DE2851621C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Klappenventil nach dem Ober­ begriff des Anspruchs 1.

Aus den US-PSen 31 27 148 und 40 07 909 sind jeweils mit einem zwei Klappenteile aufweisenden Klappenventil ausgestattete Leitungskupplungen bekannt, die je aus einem Steckteil und einem die Klappenteile in mittiger Anordnung tragenden Buchsenteil bestehen. Die Klappen­ teile sind zwischen einer Offen- und einer Schließ­ stellung schwenkbar und werden durch Federn in Schließ­ richtung vorbelastet. Jedes Klappenteil ist aus einem einen halben Konus bildenden Segment mit einer zylindrischen inneren Oberfläche gebildet. Weiterhin trägt es ein mittig von seiner hinteren Randkante ausgehendes, zur Aufnahme einer gehäusefest gelagerten Schwenkachse vorgesehenes Auge. Beim Einsetzen des Steckteils in das Buchsenteil werden die Klappenteile gegen die Wirkung der Federn in die Offenstellung gebracht und solange in dieser gehalten, wie das Steckteil im Buchsenteil eingesteckt ist. Die Öffnung dieser Klappenventile erfolgt somit nicht durch das durch die Leitung strömende Medium, sondern durch die beim Einsetzen des Steckteils aufge­ brachte Kraft. Die Ansprechempfindlichkeit dieser Klappenteile auf eine Öffnungsbewegung hervor­ rufende Kräfte ist daher mangels eines ent­ sprechenden Erfordernisses nicht sehr groß.

Ausgehend von diesen bekannten Klappenventilen liegt der Erfindung somit die Aufgabe zugrunde, deren Empfindlichkeit zu erhöhen, so daß sie schon auf minimale Änderungen der Mediumströmung ansprechen können.

Diese Aufgabe wird bei einem Klappenventil für fließfähige Medien, insbesondere erhitzte Luft, führende Leitungen mit zwei zwischen einer Offen- und einer Schließstellung schwenkbaren, durch Federn in Schließrichtung belasteten Klappen­ teilen, wobei jedes Klappenteil aus einem einen halben Konus bildenden Segment mit einer konkaven inneren Oberfläche besteht und ein mittig von seiner hinteren Randkante ausgehendes zur Aufnahme einer gehäusefest gelagerten Schwenk­ achse vorgesehenes Auge trägt, erfindungsgemäß gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Klappen­ ventils ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß ein eine zentrische Durchtrittsbohrung für das Medium aufweisender, mit einer als Ventilsitz und der Lagerung der Klappenteile dienenden Stirnfläche ausgestatteter Ringkörper vorgesehen ist, daß jedes Klappenteil in einer transversal und senkrecht zu der inneren Oberfläche liegenden Ebene eine elliptische Form besitzt, derart, daß die beiden Klappenteile in der Schließ­ stellung mit ihren hinteren, auf der Stirnfläche des Ringkörpers aufliegenden Kanten einen ge­ schlossenen Kreis und mit ihren vorderen, aneinan­ der anliegenden Kanten einen Halbkreis bilden, und daß an jedem paar von jeweils ein Lagerauge zwischen sich aufnehmenden, axial gerichteten, parallelen, auf der Stirnfläche des Ring­ körpers befestigten Armen ein außerhalb der Schwenkachse des Klappenteiles liegendes Halte­ element befestigt ist, das einen ersten die Arme durchgreifenden, als Anschlag für den in Offen­ stellung befindlichen Klappenteil dienenden Abschnitt und einen zweiten in axialer Richtung außerhalb der Enden der Arme angeordneten Abschnitt aufweist, der der Aufnahme der den Klappenteil beaufschlagenden Feder dient.

Die Verwendung eines Paares von ein Lagerauge zwischen sich aufnehmenden axial gerichteten und auf der Stirnfläche eines Ringkörpers be­ festigten Armen ist für ein Klappenventil mit einer ebenen Klappe bereits aus der US-PS 27 67 735 bekannt.

Die beiliegenden Zeichnungen zeigen eine bei­ spielsweise Ausführungsform der Erfindung, und es bedeuten:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung des Klappenventils in geschlossener Stellung mit einem strichpunktiert dargestellten Einlaßstutzen;

Fig. 2 axialer Schnitt gemäß Fig. 1;

Fig. 3 teilweise Aufsicht gemäß Linie 3-3 der Fig. 2;

Fig. 4 Axialschnitt gemäß Fig. 2 des Ventils in Offenstellung; und

Fig. 5 Schnitt gemäß Linie 5-5 der Fig. 4.

Die Fig. 1 zeigt das Klappenventil 10, das an dem Austrittsende eines Zuflußstutzens N angeordnet ist. Das Klappenventil 10 besitzt einen an dem Zufluß­ stutzen N befestigbaren Ringkörper 11 mit einer zentralen Durchtrittsbohrung 12 (Fig. 2) und eine diese übergreifende Klappenanordnung 13, die aus einem paar von federbelasteten Klappenteilen 14, 14 besteht, die schwenkbar gelagert sind zur selektiven Steuerung des Mediumflusses durch die Durchtritts­ bohrung 12 in Richtung des Pfeiles A.

Die Stirnfläche 15 des Ringkörpers 11 trägt zwei Paare von axial vorspringenden, im Abstand vonein­ ander angeordneten Armen 16, 16, und die Paare sind benachbart zur Durchtrittsöffnung 12 in diametraler Gegenüberlage angeordnet. Die Stirnfläche 15 ist geschliffen und bildet eine ringförmige ebene Sitz­ fläche für die Klappenteile 14, 14. Jeder Arm 16 der beiden Paare ist mit einem Paar zueinander ausgerichteter Bohrungen 17, 18 ausgestattet (Fig. 3), deren Zweck später im einzelnen beschrieben wird.

Wie sich aus den Fig. 1 und 2 bei geschlossenem und aus Fig. 4 bei offenem Klappenventil ergibt, sind die Klappenteile 14, 14 spiegelbildlich zu­ einander angeordnet, so daß die Beschreibung eines Klappenteiles 14 ausreicht. Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, besitzt jedes Klappenteil 14 die Form eines halben Konus, der eine innere ebene Kante 19 und eine axial gerichtete ebene Kante 20 besitzt; die Kanten 19 und 20 liegen senkrecht zueinander. Die Klappenteile 14, 14 bilden bei geschlossener Stellung einen gegen­ über dem Ringkörper 11 vorstehenden, sich verjüngenden, keilförmigen Konus. Jedes Klappen­ teil 14 besitzt ein radial nach außen vor­ springendes Auge 21, das in der Mitte der inneren Kante 19 angeordnet ist.

Die Klappenteile 14, 14 besitzen eine hohe Festigkeit und ein niedriges Gewicht; diese Eigenschaften sind kritisch für eine wirkungs­ volle Arbeitsweise.

Dadurch, daß die konkave innere Oberfläche 22 der Klappenteile 14, 14 in Form einer Ellipse ausgebildet ist, in einer quer und senkrecht zur inneren Oberfläche liegenden Ebene, wie insbesondere Fig. 5 zeigt, verfügen die Klappen­ teile über ein hohes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht. Ein solches Klappenteil 14 kann in üblicher Weise durch Spritzgießen hergestellt werden.

Ein wesentlicher Vorteil der konisch und elliptisch ausgebildeten Klappenteile 14, 14 besteht darin, daß sie an der Berührungsfläche ihrer inneren Kante 19 mit der Stirnfläche 15 des Ringkörpers 11 einen Kreis und ihre sich berührenden Kanten 20, 20 einen Halbkreis bilden, wodurch eine ausge­ zeichnete Dichtungscharakteristik gewährleistet ist. Außerdem geben, wie Fig. 5 zeigt, die im Querschnitt elliptischen Klappenteile 14, 14 in der Offenstellung die Durchtrittsbohrung 12 vollkommen frei.

Jedes Klappenteil 14, 14 ist schwenkbar an dem Ringkörper 11 durch einen Schwenkbolzen 23 ange­ lenkt, der die zueinander ausgerichteten Bohrungen 17 der Arme 16 und eine in dem Auge 21 angeordnete Bohrung 24 durchgreift, wie Fig. 3 zeigt.

Die Fig. 1 zeigt eine besondere Befestigung jeweils einer Feder 25, die am zugeordneten Klappenteil 14, 14 anliegt und dieses in Richtung der Schließ­ stellung beaufschlagt. Diese Befestigung er­ möglicht eine leichte Auswechselung der Federn 25 und/oder eine Änderung der Federkraft, wenn dies erforderlich ist aufgrund von Schwingungen des Systems, in dem das Klappenventil 10 angeordnet ist. An jedem Paar von Armen 16 ist ein Halte­ element 26 angeordnet, das sich vor die Enden der Arme 16 erstreckt.

Wie in Fig. 3 gezeigt ist, besitzt das Halteelement 26 einen ersten linearen Abschnitt 27, der die zueinander ausgerichteten Bohrungen 18 der Arme 16 durchgreift, und einen zweiten linearen Abschnitt 28, der in Achsrichtung des Klappenventils 10 gesehen vor den Enden der Arme 16 liegt und parallel zum ersten Abschnitt 27 gerichtet ist. Das Halte­ element 26 kann aus einem geeigneten Draht be­ stehen, bei dem eine den ersten und den zweiten Abschnitt 27, 28 verbindende Abbiegung 29 vor­ gesehen ist, die nach rückwärts unter das Ende des ersten Abschnittes 27 zurückgebogen ist. An dem zweiten Abschnitt 28 ist eine Abbiegung 30 rechtwinklig abgebogen und greift in eine Bohrung 32 a des Ringkörpers 11 ein, um eine Drehung des Halteelementes 26 um den ersten Abschnitt 27 zu verhindern.

Wie Fig. 3 zeigt, liegt jedes Ende 31 jeder Feder 25 an den Abbiegungen 29 und 30 des Halte­ elementes 26 an, und die Feder 25 besitzt zwei Teile 32, die um den zweiten Abschnitt 28 des Halteelementes 26 gewunden und miteinander durch eine T-förmig ausgebildete Abbiegung 33 ver­ bunden sind, die an dem mittleren Bereich des Klappenteiles 14 anliegt, um dieses in Richtung der Schließstellung zu beaufschlagen.

Das Klappenventil 10 ist mit Anschlägen 34 ausge­ stattet, gegen die die Klappenteile 14, 14 bei voll geöffneter Stellung zur Anlage gelangen, um ein Flattern bei auftretenden Schwankungen der Fließgeschwindigkeit und dadurch bedingten Druckschwankungen des Mediums zu verhindern. Wie aus Fig. 4 hervorgeht, ist in axialer Richtung des Klappenventils 10 der Zwischenraum zwischen dem Schwenkbolzen 23 und dem ersten Abschnitt 27 des Halteelementes 26 so angeordnet, daß die Fläche 35 des Auges 21 an dem mittleren, freien Teil des ersten Abschnittes 27 des Halteelementes 26 in Anlage tritt, wenn die Klappenteile 14, 14 ihre volle Offenstellung erreichen.

Beim Betrieb übt das unter Druck fließende Medium eine Kraft auf die inneren Oberflächen 22 der Klappenteile 14, 14 aus, die um die rückwärtig liegenden Achsen der Schwenkbolzen 23 ein Dreh­ moment erzeugen, das die Klappenteile 14, 14 in ihre volle Offenstellung in Anlage an die Anschläge 34 schwenkt, wie in Fig. 4 gezeigt ist, um den Durchtritt für das Medium freizugeben. Die Feder­ kraft wird hierbei leicht überwunden durch die auf die inneren Oberflächen 22 der Klappenteile 14, 14 wirkenden Kräfte, so daß diese sofort in die Offen­ stellung gelangen. Wie Fig. 5 zeigt, ist bei Offen­ stellung der Klappenteile 14, 14 ein freier unge­ hinderter Fluß durch die Durchtrittsbohrung 12 gewährleistet und aufgrund der Form der Klappen­ teile 14, 14 und der Anordnung ihrer Oberflächen 22 zu den Schwenkbolzen 23 erfolgt eine praktisch momentane Öffnung der Klappenteile 14, 14 bei relativ kleinen Differenzdrücken.

Wenn der Fluß des Mediums unterbrochen wird, oder wenn ein Rückfluß eintreten sollte, bringen die Federn 25 die Klappenteile 14, 14 in die die Durch­ trittsbohrung 12 verschließende Stellung. Die Federn 25 zusammen mit einer Umkehr des Flüssigkeits­ druckes bewirken ein zuverlässiges Schließen und Halten der Klappenteile 14, 14 in geschlossener Stellung, bei der die sich gegenseitig be­ rührenden Kanten 20 und die auf der Stirnfläche 15 des Ringkörpers 11 aufliegenden inneren Kanten 19 der Klappenteile 14, 14 eine sichere Abdichtung gewährleisten.

Claims (4)

1. Klappenventil für fließfähige Medien, insbesondere erhitzte Luft, führende Leitungen mit zwei zwischen einer Offen- und einer Schließstellung schwenkbaren, durch Federn in Schließrichtung belasteten Klappenteilen, wobei jedes Klappenteil aus einem einen halben Konus bildenden Segment mit einer konkaven inneren Oberfläche besteht und ein mittig von seiner hinteren Randkante ausgehendes zur Aufnahme einer gehäusefest gelagerten Schwenk­ achse vorgesehenes Auge trägt, dadurch gekennzeichnet, daß ein eine zentrische Durchtrittsbohrung (12) für das Medium aufweisender, mit einer als Ventilsitz und der Lagerung der Klappenteile dienenden Stirnfläche (15) ausgestatteter Ring­ körper (11) vorgesehen ist, daß jedes Klappenteil (14) in einer transversal und senkrecht zu der inneren Oberfläche (22) liegenden Ebene eine elliptische Form besitzt, derart, daß die beiden Klappenteile (14) in der Schließstellung mit ihren hinteren, auf der Stirnfläche (15) des Ringkörpers (11) aufliegenden Kanten (19) einen geschlossenen Kreis und mit ihren vorderen, aneinander anliegenden Kanten (20) einen Halbkreis bilden, und daß an jedem paar von jeweils ein Lagerauge (21) zwischen sich aufnehmenden, axial gerichteten, parallelen, auf der Stirnfläche (15) des Ringkörpers (11) befestigten Armen (16) ein außerhalb der Schwenkachse des Klappenteiles (14) liegendes Halteelement (26) befestigt ist, das einen ersten die Arme (16) durchgreifenden, als Anschlag für den in Offenstellung befindlichen Klappenteil (14) dienenden Abschnitt (27) und einen zweiten in axialer Richtung außerhalb der Enden der Arme (16) angeordneten Abschnitt (28) aufweist, der der Aufnahme der den Klappenteil (14) beaufschlagenden Feder (25) dient.

2. Klappenventil nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das zwischen den Armen (16) schwenkbar angeordnete Auge (21) jedes Klappenteiles (14) eine in dessen Offen­ stellung in Anlage mit dem Anschlagabschnitt (27) des Halteelementes (26) tretende Fläche aufweist.

3. Klappenventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (26) aus einem gebogenen Draht besteht, der mit einer geradlinig in Achsrichtung liegenden Abbiegung (30) in eine Bohrung (32 a) des Ring­ körpers (11) eingreift und in den senkrecht zur Achsrichtung liegenden zweiten Abschnitt (28) übergeht, an den sich eine nach rückwärts gerichtete Abbiegung (29) anschließt, die in den den Anschlag für das Klappenteil (14) bildenden, Bohrungen (18) der Arme (16) durchgreifenden, das Ende des Drahtes bildenden Abschnitt (27) übergeht, der parallel zu dem zweiten Abschnitt (28) gerichtet ist.

4. Klappenventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die auf dem zweiten Abschnitt (28) des Halteelementes aufgenommene Wicklung der Feder (25) mit ihren Enden (31) auf den Abbiegungen (30 und 29) befestigt ist und im Bereich der Mitte ihrer Wicklung durch eine T-förmige Abbiegung (33) geteilt ist, die auf dem Rücken des Klappenteiles (14) im Bereich seiner Mitte aufliegt.