DE2618037A1

DE2618037A1 - Regler fuer die stroemung eines gasfoermigen mediums in einer leitung

Info

Publication number: DE2618037A1
Application number: DE19762618037
Authority: DE
Inventors: Emil Siegwart
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-04-24
Filing date: 1976-04-24
Publication date: 1977-11-10
Also published as: SE7704382L; ATA254577A; DE2618037C2; US4124037A; CH600253A5; JPS52131219A; AT379010B; FR2349082A2; NL7704400A; FR2349082B2; SE431490B; GB1574747A

Description

Mediums in einer Leitung" Zusatz zu Patent...(Patentanmeldung P 23 33 694.9-52)

Die Erfindung betrifft einen Regler für die Strömung eines gasförmigen Mediums in einer Leitung, bei dem der freie Leitungsquerschnitt durch eine Klappe veränderbar ist, die auf einer nahe einer Querschnittsmittelachse angeordneten Welle durch die Strömung gegen eine Federkraft im Schließsinne verdrehbar ist und nahe der Welle gewinkelt ist, wobei ihr einer Schenkel in Öffnungsstellung im wesentlichen parallel zur Leitungsachse nach hinten und in Schließstellung schräg nach hinten und ihr anderer Schenkel in Öffnungsstellung schräg nach vorne und in Schließstellung im wesentlichen rechtwinklig zur Leitungsachse ausgerichtet ist, nach Patent...(Patentanmeldung P 23 33 694.9-52).

Ein solcher Regler zeichnet sich durch Arbeitsfähigkeit auch bei

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geringsten Drücken sowie durch eine Reihe weiterer Vorzüge aus.

Unter normalen Strömungsverhältnissen zeigt die Klappe dieses Reglers ein stabiles Verhalten. Es können jedoch in einer Luftströmung Anregungsbedingungen für Flatterbewegungen der Klappe vorliegen, z.B. bestimmte Schwingungen der Luftsäule. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, derartige Flatterbewegungen der Klappe zu dämpfen.

Gemäss der Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass die Welle der Klappe mit axialer Spannung gelagert ist.

Die axiale Spannung verhindert Hin- und Herbewegungen der Welle im radialen Lagerspiel.

Während bisher als geeignetste Lagerung der Klappenwelle eine empfindliche Spitzenlagerung betrachtet wurde, die jedoch schnell verschleisst und ausschlägt, erlaubt die Erfindung verhältnismässig einfache und robuste Lager, die durchaus auch vergleichsweise viel radiales Spiel haben können.

Vorzugsweise hat in dem axialen Auflager der Welle das lagernde oder das gelagerte Teil eine gewölbte und das jeweils andere Teil eine im ganzen ebene Berührungsfläche. Bei dieser Ausbildung erhält man mit einer theoretischen Punktberührung in oder nahe der geometrischen Achse des Lagers im wesentlichen definierte Verhältnisse. Es ergeben sich günstige Kraft- und ReibungsVerhältnisse.

Als besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, die Welle Über eine Kugel, vorzugsweise eine Kugellager-Kugel, axial zu lagern und hierfür die Kugel einfach in eine das radiale Lager der Welle bildende Bohrung einzulegen.

Die Verwirklichung der erwähnten Wölbung am feststehenden Lagerteil in Form einer Kugel ist einfach und kostengünstig und geometrisch genau und erlaubt darüberhinaus bei Verwendung einer glatten, gehorteten Kugellager-Kugel, auf eine sorgfältigere

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Bearbeitung der Gegen-Berührungsfläche zu verzichten: Da die eine Berührungsfläche glatt ist und bleibt, können auch Unrauhigkeiten o. dgl. an der anderen Berührungsfläche die Gleitfähigkeit kaum beeinträchtigen.

Als eine weitere zweckmässige Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das lagernde Teil mindestens des einen axialen Auflagers der Welle mittels einer Schraube axial verschiebbar ist. So kann z.B. die erwähnte, die Kugel und das Wellenende aufnehmende Bohrung in einer Schraube angeordnet sein, die in einer koaxial mit der Welle auf der Leitungswandung angebrachten Buchse sitzt.

Die axiale Vorspannung, die man der Welle gibt, kann beispielsweise etwa 300 bis 500 g betragen. Zur Erzeugung der Vorspannung könnte man auch ein elastisches Element einsetzen.

Die erfindungsgemässen Maßnahmen sind besonders vorteilhaft in Verbindung mit denen der ersten Zusatzanmeldung P 24 48 271.1 zur Hauptanmeldung.

Die Zeichnungen geben ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wieder.

Fig. 1 zeigt einen Strömungsregler im Längsschnitt gemäss Linie I-I in Fig. 2,

Fig. 2 zeigt den Strömungsregler in einem dazu senkrechten Längsschnitt gemäss Linie H-II in Fig. 1,

Fig. 3 zeigt Einzelheiten (Lagerung) aus Fig. 2 in grösserem Naßstab.

Ein rohrförmiges Reglergehäuse 1 mit rundem Leitungsquerschnitt ist unter Einschiebung bis zu zwei nicht gezeichneten Sicken in eine Luftleitung, Gasleitung oder Flüssigkeitsleitung einsetzbar. In etwa 31 Abstand von der Querschnittsmittelachse 2, bezogen auf den Durchmesser des Gehäuses 1, ist in Lagern 30 eine Welle 3 angeordnet. An der Welle 3 sitzt eine in ihrem Längsschnitt mittig um etwa 30° gewinkelte Klappe 4. Sie ist

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an der Welle 3 befestigt, indem drei Klemmkörper, von denen der mittlere mit 5 und die beiden äusseren mit 6 bezeichnet ist bzw. sind, mit einem Absatz auf der Winkelkante sitzen und hier mit einem Fortsatz 7 die Klappe durchsetzen, der jeweils mit einer Bohrung auf der Welle 3 sitzt und eine in die Bohrung führende axiale Schraube aufweist, mittels derer die Welle 3 und die Klappe 4 vor dem Absatz aneinandergeklemmt sind. Die in Fig. 1 zu erkennende betreffende Schraube des mittleren Klemmkörpers 5 ist eine an ihrem Ende eine öse 8 aufweisende Stiftschraube, die mit ihrer etwas grösseren Länge einen Hebelarm 9 bildet. Die beiden äusseren Klemmkörper 6 sind vor der Winkelkante der Klappe als zylindrische Gegengewichte ausgebildet, die die Schwerelinie der Klappe an die Drehachse der Welle legen. In der öffnungssteilung, die durch eine noch näher beschriebene Scheibe 10 festgelegt ist, steht der eine Schenkel der Klappe 4 in Anlage an der Scheibe 10 parallel z«r Rohrachse nach hinten, und der andere Schenkel ist schräg nach vorne ausgerichtet. In der strichpunktiert dargestellten Schließstellung fällt der letztere Schenkel in eine Querschnittsebene des rohrförmigen Gehäuses 1, und der erstere Schenkel steht schräg nach hinten.

Gegenüber dem Hebelarm 9 ist in die Wandung des Reglergehäuses ein Rohrstutzen 11 mit einem Aussengewinde eingesetzt, auf dem eine Schraubkappe 12 von verhältnismässig grosser axialer Länge sitzt. An der Stirnwand dieser Schraubkappe ist ein durch den Rohrstutzen 11 in den Leitungsquerschnitt hineinragender und hier an seinem Ende mit einem Querstift 13 versehener Stab 14 befestigt. An den Stab 14 ist eine Schraubenfeder 15 in der Weise angesetzt, dass sie mit einigen Windungen an dem Quer-Stift 13 vorbei auf ihn aufgedreht worden ist. Das andere Ende der Schraubenfeder 15 ist in die Öse 8 des Hebelarms 9 eingehakt.

Die Schraubenfeder 15 ist bei der in Fig. 1 wiedergegebenen Länge in öffnungsstellung der Klappe 4 kaum gespannt. Ihre Windungen weisen in diesem Zustand eine Steigung auf, die im we-

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sentlichen gleich der Gewindesteigung der Schraubkappe 12 ist.

Um den Strömungsregler auf einen vorgegebenen Regeldruck einzustellen, wird durch Drehung der Schraubkappe 12 der Stab 14 mehr oder weniger tief in die Schraubenfeder 15 hineingeschraubt und dadurch die wirksame Schraubenlänge mehr oder weniger verkürzt, so dass der Weg des Hebelarms 9 eine im Verhältnis mehr oder weniger stärkere Längung der Feder und somit eine mehr oder weniger stärker ansteigende Federkraft zur Folge hat.

Die Scheibe 10 erstreckt sich in der Axialrichtung des rohrförmigen Gehäuses 1 hinter der Welle 3 in einer Ebene mit dieser. Sie gliedert sich in einen rechteckigen, beidseitig an der Gehäusewandung anliegenden Abschnitt und einen an diesen sich anschIiessenden, annähernd halbkreisförmigen Abschnitt. Die hintere Kontur der Scheibe 10 ist eine bezüglich der Strömung konforme Abbildung des erstgenannten Klappenschenkels bei einer in der Zeichnung gestrichelt angedeuteten mittleren Stellung der Klappe 4, d.h. sie liegt an der bei dieser Stellung von dem Rand des Klappenschenkels ausgehenden, gepunktet gezeichneten Strömungswand. Der Raum zwischen der Scheibe 10, dem Klappenschenkel und der Strömungswand ist dadurch strömungstechnisch abgeschlossen. Er bleibt infolgedessen frei von Turbulenzen, die die Klappe in Bewegungen versetzen können, und die in ihm eingeschlossene Luft wirkt auf die Klappe als ein dämpfendes Polster, wenn diese Schwingungsanregungen durch die Strömung ausgesetzt ist.

So weit ist der Regler mit Ausnahme der Lager 30 aus der Hauptanmeldung und der genannten ersten Zusatzanmeldung bekannt.

Die Lager 30 haben folgenden Aufbau:

Eine an der Aussenseite des Reglergehäuses 1 angesetzte Metallbuchse 31 greift mit einem flachen Absatz in eine entsprechende flache Ausnehmung der Gehäusewandung ein und ist mit dieser verlötet oder verklebt. Durch eine Bohrung in der Gehäusewandung

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ragt das Ende der Welle 3 in die Metallbuchse 31 hinein. Es ist hier von einer Madenschraube 32 aus Kunststoff gefasst, die in ein Innengewinde der Metallbuchse 31 eingeschraubt und mit einer stirnseitigen axialen Bohrung 33 (Fig. 3), in der eine Kugel sitzt, auf das Ende der Welle 3 aufgesteckt ist. Durch entsprechendes Anziehen der Schraube 32 auf beiden Seiten der Welle ist diese unter eine leichte Vorspannung gesetzt und die Klappe im Reglergehäuse 1 derart justiert, dass die Klappe nicht bei Drehung mit ihrem Rand an der Gehäusewandung schleift. Das Lager 30 ist somit ein Radial-Axial-Lager. Das radiale Spiel dieses Lagers kann, wie in Fig.3 übertrieben dargestellt, verhältnismässig gross sein. Die Welle wird durch die von der Vorspannung erzeugte Reibungskraft an der Kugel 34 gebremst, wenn sie sich in dem Spiel hin- und herbewegen will. Auch die Drehung der Welle wird durch diese Reibungskraft, aber nur ganz leicht, gebremst: In der Regel wird der Berührungspunkt der Kugel mit der abgeschnittenen und etwas geglätteten Stirnseite der Welle nicht genau auf deren Achse liegen und demzufolge bei Drehung der Welle etwas wandern; eine durch den axialen Druck, insbesondere bei leichter Neigung der Stirnseite der Welle, etwas verstärkte seitliche Reibung der Welle 3 an der Wandung der Bohrung 33 kann hinzukommen.

Die Klappe * regelt bei verschiedenen Vordrucken die gleiche Strömungsmenge,ein, indem sie den Leitungsquerschnitt mehr oder weniger weit verschliesst.

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Claims

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Patentansprüche

( 1.) Regler für die Strömung eines gasförmigen Mediums in einer Leitung, bei dem der freie Leitungsquerschnitt durch eine Klappe veränderbar ist, die auf einer nahe einer Querschnittsmittelachse angeordneten Welle durch die Strömung gegen eine Federkraft im Schließsinne verdrehbar ist und nahe der Welle gewinkelt ist, wobei ihr einer Schenkel in Öffnungsstellung im wesentlichen parallel zur Leitungsachse nach hinten und in Schließstellung schräg nach hinten und ihr anderer Schenkel in Öffnungsstellung schräg nach vorne und in Schließstellung im wesentlichen rechtwinklig zur Leitungsachse ausgerichtet ist, nach Patent...(Patentanmeldung P 23 33 694.9-52), dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (3) der Klappe (4) mit axialer Spannung gelagert ist.
2. Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (3) mit radialem Spiel gelagert ist.
3. Regler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem axialen Auflager (30) der Welle das lagernde (34) oder das gelagerte (3) Teil eine gewölbte und das jeweils andere Teil (3) eine im ganzen ebene Berührungsfläche aufweist·
4. Regler nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (3) über eine Kugel (34), vorzugsweise eine Kugellager-Kugel, axial gelagert ist.
5. Regler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugel (34) in eine das radiale Lager der Welle (3) bildende Bohrung (33) eingelegt ist.
6. Regler nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass das lagernde Teil (34) mindestens des einen axialen Auflagers (30) der Welle (3) mittels einer Schraube (32)axial verschiebbar ist.7 0 9 8 4 5 / 0 1 3 9

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Regler nach den Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Bohrung (33) in einer Schraube (32), vorzugsweise einer Kunststoffschraube angeordnet ist, die in einer koaxial mit der Welle (3) auf der Leitungswandung angebrachten Buchse (31) sitzt.

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