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Die
Erfindung betrifft ein Ventiloberteil mit einem Kopfstück, das
von einer Spindel durchsetzt ist, die mit einer Steuerscheibe verbunden
ist, wobei in dem Kopfstück
eine drehfeste Einlassscheibe angeordnet ist, die zwischen der Steuerscheibe
und einer ebenfalls drehfesten Auslassscheibe angeordnet ist.
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Mit
Hilfe von Ventiloberteilen wird der Austritt von Medien aus Armaturen
gesteuert. Für
diesen Zweck wird das Ventiloberteil mittels seines Kopfstücks in das
Gehäuse
einer Armatur geschraubt; auf seine Spindel wird ein Drehgriff oder
Hebel gesteckt. Bei bekannten Ventiloberteilen (vgl.
DE 32 07 895 C2 ,
DE 36 38 180 C2 ,
DE 87 15 044 U1 )
sind jeweils zwei Scheiben zur Steuerung des Durchflusses vorgesehen.
Die Scheiben sind aus keramischem Material hergestellt. Eine der
beiden Scheiben – Steuerscheibe – ist mit
Hilfe eines mit der Spindel in Verbindung stehenden Mitnehmers drehbar
in dem Ventiloberteil angeordnet. Die andere Scheibe – Einlassscheibe – ist eine
feste Ventilsitzscheibe, auch als Festscheibe bezeichnet. Bei Drehung
der Steuerscheibe gleiten die Scheiben aneinander. Auf der dem Ventilsitz
der Armatur zugewandten Seite ist eine Dichtung angeordnet, die
an der Einlassscheibe anliegt. Die Dichtung überragt die Stirnfläche des Ventiloberteils.
Sie dient zur Abdichtung sowohl zur Einlassscheibe als auch zum
Ventilsitz der Armatur.
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Darüber hinaus
ist aus der
DE 200
08 679 U1 ein Ventiloberteil für Armaturen bekannt, bei dem
ein Absperren dadurch erzielt ist, dass die Steuerscheibe im Anschluss
an einen Impuls selbsttätig
von ihrer Durchlassstellung in ihre Absperrposition wechselt. Das
Ventiloberteil erlaubt daher lediglich zwei Betätigungspositionen, nämlich die
Position „ganz
geöffnet" und die Position „ganz geschlossen". Die Betätigung des
Oberteils erfolgt durch Drücken
einer Kappe entgegen einer Feder. Dadurch wird eine auf den Griff
ausgeübte
Sperrung freigegeben. Der Griff ist dann drehbar. Die Drehung des
Griffes wird auf die Spindel übertragen,
wodurch das Ventil öffnet.
Die Betätigung
in die Schließposition
erfolgt in vergleichbarer Weise.
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Die
bekannten Ventiloberteile erfüllen
alle an sie gestellten Aufgaben. Allerdings ist der konstruktive
Aufwand durch das Vorsehen eines in Axialrichtung des Ventiloberteils
bewegbaren Griffes sowie der Mechanik für die Sperrung des Ventils
recht aufwendig. Infolge dessen ist die Herstellung des Ventiloberteils
aufwendig. Weiterhin sind lediglich zwei definierte Positionen – „ganz geöffnet" und „ganz geschlossen" – vorgesehen. Bei Mischventilen
sind jedoch oftmals drei definierte Positionen „nur Kaltwasser", „nur Warmwasser" und „ganz geschlossen" wünschenswert.
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Darüber hinaus
ist es oftmals wünschenswert,
die Ventile zum Umschalten bereits hinsichtlich Menge und Temperatur
voreingestellter Medien in verschiedene Fließrichtungen (bspw. Badewannen- und
Duscharmatur) ein zusetzen. Eine derartige Umschalttauglichkeit ist
bei den bekannten Ventiloberteilen nicht enthalten. Hierzu ist es
erforderlich, sich spezieller Umschaltventile zu bedienen. Die zusätzliche
Bereithaltung von derartigen Umschaltventilen erfordert jedoch zusätzlichen
Produktions- und Lageraufwand.
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Hier
will die Erfindung Abhilfe schaffen. Der Erfindung liegt die Aufgabe
zugrunde, ein Ventiloberteil für
Armaturen zu schaffen, das drei definierte Positionen „Zulauf
1 ganz geöffnet", „Zulauf
2 ganz geöffnet" und „ganz geschlossen" ermöglicht,
dabei den konstruktiven Aufwand im Verhältnis zu bekannten Ventiloberteilen
reduziert und darüber
hinaus die Verwendung als Umschaltventil ermöglicht. Gemäß der Erfindung wird diese
Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Schutzanspruchs
1 gelöst.
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Mit
der Erfindung ist ein Ventiloberteil für Armaturen geschaffen, das
drei definierte Positionen, nämlich
die Position „Zulauf
1 ganz geöffnet", „Zulauf 2
ganz geöffnet" und die Position „ganz geschlossen" zulässt. Gleichzeitig
ist das Ventiloberteil einfach aufgebaut, wodurch die Herstellkosten
gering sind. Weiterhin ist die Verwendung des Ventiloberteils als
Umschaltventil ermöglicht.
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In
Ausgestaltung der Erfindung sind die Mittel zur Arretierung im Bereich
des der Armatur abgewandten Endes des Kopfstücks angeordnet. Hierdurch ist
die Arretiervorrichtung von Wasser und Verschmutzung abgeschottet
positioniert.
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In
Weiterbildung der Erfindung sind die Mittel zur Arretierung durch
wenigstens ein federnd gelagertes Arretierelement gebildet, das
mit einer an der Spindel angeordneten Aussparung korrespondiert. Hierdurch
ist eine konstruktiv einfache und zuverlässige Arretierung ermöglicht.
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Bevorzugt
erfolgt die federnde Lagerung des Arretierelements durch eine Ringfeder.
Hierdurch ist eine starke Anpresskraft der Arretierelemente bewirkt, wodurch
ein spürbarer „Klick"-Effekt bei der Überwindung
der Arretierpositionen bewirkt ist.
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Bevorzugt
ist das wenigstens eine Arretierelement kugel- oder zylinderförmig ausgebildet
und die Aussparung ist gewölbt
ausgebildet und weist einen Innendurchmesser auf, der etwa dem Außendurchmesser
des Arretierelementes entspricht, wobei die Mantelfläche der
Aussparung weniger als die Hälfte
der Außenmantelfläche des
Arretierelements überdeckt.
Hierdurch ist ein einfacher Positionswechsel der Spindelstellung
erzielt.
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Vorteilhaft
ist in dem Kopfstück
ein Anschlag für
einen an der Spindel angeordneten Ausleger angeordnet. Hierdurch
sind definierte Begrenzungen für die
Rotation der Spindel erzielt. Bevorzugt überdeckt der Anschlag ein Drittel
des Innendurchmessers des Kopfstücks,
sodass der maximale Rotationswinkel der Spindel 240° beträgt.
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In
alternativer Ausgestaltung umfassen die Mittel zur Arretierung einen
U-förmigen
Federring, der in Kalotten anliegt, welche in die Spindel eingebracht
sind. Vorteilhaft sind vier Kalotten jeweils um 90 Grad versetzt
in die Spindel eingebracht. Auch die konstruktive Realisierung der
Arretierung durch ein solches Federelement erweist sich als zuverlässig und
kostengünstig
herstellbar.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist wenigstens eine Dichtung
der Anschlussscheibe eine umlaufende Dichtlippe auf, die an der
Kontur der Durchtrittsöffnung
anliegt. Hierdurch ist eine gute Dichtwirkung bei einem Wasserzufluss
in Richtung der Anschlussscheibe bewirkt. Bevorzugt ist wenigstens
eine Dichtung mit einem Stützring
versehen.
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In
alternativer Ausgestaltung weist wenigstens eine Dichtung der Anschlussscheibe
eine umlaufende Dichtlippe auf, die in die Durchtrittsöffnung hineinragt.
Hierdurch ist eine gute Dichtwirkung im Falle des Wasserzuflusses
aus Richtung der Anschlussscheibe bewirkt.
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Andere
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Unteransprüchen angegeben.
Ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend
im Einzelnen beschrieben. Es zeigen:
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1 ein
Ventiloberteil in vergrößerter Darstellung
teilweise in Ansicht, teilweise im Axialschnitt;
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2 das
Ventiloberteil aus 1 in der Ansicht von unten (armaturseitig);
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3 die
Darstellung der Spindel des Ventiloberteils aus 1,
teilweise im Axialschnitt;
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4 die
Darstellung der Spindel aus 3 in der
Ansicht von unten (armaturseitig);
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5 die
Darstellung einer Steuerscheibe;
- a) in der
Ansicht von unten;
- b) im Axialschnitt;
- c) in der Draufsicht;
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6 die
Darstellung einer Einlassscheibe;
- a) in der
Draufsicht;
- b) in Schnittdarstellung entlang der Linie B-B in Figur a);
- c) in Schnittdarstellung entlang der Linie C-C in Figur a);
- d) in der Ansicht von unten;
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7 die
Darstellung einer Einlassscheibe in weiteren Ausführungsform;
- a) in der Draufsicht;
- b) in Schnittdarstellung entlang der Linie B-B in Figur a);
- c) in Schnittdarstellung entlang der Linie C-C in Figur a);
- d) in der Ansicht von unten;
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8 die
Darstellung der Hülse
des Ventiloberteils aus 1;
- a) in
der Seitenansicht, teilweise im Axialschnitt;
- b) in der Vorderansicht, teilweise im Axialschnitt;
- c) in der Ansicht von unten (armaturseitig).
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Das
als Ausführungsbeispiel
gewählte
Ventiloberteil weist ein Kopfstück 1 auf,
das von einer in ihm radial geführten
Spindel 2 mittig durchsetzt ist. Mit der Spindel 2 ist
eine Steuerscheibe 3 formschlüssig verbunden und im Kopfstück 1 radial
geführt.
An dem der Spindel 1 abgewandten Seite der Steuerscheibe 3 ist
eine Einlassscheibe 4 in dem Kopfstück 1 vorgesehen, an
die sich eine Anschlussscheibe 5 anschließt, die
mit dem Ventilsitz einer – nicht
dargestellten – Armatur
zur Anlage kommt. Das Ventiloberteil ist weiterhin mit einer Arretiervorrichtung 6 versehen.
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Das
Kopfstück 1 besteht
aus einem symmetrischen Hohlkörper,
dessen beiden Stirnflächen
offen sind. Auf seiner der Armatur zugewandten Seite weist das Kopfstück 1 einen
hülsenartigen
Teil 14 auf. In dem Teil 14 sind Durchtrittsfenster 11 vorgesehen, die
von Längsstegen 12 begrenzt
sind. Im Ausführungsbeispiel
sind zwei durch zwei Stege 12 begrenzte Fenster 11 vorgesehen.
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Nach
dem Einbringen in eine Armatur liegt ein Bund 13 des Kopfstücks 1 auf
dem Gehäuse
der Armatur auf. Der Bund 13 weist auf seiner dem Durchtrittsfenster 11 zugewandten
Seite eine Ringnut 15 zur Aufnahme eines O-Rings 91 auf.
In dem hülsenartigen
Teil 14 ist innen im Bereich des dem Ventilsitz zugewandten
Endes eine Hinterdrehung 17 angeordnet.
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Die
Spindel 2 ist im Wesentlichen massiv ausgeführt. Sie
ist an ihrer dem Wasserzulauf abgewandten Stirnseite außen als
Aussenvielkant 21 ausgeführt und innen mit einem Sackloch 22 mit
Innengewinde für
die Befestigung eines – nicht
dargestellten – Drehgriffs
versehen. Anschließend
ist außen
an der Spindel 2 eine Zylinderfläche 23 vorgesehen,
mit der die Spindel 2 in dem Kopfstück 1 radial geführt ist.
An die Zylinderfläche
schließt
sich ein durchmesservergrö ßerter Abschnitt 24 an,
in den diametral zueinander zwei in axialer Richtung über den
gesamten Abschnitt 24 verlaufende Einkerbungen 241 in
Form einer Innenwölbung
eingebracht sind. Anschließend ist
in der Spindel 2 eine Ringnut 25 vorgesehen, die einen
O-Ring 92 aufnimmt. Der O-Ring 92 dichtet die Spindel 2 gegen
das Kopfstück 1 ab.
Zwischen der Zylinderfläche 23 und
dem Außenvielkant 21 ist
ein Einstich 26 vorgesehen, in den eine Wellensicherung 94 in
Form eines Sprengrings federnd eingelegt ist. Die Wellensicherung 94 verhindert
das Eindringen der Spindel 2 in das Kopfstück 1 über das
vorgesehene Maß hinaus.
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Die
Spindel 2 ist in dem Kopfstück 1 drehbar. Auf
der dem Aussenvielkant 21 entgegengesetzten Seite ist eine
Scheibe 27 vorgesehen, die auf ihrer der Armatur zugewandten
Seite einen Mitnehmer 29 aufweist. An die Scheibe 27 ist
radial ein Ausleger 28 angeformt, der etwa ein Sechstel
des Umfangs der Scheibe 27 umspannt. Der Ausleger 28 ist
derart ausgebildet, dass er in einer arretierten Position an einem
innerhalb des Kopfstücks 1 angeformten – nicht
dargestellten – Anschlag
mit einer Seitenfläche anliegt.
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Die
Steuerscheibe 3 ist im Wesentlichen als kreisrunde Scheibe
ausgebildet, aus der ein Kreisausschnitt 33 ausgenommen
ist. Der Kreisausschnitt 33 weist im Ausführungsbeispiel
einen Winkel von ca. 90° auf.
Auf ihrer der Spindel 2 zugewandten Seite weist die Steuerscheibe 3 zwei
diametral zueinander angeordnete bogenförmige Absätze 31 auf. Der ringförmige Absatz 31 umfasst
in montiertem Zustand den Mitnehmer 29 der Spindel 2.
An den Absätzen 31 sind
Ausnehmungen 32 ausgebildet, in die der Mitnehmer 29 fasst
(vgl. 5c)). Die Einlassscheibe 4 weist
auf ihrem Umfang zwei sich diametral gegenüberliegende Nasen 41 auf.
Mit den Nasen 41 fasst die Scheibe 4 in Ausnehmungen,
die hierzu in dem hülsenförmigen Teil 14 des
Kopfstücks 1 vorgesehen
sind. Die Einlassscheibe 4 ist damit drehfest in dem Kopfstück 1 angeordnet.
Die Scheibe 4 weist zwei kreisrunde, diametral zueinander
angeordnete Durchtrittsöffnungen 42 auf.
Außen
sind umlaufend der Durchtrittsöffnungen 42 sowie
im Bereich der Nasen 41 auf der armaturseitigen Unterseite
der Einlassscheibe 4 stegartige Konturen 43 angeformt.
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Die
Anschlussscheibe 5 ist im Ausführungsbeispiel aus Kunststoff
hergestellt. Sie weist auf ihrem Umfang ebenfalls zwei sich diametral
gegenüberliegende
Nasen 51 auf. Mit den Nasen 51 fasst die Anschlussscheibe 5 in
Ausnehmungen, die hierzu in dem hülsenförmigen Teil 14 des
Kopfstücks 1 vorgesehen
sind. Die Anschlussscheibe 5 ist damit drehfest in dem
Kopfstück 1 angeordnet.
Die Anschlussscheibe 5 weist zwei kreisrunde, diametral
zueinander angeordnete Durchtrittsöffnungen 52 auf, welche mit
den Durchtrittsöffnungen 42 der
Einlassscheibe fluchten. In den Durchtrittsöffnungen 52 ist innen
umlaufend jeweils ein Steg 521 zur Aufnahme einer Lippendichtung 95 angeformt.
Die Lippendichtung 95 ist über einen eingebrachten Stützring 96 in
der Durchtrittsöffnung 52 gehalten.
Im montierten Zustand liegen die Lippen der Lippendichtung 95 dichtend
gegen die Durchlassscheibe 4 sowie gegen den – nicht dargestellten – Armatursitz
an. Diese Ausführung
findet bevorzugt Anwendung bei fensterseitiger Wasserzufuhr.
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In
einer weiteren Ausgestaltung sind die Lippen derart ausgebildet,
dass sie in die Durchtrittsöffnung 52 hineinragen.
In diese Ausführung
ist der Steg 521 nicht erforderlich. Diese Ausführung ist
bevorzugt einzusetzen, wenn der Wasserzufluss aus Richtung der Anschlussscheibe
erfolgt. Weiterhin ist außen
auf der armaturseitigen Unterseite der Anschlussscheibe 5 ein
zylinderförmiger
Stift 53 angeformt. Der Stift 53 dient der Positionierung
des Ventiloberteils in der Armatur.
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Die
Arretiervorrichtung 6 ist im Ausführungsbeispiel zwischen der
Ringnut 25 und dem Einstich 26 ausgebildet. Sie
umfasst eine Hülse 61,
die in dem Kopfstück 1 eingebracht
ist und die federnd gelagerte Arretierelemente 62 in Aufnahmen 611 aufnimmt.
Die Hülse 61 ist über einen
O-Ring 93, der in der Nut 612 anliegt, gegenüber dem
Kopfstück 1 abgedichtet.
Im Ausführungsbei spiel
sind zwei diametral angeordnete Arretierelemente vorgesehen, die
zylinderförmig ausgebildet
und über
Federelemente 63 gegen die Spindel 2 vorgespannt
sind. Dabei weisen die Arretierelemente einen Außendurchmesser auf, der etwa dem
Innendurchmesser der Einkerbungen 241 der Spindel 2 entspricht,
sodass die Arretierelemente 62 in die Einkerbungen 241 eingreifen
können.
Um den Eintritt in bzw. den Austritt aus der Einkerbung 241 zu erleichtern,
sind die zylindrisch ausgebildeten Arretierelemente 62 um
ihre Längsachse
drehbar gelagert.
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Mit
Hilfe der Arretiervorrichtung 6 ist an dem Ventiloberteil
im Ausführungsbeispiel
jeweils eine Arretierung der Spindel entweder in der Position „Zulauf 1
ganz geöffnet", in der Position „Zulauf
2 ganz geöffnet" oder in der Position „ganz geschlossen" hervorgerufen. Im
Ausführungsbeispiel
wird in arretierter Stellung die Position „ganz geschlossen" eingenommen. Die
Positionen „Zulauf
1 ganz geöffnet" oder „Zulauf
2 ganz geöffnet" wird durch den innerhalb
des Kopfstücks 1 angeformten – nicht
dargestellten – Anschlag
im Zusammenspiel mit dem an die Spindel 2 angeformten Ausleger 28 bewirkt.
Selbstverständlich können auch
mehrere Arretierpositionen vorgesehen sein.
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Im
Ausführungsbeispiel
erfolgt eine Verformung der mit den Arretierelementen 62 verbundenen Federelemente 63.
Dies ist hervorgerufen durch die erforderliche Überwindung der Ränder der
Einkerbungen 241 der Spindel 2 zylinderförmigen Arretierelemente 62.
Die Arretierelemente 62 treten dabei aus den Einkerbungen 241 gegen
den Widerstand der Federelemente 63 heraus.
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In
Abwandlung der dargestellten Ausführungsbeispiele besteht die
Möglichkeit,
die eingesetzten zylinderförmigen
Arretierungselemente 62 durch Kugeln, Rollen, Stifte oder
Stäbe zu
ersetzen. Weiterhin ist das beschriebene Ventiloberteil neben dem
Einsatz als Mischventil gleichsam auch als Mehrwegeventil verwendbar.
Die erfindungsgemäße Arretiervorrichtung
ermöglicht
durch die arre tierbar definierten Positionen der Spindel 2 den
gezielten Zulauf zugeordneter Leitungen.
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In
einer anderen Ausgestaltung kann die Spindel im Bereich des Abschnitts 24 in
Form einer Kalotte ausgebildet sein. Dieser als Kalotte ausgebildete
Bereich ist dann an zwei sich gegenüberliegenden Seiten von einem
Federdraht umgeben, der eine angenähert U-förmige Ausbildung aufweist.
Bei dem Federdraht sind die beiden sich gegenüberliegenden Schenkel eingezogen
ausgebildet, sodass sie in ihrer Form dem kalottenförmigen Abschnitt
angepasst ausgebildet sind und unter dem Einfluss der Federvorspannkraft
sich an diese anschmiegen. Bei dem Federdraht sind die freien Enden
der beiden parallelen Schenkel an ihren freien Enden einander zugewandt
eingerollt ausgeführt.
Die eingerollten Enden liegen an dem kalottenförmigen Abschnitt unter dem Einfluss
der Federvorspannung an. Die gewünschten Positionen
der Spindel 2 sind durch Anordnung entsprechend in der
Spindel 2 eingebrachter Kalotten definierbar.
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Beim
Einsatz des erfindungsgemäßen Ventiloberteils
als Mischer erfolgt die Wasserzuführung von Warm- und Kaltwasser
anschlussscheibenseitig durch die Durchtrittsöffnungen 52. Die Durchtrittsöffnungen 52 sind
dabei mit Lippendichtungen 95 versehen, deren Lippen derart
ausgebildet sind, dass sie in die Durchtrittsöffnungen 52 hineinragen.
Der Ausfluss des Mischwassers erfolgt durch die Durchtrittsfenster 11.
Durch Drehung der Spindel kann nun wahlweise kaltes Wasser, Mischwasser
oder heißes Wasser
eingestellt werden, wodurch der Übergang der
verschiedenen Wassertemperaturen über Rastpositionen spürbar sind.
Hierdurch wird dem Bediener beispielsweise signalisiert, dass er
einen bestimmten Temperaturbereich verlässt.
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Beim
Einsatz des erfindungsgemäßen Ventiloberteils
als Umschalter erfolgt die Zufuhr bereits mengen- und temperatureingestellten
Wassers fensterseitig; der Wasseraustritt erfolgt durch die Durchtrittsöffnungen 52 der Anschlussscheibe 5.
Die Durchtrittsöffnungen 52 sind
in diesem Einsatzfeld mit Lippendichtungen versehen, welche derart
ausgebildet sind, dass die Lippen der Lippendichtung 95 im
montierten Zustand an der Kontur der Durchtrittsöffnung 52 anliegt.
Durch Verstellung der Spindel wird jeweils eine der beiden Durchtrittsöffnungen 52 freigegeben,
wobei die Spindel in den jeweiligen Wegepositionen arretiert ist.
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Die
beiden vorgenannten Ausgestaltungen des Ventiloberteils können auch
hintereinander geschaltet werden, wodurch zunächst ein Ventiloberteil als
Mischventil zur Einstellung von Wassermenge und -temperatur angeordnet
ist, welches ein nachfolgendes als Umschaltventil eingesetztes Ventiloberteil speist.
Für die
unterschiedlichen Einsatzgebiete des erfindungsgemäßen Ventiloberteils
ist lediglich ein Wechsel der Anschlussscheibe 5 mit Lippendichtungen
sowie entsprechender Einflussscheibe 4 erforderlich. Das
bedeutet, dass zur Bevorratung von Misch- und Umschaltventilen nunmehr
lediglich ein und dasselbe Ventiloberteil zu bevorraten ist; lediglich
zwei unterschiedliche Ausführungen
von Anschlussscheiben 5 mit Lippendichtungen sowie entsprechenden
Einflussscheiben 4 sind zu bevorraten. Derselbe Vorteil
spiegelt sich auch im Produktionsprozess wieder, wo zur Herstellung
von Misch- und Umschaltventilen nunmehr nur ein und dasselbe Ventiloberteil
zu fertigen ist.