DE3022982A1 - Absperrorgan - Google Patents

Description

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Absperrorgan zum Steuern eines Medienflusses nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Absperrorgane bzw. Ventile dieser Art werden bspw. bei Wasserhahnen oder Absperrventilen für die Wasserversorgung aber auch in anderer Weise verwendet. Es ist allgemein üblich, Wasserhahnen mit einem drehbaren Glied zu verwenden, das einen Dichtkörper in Kontakt mit einem Ventilsitz bringt, um die Zufuhr abzusperren. In herkömmlicher Weise wird eine steif elastische Dichtscheibe verwendet, die, wenn sie abgenutzt ist, ersetzt werden muß, um ein Lecken zu vermeiden. Viele Versuche sind gemacht worden, um diese Nachteile zu vermeiden und einen sog. dichtscheibenlosen Wasserhahnen zu schaffen. Diese Versuche haben bisher nur begrenzten Erfolg gehabt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Absperrorgan der eingangs genannten Art zu schaffen,· das diese Nachteile vermeidet.

Diese Aufgabe wird bei einem Absperrorgan der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Obwohl dann, wenn das Kopfteil des Verschlußgliedes und der Ventilsitz mit hoher Genauigkeit hergestellt werden, diese beiden Elemente aus Stahl, Messing oder einem anderen geeignetem Metall oder einer geeigneten Legierung hergestellt werden können, wird es oft als unverhältnismäßig kostspielig angesehen, für diese Art von Waren eine handelsüblich große Menge von Präzisionsteilen herzustellen. Deshalb erscheint es

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zweckmäßig, wenn man eines dieser Teile bspw. aus einem harten, jedoch etwas zusammendrückbaren Kunststoffmaterial herstellt. Dementsprechend kann der Kopfbereich des Verschlußgliedes bspw. aus Nylon oder einem anderen Material sein, das ähnliche Eigenschaften einschließlich der Nichtaufnahme von Wasser besitzt und vorzugsweise eine Maßhaltigkeit über dem normalerweise auftretenden Wassertemperaturbereich von bspw. 2 bis 90 C aufweist. Die Verwendung von Nylon bspw. gibt eine ausreichende Zuverlässigkeit bei Drücken, bei denen herkömmliche Dichtscheiben in einem Ventil zerstört werden würden.

Der Kopfbereich des Verschlußgliedes kann kegelstumpfförmig sein mit einer flachen oder im wesentlichen flachen Stirnfläche, gegen die der Einlaßstrom des Mediums, im vorliegenden Beispiel Wasser, aufprallt. Bei der Ventilöffnungsbewegung wird der Ventilschaft gedreht, um ihn in eine Richtung weg vom Ventilsitz zu bewegen. Der Wasserdruck im Einlaß hebt dann das Verschlußglied so lange an, bis das Ventil wieder geschlossen ist.

Zweckmäßigerweise kann das Verschlußglied auch eine Stange bzw. Spindel besitzen, die mittels losem Sitz in einer Bohrung aufgenommen ist, die axial im Ventilschaft gebildet ist. Dies unterstützt die Tatsache, daß das Verschlußglied in koaxialer Lage zum Ventilsitz während der Ventilschließung gehalten wird. Die Spindel hat einen losen Sitz, sowohl um das Aufhören des Sichdrehens des Verschlußgliedes mit dem Schaft dann, wenn Kontakt zwischen den gegenüberlxegenden Flächen hergestellt ist, zu erleichtern, als auch um einen Grad von Selbstzentrierung zu ermöglichen, was dann eintritt, wenn das Verschlußglied sich dem Ventilsitz nähert.

Die Stange bzw. Spindel ist in vorteilhafter Weise von solch einer Länge, daß sie auch in der vollständig offenen Position des Ventils noch teilweise in der Bohrung aufgenommen verbleibt.

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In manchen Ländern wird durch Vorschriften der Wasserwerke verlangt, daß das Verschlußglied oder ein vergleichbares Element durch den Schaft aktiv zurückgehalten wird. Um diesen Vorschriften zu genügen, kann die Stange bzw. Spindel in einer zwar nicht festgespannten, so doch unverlierbaren Weise in der Bohrung gehalten werden.

Obwohl die Steigung der schraubenförmigen Bewegung des Verschlußgliedes relativ zum Schaft verändert werden kann, ist nicht beabsichtigt, dieses Maß gegenüber demjenigen abzuändern, wie es bei den meisten Ventilen und Wasserhahnen dieses Typs Standard ist. Es wurde herausgefunden, daß ein geeigneter Neigungswinkel der kegelstumpfförmigen, gegenüberliegenden Flächen bezüglich der Achsmittellinie des Verschlußgliedes im Bereich von 12° bis 20°, vorzugsweise bei 15° liegt. Die Erfahrung hat gezeigt, daß dieser Bereich bei der Verwendung optimale Durchflußmengen ergibt und daß eine ausreichende Kontaktzone zwischen den gegenüberlxegenden Flächen von mindestens 5 mm Breite gegeben ist.

Es sei erwähnt, daß die Erfindung nicht nur bei zweckgebundenen Ventilen anwendbar ist, sondern auch zum Herstellen eines Austauschbausatzes, der zum Umrüsten bestehender, mit Dichtscheiben versehener Hahnen und Ventilen geeignet ist. Dieser Bausatz kann ein Verschlußglied, das den die Dichtscheibe tragenden Stößel ersetzt und einen Ventilsitzeinsatz aufweisen, der in der Mündung des Zuflußrohres aufgenommen werden kann, wo dieser axial in Flucht mit dem Schaft und dem Verschlußglied ist.

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert wird, Es zeigen:

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Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Absperrorgans gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung,

Fig. 2 eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht, jedoch gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung,

Fig. 3 eine Seitenansicht der in Fig. 1 dargestellten Teile, wie sie in einem Haushalts-Wasserhahn eingebaut sind,

Fig. 4 eine Teilansicht eines Bereichs der Fig. 3 in vergrößertem Maßstab, und

Fig. 5 eine Variante des Verschlußgliedes.

Fig. 1 zeigt einen Schaft 2 eines Absperrorgans bzw. Ventils zur Verwendung in einem Haus-Wasserhahnen; der Schaft 2 ist bei 4 mit einem Außengewinde zur Aufnahme eines Ventilkörpers, wie es bei 6 in Fig. 3 gezeigt ist, versehen. Innerhalb des Gewindeteils 4 ist eine axiale Bohrung 8 vorgesehen, in der eine Stange bzw. Spindel 10 eines Verschlußgliedes bzw. Dichtkörpers 12 aufgenommen ist. Die Spindel 10 ist in der Bohrung lose bzw. grob angepasst gelagert, d.h. beim vorliegenden Beispiel, daß die Passung ein Spiel von 0,01 mm besitzt.

Das Verschlußglied 12 besitzt einen Kopfbereich, der kegelstumpf förmig ausgebildet ist und eine Außenfläche 14, die unter einem Winkel von 15° zur axialen Mittellinie des Verschlußgliedes 12 geneigt ist, und eine flache bzw. ebene Stirnfläche 16 besitzt. Das Wasserzuführrohr 18 besitzt einen Ausflußbzw. Lippenbereich mit einer Fläche 20, die als Komplement zum

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mm 7 _

Neigungswinkel der Fläche 11 des Verschlußgliedes 12 geformt ist. Ist das Verschlußglied 12 vollständig in den Lippenbereich eingesetzt, besteht ein breites stetiges flächiges Kontaktband A mit einer Tiefe x, die beim vorliegenden Beispiel einem Kontakt über eine Bandbreite von 5 mm, gemessen in axialer Richtung, entspricht.

Fig. 2 zeigt identische Teile der Fig. 1 mit denselben Bezugsziffern, wobei der einzige Unterschied darin besteht, daß, um Vorschriften verschiedener Wasserwerke gerecht zu werden, eine Ringnut 22 in der Stange bzw. Spindel 10' vorgesehen ist, so daß ein Vorsprung 2H an der Innenseite der Bohrung 8 mit der Nut 22 in Eingriff kommt, um das Verschlußglied 12 zwar nicht eingespannt aber doch unverlierbar zu halten.

Fig. 3 zeigt die Ventilteile der Fig. 1 oder 2, wie sie mit dem Ventilkörper 6 in einem Wasserhahn-Gehäuse, das bei 26 in strichpunktierten Linien angedeutet ist, eingebaut und zusammengefügt sind. Der untere Bereich des Gehäuses 26 ist auf dem Ventilkörper befestigt und enthält das Auslaufende 28, durch welches Wasser den Wasserhahnen verlässt, wenn sich das Verschlußglied 12 während der Bewegung des Ventils bzw. Absperrorgans nach oben in die Offenstellung bewegt.

Die kegeistumpfförmige Lippenfläche 20, die den Ventilsitzbereich des Wasserhahns aufweist, ist beim vorliegenden Beispiel in der Weise dargestellt, daß sie Teil eines Messingeinsatzes ist, der in dem Exnlaßrohrmundstück 18 befestigt ist. Wenn auch bei diesem Beispiel das nach oben strömende Wasser auf die flache Endfläche 16 des Verschlußgliedes 12 aufprallt, ist es auch möglich, bevorzugt ein Verschlußglied 12 mit einem konischen Kopfbereich 30 zu verwenden, der eine Spitze 31 besitzt, die dem Strom des ankommenden Wassers gegenüberliegt.

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Wird das Ventil geschlossen, wird der gleichmäßige Eintritt des Verschlußgliedes 12 in den Ventilsitz, der von den Lippen 20 begrenzt ist, dadurch erleichtert, daß die Vorderflanke an der Innenkante, wie in Fig. 4 gezeigt, bei 32 mit einer Fase versehen wird. Sobald zwischen den Flächen IH und 20 Kontakt besteht, hört das Verschlußglied 12, das mit dem Schaft 2 gedreht worden ist, auf, sich zu drehen. Ein sich fortsetzendes Drehen des Schaftes 2 von Hand bewirkt, daß das Verschlußglied 12 die Fläche 20 wasserdicht berührt; da jedoch keine Drehbewegung zwischen den Flächen IM- und 20 besteht, ergibt sich auch keine nennenwerte Abnutzung zwischen diesen Flächen; somit ist der Nachteil von Leckagen mit der Folge, die Dichtscheibe auswechseln zu müssen, wie dies bei herkömmlichen Haus-Wasserhahnen der Fall ist, vermieden.

- Ende der Beschreibung -

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. J.

L e e r s e i t

Claims (7)

Patentansprüche

1.) Absperrorgan zum Steuern eines Medienstromes, mit einem Schaft, der innerhalb eines Körpers schraubenartig zum Ausführen einer Bewegung in seiner Längsrichtung drehbar ist, und mit einem Verschlußglied, das in Längsrichtung mit dem Schaft zum Ausführen einer Schließ- und Öffnungsbewegung bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußglied (12) ein Kopfteil mit einer kegeligen oder kegelstumpfförmigen Oberfläche (30, 14), die sich jenseits des Schaftes (2) erstreckt, aufweist, daß die Zuflußmündung für das Medium durch einen ringförmigen Ventilsitz begrenzt ist, der eine stetige kegelstumpfförnige Sitzfläche (20) mit demselben Neigungswinkel wie der des Kopfteiles des Verschlußgliedes (12) bezüglich dessen axialer Mittellinie besitzt, daß der Durchfluß des Mediums durch den Ventilsitz koaxial zur Mittellinie des Verscnlußgliedes (12) ist und durch den Abstand zwischen den gegenüberliegenden Flächen (30, 14 bzw. 20) gesteuert ist und dann, wenn das Absperrorgan geschlossen ist, durch ein

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stetiges zonenförmiges Kontaktband (A) zwischen den gegenüberliegenden Flächen (30, lh; 20) unterbrochen wird, und daß bei Auftreten dieses Kontaktes die Drehung des Verschlußgliedes (12) mit dem Schaft (2) sofort aufhört.

2. Absperrorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopfteil des Verschlußgliedes (12) kegeistumpfförmig ist und eine flache oder im wesentlichen flache Stirnfläche (16) aufweist, gegen die der Strom des Mediums durch den Zulauf prallt.

3. Absperrorgan nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußglied (12) eine Spindel (10) und daß der Schaft (2) eine"axiale Bohrung (8) zur Aufnahme der Spindel (10) in losem Sitz aufweist.

4. Absperrorgan nach Anspruch 3, dadur ch gekenn ze i chne t, daß die Spindel (10) in der Bohrung (8) in ungespannter, jedoch unverlierbarer Weise gehalten ist, so daß das Verschlußglied (12) sich in Längsrichtung mit dem Schaft (2) während der Öffnungsbewegung unabhängig vom Druck des zuströmenden Mediums bewegt.

5. Absperrorgan nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußglied (12) aus kaum zus anunen drückbarem Kunststoffmaterial besteht.

6. Absperrorgan nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel der Verschlußflächen (30, I¹+; 20) im Bereich von 12° bis 20°, vorzugsweise bei 15 , bezüglich der axialen Mittellinie des Verschlußgliedes (12) liegt.

7. Absperrorgan nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des stetigen zonenförmigen Bandes (A) mindestens 5 mm ist.

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