DE102012221047A1

DE102012221047A1 - Ventiloberteil für eine Sanitärarmatur

Info

Publication number: DE102012221047A1
Application number: DE102012221047.4A
Authority: DE
Inventors: Arno Hahn; Fridolin Meier
Original assignee: Hansgrohe SE
Current assignee: Hansgrohe SE
Priority date: 2012-11-19
Filing date: 2012-11-19
Publication date: 2014-05-22
Also published as: WO2014076182A1

Abstract

Ein Ventiloberteil zum Einsetzen in eine Aufnahmeöffnung einer Sanitärarmatur enthält ein Membranventil mit einem Membranelement, einer Steuerbohrung und einer Ausgleichsbohrung. Für die Steuerbohrung ist in dem Ventiloberteil ein Steuerkolben eingesetzt, der in Richtung auf die Öffnung der Steuerbohrung stufenlos verstellbar ist. Durch die stufenlose Verstellung des Steuerkolbens wird das Membranventil als Sanitärventil mit einem stufenlos veränderbaren Durchflussquerschnitt verwendet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventiloberteil für Sanitärarmaturen.
Es ist bekannt, dass bei Sanitärarmaturen Ventiloberteile verwendet werden, die in die Sanitärarmaturen eingeschraubt werden und die normierte Größen aufweisen. Üblicherweise haben diese Ventiloberteile ein Betätigungselement, an dem ein Griff angeschraubt werden kann.
Bei einem bekannten Ventiloberteil wird mithilfe eines verdrehbaren Betätigungselements ein Ventilschließkörper mit einer Dichtung axial bewegt, so dass er auf einen Ventilsitz aufgelegt werden kann ( DE 298 05 835 U1 ).
Ebenfalls bekannt sind Ventiloberteile, die eine Scheibensteuerung aufweisen, bei der also durch das Betätigungselement eine Keramikscheibe gegenüber einer feststehenden Keramikscheibe verschoben und durch mehr oder weniger weite Übereinstimmung von Durchlassöffnungen eine Steuerung bewirkt wird.
Es hat sich herausgestellt, dass zur Betätigung von Ventiloberteilen mit Keramikscheiben Drehmomente erforderlich sind, die bei normalen relativ großen Drehgriffen ohne Schwierigkeiten aufgebracht werden können. Wird aber aus gestalterischen Gründen ein im Durchmesser kleiner Drehgriff verwendet, kann das Öffnen und Schließen schwierig werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Ventiloberteil zu schaffen, zu dessen manueller Betätigung ein sehr kleines Drehmoment erforderlich ist, so dass auch sehr schmale Drehgriffe bei der Sanitärarmatur verwendet werden können.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ein Ventiloberteil mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen vor. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Membranventile werden üblicherweise als Absperrventile verwendet, wobei der Steuerkolben nur zwei Endstellungen kennt, die einem vollständig geöffneten Membranventil und einem geschlossenen Membranventil zugeordnet sind. Erfindungsgemäß wird jedoch der Steuerkolben kontinuierlich verstellt, so dass sich das Membranventil mehr oder weniger weit öffnen bzw. schließen lässt.
Die Art, wie der Steuerkolben kontinuierlich verstellt werden kann, kann beliebig sein.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann für den Antrieb des Steuerkolbens ein Drehantrieb vorgesehen sein. Durch den Drehantrieb wird der Steuerkolben oder ein mit ihm verbundenes Bauelement in einer Schraubbewegung bewegt. Auf diese Weise lässt sich eine sehr feinfühlige Verstellung der Position des Steuerkolbens und damit der Menge des durch das Ventil strömenden Wassers einstellen.
In nochmaliger Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Steuerkolben an seiner freien Stirnfläche, die zum Schließen der Steuerbohrung dient, einen Überzug oder eine Beschichtung aus einem elastomeren Material aufweist.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Membranelement als Ringelement ausgebildet ist, das im Bereich seines äußeren Randes in dem Gehäuse des Ventiloberteils festgelegt ist und das im Bereich seines Öffnung umgebenden inneren Randes mit einem starren Ventilkörper verbunden ist. Die Verbindung mit dem starren Ventilkörper geschieht vorzugsweise in der Weise, dass das Membranelement zur Auflage auf dem Ventilsitz ausgebildet ist.
In Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass die Steuerbohrung in dem Ventilkörper ausgebildet ist.
In nochmaliger Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Ausgleichsbohrung in dem Membranelement angeordnet ist.
Die Erfindung schlägt ebenfalls die Verwendung eines Membranventils in einem Ventiloberteil für eine Sanitärarmatur vor, bei dem aufgrund eines Griffs mit kleinem Durchmesser und gegebenenfalls glatter Oberfläche nur geringe Drehmomente aufgebracht werden können.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der Zusammenfassung, deren beider Wortlaut durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht wird, der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigen:
1 einen Axialschnitt durch ein Ventiloberteil nach der Erfindung;
2 einen vergrößerten Teilschnitt durch das Ventiloberteil in geöffnetem Zustand des Membranventils;
3 einen der 2 entsprechenden Teilschnitt bei geschlossenem Membranventil.
Das in den Figuren dargestellte Ventiloberteil enthält ein Gehäuse 1, mit dem es in eine Sanitärarmatur eingeschraubt werden kann. An der Außenseite des Gehäuses 1 ist ein Flansch 2 mit einem Gewinde 3 ausgebildet.
In das Gehäuse 1 ist ein Betätigungselement 4 eingesetzt, das mit seinem in 1 oberen Ende 5 aus dem Gehäuse 1 herausragt. Es ist in dem Gehäuse 1 drehbar untergebracht. Das Betätigungselement weist in seinem innerhalb des Gehäuses 1 angeordneten Bereich eine Innenöffnung mit einem Innengewinde 6 auf. In dieses Gewinde 6 ist eine Schraubhülse 7 mit einem Boden 8 eingeschraubt. In den Boden 8 der Schraubhülse ist ein mit einem Gewinde versehener Ansatz des Steuerkolbens 9 eingeschraubt. Der Durchmesser des Steuerkolbens 9 ist kleiner als der Innendurchmesser der Schraubhülse 7.
Von unten her ist in das Gehäuse ein zweiteiliger Ventileinsatz 101 eingeschoben und festgelegt. Der Ventileinsatz 101 weist in Richtung auf das Betätigungsende des Ventiloberteils eine Stirnwand mit einem Hals 11 auf. Der Hals 11 greift zwischen die Schraubhülse 7 und den Steuerkolben 9. Dadurch ist der Steuerkolben 9 in dem Hals 9 axial verschiebbar angeordnet. Zur Abdichtung des Steuerkolbens gegenüber dem Hals 11 ist an dem Steuerkolben eine Dichtung angeordnet.
Die Position des Ventileinsatzes 10 ist dadurch bestimmt, dass dieser mit dem Rand 12 seiner Stirnwand 12 an einer Schulter des Ventilgehäuses 1 anliegt. Dadurch ist auch das Betätigungselement axial unverschiebbar festgelegt.
Der Ventileinsatz 10 weist einen Wassereinlass 13 und einen Wasserauslass 14 auf. Koaxial zu der Außenseite ist in dem Ventileinsatz ein Ventilsitz 15 gebildet, der durch eine umlaufende Kante verwirklicht ist. Auf dem Ventilsitz liegt ein Membranelement 16 auf, das mit seinem Außenrand zwischen den beiden Teilen des Ventileinsatzes 101 festgelegt ist. Das Membranelement 16 ist ringförmig ausgebildet und in seinem mittleren Bereich mit einem Ventilkörper 17 verbunden. In der in 1 dargestellten Position liegt das Membranelement 16 auf dem Ventilsitz 15 auf. Der Ventilkörper 17 weist eine Steuerbohrung 18 auf, die durch ihn quer zu der Ebene des Ventilsitzes 15 hindurchgeht. Die Steuerbohrung 18 ist zum Auslass 14 hin offen.
Zwischen der Membran 16 und dem oberen Ende 12 des Ventileinsatzes 10 ist ein Druckraum 19 gebildet, in den die Steuerbohrung 18 hinein führt. Die Steuerbohrung 18 mündet in den Druckraum 19 innerhalb eines kegelstumpfförmigen Vorsprungs. Durch das Membranelement 16 führt in dem Bereich außerhalb des Ventilsitzes 15 eine Ausgleichsbohrung 20 hindurch.
An dem in den Druckraum 19 gerichteten freien Ende des Steuerkolbens 9 ist ein Überzug 21 aus elastomerem Material angebracht, der eine abgerundete Stirnseite aufweist und um die Seitenkanten des Steuerkolbens 9 herum reicht. Dort greift er in Nuten in der Wand des Steuerkolbens 9 ein. In der dargestellten Position liegt der Überzug 21 auf der Mündung der Steuerbohrung 18 auf und verschließt diese. Sowohl das durch die Steuerbohrung 18 gebildete Pilotventil als auch das Membranventil sind geschlossen.
Durch Verdrehen des Betätigungselements, das axial festgelegt ist, wird die Schraubhülse 7 in Richtung auf das äußere Ende 5 des Betätigungselements 4 geschraubt, wobei sie dann den Steuerkolben 9 mitnimmt. Die Schraubbewegung kann fortgeführt werden, bis der Steuerkolben 9 vollständig innerhalb des Halses 11 des Ventileinsatzes 10 angeordnet ist. Diese Position ist in 2 dargestellt. Durch Verdrehen des Betätigungselements 4 in umgekehrter Richtung wird die Schraubhülse 7 in Richtung auf den Ventilsitz 15 geschraubt, wobei sie den Steuerkolben 9 mitnimmt. Die geschlossene Position ist in vergrößertem Maßstab in 3 dargestellt. Jede Zwischenstellung des Steuerkolbens 9 bedeutet eine unterschiedliche Größe der durch das Membranventil gebildeten Öffnung.
Im geschlossenen Zustand des Membranventils, dargestellt in 1 und in 3, liegt der Druck des Wassers in der Wasserführung von dem Einlass 13 an der Eingangsseite des Membranelements 16 außerhalb des Ventilsitzes an, und, da das Wasser durch die Ausgleichsöffnung 20 in den Druckraum 19 gelangt, auch an der gegenüberliegenden Seite des Membranelements 16. Da die Größe der Membranfläche, an der das Wasser im Druckraum 19 anliegt, größer ist als die Fläche des Membranelements 16 in dem Ringraum außerhalb des Ventilsitzes 15, bleibt das Membranventil geschlossen.
Wird der Steuerkolben 9 durch Verdrehen des Betätigungselements 4 von der Mündung der Steueröffnung 18 abgehoben, bricht der Druck im Druckraum 19 durch das Wegfließen des Wassers durch die Steueröffnung 18 zusammen, so dass der Druck des Wassers das Membranelement 16 von Ventilsitz 15 abhebt. Dabei nähert sich die Steueröffnung 18 wieder der Stirnseite des Steuerkolbens 9, so dass das Wegströmen des Wassers durch die Steueröffnung 18 verringert wird. Es stellt sich ein stabiler Zustand bei teilweise geöffnetem Membranventil ein. Zum Öffnen und Schließen des Ventils ist ein sehr geringes Drehmoment erforderlich, da die eigentliche Kraft zum Schließen des Ventils von dem Wasserdruck selbst aufgebracht wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 29805835 U1 [0003]

Claims

Ventiloberteil für eine Sanitärarmatur, mit 1.1 einem Gehäuse (1), 1.2 einer von einem Einlass (13) in das Gehäuse (1) über einen Ventilsitz (15) zu einem Auslass (14) aus dem Gehäuse (1) führenden Wasserführung, 1.3 einem zusammen mit dem Ventilsitz (15) ein Membranventil mit einer Steueröffnung (18) und einer Ausgleichsöffnung (20) bildenden Membranelement (16), sowie mit 1.4 einem Antrieb zur kontinuierlichen Bewegung eines Steuerkolbens (9) für die Steueröffnung (18).
Ventiloberteil nach Anspruch 1, mit einem Drehantrieb für den Steuerkolben (9).
Ventiloberteil nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Steuerkolben (9) an seiner freien Stirnfläche einen Überzug (21) aus einem elastomeren Material aufweist.
Ventiloberteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Membranelement (16) als Ringelement ausgebildet ist, das im Bereich der Öffnung mit einem starren Ventilkörper (17) verbunden ist.
Ventiloberteil nach Anspruch 4, bei dem die Steuerbohrung (18) in dem Ventilkörper (17) angeordnet ist.
Ventiloberteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Ausgleichsbohrung (20) in dem Membranelement (16) angeordnet ist.
Verwendung eines Ventiloberteils nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem im Durchmesser kleinen Griffelement.