DE102020110019A1

DE102020110019A1 - Ventil

Info

Publication number: DE102020110019A1
Application number: DE102020110019.1A
Authority: DE
Inventors: Marc Tempel
Original assignee: Neoperl GmbH
Current assignee: Neoperl GmbH
Priority date: 2020-04-09
Filing date: 2020-04-09
Publication date: 2021-10-14

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Ventil (1), insbesondere ein Sanitärventil, mit einem eine Regelöffnung (22) verschließbaren Ventilkörper (2), der in Schließstellung an einem Ventilsitz (3) anliegt, wobei der Ventilsitz (3) zwischen einem Einlassraum (4) eines Fluids und einem Auslaufraum (5) des Fluids angeordnet ist, wobei sich der Ventilsitz (3) in Richtung des Auslaufraum (5) hin öffnet, und wobei der Ventilkörper (2) über ein Steuerelement (6), das durch den Einlassraum (4) hindurchgeführt ist, verstellbar ist, und wobei der Ventilkörper (2) einen Teil aufweist, der im Auslaufraum (5) liegt und ein freies Ende (7) aufweist, das aus dem Auslaufraum (5) herausgeführt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventil mit einem zwischen einer Schließstellung und einer Freigabestellung verstellbaren Ventilkörper, der in Schließstellung einen Ventilsitz verschließt, wobei der Ventilsitz zwischen einem Einlassraum eines Fluids und einem Auslaufraum des Fluids angeordnet ist, wobei sich der Ventilsitz in Richtung des Auslaufraum hin öffnet, und wobei der Ventilkörper über ein Steuerelement, das durch den Einlassraum hindurch geführt ist, verstellbar ist. Insbesondere kann es sich dabei um ein Sanitärventil handeln.
Ventile eingangs genannter Art sind an sich bereits bekannt und werden beispielsweise im Sanitärbereich eingesetzt, um einen Fluidstrom regeln zu können. Zum Beispiel können Ventile eingangs genannter Art als Verschlussventile und/oder als Umsteller ausgebildet sein.
Häufig werden den Ventilen weitere Funktionseinrichtungen - wie zum Beispiel ein Strahlregler oder eine Brause - nachgeschaltet, was zu einem Druckaufbau innerhalb einer vom Ventil in Strömungsrichtung des Fluids wegführenden Leitung führen kann. Bei vorbekannten Ventilen eingangs genannter Art bestehen hier aufgrund des nachgelagerten Drucks häufig gewisse Restriktionen, die dazu führen, dass ein Nutzer bei der Verstellung des Ventilkörpers eine höhere Kraft aufwenden muss, um den Ventilkörper entgegen dem in der nachgelagerten, durch den Ventilkörper verschlossenen Leitung herrschenden Druck verstellen zu können. Häufig wird der Ventilkörper bei einer Öffnung des Ventils gegen eine Rückstellkraft eines Rückstellelements verstellt, was den aufzubringenden Kraftaufwand noch weiter erhöhen kann. Allerdings werden derartige Rückstellelemente gebraucht, um die Funktionalität des Ventils zu gewährleisten, indem der Ventilkörper durch diese rückverstellbar ist.
Nutzer empfinden es häufig als besonders unangenehm, wenn der Gegendruck zu hoch ist und daher ein hoher Kraftaufwand zur Betätigung des Ventils erforderlich ist. Grundsätzlich gilt daher, dass mit einem zunehmenden Komfortverlust zu rechnen ist, je höher die aufzubringende Kraft ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, die Gebrauchseigenschaften von Ventilen eingangs genannter Art zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die technische Lösung gemäß Anspruch 1 bereitgestellt. Insbesondere kann durch die erfindungsgemäßen Lösungen ein gegendruckunabhängiges Ventil bereitgestellt werden, bei welchem die einleitend genannten Nachteile nicht auftreten.
Insbesondere wird erfindungsgemäß zur Lösung der Aufgabe ein Ventil eingangs genannter Art vorgeschlagen, wobei der Ventilkörper mit seinem freien Ende aus dem Auslaufraum herausgeführt ist. Die erfindungsgemäße Lösung bietet den Vorteil, dass die Verstellung des Ventilkörpers von der Schließstellung in die Freigabestellung somit unabhängig vom Gegendruck in einer nachgeschalteten Leitung möglich ist, da das freie Ende des Ventilkörpers bei der Verstellung nicht gegen den Druck des Fluids in dieser Leitung verstellt wird. Damit erhöht sich der Bedienkomfort des Ventils, da ein Nutzer stets die gleiche Druckkraft aufbringen muss, unabhängig davon wie hoch der auf das Ventil abströmseitig wirkende Druck ist.
Nachfolgend werden vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung beschrieben, die allein oder in Kombination mit den Merkmalen anderer Ausgestaltungen optional zusammen mit den Merkmalen nach Anspruch 1 kombiniert werden können.
Insbesondere wird ein Ventil vorgeschlagen umfassend einen zwischen einem ersten Strömungspfad und einem zweiten Strömungspfad verstellbaren Ventilkörper, eine Ventilkörperkammer, in welcher der Ventilkörper angeordnet ist und durch welche ein Fluid hindurchströmbar ist, wobei der Ventilkörper über ein Steuerelement, das durch die Ventilkörperkammer hindurchgeführt ist, verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper mit seinem freien Ende aus der Ventilkörperkammer herausgeführt ist, und dass wenigstens eine nach außen führende Entlastungsöffnung durch den Ventilkörper und/oder das Steuerelement hindurchgeführt ist. Somit ist es möglich, auf einen zur Entlastungsöffnung des Ventils korrespondierenden Entlüftungskanal an der Armatur zu verzichten. Derartige Entlüftungskanäle an der Armatur weisen generell nämlich den Nachteil auf, dass darüber von außen Schmutz und/oder Feuchtigkeit ins Innere der Armatur eindringen können. Zudem stören Durchbrüche an der Armatur häufig den ästhetischen Gesamteindruck einer Armatur, weswegen grundsätzlich Lösungen ohne Durchbrüche in einer Armaturaußenwandung bevorzugt sind. Die beschriebene technische Lösung bietet daher den Vorteil, dass ein erfindungsgemäßes gegendruckunabhängiges Ventil in eine Ventilaufnahme der Armatur einsetzbar ist, wobei die Ventilaufnahme beispielsweise in der Art eines Sacklochs ausgebildet sein kann, ohne dass an der Armatur bauliche Veränderungen erforderlich sind. Auch bei dieser Lösung ist somit ein wie im vorhergehenden Absatz beschriebener Bedienkomfort erreichbar, wobei der Ventilkörper unabhängig davon wie hoch der auf das Ventil abströmseitig wirkende Druck ist, einfacher verstellt werden kann.
Die Ventilkörperkammer ist durch den Ventilkörper in wenigstens zwei voneinander abgetrennte Strömungspfade unterteilt. Als Ventilkammer im Sinne der Erfindung gilt lediglich ein Bereich durch welchen auch tatsächlich Fluid hindurchströmen kann, beispielsweise wenn zwischen den Strömungspfaden umgeschaltet wird. Insbesondere kann somit der nachfolgend noch genannte Luftraum nicht als Teil der Ventilkammer angesehen werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Ventils kann eine Grenze, insbesondere eine distale Grenze, des Auslaufraums und/oder der Ventilkörperkammer zumindest teilweise über wenigstens eine Auslaufraumdichtung eingerichtet sein. Insbesondere kann die Auslaufraumdichtung zwischen einer Seitenwand des Ventilkörpers und einer Innenwand des Auslaufraums und/oder der Ventilkörperkammer angeordnet sein. Besonders bevorzugt kann es sein, dass die Auslaufraumdichtung am Ventilkörper angeordnet und/oder zusammen mit dem Ventilkörper verstellbar ist. Somit kann sich das Fassungsvolumen des Auslaufraums in Abhängigkeit von der Stellung des Ventilkörpers ändern. In Offenstellung kann der Auslaufraum somit ein größeres Fassungsvolumen aufweisen als in Schließstellung.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Ventilkörper bei einer Verstellung, insbesondere aus der Schließstellung in die Freigabestellung oder zwischen einem ersten Strömungspfad und einem zweiten Strömungspfad, mit seinem freien Ende voran innerhalb eines vom Auslaufraum und/oder von der Ventilkörperkammer abgedichteten Luftraums verstellbar sein, in welchem atmosphärischer Druck herrscht. Somit ist eine besonders einfache Verstellbarkeit des Ventilkörpers einrichtbar, was einem Nutzer ein einfaches Öffnen des Ventils ermöglicht. Das Einstellen des atmosphärischen Drucks kann dabei insbesondere durch die Ausbildung einer Entlastungsöffnung, vorzugsweise einer als Entlastungskanal ausgebildeten Entlastungsöffnung, erreicht werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann das Steuerelement über ein Betätigungselement entgegen einer durch wenigstens ein Rückstellelement erzeugten Rückstellkraft von der Schließstellung in die Freigabestellung oder von einem ersten Strömungspfad zu einem zweiten Strömungspfad verstellbar sein. Durch das Rückstellelement ist es möglich, über die dadurch erzeugte Rückstellkraft eine Rückverstellung in die Schließstellung zu erreichen, wenn das Ventil geschlossen wird. Vorzugsweise kann bei dem Ventil eine bistabile Verstellung möglich sein, so dass ein Nutzer das Betätigungselement nicht dauerhaft betätigen muss, um das Ventil in Offen- und/oder in Schließstellung oder in einem ersten Strömungspfad oder einem zweiten Strömungspfad zu halten. Eine solche bistabile Verstellung kann beispielsweise über eine Push-push-Mechanik erreicht werden, so dass dadurch die Einstellung von mindestens zwei stabilen Verstellpositionen des Steuerelements möglich ist.
Um eine ungewollte Verstellung des Steuerelements ohne eine Betätigung des Ventils durch einen Nutzer besser vermeiden zu können, können am Steuerelement eine erste Druckbeaufschlagungsfläche und eine zweite Druckbeaufschlagungsfläche ausgebildet sein, die wenigstens teilweise eine proximale Grenze, insbesondere an einem oder dem Betätigungselement ausgebildete proximale Grenze, und eine distale Grenze, insbesondere an dem Ventilkörper ausgebildete distale Grenze, des Einlassraums und/oder wenigstens teilweise eine Trennung der Strömungspfade der Ventilkörperkammer bilden, wobei die erste Druckbeaufschlagungsfläche mindestens so groß wie die zweite Druckbeaufschlagungsfläche ist oder die beiden Druckbeaufschlagungsflächen gleich groß sind oder in ihrer Größe um maximal 10 %, insbesondere maximal 5%, insbesondere maximal 2,5 %, voneinander abweichen. Somit werden beide gegenüberliegenden Druckbeaufschlagungsflächen durch das an einem Einlass einströmende Fluid mit demselben Druck beaufschlagt, so dass sich die wirkenden Kräfte gegenseitig aufheben und ein Kräftegleichgewicht hergestellt ist.
Proximal im Sinne der Erfindung kann sich auf eine Position beziehen, die näher an einer durch einen Nutzer betätigten Stelle liegt, als eine distale Position, die entsprechend weiter entfernt von einer durch einen Nutzer betätigten Stelle liegt. Die betätigte Stelle kann sich beispielsweise auf ein vom Nutzer manuell betätigtes Betätigungselement beziehen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung, die alternativ oder ergänzend zu der davor genannten Ausführungsvariante vorgesehen sein kann, kann am Steuerelement eine erste Druckbeaufschlagungsfläche und eine zweite Druckbeaufschlagungsfläche ausgebildet sein, die wenigstens teilweise eine proximale Grenze, insbesondere an dem Ventilkörper ausgebildete proximale Grenze, und eine distale Grenze, insbesondere an dem Ventilkörper ausgebildete distale Grenze, des Auslaufraums und/oder wenigstens teilweise eine Trennung der Strömungspfade der Ventilkörperkammer bilden, wobei die erste Druckbeaufschlagungsfläche mindestens so groß wie die zweite Druckbeaufschlagungsfläche ist oder die beiden Druckbeaufschlagungsfläche gleich groß sind oder in ihrer Größe um maximal 10 %, insbesondere maximal 5%, insbesondere maximal 2,5 %, voneinander abweichen. Somit kann auch hier ein Kräftegleichgewicht zwischen den beiden an den Druckbeaufschlagungsflächen wirkenden Druckkräften durch das Fluid erreicht werden. Vorzugsweise kann die erste Druckbeaufschlagungsfläche größer als die zweite Druckbeaufschlagungsfläche sein. Bei dieser Ausführungsvariante liegt zwar kein Kräftegleichgewicht an den beiden Druckbeaufschlagungsflächen vor, allerdings kann dies zum Beispiel über eine entgegen der resultierenden Kraft an den Druckbeaufschlagungsflächen wirkende Rückstellkraft eines Rückstellelements, insbesondere dem bereits genannten Rückstellelement, ausgeglichen werden, um das Ventil in Schließstellung zu halten.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Ventils kann ein in Schließstellung des Ventils eine durch den Ventilkörper verschlossene Regelöffnung mittels wenigstens eines der Form des Ventilsitzes entsprechenden Dichtelements abgedichtet sein. Somit kann durch eine möglichst großflächige Dichtfläche die Regelöffnung besonders gut abgedichtet werden. Zudem kann somit auch die zur Öffnung des Ventils aufzubringende Kraft verhältnismäßig gering gehalten werden, da keine Verformung des Dichtelements bei einer Verstellung des Regelkörpers erfolgen muss. Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn das Dichtelement konusförmig ausgebildet ist und/oder wenn sich der Ventilsitz in Richtung des Auslaufraums erweitert.
Um eine besonders gute Kraftübertragung bei einer Verstellung des Steuerelements erreichen zu können, kann es gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen sein, dass der Ventilkörper und/oder ein Betätigungselement, zum Beispiel das bereits zuvor genannte Betätigungselement, als Teil des Steuerelements ausgebildet ist/sind und/oder dass der Ventilkörper und/oder das Betätigungselement mit dem Steuerelement derart verbunden sind, so dass sie gemeinsam, insbesondere in Schließrichtung und Freigaberichtung, verstellbar sind.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass ein Rückstellelement, zum Beispiel das bereits zuvor genannte Rückstellelement, dessen Rückstellkraft entgegen einer Verstellung des Steuerelements von der Schließstellung in die Freigabestellung oder entgegen einer Verstellung vom ersten Strömungspfad zum zweiten Strömungspfad wirkt, außerhalb des Einlassraums und/oder außerhalb des Auslaufraums angeordnet ist. Somit kann das Ventil langlebiger ausgestaltet werden, als wenn das Rückstellelement in Kontakt mit Fluid kommt, so dass beispielsweise Korrosion auftritt.
Um den radialen Bauraum möglichst gering halten zu können, kann es vorgesehen sein, dass ein Einlass in den Einlassraum und/oder die Ventilkörperkammer in Längsrichtung des Ventils versetzt zu einem Auslass des Auslaufraums und/oder der Ventilkörperkammer ausgebildet ist. Alternativ oder ergänzend dazu kann es vorgesehen sein, dass der Einlassraum und der Auslaufraum in Längsrichtung des Ventils versetzt zueinander ausgebildet sind, insbesondere nacheinander angeordnet sind.
Um eine negative Auswirkung auf die Verstellung des Ventilkörpers durch einen innerhalb des Ventils herrschenden Fluiddrucks besser vermeiden zu können, kann ein Öffnen des Ventils durch eine Verstellung des Ventilkörpers in Strömungsrichtung des Fluids durch das Ventil erfolgen.
Um den Einlassraum in proximaler Richtung besser abdichten zu können, kann eine proximale Grenze des Einlassraums und/oder der Ventilkörperkammer wenigstens teilweise durch eine Einlassraumdichtung eingerichtet sein. Somit kann eine Leckage zwischen dem Steuerelement und einer das Steuerelement führenden Struktur besser vermieden werden. Vorzugsweise kann die Einlassraumdichtung als eine Lippendichtung ausgebildet sein. Alternativ oder ergänzend kann die Einlassraumdichtung vorzugsweise am Steuerelement angeordnet sein.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann das Ventil eine Hülse mit wenigstens einer Entlüftungsöffnung, beispielsweise die bereits zuvor genannte Entlüftungsöffnung und/oder eine weitere Entlüftungsöffnung, aufweisen, in welcher der Ventilkörper axial verstellbar geführt ist.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann es vorgesehen sein, dass die nach außen führende Entlastungsöffnung durch den Ventilsitz hindurchgeführt ist. Die Entlastungsöffnung kann beispielsweise durch einen Entlastungskanal ausgebildet sein, der gegenüber einem Strömungsweg des Fluids durch das Ventil abgedichtet ist, so dass das Fluid, insbesondere unabhängig von einer Schaltposition des Ventils, nicht in den Entlastungskanal eindringt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass die erste Druckbeaufschlagungsfläche des Einlassraums und die zweite Druckbeaufschlagungsfläche des Auslaufraums gleich groß sind oder in ihrer Größe um maximal 10 %, insbesondere maximal 5%, insbesondere maximal 2,5 %, voneinander abweichen. Somit kann in Offenstellung des Ventils ein Kräftegleichgewicht der auf die Druckbeaufschlagungsflächen wirkenden Druckkraft des Fluids eingestellt werden.
Gemäß einer Weiterbildung kann es vorgesehen sein, dass ein Umschalten zwischen einem ersten Strömungspfad und einem zweiten Strömungspfad des Fluids durch eine Verstellung des Ventilkörpers möglich ist. Somit kann ein Nutzer das Fluid wahlweise aus einem ersten Auslass oder einem zweiten Auslass des Ventils ausströmen lassen.
Die Erfindung wird nun anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher beschrieben, ist jedoch nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt. Weitere Ausführungsbeispiele ergeben sich durch die Kombination der Merkmale einzelner oder mehrerer Ansprüche untereinander und/oder mit einzelnen oder mehreren Merkmalen der Ausführungsbeispiele.
Es zeigt:

1 einen Längsschnitt einer möglichen Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Ventils in Schließstellung,
2 einen Längsschnitt der Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Ventils aus 1 in Freigabestellung (Offenstellung),
3 eine perspektivische Darstellung der Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Ventils aus den 1 und 2,
4 eine Explosionsdarstellung des erfindungsgemäßen Ventils aus den 1-3,
5 einen Längsschnitt einer weiteren möglichen Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Ventils in eingebautem Zustand, das als Umsteller ausgebildet ist, wobei das Fluid durch einen oberen Auslass geleitet ist,
6 einen Längsschnitt der Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Ventils aus 5 in eingebautem Zustand, wobei das Fluid durch einen unteren Auslass geleitet ist,
7 eine weitere Darstellung der Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Ventils aus den 5 und 6, wobei der Luftraum über die Entlüftungsöffnung mit der Umgebung verbunden ist,
8 eine weitere Darstellung der Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Ventils aus den 5 bis 7,
9 eine perspektivische Darstellung der Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Ventils aus den 5 bis 8,
10 eine Explosionsdarstellung des erfindungsgemäßen Ventils aus den 5 bis 9.

Die 1 bis 4 und 5 bis 10 zeigen mögliche Ausführungsvarianten eines erfindungsgemäßen Ventils, das im Ganzen jeweils als 1 bezeichnet ist, wobei die Erfindung nicht auf diese Ausführungsvarianten beschränkt ist.
Das Ventil 1 kann, wie hier gezeigt ist, als ein Sanitärventil ausgestaltet sein, um z.B. einen Durchfluss einer Flüssigkeit, wie Wasser, bei einer Sanitärinstallation regeln zu können.
Das Ventil 1 weist einen zwischen einer Schließstellung und einer Freigabestellung verstellbaren Ventilkörper 2 auf, der in Schließstellung einen Ventilsitz 3 verschließt. Der Ventilkörper 2 kann zum Beispiel in Form eines vorzugsweise zylindrisch ausgebildeten Kolbens ausgestaltet sein. Der Ventilsitz 3 des Ventils 1 ist zwischen einem Einlassraum 4 des Fluids, wie zum Beispiel Wasser, und einem Auslaufraum 5 des Fluids angeordnet. Der Ventilsitz 3 öffnet sich dabei in Richtung des Auslaufraums 5 hin und legt so die Verstellrichtung des Ventilkörpers 2 fest. Der Ventilkörper 2 ist über ein Steuerelement 6, das durch den Einlassraum 4 hindurchgeführt ist, verstellbar, so dass bei einer Verstellung des Steuerelements 6 der Ventilkörper 2 zwischen wenigstens einer Freigabestellung (Offenstellung, in welcher ein Durchfluss des Fluids durch das Ventil 1 möglich ist) und einer Schließstellung verstellbar ist. Bei der Ausführungsvariante aus den 1 bis 4 kann eine Ventilkörperkammer 39, in welcher der Ventilkörper 2 innerhalb eines Gehäuses des Ventils 1 angeordnet ist, in den Einlassraum 4 und den Auslassraum 5 unterteilbar sein.
Der Ventilsitz 3 weist eine Regelöffnung 22 auf, die mit dem Ventilkörper 2 verschließbar ist. In Freigabestellung kann somit Fluid aus dem Einlassraum 4 durch die Regelöffnung 22 in den Auslaufraum 5 strömen. Sobald die Regelöffnung 22 geschlossen ist, ist auch die Strömungsverbindung zwischen Einlassraum 4 und Auslaufraum 5 unterbrochen.
In den 1 und 2 sowie in den 5 und 6 sind Ventile 1 in Gebrauchsstellung, also im eingesetzten Zustand in eine Ventilaufnahme 35 beispielsweise einer Sanitärinstallation gezeigt. Der Einlassraum 4 ist mit einem Zulauf 36 und der Auslaufraum 5 mit einem Ablauf 37 der Sanitärinstallation verbunden, wenn das Ventil 1 in die Ventilaufnahme 35 eingesetzt ist.
Es kann vorkommen, dass sich in Schließstellung des Ventils 1 innerhalb des Ablaufs 37 ein Druck aufbaut. Dies kann zum Beispiel dann erfolgen, wenn der Ablauf 37 mit einer Funktionseinheit, wie einer Brause und/oder einem Strahlregler verbunden ist.
Um verhindern zu können, dass der Druck innerhalb des Ablaufs 37 als Gegendruck gegen die Verstellung des Ventilkörpers 2 wirkt, ist der Ventilkörper 2 mit seinem freien, distalen Ende 7 aus dem Auslaufraum 5 herausgeführt. Wirkt bei vorbekannten Ventilen ein Gegendruck auf den Ventilkörper 2, muss eine zusätzliche Verstellkraft in Höhe des Gegendrucks aufgebracht werden, um den Ventilkörper 2 verstellen zu können. Somit kann gesagt werden, dass bei derartigen Ventilen eine gegendruckabhängige Verstellung des Ventilkörpers 2 vorliegt.
Die Erfindung weist daher den Vorteil auf, dass eine gegendruckunabhängige Verstellung des Ventilkörpers 2 erfolgt. Indem das distale freie Ende 7 des Ventilkörpers 2 aus dem Auslaufraum 5 herausgeführt ist, also insbesondere aus dem in Gebrauchsstellung im Auslaufraum 5 enthaltenen Fluids herausgeführt ist, wirkt kein oder zumindest kaum ein Gegendruck aus dem Ablauf 37 auf den Ventilkörper 2 ein, wenn der Ventilkörper 2 verstellt wird.
Dies hat den Vorteil, dass der Bedienkomfort des Ventils 1 gegenüber vorbekannten Ventilen höher ist. Ein Nutzer muss schließlich stets die gleiche Verstellkraft aufbringen, da diese nahezu unabhängig vom Druck in der Ablaufleitung 37 ist.
Der Auslaufraum 5 weist somit eine distale Grenze 21 auf, wobei das distale, freie Ende 7 des Ventilkörpers 2 außerhalb dieser Grenze 21 liegt.
Die distale Grenze 21 des Auslaufraums 5 ist zumindest teilweise über wenigstens eine Auslaufraumdichtung 8 ausgebildet. Die Auslaufraumdichtung 8 ist zwischen einer Seitenwand 9 des Ventilkörpers 2 und einer Innenwand 10 des Auslaufraums 5 und/oder einer Hülse 29 angeordnet.
Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Auslaufraumdichtung 8 am Ventilkörper 2 angeordnet und/oder zusammen mit dem Ventilkörper 2 verstellbar. Somit ändert sich das Fassungsvolumen des Auslaufraums 5 in Abhängigkeit der Stellung des Ventilkörpers 2 innerhalb des Auslaufraums 5 und/oder der Hülse 29.
Anders ausgedrückt kann gesagt werden, dass die Hülse 29 einen Ventilkörperaufnahmeraum 38 aufweist, in welchem der Ventilkörper 2 angeordnet ist, wobei die Auslaufraumdichtung 8 den Ventilkörperaufnahmeraum 38 in den Auslaufraum 5 und einen Luftraum 11 unterteilt, insbesondere indem sie die beiden Räume gegeneinander abdichtet, wobei das distale freie Ende 7 des Ventilkörpers im Luftraum 11 angeordnet ist. Im Luftraum 11 herrscht dabei atmosphärischer Druck, so dass eine einfachere Verstellung des Ventilkörpers 2 möglich ist.
Das Steuerelement 6 des Ventils 1 steht mit einem Betätigungselement 12 in einer Wirkverbindung, so dass bei einer Betätigung, insbesondere einer manuellen Betätigung, des Betätigungselement 12 eine axiale Verstellung des Steuerelements 6 erfolgt. Das Ventil 1 kann ein Rückstellelement 13 aufweisen, das - wie in den 1, 2, 4, 5, 6, 7, 8 und 10 zu sehen ist - als eine Feder ausgebildet sein kann. Die Rückstellkraft des Rückstellelements 13 wirkt entgegen der Betätigungsrichtung des Steuerelements 6 und/oder des Betätigungselements 12. Somit kann der Ventilkörper 2 durch das Rückstellelement 13 in seiner Schließstellung, insbesondere in seiner die Schließstellung definierenden Ruhestellung, gehalten werden, wenn keine Betätigung des Betätigungselements 12 erfolgt. Bei einer Betätigung des Betätigungselements 12 muss zur Verstellung des Steuerelements 6 eine Betätigungskraft aufgebracht werden, die wenigstens anteilig durch das Rückstellelement 13, insbesondere ausschließlich durch das Rückstellelement 13, definiert ist, um das Ventil 1 öffnen zu können.
Die in den 1 bis 10 gezeigten Ausführungsvarianten des Ventils 1 weisen jeweils eine Push-push-Mechanik 33 auf, durch welche eine bistabile Verstellung des Steuerelements 6 und/oder des Ventilkörpers 2 zwischen wenigstens einer Offenstellung und einer Schließstellung (siehe 1-4) oder zwischen einem ersten Strömungspfad und einem zweiten Strömungspfad (siehe 5-10) möglich ist. Eine Verstellung des Ventils 1 zwischen der Offen- und der Schließstellung oder von einem ersten Strömungspfad zu einem zweiten Strömungspfad und umgekehrt erfolgt dabei jeweils durch Drücken des Betätigungselements 12.
Am Steuerelement 6 und/oder am Ventilkörper 2 ist eine erste Druckbeaufschlagungsfläche 14 ausgebildet, die wenigstens teilweise eine proximale Grenze 16 des Einlassraums 4 bildet, und eine zweite Druckbeaufschlagungsfläche 15 ausgebildet, die wenigstens teilweise eine distale Grenze 17 des Einlassraums 4 bildet. Die Begriffe erste und zweite Druckbeaufschlagungsfläche 14, 15 beziehen sich dabei auf den Einlassraum 4. Die erste Druckbeaufschlagungsfläche 14 ist mindestens so groß wie die zweite Druckbeaufschlagungsfläche 15. Damit kann verhindert werden, dass es durch einen Fluiddruck zu einer versehentlichen Verstellung des Steuerelements 6 und damit des Ventilkörpers 2 kommt, da ein Kräftegleichgewicht eingerichtet ist.
Am Steuerelement 6 und/oder am Ventilkörper 2 ist eine (weitere) erste Druckbeaufschlagungsfläche 18 (also insgesamt eine dritte Druckbeaufschlagungsfläche 18) ausgebildet, die wenigstens teilweise eine proximale Grenze 20 des Auslaufraums 5 bildet, und eine zweite Druckbeaufschlagungsfläche 19 (also insgesamt eine vierte Druckbeaufschlagungsfläche 19) ausgebildet, die wenigstens teilweise eine distale Grenze 21 des Auslaufraums 5 bildet. Die erste Druckbeaufschlagungsfläche 18 ist mindestens so groß wie die zweite Druckbeaufschlagungsfläche 19. Damit kann verhindert werden, dass es durch einen auf die beiden Druckbeaufschlagungsflächen 18, 19 wirkenden Fluiddruck zu einer versehentlichen Verstellung des Steuerelements 6 und damit des Ventilkörpers 2 kommt. Bei der in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsvariante ist die erste Druckbeaufschlagungsfläche 18 sogar größer als die zweite Druckbeaufschlagungsfläche 19 ausgestaltet. Dies hat zur Folge, dass in Bezug auf die am Steuerelement 6 angreifenden Druckkräfte während einer Fluidbeaufschlagung der Druckbeaufschlagungsflächen 18, 19, kein Kräftegleichgewicht hergestellt ist. Vielmehr resultiert daraus eine entgegen einer Strömungsrichtung 27 des Fluids durch das Ventil 1 wirkende Kraft. Somit wird der Ventilkörper 2 dadurch besser in einer Schließstellung gehalten.
Bei den in den 1 bis 10 dargestellten Ausführungsvarianten ist das Steuerelement 6 und der Ventilkörper 2 jeweils einteilig ausgebildet. Das Steuerelement 6 und der Ventilkörper 2 können jedoch auch zweiteilig ausgebildet und kraftschlüssig und/oder formschlüssig miteinander gekoppelt sein.
In Schließstellung des Ventils 1 ist eine durch den Ventilkörper 2 verschlossene Regelöffnung 22 mittels wenigstens eines der Form des Ventilsitzes 3 entsprechenden Dichtelements 23 abgedichtet. Das Dichtelement 23 kann, wie in den 1, 2, 4 und 5 bis 8 und 10 zu sehen ist, konusförmig ausgebildet sein. Der Ventilsitz 3 erweitert sich in Richtung des Auslaufraums 5, so dass ein einfaches Einführen des Ventilkörpers 2 in den Ventilsitz 3 möglich ist, wenn das Ventil 1 geschlossen wird. Das konusförmige Dichtelement 23 hat den Vorteil, dass es zudem keine Verformung des Dichtelements 23 erfordert, wenn das Ventil 1 geöffnet und/oder geschlossen wird.
Das Rückstellelement 13, dessen Rückstellkraft entgegen einer Verstellung des Steuerelements 6 von der Schließstellung in die Freigabestellung wirkt, ist außerhalb des Einlassraums 4 und/oder außerhalb des Auslaufraums 5 angeordnet.
Um das Ventil 1 möglichst schmal ausbilden zu können, kann ein Einlass 24 des Ventils 1 in den Einlassraum 4 in Längsrichtung 25 des Ventils 1 versetzt zu einem Auslass 26 des Auslaufraums 5 ausgebildet sein. Der Einlassraum 4 und der Auslaufraum 5 können in Längsrichtung 25 des Ventils 1 ebenfalls versetzt zueinander ausgebildet sein.
Der Einlass 24 ist in Montagestellung mit dem Zulauf 36 und der Auslass 26 mit dem Ablauf 36 verbunden.
Die zuvor bereits genannte proximale Grenze 16 des Einlassraums 4 ist wenigstens teilweise durch eine Einlassraumdichtung 28 eingerichtet. Die Einlassraumdichtung 28 kann beispielsweise als eine Lippendichtung ausgebildet sein. Bei den in den 1 bis 10 gezeigten Ausführungsvarianten ist die Einlassraumdichtung 28 jeweils am Steuerelement 6 angeordnet und wird mit diesem verstellt.
Der zuvor bereits genannte Luftraum 11, in welchem das freie Ende 7 des Ventilkörpers 2 angeordnet ist, weist eine Entlüftungsöffnung 30 auf, über welche ein Druckausgleich mit der Umgebung des Ventils 1 möglich ist, so dass innerhalb des Luftraums 11 atmosphärischer Druck herrscht.
Das Ventil 1 weist ein mehrteiliges Gehäuse auf, das aus einem oberen Gehäuseteil 31, einem mittleren Gehäuseteil 32 und der Hülse 29 ausgebildet ist.
Die Erfindung betrifft also insbesondere ein Ventil 1, insbesondere ein Sanitärventil, mit einem eine Regelöffnung 22 verschließbaren Ventilkörper 2, der in Schließstellung an einem Ventilsitz 3 anliegt, wobei der Ventilsitz 3 zwischen einem Einlassraum 4 eines Fluids und einem Auslaufraum 5 des Fluids angeordnet ist, wobei sich der Ventilsitz 3 in Richtung des Auslaufraum 5 hin öffnet, und wobei der Ventilkörper 2 über ein Steuerelement 6, das durch den Einlassraum 4 hindurchgeführt ist, verstellbar ist, und wobei der Ventilkörper 2 einen Teil aufweist, der im Auslaufraum 5 liegt und ein freies Ende 7 aufweist, das aus dem Auslaufraum 5 herausgeführt ist, also jederzeit außerhalb des Auslaufraums 5 liegt.
Die in den 5 bis 10 gezeigte Ausführungsvariante des Ventils 1 ist als ein Umsteller ausgebildet. Somit kann mittels einer Verstellung des Ventilkörpers 2 von einer ersten in eine zweite Position der Strömungsweg des Fluids zwischen zwei unterschiedlichen Auslässen 26 verstellt werden.
Eine weitere Besonderheit der in den 5 bis 10 gezeigten Ausführungsvariante des Ventils 1, die unabhängig von der Ausbildung als Umsteller auch bei anderen Ausführungsformen des Ventils 1 umsetzbar ist, beruht darauf, dass wenigstens eine nach außen führende Entlastungsöffnung 30 durch den Ventilkörper 2 und/oder das Steuerelement 6 hindurchgeführt ist. Somit ist es möglich, das Ventil 1 in eine als Sacklochbohrung ausgestaltete, zum Ventil 1 korrespondierende Ventilaufnahme einer Armatur einzusetzen. Ohne die nach außen führende Entlastungsöffnung 30 durch den Ventilkörper 2 und/oder das Steuerelement 6 wäre es erforderlich, dass die Armatur einen Entlastungskanal aufweist, der an die Entlastungsöffnung 30 anschließt, um einen Druckausgleich innerhalb des Luftraums 11 einrichten zu können. Die in den 5 bis 10 gezeigte Ausführungsvariante eignet sich somit auch dazu, bereits bestehende Armaturen nachrüsten zu können, ohne dass bauliche Veränderungen an der Armatur vorgenommen werden müssen.
Bei der in den 5 bis 10 gezeigten Ausführungsvariante kann zudem auf einen Ventilsitz 3 verzichtet werden, wenn das Ventil 1 als Umsteller ausgebildet ist.
Das Dichtelement 23 dient in diesem Fall dazu, einen ersten Strömungspfad, der beispielsweise zum oberen Auslass 26 führt, von einem zweiten Strömungspfad, der beispielsweise zum unteren Auslass 26 führt, zu trennen. Das Dichtelement 23 dichtet in diesem Fall in jeder Position des Ventilkörpers 2 zwischen dem Ventilkörper 2 und der Innenwand des Gehäuses ab.
Besonders vorteilhaft kann es bei der Ausführungsvariante der 5 bis 10 sein, wenn eine bistabile Verstellmechanik zur Verstellung des Ventilkörpers 2 ausgebildet ist. Beispielsweise kann die Verstellmechanik als eine Push-push-Mechanik 33 ausgebildet sein. Alternativ kann die Verstellmechanik jedoch auch monostabil ausgebildet sein, so dass ein Umstellen vom ersten Strömungspfad auf den zweiten Strömungspfad nur durch Aufrechthalten einer Druckkraft auf das Betätigungselement 12 möglich ist. Sobald das Betätigungselement 12 entlastet wird, wird der Ventilkörper 2 durch das Rückstellelement 13 in die Ausgangsposition verstellt, so dass das Fluid erneut durch den ersten Strömungspfad strömt.
Die erste Druckbeaufschlagungsfläche 14 des Einlassraums 4 und die zweite Druckbeaufschlagungsfläche 19 des Auslaufraums 5 können gleich groß sein oder in ihrer Größe um maximal 10 %, insbesondere maximal 5%, insbesondere maximal 2,5 %, voneinander abweichen.
Bezugszeichenliste

1: Ventil
2: Ventilkörper
3: Ventilsitz
4: Einlassraum
5: Auslaufraum
6: Steuerelement
7: Freies Ende
8: Auslaufraumdichtung
9: Seitenwand des Ventilkörpers
10: Innenwand des Auslaufraums und/oder der Hülse
11: Luftraum
12: Betätigungselement
13: Rückstellelement
14: Erste Druckbeaufschlagungsfläche des Einlassraums
15: Zweite Druckbeaufschlagungsfläche des Einlassraums
16: Proximale Grenze des Einlassraums
17: Distale Grenze des Einlassraums
18: Erste Druckbeaufschlagungsfläche des Auslaufraums
19: Zweite Druckbeaufschlagungsfläche des Auslaufraums
20: Proximale Grenze des Auslaufraums
21: Distale Grenze des Auslaufraums
22: Regelöffnung
23: Dichtelement, insbesondere am Ventilsitz und/oder zur Trennung eines ersten Strömungspfads und eines zweiten Strömungspfads
24: Einlass
25: Längsrichtung des Ventils
26: Auslass
27: Strömungsrichtung des Fluids
28: Einlassraumdichtung
29: Hülse
30: Entlüftungsöffnung, insbesondere Entlüftungsbohrung und/oder Entlüftungskanal
31: Oberes Gehäuseteil
32: Mittleres Gehäuseteil
33: Push-push-Mechanik
34: Dichtungsring
35: Ventilaufnahme
36: Zulauf
37: Ablauf
38: Ventilkörperaufnahmeraum
39: Ventilkörperkammer

Claims

Ventil (1), insbesondere Sanitärventil, mit einem zwischen einer Schließstellung und einer Freigabestellung verstellbaren Ventilkörper (2), der in Schließstellung einen Ventilsitz (3) verschließt, wobei der Ventilsitz (3) zwischen einem Einlassraum (4) eines Fluids und einem Auslaufraum (5) des Fluids angeordnet ist, wobei sich der Ventilsitz (3) in Richtung des Auslaufraums (5) hin öffnet, und wobei der Ventilkörper (2) über ein Steuerelement (6), das durch den Einlassraum (4) hindurchgeführt ist, verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (2) mit seinem freien Ende (7) aus dem Auslaufraum (5) herausgeführt ist.
Ventil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (2) mit seinem freien Ende (7) aus der Ventilkörperkammer (39) herausgeführt ist, und dass wenigstens eine nach außen führende Entlastungsöffnung (30) durch den Ventilkörper (2) und/oder das Steuerelement (6) hindurchgeführt ist.
Ventil (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Grenze (16, 17), insbesondere eine distale Grenze (21), des Auslaufraums (5) und/oder der Ventilkörperkammer (39) zumindest teilweise über wenigstens eine Auslaufraumdichtung (8) eingerichtet ist, insbesondere wobei die Auslaufraumdichtung (8) zwischen einer Seitenwand (9) des Ventilkörpers (2) und einer Innenwand (10) des Auslaufraums (5) und/oder der Ventilkörperkammer (39) angeordnet ist, vorzugsweise wobei die Auslaufraumdichtung (8) am Ventilkörper (2) angeordnet und/oder zusammen mit dem Ventilkörper (2) verstellbar ist.
Ventil (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (2) bei einer Verstellung, insbesondere aus der Schließstellung in die Freigabestellung oder zwischen einem ersten Strömungspfad und einem zweiten Strömungspfad, mit seinem freien Ende (7) voran innerhalb eines vom Auslaufraum (5) und/oder von der Ventilkörperkammer (39) abgedichteten Luftraums (11) verstellbar ist, in welchem atmosphärischer Druck herrscht.
Ventil (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerelement (6) über ein Betätigungselement (12) entgegen einer durch wenigstens ein Rückstellelement (13) erzeugten Rückstellkraft von der Schließstellung in die Freigabestellung oder von einem ersten Strömungspfad zu einem zweiten Strömungspfad verstellbar ist, vorzugsweise wobei eine bistabile Verstellung möglich ist.
Ventil (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Steuerelement (6) eine erste Druckbeaufschlagungsfläche (14) und eine zweite Druckbeaufschlagungsfläche (15) ausgebildet sind, die wenigstens teilweise eine proximale Grenze (16) und eine distale Grenze (17) des Einlassraums (4) und/oder wenigstens teilweise eine Trennung der Strömungspfade der Ventilkörperkammer (39) bilden, wobei die erste Druckbeaufschlagungsfläche (14) mindestens so groß wie die zweite Druckbeaufschlagungsfläche (15) ist oder dass die beiden Druckbeaufschlagungsflächen (14, 15) gleich groß sind oder in ihrer Größe um maximal 10 %, insbesondere maximal 5%, insbesondere maximal 2,5 %, voneinander abweichen.
Ventil (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Steuerelement (6) eine erste Druckbeaufschlagungsfläche (18) und eine zweite Druckbeaufschlagungsfläche (19) ausgebildet sind, die wenigstens teilweise eine proximale Grenze (20) und eine distale Grenze (21) des Auslaufraums (5) und/oder wenigstens teilweise eine Trennung der Strömungspfade der Ventilkörperkammer (39) bilden, wobei die erste Druckbeaufschlagungsfläche (18) mindestens so groß wie die zweite Druckbeaufschlagungsfläche (19) ist, vorzugsweise wobei die erste Druckbeaufschlagungsfläche (18) größer als die zweite Druckbeaufschlagungsfläche (19) ist oder dass die beiden Druckbeaufschlagungsflächen (18, 19) gleich groß sind oder in ihrer Größe um maximal 10 %, insbesondere maximal 5%, insbesondere maximal 2,5 %, voneinander abweichen.
Ventil (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein in Schließstellung des Ventils (1) eine durch den Ventilkörper (2) verschlossene Regelöffnung (22) mittels wenigstens eines der Form des Ventilsitzes (3) entsprechenden Dichtelements (23) abgedichtet ist, vorzugsweise wobei das Dichtelement (23) konusförmig ausgebildet ist und/oder wobei sich der Ventilsitz (3) in Richtung des Auslaufraums (5) erweitert.
Ventil (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (2) und/oder ein oder das Betätigungselement (12) als Teil des Steuerelements (6) ausgebildet ist/sind und/oder dass der Ventilkörper (2) und/oder das Betätigungselement (12) mit dem Steuerelement (6) derart verbunden sind, so dass sie gemeinsam, vorzugsweise in Schließrichtung und Freigaberichtung, verstellbar sind.
Ventil (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder das Rückstellelement (13), dessen Rückstellkraft entgegen einer Verstellung des Steuerelements (6) von der Schließstellung in die Freigabestellung oder entgegen einer Verstellung vom ersten Strömungspfad zum zweiten Strömungspfad wirkt, außerhalb des Einlassraums (4) und/oder außerhalb des Auslaufraums (5) angeordnet ist.
Ventil (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einlass (24) in den Einlassraum (4) und/oder in die Ventilkörperkammer (39) in Längsrichtung (25) des Ventils (1) versetzt zu einem Auslass (26) des Auslaufraums (5) und/oder der Ventilkörperkammer (39) ausgebildet ist und/oder dass der Einlassraum (4) und der Auslaufraum (5) in Längsrichtung (25) des Ventils (1) versetzt zueinander ausgebildet sind.
Ventil (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Öffnen des Ventils (1) durch eine Verstellung des Ventilkörpers (2) in Strömungsrichtung (27) des Fluids durch das Ventil (1) erfolgt.
Ventil (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine proximale Grenze (16) des Einlassraums (4) und/oder der Ventilkörperkammer (39) wenigstens teilweise durch eine Einlassraumdichtung (28) eingerichtet ist, vorzugsweise wobei die Einlassraumdichtung (28) als eine Lippendichtung ausgebildet ist und/oder wobei die Einlassraumdichtung (28) am Steuerelement (6) angeordnet ist.
Ventil (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (1) eine Hülse (29) mit einer Entlüftungsöffnung (30), insbesondere einer weiteren Entlüftungsöffnung (30), aufweist, in welcher der Ventilkörper (2) axial verstellbar geführt ist.
Ventil (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das eine oder die nach außen führende Entlastungsöffnung (30) durch den Ventilsitz (3) hindurchgeführt ist.
Ventil (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder die erste Druckbeaufschlagungsfläche (14) des Einlassraums (4) und eine oder die zweite Druckbeaufschlagungsfläche (19) des Auslaufraums (5) gleich groß sind oder in ihrer Größe um maximal 10 %, insbesondere maximal 5%, insbesondere maximal 2,5 %, voneinander abweichen.
Ventil (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Umschalten zwischen einem ersten Strömungspfad und einem zweiten Strömungspfad des Fluids durch eine Verstellung des Ventilkörpers (2) möglich ist.