DE1750767A1 - Von einem Thermostaten geregeltes Kurzhub-Ventil - Google Patents

Description

PATENTANWALT 5KOLN SI ALFRED MAXXON PFERDMENQESSTRASSE βθ DIPLOM-INQENIEUR

15. April 1970

Mein Zeichen: 243 Pg 68.33

Aktenzeichen: P 17 50 767.4

Anmelder: Kosmos Armaturen- u. Apparatebau Franz Baumeister

KG, 5Ο3β Rodenkirchen / Köln Bezeichnung: Von einem Thermostaten geregeltes Kurzhub-Ventil

Die Erfindung betrifft ein Ventil, insbesondere ein Kurzhub-Ventil, mit einer das Verschlußglied, z.B. den Ventilteller, tragenden Spindel, die in einem Gehäusedeckel oder in einem entsprechenden, mit dem Gehäuse verbundenen Abschlußteil, gegebenenfalls aber auch im Gehäuse selbst geführt ist und deren freies Ende mit nur geringfügigen zur Verfügung stehenden Kräften verstellt werden kann.

Bei üblichen Ventilen, bei welchen die Verstellung unter beliebigem Kraftaufwand an der Hauptspindel - gegebenenfalls unter Zuhilfenahme von besonderen Kraftquellen oder - wegen und entspre« chenden Kraftübersetzungen so insbesondere bei Verstellen von Hand über Handräder o. dgl. - der Kraftaufwand auch bei längerer Benutzung eines Ventiles für die ungehinderte Betätigung nicht wesentlich ist, erfolgt die Abdichtung der Spindel gegenüber dem Gehäusedeckel oder einem entsprechenden Teil des Gehäuses unter Verwenden von Stopfbuchsen o. dgl. Diese allgemein übliche Abdichtung hat den Nachteil, daß die Stopfbuchsen nachgestellt oder die Packungen ausgewechselt werden müssen. Man hat auch Dichte Unlei Ingen (Art 7 iι Abc. 2 Hr.ι s.u.: a cits Ändorunflsga*. ν.4.9 ι«;. 109817/0507

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tungsringe z.B. aus Weichgummi ο. dgl. verwandt, die jedoch im wesentlichen die gleichen Nachteile aufweisen. Man kennt auch seit lengem Membranventile, "bei denen die Membran oder eine mit ihr unmittelbar und fest verbundene Verstärkung als Abschlußglied gegenüber einer gehäusefesten Sitzwand dienen, jedoch erfordern derartige Membranen infolge des großen Hubes einen entsprechend großen Durchmesser im Gehäuse. Dadurch werden der Raumbedarf, der Werkstoffaufwand und der Außenumfang der Membran sowie gleichzeitig die abzudichtende Membranrandfläche sehr groß

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Ausführungen zu vermeiden und gleichwohl die Membrandichtung zu verwenden, ohne den mit ihr verbundenen Aufwand in Kauf nehmen zu müssen. Die Erfindung geht deshalb von dem eingangs beschriebenen Ventil mit Spindel und Verschlußglied aus und verbessert dieses Ventil dadurch, daß das freie Spindelende durch eine Membran gegenüber dem Gehäuse abgedeckt wird, wobei diese Membran mit ihrem Mittelbereich lose am freien Ende der Ventilspindel anliegt, das in bekannter Weise durch einen auf der anderen, nämlich der Außenseite der Membran anliegenden und im Ventil bzw. im Deckel geführten Stößel beaufschlagt wird.

Demnach liegt das Wesen der Erfindung in der Verwendung einer Membran, welche weder mittel- noch unmittelbar als Schließorgan für das Ventil dient, das vielmehr durch ein von einer Spindel getragenes Schließorgan gebildet wird, während die Membran lediglich mit ihrem Mittelbereich am Ende der Spindel anliegt. Die Spindel liegt demnach vollständig im Innern des Ventiles und in

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inerci nicht abgedichteten Bereich. Es versteht sich, daß die Spindel im Gehäuse geführt werden muß, damit sie ihre Achslage beibehält und das Schließglied zuverlässig dichtet. Diese Führung, welche im Bereich der Flüssigkeit liegt, ist u. U. Verschmutzungen, Verkrustungen oder Korrosionen ausgesetzt, welche iie Beweglichkeit der Spindeln behindern. Gerade dieser Nachteil ist es indessen, der durch die Erfindung behoben werden soll: ir macht sich nämlich dann besonders bemerkbar, wenn die Flüssig-· ceit oder ein entsprechendes anderes, das Ventil durchströmende Mittel unmittelbar an die reibend bewegten Teile, z.B. die Spiniel und eine Stopfbüchse, gelangen kann. Durch die Erfindung |und die Tatsache, daß nunmehr die Führungen für die Spindel mit

jgroßem Spiel behaftet sein können, wird der durch Verschmutzungen, Verkrustungen und Korrosionen gegebene Nachteil der bekannten Spindelführungen beseitigt, dabei aber durch die Membran die Dichtung zuverlässig gewährleistet.

Der Nachteil der bisher bekannten Membrandichtungen, der darin Liegt, daß diese im Hinblick auf den verhältnismäßig großen Hub zur Schaffung eines großen Durchgangsquerschnittes für das Strömungsmittel auch einen großen Außendurchmesser aufweisen müssen, haftet der Lösung nach der Erfindung nicht an: Die Spindel weist nur einen kleinen Durchmesser auf, so daß auch der Außendurchmesser der Membran so klein ist, daß diese in einer Öffnung im Ventildeckel untergebracht werden kann, die nicht größer ist, all liejenige für eine übliche Stopfbuchse und insbesondere eine Vergrößerung des Durchmessers des Deckels oder des Gehäuses nicht !erfordert. Dabei kann die Membran sehr dünn ausfallen, da sie

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selbst nicht als Absperrglied benutzt wird und an ihr auch keine weiteren Verschlussorgane oder -vorsprünge vorzusehen sind. Sie kann aber auch deshalb sehr dünn gewählt werden, weil der Hub· eines Ventiles mit Spindel und Schließglied deshalb wesentlich geringer ist, als der Hub einer Verschlußmembran, denn im ersteren Fall tritt das Strömungsmittel durch einen großen Ringspalt radial aus, bei Membran-Ventilen jedoch lediglich in der allgemeinen Durchflussrichtung, so daß am Ventilquerschnitt bei gleichen Strömungsgeschwindigkeiten größere Querschnitte erforderlich sind. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Ausführung liegt darin, daß im Hinblick auf den nur geringen Hub die Membran einen Aussendurchmesser aufweisen kann, der etwa dem einer üblichen Stopfbüchse entspricht, also wesentlich geringer ist, als der von klassischen Membran-Ventilen: Letztere erfordern einen Aussendurchmesser der Membran von zumindest der Nennweite des Ventils, in der Regel aber von wesentlich mehr als dem Ventilsitzdurchmesser, der ja bei radial durchströmten Membran-Ventilen je nach dem Hub an sich schon verhältnismäßig groß ist. Dies wirkt sich weiterhin bei einem erfindungsgemäßen Ventil günstig auf die mechanischen Belastungen der Membran aus, da die· se Belastung sich aus dem vorgegebenen Druck und der Größe der Membranfläche ergibt, auf welche der Druck einwirkt. Insbesondere im Fall der Regelung des Ventilsitzes durch einen Thermostaten würden aber abgesehen von dieser Frage der Belastung der Membran die Stellkräfte des Thermostaten zum Bewegen des Ventils nicht ohne weiteres ausreichen.

Zweckmäßig ist es, im Deckel oder Gehäuse ein Abschlußmittel vor·

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zusehen, dessen im Deckel liegende Stirnfläche als Klemmfläche für die Membran dient und der eine mittige Führungsbohrung für den Stößel aufweist, über welche die Spindel betätigt wird. Bei dieser Ausführung sind außer der Membran selbst weitere zusätzliche Teile gegenüber den bekannten Ausführungen nicht erforderlich und beansprucht die erfindungsgemäße Konstruktion sogar noch weniger Raum, als eine übliche Stopfbuchsdichtung.

Es empfiehlt sich weiterhin, einen Stößel zu verwenden, der über einen Schaft im Nippel geführt ist und über einen Kopf vom Durchmesser der Spindel an der Membran anliegt. Hierbei ist im Nippel eine Ausnehmung zur Aufnahme des Kopfes vorzusehen, so daß die Möglichkeit besteht, an der Rückfläche des Kopfes am Schaft eine Dichtung, z.B. einen O-Ring vorzusehen, der als Dichtung in dem Pail dient, in welchem sich Undichtigkeiten in der Membran z.B. infolge Alterung oder unvorhergesehener Verletzungen ergeben sollten.

Um bei gleichen Konstruktionsverhältnissen und ohne Vergrößerung des Durchmessers des Nippels bzw. des Deckels, also bei größtmöglicher Membran, den Hub dieser Membran weiter zu verstärken, empfiehlt ea sich, in an sich bekannter Weise die an der Membran anliegenden Stirnflächen der Sp-indel und des Stößels als Kuppen auszubilden.

Eine weitere Erhöhung des Hubes der Membran ist im Wege der Auswahl eines besonderen nachgiebigen Werkstoffes für die Membran oder einer besonders dünnen Ausbildung der Membranstärke da-

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durch gegeben, daß der mechanisch am meisten beanspruchte Teil der Membran, nämlich der zwischen Stößel und Spindel liegende, der demgemäß keine großen Verformungen erleidet, mit Verstärkungen, Einlagen o. dgl. versehen wird.

Die Erfindung ist an einem Ausführungsbeispiel gezeichnet, das in der Zeichnung im Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Ventil wiedergegeben wird.

Die Spindel 1 des Ventils ist bei 2 und 3 mit reichlichem Spiel im Deckel 4 geführt, der die üblichen Abmessungen aufweist und in das Gehäuse 5 eingeschraubt ist. Die Spindel 1 reicht mit ihrem oberen, angekuppten Ende 6 bis zum Boden einer Ausnehmung 7, in dem gemäß der Erfindung eine Membran 8 angeordnet ist. Diese wird durch einen Nippel 9 gehalten, der über Gewinde 10 in den Deckel 4 eingeschraubt ist. Im Nippel 10 ist eine mittige Bohrung 11 zur Aufnahme eines Stößels vorgesehen, der an seinem der Membran zugekehrten Ende einen Kopf 13 aufweist. Dieser hat den gleichen Durchmesser, wie die Spindel 1 und ist an seim der Membran zugewandten Fläche ebenfalls angekuppt. Er findet Aufnahme in einer im Durchmesser gegenüber der Schaftführung 11 vergrößerten Ausnehmung 14. An der Rückseite des Kopfes umgibt den Schaft ein O-Ring 15.

Ansprüche

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BAD

Claims (1)

- 7 — Ansprüche:

1. Kurzhub-Ventil mit einer das Schließglied (den Teller) tragenden Spindel, die in einem Gehäusedeckel o. dgl. geführt und deren freies Ende von einem Stößel eines Thermostaten o. dgl. beaufschlagt wird, gekennzeichnet durch mit großem Spiel behaftete Führungen (2, 3) der Spindel (1) im Deckel (4) sowie durch eine in einer Ausnehmung (7) des Deckels über ihren Rand eingespannte Weichmembran (8) z.B. aus Gummi, deren Mittelbereich zwischen freiein Spindelende (6) und Stößel (12, 13) liegt.

2. Kurzhub-Ventil nach Anspruch 1 gekennzeichnet durch einen Abschlußnippel (9)> dessen im Deckel (4) liegende Stirnfläche als Klemmfläche für die Membran dient und der ein zentrale Führungsbohrung (11) für den Stößel (12, 13) aufweist.

3. Kurzhub-Ventil nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeich net durch einen Stößel, der über einen Schaft (12) im Nippel (9) geführt ist und über einen Kopf (13) vom Durchmesser der Spindel (1) an der Membran anliegt, sowie durch eine Ausnehmung (14) im Nippel (9) zur Aufnahme des Kopfes (13) des Stößels, schließlich durch eine den Schaft (11) an der Rückfläche des Kopfes (13) umgebende Dichtung (O-Ring 15)

4. Kurzhub-Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3_f gekennzeichnet durch kuppenartige Berührungsflächen an der Spindel (1) und am Stößel (12, 13) gegenüber der

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Membran (o).

5. Kurzhub-Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch Verstärkungen an bzw. in der Membran (8) in ihrem Mittelbereich, z.B. durch Einlagen.

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