DE2853052A1

DE2853052A1 - Steuerkartusche fuer ein ventil

Info

Publication number: DE2853052A1
Application number: DE19782853052
Authority: DE
Inventors: Helmut Zwink
Original assignee: Hansa Metallwerke AG
Current assignee: Hansa Metallwerke AG
Priority date: 1978-12-08
Filing date: 1978-12-08
Publication date: 1980-06-12
Also published as: FR2443628A1; FR2443628B1; DE2853052C2; CH644193A5; AT379878B; ATA766979A

Description

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PAT ENTANWÄLTE DR. ULRICH OSTERTAG DR. REINHARD OSTERTAQ

ElBENWEQ 10, 7000 STUTTGART 7O, TELEFON 0711/70 68 40, KABEL: OSPAT

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Steuerkartusche für ein Ventil

Anmelderin:
Hansa Metallwerke AG
Sigmaringer Str. 107
7000 Stuttgart 81

Anwaltsakte:
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Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Steuerkartusche für ein Ventil, insbesondere ein Sanitärventil, mit einem Kartuschengehäuse, in dem sich eine feststehende und eine an dieser anliegende und gegenüber dieser bewegbare Steuerscheibe befindet; mit einem Boden, der mindestens eine Zulauföffnung besitzt; mit einer zwischen. Boden und der feststehenden Steuerscheibe angebrachten ersten Dichtung aus elastomerem-Material und einer an der Außenseite des Bodens angeordneten zweiten Dichtung aus elastomerem Material.

Bei bekannten derartigen Steuerkartuschen wird der Tatsache zu wenig Aufmerksamkeit geschenkt, daß die zwischen der feststehenden Steuerscheibe und dem Boden angebrachte erste Dichtung den Anpreßdruck zwischen den beiden Steuerscheiben weitgehend bestimmt. Die Größe dieses Anpreßdruckes, bestimmt die Leichtgängigkeit des Ventils im Verlaufe der Jahre und selbstverständlich auch dessen Dichtigkeit. Aufgrund von Fertigungsr toleranzen innerhalb des Kartuschengehäuses und an den Steuerscheiben kann die Verformung dieser Dichtung sehr unterschiedlich ausfallen, was zwar nicht auf deren Dichtwirkung, wohl aber auf den Anpreßdruck der beiden Steuerscheiben einen „ne-

gativen Einfluß haben kann.

· Es sind auch Steuerkartuschen bekannt, die sich von den oben geschilderten dadurch unterscheiden, daß nur eine einzige Dichtung verwendet wird, die durch den Boden hindurchreicht. •Diese Dichtung stützt sich dann einerseits an der feststehenden Steuerscheibe, andererseits an einer Dichtfläche des Armaturengehäuses ab, in welches die Steuerkartusche eingebaut wird.· Bei dieser Bauweise sind"die Schwierigkeiten, den richtigen Anpreßdruck der Steuerscheiben zu erzielen, eher noch höher: Wenn nicht besondere Maßnahmen getroffen werden, addieren sich die Toleranzen sowohl der Steuerkartusche als

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als auch des Armaturengehäuses an der Dichtung. Da hier der Boden des Kartuschengehäuses direkt auf eine Fläche des Armaturengehäuses geschraubte wird, kann es bei unsachgemäßem Anziehen der Schrauben zu Verspannungen des Kartuschengehäuses kommen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Steuerkar— tusche der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die
Pressung der zwischen der feststehenden Steuerscheibe und
dem Boden liegenden Dichtung nach werksseitiger Justierung reproduzierbar erhalten bleibt, auch wenn der Boden wieder abgenommen werden sollte.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Boden unter Kraftaufwand axial auf das Kartuschengehäuse
5 auf preß bar ist und das Kartuschengehäuse an dejn dem Boden
zugewandten Rand mehrere über den Umfang verteilte Abstütznocken besitzt, die mit dem Boden zusammenwirken und beim
Aufpressen des Bodens plastisch verformbar sind.

Werksseitig wird diese Steuerkartusche so vormontiert, daß die Abstütznocken beim Aufpressen des Bodens auf das Kartuschengehäuse so weit verformt werden, bis ein bestimmter Abstand zwischen der Unterseite der feststehenden Steuerscheibe und der Oberseite des Bodens, damit eine bestimmte Pressung der dort eingespannten Dichtung, erzielt ist. Die plastisch verformten Abstütznocken bilden nun'Anschläge, mit denen die richtige Bodenstellung immer wieder auffindbar ist.

"-Vorteilhafterweise sind die Abstütznocken mit dem Kartuschengehäuse einstückig. Zur Aufpressung des Bodens auf das Kartuschengehäuse können an dem dem Boden zugewandten Rand des Kartuschengehäuses Zapfen vorgesehen, sein, die mit entsprechend dimensionierten Ausnehmungen im Boden zusammenwirken. Die Zapfen und die Ausnehmungen sind dann dimensionsmäßig so aufeinander abgestimmt, daß die hierdurch bewirkte Haltekraft

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H kleiner als die Verformungskraft P der Abstütznocken ist.

Vorteilhafterweise besitzt die an der Außenseite des Bodens angebrachte Dichtung eine Verformungskraft V, die größer als die zwischen Boden und Kartuschengehäuse wirkende Haltekraft der Aufpressung, jedoch kleiner als die Verformungskraft P der Abstütznocken ist. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß beim Einbau der Steuerkartusche in das Armaturengehäuse der Boden zuverlässig in Anlage an die Abstütznocken des Kartuschengehäuses gebracht wird.

Es können auch am Außenumfang der Außenfläche des Bodens Abstütznocken vorgesehen sein, deren Verformungskraft P¹ gleich oder größer als die Haltekraft H zwischen Kartuschengehäuse und Boden, aber kleiner als die Verformungskraft P der Abstütznocken ist. Auf diese Weise wird vermieden, daß die Steuerkartusche im Armaturengehäuse auf der äußeren Dichtung verkippen kann, wodurch diese gewalkt würde.

Auch die Abstütznocken des Bodens sind vorteilhafterweise mit diesem einstückig. Sie können von einem nutenartigen Freischnitt umgeben sein. Dieser Freischnitt schafft Platz zur Auswanderung des Materials bei der plastischen Verformung.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen

Figur 1: einen Teilschnitt durch den unteren Bereich der Steuerkartusche vor (linke Hälfte der Figur) und

nach (rechte Hälfte der Figur) dem Anbau des Bodens;

Figur 2: die Art der Verzapfung von Kartuschenkörper und Boden in größerem Maßstab;
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Figur 3: einen Teilschnitt durch den Boden der Steuerkartusche mit angeformtem Abstütznocken in größerem Maßstab. ·

in der linken Hälfte der Figur 1 ist im Teilschnitt die Steuerkartusche 1 vor dem Zusammenbau gezeigt. Die Steuerkartusche 1 umfaßt ein zylindrisches Gehäuse 3, das in bekannter Weise eine feststehende Steuerscheibe 4 , beispielsweise eine Keramikscheibe, Festscheibe genannt, und eine hiergegen bewegliche Steuerscheibe 5, Regelscheibe genannt, enthält. Die Regelscheibe 5 ist mit einem Kunststoff-Mitnahmeteil 6 verbunden, an dem die Bewegungsmechanik (nicht dargestellt) ansetzt. Die Regelöffnungen in den Steuerscheiben sind der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. Ihre Anordnung und Ausbildung unterscheidet sich je nachdem, ob ein reines Absperrventil oder ein Mischventil gebaut werden soll. Im ersten Falle führt die Regelscheibe im allgemeinen eine reine Drehbewegung, im zweiten Falle eine kombinierte Dreh- und Translationsbewegung aus'.

Am unteren Rand des Kartuschengehäuses 3 sind, über den Umfang verteilt, mehrere Abstandsnocken 7 angeordnet. Sie sind so dimensioniert, daß sie sich unter Anwendung einer Min4estkraft P plastisch verformen lassen. Vorteilhafterweise sind sie direkt an das Gehäuse 3 angespritzt.

In die Oberseite sowie die Unterseite des Bodens 2 sind Nuten eingearbeitet, welche Dichtungen 8, 9 aufnehmen. Diese Dich- - tungen 8, 9 sind voneinander getrennt und umgeben jeweils die Durchtrittsöffnungen (nicht dargestellt) im Boden 2, so daß kein Wasser seitlich entweichen oder von einer Durchtrittsöffnung zur anderen gelangen kann.

Am,unteren Rand des Kartuschengehäuses 3 sind ferner ein o.der mehrere vorspringende Zapfen 10' angeformt. Hierzu komplemen-

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täre Ausnehmungen 11 befinden sich im Boden 2 (vergl. Figur 2). Zapfen 10 und Ausnehmungen 11 sind so dimensioniert, daß sie nur unter Kraftaufwand ineinander drückbar sind. Die hierzu erforderliche Kraft H ist aber geringer als die oben erwähnte Kraft P, bei der sich die Abstütznocken 7 plastisch verformen .

Die in der Figur 1 obere Dichtung 8 hat eine zusätzliche Funk-' tion: Bei an das Gehäuse 3 angebautem Boden- 2 bestimmt sie durch den Grad ihrer "Verformung den Druck, mit dem die Festscheibe 4 an die Regelscheibe 5 angepreßt wird. Die Größe dieses Anpreßdruckes muß mit größter Sorgfalt eingestellt werden, da er für die Funktion des Ventils entscheidend ist: Ist der Anpreßdruck zu gering, so bleibt das Ventil möglicherweise nicht dicht. Bei zu hohem Anpreßdruck wird die Regelscheibe 5 im Laufe der Zeit schwergängig, insbesondere dann, wenn das zunächst werksseitig auf die Berührungsflächen der Scheiben 4, 5 aufgebrachte Fett ausgeschwemmt ist.

Der Boden 3 muß daher bei der Montage bis auf einen genau definierten Abstand a an die untere Fläche der Festscheibe herangebracht und dort fixiert werden.

Dies geschieht bei der beschriebenen Steuerkartusche auf folgende Weise:

Der Boden 2 wird relativ zum Gehäuse 3 so -orientiert, daß · die Zapfen 10 in die Ausnehmungen 11 eintreten können (vergl. * linke Hälfte von Figur 1). Nun wird auf Boden 2 oder Gehäuse 3 ein axialer Druck ausgeübt. Die Zapfen 10 dringen in die Ausnehmungen 11 ein, bis der Boden 2 in Anlage an die Abstütz-r nocken 7 gelangt. Die Kraft wird nun erhöht; unter plastischer Verformung der Abstütznocken 7 nähert sich der Boden 2 weiter dem freien Rand des Gehäuses 3. Dabei wird laufend der Abstand zwischen der Unterfläche der Festscheibe 4 und der

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gegenüberliegenden Oberfläche des Bodens 2 überwacht. Wenn dieser Abstand einen vorgegebenen Wert a erreicht hat, wird das Einpressen der Gehäusezapfen 10 in den Boden 2 und die weitere Verformung der Abstütznocken 7 beendet (vergl. rechte Hälfte der Figur 1). Der Boden 2 bleibt aufgrund der Haltekraft H der Zapfen 10 in den Ausnehmungen 11 auch dann mit dem Gehäuse 3 verbunden, wenn die äußere Anpreßkraft weggenommen wird. Besondere Schweißvorgänge zur Fixierung der Lage sind nicht erforderlich.
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Der Wert a ist so gewählt, daß bei der verwendeten Dichtung sich eine solche Verformung und damit ein solcher Anpreßdruck auf die Festscheibe 4 ergibt, daß erfahrungsgemäß eine perfekte Funktion des Ventils auch in Langzeitbetrieb gewährleistet ist. .

Die beschriebene Anordnung hat den besonderen Vorteil, daß nach der Einjustierung des Abstandes a der Boden auch wieder abgenommen werden kann, beispielsweise um den Innenraum der · Kartusche zu reinigen oder Teile dort auszutauschen. Der Boden 2 kann hierzu leicht mit einem Werkzeug abgezogen werden, das in den verbleibenden Spalt zwischen dem Boden 2 und dem unteren Rand des Gehäuses 3 eingeführt wird. Beim Wiederaufsetzen des Bodens 2 wird mit einer Kraft gedrückt, welche die Verformungskraft P der Abstütznocken 7 nicht übersteigt. Die bereits verformten Abstütznocken 7 wirken so als Anschlag, mit dem die (werksseitig) bereits vorgenommene Justierung . leicht wieder gefunden werden kann.

Ein weiterer Vorteil der beschriebenen Anordnung ist der, daß aufgrund der.Abstütznocken 7 das Gehäuse 3 bei der Betätigung· des Ventils nicht relativ zum Boden 2 verkippen kann. Eine Walkung der Dichtung 8, die deren Lebensdauer verringern

könnte, scheidet somit aus.
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Wenn der Boden 2 leicht abnehmbar, die Haltekraft H der Zapfen 10 in den Ausnehmungen 11 also nicht sehr groß sein soll, kann es insbesondere unter dem Einfluß der Dichtung 8 vorkommen, daß sich der Boden 2 nach der Justierung weiter als um den Abstand a von der Festscheibe 4 entfernt. Dies ist unschädlich; es muß nur Sorge dafür getragen werden," daß der Boden 2 beim Einbau in das Armaturengehäuse 12 wieder an die Abstütznocken 7 des Kartuschengehäuses 3 angepreßt wird.

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Diese Anpressung kann einfach über die untere Dichtung 9 im Boden 2 geschehen, die sich beim Einbau in das Armaturengehäuse 12 (vergl. rechte Hälfte der Figur 1) an einer dortigen Fläche abstützt, gegen die sie gleichzeitig Dichtungsfunktion ausübt. Die Verformungskraft V dieser Dichtung 9, mit der also beim Einbau der Kartusche 1 in das Armaturengehäuse 12 der Boden 2 nach oben gedrückt wird; muß gleich oder größer sein als die Haltekraft H der Zapfen 10 in den Ausnehmungen 11, aber kleiner als die Verformungskraft P der Abstütznocken 7. Dann wird der Boden 2 zuverlässig an die Abstütznocken 7 angelegt und genau die richtige Pressung der Dichtung 8 erreicht.

Wird, wie beschrieben, der Boden 2 allein durch die Wirkung der unteren Dichtung 9 nach oben gedruckt, so ist eine Walkarbeit an der Dichtung 9 möglich, da sich die Kartusche 1 bei Betätigung innerhalb des Armaturengehäuses 12 verkippen kann. Aus diesem Grunde wird der Boden 2 vorzugsweise eben- - falls am Außenumfang seiner unteren Fläche mit verformbaren Abstütznocken 13 versehen (vergl·. Figur 1 rechte Hälfte und Figur 2). Diese werden beim Einbau der Kartusche 1 in das Armaturengehäuse 12 so verformt, daß zwischen der ünterflache des Bodens 2 und der Dichtfläche im Armaturengehäuse 12 ein Abstand b eingestellt wird. Bei diesem Abstand b besitzt die untere Dichtung 9 gerade die richtige Pressung. Ein Verkip-

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pen der Kartusche 1 im Armaturengehäuse 12 und ein Walken der Dichtung 9 sind nun nicht mehr möglich.

Die Verformungskraft P¹ der Abstütznocken 13 am Boden 2 muß selbstverständlich kleiner sein als die Verformungskraft P der Abstütznocken 7 am Kartuschengehäuse 3, damit der richtige Abstand a zwischen der Unterseite der Festscheibe 4 und der Oberseite des Bodens 2, also die richtige Pressung der oberen Dichtung 8 erhalten bleibt.

Vorzugsweise werden die Abstütznocken 13 am Boden 2 von einem nutenförmigen Freischnitt 14 (vergl. Figur 3) umgeben, in den das Material bei der plastischen Verformung der Abstütznocken 13 auswandern kann. -

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Claims

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Patentansprüche

Steuerkartusche für ein Ventil, insbesondere ein Sanitärventil, mit einem Kartuschengehäuse, in dem sich eine feststehende und eine an dieser anliegende und gegenüber dieser bewegbare Steuerscheibe befindet; mit einem Boden, der mindestens eine Zulauföffnung besitzt; mit einer zwischen Boden.und der feststehenden Steuerscheibe angebrachten ersten Dichtung aus elastomerem Matexial und einer an der Außenseite des ßodens angeordneten zweiten Dichtung aus elastomerem Material, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (2) unter Kraftaufwand axial auf das Kartuschengehäuse (3) aufpreßbar ist und das Kartuschengehäuse (3) und/ oder der Boden (2) an dem dem jeweils anderen Teil zugewandten Rand mehrere über den Umfang verteilte Abstütznokken (7) besitzt, die beim gegenseitigen Verpressen von ' " Boden (2) und Kartuschengehäuse (3) plastisch verformbar sind.
2. Steuerkartusche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, " · daß die Abstütznocken (7) mit dem Kartuschengehäuse (3) einstückig sind..
3. Steuerkartusche nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufpressung des Bodens (2) auf das Kartuschengehäuse (3)-an dem dem Boden (2) zugewandten Rand' des Kartuschengehäuses (3) Zapfen.(10) vorgesehen sind, die mit entsprechend dimensionierten Ausnehmungen (11) im. Boden (2) zusammenwirken.
4, Steuerkartusche nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfen (10) und die Ausnehmungen dimensionsmäßig so aufeinander abgestimmt sind, daß die hierdurch bewirk- ^ te Haltekraft H kleiner als die Verformungskraft P der Abstütznocken (7) ist. .

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5. Steuerkartusche nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Außenseite des Bodens angebrachte Dichtung (9) eine Verformungskraft V besitzt, die größer als die zwischen Boden (2) und Kartuschengehäuse (3) wirkende HaLtekraft H der Aufpressung, jedoch kleiner als die Verformungskraft P der Abstütznocken (7) ist.
6. Steuerkartusche nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Außenumfang der Außenfläche des Bodens (2) Abstütznocken (13) vorgesehen sind, deren Verformungskraft P¹ gleich oder größer als die Haltekraft H zwischen Kartuschengehäuse (3) und Boden (2), aber kleiner als die Verformungskraft P der Abstütznocken (7) am Kartuschengehäuse (3) ist.
7. Steuerkartusche nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstütznocken (13) mit dem Boden (2) einstückig s ind.
8. Steuerkartusche nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstütznocken (13) am Boden (2) von einem nutenartigen Freischnitt (14) umgeben sind.

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