AT393155B - Sanitaeres ventil - Google Patents

Description

AT393 155 B

Die Erfindung betrifft ein sanitäres Ventil mit einem Gehäuse und einem schwenkbar gelagerten Stellschaft, durch den zur Veränderung der Menge des ausfließenden Wassers ein Verschlußstück bewegbar ist, wobei zwischen zwei in Schwenkrichtung einander gegenüberliegenden Seiten des Stellschaftes und einem benachbarten Teil zwei keilförmige Räume begrenzt werden, die sich beim Verschwenken des Stellschaftes gegensinnig vergrößern und verkleinern.

Derartige Ventile sind z. B. aus der US-PS 3,736.959 oder der US-PS 3,533.444 bekannt und besitzen den Nachteil, daß eine zu rasche Bewegung des Verschlußorganes in der Schließrichtung starke Druckstöße im Leitungssystem und damit dessen Beschädigung hervorrufen kann. Um diesen Nachteil zu vermeiden, wurden z. B. in der US-PS 4,458.888 und der DE-OS 34 02 715 Ventile vorgeschlagen, die mit Dämpfungseinrichtungen als Bewegungsbremsen ausgestattet sind, die auf der Verdrängung einer Flüssigkeit zwischen zwei Kammern über einen Verdrängungsweg beruhen.

Eine ebensolche Bewegungsbremse ist auch aus der DE-OS 32 46 350 bekannt und dort mit einer als Verschlußorgan dienenden beweglichen Steuerscheibe gekoppelt. Die Bewegungsbremse besteht aus einem Kolben, der mit der beweglichen Steuerscheibe über eine Kolbenstange verbunden ist und sich in einem wassergefüllten Zylinder hin- und herbewegt. Der Zylinder selbst ist im Armaturenkörper untergebracht; seine Befüllung erfolgt über eine Verbindung mit dem Wasserauslauf da* Armatur. Nachteilig bei diesem bekannten sanitären Ventil ist, daß die Bewegungsbremse räumlich schwierig unterzubringen ist und sowohl bei der Herstellung als auch bei der Montage hohe Kosten verursacht. Die bereits im Handel befindlichen Ventile sowie die Armaturengehäuse, mit denen zusammen die Ventile benutzt werden sollen, müssen von Grund auf neu konstruiert werden, damit die in der DE-OS 32 46 350 gegebene Lehre befolgt werden kann.

Aus den obigen Gründen wurde in der älteren Patentanmeldung P 35 24 149.7 bereits vorgeschlagen, die bewegliche Steuerscheibe selbst in einem im wesentlichen geschlossenen Raum anzuordnen, der mit einem fließfähigen Medium angefüllt ist, und so gleichzeitig als Kolben der Bewegungsbremse zu verwenden. Diese Ausgestaltung setzt aber voraus, daß die Schaffung eines geschlossenen Raumes möglich ist, in dem sich die bewegliche Steuerscheibe verschiebt

In der älteren Patentanmeldung P 35 34 692.2 wird vorgeschlagen, die Zylinderbohrung der als Dämpfungskolben ausgebildeten Bewegungsbremse in der beweglichen Steuerscheibe selbst anzubringen und den Dämpfungskolben als Stößel auszubilden, welcher bei der Bewegung der Steuerscheibe auf ein feststehendes Teil aufläuft. Auch diese Bauweise benötigt jedoch eine spezielle Konstruktion bestimmt» Teile des sanitären Ventils selbst

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein sanitäres Ventil der eingangs genannten Art mit einer Dämpfungseinrichtung zu versehen, ohne daß hierbei die baulichen Komponenten selbst verändert werden müßten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Dämpfungseinrichtung zum Bremsen der Bewegung des Verschlußstückes zumindest in der Schließrichtung vorgesehen ist, die zwei mit einer Flüssigkeit gefüllte Kammern variablen Volumens umfaßt, welche in den beiden keilförmigen Räumen angeordnet und durch mindestens einen Drosselkanal, der am Stellschaft vorbeigeführt ist, verbunden sind.

Erfindungsgemäß werden also zur Unterbringung der Dämpfungseinrichtung zwei Räume genutzt, die bei den bekannten Ventilen zwar vorhanden, jedoch in keiner Weise genutzt waren. In diesen Räumen, die beim Verschwenken des Stellschaftes ihr Volumen gegensinnig verändern, werden die beiden Kammern der Dämpfungseinrichtung untergebracht, zwischen denen Flüssigkeit über den Drosselkanal, der am Stellschaft vorbeigeführt wird, hin- und herbewegt wird. Die Dämpfungseinrichtung kann dabei so gestaltet werden, daß sie in bekannte Ventile ohne weiteres gegebenenfalls auch nachträglich eingesetzt werden kann.

Zweckmäßigerweise umfaßt die Dämpfungseinrichtung einen Mittelteil, über den die beiden Kammern Zusammenhängen und der ein Fenster enthält, welches den Stellschaft aufnimmt. In diesem Falle empfiehlt es sich, den Drosselkanal durch das Mittelteil seitlich am Fenster vorbeizuführen. Auf diese Weise ist der Drosselkanal geordnet gelegt; ein Abknicken oder dergleichen, wie es bei einem als Schlauch ausgestalteten Drosselkanal denkbar wäre, ist nicht zu befurchten.

Wenn auf der dem Drosselkanal abgewandten Seite des Mittelteüs ein Schlitz vorgesehen ist, der sich vom Fenster zur Außenseite des Mittelteils erstreckt, kann die gesamte Dämpfungseinrichtung einfach seitlich auf den Stellschaft aufgeknüpft werden.

Eine besondere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß sich das Mittelteil asymmetrisch in Richtung auf eine Kammer massiv bis in einen Bereich erstreckt, der beim Verschwenken des Stellschaftes deformiert wird. Hierdurch läßt sich erzielen, daß der Drosselkanal beim Verkleinern der entsprechenden Kammer "abgedrückt" wird, wodurch sich sein Querschnitt verkleinert und die Dämpfungswirkung mit zunehmender Schließung des sanitären Ventils verstärkt wird. Dies ist ein erwünschter Effekt, da im allgemeinen eine Wirkung der Bewegungsbremse nur in der allerletzten Schließphase erforderlich ist.

Wenn der Drosselkanal in dem asymmetrisch verlängerten Bereich des Mittelteils variablen Querschnitt aufweist, läßt sich die Kraft-Weg-Charakteristik der Dämpfungseinrichtung nach Belieben maßschneidem.

Im allgemeinen ist es ausreichend und zweckmäßig, wenn der Drosselkanal in dem asymmetrisch verlängerten Teil des Mittelteils die Form eines Trichters auf weist.

Es empfiehlt sich, daß die Dämpfungseinrichtung einstückig aus flexiblem und/oder elastischem Material -2-

AT 393 155 B hergestellt ist. Die beiden flüssigkeitsgefüllten Kammern sind dann hermetisch abgesiegelt und über das Mittelteil fest miteinander verbunden. Die Dämpfungseinrichtung läßt sich so in großen Stückzahlen preiswert herstellen und leicht montieren.

Die Lebensdauer der Dämpfungseinrichtung läßt sich dadurch verlängern, daß sie an den Außenflächen, die beim Verschwenken des Stellschaftes beaufschlagt werden, Verstärkungen trägt

Entsprechend zwei bekannten Ausgestaltungen des Mengenanschlages bei sanitären Mischventilen bieten sich zur Anordnung der Kammern der Dämpfungseinrichtung besonders folgende zwei Alternativen an:

Zum einen können die Kammern der Dämpfungseinrichtung zwischen zwei gegenüberliegenden Ansätzen des Stellschaftes und der oberen Stirnseite des Teils, in welchem der Stellschaft gelagert ist angeordnet sein.

Zum anderen ist diejenige Ausgestaltung besonders vorteilhaft, bei welcher die Kammern der Dämpfungseinrichtung zwischen zwei gegenüberliegenden Flächen des Stellschaftes und zwei Schrägflächen einer Bohrung, die vom Stellschaft durchsetzt wird, angeordnet sind.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert es zeigen

Fig. 1 einen Axialschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines sanitären Einhebemischers;

Fig. 2 einen Axialschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel eines sanitären Einhebemischers;

Fig. 3 einen Schnitt durch eine Dämpfungseinrichtung gemäß Linie (ΠΙ-ΙΠ) von Fig. 4;

Fig. 4 einen Schnitt durch die Dämpfungseinrichtung von Fig. 3 gemäß der dortigen Linie (IV-IV).

Die Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform eines sanitären Mischventils, das kartuschenartig aufgebaut ist Dies bedeutet, daß das Mischventil als Baueinheit in einen äußeren, nicht dargestellten Armaturenkörper eingesetzt werden kann.

Im Boden des becherförmigen Gehäuses (1) sind drei Öffnungen vorgesehen: Zwei Einlauföffnungen (3) für Kalt- bzw. Mischwasser (nur eine in der Zeichnung erkennbar) sowie eine Auslauföffnung (4) für Mischwasser. Die Geometrie und Anordnung dieser Öffnungen ist als solche bekannt und braucht daher nicht näher beschrieben zu weiden.

Auf dem Boden des Gehäuses (1) liegt eine erste Steuerscheibe (5) aus einem Keramik-Material oder einem anderen harten Stoff, deren nach oben gerichtete Fläche in bekannter Weise fein poliert bzw. geläppt ist. Sie ist durch geeigneten formschlüssigen Eingriff in das Gehäuse (1) gegen Verdrehung gesichert. Die feststehende Steuerscheibe (5) enthält ihrerseits drei Duichtrittsöffhungen, die mit den Öffnungen (3,4) des Gehäuses (1) kommunizieren: jeweils eine Durchtrittsöffhung (6) für Kalt- und Warmwasser sowie eine Durchtrittsöffnung (7) für rücklaufendes Mischwasser.

Das Eindringen von Wasser zwischen feststehende Steuerscheibe (5) und Gehäuse (1) wird durch elastische Dichtungen (20, 21) verhindert, die von unten her in die Öffnungen (3,4) des Gehäuses (1) eingeschoben werden und auf die feststehende Steuerscheibe (5) einen nach oben gerichteten Druck ausüben. Dieselben Dichtungen können dazu verwendet werden, die eingesetzte Kartusche gegen den äußeren, nicht dargestellten Armaturenkörper abzudichten.

In einer zentralen oberen Öffnung (g) des Gehäuses (1) ist der zylindrische Hals (9) eines im wesentlichen rotationssymmetrischen Mitnahmeteils (10) drehbar geführt, das von einem Sprengring (22) axial fixiert ist. Durch den Hals (9) führt eine Mittelöffhung (11), von der ein Stellschaft (12) aufgenommen wird. Der Stellschaft (12) ist im oberen Bereich des Halses (9) mittels eines Schwenkzapfens (13) angelenkt.

In die Unterfläche des Mitnahmeteils (10) ist eine verhältnismäßig breite und tiefe Nut eingebracht, so daß zwei parallele, einander gegenüberliegende Führungsflächen (14) gebildet werden. In dieser Nut sitzt formschlüssig eine zweite bewegliche Steuerscheibe (15), die aus einem oberen Kunststoffteil (15a) und einem unteren Keramikteil (15b) formschlüssig und dicht zusammengesetzt ist.

Die bewegliche Steuerscheibe (15) besitzt ihrerseits zwei parallele, einander gegenüberliegende Führungsflächen, die mit den Führungsflächen (14) des Mitnahmeteils (10) Zusammenwirken. Auf diese Weise ist die bewegliche Steuerscheibe (15) im Mitnahmeteil (10) präzise translatorisch, bezogen auf die Kartuschenachse radial, geführt

Die bewegliche Steuerscheibe (15) weist außerdem in ihrer oberen Fläche eine vorzugsweise zylindrische Ausnehmung (17) auf, in die ein Kopf (18) am unteroi Ende des Stellschaftes (12) eingreift.

In der beweglichen Steuerscheibe (15) ist in bekannter Weise eine zur feststehenden Steuerscheibe (5) hin offene Regelausnehmung (19) ausgebildet Je nach der Relativposition der beiden Steuerscheiben (5,15) wird über die Regelausnehmung (19) eine Verbindung zwischen ein» oder beiden Duichtrittsöffhungen (6) und der Durchtrittsöffnung (7) der feststehenden Steuerscheibe (5) hergestellt

Der Schwenkbereich des Stellschaftes (12) um den Schwenkzapfen (13) wird durch zwei gegenüberliegende, flügelartige Ansätze (23, 24) des Stellschaftes (12) begrenzt Bei bekannten Mischventilen dieser Bauart wirken die Ansätze (23,24) mit der oberen Stirnseite (25) des Halses (9) des Mitnahmeteils (10) zusammen. Zwischen den Ansätzen (23, 24) und der oberen Stirnseite (25) des Halses (9) ergeben sich keilförmige Räume, die sich beim Verschwenken des Stellschaftes (12) gegensinnig öffnen und schließen.

In diesen keilförmigen Räumen ist beim dargestellten Mischventil eine Dämpfungseinrichtung untergebracht die insgesamt mit den Bezugszeichen (26) versehen und in den Fig. 3 und 4 ausgebaut sowie in größerem Maßstab dargestellt ist

Die Dämpfungseinrichtung (26) ist aus elastischem, zumindest aber flexiblem Material, beispielsweise aus -3-

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Gummi, hergestellt. Sie umfaßt zwei gegenüberliegende, keilförmige hohle Kammern (27, 28), die durch ein im wesentlichen massives Mittelteil (29) miteinander verbunden sind. Im Mittelteil (29) ist ein Fenster (30) (Fig. 3) ausgespart, in welches über einen zur Seite hin offenen Schlitz (31) der Stellschaft (12) eingeführt werden kann.

Die beiden Kammern (27 und 28) sind durch einen Drosselkanal (32) miteinander verbunden, welcher auf der dem Schlitz (31) gegenüberliegenden Seite durch den Mittelteil (29) der Dämpfungseinrichtung (26) verläuft

Aus den Fig. 3 und 4 ist erkennbar, daß die Dämpfungseinrichtung (26) asymmetrisch gestaltet ist. Das massive Mittelteil (29) erstreckt sich etwas weiter in die Kammer (27) hinein als in die Kammer (28). In diesem Bereich des Mittelteils (29) öffnet sich der Drosselkanal (32) nach Art eines Trichters (33). Auf den Sinn dieser Maßnahme wird weiter unten eingegangen.

Der gesamte Innenraum der Kammern (27, 28) sowie des Drosselkanals (32) ist mit einer Flüssigkeit (38), z. B. einem Öl, gefüllt, dessen Viskosität auf den Querschnitt des Drosselkanals (32) so abgestimmt ist, daß sich die gewünschte Bremskraft ergibt.

Die Funktionsweise des in Fig. 1 dargestellten Mischventils ist ohne weiteres verständlich, wobei hier nur die Veränderung der Menge (nicht der Temperatur) des ausfließenden Mischwassers von Interesse ist

Die Menge des ausfließenden Mischwassers wird durch Linearverschiebung der beweglichen Steuerscheibe (15) gegenüber der feststehenden Steuerscheibe (5) eingestellt wozu der Stellschaft (12) um den Schwenkzapfen (13) verschwenkt wird. Dabei verändern sich gegensinnig die Volumina der Kammern (27,28) der Dämpfungseinrichtung (26), die sich unter den mitschwenkenden Flügeln (23,24) des Stellschaftes (12) befinden. Hierbei wird Flüssigkeit (38) aus jeweils einer Kammer (27,28) in die jeweils andere Kammer (28, 27) über den Drosselkanal (32) verdrängt, was mit einer sich der Schwenkbewegung des Stellschaftes (12) widersetzenden Bremskraft verbunden ist

Diese Bremskraft ist im allgemeinen nur in der allerletzten Schließphase des Mischventils erwünscht damit die letzte Schließung zur Vermeidung von Wasserschlägen nicht zu rasch erfolgt. Aus diesem Grunde ist die Dämpfungseinrichtung (26) in der geschilderten Weise asymmetrisch.

Die Dämpfungseinrichtung (26) ist so unter den Flügeln (23, 24) des Stellschaftes (12) eingebaut, daß die kleinere Kammer (27) beim Schließen des Mischventils zusammengedrückt wird. Zunächst ist der Trichter (33) des Drosselkanals (32) dabei noch, wie aus der Zeichnung ersichtlich, weit offfen. Beim fortschreitenden Ausdrücken der Kammer (27') schließt sich jedoch auch der Trichter (33) des Drosselkanals (32) progressiv, so daß sein Querschnitt kleiner und damit die Drosselwirkung größer wird. Durch geeignete Wahl der Form des Trichters (33), des Querschnittes des Drosselkanals (32) und der Viskosität der verwendeten Flüssigkeit (38) läßt sich praktisch jede gewünschte Bremskraft-Weg-Giarakteristik einstellen.

Da die Mündungsstelle des Drosselkanals (32) in die größere Kammer (28) in einem Bereich liegt, der bei der Betätigung des Mischventils praktisch undeformiert bleibt, tritt bei der gegensinnigen Schwenkbewegung des Stellschaftes (12), also beim Öffnen des Mischventils, am Ende des Hubes keine Versteifung der Bremskraft auf.

Die bei der Verschwenkung des Stellschafites (12) kräftemäßig beaufschlagten Außenflächen der Dämpfungseinrichtung (26) sind, wie aus Fig. 4 ersichtlich, durch Verstärkungen (34 bis 37) geschützt

Das in Fig. 2 dargestellte Ansführungsbeispiel eines Mischventils stimmt mit demjenigen von Fig. 1 weitgehend überein. Entsprechende Elemente sind daher mit denselben Bezugszeichen zuzüglich 100 gekennzeichnet Neben Unterschieden rein geometrischer Natur besitzt das Gehäuse (101) des in Fig. 2 dargestellten kartuschenartigen Mischventils einen Deckel (101a), der vom Hals (109) des drehbaren Mitnahmeteils (110) durchstoßen wird. Außerdem ist die bewegliche Steuerscheibe (115) als einstückiges Keramikteil ansgebildet

Der im vorliegenden Zusammenhang interessierende Unterschied zwischen den beiden Ausführungsbeispielen liegt in der Anordnung der Dämpfungseinrichtung (126). Bei bekannten Mischventilen dieser Bauart erfolgt die Begrenzung der Schwenkbewegung des Stellschaftes (112) durch zwei Schrägflächen (124, 125) in der Mittelöffnung (111) des Mitnahmeteils (110). Äußere Ansätze, entsprechen den Ansätzen (23 und 24) in Fig. 1, sind am Stellschaft (112) dagegen nicht vorgesehen.

Zwischen den gegenüberliegenden Außenflächen des Stellschaftes (112) und den Schrägflächen (123,124) des Mitnahmeteils (110) ergeben sich wiederum keilförmige Räume, deren Volumina beim Verschwenken des Stellschaftes (112) gegensinnig vergrößert oder verkleinert werden. In diesen keilförmigen Räumen sind die Kammern (127, 128) der Dämpfungseinrichtung (126) untergebracht, deren Bauweise derjenigen nach den Figuren 3 und 4 völlig entspricht. Dm- Mittelteil (129) der Dämpfungseinrichtung (126) ist über den Schwenkzapfen (113) gelegt, so daß die Dämpfungseinrichtung (126) nicht am Stellschaft (112) herabrutschen kann.

Die Funktionsweise der Dämpfungseinrichtung (126) des Ausführungsbeispiels von Fig. 2 stimmt im übrigen mit derjenigen beim Ausführungsbeispiel von Fig. 1 vollständig überein. -4-

Claims (10)

1. AT 393 155 B PATENTANSPRÜCHE 1. Sanitäres Ventil mit einem Gehäuse und einem schwenkbar gelagerten Stellschaft, durch den zur Veränderung der Menge des ausfließenden Wassers ein Verschlußstück bewegbar ist, wobei zwischen zwei in Schwenkrichtung einander gegenüberliegenden Seiten des Stellschaftes und einem benachbarten Teil zwei keilförmige Räume begrenzt werden, die sich beim Verschwenken des Stellschaftes gegensinnig vergrößern und verkleinern, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dämpfungseinrichtung (26; 126) zum Bremsen der Bewegung des Verschlußstückes zumindest in der Schließrichtung vorgesehen ist, die zwei mit einer Flüssigkeit (28) gefüllte Kammern (27, 28; 127, 128) variablen Volumens umfaßt, welche in den beiden keilförmigen Räumen angeordnet und durch mindestens einen Drosselkanal (32), der am Stellschaft (12; 112) vorbeigeführt ist, verbunden sind.
2. 2. Sanitäres Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtung (26; 126) einen Mittelteil (29) umfaßt, über den die beiden Kammern (27, 28; 127,128) Zusammenhängen und der ein Fenster (30) enthält, welches den Stellschaft (12; 112) aufnimmt.
3. 3. Sanitäres Ventil nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem Drosselkanal (32) abgewandten Seite des Mittelteils (29) ein Schlitz (31) vorgesehen ist, der sich vom Fenster (30) zur Außenseite des Mittelteils (29) erstreckt
4. 4. Sanitäres Ventil nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Mittelteil (29) asymmetrisch in Richtung auf eine Kammer (27) massiv bis in einen Bereich erstreckt, der beim Verschwenken des Stellschafts (12,112) deformiert wird.
5. 5. Sanitäres Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselkanal (32) in dem asymmetrisch verlängerten Bereich des Mittelteils (29) variablen Querschnitt aufweist
6. 6. Sanitäres Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselkanal (32) in dem asymmetrisch verlängerten Bereich des Mittelteils (29) die Form eines Trichters (33) aufweist.
7. 7. Sanitäres Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtung (26; 126) einstückig aus flexiblem und/oder elastischem Material hergestellt ist
8. 8. Sanitäres Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtung (26; 126) an den Außenflächen, die beim Verschwenken des Stellschaftes (12; 112) beaufschlagt werden, Verstärkungen (34 bis 37) trägt
9. 9. Sanitäres Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (27, 28) der Dämpfungseinrichtung (26) zwischen zwei gegenüberliegenden Ansätzen (23, 24) des Stellschaftes (12) und der oberen Stirnseite (25) des Teils (10), in welchem der Stellschaft (12) gelagert ist, angeordnet sind.
10. 10. Sanitäres Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (127, 128) der Dämpfungseinrichtung (126) zwischen zwei gegenüberliegenden Flächen des Stellschaftes (112) und zwei Schrägflächen (124, 125) einer Bohrung (111), die vom Stellschaft (112) durchsetzt wird, angeordnet sind. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen -5-