DE19935167A1 - Selbstschlußservoventil - Google Patents

Abstract

Bei einem Selbstschlussservoventil mit einem relativ zu einem Hauptventilsitz bewegbaren Hauptverschlussglied, mit dessen einem Endbereich die Offen- und Schließstellung zum Hauptventilsitz bestimmbar ist, während der andere Endbereich von einer Entlastungskammer gedichtet aufgenommen ist, wobei ein eine Ausgleichsdüse aufweisender Ausgleichskanal zwischen der Einlassöffnung des Ventils und der Entlastungskammer sowie ein als Spindel ausgebildetes, durch das Hauptverschlussglied hindurchgreifendes Entlastungsventil vorgesehen ist, ist für eine Verbindung mit einer Wassermischeinrichtung vorgeschlagen, dass die Entlastungskammer in einem topfartigen Hohlzylinder ausgebildet ist, der drehfest mit der Spindel verbunden ist, wobei der Hohlzylinder einerseits axial mit einer Stirnkante am Hauptventilsitz abgestützt ist, während er andererseits mit seiner einen Boden bildenden Stirnseite die Einlassquerschnitte je einer Einlassöffnung für Kalt- und Warmwasser zu einer mit dem Selbstschlussventil in Verbindung stehenden Mischkammer in Abhängigkeit von seiner Drehstellung gegenläufig steuert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Selbstschlussservoventil mit einem relativ zu einem Hauptventilsitz bewegbaren Hauptverschlussglied, mit dessen einem Endbereich die Offen- und Schliessstellung zum Hauptventilsitz be­ stimmbar ist, während der andere Endbereich von einer Entlastungskammer gedichtet aufgenommen ist, wobei ein eine Ausgleichsdüse aufweisender Ausgleichskanal zwi­ schen der Einlassöffnung des Ventils und der Ent­ lastungskammer sowie ein als Spindel ausgebildetes, durch das Hauptverschlussglied hindurchgreifendes Ent­ lastungsventil vorgesehen ist.

Ein derartiges Ventil ist aus der deutschen Offenle­ gungsschrift DE 197 43 443 A1 bekannt. Diese Ventilein­ richtung ist insbesondere für die Abgabe von Wasser vorgesehen. Eine Einrichtung zur Wassermischung, mit der die jeweils gewünschte Mischwassertemperatur vom Benutzer eingestellt werden kann, ist hierbei nicht vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Selbst­ schlussservoventil mit einfachen Mitteln mit einer Was­ sermischeinrichtung zu verbinden. Hierbei gehört es mit zur Aufgabe, die Ventileinrichtung so auszubilden, dass sie vom Benutzer mit geringer Betätigungskraft betrie­ ben werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Entlastungskammer in einem topfartigen Hohlzy­ linder ausgebildet ist, der drehfest mit der Spindel verbunden ist, wobei der Hohlzylinder einerseits axial mit einer Stirnkante am Hauptventilsitz abgestützt ist, während er andererseits mit seiner, einen Boden bilden­ den Stirnseite die Einlassquerschnitte je einer Ein­ lassöffnung für Kalt- und Warmwasser zu einer mit dem Selbstschlussventil in Verbindung stehenden Mischkammer in Abhängigkeit von seiner Drehstellung gegenläufig steuert.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den An­ sprüchen 2 bis 17 angegeben.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass mit äusserst einfachen Mitteln eine Mischeinrichtung für Kalt- und Warmwasser mit dem Selbstschlussventil verbunden werden kann.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorteil­ haft in der das Verschlussglied für das Entlastungsven­ til bildenden Spindel ein flächenmässig sehr viel klei­ neres Druckentlastungsventil angeordnet werden, mit dem die Betätigungskraft ganz erheblich vermindert werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeich­ nung dargestellt und wird im folgenden näher beschrie­ ben. Es zeigt:

Fig. 1 ein Selbstschlussservoventil mit Wasser­ mischeinrichtung im Längsschnitt;

Fig. 2 einen Teil des in Fig. 1 gezeigten Ven­ tils in vergrösserter Darstellung;

Fig. 3 einen nochmals vergrössert dargestellten Teil des in Fig. 2 gezeigten Ventils;

Fig. 4 einen Teil eines in Fig. 3 gezeigten Hohlzylinders in der Schnittebene IV;

Fig. 5 den in Fig. 3 gezeigten Hohlzylinder in Unteransicht;

Fig. 6 den in Fig. 5 gezeigten Hohlzylinder in der Schnittebene VI;

Fig. 7 den in Fig. 5 gezeigten Hohlzylinder in der Schnittebene VII.

Das in der Zeichnung dargestellte Selbstschlussservo­ ventil ist in einem Armaturenkörper 1 angeordnet. Der Armaturenkörper 1 weist hierbei einen Anschluss 110 für das Kaltwasserversorgungsleitungsnetz und einen An­ schluss 120 für das Warmwasserversorgungsleitungsnetz auf. Der Anschluss 110 ist über einen Verbindungskanal 111 mit einer Einlassöffnung 11 für Kaltwasser verbun­ den. Der Anschluss 120 ist über einen Verbindungskanal 121 mit einer Einlassöffnung 12 für Warmwasser verbun­ den.

In dem Armaturenkörper 1 ist in einer zentralen Aufnah­ mebohrung ein Ventileinsatz 2 mit einem Hauptventilsitz 20, einem Hauptverschlussglied 21, einem Hohlzylinder 3, einer Spindel 4 angeordnet. Am vorstehenden Ende der Spindel 4 ist ein Betätigungsgriff 5 befestigt. Strom­ abwärts, hinter dem Hauptventilsitz 20, ist in dem Ven­ tileinsatz 2 eine ringförmige Auslasskammer 23 ausge­ bildet, die mit einer Auslassöffnung 13 des Armaturen­ körpers 1 in Verbindung steht.

Koaxial zur Mittelachse 14 ist in dem Ventileinsatz 2 die rohrförmig ausgebildete Spindel 4 vorgesehen, wobei am äusseren Endbereich der Betätigungsgriff 5 angeord­ net ist, während an der gegenüberliegenden Seite der Spindel 4 ein Zapfen 43 mit einem Polygonprofil ausge­ bildet ist. Der Zapfen 43 ist mit einer am Boden 31 des Hohlzylinders 3 in einer Nabe 310 angeordneten Sackboh­ rung 32, die ein entsprechendes Polygonprofil aufweist, axial verschieblich aber drehfest verbunden. Wie es insbesondere aus Fig. 4 zu entnehmen ist, ist als Po­ lygonpofil eine Kreisfläche 430 vorgesehen, die von drei gleich langen Sehnen 431, 432, 433 begrenzt ist. Hierbei sind die Sehnen 431 und 433 parallel zueinander angeordnet, während die Sehne 432 senkrecht zu den bei­ den Sehnen 431,433 vorgesehen ist.

Koaxial auf der Spindel 4 ist das Hauptverschlussglied 21 axial verschieblich vorgesehen, wobei im unteren Be­ reich des Hauptverschlussglieds 21 ein Dichtring 210 angeordnet ist, mit dem eine Entlastungskammer 22 im Hohlzylinder 3 abgedichtet ist. Ausserdem trägt das Hauptverschlussglied 21 einen weiteren Dichtring 211 für die Absperrfunktion am Hauptventilsitz 20 in der Schliessstellung.

Der Hohlzylinder 3, vorzugsweise aus Kunststoff im Spritzgiessverfahren hergestellt, ist topfartig ausge­ bildet und liegt mit seiner oberen offenen Stirnkante 30 an einer Schulter am Hauptventilsitz 20 an. An der von der Entlastungskammer 22 abgekehrten Seite des Bo­ dens 31 ist koaxial zur Mittelachse 14 ein Zapfen 35 ausgebildet, der in der Stecklage von einer Führungs­ bohrung 15 im Armaturenkörper 1 aufgenommen wird. Zu beiden Seiten des Zapfens 35 sind an der Stirnseite je­ weils fünf parallel zueinander angeordnete Schlitze 33 ausgebildet, wie es insbesondere aus Fig. 5 zu entneh­ men ist. Die Schlitze 33 sind geradlinig ausgebildet und weisen einen rechteckigen Querschnitt auf, wobei die Grundfläche 330 mit einem Winkel 331 von etwa 10° bis 1°, vorzugsweise 5°, geneigt zur Stirnfläche des Hohlzylinders 3 ausgebildet sind. Die einzelnen Schlit­ ze 33 beginnen oberhalb eines Durchmessers 34 mit einem Abstand, der etwa dem Durchmesser der Einlassöffnungen 11, 12 entspricht und münden mit ihrem größten Quer­ schnitt an der Mantelfläche des Hohlzylinders 3.

In den symmetrisch zur Mittelachse 14 vorgesehenen Ein­ lassöffnungen 11, 12 ist jeweils eine elastische Hülse 16 mit einer schraubenförmigen Feder 160 in einer Au­ ssenkung angeordnet. Die Feder 160 drückt hierbei die Hülse 16 gegen die Stirnfläche des Bodens 31 im Bereich der Schlitze 33. Von der elastischen Hülse 16 erfolgt hierbei sowohl an der Wandung als auch an der Stirnsei­ te eine Abdichtung.

Die Spindel 4 ist axial verschieblich in dem Ventilein­ satz 2 gelagert und bildet zur Entlastungskammer 22 ein Entlastungsventil 40, wobei als Verschlussglied ein auf der Spindel 4 angeordneter Dichtring 400 die Abdichtung zum Hauptverschlussglied 21 herstellt. Die Spindel 4 ist dabei rohrförmig ausgebildet und trägt einen zen­ tralen Druckentlastungskanal 41, wobei im Zapfen 43 ei­ ne Aussenkung 45 ausgebildet ist, in der ein Ventil 42 mit einem kugelförmigen Verschlussglied 420 angeordnet ist. Das Verschlussglied 420 wird dabei von einer Schraubenfeder 421, die sich an einer Schraubhülse 451 abstützt, gegen einen als Dichtring ausgebildeten, an einer Ringschulter 450 der Aussenkung 45 anliegenden Elastomerring angedrückt. Von der anderen Seite des Verschlussglieds 920 ist in dem Druckentlastungskanal 41 eine Stange 44 mit grossem radialen Spiel angeord­ net. Die Stange 44 ist am gegenüberliegenden Endbereich aus dem Druckentlastungskanal 41 in eine Aussenkung 46 herausgeführt, wobei im Grund der Aussenkung 46 ein Dichtring 440 angeordnet ist.

Mit der Spindel 4 ist am äusseren Endbereich ein Trag­ körper 50 des Betätigungsgriffs 5 drehfest und axial festliegend verbunden. Zwischen dem Tragkörper 50 und dem Ventileinsatz 2 ist eine Rückstellfeder 52 angeord­ net. Auf dem Tragkörper 50 ist eine axial begrenzt be­ wegliche Griffhaube 51 angeordnet, die mit einem zen­ tralen Dorn 510 durch den Tragkörper 50 hindurch in die Aussenkung 46 einfasst und mit ihrer Stirnfläche an dem äusseren Endbereich der Stange 44 zur Anlage gelangt. Zur drehfesten Verbindung mit dem Tragkörper 50 weist die Griffhaube 51 diametral zum zentralen Dorn 510 an­ geordnete Ansätze 511 auf, die in jeweils eine entspre­ chende Bohrung 500 des Tragkörpers 50 einfassen und so­ mit die Axialbewegung relativ zum Tragkörper 50 ermög­ lichen.

Das vorstehend beschriebene Selbstschlussservoventil hat folgende Funktionsweise:
Das in der Zeichnung dargestellte Selbstschlussservo­ ventil befindet sich in der Absperrstellung.

Soll zeitlich begrenzt Wasser gezapft werden, so ist vom Benutzer folgendes auszuführen:
Zunächst wird die Griffhaube 51 um einen Druckent­ lastungshub 53 in Richtung auf den Armaturenkörper 1 bewegt, wodurch über die Stange 44 das Ventil 42 geöff­ net wird und der Druck der Entlastungskammer 22 über den Druckentlastungskanal 41 entweichen kann, da über eine Ausgleichsdüse 212 nur erheblich weniger Druckwas­ ser pro Zeiteinheit nachströmen kann.

Sobald die Griffhaube 51 axial an dem Tragkörper 50 an­ liegt, kann somit die gesamte Spindel 4 entgegen der Kraft der Rückstellfedern 52 und 47 in den Armaturenkör­ per 1 eingeschoben werden, wodurch das Entlastungsventil 40 geöffnet und das Hauptverschlussglied 21 mit dem Dichtring 210 gedichtet axial in die Entlastungskammer 22 des Hohlzylinders 3 von der Rückstellfeder 47 einge­ schoben werden kann, so dass der Hauptventilsitz 20 ge­ öffnet und Wasser aus der Mischkammer 10 über radiale Ausströmöffnungen 37 durch den geöffneten Hauptventil­ sitz 20 in eine ringförmige Auslasskammer 23 strömen kann und von hier in die Auslassöffnung 13 des Armatu­ renkörpers 1 abgegeben wird.

Wird hiernach vom Benutzer die Griffhaube 51 freigege­ ben, so drückt zunächst die Rückstellfeder 52 die Spin­ del 4 aus dem Armaturenkörper 1 heraus, so dass das Entlastungsventil 40 abgesperrt wird. Parallel dazu wird von der Schraubenfeder 421 das Ventil 42 geschlos­ sen.

Nunmehr baut sich über die Ausgleichsdüse 212 in der Entlastungskammer 22 des Hohlzylinders 3 erneut der Druck des zufliessenden Wassers auf, so dass, verstärkt durch die Kraft der Rückstellfeder 52, von dem anstei­ genden Druck in der Entlastungskammer 22 das Hauptver­ schlussglied 21 zeitverzögert durch die Ausgleichsdüse 212 in Richtung auf den Hauptventilsitz 20 bis zur An­ lage verschoben und somit der Wasseraustritt abgesperrt wird. Das Hauptventilverschlussglied 21 mit seiner Aus­ gleichsdüse 212 hat hierbei die gleiche Ausbildung und die gleiche Funktionsweise wie sie in der Druckschrift DE 197 43 443 A1 zu dem Ausführungsbeispiel Fig. 4 bis 12 angegeben ist.

Die Temperatur des von dem Selbstschlussservoventil ab­ gegebenen Wassers kann vom Benutzer mit einer Drehbewe­ gung des Betätigungsgriffs 5 zum Armaturenkörper 1 ein­ gestellt werden. Der maximale Drehwinkel 36 beträgt et­ wa 90°, wobei in der einen Endposition nur kaltes Was­ ser und in der anderen Endposition nur Heisswasser ab­ gegeben wird. In den Zwischenstellungen wird dosiert in Abhängigkeit vom Drehwinkel gegenläufig die Menge des abgegebenen Kalt- und Warmwassers in die Mischkammer 10 über die als Drosselkanäle wirkenden Schlitze 33 ent­ sprechend abgegeben. Die Einstellung des Mischungsver­ hältnisses von Kalt- und Warmwasser kann sowohl vor ei­ ner Einleitung des Wasserzapfvorgangs als auch während des Wasseraustritts vorgenommen werden.

Claims (17)

1. Selbstschlussservoventil mit einem relativ zu einem Hauptventilsitz bewegbaren Hauptverschlussglied, mit dessen einem Endbereich die Offen- und Schliessstel­ lung zum Hauptventilsitz bestimmbar ist, während der andere Endbereich von einer Entlastungskammer gedich­ tet aufgenommen ist, wobei ein eine Ausgleichsdüse aufweisender Ausgleichskanal zwischen der Einlassöff­ nung des Ventils und der Entlastungskammer sowie ein als Spindel ausgebildetes, durch das Hauptverschluss­ glied hindurchgreifendes Entlastungsventil vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlastungskam­ mer (22) in einem topfartigen Hohlzylinder (3) ausge­ bildet ist, der drehfest mit der Spindel (4) verbun­ den ist, wobei der Hohlzylinder (3) einerseits axial mit einer Stirnkante (30) am Hauptventilsitz (20) ab­ gestützt ist, während er andererseits mit seiner ei­ nen Boden (31) bildenden Stirnseite die Einlassquer­ schnitte je einer Einlassöffnung (11, 12) für Kalt- und Warmwasser zu einer mit dem Selbstschlussventil in Verbindung stehenden Mischkammer (10) in Abhängig­ keit von seiner Drehstellung gegenläufig steuert.

2. Selbstschlussservoventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (4) einen im Quer­ schnitt relativ kleinen mit einem Ventil (42) zu öffnenden und zu schliessenden Druckentlastungskanal (41) zwischen der Entlastungskammer (22) und dem Auslassbereich hinter dem Hauptventilsitz (20) hat, so dass zur leichten Betätigung des Entlastungsven­ tils (40) zunächst der Druck in der Entlastungskam­ mer (22) über den Druckentlastungskanal (41) gesenkt wird.

3. Selbstschlussservoventil nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, dass am Endbereich der Spindel (4) ein Zapfen (43) mit einem Polygonprofil vorgese­ hen ist, der in eine am Boden (31) ausgebildete Nabe (310) mit einer das gleiche Polygonprofil tragenden Sackbohrung (32) einfasst, so dass in den unter­ schiedlichen Axialpositionen des Zapfens (43) immer eine drehfeste Verbindung zwischen der Spindel (4) und dem Hohlzylinder (3) besteht.

4. Selbstschlussservoventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Polygonprofil eine Kreis­ fläche (430) vorgesehen ist, die von drei gleich langen Sehnen (431, 432, 433) begrenzt ist, wobei zwei Sehnen (431, 433) parallel angeordnet sind und eine Sehne (432) senkrecht zu den parallel vorgesehenen Sehnen (431, 433) angeordnet ist, so dass nur in ei­ ner Drehstellung der Zapfen (43) in die Sackbohrung (32) einfügbar ist.

5. Selbstschlussservoventil nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassöffnungen (11, 12) diametral zu einer Mittel­ achse (14) in einem Armaturenkörper (1) angeordnet und von der Stirnseite des Bodens (31) überdeckt sind, wobei in der Stirnseite des Hohlzylinders (3) zu beiden Seiten der Mittelachse (14) parallel ange­ ordnete Schlitze (33) eingelassen sind, die mit den Einlassöffnungen (11, 12) in Abhängigkeit von der Drehstellung des Hohlzylinders (3) gegenläufig in Überdeckung bringbar sind und die sich einerseits bis zur Mantelfläche des Hohlzylinders (3) erstrec­ ken und in einer ringförmigen, von dem Armaturenkör­ per (1) und der Mantelfläche des Hohlzylinders (3) begrenzten Mischkammer (10) münden.

6. Selbstschlussservoventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere geradlinige Schlitze (33) parallel zu beiden Seiten der Mittelachse (14) ausgebildet sind, wobei die Schlitze (33) oberhalb des Durchmessers (34) mit einem Abstand, der etwa dem Durchmesser der Einlassöffnungen (11, 12) ent­ spricht, beginnen und eine stetig zunehmende Tiefe in Richtung auf die Mantelfläche des Hohlzylinders (3) aufweisen.

7. Selbstschlussservoventil nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze (33) ei­ nen rechteckigen Querschnitt aufweisen, wobei die Grundfläche (330) jeweils um einen Winkel (331) von 1° bis 10°, vorzugsweise von 5°, geneigt zur Stirn­ fläche des Hohlzylinders (3) ausgebildet ist.

8. Selbstschlussservoventil nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass an der äusseren Stirnseite des Hohlzylinders (3) im Zentrum ein Zapfen (35) ausgebildet ist, der in der Stecklage im Armaturenkörper (1) von einer Füh­ rungsbohrung (15) aufgenommen ist.

9. Selbstschlussservoventil nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlzylinder (3) aus Kunststoff im Spritzgiessver­ fahren hergestellt ist.

10. Selbstschlussservoventil nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in den Einlassöffnungen (11, 12) jeweils eine elasti­ sche Hülse (16) angeordnet ist, die eine Abdichtung zur Wandung der Einlassöffnung (11, 12) und zur Stirnseite des Hohlzylinders (3) bewirkt.

11. Selbstschlussservoventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (16) von einer in der Einlassöffnung (11, 12) abgestützten Feder (160) gegen den Hohlzylinder (3) gedrückt ist.

12. Selbstschlussservoventil nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in der Spindel (4) der Druckentlastungskanal (41) als eine Koaxialbohrung ausgebildet ist, in der eine mit radialem Spiel eingelagerte Stange (44) zur Be­ tätigung des Ventils (42) angeordnet ist, wobei die Stange (44) mit einem Endbereich mittels Dichtungen (440) gedichtet aus der Koaxialbohrung herausge­ führt ist und mit einem Betätigungsgriff (5) kommu­ niziert.

13. Selbstschlussservoventil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der im Hohlzylinder (3) ange­ ordnete Bereich der Spindel (4) mit einer im Durch­ messer vergrösserten Einsenkung (45) versehen ist, deren Ringschulter (450) am Übergang zur Koaxial­ bohrung einen Ventilsitz für ein Ventilverschluss­ glied (420) bildet, wobei das Ventilverschlussglied (420) von einer Feder in Schliessstellung gedrückt ist und der Öffnungsvorgang mit der Stange (44) entgegen der Federkraft erfolgt.

14. Selbstschlussservoventil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilverschlussglied (420) als Kugel ausgebildet ist, welches von einer schraubenförmigen Feder (421), die sich an einer Schraubhülse (451) in der Spindel (4) abstützt, in Schliessstellung gedrückt ist.

15. Selbstschlussservoventil nach Anspruch 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsgriff (5) aus einem Tragkörper (50) und einer Griffhaube (51) gebildet ist, wobei der Tragkörper (50) dreh­ fest und axial festliegend mit der Spindel (4) ver­ bunden ist, während die Griffhaube (51) drehfest, aber axial begrenzt verschiebbar von dem Tragkörper (50) gehalten ist und am äusseren Endbereich der Stange (44) anliegt.

16. Selbstschlussservoventil nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (4) an dem aus dem Armaturenkörper (1) vorstehenden Bereich mit einer Aussenkung (46) versehen ist, in die die Stange (44) hineinragt und in deren Grund ein Dichtring (440) angeordnet ist, wobei die Griffhaube (51) mit einem zentralen Dorn (510) versehen ist, der den Tragkörper (50) durchgreift und mit seiner Stirn­ seite an der Stange (44) anliegt.

17. Selbstschlussservoventil nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Griffhaube (51) den Trag­ körper (50) becherförmig umfasst und zur Drehsiche­ rung mit einem oder mehreren radial versetzt zum Dorn (510) ausgebildeten Ansätzen (511) zur dreh­ festen Verbindung in entsprechende Bohrungen (500) im Tragkörper (50) einfasst.