DE7431749U

DE7431749U - Drosselklappenventil

Info

Publication number: DE7431749U
Application number: DE19747431749U
Authority: DE
Original assignee: Milwaukee Valve Co Inc
Current assignee: Milwaukee Valve Co Inc
Priority date: 1973-09-27
Filing date: 1974-09-20
Publication date: 1979-02-01
Also published as: AR201247A1; CA998034A; PL96161B1; DE2445106B2; FR2257828B1; DE2445106A1; GB1421700A; AU7239274A; SU533341A3; JPS58130167U; IT1022357B; BR7407668D0; ZA746040B; DE2445106C3; JPS5059820A; FR2257828A1; US3902697A

Description

Anmelder: Milwaukee Valve Co., Inc., Milwaukee, Wisconsin

Dro s s eIkIappenvent i1

Die Neuerung bezieht sich auf ein Drosselklappenventil bestehend aus einem Ventilgehäuse mit einem zylindrischen Strömungsdurchgang, mit einem in dem Ventilgehäuse drehbar gelagerten, den Strömungsdurchgang quer durchgreifenden Schaft, mit einem im wesentlichen kreisförmigen Scheibenkörper, der auf seinem äußeren Rand einen elastischen Dichtungsring trägt und mit dem Schaft zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung verschwenkbar ist, wobei der Dichtungsring in der Schließstellung dichtend gegen die Wandung des StrömungsdurchgarLgs anliegt und die Strömung unterbricht, und wobei der Scheibenkörper aus einem Paar relativ dünner, kreisförmiger Scheibenkörperhälftenbesteht, die mit ihren Innenflächen gegeneinanderweisen und den Dichtungsring zwischen sich einschließen, derart, daß er über den Scheibenrand vorsteht.

Bei dem aus der US-PS 3o29 o63» insbesonder der Fig. 8, bekannten Drosselklappenventil bestehen die Scheibenkörperhalten aus ebenen Blechplatten, die den Schaft zwischen sich einschließen

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durch Nieten miteinander verbunden sind. Im Randbereich der beiden Blechplatten i.ein im Querschnitt pilzförmiger Dichtungsring zwischen die beiden Platten derart eingespannt, daS er mit seinem [I balligen Umfangsrand gegen die Innenwand des Strömungsdurchgangs gepreßt wird, wenn der Scheibenkörper in die Schließstellung verschwenkt ist. Der Umfang des Dichtungsringes definiert eine Ellipse deren kürzere Hauptachse in der Schaftdrehachse liegt. Dies führt zu dem Effekt, daß in der Schließstellung eine Deformation des Diohtringes eintritt, derzufolge die Abdichtwirkung im Schaftbereich verstärkt wird. Bei diesem bekannten Drosselklappenveatil ist es nachteilig, daß im Inneren des scheibenförmigen Körpers ein Hohlraum gebildet wird, der radial nach außen durch den eingespannten Dichtungsring begrenzt wird. Wann dieses Drosselklappenventil im Durchgeng einer unter hohem Strömungsdruck stehenden Strömung angeordnet ist, ergibt sich in einer Stellung kurz vor der vollkommenen Schließstellung ein Venturi-Effekt, durch den ein erheblicher Druckunterschied zwischen dem Dichtungsring und der Wand des Strömungsdurchgans entsteht. Im Hohlraum innerhalb des Scheibenkörpers baut sich starker Überdruck auf, der den Dichtungsring trotz seiner Vorspannung radial nach außen preßt. Dies ist in. besonderen in der erwähnten Stellung kurz vor dem vollständigen Verscäuß des Strömungsdurch— gangs gefährlich, da der dann radial nach außen gepreßte Dichtungsring beim vollständigem Schließen des Drosseiklappjnventils noch zusätzlich einer starken Verdreh- und Reibbelastung J durch seinen Kontakt mit der Wand des Strömungsdurchgangs unter- ^ liegt und aus diesem Grunde einen sehr starken Verschleiß ' ©ΓΙ fährt* Ungünstig ist ferner, daß der Scheibenkörper infolge seife ner großen Dicke ^^η der Offenstelli^ig einen deutlichen Strömungswiderstand darstellt, was insbesondere bei einem kleinen Strömungsquerschnitt und hoher Strömungsgeschwindigkeit unerwünscht ist.

Aus der US-PS 238551ο, insbesondere den Fig. 6 bis 1o, ist eine Ventilklappe für ein Drosselklappenventil bekannt, die ein teueres Gußteil ist und im Umfangsbereich eine im Querschnitt rechteckige Nut zum Einlegen eines Dichtungsringes besitzt, der aus zwei Kreis ringen besteht, die durch bog&aförmige Abschnitte miteinander verbunden sind. Der gezeigte Dichtungsring-wird an

der Ventilklappe nicht so sicher festgelegt, wie das an sich erforderlich wäre! Die Führungsnut für den Dichtungsring läßt keine formschlüssige Festlegung zu. Die erreichbare Vorspannung ist außerdem sehr gering, so daß die Gefahr besteht, dsß sieb, innerhalb der Halrenut des Dichtungsringes ein Überdruck aufbaut, der diesen aus der Nut heraushebt. Der Strömungswiders tend den diese bekannte Ventilklappe in Offenstellung erzeugt, ist sehr groß und schließt dieses Drossel>lappenventil trotz des olivenförmigen Querschnitts der Ventilklappe für eine Verwendung bei engen Durchgansweiten und hoher Strömungsgeschwindigkeit aus.

Aus der US-PS 356718ο, Fig. 5, ist eine Ventilklappe in Sandwich-Bauweise bekannt, bei der zwischen zwei geprägten Blechplatten eine elastische Zwischenschicht eingeklebt ist. Die Innenseite der einen Blechplatte ist der Rückseite der anderen Blechplatte zugewandt. Beide Blechplatte?! besitzen halbzylindrische Einprägungen, mit denen sie den Schaft an einer Umfengshälfte umgreifen und von der anderen Seite her daran festgeschweißt sind. Bei dieser Lösung ergeben sich insbesondere in den Schweißbereichen hohe Belastungsspitzen, die zu einer frühzeitigen Materialermüdung bzw. zu einer Ablösung der Ventilklappe führen können. Durch die Sandwich-Bauweise und die einseitige Befestigung der Ventilklappe ist die zweite Klappenhälfte nur über die elastische Zwischenschicht festgelegt. Bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten und damit verbundenen Druckimpulsen in der Strömung und bei ungünstigen Klappenpositionen wird die elastisch abgestützte Klappeiihälfte zu Schwingungen angeregt, die den Strömungswiderstand im Klappenbereich noch verstärken. Außerdem bedingt diese Sandwich-Ventilklappe einen aufwendigen und gesondert herzustellenden ringförmigen Lagerkörper, den der Schaft ebenfalls zu durchsetzen hat.

In Kenntnis dieser Nachteile liegt der Neuerung die Aufgabe zu Grunde ein Drosselklappenventil der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß es im besonderen für relativ

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kleine Durchströmquerschnitte bed hohen Strömungsgeschwindigkeiten trotz eines einfachen und preiswerten Aufbaues über lange _;; Standzeiten zuverlässig arbeitet und in der Offenstellung nur \

einen minimalen Strömungswiderstand ergib. Erwünscht ist ferner ! ein problemloser Zusammenbau des Drosselklappenventils.

Neuerungsgemäß wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß jede Scheibenkörperhälfte einen sich diametral erstreckenden halbzylinderförmigen liutenteil bildet, der zusammen mit einem entsprechenden halbzylinderförmigen Nutenteil der anderen Scheibenkörperhälfte eine Lagerhülse für den Schaft bildet, daß jede Scheibenkörperhälfte einen Randflansch aufweist, der gegenüber der Innenfläche zurücktritt und mit einem entsprechenden Randflansch der anderen, spiegelbildlichen Scheibenkörperhälfte eine umlaufende Nut für den Dichtungsring bildet,und daß die Scheibenkörperhälftenmit ihren Innenflächen unmittelbar aneinan— derliegendam Schaft und/oder aneinander befestigt sind und mit dem Randflanschen den Dichtungsring formschlüssig und unter Vorspannung unverdrehbar und unverlierbar in der Nut verankern.

Mit dem neuerungsgemäßen. Aufbau des Drosselklappenventils ergibt sich ein extrem niedriges Druckgefälle und ein minimaler Strömungswiderstand im Durchströmungsbereich des Ventils. Durch die unmittelbare Auflage der beiden Scheibenkorperhalften werden im Inneren des Scheibenkörpers keine Hdiräume gebildet, in denen sich beim Schließen des Drosselklappenventils ein Überdruck aufbauen könnte, der den Dichtungsring radial nach außen drücken würde. D:.e formschlüssige und vorgespannte Klemmung des Dichtungsringes durch die konvergierenden Randflansche führt zu einer sehr festen halterung des Dichtungsringes, wobei dieser nur ein geringes Übermaß über die Randflansche vorzustehen braucht, um eine einwandfi^eie Abdichtwirkung zu ergeben. Gleichzeitig ergibt diese Form der Randflansche in der Offenstellung ein strömungsgünstigos Profil des Scheibenkörpers.

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Weitere zweckmäßige Ausführungsformen des Heuerungsgegenstandes ergeben sich aus den angeschlossenen Unter—
anSprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel des Neuerungsgegenstandes wird
nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es
zeigen:

Fig. 1 eine Längsschnittansicht durch ein neuerungsg^aäßes
Drosselklappenventil;

Fig. 2 eine Explosionsdarstellung des in der Fig. 1 gezeigten Drosselklappenventils in vergrößertem Maßstab ;

f Fig. 3 eine Teilstirnseitenansicht des in der Fig. 1 darge- §

stellten Drosselklappenventils; t

Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie 4-4 nach Fig. 2;
Fig. 5 eine Schnittansicht entlang der Linie 5-5 nach Fig.

κ Fig. 6, 7 und 8 Teilschnittansichten des in der Fig. 1 |, dargestellten Drosselklappenventils in verschie- | denen Zusammenbaustufen und |

Fig. 9 eine Teilschnittansicht einer weiteren Anordnung I

fs des in der Fig. 1 dargestellten neUerungSfremäßen |

Drosselklappenventils. s

In der Zeichnung ist ein Drosselklappenventil 10 dargestellt,
das ein Gehäuse 12 mit einer Zylinderbohrung 14 aufweist,
welche einen im wesentlichen gerade durch das Gehäuse 12 : hindurchgreifenden Strömungskanal bildet. Die sich gegenüberliegenden Enden des Ventilgehäuses 12 können mit einem | Gewinde ausgestattet sein, wie dies in den Figuren dargestellt isj

• * · C B *

oder zum Anschluß von Rohrleitungen irgendeine andere Befestigungseinrichtung aufweisen.

In der Zylinderbohrung 14 ist ein im wesentlichen kreisförmiger Scheibenkörper 16 auf einer Welle odex einem Schaft 18 drehbar gelagert. Der Scheibenkörper 16 besitzt einen diametral verlaufenden verdickten mittleren Teil 20, der eine LagerhüLsa 22 zur Aufnahme des Schaftes 18 bildet, die an ihren gegenüberliegenden Enden mit zwei ringförmigen, die Lagerhülse umschließenden Rändern 24 versehen ist (siehe Fig.1 und 7). Der Scheibenkörper 16 ist in geeigneter Weise an dem Schaft 18 befestigt, wie z.B. mittels einer Punktschweißung.

Das in dem Drosselklappenventil liegende Ende des Schaftes 18 ist z.B. in einer Aussparung 30 des Ventilgehäuses 12 drehbar gelagert, während das außenliegende Ende des Schaftes 18 durch eine Öffnung 34 hindurchgreift, die koaxial zur Aussparung 30 im Ventilgehäuse 12 angeordnet ist. Am äußeren Ende des Schaftes 18 ist eine geeignete Betätigungseinrichtung, wie z.B. ein Handgriff 42, mittels einer Mutter 44 befestigt, mit welchem sich der Scheibenkörper 16 um die quer verlaufende, von dem Schaft 18 gebildete Drehachse zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung bewegen läßt, wobei die Strömung in der Schließstellung, in welcher sich die Ebene des Scheibenkörpers 16 im wesentlichen in eineri rechten Winkel zur Strömungsrichtung befindet (siehe Fig.3), unterbrochen ist und wobei die Ebene des Scheibenkörpers in der Öffnungsstellung im wesentlichen in der Strömungsrichtung liegt (siehe Fig.l). Die Drehbewegung des Scheibenkörpers 16 in die volle Öffnungsoder Schließstellung wird durch einen an der Außenseite des Ventilgehäuses 12 angeordneten Anschlag 46 begrenzt, indem ein nach innen gebogener Flansch 48, der am Ende des Handgriffes 42 angeordnet ist, gegen diesen Anschlag anläuft.

In der Zylinderbohrung 14 des Ventilgehäuses 12 sind an gegenüberliegenden Stellen in einem die Aussparung 3O und die Öffnung 34 umschließenden Bereich abgeflachte Wandabschnitte 50 angeordnet, zwischen denen sich am Umfang dar Zylinderbohrung verlaufende halbkreisförmige Wandabschnitte 52 erstrecken (siehe Fig.l und 3). Die Abschnitte 50 und 52 der Zylinderboh-· rung 14 dienen als Sitzflächen für den Scheibenkörper, worauf später noch im einzelnen eingegangen wird. Die stirnseitige Fläche jedes Scheibenkörperrandes 24 ist abgeflacht und weist einen kleinen Abstand von dem entsprechenden abgeflachten Wandabschnitt 50 der Zylinderbohrung auf. Die kreisförmigen Teile des Scheibenkörpers 16 besitzen einen Außenradius, der etwas kleiner ist als der Radius der entsprechenden Bohrung des halbkreisförmigen ^andabschnittes 52.

Zur Aufnahme eines Dichtungsringes 54 ist der Scheibenkörper 16 an seinem Rand mit einer ununterbrochenen Aussparung oder Nut ausgestattet, die in gegenüberliegende ringförmig^ Teile 56 einläuft (siehe Fig.7), wobei die Nutenteile 56 in den Rändern 24 liegen und um die Lagerhülse 22 herumgreifen, und ferner weist der Scheibenkörper 16 sich gegenüberliegende halbkreisförmige Teile 58 auf (siehe Fig,7 und 8), die sich zwischen den Rändern 24 erstrecken und die ringförmigen Nutenteile 56 miteinander verbinden. Die halbkreisförmigen Nutenteile 58 besitzen einen schwalbenschwan%förmigen oder in Form eines umgekehrten V ausgebildeten Querschnitt.

Der Dichtungsring 54 ist einstückig ausgebildet und weist Ringabschnitte 60 auf, die in die ringförmigen Nutenteile 56 der Scheibenkörpernut hineinpassen,und halbkreisförmige Abschnitte 62, die sich an die Ringabschnitte anschließen und in die halbkreisförmigen Nutenteile 58 der Scheibenkörpemut

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hineinpassen. Der Dichtungsring 54 ist aus einem relativ elastischen Material hergestellt, der für den Bestimmungszweck des Ventils geeignet ist, wie z.B. aus Naturgummi, synthetischem Gummi, einer Fluor-Kohlenstoffverbindung u.dgl.. Die Ringabschnitte 60 des Dichtungsringes 54 haben einen im wesentlichen elliptischen Querschnitt (siehe Fig.5), und die halbkreisförmigen Abschnitte 62 des Dichtungsringes 54 haben einen im wesentlichen trapezförmigen Querschnitt (siehe Fig.4)

Um einen festen Sitz zwischen den Ringabschnitten 60 des Dichtungsringes 54 und den abgeflachten Bohrungswandabschnitten 50 zu erzielen, greift jeder Ringabschnitt 60 des Dichtungsringes von dem ringförmigen Nutenteil 56 um ein solches Maß nach außen, daß das Spiel zwischen der Außenfläche des Randes 24 und des abgeflachten Wandabschnittes 50 der Bohrung übergriffen wird. Dieser feste Sitz, der an allen Stellen des Scheibenkörpers 16 vorhanden ist, bewirkt, daß die Ringabschnitte 60 des Dichtungsringes 54 radial dichtend gegen den Schaft 18 anliegen (siehe Fig.7). Die Ringabschnitte des Dichtungsringes bewirken daher eine flüssigkeitsdichte Abdichtung des Schaftes in allen Stellungen des Scheibenkörpers 16.

Die halbkreisförmigen Abschnitte 62 des Dichtungsringes 54 erstrecken sich über den äußeren Rand des Scheibenkörpers 16 nach außen und liegen dichtend gegen die entsprechenden halbkreisförmigen Wandabschnitte 52 der Zylinderbohrung 14 an, wenn sich der Scheibenkörper 16 in seiner Schließstellung befindet (siehe Fig.3, 7 und 8). Der schwalLenschwanzfönnige oder in Form eines umgekehrten V ausgebildete Querschnitt der halbkreisförmigen Scheibennutenteile 58 und der trapezförmige Querschnitt der halbkreisförmigen Abschnitte 62 des Dichtungsringes 54 verhindern, daß der Dichtungsring unter dem Einfluß eines schnell fließenden Strömungsmittels während

des Ventilbetriebes verdreht oder aus seinem Sitz in der
Scheibenkörpernut herausgehoben wird.

Eine durch die Schaftabdichtung in die Aussparung 30 eintretende Leckflüssigkeit könnte zu einem Druckaufbau hinter dem innenliegenden Ende des Schaftes 18 führen und den Schaft aus dem Ventilgehäuse 12 herausdrücken. Dieses auftretende Problem kann dadurch beseitigt werden, daß die Aussparung 30 mit der Atmosphäre verbunden wird, indem die Aussparung 30 z.B. ganz durch das Ventilgehäuse hindurchgreift oder indem eine kleine Entlastungsbohrung (nicht dargestellt) vorgesehen wird, die
die Aussparung 30 mit der Atmosphäre verbindet.

Bei dem in den Fig.l bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Drehmoment, das zum Drehen des Scheibenkörpers 16
zwischen einer voll geöffneten Stellung und einer nahezu geschlossenen Stellung erforderlich ist, durch die Oberflächenberührung und die Stärke der Anpreßkraft zwischen den Ringabschnitten 60 des Dichtungsringes 54 und den abgeflachten Wandabschnitten 50 der Zylinderführung 14 bestimmt. Dieses Drehmoment kann ziemlich klein sein, insbesondere wenn der Dichtungsring 54 aus einem Werkstoff hergestellt ist, der einen
relativ niedrigen Reibungskoeffizienten hat. In einigen Anwendungsfällen kann ein kleines Drehmoment erwünscht sein, insbesondere wenn das Ventil von Hand eingestellt wird und ausschließlich zum Unterbrechen des Strömungsmittelstromes verwendet wird. In anderen Anwendungsfällen, in denen das Ventil z.B. dazu benutzt wird, den Strömungsmittel strom zu drosseln, und wenn sich der Scheibenkörper in einer Mittelstellung befindet, kann es jedoch vorkommen, daß die von den Ringabschnitten des Dichtungsringes erzeugten Reibungskräfte nicht ausreichen, eine durch die Kräfte des Strömungsmittels hervorgerufene Drehimg des Scheibenkörpers zu verhindern.

Uif dieses Problem zu beseitigen, kann eine Einrichtung vorgesehen sein, mit welcher der Drehwiderstand des Schaftes wahl-'; weise veränderbar ist. Obwohl viele Möglichkeiten, denkbar

sind, ist ein Ausführungsbe.isplel in der Fig.9 dargestellt, i bei welchem das Ventilgehäuse 12 mit einer Ringnut 59 aus-

; gestattet ist, die koaxial zu der den Schaft aufnehmenden öffnung 34 angeordnet ist und eine Dichtungspackung 61 aufnimmt. \ Die Dichtungspackung 61 wird mittels einer in die Ringnut

eingeschraubten Stopfbüchsenmutter 63 gegen die Außenfläche £ des Schaftes 18 gepreßt. Die Reibkraft, die mittels der Dich-

I tungspackung 61 auf den Schaft 18 ausgeübt wird, wird durch

§ ein Anziehen der Stopfbüchsenmutter 6 3 verstärkt oder durch

I ein Lösen der Stopfbüchsenmutter 63 verringert. Die Dichtungs-

'■■ packung 61 kann aus einem Werkstoff bestehen, der üblicherwei-

^; se für Stopfbüchsen von Ventilen verwendet wird, vorausgesetzt,

I daß dieser Werkstoff einen hohen Reibungskoeffizienten be-

I sitzt, damit auf den Schaft 18 eine relativ hohe Reibkraft

I ausgeübt werden kann. Zum Beispiel kann die Dichtungspackung

-?' aus einem geflochtenen Asbest bestehen, der mit einem Werk-

I stoff mit einem relativ hohen Reibungskoeffizienten durchsetzt

I ist. Die Dichtungspackung wirkt daher nicht nur als Einrich-

% tung, mit welcher auf den Schaft 18 eine Reibkraft ausgeübt

I wird, sondern als zusätzliche Schaftabdichtung.

1 Um die Herstellungskosten und die Einbaukosten niedrig zu hal-

1 ten und um den Strömungswiderstand, der durch den Scheibenkörper 16 hervorgerufen wird, auf einem Minimum zu halten, ist der Scheibenkörper 16 aus zwei getrennten Hälften 64 hergestellt (siehe Fig.l). Die Scheibenkörperhälften 64 sind spiegelbildlich angeordnet und vorzugsweise identisch ausgebildet, wobei jede Scheibenkörperhälfte einen halbzylinderförmig ausgebildeten Mittelteil 66 und einen Randflansch 68 aufweist.

so daß bei einem Gegeneinanderlegen der beiden Scheibenkörperhälften die Lagerhülse 22 und die Nutenteile 56 bzw. 58 gebildet werden.

Bei der vorbeschriebenen Ausführung können die Scheibenkörperhälften 64 in einfacher Weise und wirtschaftlich aus einem preiswerten, relativ starren, dünnen Plattenmaterial hergestellt werden, das z.B. aus Metall, Kunststoff ο.dgl. besteht. Obwohl auch andere Werkstoffe und Herstellungsmethoden benutzt werden können, bestehen die Scheibenkörperhälften 64 vorzugsweise aus einem dünnen Blech (z.B. 0,8 mm = 1/^2 inch Stärke) aus rostfreiem Stahl (z.B. Serien-Nr. 7000) und sind in einem herkömmlichen MetallstanzVorgang hergestellt.

Der Scheibenkörper 16 und der Dichtungsring 54 können entweder außerhalb oder innerhalb des Ventilkörpers 12 zusammengesetzt werden. Im ersten Fall werden die Scheibenkörperhälften 64 zuerst aneinander befestigt, wobei sie mit den Scheibenflächenseiten gegeneinander liegen un-t der Dichtungsring 54 zwischen den Randflanschen 63 aufgenommen wird. Nachdem die aus dem Scheibenkörper und dem Dichtungsring zusammengesetzte Baueinheit in die Zylinderbohrung 14 des Ventilgehäuses 12 eingesetzt ist, so daß die Ränder 24 und die Dichtungsringabschnitte 60 der entsprechenden Aussparung 30 und der öffnung 34 axial gegenüberliegen, werden der Schaft 18 eingesetzt, der Scheibenkörper 16 an dem Schaft 18 befestigt und die verbleibenden Maßnahmen zum Zusammenbau des Drosselklappenventils in an sich bekannter Weise ausgeführt»

In den Fig.6 bis 8 ist beispielsweise gezeigt, wie das Drosselklappenventil 10 im zweiten vorgenannten Fall zusammengebaut werden kann. Zunächst wird der Dichtungsring 54 in die Zylinderbohrung 14 des Ventilgehäuses 12 eingesetzt, was z.B.

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mittels einer nicht dargestellten geeigneten Haltevorrichtung derart geschehen kann, daß die Ringabschnitte 6O koaxial mit der Aussparung 30 und der Öffnung 34 fluchten und sich die halbkreisförmigen Abschnitte 62 in einer der Schließstellung des Scheibenkörpers 16 entsprechenden Lage befinden (siehe Fig.6). Anschließend wird der Schaft 18 durch die Öffnung 34 eingeführt und durch die Löcher der beiden Ringabschnitte 60 des Dichtungsringes hindurchgesteckt, bis das innenliegende Ende des Schaftes 18 in die Aussparung 30 eingreift. Dann werden die beiden Schaibenkörperhälften 64 eingebaut.

Zum Halten der Scheibenkörperhälften 64 kann eine geeignete Einrichtung verwendet werden, so daß die Scheibenkörperhälften 64 durch die gegenüberliegenden Enden der Zylinderbohrung 14 eingeführt und gegeneinandergesetzt werden können. In der Fig.7 ist ein Ausführungsbeispiel für eine entsprechende Einrichtung dargestellt, die aus zwei Haltern 70 und 72 besteht, wobei jeder Halter ein hohles Spannteil 74 aufweist, das am äußeren Ende eine Scheibenkörperhälfte 64 trägt, sowie einen mit einer zentralen Bohrung versehenen Klemmarm 76. Die von den Haltern 70 und 72 aufgenommenen Scheibenkörperhälften 64 werden in die Zylinderbohrung 14 des Ventilgehäuses 12 eingesetzt, wobei die halbzylindrischen Mittelteile 66 an gegenüberliegender? Seiten des Schaftes 18 zu liegen kommen und die Flansche 68 beidseitig gegen den Dichtungsring 54 anliegen.

Die Halter 70 und 72 sind in den Fig.7 und 8 in einer horizontalen Lage dargestellt, und in einem solchen Fall dient z.B. ein Magnet o.dgl. dazu, die Scheibenkörperhälften 64 vorübergehend am Süßeren Ende der Spannteile 74 festzuhalten. In der Praxis lassen sich die Scheibenkörperhälften besser einsetzen, wenn die Halter während der Montage eine senkrechte Lage ein-

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nehmen. Wenn die Halter eine solche Lage einnehmen, dann wird das Ventilgehäuse auf das Spannteil eines ersten Halters, der eine der beiden Scheibenkörperhälften trägt, aufgesetzt, um 180° geschwenkt, während der erste Halter festgehalten wird, und wird dann auf dem Spannteil eines zweiten Halters nach unten bewegt, der die andere Scheibenkorperhäifte trägt ^

Nach dem Einsetzen der Scheibenkörperhälften werden öle Halter 70 und 72 zusammengespannt, was z.B. dadurch geschehen kann, daß mehrere Schrauben 78 (von denen eine dargestellt ist) die Kleramarrne 76 zusammenziehen. Die auf die Scheibenkörperhälften 64 ausgeübt ,n Klemnikräfte bewegen die halbzylinderförmigen Teile 66 gegen den Schaft 18 und bewirken, daß die Randflansche 68 sowohl die Ringabschnitte 60 als auch die halbkreisförmigen Abschnitte 62 des Dichtungsringes 54 zusammendrücken.

Die halbzylinderförmigen Teile 66 der Scheibenkörperhälften 64 werden dann in geeigneter Weise an dem Schaft 3.8 befestigt. Obwohl andere Verfahren durchgeführt werden können, ist ein bevorzugtes Befestigungsverfahreri in der Zeichnung dargestellt, wobei zwei gegenüberliegend angeordnete Schweißelektroden 80 einer herkömmlichen nicht dargestellten Punktscnweiß-maschine durch die Öffnungen der Halter 70 und 72 eingeführt und gegen die Außenfläche der halbzylinderförmigen Teile 66 angelegt werden. Die Schweißmaschine wird dann eingeschaltet und schweißt jede Scheibenkörperhalfte 64 an einer oder mehreren Stellen am Schaft 18 mittels Punktschweißungen fest.

Es können natürlich auch andere Befestigungseinrichtungen, wie z.B. Nieten, Schrauben, Stifte u.dgl.,zur Befestigung des Scheibenkörpers an dem Schaft verwendet werden. Wenn der Scheibenkörper aus Kunststoff besteht, dann kann er an einem

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Metallschaft festgeklebt werden, wobei der Kleber ζ ,B. von einem für diesen Zweck geeigneten Werkstoff der Epoxygruppe gebildet sein kann. Wenn sowohl die Scheibenkörperhälften

als auch der Schaft aus einem thermoplastischen Material hergestellt sind, dann kann dar Scheibenkörper an dem Schaft mittels eines geeigneten thermoplastischen Schweißverfahrens

j festgeschweißt werden.

Wenn ein Scheibenkörper bei sehr hohen Drücken ein<j3setzt v;erden soll, dann wird er vorzugsweise dadurch versteift, daß die Scheibenkörperhälften nicht nur mit dem Schaft, sondern auch gegeneinander punktverschweißt werden. Dadurch kann das Ventil bei Bet]
eingesetzt werden.

das Ventil bei Betriebsdrücken bis zu 49,2 kp/cra (7OO psi)

Die KleiTjnnuten der dünnen Scheiben, die zur Herstellung des Scheibenkörpers verwendet werden, sind von den gegenüberliegenden Flächen des Scheibenkörpers weggerichtet. Dadurch wird es ermöglicht, die Abniessungen des Dichturgsringes kleinzuhalten, so daß das Strömungsmittel nicht in der Lage ist, den Dichtungsring zwischen den Scheibenkörperhälften herauszudrücken.

Aus der vorstehenden ausführlichen Beschreibung ist zu entnehmen, daß das erfindungsgemäße D'.osselklappenventil viele bemerkenswerte Vorteile aufweist. Der Scheibenkörper besteht aus zwei Hälften, die identisch ausgebildet sein können und aus einem relativ dünnen Material hergestellt werden können. Die relativ geringe Gesamtstärke des Scheibenkörpers bewirkt nur eine geringfügige Verkleinerung des Strömungsquerschnittes, so daß das erfindungsgemäße Drosselklappenventil vorteilhaft in Strömungssystemen mit kleinen Leitungsdurchmessern eingesetzt werden kann, z.B. mit Le it ungs durchmess em

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von 12,7 bis 50,8 nun (1/2 bis 2 inch). Anstelle von teuren Bearbeitungen oder Gießvorgängen können die Scheibenkörperhälften mittels herkömmlicher Formverfahren hergestellt werden, so daß die Gesamtherstellungs- und Zusammenbaukosten des Drosselklappenventils verringert werden- Der Dichtungsring muß zum Einsetzen in die Scheibenkörpernut nicht aufgeweitet werden, so daß er aus ein-sra Dichtungsmaterial hergestellt werden kann, das gewöhnlich durch eine Aufweitunc bleibend verformt wird. Bsr Dichtungsring ist derart arretiert, daß er von einem sehr schnell strömenden Strömungsmittel nicht aus seiner Verankerung herausgerissen werden kann. Darüberhinaus kann der Scheibenkörper sowohl außerhalb als auch innerhalb der Zylinderbohrung des Ventilkörpers bequem zusammengesetzt werden.

Claims

PATENTANWÄLTE: " " A. GRÜNECKER

H. KINKELOEY

W. STOCKMAIR K. SCHUMANN _ . , τ-, . . . P. H. JAKOB

Deutsches Patentamt . „.«

Zweibrückenstr. 12 ^G

München 2

Prüf stelle für Klasse F16K β München 22

MAXIMIUANSTRASSe 43

- 25/al

6.JuIi 1978

Aktenzeichen: G 74- 31 74-9.ο
Anmelder: Milwaukee Valve Co., Inc., Milwaukee, Wipoonsin

Neue Scämtxansprüche

Ί. Drosselklappenventil, bestehend aus einem Ventilgehäuse mit einem zylindrischen Strömungsdurchgang, mit einem in dem Ventilgehäuse drehbar gelagerten, den Strömungsdurchgang quer durchgreifenden Schaft, mit einem im wesentlichen kreisförmigen Scheibenkörper, der auf seinem äußeren Sand einen elastischen Dichtungsring trägt und mit dem Schaft zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung verschwenkbar ist, wobei der Dichtungsring in der Schließstellung dichtend gegen die Wandung des Strömungsdurchgangs anliegt und die Strömung unterbricht, und wobei der Scheibenkörper aus einem Paar relativ dünner, kreisförmiger Scheibenkörperhälften besteht, die mit ihrf,n Innenflächen gegeneinanderweisen ·. und den Dichtungsring zwischen sich einschließen ., derart, daß er über den Scheibenrand vorsteht, dadurch gekennzeichnet, daß jede Scheibenkörperhälfte (64-) einen sich diametral· erstreckenden halbzylinderförmigen Nutenteil (66) bildet, der zusammen mit e5.nem entsprechenden halbzylinderförmigen Nutenteil

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<οββ) oa pe ea ; · ₍ TCLexoe;aee»o ,, > tilisrammb monapat ; tsumopibrbr

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der anderen Scheibenkörperhälfte (64) eine Lagerhülse (22) für den Schaft (18) "bildet, daß jede Scheibenkörperhälfte einen Handflansch (68) aufweist, der gegenüber der Innenfläche zurücktritt und mit einem entsprechenden Randflansch der anderen, spiegelbildlichen Scherbenkörperhälfte eine umlaufende Nut (56,58) für den Dichtungsring bildet, und: daß die Scheibenkörperhälften (64) mit ihren Innenflächen unmittelbar an?einanderliegend am Schaft (18) und/oder aneinander befestigt sind und mit dem Randflanschen den Dichtungsring formschlüssig und unter Vorspannung unverdrehbar und unverlierbar in der Nut verankern.

2. Drosselklappenventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die halbzylinderförmigen Nutenteile (66) an gegenüberliegenden Seiten des Schaftes (18) festgeschweißt sind.

3- Drosselklappenventil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsdurchgang (14) im Durchgangsbereich des Schaftes ("18) diametral gegenüberliegende, abgeflachte Wandabschnitte (5o) sowie sich gegenüberliegende, halbkreisförmige Wandabschnitte (52) aufweist, die die abgeflachten Wandabschnitte (5o) verbinden, daß die Nut an beiden Enden der Lagerbüchse (22) je einen Ringabschnitt (56) bildet, der über halbkreisförmige Abschnitte (58) mit dem anderen Ringabschnitt verbunden ist, und daß der Dichtungsring (5^) ein Paar Ringkörper (6o) aufweist, die mit Hilfe der Randflansche auf die abgeflachten Wandabschnitte (5o) preßbar sind und über ein Paar halbkreisförmige Bogenabschnitte (62) miteinander einstückig verbunden sind, die in der Schließsteilung mit Ililfe der Randflansthe gegen die halbkreisförmigen Abschnitte (5>8) andrückbar sind.

4. Drosselklappenventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Handflanschen (68) im Bereich der kreisförmigen Ab-

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schnitte (58) mit radial nach außen abnehmender Nutbreite konvergieren, und daß die halbkreisförmigen Bogenabschnitte (62) des Dichtungsringes (5*0 einen im wesentlichen trapezförmigen Querschnitt aufweisen und mit einem schmalen Kamm über die Ränder der Nut vorstehen.

5. Drosselklappenventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß den Schaft (18) außerhalb des Ventilgehäuses (10) eine in der auf den Schaft ausgeübten Drehhemmung verstellbare Stopfbüchseneinrichtung (61, 63) aus einem Material mit hohem Reibungskoeffizienten umgreift.

6. Drosselklappenventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5> dadurch gekennzeichnet , daß ,jede Scheibenkörperhälfte (64) aus einem dünnen Blech aus rostfreiem Stahl besteht.

7. Drosselklappenventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch preßgeformte Scheibenkörperhälften (64).