AT393007B

AT393007B - Steuerscheibenventil

Info

Publication number: AT393007B
Application number: AT2339/87A
Authority: AT
Inventors: Hermann Kress
Original assignee: Hansa Metallwerke Ag
Priority date: 1986-10-02
Filing date: 1987-09-16
Publication date: 1991-07-25
Also published as: FR2604767B1; FI83815B; FI874318A7; ES2010521A6; FI83815C; FI874318A0; ATA233987A; DE3633483A1; IT1222782B; CH673514A5; IT8722083A0; DE3633483C2; SE464427B; FR2604767A1; SE8703690D0; SE8703690L

Description

AT 393 007 B

Die Erfindung betrifft ein Steuerscheibenventil, insbesondere für den Sanitäibereich, mit einem Gehäuse, mit einer ersten feststehenden Steuerscheibe, die mindestens eine Einlaßöffnung für die zu steuernde Flüssigkeit aufweist, mit einer zweiten Steuerscheibe, die gegenüber der ersten Steuerscheibe linear verschiebbar ist und mindestens eine Regelausnehmung aufweist, die mit der oder den Einlaßöffnung(en) der feststehenden S Steuerscheibe zusammenwirkt, mit einem Stellschaft, der durch einen Schwenkzapfen verschwenkbar gelagert ist und an seinem inneren Ende einen Mitnahmekopf aufweist, der in eine Mitnahmeöffnung an der Oberseite der beweglichen Steuerscheibe eingreift.

Ein derartiges Steuerscheibenventil ist aus der DE-OS IS SO 060 bekannt Hier sind die einander gegenüberliegenden, parallel zur Achse des Schwenkzapfens verlaufenden Flächen des Mitnahmekopfes ballig 10 ausgeführt, damit sie bei der Schwenkbewegung des Stellschaftes an den entsprechenden Flächen der Mitnahmeöffnung der beweglichen Steuerscheibe äbrollen können. Diese Ausgestaltung hat zur Folge, daß zwischen dem Mitnahmekopf und der Mitnahmeöffnung nur eine linienhafte Berührung stattfindet, daß also die Kontaktfläche, über welche die zur Verschiebung und/oder Verdrehung der beweglichen Steuerscheibe erforderlichen Kräfte übertragen werden, außerordentlich gering sind. Dies führt zu einem starken lokalen IS Verschleiß am Mitnahmekopf und/oder der Mitnahmeöffnung, die sich nach einer gewissen Betriebszeit des Ventils als unangenehmes Spiel äußert. Eine genaue Einstellung des Steuerscheibenventils ist dann erschwert.

Es sind verschiedene Versuche bekannt, hohe lokale Beanspruchungen der beweglichen Steuerscheibe bei der Einleitung der Kräfte zu vermeiden.

So erfolgt bei einem in der DE-OS 32 02 392 offenbarten Steuerscheibenventil die Krafteinleitung durch zwei 20 in Abstand voneinander befindliche Mitnahmefinger, also gabelartig. Hiedurch weiden zwar die Hebelarme für die Einleitung der Drehkräfte günstiger als beim Gegenstand der DE-OS IS 50 060; erneut wirken aber die Lineaibewegungskiäfte nur linienhaft mit den Mitnahmeöffnungen der beweglichen Steuerscheibe zusammen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Steuerscheibenventil der einleitend angegebenen Art so auszugestalten, daß die Übertragung der Kräfte vom Mitnahmekopf des Stellschaftes auf die Mitnahmeöffnung der 25 beweglichen Steuerscheibe immer über eine große Kontaktfläche erfolgt, u. zw. sowohl bei der Linear- als auch bei der Drehbewegung.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Mitnahmekopf des Stellschaftes zwei ebene Flächen aufweist, die parallel zur Achse des Schwenkzapfens verlaufen und flächig an parallelen ebenen Flächen der Mitnahmeöffnung anliegen, wobei entweder die ebenen Flächen des Mitnahmekopfes oder die ebenen Flächen 30 der Mitnahmeöffnung um eine Achse verschwenkbar sind, die parallel zur Achse des Schwenkzapfens verläuft

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung rollen also die zusammenwirkenden Flächen von Mitnahmekopf und Mitnahmeöffnung nicht mehr linienhaft aneinander ab. Vielmehr bleiben sie flächig aneinander liegen, wobei eine Schwenkbewegung des Stellschaftes ausschließlich ein größeres oder weniger großes Eintauchen des Mitnahmekopfes in die Mitnahmeöffnung bewirkt Die Verschwenkbarkeit von mindestens einem Paar der 35 ebenen Flächen, die zwischen Mitnahmekopf und Mitnahmeöffnung Zusammenwirken, gibt den notwendigen Freiheitsgrad, der bei einem verschwenkbaren Stellschaft und in einer Ebene linear verschobener beweglicher Steuerscheibe erforderlich ist

Im einfachsten Falle ist der Stellschaft mit dem Mitnahmekopf schamierartig verbunden. Hiefür stehen verschiedene Alternativen zur Verfügung: 40 Beispielsweise kann der Stellschaft an seinem inneren Ende eine Querbohrung aufweisen, von welcher ein zylindrischer Bereich des Mitnahmekopfes verdrehbar aufgenommen ist. In diesem Falle ist diejenige Ausgestaltung besonders vorteilhaft, bei welcher der Mitnahmekopf zwei seitliche Ansätze besitzt, an denen jeweils zwei ebene Flächen ausgebildet sind und die jeweils in eine Mitnahmeöffnung an der Oberseite der beweglichen Steuerscheibe eingreifen. Die beiden Mitnahmeöffnungen sitzen dabei also beidseits des unteren 45 Endes des Stellschafts.

Alternativ kann der Stellschaft durch eine flache Feder mit dem Mitnahmekopf verbunden sein. Wenn die Feder doppelt abgewinkelt ist, können deren Enden besonders gut einerseits im Stellschaft und andererseits im Mitnahmekopf verankert werden.

Die Feder kann in dem auf Biegung beanspruchten Bereich ein Fenster aufweisen. Hierdurch wird ihre 50 Biegsamkeit erhöht.

Eine weitere schamierartige Verbindung sieht so aus, daß der Mitnahmekopf ein am inneren Ende des Stellschaftes befestigtes elastisches Kunststoffteil ist, welches eine als Scharnier wirkende, parallel zur Achse des Schwenkzapfens verlaufende Schmalseite aufweist. Hier gibt es also bei der Schwenkbewegung des Mitnahmekopfes keine aneinander gleitenden Flächen. Die Schmalstelle ersetzt die Feder des oben beschriebenen 55 Ausführungsbeispiels.

Bei der zuletzt genannten Ausgestaltung ist es von Vorteil, wenn der Mitnahmekopf im unteren Ende des Stellschaftes formschlüssig und elastisch eingeschnappt ist.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die untere Kante des Stellschafts als konvexe Teilzylindermantelfläche geformt, die parallel zur Achse des Schwenkzapfens verläuft und in eine komplementäre 60 konkave Teilzylindermantelfläche am Mitnahmekopf eingreift.

In entsprechender Weise sind selbstverständlich auch alle diejenigen Ausgestaltungen der Erfindung möglich, bei denen die der Mitnahmeverbindung dienenden Elemente von Mitnahmekopf und Mitnahmeöffnung ihren Platz -2-

AT 393 007 B getauscht haben. Ein Beispiel hierfür ist diejenige Ausführungsform, bei welch» die Mitnahmeöffhung in einem zylindrischen Teil ausgebildet ist, das in einer Bohrung des Mitnahmeteils verdrehbar einsitzt, die parallel zur Achse des Schwenkzapfens verläuft und sich seitlich zur Oberseite des Mitnahmeteils hin öffnet Bei dieser Ausgestaltung können also die ebenen Flächen des Mitnahmekopfes starr mit dem Stellschaft verbunden sein. Der notwendige Freiheitsgrad ist hier bei den Flächen der Mitnahmeöffnung an der beweglichen Steuerscheibe gegeben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näh» erläutert; es zeigen

Figur 1: einen Schnitt durch ein Steuerscheiben-Mischventil gemäß Linie (I-I) von Figur 2;

Figur 2: einen Schnitt gemäß Linie (Π-Π) von Figur 1;

Figuren 3 bis 5: alternative Ausführungsformen einer schamierartigen Verbindung zwischen Stellschaft und Mitnahmekopf und zwar in Teilfigur b als Schnitt gemäß der in der entsprechenden Teilfigur a gezeigten Linie;

Figur 6: ein Ausführungsbeispiel mit verschwenkbarer Mitnahmeöffnung der beweglich»i Steuerscheibe.

Das in den Figuren 1 und 2 gezeigte Steuerscheiben-Mischventil umfaßt ein Gehäuse (1) mit fest eingesetztem Boden (2), auf dem eine feststehende erste Steuerscheibe (3) ruht Boden (2) und feststehende Steu»scheibe (3) weisen fluchtende Einlaßöffnungen (4) bzw. (5) für Kalt- und Warmwasser (nur eine in der Zeichnung erkennbar) sowie fluchtende Auslaßöffnungen (6) bzw. (7) für austretendes Mischwasser auf (vergl. Figur 2). In die Öffnungen (4), (6) des Bodens (2) sind Dichtungen (8), (9) eingesetzt welche für eine korrekte Überleitung des Wassers zwischen den Öffnungen (5), (7) der feststehenden Steuerscheibe (3) und der Anschlußfläche eines nicht dargestellten, äußeren Armaturengehäuses sorgt, in welchem das Steu»scheiben-Mischventil montiert wird.

Auf der Oberseite der feststehenden Steuerscheibe (3) ist eine zweite Steuerscheibe linear v»schiebbar und um die Gehäuseachse verdrehbar, die insgesamt mit dem Bezugszeichen (10) versehen ist. Sie ist aus einer unteren Keramikscheibe (11) und einem oberen, aus Kunststoff bestehenden Mitnahmeteil (12) zusammengesetzt. Keramikscheibe (11) und Mitnahmeteil (12) begrenzen gemeinsam einen als Regelausnehmung dienenden Umlenkkanal (13), über welchen je nach der Relativstellung der beiden Steuerscheiben (3), (10) Wasser von den Einlaßöffnungen (5) zur Auslaßöffhung (7) der feststehenden Steuerscheibe (3) fließen kann.

Die Oberseite des Mitnahmeteils (12) liegt an der Unterseite eines Führungsteils (14) an, dessen zylindrischer Hals (15) durch eine Öffnung in der Oberseite des Gehäuses (1) ragt Das gesamte Führungsteil (14) ist um die Gehäuseachse verdrehbar.

Ein Stellschaft (16) durchsetzt eine axiale Ausnehmung (17) des Führungsteils (14) und ist in dieser mittels eines Schwenkzapfens (18) gelagert. Die Anordnung ist also so, daß der Stellschaft (12) mit dem Führungsteil (14) um die Gehäuseachse verdrehbar und außerdem um die Achse des Schwenkzapfens (18) verschwenkbarist

Die Umsetzung der Bewegungsarten des Stellschaftes (12) in eine Dreh- und eine Linearbewegung der beweglichen Steuerscheibe (10) geschieht durch eine Mitnahmeverbindung, die nachfolgend näher »läutert wird.

Das untere Ende des Stellschaftes (12) wird von einer Querbohrung (19) durchsetzt, deren Achse parallel zur Achse des Schwenkzapfens (18) verläuft. In der Querbohrung (19) ist ein zylindrischer Mittelbereich (21) eines Mitnahmekopfes (20) verdrehbar eingesetzt. Zwei seitliche Ansätze (22) des Mitnahmekopfes sind jeweils mit gegenüberliegenden, ebenen Flächen (23) versehen. Sie greifen in zwei Mitnahmeöffnungen (24) ein, die zwischen vier Vorsprüngen (25) an der Oberseite des Mitnahmeteils (12) gebildet wird. Die vier Vorsprünge (25) liegen paarweise beidseits des Stellschafts (12). Auch die Mitnahmeöffnungen (24) sind mit jeweils zwei ebenen Flächen (26) versehen, die parallel zur Achse des Schwenkzapfens (18) verlaufen und an denen die ebenen Flächen (23) des Mitnahmekopfes (20) eng anliegen. Der in Figur 2 gezeigte Spalt zwischen den ebenen Flächen (23) des Mitnahmekopfes (20) und den ebenen Flächen (26) der Mitnahmeöffnungen (24) ist zu Erläuterungszwecken übertrieben dargestellt.

Wird nun der Stellschaft (16) um die Achse des Schwenkzapfens (18) verschwenkt, so bewirkt dies eine Linearverschiebung der beweglichen Steuerscheibe (10) aufgrund der Mitnahmeverbindung zwischen dem Mitnahmekopf (20) und den entsprechenden Mitnahmeöffnungen (24). Dabei verdreht sich der Mitnahmekopf (20) innerhalb der Querbohrung (19) des Stellschaftes (16), so daß die ebenen Flächen (23) des Mitnahmekopfes (20) und die ebenen Flächen (26) der Mitnahmeöffnungen (24) in allen Positionen parallel und in enger, gegenseitiger Anlage bleiben.

In den Figuren 3 bis 5 sind alternative schamierartige Verbindungen zwischen einem Stellschaft (116), (216) bzw. (316) und einem Mitnahmekopf (120), (220) bzw. (320) dargestellt. In allen Fällen ist der Mitnahmekopf mit zwei gegenüberliegenden ebenen Flächen (123), (223) bzw. (323) versehen, die parallel zur Achse des Schwenkzapfens verlaufen, an welchem der entsprechende Stellschaft (116), (216) bzw. (316) gelagert ist.

Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 3 erfolgt die Verbindung zwischen Stellschaft (116) und Mitnahmekopf (120) durch eine doppelt abgewinkelte Feder (130), deren Enden im Stellschaft (116) bzw. im Mitnahmekopf (120) verankert sind. Die Feder (130) ist in dem parallel zur Achse des Stellschaftes (116) verlaufenden Bereich mit einem Fenster (131) versehen, welches die Biegsamkeit erhöht. Als Material für die Feder kommen Stahl oder Kunststoff in Frage. -3-

Claims

AT 393 007 B Bei dem in Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht der Mitnahmekopf (220) aus elastischem Kunststoff. Er ist formschlüssig auf das untere Ende des Stellschaftes (216) aufgeschnappt. Eine Schmalstelle (232), die oberhalb der Flächen (223) parallel zu diesen verläuft, dient als elastisches Scharnier. Bei dem in Figur 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die untere, parallel zur Achse des Schwenkzapfens verlaufende Kante des Stellschaftes (316) als konvexe Teilzylindermantelfläche (333) ausgebildet. Der Mitnahmekopf (320) weist eine komplementäre konkave Teilzylindermantelfläche (334) auf und ist mit dieser über die Teilzylindermantelfläche (333) des Stellschaftes (316) entweder von der Seite her geschoben oder elastisch eingerastet. Bei den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen nach den Figuren 1 bis 5 waren die ebenen Flächen am Mitnahmekopf des Stellschaftes um eine Achse parallel zur Achse des Schwenkzapfens verschwenkbar. Die ebenen Flächen der Mitnahmeöffnung(en) dagegen waren starr. Selbstverständlich ist auch eine reziproke Anordnung denkbar. Ein Beispiel hierfür ist in Figur 6 dargestellt. Hier ist der Mitnahmekopf (420) starr und einstückig mit dem Stellschaft (416) verbunden und besitzt die Form einer Verjüngung mit den beiden parallelen, ebenen Flächen (423). Die Mitnahmeöffnung (424) mit ihren ebenen Flächen (426) befindet sich in einem zylindrischen Teil (440). Dies ist in einer Bohrung (441) des Mitnahmeteils (412) verdrehbar, welche parallel zur Achse des Schwenkzapfens verläuft und sich seitlich nach oben öffnet, so daß der Mitnahmekopf (420) des Stellschafts (412) von oben her in die Mitnahmeöffnung (424) eingeführt werden kann. Die oben erläuterten Ausführungsbeispiele betrafen Mischventile, bei denen die bewegliche Steuerscheibe eine kombinierte lineare und rotatorische Bewegung ausführt. Dieselben Konstruktionsprinzipien lassen sich jedoch auch bei solchen Ventilen einsetzen, bei denen die bewegliche Steuerscheibe eine rein lineare Bewegung erfährt, der Stellschaft also nur verschwenkbar, dagegen nicht zusätzlich um die Gehäuseachse verdrehbar ist, oder auch bei solchen Ventilen, bei denen die bewegliche Steuerscheibe eine reine Drehung durchführt, der Stellschaft also nur um die Gehäuseachse drehbar, dagegen nicht zusätzlich um eine zur Gehäuseachse senkrechte Achse verschwenkbar ist PATENTANSPRÜCHE 1. Steuerscheibenventil, insbesondere für den Sanitärbereich, mit einem Gehäuse, mit einer ersten feststehenden Steuerscheibe, die mindestens eine Einlaßöffnung für die zu steuernde Flüssigkeit aufweist, mit einer zweiten Steuerscheibe, die gegenüber der ersten Steuerscheibe linear verschiebbar ist und mindestens eine Regelausnehmung aufweist, die mit der oder den Einlaßöffnungen) der feststehenden Steuerscheibe zusammenwirkt, mit einem Stellschaft, der durch einen Schwenkzapfen verschwenkbar gelagert ist und an seinem inneren Ende einen Mitnahmekopf aufweist, der in eine Mitnahmeöffnung an der Oberseite der beweglichen Steuerscheibe eingreift, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnahmekopf (20; 120; 220; 320; 420) des Stellschafts (16; 116; 216; 316; 416) zwei ebene Flächen (23; 123; 223; 323; 423) aufweist, die parallel zur Achse des Schwenkzapfens (18) verlaufen und flächig an parallelen ebenen Flächen (26; 126; 226; 326; 426) der Mitnahmeöffnung (24; 124; 224; 324; 424) anliegen, wobei entweder die ebenen Flächen (23; 123; 223; 323; 423) des Mitnahmekopfes (20; 120; 220; 320; 420) oder die ebenen Flächen (26; 126; 226; 326; 426) der Mitnahmeöffnung (24; 124; 224; 324; 424) um eine Achse verschwenkbar sind, die parallel zur Achse des Schwenkzapfens (18) verläuft
2. Steuerscheibenventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellschaft (16; 116; 216; 316) mit dem Mitnahmekopf (20; 120; 220; 320) schamierartig verbunden ist
3. Steuerscheibenventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellschaft (16) an seinem inneren Ende eine Querbohrung (19) aufweist, von welcher ein zylindrischer Bereich (21) des Mitnahmekopfes (20) verdrehbar aufgenommen ist
4. Steuerscheibenventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnahmekopf (20) zwei seitliche Ansätze (22) besitzt an denen jeweils zwei ebene Flächen (23) ausgebildet sind und die jeweils in eine Mitnahmeöffnung (24) an der Oberseite der beweglichen Steuerscheibe (10) eingreifen. -4- AT 393 007 B
5. Steuerscheibenventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellschaft (116) durch eine flache Feder (130) mit dem Mitnahmekopf (120) verbunden ist.
6. Steuerscheibenventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (130) doppelt abgewinkelt ist.
7. Steuerscheibenventil nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (130) in dem auf Biegung beanspruchten Bereich ein Fenster (131) aufweist.
8. Steuerscheibenventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnahmekopf (220) ein am inneren Ende des Stellschafts (216) befestigter elastischer Kunststoffteil ist, welches eine als Scharnier wirkende, parallel zur Achse des Schwenkzapfens (18) verlaufende Schmalstelle (232) aufweist.
9. Steuerscheibenventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnahmekopf (220) im unteren Ende des Stellschafts (216) formschlüssig und elastisch eingeschnappt ist.
10. Steuerscheibenventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Kante des Stellschafts (316) als konvexe Teilzylindermantelfläche (333) geformt ist, die parallel zur Achse des Schwenkzapfens (18) verläuft und in eine komplementäre konkave Teilzylindermantelfläche (334) am Mitnahmekopf (320) eingreift.
11. Steuerscheibenventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnahmeöffnung (424) in einem zylindrischen Teil (440) ausgebildet ist, das in einer Bohrung (441) des Mitnahmeteils (412) verdrehbar einsitzt, die parallel zur Achse des Schwenkzapfens (18) verläuft und sich seitlich zur Oberseite des Mitnahmeteils (412) hin öffnet. Hiezu 3 Blatt Zeichnungen -5-