DE2460267C3 - Strömungsmittelsteuerventil - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Strömungsmittelsteuerventil mit einem Gehäuse mit einer einen Einlaßabschnitt und einen Auslaßabschnitt aufweisenden Durchführung, einem Ventilsitz zwischen dem Einlaßabschnitt und dem Auslaßabschnitt, einem im Einlaßabschnitt der Durchführung angebrachten thermostatischen, scheibenförmigen Bimetall-Ventilverschlußteil, das abhängig von einer Erwärmung auf eine ausgewählte Temperatur von einer ersten Krümmungsposition, in der es zum Schließen des Ventils am Ventilsitz anliegt, in eine zweite Krümmungsposition, in der es zum Öffnen des Ventils im Abstand vom Ventilsitz liegt, umschnappt, einer Halterung für das Ventilverschlußteil, die einen sich über den Einlaßabschnitt erstreckenden Scheibenabschnitt sowie einen am Umfang des Scheibenabschnitts verlaufenden Flanschabschnitt und öffnungen für das Strömungsmittel aufweist, einer Federvorrichtung zum Vorspannen des Ventilverschlußteils gegen den Ventilsitz und einer Widerlagervorrichtung am Gehäuse, die am Ventilverschlußteil in einer seiner Krümmungspositionen anliegt.

Ein Strömungsmittelsteuerventil gemäß einem alteren Vorschlag (DE-PS 24 59 644) mit dem eingangs geschilderten Aufbau weist in seinem Inneren zahlreiche einzelne Bauteile auf, die bei einem Zusammebau des Ventils einzeln in das Gehäuse eingeführt und in die richtige Lage gebracht werden müssen. Dabei wird das Bimetall-Verschlußteil in eine Hälfte des Gehäuses eingesetzt und dort mittels einer Halterung fixiert Die Halterung befindet sich auf einer Seite des Bimetall-Verschlußteils, während auf der anderen Seite die Federvorrichtung angebracht ist, die das Ventilverschlußteil gegen den Ventilsitz vorspannt Auf Grund der vielen Einzelteile nimmt das Zusammenbauen dieses Ventils relativ viel Zeit in Anspruch.

Es ist auch bereits bekannt (DE-OS 22 03 097), einen

is zylindrischen Körper dadurch in einer Hülse festzuhalten, daß dieser Körper in eine Scheibe eingesetzt wird, die am Rand mit Federfingern versehen ist, die sich an der Innenwand der zylindrischen Hülse abstützen. Der zylindrische Körper ist dabei ein Dehnstoffelement, das

2(i in der Schieberhülse eines Ventilschiebers angebracht ist. Dieses Dehnstoffelement bewirkt bei Erwärmung eine Verschiebung der Schieberhülse und dadurch eine Betätigung des Ventilschiebers.

Ferner ist ein thermostatisches Betätigungsglied

-'■> bekannt (FR-PS 10 91 022), bei dem eine schalenförmig gekrümmte Bimetallscheibe verwendet wird. Diese Scheibe schnappt bei Erwärmung aus einer Krümmungsposition in eine andere Krümmungsposition um. Aus dieser Scheibe ist ein sich von einem Randabschnitt

i«) zum Mittelbereich erstreckender Arm herausgeschlagen, der dazu dient, den erzielbaren Hub im Mittelbereich der Scheibe beim Umschnappen von einer Krümmungsposition in die andere zu vergrößern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein

i'j Strömungsmittelsteuerventil der eingangs geschilderten Art so auszugestalten, daß es sich einfach zusammenbauen läßt und dabei noch eine sehr sichere Abdichtung mit einem sehr genau vorbestimmten Schließverhalten zeigt.

4(i Erfindungsgemäße wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das thermostatische Ventilverschlußteil zum Schließen des Ventils in seiner ersten Krümmungsposition mit seinem Umfang am Ventilsitz anliegt, und mit seiner Mitte vom Ventilsitz weggebogen ist, daß die

Vj Federvorrichtung selbst die Halterung für das Ventilverschlußteil bildet und in ihrem Flanschabschnitt mehrere, sich zu dem Scheibenabschnitt erstreckende und die Öffnungen für das Strömungsmittel bildende Schlitze angebracht sind, zwischen denen Federfinger

V) gebildet sind, die in die Wand des Einlaßabschnitts eingreifen, und die Halterung darin festhalten, und daß aus dem Mittelbereich des Scheibenabschnitts der Halterung unter Bildung einer weiteren Öffnung ein Arm herausgeschlagen ist, der federnd an der Mitte des

Vi Ventilverschlußteils anliegt und dieses im Einlaßabschnitt gegen den Ventilsitz hält.

Beim erfindungsgemäßen Strömungsmittelsteuerventil werden die Federvorrichtung und die das Bimetall-Ventilverschlußteil sichernde Halterung von einem

bi> einzigen Bauteil gebildet, das sich in einem einzigen Arbeitsgang herstellen läßt, da die Randschlitze und der Arm gleichzeitig gebildet werden können. Für die Halterung im Ventilgehäuse sind keine Halteschultern mit einer dementsprechenden Teilung des Gehäuses

h> r »!wendig, da die an der Halterung gebildeten 1 ederfinger das sichere Festhalten gewährleisten. Das erfindungsgemäße Ventil zeigt auch ein verbessertes Strömungsverhalten, da die Randschlitze einen relativ

geringen Strömungswiderstand mit sich bringen.

Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung beispielshalber erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht auf ein Strömungsmittelsteüerventil nach der Erfindung, wobei Teile zur Verdeutlichung der Darstellung weggebrochen sind, und

F i g. 2 einen Vertikalschnitt längs der Linie 2-2 von F i g. 1, bei dem mit ausgezogenen Linien die geschlossene Position und mit gestrichelten Linien die geöffnete Position des Ventils dargestellt sind. ι ο

Das in der Zeichnung dargestellte Strömungsmittelsteuerventil 1 enthält ein Gehäuse 3 aus einem geeignet geformten Material, beispielsweise einem wärmehärtbaren Kunstharzmaterial. Durch das Gehäuse führt eine Durchführung 5 mit einem Einlaß 7 und einem Auslaß 9; ι ■"> ein O-Ring bildet dazwischen einen Ventilsitz 11. Der O-Ring kann aus einem elastischer, biegsamen natürlichen oder synthetischen Elastomer bestehen. Der Ventilsitz 11 könnte aber auch aus einem an Ort und Stelle eingegossenen und anschließend gehärteten >o elastischen Material geformt sein. Ein scheibenförmiges, thermostatisches Bimetall-Ventilverschlußteil 13 ist in der Durchführung 5 angebracht. Dieses Verschlußteil 13 ist in der Durchführung 5 angebracht. Dieses Verschlußteil ist schalenförmig gekrümmt, und es kann sich automatisch plötzlich bei einer ersten voreingestellten Temperatur von einer ersten (in F i g. 2 mit ausgezogenen Linien dargestellten) Krümmungsposition, in der es gegen den Ventilsitz 11 gebogen ist und mit dem Außenrand seiner konkaven Fläche (in der Ansicht von Fig. 2) in abdichtenden Eingriff mit dem Ventilsitz 11 steht, über seine Mittellage (d. h. durch Umschnappen über seine Mittellage) in eine zweite (in F i g. 2 mit gestrichelten Linien dargestellte) Krümmungsposition bewegen, in der es vom Ventilsitz 11 weggebogen ist und in der sein Rand den Ventilsitz nicht berührt, damit Flüssigkeit durch die Durchführung 5 strömen kann. Das Verschlußteil bewegt sich automatisch aus seiner zweiten Krümmungsposition wieder in seine erste Krümmungsposition zum Schließen des Ventils zurück, 4» nachdem es einer zweiten voreingestellten Temperatur ausgesetzt worden ist.

Das Ventil 1 enthält ferner eine elastische Federvorrichtung 15, die das Verschlußteil 13 als Einheit gegen den Ventilsitz 11 drückt. Diese Federvorrichtung hält « das Verschlußteil kraftschlüssig in abdichtendem Eingriff mit dem Ventilsitz, wenn es seine erste Position, nämlich die geschlossene Position einnimmt. £s ist zu erkennen, daß die Federvorrichtung genügend Vorspannungskraft ausübt, um den abdichtenden Eingriff zwischen dem Verschlußteil und dem Ventilsitz aufrechtzuerhalten, jedoch keine so große Kraftausübung auf den Ventilsitz zuläßt, daß eine Druckhärtung des Elastomers und eine dauerhafte Deformierung des O-Rings mit einer dadurch bewirkten Undichtheit « verursacht werden könnte. Das Gehäuse 3 enthält ein Widerlager 17, auf das in der geöffneten Position des Verschlußteils der Mittelabschnitt des Verschlußteils 13 einwirken kann. Eine Bewegung des Mittelabschnitts des Verschlußteils über seine Hmfangsebene in der wi geschlossenen Position hinaus wini dadurch verhindert, so daß sich der Umfang des Verschlußieüs vom Ventilsitz 11 abhebt, damit ein Durchströmen der Flüssigkeit zugelassen wird.

Das Gehäuse 3 ist insbesondere allgemein kreisför- dornig im Querschnitt, und es hat einen Einlaßabschnitt 19 mit einem relativ weiten Durchmesser und einen Auslaßabschnitt 21 mit einem relativ kleinen Durchmes

jn

J"> ser. Die Außenseite des Einlaßabschnitts 19 ist mit Einrichtungen 12 (beispielsweise mit Gewindegängen, einem Bajonettverschluß, mit Schnappringen oder dergleichen) zum dichten Befestigen des Ventils in der Öffnung des Bodens eines Behälters, beispielsweise dem Wasserbehälter einer Kaffeemaschine oder eines. anderen Geräts versehen. Der Einlaßabschnitt 19 hat eine allgemein kreisförmige Ausnehmung 23, und der Auslaßabschnitt 21 ist mit einer Auslaßdurchführung 25 versehen, deren Durchmesser kleiner als der Durchmesser der Ausnehmung 23 ist, wobei zwischen der Ausnehmung und der Auslaßdurchführung eine Schulter 27 angebracht ist. Es ist zu erkennen, daß die Auslaßdurchführung 25 im wesentlichen in der Mitte des Ventilsitzes liegt, so daß Wasser in der geöffneten Position des Verschlußteils 13 über die Oberseite des Ventilsitzes von den Außenseiten her zu seiner Innenseite und weiter durch die Auslaßdurchführung 25 strömt.

In der Schulter 27 ist eine Ringnut 29 gebildet, die den den Ventilsitz 11 bildenden O-Ring aufnimmt. Ein einstückig angeformtes Kreuzglied 31 verläuft quer über das Einlaßende der Auslaßdurchführung 25; es ist mit einem Vorsprung 33 versehen, der über die Höhe der Schulter 27 nach oben ragt, wodurch das Auflager 17 entsteht. Die Ausnehmung 23 ist mit einem abgestuften Abschnitt 35 versehen, in dem Kerben 37 angebracht sind. Der Durchmesser des Verschlußteils 13 ist ein wenig kleiner als der des Innenquerschnitts des abgestuften Abschnitts 35 der Ausnehmung 23, und die Kerben 37 erlauben das Strömen relativ großer Flüssigkeitsströmungsmengen zwischen dem Umfang des Verschlußteils 13 und den Wänden der Ausnehmung 23.

Das Verschlußteil 13 wird mit Hilfe einer Heiterung 39 in ihrer Lage relativ zum Ventilsitz 11 gehalten. Diese Halterung besteht vorzugsweise aus einem federnden elastischen Material wie federndem Edelstahl oder dergleichen. Vom Mittelabschnitt der Halterung ist ein Federarm 41 herausgeschlagen, der so verläuft, daß er sich in die Ausnehmung 23 erstreckt und dabei federnd auf das Verschlußteil 13 einwirkt, damit diese federnd in Eingriff mit dem Ventilsitz 11 gehalten wird, wenn es sich in seiner ersten Krümmungsposition befindet. Ein Schlitz 43 in der Halterung 39, der sich dadurch ergibt, daß der Federarm 41 herausgeschlagen ist, dient als eine Öffnung in der Halterung durch die ebenfalls Wasser strömen kann. Die Halterung 39 hat einen geringfügig größeren Durchmesser als die Ausnehmung 23. Der Außenrand der Halterung 39 ist bei 45 nach oben gebogen, und er ist mit mehreren in gleichem Abstand voneinander liegenden Schlitzen 47 versehen, die mehrere im Abstand voneinander liegende Federfinger 49 bilden. Beim Hineindrücken der Halterung in die Ausnehmung 23 bis zur Berührung ihres Bodens mit dem abgestuften Abschnitt 35 werden die Federfinger an der Halterung nach innen gedruckt, so daß sie durch Kraftwirkung in die Seiten der Ausnehmung eingreifen, damit ein Entfernen der Halterung aus der Ausnehmung verhindert wird. Es ist zu erkennen, daß die Schlitze 47 als öffnungen in der Halterung dienen, durch die Flüssigkeit zur Strömung durch die Durchführung 5 fließen kann.

Wenn das Ventil 1 im Boden eines Wassererhitzungsbehälters einer Kaffeemaschine oder eines anderen Geräts eingebaut ist und zu erhitzendes Wasser sich in der Ansicht von F i g. 2 über dem Ventil bei geschlossener Position des Verschlußteils 13 befindet, dann wird

das Wasser solange in dem Behälter gehalten, bis es auf einen vorbestimmten Temperaturbereich von beispielsweise 82° bis 90"C erwärmt ist. Der Federarm 41 drückt das Verschlußteil kraftschlüssig abdichtend gegen den Ventilsitz, wie o'->en beschrieben wurde, doch bewirkt er keine Druckhänung des elastomeren O-Rings.

Nachdem das Wasser auf die gewünschte Temperatur erwärmt ist, die durch die Temperatur bestimmt wird, bei der das Verschlußteil 13 über seine Mittellage hinaus aus seiner geschlossenen in ihre geöffnete Position umschnappt, schnappt das Verschlußteil in seine geöffnete Stellung um (die in Fig. 2 mit gestrichelten Linien dargestellt ist). Sein Mittelteil bewegt sich nach unten und gelangt in Eingriff mit dem Widerlager 17, wodurch eine weitere Abwärtsbewegung des Mittelteils verhindert wird. Dies bewirkt andererseits eine nach oben gerichtete Bewegung des Umfangs des Verschlußteils, so daß sich dieser Umfang vom Ventilsitz 11 abhebt und das Ventil geöffnet wird. Wenn sich das Widerlager 17 etwa auf der Höhe der Oberseite des Ventilsitzes 11 oder etwas darüber befindet, stellt das Widerlager sicher, daß der Umfang des Verschlußteils in der zweiten Krümmungsposition um einen maximalen Abstand entsprechend der Form des Verschlußteils in seiner zweiten Krümmungsposition vom Ventilsitz nach oben abgehoben ist, wodurch eine große Strömungsmenge (oder Abströmmenge) durch das Ventil gewährleistet wird. In manchen Anwendungsfällen kann eine Ablaßöffnung in der Durchführung 5 zur Beschränkung der Strömung auf einen gewünschten Maximalwer angebracht sein.

Nachdem das Wasser aus dem Behälter abgeström ist, kühlt sich das Verschlußteil 13 unter seine Rückstelltemperatur ab, so daß es sich von seinei geöffneten Position über die Mittelstellung wieder in die geschlossene Position bewegt; das Ventil wird dadurch wieder geschlossen. Wenn sich das Verschlußteil übei seine Mittellage gegen seine geschlossene Positior bewegt, drückt der Federarm 41 gegen die Mitte de: Verschlußteils. so daß sein Umfang veranlaßt wird, ir Eingriff mit dem Ventilsitz 11 zu gelangen. Die Mitte de: Verschlußteils hebt sich dabei vom Widerlager 17 ab.

Es ist zu erkennen, daß das hier beschriebene Venti auch für andere Zwecke als für das Ablassen vor Wasser verwendet werden kann, das beispielsweise ir einer Kaffeemaschine auf eine vorbestimmte Tempera tür erwärmt wurde, wie es hier beschrieben wurde Beispielsweise kann es bei einer mit Wasseraufgut arbeitenden Klimaanlage eingesetzt werden, bei de: Wasser aus der Anlage abgelassen wird, wenn di< Umgebungstemperatur unter den Gefrierpunkt fällt.

Das hier beschriebene Ventil, das für einen Einsatz be Kaffeemaschinen und bei anderen Nahrungsmittelher stellungsgeraten gedacht ist, wird zweckmäßigerweisi aus Materialien hergestellt, die gegen Schädigungei durch die Strömungsmittel, denen sie ausgesetzt sine widerstandsfähig sind und die leicht in hygienischen Zustand gehalten werden können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Strömungsmittelsteuerventil mit einem Gehäuse mit einer einen Einlaßabschnitt und einen Auslaßabschnitt aufweisenden Durchführung, einem Ventilsitz zwischen dem Einlaßabschnitt und dem Auslaßabschnitt einem im Einlaßabschnitt der Durchführung angebrachten thermostatischen, scheibenförmigen Bimetall-Ventilverschlußteil, das abhängig von einer Erwärmung auf eine ausgewählte Temperatur von einer ersten Krümmungsposition, in der es zum Schließen des Ventils am Ventilsitz anliegt, in eine zweite Krümmungsposition, in der es zum öffnen des Ventils im Abstand vom Ventilsitz liegt, umschnappt, einer Halterung für das Ventilverschlußteü, die einen sich über den Einlaßabschnitt erstreckenden Scheibenabschnitt sowie einen am Umfang des Scheibenabschnitts verlaufenden Flanschabschnitt und öffnungen für das Strömungsmittel aufweist, einer Federvorrichtung zum Vorspannen des Ventilverschlußteils gegen den Ventilsitz und einer Widerlagervorrichtung am Gehäuse, die am Ventilverschlußteil in einer seiner Krümmungspositionen anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß das thermostatische Ventilverschlußteil (13) zum Schließendes Ventils(1) in seiner ersten Krümmungsposition mit seinem Umfang am Ventilsitz (11) anliegt und mit seiner Mitte vom Ventilsitz (11) weggebogen ist, daß die Federvorrichtung selbst die Halterung (39) für das Ventilverschlußteil (13) bildet und in ihrem Flanschabschnitt (45) mehrere, sich zu dem Scheibenabschnitt erstreckende und die öffnungen für das Strömungsmittel bildende Schlitze (47) angebracht sind, zwischen denen Federfinger (49) gebildet sind, die in die Wand des Einlaßabschnitts (19) eingreifen, und die Halterung (39) darin festhalten, und daß aus dem Mittelbereich des Scheibenabschnitts der Halterung (39) unter Bildung einer weiteren Öffnung (43) einen Arm (41) herausgeschlagen ist, der federnd an der Mitte des Ventilverschlußteils (13) anliegt und dieses im Einlaßabschnitt (19) gegen den Ventilsitz (II) hält.