DE60119806T2

DE60119806T2 - Klappenventil und Steuervorrichtung mit einem derartigen Ventil

Info

Publication number: DE60119806T2
Application number: DE60119806T
Authority: DE
Inventors: Anthony Alves; Richard Komurian
Original assignee: Mark IV Systemes Moteurs SAS
Current assignee: Sogefi Air and Cooling SAS
Priority date: 2000-03-01
Filing date: 2001-02-15
Publication date: 2006-12-07
Anticipated expiration: 2021-02-16
Also published as: JP2001263504A; FR2805878B1; ATE327454T1; EP1130295A1; US20010019119A1; DE60119806D1; FR2805878A1; US6554250B2; EP1130295B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Regulierung des Fließens von gasförmigen oder flüssigen Medien (Fluids) in Rohrleitungen, Schläuchen, Röhren oder analogen Einrichtungen, und sie betrifft eine Regulierungsanordnung, die eine Ventilklappen-Einrichtung umfasst.
Erfindungsgemäß wird insbesondere eine Anordnung bzw. ein System zur Regulierung bzw. Kontrolle eines Stromes in einer Rohrleitung oder einer analogen Einrichtung vorgeschlagen, die einen einfachen und leicht herzustellenden Aufbau hat, die gegebenenfalls leicht an Ort und Stelle montiert werden kann und eine gute Abdichtung im geschlossenen Zustand erlaubt und für ihre Handhabung nur einen begrenzten Aufwand erfordert.
Die erfindungsgemäße Anordnung bzw. System muss außerdem einen robusten Aufbau haben, der insbesondere gegenüber Vibrationen beständig ist und einen Einbau in eine aggressive Umgebung erlaubt, beispielsweise unter der Motorhaube eines Automobils.
In US-A-5 673 895 ist eine Regulierungs-Anordnung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 beschrieben, die zwei axial gegeneinander versetzte Rohrleitungsabschnitte umfasst und zwei Auflage-Oberflächen oder Teile von einander gegenüberliegenden Sitz-Teilen bildet und einen Klappenventil-Körper umfasst, der Ränder aufweist, die frontal auf den entsprechenden Sitzteilen zur Auflage kommen.
In JP-A-03/018632 ist eine Regulier-Anordnung beschrieben, die einen mittleren Leitungsabschnitt mit einer inneren kontinuierlichen zylindrischen Oberfläche und einen Klappenventil-Körper umfasst, der abgeschrägte Ränder aufweist, die mit der genannten zylindrischen Oberfläche kooperieren sollen.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Regulier-Anordnung bzw. -System vorzuschlagen, die (das) es erlaubt, eine gute Dichtheit des Klappenventils im geschlossenen Zustand, eine geringe Abnutzung der Kontakt-Zonen und eine geringe Störung des Fließens im offenen Zustand garantiert.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein System bzw. eine Anordnung zur Regulierung gemäß Patentanspruch 1.
Die Erfindung ist besser verständlich unter Bezugnahme auf die nachfolgende Beschreibung, die sich auf bevorzugte Ausführungsformen bezieht, die jedoch nur beispielhaft sind, auf welche die Erfindung keineswegs beschränkt ist, und die unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnung erläutert werden, wobei zeigen:
1 eine schematische Darstellung im Seitenaufriss und im Schnitt einer Vorrichtung mit Klappenventil gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
2 eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung mit Klappenventil gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
3 eine frontale Aufrissansicht einer Vorrichtung mit Klappenventil ähnlich derjenigen gemäß 2;
4 eine Schnittansicht entlang A-A der in 3 dargestellten Vorrichtung und
5 eine Schnittansicht entlang B-B der in 4 dargestellten Vorrichtung.
Die 1 der beiliegenden Zeichnungen zeigt in schematischer Form eine Ausführungsform einer drehbaren Klappenventil-Einrichtung 1 mit Klappenventil-Körper 2, die im Wesentlichen die Form einer Scheibe hat, die auf einer Träger- und Steuerachse 3 montiert ist zur Regulierung der Zirkulation eines Fluids, insbesondere einer Flüssigkeit, zwischen einem stromaufwärts gelegenen Rohrleitungsabschnitt 4 und einem stromabwärts gelegenen Rohrleitungsabschnitt 5.
Erfindungsgemäß ist der Klappenventil-Körper 2 zentriert auf der Achse 3 montiert, die beiden Rohrleitungsabschnitt 4 und 5 sind axial gegeneinander versetzt und die inneren Oberflächen 7, 7' der einander gegenüberliegenden Absätze (Schrägen), die aus der axialen Versetzung bzw. Verschiebung oder Nicht-Ausrichtung der Rohrleitungsabschnitte 4 und 5 resultieren, stellen die Auflageoberflächen 7, 7' von zwei komplementären Sitzteilen 6, 6' für den Klappenventil-Körper 2 dar, die beiderseits der Achse 3 angeordnet sind, die den Klappenventil-Körper 2 trägt.
Unter Berücksichtigung der Art der Versetzung der beiden Rohrleitungsabschnitte 4 und 5 gegeneinander weisen die einander gegenüberliegenden Schrägen (Absätze) eine maximale Breite oder Tiefe senkrecht zu der Ebene auf, welche die beiden Längsachsen L und L' enthält, und sie haben theoretisch im Falle der rechtwinkligen Absätze (Schrägen) eine Breite von Null im Zentrum der Träger- und Steuerachse 3.
Unter diesen Bedingungen stellen die Auflageoberflächen 7 und 7' der beiden komplementären Sitz-Teile 6 und 6', jeweils in Richtung stromaufwärts für den einen Teil und in Richtung stromabwärts für den anderen Teil betrachtet, mindestens einander gegenüberliegende zunehmende Mondsicheln dar, die symmetrisch zu der Achse 3 angeordnet sind, die den Klappenventil-Körper 2 trägt und deren Enden auf die Achse 3 ausgerichtet sind.
Bei einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung, die insbesondere in den 1, 2 und 4 der beiliegenden Zeichnungen dargestellt ist, weisen die beiden komplementären Sitz-Teile 6 und 6' innere Oberflächen und Auflageflächen 7, 7' auf, die gegenüber einer Ebene senkrecht zu den Längsachsen L und L' der beiden Rohrleitungsabschnitte 4 und 5 geneigt (schräg) sind, zur Bildung eines Durchgangsabschnittes 8 mit einer von Null verschiedenen Dicke, der die beiden Rohrleitungsabschnitte 4 und 5 miteinander verbindet und dessen innere Oberfläche die Konitnuität und die Herstellung einer Verbindung zwischen den inneren Oberflächen der beiden genannten Rohrleitungsabschnitte 4 und 5 gewährleistet, mindestens im Bereich der Auflage-Oberflächen 7 und 7' der beiden komplementären Sitzteile 6 und 6'.
Außerdem weist der Klappenventil-Körper 2 zum wirksamen Verschließen des Durchgangs der Klappenventil-Einrichtung 1 mit einem Verschluss abgeschrägte Ränder 9 und 9' mit zueinander entgegengesetzten Neigungen beiderseits der Träger- und Steuerachse 3 und mit Winkeln an der Spitze der schrägen Ränder auf, die kleiner werden mit der Entfernung von der Achse 3, ausgehend von Rändern, die praktisch senkrecht in der Nähe der Achse 3 angeordnet sind, wobei die genannten abgeschrägten Ränder 9, 9' dazu bestimmt sind, in Koordination mit der Form und in innigem Kontakt mit den inneren Oberflächen 7 und 7' der entsprechenden jeweiligen Sitz-Teile 6 und 6' zur Auflage zu kommen.
Gemäß einer weiteren Charakteristik der vorliegenden Erfindung, die in den beiliegenden Zeichnungen nicht dargestellt ist, sind die abgeschrägten Ränder 9 und 9' und insbesondere die Oberflächen der abgeschrägten Ränder, die auf den Oberflächen 7 und 7' der Sitz-Teile 6 und 6' aufliegen, die mit einer Dichtung oder einem abdichtenden Belag versehen.
Es ist jedoch nicht erforderlich, derartige Dichtungen oder zusätzliche Beläge bzw. Schichten vorzusehen, wenn man keine gute Qualität der Dichtheit (Anwesenheit von Leckagen beim Verschließen) anstrebt, wobei darauf hingewiesen sei, dass der Oberflächenkontakt der schrägen Ränder 9, 9', der Auflageoberflächen 7, 7' der Sitz-Teile 6, 6' in Kombination mit den Hindernissen, die aus den Absätzen resultieren, bereits eine gute Dichtheit mit sich bringen, ohne dass eine spezifische Einrichtung vorgesehen ist.
Um die Probleme der Dichtheit im Bereich der Kontaktzonen zwischen den Sitzteilen 6 und 6' und den inneren Öffnungen, die in einander gegenüberliegende Montage- und Führungslager 10 der Träger- und Steuer-Achse 3 einmünden, kann die Einrichtung 1 mindestens im Bereich des Durchgangsabschnittes 8 Vorsprünge 10' der Lager 10 der Träger- und Steuerachse 3 aufweisen, die in den genannten Durchgangsabschnitt 8 hineinragen und in diesem Bereich seitlich den Durchgangsquerschnitt durch zwei parallele Rippen senkrecht zur Achse 3 einschränken und dadurch die Auflageoberflächen 7, 7' der komplementären Sitzteile 6, 6' (vgl. 2, 3 und 5), verkleinern, wobei Abdichtungsflansche 10'' in Form von Halbscheiben damit in Verbindung stehen oder an den Klappenventil-Körper 2 angeformt sind und in einen innigen Auflage-Kontakt mit den Oberflächen der internen Ränder der genannten Vorsprünge 10' gelangen.
Die Flansche 10'' bedecken so auf dichte Weise und vorzugsweise auf der stromaufwärts gelegenen Seite die Vorsprünge 10', wobei letztere zweckmäßig auch einen kreisförmigen äußeren Umriss aufweisen, der ihre Bedeckung mit den Flanschen 10'' des Klappenventil-Körpers 2 ermöglicht, ohne die Rotation oder Schwenkbarkeit der letzteren zu verhindern. Die Flansche 10'' bestehen zweckmäßig aus einem elastischen Abdichtungsmaterial, wie z.B. aus Kautschuk, und können gegebenenfalls eine Einheit mit den Dichtungen der abgeschrägten Ränder 9, 9' des Klappenventil-Körpers 2 bilden. Man erhält auf diese Weise sowohl eine kontinuierliche Abdichtung in der Strömungsrichtung aus auch eine radiale Abdichtung im Bereich der Lager 10.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung, von der eine Variante in der 1 der beiliegenden Zeichnungen dargestellt ist, kann der Durchgangsabschnitt 8 die Form eines Einsatzes oder eines Zwischenelements haben, an dem die Träger- und Steuerachse 3 vormontiert ist mit dem Klappenventil-Körper 2, wobei der genannte Einsatz oder das genannte Zwischenelement mit Verzweigungs- und Anschluss-Grenzflächen 11, 11' ausgestattet ist zur Erzielung einer dichten Verbindung mit den stromaufwärts und stromabwärts gelegenen Rohrleitungsabschnitten 4 und 5.
Als Variante kann der genannte Durchgangsabschnitt 8 auch einen Einsatz darstellen, der vor dem Zusammenfügen der beiden Rohrleitungsabschnitte 4 und 5 miteinander in eine Ausnehmung oder in eine Nut in einem der beiden Rohrleitungsabschnitte 4 und 5 eingesetzt und in der richtigen Position nach dem Zusammenfügen arretiert wird, gegebenenfalls durch Zusammenpressen, in der Verbindungszone zwischen den beiden Abschnitten. In diesem Fall kann der Durchgangsabschnitt 8 auf einen einfachen Ring reduziert werden, der die einzelnen Sitzteile 6, 6' trägt.
Bei einer Ausführungsvariante ist der Einsatz oder das Zwischenelement auf der stromaufwärts gelegenen Seite oder der stromabwärts gelegenen Seite verlängert durch eine Anschlussmanschette 12 für einen Rohrleitungsabschnitt 4 oder 5, insbesondere für ein Zusammenfügen durch Zusammenstecken oder Einfügen in einen solchen Abschnitt.
Es sei darauf hingewiesen, dass die verschiedenen Ausführungsvarianten der Erfindung, wie sie vorstehend beschrieben sind, leicht durchführbar sind durch Formen durch Spritzgießen von thermoplastischen Materialien, leicht auf unterschiedliche Weise montiert werden können (durch Schweißen, Schrauben, Arretieren durch Integration und Einklemmen, Ankleben) als Funktion ihrer Art (Einsatz, Verbindungselement oder -Zwischenstück, Anschlusselement oder Anschlussstück) und ihres Materialaufbaus, sodass nur ein begrenzter Aufwand für die Betätigung des Klap penventils (der Zentralachse) erforderlich ist, der es erlaubt, von der offenen Position in die geschlossene Position überzugehen unter Anwendung einer auf 45 ° begrenzten Rotation, was nur eine begrenzte Störung des Stromes in der offenen Position (abgeschrägte Ränder = aerodynamische Form) mit sich bringt und die Verwendung einer Sicherheits-Rückholfeder in der geschlossenen Position ermöglicht, wobei die Sitzteile 6 und 6' die Rotationsanschläge bilden.
Gegenstand der Erfindung ist außerdem ein System (eine Anordnung) zur Regulierung des Fließens eines Fluids zwischen einer Vielzahl von Rohrleitungsabschnitten stromaufwärts und stromabwärts, die paarweise miteinander in Verbindung stehen, das (die) dadurch gekennzeichnet ist, dass sie für jedes Paar von stromaufwärts und stromabwärts gelegenen Rohrleitungsabschnitten 4 und 5 eine drehbare (schwenkbare) Klappenventil-Einrichtung, wie sie vorstehend beschrieben ist, umfassen, wobei die Klappenventil-Körper 2 dieser verschiedenen Einrichtungen 1 alle auf derselben Träger- und Steuerachse 3 montiert sind.
Als Funktion der durchzuführenden Regelungen und ihrer wechselseitigen Abhängigkeit oder Unabhängigkeit kann außerdem vorgesehen sein, dass die Klappenventil-Körper 2 Größen, Formen und/oder Neigungen gegenüber der Träger- und Steuerachse 3 aufweisen, die voneinander verschieden sind.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen und in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Modifikationen sind immer möglich insbesondere unter Berücksichtigung des Aufbaus der verschiedenen Elemente oder durch Verwendung technischer Äquivalente, ohne dass dadurch der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung verlassen wird.

Claims

System zur Regulierung bzw. Steuerung des Fließens eines flüssigen oder gasförmigen Mediums, das umfasst einen stromaufwärts gelegenen Rohrleitungsabschnitt (4), einen stromabwärts gelegenen Rohrleitungsabschnitt (5) und einen Ventilklappenkörper (2), der im Wesentlichen die Form einer Scheibe hat, die auf einer Träger- und Steuerachse montiert ist, wobei der Ventilklappenkörper (2) zwischen dem stromaufwärts gelegenen Rohrleitungsabschnitt und dem stromabwärts gelegenen Rohrleitungsabschnitt zentriert auf einer Achse (3) so montiert ist, dass die beiden Rohrleitungsabschnitte (4 und 5) axial gegeneinander versetzt angeordnet sind, in dem die inneren Oberflächen (7, 7') der einander gegenüberliegenden Absätze (Schrägen), die aus der axialen Versetzung oder Nicht-Ausrichtung der Abschnitte (4 und 5) resultieren, die Auflageoberflächen (7, 7') von zwei komplementären Sitz-Teilen (6, 6') für den Ventilklappenkörper (2) darstellen, die beiderseits der den Ventilklappenkörper (2) tragenden Achse (3) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden komplementären Sitz-Teile (6 und 6') innere und Auflageoberflächen (7, 7') darstellen, die gegenüber einer Ebene senkrecht zu den Längsachsen (L, L') der beiden Rohrleitungsabschnitte (4 und 5) schräg (geneigt) angeordnet sind, sodass ein Durchgangsabschnitt (8) mit einer von Null verschiedenen Dicke entsteht, der die beiden Rohrleitungsabschnitte (4 und 5) miteinander verbindet und dessen innere Oberfläche die Kontinuität und Herstellung der Verbindung zwischen den inneren Oberflächen der beiden oben genannten Rohrleitungsabschnitte (4 und 5) mindestens im Bereich der Auflageoberflächen (7 und 7') der beiden komplementären Sitz-Teile (6 und 6') gewährleisten, wobei der Ventil klappenkörper (2) abgeschrägte Ränder (9, 9') aufweist, die in Cooperation mit der Form und in innigem Kontakt damit auf den inneren Oberflächen (7 und 7') der jeweiligen entsprechenden Sitz-Teile (6 und 6') zur Auflage kommen.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflageoberflächen (7 und 7') der beiden komplementären Sitz-Teile (6 und 6'), jeweils betrachtet in der Stromaufwärts-Richtung für den einen Teil und in der Stromabwärts-Richtung für den andern Teil, mindestens einander gegenüberliegende Teile von Mondsicheln darstellen, die in Bezug auf die Achse (3), die den Ventilklappenkörper (2) trägt, symmetrisch angeordnet sind und deren Enden auf die genannte Achse (3) ausgerichtet sind.
System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die abgeschrägten Ränder (9 und 9') zueinander entgegengesetzte Neigungen beiderseits der Träger- und Steuer-Achse (3) aufweisen mit Winkeln an der Spitze der schrägen Ränder, die mit zunehmender Entfernung von der Achse (3) abnehmen, wobei man von Rändern ausgeht, die in der Nähe der Achse (3) praktisch senkrecht verlaufen.
System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die abgeschrägten Ränder (9 und 9') und insbesondere die Oberflächen der abgeschrägten Ränder, die auf den Oberflächen (7 und 7') der Sitz-Teile (6 und 6') zur Auflage kommen, mit einer Dichtung oder einer Abdichtungsschicht bedeckt sind.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens im Bereich des Durchgangsabschnitts (8) Überstände (Vorsprünge) (10') der Lager (10) der Träger- und Steuerachse (3) aufweist, die in den genannten Durchgangsabschnitt (8) hineinragen, wodurch in diesem Bereich der Durchgangsquerschnitt durch zwei senkrecht zur Achse (3) verlaufende parallele Rippen seitlich begrenzt wird und die Auflageoberflächen (7, 7') der komplementären Sitz-Teile (6, 6') dadurch vermindert werden, wobei Abdichtungsflansche (10'') in Form von Halbscheiben auf den Ventilklappenkörper (2) aufgesetzt oder daran angeformt sind und auf den Flächen der inneren Ränder der Vorsprünge (10') innig zur Auflage kommen.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchgangsabschnitt (8) als Einsatz oder Zwischenelement ausgeführt ist, in dem die Träger- und Steuerachse (3) mit dem Ventilklappenkörper (2) vormontiert ist, wobei der Einsatz oder das Zwischenelement mit Verzweigungs- und Anschluss-Grenzflächen (11, 11') für eine dichte Verbindung mit den stromaufwärts und stromabwärts gelegenen Rohrleitungsabschnitten (4, 5) ausgestattet ist.
System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz oder das Zwischenelement auf der stromaufwärts oder stromabwärts gelegenen Seite um einen Anschlussansatz (12) verlängert ist für einen Rohrleitungsabschnitt (4 oder 5), insbesondere für den Zusammenbau durch Zusammenstecken oder Einschieben eines solchen Abschnitts.