DE3031380A1

DE3031380A1 - Mengenregulierventil

Info

Publication number: DE3031380A1
Application number: DE19803031380
Authority: DE
Inventors: Max 5860 Iserlohn Derr; Manfred Ing.(Grad.) 4770 Soest Pawelzik
Original assignee: Friedrich Grohe Armaturenfabrik GmbH and Co
Current assignee: Grohe Water Technology AG and Co KG
Priority date: 1980-08-20
Filing date: 1980-08-20
Publication date: 1982-02-25
Also published as: DE3031380C2

Description

Friedrich Grohe Armaturenfabrik GmbH 86 Co.

GRP - 454

Mengenreguliervent il

Die Erfindung betrifft ein Mengenregulierveatil mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen. Ein Mengenregulierventil dieser Gattung ist in der US-Patentschrift Nr. 2,923,318 beschrieben. Bei dieser bekannten Ventilausbildung wird es häufig als Nachteil empfunden, daß die Stellbewegung des Griffstücks von der geschlossenen Stellung bis zur voll geöffneten Stellung lediglich eine viertel Umdrehung des GriffStücks erfordert. Durch den kurzen Stsllweg bzw. Stellwinkel ist eine feinfühlige Einstellung der jeweils gewünschten Durchflußmenge problematisch. Darüber hinaus kann das Ventil vermittels des kurzen Stellwinkels von der voll geöffneten Stellung schlagartig in Schließstellung gebracht werden, was zu abträglichen Wasserschlägen in dem Versorgungs-

leitungssystem führen kann.

Um zu einer feinfühligen Einstellmöglichkeit zu gelangen ist es aus der Druckschrift DE-GM 77 26 941 bekannt, zwischen der Ventilspindel und dem Griffstück ein Planetengetriebe zwischenzuschalten, so daß die Mengenregulierung über mehrere Umdrehungen des Griffstückes erfolgen kann. Bei dieser Ventilausbildung ist es jedoch erforderlich, die Ventilorgane einzeln in einem besonders ausgebildeten Armaturengehäuse anzuordnen und das Ventil mit einem besonders ausgebildeten Griffstück zu versehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein feinfühlig einstellbares Mengenregulierventil zu schaffen, das in herkömmliche Armaturen eingesetzt und mit den üblichen Griffstücken betrieben werden kann, wobei es mit zur Aufgabe gehört, das Mengenregulierventil so auszubilden, daß es auch nachträglich bei bereits installierten Armaturen eingesetzt werden kann, die ursprünglich mit einem Normventiloberteil mit axial verschiebbarem Verschlußteil ausgestattet waren.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 12 angegeben.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß das Mengenregulierventil problemlos z.B. in vorhandene Sanitärarmaturen eingesetzt und mit den üblichen Griffstücken betrieben werden kann, wobei die einzelnen Ventilteile in einem Gehäuse zusammengefaßt angeordnet werden können. Als Ventilsitzscheibe und Ventilregulierscheibe können vorteilhaft Oxidkeramikscheiben mit identischer Abmessung eingesetzt werden. Die auftretenden Dreh- und Axialkräfte an den Ventilscheiben können durch die Zapfen 20 aufgenommen werden, die einerseits einstückig an einem drehfest aber axial begrenzt verschiebbar im Gehäuse gehalterten Boden und andererseits an einem axial sich im Gehäuse abstützenden und drehbar gelager-

ten Drehglied ausgebildet sind. Zweckmäßig kann an der von der Ventilregulierscheibe abgekehrten Seite des Drehgliedes in der topfart igen Ausbildung ein Übersetzungsgetriebe zur Ventilspindel und einem Griffstück angeordnet werden. Als Getriebe kann sowohl ein Planetengetriebe als auch ein Stirnradgetriebe vorgesehen werden, wobei diese sowohl als Zahnrad als auch als Reibradgetriebe ausgelegt sein können. Bei der Ausbildung als Stirnradgetriebe ist ein entsprechender Achsversatz zwischen dem Drehglied und der Ventilspindel erforderlich. Vorteilhaft kann ein Übersetzungsverhältnis von etwa 1 : 2,4 gewählt werden, wodurch ein Drehbereich von etwa 1,2 Spindelumdrehungen erzielbar ist.

Damit eine dichte Anlage der Ventilsitzscheibe gewährleistet ist, sind vorteilhaft radial vorstehende Zungen an dem Boden ausgebildet, die in Längsnuten im Gehäuse geführt v/erden. In einer ersten Ausführung kann koaxial am Boden ein rohrförmiger Ansatz angeformt werden, der in eine Zuflußbohrung der Armatur einführbar und mit einem Dichtring abdichtbar ist. Bei einer anderen Ausführungsform kann die von der Ventilsitzscheibe 5 abgekehrte Seite des Bodens eben ausgebildet und der gesamte Boden in einen elastischen Ring eingeknöpft werden, wobei die eine Stirnseite des Ringes an der Ventilsitzscheibe und die andere an einen in der Armatur ausgebildeten Ventilsitz beim Einschrauben des Gehäuses dicht angepreßt wird. Dadurch, daß die Durchtrittsöffnungen in den Ventilscheiben jeweils als ein Kreisabschnitt ausgebildet sind, dessen Sehne relativ nahe zur Kreismittelachse angeordnet ist, wird einerseits eine relativ große Durchtrittsöffnung erzeugt und zum anderen in der Schließstellung eine relativ kleine Überdekkungsflache der beiden Scheiben erzielt, so daß die Gefahr eines stärkeren Anhaftens der beiden Ventilscheiben bei einem längeren Nichtbemitzen minimiert wird, zumal, insbesondere bei Sanitärarmatureß_sdie Ventile meist nur kurzfristig geöffnet werden und in der Regel sich in der geschlossenen Stellung befinden. _/8

Um den Stellbereich des Mengenregulierventils sicher zu bestimmen, ist an der Ventilspindel ein über den Drehbereich von 360° hinausgehender Anschlag vorgesehen, der vorteilhaft als Zwei- oder Mehrscheibenanschlag ausgebildet ist, wobei eine erste Anschlagscheibe drehfest auf der Ventilspindel angeordnet ist, die mittels einer radial vorspringenden Nase mit einer zweiten drehbar auf der Ventilspindel gelagerten Anschlagscheibe zusammenwirkt, wobei diese zweite Anschlagscheibe in ihrem Drehbereich durch am Gehäuse feststehend ausgebildeten Anschlägen begrenzt wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Figur 1 ein Mengenregulierventil im Längsschnitt;

Figur 2 einen Schnitt in der Ebene II der Figur 1;

Figur 3 einen Schnitt in der Ebene III der Figur 1;

Figur 4 einen Schnitt in der Ebene IV der Figur 1;

Figur 5 eine andere Ausbildung des Zuflußteils des Mengenregulierventils gemäß Figur 1.

Das in der Figur 1 gezeigte Mengenregulierventil ist in einer teilweise dargestellten Armatur in der Einbaulage dargestellt. Die Ventilteile sind in einem im wesentlichen zylindrischen Gehäuse 2 angeordnet, wobei das Gehäuse 2 mittels Gewinde in der Armatur dicht einschraubbar ist. Die äußeren Abmessungen des Gehäuses 2 entsprechen den Abmessungen der Standardventiloberteile für Sanitärarmaturen. Das Mengenregulierventil kann daher wahlweise mit allen üblichen Ventilgriffstücken versehen werden

und auch nachträglich in bereits installierten Sanitärarmaturen eingesetzt werden.

In der Armatur 1 ist koaxial zum Gehäuse 2 eine Zuflußbohrung 10 ausgebildet und rechtwinklig zur Zuflußbohrung ein Abflußkanal 30 vorgesehen. Koaxial zur Mittelachse des Gehäuses 2 ist eine stehende Ventilspindel 3 verdrehbar gelagert. Die Ventilspindel 3 hat am äußeren Ende eine Aufnahme für einen in der Zeichnung nicht dargestellten Drehgriff und ist am im Gehäuse befindlichen Endbereich als Sonnenrad 12 für ein Zahnradplanetengetriebe ausgebildet. Im Durchtrittsbereich der Ventilspindel 3 am Gehäuse 2 sind koaxial auf der Ventilspindel Anschlagscheiben 26,28 angeordnet, Die erste Anschlagscheibe 26 ist mittels einer Vierkantausbildung 31 drehfest mit der Ventilspindel 3 verbunden und trägt radial vorspringend eine Anschlagnase 27. Die zwischen der Anschlagscheibe 26 und dem Gehäuse 2 liegende weitere Anschlagscheibe 28 ist ebenfalls mit einer Anschlagnase 27 versehen, wobei diese Anschlagnase neben ihrem radialen Vorsprung mit einer axialen Verdickung in Richtung der ersten Anschlagscheibe 26 mit dieser gekoppelt ist, derart, daß, wie insbesondere aus Figur 2 zu entn hmen ist, von einer ersten Anschlaglage an der einen Stirnseite nach einer nahezu vollständigen Umdrehung an der zweiten Stirnseite der Anschlagnase 27 der Anschlagscheibe 28 anschlägt und nunmehr beide Anschlagscheiben synchron verdreht werden, bis die Anschlagnase 27 der Anschlagscheibe 28 an dem zweiten Anschlag 29 am Gehäuse 2 anschlägt. Bei einer entsprechenden Bemessung der beiden festen Anschläge 29 kann der ^rehwinkel der Ventilspindel 3 auf eine 1,2-fache Umdrehung begrenzt werden. Selbstverständlich können durch Aneinanderreihen von weiteren Anschlagscheiben auch noch wesentlich größere Drehbereiche der Ventilspindel begrenzt werden.

Das am innen liegenden Ende der Ventilspindel 3 ausgebildete Sonnenrad 12 steht mit vier verzahnten Zwischenrädern 9 im Eingriff, die ihrerseits mit einer Innenverzahnung an einer

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mantelförmigen Seitenwand 11 eines in dem Gehäuse 2 drehbar gelagerten Drehgliedes 7 eingreifen. Die Zwischenräder 9 sind dabei, wie insbesondere aus Figur 3 ersichtlich ist, in einem drehfest im Gehäuse 2 gehalterten Käfig 8 fliegend gelagert. Außerdem ist der Käfig 8 mit einer gut gleitenden Anlageschulter 32 für die Stirnseite des Drehgliedes 7 versehen. Axial wird der Käfig 8 von einer Schulter im Gehäuse 2 abgestützt, so daß er die gesamten axial auftretenden Kräfte im Ventil aufnehmen kann. Der topfart ige Bereich des Drehgliedes 7 ist darüber hinaus mit einem Dichtring 33 im Mantelbereich des Gehäuses 2 abgedichtet, so daß der Getriebebereich im Ventil vom Durchflußmedium abgetrennt ist. Selbstverständlich kann der Dichtring aber auch im Bereich der Ventilspindellagerung angeordnet werden, so daß das Getriebe mit dem Durchflußmedium, z.B. zu Schmierzwecken, in Berührung kommt oder aber durch die Anordnung von zwei Dichtringen sowohl gegenüber dem Fördermedium als auch gegenüber der Atmosphäre gedichtet werden kann.

An der dem Getriebe gegenüberliegenden Stirnseite des Drehgliedes 7 ist ein Zapfen 20 zur formschlüssigen Aufnahme einer Ventilregulierscheibe 6 vorgesehen, die mit einer Ventilsitzscheibe 5 zusammenwirkt. Die beiden Scheiben sind kreisrund ausgebildet und haben gleiche Abmessungen. Gegenüber der drehbar gehalterten Ventilregulierscheibe 6 ist die. Ventilsitzscheibe mit dem am Boden 4 angeformten Zapfen 20 verdrehfest,jedoch begrenzt axial verschiebbar im Gehäuse 2 gehaltert. Die beiden Scheiben haben je eine einen Kreisabschnitt bildende Durchtrittsöffnung 13, deren Sehne 17 relativ nahe an der Kreismittelachse 18 angeordnet ist, wie insbesondere aus Figur 4 ersichtlich ist. Der flanschartig ausgebildete Boden 4 ist dabei mit einer oder mehreren radialen Zungen 14 in Längsnuten 15 mit einem Sprengring 16 begrenzt verschiebbar geführt. Zur Abdichtung zwischen dem Boden 4 und der Ventilsitzscheibe 5

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sowie zur Anpressung an die Ventilregulierscheibe 6 ist im Bereich der Wandung des Gehäuses 2 stirnseitig zwischen Boden 4 und Ventilsitzscheibe 5 ein elastischer Dichtring 23 angeordnet .

Im Bereich der Zuflußbohrung 10 ist konzentrisch am Boden 4 ein rohrförmiger Ansatz 21 angeformt, der in die Zuflußbohrung 10 einführbar und mittels eines Dichtringes 23 eine dichte Verbindung von der Zuflußleitung der Armatur 1 zum Mengenregulierventil gewährleistet.

Das vorstehend beschriebene Ventil hat folgende Funktionsweise: Das Durchströmmedium strömt aus der Armatur 1 von der Zuflußbohrung 10 in den rohrförmigen Ansatz 21 durch einen Durchtrittskanal 22 zu der exzentrisch zur Kreismittelachse 18 angeordneten Durchtrittsöffnung 13 der Ventilsitzscheibe 5. Bei der in der Figur 1 gezeigten Lage der beiden Ventilscheiben befindet sich das Ventil in Schließstellung. Wird nun die Ventilspindel 3 betätigt, so wird die Drehbewegung, übersetzt durch das Planetengetriebe, auf das Drehglied 7 übertragen und über den Zapfen 20, der in einen Schlitz 19 formschlüssig einfaßt, auf die Ventilregulierscheibe 6 geleitet, so daß nunmehr, entsprechend dem Drehwinkel, die Durchtrittsöffnungen 13 an den beiden Scheiben zur Deckung gebracht werden. Das nunmehr durchströmende Medium tritt radial durch Austrittsöffnungen 34 und wird von hier in einen Ausflußkanal 30 der Armatur 1 abgegeben. Damit ein radialer Abfluß erfolgen kann, ist der Zapfen 20 an dem Drehglied 7 verlängert ausgeführt, so daß ein hinreichender Freiraum zwischen Ventilregulierscheibe 6 und dem Drehglied 7 gegeben ist.

In der Figur 5 ist eine andere Ausführung im Zuflußbereich für das in der Figur 1 dargestellte Ventil gezeigt. Die Stirnseite des Gehäuses 2 ist hierbei in einem Boden 41 versehen, dessen der Zuflußbohruag 10 zugekehrte Stirnseite im wesentlichen eben ausgebildet ist und einen Durchtrittskanal 22 zur Durch-

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trittsöffnung 13 der Ventilsitzscheibe 5 hat. Zur drehsicheren Führung in dem Gehäuse 2 greifen radiale Zungen 14 in Längsschlitze 15 ein. Zur Dichtung und Halterung ist der Boden 41 in einen elastischen Ring 24 eingeknöpft, der von der Wandung des Gehäuses 2 leicht haftend aufgenommen ist. Wird nun das Mengenregulierventil mit Hilfe des an dem Gehäuse 2 ausgebildeten Einschraubgewinde in die Armatur 1 eingeschraubt, so gelangt die eine Stirnseite des Ringes 24 an einem Ventilsitz 25 der Armatur 1 zur Anlage und bewirkt somit eine Abdichtung zwischen der Zulaufbohrung 10 und der Ventilsitzscheibe 5.

C 3

Claims

Friedrich Grohe Armaturenfabrik GmbH & Co.

GRP -454

ANSPRÜCHE

Mengenregulierventil, insbesondere für Sanitärarmaturen, mit einem axiale Einlaß- und radiale Auslaßöffnungen aufweisenden, in Armaturen einsetzbaren Gehäuse, in dem quer zur Längsachse eine mit wenigstens einer Durchtrittsöffnung versehenen Ventilsitzscheibe unverdrehbar gehaltert ist und an der eine ebenfalls mit venigstens einer Durchtrittsöffnung versehenen, mit einer im Gehäuse gelagerten Ventilspindel verdrehbare Ventilregulierscheibe anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) an der stromaufwärts gelegenen Stirnseite mit einem drehfest aber axial verschiebbaren, wenigstens eine Einlaßöffnung aufweisenden Boden (4,41) versehen ist, der eine Aufnahme zum drehfesten Haltern der Ventilsitzscheibe (5) hat und Dichtmittel zur Verbindung der Zuflußbohrung (10) in der Armatur (1) mit der Ventilsitzscheibe (5) trägt und daß die Ventilregulierscheibe (6) von einem topfartigen, axial in dem Gehäuse (2) abgestützten Drehglied (7) Im Bodenbereich an einer den ra dialen Abfluß freigebenden Aufnahme gehaltert ist, wobei eine an der von der Aufnahme abgekehrten Seite ausgebildete

mantelförmige Seitenwand (Π) des Drehgliedes (7) über ein Getriebe mit der Ventilspindel (3) verbunden ist.
2. Mengenregulierventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Getriebe ein Planetengetriebe vorgesehen ist, wobei der innere Bereich der Ventilspindel (3) als Sonnenrad (12) ausgebildet ist und über in einem feststehenden Käfig (8) gelagerte Zwischenräder (13) mit der Innenseite der koaxial zur Ventilspindel (3) angeordneten Seitenwand (11) des Drehgliedes (7) in Verbindung steht.
3. Mengenregulierventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Getriebe ein Stirnradgetriebe vorgesehen ist, wobei der innere Endbereich der Ventilspindel (3) als Antriebsrad ausgebildet ist und mit einem achsversetzten Drehglied (7) an einer zylindrischen Innenseite der Seitenwand (11) in Verbindung steht.
4. Mengenregulierventil nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zahnradgetriebe vorgesehen ist.
5. Mengenregulierventil nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Reibradgetriebe vorgesehen ist.
6. Mengenregulierventil nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe ein Übersetzungsverhältnis von etwa 1 : 2,4 hat.
Mengenregulierventil nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (4,41) flanschartig ausgebildet ist und mit einer oder mehreren radialen Zungen (14) in Längsnuten (15) im Gehäuse (2) drehfest geführt und axial z.B. mit einem Sprengring (16) gesichert ist.
8. Mengenregulierventil nach den Ansprüchen 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilsitzscheibe (5) und die Ventilregulierscheibe (6) identisch gleiche Abmessungen haben und jeweils mit einer einen Kreisabschnitt bildenden Durchtrittsöffnung (13) versehen sind, dessen Sehne (17) relativ nahe zur Kreismittelachse (18) angeordnet ist, und an der jeweils von der gegenseitigen Anlagefläche abgekehrten Stirnseite, vorzugsweise senkrecht zur Sehne (17), einen Schlitz (19) für einen als Aufnahme vorgesehenen, entsprechend geformten Zapfen (20) ausgebildet ist.
9. Mengenregulierventil nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (4) mit einem in die Zuflußbohrung (10) der Armatur (1) einführbaren, rohrförmigen Ansatz (21) ausgestattet ist, der im eigentlichen Bodenbereich einen Durchtrittskanal (22) zur exzentrisch angeordneten Durchtrittsöffnung (13) hat und zwischen Boden (4) und Ventilsitzscheibe (5) sowie an dem Ansatz (21) elastische Dichtringe (23) vorgesehen sind.
10. Mengenregulierventil nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet- daß der mit einem Durchtrittskanal (22) zur Durchtrittsöffnung (13) versehene Boden (41) an der zur '/entilsitzscheifae (5) abgekehrten Seite im wesentlichen eben ausgebildet und in einem elastischen Ring (24) z.B.

eingeknöpft ist, wobei die eine Stirnseite des Ringes (24) an der Ventilsitzscheibe (5) und die andere an einen in der Armatur (1) ausgebildeten Ventilsitz (25) dicht angepreßt wird und der Mantel des Ringes (24) von der zylindrischen Wandung des Gehäuses (2) gestützt ist.
11. Mengenregulierventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Ventilspindel (3) eine drehfest gekoppelte Anschlagscheibe (26) mit einer radial vorspringenden Anschlagnase (27) angeordnet ist, die mit wenigstens einer zwischen dem Gehäuse (2) und der ersten Anschlagscheibe (26) plazierten, koaxial und verdrehbar auf der Ventilspindel (3) gehalterten weiteren Anschlagscheibe (28) zusammenwirkt, wobei zumindest die weiteren Anschlagscheiben (28) Anschlagnasen (27) tragen, die neben ihrem radialen Vorsprung noch eine einseitige axiale Verdickung in Richtung der ersten Anschlagscheibe (26) haben und die am Gehäuse (2) anliegende Anschlagscheibe (28) im Drehbereich von feststehenden Anschlägen (29) begrenzt ist.
12. Mengenregulierventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß bei allen Anschlagscheiben (26,28) gleiche Anschlagnasen (27) ausgebildet sind und die axiale Verdickung z.B. durch einen Abkantvorgang hergestellt ist.