DE2349772A1

DE2349772A1 - Absperrorgan

Info

Publication number: DE2349772A1
Application number: DE19732349772
Authority: DE
Inventors: Richard G Parkison
Original assignee: American Standard Inc
Current assignee: Trane US Inc
Priority date: 1973-02-26
Filing date: 1973-10-03
Publication date: 1974-08-29
Also published as: FR2219350B1; PH9526A; JPS5843635B2; JPS50421A; BR7310029D0; CA998035A; FR2219350A1; DE2349772C2

Description

uie bri'iiiuiuig betrifft Ausperrorgane für

perrhüime von

Küeiienspüleii oaer huscliüeoiven und üerKleiohen, durcii die eniv.eiiei- warmwasser oder Kaltwasser solchen hahn en auf Uhrbar ist, so daß dann, wenn zwei derartige /Lusperrox'gane verwendet werdei.·, die getrennt zugeführten Warm- und Kaltwasserströme aul' herkbintiiliche Weise dureii denjenigen gemischt werden können, der die Hähne betätigt, woraufhin das gemischte Vasser aus der Zapfstelle, also dem Wasserhahn, austritt.

Erfinüungsgemäiä soll nun ein verbessertes Absperrorgan geschaffen werden, das eine verhältnismäßig kleine Patrone oder iiUibe enthalt, die in ihren Uetriebseigenschaften nicht nur, was die iiiinfuchheit üea betriebes und der Wartung anbelangt, sondern auch hinsichtlich ihrer Lebensdauer dem herkömmlichen Typ des Absperrorgan fur ein Spül- oder v.asch-

-z-

409835/0252

Patentanwälte Dipl.-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirfsch.-ing. Axel Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann

becken weit überlegen ist, bei dem ein senkrecht bewegliches, gunimiähnliches Unterlegscheioeneleraent über einem stationären Ventilsitz angeordnet ist und sich in. De zug auf diesen Sitz hin- und herbewegen lässt. Diesel- absperrorgan (yp wird seit ■Jahrzehnten in herkömmlichen zähnen für Ins tullu ι ionsarttkituren zur Steuerung des ivasseriltisses in das Sr-lü« ouer Vicischbecken verwende t.

Das erfindiiiiiiLU'etiuiiie .!.bsperrorsan i/eist nun ein iaur h<..rt. e, glätte, ilueue, laugletji-ue keramische Kont£ikti örniii· oder -sufieiben auf, von denen die eine standig stationär ist. und vollständig leb liiert, also bewegungslos ist, wahrend ui.^ ander keraruikscheibe auer einen begrenzten '■■., j.n>;u L'ierei cn utn ihre I-iitte oder Achse drehbar ist, sich .jedoch nicht: Uimis dieser a.eiise bewegen lässt, sü unü beide Scheuen stanui^ mi teinandei" in Uei'lihrmig stehen. Lines der .üerkuiaI^ dex oeiden kerumikscheiben ist, daB sie beide mit einer gleichen .u;·' il Durchganasöiinungen versehen sind, und zwar vor/u»sweise nut mehreren Durehgangsöflnungen, beispielsweise drei uder viex·, die alle in axialer Richtung miteinander fluchten. Wenn die Öffnungen der beiden Scheiben vollständig außer 1 Luchtuniislage sind wird der tvasserdurchf iuss durch die hin tereinanderliegenden öffnungen vollständig gesperrt. Wenn anderer nts die Öffnungen in den beiden Scheiben vollständig »titeii ander fluchten, dann ergibt sich für den WasserdurchfIuhs durch die hintereinander, also fluchtend angeordneten öil'nungen ein Maximum. Der Durchfluss lässt sich auf einen beliebigen Zwischenwert einstellen, und zwar durch bloiies Drehen der drehbaren Scheibe mit der Hand.

Beide Keramikscheiben weisen erfindungsgemäß eine gemeinsame Mittelöffnung auf, durch die sich ein Drehzapfen hindureherstreckt, der von Hand drehbar ist, um die (iröße des Durchflusses durch das Absperrorgan einzustellen. Funktions-

409835/0252

BAD ORIGINAL τ

weise und Aufbau des Drehzapfens sind, wie noch erläutert wird, so getroffen, daß die untere Scheibe gedreht werden kann, ohne daß sich dadurch die Lage der oberen Scheibe ändert, und daß sich die untere Scheibe über einen Winkel dreht, der immer der Winkel drehung des Drehzapfens entspricht. Die beiden Scheiben sind jederzeit axial fluchtend ausgerichtet, während der Drehzapfen innerhalb bestimmter Grenzen jeden beliebigen Drehwinkel einnehmen kann.

Desweiteren ist darauf hinzuweisen, daß das untere Ende des Drehzapfeiis mit einem Mitnehmer oder anderen Vorsprung versehen ist, der sich mechanisch mit einem Drehkreuz verbinden lässt, das mit Armen versehen ist, die wit den Umfangszonen der unteren, drehbaren Keramikscheibe in festem Eingriff stehen. Der Mitnehmer passt in eine in dem Drehkreuz vorhandene Öffnung hinein, die so geformt ist, daß sie der Quersehnittskcnfiguration des Mitnehmers entspricht, so daß der Mitnehmer aufgespießt wird, wodurch das Drehkreuz mit dem unteren Teil des Drehzapfens fest verbunden wird. Demzufolge wird durch jede Drehbewegung des Drehzapfens nicht nur der Mitnehmer über einen entsprechenden Winkelbereich mitgedreht, wodurch das Drehkreuz eine ähnliche Winkelverschiebung erleidet, sondern die untere keramische Scheibe wird auch in axialer Richtung über einen gleichen Winkelbereich verschoben, um dadurch eine entsprechende Änderung der Relativlage der Öffnungen der unteren Keramikscheibe in Bezug auf die Öffnungen in der oberen, feststehenden Keramikscheibe herbeizuführen. Somit werden durch bloßes Drehen des Drehzapfens das Drehkreuz und die untere Keramikscheibe über einen Drehwinkel verschoben, der der Drehung des Drehzapfens entspricht, wodurch sich die Durchflussmenge durch die hintereinanderliegenden Öffnungen der beiden Scheiben in der gewünschten Weise ändert, ohne daß die Scheiben als solche voneinander getrennt werden.

409835/0252

wmm It ^

Ein weiteres Kennzeichen der erfindimgsgeraäßen Vorrichtung ist in der Verwendung eines Drehkreuzes am unteren Ende des Drehzapfens zu sehen, der die beiden Keramikscheiben trägt. Dieses Drehkreuz besteht aus Federmetall, so beispielsweise rostfreiem Stahl oder Phospherbronze, so daß das Drehkreuz einen stetigen, nach oben gerichteten Druck auf die untere Scheibe ausübt, um diese mit der angrenzenden oberen Scheibe in ständiger Berührung zu halten und dadurch eine Wasserleckage zwischen den beiden Scheiben zu verhindern. Die Oberflächen der Scheiben, die in ständiger Berührung stehen, sind hart und sehr flach und erhalten eine wasserdichte Abdiehkmg aufrecht, indem zwischen den flachen, benachbarten Kontaktflächen eine kontinuierliche Adhäsion vorhanden ist. Die Glätte der Oberflächen dieser Scheiben beschränkt die Reibung bzw, den Reibungswiderstand zwischen diesen Scheiben auf ein Mindestmaß.

Ferner ist erfindungsgemäß daraufhinzuweisen, daß sich an den geöffneten oder Wasserkanälen jeder Scheibe keine Gumtniteile oder andere Elastomerteile befinden. Da somit die ganzen Strömungswege von keramischen Oberflächen umgeben sind, tritt keine Dehnung oder Kontraktion irgendwelcher Elastomerkörper aufgrund von Temperatur oder anderen Einflußgrößen auf. Bekanntermaßen sind derartige Elastomerkörper so beschaffen, daß sie sich beim Ansteigen der "wassertemperatur oder auch sonst rasch ausdehnen und andererseits entsprechend zusammenziehen, sobald die Temperatur abfällt. Alle derartigen Temperaturänderungen bringen notwendigerweise eine beträchtliche, unerwartete und auch unerwünschte Änderung der Wasserdurchflussmenge bzw. -geschwindigkeit mit sich. Solche Änderungen sind aber in vielen Fällen Anlass für auftretende Schwierigkeiten. Eine solche nachteilige Betriebsweise wird durch deu ErfindungsVorschlag vollständig beseitigt.

£09835/0252 _ ₅ _

Desweiteren ist der Drehzapfen des erfindungsgemäßen Absperrorgans ein sogenannter nicht aufsteigender Körper und dient dazu, jede senkrechte Verschiebung der beiden Keramikseheiben zu verhindern, denn die unveränderliche senkrechte Lage diesel" Scheiben ist, wie ofo<sn bereits ausgeführt, von wesentlicher Bedeutung für den Betrieb des erfindungsgemäßen Absperrorgans. Es ist deshalb auch kein Zapfengewindespiel vorhanden, das bei den herkömmlichen Absperrhähnen auftritt und zu Schwierigkeiten bei der Beibehaltung konstanter, gewählter Yv'assermengen führt, die den Hahn durchströmen.

Jede der beiden erfindungsgemäßen Keramikscheiben ist mit mehreren Öffnungen oder Durchgangskanälen versehen, beispielsweise mit drei solchen Kanälen. Somit wird der den Hahn durchquerende Wasserfluss beispielsweise in drei Öffnungsströmungen unterteilt. Durch Verwendung mehrerer Öffnungen bzw. Kanäle dieser Art lässt sich ein ruhiger Betrieb erreichen, ohne daß die gewählte, gesamte Wasserdurchflussmenge vergrößert wird.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgegen-Standes lassen sich zwei oder mehr Siebe koaxial um den Drehzapfen herum anordnen und zwischen die obere Keramikseheibe und die Ausgußschnepfe legen, durch die das eintretende Wasser ausströmen soll. Durch Benutzung dieser Siebe wird der Geräuschpegel, der den meisten herkömmlichen Absperrnieehanismen eigen ist, erheblich gesenkt. Desweiteren sind diese Siebe so angeordnet, daß sie sich selbst reinigen, wobei jedoch für den Fall, daß sie dennoch verstopfen sollten, ein anderer Wasserströmungsweg vorgesehen ist, so daß der Wasserfluss' nicht blockiert wird.

Schließlich ist noch daraufhinzuweisen, daß das erfindungs-

409835/0252

— ο —

gersäße Absperrorgan, das den Drehzapfen, die Keramikseheiben und das Drehkreuz aufweist, in einem Gehäusekörper sitzt, der eine im wesentlichen selbstständige Kassettenhülse oder Patrone bildet. Die Patrone wird im Herstellerwerk zusammengebaut und als eine Einheit verkauft irad befördert. Sie läßt sich schnell und leicht an dem Spül-öler Waschbecken oder einer anderen Armatur installieren und genau so schnell und leicht zu Reparatur- oder Altstauschzwecken entfernen.

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

Fig. 1 eine auseinandergezogene Darstellung des Aufbaus der Einzelteile innerhalb einer Patrone zusammen mit der die Patrone umgebenden Gewindeiiülse,

Fig. 2 eine Teilquerschnittsansicht der Vorrichtung, verwendet für einen Absperrhahn, der mit Warm- und Kaltwasserabsperrorganen versehen ist, wobei die wesentlichen Einzelteile des Absperrorgans dargestellt sind,

Fig. 3 eine längsgesehnittene Vorderansicht der Absperrhahnkonstruktion,

Fig. 4 eine Draufsicht längs der Linie a-a in Fig. 3, die die Unterseite der unteren oder drehbaren Keramikscheibe zeigt,

Fig. 5 eine Draufsicht längs der Linie b-b in Fig. 3-die die Oberseite der oberen oder stationären Scheibe darstellt,

409835/0252 - 7 -

Fig. 6 eine Unteransicht der bieden Keramikscheiben, wenn diese sich in ihrer vollständig geöffneten Stellung befinden,

Fig. 7 eine ähnliche Unteransicht der Relativlagen der beiden Keramikscheiben, wenn diese sich in ihrer teilweise geöffneten Stellung befinden, und

Fig. 8 eine entsprechende Ansicht der beiden Keramikscheiben in ihrer vollständig geschlossenen Stellung.

In den Fig. 1, 2 und k ist der Drehzapfen ST als länglicher, senkrechter Körper dargestellt, der vier Hauptsegmente aufweist, nämlich ein Segment STl, das denjenigen Abschnitt bildet, um den die obere Scheibe UD und die untere Scheibe LD angeordnet sind, ferner Segmente ST2 und ST3_? um die der Ventilkörper VB angeordnet ist, und schließlich einen Mitnehmer TG am Boden des Drehzapfens ST, der als Vorsprung an dem unteren Ende des Segments STl des Drehzapfens ST ausgebildet ist. Die Oberseite der unteren Scheibe LD und die Unterseite der oberen Seite UD sind beide hochglanzpoliert und sehr flach und stehen ständig miteinander in inniger Berührung, d.h. während jeder Betriebsphase des Absperrorganmechanismus. Der Oberflächenkontakt zwischen den beiden Scheiben UD und LD ist so eng, daß er jegliches Durchsickern von Wasser zwischen den Scheiben tatsächlich verhindert. Die Unterseite der unteren Seheibe LD hat drei UmfangsVertiefungen LDl, LD2 und LD3, in die drei nach oben greifende Arme SPl, SP2 und SP3 des Drehkreuzes SP eingreifen. Das Drehkreuz SP weist außerdem eine etwas verlängerte zentrale Öffnung SPO zur Aufnahme des Mitnehmers TG des Drehzapfens ST auf, so daß der Mitnehmer TG in die Öffnung eingreift, um dadurch das Drehkreuz SP mit dem Drehzapfen ST zu ver-

409835/0252

— a ■—

riegeln, woraufhin das Drehkreuz und der Di-ehzapfen sieh zusammen als einteiliges Gebilde bewegen.

Ein zylindrischer· Gummi— oder Elastomerdichtungsring SR ist zwischen einer Gegenbohrimgsfläche SPP im Drehkreuz SP und der Unterseite der Scheibe L-D angeordnet, wie den Fig. 1, 2 und 3 entnommen werden kann. Dieser Dichtungsring SR verhindert Wasserleefcage durch die Mittelöffnungen der Scheiben LD und UD, so daß kein Wasser aus der mit Gewinde versehenen Wasserleitung TP durch die Räume zwischen den Scheiben LD und UD und dem Drehzapfen ST nach oben strömen kann.

Eine äußere Gewindehülse TS steht mit aeni inneren Gewindesegment des Absperrhahnkörpers FB in Verbindung, wie aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist. Der Absperrorgankörper VB sitzt fest auf dem oberen Rand der Hülse TS₅ wodurch die Abwärtsbewegung des Absperrorgankörpers VB begrenzt wird. Ein Schenkel VBL des Körpers VB (siehe Fig. i) sitzt in einer Kerbe NT, die sich in der Gewindehülse TS befindet, um dadurch die Patrone im Körper VB auszurichten und drehfest zu befestigen. Eine Kappenmutter GN, die mit Innengewinde versehen ist, steht mit dem oberen Außengewindeseg— ment der Hülse TS in Eingriff, Wenn die Kappennmtter GN fest auf der Hülse TS aufgeschraubt ist, hält sie den Körper VB in einer konstanten, unbeweglichen Lage im Absperrhahnkörper FB, Der Körper VB kann als Patrone betrachtet werden, die verschiedene Elemente beherbergt, zu denen die Scheiten LD und UD gehören.

Ein O-Eing ORl ist in dem Raum rund um den Außenumfang der oberen Scheibe UD angeordnet und befindet sich somit zwischen der oberen Umfangsflache der unteren Scheibe LD, 3eui unteren

- 9 £09835/0252

waagerechten Umfangssegment des Absperrorgankörpers VB und der inneren senkrechten Hand des Absperrhahnkörpers FB₉ wie dies in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist. Der O-Ring ORi dient zur Verhinderung einer Wasserleckage in den Afosperrhahnkörper PB hinein, und zwar über den sehr kleinen Eingraum zwischen dem Außenrand des Körpers VB und der benachbarten Innenwand des Absperrhahnkörpers PB.

Ein weiterer O-Ring 0R2 umgibt die zylindrische Wandung des Segments STi des Drehzapfens- ST. Der O-Ring 0R2 befindet sich in der Nähe des oberen Endes des Segßients STl, im eine Wasserleckage über üen sehr kleinen Raum zwischen der äußeren zylindrischen Wand des benachbarten Drehzapfensegraents ST2 und der benachbarten inneren zylindrischen Wan dl des Absperrorgankörpers VB nach obenzu zu verhindern.

Noch ein anderer O-Ring OR3₅ der größte der verschiedenen O-Binge,, ist in einer äußeren Umfangsnut der Außenwand des Absperrorgankörpers VB angeordnet, wie aus den Fig. 1,

2 und 3 ersichtlich ist. Dieser O-Ring dient zur Verhinderung von Wasserleckage durch den sehr kleinen Umfangsraum- oder spalt zwischen dem Außenrand des Absperrorgankörpers VS irad der benachbarten Innenwand der Hülse TS.

Auf dem Körper VB befinden sich, wie in Pig. I ganz allgemein gezeigt, Bedienungsanschläge HS. Diese Anschläge HS arbeiten mit dazu passenden Vorsprüngen oder Stegen zusammen, die nicht dargestellt sind und sich im Handgriff EH befinden, um auf diese Weise die Drehbewegung des Handgriffs HN in dem erforderliehen Maße zu beschränken.

Falls erwünscht lassen sich über der oberen Schetoe UD zwei gleiche Siebe SGi und SC2 anordnen, wie aus den Fig. 1, 2,

3 ersichtlich ist, die dann in dem Halsteil VB2 des Absperr-

409835/0252 - io -

organkörpers V3 gehalten werden können. Die Siebe SCl und SC2 feefinden sich in dem Aiifwärtsstrompfad,der zn dem Ausflussmund stück SPT führt, so daß sie wie ein Puffer für Wasser wirken, das durch fiie öffnungen der oberen Scheibe UD ausgetragen wird und zum Ausflussmundstück SPT des Absperrhahnkörpers PB gelangt. Die Siefcs SGl und SC2 toestehen vorzugsweise aus rostfreiem Stahl unö verringern das Geräusch, das sonst durch das schnell den Hahnmechanis— mus durchströmende Wasser entstellt,

Ein geeigneter Handgriff EIT ivirc an uem oberer. Segment SG des Drehzapfens ST durch einen G-ewindesehraubenkörper SM befestigt, wie aus Pig. 2 ersichtlich ist. Der Handgriff HR lässt sich in der einen Richtung drehen, um dadurch den Absperrhahn zu öffnen, sobald eintretendes, unter Druck stehendes Wasser aus dem Leitungsrohr TP aufwärts und durch die Öffnungen der hintereinander angeordneten Scheiben LD und UD sowie gegen die Siebe SCi und SC2 und durch diese hindurch zu dem Ausflussmundstuck SPT strömen soll, und zwar über die in dem Absperrhahnkörper FB vorhandene Öffnungj wie dies allgemein durch die in Fig. 2 gezeigten Pfeile angedeutet ist. Wenn der Handgriff KN in der entgegengesetzten Richtung gedreht wird, dann verkleinert sich der Durchfluss, und wenn dann der Handgriff in der selben Richtung weitergedreht wird, und awar so reit wie möglieh, dann wird der Wasserstrom vollständig abgesperrt.

Wie aus den Fig. 1 und 5 hervorgeht, weist die obere Scheibe UD drei im wesentlichen gleiche, kreisrunde, zylindrische Öffnungen oder Kanäle UDi, ÜD2 und UD3 auf, deren Achsen um 120° in Bezug auf den Mittelpunkt der Scheibe UD nebeneinanderliegen. Die obere Scheibe UD hat drei Umfangseinkerbungen UDIl, UD12 und UD13, die sich in der Oberseite der Seheibe UD

- 11 -

409835/0252

befinden und entsprechende Vorsprünge oder Nocken VBl₉ YB2 und VB3 aufnehmen, die sich von der Innenwand dss Absperr— hankörpers VB aus nach innen erstrecken. Diese Vorsprünge oder Nocken dienen dazu, die obere Scheibe UD am Drehen Ih jede Richtung um das Drehzapfensegment STl zu hindern. Semit wird die obere Scheibe UD nicht nur gegen Drehbewegungen um den Drehzapfen ST gesichert und in ihrer Lage arretiert, sondern auch gegen senkrechte oder translatoriscbe Bewegungen entlang der Achse des Drehzapfens ST gesichert,

Die untere drehbare Scheibe LD weist bei der liier dargestellten Ausführungsform drei Öffnungen oder Kanäle LDIl, LD12 und LD13 auf, die alle im wesentlichen eine elliptische Umrissform haben, wie aus Fig. 4 ersichtlich ist. Die Mittellinien, die den Achsen der Öffnungen LDIl, LD12 und LD13 parallel laufen, sind in Bezug auf die Mittelachse der Scheibe LD um annähernd 120° versetzt nebeneinander angeordnet. Biese Mittellinien fluchten mit den Achsen der drei zylindrischen Öffnungen UDl, ÜD2 und UD3 der oberen Scheibe* UD, wie aus Fig. 6 hervorgeht, wenn der Absperrhahn vollständig geöffnet ist. Der Zusammenhang zwischen den Kanälen bzw. Öffnungen beider Scheiben LD und UD wird später erläutert.

Wie bereits erwähnt worden ist, wird der Mitnehmer TG des unteren Segments STl des Drehzapfens ST in der Öffnung SPO des Drehkreuzes SP gehalten, und die Drehkreuzarme SPi, SP2, SP3 des Drehkreuzes SP werden in den Umfangskerben LDi, LD2 und LD3 der unteren Scheibe LD gehalten, wobei sich diese Scheibe über einen Winkel dreht, der der Drehung des Drehkreuzes SP entspricht. Wenn also der Handgriff HKi des Absperrhahns in der einen Richtung gedreht wird, dann wird das Drehkreuz SP in der—selben Richtung über einen entsprechenden Winkel um die Mittellinie des Drehzapfens ST gedreht und nimmt dabei die untere Scheibe LD über eine ent—

409835/0252

- 12 -

234977

sprechende Vinke!drehung mit, Während üer ganzen Drehbewegung der unteren Seheibe LD bleibt die obere Scheibe UD in ihrer fixen oder, stationären Lage unbeweglich. Die einander berührenden Oberflächen zwischen den beiden Scheiben sind so fein geschliffen, daß eine nur geringe Reibungskraft entsteht, die der Drehbewegung Widerstand entgegensetzt, wenn der Absperrhahnhandgriff HN durch den Benutzer bedient wird. Man kann dabei die Überlegung anstellen, daß solche Materialien, wenn sie flach und fein geschliffen sind, sich durch molekulare Adhäsionskräfte gegenseitig anziehen, wobei diese Adhäsionskraft jedoch der Drehbewegung der unteren Scheibe in Bezug auf die obere Scheibe keinen Widerstand entgegensetzt oder diese Drehbewegung in anderer weise behindert. In ähnlicher Weise bewirkt die Drehbewegung des Drehkreuzes SP, das mechanisch direkt mit dem Drehzapfen ST über dem Mitnehmer TG und die Arme SPl, SP2 und SP3 am Boden des Drehkreuzes SP verbunden ist,sobald der Handgriff HN in der entgegengesetzten Richtung gedreht wird, daß sich die untere Scheibe LD in der entgegengesetzten Richtung dreht, ohne dadurch in irgendeiner Weise die stationäre Lage der oberen Scheibe UD zu verändern oder auf andere Weise zu beeinträchtigen.

Die beiden Seheiben LD und UD sind in Fig. 8 in ihrer vollständig geschlossenen Lage dargestellt, in der sie den Wasserdurchfluss von der Eintrittsrohrleitung TP zum Ausflussmundstück SPT des Absperrhahnkörpers FB unterbrechen. Sobald jedoch der Handgriff SN in einer Richtung gedreht wird, die zum Öffnen des Äbsperrhahns führt, dann überlappen sich die ellyptisehen Öffnungen LD Ii, LD12 und LD13 der unteren Seheibe LD mehr oder weniger siit den Öffnungen UDl, UD2 und UD 3 der oberen Scheibe UD, woöui^eli der Wasserdurchfluss durch die hintereinandergeschalteten öffnungen oder Kanäle der beiden Scheiben allmählich zunimmt.

-409835/0252 -13-

Pig. 7 zeigt die Relativlage der Öffnungen der beiden Scheiben LD und UD, sobald der Absperrhahn beispielsweise ein viertel geöffnet ist. Fig. 6 zeigt die Öffnungslagen, wenn der Absperrhahn vollständig geöffnet ist. Der Wasserdurchfluss durch den Absperrhahn erreicht sein Maximum, sobald der Handgriff EEi so weit gedreht worden ist, daß er sich in seiner vollständig geöffneten Stellung befindet. Die ellyptiseh zylindrische Form der Öffnungen LDIl, LD12 UHd LDi5 der unteren Scheibe LD dienen dazu, ein zwangsläufiges und vollständiges Öffnen des Absperrhahns sicherzustellen _s wenn das Wasser so weit wie möglich aufgedreht werden soll, wie dies in Fig. 6 dargestellt ist, und zwar ungeachtet einer bestimmten Zeitdauer, die sich für den Benutzer einstellt, bis der Absperrhahn vollständig geöffnet iste In ähnlicher Weise sorgen, wie aus Fig. 8- hervorgeht, die ellyptisch geformten Öffnungen der unteren Scheibe LD für ein vollständiges Schließen des AbsperriiaanSy um dadurch den Wasserfluss zu unterbrechen, wobei auch hier wieder ein angemessener zeitlicher Spielraum, bedingt durch die Konstruktion für den Benutzer gegeben ist, bis der Absperrhahn geschlossen ist. Die Überlappung der öffnungen bei dem sich vollständig öffnenden Absperrhahn geht aus Fig. 6 hervor, während der Abstand der Öffnungen oder Kanäle für das sich schließende Ventil aus Fig. 8 ersichtlich ist, Zwischen-Stellungen der Öffnungen bzw. Kanäle lassen sich von der Bedienungsperson leicht wählen. Dieses konstruktive Merkmal der Überlappung der aufeinanderfolgenden Seheiben UD und LD ist neuartige

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, gehören zu dem Absperrhahnkörper FB zwei im wesentlichen identische Ventile bzw. Hähne, von denen der eine den Kaltwasserstrom zum Ausflussmundstuek SPT und der andere den Warmwasserstrom zu demselben Ausflussmundstück SPT steuert. Jeder der beiden Hähne weist dieselbe

409835/0252 - ±4 -

Patronenanordnung der Einzelteile auf, wie sie beispielsweise in Fig. 3 dargestellt ist und ie querschnitt in Fig. zu sehen ist. Einzelheiten dieser Anordnung und der Anschluß des Absperrhahns an der Grundplatte BA des Installationselementes bedürfen hier keiner weiteren Besehreibung, da sie dem Fachmann bekannt sind.

Jede dieser Scheiben weist bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform drei öffnungen auf₃ die voneinander denselben Winkelabstand von 120° aufweisen, Anstelle von drei Öffnungen lassen sich auch nur eine oder zwei Öffnungen verwenden, wobei jedoch die Anordnung mit drei Öffnungen bevorzugt wird. Grundsätzlich kann also die Anzahl der Öffnungen weniger oder mehr als drei betragen« Es wurde festgestellt; daß eine Anordnung mit drei Öffnungen in jeder Seheibe den Geräuschpegel während hoher Durchflussmengen erheblich mindert und damit zu einem verhältnismäßig ruhigen Betrieb führt.

Obgleich bei dem obigen Ausführungsbeispiel eine stationäre obere Scheibe und eine drehbare untere Scheibe Verwendung finden, läßt sich_s falls dies gewünscht ist, selbstverständlich auch die obere Scheibe drehbar machen, während dann die untere Scheibe ständig stationär gehalten wird. DarUberhinaus ist die Verwendung von zwei SiebeEj wie sie durch die Siebe SCi und SC2 im Absperrorgankörper VB dargestellt ist, nur eine zusätzliche Ausgestaltung des ErfindimgsVorschlags, also zur Lösung der gestellten Aufgabe nicht unbedingt erforderlich.

Im obigen ist ausgeführt, daß der Drehzapfen ST aus Metall, beispielsweise rostfreiem Stahl, besteht. Es leuchtet ein, daß hierfür auch jedes andere Metall oder irgendein Plastikmaterial infrage kommen kann. In gleicher Weise braucht auch der Absperrorgankörper VB nicht unbedingt aus einem nicht metallischen, formbaren Material zu bestehen, sondern kann

409835/0252

- 15 -

2343772

auch aus Metall gefertigt sein₅ beispielsweise aus rostfreiem Stahl.

409835/0252

Claims

23Λ9772

PATENTANSPRÜCHE

Absperrhahn zur Steuerung der Strömungsmenge einer aus einer ersten in eine zweite Leitung laufenden Flüssigkeit, gekennzeichnet durch erste und zweite keramische Scheiben (UD,LD), die miteinander in enger Berührung stehen, so daß sie eine gemeinsame Zwischenfläche bilden, und die mehrere Öffnungen (UDi, UD2, UD3; LDIi, LD12, LD13) aufweisen, die sich durch die Scheiben hindurch.erstrecken und in Fluehtungslage miteinander einen Flüssigkeitsdurchfluss durch die aufeinanderfolgenden Öffnungen aus der ersten Leitung (TP) in die zweite Leitung (ST) bilden und in Niehtfluchtungslage den Wasserdurchfluss anhalten, ferner durch eine Einrichtung (TG), mit der die erste Scheibe (UD) ständig stationär haltbar ist, so daß sie nicht drehbar ist, und eine weitere Vorrichtung (SP, SPl, SP2, SP3, LDl, LD2, LD3, HN), mit der die zweite Scheibe (LD) um eine lotrecht zu der Zwischenfläche angeordnete Achse drehbar ist, ohne dabei den Abstand zwischen den beiden Scheiben (UD, LD) zu verändern, wobei die Drehvorrichtung ein Drehkreuz (SP) mit mehreren Armen (SPl, SP2, SP3) aufweist, die am Umfang mit der zweiten Scheibe (LD) in Eingriff haltbar sind, so daß dann, wenn das Drehkreuz (SP) gedreht wird, die zweite Scheibe ebenfalls gedreht wird, um die Lage der in der zweiten Seheibe befindlichen Öffnungen (LDIl, LDl2, LDI3) in Bezug auf die entsprechenden Öffnungen j UD2, UD3) in der ersten Scheibe (UD) zu verändern.

2. Absperrhahn nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mehrere Siebe (SCI, SC2), die zwischen der ersten Scheibe (UD) und der zweiten Leitung (ST) angeordnet sind, um das Geräusch zu verringern, das sonst durch das durch den Absperrhahn strömende Wasser erzeugt wird.

409835/0252

- 17 -

3. Absperrhahn nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen länglichen Drehzapfen (ST), der sich durch die Mittelöffnungen der ersten und der zweiten Scheibe (UD, LD) hindurcherstreckt und mit dem Drehkreuz (SP) gekoppelt ist.

4. Absperrhahn nach Anspruch 3_S gekennzeichnet durch einen Handgriff (HN), der mit dem Drehzapfen (ST) in Verbindung stellt5 um die Drehbewegung des Drehzapfens um fiessen Längsachse zu steuern.

5ο Absperrhahn nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehzapfen (ST) einen vorspringenden Mitnehmer (TG) aufweist, und daß das Drehkreuz (SP) eine Öffnung (SPF) besitzt, die den Mitnehmer (TG) aufnimmt und ihn festhält, so daß das Drehkreuz mit dem Drehzapfen fest verbunden ist.

6. Absperrhahn nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite benachbarte, massive Scheibe (UD, LD) mit flachen, glatten, aneinandergrenzenden Oberflächen versehen sind, die in ständiger Berührung miteinander stehen, wobei jede Scheibe eine Mittelöffnung und mehrere Durehgangskanäle (DDl, UD2, UD3; LDiI, LD12, LD13) aufweist, durch die Flüssigkeit strömen kann, wobei ferner der längliche Drehzapfen (ST) durch die Mitte!Öffnungen beider Scheiben hindurchgeht, ein Absperrhahnkörper (VB) vorgesehen ist, in dem die Scheiben sitzen und der ein vorspringendes Element (VBi, VB2, VB5) neben der ersten Scheibe aufweist, wobei ferner diese erste Scheibe (UD) mit einer ümfangsöffnung (XJDll, UD12, UD13) versehen ist, in die das vorspringende Element (VBl, VB2, VB3) des Absperrhahnkörpers (VB) eingreift, um eine Drehbewegung der ersten Scheibe (üD) zu verhindern, und wobei schließlieh eine Einrichtung (TG) vorhanden ist, die die zweite Scheibe (LD) mechanisch mit dem Drehzapfen (ST) koppelt, so daß die zweite Scheibe sich mit dem Drehzapfen dreht, um dadurch den Flüssigkeitsfluss durch

409835/0252

- 18 -

die aufeinanderfolgenden Kanäle der beiden Scheiben (UD, Li)) zu steuern, ohne die erste Seheibe zu drehen, wobei die Dreh-* bewegung des Drehzapfens (ST) die Fliissigkeitsmenge, die die Kanäle beider Scheiben durchströmt, steuert.

7. Absperrhahn nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen Handgriff (Hti), der auf dem Absperrhahnkörper (VE) montiert ist und mit dem Drehzapfen (ST) mechanisch verbunden ist, um die Drehbewegung des Zapfens zu steuern.

8. Absperrhahn nach'Anspruch 7_S gekennzeichnet durch in dem Absperrhahnkörper (VB) vorhandene Siebelemente (SCl, SC2), die sich auf der Abströmseite der ersten Scheibe (UD) befinden und dazu dienen, das Geräusch zu verringern, das sonst durch die durch den Hahn strömende Flüssigkeit verursacht wird.

9. Absperrhahn nach Anspruch £:, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (üD, LD) aus gießfähigem Material bestehen, in dem wenigstens zu 90 ^c/o Aluminiumoxyd enthalten ist.

10. Absperrhahn nach einem der Ansprüche i—9» dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (TG), die bewirkt, daß sich die zweite Scheibe (LD) zusammen mit dem Drehzapfen (ST) dreht, einen Haltemeehanismus bildet, der mechanisch zwischen dem Boden des Drehzapfens (ST) und der zweiten Scheibe (LD) eingeschaltet ist, wobei beide Scheiben (UD, LD) mit mehreren durch sie hindurchführenden Kanälen versehen sind, von denen die Kanäle der ersten Scheibe mit denjenigen der zweiten Seheibe fluchtend ausgerichtet sind, um einen Vasserdurehfluss durch die hintereinander geschalteten Scheiben zu ermöglichen, oder nicht in Pluehtungslage liegen, um den Wasserdurchfluss durch diese Kanäle zu verringern oder gänzlich zu unterbinden.

409835/0252 -19-

11. Absperrhahn nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltemeehanismus einen mit Armen (SP1_S 3P2, SP3) versehenen Körper (SP) aufweist, der von dein Boden des Brehzapfens (ST) gehalten wird und mit dem Umfang der zweiten Scheibe (LD) in Eingriff steht.

12. Absperrhahn nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch mehrere Siebe (SGI, SC2), die auf dem senkrechten Drehzapfen (ST) über der ersten Scheibe (üD) angeordnet sind, und so liegen, daß sie die Turbolenzenergie der Flüssigkeitsströmung absorbieren, die die Absperrhahnkanäle durchquert, und dabei Geräusche erheblich mindern, die sonst von dem Flüssigkeitsdurchfluss durch die Kanäle beider Seheiben erzeugt werden.

13. Absperrhahn nach einem der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Scheibe (UD) eine Öffnung aufweist, in der der Drehzapfen (ST) unabhängig drehbar ist, daß sich in der zweiten Scheibe (LD) eineöffnung befindet, durch die sich der Drehzapfen hindurcherstreckt, daß die erste Seheibe durch eine Vorrichtung stationär festhaltbar ist, so daß sie keine Längsbewegung entlang dem Drehzapfen und auch keine Drehbewegung um den Drehzapfen ausführen kann, daß die zweite Scheibe mit dem Drehzapfen gekuppelt ist, so daß beide gemeinsam als eine Einheit über gewählte bestimmte Winkelbereiche drehbar sind, daß eine Vorrichtung vorhanden ist, die die zweite Scheibe (LD) mit der ersten Scheibe (üD) in enger Berührung hält, und daß sich in beiden Scheiben Öffnungen bzw. Durehgangskanäle (UDl, UD2, UD3; LDIl, LD12, LD13) befinden, durch die die Flüssigkeit hindurchfließen kann, sobald die Öffnungen der zweiten Scheibe mit denjenigen der ersten Scheibe in Fluchtungslage gebracht werden, durch die der Flüssigkeitsdurchfluss absperrbar ist, sobald die Öffnungen vollständig außer Fluchtungslage sind.

409835/0252

- 20 -

lh. Absperrhahn nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (VB), in dem der Drehzapfen (ST) imd die erste so wie die zweite Scheibe (UD, LD) sitzen, wobei auf dem Drehzapfen ein Handgriff (IiIi) befestigt ist, um den Drehzapfen um seine Längsachse zu drehen.

15. Absperrhahn nach Anspruch Ik₁ dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Scheibe (UD, LD) aus Keramikiaaterxal bestehen und das sieh zu 90 9» ^aus Aluminiumoxyd zusammensetzt.

16. Absperrhahn nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die benachbarten Oberflächen der ersten und zweiten Scheibe (üD, LD) platt und flach sind, so daß sie aneinander haften, so daß die Flüssigkeit nicht zwischen den einander berührenden Oberflächen dieser Scheiben hindurchtreten kann, die zwischen ihnen auftretende Reibung jedoch, sobald sich die zweite Scheibe (LD) dreht, im wesentlichen vernachlässigbar gering ist.

17. Absperrhahn nach Anspruch Ib, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsvorriehtung eine Feder (SP) aufweist, die an dem Boden des Drehzapfens (ST) befestigt ist, so daß sie gedreht wird, sobald der Drehzapfen eine Drehbewegung ausführt, wobei die Feder (SP) mit Armen (SPl, SP2, SP3) versehen ist, die mit dem Umfang der zweiten Scheibe (LD) in fester Verbindung stehen, so daß die Feder die zweite Scheibe antreibt und sie zusammen mit dem Drehzapfen (ST) in Bewegung hält, wenn dieser gedreht wird.

18. Absperrhahn nach einem der Ansprüche 1-17, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (VB) mit einer abgeschrägten Innenwand, die eine zylindrische Bohrung bildet, in der der längliche Drehzapfen (ST) angeordnet ist, an,dessen oberem Ende der Handgriff (HN) befestigt ist, mit dem der Drehzapfen um seine

409835/0252

Längsachse drehbar ist, und auf dem die erste und die zweite Keramikseheibe (üD, LD) sitzen, so daß die beiden Scheiben aneinander haften und miteinander in enger Berührung bleiben, wobei die erste Scheibe (UD) stationär festhaltoar ist, um dadurch ihre Längsbewegung auf dem Drehzapfen (ST) oder ihre Drehbewegung auf diesem Drehzapfen zu verhindern, wobei ferner die beiden Siebe (SCI, SC2) auf dem Drehzapfen gelagert und in dem Gehäuse (VB) stationär festgehalten werden, wobei desweiteren jede der Scheiben (UD, LD) mit mehreren Durchgangslcanälen versehen ist, durch die die Flüssigkeit strömen kann, sobald die Kanäle der beiden Scheiben miteinander fluchten, und durch die der Flüssigkeitsdurchfluss versperrbar ist, sobald die Kanäle der beiden Scheiben außer Fluchtungslage sind, und wobei schließlieh an dem unteren Ende des Drehzapfens (ST) eine Feder (SP) angebracht ist, die auf die zweite Scheibe (LD) einwirkt, um diese mit der ersteh Scheibe in enger Berührung zu halten, wobei diese Feder von dem Drehzapfen (ST) so haltbar ist, daß sie sich zusammen mit ihm dreht und die durch die Durchgangsöffnungen beider Scheiben hindurchströmende Flüssigkeit die Siebe (SCl, SC2) beim Austritt aus dem Absperrhahn durchquert.

19, Absperrhahn nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (üD, LD) aus einem Keramikmaterial gegossen sind, in dem sich mehr als 90 % Aluminiumoxyd befindet.

20. Absperrhahn zur Steuerung des Flüssigkeitsstroms nach einem der Ansprüche 1-19» gekennzeichnet durch eine erste kreisrunde Keramikscheibe (UD) mit einer Mittelöffnung und mehreren gleichen Öffnungen (UDl, ÜD2, UD3), eine zweite kreisrunde Keramischeibe (LD) mit einer Mittelöffnung und einer gleichen Anzahl anderer Öffnungen (LDIl, LD12, LD13), mehrere Siebe (SC), die mit Mittelöffnungen versehen sind, wobei dieöffnungen der ersten Keramikscheibe kreisrund sind,

409835/0252

- 22 -

während die Öffnungen der zweiten Keramikseheibe ellyptisch geformt sind und eine Hauptaehse aufweisen, die länger ist als der Durehmesser der Öffnungen derersten Scheibe (üd), ferner durch einen länglichen Drehzapfen (ST), der die Mittelöffnungen der Siebe und die Mittelöffnungen der ersten und der zweiten Scheibe durchläuft, einen oben an dem Drehzapfen (ST) befestigten Handgriff (IDi) zur Steuerung der Drehbewegung des Drehzapfens_} ein Gehäuse (VB), .in dem sich der Drehzapfen, die Siebe und die Scheiben befinden, eine Vorrichtung (SP), mit der ständig ein mechanischer Druck auf die zweite Scheibe (LD) ausübbar ist, um deren Oberseite mit der Unterseite der ersten Seheibe (UD) in Berührung zu halten, eine Vorrichtung zur Verhinderung der Drehbewegung oder Längsbewegung der ersten Scheibe wobei die Flüssigkeit die Öffnungen beider Scheiben und die Siebe (SC) durchquert, sobald die Öffnungen der zweiten Scheibe mit denjenigen der ersten Scheibe fluchtend ausgerichtet sind, und wobei schließlich der Flüssigkeitsstrom gestoppt wird, sobald die Öffnungen der zweiten Scheibe sich mit denjenigen der ersten Scheibe außer Fluchtungslage befinden.

21. Absperrhahn nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die ellyptischen Öffnungen (LDiI, LD12, LD13) der zweiten Scheibe (LD) kleine Achsen aufweisen, die im wesentlichen gleich dem Durchmesser der kreisrunden Öffnungen (UDl, UD2, UD3) der ersten Scheibe (UD) sind.

22. Absperrhahn nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch eine Leitung (TP) zur Zufuhr von unter Druck stehender Flüssigkeit zur Unterseite der zweiten Seheibe (LD) und durch eine Leitung (SPT) zur Aufnahme des durch die Duxhgangsöffnungen beider Seheiben sowie durch die Siebe (SC) strömenden Wassers.

409835/0252

Leerseite