DE4113019A1 - Klappenventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Klappenventil mit gegenüber dem Gehäuse-Dichtsitz axial- und drehbeweglicher Klappe, deren Welle in Lagern an der Wandung des die Klappe auf­ nehmenden Gehäuses gelagert ist.

Die vor allem im Rohrleitungsbau verwendeten Klappenven­ tile weisen scheibenförmige Absperrklappen mit zumeist zentrischer oder exzentrischer Lagerung auf. Anstelle die­ ser nur drehenden Klappen sind aber auch mit Translations- und Rotationsbewegung, also mit kombinierter Axial- und Drehbewegung arbeitende Absperrklappen bekannt. Bei diesen Absperrklappen ergeben sich während ihrer Betätigung keine Schleifbewegungen an den Dichtflächen, so daß kein Dich­ tungsverschleiß auftritt. Außerdem läßt sich über den ge­ samten Umfang eine gleichmäßige Dichtkraft erreichen. Die bekannten Absperrklappen mit kombinierter Axial- und Dreh­ bewegung ermöglicht auch anstelle der üblichen werkstoff­ elastischen Dichtungen metallische Dichtungen, die selbst bei höheren Einsatztemperaturen der Absperrklappen ohne die Gefahr einer durch Plattendehnungen bewirkten Verklem­ mung zuverlässig dichten.

Die bekannten Absperrklappen mit kombinierter Axial- und Drehbewegung verwenden besondere Plattengetriebe, wie vor allem mehrteilige Lenkhebelgetriebe oder von Zahnstangen und Zahnrädern gebildete Verzahnungsgetriebe u. dgl. Die Klappenwelle ist dabei in Wellenlagern an der Gehäusewan­ dung drehbar gelagert, während die Getriebeteile sich als Einbauten im Inneren des Ventilgehäuses befinden und so aus­ gebildet sind, daß sie die Wellendrehung beim Auflaufen der Klappe auf den Dichtsitz oder beim Abheben vom Dichtsitz in eine Axialbewegung der Klappe umsetzen. Nachteilig ist, daß die sperrigen Getriebeeinbauten den freien Strömungsquerschnitt erheblich einengen, so daß es zu Druckverlusten kommt. Sie sind außerdem dem Medienstrom voll ausgesetzt und unter­ liegen folglich einem nicht unerheblichen Verschleiß sowie einer Korrosion. Die mehrteiligen Getriebe-Einbauten sind bei eingebauter Klappe von außen nicht zugänglich. Ihre Wartung ist ohne Öffnen bzw. Demontage des Gehäuses unmög­ lich. Infolgedessen ist auch die Schalthäufigkeit dieser Klappenventile begrenzt. Zur Wartung und Reparatur muß die gesamte Absperrklappe nebst Getriebe ausgebaut werden, so daß diese Arbeiten mit erheblichem Zeit- und Kostenaufwand verbunden sind. Die mit der Welle zu übertragenden Momente sind sehr hoch, da die Welle in bezug auf die Klappe extrem exzentrisch angeordnet werden muß. Damit ergeben sich auch teure Stellantriebe für die Klappen. Zugleich ist der Einsatzbereich der Absperrklappen auf den Niederdruck­ bereich begrenzt. Der maximale Differenzdruck, bei dem die Absperrklappe noch in die Schließstellung gebracht oder gegen den die Absperrklappe geöffnet werden kann, liegt bei etwa 0,5 bar.

Ausgehend von dem Klappenventil der eingangs genannten Art liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, dieses Ventil bei vereinfachter Bauweise so auszubilden, daß beim Öffnungs- und Schließvorgang der Klappe eine kombinierte Axial- und Drehbewegung derselben ohne Verwendung sperriger, im Strömungsquerschnitt liegender Getriebe-Einbauteile möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die drehfest mit der Klappe verbundene Welle in axial oder mit axialer Bewegungskomponente beweglichen Lagerteilen dreh­ bar gelagert ist.

Mit diesen Maßnahmen wird die gestellte Aufgabe unter Wahrung der Vorteile der mit einer kombinierten Axial- und Drehbewegung (Translations- und Rotationsbewegung) der Absperrklappe arbeitenden Klappenventile gelöst. Zu­ gleich wird ein Klappenventil von vergleichsweise einfacher, robuster und wartungsarmer Bauweise geschaffen, das auch bei höheren Mediendrücken noch verwendbar ist.

Die Lagerteile, in denen die Klappenwelle drehbar gelagert ist, befinden sich an den Wellendurchführungen der Wandung des Ventilgehäuses bzw. an dessen Außenseite, in jedem Fall aber vollständig oder im wesentlichen außerhalb des Strömungsquerschnitts des Ventilgehäuses bzw. der Rohr­ leitung, so daß der Strömungsquerschnitt durch diese Bauteile nicht oder jedenfalls nicht wesentlich eingeengt wird. Die Welle, die vorzugsweise aus einer durchgehenden Klappenwelle besteht oder auch aus Wellenzapfen bestehen kann, ist fest mit der Klappe verbunden, so daß die bei den Absperrklappen mit Lenkhebelantrieben u.dgl. benötig­ ten Gelenkanschlüsse zwischen Klappe und Welle entfallen können.

Die genannten Lagerteile, in denen die Klappe mit ihrer Welle drehbar gelagert ist, können aus in Axialrichtung der Rohrleitung bzw. des Ventilgehäuses verschieblich angeordneten Schiebe- oder Gleitstücken bestehen, die in an den Wellendurchführungen der Gehäusewandung des Ventil­ gehäuses oder an außenseitig am Ventilgehäuse angeordneten Axialführungen verschieblich geführt sind, wobei die z. B. schlitzartig ausgeführten Wellendurchführungen an der Gehäusewandung in geeigneter Weise abgedichtet werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung be­ stehen die Lagerteile aus Drehexzentern, an bzw. in denen die Klappenwelle mit ihrer parallel zur Drehachse der Drehexzenter verlaufenden Wellenachse gelagert ist. Bei Drehung der Drehexzenter um ihre gemeinsame Drehachse ergibt sich folglich an der Klappe eine axiale Bewegungs­ komponente. Beim Öffnungsvorgang wird daher die Klappe zunächst im wesentlichen parallel vom Gehäuse-Dichtsitz soweit abgehoben, daß sie bei der nachfolgenden Drehbewe­ gung der Welle gegenüber den Drehexzentern am Gehäuse- Dichtsitz vorbei in die volle Öffnungslage geschwenkt werden kann. Beim Schließvorgang schwenkt die Klappe durch Relativdrehung ihrer Welle gegenüber den Drehexzentern in eine Position zurück, in der sie dann durch Drehen der Drehexzenter in die Schließlage am Gehäuse-Dichtsitz ge­ bracht werden kann. Die die kombinierte Axial- und Dreh­ bewegung steuernden, von den Lagerteilen bzw. den Dreh­ exzentern gebildeten Getriebeteile können auch hier außerhalb des lichten Gehäusequerschnitts an der Gehäuse­ wandung bzw. an der Gehäuseaußenseite angeordnet werden, so daß sich innerhalb des Gehäuses nur die scheibenförmige Klappe zusammen mit ihrer Welle befindet.

Bei der vorstehend erwähnten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bestehen die Drehexzenter vorzugsweise aus in feststehenden Lagerbuchsen oder Lagerringen od. dgl. drehbar gelagerten Exzenterscheiben. Dabei kann die An­ ordnung so getroffen werden, daß die Drehexzenter mit Umfangabdichtung in den Lagerbuchsen oder Lagerringen und die Welle mit Wellendichtungen in den Drehexzentern gelagert sind. Die Drehexzenter mit den zugeordneten Dichtungen lassen sich ohne weiteres so ausführen, daß sie von außen zugänglich sind. Wartungs- und Reparatur­ arbeiten lassen sich daher auch ohne Demontage der gesamten Absperrklappe durchführen.

Vorzugsweise wird die Anordnung so getroffen, daß die Wellenachse der Klappenwelle axial versetzt zur Klappen­ ebene bzw. zu deren Dichtebene verläuft. Die Wellenachse kann im übrigen in Durchmesserrichtung der scheibenför­ migen Absperrklappe oder aber, was im allgemeinen vorzu­ ziehen ist, zur Durchmesserrichtung der Klappe bzw. zur Mittelachse des Gehäuses radial versetzt verlaufen. Der Gehäuse-Dichtsitz wird zweckmäßig von einem radial in den lichten Querschnitt vorspringenden ringförmigen Gehäuse­ wandansatz gebildet. Für die Klappendichtung können wahl­ weise weich-elastische Dichtungen, metallische Dichtungen oder auch Kombinationen dieser Dichtungen eingesetzt werden. Eine weitere bauliche Vereinfachung läßt sich dadurch erreichen, daß an der scheibenförmigen Klappe eine mit dem Gehäusedichtsitz zusammenwirkende Dicht­ leiste einstückig angeformt wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Klappenventil kann die Betäti­ gung der scheibenförmigen Absperrklappe wahlweise von Hand oder auch motorisch erfolgen. Dabei kann für die Axialbewegung und für die Drehbewegung der Klappe jeweils ein gesonderter Stellantrieb an der Gehäuseaußenseite angeordnet werden. Vorzugsweise wird aber ein für die Axial- und Drehbewegung der Klappe gemeinsamer Stell­ antrieb vorgesehen. Der gemeinsame Stellantrieb kann beispielsweise aus einem Drehantrieb bestehen, der wechsel­ weise mit dem Drehexzenter und der Welle der Klappe getrieb­ lich kuppelbar ist. Andererseits kann der gemeinsame Stellantrieb aber auch aus einem den bzw. die Drehexzenter antreibenden Drehantrieb mit einer der Welle der Klappe zugeordneten Kulissenführung bestehen, mit der die Dreh­ bewegung der Klappe gegenüber den Drehexzentern beim Öffnungs- und Schließvorgang der Klappe gesteuert wird. Einige vorteilhafte Ausgestaltungsformen für die Klappen­ betätigung bzw. für einen die Klappenbetätigung bewirkenden Stellantrieb sind in den einzelnen Ansprüchen angegeben und werden nachfolgend im Zusammenhang mit den in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäßes Klappenventil im Quer­ schnitt durch das Ventilgehäuse nach Linie I-I der Fig. 3;

Fig. 2 das Klappenventil nach Fig. 1 in einem Teil- Axialschnitt;

Fig. 3 das Klappenventil nach den Fig. 1 und 2 in einem Teilschnitt durch sein Gehäuse und mit Schnitt durch das eine seiner beiden Wellenlager;

Fig. 4 das Klappenventil nach den Fig. 1 bis 3 in drei verschiedenen Positionen seiner Absperr­ klappe im Schnitt;

Fig. 5 in größerem Maßstab und im Schnitt das eine der beiden Lagerteile der Klappe,;

Fig. 6 das Lagerteil nach Fig. 5 in einem Horizontal­ schnitt;

Fig. 7 8 und 9 jeweils in einer Ansicht auf die Außenseite des Lagerteils die Absperrklappe in verschiedenen Drehpositionen, zusammen mit einem Stellantrieb und einer Kulissenführung;

Fig. 10 in schematischer Vereinfachung einen Schnitt nach Linie X-X der Fig. 7;

Fig. 11 bis 14 in einer den Fig. 7 bis 10 entsprechenden Dar­ stellung eine geänderte Ausführungsform des Stellantriebs des Klappenventils mit Kulissen­ führung;

Fig. 15 in einem Teilschnitt des Ventilgehäuses die Anordnung nach den Fig. 11 bis 14 mit in einem Anbau- bzw. Abdichtungsgehäuse angeordneter Wellenverlagerung;

Fig. 16 eine geänderte Ausführungsform des erfindungs­ gemäßen Klappenventils in einem Teilschnitt durch das Ventilgehäuse und ein hieran angeordnetes Abdichtungsgehäuse;

Fig. 17 einen Schnitt nach Linie XVII-XVII der Fig. 16.

Das in den Fig. 1 bis 6 dargestellte Klappenventil weist ein aus einem kurzen Rohrstück bestehendes zylindrisches Ventilgehäuse 1 mit zwei endseitigen Anschlußflanschen 2 und 3 auf, mit dem das Ventilgehäuse z. B. in einer Rohr­ leitung eingebaut wird. Der ringförmige Flansch 2 bildet einen radial in den lichten Querschnitt des Ventilgehäuses 1 vorspringenden ringförmigen Gehäusewandansatz, der den Gehäuse-Dichtsitz 4 für die platten- bzw. scheibenförmige Absperrklappe 5 darstellt. Die Klappe 5 weist rückseitig Ansätze 6 mit Bohrungen für den Durchgriff einer Welle 7 auf, die mit den Ansätzen 6 und daher mit der Klappe 5 drehfest verbunden ist. Die Welle ist beidendig aus dem Ventilgehäuse 1 herausgeführt. Wie insbesondere die Fig. 2 und 4 zeigen, ist im gezeigten Ausführungsbeispiel die Welle 7 so mit der Klappe 5 verbunden, daß ihre Wellen­ achse in Richtung der Gehäuseachse zur Klappenebene bzw. zur Dichtebene der Klappe axial versetzt verläuft. Aus Fig. 4 ist außerdem zu erkennen, daß die Wellenachse der Welle 7 zur Mittelachse des Ventilgehäuses 1 und der Klappe 5 radial versetzt verlaufen kann, so daß das ober­ halb der Welle 7 befindliche Klappensegment eine größere radiale Abmessung hat als das unterhalb der Welle 7 befindliche Klappensegment.

Die Welle 7 mit der daran drehfest angeordneten Klappe 5 ist im Bereich ihrer beiden Wellenenden in Lagern 8 gela­ gert, die sich an der zylindrischen Gehäusewandung des Ventilgehäuses 1 im Bereich der Wellendurchgriffsöffnungen befinden. Wie insbesondere die Fig. 5 und 6 zeigen, besteht jedes Wellenlager 8 aus einem Drehexzenter 9 in Gestalt einer zylindrischen Exzenterscheibe, die in einer Lagerbuchse bzw. einem Lagerring 10 um dessen Mittelachse 11 drehbar gelagert ist. Die Lagerbuchse bzw. der Lagerring 10 ist an der Gehäusedurchführung fest angeordnet, z. B. in einer Öffnung am Mantel des Ventilgehäuses 1 einge­ schweißt oder in dieser Öffnung durch Verschrauben fest­ gelegt. Die Drehexzenter 9 weisen jeweils eine im Radial­ abstand zu ihrer Drehachse 11 angeordnete Bohrung 12 für den Durchgriff der Welle 7 auf. Die Welle 7 ist demgemäß im Bereich ihrer beiden Wellenenden in den Bohrungen 12 der beiden Drehexzenter 9 drehbar gelagert.

Die Drehexzenter 9 sind jeweils in ihrer Lagerbuchse bzw. in ihrem Lagerring 10 mit Hilfe einer Umfangsdichtung 13 abgedichtet, die den Ringspalt zwischen dem Drehexzenter und dem Lagerring zuverlässig dichtet. Diese Umfangs­ dichtungen 13 können, wie Fig. 6 zeigt, aus mehreren hintereinandergeschalteten Dichtringen oder aus einer Stopfbuchsendichtung od.dgl. bestehen. Der ringförmige Dichtspalt wird zur Innenseite des Ventilgehäuses 1 hin durch einen den Lagerring 10 übergreifenden Ringflansch 14 verschlossen, während er an der der Gehäuseaußenseite liegenden Seite durch einen lösbaren Verschlußring 15 verschlossen wird, der zweckmäßig am feststehenden Lagerring 10 angeschraubt wird. Die Welle 7 ist zumindest im Bereich ihrer Durchführung durch die beiden Lager 8 im Durchmesser abgesetzt. Sie weist also an ihren beiden Enden jeweils eine Wellenverdickung 16 auf, die den Ring­ spalt an der die Wellendurchführung bildenden Bohrungen 12 zu der Innenseite des Ventilgehäuses 1 hin abdeckt. Der Ringspalt in der Bohrung 12 nimmt eine Wellendichtung 17 auf, die ebenfalls aus mehreren hintereinander geschalteten elastischen Dichtringen oder einer Stopfbuchsendichtung bestehen kann, wobei der Dichtspalt an der Gehäuseaußen­ seite durch einen angeschraubten Verschlußring 18 ver­ schlossen ist. Die Drehachse der Welle 7 ist mit 19 be­ zeichnet. Es ist erkennbar, daß die Welle 7 mit der Klappe 5 gegenüber den Drehexzentern 9 um ihre Wellenachse 19 drehbar ist und daß außerdem die welle 7 durch Drehen der Drehexzenter 9 auch um deren Drehachse 11 gedreht werden kann.

In den Fig. 2, 3 und 4 (links im Bild) ist die Absperr­ klappe 5 in ihrer Schließlage gezeigt, in der sie sich mit ihrem Außenumfang in Dichtanlage mit dem Gehäuse-Dicht­ sitz 4 befindet. An der aus einer kreisrunden Scheibe bestehenden Klappe 5 ist bei dem gezeigten Ausführungs­ beispiel eine mit dem Gehäuse-Dichtsitz 4 zusammenwirkende, etwa schneidenförmig ausgebildete Dichtleiste 20 ein­ stückig angeformt, die gegenüber der Klappenebene axial vorspringt. Dadurch wird in der Schließlage der Klappe 5 eine metallische Dichtung am Gehäuse-Dichtsitz 4 erreicht. Es besteht aber auch ohne weiteres die Möglichkeit, die Klappendichtung mit Hilfe weich-elastischer Dichtungen oder mit einer Kombination mindestens einer weich­ elastischen Dichtung und einer metallischen Dichtung zu bewirken, wie dies bekannt ist. Werden die beiden Dreh­ exzenter 9 gemeinsam im Gegenuhrzeigersinn von der der Schließlage der Klappe 5 entsprechenden Drehposition um Fig. 4 im mittleren Bild gezeigt ist, so bewegt sich die Welle 7 entsprechend auf einem Kreisbogen um die Dreh­ achse 11, d. h. um die Mittelpunkte der Lagerringe 10, wobei sich eine radiale und axiale Bewegungskomponente an der Klappe 5 einstellt, so daß diese, wie in Fig. 4 in der Bildmitte gezeigt, sich vom Gehäuse-Dichtsitz 4 abhebt und zugleich eine Bewegung in radialer Richtung ausführt. Von der in dem mittleren Bild der Fig. 4 gezeigten Position kann dann die Klappe 5 dadurch in Pfeilrichtung 21 am Gehäuse-Dichtsitz 4 vorbei in die Öffnungslage ge­ schwenkt werden, daß ihre Welle 7 gegenüber den stehenden Drehexzentern 9 gedreht wird. Es versteht sich, daß die Klappe 5 durch Drehen der Welle 7 über die in Fig. 4 rechts im Bild gezeigte Öffnungsposition hinausgeschwenkt werden kann. Das Schließen der Klappe 5 erfolgt sinngemäß in umgekehrter Folge zunächst durch Drehen der Welle 7 und anschließend durch Drehen der Drehexzenter 9.

Abweichend von der Darstellung nach Fig. 4 kann die Anordnung auch so getroffen werden, daß die Klappe 5 von ihrer in Fig. 4 in der Bildmitte gezeigten Position durch Drehen ihrer Welle 7 entgegen der Pfeilrichtung 21 in die volle Öffnungslage geschwenkt wird. Es ist hierbei ledig­ lich erforderlich, daß die Klappe 5 von ihrer Schließlage zunächst in Richtung der Gehäuseachse so weit vom Ventil­ sitz 4 abgehoben wird, daß sie durch Drehbewegung der Welle 7 im Gegenuhrzeigersinn am Dichtsitz 4 vorbei geschwenkt werden kann.

Die vorstehend beschriebene Betätigung der Absperrklappe 5 kann von Hand oder motorisch mit Hilfe mindestens eines an der Außenseite des Ventilgehäuses angeordneten Stell­ antriebs erfolgen. Dabei kann für die Drehbewegung der Welle 7 und für die Drehbewegung der Drehexzenter 9 jeweils ein gesonderter Dreh- bzw. Stellantrieb vorgesehen werden. Auch besteht die Möglichkeit, für beide Drehvorgänge einen gemeinsamen Stell- bzw. Drehantrieb vorzusehen. Für den oder die Stellantriebe lassen sich unterschiedliche Systeme ver­ wenden. Beispielsweise kann als Stellantrieb ein gemeinsamer Drehantrieb vorgesehen werden, der wechselweise mit dem Drehexzenter 9 und mit der Welle 7 der Klappe 5 gekuppelt wird. Im folgenden werden einige beispielhafte Ausgestal­ tungsformen für Stellantriebe erläutert, die bei dem erfindungsgemäß Klappenventil Verwendung finden können.

In den Fig. 7 bis 10 ist in schematischer Vereinfachung für die kombinierte Axial- und Drehbewegung der Klappe 5 ein gemeinsamer Stellantrieb gezeigt, der sich an der Gehäuseaußenseite befindet. Der hier gezeigte Stellantrieb 22 treibt den Drehexzenter 9 an, z. B. über eine Zahnstange, Spindel, Schnecke 23 od. dgl. Der Drehexzenter 9 weist zu diesem Zweck einen ring- oder ringsegmentförmigen Ansatz 24 mit Verzahnung oder Gewinde od. dgl. auf. Der Stellantrieb 22 kann mit einem Drehmotor versehen sein. Er kann aber auch aus einem handbetätigten Drehantrieb bestehen. Wesentlich ist in diesem Zusammenhang, daß mit Hilfe des Stellan­ triebs 22 der Drehexzenter 9 um seine Drehachse 11 gedreht werden kann. Dabei ist der Welle 7 der Klappe 5 eine ihre Drehbewegung steuernde Kulissenführung zugeordnet.

An der den Drehexzenter 9 durchgreifenden Welle 7 ist end­ seitig ein radial zur Wellenachse gerichteter Hebel 25 befestigt, der einen axialen Führungsansatz 26 in Gestalt eines Stiftes oder Bolzens trägt, wobei dieser Führungs­ ansatz aber auch aus einer Führungsrolle, einem Nocken od. dgl. bestehen kann. Der Führungsansatz 26 ist in einer nutartigen Kulissenführung geführt. Diese besteht aus einer bogenförmigen Führungsnut 27, die am feststehenden Lagerring 10 angeordnet ist, aber auch an einem an der Außenseite des Ventilgehäuses 1 feststehend angeordneten Bauteil vorgesehen werden kann. Außerdem weist die Kulissen­ führung eine im Umfangsbereich am Drehexzenter 9 angeordnete Rastnut 27′ auf. Die Führungsnut 27 hat, wie die Fig. 7 bis 9 zeigen, einen bogenförmigen Verlauf, wobei sie bogen­ förmig zum Innenumfang des Lagerringes 10 bzw. zum Außen­ umfang des Drehexzenters 9 hin ausläuft. Fig. 7 zeigt die Drehexzenter 9 und die Welle 7 in einer Drehposition, die der Schließlage der Absperrklappe 5 entspricht. Die Rast­ nut 27′, die ebenfalls zum Außenumfang des Drehexzenters 9 hin ausläuft, befindet sich in Drehrichtung des Dreh­ exzenter 9 gesehen in einem vorgegebenen Drehwinkelabstand zu derjenigen Stelle, an der die Führungsnut 27 am Außen­ umfang des Drehexzenters 9 ausläuft. Werden die beiden Drehexzenter 9 mit Hilfe des Stellantriebs 22 um ihre Drehachse 11, wie durch Pfeil angegeben, im Gegenuhrzeiger­ sinn gedreht, so gelangen die Drehexzenter 9 und die Welle 7 in die Drehposition der Fig. 8, die der im mittleren Bild der Fig. 4 gezeigten Position der Klappe 5 entspricht. Bei dieser Drehbewegung der Drehexzenter 9 von der Dreh­ position nach Fig. 7 in die Drehposition nach Fig. 8 führt sich der Führungsansatz 26 in der bogenförmigen Führungs­ nut 27, wobei der Drehbewegung der Exzenter 9 eine Dreh­ bewegung der Welle 7 gegenüber den Exzentern 9 aufgezwungen wird. In der Drehposition nach Fig. 8 befindet sich der Führungsansatz 26 am innenliegenden Ende der Führungsnut 27, d. h. am Eingang der mit der Führungsnut 27 nun fluchtenden Rastnut 27′. Beim weiteren Drehen der Drehexzenter 9 mit Hilfe des Drehantriebs 22 im Gegenuhrzeigersinn gelangt der Führungsansatz 26 in die Rastnut 27′, so daß eine Drehbewegung der Welle 7 relativ zu dem Drehexzenter 9 verhindert wird. In der Drehposition nach Fig. 9 befindet sich die Klappe 5 in ihrer Öffnungsposition, in der sie am Ventilsitz 4 vorbeigeschwenkt ist. Bei Drehrichtungs­ umkehr des Stellantriebs 22 erfolgt sinngemäß durch die kombinierte Wellendrehung und Exzenterdrehung die Rück­ stellung der Absperrklappe 5 in die Schließlage.

Es ist erkennbar, daß durch entsprechende Bemessung der Drehwinkel der Drehexzenter 9 gegenüber ihrem feststehenden Lagerring 10 und der Welle 7 gegenüber den Drehexzentern 9 und mit entsprechender Ausgestaltung der Kulissenführung 27, 27′ die sich für die Öffnung- und Schließbewegungen der Klappe 5 erforderlichen Stellbewegungen mit Hilfe des gemeinsamen Stellantriebs 22 bewerkstelligen lassen.

Das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 11 bis 14 unter­ scheidet sich von denjenigen nach den Fig. 7 bis 10 vor allem dadurch, daß hier auf den Drehantrieb 22 verzichtet wird. Statt dessen erfolgt die kombinierte Drehbewegung von Drehexzenter 9 und Welle 7 durch eine in Pfeilrich­ tung A auf die Welle 7 ausgeübte Stellkraft (Zug- oder Druckkraft), die von Hand oder auch mittels eines Linear­ antriebs bewirkt werden kann. Auch bei diesem Ausführungs­ beispiel ist mit der Welle 7 ein radialer Hebel 25 fest verbunden, der an seinem freien Ende einen axialen Führungsansatz 26 trägt, der sich hierbei in einer nut- oder schlitzartigen, angenähert S-förmig gekrümmten Kulissenführung 27 führt, die an einem feststehenden plattenförmigen Bauteil 28 angeordnet ist, das sich außen­ seitig am Ventilgehäuse bzw. an dem feststehenden Lager­ ring 10 befindet. An dem seitlich nach außen aus dem Dreh­ exzenter 9 herausgeführten Ende der Welle 7 ist zur Wellenachse 19 exzentrisch ein zylindrischer Exzenter­ ansatz 29 fest angeordnet, dessen Mittelachse zur Wellen­ achse 19 versetzt ist, so daß die am Exzenteransatz 19 angreifende Stellkraft A mit einem Hebelarm zur Wellen­ achse 19 auf die Welle 7 wirkt und daher eine Drehbewegung sowohl an der Welle 7 als auch am Drehexzenter 9 hervorruft, die durch die Kulissenführung im Sinne einer Öffnungs- und Schließbewegung der Ventilklappe 5 gesteuert wird. Fig. 11 zeigt die Anordnung bei in Schließlage befindlicher Klappe 5. Unter der Wirkung der Stellkraft A werden die Drehexzenter 9 von der Drehposition nach Fig. 11 in die­ jenige nach Fig. 12 gedreht, wobei sich der Exzenter­ ansatz 29 mit seinem Mittelpunkt auf der punktierten Linie B bewegt und der Führungsansatz 26 in die in Fig. 12 gezeigte Position innerhalb der Kulissenführung 27 gelangt. In der Position nach Fig. 12 ist die Klappe 5 soweit vom Dichtsitz 4 abgehoben, daß sie nachfolgend von der in der Bildmitte der Fig. 4 gezeigten Position in die Öffnungs­ position geschwenkt werden kann, die in Fig. 13 gezeigt ist. Diese Stellbewegung wird durch die weiterhin in Pfeilrichtung A wirkende Kraft am Exzenteransatz 29 hervor­ gerufen, wobei diese Kraftwirkung durch den sich in der Kulissenführung 27 führenden Ansatz 26 so gesteuert wird, daß sich die Welle 7 nunmehr im wesentlichen relativ zu dem Drehexzenter 9 dreht. In der vollen Öffnungslage der Klappe 5 befindet sich der Ansatz 26 in der in Fig. 13 gezeigten Endposition innerhalb der Kulissenführung 27. Durch eine in Gegenrichtung zur Kraftrichtung A wirkende Stellkraft kann die Klappe 5 von der Öffnungsposition in die Schließposition zurückgeschwenkt werden, wobei die Drehexzenter 9, die Welle 7 und der Führungsansatz 26 wieder in die Position nach Fig. 11 zurückgelangen.

Fig. 15 zeigt in Verbindung mit der Anordnung nach den Fig. 11 bis 14 eine zweckmäßige Ausgestaltungsform einer Gehäusedichtung im Durchgriffsbereich der Welle 7. Dabei ist am Ventilgehäuse 1 außenseitig ein Anbau- oder Abdichtungsgehäuse 30 befestigt, das die Lagerteile 9 und 10 sowie die Platte 28 mit der Kulissenführung 27 aufnimmt. Der Exzenteransatz 29 durchfaßt eine Durchgriffsöffnung 31 des Abdichtgehäuses 30 und liegt mit seinem freien Ende in einer Kappe 32, die über einen verformbaren Faltenbalg od.dgl. 33 mit dem Abdichtgehäuse 30 verbunden ist. Der Faltenbalg 33 dichtet die Durchgriffsöffnung 31 ab, so daß auf die Anordnung der in den Fig. 5 und 6 gezeigten Abdichtungen 13 und 17 zwischen Drehexzenter 9 und Lager­ ring 10 bzw. zwischen der Welle 7 und den Drehexzentern 9 gegebenenfalls auch verzichtet werden kann. Außerdem ermöglicht der flexible Faltenbalg 33 die für die Betätigung der Ventilklappe 5 erforderlichen Stellbewegungen, wie dies vorstehend im Zusammenhang mit den Fig. 11 bis 14 be­ schrieben ist. Die Kraft A kann hier also von Hand oder auch motorisch über die Kappe 32 auf den Exzenteransatz 29 und damit auf die Welle 7 und die Drehexzenter 9 zur Wirkung kommen. Es versteht sich, daß eine solche Abdich­ tung der Wellendurchgriffsöffnungen an der Außenseite des Ventilgehäuses 1 auch bei anderen Ausgestaltungsformen des Stellantriebs bzw. der Ventilklappenbetätigung vorgesehen werden kann.

In den Fig. 16 und 17 ist ein erfindungsgemäßes Klappen­ ventil gezeigt, bei dem auf die Drehexzenter 9 an den beiden Gehäusedurchführungen der Welle 7 verzichtet wird. Bei dieser Ausführungsform ist die Welle 7 an den beiden gegenüberliegenden Gehäusedurchführungen jeweils in einem Gleitstück 34 drehbar gelagert, das sich in einer Schlitz­ führung 35 an den Gehäusedurchführungen in Axialrichtung des Ventilgehäuses führt. Das Ventilgehäuse 1 weist hier­ bei an den beiden Wellendurchführungen jeweils ein Lager­ stück 36 auf, das mit der Schlitzführung 35 versehen ist und in einer entsprechende Öffnung am Mantel des Ventil­ gehäuses sitzt und mit diesem z. B. durch Verschweißen fest verbunden ist. Durch Verschieben der Gleitstücke 34 in Pfeilrichtung C kann die Welle 7 gegenüber dem Ventil­ gehäuse 1 in Axialrichtung von der in Fig. 4 links im Bild gezeigten Schließlage der Klappe 5 in die in der Bildmitte der Fig. 4 gezeigte Öffnungslage gebracht werden, in der sich dann die Klappe 5 durch Drehen Ihrer Welle 7 gegen­ über den Gleitstücken 34 in die volle Öffnungslage schwenken läßt. Umgekehrt läßt sich die Ventilklappe 5 von der Öffnungslage in die Schließlage zurückstellen. Die Überlagerung der Axialverstellung der Gleitstücke 34 mit der Welle 7 und der Drehbewegung der Welle 7 gegenüber den Gleitstücken 34 läßt sich von Hand oder aber auch mittels eines motorischen Stellantriebs bewerkstelligen, wobei für beide Bewegungsvorgänge auch ein gemeinsamer Stellantrieb vorgesehen werden kann. Bei der Ausführungs­ form nach den Fig. 16 und 17 weist die Welle 7 einen im Durchmesser abgesetzten axialen Betätigungsansatz 29 auf, der eine Durchgriffsöffnung 31 am Abdichtgehäuse 30 durch­ greift und in eine Kappe 32 einfaßt, die über einen ver­ formbaren Faltenbalg 33 mit dem Abdichtgehäuse 30 verbunden ist und somit die Gehäusedichtung an der Wellendurchführung bewirkt. Dabei ist im Inneren des Abdichtgehäuses 30 am Lagerstück 36 eine Platte 28 befestigt, die mit einer von einer Führungsnut oder einem Führungsschlitz gebildeten Kulissenführung 27 versehen ist, in die ein an der Welle 7 befestigter Hebel mit einem axialen Führungsansatz geführt ist. Die Anordnung entspricht im wesentlichen derjenigen nach den Fig. 11 bis 15. In den Fig. 16 und 17 ist daher der Hebel 25 mit dem Führungsansatz 26 nicht gezeigt. Es ist aber erkennbar, daß durch eine an der Kappe 32 wirkende Stellkraft die Ventilklappe 5 kulissengesteuert axial verstellt und verschwenkt werden kann, wobei während des Öffnungsvorgangs zunächst die Gleitstücke 34 sich in den Schlitzführungen 35 verschieben, während anschließend die lineare Stellbewegung an der Kappe 32 durch den bogenförmigen Zweig der Kulissenführung 27 in eine Drehbewegung der Welle 7 gegenüber den Gleitstücken 34 umgesetzt wird.

Anstelle der verformbaren Faltenbälge 33 können zur Gehäuse­ abdichtung auch andere flexible Dichtmittel, z. B. flexible Schläuche od. dgl. vorgesehen werden.

Es versteht sich, daß die Erfindung auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele nicht beschränkt ist und daß insbesondere hinsichtlich der Ausgestaltung des oder der Stellantriebe und der Dichtungen an den Gehäuse­ durchführungen Abweichungen von den beschriebenen Aus­ führungsbeispielen möglich sind.

Claims (22)

1. Klappenventil mit gegenüber dem Gehäuse-Dichtsitz axial- und drehbeweglicher Klappe, deren Welle in Lagern an der Wandung des die Klappe aufnehmenden Gehäuses gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die drehfest mit der Klappe (5) verbundene Welle (7) in axial oder mit axialer Bewegungskomponente beweglichen Lagertei­ len (9) drehbar gelagert ist.

2. Klappenventil nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Lagerteile aus Drehex­ zentern (9) bestehen.

3. Klappenventil nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Drehexzenter (9) aus in feststehenden Lagerbuchsen, Lagerringen (10) od. dgl. drehbar gelagerten Exzenterscheiben bestehen.

4. Klappenventil nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Drehexzenter (9) mit Umfangsabdichtung (13) in den Lagerbuchsen oder Lagerrin­ gen (10) und die Welle (7) mit Wellendichtungen (17) in den Drehexzentern (9) gelagert sind.

5. Klappenventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Wel­ lenachse (19) der Welle (7) axial versetzt zur Klappen­ ebene bzw. zu deren Dichtebene verläuft.

6. Klappenventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Wel­ lenachse (19) der Welle (7) zur Mittelachse des Gehäuses (1) und der Klappe (5) radial versetzt verläuft.

7. Klappenventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß der Ge­ häuse-Dichtsitz (4) von einem radial in den lichten Quer­ schnitt vorspringenden ringförmigen Gehäusewandansatz ge­ bildet ist.

8. Klappenventil nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß an der Klappe 5 eine mit dem Gehäuse-Dichtsitz (4) zusammenwirkende Dichtleiste (20) einstückig angeformt ist.

9. Klappenventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß die Welle (7) im Lagerbereich gegenüber ihren äußeren Wellenenden (16) im Durchmesser abgesetzt ist.

10. Klappenventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß für die Axial- und Drehbewegung der Klappe (5) jeweils ein geson­ derter Stellantrieb an der Gehäuseaußenseite angeordnet ist.

11. Klappenventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß für die Axial- und Drehbewegung der Klappe (5) ein gemeinsamer Stellantrieb (22) vorgesehen ist.

12. Klappenventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsame Stell­ antrieb aus einem Drehantrieb besteht, der wechselweise mit dem Drehexzenter (9) und der Welle (7) der Klappe (5) getrieblich kuppelbar ist.

13. Klappenventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsame Stell­ antrieb aus einem den Drehexzenter (9) antreibenden Dreh­ antrieb (22, 23, 24) mit einer der Welle (7) der Klappe (5) zugeordneten Kulissenführung (27, 27′) besteht.

14. Klappenventil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (7) der Klappe (5) an zumindest einem ihrer Wellenenden einen zu ihrer Wellenachse (19) quer gerichteten Hebel (25) mit einem axialen Ansatz (26) aufweist, der sich in der Kulissenführung (27, 27′) führt.

15. Klappenventil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Kulissenführung aus einer bogenförmigen Führungsnut (27) an einem im Umfangsbereich des Drehexzenters (9) angeordneten dreh­ festen Bauteil und einer am Drehexzenter (9) angeordneten Rastnut (27′) besteht, die in einer vorgegebenen Dreh­ stellung des Drehexzenters (9), die der Teilöffnung der Klappe (5) entspricht, für den Übergang des Führungsan­ satzes (26) in die Rastnut (27′) mit dem Ende der Führungs­ nut (27) in Verbindung gelangt.

16. Klappenventil nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellendurchführungen am Ventilgehäuse (1) durch außen­ seitig am Ventilgehäuse (1) angeordnete verformbare Faltenbälge, Schläuche od. dgl. abgedichtet sind.

17. Klappenventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (7) der Klappe (5) an ihrem an der Gehäuse-Außenseite liegenden Wellenende einen Exzenteransatz (29) trägt, an dem ein quer zur Wellenachse (19) angeordneter Hebel (25) fest angeord­ net ist, der sich mit einem axialen Führungsansatz (26) in einer bogenförmigen Kulissenführung (27) eines gegen­ über der Welle (7) und dem Drehexzenter (9) feststehend angeordneten Bauteils führt, wobei die Kulissenführung (27) so angeordnet ist, daß eine am Exzenteransatz (29) ex­ zentrisch zur Wellenachse (19) wirkende lineare Kraft (A), z. B. eines Linearantriebs eine die Drehbewegung des Drehexzenters (9) überlagernde Drehung der Welle (7) bewirkt.

18. Klappenventil nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß am Ventilgehäuse (1) außenseitig ein Abdichtgehäuse (30) angeordnet ist, das den Drehexzenter (9) mit dem Lagerring (10) aufnimmt und eine Durchtrittsöffnung (31) für den Durchgriff des Exzenteransatzes (29) der Welle (7) aufweist, der außerhalb des Abdichtgehäuses (30) in einer Stellkappe (32) od. dgl. angeordnet ist, die über einen die Durchtrittsöffnung (31) dichtenden nachgiebigen Faltenbalg (33) od. dgl. mit dem Anbaugehäuse (30) stellbeweglich verbunden ist.

19. Klappenventil nach einem der Ansprüche 1 und 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (7) der Klappe (5) in Gleitstücken (34) drehbar gelagert ist, die in Schlitzführungen (35) der Gehäuse­ durchführungen in Achsrichtung des Gehäuses (1) verschieb­ lich geführt sind, wobei die Welle (7) zumindest an ihrem einen Ende einen seitlich aus dem Gleitstück (34) heraus­ ragenden Betätigungsansatz (29) aufweist.

20. Klappenventil nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse (1) an den Wellendurchführungen äußere Abdichtgehäuse (30) aufweist.

21. Klappenventil nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsansatz (29) der Welle (7) eine durch einen verformbaren Balg (33) od. dgl. abgedichtete Durchgriffsöffnung (31) des Abdicht­ gehäuses (30) durchgreift.

22. Klappenventil nach Anspruch 21, dadurch ge­ kennzeichnet, daß im Dichtgehäuse (30) eine feststehende Kulissenführung (27) angeordnet ist, in der sich ein an der Welle (7) angeordneter Hebel (25) mit einem axialen Führungsansatz (26) führt, und daß der Betätigungsansatz (37) der Welle (7) in einer Stellkappe (32) od. dgl. angeordnet ist, die über den Balg (33) mit dem Abdichtgehäuse (30) stellbeweglich verbunden ist.