DE2314657A1

DE2314657A1 - Steuerventil

Info

Publication number: DE2314657A1
Application number: DE19732314657
Authority: DE
Inventors: Richard G Parkinson
Original assignee: American Standard Inc
Current assignee: Trane US Inc
Priority date: 1972-04-17
Filing date: 1973-03-23
Publication date: 1973-10-25
Also published as: ES190607U; IT983913B; CA981238A; PH10054A; US3810602A; FR2180744B1; CH560342A5; JPS49108638A; GB1363835A; NL7305405A; BE798365A; BR7302752D0; FR2180744A1; ES190607Y

Description

"Steuerventil"

Die Erfindung bezieht sich auf Steuerventile, wie sie beispielsweise in Heißwasser- und Kaltwasserhähnen für verschiedenartige Installationseinrichtungen_s wie Duschkabinen oder Waschbecken für Küchen und Waschräume, Verwendung finden.

In den USA-Patentschriften 3 ^33 26k und 3 533 436 sind Ventilkonstruktionen beschrieben, die mit keramischen Scheiben arbeiten, welche von einem einzigen Hebel betätigt werden, der neigbar und drehbar ist, um dadurch gleichzeitig die Strömungsmenge und die Mischung aus heißem Wasser und kaltem Wasser zu steuern, die aus dem Hahn austritt* Wasserhähne, die gemäß den in den obigen Druckschriften gegebenen technischen Lehren gebaut worden sind, haben sich aufgrund ihres Komforts, ihrer sürungsfreien Betriebsweise und ihrer Zuverlässigkeit sehr bewährt,, Es gibt jedoch eine Menge Leute, die nach wie vor anstelle eines einzigen Steuerhebels zwei

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Patentanwälte Dipl.-Ing.Martin Licht,Dipl.-Wirtsch.-Ing.ÄxelHansmann,DipJ.-Phy».Sebastian Herrmann

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unabhängige Steuerhebel wünschen, "so daß sie die Heiß— und Kaltwasserzufuhr getrennt und unabhängig voneinander einstellen können. Solche Benutzer möchten natürlich, daß die von ihnen bevorzugten Ventilkonstruktionen genauso störungsfrei und zuverlässig arbeiten und genauso bequem zu handhaben sind wie die in den oben genannten Druckschriften beschriebenen Vorrichtungen, die mit keramischen Scheiben arbeiten.

Bei den herkömmlichen Hähnen für ein Installationszubehör oder einen Duschenkopf befindet sich links ein Griff zur Steuerung des Heißwasserstroms und rechts ein davon getrennter Griff zur Steuerung des Kaltwasserstroms„ Wenn beide Handgriffe entweder unabhängig voneinander oder gleichzeitig verstellt werden, dann läßt sich die gewünschte Temperatur des aus der Schnepfe oder dem Duschenkopf austretenden Wassers steuern bzw» einstellen, obgleich dies oftmals groß© Schwierigkeiten bereitet» In dem herkömmliclisii Hatin weist jedes Steuerventil einen mittels Handgesteuerten Drehzapfen auf ₉ an dessen einem Ende ein gummi ähnlich es oder flexibles, im wesentlichen flaches, kreisrundes Element₉-das gewöhnlich Sitzsclieibe genannt wird, durch eine Schraube befestigt ist_s die dazu dient, die gummi— ähnliche (Elastomer)Sitzunterlegsclieibe an dem einen Ende des Brehzapfens festzuhalten,, Das Steuerventil ist mit einem Ventilsitz ausgestattet ₉ der sich auf der Eintrittswasseröffnung und konzentrisch zu dieser befindet^ und dieser Ventilsitz ist stationär und gegenüber dem vertikal beweglichen, gummiähnlichen Sitzscheibenelement angeordnet» Durch Drehen des Zapfens läßt sich bei den herkömmlichen Hähnen das gummiähnlicfae Element senkrecht in bezug auf den Ventilsitz hin- und herbewegen, um dadurch die Wassereintrittsöffnung in der gewünschten Weise zu schließen oder zu öffnen,. Wenn das Ventil geschlossen werdest soll, wird deshalb der durch den Handgriff gesteuerte Drehzapfen in der einen Richtung gedreht, so daß sich das gummi— ähnliche Sitzscheibenelement längs seiner Achse in Richtung auf

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den Ventilsitz bewegt und an ihm zur Anlage kommt, der gewöhnlich oben an der Eintrittswasseröffnung angeordnet ist, um dadurch den Ventilsitz und seine Eintrittswasseröffnung abzudichten) so daß der Wasserfluß zum Stillstand gebracht wird. Wenn andererseits der Zapfen in die entgegengesetzte Richtung gedreht wird, wird das gummiähnliche Sitzscheibenelement von dem Ventilsitz längs derselben Achse entfernt, so daß sich die Eintrittswasseröffnung öffnet, und das Wasser durch das Steuerventil zu einer Austrittsöffnung strömen kann« Diese Art von Mechanismus, bei der das gummiähnliche Sitzscheibenelement hinsichtlich seines parallelen Abstandes von dem Ventilsitz und der Eintrittswasseröffnung verstellt wird, ist bei Steuerventilen zur Steuerung der durch die Wasserhähne laufenden Wassermenge weit verbreitet, die Teil der Installationseinrichtungen, wie beispielsweise Waschbecken oder Toiletten sind.

Das herkömmliche Steuerventil der oben soeben beschriebenen Art hat vielerlei Nachteile und Mängel«, So ist beispielsweise der aus einem Elastomer bestehende Sitzdichtungsring einem erheblichen abrasiven Verschleiß unterworfen, und zwar grundsätzlich aufgrund des mechanischen Druckes, der gewöhnlich auf das Elastomermaterial beim Schließen und Öffnen des Ventils einwirkt« Wenn das Ventil geschlossen wird, dann wird der Sitzdichtungsring, der an dem Zapfen angebracht ist, durch eine Verdrehbewegung so gedreht, daß er gegen den Ventilsitz gedruckt wird, um dadurch eine gute Absperrwirkung des Ventils herbeizufuhrenο Diese außerordentlich abrasive Dreh— oder Scherbewegung verursacht sowohl Verschleiß an dem Elastomersitzdichtungsring als auch an der Oberfläche des Ventilsitzes, die gewöhnlich aus Metall besteht. Im Laufe der Zeit wird der Elastomersitzdichtungsring so verschlissen oder weggeschnitten, daß seine Oberfläche uneben wird, was zur Folge hat, daß sich ein guter, sauberer VentilVerschluß des Dichtungsrings an der metallischen Ventilsitzflächenicht mehr erreicht läßt_o Dies führt gewöhnlich zu Schwierigkeiten beim Schließen des Ventils_s

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die notwendigerweise rait dor Zeit zunehmen,, Größer© mechanischer Druck auf den Handgriff ist dann notwendig^ tim fl&B Ventil zu öffnen und zu schließen· Abrasion und Y©rseiil©i! werden ferner an denjenigen Plätzen verstärkt^ wo der Wasserdruck hoch ist, weil in solchen Bereichen noch größere Kraft© erforderlich sind, um das Ventil zu öffnen oder zu-schließen· Dies® Erosion führt auch oftmals zu Leckage und zur Vergeudung von Wasser, das durch das Steuerventil aufgrund der lippen und Kerben hindurchfließt, die in dem Dichtungsring und möglicherweise auch in dem Ventilsitz entstanden sind« Aufgrund dieser !bekannten Mangel des Steuerventils wird gewöhnlich ein zn großer Brück auf den Handgriff des Steuerventils ausgeübt_s um öae Ventil vollständig zu schließen und dadurch eine Leckage oder ©inen Verlust an Wasser zu verhindern,) Benutzer sololier Wasserhahn© neigen aufgrund ihrer mit leckendem Halmen gemannten Sriaanangen dazu, den Hahn gewöhnlich von Hand mit großem Kraftaufwand zuzudrehen, dabei also ein© Kraft au entwickelst die viele Male größer ist als- an sich notwendig- ist₉ wodurch Verschleiß und Abrieb am Gummisitadidatungsring und m©tallis©fe©ia Ventilsitz sich noch weiter vergrößern,, Erfahrungen seigen im reichem Maße, daß das Ventil tatsächlich leckt und. Wasser nutzlos vergeudet, wenn kein ausreichender Schließdrucls vorhanden ist. Der übliche hohe manuelle Druck sum itecaanigoiisn Sehließen des Ventils wird gewöhnlich als unbedingt notwendig erachtet, um ein stetiges Tropfen und einen Wasser verlust %n verhindern«» Gerade dieser anormale, manuelle Druolc_f der gewöhnlich erforderlich ist, um das herkoOimliofae Ventil zu Qtfneu und zu schließen ist die Ursache dafür, daß viele Bemitss, insbe— . sondere Kinder und alt© unö kränklioh© Leute ©Las Ventil nur schwer und oftmals überhaupt niotit öffnen MJnnQn₉. wenn sie das Wasser laufen ,lassen wollen«, andererseits das Schließen des' Ventils, wenn das .¥ass©r nicht länger verlangt wird_$ - - "-als gleichermaßen schwierig ©Mpiinteöo Di©©@ fatsaoh© bildet ein ernsthaftes und seit laingee wngelöste© Ρογ©κ}1©» IsqI herkömmlichen Wassersteuerventil©M für -herköniali©!!© Installations— einrichtungeno

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Des weiteren werden die Gummidichtung und der Ventilsitz des herkömmlichen Steuerventils oftmals auch einer Reihe Umgebungsbedingungen ausgesetzt, die die Lebensdauer des Ventils noch zusätzlich verkürzen. Üblicherweise werden Sand und andere Fremdetofiteilchen in dem Wassersystem gefunden, und wenn diese Teilchen zwischen der Gummidichtung und dem Sitz eingefangen werden, werden sie in der Gummidichtung oftmals eingebettet und zerkratzen den Ventilsitz, wenn der Hahn geschlossen wird. Wenn aber Kratzer oder Kerben in dem Ventilsitz entstanden sind, muß der Benutzer natürlich eine größere Kraft aufwenden, um das Ventil vollständig zu schließen, um dadurch ein Tropfen des Hahns zu vermeiden, wodurch eine kürzere Lebensdauer des Ventils unvermeidlich ist» Wenn ein Hahn_s der eine solche Ventilkonstruktion aufweist, eine längere Zeit tropfen kann₅ dann erodiert das unter Druck stehende Wasser, das mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit durch eine kleine Kerbe im Ventilsits; strömt, natürlich den Ventilsitz, wodurch die Kratzer oder Kerben sich weiter vergrößern· Dadurch wird ein noch größeres Leck geschaffen, wodurch wiederum eira entsprechend höhere manuelle Kraft auf den Handgriff einwirken muß, um ein Tropfen des Hahns zu vermeiden, wenn das Wasser abgedreht wird» Dieser Vorgang wird gewöhnlich Gratbildung des Ventilsitzes genannt. Der Anblick von tropfenden Wasserhähnen ist an vielen Orten nichts ungewöhnliches_o

Neben den Umweltproblemen, aufgrund derer abrasive Teilchen im zufließenden Wasser enthalten sind, enthält in vielen Bereichen Wasser auch chemische Substaeen, die gewöhnlich Messingoder Bronzeventilsitze korrodieren· Eine solche Korrosion verkürzt ebenfalls die Lebensdauer des Ventilsitzes, wonach dann das Ventil in gewiesen Zeitabständen, beispielsweise nach jeweils sechs Monaten, ausgetauscht werden muß«

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Die Reparatur ©iaes undichten. Ventils in ©ines herkömmlichen Hahn ist für den BaHsbewota.eE- keine, leichte Aufgabe, und manchmal ist ein© soletie Reparatur sogar für den Installa-· teur schwierig, wenn nicht unmöglicho Nachdem ein herkömmlicher Wasserhahn eine- gewisse Zeit lang Ia Beimtzung ±st_s fressen Korrosion und Kalksteinbildung gemeinsam di@ Gewindegänge an verschiedenen Bahnteilen an oder Tbl©e!sier©n sie_o B©s weiteren können Schwierigkeiten bei öer Entfernung von Stopfbüchsenmuttern sowie ArretieriHigssmttern umd Schrauben entstehen, die die Ventilsitzdichtuogen an öea Zapfen festhalten« Der Ausbau des Ventilsit&es wird von dem Benutzer des Hahns garnicht erst versucht und ist oftmals sogar für den Installateur unmöglich» Das Auswechseln des ganzen Hahns ist jedoch kostspielig, und zwar insbesondere bei einem Badewannenhahn, wo ein Teil der Fließenwand manchmal entfernt werden muß, damit ein neuer Hahn installiert werden kann.

Des weiteren hat bei dem herkömmlichen Ventil des Drucktype, das für einen Duschenkopf hergestellt wird, das temperaturempfindliche UnterlegScheibenelement aus Elastomermaterial bei geschlossenem Ventil eine minimale Abmessung, aber auch bei Kaltwasserentnahme, dehnt sich jedoch aus, wenn es der höheren Temperatur von Heißwasser ausgesetzt wird«, Demzufolge variiert die Öffnungsgröße des Ventils, das ein solches dehnbares und sich zusammenziehendes Element im Steuerweg aufweist, und zwar in Abhängigkeit von der Temperatur des eintretenden Wassers. Wenn die Temperatur ansteigt und das Elastomerelement sich notwendigerweise ausdehnt, dann verringert sich die Größe der Wasseröffnung entsprechend und verkleinert dann bald die Warm- oder Heißwassermenge, die durch das Ventil abgegeben wirdc Dies kann insbesondere in einer Dusche unbequem sein, weil die Temperatur des Wassers sich auch dann ändert, wenn die die Dusche benutzende Person die Temperatur im wesentlichen konstant halten möchte und daher das Ventil nicht nachgestellt

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hat. Dies stellt einen anderen wesentlichen Mangel bei dem herkömmlichen Drucktypventil dar und bildet einen weiteren Grund dafür, Elastomerelemente aus den wesentlichen Strömungswegen grundsätzlich zu entfernen oder auf andere Weise die Schwierigkeiten auf ein Mindestmaß zu beschränken, die sich durch das Vorhandensein solcher Elastomerelemente ergeben·

Andere konstruktive Merkmale eines herkömmlichen Wasserhahns tragen ebenfalls dazu bei, die richtige Einstellung des Ventils durch den Benutzer zur Schaffung der gewünschten Wassermenge und der gewünschten Wassertemperatur mit Schwierigkeiten zu behaften. So bewirkt beispielsweise das normale Spiel der ineinandergreifenden Zapfengewinde Abweichungen in der Ventil— öffnung, wobei die Größe dieser Abweichungen gewöhnlich davon abhängt, ob der Handgriff des Ventils in Richtung auf dessen Öffnungssteilung oder Schließstellung verstellt wird· Da sich die Gewinde im Gebrauch abnutzen, werden dieses Spiel und die daraus entstehenden Folgen immer erheblicher.

Viele, wenn nicht gar alle der oben angeführten Schwierigkeiten und Mängel sind in den letzten Jahren erkannt worden, jedoch ist nur wenig getan worden, diese Schwierigkeiten, di« ständig gegenwärtig sind und sogar in neugebauten Häusern bzw» Wohnungen auftreten, zu verringern oder gänzlich zu beseitigen·

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, ein verbessertes Steuerventil zu schaffen, das überlegene Leistungs- bzw_e Betriebseigenschaften aufweist, sich leicht bedienen und warten läßt und eine vergleichsweise längere Lebensdauer hat als ein herkömmliches, sogenanntes Kompressionsventil, wie es gewöhnlich seit Jahrzehnten in Wasserhähnen von Installations· einrichtungen verwendet wird.

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En diesem Zweok wird ©rfindungsgemäß ©in" Steuerventil geschaffen^ das ©inen groiea Teil der oben ©rwälmt©n Mängel« wenn nicht sogar alle Setolorigkeiten und Mängel eier bekannten herkömmlichen MecHanismen für Inst©llatiomsfoäime und »»fittings vermeidet. Das erfinduagsgeaäße Ventil läßt sioSa austauschbar entweder für-Heißwasser oder Kaltwasser verwenden₉ und zwar für Küchen oder Bäder_β Irfiactaagsgemäfi wird als© ©in wesentlich verbessertes, vereinfachtes und relativ gerätis chars© s Steuerventil mit langer Lebensdauer geschaffen^ flas sich wiederholt oder intermittierend über ©inen bestimmten ¥inte©l Offnen läßt₅ um dadurch einen ®ntspr©oh©nden festgelegten ¥@ss©rstr©ia zu erzeugen_f und das sieb ö©s weiteren über eim®a anderan festgelegten Winkel öffnen ISSt₅ taat daflurcli ©in©n asi«i©r©n eiatsprechenden, voraus^estiüimten Waisiserstroü -abaugebsng who "öas sicli danaoli auch WMBSchgemäß seteließ©a läßt_p rail aera ¥ass©rati@fliiß vollständig abzusperren,, Alle dies© ¥ertess©rimg©n Tosiiä Öf£si@B wad Soliließen des Ventils der erfinäi3Eigsg@MäS©n Art lassen sieh ©infaoh wnd ohne des Einsatz ünbersaßig 1jo1i©ki Manuellen oder m©ohanisciien Druckes verwirklioh©n₉ v7oti©i auch keinerlei BeseiiädigHag eier nachteilig© Verformung, irgend©ines der beweglichen unfl stationären Elemente auftritt© M© ©rfinöungegetßäB© 1T©mtilionstruktion erfüllt alg© ein s-©it langem vornandenes Bocltirfnis ₉ tmi zwar insljQsondere des hall» ₃ w@il si© die schw®r©2a Mängel beseitigt, die bei öen herlEo'saalieinen ¥a@sersteia©rv©ntil©n für herkömmliche Installationseinricntüngen auftr©t©n_o Bas ®rfindung s gemäß θ Steuerventil w©ist hiih ©in Paar iiart@p ©inanöer berührende Kerataikgli©ä©r aiafi, von denen flag ®±n& ständig. stationär ist und. sich ttbesiaatspt nicSat "bewegte, if&hr®n<& das andere Glied durch ®ln®n^:Br®h®a.-p±®n g©st©Ta©rt wirfi₀ übt sieh niemals axial !bewegt ₉ s© daß das andere 121 Quant stämclig mit dem stationären Elstaeat im gleitender Beruterang stellte, um dadurch die ¥ass@röiarolaflial®®Bg© zu· stsßSHio V® den Handgriff verstellter© Eapfea d®@ St©m©rv©atils wird, um das Ventil au öffn©m₀ ü&nn rutisont" äas

Keramikelement über die Oberfläche des stationären Keramikelements, wobei das gleitende Element über einen Winkel bewegt wird, der dem Breliwinkel des Zapfens entspricht, um eine bestimmte Öffnung der Ventilöffnung zu erreichen, ohne daß dadurch der Abstand bzw, die fortwährende Berührung zwischen den beiden Keramikelementen verändert wird. Wenn der Zapfen ein bischen weiter in derselben Richtung gedreht wird, dann wird die Ventilöffnung ura einen proportionalen Anteil weiter geöffnet« Wenn andererseits der Zapfen in der entgegengesetzten Richtung gedreht wird, dann wird die größe der Ventilöffnung erheblieh verringert, um dadurch die Wasserdurohflußmenge zu reduzieren. Wenn der Zapfen dann weiter in der entgegengesetzten Richtung über einen ausreichenden Winkel gedreht wird, dann wird die Ventilöffnung geschlossen, so daß kein weiteres Wasser durch das Ventil hindurchströmen kann,,

Somit wird durch eine Drehbewegung des durch den Handgriff verstellbaren Zapfens des Ventils aus seiner anfänglichen Öffnungsstellung oder seiner anfänglichen Schließstellung durch jede individuelle Winkeldrehung des Zapfens eine bestimmte und entsprechende Veränderung der Öffnungsgröße des Ventils bewirkt· Die proportionale Änderung der Durohflußmenge bleibt im wesentlichen in beiden Änderungsrichtungen dieselbe. Der Mechanismus ist grundsätzlich über viele Jahre verschleiß- und erosionsfreie Des weiteren kann die Bewegung der gleitenden Keramikscheibe in Abhängigkeit von der Drehbewegung des Ventilzapfens mit derselben verhältnismäßig kleinen Torsionskraft bewirkt werden, die auf den Zapfen einwirkt, erfordert also nicht die ungewöhnlich großen und starken Torsionskräfte, wie sie bei den herkömmlichen Ventilen benötigt werden, um diese Ventile zu steuern, wenn sie geöffnet oder geschlossen werden sollen«

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BIe fe-lclsn K©raeiksQh©ilj©3a₂ eli© ©rf iasliasigs gemäß werden, Βίηά in einem goiä©iasaG3®n Steisäisse ©dsl? einer Hülse geschlossen tinö solion eis© selur isiag® Zoit sias&Eäneia ire:rwe:act©t

Vielieicfot stfaazig Jatae_s ©ins© ©laß irgenöeias Machg oder eine Wartung ed©r soipsir ©in Asistaiisel. irgeacl·= eines der Teile erforderlich ist» Aiaösirerseits läßt sielij, sollt® eine Irneiiertisg oder sin© Reparatur sioteeiaolig werden_? file gäns© Ventil¥orriclitiiag durois liloßes Aissta©.seli©a ö©s Gehäuses wieder betrieiisbereit maohesio Dies kana sogar &uTGh auf - diesem CJeM.et der Teohnik imyersiert© Persomea gescto®i2®a₉ so öaß keim In= stailateur erforderlich ist_P um ü&n ¥©ntilsnstaiasois ©ä©r <Si© Reparatur vorzimeiimeEu

ErfinduiigsgeMäß wird also ©in St©ra@rv©atil -geseliaffeia₉ das zwei Taenachfcarte. scheibeafSrsig© St©"si©r©lemei3te aufweist, die in Verbindung mit dem Ifesseriialin eines Eiioheiisplillseekens oder BadessimiKerwasoiifeeekens ]3esratzt x7©E*deii_e Siaes ö©r Steuerelemente ist ein gleitender EeramiMsSrper raad, stellt dea grundsätzlich beweglichen Ventilteil der ¥®HtilkoHstruktioa dar, während der andere Steuerkörper ein stati©närsr Keramikkörper ist,- über den der erstgenannte Körper Mnweggleitet» Das Steuerventil ist Teil einer Hülse oder eines Behälters, der nur zwei öffnungen aufweist, nämlich eine Eintrittsöffnung und eine Austrittsöffnung, die beide so angeordnet sind, daß dann, wenn der bewegliche Keramikkörper um seine Achse über einen begrenzten Winkel gedreht wird, dieser Körper üfeer beide Öffnungen des stationären Keramikkörpers gleitet, um dadurch die relativen Öffnungßgrößen beider Öffnungen zu bestimmen· Somit lassen sich durch das Ventil entweder Heißwasser oder Kaltwasser, die beide der Eintrittsöffnung zugeführt werden können, abgeben, und die Winkelstellung des beweglichen Körpers allein steuert dabei die durch das Ventil fließende Wassenaenge,

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Der gleitende Keramikkörper, der durch die Drehbewegung des Ventilzapfens gesteuert wird_p weist einen Hohlraum auf, in dem sich mehrere Stufen oder Kanten befinden, die in dem Strömungsweg des den gleitenden Körper erreichenden Wassers angeordnet sind und dazu dienen, den Geräuschpegel zu senken, der sonst beim Wasserdurchfluß durch die Teile des Ventils entstehtο Der ganze Ströarangsweg innerhalb des Ventils ist im wesentlichen frei von Teilen, die sich ausdehnen oder zusammenziehen, um dadurch die Strömungsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der sich ändernden Wassertemperatur zu variieren,. Demnach entspricht jede Winkeleinstellung des Ventils einer bestimmten Strömungsmenge, und die Strömungsmenge läßt sich auch in dem gewünschten Maße ändern, bleibt jedoch von den Schwankungen der Temperatur des durch das Ventil strömenden Wassers unabhängig.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Pig«, 1 eine auseinandergezogene Darstellung des Aufbaus des Gehäuses des Steuerventilmechanismus,

Figo 2 eine perspektivische Ansicht der Konstruktion

und ihrer allgemeinen Anordnung, wobei auch eine auseinandergezogene Darstellung des Hahns am linken Endteil gegeben 1st,

Fig. 3 eine teilweise geschnittene Vorderansicht, aus

der ein Teil der Steuerventilkonstruktion ersichtlich ist,

Fig. h_t 5, 6 und 7 scheaatische Darstellungen vier unterschiedlicher Ansichten der beiden Keramlkecheibenkb'rper, die verschiedenen Winkelstellungen des beweglichen Keramikscheibenkörpers entsprechen,

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Fig, -8 " eine Querseteiittsansiolit der "beiöea

scheibenkörper längs tier Lini© A=A In Fig_e 7$

Pig β 9 ein Diagrams mit gw©i -Kurven ₅ die gaas allgemein die Kraft® dar©teilen₀ die sur Bedienung des Handgriffs eines herRöBOTliofaeaMaltoTeatils ©r= forderlich gincl_? das unterschiedlichem ©rücken des eintretenden Wassers -ausgesetzt ist sowie die zur Bedienung i©s Handgriffs ©Inas Haians d©r ©rfindungs gemäßen Art erforderlichem Kraft©₉ der ähnlichen Krafteim?irkrasg©n ausgesetst ist_P nnü

Fig. 10 ein Diagrams mit swei KTuTYSn₅ die- öl© "Strömraigs—

mengen öes iiezisösEiliciasH ¥©atlls sait <ä®iaj®aigen des erfinduagg!g©EiiäS®n Ventila für imterschi©dlielie keldrehimg©2s ä©r Handgriff© ä®ic ü~LQ3lQ>®%ngl±Gh<an Hahnventile

In den Fig» 1 unö 2_S d£© auseinandergebogene ©erstellungen ües Steu-erventilmechanlüMias ls©iHha-lten_p- sowi®. a iac η in Fig, 3 beseichnet äas Bezugssoieli©n GfG ein Gr©IaättS0_s das wei im wesentlichen parallele_s toenacstoterto KsrasiilssoMeifeeia oä®r E!©meatβ DSi und DS2 aufniffiiat, dis li©i öea n©uartig©a Ventil vsrüiendet w©rden₀ Die obere Keramilrscheitoc DSl ist um. ihre MittelacMs© öretibar und gleitet Tbei ihrer Drehung stäaöig illoer der otoeron Oberfläche der unteren Keramiksoheibe DSS₉ di© iiaa©r stationär raad unbeweglich bleibt und auch in diesen Zustand gehalten triLrcU Bi© obere Scheibe DSl wird durch Vorsprung© SPi und SP2 g©ha-lt©n₀ di© Teil der Konstruktion fies Zapfens ST uad untrennbar nit diesem verbunden sind, so daS di© o1b©r© Scheilb© DSi wi ihr© -zentrale, oder vertikale Achse άτ@1ύ3@,τ ηηά gl©it©a€ tomreglieM" ist«, "¥©nn der Zapfen STl über ©inen Tb©li©ljig©n ¥in!s©l gaä^^lit xj±rä₉ _w& ©ine Veränderung der Meng ο dsr duroto' u&m St©M®rv@mti-l strömenden Flüssigkeit zu erreichen^ äsaa -dr©Iit &<bt Sapfesa Sf notwemäiger— -

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weise die obere K*raMikscl-@iIse DSi miaö fli® Sapf©avor@fr&ige SPl

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sowie SP2, die die obere Scheibe SDl halten, über einen gleichen und entsprechenden Winkelabstand, ohne daß dadurch eine Drehbewegung oder andersartige Bewegung oder eine Positionsveränderung der unteren Scheibe DS2 bewirkt wird. Da zwischen den beiden Keramikscheiben allein eine Gleitbewegung stattfindet, bleibt der Abstand zwischen den beiden Scheiben DSl und DS2 während dieser ganzen Gleitbewegung unverändert. Die beiden Scheiben DSl und DS2 werden miteinander in konstanter Berührung gehalten, obgleich die obere Scheibe DSl durch unterschiedliche Drehbewegungen des Zapfens ST in verschiedene Winkellagen gedreht bzw. gleitend geschoben werden kann. Der Zapfen ST und die Scheiben DSl und DS2 können eine gemeinsame Achse haben, wobei jedoch nur der Zapfen ST und die obere Scheibe DSl drehbar sind und diese beiden Elemente als eine Einheit über den gleichen Winkel um die gemeinsame Achse gedreht werden, wenn der Zapfen ST irgendeiner Drehbewegung unterworfen wird.

Die untere Keramikscheibe DS2 wird in dem Gehäusekörper BD durch die ziemlich breiten Vorsprünge PJi und PJ2 der Scheibe DS2 sowohl gegen Drehen als auch gegen axiale oder seitliche Bewegung festgehalten, so daß sie sich nicht bewegen kann. Die seitlichen Vorsprünge werden zwischen den Führungs— vorsprungsplan GPl und GP2 (siehe Fig. l) auf der Innenwand des Gehäusekörpers BD festgehalten, wie dies im folgenden erläutert wird. Die untere Scheibe DS2 wird gegen Verschieben odör Bewegen in Richtung nach unten durch eine Kappa GP gesichert, die zwei im wesentlichen gleiche Öffnungen GOl und G02 für Wasser-Eintritt bzw. -austritt aufweist. Diese öffnungen COl und C02 in der Kapp« CP sind mit den beiden entsprechenden Gegenbohrungen DOl und DO2 in der unteren oder stationären Scheibe DS2 (siehe Fig. l) fluchtend ausgerichtet. Die Kappe GP umschließt außerdem zwei gleiche zylindrische Dichtungsringe SRI und SR2 und stützt sie ab. Diese Dichtungsringe können aus irgendwelchen Formteilen aus Elastomermaterial oder gummiähnliohen Materialien

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gefertigt sein und können₉ wie sus Sei* FIg₃ i unü 3 geht j ausr'elohend lang Io©sa®ssen s@±is₈ so i.al si® im. Sie toeiöen. entsprechenden Segesisolaiisagsia in der MrSsraia. Sersiaiksclieibe DS2 eintreten unü. durch «lies© festgeliaitea x-i®ir~®l®s&_G

Die Kappe CP ist M]Ss-F der BodeisHKsttcssr BM angeordnet₉ die unmittelbar neben de® Träger-SB liegsa Iraiüia._s ä®r beispielsweise die Abdeckung einer Eiiohens pille £st-_£. x&®- äies la Fig_e 2 dargestellt ist« Ein Sleela SS dient als SelEia-fes- IsS^i₀ Decorations« mantel, üher dem und ras €®a ä.i& Bod.©iK3ffit_s"S©r BM in ύ.®τ gezeigten Weise montiert ist,, wofe©i äaa Blech SS amela eiaea ästhetischen Zweck erfüllen soll.

Ein Wassereintrittslsanal IT unü eim Wasseraustrittskanal OT können miteinander so fliehten, wie öiies im Fig_e 3 zu sehen ist« Diese Kanäle IT-und OT eiad" mit HaisateeMaittem TWl und TN2 versehen» In den Eintrittskanal IT eia-fere-feeades Wasser bewegt sich durch den Ventilmeefeanismus naeM ®fo@m asu dem in der o"beren Scheibe DSi vorhandenen Hohlraum uncl kelsrt- ^ann iifeer ©inen Ab— wärtsweg in den VentilmeotnaBismus zuriieft Md Ätireliquert den Austrittskanal OT, um aus der Hahnttille Ff auszuströmen. Die obere Scheibe DSl hat bezeichnenderweise einen Plüssigkeits— hohlraum, jedoch keine FlüssigkeitsUffmrag oder Burchgangskanal.

Aus der Zeichnung läßt sich erkennen, daß Jeder der zylindrischen Dichtungsringe SEI und SE2 einen Durchmesser aufweist, der erheblich größer ist als die Öffnung jedes Halsabschnitts TNl und TN2 der Kanäle IT fczw. OT. Darüberhinaus sind die Ringe SRI und SR2 länger als die vertikalen Gesamtlängen der beiden entsprechenden Öffnungen GOl und C02 der Kappe CP und der entsprechenden Gegenliolirungen GBl und CB2 der unteren Scheibe DS2, wie aus Fig. 3 mervorgeht. Aufgrund dieser bezeichnenden geometrischen Verhältnisse der besagten Elemente führt jede erwartete Änderung in äen &re"©enabmessungen

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der Elastoiaerringe SRI und SR2 aufgrund von weiten Tempera tür-Schwankungen nicht dazu, daß sich die Ringe SRI und SR2 ausdehnen, so daß dadurch die Menge des durch jeden der Kanäle IT oder OT strömenden Wassers reduziert oder auf andere Weise beeinflußt wird. Somit bleibt der Wasserdurchfluß im wesentlichen vollständig unabhängig von Veränderungen bezüglich der Größe der Elastomerringe SRI und SR2 über einen sehr weiten Temperaturbereich, wie er im täglichen Gebrauch des Ventilmechanismus auftrittρ

Die Bodenmutter BN hat einen Innengewindeteil BTH, über den ein flacher Dichtungsring WSl gelegt !«erden kann» Die Mutter BN und der Dichtungsring WSi werden normalerweise unter dsm Stützkörper SB angeordnet« Das Innengewinde der Mutter BX wird mit dem Außengewinde des Eintrittszufuhrschaftes ISS verbunden. Der Schaft ISS wird an die Zulaufwasserleitung SP angeschlossen, wie aus Fig„ 3 ersichtlich. Die Bodenmutter BN kann um den Außengewindeabschnitt des Schaftes LSS so gedreht werden, daß zwischen der Mutter BN und dem Träger SB über den Dichtungsring VSi ein Druck ausgeübt wird» um dadurch die Bodenmutter BN in einer ständig stationären Lage zu halten und dadurch den Hahn gegen Aufwärtsbewegung zu sichern«

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist über dein Zapfen ST ein Handgriff HN montiert und an dem Zapfen ST durch eine einfache Schraube SC befestigt, die in das obere, mit Zacken versehene Ende des Zapfens ST eingeschraubt ist. Die Öffnung innerhalb des Handgriffs HN wird bis fast zur oberen Oberseite der Abdeckung ES heruntergeführt, wie rechts in Fig. 3 ersichtlich ist»

Durch Drehen des Handgriffs HN in der einen oder anderen Richtung wird der Zapfen ST über einen entsprechenden Winkel

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gedreht, um dadurch der oberen Scheibe DSl auf der oberen Oberfläche der unteren Scheibe DS2 eine ^gleitend© Drehung zu erteilen, ohne den Abstand au ändern und ohne" di© eng© Berührung zwischen den Scheiben-DSi und DS2 zu-beeinträchtigen«, Mit anderen Worten, die Keramikscheiben DSi und DS2 bleiben in enger Berührung miteinander, und die obere Scheibe DSi bleibt mit der unteren Scheibe DS2 auch dann in gleitender Berührung_? wenn die obere Scheibe DSi gedreht wird_g um dadurch die effektive Größe der Öffnungen innerhalb der unteren oder stationären Scheibe DS2, durch die Wasser über den Eint-rittskanal IT ©iirfcreten und durch den Austrittskanal QT - zur Hahntülle PT austreten kann$ wunschgemäß zu vergrößern oder au verkleinern. Hoch anders ausgedrückt, heißt das, durch Drehen des Handgriffs HM wird auf. einfache Weise eine. Drehbewegung des Zapfens ST bewirkt, ohne daß dadurch die Längsposition des Handgriffs HM verändert wird und ohne, daß eine translatorigohe Bewegung des Zapfens .ST erfolgt oder eine Änderung der .Längsposition der beweglichen oberen Scheibe DSi in toszug auf die stationäre Setieilo© DS2_e Es findet daher keine Längsbewegung irg©nd©ines- Teils des .Gehäuses CTG zu irgendeinem Zeitpunkt statt, und zwar selbst dann "nicht, wenn die WasserdurchflußBaenge von Zeit zu Zeit verändert wird, wie die© d©r B©nitts©r- verlangte Sin weiteres Merkmal ist der stetige Aufwärtsdruck_B der von «fern eintretenden Wasser gegen die Innenwand der unteren stationären Scheibe DS2 ausgeübt wird, und der dahingehend wirkt _s daß @r di© untere Scheibe DS2 an der oberen -ScMiW DSl abgedichtet f©sthält_s während gleichzeitig di© obere Scheibe entweder-stationär festgehalten oder über di® Oberfläche der unteren Sotieitoe DS2 durch Drehen des Handgriffs HM und des Zapfens" Sf so ©ft verschoben werden kann, wie dies -der Benutzer verlangt«,

Wie aus Figo i hervorgeht_? ist um den. Zapfen ST- über den Schultern oder Vorsprüngen SPi und SP2 des Zapfens ST eine Unterlegscheibe WS2 angeordnet, die innerhalb d@r Innenwand

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des Körpers BD das Gehäuses CTG liegt. Diese Unterlegscheibe WS2 besteht vorzugsweise aus Teflon oder einem ähnlichen Materialj das einen ausreichend geringen Reibungskoeffizienten aufweist, so daß es die Drehbewegung des Zapfens ST nicht abbremst oder auf andere Weise behindert^ wenn der Handgriff HN betätigt wird, um die Strömungsmenge zu ändern. Die Unterlegscheibe WS2 dient als Druckscheibe, mit der eine Aufwärtsbewe— gung des Zapfens ST infolge des Druckes des Wassers verhindert wird, das durch den Wassereintrittskanal IT aufgenommen wird und durch die beiden Öffnungen der unteren Scheibe DS2 sowie durch den gestuften Hohlraum der oberen Scheibe DSl hindurchströmt, um durch den Austrittskanai OT, wie aus Fig. 2 hervorgeht, abgegeben zu werden.

Wie bereits erläutert wurde, stellt Figo 1 eine auseinandergezogene Ansicht der Einzelteile des Gehäuses CTG dar, wobei der Handgriff HN des Ventils entfernt ist. Die beiden Halterungsschrauben RS dienen dazu, das Gehäuse CTG an der Hahnunterlage FP (siehe Fig. 2) su befestigen, in der sich zwei mit Innengewinde versehene Öffnungen befinden, die die Schrauben RS aufnehmen. Die Gewindeöffnungen in der Unterlage FP dienen dazu, die Enden der Schrauben RS zu erfassen und festzuhalten.

Fig. 2 zeigt die Relativlagen der Halterungsschrauben RS in bezug auf das Gehäuse CTG₀ Wenn das Gehäuse CTG entfernt werden soll, braucht nur die Schraube SC von dem Zapfen ST (innerhalb des Handgriffs HN) gelöst zu werden, woraufhin die beiden Halterungsschrauben RS entfernt werden müssen, wonach das Gehäuse CTG leicht und schnell abgenommen und durch ein anderes Gehäuse ersetzt werden kann, falls dies erforderlich ist.

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Wenn das Steuerventil an d©r Plsüräj?©^ oder dem Träger SB einer Installationsvorrichtung_ρ Tbelspislsi/sise ©Ines Ausg uB~ backens« installiert wea'öaa @©I3L_S s© Ixsrnn äies leicht durch bloßes Anbringen der Unterlegscheibe WSi nna. übt Bodenmutter BN auf der einen Seite des Trägers SB tmä ünreh Verfeinden der Bodenmutter mit dem Außengewinde d©s EiBtrlttskanalscnaftes ISS erfolgen. Daraufhin kann das ¥ass@rsiafiilinrolur SP.an den Schaft ISS mit Hilfe einer Kupplimgsaautter CM sagasslal©ssen werden», wie dies in Fig. 3 zu sehen ist» Bis Figiarsa %₅ 5* 6 wnd 7 sind Ansichten der Unterseite des Gehäuses ©SG_S w©"bei die Kappe CP und die Dichtungsringe SRI und SE2 eiatfesmt sindu -Biese Ansichten zeigen die verschiedenem Öffirangsweiteis der Eintritts öffnung DOl und der Austrittsöffnung D02₉ wenna der Zapfen ST in be= stimmte Winkelstellungen gedreht virsto

Pig β 4 zeigt das Ventil in seisasr Selaließstellung, wobei die Vorsprünge SPl und SP2^ die von übt Setoulter SS des Zapfens ST abstehen, an den Vorsprüngen GPl lazaö SF2 des Körpers DB" anliegen. Es wird darauf hingewiesen, öafl zwischen dem Rand der Eintrittsöffnung DOl der unteren Selieüäö DS2 und dem Rand des Stufenhohlraums STP in der oberem Scäexbe DSl, der keine Durchgangsöffnung zur Flüssigkeitsiibertragimg aufweist, ein beträchtlicher Abstand vorhanden ist_a Weil die Eintrittsöffnung DOl der unteren Scheibe DS2 von dem gestuften oder eingeschnittenen pHohlraum STP mit Abstand getrennt ist, kann kein Wasser durch die Austrittsöffnung D02 fließen.

Fig« 5 zeigt die Form der Durchflnflöffnungen, wenn der Handgriff so verstellt wird, daß eine sehr geringe Wassermenge durch den Hahn FT strömt,, Die Überschneidung der Eintrittsöffnung DOl In der unteren Scheibe DS2 und des gestuften Hohlraums STP in der oberen Scheibe DSi bildet eine geometrische Form, die sich während der ersten fünf Winkalgrade der Öffnungsbewegung, die durch eine kleine Drehung des Zapfens ST bewirkt wird, langsam und allmählich vergrößert. Dadursh wird eine

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"Feinabstimmung¹¹ ermöglicht, trenn geringe Strömungsmengen gewünscht werden« Außerdem wird ein Wasserrückschlag vermieden, wenn der Zapfen ST in seine Schließstellung zurückgedreht wird, und zwar selbst dann, wenn der Handgriff HN schnell geschlossen wird,

Fig. 6 zeigt die Durchgangsöffnungen für den Fall, daß das Ventil sich in einer •halb-offenen" Stellung befindet» Die Eintrittsöffnung DOl in der unteren Scheibe DS2 ist annähernd 50 % geöffnet, während die Austrittsöffnung D02 der unteren Scheibe DS2 annähernd 60 % geöffnet 1st« Diese Drosselwirkung der Eintrittsöffnung D02 in bezug auf die Drosselwirkung der Eintritteöffnung DOl in allen teilweise geöffneten Stellungen des Ventils erzeugt einen Gegendruck in dem abgestuften Hohlraum STP der oberen Scheibe DSi. Dieser Gegendruck oder Rückdruck verhindert Kaviation durch Verringerung von Anzahl und Größe der Kavitationsblasen, die sich bilden, wenn das Wasser mit hoher Geschwindigkeit durch die Eintrittsöffnung DOl in den Hohlraum STP strömt·

Figo 7 zeigt das Ventil in seiner vollständig geöffneten Stellung. Es wird darauf hingewiesen, daß sowohl die Eintrittsöffnung DOl als auch die Auetrittsöffnung D02 zum gestuften Hohlraum STP hin vollständig geöffnet sind, und daß das Yasser nun an keiner dieser öffnungen mehr gedrosselt werden kann· Daraus ergibt sich, daß die Strömungsgeschwindigkeit des Wassers in der vollständig geöffneten Stellung des Gehäuses CTG nicht verringert wird, da die Austrittsöffnung D02 in Verbindung mit der EintritteÖffnung DOl geöffnet 1st·

Die Fig. 1 und 8 zeigen den allgemeinen Umriß der Stufen in dem nicht mit Öffnungen versehenen Hohlraum STP der oberen Keramiksoheibe DSi. Hier sind beispielsweise fünf Stufen dargestellt« Der Hohlraum STP Innerhalb der Scheibe DSl wird von

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mehreren Stufen begrenzt und ist Teil des Strömlings Verbindungsweges für das von dem Eintrittskanal IT empfangene Wasser, das durch den Austrittskanal OT weitergefördert wird. Die für das in den gestuften Bereich STP hinein und aus di©s®m Bereich herausströmende Wasser zur Verfügung stehenden Öffnungsgrößen bestimmen sich nur durch die Winke 1 verSchiebung eier oberen Keramikscheibe DSl. Der Raum innerhalb des gestuften Hohlraums STP kann vollständig von dem Eintrittskanal IT unruh bloßes Drehen des Zapfens ST in eine seiner beiden Extremlagen (siehe Figo ^) abgeschlossen werden«, Andererseits erhält der Kupplungs— raum innerhalb des Hohlraums STP seine größte Äraseielanung, wenn der Zapfen ST um seine Achse in die andere oder entgegengesetzte Extremstellung gedreht wird (Figo 7)ο

Der Hohlraum mit seinen fünf in dem gestuften Bereich STP vorhandenen Stufen bildet eine Leitung zwischen &©m Eintrittskanal IT und dem Austrittskanal OT (siehe Fig«, S)₉ und die Stufen des Hohlraums bilden außerdem-Rippen, Si@ ©ine beträchtliche Geräuschreduzierung bewirken$ oder sogar'©ine vollständige Beseitigung des Wasserfließgeräuseti@s_o Es ist Toetoaiit, daß Kavitation dann auftritt, sobald di© Geschwindigkeit einer Flüssigkeit ausreichend groß ist, so daß sie eines Druckabfall auf ein sehr tiefes Niveau bewirkt, das annähermö dem Dampfdruck der Flüssigkeit entspricht. Jeder erhebliche Druckrückgang ist gewöhnlich ursächlich für das Entstehen von Luftblasen, und die Blasen wachsen hinsichtlich ihrer Groß© gelange an, bis sie eine Flüssigkeitszone höheren Druckes err©i@b@n_Q Der entstandene höhere Druck kann dann ausreichen, um di© Blasen zum Platzen zu bringen«. Das plötzliche Zusammenfallen ä®r Blasen erzeugt ein unerwünschtes, weil stark vernehmbares @@räusch_e Die Kanten der Rippen ragen in den Flüssigkeitsstrom hinein, der die Blasen trägt und wirken dahingehend, da© si© die Blasen zerteilen oder verteilen«, Die soharfea -Kauten innerhalb des Hohlraums STP können eine Verkleinerung der Blasengröße oder ein Aufbrechen der Blasen bewirken« Demnach werden die-

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jenigen Blasen, die nicht aufgebrochen oder aufgerissen worden sind, nichtsdestoweniger daran gehindert, sich so stark zu vergrößern, daß sie übermäßiges Geräusch verursachen«

Fig· 8 zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht der beiden Scheiben OSl und 0S2, wobei insbesondere der Rippenbereich der oberen Keramikscheibe DSl vergrößert ist· Jede Rippe kann als Körper betrachtet werden, der zwei halbkreisförmige Segnente (siehe Fig. 7) aufweist. Jedes Segment enthält Teile verschiedener Rippen, die einen gemeinsamen Mittelpunkt haben, wie dies aus der Zeichnung hervorgeht· Andere Teile der Rippen haben einen ähnlichen gemeinsamen Mittelpunkt· Die Linie, die die beiden Mittelpunkte der Rippenabschnitte verbindet, 1st unter einem Winkel, beispielsweise einem 21°-Winkel, in bezug auf die normale, vertikale Linie, wie in Figo ^ gezeigt, geneigt_e Die beiden inneren kreisrunden öffnungen DOl und D02 der unteren Scheibe DSt bilden die Durchfiußiiege für den Was β erst rom. Das In die öffnung DOl eintretende Wasser erreicht die gerippte bzw« gestufte Hohl— raumzone STP der oberen Scheibe DSl, läuft dann innerhalb des Hohlraums der oberen Scheibe DSl rund um diesen um und kehrt durch die Öffnung D02 zurück·

Zwei Ventile lassen sich auf einem Ausgußbecken oder Waschbecken anordnen, so daß der eine der Eintrittssohäfte ISl Heißwasser und der andere, nicht gezeigte Eintrittsschaft Kaltwasser empfangen kann· Die beiden Austrittskanäle OT lassen sich durch eine Leitung mit der Hahntülle FT verbinden, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, um dadurch das Wasser aus beiden Austrittskanälen aufzunehmen und als Wasser, das eine Mischungetemperatur aufweist, durch die Hahntülle abzugeben· Die Mittlere oder Mischungstemperatur wird natürlich durch die Einsteilungen der Handgriffe der beiden Ventile festgelegt«

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Obgleich bei ά&τ ©Mgaa z@ietaaaris©la©m mad beschriebenen Darstellung jedes Störventil ©ia©n %lnelliaaflgriff HH zur Steuerung der Bewegung seines Zapf©mg 8Ϊ anafweist, lassen sich auch kreisrunde Handgriff© ©der b©Ii©Mg geiarmt© Handgriff© verwenden, mit denen dar zugehörige !spies Sf gedreht werden kann«

Fig» 9 zeigt ein Diagramm^ bei iin <äim zur Betätigung des Handgriffs HN" des Ventile der hier fesafalaibenaa Art notwendigen Drehkräfte mit denjenigen verglicia©iE n®röL®n₉ di© siar Betätigung des Handgriffs eines herlEimmlielieiE Biraa©Mialasa¥©ntils benötigt werden· Die zum Drehen d©s Handgriffs W ©rfercterlieSieB Dreh=· kräfte werden bei den verschiedenem tfesseraiafluSärüeken, di© gewöhnlich anzutreffen sind, vergliofeasig, wobei sieh diese Drücke im Bereich zwis6ii©n l_g41 kp/©o -naafl 8_f%4 kp/eia ' bewegen· Man erkennt leicht, daß di© zur Eiias1s©lliäsäg - des hier beschriebenen Ventils erforderliche Kraft wes©mtllsla geringer ist. Di® erforderlichen geringeren Kräfte h.a"a®m aaeti zur F@lge, daß die neuartige Vorrichtung von Kindern geaamsegmt wie von älteren oder schwachen Leuten leicht bedient w@rd®n kann. Dies stellt eine wesentliche Verbesserung gegenüber üen herkömmlichen Vorrichtungen dieser Art dar·

Fig. 10 zeigt zwei Kurven, di© ©la herkömmliches Ventil mit dem erfindungsgemäßen Ventil hiEsisirtlieh der Durchflußmenge (in Liter pro Minute) bei unterschiedlichen Winkeldrehungen des Handgriffs HN des Ventils aus seiner *Aus^M-Stellung vergleichen« Man erkennt, daß das neuartige Ventil Ibeba öffnen und Durchflußbeginn Wasser in einer Menge abgibt, Sie zunächst in einem sehr viel geringeren Maße zunimmt (siehe gestrichelte Kurve), wobei jedoch die Mengenzunahme sehr viel rascher ansteigt, wenn sich der Drehwinkel vergrößert» Somit wird also eine feinere Steuerung bei kleineren Durohflußmengen erreicht. Dadurch kann der Β·-κ nutzer leichter kleiner· Wassermengen bzw. Strömungsgeschwindigkeiten einstellen bzw« auswählen«

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Beide Fig, 9 mid 10 machen beispielshalber die überraschenden Vorteile dee erfindungsgemäßen Ventils gegenüber den herkömmlichen Ventilkonstruktionen, wie sie bisher für Installationseinrichtungen verwendet wurden, sichtbar.

Die Scheiben DSl und DS2 sind vorzugsweise aus keramischem Aluminiumoxidmaterial hergestellt, da ein solches Material dimensionsstabil ist und seine Oberflächen durch Schleifen und Polieren in einem Ausmaß flach und glatt gemacht werden können, so daß keine Flüssigkeit zwischen den aneinandergrenzenden Oberflächen hindurchlaufen kann« Um zwischen den aneinandergrenzenden Oberflächen die gewünschte Dichtung herzustellen, sollte ein bestimmter minimaler Kontaktdruck aufrechterhalten werden, der die Oberflächen selbst dann in stetiger Anlage aneinander hält, wenn die eine der Scheiben über die Oberfläche der anderen gleitete Der Kontaktdruck wird durch Federn erzeugt«

Um die gewünschte Dichtung zu bewirken_s sind die Dichtungsringe SRi und SR2 länger ausgebildet als die Höhe der Öffnungen COl und G02 innerhalb der Kappe CP groß ist, die die Ringe trägt (siehe Fig. l), so daß die oberen Teile der Ringe SRI und SR2 in die vergrößerten Hohlräume CBl bzw. CB2 der stationären Scheibe DS2 hineinragen· Aufgrund ihrer Länge werden die Ringe SRI und SR2, wie bereits erwähnt, zusammengepreßt, wodurch eine kontinuierliche, aufwärts gerichtete Kraft auf die Scheibe DS2 ausgeübt wird. Die Aufwärtskraft hält die beiden Scheiben zusammen·

Die Dichtung der zueinanlerpassenden Oberflächen der Scheiben DSl und DS 2 bleibt kontinuierlich wirksam und ist tatsächlich unabhängig von dem Druck des eintretenden Wassers, so hoch oder tief er auch sein mag« Aufgrund des niedrigen Reibungskoeffizienten zwischen den Scheiben DSl und DS2 und aufgrund der Tatsache, daß ein Teflon-Ring VS2 vorhanden ist, bleibt die Höhe der zur Betätigung des Ventils erforderlichen

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Drehkraft ziemlich gering₉ tind war selbst -OaEUa₉ wenn der Wasserdruck relativ hoch ist«,

Aufgrund der Dimensicmsstabilität der keraeisohen Aluminium—

oxidscheiben läßt sich der Handgriff MN zu verschiedenen Zeiten in eine gewünschte Stellung bew@g@a₉ und die durch das Ventil strömende Wassermenge bleibt unabhängig von T®Mperaturschwankungen des Wassers oder der Umgebung ©der der Groß® der zwischen den aufeinanderfolgenden Ventilbetätigungezi liegsmflen Zeitintervalle unverändert· Das Ventil kann daher rasela jederzeit in eine Stellung gebracht werden, die ©iner gowiisasehten Strömungsmenge entspricht· Das Ventil kann also schnell wnü leicht auf eine gewünschte Strömungsmenge eingestellt werden«

Da die Keramikscheiben DSl und DS2 härter sind als Sand und andere in den Wasserleitungssystemen vorhandene Fremdmaterialien_$ bleiben die Oberflächen der Scheiben glatt und werden durch Fremdteilchen nicht zerkratzt, wodurch ihre Dich— tungswirkung und der Zustand des Nichttropfens über längere Zeiträume aufrechterhalten bleiben,, Sie enge Berührung zwischen den flachen, hochpoliertmOberflächen verhindert, daß Fremteilchen die miteinander in Berührung stehenden Oberflächen erreichenc

Das Ventilgehäuse CTG ist in sich abgeschlossen, bildet also eine Einheit, die leicht von dem Benutzer des Hahns ausgetauscht werden kann, ohne daß er dabei auf die schwierigen Probleme trifft, denen er sich gewöhnlich bei der Reparatur eines herkömmlichen Hahns gegenüberstellt. Nach dem Austausch des Gehäuses läßt sich der Hahn sofort wieder benutzen,,

Die Scheiben DSl und DS2 bestehen^ wie oben aufgeführt, aus keramischen Aluminiumoxidmaterialien«, Solche Materialien werden für die Scheiben bevorzugt· Die Scheiben lassen sich leicht in größeren Stückzahlen und zu relativ niedrigen Kosten

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aus diesen Materialien herstellen, und ihre Formen können ohne weiteres präzisen Dimensionen Rechnung tragen. Solche Materialien lassen sich hochglänzend polieren, un dadurch leicht gleitende Oberflächen zu erzeugen, die nur minimale Widerstände hervorrufen. Bei einer solchen polierten Oberfläche wird Leckage von Wasser zwischen den benachbarten Scheiben im wesentlichen vollständig ausgeschlossen. Es können jedoch auch andere harte Materialien anstelle von keramischen Aluminiumoxiden Verwendung finden. So können beispielsweise Metalle, wie Messing oder Bronze oder rostfreier Stahl für die Scheiben benutzt werden, wobei jedoch solche harte Metalle die Herstellungskosten erhöhen und darüberhinaus nicht diese Härte und diesen Schutz gegen von dem Wasser mittransportierte Sandteilchen bieten.

In der USA-Patentschrift 3 009 679 ist eine Ventilkonstruktion beschrieben, bei der u.a. ein Ventilsitz aus einer Graphitverbindung verwendet wird, der auf einem Wassereintrittskanal angeordnet ist. Rund um den Umfang des Ventilsitzes befindet sich ein O-Ring zur Abdichtung des Ventilsitzes gegen den Eintrittskanal· Des weiteren ist ein harter Ventilkörper auf dem Ventilsitz drehbar gelagert und an einem drehbaren Ventilzapfen befestigt, und eine Feder sitzt auf einer Schulter innerhalb des Eintrittskanals und drückt den Boden des Ventilsitzes gegen den Ventiikörper. Der Ventilkörper enthält eine exzentrische Öffnung, die mit einer anderen im Ventilsitz befindlichen Öffnung fluchtend ausgerichtet werden kann. Durch Drehen des Ventilzapfens werden die öffnungen miteinander in oder außer Fluchtungslage gebracht, um dadurch die durch das Ventil strömende Wassermenge zu steuern. Diese Konstruktion mit ihren O-Ringen, ihren Durchgangsöffnungen in dem benachbarten Ventilsitz und Ventilkörper sowie ihrer Druckfeder ist jedoch wesentlich komplizierter aufgebaut als das erfindungsgemäfl· Ventil und läßt sich auch nur mit erheblich höheren Kosten herstellen und auch warten sowie betätigen als das Gehäuseventil der hier beschriebenen Art.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE

IJ Absperrsteuerhahnventil zur Steuerung des zwischen einer ersten und einer zweiten mit dem Ventil verbunden Leitung stattfindenden Flüssigkeitsstroms, gekennzeichnet durch erste und zweite keramische Scheiben (DSl₅ DS2), öle einander berühren, so daß sie eine gemeinsame Grenzfläche aufweisen, wobei die erste Scheibe (DS2) mit zwei Öffnungen (BOl, D02) versehen ist, die sich durch die Scheibe hindurcherstrecken und mit der ersten bzw. der zweiten Leitung verbunden sind, und die zweite Scheibe (DSl) einen länglichen Hohlraum (STP) an der gemeinsamen Grenzfläche aufweist, der sojlang und tief ist₈ daß er zwischen den beiden Öffnungen die einzige Verbindung bildet«, ferner durch eine Vorrichtung (ST) zum Drehen der zweiten Sefeeitoe (DSi) um eine Achse lotrecht zu der gemeinsamen- S-r©azfiä©li©₂ ©fea® daß dadurch die erste Scheibe (DSl) gedreht wird insel ®6ia© teß der Abstand zwischen den beiden Scheiben g®äm&mrt WIrO₉ raiüfi «tarch eine Einrichtung (ED, RS₁ GP)_s«lie «ti© h@±&@n "SoSieiben (BS1_S DS2) an der Grenzfläche während aller Dru@kä&cleningex& der eintretenden Flüssigkeit und während aller Brelabewegtaagesa der zweiten Scheibe (DSl) stetig in körperlicher Berührung hält

2₀ Steuerhahnventil nach Anspruch I₈" g©k©imzeiciBBet durch einen Drehzapfen (ST), der mechanisch an ©eine» einen Ende mit der zweiten Scheibe (BSl) gekoppelt ist, um di® Winkeldrehung der zweiten Scheibe zu steuern.

5. Steuerhahnvent il nach- Asisprusli 2_$ gekensizeiclmet durch ein Gehäuse (BD), das die erste und Si© zweite Scheibe (DS2, DSi) sowie das untere Segment (SS) des S@b£@bs (ST) umschließt, eine in die öffnungen (DOl, DOS) der ersten S©fe@Ife® (BS2) eingesetzte Elastomereinrichtung (SRl₉ SE2)_f äarsKä Länge ausreicht,

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um auf die erste Scheibe Druck auszuüben und dadurch diese Scheibe mit der zweiten Scheibe an der Grenzfläche in Berührung zu halten, und durch eine Kappe (CP) zur Abstützung der Elastomereinrichtung (SRI, SR2).

4. Steuerhahnventil nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen Handgriff (HN), der mit dem oberen Segment des Zapfens (ST) verbunden ist, so daß der Zapfen von Hand drehbar ist.

5. Steuerhahnvent11 nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (SS) des Zapfens (ST) und die erste Scheibe (DS2) vorstehende Segments (SPl, SP2; PJl, PJ2) aufweisen, mit denen beide Scheiben DSl, DS2) mechanisch aneinanderkuppelbar sind und die Winkeldrehung des Zapfens (ST) begrenzbar ist. *

6. Steuerhahnventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Scheibe (DS2, DSl) massiv und übereinandergesetzt sind, so daß sie in stetiger Berührung miteinander stehen, daß die erste in der ersten Scheibe (DS2) befindliche Öffnung (DOl) zur Flüssigkeitsaufnahme und die zweite öffnung (D02) in dieser Scheibe zur Flüssigkeitsabgabe dient, daß die zweite Scheibe (DSl) stationär gehalten wird und in ihrem Hohlraum (STP) keine Öffnung aufweist, daß der Hohlraum der zweiten Scheibe mit den Öffnungen beider Scheiben in Strömungsverbindung steht, und daß der Zapfen (ST), der an seinem einen Ende mit der zweiten Scheibe (DSl) mechanisch verbunden ist, zur Steuerung der Winkeldrehung dieser zweiten Scheibe auf der Oberfläche der ersten Scheibe dient, ohne daß dabei der Abstand zwischen den beiden Scheiben sich verändert, so daß durch Drehen der zweiten Scheibe (DSl) aufgrund einer Drehbewegung des Zapfens (ST) das Flüssigkeitsvolumen, das von der ersten Öffnung (DOl) durch den Hohlraum (STP) abgegeben wird und durch die zweite Öffnung (D02) ausströmt, steuerbar ist»

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7. Steuerhahnventil nach Ansprach 6₉ dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (STP) der aweiten Scheibe (DSi) mehrere Stufen aufweist, um das von der den Hohlraum durchströmenden Flüssigkeit entwickelte Geräusch zu verringern.

8. Steuerhahnventil nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (SRI, SR2), mit der zwischen den beiden Scheiben (DSl, DS2) ein durch sin Elaatomeraaaterial entwickelter Druck aufrechterhalten wird, um diese beiden Scheiben während der Drehbewegung des Zapfens (ST) in stetiger Berührung zu halten.

9· Steuerhahnventil nach Anspruch S₅ gekennzeichnet"durch ein Gehäuse (BD), das den Zapfen (ST) und die beiden Scheiben (DSl, DS2) aufnimmt und umschließt und eine Vorrichtung (GPl, GP2) aufweist, mit der die erste Scheibe (DS2) kontinuierlich gegen Drehbewegung feststeilbar ist.

1Oo Steuerhahnventil nach Anspruch S₉ dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben¹ (DSl, DS2) aus keramischem Aliminiumoxidmaterial bestehen.

11· Steuerhahnventil nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch einen zwischen dem Zapfen (ST) und dem Gehäuse (BD) eingefügten Druckring (WS2), der einen geringen Reibungskoeffizienten aufweist.

12. Steuerhahnventil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (ST) um sein® Achse drehbar, jedoch nicht längs seiner Achse beweglich ist, und daß die zweite Scheibe (DSl) drehbar und über die Oberfläche der ersten Scheibe (DS2) so bewegbar ist, daß der Hohlraum (STP) zwischen den beiden Öffnungen (DOi, D02) der ersten Scheibe (DS2) anordbar ist, um dadurch die durch das Ventil hindurchströmende Flüssigkeitsmenge einzustellen.

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13· Steuerhahnventil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Elastomereinrichtung (SRI, SR2) aus ersten und zweiten zylindrischen Einheiten besteht, deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser der Öffnungen (DOl, D02) der ersten Scheibe (DS2), und die koaxial in der ersten bzw, zweiten Öffnung angeordnet sind und durch ihre Länge zwischen der Kappe (CP) und der ersten Scheibe (DS2) einen stetigen Druck ausüben.

14« Steuerhahnventil nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (STP) der drehbaren zweiten Scheibe (DSl) mit den beiden öffnungen (DOl, D02) der stationären ersten Scheibe (DS2) in veränderliche und einstellbare Fluchtungslage bringbar ist und durch axiales Drehen des Zapfens (ST) aus dieser Flüchtlings lage mit den beiden öffnungen wieder entfernbar ist, wodurch der Hohlraum (STP) eine Verbindung zwischen den beiden öffnungen herstellen kann, um dadurch den Flüssigkeitsdurchfluß durch die genannten Öffnungen und zwischen ihnen zu steuern.

15. Steuerhahnventil nach einem der Ansprüche 1 bis 14, mit zwei Leitungen, die an die beiden öffnungen (DOl, D02) der stationären Scheibe (DS2) angeschlossen sind, wobei die eine öffnung mit unter Druck stehendem Wasser versorgt wird, und die andere öffnung dieses von der ersten öffnung über den Hohlraum (STP) der drehbaren Scheibe (DSl) empfangene Wasser abgibt, wobei die Vorrichtung, die die beiden Soheiben in stetiger Berührung aneinanderhält, mit Mitteln (GN, BN₉ XSS) versehen ist, die die drehbare Scheibe (DSl) gegen alle Bewegungen außer Drehbewegungen sperrt·

16. Steuerhahnventil nach Anspruch 15» gekennzeichnet durch eine Einrichtung (GPl, GP2) zur Begrenzung der Winkeldrehung des Zapfens (ST) und der drehbaren Scheibe (DSl), die mit auf

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dem Zapfen befindlichen Vorsprängen (SFl₉ SP2) versehen ist sowie entsprechenden Krümmung@h (PJi, PJ2) am Bande der stationären Scheibe (DS2)«,

17· Steuerhahnventil nach einem der Anspruch® 1 his l6, dadurch gekennzeichnet! daß das Gehäuse (bn)$ das den Boden (SS) des Zapfens (ST) sowie die beiden Scheiben (DSi, DS2) umschließt, eine entfernbare Hülse für das Ventil bildet.

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