DE2901475A1

DE2901475A1 - Drosselklappenventil

Info

Publication number: DE2901475A1
Application number: DE19792901475
Authority: DE
Inventors: Naoji Shimota
Original assignee: Maezawa Kasei Kogyo KK
Current assignee: Maezawa Kasei Kogyo KK
Priority date: 1978-06-26
Filing date: 1979-01-16
Publication date: 1980-01-17
Also published as: IT1110905B; FR2429945B1; IT7919292A0; JPS556556U; GB2024373B; FR2429945A1; JPS585167Y2; GB2024373A

Description

Drosselklappenventil

Die Erfindung betrifft ein Drosselklappenventil, das insbesondere für unter dem Erdboden verlegte Wasserleitungen bestimmt ist.

Übliche Drosselklappenventile zur Wasserversorgung und dergleichen sind aus Stahl bzw. Eisenguß hergestellt· Bei dem Verlegen einer derartigen Leitung zwischen einem Drosselklappenventil aus Gußeisen und Kunst st off rohrleitungen wird das Drosselklappenventil aus Eisenguß zuerst in ein Ventilgehäuse aus Gußeisen eingesetzt und dann wird es an die Kunststoffrohre angeschlossen.

Da jedoch das Ventilgehäuse sehr schwer ist, neigen die Kunst stoff rohre nach Beendigung der Anschlußarbeiten zum Heißen und Brechen, so daß sich Leckstellen bilden können. Ab und zu wird ein Sehneckenreduziergetriebe eingesetzt, um die Umschaltgeschwindigkeit des Ventiles zu verzögern. Hierbei muß das Ventilgehäuse in seinen Abmes-

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sungen sehr groß gewählt werden, wodurch, es sehr schwer wird und seine Aufgabe nur schwer erfüllen kann.

Zur Gewichtsreduzierung des Ventilgehäuses sind auch Ventilgehäuse vorgeschlagen worden, die aus einem Kunststoff oder einem Kunstharz bestehen. Hierbei sind Plansche an beiden offenen Enden des Ventilgehäuses aus Kunststoff ausgeformt, die mittels Schraubbolzen und Muttern mit zugeordneten Planschen an den Mündungsstiikken verbunden sind. Auf diese Art und Weise lassen sich. Wasserleitungen anschließen, wobei eine Verbindung zwischen dem Ventilgehäuse und den Mündungsstücken hergestellt wird. Jedoch besteht hierbei die Neigung zur Bißbildung an den Planschen, da die Plansche fest angezogen werden müssen, um Leckstellen zu vermeiden.

Die Erfindung zielt darauf ab, den zuvor beschriebenen Schwierigkeiten abzuhelfen.

Bei dem erfindungsgemäßen Drosselklappenventil wird das Gewicht des Ventilgehäuses dadurch reduziert, daß ein Ventilgehäuse aus Kunststoff bzw. Kunstharz Verwendung findet. Desweiteren sind bei dem Ventil nach der Erfindung Verstärkungsrippen axial in einem Abstand zueinander an der Außenumfangsfläche des Ventilgehäuses ausgeformt, wodurch sich Beschädigungen an dem Ventilgehäuse und den Planschen der hohl zylindrischen Hündungs stücke aus Kunststoff vermeiden lassen, die an das Ventilgehäuse anstoßen, wobei diese Beschädigungen auf übermäßig große Kräfte in Achsrichtung infolge des Anzugs der Plansche zurückzuführen sind.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf

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die beigefügte Zeichnung. Darin zeigt:

Figur 1 eine Seitenansicht eines Ventiles nach der Erfindung,

Figur 2 eine Längsschnittansieht des Ventiles,

Figur 3 eine Seitenansicht eines Ventilraumes des Ventiles,

Figur 4- eine Seitenansicht des Ventilraumes nach einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung,

Figur 5 eine Ansicht des inneren Zylinders in ausein— andergezogener Sarstellung, und

Figur 6 ein Diagramm, das den Zusammenhang von Durch-

. satz und Öffnungsgrad einer Ventilplatte wiedergibt.

In Figur Λ ist mit 1 ein hohlzylindrisches Ventilgehäuse aus einem Kunststoff, insbesondere Kunstharz, bezeichnet. An der äußeren Umfangsfläche des Ventilgehäuses sind mehrere Verstärkungsrippen 23 in regelmäßigen Abständen zueinander ausgeformt, die in Achsrichtung über die gesamte Länge des Ventilgehäuses oder kürzer verlaufen. Ein kreisförmiger Ventilsitz 6 aus einem elastischen Material ist an der Xnnenumfangswand des Ventilgehäuses 1 vorgesehen und seine Ränder an beiden Enden sind nach außen derart gebogen, daß sie in die offenen Enden 5, 5 des Ventilgehäuses 1 eingepaßt sind. An diese Bänder des Ventilsitzes 6 stoßen die inneren offenen Enden 7» 7 der Mündungsstücke 2, 2 derart an, daß zwischen ihnen das Ventilgehäuse 1 gehalten ist. An der äußeren Umfangsfläche der Mündungsstücke 2, 2 vorgesehene Flansche 24, 24 sind.

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mittels Schrauben 25 und Muttern 26 befestigt. Jede Schraube 25 ist an dem Zwischenabschnitt zwischen den benachbarten Verstärkungsrippen 23 angeordnet. Die Höhe jeder Verstärkungsrippe 23 ist derart bemessen, daß sie nicht kleiner als die Mittelachse jeder Schraube 25 ist. Die Verstärkungsrippen 23 können an Stellen in der Nähe der beiden Seiten der jeweiligen Schrauben 25 angeordnet werden, wie dies in Figur 4 gezeigt ist.

Kautschukringe 4·, 4 sind in Ringnuten 3» 3 eingelegt und eingepaßt, die am Innenumfang in der Nähe der äußeren Enden der Mündungsstücke 2, 2 jeweils ausgebildet sind. Ein sich erweiternder Abschnitt ist an einer scheibenförmigen Ventilplatte 8 ausgebildet, die aus einem Kunststoff bzw. einem Kunstharz hergestellt ist, mit dem Ventilsitz 6 zusammenarbeitet und sich in Durchmesserrichtung erstreckt.

Ein Ventilschaft 9 durchzieht diesen erweiterten Abschnitt der Ventilplatte 8 und greift in eine geriffelte Aussparung 10 ein, die um den Außenumfang des Ventilschaftes 9 ausgebildet und fest mit diesem verbunden ist. Das untere Ende des Ventilschaftes 9 ist in dem unteren Bodenabschnitt des Ventilgehäuses 1 über ein Lager 11 gelagert und der Zwischenabschnitt des Ventilschaftes 9 ist über die obere Wand des Ventilgehäuses 1 mittels eines Lagers 12 abgestützt. Das obere Ende des Ventilschaftes 9 durchzieht die obere Wand des Ventilgehäuses 1, steht über dieses über und ragt in einen axialen Zylinder 13» der einstückig mit dem Ventilgehäuse 1 ausgebildet ist und an dessen Oberseite vorsteht. Der Ventilschaft ist ferner in ein rotierendes hohlzylindrisches Bewegungselement 15 eingesetzt, das sich innerhalb des axialen Zylinders 13 auf- und abbewegt und das in eine Keilnut 16 eingreifen

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kann, die in der inneren Umfangswand des Bewegungselementes 15 ausgeformt ist. Diese Keilnut 16 erstreckt sich in Achsrichtung und es ist ein nicht dargestellter Keil vorgesehen«

Eine Spindel 22 steht in Gewindeeingriff mit dem oberen Abschnitt des Bewegungselementes 15 und ihr oberes Ende steht über einen Verschlußdeckel 14 am oberen Ende des axialen Zylinders 13 über. Dieses Ende ist mit einem von Hand verdrehbaren Schaft 21 verbunden. Schraubenförmig verlaufende Schlitze 1? mit einer größeren Steigung als die Gewindesteigung der zuvor beschriebenen Spindel 22 sind in die Außenumfangsfläche des beweglichen Elementes 15 derart eingeschnitten, daß der Freiwinkel des schraubenförmig verlaufenden Schlitzes 17» wie mit OCj in Figur 5 bezeichnet, groß wird, wenn der öffnungswinkel der Yentilplatte 8 durch Verdrehen innerhalb eines Bereiches von etwa O bis etwa 20° liegt. -Dieser Ereiwinkel wird, wie mit OC ₉ bezeichnet,, klein" in- einem'Bereich des-öffnungswinkels der Ventilplatte zwischen 20 und 90 . Selbstverständlich ist der Ereiwinkel OCg großer als.-der Freiwinkel der Spindel 22» Kugeln 19, 19 sind in die schraubenförmig verlaufenden Schlitze 17 des Bewegungselementes 15 über Durchgangsöffnungen 18, 18 eingesetzt, die derart ausgeformt sind, daß sie die Umfangswand des axialen Zylinders 15 durchziehen» Stellschrauben 20, 20 sind in die Durchgangsöffnungen 18, 18 derart eingeschraubt, daß die Kugeln 19$ 19 in Flaelienpressung mit den schraubenförmig verlaufenden Schlitzen 1? gebracht werden können.

Im folgenden wird die Arbeitsweise dieser Ausführungsform eines Drosselklappenventiles nach der Erfindung näher erläutert.

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Wasserleitungen bzw. Wasserrohre a, a aus einem Kunststoff bzw. einem Kunstharz sind mit den rechten und linken Mündungsstücken 2, 2 über Kautschukringe 4, 4 verbunden, wobei die Leitungen unter dem Erdboden verlegt sind.

Eine Achsabweichung zwischen dem Ventilgehäuse und den Wasserleitungen infolge des Erddruckes und dergleichen und infolge von Schwingungen aufgrund von Druckstößen lassen sich durch die elastische Verformung der Kautschukringe 4 ausgleichen, so daß sich Beschädigungen des Ventilgehäuses und der Wasserleitungen aus Kunststoff vermeiden lassen.

Wenn der von Hand betätigbare Schaft 21 verdreht wird, wird auch die direkt mit dem von Hand betätigbaren Schaft 21 verbundene Spindel derart verdreht, daß sich das in Gewindeeingriff mit der Spindel 22 stehende Bewegungselement 15 während der Drehbewegung auf- und abbewegt. Da die Steigung am Äußenumfang des Bewegungselementes 15 großer als die Steigung der Gewindegänge der Spindel 22 ist, das Bewegungselement 15 jedoch mittels der schraubenförmig verlaufenden Schlitze 17 und der darin befindlichen Kugeln 19 geführt wird, dreht sich das Bewegungselement mit einer kleineren Umlaufgeschwindigkeit als die Spindel 22. Wenn beispielsweise die Spindel acht Umdrehungen ausführt, führt-der Ventilschaft 9 eine Viertelumdrehung aus. Eine gleichmäßige Verdrehung des Bewegungselementes 15 wird durch die Wirkung der Wälzkörper in Form von Kugeln 19 sichergestellt. Der in Eingriff mit dem Bewegungselement 15 über den Keil stehende Ventilschaft 9 dreht sich in Abhängigkeit von der Drehbewegung des Bewegungselementes 15, ohne daß eine Bewegung in vertikaler Richtung ausgeführt wird, so daß die Ventilplatte 8 in ihre Öffnungsoder Schließstellung bewegt wird.

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Da die Freiwinkel OC^ und OC₂ des schraubenförmig verlaufenden Schlitzes 17 des Bewegungselementes 15 der Beziehung OC>, > OC₂ entsprechen (vgl. Figur 5), bewegt sich die Ventilplatte 8 allmählich innerhalb eines Bereiches von O bis 20° in ihre Öffnungsstellung (vgl. Figur 3), da der Freiwinkel el ₂ groß ist. Die Ventilplatte 8 öffnet sich innerhalb eines Bereiches zwischen 20 und 90° schnell, bis. sie . .- -■■■■-

ihre maximale Öffnungsstellung mit einem maximalen Durchsatz erreicht, die in strichpunktierter Linie in Figur 2 eingetragen ist. Diese schnelle Bewegung ist auf die Führung des schraubenförmig verlaufenden Schlitzes mit einem Freiwinkel von OC₂ zurückzuführen, der kleiner als der Frei winkel OC^ ist. Wenn sich die Ventilplatte 8 etwa um 20° geöffnet hat, kommt die längsseitig liegende Kugel 19 in Figur 2 in Eingriff mit dem oberen !schraubenförmig verlaufenden Schlitz in Figur 5- Bei einer Öffnungsbewegung der Ventilplatte von 20 bis 90° erfolgt eine Führung durch gegenseitig parallel verlaufende schraubenförmige Schlitze 17 und 17. Wenn die Ventilplätte 8 in ihre Schließstellung gebracht wird, erfolgt diese Schließbewegung zwischen einem Winkel von 90 und 20° schnell und zwischen einem Winkel von 20 und 0° langsam, da die Ventilplatte durch die schraubenförmig verlaufenden Schlitze 17 und die Kugeln geführt ist. Hierdurch lassen sich die Auswirkungen von Druckstößen mindern und vermeiden.

Da, wie zuvor beschrieben, das Ventilgehäuse aus einem Kunststoff bzw. einem Kunstharz hergestellt ist, erhält man ein reduziertes Gewicht für das Ventilgehäuse, wodurch verhindert wird, daß die damit verbundenen Hündungs stücke und die mit den Mündungsstücken verbundenen Kunststoffrohre übermäßigen Beanspruchungen und Kräften ausgesetzt sind. Desweiteren sind axial verlaufende Verstärkungsrippen an der Außenumfangsflache des Ventilgehäuses aus Kunststoff in einem Abstand zueinander ausgeformt, so daß die durch

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die Befestigung der Flansche ausgeübte Kraft von den Yerstärkungsrippen abgefangen wird. Hierdurch läßt sich vermeiden, daß das Ventilgehäuse und auch die Flansche dadurch beschädigt werden können, daß in Achsrichtung übermäßig große Kräfte infolge des Anziehens und Befestigens der Flansche auftreten.

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Claims

Patent anspräche

M. J Drosselklappenventil, gekennzeich.net durch ein hohlzylindrisches Ventilgehäuse (i) aus einem Kunststoff, axial verlaufende Verstärkungsrippen (23), die an der Außenumfangsflache des Ventilgehäuses (1) ausgeformt sind, eine Ventilplatte (8) aus Kunststoff, die in einen Ventilsitz (6) einbeschrieben eingepaßt ist, der an dem Ventilgehäuse (1) ausgebildet ist, einen Ventilschaft (9)» der mit der Ventilplatte (8) verbunden ist, drehbar in dem Ventilgehäuse (1) gelagert ist und dessen eines Ende über das Ventilgehäuse (1) vorsteht, hohl zylindrische Mündungsstücke (2, 2) aus Kunststoff, die an die beiden offenen Enden des Ventilgehäuses (1) derart anstoßen , daß zwischen ihnen das Ventilgehäuse gehalten ist und die an ihren Außenumfangsflachen Plansche haben, und durch Befestigungseinrichtungen (25)* die

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die Flansche (24) der Mündungsstücke (2, 2) in Achsrichtung festlegen.
2. Drosselklappenventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein drehbares Bewegungselement (15) vorgesehen ist, das in die Außenumfangsfläche des Ventilschaftes (9) verdrehbar und in Achsrichtung gleitbar in Eingriff kommt, die Drehbewegung eines von Hand betätigbaren Schaftes (21) verzögert und die Drehbewegung auf den Ventilschaft (9) überträgt.
3. Drosselklappenventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Kautschukringe (4, 4) in die inneren Umfangsflachen der Mündungsstücke (2, 2) in der Nähe ihrer äußeren Enden eingelegt sind.
4. Drosselklappenventil nach einem der Ansprüche. 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß das drehbare Bewegungselement (15) in Gewinde eingriff mit dem von Hand betätigbaren Schaft (21) steht, daß ein Keil in Form eines Vorsprunges an der Außenumfangsfläche des Ventilschaftes (9) ausgebildet ist, der in eine Keilnut (16) eingreift, die an der Innenumfangsflache des sich drehenden Bewegungselementes (15) eingreift und in Axialrichtung verläuft, daß ein schraubenförmig verlaufender Schlitz (17) mit einer größeren Steigung als die Steigung der Gewindegänge einer Spindel (22) des von Hand betätigten Schaftes (21) an der Außenumfangsfläche des sich drehenden Bewegungselementes (15) gebildet wird, und daß ein Eingriffselement (19, 20) von der Innenumfangsf lache eines über das Ventilgehäuse (1) überstehenden axialen Zylinders (13) vorsteht, das in den schraubenförmig verlaufenden Schlitz (17) eingreift. 9098 8 3/0561