Die Erfindung betrifft ein Sanitär-Ablaufventil nach Patentanspruch 1, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Derartige Ventile finden in erster Linie an Spültrögen für Küchen oder Badezimmer Verwendung. Je nach Ausstattungswunsch sind bestimmte Modelle der Ablaufventile mit einem Überlaufanschluss versehen, andere jedoch nicht. Ferner sind unterschiedliche Betätigungsarten für den Ventilstopfen in Gebrauch. So kann der Ventilstopfen z.B. mit einer Zugstange, mit einem Bowdenzug, oder über eine biegsame Welle durch ein Hand-Betätigungselement oder durch einen gesteuerten Hilfsantrieb betätigbar sein. Da die Ventile sowohl in Blechtrögen mit Wandstärken von 1 bis 3 Millimeter als auch in Steinkombinationen mit Wandstärken von z.B. 20 Millimeter eingebaut werden, sind entsprechend universelle Befestigungsmittel vorzusehen, welche auch einer robusten Beanspruchung bei der späteren Montage am Spültrog bzw. an der Wanne standhalten.
Die daraus resultierende Typenvielfalt erfordert für die Herstellung trotz Verwendung eines gemeinsamen Grundtyps jeweils eine Modifizierung der Spritzform sowie weitere ständige Umstellungen während des Herstellungsprozesses.
Es sind Ablaufventile mit einem Kelch aus Chrom-Nickel-Stahl bekannt, an welchen ein Kunststoff-Ventilkörper angespritzt ist. Dieser Kunststoff-Ventilkörper enthält die notwendigen Anschlussgewinde, ferner Betätigungsmittel für den Ventilstopfen und gegebenenfalls einen Überlauf-Anschlussstutzen. Der Kelch ist im Übergangsbereich zum Kunststoffteil mit einem Auslaufkragen versehen, der in einem gesonderten Verfahrensschritt durch Fliess-Verformung hergestellt wird.
Insbesondere der untere Rand dieses Kragens sollte möglichst nahtlos in den Kunststoffteil des Ventilgehäuses übergehen. Die Übergangsstelle gibt jedoch aus verschiedenen Gründen zu Problemen Anlass. Zum einen bildet sich beim Tiefziehprozess nicht immer die erwünschte gleichmässige Rundform des Kragens. Vielmehr besteht die Gefahr einer leicht welligen Kreisform des \ffnungsquerschnitts. Eine solche Wellenform erschwert die Ausbildung eines zuverlässigen Ventilverschlusses gegenüber dem Ventilstopfen, so dass der Ventilverschluss durch eine aufwendige Lippendichtung am Stopfen unterstützt werden muss. Sollen jedoch gewöhnliche O-Ring-Dichtungen am Ventilstopfen verwendet werden, muss in einem separaten und aufwendigen Nachbearbeitungsschritt der Auslaufkragen im eigentlichen Dichtungsbereich nachgepresst werden, damit sich wenigstens dort eine gleichmässige Rundung ergibt.
Bei welligem \ffnungsquerschnitt am Kragen besteht ferner die Gefahr eines ungleichmässigen Umspritzens mit Kunststoff in diesem ohnehin kritischen Bereich des Ventilkörpers, so dass sich Hohlstellen zwischen dem Kragen und dem Kunststoffteil bilden können und ein unzuverlässiger Verbund zwischen dem Auslaufkragen und dem Kunststoff entsteht.
Schliesslich befinden sich im Bereich der Aussenwand des Kragens Halterillen, welche den kraftschlüssigen Verbund zum Kunststoffteil verstärken sollen. Dieser Bereich ist nämlich durch die spätere Verschraubung des Ventils einer besonders starken Zugbelastung ausgesetzt. Die genannten Halterillen wurden bisher in einem separaten Arbeitsgang hergestellt, beispielsweise ausgedreht. Durch die erwähnte Tendenz zur Welligkeit am \ffnungskragen wird jedoch auch der Drehprozess erschwert. Insbesondere lassen die Standzeiten des Drehwerkzeugs zu wünschen übrig. Ferner belastet das Einstechen der Rillen als zusätzlicher Bearbeitungsschritt den Gesamtaufwand bei der Herstellung des Ventils erheblich.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Ablaufventil und den Herstellungsprozess so zu gestalten, dass die beschriebenen Nachteile vermieden werden und dass das Ventil von insgesamt besserer und gleichmässigerer Qualität ist als bisher bekannte Ventile dieser Art. Im Hinblick auf eine bessere und gleichmässigere Produktqualität soll auch der Herstellungsprozess optimiert werden. Dabei soll insbesondere der Ablauf der einzelnen Schritte des Herstellungsprozesses materialgerecht optimiert und damit kostengünstiger gestaltet werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die in den Patentansprüchen 1 und 5 definierten Merkmale gelöst. Der entscheidende Vorteil dieser Massnahmen liegt in einer gleichmässigeren Ausbildung des Auslaufkragens am Chrom-Nickelstahl-Kelch, wobei in einem Kombinationseffekt während des Tiefziehvorgangs die Ausformung des gleichmässigen Auslaufkragens und die Bildung von Halterillen unter optimaler Ausnutzung des Fliessverhaltens in gegenseitiger Unterstützung erfolgt. Als Resultat dieser Massnahme wird ausser einer gleichmässigeren Rundung der Innenwand des Auslaufkragens auch eine gleichmässigere und vor allem zuverlässigere Umschliessung des Kelches mit Kunststoff erreicht.
Dadurch ist der Ventilsitz von konstant guter Qualität, so dass keine Nacharbeit erforderlich ist und trotzdem eine präzisere Führung für einen direkt an der Wand der Auslassöffnung geführten Ventil-Stopfen erhalten wird. Als Ventildichtung lässt sich ein einfacher O-Ring, unter Verzicht auf eine aufwendige Lippendichtung, verwenden. Damit lässt sich ein präzis schliessendes Ablaufventil mit relativ grosser Auslassöffnung und offenem Durchgang realisieren, wobei der grosse offene Durchgang Pflege- und Reinigungsarbeiten am Ablauf erheblich erleichtert. Zusammenfassend führt der vereinfachte Herstellungsprozess zu einem qualitativ hochwertigen Produkt. Die Vereinfachung des Herstellungsprozesses macht sich insbesondere in einer Einsparung von Werkzeugkosten und in einer erheblich reduzierten Gesamt-Bearbeitungszeit vorteilhaft bemerkbar.
Einzelheiten und weitere Vorteile der Erfindung werden im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen mit Hilfe von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Ablaufventil mit Überlaufstutzen in Schnittdarstellung,
Fig. 2 die Schnittdarstellung des Chrom-Nickelstahl-Kelches gemäss der Ausbildung nach Fig. 1, und
Fig. 3 die Seitenansicht des Kelches nach Fig. 2.
Das Ablaufventil gemäss Fig. 1 besteht aus einem Kelch 1 aus Chrom-Nickel-Stahl. Der Kelch verjüngt sich bis zu einem Auslauf-Kragen 2. An dieser Stelle beginnt der kreiszylinderförmige Auslauf 3 mit einer Innenwand 14, welche im unteren Teil in einem Kunststoff-Ventilkörper 4 weitergeführt ist. Dabei umschliesst der Kunststoff-Ventilkörper 4 die Aussenseite des Kelches 1.
Der Kunststoff-Ventilkörper 4 enthält in seinem oberen äusseren Teil ein Einsatzgewinde 5, welches mit einer Mutter 6 zusammenwirkt, um das Ablaufventil im Becken 7 zu befestigen. Die Befestigung erfolgt durch Verspannen der Mutter 6 gegen einen am Kelch 1 angebrachten Flansch 8, welcher unter Zwischenlage einer Dichtung 9 beim Festziehen der Mutter 6 auf den Rand der Beckenöffnung gepresst wird. Zur Verstärkung des kraftschlüssigen Verbundes zwischen dem Kelch 1 und dem Kunststoff-Ventilkörper 4 ist auf der Aussenseite des Kelches 1 eine nach aussen ragende Halterille 10 angebracht. Diese krallenartig ausgebildete Halterille kann aus mehreren Segmenten bestehen. Es können auch mehrere solche Rillen radial und/oder übereinander versetzt vorgesehen sein. Vorzugsweise sind die Halterillen 10 im Bereich des grössten Durchmessers des Kelches, kurz vor dem Übergang zum Boden 11, angeordnet.
Im unteren Teil des Kunststoff-Ventilkörpers 4 kann eine Betätigungsführung 12 zum \ffnen und Schliessen des Ventils durch Auf- und Abschieben eines Ventilstopfens 13 enthalten sein. Der Ventilstopfen wird direkt an der oben erwähnten Innenwand 14 des Auslaufs 3 geführt, im oberen Teil des Auslaufs also direkt an der Innenwand des Auslaufkragens 2 und im unteren Teil des Auslaufs an der Innenwand des Kunststoffteils.
Der Ventilstopfen 13 weist am oberen Rand eine Dichtung 15 auf, mit welcher bei geschlossenem Ventil der Ventilstopfen gegen den Ventilsitz 16 am oberen Rand des Auslaufkragens 2 abgedichtet wird. Als Dichtung ist eine einfache O-Ringdichtung vorgesehen. Schliesslich kann je nach Ausführungsmodell im unteren Auslaufteil des Kunststoff-Ventilkörpers 4 ein Überlaufanschluss 17 vorgesehen sein.
Die durch die beschriebenen Ausführungsformen bedingte Bauart mit dem relativ langen Auslauf erfordert einen sehr präzisen Übergang, insbesondere an der Innenwand des Auslaufs, zwischen dem Auslaufkragen 2 und dem restlichen Kunststoffteil. Solche Schwierigkeiten werden jedoch durch das im folgenden beschriebene Herstellungsverfahren vollkommen vermieden.
Während die konventionelle Methode nach dem Zuschneiden des Kelchteiles 1 fünf aufeinanderfolgende separate Verfahrensschritte vorsah, nämlich Ausstanzen, Ziehen in die Kelchform, Einstechen der Halterillen, Abstanzen des Randes und Vorlochen der Auslauföffnung sowie das Ziehen des Auslaufkragens, lässt sich der Herstellungsvorgang gemäss der vorliegenden Erfindung auf zwei Verfahrensschritte reduzieren: Der erste Schritt besteht in dem kombinierten Ausstanzen und Tiefziehen, während der zweite Schritt in Kombination das Ziehen des Auslaufkragens, das Nachpressen des Ventilsitzes sowie das Aufscheren der Halterillen und das Abstanzen des oberen äusseren Randes beinhaltet.
Während also früher das Werkstück mehrmals auf verschiedenen Maschinen ein- und ausgespannt werden musste sowie entsprechende Werkzeuge bereitghehalten werden mussten, reduziert sich der Herstellungsvorgang gemäss der Erfindung auf zwei Kombinationsschritte. Diese Reduktion hat auch eine erhebliche Zeiteinsparung und damit eine Senkung der Herstellungskosten zur Folge.
Besondere Sorgfalt wurde auf die Kombination des Ziehvorgangs für den Kragen und dem Aufscheren der Halterillen am Umfang des Kelches verwendet. Zu diesem Zweck sind in der Tiefziehform etwa im Bereich des grössten Durchmessers, wie dies aus Fig. 3 ersichtlich ist, entsprechende Vertiefungen in der Form angebracht. Beim Ziehvorgang wirken diese Elemente als Bremse, so dass sich während des Fliessvorgangs das Material absolut gleichmässig in Richtung des Auslaufkragens bewegt. Damit werden eventuell im Blech vorhandene Ungleichmässigkeiten ausgeglichen, so dass beim Ziehen keine Zipfelbildung und damit keine Welligkeit im Bereich des Auslaufkragens entstehen kann.
Als zusätzlicher Vorteil ergibt sich ein absolut glatter unterer Rand des Auslaufkragens, so dass an dieser Stelle keinerlei Nacharbeit erforderlich ist.
Beim nachfolgenden Umspritzen des Kelches in einer Kunststoffspritzmaschine schliesst der Kunststoffteil nahtlos und ohne sichtbare Übergänge oder Ungleichmässigkeiten an den unteren Rand des Auslaufkragens am Kelch 1 an. Da im Bereich dieses Auslaufkragens auch keine Welligkeiten vorhanden sind, besteht keine Gefahr von Hohlstellen zwischen dem Kunststoff und dem Kelch. Die einwandfreie und durchgehende Haftung des Kunststoffmaterials an der Kelchoberfläche in Verbindung mit der Wirkung der krallenartigen Halterillen führt zu einer erhöhten und absolut zuverlässigen, weil für alle Serienteile gleichmässigen, Belastbarkeit bei der späteren Montage im Becken.
Die auftretende Axialverspannung zwischen dem oberen Rand des Kelches 1 und dem Kunst stoffteil durch Verschraubung wird durch die Halterillen in Verbindung mit der guten Haftung des Kunststoffmaterials an der Kelchoberfläche zuverlässig und einwandfrei aufgefangen.
Wegen der Gleichförmigkeit der Innenwand des Auslaufs, ausgehend vom Auslaufkragen 2 und insbesondere an der Übergangsstelle zum Kunststoff, stellt die Innenwand eine durchgehend glatte Führung für den Ventilstopfen 13 dar. Zusätzlich ist der Ventilsitz 15 durch den zuvor erwähnten kombinierten Bearbeitungschritt dermassen gleichmässig ausgepresst, dass eine Nachbearbeitung überflüssig ist und ausserdem der Ventilstopfen mit einer einfachen und preisgünstigen O-Ringdichtung 16 abgedichtet werden kann. Trotzdem ergibt sich ein Ventilsitz hoher Präzision und Zuverlässigkeit.