandes 24 ist abgeflacht und weist einen kleinen Abstand von dem entsprechenden abgeflachten Wandabschnitt 50 der Zy/linderbohrung auf. Die kreisförmigen Teile des Scheibenkörpers 16 besitzen einen Außenradius, der etwas kleiner ist als der Radius der entsprechenden Bohrung des halbkreisförmigen Wandabschnittes 52.

Zur Aufnahme eines Dichtungsringes 54 ist der Scheibenkörper 16 an seinem Rand mit einer ununterbrochenen Aussparung oder Nut ausgestattet, die in gegenüberliegende ringförmige Teile 56 einläuft (siehe Fig.7), wobei die Nutenteile 56 in den Rändern 24 liegen und um die Lagerhülse 22 herumgreifen, und ferner weist der Scheibenkörper 16 sich gegenüberliegende halbkreisförmige Teile 58 auf (siehe Fig.7 und 8), die sich zwischen den Rändern 2 4 erstrecken und die ringförmigen Nutenteile 56 miteinander verbinden. Die halbkreisförmigen Nutenteile 58 besitzen einen schwalbenschwanzförmigen oder in Form eines umgekehrten V ausgebildeten Querschnitt.

Der Dichtungsring 54 ist einstückig ausgebildet und weist Ringabschnitte 60 auf, die in die ringförmigen Nutenteile 56 der Scheibenkörperriut hineinpassen,und halbkreisförmige Abschnitte 62, die sich an die Ringabschnitte anschließen und in die halbkreisförmigen Nutenteile 58 der Scheibenkörpernut

- 5 5 0 9 8 U / 0 3 5 0

hineinpassen. Der Dichtungsring 54"ist aus einem relativ elastischen Material hergestellt, der für den Bestimmungszweck des Ventils geeignet ist, wie z.B. aus Naturgummi, synthetischem Gummi, einer Fluor-Kohlenstoffverbindung u.dgl.. Die Ringabschnitte 60 des Dichtungsringes 54 haben einen im wesentlichen elliptischen Querschnitt (siehe Fig.5), und die halbkreisförmigen Abschnitte 6 2 des Dichtungsringes 54 haben einen im wesentlichen trapezförmigen.Querschnitt (siehe Fig.4)

Um einen festen Sitz zwischen den Ringabschnitten 60 des Dichtungsringes 54 und den abgeflachten Bohrungswandabschnitten 50 zu erzielen, greift jeder Ringabschnitt 60 des Dichtungsringes von dem ringförmigen Nutenteil 56 um ein solches Maß nach außen, daß das Spiel zwischen der Außenfläche des Randes 24 und des abgeflachten Wandabschnittes 50 der Bohrung übergriffen wird. Dieser feste Sitz, der an allen Stellen des Scheibenkörpers 16 vorhanden ist, bewirkt, daß die Ringabschnitte 60 des Dichtungsringes 54 radial dichtend gegen den Schaft 18 anliegen (siehe Fig.7). Die Ringabschnitte des Dichtungsringes bewirken daher eine flussigkeitsdichte Abdichtung des Schaftes in allen Stellungen des Scheibenkörpers 16.

Die halbkreisförmigen Abschnitte 62 des Dichtungsringes 54 erstrecken sich über den äußeren Rand des Scheibenkörpers 16 nach außen und liegen dichtend gegen die entsprechenden halbkreisförmigen Wandabschnitte 52 der Zylinderbohrung 14 an, wenn sich der Scheibenkörper 16 in seiner Schließstellung befindet (siehe Fig.3, 7 und 8). Der schwalbenschwanzförmi ge oder in Form eines umgekehrten V ausgebildete Querschnitt der halbkreisförmigen Scheibennutenteile 58 und der trapezförmige Querschnitt der halbkreisförmigen Abschnitte 62 des Dichtungsringes 54 verhindern, daß der Dichtungsring unter dem Einfluß eines schnell fließenden Strömungsmittels während

5098 U/0350

des Ventilbetriebes verdreht oder aus seinem Sitz in der
Scheibenkorpernut herausgehoben wird.

Eine durch die Schaftabdichtung in die Aussparung 30 eintretende Leckflüssigkeit könnte zu einem Druckaufbau hinter dem innenliegenden Ende des Schaftes 18 führen und den Schaft aus dem Ventilgehäuse 12 herausdrücken. Dieses auftretende Problem kann dadurch beseitigt werden, daß die Aussparung. 30 mit der Atmosphäre verbunden wird, indem die Aussparung 30 z.B. ganz durch das Ventilgehäuse hindurchgreift oder indem eine kleine Entlastungsbohrung (nicht dargestellt) vorgesehen wird, die
die Aussparung 30 mit der Atmosphäre verbindet.

Bei dem in den Fig.l bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Drehmoment, das zum Drehen des Scheibenkörpers 16
zwischen einer voll geöffneten Stellung und einer nahezu geschlossenen Stellung erforderlich ist, durch die Oberflächenberührung und die Stärke der Anpreßkraft zwischen den Ringabschnitten 60 des Dichtungsringes 54 und den abgeflachten Wandabschnitten 50 der Zylinderhohrung 14 bestimmt. Dieses Drehmoment kann ziemlich klein sein, insbesondere wenn der Dichtungsring 54 aus einem Werkstoff hergestellt ist, der einen
relativ niedrigen Reibungskoeffizienten hat. In einigen Anwendungsfällen kann ein kleines Drehmoment erwünscht sein, insbesondere wenn das Ventil von Hand eingestellt wird und ausschließlich zum Unterbrechen des Strömungsmittelstromes verwendet wird. In anderen Anwendungsfällen, in denen das Ventil z.B. dazu benutzt wird, den Strömungsmittelstrom zu drosseln, und wenn sich der Scheibenkörper in einer Mittelstellung befindet, kann es jedoch vorkommen, daß die von den Ringabschnitten das Dichtungsringes erzeugten Reibungskräfte nicht ausreichen, eine durch die Kräfte des Strömungsmittels hervorgerufene Drehung des Scheibenkörpers zu verhindern.

■5 09814/03 50

Um dieses Problem zu beseitigen, kann eine Einrichtung vorgesehen sein, mit welcher der Drehwiderstand des Schaftes wahlweise veränderbar ist. Obwohl viele Möglichkeiten denkbar sind, ist ein Ausführungsbeispiel in der Fig.9 dargestellt, bei welchem das Ventilgehäuse 12 mit einer Ringnut 59 ausgestattet ist, die koaxial z.u..der den Schaft aufrtehmeadBar Öffnung 34 angeordnet ist und eine Dichtungspackung 61 aufnimmt. Die Dichtungspackung 61 wird mittels einer in. die Ringnut eingeschraubten Stopfbüchsenmutter 63 gegen die Außenfläche des Schaftes 18 gepreßt. Die Reibkraft, die mittels der Dichtungspackung 61 auf den Schaft 18 ausgeübt wird, wird durch ein Anziehen der Stopfbüchsenmutter 6 3 verstärkt oder durch ein Lösen dex Stopfbüchsenmutter 63 verringert» Die Dichtungspackung 61 kann aus einem Werkstoff bestehen, der üblicherweise für Stopfbüchsen von Ventilen verwendet wird, vorausgesetzt, daß dieser Werkstoff einen hohen Reibungskoeffizienten besitzt, damit auf den Schaft 18 eine relativ hohe Reibkraft ausgeübt werden kann. Zum Beispiel kann die Dichtungspackung aus einem geflochtenen Asbest:-fassteheir? der mit einem: Werkstoff mit einem relativ hohen Reibungskoeffizienten dttrchsretzt ist. Die Dichtungspackung wirkt: daher nicht nur als Einricirtung, mit welcher auf den Schaft 18 eine Reibkraft ausgeübt wird, sondern als zusätzliche Schaftabdichtung.

Um die Herstellungskosten und die Einbaukostenrniedrig zu halten und um den Strömungswiderstand, der durch den Scheibenkörper 16 hervorgerufen wird, auf einem Minimum zu halten, ist der Scheibenkörper 16 aus zwei getrennten Hälften 6 4 hergestellt (siehe Fig.I). Die Scheibenkörperhälften 64 sind spiegelbildlich angeordnet und vorzugsweise identisch ausgebildet, wobei jede Scheibenkörperhälfte einen halbzylinderförmig ausgebildeten Mittelteil 66 und einen Randflansch 68 aufweist,

5098 U/0350

so daß bei einem Gegeneinanderlegen der beiden Scheibenkörperhälften die Lagerhülse 22 und die Nutenteile 56 bzw. 58 gebildet werden.

Bei der vorbeschriebenen Ausführung können die Scheibenkörperhälften 64 in einfacher Weise und wirtschaftlich aus einem preiswerten, relativ starren, dünnen Plattenmaterial hergestellt werden, das z.B. aus Metall, Kunststoff o.dgl. besteht. Obwohl auch andere Werkstoffe und Herstellungsmethoden benutzt werden können, bestehen die Scheibenkörperhälften 64 vorzugsweise aus einem dünnen Blech (z.B. 0,8 mm = 1/32 inch Stärke) aus rostfreiem Stahl (z.B. Serien-Nr. 7000) und sind in einem herkömmlichen Metallstanzvorgang hergestellt.

Der Scheibenkörper 16 und der Dichtungsring 54 können entweder außerhalb oder innerhalb des Ventilkörpers 12 zusammengesetzt werden. Im ersten Fall werden die Scheibenkörperhälften 64 zuerst aneinander befestigt, wobei sie mit den Scheibenflächenseiten gegeneinander liegen und der Dichtungsring 54 zwischen den Randflanschen 68 aufgenommen wird. Nachdem die aus dem Scheibenkörper und dem Dichtungsring zusammengesetzte Baueinheit in die Zylinderbohrung 1'4 des Ventilgehäuses 12 eingesetzt ist, so daß die Ränder 24 und die Dichtungsringabschnitte 60 der entsprechenden Aussparung 30 und der Öffnung 34 axial gegenüberliegen, werden der Schaft 18 eingesetzt, der Scheibenkörper 16 an dem Schaft 18 befestigt und die verbleibenden Maßnahmen zum Zusammenbau des Drosselklappenventils in an sich bekannter Weise ausgeführt.

In den Fig.6 bis 8 ist beispielsweise gezeigt, wie das Drosselklappenventil 10 im zweiten vorgenannten Fall zusammengebaut werden kann. Zunächst wird der Dichtungsring 54 in die Zylinderbohrung 14 des Ventilgehäuses 12 eingesetzt, was z.B.

5098 U/03 5 0

BAD ORIGINAL

2A45106

mittels einer nicht dargestellten geeigneten Haltevorrichtung derart geschehen kann, daß die Ringabschnitte 60 koaxial mit der Aussparung 30 und der Öffnung 34 fluchten und sich die halbkreisförmigen Abschnitte 62 in einer der Schließstellung des Scheibenkörpers 16 entsprechenden Lage befinden (siehe Fig.6). Anschließend wird der Schaft 18 durch die Öffnung 34 eingeführt und durch die Löcher der beiden Ringabschnitte 60 des Dichtungsringes hindurchgesteckt, bis das innenliegende Ende des Schaftes 18 in die Aussparung 30 eingreift. Dann werden die beiden Scheibenkörperhälften 64 eingebaut.

Zum Halten der Scheibenkörperhälften 64 kann eine geeignete Einrichtung verwendet werden, so daß die Scheibenkörperhälften 64 durch die gegenüberliegenden Enden der Zylinderbohrung 14 eingeführt und gegeneinandergesetzt werden können. In der Fig.7 ist ein Ausführungsbeispiel für eine entsprechende Einrichtung dargestellt, die aus zwei Haltern 70 und 72 besteht, wobei jeder Halter ein hohles Spannteil 74 aufweist, das am äußeren Ende eine Scheibenkörperhälfte 64 trägt, sowie einen mit einer zentralen Bohrung versehenen Klemmarm 76. Die von den Haltern 70 und 72 aufgenommenen Scheibenkörperhälften 64 werden in die Zylinderbohrung 14 des Ventilgehäuses 12 eingesetzt, wobei die halbzylindrischen Mittelteile 66 an gegenüberliegenden Seiten des Schaftes 18 zu liegen kommen und die Flansche 68 beidseitig gegen den Dichtungsring 54 anliegen.

Die Halter 70 und 72 sind in den Fig.7 und 8 in einer horizontalen Lage dargestellt, und in einem solchen Fall dient ζ.E. ein Magnet o.dgl. dazu, die Scheibenkörperhälften 64 vorübergehend am äußeren Ende der Spannteile 74 festzuhalten. In der Praxis lassen sich die Scheibenkörperhälften besser einsetzen, wenn die Halter während der Montage eine senkrechte Lage ein-

- 10 -

5098U/035 0

BAD ORIGINAL

nehmen. Wenn die Halter eine solche Lage einnehmen, dann wird das Ventilgehäuse auf das Spannteil eines ersten Halters, der eine der beiden Scheibenkorperhälften trägt, aufgesetzt, um 180 geschwenkt, während der erste Halter festgehalten wird, und wird dann auf dem Spannteil eines zweiten Halters, nach un-, ten bewegt, der die andere Scheibenkörperhälfte trägt*

Nach dem Einsetzen der Scheibenkörperhälften werden die Halter 70 und 72 zusammenges.pannt, was z.B. dadurch geschehen kann, daß mehrere Schrauben 78 (von denen eine dargestellt ist) die Klemmarme 76 zusammenziehen. Die auf die Scheibenkörperhälften 64 ausgeübten Klemmkräfte bewegen die halbzylinderförmigen Teile 66 gegen den Schaft 18 und bewirken, daß die Randflansche 68 sowohl die Ringabschnitte 60 als auch die halbkreisförmigen Abschnitte 62 des Dichtungsringes 54 zusammendrücken.

Die halbzylinderförmigen Teile 66 der Scheibenkörperhälften 64 werden dann in geeigneter Weise an dem Schaft 18 befestigt. Obwohl andere Verfahren durchgeführt werden können, ist ein bevorzugtes Befestigungsverfahren in der Zeichnung dargestellt, wobei zwei gegenüberliegend angeordnete Schweißelektroden 80 einer herkömmlichen nicht dargestellten Punktschweiß-maschine durch die Öffnungen der Halter 70 und 72 eingeführt und gegen die Außenfläche der halbzylinderförmigen Teile 66 angelegt werden. Die Schweißmaschine wird dann eingeschaltet und schweißt jede Scheibenkörperhälfte 64 an einer oder mehreren Stellen am Schaft 18 mittels Punktschweißungen fest.

Es können natürlich auch andere Befestigungseinrichtungen, wie z.B. Nieten, Schrauben, Stifte u.dgl.,zur Befestigung des Scheibenkörpers an dem Schaft verwendet werden. Wenn der Scheibenkörper aus Kunststoff besteht, dann kann er an einem

- 11 50981 4/0350

Metallschaft festgeklebt werden, wobei der Kleber z.B. von einem für diesen Zweck geeigneten Werkstoff der Epoxygruppe gebildet sein kann. Wenn sowohl die Scheibenkörperhälften als auch der Schaft aus einem thermoplastischen Material hergestellt sind, dann kann der Scheibenkörper an dem Schaft mittels eines geeigneten thermoplastischen Schweißverfahrens festgeschweißt werden.

Wenn ein Scheibenkörper bei sehr hohen Drücken eingesetzt werden soll, dann wird er vorzugsweise dadurch versteift, daß die Scheibenkörperhälften nicht nur mit dem Schaft, sondern auch gegeneinander punktverschweißt werden. Dadurch kann das Ventil bei Bet:
eingesetzt werden.

das Ventil bei Betriebsdrücken bis zu 49,2 kp/cm (700 psi)

Die Klemmnuten der dünnen Scheiben, die zur Herstellung des Scheibenkörpers verwendet werden, sind von den gegenüberliegenden Flächen des Scheibenkörpers weggerichtet. Dadurch wird es ermöglicht, die Abmessungen des Dichtungsringes kleinzuhalten, so daß das Strömungsmittel nicht in der Lage ist, den Dichtungsring zwischen den Scheibenkörperhälften herauszudrücken.

Aus der vorstehenden ausführlichen Beschreibung ist zu entnehmen, daß das erfindungsgemäße Drosselklappenventil viele bemerkenswerte Vorteile aufweist. Der Scheibenkörper besteht aus zwei Hälften, die identisch ausgebildet sein können und aus einem relativ dünnen Material hergestellt werden können. Die relativ geringe Gesamtstärke des Scheibenkörpers bewirkt nur eine geringfügige Verkleinerung des Strömungsquerschnittes, so daß das erfindungsgemäße Drosselklappenventil vorteilhaft in Strömungssystemen mit kleinen Leitungsdurchmessern eingesetzt werden kann, z.B. mit Leitungsdurchmessern

509814/^350

von 12,7 bis 50,8 mm (1/2 bis 2 inch). Anstelle von teuren Bearbeitungen oder Gießvorgängen können die Scheibenkörperhälften mittels herkömmlicher Formverfahren hergestellt werden, so daß die Gesamtherstellungs- und Zusammenbaukosten des Drosselklappenventils verringert werden. Der Dichtungsring muß zum Einsetzen in die Scheibenkörpernut nicht aufgeweitet werden, so daß er. aus einem Dichtungsmaterial hergestellt werden kann, das gewöhnlich durch eine AufWeitung bleibend verformt wird. Der Dichtungsring ist derart arretiert, daß er von einem sehr schnell strömenden Strömungsmittel nicht aus seiner Verankerung herausgerissen werden kann. Darüberhinaus kann der Scheibenkörper sowohl außerhalb als auch innerhalb der Zylinderbohrung des Ventilkörpers bequem zusammengesetzt werden.

- 13 -

509814/035D

Claims

P 8552

Patentansprüche

( 1.j Drosselklappenventil/ bestehend aus einem Ventilgehäuse mit einer zylindrischen Bohrung, die einen Strömungsdurchgang bildet, mit einem in dem Ventilgehäuse drehbar gelagerten, den Strömungsdurchgang quer durchgreifenden Schaft, mit einem im wesentlichen kreisförmigen Scheibenkörper, der auf seinem äußeren Rand einen federnden Dichtungsring trägt und auf dem Schaft zwischen einer Öffηungsstellung und einer Schließstellung verschwenkbar gelagert ist, wobei der Dichtungsring in der Schließstellung dichtend ge-. gen die Wandung der Bohrung anliegt und die Strömung durch den Strömungsdurchgang unterbricht, dadurch gekennzeichnet , daß der Scheibenkörper (16) ein Paar relativ dünner, kreisförmig ausgebildeter Scheibenkörperhälften (64)' aufweist, die mit ihrer Scheibenfläche gegeneinander gesetzt sind, daß jede Scheibenkörperhälfte einen sich diametral erstreckenden, halbzylinderförmigen Nutenteil (66) aufweist, der zusammen mit dem entsprechenden halbzylinderförmigen Nutenteil der anderen Scheibenkörperhälfte eine Lagerhülse (22) zur Aufnahme des Schaftes (18) bildet, daß jede Scheibenkörperhälfte einen Randflansch (68) aufweist, der im Abstand zu einer mit der Auflagefläche zusammenfallenden Ebene angeordnet ist und mit dem entsprechenden Randflansch der anderen Scheibenkörperhälfte zusammen eine am Rand entlanglaufende Nut (56,58) bildet,

- 14 5098U/0 350

in welcher der Dichtungsring (54) aufgenommen ist, wobei die_o zusammenwirkenden Flansche den Dichtungsring derart zusammendrücken, daß dieser unverdrehbar und nicht herausdrückbar in der am Rand entlanglaufenden Nut verankert ist, und daß beide Scheibenkörperhälften an dem Schaft befestigt sind.
2. Drosselklappenventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die halbzylinderförmigen Nutenteile (66) an gegenüberliegenden Seiten am Schaft (18) festgeschwe i ßt s i nd.
3. Drosselklappenventil nach Anspruch 1, dadurch g e k e η nze ichnet, daß die Bohrung (14) diametral gegenüberliegende, abgeflachte Wandabschnitte (50) aufweist, die im Bereich der Lagerstellen des Schaftes (18) angeordnet sind, sowie diametral gegenüberliegende halbkreisförmige Wandabschnitte (52), die sich an. die abgeflachten Wandabschnitte der Bohrung anschließen, daß die am Rand entlanglaufende Nut ein Paar diametral gegenüberliegender Ringabschnitte (56) aufweist, die jeweils die gegenüberliegenden Enden der Lagerbüchse (22) für den Schaft umgreifen, sowie ein Paar diametral gegenüberliegender halbkreisförmiger Abschnitte (58), die sich am Rand entlanglaufend zwischen den entsprechenden Ringabschnitten erstrecken, daß der Dichtungsring (54) ein Paar gegenüberliegender Ringabschnitte (60) aufweist, die in die entsprechenden Ringabschnitte der Nut eingesetzt sind und in allen Stellungen des Scheibenkörpers (16) fest zwischen die Ringabschnitte und die entsprechenden abgeflachten Wandabschnitte (50) der Bohrung(l4) eingespannt sind, und daß der Dichtungsring ferner ein Paar gegenüber-

- 15 5098U/0350

liegender halbkreisförmiger Abschnitte (62) aufweist, die die Ringabschnitte miteinander verbinden und mit diesen einstückig ausgebildet sind und die in den entsprechenden halbkreisförmigen Abschnitten der Nut angeordnet sind.
4. Drosselklappenventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzei chnet , daß die Abschnitte der Randflansche (68), welche die halbkreisförmigen Abschnitte (58) der am Rand des Scheibenkörpers entlanglaufenden Nut bilden, radial nach außen konvergieren, und daß die halbkreisförmigen Abschnitte (62) des Dichtungsringes (54) einen im wesentlichen trapezförmigen Querschnitt sowie einen schmäleren äußeren Abschnitt aufweisen, der radial über die äußeren Ränder der entsprechenden Flansche des Scheibenkörpers (16) vorsteht.
5. Drosselklappenventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzei chnet, daß jeder Scheibenkörper (64) aus einem dünnen Blech aus rostfreiem Stahl geformt ist.
6. Drosselklappenventil nach einem der Anspräche 1 bis 5, dadurch gekennzei chnet , daß die Scheibenkörperhälften (64) in einer Presse geformt sind.
7. Drosselklappenventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Scheibenkörperhälften (64) zueinander spiegelbildlich sind.
8. Drosselklappenventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß eine Verspannvorrichtung (59,61,63) vorgesehen ist, mittels welcher eine ausreichende Reibungskraft auf den Schaft (18)

- 16 5098 U/0350

wahlweise aufbringbar ist, um den Scheibenkörper (16) in Zwischenstellungen zwischen der öffnungs- und der Schließstellung zu arretieren, so daß die Strömung durch den Strömungsdurchgang gedrosselt, jedoch gleichzeitig eine Einstellung des Scheibenkörpers in die Öffnungs- und Schließstellung ermöglicht werden.
9. Drosselklappenventil nach Anspruch 8, dadurch g e kennzei chnet , daß die Verspannvorrichtung besteht aus einer in dem Ventilgehäuse (12) angeordneten ringförmigen Aussparung (59), die ein Ende des Schaftes (18) umgreift,, aus einem Material (61) rait einem hohen Reibungskoeffizienten, daß in der Aussparung angeordnet ist und dichtend gegen den Schaft anliegt,, sowie aus einer in das Ventilgehäuse eingeschraubten Stopfbüchsenmutter (63) , die gegen das Dichtungsmaterial drückt und eine wahlweise Einstellung der Anpreßkraft zwischen dem Dichtungsmaterial und dem Schaft ermöglicht.

- 17 -

50981 4/0350