DE2902410A1

DE2902410A1 - Drucktastenventil

Info

Publication number: DE2902410A1
Application number: DE19792902410
Authority: DE
Inventors: Heinz Schmidt
Original assignee: Hansa Metallwerke AG
Current assignee: Hansa Metallwerke AG
Priority date: 1979-01-23
Filing date: 1979-01-23
Publication date: 1980-07-31

Description

PATENTANWÄLTE DR. ULRICH OSTERTAG DR, REINHARD OSTERTAG

EiBENWEQ 1O, 70OO STUTTGART 7O, TELEFON 0711/766845, KABEU'OSPAT

Drucktastenventil

Anmelderin:

Hansa Metallwerke AG Sigmaringer Str. 107

7000 Stuttgart 81

Anwaltsakte:
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Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Drucktastenventil mit einem Gehäuse; mit einem Zulauf- und einem Ablaufkanal; mit einer Betätigungsspindel, welche durch eine Mechanik in zwei unterschiedliche, axiale Raststellungen gebracht werden kann, wobei das Ventil in der einen Raststellung geöffnet und in der anderen Raststellung geschlossen ist.

Ein Drucktastenventil dieser Art ist aus der DE-PS 20 63 bekannt., Hier ist an der Betätigungsspindel direkt ein Verschlußkörper befestigt, der mit einem Ventilsitz zusammenwirkt und so die Verbindung zwischen Wasserzulaufkanal und Wasserablaufkanal öffnet oder schließt. Die mit diesem Ventil beherrschbaren Durchflußmengen sind jedoch vergleichsweise klein.

Es sind ferner Magnetventile bekannt, bei denen das Verschlußteil eine Membran ist, die axial gegen einen Ventilsitz anlegbar ist. Die Membran besitzt eine kleinere Pilotöffnung, die mit dem Zulaufkanal kommuniziert, sowie eine größere Bohrung, die mit Ablaufkanal kommuniziert und magnetisch mit einem entsprechenden Verschlußteil verschlossen werden kann. Die Druckverhältnisse sind derart, daß sich die Membran gegen den Ventilsitz anlegt, wenn das Verschlußteil an der größeren Bohrung anliegt, und sich vom Ventilsitz abhebt, wenn das Verschlußteil magnetisch von der größeren Bohrung wegbewegt ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Drucktastenventil der eingangs genannten Art so fortzubilden, daß mit ihm erheblich größere Durchflußmengen geschaltet werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in-

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dem Gehäuse eine Membran angeordnet ist, die am Umfang .in einer Gehäusebohrung verspannt und im axial beweglichen mittleren Bereich gegen einen Ventilsitz anlegbar_ist, wodurch die direkte Verbindung zwischen dem Zulaufkanal und dem Ablaufkanal unterbrochen wird/ die ferner eine kleinere Pilotöffnung und eine größere Bohrung besitzt, wobei die kleinere Pilotöffnung den Wasserzulaufkanal mit dem von der Membran umschlossenen Raum und die größere Bohrung den von der Membran umschlossenen Raum mit dem Ablaufkanal verbindet und durch ein Teil verschließbar ist, welches durch eine Feder gegen einen die größere Bohrung umgebenden Ventilsitz gedrückt wird, und daß die Betätigungsspindel· das Verschlußteil in der Offenstellung des Ventils von dem Ventilsitz abhebt. Bei dem erfindungsgemäßen Drucktastenventil· wird somit durch die Betätigungsspindel nur noch die Pilotfunktion der Membran gesteuert. Auf diese Weise können erhebiich größere Querschnitte freigegeben werden, was die Kapazität des Ventüs erhöht.

Zweckmäßigerweise ist an der Membran im mittieren Bereich ein starres Formstück befestigt. Dieses versteift die Membran, verbessert die Dichtfunktion und verringert den Verschleiß .

Der Außenumfang der Membran wird zweckmäßigerweise zwischen einer Schulter der Gehäusebohrung und einem die Gehäusebohrung abschießenden Deckel· verspannt. Auf diese Weise erfül·^ sie mit ihrem Außenumfang gieichzeitig die Ro^e der Dichtung, die zwischen Deckel· und Gehäuse sonst erforderlich wäre. .

Das Verschlußteil· wird vorteiihafterweise in dem zur Aniage an den Ventiisitz kommenden Bereich mit einem Kissen aus eiastischem Material· versehen.
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Aus geometrischen Gründen ist es vorteilhaft, wenn die •Betätigungsspindel sich in der Offenstellung des Ventils durch die größere Bohrung der Membran hindurcherstreckt. Die Mechanik, welche die beiden Raststellungen der Betätigungsspindel bewirkt, kann mindestens eine an sich bekannte, herzförmige Ringkurve und einen hiermit zusammenwirkenden Sperrstift enthalten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; die einzige Figur zeigt einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes, Drucktastenventil.

Das Drucktastenventil besitzt einen Gehäuseblock 1, an welchem ein Einlaufstutzen 2 und ein Auslaufstutzen 3 befestigt sind. Der durch den Einlaufstutzen 2 in den Gehäuseblock 1 geführte Wasserzulaufkanal 4 steht mit einer stirnseitig in den Gehäuseblock 1 eingebrachten Bohrung 5 in Verbindung. Die Bohrung 5 ist an ihrem Grunde durch eine weitere Bohrung 6 kleineren Durchmessers in das Innere des Gehäuseblocks 1 verlängert, welche zu dem unter rechtem Winkel abzweigenden Wasserablaufkanal 7 führt.

Die Bohrung 6 ist von einem in die Bohrung 5 hineinragenden, zylindrischen Hals 8 umgeben, welcher an seiner Stirnseite den Ventilsitz für ein Verschlußstück bildet, welches insgesamt mit dem Bezugszeichen 9 gekennzeichnet ist. Das Verschlußstück 9 besitzt ein starres, stützendes, glockenähnliches Formstück 10, dessen zylindrischer Hals 11 in die Bohrung 6 ragt. Eine axiale Mittelbohrung 12 führt durch das gesamte Formstück 1-0 hindurch.

Eine ringförmige Rollmembran 13 ist an der oberen Stirnseite des Formstücks 10 befestigt, beispielsweise angeklebt oder anvulkanisiert. Sie'bildet hier die mit dem am Hals 11 befindlichen Ventilsitz zusammenwirkende Dichtung. Am Außen-

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umfang ist die Rollmembran 13 mit einem Wulst 14 versehen und zwischen einer Schulter 15 der Gehäusebohrung 5 und einem Deckel 16 verklemmt. Dieser ist mit Schrauben 17 am Gehäuseblock 1 befestigt und verschließt die Gehäusebohrung 5 nach unten. In der Rollmembran 13 befindet sich eine kleine Pilotöffnung 18, über welche der außerhalb der Rollmembran 13 liegende Teil der Gehäusebohrung 5 - und damit der Wasserzulaufkanal 4 - mit dem von der Rollmembran 13 umschlossenen Teil der Gehäusebohrung 5 kommuniziert. In letzterem befindet sich ein axial verschiebliches, starres Formteil. 19, in dessen oberer Stirnseite ein elastisches Kissen 20 eingelassen ist. Dieses wirkt mit einer kuppelartigen Ventilsitzfläche 21 zusammen, die um die untere Ausmündung der Mittelbohrung 12 am Formstück 10 angeformt ist.

Eine Feder 39, die zwischen der Unterseite des Formteils und dem Deckel 16 eingespannt ist, drückt das Formteil 19 nach oben, so daß in der dargestellten Schließlage des Ventils das Kissen 21 an der Ventilsitzfläche 22 anliegt.

In die der Gehäusebohrung 5 gegenüberliegende Stirnfläche des Gehäuseblocks 1 ist eine koaxiale Gewindebohrung 22 eingebracht, die über eine Mittelbohrung 23 kleineren Durchmessers mit der Bohrung 6 bzw. dem Wasserauslaufkanal 7 kommuniziert. In die Gewindebohrung 22 ist das Oberteil eines an sich bekannten Drucktastenventils eingeschraubt, welches insgesamt das Bezugszeichen 24 trägt.

Das Oberteil 24 enthält die von Hand zu betätigende Drucktaste 25, welche von oben her in einen Betätigungsschaft eingesetzt ist. Der Betätigungsschäft 26 gleitet in einer Hülse 27, welche in die Gewindebohrung 22 mit einem Außengewinde eingeschraubt ist. In einem ümfangsrücksprung 28 des Schafts 26 befindet sich eine vorzugsweise aus Kunststoff bestehende Büchse 29, die aus zwei Teilen zusammengesetzt sein kann. In die ümfangsflache der Büchse 29 sind

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zwei einander gegenüberliegende, herzförmige Ringkurven 30 (nur eine sichtbar) eingearbeitet, die jeweils mit einem an der Hülse 27 befestigten, radialen Sperrstift 31 in bekannter Weise zusammenwirken.
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Eine Betätigungsspindel 3 2 erstreckt sich.von einer Mitnahmefläche 33 des Betätigungsschafts 26 abgedichtet mittels eines O-Ringes 34 durch die Mittelbohrung 11 des Gehäuseblocks 1 hindurch, bis in die Mittelbohrung 12 des Form-Stückes 10.

Zwischen der Hülse 27 und dem Boden der Gewindebohrung 22 ist eine Ringscheibe 35 eingeklemmt, an welcher sich zwei konzentrische Spiralfedern 36, 37 abstützen: die äußere Spiralfeder 36 wirkt gegen die Mitnahmefläche 33 des Betätigungsschafts 26 und drückt diesen nach oben; die innere Spiralfeder 37 liegt stirnseitig an einer Kopfscheibe 38 der Betätigungsspindel 32 und hält diese in kraftschlüssiger Anlage am Betätigungsschaft 26. Die Anordnung ist derart, daß die aus Drucktaste 25, Betätigungsschaft 26 und Betätigungsspindel 32 bestehende Baueinheit zwei Raststellungen besitzt: In der einen, in der Zeichnung dargestellten, befindet sich die freie Stirnfläche der Betätigungsspindel 32 in Abstand vom Kissen 20 im Formteil 19. In der zweiten Raststellung der genannten Baueinheit ist die Betätigungsspindel 32 so weit nach unten bewegt, daß ihre freie Stirnfläche am Kissen 20 anliegt und das gesamte Formteil 19 gegen die Kraft der Feder 22 vom Ventilsitz 21 abhebt.

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Das beschriebene Drucktastenventil funktioniert wie folgt:

In der dargestellten Schließstellung-, in welcher das Kissen 20 des Formteils 19 an der Ventilsitzfläche 21 anliegt, wirkt der Druck des im Zulaufkanal 4 anstehenden Wassers -

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in gleicher Weise gegen die Außenseite wie die Innenseite der Rollmembran 23 bzw. des Formstücks 10. Unter Mithilfe der Feder 39 sind die Kraftverhältnisse so, daß das Formstück 10 bzw. der daran befestigte Abschnitt der Membran in Anlage am Hals 8 des Gehäuseblocks 1 gehalten wird.

Zum öffnen des Ventils wird die Drucktaste 25 nach unten bewegt und die aus Drücktaste 25, Betätigungsschaft 26 und Betätigungsspindel 32 bestehende Baueinheit in die zweite Raststellung gebracht. Das untere Ende der Mittelbohrung des Formstücks 10 wird durch die Betätigungsspindel 32 aufgestoßen, so daß das Wasser aus dem von der Rollmembran umschlossenen Raum ausfließen kann. Da das Wasser durch die kleinere Pilotöffnung 18 der Rollmembran 13 nicht in gleichem Maße nachströmen kann, wird der gegen die Innenseite der Rollmembran 13 bzw. des Formstückes 10 wirkende Druck abgebaut. Dies hat zur Folge, daß der weiterhin auf die Außenseite der Rollmembran 13 wirkende Wasserdruck diese samt dem Formstück 10 vom Hals 8 des Gehäuseblocks 1 abhebt, wodurch der Wasserweg zwischen Zulaufkanal 4 und Ablaufkanal 7 über die Bohrung 6 freigegeben wird.

Zum Schließen des Ventils wird die Drucktaste 25 erneut betätigt. Die Betätigungsspindel 32 kehrt in die in der Zeichnung dargestellte Stellung zurück. Unter dem Einfluß der Feder 39 legt sich das Kissen 20 des Formteils "19 an die Ventilsitzfläche 21 des Formstücks 10 an. Nun kann sich in dem von der Rollmembran 13 umschlossenen Raum der Wasserdruck wieder aufbauen. Dies bewirkt, daß sich die Membran 13 wieder an den Hals 8 des Gehäuseblocks 1 anlegt. Hierdurch wird die Wasserströmung zwischen dem Zulaufkanal 4 und dem Ablaufkanal 7 unterbrochen.

Offensichtlich ist es für die Funktion des beschriebenen Ventils unerheblich, welcher Art die Mechanik ist, welche

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die zwei Raststellungen der aus Drucktaste 25, Betätigungsschaft 26 und Betätigungsspindel 32 bestehenden Baueinheit gewährleistet.

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- Patentansprüche

/1.)Drucktastenventil mit einem Gehäuse; mit einem Zulauf- und einem Ablaufkanal; mit einer Betätigungsspindel, welche durch eine Mechanik in zwei unterschiedliche, axiale Raststellungen gebracht werden kann, wobei das Ventil in der einen Raststellung geöffnet und in der anderen Raststellung geschlossen ist, .dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse (1) eine Membran (13) angeordnet ist, die am Umfang in einer Gehäusebohrung (5) verspannt und im axial beweglichen mittleren Bereich gegen einen Ventilsitz (8) anlegbar ist, wodurch die direkte Verbindung zwischen dem Zulaufkanal (4) und dem Ablaufkanal (7) unterbrochen wird, die ferner eine kleinerePilot-Öffnung (18) und eine größere Bohrung (12) besitzt, wobei die kleinere Pilotöffnung (4) den Wasserzulaufkanal (4) mit dem von der Membran (13) umschlossenen Raum und die größere Bohrung (12) den von der Membran (13) umschlossenen Raum mit dem Ablaufkanal (7) verbindet und durch ein Teil (19) verschließbar ist, welches durch eine Feder (39) gegen einen die größere Bohrung (12) umgebenden Ventilsitz (21) gedrückt wird, und daß die Betätigungsspindel (32) das Verschlußteil (19) in der Offenstellung des Ventils vom Ventilsitz (21) abhebt.
2. Drucktastenventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (13) im mittleren Bereich an einem starren Formstück (10) befestigt ist.
3. Drucktastenventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenumfang der Membran (13) zwischen einer Schulter (15) der Gehäusebohrung (5) und einem die Gehäusebohrung (5) abschließenden Deckel (16) verspannt ist.

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4. Drucktastenventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußteil (19) in dem zur Anlage an den Ventilsitz (21) kommenden Bereich mit einem Kissen (20) aus elastischem Material versehen ist.
5. Drucktastenventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsspindel (32) sich in der Offenstellung des Ventils durch die größe^re Bohrung (12) der Membran hindurch erstreckt.
6. Drucktastenventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mechanik, welche die beiden Raststellungen der Betätigungsspindel (32) bewirkt, mindestens eine an sich bekannte, herzförmige Ringkurve (30) und einen hiermit zusammenwirkenden Sperrstift (31) enthält.

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