DE10228872B4

DE10228872B4 - Regulierventil für einen Türschließer oder hydraulischen Drehflügelantrieb

Info

Publication number: DE10228872B4
Application number: DE2002128872
Authority: DE
Inventors: Stephan Gosch
Original assignee: Dorma Deutschland GmbH
Current assignee: Dorma Deutschland GmbH
Priority date: 2002-06-27
Filing date: 2002-06-27
Publication date: 2004-08-05
Anticipated expiration: 2022-06-28
Also published as: WO2004003324A1; DE10228872A1; EP1520080A1; AU2003279794A1

Abstract

Regulierventil, insbesondere für einen Türschließer oder hydraulischen Drehflügelantrieb, mit einer Verstellschraube und einer damit verbundenen Ventilhülse, wobei die Verstellschraube und die Ventilhülse über eine Schnappverbindung miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnappverbindung (14) als Kugelgelenkverbindung (15, 16) ausgebildet ist und dass zur Erzeugung unterschiedlicher Ventilhülsenlängen baugleiche Zwischenglieder (8) vorgesehen sind, die ebenfalls über eine Kugelgelenkverbindung untereinander verbindbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Regulierventil mit einer Verstellschraube und einer damit verbundenen Ventilhülse für einen Türschließer oder hydraulischen Drehflügelantrieb, wobei die Verstellschraube und die Ventilhülse über eine Schnappverbindung miteinander verbunden sind.

Ein solches Regulierventil ist z. B. aus der EP 0 889 190 A2 bekannt, bei dem durch die Schnappverbindung ein radialer Versatz ausgeglichen wird. Das Regulierventil wird mit seiner Verstellschraube in ein Verstellgewinde eingeschraubt und die Ventilhülse ist in einem Führungsbereich geführt. Bei der Herstellung des Verstellgewindes und des Führungsbereiches kann es immer wieder zu Fluchtungsfehlern zwischen der Mittelachse des Verstellgewindes und der Mittelachse des Führungsbereiches kommen. Dies führt zu Problemen bei der Ventilbetätigung. Weiterhin kann es vorkommen, dass sich bei der Betätigung des Ventiles die Ventilhülse verdreht, was bei nicht rotationssymmetrischen Ventilhülsen den Drosselquerschnitt verändert. Da weiterhin für jeden Einsatzzweck ein spezielles Regulierventil erforderlich ist, das insbesondere im Bereich der Ventilhülse an den jeweiligen Querschnitt des Führungsbereiches angepasst werden muss, sind eine Vielzahl von Ventilhülsen erforderlich, die zusätzlich noch einen an das jeweilige Durchflussmittel optimal angepassten Drosselquerschnitt aufweisen müssen.

Ein Regulierventil, das bei einem Türschließer Anwendung findet, ist der US 1 770 250 zu entnehmen. Dieses Ventil ist als einstückiges Teil, d. h. Ventilkörper und Verstellschraube sind eins, hergestellt worden. Bei demVentilkörper und Verstellschraube sind eins, hergestellt worden. Bei dem Ventilkörper ist an dem länglichen Schaft eine Nut eingebracht. In einem zweiten Ausführungsbeispiel sind Ventilkörper und Verstellschraube voneinander getrennt. Das deutsche Gebrauchsmuster DE 92 03 872 U1 offenbart einen Türschließer mit einem Fluid-Drosselventil, das eine thermostatische Drosselung bei schwankenden Temperaturen gewährleistet. Zur Realisierung einer einmal eingestellten Schließgeschwindigkeit des Dämpfungsmediums, auch bei Temperaturänderungen beizubehalten, wird dadurch gelöst, dass an dem Ventilsitz ein Bereich vorhanden ist, der einen gekrümmten Verlauf aufweist. Alternativ kann auch die Wandung des Strömungskanales entsprechend ausgebildet sein. Durch diese Maßnahme soll erreicht werden, dass sich der Drosselspalt bei entsprechenden Temperaturschwankungen nicht linear ändert.

Ein Drosselventil für einen Türschließer, das aus zwei Teilen besteht, zeigt die US 4 148 111 . Dabei ist der Ventilschaft konisch ausgebildet und wird in den Ventilkörper, der ein Außengewinde aufweist und verstellbar ist, mittels eines zylindrischen Ansatzes eingepresst. Die Verbindung eines Ventilkegels mit einem Kopf einer Ventilspindel wird der DE 1 958 5034 entnommen. Der Ventilkegel wird an der Ventilspindel mittels einer quer zu der Längsachse verlaufenden Bohrung und in dieser einzusetzenden Verstiftung gehalten.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Regulierventil der eingangs erläuterten Art zu schaffen, das Fluchtungsfehler zwischen der Mittelachse des Verstellgewindes und der Mittelachse des Führungsbereiches ausgleichen kann und das weiterhin durch einen modularen Aufbau mit wenig Aufwand an entsprechende Einsatzbedingungen angepasst werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Das erfindungsgemäße Regulierventil hat den Vorteil, dass es auf Grund einer Kugelgelenkverbindung zwischen einer Verstellschraube und einer Ventilhülse eine Beweglichkeit zwischen der Verstellschraube und der Ventilhülse ermöglicht, so dass Fluchtungsfehler leicht ausgeglichen werden können. Darüber hinaus ist eine Kugelgelenkverbindung leicht lösbar, so dass unterschiedlichen Einsatzbedingungen durch einfaches Auswechseln der Ventilhülse Rechnung getragen werden kann. Darüber hinaus gewährleistet eine solche Kugelgelenkverbindung bei einfachem Aufbau eine gute und allseitige Beweglichkeit der Ventilhülse gegenüber der Verstellschraube. Damit gleichzeitig mit unterschiedlichen Ventilstiftlängen auf das unterschiedliche Viskositätsverhalten verschiedener Öle reagiert werden kann, um ein so genanntes Thermokonstantventil zu realisieren, auch wenn bei ein und dem selben Regulierventil ein anderes Öl eingesetzt werden soll, erfolgt mit einer Veränderung der Ventilhülsenlänge eine Anpassung an das Viskositätsverhalten des jeweiligen Öles in besonders einfacher Weise dadurch, dass baugleiche Zwischenglieder vorgesehen sind, die mittels einer Kugelgelenkverbindung so lange zusammengesteckt werden, bis die erforderliche Ventilstiftlänge erreicht ist. Dies gewährleistet nicht nur eine einfache und schnelle Verbindung der Zwischenglieder miteinander, sondern trägt auch möglichen Fluchtungsfehlern zwischen der Mittelachse der Verstellschraube und der Mittelachse des Führungsbereiches für die Ventilhülse bzw. den Ventilstift Rechnung.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung besteht die Ventilhülse aus Kunststoff, insbesondere aus einem elektrisch leitfähigen Material.

Um ein Verdrehen der Ventilhülse zu verhindern und um damit eine Beibehaltung der Grundform des Drosselquerschnittes zu gewährleisten, ist die Ventilhülse gemäß einer bevorzugten Weiterbildung mit einer Verdrehsicherung versehen.

Die Verdrehsicherung kann vorteilhafterweise als Ansatz ausgebildet sein, der in einer Nut im Ventilgehäuse längsbeweglich geführt ist. Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann die Verdrehsicherung auch durch einen exzentrischen Versatz der Mittelachse der Verstellschraube zur Mittelachse der Ventilhülse gebildet sein. Beide Ausführungsvarianten stellen in einfacher Weise eine wirkungsvolle Verdrehsicherung dar, bei der die Grundform des Drosselquerschnittes unter beliebigen Bedingungen beibehalten werden kann.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann die Ventilhülse als Ventilstift ausgebildet sein. Hierdurch ist eine einfache und schnelle Anpassung des Regulierventiles an unterschiedlichste Anforderungen möglich, da die Ventilhülse bzw. der Ventilstift einfach über die Schnappverbindung auf die Verstellschraube aufgesteckt werden können.

Um die Anpassung und auch die Verstopfungsunempfindlichkeit noch zu verbessern, können in vorteilhafter Weiterbildung die Ventilhülsen mit unterschiedlichen Durchflussquerschnitten, z. B. in Form eines Dreieckes, eines Kreises oder eines Rechteckes, an der Verstellschraube auswechselbar angebracht werden. So kann einer Forderung, nämlich eine geringe Empfindlichkeit des Drosselquerschnittes gegen Zusetzen durch Verunreinigungen des Durchflussmediums, Rechnung getragen werden. Verunreinigungen treten insbesondere bei kleinen Durchflussquerschnitten auf und verändern dadurch entscheidend die Durchflussmenge des Ventiles. Es muss somit ein Durchflussquerschnitt angestrebt werden, der eine geringe Neigung zu Verstopfungen aufweist und gleichzeitig die Grundform durch die Verstellung des Querschnittes nicht verändert wird.

In gleicher Weise können auch Ventilstifte mit unterschiedlichen Kegelwinkeln und/oder unterschiedlichen Ventilstiftlängen an der Verstellschraube angebracht werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist in der Ventilhülse ein Einsatz, insbesondere in Form eines Filters oder eines Magneten, angeord net. Dadurch ist es möglich, Verunreinigungen allgemein oder metallische Partikel zu binden, um so ein Zusetzen des Drosselquerschnittes zu verhindern.

Als Drosselquerschnitt wird nach einer vorteilhaften Weiterbildung ein Dreieck und vorzugsweise ein gleichseitiges Dreieck verwendet. Ein solcher Querschnitt weist unter gleichzeitiger Beibehaltung der Grundform des Drosselquerschnittes während der Verstellung des Ventiles eine geringe Empfindlichkeit gegen Zusetzen durch Verunreinigungen auf und weiterhin erfolgt eine progressive Änderung des Drosselquerschnittes in Abhängigkeit der Verstellparameter. Dabei spielt die Form des Dreieckquerschnittes auch noch eine entscheidende Rolle. Das gleichschenkelige Dreieck stellt dabei die optimale Querschnittsform gegenüber allen anderen Dreieckquerschnitten dar.

Eine gleichbleibende Grundform des Drosselquerschnittes kann in vorteilhafter Weise dadurch realisiert werden, dass eine mit dem Regulierventil verbundene Abfluss- bzw. Zulaufbohrung seitlich versetzt zur Ventilhülsenbohrung angebracht ist.

Um eine geringe Temperaturabhängigkeit des Drosselwiderstandes zu gewährleisten, ist ein blendenförmiger Widerstand mit kurzer Durchströmlänge erforderlich. Diese Forderung lässt sich besonders leicht realisieren, wenn nach einer bevorzugten Ausgestaltung die Ventilhülse eine geringe Wandstärke mit einem sich erweiternden Drosselquerschnitt besitzt.

Weitere Ausg der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele.
Es zeigen:
1: Einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Regulierventil gemäß einer ersten Ausführungsform,
1a: eine Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Regulierventiles,
1 b: eine weitere Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Regulierventiles,
2: einen Querschnitt durch das erfindungsgemäße Regulierventil im zerlegten Zustand,
3 und 4: das erfindungsgemäße Regulierventil nach weiteren Ausführungsformen,
5: einen Querschnitt durch das Regulierventil nach 3, im eingebauten Zustand,
6 bis 11: weitere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Regulierventiles,
12 und 13: einen Querschnitt durch das erfindungsgemäße Regulierventil in zwei verschiedenen Stellungen,
14 und 15: einen Querschnitt durch die Ventilhülse gemäß zwei unterschiedlichen Ausführungsformen und
Diagramm 1: die Öffnungscharakteristik bei unterschiedlichen Querschnittsformen.
In den Figuren ist ein erfindungsgemäßes Regulierventil an bevorzugten Ausführungsbeispielen dargestellt und erläutert.
Die 1 und 2 zeigen eine erste Ausführungsform m des erfindungsgemäßen Regulierventiles. Das Regulierventil besteht im Wesentlichen aus einer Verstellschraube 1 und einer Ventilhülse 2. Die Verstellschraube 1 und die Ventilhülse 2 sind über eine Schnappverbindung 14 miteinander verbunden. Die Schnappverbindung 14 besteht im dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem Teil einer Kugelgelenkverbindung 15, die am zur Ventilhülse 2 gerichteten Ende der Verstellschraube 1 vorgesehen ist, welcher mit einem an der Ventilhülse 2 angeordneten zweiten Teil einer Kugelgelenkverbindung 16 zusammenwirkt. Zur Abdichtung nach außen ist weiterhin eine Dichtung 3 vorgesehen, die im gezeigten Ausführungsbeispiel an der Verstellschraube 1 angeordnet ist, jedoch auch im Bereich der Ventilhülse 2 vorgesehen sein kann. An der Verstellschraube 1 befindet sich zur Regulierung des Regulierventiles ein Gewinde 13, das in einem Gehäuse eines Türschließers oder eines Drehflügelantriebes vorhanden ist.
Die Ventilhülse 2 besteht vorzugsweise aus Kunststoff und ist insbesondere aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt.
In den 3 bis 5 sind weitere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Regulierventiles dargestellt, die ein Verdrehen der Ventilhülse 2 im eingesetzten Zustand im Gehäuse 16 verhindern und damit eine Beibehaltung der Grundform des Drosselquerschnittes gewährleisten.
Dazu ist die Ventilhülse 2 z. B. mit einer Verdrehsicherung 4 ausgestattet, die gemäß der Ausführungsform nach den 3 und 5 als Ansatz ausgebildet ist. Dieser Ansatz ist in einer Nut 5 im Ventilgehäuse 19 längsbeweglich geführt. Gemäß der Ausführungsform nach 4 ist die Verdrehsicherung 4 durch einen exzentrischen Versatz einer Mittelachse 17 der Verstellschraube 1 zu einer Mittelachse 6 der Ventilhülse 2 realisiert. Diese Ausführungsform ist besonders dann geeignet, wenn Fluch tungsfehler zwischen Verstellschraube 1 und Ventilhülse 2 vorliegen. Durch den exzentrischen Versatz wird der Fluchtungsfehler behoben.
Die 1a, 1b und 6 bis 9 zeigen weitere Ausführungsvarianten des erfindungsgemäßen Regulierventiles.
Durch den modularen Aufbau des Regulierventiles ist es möglich, das Regulierventil auf einfache Art und Weise den unterschiedlichsten Anforderungen anzupassen. So zeigen die 1a und 1b verschiedene Ventilhülsen 2, die je nach Verwendungszweck zum Einsatz kommen können. Die Ventilhülse 2 kann dabei natürlich unterschiedliche Drosselquerschnitte (Dreieck-, Kreis-, Rechteckquerschnitte usw.) aufweisen und ist durch die Schnappverbindung 14 auswechselbar. Wie die 1, 1a, 1b, 2 bis 5 insbesondere zeigen, weist die Ventilhülse 2 zum Innern einen Freischnitt 18 auf, der eine kurze Durchströmlänge realisiert. Die Ventilhülse 2 kann auch durch einen Ventilstift 7 ersetzt werden, wie es in den 6 bis 9 gezeigt wird. Dabei kann der Ventilstift 7 unterschiedliche Kegelwinkel und/oder unterschiedliche Ventilstiftlängen aufweisen. In besonders einfacher Weise kann die Ventilstiftlänge durch Verwendung baugleicher Zwischenglieder 8 erreicht werden, wobei die Zwischenglieder 8 jeweils über eine Schnappverbindung 14, z. B. eine Kugelgelenkverbindung, miteinander verbunden sind.
Gemäß einer in den 10 und 11 gezeigten Ausführungsvariante kann in der Ventilhülse 2 in dem Freischnitt 18 ein Einsatz vorgesehen sein. Ein solcher Einsatz macht es möglich, Verunreinigungen im Flüssigkeitskreislauf zu binden und verhindert so ein mögliches Zusetzen des Drosselquerschnittes. Der Einsatz kann gemäß 10 als Filter 9 ausgebildet sein, wenn allgemeine Verunreinigungen zurückgehalten werden sollen, oder aber gemäß 11 auch als Magnet 10, wenn es speziell um metallische Partikel geht.
Gemäß den 5, 12 und 13 der Einbaubeispiele ist der Drosselquerschnitt in der Ventilhülse 2 als Dreieck und vorzugsweise als gleichseitiges Dreieck ausgebildet. Diese Ausgestaltung erfüllt einerseits die Forderung nach einer geringen Empfindlichkeit gegen Zusetzen, da sie einen großen hydraulischen Querschnitt bereitstellt und andererseits die Forderung nach einer Beibehaltung der Grundform des Drosselquerschnittes während des Verstellvorganges, da die Grundform immer ein gleichseitiges Dreieck bleibt. Die Forderung nach einer gleichbleibenden Grundform des Drosselquerschnittes kann insbesondere dadurch unterstützt werden, dass die Abfluss- bzw. Zulaufbohrung 11 in dem Ventilgehäuse 19 seitlich versetzt zur Bohrung für die Ventilhülse 2 angeordnet ist.
Die 14 und 15 zeigen eine Ventilhülse 2, bei der ein blendenartiger Widerstand mit kurzer Durchströmlänge durch eine geringe Wandstärke der Ventilhülse 2 bei sich erweiterndem Drosselquerschnitt 12 unter Beibehaltung der Grundform erreicht wird. Hierdurch wird eine geringe Temperaturabhängigkeit des Drosselwiderstandes erreicht.
Um eine progressive Änderung des Drosselquerschnittes in Abhängigkeit des Verstellparameters zu gewährleisten, benötigt das Regulierventil ein hohes Auflösungsvermögen. Dies bedeutet, dass bei kleinen Drosselquerschnitten eine feinfühlige Verstellung des Drosselquerschnittes gewährleistet sein soll. Wie sich aus dem Diagramm 1 ergibt, wird diese Forderung am besten durch ein gleichseitiges Dreieck erfüllt, da hier die Öffnungscharakteristik A = f(s) im unteren Bereich des Verstellhubes einen geringeren Anstieg als im oberen besitzt.

1: Verstellschraube
2: Ventilhülse
3: Dichtung
4: Verdrehsicherung
5: Nut
6: Mittelachse Ventilhülse
7: Ventilstift
8: Zwischenglieder
9: Filter
10: Magnet
11: Abfluss- bzw. Zulaufbohrung
12: Drosselquerschnitt
13: Gewinde
14: Schnappverbindung
15: Kugelgelenkverbindung
16: Kugelgelenkverbindung
17: Verstellschraubenmittelachse
18: Freischnitt
19: Ventilgehäuse

Claims

Regulierventil, insbesondere für einen Türschließer oder hydraulischen Drehflügelantrieb, mit einer Verstellschraube und einer damit verbundenen Ventilhülse, wobei die Verstellschraube und die Ventilhülse über eine Schnappverbindung miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnappverbindung (14) als Kugelgelenkverbindung (15, 16) ausgebildet ist und dass zur Erzeugung unterschiedlicher Ventilhülsenlängen baugleiche Zwischenglieder (8) vorgesehen sind, die ebenfalls über eine Kugelgelenkverbindung untereinander verbindbar sind.
Regulierventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilhülse (2) aus Kunststoff, insbesondere aus einem elektrisch leitfähigen Material, besteht.
Regulierventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilhülse (2) mit einer Verdrehsicherung (4) versehen ist.
Regulierventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrehsicherung (4) als Ansatz ausgebildet ist, der in einer Nut (5) in einem Ventilgehäuse (19) längsbeweglich geführt ist.
Regulierventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrehsicherung (4) durch einen exzentrischen Versatz einer Mittelachse (17) der Verstellschraube (1) zu einer Mittelachse (6) der Ventilhülse (2) gebildet ist.
Regulierventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilhülse (2) als Ventilstift (7) ausgebildet ist.
Regulierventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Ventilhülsen (2) mit unterschiedlichen Querschnitten an der Verstellschraube (1) anbringbar sind.
Regulierventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Ventilstifte (7) mit unterschiedlichen Kegelwinkeln und/oder unterschiedlichen Ventilstiftlängen an der Verstellschraube (1) anbringbar sind.
Regulierventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Ventilhülse (2) ein Einsatz, insbesondere in Form eines Filters (9) oder eines Magneten (10), angeordnet ist.
Regulierventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Drosselquerschnitt ein Dreieck und vorzugsweise ein gleichseitiges Dreieck vorgesehen ist.
Regulierventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit dem Regulierventil verbundene Abfluss- bzw. Zulaufbohrung (11) seitlich versetzt zur Ventilhülsenbohrung angebracht ist.
Regulierventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilhülse (2) eine geringe Wandstärke mit einem sich erweiternden Drosselquerschnitt (12) besitzt.