DE1110483B

DE1110483B - Valve

Info

Publication number: DE1110483B
Application number: DEP19254A
Authority: DE
Inventors: Finn Lennart Jonsson; Dipl-Ing Baltzar Carl V Platen
Original assignee: BALTZAR CARL VON PLATEN DIPL I
Current assignee: BALTZAR CARL VON PLATEN DIPL I
Priority date: 1956-09-08
Filing date: 1957-09-05
Publication date: 1961-07-06

Description

Ventil Die Erfindung bezieht sich auf Ventile, insbesondere Wasserhähne, bei denen zur Abdichtung ein Gummikörper dient, der in einem Mantel angeordnet ist, einen Kern einschließt und durch einen Druckkörper gegen den Ventilsitz gepreßt wird. Nach einer bekannten Ausführung wird das aus den genannten Teilen bestehende Verschlußstück beim Schließen des Ventils parallel zur Dichtfläche des Ventilsitzes bewegt und das Druckstück parallel zu einer Ebene, die schräg zu der Ventilsitzebene geneigt ist, so daß bei der Verschiebung des Verschlußstückes das Druckstück den Gummikörper gegen den Ventilsitz preßt. Ventile dieser Art haben sich in die Praxis nicht einführen können. Die Relativbewegung des Gummis zum Ventilsitz bedingt einen hohen Verschleiß des Gummis, und bei sandhaltigen Flüssigkeiten ist eine Abdichtung nicht erreichbar, wenn die festen Teilchen zwischen Ventilsitz einerseits und Mantel oder Kern andererseits gelangen. Diesen Mangel behebt die Erfindung: Erfindungsgemäß ist das Verschlußstück so ausgebildet, daß der Mantel und das Kernstück oder mindestens der Mantel im Verhältnis zu dem das Verschlußstück anpressenden Druckstück im Rahmen der elastischen und plastischen Verformung der Dichtung beweglich sind und sich zur Mittelachse des Druckkörpers schräg stellen können. Das Verschlußstück gemäß der Erfindung wird beim öffnen und Schließen des Hahnes oder Ventils senkrecht zum Ventilsitz bewegt, so daß eine Relativbewegung zum. Gummikörper und Ventilsitz nicht eintreten kann: Die Beweglichkeit .des Mantels und/oder des Kernstückes gestattet, daß diese sich schräg zur Ventilachse. stellen können, wenn feste Teilchen ihr dichtes Anliegen am Ventilsitz verhindern,- während gleichzeitig durch den Gummikörper auch in diesen Flächen eine Abdichtung erreicht wird. In den Gummikörperkönnen sich feste Teilchen notfalls einbetten, ohne die Dichtheit. des. Verschlusses aufzuheben. Ein Ventil in Form eines-Wasserhahnes, das gemäß der Erfindung ausgebildet ist, besitzt gegenüber bekannten: Wasserhähnen den Vorteil einer wesentlich größeren Lebensdauer, wobei diese nicht von der Kraft abhängig ist, mit der der Hahn .geschlossen wird, sofern= diese Kraft nicht größer ist, als sie ein starker Mann ohne Werkzeug ausüben kann. Die Dichtheit bleibt bis zum völligen- 'Verschleiß des Gummikörpers erhalten, und zwar, glich dann, wenn der Hahn nur mit geringer Kraft zugedreht wird. Die Lebensdauer ist hauptsächlich vom Verschleiß der Gewindespindel, aber nicht von der Dichtung bestimmt. Die Dichtung_ selbst -besteht beispielsweise äug wasserbeständigenr und widerstandsfähigem Gummi, obwohl auch andere Stoffe geeignet sein können. Sie kann etwa die Härte eines Autoreifens haben, aber auch weicherer Gummi ist brauchbar. Gummisorten mit 60 bis 70 Shore-Einheiten sind geeignet.Valve The invention relates to valves, in particular water taps, in which a rubber body is used for sealing, which is arranged in a jacket, encloses a core and pressed against the valve seat by a pressure body will. According to a known embodiment, this consists of the parts mentioned Closing piece when closing the valve parallel to the sealing surface of the valve seat moves and the pressure piece parallel to a plane which is inclined to the valve seat plane is inclined, so that when the closure piece is moved, the pressure piece is the Rubber body presses against the valve seat. Valves of this type have proven themselves in practice can not introduce. The relative movement of the rubber to the valve seat causes one high wear of the rubber, and in the case of liquids containing sand there is a seal not attainable if the solid particles between the valve seat on the one hand and the jacket or core on the other hand. The invention remedies this deficiency: According to the invention the closure piece is designed so that the jacket and the core piece or at least the jacket in relation to the pressure piece in the frame pressing the closure piece the elastic and plastic deformation of the seal are movable and themselves can be inclined to the central axis of the pressure hull. The closure piece according to the invention is perpendicular to the opening and closing of the tap or valve Valve seat moved so that a relative movement to the. Rubber body and valve seat not can occur: The mobility of the shell and / or the core allows, that this is inclined to the valve axis. if solid particles can make their dense Prevent contact with the valve seat - while at the same time through the rubber body too a seal is achieved in these areas. Solid Embed particles if necessary without the tightness. of the lock to be lifted. A Valve in the form of a faucet, which is designed according to the invention, has compared to known: taps have the advantage of a much longer service life, whereby this does not depend on the force with which the tap is closed, provided = this power is not greater than that exercised by a strong man without tools can. The tightness remains until the rubber body is completely worn out, in fact, it was the same when the tap is turned off with little force. The lifespan is mainly from wear of the threaded spindle, but not from the seal certainly. The seal itself is, for example, extremely water-resistant and resilient rubber, although other materials may also be suitable. she can about the hardness of a car tire, but softer rubber can also be used. Rubber types with 60 to 70 Shore units are suitable.

Ein Wasserhahn gemäß der Erfindung ist in der Herstellung nicht teurer als die gewöhnlichen Wasserhähne und ist gegen Verunreinigungen des Wassers,-wie z. B. Sand, praktisch unempfindlich.A faucet according to the invention is no more expensive to manufacture than the ordinary faucets and is against impurities of the water, -like z. B. sand, practically insensitive.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung .sind im folgenden an Hand der Zeichnung beschrieben, in dieser zeigt Abb. 1 eine Ausführungsform der Erfindung im axialen Schnitt, Abb. 2 einen Querschnitt längs der' Linie II-11 der Fig. 1, Abb. 3 eine Art der Befestigung der Gummidichtung, Abb. 4 ;eine Ausführungsform, in welcher sich der Kern durch den- Kolben erstreckt, Abb. S eine Ausführungsform, bei der die Druckvorrichtung aus einer Membran besteht, und Abb. 6 eine weitere Ausführungsform.Several exemplary embodiments of the invention are given below of the drawing, in which Fig. 1 shows an embodiment of the invention in axial section, Fig. 2 a cross section along the line II-11 of Fig. 1, Fig. 3 a type of fastening of the rubber seal, Fig. 4; an embodiment, in which the core extends through the piston, Fig. S an embodiment, in which the pressure device consists of a membrane, and Fig. 6 another Embodiment.

Gleiche Bezeichnungen bedeuten in den verschied; -nen Abbildungen dasselbe. Mit »aufwärts« oder »nach oben« ist die Richtung des zuströmenden Wassers in der Bohrung des Ventilsitzes gemeint. Hieraus, folgt auch die Bedeutung solcher Worte, wie z. B. »obere,«-=öder »untere«. In Abb. 1. bezeichnet 1 einen Teil des Gehäuses des Hahnes, 2 den Wasserkanal und 4 die Spindel mit dem üblichen Gewinde 6. Der Ventilsitz 14, Zweckmäßig aus rostfreiem Stahl, wird von der vorspringenden Kante des Flansches 7 des Gehäuses 1 des Hahnes gehalten und gegen dieses mit einem Dichtungsring 15 abgedichtet. Die Kante 7 ist in bekannter Weise in eine entsprechende Ausnehmung des Ventilsitzes 14 eingebördelt. .Das Verrschlußstück als Ganzes ist mit 45 bezeichnet. Es besteht aus einem Zylinder 8, einem Druckkörper 9 in Form eines Kolbens, einem Kern 10 und einer elastischen Dichtung Il aus Gummi. Die geometrische Achse des Ventilkegels ist mit der der Spindel 4, des Sitzes 14 und des Wasserkanals 2 koaxial. Wenn der Zylinder 8 und der Kolben 9 aus Messing sind, das den Gummi angreifen kann, bringt man eine Schutzscheibe 12 aus einem Kunststoff oder aus Zinn zwischen dem Kolben und dem Gummi an und verzinnt aus demselben Grund den Zylinder 8 und auch den Kern 10, falls dieser auch aus Messing ist. Der Kolben 9 kann die Verzinnung an der Innenfläche des Zylinders 8 stellenweise abschaben. Die Scheibe 12, welche im Vergleich mit einer Verzinnung dick ist, schützt den Gummi vor dem Kontakt mit diesen kleinen Stellen bloßgelegten Messings. Der Flansch 18 des Kolbens 9 ist umgebördelt, so daß er den Kopf 19 der Spindel 4 umgreift. Hierdurch wird der Ventilkegel 45 als Ganzes beweglich zur Spindel 4. Der Kern 10 ist oben um so viel weiter oder jedenfalls so geformt, daß er bei offenem Hahn mit Sicherheit vom Gummi 11 festgehalten wird. Er weist unten eine Fläche 20 von solcher Form auf, daß sie beim Schließen des Hahnes immer auf dem Ventilsitz 14 aufliegt und von diesem völlig abgedeckt wird. Der Zylinder 8 endet unten mit einer Fläche 21, deren innerer Durchmesser kleiner ist als der des Kolbens 9. Die obere Kante 24 des Zylinders ist umgebördelt, so daß Kolben und Zylinder etwas beweglich miteinander vereint sind.The same names mean in the different; - Same thing for pictures. With "upwards" or "upwards" is meant the direction of the inflowing water in the bore of the valve seat. From this follows the meaning of such words, such as B. "upper," - = dreary "lower". In Fig. 1, 1 denotes part of the housing of the faucet, 2 the water channel and 4 the spindle with the usual thread 6. The valve seat 14, suitably made of stainless steel, is held by the protruding edge of the flange 7 of the housing 1 of the faucet and sealed against this with a sealing ring 15. The edge 7 is crimped into a corresponding recess in the valve seat 14 in a known manner. The locking piece as a whole is denoted by 45. It consists of a cylinder 8, a pressure body 9 in the form of a piston, a core 10 and an elastic seal II made of rubber. The geometric axis of the valve cone is coaxial with that of the spindle 4, the seat 14 and the water channel 2. If the cylinder 8 and the piston 9 are made of brass, which can attack the rubber, a protective disk 12 made of plastic or tin is placed between the piston and the rubber and, for the same reason, the cylinder 8 and also the core 10 are tin-plated, if this is also made of brass. The piston 9 can scrape off the tin-plating on the inner surface of the cylinder 8 in places. The washer 12, which is thick compared to tin plating, protects the rubber from contact with these small spots of exposed brass. The flange 18 of the piston 9 is flanged so that it engages around the head 19 of the spindle 4. As a result, the valve cone 45 is movable as a whole relative to the spindle 4. The core 10 is so much wider at the top, or at least shaped so that it is reliably held by the rubber 11 when the tap is open. At the bottom it has a surface 20 of such a shape that it always rests on the valve seat 14 when the valve is closed and is completely covered by this. The cylinder 8 ends at the bottom with a surface 21, the inner diameter of which is smaller than that of the piston 9. The upper edge 24 of the cylinder is flanged so that the piston and cylinder are united with one another in a somewhat movable manner.

Der Ventilkegel 45 wird folgendermaßen zusammengesetzt: Zuerst wird der Kern 10 in eine entsprechende Vertiefung der Gummidichtung 11 hineingedrückt. Dann werden diese Teile von oben in den Zylinder 3 hineingelegt, in welchem sie unten von der konischen Wand 25 festgehalten werden. Hierauf wird die Scheibe 12 und der Kolben 9 in den Zylinder 8 eingelegt und schließlich die Kante 24 umgebördelt.The valve cone 45 is assembled as follows: First, the core 10 is pressed into a corresponding recess in the rubber seal 11. These parts are then placed from above into the cylinder 3, in which they are held in place by the conical wall 25 at the bottom. The disk 12 and the piston 9 are then placed in the cylinder 8 and finally the edge 24 is flanged.

Der Wasserhahn bzw. das Ventil wirkt auf folgende Weise: Beim Schließen des Hahnes legen sich die Flächen 20 und 21 an der oberen ebenen Fläche 27 des Stahlrings 14 an. Nach dem Anlegen steigt der Druck in der Gummidichtung 11, denn sie wird vom Kolben 9 komprimiert. Da der innere Durchmesser der Fläche 21 kleiner ist als der des Kolbens 9 oder da überhaupt der Zylinder 8 innen nach unten kleiner wird, wird der Zylinder vom Druck im Gummi gegen die ebene Fläche 27 gedrängt. Die Fläche 21 wird sich daher gegen diese Fläche legen. D_ aß der Kern 10 und somit auch die Fläche 20 von demselben Druck gegen die Fläche 27 gepreßt werden, ist offensichtlich. Es kann daher zwischen der Fläche 27 und den Flächen 20 und 21 kein Gummi hinausgedrückt werden, was wesentlich ist. Er kann auch nicht zwischen dem Zylinder 8 und dem Kolben 9 hinausgedrückt werden, denn diese beiden Teile können leicht mit genügender Präzision hergestellt werden, oder- man könnte hier in bekannter Weise einen Dichtungsring anbringen. Als solcher kann jedoch die Scheibe 12 dienen. Zwischen den Flächen 20 und 21 wird der Gummi gegen die Fläche 27 gedrückt und dichtet gegen diese ab.The faucet or the valve works in the following way: When the faucet is closed, the surfaces 20 and 21 rest against the upper flat surface 27 of the steel ring 14 . After application, the pressure in the rubber seal 11 increases because it is compressed by the piston 9. Since the inner diameter of the surface 21 is smaller than that of the piston 9 or since the cylinder 8 becomes smaller inwardly downwards, the cylinder is pushed against the flat surface 27 by the pressure in the rubber. The surface 21 will therefore lie against this surface. It is obvious that the core 10 and thus also the surface 20 are pressed against the surface 27 by the same pressure. It can therefore not be pressed out between the surface 27 and the surfaces 20 and 21, which is essential. It cannot be pushed out between the cylinder 8 and the piston 9 either, because these two parts can easily be manufactured with sufficient precision, or a sealing ring could be attached here in a known manner. However, the disk 12 can serve as such. Between the surfaces 20 and 21, the rubber is pressed against the surface 27 and seals against it.

In Abb. 3 ist-gezeigt, wie die Gummidichtung 11, anstatt von einer konischen Fläche 25 wie in Fig. 1, von einer ringförmigen ebenen Fläche 29 festgehalten wird. Dies ist der einzige Unterschied zwischen de.--i Abb. 1 und 3.In Fig. 3 it is shown how the rubber seal 11, instead of one conical surface 25 as in FIG. 1, held by an annular flat surface 29 will. This is the only difference between de .-- i Fig. 1 and 3.

In Abb. 4 ist der Kern mit 10a bezeichnet. Er ist mit einem Schaft 10 b versehen, der durch ein Loch 30 in der Spindel 4 hindurchragt, wodurch der Ventilkegel geführt wird. Er erstreckt sich also auch durch ein entsprechend zentrales Loch 32 im Kolben 9a, in das er mit angemessenem Spielraum hineinpaßt. Die dünne Scheibe aus Kunststoff, Zinn oder anderem Material zwischen dem Kolben und dem Gummi ist mit 12 a bezeichnet. Der Raum 30 ist mit dem Außenraum durch den Kanal 33. verbunden. Die obere Fläche des Kolbens 9 a liegt an der unteren Fläche der Spindel 4 an. Wenn man den Hahn zudreht, wird die Gummidichtung 11a unter Druck gesetzt und mit dem Zylinder 8 a und dem Kern 10 a gegen die Fläche 27 gedrückt.In Fig. 4, the core is labeled 10a. It is provided with a shaft 10 b which protrudes through a hole 30 in the spindle 4, whereby the valve cone is guided. It therefore also extends through a correspondingly central hole 32 in the piston 9a, into which it fits with an appropriate amount of clearance. The thin disc made of plastic, tin or other material between the piston and the rubber is denoted by 12 a. The space 30 is connected to the outside space through the channel 33. The upper surface of the piston 9 a rests against the lower surface of the spindle 4. When the tap is turned off, the rubber seal 11a is put under pressure and pressed against the surface 27 with the cylinder 8a and the core 10a.

In Abb. 5 ist der Kolben der vorhergehenden Beispiele durch eine Membran 9 a ersetzt. Es ist zweckmäßig, diese Membran, den Zylinder, der hier 8 b genannt ist, und den Schaft 32 aus einem Stück zu machen. Der Schaft 32 ist in der Bohrung 30 der Spindel 4 geführt. Die obere Fläche der Membran liegt an der unteren Fläche der Spindel 4 an. Wenn man den Hahn zudreht, federt die Membran, wodurch der Gummi zusammengepreßt wird und gegen. die Fläche 27 abdichtet. Gegen diese Fläche werden auch die Flächen 20 und 21, wie vorher beschrieben, gedrückt.In Fig. 5 the piston of the previous examples is through a diaphragm 9 a replaced. It is convenient to use this membrane, the cylinder, here called 8b is, and to make the shaft 32 in one piece. The shaft 32 is in the bore 30 of the spindle 4 out. The top surface of the membrane rests on the bottom surface the spindle 4 on. When you turn the tap off, the diaphragm springs, causing the rubber is compressed and against. the surface 27 seals. Be against this surface also the surfaces 20 and 21, as previously described, pressed.

Es sei angenommen, daß die Flächen 20 und 21 für sich beim Anliegen an die Fläche 27 keinen Verschluß bewerkstelligen, daß jedoch der Gummi abgenutzt wird. In dem Maß, in dem der Verschleiß des Gummis fortschreitet, wird neuer Gummi vom Kolben bis an die Fläche 27 gepreßt, wobei er einer ständigen Formveränderung unterzogen wird. Eine solche Formveränderung geschieht aber nur bei hohem Druck; daher muß der Hahn manchmal fest zugedreht werden. Dies braucht aber nur ein paarmal im Jahr zu geschehen; dieser Nachteil besteht also nur theoretisch, aber kaum in der Praxis. Will man diesen Nachteil aber vermeiden, so kann dies dadurch geschehen, daß man die Kanten 20 und 21 aus so verschleißbarem Material, z. B. Messing, und vor allem so schmal gestaltet, daß sie ebenso leicht oder leichter als der Gummi sich abnutzen.It is assumed that the surfaces 20 and 21 do not in themselves produce a closure when they come into contact with the surface 27, but that the rubber is worn away. As the wear of the rubber progresses, new rubber is pressed from the piston up to the surface 27, whereby it is subjected to a constant change in shape. Such a change in shape only happens at high pressure; therefore the tap must sometimes be turned off tightly. But this only needs to be done a few times a year; this disadvantage is therefore only theoretical, but rarely in practice. If you want to avoid this disadvantage, this can be done by making the edges 20 and 21 from such a wearable material, eg. B. brass, and especially designed so narrow that they wear out just as easily or more easily than the rubber.

In Abb. 6 ist der Kern 10 c mittels des Schaftes 34. mit dem Kolben 9 e vereinigt. Der Schaft 34 ist aber so dünn, daß man ihn leicht zusammendrücken- kann, falls nicht der Druck im Gummi 11 c dieses verhindert. Wenn der der Fläche 27 gegenüberliegende Gummi sich abnutzt, wird der Druck im Innern des Gummis geringer. Dadurch wird es möglich, den Schaft ein wenig zusammenzudrücken und somit den Druck zu erhöhen. In dem- Maß, in dem sich der Gummi abnutzt, wird der Schaft 34 automatisch kürzer.In Fig. 6, the core 10 c is combined with the piston 9 e by means of the shaft 34. The shaft 34 is so thin that you can easily compress it, unless the pressure in the rubber 11c prevents this. As the rubber opposing the surface 27 wears, the pressure inside the rubber decreases. This makes it possible to compress the shaft a little and thus increase the pressure. As the rubber wears, the shaft 34 automatically becomes shorter.

Da der Querschnitt des Kolbens groß ist, läßt es sich so einrichten, daß der Druck im Gummi den Wert nicht überschreiten kann, bei welchem der Zylinder 8, 8a sich zu deformieren beginnt. Dies gilt auch, wenn der Hahn mit der vollen Kraft eines starken Mannes, jedoch ohne Werkzeug, zugedreht wird.Since the cross-section of the piston is large, it can be set up so that the pressure in the rubber cannot exceed the value at which the cylinder 8th, 8a begins to deform. This also applies when the cock is running at full power a strong man, but without tools, is turned off.

Der Zylinder 8 und der Kern 10 können aus einem Stück hergestellt werden. Diese beiden Teile können daher gegebenenfalls fest miteinander verbunden sein. Die Verbindung darf jedoch nicht mit der ebenen Fläche 27 zwischen den Kanten 20 und 21 in Berührung kommen, denn dann würde sie den vollständigen Kontakt des Gummis mit dieser Fläche verhindern und somit das Abdichten ausschalten. Die Verbindung könnte allenfalls die Form von dünnen, schmalen Speichen haben, welche im Innern des Gummis 11 die beiden Körper 8 und 10 verbinden. Die Konstruktion wäre möglich, aber da sie nur eine Komplikation ohne praktische Vorteile bedeuten würde, ist sie nicht an Hand einer Zeichnung beschrieben worden. Aus dem gleichen Grund ist auch nicht gezeigt worden, wie die ebene Fläche 27 durch eine Fläche anderer, z. B. sphärischer Form, ersetzt werden könnte und wie dann auch die nach unten abgrenzende Fläche des Ventilkegels 45 anders geformt werden müßte.The cylinder 8 and the core 10 can be made in one piece will. These two parts can therefore optionally be firmly connected to one another be. However, the connection must not be with the flat surface 27 between the edges 20 and 21 come into contact, because then she would make full contact of the Prevent rubbers with this surface and thus switch off the sealing. The connection at best could have the shape of thin, narrow spokes, which inside of the rubber 11 connect the two bodies 8 and 10. The construction would be possible but since it would only be a complication with no practical benefit, it is has not been described on the basis of a drawing. The same reason is also not shown how the flat surface 27 is replaced by a surface of others, e.g. B. more spherical Form, could be replaced and then also the surface delimiting below of the valve cone 45 would have to be shaped differently.

Selbstverständlich kann der Hahn auch für andere Flüssigkeiten als Wasser benutzt werden. Er kann auch für Gase verwendet werden. Aber die größte Anwendung wird er wohl für Wasser finden.Of course, the tap can also be used for liquids other than Water can be used. It can also be used for gases. But the greatest application he will probably find water.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Valve with a closure piece, which is when Closing moves perpendicular to the valve seat surface, one surrounded by a jacket has elastic seal that comes into contact with the valve seat surface End face of the jacket is flush and encloses a core, thereby characterized in that the closure piece is designed so that the jacket and the Core piece or at least the jacket in relation to that which presses the closure piece Pressure piece movable within the scope of the elastic and plastic deformation of the seal and can be inclined to the central axis of the pressure hull.

2nd valve according to claim 1, characterized in that the jacket (8 b) as a cap with an elastic The bottom is formed and the bottom at the same time the pressure body of the closure piece forms (Fig. 5).

3. Valve according to claim 1, characterized in that the pressure body and the core of the closure piece are connected to one another via a thin web (Fig. 6).

4. Valve according to claim 1, characterized in that the seal consists of a rubber with a hardness of 60 to 70 Shore.

5. Valve according to claim 1, characterized in that between the pressure body (9) and the seal (11) of the closure piece a disc (12) is arranged, the friction between Pressure hull and seal reduced. Publications considered: Swiss Patent No. 4154; U.S. Patents Nos. 1686 849, 2 060 748, 2194 261, 2,414,908.