DE3508318C1

DE3508318C1 - Absperrklappe

Info

Publication number: DE3508318C1
Application number: DE3508318A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Nüziders Geiser
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-03-08
Filing date: 1985-03-08
Publication date: 1986-07-24
Also published as: US4634094A; GB2172092B; JPH0236835B2; CH669825A5; GB2172092A; FR2578616A1; JPS62124365A; FR2578616B1; GB8604388D0

Description

bezogen auf die Achse (29) der Schaltstange (13) zum Drehen des Abschlußteils (4) zusätzlich einen schraubenflächenförmigen Abschnitt aufweist, der sich über einen Drehwinkel von 90° erstreckt.

2. Absperrklappe nach Anspruch 1, mit am inneren Ende der Schaltstange angeordneter Kulisse und an der Rückseite des Abschlußteils vorgesehenen Zapfen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kulisse

1. Absperrklappe für Rohrleitungen oder Behälter
mit einem Gehäuse (1) und einem darin dreh- und
schwenkbar gelagerten, klappenförmigen Abschlußteil (4), der mit einem durch das Gehäuse durchgeführten Stellglied drehbar und von Dichtflächen (2)
des Gehäuses abhebbar bzw. an diese dichtend anstellbar ist und die Drehachse (29) des Abschlußtei- io ventils wird umso sicherer erhalten, je weniger Lageries außerhalb dessen Ebene liegt, wobei an der spiel zwischen den gegeneinander verstellbaren und geRückseite (7) des Abschlußteiles (4) ein den Rand geneinander bewegbaren Teilen vorhanden ist. Eine wedesselben überragender, an seinem Ende eine im sentliche Aufgabe für den Konstrukteur eines solchen Gehäuse (1) allseitig schwenkbar gelagerte Gelenk- Drosselventiles muß es daher sein, einfach beherrschbakugel (8) tragender Stützschaft (6) vorgesehen ist 15 re Bewegungsabläufe und ferner möglichst wenig La- und in dazu diametraler Anordnung der Anschluß- gerstellen vorzusehen. Einfach beherrschbare Beweteil (4) mit einer axial verschiebbaren Schaltstange gungsabläufe liegen dann vor, wenn die gegeneinander (13) des Stellgliedes (16) über eine Kulisse (35) mit bewegbaren Teile einwandfrei und mit geringen koneinem, bezogen auf die Schaltstange (13) schräg ver- struktiven Aufwand verläßlich abgedichtet werden könlaufenden Abschnitt (b) und einem darin geführten 20 nen.

Zapfen (36) verbunden ist und durch die axiale Ver- Wird nun unter Berücksichtigung dieser Forderungen

Schiebung der Schaltstange (13) der Abschlußteil (4) das vorbekannte Drosselventil nach den beiden in der schwenkbar und an die Dichtfläche des Gehäuses (1) deutschen Offenlegungsschrift 27 48 201 geoffenbarten in seine Dichtstellung kippbar ist, dadurch ge- Ausführungsformen betrachtet, so ist festzuhalten, daß kennzeichnet, daß die Schaltstange (13) aus- 25 diese Forderungen weder bei der einen noch bei der schließlich axial verstellbar ist und die Kulisse (35), anderen Ausführungsform hinreichend berücksichtigt

worden sind. Der Abschlußteil ist zwar schwenk- und kippbar, jedoch werden diese Bewegungsabläufe des Abschlußteiles über mehrfach unterteilte Bauelemente 30 und Kulissenführungen erzielt. Jede konstruktive Unterbrechung und jede Führung bedingt jedoch ein entsprechendes Lagerspiel und die Summe all dieser Lagerspiele sind die Ursache für jene Ventilcharakteristik, wie sie eben vermieden werden soll, d. h. einer bestimm-

(35) die Schaltstange (13) quer durchsetzt und der 35 ten Stellung der Betätigungselemente, auf die von außen Zapfen (36) durch die so gebildete Öffnung ragt und eingewirkt wird, entsprechen mindestens zwei Stellunmit seinen beiden Enden über ortsfeste Laschen (37) gen des Abschlußteiles, je nachdem, von welcher Seite mit dem Abschlußteil (4) verbunden ist. her diese Stellung angefahren wird.

3. Absperrklappe nach Anspruch 1 oder 2, da- Diese Nachteile zu vermeiden ist Aufgabe der Erfin-

durch gekennzeichnet, daß der schräg verlaufende 40 dung, was vorschlagsgemäß dadurch gelingt, daß die Teil der Kulisse (35) bogenförmig verläuft. Schaltstange ausschließlich axial verstellbar ist und die

Kulisse, bezogen auf die Achse der Schaltstange zum

Drehen des Abschlußteils zusätzlich einen schraubenflächenförmigen Abschnitt aufweist, der sich über einen 45 Drehwinkel von 90° erstreckt. Da für das Verdrehen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Absperrklappe und für das seitliche Versetzen des Abschlußteiles ausfür Rohrleitungen oder Behälter mit einem Gehäuse schließlich eine einzige Kulissenführung dient, können und einem darin dreh- und schwenkbar gelagerten, die konstruktiv bedingten Lagerspiele gering gehalten klappenförmigen Abschlußteil, der mit einem durch das werden. Darüberhinaus ist noch eine einfache Abdich-Gehäuse durchgeführten Stellglied drehbar und von 50 tung nach außen hin möglich und zwar mittels eines Dichtflächen des Gehäuses abhebbar bzw. an diese Metallbalges, der nicht nur eine sichere Abdichtung gedichtend anstellbar ist und die Drehachse des Abschluß- währleistet, sondern der auch noch als spielfreie und teiles außerhalb dessen Ebene liegt, wobei an der Rück- reibungsfreie Verdrehsicherung für die Schaltstange seite des Abschlußteiles ein den Rand desselben überra- dient. Der hier einsetzbare Metallbalg als Dichtungselegender, an seinem Ende eine im Gehäuse allseitig 55 ment gewährleistet eine hohe Dichtheit während der schwenkbar gelagerte Gelenkkugel tragender Stütz- ganzen Bewegungsphase, für Reinigungszwecke sind schaft vorgesehen ist und in dazu diametraler Anord- diese Metallbälge ausheizbar, sie können in radioakti- nung der Anschlußteil mit einer axial verschiebbaren ven Leitungszonen montiert werden und verhindern ei-Schaltstange des Stellgliedes über eine Kulisse mit ei- ne Gasverschleppung von außen nach innen oder umge- nem, bezogen auf die Schaltstange schräg verlaufenden 60 kehrt im Hochvakuum; ferner ist die Abdichtung Abschnitt und einem darin geführten Zapfen verbunden schmiermittelfrei, auch dies ist außerordentlich wichtig ist und durch die axiale Verschiebung der Schaltstange für Ventile und Klappen die im Hochvakuum eingesetzt der Abschlußteil schwenkbar und an die Dichtfläche des werden. Die fast spielfreie Lagerung erlaubt einwand-Gehäuses in seine Dichtstellung kippbar ist, indem ein frei reproduzierbare Stellungen des Ventils, die nach an der Rückseite des Abschlußteiles angeordneter Zap- 65 Skalen oder Stellungsanzeiger direkt anfahrbar sind, fen von einer am inneren Ende der Schaltstange vorge- Auch ist dadurch vermieden, daß der Abschlußteil bei sehenen Kulisse aufgenommen ist hohen Gasströmen und Differenzdrücken zu flattern

Absperrklappen dieser Art sind aus der deutschen beginnt. Darüberhinaus gewährt diese Art der Lage-

rung eine hohe Lebensdauer der Armatur, weil diese praktisch spielfreie Lagerung sehr wenig oder gar nicht ausschlägt. Dank der vorgeschlagenen erfindungsgemäßen Maßnahme ist die auf die Schaltstange eingeleitete Bewegung praktisch totraumfrei auf den Abschlußteil 5 übertragbar, so daß dadurch eine fast ideale Ventilcharakteristik erzielt werden kann. Das Stellglied für die Betätigung des Abschlußteiles besitzt eine einzige Spiralnut und einen von dieser Spiralnut aufgenommenen Zapfen, mit welchen Konstruktionselementen sowohl die Kipp- wie auch die Drehbewegung des Abschlußteiles erwirkt wird. Zwischen diesen beiden Teilen ist ein kleines Spiel einhaltbar und damit eine möglichst spielfreie und druckpunktfreie Übertragung der Bewegungsabläufe. Darüberhinaus liegt eine kompakte, sozusagen servicefreundliche Konstruktion vor.

Es ist möglich, die Kulisse, wie an sich bekannt, am inneren Ende der Schaltstange vorzusehen und den Zapfen an der Rückseite des Abschlußteils anzuordnen. Es ist aber auch möglich, die Kulisse am Abschlußteil und den Zapfen an der Schaltstange vorzusehen, also eine kinematische Umkehr zu treffen.

Um die Erfindung zu veranschaulichen, wird ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Absperrklappe mit geöffnetem Abschlußteil zum Teil im Schnitt; die

F i g. 2 und 3 die Absperrklappe nach F i g. 1 im Querschnitt, jedoch bei eingeschwenktem und bei dichtend geschlossenem Abschlußteil; die

F i g. 4 und 5 zeigen in einem gegenüber den anderen Darstellungen vergrößerten Maßstab das die Kulisse aufweisende Ende der Schaltstange in zwei um 90° versetzten Ansichten; die

F i g. 6,7 und 8 zeigen Querschnitte durch die Kulisse gemäß den Schnittlinien VI-VI, VII-VII und VIII-VIII in Fig. 4.

Die Absperrklappe nach den F i g. 1 bis 3 weist ein Gehäuse 1 auf mit einer Durchgangsbohrung 2, welche sich gegen die eine Flanschseite 3 des Gehäuses 1 hin etwa konisch oder sphärisch verjüngt. In diesem Gehäuse 1 ist nun der Abschlußteil 4 in Form einer relativ dünnwandigen Kreisscheibe verstellbar gelagert. Dieser Abschlußteil 4 besitzt einen genuteten Rand mit einem umfangsgeschlossenen Dichtring 5. Die Stärke 5 des Abschlußteiles 4 ist im Verhältnis zum Innendurchmesser des Gehäuses 1 sehr klein.

An der Rückseite 7 des Abschlußteiles 4 ist ein Stützschaft 6 angeschweißt, der den Rand des Abschlußteiles 4 seitlich überragt und der an seinem freien Ende eine Gelenkkugel 8 trägt. Dieser Stützschaft 6 liegt hier in einer Durchmesserebene des Abschlußteiles 4 und er schließt mit der Ebene dieses Abschlußteiles 4 einen spitzen Winkel ein. Die Gelenkkugel 8 ist ihrerseits von einer Gelenkpfanne 9 aufgenommen, die wiederum in einer Ausnehmung 10 des Gehäuses 1 liegt, die von dessen Innenwandung ausgeht.

Diametral zum Stützschaft 6 bzw. zur Gelenkkugel 8 ist an der Rückseite des Abschlußteiles 4 über Laschen 37 ein Zapfen 36 befestigt, der eine am inneren Ende einer Schaltstange 13 vorgesehene Kulisse 35 durchsetzt. Die Anordnung ist so getroffen, daß die gedachte Mittelachse der Schaltstange 13 durch den Mittelpunkt der Gelenkkugel 8 läuft, wobei diese gedachte Linie die Drehachse 29 für den Abschlußteil 4 bildet. Bei geöffneter Absperrklappe (Fig. 1) liegt das innere Ende der Schaltstange 13, welches den Zapfen 36 aufnimmt, nahe der Innenwand des Gehäuses 1. Es ist aus dieser Figur auch ersichtlich, daß bei geöffneter Absperrklappe der Abschlußteil 4 etwas schräg in seinem Gehäuse 1 liegt.

Zur Betätigung der Absperrklappe 4 dient das Stellglied 16. Dieses Stellglied 16 besitzt ein Gehäuse 17 mit einem Zylinder 18 und einem darin verschiebbar gelagerten Kolben 19, der als Hülse ausgebildet ist, in welche das äußere Ende der Schaltstange 13 ragt. Diese Hülse kann einen seitlich abstehenden, radial angeordneten Stift aufweisen, der in einen Ausschnitt im Gehäuse 17 ragt, wobei dieser Ausschnitt als Langloch ausgebildet ist und parallel zur Achse der Schaltstange 13 verläuft, wodurch eine einfache Verdrehsicherung für den Kolben 19 bzw. die Schaltstange 13 erhalten wird. Ein solcher Stift kann auch als Stellungsanzeiger dienen und/oder zur Betätigung von Endschaltern.

Fest mit dem Gehäuse 17 des Stellgliedes 16 ist eine Führungshülse 27 für die Schaltstange 13 angeordnet. An dieser Führungshülse 27 ist ein Metallbalg 20 mit seinem einen Ende dicht befestigt, dessen anderes Ende mit der Rückseite des Kolbens 19 dicht verbunden ist. Die der Beaufschlagung der Kolben-Zylinder-Einheit 18—19 dienende Pneumatik einschließlich Schaltventil ist durch die Hinweisziffer 28 angedeutet.

Die Schaltstange 13 wird mittels des Kolbens 19 nur axial verschoben, um den Abschlußteil 4 zu betätigen. Die Schaltstange 13 ist im Stellglied 16 so geführt, daß sie sich bei ihrer Betätigung nur axial bewegt, jedoch nicht verdrehen kann. Die dazu notwendigen konstruktiven Maßnahmen sind in der Zeichnung nicht dargestellt, jedoch vorstehend erwähnt worden. Um bei dieser axialen Verschiebung der Schaltstange 13 die notwendige Dreh- und Kippbewegung für den Abschlußteil 4 zu erhalten, besitzt die Schaltstange 13 an ihrem freien Ende die Kulisse 35, die hier im gezeigten Ausführungsbeispiel die Schaltstange 13 zur Gänze durchsetzt. Diese Kulisse 35 verläuft gewunden. Durch die hier gebildete Öffnung ragt der Zapfen 36, der länger ist als der Durchmesser der Schaltstange 13, so daß er diese beidseitig überragt und die beidseitig vorstehenden Enden sind in den Laschen 37 gehalten, die ihrerseits mit der Rückseite des Abschlußteiles 4 fest verbunden sind.

Die Kulisse 35, die in den F i g. 4 bis 8 in einem gegenüber den anderen Figuren vergrößerten Maßstab dargestellt ist, weist über ihre Länge (a+b) einen ersten Teil auf, der nach Art einer Schraubenfläche verläuft. Es handelt sich hier um jenen Teil, der dem freien Stirnende 38 der Schaltstange 13 unmittelbar benachbart ist. Dieser Teil erstreckt sich über den axialen Abschnitt a (Fig.4). Über diesen axialen Abschnitt a weisen die Erzeugenden dieser Kulisse 35 einen Drehwinkel von 90° auf. Der anschließende Abschnitt b verläuft gegenüber der Achse 29 der Schaltstange 13 schräg, im gezeigten Ausführungsbeispiel leicht bogenförmig gekrümmt. Eine ebene Keilfläche wäre aber auch verwendbar.

Bei offener Absperrklappe (F i g. 1) liegt der Zapfen 36 in dem der Stirnseite 38 der Schaltstange 13 benachbarten Bereich der Kulisse 35. Wird nun die Schaltstange 13 in das Gehäuse 1 geschoben durch Beaufschlagung des Kolbens 19 über die Leitung 30, so verschiebt sich der Zapfen 36 innerhalb des axialen Abschnittes a der Kulisse 35, wobei sich der Abschlußteil 4 zwangsweise um 90° dreht und in die aus F i g. 2 ersichtliche Stellung gelangt. In F i g. 4 ist die entsprechende Lage des Zapfens 36 eingezeichnet. Wird in der Folge die Schaltstange 13 weiter in das Gehäuse 1 hineingeschoben, so bewegt sich nunmehr der Zapfen 36 im Abschnitt b der Kulisse 35, wobei dadurch der Abschlußteil

4 in seine dichtende Schließstellung, dargestellt in der F i g. 3, gedruckt wird. Beim Öffnen des Ventils laufen die geschilderten Bewegungen in umgekehrter Reihenfolge ab. Dabei wird der Kolben 19 in der Folge über seine Rückseite beaufschlagt, das ist die dem Gehäuse 1 zugewandte Seite, wobei über die Leitung 31 Druckluft zugeführt und die Leitung 30 entlüftet wird.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel nach den F i g. 1 bis 3 ist die Kulisse 35 am freien Ende der Schaltstange 13, der Zapfen 36 hingegen am Abschluß teil 4 angeordnet. Die Kulisse 35 kann aber auch am Abschlußteil 4 und der Zapfen 36 an der Schaltstange 13 vorgesehen werden also eine kinematische Umkehr getroffen werden. Wenn im gezeigten Ausführungsbeispiel die Kulisse 35 die Schaltstange 13 zur Gänze quer durchsetzt und der Zapfen 36 durch diese Öffnung hindurchgeführt ist, so wäre es durchaus denkbar, die Kulisse 35 nur als Nut an der Schaltstange 13 auszubilden und in diese Nut einen Zapfen ragen zu lassen, der nur jeweils einseitig mit dem ihm zugeordneten Teil der Absperrklappe verbunden ist. Aus Gründen der Symmetrie wären solche als Kulisse dienende Nuten an diametralen Seiten der Schaltstange 13 vorgesehen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

30

35.

40

45

50

55

60

65

Claims

Patentansprüche:

Offenlegungsschrift 27 48 201 bekannt. Sie werden als Drosselventile eingesetzt, für welche es wichtig ist, daß die Drosseleinstellungen einwandfrei wiederholbar sind, d. h., daß ihre Charakteristik tatsächlich eine Kennlinie 5 ist, daß also jeder Stellung eine einwandfrei wiederholt anfahrbare Öffnungsweite zukommt, unabhängig davon, ob das Drosselventil aus seiner Schließstellung oder aus seiner Offenstellung in diese Position gefahren wird. Diese hier angestrebte Charakteristik des Drossel