DE102013020824A1

DE102013020824A1 - Kombiniertes Füll-, Entleer- und Entlüftungsventil für ein Heizungs- oder Kühlsystem sowie entsprechendes Heizungs- oder Kühlsystem

Info

Publication number: DE102013020824A1
Application number: DE102013020824.6A
Authority: DE
Inventors: Andreas Schneider; Marcel Gille; Peter Buchner; Reinhard Pilmeier; Stefan Leymann; Fabian Weber; Nadine Riili; Detlev Schmitt
Original assignee: Viega GmbH and Co KG
Current assignee: Viega Technology GmbH and Co KG
Priority date: 2013-12-17
Filing date: 2013-12-17
Publication date: 2015-06-18

Abstract

Die Erfindung betrifft ein kombiniertes Füll-, Entleer- und Entlüftungsventil (1) für ein Heizungs- oder Kühlsystem mit einem Verteilergehäuse (2), das einen Abzweig (2.1) zur Verbindung mit einem Heizungs- oder Kühlsystem, beispielsweise Heizkreisverteiler, sowie einen oberen Abgang (2.2) und einen unteren Abgang (2.3) aufweist, und mit einer im Verteilergehäuse (2) angeordneten Betätigungseinrichtung (3). Zur Vereinfachung des Aufbaus schlägt die Erfindung vor, dass die Betätigungseinrichtung (3) einen zwischen einer ersten Endstellung (E1) und einer zweiten Endstellung (E2) verlagerbaren Ventilkörper (3.1) aufweist, der eine erste Fluidverbindung (F1) zwischen Abzweig (2.1) und oberem Abgang (2.2) und eine zweite Fluidverbindung (F2) zwischen Abzweig (2.1) und unterem Abgang (2.3) entweder blockiert oder freigibt. Ferner betrifft die Erfindung ein Heizungs- oder Kühlsystem mit einem kombinierten Füll-, Entleer- und Entlüftungsventil (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein kombiniertes Füll-, Entleer- und Entlüftungsventil für ein Heizungs- oder Kühlsystem mit einem Verteilergehäuse, das einen Abzweig zur Verbindung mit einem Heizungs- oder Kühlsystem, beispielsweise Heizkreisverteiler, sowie einen oberen Abgang und einen unteren Abgang aufweist, und mit einer im Verteilergehäuse angeordneten Betätigungseinrichtung. Ferner betrifft die Erfindung ein entsprechendes Heizungs- oder Kühlsystem mit einem solchen kombinierten Füll-, Entleer- und Entlüftungsventil.
Ein Heizungssystem oder Kühlsystem, beispielsweise eine Fußbodenheizung, muss mit einem flüssigen Medium, beispielsweise Wasser, befüllt werden können. An derselben Stelle, an der ein Befüllen erfolgt, kann das Heizungssystem auch entleert oder gespült werden. Dazu weisen herkömmliche Heizungssysteme ein Füll- und Entleerventil auf, welches in einem Ventilgehäuse zwischen einer ersten Endstellung (Offenstellung) und einer zweiten Endstellung (Schließstellung) bewegbar ist.
Ein Füll- und Entleerventil kann beispielsweise wie in der DE 10 2010 001 087 A1 beschrieben aufgebaut sein. Der Ventilkörper ist dabei spindelförmig ausgebildet und im Innern des Gehäuses gelagert, wobei die Spindel über eine Gewindeverbindung mit dem Gehäuse verbunden ist. Die Spindel bzw. der Ventilkörper ist drehfest mit einer Kappe verbunden, die in axialer Richtung aus dem Gehäuse herausragt. Das Gehäuse weist neben dem Abschnitt, in welchem der Ventilkörper gelagert ist, einen Abzweig und einen Abgang auf. Durch Drehen der Kappe kann das der Kappe gegenüberliegende, untere Ende des Ventilkörpers eine Verbindungsöffnung zwischen Abzweig und Abgang entweder blockieren, so dass keine Fluidverbindung zwischen Abzweig und Abgang besteht, oder freigeben, so dass eine Fluidverbindung zwischen Abzweig und Abgang besteht.
Unabhängig davon müssen Heizungssysteme oder Kühlsysteme auch entlüftet werden können. Zu diesem Zweck weist ein herkömmliches Heizungssystem ein Entlüftungsventil auf, das in einem eigenen Gehäuse zwischen einer ersten Endstellung (Offenstellung) und einer zweiten Endstellung (Schließstellung) bewegbar ist. Bei den Entlüftungsventilen sind sowohl herkömmliche manuelle Ventile oder alternativ Schnellentlüfter oder automatische Entlüfter bekannt.
Die separaten Ventile, das heißt das Füll- und Entleerventil einerseits und das Entlüftungsventil andererseits, werden in der Regel unabhängig voneinander mit dem Leitungssystem verbunden.
Aus der EP 1 411 302 A2 ist es auch bekannt, ein Füll- und Entleerventil und ein Entlüftungsventil in einem gemeinsamen Verteilergehäuse zu kombinieren. Dabei weist jedes Ventil, das heißt das Füll- und Entleerventil einerseits und das Entlüftungsventil andererseits, einen eigenen spindelförmigen Ventilkörper auf, der im Gehäuse jeweils zwischen zwei Endstellungen bewegbar ist. In einer Endstellung des jeweiligen Ventilkörpers wird eine Fluidverbindung freigegeben, in der anderen Endstellung blockiert.
Der Stand der Technik hat verschiedene Nachteile. So ist die Technik aufgrund der Vielzahl an Bauteilen relativ aufwendig und umständlich zu bedienen. Häufig sind sogar unterschiedliche Werkzeuge nötig, um die Spindel des Füll- und Entleerventils einerseits und die Spindel des Entlüftungsventils andererseits zu bedienen.
Auch werden häufig im Stand der Technik einzelne Bauteile von Füll- und Entleerventilen oder Entlüftungsventilen, die in der Regel aus Metall hergestellt sind, durch Kunststoffteile ersetzt, wobei aber die Form der Teile nicht verändert wird. Die Kunststoffteile sind demnach nicht an die neue Materialverwendung angepasst, was zu einer geringen Lebensdauer führt, da Kunststoff den Belastungen weniger gut standhält als Metall.
Ein weiteres Problem besteht bei herkömmlichen manuellen Entlüftungsventilen. Diese sind nicht zur Schnellentlüftung oder automatischen Entlüftung geeignet. Dazu müssen spezielle Ventile gegen die herkömmlichen Ventile getauscht werden. Dieser Umbau ist relativ aufwendig. Soll ein Heizungssystem mit einem herkömmlichen Entlüftungsventil so umgerüstet werden, dass eine Schnellentlüftung oder eine automatische Entlüftung möglich ist, muss zunächst das Leitungssystem bzw. Verteilergehäuse drucklos gemacht werden. Oftmals wird, um einen Schnellentlüfter während des Betriebs des Heizungssystems tauschen zu können, ein zusätzliches Bauteil, ein sogenannter Absperrautomat, in das Leitungssystem eingebaut. Anschließend muss das herkömmliche Entlüftungsventil ausgebaut und ein Schnellentlüfter oder automatischer Entlüfter stattdessen eingebaut werden.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein kombiniertes Füll-, Entleer- und Entlüftungsventil für ein Heizungs- oder Kühlsystem zu schaffen, das einfacher aufgebaut ist.
Die zuvor hergeleitete und aufgezeigte Aufgabe wird gemäß einer ersten Lehre der vorliegenden Erfindung bei einem Füll-, Entleer- und Entlüftungsventil für ein Heizungs- oder Kühlsystem mit einem (gemeinsamen) Verteilergehäuse, insbesondere in Form eines T-Stücks, das einen Abzweig zur Verbindung mit einem Heizungs- oder Kühlsystem, beispielsweise Heizkreisverteiler, sowie einen oberen Abgang und einen unteren Abgang aufweist, und mit einer im Verteilergehäuse angeordneten Betätigungseinrichtung dadurch gelöst, dass die Betätigungseinrichtung einen zwischen einer ersten Endstellung und einer zweiten Endstellung verlagerbaren (gemeinsamen) Ventilkörper aufweist, der eine erste Fluidverbindung (einen ersten Strömungsweg bzw. -kanal) zwischen Abzweig und oberem Abgang und eine zweite Fluidverbindung (einen zweiten Strömungsweg bzw. -kanal) zwischen Abzweig und unterem Abgang entweder blockiert oder freigibt.
Der obere Abgang dient insbesondere zur Entlüftung und insoweit zur Verbindung mit einem Entlüftungsschlauch. Auch kann der obere Abgang mit einem separaten Schnellentlüfter oder automatischen Entlüfter verbunden werden. Ein Schnellentlüfter oder automatischer Entlüfter kann ohne Umbaumaßnahmen und während des normalen Anlagenbetriebs auf den oberen Abgang aufgesetzt und damit verschraubt werden. Der Anbau ist beispielsweise möglich, wenn der Ventilkörper in der Zwischenstellung ist und dadurch der obere Abgang drucklos ist. Nach dem Anbau kann der Ventilkörper in die erste Endstellung gebracht werden, wodurch der obere Abgang für eine Schnellentlüftung bzw. automatische Entlüftung dauerhaft druckbeaufschlagt ist. Der untere Abgang dient insbesondere zum Entleeren, Befüllen oder Spülen der Leitungen des Heizungs- oder Kühlsystems und insoweit zur Verbindung mit einem wasserdurchströmbaren Schlauch oder Leitungsstück. Alternativ können die genannten anzuschließenden Komponenten (Entlüftungsschlauch, Schnellentlüfter, automatischer Entlüfter, wasserdurchströmbarer Schlauch/Leitungsstück) auch mit der entsprechenden Seite des Ventilkörpers oder einer mit dem Ventilkörper drehfest verbundenen Kappe/Flansch verbunden werden.
Der Ventilkörper dient also erfindungsgemäß sowohl als Ventilkörper für die Füll- und Entleerfunktion als auch als Ventilkörper für die Entlüftungsfunktion. Im Unterschied zum Stand der Technik ist also nur noch ein einzelner Ventilkörper für beide Funktionen einzubauen und zu bedienen. Dabei kann der Ventilkörper zwei Endstellungen einnehmen, wobei in der einen Endstellung, beispielsweise ersten Endstellung, die Entlüftungsfunktion und in der anderen Endstellung, beispielsweise zweiten Endstellung, die Füll- und Entleerfunktion ermöglicht wird. Der Ventilkörper kann auch eine Zwischenstellung zwischen den beiden Endstellungen einnehmen, in welcher das Verteilergehäuse vollständig geschlossen ist und keine der beiden Funktionen möglich ist.
Bei dem kombinierten Füll-, Entleer- und Entlüftungsventil ist der Querschnitt des oberen Abgangs vorzugsweise kleiner als der Querschnitt des unteren Abgangs, wobei der obere Abgang bevorzugt für die Entlüftung dient. Der untere Abgang dient dann zum Entleeren, Befüllen oder Spülen. Der Querschnitt des oberen Abgangs kann zusätzlich oder alternativ auch kleiner als der Querschnitt des Abzweigs sein.
Wenn von „oben” und „unten” bzw. von einem „oberen Abgang” und einem „unteren Abgang” die Rede ist, ist erfindungsgemäß gemeint, dass sich das Verteilergehäuse von einem ersten Ende bzw. Abgang zu einem zweiten Ende bzw. Abgang in einer Erstreckungsrichtung erstreckt, die im bestimmungsgemäß montierten Zustand der Schwerkraftrichtung entspricht. Im bestimmungsgemäß montierten Zustand ist dann der obere Abgang oberhalb des unteren Abgangs, zumindest in einer Ebene oberhalb des unteren Abgangs, angeordnet.
Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Füll-, Entleer- und Entlüftungsventils ist der Ventilkörper so ausgebildet, dass in der ersten Endstellung die erste Fluidverbindung freigegeben und die zweite Fluidverbindung blockiert ist und in der zweiten Endstellung die erste Fluidverbindung blockiert und die zweite Fluidverbindung freigegeben ist. Die Freigabe der einen Fluidverbindung bzw. des einen Strömungswegs bewirkt automatisch die Blockierung der anderen Fluidverbindung bzw. des anderen Strömungswegs. Der Ventilkörper kann ferner wie gesagt so ausgebildet sein, dass in einer Zwischenstellung zwischen der ersten Endstellung und der zweiten Endstellung die erste Fluidverbindung und die zweite Fluidverbindung blockiert sind, das erfindungsgemäße Ventil also vollständig geschlossen ist.
Gemäß noch einer Ausgestaltung ist der Ventilkörper (um eine Ventilkörperachse) drehbar und/oder (entlang einer bzw. der Ventilkörperachse) axial verlagerbar. Auch ist es denkbar, dass der Ventilkörper rotationssymmetrisch zur Ventilkörperachse ist und insbesondere ein zylindrischer Körper ist.
Ist der Ventilkörper ausschließlich drehbar und nicht axial verlagerbar, handelt es sich bei dem Ventilkörper insbesondere um ein Küken. Ein Küken läßt eine Durchströmung oder verschiedene Durchströmungen oder eine Blockierung des oder der Strömungswege ausschließlich abhängig vom Drehwinkel zu. Alternativ kann statt eines Kükens auch eine Spindel als Ventilkörper vorgesehen sein, die dann aufgrund einer Gewindeverbindung mit dem Verteilergehäuse, insbesondere mit der Innenseite oder Außenseite des Verteilergehäuses, innerhalb des Verteilergehäuses gleichzeitig drehbar und axial verlagerbar ist. Eine Spindel kann auch nur axial verlagerbar ausgebildet sein. Auch auf diese Weise lassen sich die unterschiedlichen Strömungszustände bewirken.
Insbesondere ist die Ventilkörperachse, um die oder entlang der die Verlagerung des Ventilkörpers erfolgt, parallel, insbesondere koaxial, oder im spitzen Winkel entweder zu der Mittelachse des Abzweigs oder zu der Mittelachse des oberen und/oder unteren Abgangs. Wenn die Ventilkörperachse parallel oder koaxial oder im spitzen Winkel zur Mittelachse des Abzweigs verläuft, verläuft diese stumpfwinkelig, vorzugsweise senkrecht, zur Mittelachse des oberen und/oder unteren Abgangs. Verläuft die Ventilkörperachse parallel oder koaxial oder im spitzen Winkel zur Mittelachse des oberen und/oder unteren Abgangs, verläuft diese stumpfwinkelig, vorzugsweise senkrecht, zur Mittelachse des Abzweigs.
Erfindungsgemäß können dabei der obere Abgang und der untere Abgang einander, insbesondere diametral, gegenüberliegen. Der Abzweig bzw. dessen Mittelachse verläuft wie gesagt insbesondere senkrecht zum oberen Abgang und/oder unteren Abgang bzw. dessen jeweiliger Mittelachse.
Weiter kann vorgesehen sein, dass der Abzweig ein Gewinde, insbesondere Außengewinde, für den Anschluss an einen Heizkreisverteiler aufweist. Der obere Abgang und/oder die vom unteren Abgang wegweisende Seite des Ventilkörpers kann ein Gewinde, insbesondere ein Innengewinde, für den Anschluss an einen Schlauch oder zur Montage eines automatischen Entlüfters aufweisen. Der untere Abgang und/oder die vom oberen Abgang wegweisende Seite des Ventilkörpers kann ein Gewinde, insbesondere ein Außengewinde, für den Anschluss an einen Schlauch oder ein Leitungsstück aufweisen.
Für einen besonders einfachen Zusammenbau ist das erfindungsgemäße Ventil, insbesondere das Verteilergehäuse, so aufgebaut, dass der Ventilkörper durch den oberen Abgang in das Verteilergehäuse eingesetzt werden kann und innerhalb des unteren Abgangs im Innern des Verteilergehäuses vorzugsweise ein axialer Anschlag (in Richtung weg vom oberen Abgang) vorgesehen ist, der den Ventilkörper im Verteilergehäuse in Richtung des unteren Abgangs axial fixiert. Insbesondere ist dazu der Innenquerschnitt des gesamten oberen Abgangs größer als der Außenquerschnitt des Ventilkörpers. Auch kann der Innenquerschnitt des unteren Abgangs teilweise größer als der Außenquerschnitt des Ventilkörpers sein, wobei vorzugsweise eine Querschnittsverengung als Anschlag im unteren Abgang vorgesehen ist.
Der Ventilkörper kann weiter wie folgt ausgestaltet sein.
So kann gemäß einer Ausgestaltung vorgesehen sein, dass sich der Ventilkörper in Richtung der Ventilkörperachse von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende erstreckt und eine das erste Ende mit dem zweiten Ende verbindende Mantelfläche aufweist, wobei durch den Ventilkörper oder zwischen Ventilkörper und Verteilergehäuse ein erster Ventilkörperkanal verläuft. Das erste Ende des Ventilkörpers bezeichnet die eine Endfläche, das zweite Ende die gegenüberliegende Endfläche. Zwischen den beiden Enden erstreckt sich dann besagte Mantelfläche.
Durch den Ventilkörper oder zwischen Ventilkörper und Verteilergehäuse kann auch ein zweiter Ventilkörperkanal verlaufen, der insbesondere vom ersten Ventilkörperkanal vollständig oder abschnittsweise getrennt ist. So ist es denkbar, dass der erste Ventilkörperkanal und/oder der zweite Ventilkörperkanal von einem Kanal, der vom Material des Ventilkörpers (senkrecht zur Verlaufsrichtung des Ventilkörperkanals) vollständig umschlossen ist, gebildet ist.
Der erste Ventilkörperkanal und/oder der zweite Ventilkörperkanal kann auch von einer Vertiefung (zum Beispiel in Form einer Nut) im Ventilkörper gebildet sein, die einen Kanal bildet, der (senkrecht zur Verlaufsrichtung des Ventilkörperkanals) zum Teil vom Material des Ventilkörpers und zum übrigen Teil vom Material des Verteilergehäuses umschlossen ist.
Beide Varianten können auch kombiniert sein, so dass der jeweilige Ventilkörperkanal auch in einem Abschnitt von einem Kanal gebildet sein kann, der vom Material des Ventilkörpers vollständig umschlossen ist, und in einem anderen Abschnitt von einem von einer Vertiefung (zusammen mit der dazu benachbarten Innenfläche des Verteilergehäuses) gebildeten Kanal gebildet sein kann, der zum Teil vom Material des Ventilkörpers und zum übrigen Teil vom Material des Verteilergehäuses umschlossen ist.
Im Weiteren werden einige mögliche Varianten eines erfindungsgemäßen Ventil- bzw. Ventilkörperaufbaus beschrieben.
Dabei wird auch der Begriff „Vertiefungsteilstrecke” verwendet, der wie folgt definiert ist: Bei allen erfindungsgemäßen Varianten kann statt eines Kanals, der vollständig vom Material des Ventilkörpers umschlossen ist (z. B. Bohrung), eine Vertiefung bzw. Nut vorgesehen sein, also ein Kanal, der nur teilweise vom Material des Ventilkörpers umgeben/gebildet ist. In letzterem Fall wird der Kanal oder zumindest ein Teil des Kanals vom Ventilkörpermaterial im Bereich der Vertiefung zusammen mit dem dazu (senkrecht zur Verlaufsrichtung des Kanals) benachbarten Material der Innenfläche des Verteilergehäuses gebildet. In diesem Fall entspricht ein erster Abschnitt einer Vertiefung (eine erste Vertiefungsteilstrecke), der in der ersten Endstellung zum Abzweig gewandt ist und mit diesem dann in Fluidverbindung steht, der ersten Öffnung eines entsprechenden vom Material des Ventilkörpers vollständig umschlossenen ersten Ventilkörperkanals. In diesem Sinne entspricht auch ein zweiter Abschnitt der Vertiefung (eine zweite Vertiefungsteilstrecke), der in der ersten Endstellung dem oberen Abgang zugewandt ist und mit diesem dann in Fluidverbindung steht, der zweiten Öffnung eines entsprechenden vom Material des Ventilkörpers vollständig umschlossenen ersten Ventilkörperkanals. In gleicher Weise entspricht ein erster Abschnitt einer Vertiefung (eine erste Vertiefungsteilstrecke), der in der zweiten Endstellung zum Abzweig gewandt ist und mit diesem dann in Fluidverbindung steht, der ersten Öffnung eines entsprechenden vom Material des Ventilkörpers vollständig umschlossenen zweiten Ventilkörperkanals. In diesem Sinne entspricht auch ein zweiter Abschnitt der Vertiefung (eine zweite Vertiefungsteilstrecke), der in der zweiten Endstellung dem unteren Abgang zugewandt ist und mit diesem dann in Fluidverbindung steht, der zweiten Öffnung eines entsprechenden vom Material des Ventilkörpers vollständig umschlossenen zweiten Ventilkörperkanals.
Bei einer erfindungsgemäßen Variante verläuft die Ventilkörperachse insbesondere parallel oder koaxial oder im spitzen Winkel zur Mittelachse des oberen und/oder unteren Abgangs. Dabei hat der Ventilkörper bevorzugt mindestens zwei Ventilkörperkanäle, besonders bevorzugt ausschließlich bzw. genau zwei Ventilkörperkanäle.
Gemäß dieser Variante kann vorgesehen sein, dass der erste Ventilkörperkanal von einer ersten Öffnung oder Vertiefungsteilstrecke (einem ersten Abschnitt der Vertiefung) in der Mantelfläche zu einer Öffnung oder Vertiefungsteilstrecke im ersten Ende und der zweite Ventilkörperkanal von einer zweiten Öffnung oder Vertiefungsteilstrecke in der Mantelfläche zu einer Öffnung oder Vertiefungsteilstrecke im zweiten Ende verläuft, wobei der erste und zweite Ventilkörperkanal im Ventilkörper insbesondere so verlaufen, dass in der ersten Endstellung die erste Öffnung oder Vertiefungsteilstrecke in der Mantelfläche mit dem Abzweig und die Öffnung oder Vertiefungsteilstrecke im ersten Ende mit dem oberen Abgang in Fluidverbindung steht und in der zweiten Endstellung die zweite Öffnung oder Vertiefungsteilstrecke in der Mantelfläche mit dem Abzweig und die Öffnung oder Vertiefungsteilstrecke im zweiten Ende mit dem unteren Abgang in Fluidverbindung steht.
Mit anderen Worten verlaufen die Ventilkörperkanäle so, dass in der ersten Endstellung die erste Fluidverbindung vom Abzweig über den ersten Ventilkörperkanal zum oberen Abgang verläuft und in der zweiten Endstellung die zweite Fluidverbindung vom Abzweig über den zweiten Ventilkörperkanal zum unteren Abgang verläuft.
Dabei ist denkbar, dass in der ersten Endstellung und/oder zweiten Endstellung sowohl die Öffnung bzw. Vertiefungsteilstrecke im ersten Ende mit dem oberen Abgang als auch die Öffnung bzw. Vertiefungsteilstrecke im zweiten Ende mit dem unteren Abgang in Fluidverbindung steht, wobei in der ersten Endstellung nur die erste Öffnung bzw. Vertiefungsteilstrecke in der Mantelfläche und in der zweiten Endstellung nur die zweite Öffnung bzw. Vertiefungsteilstrecke in der Mantelfläche mit dem Abzweig in Fluidverbindung steht. Alternativ steht in der ersten Endstellung und/oder zweiten Endstellung sowohl die erste Öffnung bzw. Vertiefungsteilstrecke in der Mantelfläche als auch die zweite Öffnung bzw. Vertiefungsteilstrecke in der Mantelfläche mit dem Abzweig in Fluidverbindung, wobei in der ersten Endstellung nur die Öffnung bzw. Vertiefungsteilstrecke im ersten Ende mit dem oberen Abgang und nicht die Öffnung bzw. Vertiefungsteilstrecke im zweiten Ende mit dem unteren Abgang in Fluidverbindung steht und wobei in der zweiten Endstellung nur die Öffnung bzw. Vertiefungsteilstrecke im zweiten Ende mit dem unteren Abgang und nicht die Öffnung bzw. Vertiefungsteilstrecke im ersten Ende mit dem oberen Abgang in Fluidverbindung steht.
Gemäß einer weiteren Variante verläuft die Ventilkörperachse insbesondere parallel oder koaxial oder im spitzen Winkel zur Mittelachse des Abzweigs. Der Ventilkörper weist bevorzugt mindestens einen, besonders bevorzugt ausschließlich bzw. genau einen, Ventilkörperkanal auf.
Bei dieser Variante ist vorgesehen, dass der erste (insbesondere einzige) Ventilkörperkanal von einer Öffnung oder Vertiefungsteilstrecke im ersten Ende zu einer Öffnung oder Vertiefungsteilstrecke in der Mantelfläche verläuft, wobei der erste Ventilkörperkanal im Ventilkörper insbesondere so verläuft, dass in der ersten Endstellung die Öffnung oder Vertiefungsteilstrecke im ersten Ende mit dem Abzweig und die Öffnung oder Vertiefungsteilstrecke in der Mantelfläche mit dem oberen Abgang in Fluidverbindung steht und in der zweiten Endstellung die Öffnung oder Vertiefungsteilstrecke im ersten Ende mit dem Abzweig und die Öffnung oder Vertiefungsteilstrecke in der Mantelfläche mit dem unteren Abgang in Fluidverbindung steht.
Mit anderen Worten verläuft der Ventilkörperkanal so, dass in der ersten Endstellung die erste Fluidverbindung vom Abzweig über den Ventilkörperkanal zum oberen Abgang verläuft und in der zweiten Endstellung die zweite Fluidverbindung vom Abzweig über denselben Ventilkörperkanal zum unteren Abgang verläuft.
Dabei ist es denkbar, dass in der ersten Endstellung und/oder zweiten Endstellung sowohl die erste Öffnung bzw. Vertiefungsteilstrecke in der Mantelfläche mit dem oberen Abgang als auch die zweite Öffnung bzw. Vertiefungsteilstrecke in der Mantelfläche mit dem unteren Abgang in Fluidverbindung steht, wobei in der ersten Endstellung nur die erste Öffnung bzw. Vertiefungsteilstrecke im ersten Ende und in der zweiten Endstellung nur die zweite Öffnung bzw. Vertiefungsteilstrecke im ersten Ende mit dem Abzweig in Fluidverbindung steht. Alternativ steht in der ersten Endstellung und/oder zweiten Endstellung die erste Öffnung oder Vertiefungsteilstrecke im ersten Ende als auch die zweite Öffnung bzw. Vertiefungsteilstrecke im ersten Ende mit dem Abzweig in Fluidverbindung, wobei in der ersten Endstellung nur die erste Öffnung bzw. Vertiefungsteilstrecke in der Mantelfläche mit dem oberen Abgang und nicht die zweite Öffnung bzw. Vertiefungsteilstrecke in der Mantelfläche mit dem unteren Abgang in Fluidverbindung steht und wobei in der zweiten Endstellung nur die zweite Öffnung bzw. Vertiefungsteilstrecke in der Mantelfläche mit dem unteren Abgang und nicht die erste Öffnung bzw. Vertiefungsteilstrecke in der Mantelfläche mit dem oberen Abgang in Fluidverbindung steht.
Grundsätzlich wäre auch eine Variante denkbar, bei der die Ventilkörperachse insbesondere parallel oder koaxial oder im spitzen Winkel zur Mittelachse des Abzweigs verläuft und der Ventilkörper bevorzugt mindestens zwei Ventilkörperkanäle, besonders bevorzugt ausschließlich bzw. genau zwei Ventilkörperkanäle, aufweist.
Bei dieser Variante kann dann vorgesehen sein, dass der erste Ventilkörperkanal von einer ersten Öffnung oder Vertiefungsteilstrecke im ersten Ende zu einer ersten Öffnung bzw. Vertiefungsteilstrecke in der Mantelfläche und der zweite Ventilkörperkanal von einer zweiten Öffnung bzw. Vertiefungsteilstrecke im ersten Ende zu einer zweiten Öffnung bzw. Vertiefungsteilstrecke in der Mantelfläche verläuft, wobei der erste und zweite Ventilkörperkanal im Ventilkörper insbesondere so verlaufen, dass in der ersten Endstellung die erste Öffnung bzw. Vertiefungsteilstrecke im ersten Ende mit dem Abzweig und die erste Öffnung bzw. Vertiefungsteilstrecke in der Mantelfläche mit dem oberen Abgang in Fluidverbindung steht und in der zweiten Endstellung die zweite Öffnung bzw. Vertiefungsteilstrecke im ersten Ende mit dem Abzweig und die zweite Öffnung bzw. Vertiefungsteilstrecke in der Mantelfläche mit dem unteren Abgang in Fluidverbindung steht.
Ferner wäre eine Variante denkbar, bei der die Ventilkörperachse insbesondere parallel oder koaxial oder im spitzen Winkel zur Mittelachse des oberen und/oder unteren Abgangs verläuft und der Ventilkörper bevorzugt mindestens zwei Ventilkörperkanäle, besonders bevorzugt ausschließlich bzw. genau zwei Ventilkörperkanäle, aufweist, wobei beide Ventilkörperkanäle von einer gemeinsamen Öffnung in der Mantelfläche des Ventilkörpers ausgehen und sich danach teilen, wobei der eine Ventilkörperkanal zu einer Öffnung im ersten Ende und der andere Ventilkörperkanal zu einer Öffnung im zweiten Ende des Ventilkörpers verläuft.
In diesem Fall ist also vorgesehen, dass der erste Ventilkörperkanal von einer Öffnung bzw. Vertiefungsteilstrecke in der Mantelfläche zu einer Öffnung bzw. Vertiefungsteilstrecke im ersten Ende und der zweite Ventilkörperkanal von der Öffnung bzw. Vertiefungsteilstrecke in der Mantelfläche zu einer Öffnung bzw. Vertiefungsteilstrecke im zweiten Ende verläuft, wobei der erste und zweite Ventilkörperkanal im Ventilkörper insbesondere so verlaufen, dass in der ersten Endstellung die Öffnung bzw. Vertiefungsteilstrecke in der Mantelfläche mit dem Abzweig und die Öffnung bzw. Vertiefungsteilstrecke im ersten Ende mit dem oberen Abgang in Fluidverbindung steht und in der zweiten Endstellung die Öffnung bzw. Vertiefungsteilstrecke in der Mantelfläche mit dem Abzweig und die Öffnung bzw. Vertiefungsteilstrecke im zweiten Ende mit dem unteren Abgang in Fluidverbindung steht.
Auch ist eine Variante denkbar, bei der die Ventilkörperachse insbesondere parallel oder koaxial oder im spitzen Winkel zur Mittelachse des Abzweigs verläuft und auch in diesem Fall der Ventilkörper bevorzugt mindestens zwei Ventilkörperkanäle, besonders bevorzugt ausschließlich bzw. genau zwei Ventilkörperkanäle, aufweist, die sich beide von einer gemeinsamen Öffnung erstrecken, die hier im ersten Ende des Ventilkörpers vorgesehen ist, wobei der eine Ventilkörperkanal von dieser Öffnung zu einer ersten Öffnung in der Mantelfläche und der zweite Ventilkörperkanal von derselben Öffnung zu einer zweiten Öffnung in der Mantelfläche verläuft.
In diesem Fall ist dann vorgesehen, dass der erste Ventilkörperkanal von einer Öffnung bzw. Vertiefungsteilstrecke im ersten Ende zu einer ersten Öffnung bzw. Vertiefungsteilstrecke in der Mantelfläche und der zweite Ventilkörperkanal von der Öffnung bzw. Vertiefungsteilstrecke im ersten Ende zu einer zweiten Öffnung bzw. Vertiefungsteilstrecke in der Mantelfläche verläuft, wobei der erste und zweite Ventilkörperkanal insbesondere so verlaufen, dass in der ersten Endstellung die Öffnung bzw. Vertiefungsteilstrecke im ersten Ende mit dem Abzweig und die erste Öffnung bzw. Vertiefungsteilstrecke in der Mantelfläche mit dem oberen Abgang in Fluidverbindung steht und in der zweiten Endstellung die Öffnung bzw. Vertiefungsteilstrecke im ersten Ende mit dem Abzweig und die zweite Öffnung bzw. Vertiefungsteilstrecke in der Mantelfläche mit dem unteren Abgang in Fluidverbindung steht.
Die vorangehend beschriebenen Varianten, die nur beispielhaft und nicht abschließend genannt sind, weisen als Ventilkörper beispielsweise ein Küken auf, also einen Ventilkörper, der ausschließlich eine Drehbewegung und keine Axialbewegung bei Betätigung durchführt.
Es sind aber auch Varianten denkbar, bei denen der Ventilkörper von einer Spindel gebildet ist, also der Ventilkörper entweder gleichzeitig eine rotatorische und translatorische Bewegung oder nur eine translatorische Bewegung bei Betätigung durchführt. Dabei verläuft die Ventilkörperachse insbesondere parallel oder koaxial oder im spitzen Winkel zur Mittelachse des oberen und/oder unteren Abgangs.
Bei einer Variante mit einer Spindel als Ventilkörper ist vorgesehen, dass der Ventilkörper im Bereich zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende eine, insbesondere umfänglich umlaufende, Vertiefung aufweist und das Verteilergehäuse im Bereich zwischen dem inneren Ende des Abzweigs und dem obere Abgang einen sich in Richtung des oberen Abgangs erweiternden Querschnitt sowie im Bereich zwischen dem inneren Ende des Abzweigs und dem unteren Abgang einen sich in Richtung des unteren Abgangs erweiternden Querschnitt aufweist, wobei die Vertiefung und der innere Querschnitt des Verteilergehäuses insbesondere so verlaufen, dass in der ersten Endstellung die erste Fluidverbindung vom Abzweig über die Vertiefung zum oberen Abgang verläuft und in der zweiten Endstellung die zweite Fluidverbindung vom Abzweig über die Vertiefung zum unteren Abgang verläuft.
Bei allen beschriebenen Varianten, bei denen in der Mantelfläche des Ventilkörpers zwei voneinander unabhängige Öffnungen bzw. Vertiefungsteilstrecken vorgesehen sind (die sich also nicht berühren), ist es denkbar, dass die Öffnungen oder Vertiefungsteilstrecken in der Mantelfläche umfänglich (in Umfangsrichtung), insbesondere in einem Winkel in einem Bereich von 30 bis 180°, bevorzugt 45 bis 180°, besonders bevorzugt 90 bis 180°, zueinander versetzt sind. Zusätzlich oder alternativ kann auch vorgesehen sein, dass diese Öffnungen oder Vertiefungsteilstrecken in der Mantelfläche axial (in Axialrichtung) zueinander versetzt sind.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Füll-, Entleer- und Entlüftungsventils weist die Betätigungseinrichtung mehrere Dichtelemente, insbesondere mindestens drei Dichtelemente auf, die zwischen Ventilkörperaußenseite und Verteilergehäuseinnenseite verlaufen. Insbesondere werden als Dichtelemente Dichtringe verwendet. Grundsätzlich können anstelle von Dichtringen in Form eines O-Rings auch Formdichtungen vorgesehen sein. Als Werkstoffe eignen sich EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk), FKM (Fluorkarbon-Kautschuk) und/oder TPE (Thermoplastische Elastomere), wobei die Verbindung mit dem jeweiligen Bauteil beispielsweise durch Einlegen, Verkleben oder Zweikomponenten-Spritzguss erfolgen kann.
Einzelne oder alle Dichtelemente können am Ventilkörper oder am Verteilergehäuse, beispielsweise in einer entsprechenden Nut, gelagert bzw. fixiert sein. Vorzugsweise sind sämtliche Dichtelemente auf der Mantelfläche des Ventilkörpers gelagert bzw. fixiert, so dass der Ventilkörper mit den Dichtelementen eine Einheit bildet. Eine solche Einheit kann vormontiert werden und als Ganzes in das Verteilergehäuse eingesetzt werden, vorzugsweise durch den oberen Abgang.
Insbesondere verläuft um jede Öffnung in der Mantelfläche herum ein Dichtelement. Alternativ oder zusätzlich können auch in Umfangsrichtung um den Ventilkörper umlaufende Dichtelemente vorgesehen sein. In diesem Fall sind alle Öffnungen in der Mantelfläche innerhalb eines Abschnitts der Mantelfläche angeordnet, der axial zu beiden Enden des Ventilkörpers von je mindestens einem umfänglich umlaufenden Dichtelement begrenzt ist. Die Dichtelemente gewährleisten, dass in jeder der beiden Endstellungen nur die entsprechende Fluidverbindung freigegeben ist, während die andere Fluidverbindung blockiert ist. In der Zwischenstellung garantieren die Dichtelemente zuverlässig die vollständige Abdichtung des Verteilergehäuses nach außen. Vorzugsweise ist in der Zwischenstellung sogar der Abzweig gegenüber dem übrigen Innenraum des Verteilergehäuses vollständig abgedichtet.
Gemäß noch einer Ausgestaltung ist der Ventilkörper mit einem axial (in Richtung der Ventilkörperachse) aus dem Verteilergehäuse hervorstehenden Flansch oder einer axial aus dem Verteilergehäuse hervorstehenden Kappe drehfest verbunden. Der Ventilkörper ist insbesondere einstückig (integral, aus einem Stück gefertigt) mit Flansch oder Kappe ausgebildet. Flansch und Kappe bilden einen Angriffsbereich für eine Bedienperson. Durch Drehen von Flansch oder Kappe wird die Drehbewegung auf den Ventilkörper übertragen und die jeweilige Funktion des kombinierten Ventils ausgeführt oder beendet. Dabei können Flansch und Kappe auch eckig, insbesondere als Sechskant oder Achtkant, ausgebildet sein, um eine optimierte Angriffsfläche für ein Werkzeug zu bilden.
Erfindungsgemäß können einzelne oder alle Bauteile, insbesondere der Ventilkörper und/oder das Verteilergehäuse, aus Kunststoff, vorzugsweise aus Spritzguss, bestehen. Insbesondere in diesem Fall kann der Ventilkörper und/oder kann der Flansch oder die Kappe mit dem Verteilergehäuse über eine Rastverbindung (Clipverbindung) verbunden und in einer Richtung axial fixiert sein. Der Ventilkörper ist dann entgegen der Richtung, in der er in das Verteilergehäuse eingeschoben worden ist (entgegen der Einschubrichtung), also in Richtung vom unteren zum oberen Abgang, axial gesichert. In der anderen Richtung, das heißt in Einschubrichtung, kann eine axiale Fixierung bzw. Sicherung durch einen Anschlag für den Ventilkörper im Innern des Verteilergehäuses, insbesondere im unteren Abgang, oder durch einen Anschlag für Flansch oder Kappe am oberen Ende des oberen Abgangs bewirkt werden.
Wie ebenfalls bereits angedeutet wurde, sind Varianten des kombinierten Ventils denkbar, bei denen der Ventilkörper gleichzeitig rotatorisch und translatorisch bewegt wird. In diesem Fall kann die kombinierte translatorische und rotatorische Bewegung durch eine Gewindeverbindung zwischen Ventilkörper und Verteilergehäuse bewirkt werden. Alternativ oder zusätzlich kann eine Gewindeverbindung auch zwischen Flansch oder Kappe und dem Verteilergehäuse bestehen, um die entsprechende Bewegung durchführen zu können.
Gemäß noch einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Füll-, Entleer- und Entlüftungsventils ist vorgesehen, dass das Verteilergehäuse eine Wand mit mindestens zwei Löchern aufweist, die den Abzweig vom übrigen Innenraum des Verteilergehäuses trennt, wobei insbesondere eines der Löcher mit der ersten Öffnung oder Vertiefungsteilstrecke in der Mantelfläche oder im ersten Ende und ein anderes der Löcher mit der zweiten Öffnung oder Vertiefungsteilstrecke in der Mantelfläche oder im ersten Ende in Überdeckung bringbar ist. Dabei können die Mittelpunkte der beiden Löcher auf einer Geraden liegen, die parallel zu der Ventilkörperachse und/oder zu der Mittelachse des oberen und/oder unteren Abgangs verläuft. Insbesondere können im bestimmungsgemäß montieren Zustand des Verteilergehäuses die beiden Löcher in Schwerkraftrichtung voneinander beabstandet und insbesondere vertikal übereinander liegen. Auf diese Weise kann bei einem Entlüftungsvorgang im Abzweig befindliche Luft durch das obere Loch zum oberen Abgang geführt werden und bei einem Entleervorgang Wasser durch das untere Loch zum unteren Abgang geleitet werden kann. Die Wand ist sinnvoll, wenn die Dichtung im Verteilergehäuse um die Öffnungen herum angebracht ist oder um O-Ringe, die (lösbar, d. h. unter Vorspannung) auf dem Ventilkörper aufgezogen sind, zu führen und zu fixieren. Bei Dichtungen, die fest (unlösbar) mit dem Ventilkörper verbunden sind (z. B. durch Verkleben), ist die Wand zwar nicht erforderlich, kann aber eine zusätzliche Unterstützung sein und/oder ein Abscheren der Dichtungen verhindern.
Schließlich wird die Aufgabe gemäß einer zweiten Lehre der vorliegenden Erfindung gelöst durch ein Heizungs- oder Kühlsystem mit einem kombinierten Füll-, Entleer- und Entlüftungsventil, wie es zuvor und nachfolgend beschrieben wird.
In einem solchen Heizungs- oder Kühlsystem kann das erfindungsgemäße Ventil über den Abzweig direkt oder über ein Zwischenstück mit einem Heizkreisverteiler verbunden sein.
Das erfindungsgemäße kombinierte Füll-, Entleer- und Entlüftungsventil sowie das erfindungsgemäße Heizungs- oder Kühlsystem hat unter anderem den Vorteil, dass die Anzahl an Bauteilen erheblich reduziert wird. Durch die geringe Anzahl an Bauteilen wird auch das Fehlerpotential verringert, sowohl bei der Montage als auch bei der Bedienung. Der Zusammenbau kann kostengünstig und unkompliziert, beispielsweise durch Stecken bzw. Schrauben, erfolgen. Die Bauteile sind kunststoffgerecht ausgebildet und, beispielsweise über eine Clipverbindung, einfach zu montieren und dennoch sehr haltbar. Die Bedienung ist besonders einfach, da nur ein einziges Betätigungselement (Ventilkörper bzw. Flansch oder Kappe) von der Bedienperson bewegt werden muss. Ein ungewolltes gleichzeitiges Öffnen von Entlüftungsseite und Entleerseite wird durch den gemeinsamen Ventilkörper verhindert. Außerdem kann ein Schnellentlüfter oder automatischer Entlüfter ohne Umbaumaßnahmen und während des normalen Anlagenbetriebs auf den oberen Abgang aufgesetzt und damit verschraubt werden.
Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, das erfindungsgemäße kombinierte Füll-, Entleer- und Entlüftungsventil und das erfindungsgemäße Heizungs- oder Kühlsystem auszugestalten und weiterzubilden. Hierzu sei einerseits verwiesen auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche, andererseits auf die Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen:
1a) bis c) ein erstes Ausführungsbeispiel eines kombinierten Füll-, Entleer- und Entlüftungsventils,
2a) bis c) ein zweites Ausführungsbeispiel eines kombinierten Füll-, Entleer- und Entlüftungsventils,
3a) bis d) schematische Ansichten verschiedener Ausführungsbeispiele von Ventilkörpern für ein kombiniertes Füll-, Entleer- und Entlüftungsventil,
4a) bis c) ein drittes Ausführungsbeispiel eines kombinierten Füll-, Entleer- und Entlüftungsventils und
5a) bis c) ein viertes Ausführungsbeispiel eines kombinierten Füll-, Entleer- und Entlüftungsventils.
Die Ausführungsbeispiele in den 1 bis 5 unterscheiden sich unter anderem dadurch, dass die Ventilkörper einmal um eine vertikale Ventilkörperachse (1a) bis c), 3a) und c), 4a) bis c), 5a) bis c) und einmal um eine horizontale Ventilkörperachse (2a) bis c), 3b) und d)) drehbar sind. Ein weiterer Unterschied ist, dass in einigen Ausführungsbeispielen Ventilkörperkanäle durch den Ventilkörper hindurch verlaufen (1a) bis c), 2a) bis c), 3a) und b), 5a) bis c)), und in anderen Ausführungsbeispielen zusätzlich oder alternativ Ventilkörperkanäle zwischen Ventilkörper und Verteilergehäuse gebildet sind (3c) und d), 4a) bis c), 5a) bis c)).
Alle Ausführungsbeispiele basieren auf dem gemeinsamen Grundprinzip eines kombinierten Füll-, Entleer- und Entlüftungsventils 1 mit einem Verteilergehäuse 2 und einer im Verteilergehäuse 2 angeordneten Betätigungseinrichtung 3. Das Verteilergehäuse 2 weist einen Abzweig 2.1 zur Verbindung mit einem Heizkreisverteiler, einen oberen Abgang 2.2 und einen unteren Abgang 2.3 auf.
Die Betätigungseinrichtung 3 weist einen zwischen einer ersten Endstellung E₁ und einer zweiten Endstellung E₂ verlagerbaren Ventilkörper 3.1 auf, der eine erste Fluidverbindung F₁ zwischen Abzweig 2.1 und oberem Abgang 2.2 und eine zweite Fluidverbindung F₂ zwischen Abzweig 2.2 und unterem Abgang 2.3 entweder blockiert oder freigibt.
Dabei ist bei allen Ventilen in der ersten Endstellung E₁ die erste Fluidverbindung F₁ freigegeben und die zweite Fluidverbindung F₂ blockiert. Auch ist in allen Fällen in der zweiten Endstellung E₂ die erste Fluidverbindung F₁ blockiert und die zweite Fluidverbindung F₂ freigegeben. In einer Zwischenstellung Z ist sowohl die erste Fluidverbindung F₁ als auch die zweite Fluidverbindung F₂ blockiert. Die Zwischenstellung Z ist in den 1a), 2a), 4a) und 5a) dargestellt, die erste Endstellung E₁ in den 1b), 2b), 4b) und 5b) und die zweite Endstellung E₂ in den 1c), 2c), 4c) und 5c).
In den 1a) bis c) ist der Ventilkörper 3.1 drehbar um die Ventilkörperachse X ausgebildet, die hier vertikal verläuft. Bei dem Ventilkörper 3.1 handelt es sich um ein Küken. Die Ventilkörperachse X verläuft koaxial zur Mittelachse x₂ des oberen Abgangs 2.2 und koaxial zur Mittelachse x₃ des unteren Abgangs 2.3 sowie senkrecht zur Mittelachse x₁ des Abzweigs 2.1.
Der Ventilkörper 3.1 erstreckt sich in Richtung der Ventilkörperachse X (axiale Richtung) von einem ersten Ende 3.11 zu einem zweiten Ende 3.12, wobei eine Mantelfläche 3.13 die beiden Enden des hier zylinderförmigen Ventilkörpers 3.1 verbindet. Dabei sind im Ventilkörper 3.1 ein oberer Ventilkörperkanal 3.14 und ein unterer Ventilkörperkanal 3.15 ausgebildet, wobei in der ersten Endstellung E₁ der obere Ventilkörperkanal 3.14 die Fluidverbindung F₁ freigibt, wohingegen in der Endstellung E₂ der untere Ventilkörperkanal 3.15 die Fluidverbindung F₂ freigibt.
Mit anderen Worten ist vorgesehen, dass der erste Ventilkörperkanal 3.14 von einer ersten Öffnung 3.141 in der Mantelfläche 3.13 zu einer Öffnung 3.142 im ersten Ende 3.11 und der zweite Ventilkörperkanal 3.15 von einer zweiten Öffnung 3.151 in der Mantelfläche 3.13 zu einer Öffnung 3.152 im zweiten Ende 3.12 verläuft, wobei der erste und zweite Ventilkörperkanal 3.14, 3.15 im Ventilkörper 3.1 so verlaufen, dass in der ersten Endstellung E₁ die erste Öffnung 3.141 in der Mantelfläche 3.13 mit dem Abzweig 2.1 und die Öffnung 3.142 im ersten Ende 3.11 mit dem oberen Abgang 2.2 in Fluidverbindung steht und in der zweiten Endstellung E₂ die zweite Öffnung 3.151 in der Mantelfläche 3.13 mit dem Abzweig 2.1 und die Öffnung 3.152 im zweiten Ende 3.12 mit dem unteren Abgang 2.3 in Fluidverbindung steht.
In den 1a) bis c) ist ferner zu erkennen, dass am inneren Ende 2.11 des Abzweigs 2.1 eine Wand 2.4 mit einem oberen Loch 2.41 und einem unteren Loch 2.41' vorgesehen ist. Die Wand 2.4 trennt den Abzweig 2.1 vom übrigen Innenraum des Verteilergehäuses 2, wobei das obere Loch 2.41 mit der ersten Öffnung 3.141 in der Mantelfläche 3.13 und das untere Loch 2.41' mit der zweiten Öffnung 3.151 in der Mantelfläche 3.13 in Überdeckung bringbar ist (siehe jeweils 1b) und 1c)).
Außerdem ist erkennbar, dass die Öffnungen 3.141 und 3.151 in der Mantelfläche 3.13 zueinander versetzt sind, und zwar umfänglich in einem Winkel von 180° sowie axial.
Der Ventilkörper 3.1 ist ferner mit 4 O-Ringen 3.2 bzw. 3.2' versehen, die lösbar (unter Vorspannung aufgezogen) oder fest (beispielsweise durch Verkleben) mit dem Ventilkörper 3.1 verbunden sind. Die Dichtringe gewährleisten zuverlässig die Fluidverbindungen F₁ und F₂ in der jeweiligen Endstellung bzw. verhindern eine Fluidverbindung in der Zwischenstellung Z.
Der Ventilkörper in den 1a) bis c) ist ferner mit einer Kappe 3.4 fest verbunden, die mit dem Verteilergehäuse 2 verrastet ist. Ventilkörper 3.1 und Kappe 3.4 sind hier einstückig ausgebildet. Im Innern der Kappe 3.4 ist oberhalb des ersten Endes 3.11 des Ventilkörpers 3.1 ein Innengewinde für den Anschluss eines Schnellentlüfters bzw. automatischen Entlüfters oder eines Entlüftungsschlauches vorgesehen. Der untere Abgang 2.3 ist mit einem Außengewinde für den Anschluss eines Schlauches oder Leitungsstücks zum Entleeren-, Befüllen oder Spülen versehen.
Bei dem Ventil in den 2a) bis c) ist die Ventilkörperachse X horizontal bzw. orthogonal zur Schwerkraftrichtung angeordnet und der Ventilkörper 3.1 weist nur einen einzigen Ventilkörperkanal 3.14 auf, der je nach Endstellung eine Fluidverbindung F₁ zum oberen Abgang 2.2 (2b)) oder eine Fluidverbindung F₂ zum unteren Abgang 2.3 (2c)) herstellt.
Bei dieser Ausgestaltung ist also vorgesehen, dass der erste Ventilkörperkanal 3.14 von einer Öffnung 3.141' im ersten Ende 3.11 zu einer Öffnung 3.142' in der Mantelfläche 3.13 verläuft, wobei der erste Ventilkörperkanal 3.14 im Ventilkörper 3.1 so verläuft, dass in der ersten Endstellung E₁ die Öffnung 3.141' im ersten Ende 3.11 mit dem Abzweig 2.1 und die Öffnung 3.142' in der Mantelfläche 3.13 mit dem oberen Abgang 2.2 in Fluidverbindung steht und in der zweiten Endstellung E₂ die Öffnung 3.141' im ersten Ende 3.11 mit dem Abzweig 2.1 und die Öffnung 3.142' in der Mantelfläche 3.13 mit dem unteren Abgang 2.3 in Fluidverbindung steht.
In diesem Ausführungsbeispiel ist der Ventilkörper 3.1 mit 3 O-Ringen 3.2 bzw. 3.2' versehen, die die entsprechende Fluidverbindung F₁ bzw. F₂ gewährleisten.
Außerdem ist der Ventilkörper 3.1 mit einem axial aus dem Verteilergehäuse 2 hervorstehenden Flansch 3.3 in Form eines Achtkants versehen. Ventilkörper 3.1 und Flansch 3.3 sind hier einstückig ausgebildet, so dass eine Drehbewegung vom Flansch 3.3 auf den Ventilkörper 3.1 übertragen wird. Der Flansch 3.3 ist mit dem Verteilergehäuse 2 über eine Rastverbindung 4 verbunden.
Der obere Abgang 2.2 bzw. ein um den oberen Abgang 2.2 verlaufender Kragen ist mit einem Innengewinde für den Anschluss eines Schnellentlüfters bzw. automatischen Entlüfters oder eines Entlüftungsschlauches versehen. Der untere Abgang 2.3 ist mit einem Außengewinde für den Anschluss eines Schlauches oder Leitungsstücks zum Entleeren-, Befüllen oder Spülen versehen.
Die 3a) bis d) zeigen nochmal schematisch verschiedene Varianten von Ventilkörpern 3.1.
In 3a) ist ein Ventilkörper 3.1 mit vertikaler Ventilkörperachse X und mit zwei Ventilkörperkanälen 3.14 und 3.15 dargestellt. Der Ventilkörper 3.1 ist in der Zeichnung in der Mitte unterbrochen dargestellt, wobei die obere Hälfte der Darstellung die erste Endstellung E₁ und die untere Hälfte der Darstellung die zweite Endstellung E₂ zeigt. Die strichpunktierte Linie v₁ bzw. v₂ zeigt den jeweiligen Verlauf des Ventilkörperkanals 3.14 bzw. 3.15.
3b) zeigt einen Ventilkörper 3.1, der um eine horizontale Ventilkörperachse X drehbar ist und der nur einen einzigen Ventilkörperkanal 3.14 aufweist. Auch hier zeigt die obere Hälfte der Darstellung die erste Endstellung E₁ und die untere Hälfte der Darstellung die zweite Endstellung E₂.
3c) zeigt eine mit 3a) vergleichbare Variante, wobei an Stelle eines Ventilkörperkanals 3.14 bzw. 3.15, welcher vollständig vom Material des Ventilkörpers 3.1 umgeben ist, ein Ventilkörperkanal 3.14 bzw. 3.15 zwischen einer Vertiefung im Ventilkörper 3.1 und dem Verteilergehäuse 2 gebildet ist.
3d) zeigt ein mit 3b) vergleichbares Ausführungsbeispiel, wobei auch hier statt eines durch den Ventilkörper 3.1 hindurch verlaufenden Kanals 3.14 ein zwischen einer Vertiefung im Ventilkörper 3.1 und dem Verteilergehäuse 2 ausgebildeter Kanal 3.14 gebildet ist.
In den 4a) bis c) ist ein Ausführungsbeispiel mit einem Ventilkörper 3.1 dargestellt, welcher als Spindel ausgebildet ist, die um die Ventilkörperachse X drehbar und entlang dieser Achse axial bewegbar ist. Der spindelförmige Ventilkörper 3.1 ist mit einer separaten Kappe 3.4 drehfest verbunden, die auf den Ventilkörper 3.1 aufgesteckt ist und über eine Gewindeverbindung 5 mit dem Verteilergehäuse 2 verbunden ist. Eine Drehbewegung der Kappe 3.4 führt durch die Gewindeverbindung 5 zu einer gleichzeitig translatorischen wie rotatorischen Bewegung von Kappe 3.4 und Ventilkörper 3.1, so dass letzterer zwischen einer ersten Endstellung E₁ (4b)) und einer zweiten Endstellung E₂ (4c)) bewegbar ist.
In der ersten Endstellung E₁ wird eine erste Fluidverbindung F₁ zum oberen Abgang 2.2 und in der zweiten Endstellung E₂ eine zweite Fluidverbindung F₂ zum unteren Abgang 2.3 hergestellt.
Die Fluidverbindungen F₁ und F₂ werden jeweils durch einen Ventilkörperkanal 3.14 bzw. 3.15 gebildet, wobei der Ventilkörperkanal 3.14 zu einem Teil von einer Vertiefung 3.16 im Ventilkörper 3.1 (zusammen mit der benachbarten Innenseite des Verteilergehäuses 2) und zu einem Teil von einem vom Material des Ventilkörpers 3.1 vollständig umschlossenen Kanal gebildet ist. Der Ventilkörperkanal 3.15 ist vollständig (über seine gesamte Länge) zwischen Vertiefung 3.16 des Ventilkörpers 3.1 und Verteilergehäuse 2 ausgebildet.
Am unteren Ende 3.12 des Ventilkörpers 3.1 ist ferner ein Anschlagelement 6 befestigt, welches eine Bewegung des Ventilkörpers 3.1 in Richtung des oberen Abgangs 2.2 begrenzt.
Das kombinierte Ventil 1 in den 4a) bis c) funktioniert in einer Weise, dass der Ventilkörper 3.1 im Bereich zwischen dem ersten Ende 3.11 und dem zweiten Ende 3.12 eine umfänglich umlaufende Vertiefung 3.16 aufweist und das Verteilergehäuse 2 im Bereich zwischen dem inneren Ende 2.11 des Abzweigs 2.1 und dem obere Abgang 2.2 einen sich in Richtung des oberen Abgangs 2.2 erweiternden Querschnitt aufweist sowie im Bereich zwischen dem inneren Ende 2.11 des Abzweigs 2.1 und dem unteren Abgang 2.3 einen sich in Richtung des unteren Abgangs 2.3 erweiternden Querschnitt aufweist, wobei die Vertiefung 3.16 und der innere Querschnitt des Verteilergehäuses 2 so verlaufen, dass in der ersten Endstellung E₁ die erste Fluidverbindung F₁ vom Abzweig 2.1 über die Vertiefung 3.16 zum oberen Abgang 2.2 verläuft und in der zweiten Endstellung E₂ die zweite Fluidverbindung F₂ vom Abzweig 2.1 über die Vertiefung 3.16 zum unteren Abgang 2.3 verläuft.
Schließlich ist erkennbar, dass im Innern der Kappe 3.4 um das erste Ende 3.11 des Ventilkörpers 3.1 ein Innengewinde für den Anschluss eines Schnellentlüfters bzw. automatischen Entlüfters oder eines Entlüftungsschlauches vorgesehen ist. Der untere Abgang 2.3 ist mit einem Außengewinde für den Anschluss eines Schlauches oder Leitungsstücks zum Entleeren-, Befüllen oder Spülen versehen.
Die 5a) bis c) zeigen ebenfalls einen spindelförmigen Ventilkörper 3.1, der eine vertikale Ventilkörperachse X aufweist. Dieser Ventilkörper 3.1 ist entlang der Ventilkörperachse X axial bewegbar. Eine Rotation des Ventilkörpers 3.1 ist zwar grundsätzlich möglich, aber nicht nötig und kann durch eine entsprechende Verdrehsicherung (nicht dargestellt) verhindert werden. Das Einstellen der oberen Fluidverbindung F₁ in der ersten Endstellung E₁ und der unteren Fluidverbindung F₂ in der zweiten Endstellung E₂ erfolgt ausschließlich durch eine translatorische Bewegung entlang der Ventilkörperachse X.
Auch in diesem Fall ist am oberen Ende 3.11 des Ventilkörpers 3.1 ein Flansch 3.3 vorgesehen, der einstückig mit dem Ventilkörper 3.1 ausgeführt ist. Dieser Flansch 3.3 steht seitlich über das Verteilergehäuse 2 hinaus und bildet dort in der ersten Endstellung E₁ einen axialen Anschlag in Richtung des unteren Abgangs 2.3. Ein am unteren Ende 3.12 des Ventilkörpers 3.1 angesetztes Anschlagelement 6 bildet in der zweiten Endstellung E₂ einen axialen Anschlag in entgegengesetzter Richtung.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der obere Ventilkörperkanal 3.14 von einem Kanal gebildet, der vollständig vom Material des Ventilkörpers 3.1 umschlossen ist. Der untere Ventilkörperkanal 3.15 ist zwischen einer Vertiefung 3.16 im Ventilkörper 3.1 und dem Verteilergehäuse 2, das heißt dessen Innenwand, ausgebildet.
Die Ausführungsbeispiele in den 4 und 5 unterscheiden sich hier in der Lage der Endstellungen des Ventilkörpers. Die Endstellung E1 wird in 4 in der oberen, in 5 in der unteren Spindelstellung erreicht. Die Endstellung E2 wird in 4 in der unteren, in 5 in der oberen Spindelstellung erreicht.
Schließlich ist im Innern des Flansches 3.3 um das erste Ende 3.11 des Ventilkörpers 3.1 ein Innengewinde für den Anschluss eines Schnellentlüfters bzw. automatischen Entlüfters oder eines Entlüftungsschlauches vorgesehen. Der untere Abgang 2.3 ist mit einem Außengewinde für den Anschluss eines Schlauches oder Leitungsstücks zum Entleeren-, Befüllen oder Spülen versehen.
Alle Bauteile der vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen kombinierten Füll-, Entleer- und Entlüftungsventils 1 bestehen hier aus Kunststoff.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102010001087 A1 [0003]
EP 1411302 A2 [0006]

Claims

Kombiniertes Füll-, Entleer- und Entlüftungsventil (1) für ein Heizungs- oder Kühlsystem – mit einem Verteilergehäuse (2), das einen Abzweig (2.1) zur Verbindung mit einem Heizungs- oder Kühlsystem sowie einen oberen Abgang (2.2) und einen unteren Abgang (2.3) aufweist, und – mit einer im Verteilergehause (2) angeordneten Betätigungseinrichtung (3), dadurch gekennzeichnet, dass die Betatigungseinrichtung (3) einen zwischen einer ersten Endstellung (E₁) und einer zweiten Endstellung (E₂) verlagerbaren Ventilkörper (3.1) aufweist, der eine erste Fluidverbindung (F₁) zwischen Abzweig (2.1) und oberem Abgang (2.2) und eine zweite Fluidverbindung (F₂) zwischen Abzweig (2.1) und unterem Abgang (2.3) entweder blockiert oder freigibt.
Kombiniertes Füll-, Entleer- und Entlüftungsventil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (3.1) so ausgebildet ist, dass in der ersten Endstellung (E₁) die erste Fluidverbindung (F₁) freigegeben und die zweite Fluidverbindung (F₂) blockiert ist und in der zweiten Endstellung (E₂) die erste Fluidverbindung (F₁) blockiert und die zweite Fluidverbindung (F₂) freigegen ist.
Kombiniertes Füll-, Entleer- und Entlüftungsventil (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkbrper (3.1) so ausgebildet ist, dass in einer Zwischenstellung (Z) zwischen der ersten Endstellung (E₁) und der zweiten Endstellung (E₂) die erste Fluidverbindung (F₁) und die zweite Fluidverbindung (F₂) blockiert sind.
Kombiniertes Füll-, Entleer- und Entlüftungsventil (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (3.1) drehbar und/oder axial verlagerbar ist und insbesondere von einem Küken oder einer Spindel gebildet ist.
Kombiniertes Füll-, Entleer- und Entlüftungsventil (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilkörperachse (X), um die oder entlang der die Verlagerung des Ventilkörpers (3.1) erfolgt, parallel, insbesondere koaxial, oder im spitzen Winkel entweder zur Mittelachse (x₁) des Abzweigs (2.1) oder zur Mittelachse (x₂, x₃) des oberen Abgangs (2.2) und/oder unteren Abgangs (2.3) ist.
Kombiniertes Füll-, Entleer- und Entlüftungsventil (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Ventilkörper (3.1) in Richtung der Ventilkörperachse (X) von einem ersten Ende (3.11) zu einem zweiten Ende (3.12) erstreckt und eine das erste Ende (3.11) mit dem zweiten Ende (3.12) verbindende Mantelfläche (3.13) aufweist, wobei durch den Ventilkörper (3.1) oder zwischen Ventilkörper (3.1) und Verteilergehäuse (2) ein erster Ventilkörperkanal (3.14) verläuft.
Kombiniertes Füll-, Entleer- und Entlüftungsventil (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Ventilkörper (3.1) oder zwischen Ventilkörper (3.1) und Verteilergehäuse (2) ein zweiter Ventilkörperkanal (3.15) verläuft, der insbesondere vom ersten Ventilkörperkanal (3.14) vollständig oder abschnittsweise getrennt ist.
Kombiniertes Füll-, Entleer- und Entlüftungsventil (1) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Ventilkörperkanal (3.14) und/oder der zweite Ventilkörperkanal (3.15) von einem Kanal, der vom Material des Ventilkörpers (3.1) vollständig umschlossen ist, und/oder von einer Vertiefung (3.16) im Ventilkörper (3.1) gebildet ist, die einen Kanal bildet, der zum Teil vom Material des Ventilkörpers (3.1) und zum übrigen Teil vom Material des Verteilergehäuses (2) umschlossen ist.
Kombiniertes Füll-, Entleer- und Entlüftungsventil (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Ventilkörperkanal (3.14) von einer ersten Öffnung oder Vertiefungsteilstrecke (3.141) in der Mantelfläche (3.13) zu einer Öffnung oder Vertiefungsteilstrecke (3.142) im ersten Ende (3.11) und der zweite Ventilkörperkanal (3.15) von einer zweiten Öffnung oder Vertiefungsteilstrecke (3.151) in der Mantelfläche (3.13) zu einer Öffnung oder Vertiefungsteilstrecke (3.152) im zweiten Ende (3.12) verläuft, wobei der erste und zweite Ventilkörperkanal (3.14, 3.15) im Ventilkörper (3.1) insbesondere so verlaufen, dass in der ersten Endstellung (E₁) die erste Öffnung oder Vertiefungsteilstrecke (3.141) in der Mantelfläche (3.13) mit dem Abzweig (2.1) und die Öffnung oder Vertiefungsteilstrecke (3.142) im ersten Ende (3.11) mit dem oberen Abgang (2.2) in Fluidverbindung steht und in der zweiten Endstellung (E₂) die zweite Öffnung oder Vertiefungsteilstrecke (3.151) in der Mantelfläche (3.13) mit dem Abzweig (2.1) und die Öffnung oder Vertiefungsteilstrecke (3.152) im zweiten Ende (3.12) mit dem unteren Abgang (2.3) in Fluidverbindung steht.
Kombiniertes Füll-, Entleer- und Entlüftungsventil (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen oder Vertiefungsteilstrecken (3.141, 3.142, 3.142', 3.151, 3.152) in der Mantelfläche (3.13) umfänglich, insbesondere in einem Winkel in einem Bereich von 30 bis 180°, bevorzugt 45 bis 180°, besonders bevorzugt 90 bis 180°, und/oder axial zueinander versetzt sind.
Kombiniertes Füll-, Entleer- und Entlüftungsventil (1) nach Anspruch 6 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Ventilkörperkanal (3.14) von einer Öffnung oder Vertiefungsteilstrecke (3.141') im ersten Ende (3.11) zu einer Öffnung oder Vertiefungsteilstrecke (3.142') in der Mantelfläche (3.13) verläuft, wobei der erste Ventilkörperkanal (3.14) im Ventilkörper (3.1) insbesondere so verläuft, dass in der ersten Endstellung (E₁) die Öffnung oder Vertiefungsteilstrecke (3.141') im ersten Ende (3.11) mit dem Abzweig (2.1) und die Öffnung oder Vertiefungsteilstrecke (3.142') in der Mantelfläche (3.13) mit dem oberen Abgang (2.2) in Fluidverbindung steht und in der zweiten Endstellung (E₂) die Öffnung oder Vertiefungsteilstrecke (3.141') im ersten Ende (3.11) mit dem Abzweig (2.1) und die Öffnung oder Vertiefungsteilstrecke (3.142') in der Mantelfläche (3.13) mit dem unteren Abgang (2.3) in Fluidverbindung steht.
Kombiniertes Füll-, Entleer- und Entlüftungsventil (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (3.1) im Bereich zwischen dem ersten Ende (3.11) und dem zweiten Ende (3.12) eine, insbesondere umfänglich umlaufende, Vertiefung (3.16) aufweist und das Verteilergehäuse (2) im Bereich zwischen dem inneren Ende (2.11) des Abzweigs (2.1) und dem obere Abgang (2.2) einen sich in Richtung des oberen Abgangs (2.2) erweiternden Querschnitt aufweist sowie im Bereich zwischen dem inneren Ende (2.11) des Abzweigs (2.1) und dem unteren Abgang (2.3) einen sich in Richtung des unteren Abgangs (2.3) erweiternden Querschnitt aufweist, wobei die Vertiefung (3.16) und der innere Querschnitt des Verteilergehäuses (2) insbesondere so verlaufen, dass in der ersten Endstellung (E₁) die erste Fluidverbindung (F₁) vom Abzweig (2.1) über die Vertiefung (3.16) zum oberen Abgang (2.2) verläuft und in der zweiten Endstellung (E₂) die zweite Fluidverbindung (F₂) vom Abzweig (2.1) über die Vertiefung (3.16) zum unteren Abgang (2.3) verläuft.
Kombiniertes Füll-, Entleer- und Entlüftungsventil (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung (3) mehrere Dichtelemente (3.2, 3.2') aufweist, die zwischen Ventilkörperaußenseite und Verteilergehäuseinnenseite verlaufen und die vorzugsweise sämtlich auf der Mantelfläche (3.13) des Ventilkörpers (3.1) gelagert sind, wobei insbesondere um jede Öffnung (3.141, 3.142, 3.142', 3.151, 3.152) in der Mantelfläche (3.13) mindestens ein Dichtelement (3.2) herum verläuft und/oder alle Öffnungen (3.141, 3.142, 3.142', 3.151, 3.152) in der Mantelfläche (3.13) innerhalb eines Abschnitts der Mantelfläche (3.13) angeordnet sind, der axial zu beiden Enden (3.11, 3.12) des Ventilkörpers (3.1) von je mindestens einem umfänglich umlaufenden Dichtelement (3.2') begrenzt ist.
Kombiniertes Füll-, Entleer- und Entlüftungsventil (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (3.1) mit einem/r axial aus dem Verteilergehäuse (2) hervorstehenden Flansch (3.3) oder Kappe (3.4) drehfest verbunden und insbesondere einstückig ausgebildet ist.
Kombiniertes Füll-, Entleer- und Entlüftungsventil (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (3.1) und/oder der Flansch (3.3) oder die Kappe (3.4) mit dem Verteilergehäuse (2) über eine Rastverbindung (4) axial fixiert ist.
Kombiniertes Füll-, Entleer- und Entlüftungsventil (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Ventilkörper (3.1) und/oder zwischen Flansch (3.3) oder Kappe (3.4) und dem Verteilergehäuse (2) eine Gewindeverbindung (5) besteht.
Kombiniertes Füll-, Entleer- und Entlüftungsventil (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilergehäuse (2) eine Wand (2.4) mit mindestens zwei Löchern (2.41, 2.41') aufweist, die den Abzweig (2.1) vom übrigen Innenraum des Verteilergehäuses (2) trennt, wobei insbesondere eines der Löcher (2.41, 2.41') mit der ersten Öffnung oder Vertiefungsteilstrecke (3.141) in der Mantelfläche (3.13) oder im ersten Ende (3.11) und ein anderes der Löcher (2.41, 2.41') mit der zweiten Öffnung oder Vertiefungsteilstrecke (3.151) in der Mantelfläche (3.13) oder im ersten Ende (3.11) in Überdeckung bringbar ist.
Kombiniertes Füll-, Entleer- und Entlüftungsventil (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilergehäuse (2) und/oder der Ventilkörper (3.1) und/oder der Flansch (3.3) oder die Kappe (3.4) aus Kunststoff besteht.
Heizungs- oder Kühlsystem mit einem kombinierten Füll-, Entleer- und Entlüftungsventil (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche.