DE2425879C2 - Klappenventil - Google Patents

Description

vorgesehen ist und weil die beim Öffnen entstehende Federauslenkung in einer zur Stirnfläche im wesentlichen parallelen Ebene erfolgt. Die Feder luslenkung hat somit auf besagte Bauhöhe keinen Einfluß mehr.

In den Unteranspriichen sind besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung angegeben.

Eine wesentliche weitere Verbesserung bietet der Anspruch 2. Durch die dort gekennzeichnete Ausbildung der i-eder nimmt die Kraft der Feder statt zu, beim Öffnen des Ventils über einen weiten Einfederbereich selbst ab, was die Erzielung einer beim Ventilöffnen abnehmenden Federwirkung am Verschlußteil weiter erheblich erkichtert bzw. die Wirkung verstärkt.

Der Anspruch 3 ermöglicht eine weitere Verringerung der Federnbauhöhe; denn durch die Verwendung zweier nebeneinanderliegender Schenkelfedern kann die einzelne Schenkelfeder entsprechend schwächer dimensioniert werden und folglich noch flacher bauen.

Die Ansprüche 4 bis 6 beinhalten vorteilhafte Ausgestaltungen der Federwiderlager. Die Schenkelfedern sind dabei mit geringen Mitteln gegen ein Herausschwenken aus ihrer zum Verschlußteil parallelen Einbaulage gesichert.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 eine Rückschlagklappe in Schließstellung und im Schnitt,

F i g. 2 die Rückschlagklappe aus F i g. 1 in Draufsicht und

F i g. 3 die Rückschlagklappe aus F i g. 1 in Offenstellung.

Ein scheibenförmiges Ventilgehäuse 1 ist mit einem zur Austrittsseile hin abgesetzt erweiterten Durchgangskanal 2 versehen. Die Stirnfläche des Kanalabsatzcs dient dabei in ihrem Innenrandbereich als Ventilsitz 3 für ein planenförmiges Verschlußteil 4. Letzteres ist mittels einer Buchse 5 auf einer Achse 6 schwenkbeweglich gelagert, die ihrerseits in zwei am Ventilgehäuse 1 befestigten Lagerböcken 7 gehalten ist.

Zur Schließbelastung des Verschlußteiles 4 sind über deren dem Ventilsitz 3 abgekehrten Stirnfläche 8 zwei Schenkelfedern 9, 10 vorgesehen. Diese sind spiegelbildlich nebeneinander angeordnet und weisen mehrere zu der Stirnfläche 8 im wesentlichen parallelliegende Windungen 11 auf. Die Windungsenden einer jeden Feder sind dabei zu Schenkeln 12, 13 ausgebildet, welche zur Stirnfläche 8 ebenfalls weilgehend parallel, zueinander jedoch entgegengesetzt verlaufen.

Als gehäuseseitige Widerlager für die Schenkelfedern 9, 10 weisen die Lagerböcke 7 Haltearme 14 auf, die mit zur Schwenkachse 6 parallel verlaufenden Durchgangsbohrungen 15 versehen sind. Überdies sind diese Durchgangsbohrungen, vom Ventilsitz 3 aus betrachtet, mit Abstand hinter der Drehachsenmitte und auch gegen letztere seitlich zum Vcrschlußieil 4 hin versetzt angeordnet. Zur Halterung am Widerlager weisen die Federschenkel 12 an ihren freien Enden Abwinkelungen 16 auf, welche die Durchgangsbohrungen 15 axial durchsetzen. Die aus den Bohrungen frei herausragenden Endabschnitte der Abwinklungen sind dabei ihrerseits zu Sicherungsnasen 17 radial abgebogen, die ein Herausgleiten der Federenden aus den Durchgangsbohrungen 15 während des Betriebes verhindern. Die Durchgangsbohrungen 15 und die Sicherungsnasen 17 sind dabei jedoch so aufeinander abgestimmt, daß die Abwinklungen 16 einschließlich der Nasen 17 für die Montage durch die Durchgangsbohrungen hindurchgeführt werden können. Auch die nötige Schwenkbeweglichkeit der Federschenkel 12 parallel zur Stirnfläche 8 ist gegeben.

Als verschlußteilseitige Federwiderlager dienen Stifte 18. die senkrecht aus der Verschlußteil-Stirnfläche 8 herausragen und an ihrem freien Ende eine Traverse 19 tragen. Diese ist mittels einer zwischen den beiden Stif- !sn 18 angeordneten Schraube 20 fest mit dem Verschlußteil 4 verbunden. Im übrigen weisen die Schenkel 13 der Schenkelfedern 9, 10 an ihrem freien Ende jeweils eine Befestigungsöse 21 auf, mit welcher sie den zugehörigen Stift 18 umfassen. Dadurch sind die Schenkelfedern 9, 10 unverlierbar mit dem Verschlußteif 4 verbunden. Auch ist die erforderliche Schwenkbewegung der Hebelarme 13 parallel zur Stirnfläche 8 gegeben, und zudem sind die Schenkelfedern 9, 10 verschlußteil- und gehäuseseitig gegen ein Herausschwenken aus ihrer zur Stirnfläche 8 parallelen Stellung gcsi chert.

Zudem sind die Schenkelfedern 9, 10 mit Vorspannung zwischen ihren Widerlagern 14, 18 eingespannt. Die Ausbildung der Schenkelfedern erfolgt dabei so, daß im entspannten Federzustand, also vor dem Einbau in das Ventil, die ideelle Verbindungsgerade 22 zwischen der Abstützstelle 23 des Schenkels 12 und der Windungsachse 24 zu der ideellen Verbindungsgeraden 25 zwischen der Abstützstelle 26 des Schenkels 13 und der Windungsachse 24 in einem Winkel /x von über ISO" steht. Zum Einbau werden dann die Schenkelfedern 9, 10 soweit vorgespannt, bis die ideellen Verbindungsgeraden 22, 25 über die gestreckte Stellung hinweg in einen Winkel λ von weniger als 180° herumgeschwenkt sind, wie aus F i g. 2 ersichtlich.

Während sich bei den Schenkelfedern 9, 10 die in Längsrichtung, also in Richtung der Verbindungsgeraden 22, 25 wirksame Federkraft bei einer Längskompression der Federn, wie sie z. B. beim Aufschwenken des Verschlußteiles 4 entsteht, erhöht, wenn die Verbindungsgeraden 22, 25 bei entspannten Federn in einem Winkel λ von weniger als 180° zueinander stehen, wurde durch das vorgenannte spezielle Vorspannen der Schenkelfedern 9, 10 erreicht, daß die Federkraft bei Längskompression der Federn nunmehr über einen großen Federwegbereich abnimmt.

Beim Aufschwenken des Verschlußteiles 4 verkürzt sich überdies aber auch die wirksame Länge des Hebelarmes zwischen der Achse 6 und der Abstützstelle 23, über den die Schenkelfedern 9, 10 auf das Verschlußteil 4 einwirken. Diese Verkürzung der wirksamen Hebelarmlänge und die sich wirkungsmäßig dazu addierende eventuelle Abnahme der Federkraft selbst führen zu einer mit der Öffnungsbewegung des Verschlußteiles 4 einhergehenden Abnahme der von der Feder auf das Verschlußteil 4 ausgeübten Schließwirkung, wie sie insbesondere bei Rückschlagklappen angestrebt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Klappenventil, insbesondere Rückschlagklappe, mit einem Ventilgehäuse nebst Ventilsitz, einem mit letzterem zusammenwirkenden plattenförmigen Verschlußteil, das auf einer im Ventilgehäuse vorgesehenen Achse schwenkbeweglich gelagert ist, und mit einer sich über der ventilsitzabgekehrten Stirnfläche des Verschlußteües mit ihrer Längsachse im wesentlichen quer zur Schwenkrichtung des Verschlußteiles erstreckenden Schließfeder, welche mit einem Ende am Ventilgehäuse und mit dem anderen Ende am Verschlußteil axial eingespannt gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließfeder zu einer Schenkelieder (9 bzw. 10) mit einer oder mehreren, die Federschenkel (12,13) verbindenden Windungen (II) ausgebildet ist, die zur ventilsitzabgekehrten Stirnfläche (8) des Verschlußteiles (4) im wesentlichen parallel verlaufend angeordnet sind.

2. Klappenventil nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine derartige Ausbildung der Schenkelfeder (9,10), daß die ideelle Verbindungsgerade (25) zwischen der Windungsachse (24) der Feder und der Angriffsstelle (26) der Feder am Verschlußteil (4) zu der ideellen Verbindungsgeraden (22) zwischen der Windungsachse (24) und dem Angriffspunkt (23) am Ventilgehäuse (1) bei völlig entspannter Feder in einem Winkel (λ) von über 180° zueinander stehen, wobei in Einbaulage der Schenkelfeder (9, 10) die Verbindungsgeraden (22, 25) durch Vorspannen der Feder über die gestreckte Stellung der Geraden hinweg in einen Winkel (α) von weniger als 180° herumgeschwenkt sind.

3. Klappenventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Schenkelfedern (9, 10) in spiegelbildlicher Anordnung nebeneinander vorgesehen sind.

4. Klappenventil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das gehäuseseitige Widerlager für die Schenkelfedern (9, 10) aus zwei mit dem Ventilgehäuse (1) verbundenen Haltearmen (14) besteht, die mit parallel zur Schwenkachse (6) des Verschlußteiles (4) verlaufenden Durchgangsbohrungen (15) versehen sind, wobei die gehäuseseitigen Federschenkel (12) an ihren freien Enden Abwinklungen (16) aufweisen, welche je eine Durchgangsbohrung (15) axial durchsetzen und an ihren aus den Durchgangsbohrungen frei herausragenden Endabschnitten ihrerseits zu Sicherungsnasen (17) radial abgebogen sind.

5. Klappenventil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das am Verschlußteil (4) vorgesehene Federwiderlager aus zwei senkrecht zur Stirnfläche (8) des Verschlußteües (4) angeordneten Haltestiften (18) besteht, wobei die Federn (9, 10) an ihren verschlußseitigen Schenkelenden mit je einer den zugehörigen Haltestift (18) schwenkbeweglich umfassenden Befestigungsöse (21) versehen sind.

6. Klappenventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltestifte (18) an ihrem verschlußteilfernen Ende mit einem die Befestigungsösen (21) gegen ein Heruntergleiten vom Stift (18) sichernden Kopfstück (19) versehen sind.

Bei Klappenventilen, zumal bei Rückschlagklappen wird angestrebt, daß die auf das Verschlußteil ausgeübte Schließwirkung der Ventilfeder über den Öffnungshub des Verschlußteües nur wenig ansteigt bzw. sogar abnimmt. Hierdurch sollen z. B. bei Rückschlagklappen instabile Teiloffenstellungen vermieden und statt dessen ein volles Öffnen erzielt werden.

Dem Bestreben nach der vorgenannten Schließwirkung der Ventilfeder kommen die Klappenventile der im Oberbegriff des Hauptanspruches spezifizierten Art entgegen. Dort wirkt die Ventilfeder im wesentlichen senkrecht zur Schwenkrichtung des Verschlußteiles auf letzteres ein. Hierzu stützt sich die Feder, vom Ventilsitz aus betrachtet, mit Abstand hinter der Drehachse am Ventilgehäuse ab und erzeugt über den so gebildeten Hebelarm ein im Schließsinn am Verschlußteil angreifendes Drehmoment. Sofern der gehäuseseitige Abstützpunkt der Feder vom Ventilsitz aus betrachtet überdies gegen die Drehachsenmitte seitlich zum Verschlußteil hin versetzt angeordnet ist, nimmt die für die Erzeugung des Schließmomentes wirksame Länge des vorgenannten Hebelarmes über den Schwenkhub des Verschlußteües ab. Eine mit dem Schwenken einhergehende Zunahme der tatsächlichen Federkraft kann dadurch gegebenenfalls bezüglich ihrer Auswirkung auf das Verschlußteil kompensiert und eventuell sogar eine Verminderung der Schließwirkung erzielt werden.

Bei einer bekannten Ausführung der genannten Ventile (GB-PS 8 11237) findet als Federelement eine Blattfeder Verwendung, die senkrecht zur Verschlußteil-Stirnfläche durchgewölbt ist. Dort hat sich nun gezeigt, daß das gewünschte Gleichbleiben bzw. Abnehmen der am Verschlußteil wirksamen Federkraft infolge der relativ hohen Steifigkeit der im Knicksinn belasteten Blattfeder nicht erzielt werden konnte. Hinsichtlich der konstruktiven Ausführung des Klappenventils bereitet es vielmehr erhebliche Schwierigkeiten, die Drehachse des Verschlußteües und die Federhalterung derart zueinander anzuordnen, daß der beim Öffnen des Ventils auftretende starke Federkraftanstieg in seiner Auswirkung auf das Verschlußteil kompensiert wird. Ein weiterer Nachteil entsteht aus der sich über die Stirnfläche des Verschlußteües erhebenden Wölbung der Blattfeder. Dies erfordert das Vorsehen eines entsprechend großen Aufnehmeraumes, in den die Blattfeder beim Aufschwenken des Verschlußteües hineindringen kann, um nicht durch die Gehäusewandung eine vorzeitige Hubbegrenzung zu erfahren. Bei alledem verstärkt sich überdies die Wölbung der Blattfeder auch noch beim öffnen des Ventils.

Der im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches angegebenen Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Ventile der genannten Art dahingehend zu verbessern, daß ein mit dem Öffnen des Ventils einhergehendes nur noch schwaches Ansteigen bzw. Abnehmen der Federwirkung am Verschlußteil erzielbar und zudem eine flache Bauweise der Schließfeder gegeben ist.

Die erfindungsgemäß zur Anwendung kommende Schenkelfeder weist im Verhältnis zur Blattfeder eine nur geringe Steifigkeit auf, so daß eine beim öffnen des Ventils gegebenenfalls entstehende Zunahme der tatsächlichen Federkraft entsprechend gering ausfällt. Hierdurch ist die praktische Realisierung der gewünschten Federwirkung am Verschlußteil sehr wesentlich erleichtert. Zuderii erfordert die vorgeschlagene Feder nur wenig Bauhöhe über der Stirnfläche des Verschlußteües, da sie in bezug auf diese flach liegend