DE2814764A1

DE2814764A1 - Einrichtung an einem drosselklappenventil zur montage und anpassung von ventilsitzen

Info

Publication number: DE2814764A1
Application number: DE19782814764
Authority: DE
Inventors: Yukio Goto; Osaka Hirakata; Osamu Nakai; Ikuo Yoshinori
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1977-04-05
Filing date: 1978-04-05
Publication date: 1978-10-12
Also published as: FR2386746A1; AU523477B2; ATA221778A; DE2814764C2; AT380550B; AU3469078A; US4174557A; FR2386746B1; GB1565334A

Description

Liedl, Nöth, Zeitler 28H76A Pitentanwille München 22 ■ Steinsdorfstraße 21 - 22 ■ Telefon 0B9 /22 94 41

KUBOTA LTD.

2-banchi, 2-chome, Funade-cho, Naniwa-ku, Osaka-shi, Osaka-fu

556 JAPAN

Einrichtung an einem Drosselklappenventil zur Montage und Anpassung von Ventilsitzen

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-^ ORIGINAL flSiSPECTED " ^V ^

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung an einem Drosselklappenventil zur Montage und dichten Anpassung von bogenförmigen Ventilsitzen an den Umfang der Ventilplatte in der Schließstellung des Ventils, bestehend aus ersten, im Ventilgehäuse angeordneten Einstellschrauben, die jeweils ein etwa kegelförmig zugespitztes Ende aufweisen und die mit ihrem zugespitzten Ende in kegelige, in den Ventilsitzen angeordnete Bohrungen eingreifen und aus einer Vielzahl von am Umfang des Ventilgehäuses eingesetzten zweiten Ein- und Feststellschrauben, mit denen die Ventilsitze relativ zum Ventilgehäuse zur Ventilplatte hin oder von ihr weg einstellbar und sodann feststellbar sind. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Montage und Anpassung von Ventilsitzen mittels der genannten Einrichtung.

Um in einem Drosselklappenventil eine gute Dichtheit zu erreichen, ist es wesentlich, daß die Ventilsitze mit ihren Endflächen relativ zur Drosselklappenwelle oder zu diese umgebenden Dichtungseinrichtungen einstellbar sind und daß die inneren Oberflächen der Ventilsitze zum Umfang der Ventilplatte hin und von ihr weg bewegbar sind.

Eine bekannte Einrichtung der genannten Art ist zum Teil in Fig. 8 dargestellt. Wie zu sehen ist, ist am Ventilsitz 33 eine kegelförmige Bohrung h angeordnet und das Ventilgehäuse 32 trägt erste Einstellschrauben 31, die jeweils ein zugespitztes Ende j, das in die Bohrung h eingreift, aufweisen. Jede dieser ersten Einstellschrauben 31 ist mit ihrer Achse P5 geringfügig von der Achse P6 der kegelförmigen Bohrung h um den kleinen Betrag .^ in Richtung zu einem Ende des Ventilsitzes 33 verschoben angeordnet. Die ersten Einstellschrauben 31

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werden in das Ventilgehäuse 32 eingeschraubt und verursachen dabei eine Exzenterwirkung zwischen der kegelförmigen Bohrung h und dem zugespitzten Ende j der Einstellschraube, so daß die Lage der Endflächen des Ventilsitzes mittels der in Umfangsrichtung wirksam werdenden Kraftkomponente eingerichtet wird. Zusätzlich zu dieser Einrichtung sind am Umfang des Ventilgehäuses eine Vielzahl von zweiten Ein- und Feststellschrauben vorgesehen. Indem diese zweiten Ein- und Feststellschrauben relativ zum Ventilgehäuse 32 verdreht werden, kann der Ventilsitz 33 zu der Ventilplatte hin oder von ihr weg bewegt werden.

Wenn die Lage der Endflächen der Ventilsitze eingerichtet ist, ist von den Druckkräften auf die Ventilsitze 33 in der Nähe der ersten Einstellschrauben 31 nur mehr eine Kraftkomponente in der Achse der Einstellschraube 31 vorhanden. Diese Druckkräfte hängen in großem Maße von der Einstellung der Enden der Ventilsitze ab. Selbst wenn die ersten Einstellschrauben 31 mit dem gleichen Drehmoment wie die zweiten Einstellschrauben angezogen werden, sind die Druckkräfte von den ersten Einstellschrauben 31 auf die Ventilsitze zwangsläufig kleiner. Daraus resultiert eine ungleiche Druckverteilung am Umfang der Ventilsitze gegen den Umfang der Ventilplatte und damit eine Neigung zu Undichtigkeit. Dies ist der Hauptnachteil der Einrichtungen gemäß dem Stand der Technik.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Montage und Anpassung von Ventilsitzen an die Ventilplatte sowie ein Verfahren zur Anwendung dieser Einrichtung anzugeben, wodurch eine gleichmäßige Druckverteilung entlang des Umf anges der Ventilsitze gegen den Umfang der Ventilplatte auf einfache Weise erreicht werden soll.

Gemäß der Erfindung ist dazu bei einem Drosselklappenventil der genannten Art vorgesehen, daß neben den ersten und zweiten Einstellschrauben ferner eine Anzahl von dritten Schrauben mit einem planen

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Ende zur Stützung der Ventilsitze und zur Verhinderung des Abhebens der Ventilsitze von der Ventilplatte angeordnet ist. Als besonders vorteilhaft erweist es sich dabei, wenn, nach einem weiteren Merkmal der Erfindung, die dritten Schrauben anstelle der ersten Einstellschrauben in deren Gewindebohrung im Ventilgehäuse einsetzbar sind.

Die ersten Einstellschrauben werden lediglich dazu benützt, die Endflächen der Ventilsitze relativ zur Drosselklappenwelle oder zu den Dichtungsein richtungen einzujustieren, worauf die ersten Einstellschrauben entfernt und die dritten Schrauben eingesetzt werden, die ähnlich wie die zweiten Schrauben dann dazu dienen, die Ventilsitze gegen den Umfang der Ventilplatte anzudrücken. Indem die zweiten und die dritten Schrauben mit gleichem Drehmoment angezogen werden, wird eine gleichmäßige Druckverteilung auf den Umfang der Ventilsitze und gegen den Umfang der Ventilplatte erreicht. Auf diese Weise ist ein dichter Kontakt der inneren Umfangsflächen sowie der Endflächen der Ventilsitze und damit eine sehr leistungsfähige Abdichtung erreicht.

In Weiterbildung der Erfindung ist, um eine ausgezeichnete dichte Berührung zwischen den Endflächen der Ventilsitze und der Drosselklappenwelle oder den Dichtungseinrichtungen zu erzielen, vorgesehen, daß im Ventilgehäuse zusätzlich vierte Schrauben vorgesehen sind, die vorzugsweise ebenfalls plane Enden aufweisen und nahe den Endflächen der Ventilsitze auf diese einwirkend angeordnet sind. Durch Anziehen dieser vierten Schrauben werden die Enden der Ventilsitze gegen die Drosselklappenwelle angepreßt und dadurch wird auch in diesem Bereich eine ausgezeichnete Abdichtung erzielt.

Ferner kann gemäß der Erfindung für die vierten Schrauben je eine Drehsicherung vorgesehen sein, die jeweils aus einer auf Zug beanspruchten Sicherungsschraube, die in eine, unterhalb eines der Drehung der vier-

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ten Schraube dienenden Hohlraumes in dieser angeordnete Gewindebohrung einschraubbar ist und aus einem am Ventilgehäuse angeordneten Widerlager für die Zugkräfte der Siehe rungs schraube besteht. Damit ist vorteilhafterweise eine Veränderung der durchgeführten Justierung der Endflächen der Ventilsitze verhindert und dadurch, daß die erfindungsgemäße Drehsicherung an der Ventilgehäuse-Außenseite nur wenig Platz einnimmt, können die zweiten Ein- und Feststellschrauben sehr nahe bei den vierten Schrauben angeordnet werden. Die Endbereiche der Ventilsitze können daher einem sehr hohen Druck gegen den Umfang der Ventilplatte ausgesetzt werden.

Die Erfindung wird in der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Drosselklappenventil gemäß der Erfindung teilweise

im Schnitt;

Fig. 2 einen Schnitt durch einen wesentlichen Teil des Drossel

klappenventils;

Fig. 3 einen Schnitt durch die Anordnung einer ersten Einstell

schraube;

Fig. 4 einen Schnitt durch die Anordnung einer dritten Schraube;

Fig. 5 einen Schnitt durch die Anordnung einer zweiten Ein- und

Feststellschraube;

Fig. 6 einen Schnitt durch die Anordnung einer vierten Schraube;

Fig. 7 einen Schnitt durch eine Variante der Anordnung einer

dritten Schraube und

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Fig. 8 einen Schnitt durch eine Schraubenanordnung gemäß

dem Stand der Technik.

Das Ventilgehäuse 2 aus Gußeisen oder anderem Material weist Flansche 1 zum Anschluß von Rohrleitungen und mitgegossene Lagerbereiche 4, 5 für die Lagerung der Drosselklappenwelle 3 auf, deren Achse Pl die Achse P des Ventilgehäuses 2 unter rechtem Winkel schneidet. Die Drosselklappenwelle 3 ist in den Lagerbereichen 4, 5 drehbar gelagert und durch Lagerschalen 6 und Dichtungskörper 7 hindurchgeführt. Ein Ende der Drosselklappenwelle 3 ragt über den Lagerbereich 4 hinaus und das zweite, im Lagerbereich 5 enthaltene Ende ist mit einem Deckel 8 abgedeckt.

Im Anschluß an den Lagerbereich 4 ist ein Gehäuse 9 angeordnet, das ein aus einer Spindel und einem Schneckenrad bestehendes Reduktionsgetriebe enthält. Die Spindel ist mit einem Handrad 10 und einem Elektromotor 11 verbunden, und das Schneckenrad ist mit dem vorstehenden Ende der Drosselklappenweile 3 verkeilt. Die Drosselklappenwelle 3 kann daher entweder durch Betätigung des Handrades 10 oder mittels des Elektromotors 11 gedreht werden.

An der Drosselklappenwelle 3 ist eine scheibenförmige metallische Ventilplatte 13 fest verankert. Um den Flüssigkeitsstrom vollständig zu unterbrechen, nimmt die Ventilplatte 13 eine zur Achse P des Ventilgehäuses rechtwinkelige oder ungefähr rechtwinkelige Lage ein. Zur Freigabe der vollen Durchflußöffnung nimmt die Ventilplatte 13 eine zur Achse P des Ventilgehäuses 2 parallele oder annähernd parallele Lage ein.

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Im Ventilgehäuse 2 ist eine ringförmige Nut 14 an der Innenfläche zur Aufnahme von bogenförmigen, aus Metall gefertigten Ventilsitzen 15 angeordnet, die mit dem Umfang der Ventilplatte 13 in der Schließstellung des Ventils in Berührung stehen. Die bogenförmigen Ventilsitze 15 sind mittels eines Verbindungsgliedes 12, das einen Labyrintheffekt bewirkt, zu einem annähernd halbkreisförmigen Bogen verbunden, wobei die Länge der verbundenen Abschnitte der Ventilsitze veränderbar ist. Eine Endfläche jedes Ventilsitzes 15 liegt jeweils einem anderen zu beiden Seiten des über die Drosselklappenwelle 3 geschobenen Dichtungskörpers 7 gegenüber.

Die Ventilsitze 15 sind mittels erster Einstellschrauben 18, zweiten Ein- und Feststellschrauben 20, 23 und vierten Schrauben 25 in der ringförmigen Nut 14 des Ventilgehäuses 2 befestigt. Dabei dienen die ersten Schrauben 18 der Einrichtung der Endflächen der Ventilsitze relativ zum Dichtungskörper 7 und zur Einrichtung der Lage der Endflächen zueinander im Bereich der Verbindungsstelle der Ventilsitze 15, die zweiten Ein- und Feststellschrauben 20, 23 dazu, um die Ventilsitze 15 zur Ventilplatte 13 hin oder von ihr weg zu bewegen und die vierten Schrauben 25 dazu, um die beiden Endflächen der Ventilsitze 15 gegen die Dichtungskörper 7 anzudrücken.

Jede der ersten Einstellschrauben 18 weist ein zugespitztes Ende a von annähernd kegeliger Form auf. Die ersten Einstellschrauben 18 stehen jeweils mit einer Gewindehülse 17, die in eine Gewindebohrung im Ventilgehäuse 2 eingeschraubt und eingeschweißt ist, in Verbindung. Die Achse P2 der Gewindebohrung im Ventilgehäuse 2 erstreckt sich in Richtung zur Mittelachse P des Gehäuses 2. Jeder der Ventilsitze 15 trägt im Bereich seiner Enden eine kegelige Bohrung b, die mit dem zugespitzten Ende a der ersten Einstellschrai be 18 korrespondiert. Die Bohrungen b weisen Achsen P3 auf, die von den Achsen P2 der

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ersten Einstellschrauben 18 um einen kleinen Betrag £1 - die eine jeweils zur Drosselklappenwelle hin und die andere zur Verbindungsstelle der Ventilsitze hin- verschoben angeordnet sind. Indem die Einstellschrauben 18 in das Ventilgehäuse 2 eingeschraubt werden, wird infolge einer Exzenterwirkung zwischen den zugespitzten Enden a der ersten Einstellschrauben 18 und den kegeligen Bohrungen b die Lage jedes Ventilsitzes 15 bezüglich der Verbindungsstelle und der Endflächen eingerichtet.

Jede der Einstellschrauben 20 weist eine plane Endfläche c auf, mittels der der Ventilsitz 15 gegen den Umfang der Ventiiplatte 13 gedrückt wird. Die Einstellschraube 20 steht in Eingriff mit einer Gewindehülse 19, die in eine Gewindebohrung des Ventilgehäuses 2 eingeschraubt und eingeschweißt wurde, wobei diese beiden Teile in Umf angsrichtung der Ventilplatte in der Schließstellung zueinander einen Abstand aufweisen. Jede der Gewindebohrungen im Ventilgehäuse 2 weist eine Achse P4 auf, die sich in Richtung zur Mittelachse P des Ventilgehäuses erstreckt. An jeder Einsteilschraube 20 ist eine Kontramutter 21 vorgesehen. Die Ventilsitze 15 weisen Gewindebohrungen 22 zur Aufnahme jeweils einer Schraube 23 auf, die durch eine zentrale Bohrung in der Einstellschraube 20 durchgeführt ist und mittels der die Ventilsitze 15 zum Ventilgehäuse 2 hin gezogen werden können, wobei die Einstellschraube als Widerlager dient. Die Einstellung der Ventilsitze 15 zur Ventiiplatte 13 hin oder von ihr weg erfolgt also mittels der Schrauben 20 und 23.

Jede der vierten Schrauben 25 weist ein planes Druckende d und einen Hohlraum e zur Aufnahme eines Steckschlüssels oder dgl. auf. Jede vierte Schraube 25 steht in Eingriff mit einer Gewindehülse 24 und wird von dieser zur Gänze aufgenommen. Die Gewindehülse 24 wurde in Gewindebohrungen im Ventilgehäuse 2 eingeschraubt und eingeschweißt.

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Diese Gewindebohrungen haben jeweils eine Achse P5, die gegenüber der Achse Pl der Drosselklappenwelle einen Winkel von etwa 30 einschließt. Ferner ist eine Sicherungsschraube 27 vorgesehen, die ein mit der Gewindehülse 24 in Eingriff stehendes Stützelement 26 durchsetzt und in eine Gewindebohrung in der Schraube 25 unterhalb des Hohlraumes e eingeschraubt ist. Der Ventilsitz 15 weist einen Rücksprung f auf, dessen Grundfläche in rechtem Winkel zur Achse P5 steht. Auf diese Weise können die Enden der Ventilsitze 15 in dichten Kontakt mit den Dichtungskörpern 6 gebracht werden, wobei ein Abheben von der Drosselklappenwelle 3 dadurch verhindert wird, daß die vierten Schrauben 25 in das Ventilgehäuse 2 eingeschraubt werden und so die Endflächen der Ventilsitze 15 gegen die Drosselklappenwelle 3 drücken.

Nachdem die Ventilsitze 15 mittels der vierten Schrauben 25 eingerichtet und angedrückt wurden, werden die Sicherungsschrauben 27 angezogen. Durch die Zugkräfte der Sicherungsschraube 27, einerseits am Stützelement 26 abgestützt und andererseits an der Gewinde hülse 24 als Widerlager angreifend, werden die vierten Schrauben 25 an einer Verdrehung gehindert. Der für die Aufnahme der Drehsicherung für die vierten Schrauben 25 außerhalb des Ventilgehäuses 2 erforderliche Raum ist nur so groß, wie es für die Betätigung der Sicherungsschraube 27 erforderlich ist und dadurch ist es möglich, die zweiten Ein- und Feststellschrauben 20, 23 nahe den vierten Schrauben 25 anzuordnen. Die Bereiche der Ventilsitze nahe deren Enden können aus diesem Grunde hohe Druckkräfte gegen den Umfang der Ventilplatte aufnehmen.

Nachdem die Lage der Endflächen der Ventilsitze 5 mittels der ersten Einstellschrauben 18 festgelegt wurde, werden die Ventilsitze 15 am Ventilgehäuse 2 mit einer Vielzahl von zweiten Ein- und Feststellschrauben 20, 23 fixiert. In der Folge werden die dritten Schrauben 29, 129, die jeweils ein planes Ende aufweisen, anstelle der ersten Einstellschrauben 18 in die Gewindehülsen 17 eingeschraubt, wobei

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die planen Enden g die Ventilsitze 15 am Abheben von der Ventilplatte hindern. Durch Festziehen der zweiten Ein- und Feststellschrauben 20, 23 und der dritten Schrauben 29, 129 mit dem gleichen Drehmoment wird der Druck der Ventilsitze gegen den Umfang der Ventilplatte gleichmäßig eingestellt.

Jede der dritten Schrauben 29, 129 kann die gleiche Form wie die Ein- und Feststellschrauben 20, 23 haben. Wie in Fig. 7 dargestellt, kann jede der kegeligen Bohrung d mit einer Gewindebohrung 28 versehen sein, die tiefer in den Ventilsitz hineinführt und die dritten Schrauben 129, die jeweils eine in die Gewindebohrung 28 eingeschraubte Schraube 16 aufweisen, können anstelle der ersten Schraube 18 nach der Einrichtung der Endflächen der Ventilsitze eingeschraubt werden. Dadurch ist es möglich, daß die Ventilsitze 15 zur Ventilplatte 13 hin und von ihr weg auch mittels der dritten Schrauben 129 eingerichtet werden können.

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Claims

Patentanwälte

000 München 2 2 - Steinsdorfstraße 21 - 2 2 · Telefon 08 9 /22 94 41

Patentansprüche

( 1. , Einrichtung an einem Drosselklappenventil zur Montage und dichten Anpassung von bogenförmigen Ventilsitzen an den Umfang der Ventilplatte in der Schließstellung des Ventils, bestehend aus ersten, im Ventilgehäuse angeordneten Einstellschrauben, die jeweils ein etwa kegelförmig zugespitztes Ende aufweisen und die mit ihrem zugespitzten Ende in kegelige, in den Ventilsitzen angeordnete Bohrungen eingreifen und aus einer Vielzahl von am Umfang des Ventilgehäuses eingesetzten zweiten Ein- und Feststellschrauben, mit denen die Ventilsitze relativ zum Ventilgehäuse zur Ventilplatte hin oder von ihrweg einstellbar und sodann feststellbar'sind, dadurch gekennzeichnet, daßferner eine Anzahl von dritten Schrauben (29, 129) mit einem planen Ende (g) zur Stützung der Ventilsitze (15) und zur Verhinderung des Abhebens der Ventilsitze (15) von der Ventilplatte (13) vorgesehen ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dritten Schrauben (29, 129) anstelle der ersten Einstellschrauben (18) in deren Gewindebohrung im Ventilgehäuse (2) einsetzbar sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß imVentilgehäuse (2) zusätzliche vierte Schrauben (25) vorgesehensind, die vorzugsweise ebenfalls plane Enden aufweisen und nahe an den Endflächen der Ventilsitze (15) auf diese einwirkend angeordnet sind.

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4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die vierten Schrauben (25) je eine Drehsicherung vorgesehen ist, die jeweils aus einer auf Zug beanspruchten Sicherungsschraube (27), die in eine, unterhalb eines der Drehung der vierten Schraube (25) dienenden Hohlraumes (e) in dieser angeordnete Gewindebohrung einschraubbar ist und aus einem am Ventilgehäuse (2) angeordneten Widerlager für die Zugkräfte der Sicherungsschraube (27) besteht.
5. Verfahren zur Montage und Einstellung von Ventilsitzen mittels der Einrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, wobei die Ventilsitze mit ihren Endflächen mittels der ersten, mit zugespitztem Ende versehenen und mit den kegeligen Bohrungen in den Ventilsitzen zusammenarbeitenden Einstellschrauben an den Umfang der Ventilplatte angepaßt werden und wobei die Einstellung der Ventilsitze relativ zumVenülgehäuse zur Ventilplatte hin bzw. von ihr weg mittels der am Umfang des Ventilgehäuses angeordneten zweiten Einstellschrauben erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Einstellung der Endflächen der Ventilsitze (15) die ersten Einstellschrauben (18) entfernt und die dritten Schrauben (29, 129)eingesetzt werden, wobei das plane Ende jeder der dritten Schrauben (29, 129) an die Ventilsitze (15) angedrückt wird und diese am Abheben von der Ventilplatte (13) hindert.
6. Verfahren nach Anspruch 5 und Verwendung der Einrichtung nach Anspruch 3, dadu rc h gekennzeichnet, daß nach der Einstellung der Endflächen der Ventilsitze (15) die vierten Schrauben (25) in der Nähe der Endflächen der Ventilsitze in das Ventilgehäuse (2) eingeschraubt werden und eine Verschiebung der Endflächen der Ventilsitze (15) von der Drosselklappenwelle (3) weg verhindern.

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7. Verfahren nach Anspruch 6 und Verwendung der Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Einschrauben jeder vierten Schraube (25) die zugehörige Sicherungsschraube (27) eingeschraubt wird.

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