DE3045409C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Absperrventil-Oberteil nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

In jüngster Zeit finden als regelnde Elemente von Sanitärven­ tilen zunehmend sogenannte Steuerscheiben Gebrauch. Dabei han­ delt es sich zumeist um mindestens zwei Keramikscheiben, deren Berührungsflächen auf hohe Güte poliert sind. Wasserdurchtritts­ öffnungen in den Keramikscheiben können durch Relativbewegung, bei Absperrventilen insbesondere durch Verdrehen, mehr oder weniger in Überlappung gebracht werden. Hierdurch wird der Wasserfluß gesteuert. Derartige Steuerscheibenventile haben den großen Vorteil, daß praktisch kein Verschleiß auftritt und die Bedienungskräfte sehr klein sind. Aus diesem Grunde sind verschiedene Bemühungen im Gange, Absperrventil-Oberteile zu schaffen, die im Austausch gegen herkömmliche Oberteile in genormte Armaturengehäuse eingesetzt werden können. Ein Problem hierbei ist, daß trotz der Normung der Armaturenge­ häuse weder die axiale Tiefe des Aufnahmeraumes, in dem das Oberteil untergebracht wird, noch der Radius des Ventilsitzes immer gleich ist. Zur Kompensation der unterschiedlichen axi­ alen Tiefe mußte daher bei bekannten Oberteilen der eingangs genannten Art durch konstruktive Maßnahmen Sorge dafür getra­ gen werden, daß die axiale Länge veränderlich und den jeweili­ gen Gegebenheiten anpaßbar ist.

Ein Beispiel hierfür ist das Absperrventil-Oberteil, welches in der CH-PS 6 06 877 beschrieben ist. Bei ihm ist das Gehäuse zweiteilig ausgestaltet; die beiden Teile können axial gegen­ einander so verschraubt werden, daß die gesamte axiale Abmes­ sung des Gehäuses je nach der Einbautiefe einstellbar ist. Diese Bauweise ist selbstverständlich sehr kompliziert. Auch müssen die Einstellarbeiten, mit denen die axiale Länge des Gehäuses dem jeweiligen Armaturengehäuse angepaßt wird, sehr sorgfältig durchgeführt werden. Eine Kompensation unterschied­ licher Radien der Ventilsitze, die bei Armaturengehäusen z. B. unterschiedlicher Hersteller gegeben sein können, ist mit dieser Bauweise nicht möglich.

Aus der EP-OS 0 03 459 ist ferner ein gattungsgemäßes Absperr­ ventil-Oberteil bekannt, bei welchem zum Anschluß an das Arma­ turengehäuse eine verhältnismäßig hohe Dichtung verwendet wird, die an ihrer äußeren und inneren Mantelseite von Zylinderwänden begrenzt wird. Diese Dichtung muß recht exakt auf den zugehöri­ gen Ventilsitz des Armaturengehäuses aufgesetzt werden; eine Kompensation unterschiedlicher Radien des Ventilsitzes ist hierdurch nicht möglich. Auch unterschiedliche Einbautiefen im Armaturengehäuse sind nur in sehr begrenztem Maße ausgleich­ bar, da die verwendete Dichtung sich bereits bei geringfügiger Kompression erheblich versteift und so die Pressung der Steuer­ scheiben verändert.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Absperrventil- Oberteil der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß es mit geringstmöglichem konstruktivem Aufwand in der Lage ist, Unterschiede sowohl in der axialen Tiefe des Aufnahme­ raumes des Armaturengehäuses als auch im Radius des Ventil­ sitzes zu kompensieren, dabei jedoch die korrekte Pressung der regelnden Elemente nicht nennenswert beeinflußt.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches beschriebene Erfindung gelöst; vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Dichtung wird im Querschnitt eine Art Dreiecksform erzielt. Die "Basis" die­ ses Dreiecks ist so groß, daß unterschiedliche Radien von unterschiedlichen Ventilsitzen an Armaturgehäusen verschie­ dener Hersteller kompensierbar sind. Dadurch, daß sich nun die Dichtung nach oben nicht zylindrisch fortsetzt, sondern verjüngt, wird beim Einschrauben des Absperrventil-Oberteils in das Armaturengehäuse die Dichtung nicht auf reine Kompres­ sion beansprucht; es entstehen jedoch - ohne daß die Dichtung hierdurch zur Lippendichtung wird - zusätzlich auch Zugspan­ nungen, welche einen Teil der Kräfte aufnehmen und ihrerseits nicht so stark wegabhängig wie Druckkräfte sind, bei denen aufgrund der Materialverdichtung bereits nach kurzen Wegen eine Versteifung eintritt. So wird es möglich, allein durch Ausgestaltung der Dichtung ohne weitere konstruktive Maßnahmen am Absperrventil-Oberteil selbst erhebliche Maßunterschiede an unterschiedlichen Armaturengehäusen zu kompensieren.

Dabei ist es an und für sich aus der DE-AS 27 46 153 bekannt, Dichtungen durch Einkerbungen ein besonderes Profil zu geben. Diese Einkerbungen haben jedoch dort den Sinn, dem innerhalb der Dichtungen herrschenden Wasserdruck eine Angriffsfläche zu bieten und so für eine Anpressung der Dichtung an das um­ gebende Material zu sorgen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert, es zeigt

Fig. 1 einen Axialschnitt durch ein vollständiges Ab­ sperrventil-Oberteil;

Fig. 2 und 3 Ausführungsbeispiele weiterer Formdichtungen.

In Fig. 1 ist ein Axialschnitt durch ein Absperrventil- Oberteil dargestellt, das zum Einbau in ein Norm-Armaturen­ gehäuse bestimmt ist. Es weist ein Gehäuse 7 auf, in des­ sen unterem Bereich eine erste, nicht verdrehbare Steuer­ scheibe 8 angeordnet ist. Diese enthält zwei Wasser-Durchtrittsöffnungen 9. Auf der feststehenden Steuerscheibe 8 ruht eine zweite Steuerscheibe 21 auf, die in noch zu beschrei­ bender Weise relativ zur feststehenden Steuerscheibe 8 verdreht werden kann. Auch die verdrehbare Steuerscheibe 21 ist mit zwei Wasser-Durchtrittsöffnungen 22 versehen, die durch Verdrehung mehr oder weniger in Überlappung mit den Wasserdurchtritts­ öffnungen 9 der feststehenden Steuerscheibe 8 gebracht werden können. Die verdrehbare Steuerscheibe 21 steht hierzu in formschlüssigem Eingriff mit einem Führungsteil 23, das im Gehäuse 7 verdrehbar an­ gebracht und im oberen Bereich gegen dieses mit einer Dich­ tung 24 abgedichtet ist. In eine Ausnehmung der in der Zeichnung oberen Stirnseite des Führungsteils 23 greift ein Mehrkantansatz 10 a einer Ventilspindel 10 ein, die ko­ axial und verdrehbar durch das Gehäuse 7 hindurchgeführt ist. Im Betrieb wird auf den oberen Mehrkantkopf 10 b der Ventilspindel 10 ein Bedienungsgriff (nicht dargestellt) aufgesetzt.

Oberhalb des Führungsteils 23 ist die Ventilspindel 10 außerdem mit Anschlagflächen 10 c versehen, welche zusammen mit entsprechenden Anschlagflächen am Gehäuse 7 den Dreh­ winkel der Ventilspindel 10 begrenzen.

Das Führungsteil 23 enthält im Innenraum 25 über der verdrehbaren Steuer­ scheibe 21 ein geräuschdämpfendes Sieb 26. Radiale Aus­ trittsöffnungen 27 des Führungsteils 23 stehen in Kommuni­ kation mit radialen Austrittsöffnungen 11 des Gehäuses 7.

Wie bereits mehrfach erwähnt, wird das Ventiloberteil in ein (nicht dargestelltes) Norm-Armaturengehäuse einge­ schraubt, dessen Aufnahmeraum am Grunde einen erhabenen Ventilsitz aufweist. Dieser wirkt bei Verwendung herkömm­ licher Oberteile mit einem abhebenden Ventilteller zusam­ men. Das dargestellte Ventiloberteil besitzt zum Einbau in das Armaturengehäuse ein Außengewinde 14 sowie einen Um­ fangsflansch 28, der als Axialanschlag für die Einschraub­ bewegung dient. Eine unterhalb des Umfangsflansches 28 an­ geordnete Dichtung 15 sorgt für eine Abdichtung zwischen Ventiloberteil und Armaturengehäuse.

Unterhalb der feststehenden Steuerscheibe 8, an dieser angrenzend, be­ findet sich eine Formdichtung 29, auf deren besondere Ausgestaltung nunmehr ausführlich eingegangen wird.

Die Formdichtung 29 hat die Aufgabe, zwischen dem am Grunde des Armaturengehäuse-Aufnahmeraums befindlichen Ventilsitz und der feststehenden Steuerscheibe 8 eine Abdichtung herzu­ stellen. Sie hat dabei zwei verschiedene denkbare Maßab­ weichungen des Armaturengehäuses zu kompensieren, die trotz der Normung auftreten können: zum einen ist der Durchmesser des Ventilsitzes von Armaturengehäuse zu Armaturengehäuse nicht konstant. Zum anderen ist die axiale Einbautiefe für das Ventiloberteil nicht bei allen Armaturengehäusen die gleiche. Als dritte Forderung kommt hinzu, daß ungeachtet der verschiedenen Einbautiefen und der unterschiedlichen Ventilsitzdurchmesser die von der Formdichtung 29 auf die feststehende Steuerscheibe 8 ausgeübte Kraft möglichst immer dieselbe sein sollte, da hierdurch die Gängigkeit der Scheiben 8, 21 und damit die Funktionsfähigkeit des gesamten Ventils betrof­ fen wird.

Zur Kompensation der Unregelmäßigkeiten des Ventilsitz­ durchmessers weist die Formdichtung 29 im unteren, also dem Ventilsitz benachbarten Bereich, eine Breite auf, die mindestens gleich der maximal von Armaturen­ gehäuse zu Armaturengehäuse auftretenden Radiusdifferenz der Ventilsitze entspricht. Auf diese Weise ist Sorge da­ für getragen, daß jeder praktisch vorkommende Ventilsitz tatsächlich in Anlage an die untere Dichtfläche der Form­ dichtung 29 kommt.

Eine Formdichtung, die über die gesamte Höhe hinweg diese Breite aufweisen würde, wäre jedoch nicht in der Lage, gleichzeitig auch axial unterschiedliche Einbau­ tiefen des Ventiloberteils im Armaturengehäuse zufrieden­ stellend zu kompensieren: entweder würde die Formdichtung überhaupt zu hart, oder die auf die feststehende Steuerscheibe 8 ausge­ übte Anpreßkraft würde sehr stark von der Kompression der Formdichtung abhängen. Aus den geschilderten Gründen ver­ jüngt sich die dargestellte Formdichtung 29 auf die fest­ stehende Steuerscheibe 8 zu: ihre Breite in der Nähe der feststehenden Steuer­ scheibe 8 ist kleiner als in der Nähe des Ventilsitzes. Auf diese Weise wird die Federkennlinie der Formdichtung 29 so modifiziert, daß die axiale Kompression verhältnismäßig we­ nig von der Kompressionskraft abhängt und umgekehrt.

Mit der dargestellten Formdichtung 29 ist es offensichtlich möglich, in guter Annäherung alle obengenannten Anforde­ rungen gleichzeitig zu erfüllen.

In Fig. 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Formdich­ tung dargestellt. Auch diese, mit dem Bezugszeichen 129 ge­ kennzeichnet, besitzt im unteren, nach dem Einbau des Ven­ tiloberteils in das Armaturengehäuse dem Ventilsitz benach­ barten Bereich eine größere Breite als im oberen, der feststehenden Steuerscheibe 8 benachbarten Bereich. Zur Verbesserung der axialen Kompressibilität und zur weiteren Annäherung an die Kennlinie einer "weichen Feder" besitzt die darge­ stellte Formdichtung 129 am Außenumfang eine zusätzliche Kerbe 130.

Dieses Konzept ist bei der in Fig. 3 dargestellten Form­ dichtung 229 konsequent fortgesetzt: sie enthält im unte­ ren Bereich eine radial nach innen (ggfs. auch nach unten) ragende Lippe 231, welche für die oben mehrfach erwähnte Grundforderung an die radiale Abmessung in der Nähe des Ventilsitzes sorgt. Im darüberliegenden Bereich besitzt die Formdichtung 229 wellenartige innere und äußere Ver­ tiefungen 231, deren Funktion der Wirkungsweise der Kerbe 130 beim Ausführungsbeispiel von Fig. 2 entspricht.

Das geschilderte Konzept des Toleranzausgleiches läßt sich nicht nur bei sogenannten Steuerscheiben-Oberteilen verwenden, wie sie beschrieben wurden. Es ist vielmehr überall dort einsetzbar, wo innerhalb des Oberteilgehäu­ ses regelnde Elemente untergebracht sind, welche den her­ kömmlichen Ventilteller ersetzen, aber nicht direkt mit dem Ventilsitz zusammenwirken, und wo die Kompressions­ kraft der Dichtung die Funktionsfähigkeit des Ventils mit bestimmt.

Claims (4)

1. Absperrventil-Oberteil zum Einbau in ein Norm-Armaturenge­ häuse, bei dem am Grunde des Aufnahmeraums ein Ventilsitz ausgebildet ist, mit einem Gehäuse, in dem nicht direkt mit dem Ventilsitz zusammenwirkende regelnde Elemente, z. B. zwei relativ zueinander verdrehbare Steuerscheiben, untergebracht sind; mit einer Dichtung, die an der Unterseite des Ober­ teils angeordnet ist und nach erfolgter Montage im Armaturen­ gehäuse die Abdichtung gegen den Ventilsitz besorgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (29; 129; 229) eine Form­ dichtung mit folgenden Merkmalen ist:
sie besitzt in dem Bereich, der nach dem Einbau in das Arma­ turengehäuse dem Ventilsitz benachbart ist, mindestens einen Außendurchmesser, welcher dem maximalen bei verschiedenen Armaturengehäusen anzutreffenden Durchmesser des Ventilsit­ zes entspricht, und höchstens einen Innendurchmesser, wel­ der dem kleinsten anzutreffenden Durchmesser des Ventil­ sitzes entspricht;
oberhalb dieses Bereiches weist sie eine Querschnittsprofi­ lierung auf, durch welche die elastischen Eigenschaften einer "weichen Feder" angenähert werden, indem sie an der der Un­ terseite des Oberteils zugewandten Seite eine geringere Dif­ ferenz zwischen Außen- und Innendurchmesser als der dem Ven­ tilsitz zugewandten Seite aufweist.

2. Oberteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz zwischen dem Außen- und Innendurchmesser der Dich­ tung (29; 129; 229) an der dem Ventilsitz zugewandten Seite etwa 3 bis 5 mm beträgt.

3. Oberteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (129) am Außenumfang eine oder mehrere Ker­ ben (130) aufweist.

4. Oberteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (229) am Außen- und Innen­ umfang eine oder mehrere Wellungen (231) aufweist.