DE20210511U1

DE20210511U1 - Ventilanordnung

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Publication number: DE20210511U1
Application number: DE20210511U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-07-05
Filing date: 2002-07-05
Publication date: 2002-11-21
Anticipated expiration: 2012-07-06
Also published as: US6722623B1

Description

VENTILANORDNUNG

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ventilanordnung nach dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1.

Es ist eine mehrstufige Ventilstruktur vorhanden, die beispielsweise mit einem Pedal ausgestattet ist. Es ist eine Rohrleitung vorhanden, durch die ein Fluid, d. h. ein Gas oder eine Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, fließt. Der Durchfluss des Fluids wird geregelt. Dabei lässt sich der Durchfluss in Stufen einstellen. Hierzu weist die Ventilanordnung u. a. einen Körper, eine Abdeckung, eine Kolbenstange, eine Feder, eine Positionierungsventilhülse, eine Abstufungsscheibe und eine Basis auf; wobei die Positionierungsventilhülse, die Abstufungsscheibe und die Kolbenstange eine Art von Höhenregler für die Kolbenstange bilden. Die Durchflussmenge wird durch das Zusammenwirken der Kolbenstange mit der umfangsseitigen Kanalführung entlang der Kolbenstange reguliert.

2. Hintergrund der Erfindung

Eine bekannte Pedalventilstruktur mit einem Einwegventil weist einen Wassereinlass auf, der parallel zu einem Wasserauslass angeordnet ist und in Verbindung mit zusammengesetzten Kammern steht, die sich außerhalb einer ersten und einer zweiten Kammer erstrecken. Es sind eine obere und eine untere Abdeckung vorhanden, wobei die erste und die zweite Kammer durch die obere und untere Abdeckung verschlossen sind. Beide Kammern sind mit einer Ventilöffnung verbunden, die mit einer Ventilhülse versehen ist. Es ist eine Kolbenstange vorhanden, die durch ein Federstück an ihrer Unterseite gestützt wird. Die vorstehend angegebene Ventilhülse ist durch die obere Abdeckung in der Ventilöffnung befestigt. Ein mittlerer Abschnitt der Kolbenstange ist in die Ventilhülse eingesetzt. Die Oberseite der Ventilhülse ragt über die obere Abdeckung hinaus und wird durch das Pedal geschoben, das den unteren Teil der Kolbenstange steuert, um die untere Öffnung zu öffnen oder schließen, als Weise zum Regulieren des Wasserdurchflusses. Mit anderen Worten, wenn das Pedal gedrückt wird, öffnet sich das Ventil, um Wasser auszulassen, und wenn das Pedal losgelassen wird, schließt sich das Ventil automatisch und stoppt den Wasserdurchfluss.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, die bekannte Ventilvorrichtung zu verbessern.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Ventilanordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Kolbenstange durch eine Kulissenführung drehbeweglich ist und dass aufgrund der Drehbewegung der Kolbenstange einer Drehposition der Kolbenstange zugeordnete Öffnungen unterschiedlicher Größe zwischen dem Einlass und dem Durchlass sowie zwischen dem Durchlass und dem Auslass freigebbar sind.

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Kürzbeschreibung der Erfindung

Die mehrstufige Ventilanordnung, die nachstehend als diese Erfindung bezeichnet wird, umfasst einen Durchflussregler an einer Ventilöffnung, die sich zwischen zwei Kammern innerhalb des Körpers der Ventilanordnung befindet. Der Durchflussregler umfasst eine Ventilhülse, eine Kolbenstange, eine Abstufungsscheibe und eine Feder. Die Kolbenstange ist in ihrem mittleren Teil von einer Ventilhülse umgeben. Diese besitzt eine Kanalanordnung mit Kanalführungen, die vorzugsweise auch ganz oder wenigstens teilweise konkav ausgebildet sein können. Die Bereiche zwischen den Kanalführungen weisen auf ihrer Unterseite, d.

h. auf der einer Basis der Ventilanordnung zugewandten Seite, schiefe Ebenen auf, die mit Vorsprüngen an einem unteren Abschnitt der Kolbenstange zusammenwirken. Die Abstufungsscheibe ist eine zylindrische Einheit gegenüber der Ventilhülse, von der sie beabstandet ist, wobei die Abstufungsscheibe auf ihrem inneren Umfang Nuten in gerader Anzahl aufweist. Die Nuten an der Abstufungsscheibe wirken mit Vorsprüngen auf dem unteren Abschnitt der Kolbenstange zusammen. Diese verbreitert sich in ihrem Durchmesser von oben nach unten. Der mittlere Abschnitt der Kolbenstange weist in seiner äußeren Mantelfläche sich in Längsrichtung erstreckende Nuten auf, deren oberes Ende von der oberen Stirnfläche des mittleren Abschnitts gebildet wird. Die Nuten erstrecken sich nach unten über unterschiedliche Längen. Der untere Abschnitt weist auf seiner äußeren Mantelfläche Vorsprünge auf, die bei Draufsicht auf die Mantelfläche eine dreieckige Kontur haben. Im Verhältnis zur Zahl der Nuten ist die Anzahl der Vorsprünge geringer. Außerdem sind die Vorsprünge in gerader Anzahl im Verhältnis zu den Kanälen an der Ventilhülse vorhanden. Die Vorsprünge an dem unteren Abschnitt bewegen sich zwischen der Ventilhülse und der Abstufungsscheibe bei jeder Aufwärts- und -Abwärtsbewegung der Kolbenstange hin und

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her. Die Kanäle sind so angeordnet, dass die Kolbenstange in der oberen Position die Ventilanordnung schließt. Dadurch wird die Ventilanordnung geschlossen, wenn keine Kraft mehr auf die Kolbenstange von oben ausgeübt wird. Die Feder drückt die Kolbenstange nach oben in die Schließposition.

Nachstehend wird die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen näher erläutert:

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Figur 1 3-D-Zeichnung der Elemente dieser Erfindung.

Figur 2 vertikaler Schnitt der Struktur des Ausführungsbeispiels dieser Erfindung.

Figur 3 3-D-Zeichnung des Durchflussreglers des

Ausführungsbeispiels dieser Erfindung.

BEZUGSZIFFERNBESCHREIBUNG

1	Körper
11	Ventilöffnung
12	Wasserauslass
13	Wassereinlass
14	Kammer
15	Kammer
2	Obere Abdeckung
21	Durchtrittsöffnung
22	Zwischenlagscheibe
3	Basis
31	Abstufungsvertiefung
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	5	•	15	-	20	4	5»· » · &diams; ««·	Pedal
-						5	Ventilhülse
-				51	Durchlass
			52	Konkaver Kanal
			521	Konkaver Kanal
	10	522	Konkaver Kanal
	53	schiefe Ebene
	54	O-Ring
&bgr;	Kolbenstange
61	Oberer Abschnitt
62	Mittlerer Abschnitt
621	Nut
63	Unterer Abschnitt
631	Vorsprung
7	Abstufungsscheibe
71	Ring
72	Kanal
73	Vorsprung
8	Feder
81	Stift
82	Zwischenlagscheibe
X	Durchflussregler

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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Diese Erfindung betrifft eine Ventilanordnung mit einem Einwegventil, das einen Wasserauslass in der ersten Stufe ermöglicht, wenn es durch einmaliges Drücken auf eine Kolbenstange betätigt wird, und in der zweiten Stufe, wenn es durch nochmaliges Drücken auf die Kolbenstange betätigt wird, wobei das Ventil jeweils nach dem einmaligen und nach dem nochmaligen Drücken durch Loslassen der Kolbenstange wieder geschlossen wird. Die Kolbenstange kann anstelle einer direkten Betätigung durch ein Pedal, wie nachstehend dargestellt, oder einen handbetätigten Hebel bedient werden.

Die Ventilanordnung weist einen Körper 1 (Fig. 1), eine obere Abdeckung 2, eine Basis 3, ein Pedal 4 und einen Durchflussregler X auf. Der Durchflussregler X besteht aus einer Ventilhülse 5, einer Kolbenstange 6, einer Abstufungsscheibe 7 und einer Feder 8. Der Körper 1 weist einen Strömungsdurchgang auf, der durch zwei parallele Kammern 14, 15, einen Wassereinlass 13 und - einen Wasserauslass 12 gebildet wird. Der Wassereinlass 13 ist mit der Kammer 15 verbunden, der Wasserauslass 12 mit der Kammer 14. Zwischen den zwei Kammern 14, 15 ist eine Ventilöffnung 11 ausgebildet.

Oberhalb der Ventilöffnung 11 befindet sich in der Mitte der oberen Abdeckung 2 eine Durchtrittsöffnung 21. Die Mitte der Basis 3, die eine untere Abdeckung der Ventilanordnung bildet, weist eine Abstufungsvertiefung 31 auf; an der Grenzfläche der oberen Abdeckung 2 zu dem Körper 1 sowie an der Grenzfläche zwischen dem Körper 1 und der Basis 3 befindet sich jeweils eine Zwischenlagscheibe 22 bzw. 32, die die Wasserdichtheit gewährleistet und aus einem elastischen Material, beispielsweise Gummi, besteht. Das Pedal 4 befindet sich auf der oberen Abdeckung 2 als Element, das auf- und abschwingt. Das Pedal 4 ist gegenüber der Abdeckung 2 schwenkbar gelagert und betätigt die Kolbenstange 6 entgegen der rücktreibenden Kraft der Feder 8. Zu dem Durchflussregler X gehören die Ventilhülse 5, die Kolbenstange 6, die Abstufungsscheibe 7 und die Feder 8.Die Ventilhülse 5 ist in der Ventilöffnung 11 befestigt, wobei sich ein Durchlass 51 in der Mitte befindet und sich auf der Unterseite eine Kanalanordnung 52 mit benachbarten Kanälen 521 und 522 unterschiedlicher Höhe befindet. Die Kanäle 521 sind länger als die Kanäle 522.

Die Kolbenstange 6 ist dreiteilig aufgebaut, wobei der obere Abschnitt 61 den kleinsten Durchmesser aufweist, gefolgt vom mittleren Abschnitt 62 und vom unteren Abschnitt 63; der obere Abschnitt 61 gleitet in der

Durchtrittsöffnung 21 der oberen Abdeckung2, wobei die Abstufungsscheibe 7 an der Abstufungsvertiefung 31 an der Basis 3 befestigt ist. Die Oberseite der Feder 8 wird über einen Stift 81 an der Unterseite der Kolbenstange 6 abgestützt. Die Unterseite der Feder 8 sitzt auf der Basis3, was ermöglicht, dass die Kolbenstange 6 infolge der rücktreibenden Kraft der Feder 8 nach oben zurückkehrt.

Der Gegenstand dieser Erfindung weist eine aus den in Figur 1 dargestellten Elementen zusammengesetzte Struktur auf; diese ist in Figur 3 dargestellt. Innerhalb der Ventilöffnung 11 ist zwischen den Kammern 14, 15, die durch die obere Abdeckung 2 und die Basis 3 ausgebildet sind, der Durchflussregler X angeordnet. Dieser umfasst die Ventilhülse 5, die Kolbenstange 6, die Abstufungsscheibe 7 und die Feder 8, um das Volumen des Wasserdurchflusses einzustellen. Die Ventilhülse 5 ist in der Öffnung 11 befestigt. Der innerhalb der Ventilhülse 5 angeordnete Durchlass 51 steht für den Wasserdurchfluss zwischen den zwei Kammern 14, 15 zur Verfügung. Die Abstufungsscheibe 7 befindet sich in der Abstufungsvertiefung 31 innerhalb der Basis 3. Die Oberseite eines zu der Abstufungsscheibe 7 zugehörigen Rings 71 weist nach innen ragende Vorsprünge 73 auf, die auf ihrer Oberseite schiefe Ebenen haben. Zwischen den Vorsprüngen 73 verlaufen Kanäle 72. Die schiefen Ebenen auf den Vorsprüngen 73 wirken mit auf der Unterseite der Bereiche zwischen den Kanälen 521 und 522 vorhandenen schiefen Ebenen 53 auf der Unterseite der Ventilhülse 5 zusammen. Die■Kolbenstange 6 gleitet in dem Durchlass 51, wobei der obere Abschnitt der Kolbenstange 6 durch die Durchtrittsöffnung 21 in der oberen Abdeckung 2 nach oben herausragt. Der mittlere Abschnitt 61 der Kolbenstange 6 steht mit dem Durchlass 51 in Eingriff. Auf der Mantelseite des Abschnitts 61 angebrachte Nuten 621 stehen jeweils in Verbindung mit einer der zwei Kammern 14, 15, wenn sich die Kolbenstange 6 abwärts bewegt, und das Durchflussvolumen durch die Nuten 621 hängt hauptsächlich von der

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Kolbenstange 6 ab. Die Vorsprünge 631 im unteren Abschnitt 63 der Kolbenstange 6 werden bei einer Bewegung der Kolbenstange 6 nach unten über die schiefen Ebenen auf der Oberseite der Vorsprünge 73 in die Kanäle 72 zwischen den Vorsprüngen 73 hineingedrückt, indem die schiefen Ebenen auf der Unterseite der Vorsprünge 631 mit den schiefen Ebenen auf den Vorsprüngen 73 zusammenwirken.

Die Kanäle 521 und 522 geben durch das Zusammenwirken mit den Kanälen 621, die, wie oben bereits beschrieben, unterschiedliche Längen haben, je nach Drehposition der Kolbenstange 6 unterschiedlich große Öffnungen zwischen der Kammer 15 und dem Durchlass 51 einerseits und zwischen dem Durchlass 51 und der Kammer 14 andererseits frei. Infolge der an der Unterseite der Ventilhülse 5 angebrachten schiefen Ebenen 53 wird die Kolbenstange 6 auch bei der Aufwärtsbewegung weitergedreht. In diesem Fall wirken die auf der Oberseite der Vorsprünge 631 angebrachten schiefen Ebenen mit den schiefen Ebenen 53 zusammen.

Die Neigungswinkel der schiefen Ebenen auf den Vorsprüngen 73, auf den Vorsprüngen 631 und die schiefen Ebenen 53 sind so abgestimmt, dass ein leichtgängiges Gleiten bei jeder Abwärts- bzw. Aufwärtsbewegung der Kolbenstange 6 ermöglicht wird. Die Anzahl der am inneren Umfang des Rings 71 angeordneten Kanäle 72 und der Vorsprünge 73 entspricht der Anzahl der Kanäle 521 und 522 in der Ventilhülse 5.

Zwischen der Abstufungsscheibe 7 und der Ventilhülse 5 befindet sich ein zweckmäßiger Abstand, der ermöglicht, dass die Vorsprünge 631 im unteren Abschnitt 63 der Kolbenstange 6 bis zur untersten Stellung der Kolbenstange stoßfrei gleiten; wie in der linken Teilfigur von Figur 3 gezeigt, korrespondiert die Kanalanordnung 52 an der Ventilhülse 5 mit den Vorsprüngen 73 der Abstufungsscheibe 7 und den dazwischen liegenden Kanälen 72. Wenn die Kolbenstange 6 nach unten gedrückt wird, bewegen sich die

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Vorsprünge 631 an der Kolbenstange 6 in der Richtung eines Pfeils A (Fig. 2) .

Wenn die Kolbenstange 6 sich anschließend nach oben bewegt, werden die Vorsprünge 631 durch das Zusammenwirken mit den schiefen Ebenen 53 auf der Unterseite der Ventilhülse 5 nochmals weiterbewegt. Dabei befindet sich die Kanalanordnung 52 in zyklischer und kreisförmiger Zuordnung. Jedes Mal, wenn die Kolbenstange 6 positioniert wird, legt die Kanalanordnung 53 die oberen Kanäle 621 der Kolbenstange 6 in dem Durchlass 51 in einer anderen Position fest. Aufgrund der unterschiedlichen Höhen der Kanäle 621 einerseits und der Kanäle 521, 522 andererseits entstehen unterschiedlich große Durchtrittsöffnungen für das Fluid. In der einen Position sind kleine Durchtrittsöffnungen zwischen der Kammer 15, dem Durchlass 51 und der Kammer 14 vorhanden, in der anderen Position sind große Durchtrittsöffnungen vorhanden. Dadurch wird ermöglicht, dass der Wasserdurchfluss in verschiedenen Durchflussvolumina geregelt wird.

Die oben erläuterte Erfindung zeichnet sich durch eine skalierte Wasserdurchflussregelung aus. Sie ist geeignet für als Art eines mehrstufigen Pedalventil-Wasserreglers für einen Langzeit-Wasserauslass. Es versteht sich, dass eine Mehrzahl von Abstufungen der Längen der Kanäle 521, 522 und der Längen der Nuten 621 möglich ist, um verschiedene Größen von Durchtrittsöffnungen für das Fluid zwischen der Kammer 15, dem Durchlass 51 und der Kammer 14 zu erzeugen. Ebenso ist es möglich, den Querschnitt der Kanäle 521, 522 und der Nuten 621 über den Umfang der Ventilhülse 5 bzw. des mittleren Abschnitts 62 zu variieren, um verschiedene Größen von Durchtrittsöffnungen für das Fluid zu erzeugen, zwischen denen durch das Herunterdrücken der Kolbenstange 6 und die anschließende Aufwärtsbewegung der Kolbenstange 6 gewechselt werden kann.

Claims

1. Ventilanordnung mit einer in einem Körper (1) in Richtung ihrer Längsachse beweglich angeordneten Kolbenstange (6), durch die ein Durchlass (51) für ein aus einem Einlass (13) in einen Auslass (12) strömendes Fluid öffnbar und verschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (6) durch eine Kulissenführung drehbeweglich ist und dass aufgrund der Drehbewegung der Kolbenstange (6) einer Drehposition der Kolbenstange zugeordnete Öffnungen unterschiedlicher Größe zwischen dem Einlass (13) und dem Durchlass (51) sowie zwischen dem Durchlass (51) und dem Auslass (12) freigebbar sind.

2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kulissenanordnung schiefe Ebenen auf innerhalb des Körpers (1) angeordneten Vorsprüngen (73) umfasst, die mit schiefen Ebenen zusammenwirken, die von der Unterseite von auf der Mantelseite der Kolbenstange (6) angeordneten Vorsprüngen (631) gebildet werden.

3. Ventilanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kulissenanordnung innerhalb des Körpers angeordnete schiefe Ebenen (53) umfasst, die mit schiefen Ebenen zusammenwirken, die von der Oberseite von auf der Mantelseite der Kolbenstange (6) angeordneten Vorsprüngen (631) gebildet werden.

4. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (6) auf ihrer Mantelseite Nuten (521) unterschiedlicher Länge aufweist, die durch die Drehbewegung in die Position der Öffnungen zwischen dem Einlass (13) und dem Durchlass (51) sowie zwischen dem Durchlass (51) und dem Auslass (12) bringbar sind.

5. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (6) auf ihrer Mantelseite Nuten (521) mit unterschiedlichen Querschnitten aufweist, die durch die Drehbewegung in die Position der Öffnungen zwischen dem Einlass (13) und dem Durchlass (51) sowie zwischen dem Durchlass (51) und dem Auslass (12) bringbar sind.

6. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (6) durch die rücktreibende Kraft einer Feder (8) in ihre Ausgangsstellung rückführbar ist.

7. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (6) durch ein Pedal (4) betätigbar ist.