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.
The invention relates to a sanitary drain valve according to claim 1, and a method for its production.
Valves of this type are primarily used on washing troughs for kitchens or bathrooms. Depending on the equipment requirements, certain models of drain valves are equipped with an overflow connection, but others are not. Furthermore, different types of actuation for the valve plug are in use. The valve plug can e.g. be operable with a pull rod, with a Bowden cable, or via a flexible shaft by a manual actuating element or by a controlled auxiliary drive. Since the valves are used in sheet metal troughs with wall thicknesses of 1 to 3 millimeters as well as in stone combinations with wall thicknesses of e.g. 20 mm are to be installed, universal fasteners must be provided, which can also withstand a heavy load during later assembly on the sink or on the tub.
The resulting variety of types requires a modification of the injection mold as well as further constant changes during the manufacturing process, despite the use of a common basic type.
Drain valves with a cup made of chrome-nickel steel are known, onto which a plastic valve body is molded. This plastic valve body contains the necessary connection threads, also actuating means for the valve plug and, if necessary, an overflow connection piece. The goblet is provided with an outlet collar in the transition area to the plastic part, which is produced in a separate process step by flow deformation.
In particular, the lower edge of this collar should merge as seamlessly as possible into the plastic part of the valve housing. However, the transition point gives rise to problems for various reasons. On the one hand, the desired uniform, round shape of the collar does not always form during the deep-drawing process. Rather, there is a risk of a slightly wavy circular shape in the opening cross section. Such a wave form complicates the formation of a reliable valve closure with respect to the valve plug, so that the valve closure must be supported by a complex lip seal on the plug. However, if ordinary O-ring seals are to be used on the valve plug, the outlet collar in the actual sealing area must be pressed in a separate and expensive post-processing step so that there is at least a uniform rounding there.
In the case of a wavy opening cross-section on the collar, there is also the risk of an uneven extrusion coating with plastic in this already critical area of the valve body, so that hollow spaces can form between the collar and the plastic part and an unreliable bond is created between the outlet collar and the plastic.
Finally, there are retaining grooves in the area of the outer wall of the collar, which are intended to reinforce the non-positive connection to the plastic part. This area is exposed to a particularly strong tensile load due to the subsequent screwing of the valve. The holding grooves mentioned have so far been produced in a separate operation, for example turned out. However, the turning process is also made more difficult by the aforementioned tendency to ripple on the opening collar. In particular, the service life of the turning tool leaves something to be desired. Furthermore, the grooving of the grooves, as an additional processing step, places a considerable burden on the total effort in the manufacture of the valve.
It is the object of the present invention to design the drain valve and the manufacturing process in such a way that the disadvantages described are avoided and that the valve is of better and more uniform quality overall than previously known valves of this type. With regard to a better and more uniform product quality, too the manufacturing process can be optimized. In particular, the process of the individual steps of the manufacturing process should be optimized to suit the material and thus be made more cost-effective.
This object is achieved according to the invention by the features defined in claims 1 and 5. The decisive advantage of these measures lies in a more uniform design of the outlet collar on the chrome-nickel steel cup, whereby in a combination effect during the deep-drawing process, the formation of the uniform outlet collar and the formation of retaining grooves take place with mutual support, making optimal use of the flow behavior. As a result of this measure, in addition to a more uniform rounding of the inner wall of the outlet collar, a more even and, above all, more reliable encapsulation of the cup with plastic is achieved.
As a result, the valve seat is of consistently good quality, so that no reworking is required and nevertheless a more precise guidance is obtained for a valve plug which is guided directly on the wall of the outlet opening. A simple O-ring can be used as the valve seal, without the need for an expensive lip seal. This enables a precisely closing drain valve with a relatively large outlet opening and open passage to be realized, the large open passage making maintenance and cleaning work on the drain considerably easier. In summary, the simplified manufacturing process leads to a high quality product. The simplification of the manufacturing process is particularly noticeable in the saving of tool costs and in a significantly reduced total machining time.
Details and further advantages of the invention are explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments with the aid of drawings. Show it:
1 is a drain valve with an overflow nozzle in a sectional view,
Fig. 2 is a sectional view of the chrome-nickel steel cup according to the design of Fig. 1, and
3 shows the side view of the chalice according to FIG. 2.
1 consists of a cup 1 made of chrome-nickel steel. The goblet tapers to an outlet collar 2. At this point, the circular-cylindrical outlet 3 begins with an inner wall 14, which is continued in the lower part in a plastic valve body 4. The plastic valve body 4 encloses the outside of the cup 1.
The plastic valve body 4 contains in its upper outer part an insert thread 5 which interacts with a nut 6 in order to fix the drain valve in the basin 7. The fastening is carried out by tightening the nut 6 against a flange 8 attached to the cup 1, which flange is pressed onto the edge of the pool opening with the interposition of a seal 9 when the nut 6 is tightened. In order to reinforce the frictional connection between the cup 1 and the plastic valve body 4, an outwardly projecting retaining groove 10 is provided on the outside of the cup 1. This claw-like holding groove can consist of several segments. A plurality of such grooves can also be provided offset radially and / or one above the other. The retaining grooves 10 are preferably arranged in the area of the largest diameter of the cup, shortly before the transition to the bottom 11.
In the lower part of the plastic valve body 4, an actuation guide 12 for opening and closing the valve can be contained by pushing a valve plug 13 on and off. The valve plug is guided directly on the inner wall 14 of the outlet 3 mentioned above, that is to say in the upper part of the outlet directly on the inner wall of the outlet collar 2 and in the lower part of the outlet on the inner wall of the plastic part.
The valve plug 13 has a seal 15 on the upper edge, with which the valve plug is sealed against the valve seat 16 on the upper edge of the outlet collar 2 when the valve is closed. A simple O-ring seal is provided as the seal. Finally, depending on the design model, an overflow connection 17 can be provided in the lower outlet part of the plastic valve body 4.
The design with the relatively long outlet, which is due to the described embodiments, requires a very precise transition, in particular on the inner wall of the outlet, between the outlet collar 2 and the rest of the plastic part. However, such difficulties are completely avoided by the manufacturing process described below.
While the conventional method provided five consecutive separate process steps after cutting the goblet part 1, namely punching out, pulling into the goblet shape, piercing the holding grooves, punching out the edge and pre-punching the outlet opening and pulling the outlet collar, the manufacturing process according to the present invention can be carried out Reduce two process steps: The first step consists in the combined punching and deep drawing, while the second step in combination involves pulling the outlet collar, repressing the valve seat and opening the groove and punching out the upper outer edge.
Whereas previously the workpiece had to be clamped and unclamped several times on different machines and corresponding tools had to be kept available, the manufacturing process according to the invention is reduced to two combination steps. This reduction also saves a considerable amount of time and thus a reduction in manufacturing costs.
Special care has been taken to combine the pulling process for the collar and the opening of the retaining grooves on the circumference of the cup. For this purpose, corresponding depressions are made in the deep-drawing mold in the area of the largest diameter, as can be seen from FIG. 3. During the drawing process, these elements act as a brake so that the material moves absolutely evenly in the direction of the outlet collar during the flow process. This compensates for any unevenness in the sheet, so that there is no tip formation during drawing and therefore no ripple in the area of the outlet collar.
An additional advantage is an absolutely smooth lower edge of the outlet collar, so that no rework is required at this point.
When the cup is subsequently overmolded in a plastic injection molding machine, the plastic part connects seamlessly and without visible transitions or irregularities to the lower edge of the outlet collar on the cup 1. Since there are no undulations in the area of this outlet collar, there is no risk of hollow spaces between the plastic and the cup. The perfect and continuous adhesion of the plastic material to the surface of the goblet in connection with the effect of the claw-like retaining grooves leads to an increased and absolutely reliable, because for all series parts uniform, resilience during later assembly in the basin.
The occurring axial tension between the upper edge of the cup 1 and the plastic part by screwing is reliably and properly absorbed by the retaining grooves in connection with the good adhesion of the plastic material to the cup surface.
Because of the uniformity of the inner wall of the outlet, starting from the outlet collar 2 and in particular at the transition point to the plastic, the inner wall is a continuously smooth guide for the valve plug 13. In addition, the valve seat 15 is so evenly pressed out by the aforementioned combined processing step that one Post-processing is unnecessary and the valve plug can also be sealed with a simple and inexpensive O-ring seal 16. Nevertheless, the valve seat is highly precise and reliable.