DE2217553C3 - Heizkörperventil zur DurchfluBregulierung eines einzigen Mediums - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Heizkörperventil, insbesondere für Einrohr-Heißwasserzentralheizungssysteme, mit einem Einlaufanschluß für heißes Zulaufwasser, einem die Heizkörperzu- und -rücklaufkanäle enthaltenden Heizkörperanschluß, einem Auslaufanschluß für abgekühltes Rücklaufwasser bzw. einer den Einlaufanschluß mit dem Auslaufanschluß verbindenden Vorbeipassage, einem Ventilkörper, mit dem eine den Einlaufanschluß und den Auslaufanschluß mit dem Heizkörperanschluß verbindende Durchlauföffnung drossel- bzw. absperrbar ist, und Mitteln zur Betätigung des Ventilkörpers.

Auf diesem Gebiet ist bereits eine Vielzahl von Ventilen vorbekannt, die auch im Rahmen gewisser Anforderungen völlig zufriedenstellend sind.

Die heutige Zeit hat jedoch zu einem wachsenden Trend bezüglich des Einbaues von Thermostatventilen geführt.

Bei nichthandbetätigten, insbesondere thermostatbetätigten Ventilen bestehen die Schwierigkeiten, daß ein höchster statischer Druck in z. B. einem Heißwasserzentralheizungssystem vorkommen kann, der um ein Vielfaches größer ist als die zur Regulierung der Heißwasserzufuhr erforderliche Kraft, und/oder daß die optimalen Arbeitswege von Venuilkörpern und Einstellmittel stark voneinander abweichen, sich z. B. wie 3:1 verhalten.

Durch die DT-AS 19 20 507 ist bereits ein Heizkörperventil der eingangs genannten Art bekannt, bei welchem Zu- und Rücklauf nur gleichzeitig geöffnet und unter Überwindung des statischen Systemdruckes geschlossen werden können. Diese Ausgestaltung des bekannten Ventils, d. h., daß es den statischen Systemdruck überwinden muß, bedeutet, daß einmal stärker bemessene Stellmittel vorzusehen sind und zum anderen Rücksicht auf erhebliche Schwa. kungen des statischen Systemdruckes an verschiedenen Betriebspunkten oder unter verschiedenen Betriebsbedingungen genommen werden muß. Bei Einsatz von Thermostaten als den Heizkörperzu· und -rücklauf selbsttätig regulierende Stellmittel ist solchen in der Praxis eine Stellkraft zu geben, welche die zur Zulaufregulierung allein erforderliche um ein Vielfaches übersteigt. Der Einsatz derartiger Thermostate scheidet daher wegen des vergleichsweise hohen Aufwandes praktisch aus. Außerdem wäre bei solchen Thermostaten nicht die Feinregulierung möglich, welche eine thermostatische Zulaufregulierung allein erlaubt.

Bei bekannten Einrichtungen, in denen der Zulaul alleine (hermostatisch) regulierbar ist, während dei Rücklauf nur in besonderen Fällen absperrbar sein soll müssen bei Arbeiten am System entweder die Heizkörper geleert oder aber gesonderte Ventile ar anderer Stelle in den Rücklauf gesetzt werden oder abei es muß auf Thermostatregulierung verzichtet werden Keine dieser Lösungen kann als fortschrittlich bezeich net werden.

Von diesem Stand der Technik ausgehend liegt de Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Ventil de

eingangs genannten Art zu schaffen, welches unter Vermeidung vorerwähnter Nachteile eine allumfassende Regulierung an einer Stelle sowie auf vergleichsweise kleinem Raum und mit Thermostatmittelm ermöglicht, wobei die ganze Anordnung darüberhinaus in einfacher Weise herzustellen und anzubringen ist.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, da3 der Ventilkörper geteilt ausgeführt is* mit zwei jeweils mit einem Sitz sukzessiv zusammenwirkenden Ventilverschlußteilen, von denen sich das zuerst schließende m Ventilverschlußteil, das der Drosselung bzw. Absperrung des Zulaufwassers unter Offenhaltung des Rücklaufwassers und somit umgehend des statischen Systemdrucks dient, über eine Feder an einem gehäusefesten Teil abstützt und beide Ventil Verschluß- teile über eine zweite, stärkere Feder gegeneinander abgestützt und verschiebbar sind, wobei das zuletzt schließende Ventilverschlußteil, durch das das Rücklaufwasser im Anschluß an die Zulaufwasserabsperrung unter Überwindung des statischen Systemdrucks zusätzlich absperrbar ist, unmittelbar von einem Stellmittel entgegen der Kraft der beiden Federn in Schließrichtung beider Ventilverschlußteile beaufschlagt ist. Durch die Aufteilung des Ventilkörpers in einen primären, hauptsächlich für die Drosselung bzw. Absperrung der Heißwasserzufuhr vorgesehenen und einen sekundären, hauptsächlich für die Absperrung des Rücklaufwassers bestimmten Teil können diese beiden Funktionen an praktisch einer Stelle, auf kleinem Raum und durch ein Stellmittel sehr vorteilhaft und in vollem Umfange ausgeführt werden. Ferner wird hierdurch erreicht, daß ein optimaler Gegen- oder Rückstelldruck (Feder) für nicht handbetätigte Stellmittel im Regulierbereich für die Heißwasserzufuhr neben einem optimalen Gegen- oder Rückstelldruck zur Überwindung maximaler statischer Systemdrücke vorhanden sein kann, selbst wenn letzteres um ein Vielfaches größer ist als der erstgenannte. Als weiterer Vorteil dieser erfindungsgemäßen Ausführung ist zu nennen, daß die beiden Ventilkörperteile eventuelle Maßabweichungen und -ungenauigkeiten oder nachteilige Auswirkungen auf die Ventiifunktion in hohem Maße kompensieren b/w. die Bedingungen hierfür schaffen. Ferner braucht bei einem jolchen Ventil lediglich das ausschließlich manuelle Handrad gegen ein solches mit Thermostatkörper ausgetauscht werden, wenn die Umwandlung eines manuellen Ventils in ein Thermostatventil aktuell ist. Diese vorteilhafte erfindungsgemäße Ventilausführung ist einfach in der Herstellung ui.d der Lagerhaltung.

Vorteilhaft ist das primäre Ventilverschlußteil im wesentlichen hülsen- oder zylinderförmig ausgebildet und wirkt mit einem Ende mn einem Sitz im Ventilgehäuse zusammen, während dem anderen Ende das sekundäre Ventilverschlußteil, vom primären ^ geführt, angeschlossen ist. Die Seitenwandungen des im Prinzip ebenso hülsenförmigen sekundären Ventilverschlußteils sind von Öffnungen durchbrochen oder bis auf axiale Arme od. dgl. reduziert, während das dem Auslauf, der Passage od. dgl. zugewandte Ende des sekundären Ventilverschlußteils als geschlossener Boden ausgeführt ist.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist das primäre Ventilverschlußteil auf einem axialen Rohrstück verschiebbar gelagert, dessen eines Ende einen <is Sitz für das sekundäre Ventilverschlußteil bildet, das in diesem Bereich mit einer Ringdichtung versehen ist. Der Fiilhrunesabschnitt des Rohrstückes für das pnirüre Ventilverschlußteil ist im Durchmesser verringert, wobei der hierbei entstehende Übergangsbereich zusammen mit einem ringförmigen Einsatz einen Doppelsitz für eine auf dem primären Ventilverschlußteil angeordnete Dichtung bildet, während der weitere Rohrstückabschnitt als Führung fiir die auf das primäre Ventilverschlußteil einwirkende Feder ausgebildet ist. Das primäre Ventilverschlußteil ist mit einem Innen- flansch zur Abstützung der auf das sekundäre Ventilverschlußteil einwirkenden Druckfeder und mit einem Außenflansch zum Aufliegen auf einem Gehäuseabsatz in Ruhelage versehen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist an Hand der Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigt

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Ventilausführung in einem diametralen Schnitt bei völlig offenem Ventil, wobei gewisse Teile nicht geschnitten bzw. nur schematisch angedeutet sind,

Fig. 2 dieselbe Ausführung mit gesperrtem Durchgang zwischen Einlauf und Heizkörper sowie

F i g. 3 dieselbe Ausführung mit gesperrtem Durchgang zwischen Einlauf und Heizkörper sowie gesperrtem Durchgang zwischen diesem und dem Auslauf.

Auf den Zeichnungen ist mit 1 ein Ventileinlauf bezeichnet, über welchen Heißwasser auf dem mit strichpunktierten Linien 14 angedeuteten Weg in einen nicht gezeigten Heizkörper gelangt, an den das Ventil mittels eines Stutzens 3 mit Außengewinde angeschlossen ist. Djs Drücklaufwasser gelangt auf dem mit gestrichelten Linien 15 angedeuteten Weg zu einem Ventilauslauf 2, der auch direkt mit dem Einlauf 1 in Verbindung steht.

Der Anschlußstutzen 3 bzw. die Passage 16 zwischen Ein- und Auslauf beherbergt in Heizkörpernähe einen in diesen Stutzen z. B. eingeschraubten, ringförmigen Einsatz 17 mit gegenüber der Stulzeninnenwandung wirksamen Dichtungsring 20. In den Einsatz 17 ist seinerseits ein von nicht gezeigten axialen öffnungen durchbrochener Anschlagring od. dgl. 18 mit einer im Querschnitt stumpfkegelförmigen Ausnehmung 21 mit zur Passage 16 gerichteten Basis beispielsweise eingepreßt. Ferner ist in den Anschlagring 18 ein Führ- und Trennrohrstück 19 eingesetzt, welches die Teile 17, 18 mit einem z. B. im Durchmesser etwas reduzierten Abschnitt 22 in Richtung der Passage 16 überragt.

Dabei wird vom Übergang zwischen dem weiteren Teil des Rohrstückes 19 und dem verjüngten Abschnitt 22 und vom unteren Ende des Einsatzes 17 ein Doppelsitz 6 gebildet, mit dem eine auf einem primären Ventilverschlußteil 4 angeordnete, z. B. U-ringförmige Dichtung 23 mit ihren Übergangsbereichen zwischen Steg und Schenkeln zusammenwirkt. Das primäre Ventilverschlußteil 4 besitzt im wesentlichen Hülsenform, wobei die genannte Dichtung 23 das obere Hülsenende mit ihren Schenkeln umgreift und etwas distanziert von der oberen Hülsenstirnfläche ein umlaufender Hülseninnenflansch 24 ausgearbeitet ist. Etwa von mittleren bzw. unteren Hülsenbereich ragt eine umlaufende Auskragung 25 nach außen vor, die bei voll geöffnetem Ventil auf einem Gehäuseabsatz 26 ruht.

Im unteren Bereich des primären Ventilverschlußteils 4 ist ein weiter in die Passage 16 hineinragendes sekundäres Ventilverschlußteil 10 gegenüber dem primären verschiebbar, jedoch vorzugsweise nicht drehbar geführt. Dieses sekundäre Ventilverschlußteil 10 besitzt einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt, d. h. es handelt sich hierbei um einen im Prinzip

etwa hülsenförmigen Körper mit geschlossenem Boden, in dessen Randbereich eine Ringdichtung 27 zum Zusammenwirken mit einem vom unteren Ende des verjüngten Rohrabschnittes 22 gebildeten Sitz 13 eingelassen ist. Der Hülsenabschnitt ist von nicht gezeigten öffnungen durchbrochen oder bis auf Führarme od. dgl. reduziert, die in das primäre Ventilverschlußteil 4, von diesem geführt, eingreifen.

Zwischen dem Boden der Ausnehmung 21 und der Dichtung 23 sowie zwischen dem Innenflansch 24 des primären Ventilverschlußteils 4 und dem oberen Ende des sekundären Ventilverschlußteils 10 erstreckt sich jeweils eine z. B. spiralförmige Druckfeder 12 bzw. 11, von denen letztere vorzugsweise stärker ist.

Der Boden des sekundären Ventilverschlußteils 10 wird vorzugsweise zentral über einen gewölbten Vorsprung 28 von einem Wipparm od. dgl. 9 von unten beaufschalgt. Dieser Arm hat vorzugsweise etwa die Form einer Klaue, deren einer, vorzugsweise längerer Abschnitt 29 das sekundäre Ventilverschiußteil mit seinem freien Ende beaufschlagt, während der andere. kürzere Klauenabschnitt 30 vorzugsweise in einem spitzen Winkel zu erstgenanntem Klauenabschnitt steht und an seinem freien Ende nahe der Heißwassereintrittsöffnung in den Stutzen 3 schwenkbar angelenkt ist.

Der äußere Übergangsbereich zwischen den beiden Klauenabschnitten ist schwach konvex ausgebildet und wird von dem gerundeten Kopf eines Stifes 8 rechtwinklich zur Achse des Stutzens 3 beaufschlagt. Dieser Stift ist in einem Handrad 7 angeordnet und wird entweder rein manuell von diesem oder mittels eines z. B. im Handrad angeordneten Thermostates auf an sich bekannte Weise hin- und herbewegt.

Hierbei wird die Stiftbewegung durch die Klaue rechtwinklig umlenkt, wobei die Klaue bzw. das Längen- und/oder das Winkelverhältnis der Klauenabschnitte so gewählt sind, daß ein für den jeweiligen Fall geeignetes Übersetzungsverhältnis der beiden Bewegungen erhalten wird. z. B. ein Vielfaches der Klauenbewegung an deren freiem Ende gegenüber der Stiftbewegung.

Das erfindungsgemäße Ventil arbeitet folgendermaßen:

In Fig. 1 ruht das primäre Ventilverschlußteil 4 auf dem Gehäuseabsatz 26, wobei Klaue und Stift ihre Ruhelage einnehmen. Heißwasser kann von 1 über 5 und die öffnungen des Ringes od. dgl. 18 in den Heizkörper gelangen. Das Rücklaufwasser passiert über den Hülsenteil od. dgl. des sekundären Ventilverschlußteils 10 zum Ventilauslauf 2.

Fig. 3 zeigt eine Lage, in der die Heißwasserzufuhr zum Heizkörper abgesperrt ist, indem der Stift 8 vom Thermostat oder von Hand mittels des Handrades gegen die Klaue 9 eingeschoben ist, deren Abschnitt 29 dabei das sekundäre Ventilverschlußteil 10 anhebt. Da die Feder 11 stärker als die Feder 12 ist, wird bei Anheben des genannten Klauenabschnittes das primäre

ίο Ventilverschlußteil 4 mit der Dichtung 23 allmählich gegen den Sitz 6 unter Zusammendrücken der Feder 12 angehoben, während die Rücklaufwasserpassage durch den Hülsenteil od. dgl. des sekundären Ventilverschlußteils 10 zunächst noch offen bleibt (Fig. 2). Ist es

is dagegen erwünscht, auch den Retourweg aus dem Heizkörper völlig abzusperren, z. B. bei Entfernen eines Heizkörpers, so wird der Stift noch weiter, gegen die Wirkung der Feder 11, eingeschoben, bis die Ringdichtung 27 gegenüber dem Sitz 13 dichtet. Dieses geschieht

;o vorzugsweise auch bei Thermostatventilen durch manuelles Einstellen, da derartige Einstellungen nur selten vorkommen und eine thermostatgesteuerte Rücklaufwasserabsperrung neben der Heißwasserabsperrung unnötig oder sogar nachteilig ist, weil z. B. ein Thermostatventil den statischen Systemdruck überwinden müßte, dem die Feder 11 entgegensteht.

Dadurch, daß dem Sitz 13 aus herstellungstechnischen Gründen vorteilhaft ein geringerer Durchmesser als dem Sitz 6 gegeben wird, würde eine unnötige Drosselung des Flusses entstehen, wenn das sekundäre Ventilverschlußteil 10 bei normaler Regulierung mit dem Sitz 13 in Kontakt gebracht würde. Da die Feder 11 bei normaler Regulierung jedoch das sekundäre Ventilverschlußteil 10 stets auf einem gewissen Mindestabstand vom Sitz 13 hält, bleibt die Durchströmfläche für beide öffnungen ungefähr gleich groß.

Wie bereits erwähnt, ist bei einer manuellen Ventilausführung lediglich das Handrad gegen eine Thermostateinheit auszutauschen, wenn eine Umwandlung in automatische Steuerung geschehen soll. Jegliche Eingriffe in das Ventilinnere können unterbleiben. Hierdurch braucht nur eine einzige Ventilausführung für beide Regulierungsarten hergestellt werden.

Die Federn können eventuell wenigstens teilweise dadurch ersetzt sein, daß der Druck im System die Rückführung der Ventilverschlußteile besorgt, oder daß die Teile 8, 9, 10 und 4 in geeignete Weise miteinander verbunden sind.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Heizkörperventil zur Durchflußregulierung eines einzigen Mediums, insbesondere für Einrohr-Heißwasserzentralheizungssysteme, mit einem Einlaufanschluß für heißes Zulaufwasser, einem die Heizkörperzu- und -rücklaufkanäle enthaltenden Heizkörperanschluß, einem Auslaufanschluß für abgekühltes Rücklaufwasser bzw. einer den Einlaufanschluß mit dem Auslaufanschluß verbindenden Vorbeipassage, einem Ventilkörper, mit dem eine den Einlaufanschluß und den Auslaufanschluß mit dem Heizkörperanschluß verbindende Durchlauföffnung drossel- bzw. absperrbar ist, und Mitteln zur Betätigung des Ventilkörpers, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper geteilt lusgeführt ist mit zwei jeweils mit einem Sitz (6 bzw. 13) sukzessiv zusammenwirkenden Ventilverschlußteilen (4 und 10), von denen sich das zuerst schließende Ventilverschlußteil (4), das der Drosselung bzw. Absperrung des Zulaufwassers unter Offenhaltung des Rücklaufwassers und somit Umgehung des statischen Systemdrucks dient, über eine Feder (12) an einem gehäusefesten Teil (18) abstützt und beide Ventilverschlußteile (4 und 10) über eine zweite, stärkere Feder (11) gegeneinander abgestützt und verschiebbar sind, wobei das zuletzt schließende Ventilverschlußteil (10), durch das das Rückl§ufwasser im Anschluß an die Zulaufwasserabsperrung unter Überwindung des statischen Systemdrucks zusätzlich absperrbar ist, unmittelbar von einem Stellmittel (8, 9) entgegen der Ki aft der Leiden Federn (12, 11) in Schließrichtung beider Ventilverschlußteile (4, IC) beaufschlagt ist.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das primäre Ventilverschlußteil (4) im wesentlichen hülsen- oder zylinderförmig ausgebildet ist und mit einem Ende mit einem Sitz (6) im Ventilgehäuse zusammenwirkt, während dem anderen Ende das sekundäre Ventilverschlußteil (10), vom primären geführt, angeschlossen ist, und daß die Seitenwandur.gen des im Prinzip ebenso hülsenförmigen sekundären Ventüverschlußteils (10) von öffnungen durchbrochen oder bis auf axiale Arme od. dgl. reduziert sind, während das dem Auslauf (2), der Passage (16) od. dgl. zugewandte Ende des sekundären Ventüverschlußteils (10) als geschlossener Boden ausgeführt ist.

3. Ventil nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß das primäre Ventilverschlußteil (4) auf einem axialen Rohrstück (19) verschiebbar gelagert ist, dessen eines Ende (22) einen Sitz (13) für das sekundäre Ventilverschlußteil (10) bildet, das in diesem Bereich mit einer Ringdichtung (27) versehen ist.

4. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsabschnitt (22) des Rohrstückes für das primäre Ventilverschlußteil (4) im Durchmesser verringert ist, und daß der hierbei entstehende Übergangsbereich zusammen mit einem ringförmigen Einsatz (17) einen Doppelsitz (6) für eine auf dem primären Ventilverschlußteil (4) angeordnete Dichtung (23) bildet, während der weitere Rohrstückabschnitt (19) als Führung für die auf das primäre Ventilverschlußteil (4) einwirkende Feder (12) ausgebildet ist.

5. Ventil nach Anspruch 1 bis 4, dadurch eekenmzeichnet, daß das primäre Ventilverschlußteil

(4) mit einem Innenflansch (24) zur Abstützung der auf das sekundäre Ventilverschlußteil (10) einwirkenden Druckfeder (11) und mit einem Außenflansch (25) zum Aufliegen auf einem Gehäuseabsatz (26) in Ruhelage versehen ist