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Die Erfindung betrifft ein Einbauteil,
das als Rückflußverhinderer
ausgebildet und in eine Gas- oder Flüssigkeitsleitung einsetzbar
ist, mit einem Gehäuse,
in dessen Gehäuse-Inneren
zumindest ein Schließkörper beweglich
angeordnet ist, der in Schließstellung
eine Durchtrittsöffnung
oder mehrere Durchtrittsöffnungen
von Zuströmkanälen abdichtet.
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Die Erfindung befaßt sich
auch mit einem Einbauteil, das als Durchflußmengenregler ausgebildet ist
und in eine Gas- oder Flüssigkeitsleitung
einsetzbar ist, mit einem Gehäuse,
in dessen Gehäuse-Inneren
zumindest ein Drossel- oder Regelkörper angeordnet ist, der zwischen
sich und einer Gehäusewand
einen sich druckabhängig
verändernden
Regelspalt begrenzt.
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Es ist bereits bekannt, mehrere sanitäre Einbauteile,
die insbesondere auch unterschiedlichen Funktionen dienen, zu einer
sanitären
Einbaueinheit zusammenzufassen. So ist aus der
DE 297 03 335 U1 der Anmelderin
bereits ein Rückflußverhinderer be kannt,
der neben einem zuströmseitigen
Schmutzfangsieb und einem abströmseitigen
Durchflußmengenregler
Bestandteil einer sanitären
Einbaueinheit ist. Solche sanitären
Einbaueinheiten werden beispielsweise bei Thermostatmischbatterien
am Kaltwasser- und Warmwasser-Eintritt eingebaut, um mit Hilfe des
Rückflußverhinderers
ein Eindringen des Kaltwassers in die Warmwasser-Leitung und umgekehrt
zu verhindern und um mittels des Durchflußmengenreglers auch bei schwankenden
Flüssigkeitsdrücken des
zuströmenden
Wassers eine gleichbleibende Wassermenge zu gewährleisten.
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Der vorbekannte Rückflußverhinderer weist ein Gehäuse auf,
in dem sich ein Ventilkegel befindet. Der Ventilkegel wirkt mit
einem Ventilsitz zusammen, der in das Gehäuse innenseitig eingeformt
ist, Der Ventilkegel ist durch den Druck des zuströmenden Wassers
gegen die Rückstellkraft
einer Druckfeder von einer Schließstellung in eine Offenstellung
bewegbar. Bei einer Gegenströmung
wird der Ventilkegel im Gehäuse
gegen den Ventilsitz bewegt und der Rückflußverhinderer zur Vermeidung
eines unerwünschten
Rückflusses
geschlossen.
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Der in der sanitären Einbaueinheit gemäß
DE 297 03 335 U1 vorgesehene
und dem oben beschriebenen Rückflußverhinderer
nachgeschaltete Durchflußmengenregler
hat einen, sich in Durchflußrichtung
konisch verjüngenden
Regelkern, der mit einem in Abhängigkeit
vom Wasserdruck aufweitbaren Gummiring zusammenwirkt.
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Die vorbekannte sanitäre Einbaueinheit
und insbesondere auch die in ihr enthaltenen Einbauteile sind vielteilig
und entsprechend aufwendig in der Herstellung. Da die unterschiedlichen
Funktionen dienenden Einbauteile einander in Durchströmrichtung
nachgeschaltet sind, weist die vorbekannte sanitäre Einbauein heit eine vergleichsweise
große
Einbaulänge
auf, die sich durch weitere vor- oder nachgeschaltete Einbauteile
noch zusätzlich
erhöhen kann.
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Es besteht daher insbesondere die
Aufgabe, in eine Gas- oder Flüssigkeitsleitung
einsetzbare Einbauteile der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die sich
mit vergleichsweise geringem Aufwand herstellen lassen und einfach
und kompakt ausgestaltet werden können.
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Bei dem als Rückflußverhinderer ausgebildeten
Einbauteil besteht die erfindungsgemäße Lösung darin, dass das Gehäuse aus
zumindest zwei Gehäuseteilen
zusammengesetzt ist und in zumindest einem Ringbereich die Zuströmkanäle aufweist, die
in einer Gehäusekammer
münden
und dass zwischen den einander zugewandten Seiten zweier benachbarter
Gehäuseteile
eine Gehäuseteiledichtung vorgesehen
ist, die einstückig
zumindest mit einer innerhalb der Gehäusekammer vom Fördermedium bewegbaren
Ringmembrane verbunden ist, die einen Schließkörper bildet.
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Das als Rückflußverhinderer ausgebildete erfindungsgemäße Einbauteil
weist ein Gehäuse
auf, das aus zumindest zwei vorzugsweise koaxialen Gehäuseteilen
zusammengesetzt ist, Zwischen diesen Gehäuseteilen ist eine Gehäuseteiledichtung
gehalten, die einstückig
mit einer zumindest innerhalb einer Gehäusekammer vom Fördermedium
bewegbaren Ringmembrane verbunden ist. Bei Auftreten einer Gegenströmung dichtet
die einen zumindest eine Schließkörper bildende
Ringmembrane die Durchtrittsöffnungen
der Zuströmkanäle ab, die
in zumindest einem Ringbereich im Gehäuseinneren des Außengehäuses angeordnet
sind. Bei einer in üblicher Durchflußrichtung
fließenden
Flüssigkeitsströmung wird
die zumindest eine Ringmembrane demgegenüber von ihrer Schließstellung
in die Offenstellung bewegt, in welcher die Durch trittsöffnungen
freibleiben. Der erfindungsgemäße Rückflußverhinderer kann
somit allein auch aus drei Teilen, nämlich aus den beiden Gehäuseteilen
sowie aus dem die Ringmembrane und die Gehäuseteiledichtung zusammenfassenden
Einzelteil zusammengesetzt werden. Der erfindungsgemäße Rückflußverhinderer
läßt sich entsprechend
einfach und kompakt herstellen.
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Eine besonders einfache Ausführungsform des
als Rückflußverhinderer
ausgebildeten Einbauteiles sieht vor, dass die Gehäuseteiledichtung
und die zumindest eine, den Schließkörper bildenden Ringmembrane
als Flachkörper
ausgebildet sind. Bei dem erfindungsgemäßen Einbauteil können die
Gehäuseteiledichtung
und die zumindest eine, den Schließkörper bildende Ringmembrane
als einstückige
Flachkörper
ausgebildet sein und bedürfen
nicht einer komplizierten Formgebung.
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Die erfindungsgemäße Lösung bei dem als Durchflußmengenregler
ausgebildeten Einbauteil besteht darin, dass das Gehäuse aus
zumindest zwei Gehäuseteilen
zusammengesetzt ist und dass zwischen den einander zugewandten Seiten
zweier benachbarter Gehäuseteile
eine Gehäuseteiledichtung vorgesehen
ist, die einstückig
mit dem zumindest einen im Gehäuseinneren
gelagerten Drosselkörper verbunden
ist.
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Auch das als Durchflußmengenregler
ausgebildete Einbauteil weist ein Gehäuse auf, das aus zumindest
zwei vorzugsweise koaxialen Gehäuseteilen zusammengesetzt
ist. Zwischen diesen Gehäuseteilen
ist eine Gehäuseteiledichtung
gehalten, die einstückig
mit dem zumindest einen, im Gehäuseinneren
befindlichen Drosselkörper
verbunden ist. Dieser wenigstens eine Drosselkörper begrenzt zwischen sich
und einer Gehäusewand
einen sich druckabhängig
verändernden
Regelspalt. Somit kann das als Durchflußmengenregler ausgebildete
Einbauteil mit geringem Aufwand auch aus nur drei Einzelteilen zusammengesetzt
werden.
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Um die Gehäuseteiledichtung und die mit
ihr verbundenen Ringmembranen und/oder Drosselkörper im Gehäuseinneren auf einfache Weise
sicher fixieren zu können,
ist es vorteilhaft, wenn die Gehäuseteile
einander zugewandte, ringförmige
Stirnflächen
aufweisen, zwischen denen die Gehäuseteiledichtung eingespannt
ist.
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Um die Herstellung des erfindungsgemäßen Einbauteiles
noch zusätzlich
zu vereinfachen, ist es vorteilhaft, wenn an den zumindest zwei
Gehäuseteilen
in Montagestellung ineinander greifende Rastelemente zum Verbinden
der Gehäuseteile
vorgesehen sind. Somit kann auf ein kompliziertes Verschrauben, Verkleben
oder Verschweißen
bei der Montage des aus den Gehäuseteilen
gebildeten Außengehäuses verzichtet
werden.
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Eine besonders leicht zu montierende
Ausführungsform
gemäß der Erfindung
sieht vor, dass als Rastelemente eines der Gehäuseteile eine zentrale Öffnung und
das andere Gehäuseteil
vorzugsweise mehrere darin eingreifende Hakenelemente aufweist.
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Das erfindungsgemäße Einbauteil läßt sich erforderlichenfalls
auch wieder leicht demontieren, wenn die Hakenelemente des einen
Gehäuseteiles
in Montagestellung das andere Gehäuseteil durchgreifen und über dessen
Außenseite überstehen.
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Eine bevorzugte Ausführungsform
gemäß der Erfindung
sieht vor, dass die die Gehäuseteiledichtung
einspannenden Stirnflächen
außenrandseitig
an den Gehäuseteilen
vorgesehen sind. Die somit außenrandseitige
Anordnung des Einspannbereichs der Gehäusetei ledichtung läßt im Gehäuseinneren einen
vergleichsweisen großen
Funktionsbereich für Ringmembrane
und/oder Drosselkörper.
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Die geringe Teilezahl des erfindungsgemäßen Einbauteiles
wird noch begünstigt,
wenn sich die innere Stirnfläche
des zuströmseitig
angeordneten Gehäuseteils über den
Einspannbereich der Gehäuseteiledichtung
nach innen fortsetzt und einen Abschnitt der Gehäusekammerwand bildet und wenn dort
ein Zuströmkanal
oder mehrere Zuströmkanäle münden. Die
Durchtrittsöffnungen
dieser Zuströmkanäle können in
mehreren, insbesondere konzentrischen Ringbereichen des Gehäuses angeordnet sein.
Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn insbesondere auf einer
Ringbahn des Gehäuses
mehrere in Umfangsrichtung verteilt angeordnete Zuströmkanäle vorgesehen
sind, die vorzugsweise unmittelbar neben dem Einspannbereich des
die Gehäuseteiledichtung
bildenden Bereiches der Ringmembrane münden.
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Das als Rückflußverhinderer ausgebildete Einbauteil
spricht bereits auf geringe Gegenströmungen besonders rasch an,
wenn die Ringmembrane nach innen über einen, den Schließkörper bildenden, sich
an die Gehäuseteiledichtung
nach innen anschließenden
Bereich verlängert
ist und damit in Offen- oder purchströmstellung eine die Gehäusekammer
in zwei Teilringkammern aufteilende Trennwand bildet und in dieser
Lage mit ihrem freien Innenringrand an dem abströmseitigen Gehäuseteil
anliegt, wenn an den zuströmseitigen
Teilringraum die Durchtritts- oder dergleichen Durchströmöffnungen
angeschlossen sind und wenn in dem abströmseitigen Teilringraum wenigstens
eine Rückströmöffnung mündet.
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Um den Drosselkörper in seiner Regelstellung
festzulegen, ist es vorteilhaft, wenn der Drosselkörper zwischen
den zuströmseitigen
und dem abströmseitigen
Gehäuseteil
in einer Gehäusekammer festgelegt
ist und wenn das abströmseitige
Gehäuseteil
eine abströmseitige
Auflage und eine äußere Abstützung und
das zuströmseitige
Gehäuseteil
eine innenseitige, die Regelspaltbegrenzung bildende Gehäusewand
oder dergleichen Anlage für
den ringförmigen
Drosselkörper
aufweist.
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Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung gemäß der Erfindung,
für die
eigenständiger
Schutz beansprucht wird, sieht vor, dass das erfindungsgemäße Einbauteil
als Rückflußverhinderer
und als Durchflußmengenregler
ausgebildet ist.
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Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn
die Ringmembrane im Anschluß an
die Gehäuseteiledichtung
als Schließkörper ausgebildet
und an ihrem inneren Ende mit dem Drosselkörper einstückig verbunden ist. Diese weiterbildende
Ausführungsform, die
ebenfalls aus nur drei Einzelteilen bestehen kann, ist sowohl als
Rückflußverhinderer
als auch als Durchflußmengenregler
ausgebildet. Dabei ist der für den
Rückflußverhinderer
benötigte
Schließkörper und
der für
den Durchflußmengenregler
erforderliche Drosselkörper
einstückig
mit der Gehäuseteiledichtung
verbunden. Eine solche Ausführungsform
ist besonders kompakt und zeichnet sich durch eine geringe Einbauhöhe aus.
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Die geringe Teilezahl des erfindungsgemäßen Einbauteiles
wird durch dessen hohe Funktionalität noch begünstigt, wenn es zum Einsetzen
in eine Flüssigkeitsleitung
ausgebildet ist und außenseitig eine
Ringdichtung zum Abdichten gegenüber
der Flüssigkeitsleitung
aufweist und wenn diese Ringdichtung einstückig mit der Gehäuseteiledichtung zwischen
den einander zugewandten Seiten der Gehäuseteile verbunden ist.
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Dabei ist es besonders vorteilhaft,
wenn die äußere Ringdichtung
als O-Ringdichtung oder als Rundschnurdichtung ausgebildet ist.
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Um diese Ringdichtung an der Außenseite des
Gehäuses
festzulegen, ist es vorteilhaft, wenn zwischen den beiden benachbarten
Gehäuseteilen außenseitig
eine Ringnut zur Aufnahme der äußeren Ringdichtung
vorgesehen ist und wenn die Ringnut durch einen zur Trennstelle
des Gehäuses
hin offenen Gehäuserücksprung
an dem einen Gehäuseteil zur
Bildung einer Seitenwand und des Nutengrundes und durch die innere
Stirnfläche
des anderen Gehäuseteils
zur Bildung der zweiten Seitenwand gebildet ist.
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Eine weitere bevorzugte Ausführungsform von
eigener schutzwürdiger
Bedeutung betrifft ein als Durchflußmengenregler ausgebildetes
Einbauteil, das den Durchfluß des
Fluids über
einen breiten Druckbereich von beispielsweise 0,1 bar bis 10 bar konstant
halten kann.
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Bisherige Ausführungen sanitärer Durchflußmengenregler
haben ihre jeweiligen Stärken
in bestimmten Druckbereichen. So sind Durchflußmengenregler bekannt, die
den Soll-Durchfluß bei
sehr niedrigem Druck erreichen, im mittleren bis hohen Druckbereich
dagegen Probleme haben, die Kennlinie zu stabilisieren. Die Trennlinie
drifftet nach oben oder unten ab oder zeigt Oszillationserscheinungen. Andere
bekannte Ausführungen
von Durchflußmengenreglern,
die im mittleren bis hohen Druckbereich sehr gut arbeiten, verwenden
einen O-Ring, der mit einem Regelprofil wechselwirkt. Bei sehr niedrigem Differenzdruck
von beispielsweise etwa 0,1 bar jedoch spricht der O-Ring auf die
Druckdifferenz nicht an, – der
Durchfluß ergibt
sich hier einzig durch den verfügbaren
Querschnitt. Da der O-Ring erst bei verhältnismäßig großem Druck anspricht, darf der
freie Querschnitt nicht so groß dimensioniert
werden, weil der Durchfluß im
Ansprechbereich sonst zu groß wird und
ein unerwünschtes Überschwingen
der Kennlinie erfolgt. Dadurch erreichen Durchflußmengenregler dieses
Typs ihren jeweiligen Soll-Durchfluß erst bei ca. 0,7 bis 1,0
bar. Eine ähnliche
Ausführung
dieser Klasse von Durchflußreglern
ist die Elastomerscheibe, die mit der flachen Unterseite auf einem
Stützprofil
aufliegt.
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Die erfindungsgemäße Weiterbildung gemäß der Erfindung
sieht nun vor, dass die Gehäuseteiledichtung
beidseits zumindest mit jeweils einem Drosselkörper einstückig verbunden ist, welche Drosselkörper im
Gehäuseinneren
des Gehäuses
in jeweils einem Steuerspalt gelagert sind. Dabei ist es besonders
vorteilhaft, wenn die beidseits an der Gehäuseteiledichtung vorgesehenen
Drosselkörper
bei verschiedenen Differenzdrücken
ansprechen und wenn ein erster Drosselkörper vorzugsweise im Niederdruckbereich
und ein zweiter Drosselkörper
demgegenüber
im Hochdruckbereich anspricht.
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Die Gehäuseteiledichtung bei dieser
erfindungsgemäßen Ausführungsform
ist somit beidseits mit jeweils einem Drosselkörper einstückig verbunden. Diese Drosselkörper reagieren
unterschiedlich feinfühlig
und können
somit die Durchflußmenge
in verschiedenen Druckbereichen derart regeln, dass sie sich insbesondere
im Niederdruck- und im Hochdruckbereich ergänzen, Während der feinfühligere Drosselkörper bereits
bei einem geringen Differenzdruck von beispielsweise 0,1 bar die
freien Strömungsquerschnitte
des Regelspalts verkleinert, verformt sich der demgegenüber bei
einem hohen Differenzdruck ansprechende Drosselkörper erst bei weiter zunehmendem
Druck und hält
dabei den Durchfluß im
hohen Druckbereich konstant. Die Kennlinie eines solchen Reglers
erreicht bei sehr niedrigem Druck den Durchfluß-Sollwert und hält diesen
Konstant bis in den hohen Druckbereich beispielsweise um etwa 10
bar.
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Zweckmäßig kann es sein, wenn das
als Rückflußverhinderer
und/oder Durchflußmengenregler
ausgestaltete Einbauteil zumin dest einen lippenförmig ausgestalteten Drossel-
oder Regelkörper
aufweist. Möglich
ist aber auch, dass das Einbauteil zusätzlich oder stattdesssen wenigstens
einen als O-Ring ausgebildeten Drosselkörper hat.
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Damit ein lippenförmiger Drosselkörper feinfühlig auf
einen Differenzdruck reagieren kann, ist es zweckmäßig, wenn
der zumindest eine lippenförmige Drosselkörper mit
seinem freien Lippen-Endbereich vorzugsweise schräg entgegen
der Durchströmrichtung
orientiert ist.
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Um den Widerstand des Drosselkörpers ab einem
bestimmten Verformungsgrad schlagartig zu erhöhen, sieht eine Ausführungsform
gemäß der Erfindung
vor, dass die Regelbewegung des zumindest einen lippenförmigen Drosselkörpers durch
einen Regelanschlag begrenzt ist.
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Durch die Anordnung dieses Regelanschlags
und durch einen entsprechenden Abstand zwischen dem Regelanschlag
und dem davon zuströmseitig
angeordneten Drosselkörper
läßt sich konstruktiv
der Differenzdruck variieren, bei dem der entsprechende Drosselkörper ansprechen
soll. Zusätzlich
oder stattdessen kann aber auch vorgesehen sein, dass die beidseits
der Gehäuseteiledichtung
vorgesehenen Drosselkörper
unterschiedliche, jeweils an ihren Ansprechdruck angepaßte Formgebungen
aufweisen.
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So ist es beispielsweise möglich, dass
die Gehäuseteiledichtung
einerseits mit einem lippenförmigen
Drosselkörper
und andererseits mit einem als O-Ring ausgestalteten Drosselkörper verbunden
ist. Während
der vergleichsweise weiche lippenförmige Drosselkörper bereits
bei einem geringen Differenzdruck anspricht, zeichnet sich ein als
O-Ring ausgestalteter und entsprechend steifer Drosselkörper durch
einen demgegenüber
hohen Ansprech druck aus. Möglich
ist aber auch, dass die Gehäuseteiledichtung
beidseits mit lippenförmigen
oder mit O-ringförmigen
Drosselkörpern
verbunden ist, die durch ihre Formgebungen und Abmessungen in unterschiedlichen
Druckbereichen wirksam werden.
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Eine weitere Ausführungsform gemäß der Erfindung
sieht daher auch vor, dass die Gehäuseteiledichtung beidseits
jeweils mit einem lippenförmigen Drosselkörper verbunden
ist.
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Das Ansprechverhalten des erfindungsgemäßen Durchflußmengenreglers
kann auch dadurch beeinflußt
werden, dass der im Niederdruckbereich ansprechende Drosselkörper dem
inneren oder dem äußeren Steuerspalt
zugeordnet ist, weil nämlich
der im äußeren Regelspalt
wirkende Drosselkörper
bei Verformung radial nach außen
eine größere Fläche verschließt als die
im inneren Regelspalt befindliche Drosselkörper-Lippe.
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Eine Weiterbildung gemäß der Erfindung sieht
vor, dass die Gehäuseteiledichtung
sowie die damit verbundenen Drosselkörper ein Mehrkomponenten-Spritzgußteil bilden
und dass die Drosselkörper
aus verschiedenen Elastomeren bestehen.
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Um bei dem als Durchflußmengenregler
ausgebildeten Einbauteil ein leichtes Ansprechen des Drosselkörpers zu
begünstigen
und um diesen Durchflußmengenregler
auf eine festgelegte maximale Durchflußmenge auslegen zu können, ist
es vorteilhaft, wenn die den Regelspalt begrenzende Gehäusewand
eine etwa in Durchströmrichtung
verlaufende Rippen-, Rillen- oder dergleichen Regelprofilierung
aufweist.
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Zusätzliche Ausgestaltungen der
Erfindung sind in den weiteren Unteransprüchen aufgeführt. Nachstehend ist die Erfindung
mit ihren wesentlichen Einzelheiten anhand der Zeichnungen noch
näher erläutert.
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Es zeigt:
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1 ein
als Rückflußverhinderer
und als Durchflußmengenregler
ausgebildetes und in eine Gas- oder Flüssigkeitsleitung einsetzbares
Einbauteil in einem Längsschnitt,
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2 ein
lediglich als Rückflußverhinderer ausgestaltetes
Einbauteil in einem Längsschnitt,
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3 die
abströmseitige
Stirnseite eines Einbauteiles gemäß den 1 oder 2,
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4 ein
in einem Längsschnitt
dargestelltes und als Durchflußmengenregler
ausgestaltetes Einbauteil, dessen beiden Gehäuseteile eine Gehäuseteiledichtung
zwischen sich einspannen, die beidseits mit jeweils einem lippenförmigen und
in einem Regelspalt gelagerten Drosselkörper einstückig verbunden ist,
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5 den
Durchflußmengenregler
aus 4 in einer Draufsicht,
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6 einen
mit 4 und 5 vergleichbaren Durchflußmengenregler,
wobei jedoch die Gehäuseteiledichtung
im Bereich des inneren Regelspalts mit einem als O-Ring ausgestalteten
Drosselkörper
und im Bereich des äußeren Regelspalts
mit einem lippenförmigen
Drosselkörper
verbunden ist,
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7 einen
ebenfalls mit 4 und 5 vergleichbaren Durchflußmengenregler,
dessen Gehäuseteiledichtung
mit zwei lippenförmigen
Drosselkörpern
verbunden ist, die auf verschiedene Differenzdrücke ansprechen und dazu unterschiedliche
geometrische Formen haben und
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8 einen
mit 6 vergleichbaren
Durchflußmengenregler,
wobei jedoch der O-ringförmige Drosselkörper im
Bereich des äußeren Regelspalts und
der lippenförmige
Drosselkörper
im Bereich des inneren Regelspalts angeordnet ist.
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In den 1 und 2 ist ein in eine Gas- oder Flüssigkeitsleitung
einsetzbares sanitäres
Einbauteil in zwei unterschiedlichen Ausführungen 1, 10 dargestellt.
Während
das Einbauteil 10 in 2 nur
als Rückflußverhinderer
dienen soll, ist in das Einbauteil 1 aus 1 sowohl ein Rückflußverhinderer als auch ein Durchflußmengenregler
integriert.
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Das Außengehäuse 2 der Einbauteile 1, 10 ist
aus zwei koaxialen Gehäuseteilen 3, 4 zusammengesetzt,
zwischen deren einander zugewandten Seiten eine Gehäuseteiledichtung 5 gehalten
ist. Die Gehäuseteile 3, 4 sind über Rastelemente
miteinander verbunden, die in Montagestellung ineinandergreifen.
Das abströmseitige
Gehäuseteil 4 weist
dazu eine zentrale Öffnung 6 auf,
in die vier kreuzartig voneinander wegweisende Hakenelemente 7 des
zuströmseitigen
Gehäuseteiles 3 eingreifen.
Diese Hakenelemente 7 stehen über die abströmseitige
Stirnaußenseite
des Gehäuses 2 über.
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Die Einbauteile 1, 10 sind
in eine Flüssigkeitsleitung
einsetzbar. Zum Abdichten gegenüber dem
Innenumfang der Flüssigkeitsleitung
ist eine Ringdichtung 8 vorgesehen, die einstückig mit der Gehäuseteiledichtung 5 verbunden
ist. Diese als Rundschnurdichtung ausgebildete Ringdichtung 8 ist in
einer Ringnut 9 gehalten, die außenseitig zwischen den beiden
Gehäuseteilen 3, 4 zur
Aufnahme der Ringdichtung 8 vorgesehen ist.
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Die Ringnut 9 ist durch
einen zur Trennstelle des Außengehäuses 2 hin
offenen Gehäuserücksprung
an dem zuströmseitigen
Gehäuseteil 3 begrenzt,
welcher Gehäuserücksprung
eine Seitenwand und den Nutengrund bildet. Demgegenüber bildet
die innere Stirnfläche
des anderen Gehäuseteiles 4 die
andere Seitenwand der Ringnut 9.
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Die beiden Gehäuseteile 3, 4 weisen
außenrandseitig
einander zugewandte, ringförmige
Stirnflächen
auf, zwischen denen die Gehäuseteiledichtung 5 eingespannt
ist. Diese Gehäuseteiledichtung 5 ist auf
ihrer der Ringdichtung 8 abgewandten Seite einstückig mit
einer Ringmembrane 11 verbunden, die in einer Gehäusekmmer 12 vom
Fördermedium
bewegbar und als Schließkörper des
Rückflußverhinderers ausgebildet
ist.
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Von der zuströmseitigen Stirnfläche des
Außengehäuses 2 aus
führen
mehrere Zuströmkanäle 13 durch
das Gehäuseteil 3,
die in Umfangsrichtung mit Abstand voneinander mit ihren Durchtrittsöffnungen 14 in
der Gehäusekammer 12 münden. Während die
Ringmembrane 11 durch eine in üblicher Durchflußrichtung
Pf1 fließende
Flüssigkeitsströmung in ihre
Offenstellung bewegt wird, wird sie bei einer entgegen der Pfeilrichtung
Pf1 gerichteten Rückströmung in
ihrer Schließstellung
gehalten, in der die Ringmembrane 11 die in Durchflußrichtung
Pf1 abströmseitigen
Mündungen
der Durchtrittsöffnungen 14 abdichtet.
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Die Ringmembrane 11 des
in 1 dargestellten Einbauteiles 1 ist
an ihrem inneren, den Dichtungen 5, 8 abgewandten
Ende mit einem Drossel- oder Regelkörper 15 des Durchflußmengenreglers einstückig verbunden.
Der ebenfalls in der Gehäusekammer 12 im
Gehäuseinneren
des Außengehäuses 2 befindliche
Drosselkörper 15 begrenzt
zwischen sich und der Gehäusewand 16 einen
sich druckabhängig
verändernden
Steuerspalt 17. Der zwischen den zuström- und dem abströmseitigen Gehäuseteil 3, 4 in
der Gehäusekammer 12 festgelegte
Drosselkörper 15 ist
O-ringförmig
ausgebildet.
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Während
das abströmseitige
Gehäuseteil 4 eine
abströmseitige
Auflage und eine äußere Abstützung für den Drosselkörper 15 bildet,
weist das zuströmseitige
Gehäuseteil 3 einen
zentralen, sich in Durchflußrichtung
Pf1 konisch verjüngenden
Gehäuse- oder Regelkern auf,
der die als Steuerspaltbegrenzung dienende Gehäusewand 16 für den ringförmigen Drosselkörper 15 bildet
und an dessen stirnseitigem freien Ende die Hakenelemente 7 vorstehen.
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Bei dem Einbauteil 10 gemäß 2 ist die mit der Ringdichtung 8 verbundene
Gehäuseteiledichtung 5 sowie
die sich nach innen anschließende, als
Schließkörper des
Rückflußverhinderers
dienende Ringmembrane 11 als Flachkörper ausgebildet. Dabei ist
die Ringmembrane 11 nach innen über einen als Schließkörper ausgestalteten,
sich an die Gehäuseteiledichtung 5 anschließenden Bereich
verlängert
und bildet in Offenstellung eine die Gehäusekammer 12 in zwei
Teilringkammern 19, 20 aufteilende Trennwand,
wobei in den zuströmseitigen
Teilringraum 19 nicht nur die Durchtrittsöffnungen 14 der Zuströmkanäle 13,
sondern auch Abströmöffnungen 21 münden, die
in der zentralen Öffnung 6 zwischen den
Hakenelementen 7 verbleiben. Demgegenüber münden in dem abströmseitigen
Teilringraum 20 mehrere Rückströmöffnungen 22, die einen
auf die abströmseitige
Stirnfläche
des Außengehäuses 2 einwirkende
Gegenströmung
in den Teilringraum 20 leiten, wo diese Gegenströmung die
Ringmembrane 11 in Schließ stellung gegen die Durchtrittsöffnungen 14 und/oder
den gerundeten oder gebogenen Innenringrand 23 gegen den
zentralen Gehäusekern 18 preßt.
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Der Ansprechdruck und das Ansprechverhalten
des Schließ- und/oder des Drosselkörpers ist in
Abhängigkeit
von den gummielastischen Eigenschaften des verwendeten Materials,
zum Beispiel der Shore-Härte,
festlegbar. Darüber
hinaus ist der Ansprechdruck und die Ansprechgeschwindigkeit insbesondere
der Rückflußverhinderer-Funktion durch
die in ihrer Größe gewählte radiale
Vorspannung der Ringmembrane 11 veränderbar.
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In den 4 bis 8 sind verschiedene Ausführungen 100, 101, 102 und 103 eines
als Durchflußmengenregler
ausgebildeten Einbauteiles dargestellt. Auch das Gehäuse 2 der
in eine Gas- oder Flüssigkeitsleitung
einsetzbaren Einbauteile 100, 101, 102 und 103 weist
zwei Gehäuseteile 3, 4 auf, die
eine Gehäuseteiledichtung 5 zwischen
sich einspannen. Diese Gehäuseteiledichtung 5 ist
beidseits mit jeweils einem Drosselkörper 15, 15' einstückig verbunden.
Jeder dieser Drosselkörper 15, 15' ist im Gehäuseinneren
des Gehäuses 2 in
jeweils einem Regelspalt 17, 17' gelagert.
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Wie aus den Längsschnitten in den 4, 6, 7 und 8 deutlich wird, weisen die
Gehäuseteile 3, 4 jeweils
zumindest zwei konzentrische Gehäuse-Ringwände 24, 25 und 26 beziehungsweise 24', 25' und 26' auf, die über radiale
speichenförmige
Verbindungsstege 27 miteinander verbunden sind. Die Ringwände 24/24', 25/25' und 26/26' sind paarweise einander
zugeordnet, wobei die beiden mittleren Stirnwände 25/25' dieser Gehäuseteile 3, 4 die
Gehäuseteiledichtung 5 zwischen
ihren einander zugewandten ringförmigen
Stirnflächen
einspannen und die parallelen Regelspalten 17, 17' voneinander
trennen.
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An den den mittleren Ringwänden 25/25' zugewandten
Seiten der benachbarten Ringwände 24/24' beziehungsweise 26/26' ist jeweils
eine in Durchströmrichtung
orientierte Regelprofilierung 28, 28' vorgesehen,
die hier durch in Umfangsrichtung verteilte Rillen oder Rippen gebildet
wird. Dabei können
den Drosselkörpern 15, 15' an den Gehäuseteilen 3, 4 unterschiedlich
gestaltete Regelprofilierungen 28, 28' zur Verfügung gestellt
werden.
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Die beidseits an der Gehäuseteiledichtung 5 vorgesehenen
Drosselkörper 15, 15' sprechen bei verschiedenen
Differenzdrücken
an. Während
ein erster Drosselkörper 15 vorzugsweise
im Niederdruckbereich wirksam ist, spricht ein zweiter Drosselkörper 15' demgegenüber im Hochdruckbereich
an. Um ein unterschiedliches Ansprechverhalten der Drosselkörper 15, 15' zu gewährleisten,
weisen die Drosselkörper 15, 15' beispielsweise
der hier dargestellten Einbauteile 100, 101, 102 und 103 unterschiedliche,
an ihren Anpreßdruck
angepaßte
Formgebungen auf.
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So ist an der Gehäuseteiledichtung 5 der
in den 4 und 7 dargestellten Einbauteile 100, 102 jeweils
eine geometrisch weiche und eine demgegenüber steife Lippe als Drosselkörper 15, 15' vorgesehen,
die auf Differenzdruck unterschiedlich feinfühlig reagieren. Diese unterschiedlich
steifen Drosselkörper 15, 15' regeln die
Durchflußmengen
in verschiedenen Druckbereichen und ergänzen sich dadurch im Niederdruck-
und Hochdruckbereich.
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Bei sehr kleinem Differenzdruck von
beispielsweise etwa 0,1 bar legt sich die geometrisch weiche und
als Drosselkörper 15 dienende
Lippenausformung an die Regelprofilierung an und beginnt, die freien
Strömungsquerschnitte
zu verkleinern. Die geometrisch steife Lippe 15' verformt sich
nicht, wodurch die freien Querschnitte dieses Bereichs für die Strömung des
Fluids voll zur Verfügung
stehen. Durch die große
geometrische Elastizität der
Lippenausformung 15 verformt sich diese bei steigendem Druck
sehr schnell, d.h. im Bereich bis 0,4 bar, in die Regelprofilierung
hinein und verschließt
letztlich die hier verfügbaren
freien Querschnitte. Bei weiter zunehmendem Druck verformt sich
nun auch die steife und als Drosselkörper 15' dienende Lippenausformung und
hält dadurch
den Durchfluß im
hohen Druckbereich konstant.
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Bei den in den 6 und 8 dargestellten
Einbauteilen 101 und 103 spricht der lippenförmige Drosselkörper 15 bei
vergleichsweise niedrigen Differenzdrücken an, während der steifere O-ringförmige Drosselkörper 15' bei höheren Differenzdrücken wirksam
wird.
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Die Kennlinie der hier dargestellten
Druchflußmengenregler
erreicht dadurch bei sehr niedrigem Druck den Durchfluß-Sollwert
und hält
diesen konstant bis in den hohen Druckbereich um beispielsweise
10 bar.
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Um das Ansprechverhalten der einzelnen Drosselkörper 15, 15' zu steuern,
kann die Regelbewegung dieser Drosselkörper durch einen Regelanschlag
begrenzt werden. Während
die Verbindungsstege 27 den O-ringförmigen Drosselkörpern 15' der Einbauteile 101 und 103 als
abströmseitiges
Drosselkörper-Auflager
dienen wirken die Verbindungsstege 27 bei den lippenförmigen Drosselkörpern 15, 15' als Regelanschläge. Die
lippenförmigen
Drosselkörper 15, 15' weisen dazu
einen etwa quer zur Durchströmrichtung
orientierten Lippenabschnitt 29 auf, der mit seiner abströmseitigen
Stirnfläche
mit dem benachbarten Regelanschlag zusammenwirkt und der in einen
schräg
entgegen der Durchströmrichtung
orientierten freien Lippen-Endbereich 30 übergeht.
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Die in den 4 bis 8 dargestellten
zweistufigen Durchflußmengenregler 100, 101, 102 und 103 können in
zwei Typen zu je zwei Varianten eingeordnet werden: Während bei
einem ersten Typ gemäß den 4 und 7 die Drosselkörper 15, 15' als unterschiedlich
ansprechende Lippenausformungen ausgestaltet sind, ist bei einem
zweiten Typ gemäß den 6 und 8 ein Drosselkörper 15 lippenförmig und ein
anderer Drosselkörper 15' O-ringförmig ausgebildet.
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Die beiden Varianten dieser zweistufigen Durchflußmengenregler-Typen unterscheiden
sich dadurch, welche Drosselkörper 15, 15' nach innen und
welche nach außen
wirksam sind:
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Bei dem in den 4 und 5 dargestellten Durchflußmengenregler 100 sind
die geometrisch steife und die geometrisch weiche Lippenausformung 15, 15' durch die umlaufende
Gehäusedichtung 5 miteinander
verbunden. Die Gehäuseteiledichtung 5 wird
von den Gehäuse-Ringwänden 25/25' des oberen
Gehäuseteils 3 und
des unteren Gehäuseteils 4 in
ihrer Position fixiert. Die Gehäuse-Ringwände 25, 25' und die Gehäuseteiledichtung 5 sind
so aufeinander abgestimmt, dass die den Drosselkörpern 15, 15' zugeordneten
Regelspalte 17, 17' wasserdicht
voneinander getrennt sind. Dazu kann einer der Ringwände 25, 25' eine umlaufend
erhabene Dichtleiste aufweisen, die sich in die Gehäuseteiledichtung 5 eindrückt. Durch
die Ausgestaltung der Gehäuseteile 3, 4 im
Bereich der abströmseitigen Verbindungsstege 27 wird
bestimmt, ob und gegebenenfalls welcher Abstand zwischen den Drosselkörpern 15, 15' und den abströmseitigen
sowie als Regelanschlag dienenden Verbindungsstegen 27 verbleibt.
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Die als Regelanschlag dienenden Verbindungsstege 27 und
deren Abstand zu den Drosselkörpern 15, 15' haben Einfluß auf das
Regelverhalten der hier dargestellten Einbauteile; in der Strö mung des
Fluids verformen sich die lippenförmigen Drosselkörper 15, 15' anfangs relativ
leicht, bis die Lippenunterseite auf den Verbindungsstegen 27 des Gehäuses 2 aufliegt.
Ist dieser Zustand erreicht, so verformen sich die lippenförmigen Drosselkörper 15, 15' bei weiter
zunehmendem Differenzdruck weniger stark, so dass die freien Querschnitte
bei hohen Drücken
nicht so schnell verschlossen werden. An der durch die Ringwände 26/26' gebildeten
Gehäusewand
ist die innere Regelprofilierung 28' vorgesehen. Demgegenüber weist
die durch die Ringwände 24/24' gebildete Gehäusewand
auf ihrer Innenseite die äußere Regelprofilierung 28 auf,
die in 4 das für die geometrisch
weiche Lippenausformung 15 zuständige Regelprofil bildet.
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Die innere Ringwand 26, 26' greift als
zentrale Gehäuseausformung
des ersten Gehäuseteiles 3 in
eine Zentrierausnehmung 31 des zweiten abströmseitigen
Gehäuseteiles 4 ein.
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Gegenüber dem in den 4 und 5 dargestellten
Durchflußmengenregler 100 unterscheidet sich
das Einbauteil 102 in 7 lediglich
in der Anordnung seiner geometrisch steifen und seiner weichen Lippenausformung.
Bei dem in 7 dargestellten
Einbauteil 101 befindet sich der geometrisch steife lippenförmige Drosselkörper 15' außen, während der
geometrisch weiche lippenförmige
Drosselkörper 15 innen
angeordnet ist. Der im äußeren Regelspalt 17 gelagerte
lippenförmige
Drosselkörper 15' verschließt bei Verformung
radial nach außen eine
größere Fläche als
der am Innenradius wirkende lippenförmige Drosselkörper 15.
Dadurch hat die Anordnung der lippenförmigen Drosselkörper 15, 15' innen oder
außen
einen Einfluß auf
das Ansprechverhalten dieser Einbauteile.
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Während
in 6 der lippenförmige weichere
Drosselkörper 15 im äußeren Regelspalt 17 wirksam
ist und der O-ringförmige steifere
Drosselkörper 15' sich im inneren
Regelspalt 17' befindet,
ist der O-ringförmige
Drosselkörper 15' bei dem in 8 dargestellten Einbauteil 103 im äußeren Regelspalt 17 und
der lippenförmige
weichere Drosselkörper 15 demgegenüber im inneren
Regelspalt 17' angeordnet.
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Die Auslegung der hier dargestellten
Durchflußmengenregler 100, 101, 102 und 103 und
das Ansprechverhalten dieser Einbauteile kann konstruktiv durch
die geometrische Steifigkeit der weichen sowie der steifen Lippenausformung 15, 15', durch die
elastischen Eigenschaften des verwendeten Materials, durch den Abstand
zwischen den Drosselkörpern 15, 15' einerseits
und den abströmseitig
davon vorgesehenen Regelanschlägen
andererseits, durch die Bemessung des zwischen Drosselkörper und
benachbarter Gehäusewand
verbleibenden Regelspalts 17, 17', durch die an der benachbarten
Gehäusewand vorgesehene
Regelprofilierung 28, 28' sowie durch die Anordnung der
feinfühliger
ansprechenden Drosselkörper
im Bereich des inneren oder des äußeren Regelspalts 17, 17' variiert und
beeinflußt
werden.
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Die Einbauteile 1, 10, 100, 101, 102 und 103, die – wie aus
den 1 bis 8 deutlich wird, auch aus nur
drei Teilen zusammengesetzt werden können – zeichnen sich durch ihre
einfache Herstellbarkeit, ihre kompakte Bauform sowie durch ihre
geringe Einbauhöhe
aus.