DE3126170A1

DE3126170A1 - Ventilanordnung

Info

Publication number: DE3126170A1
Application number: DE19813126170
Authority: DE
Inventors: Alfred M. Grafton Ohio Moen
Original assignee: Stanadyne LLC
Current assignee: Stanadyne LLC
Priority date: 1980-07-22
Filing date: 1981-07-02
Publication date: 1982-03-04
Also published as: FR2487472B1; ES268194Y; IT8148929A0; AU539776B2; IT1142854B; GB2080500B; KR840002180B1; ES268194U; ATA322581A; SE8103820L; JPS5751066A; FR2487472A1; DE3126170C2; KR830006606A; AU7314981A; AT388039B; CA1151629A; GB2080500A; NL8103284A; BE889688A

Description

P 16 387 .

Venti!anordnung

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft Vent i 1 e₍- ΐ nsbesondere Ventile jenes Typs, die in Hähnen mit zwei Handgriffen verwendbar sind. Die vorliegende Erfindung ist insbesondere eine Abwandlung der Ventilanordnung, die in der noch anhängigen US-Patentaßmeldung Nr. 925 538, angemeldet am 19- Juli 1978,des Erfinders gezeigt ist, wobei diese Anmeldung ihrerseits eine Fortsetzungsanmeldung der bereits vorher hinterlegten US-Patentanmeldung Nr. 87I 178 des Erfinders ist, die am 23- Januar 1978 hinterlegt wurde.

Das Ventil der vorliegenden Anmeldung befaßt sich insbesondere damit, eine Dichtung vorzusehen, welche einen Venti1 Verschluß oder eine Venti1 absperrung bildet, wobei, jedoch diese Dichtung niemals ihrerseits selbst Teil des Strömungsweges ist, wobei verhindert ist, daß übermäßige Drücke, die üblicherweise dem Venti1versch1uß zugeordnet sind, auf die Dichtung aufgebracht werden. Derartige Drük-

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ke haben bekanntlich verursacht, daß die Dichtung aus dem Ventil hinausgesprengt wird, oder daß die Dichtung nach außen aus dem Bereich ihres Sitzes in einem derartigen Maß hinausgedrückt wurde, daß sie abgeschnitten oder abgerieben wurde, wobei veranlaßt wurde, daß das Ventil dies wurde, was im Handel als "Leckventi1"genannt ist.

Ein Zweck der Erfindung ist eine Ventilanordnung des beshriebenen Typs, wobei das Schließen des Ventiles durch eine Dichtung durchgeführt wird, welche niemals ihrer" seits einen Teil des Strömungsweges durch das Ventil bildet.

Ein anderer Zweck ist ein^einfach aufgebaute-s, zuverlässig betätigbares Ventil des beschriebenen Typs mit einer geringstmöglichen Anzahl von Teilen, von welchen alle oder im wesentlichen alle aus Kunststoffmaterial gebildet werden können .

Ein anderer Zweck ist eine Venti1 anordung des beschriebenen Typs, welches ein Ringdichtungstei1 oder einen O-Ring verwendet, der derart gehalten ist, daß er einen Ventilverschluß bildet, jedoch ohne daß der.Strömungsweg durch den O-Ring hindurch erfolgt.

Ein anderer Zweck ist eine Ventilanordnung, bei welcher durch Umkehr eines einzigen Teils die Richtung der Schließdrehung umgekehrt wird. Andere Zwecke werden aus der beigefügten Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen offenbar. Die Erfindung ist schematisch in den nachfolgenden Zeichr nungen dargestellt, in welchen:

Fig. 1 ein fix'i a 1 sehn i tt durch ein Ventil des beschriebenen Typs ist, wobei das Ventil in einer offenen Stellung dargestellt ist,

Fig. la ein Schnitt längs einer Ebene Ia-Ia in Fig, I ist,

Fig. 2 ein Axialschnitt ähnlich Fig. 1 ist, der das Ventil in einer geschlossenen Lage zeigt,

Fig. 3 e ΐ η " Ax la 1 sehn i.t-t durch die Hill se oder das Gehäuse der Ventilanordnung ist,

Fig. k. ein Axialschnitt ist, der den Ven t i 1 körper oder -stiel darstelIt,

Fig. ka ein Seiten-Tei1 ansicht des Stiels ist, um 90° gegenüber der Position k versetzt,

Fig. 5 eine Seitenansicht des Dichtungshalters ist, Fig. 6 eine Draufsicht auf den Anschlagträger ist,

Fig. 7 ein Schnitt ähnlich Fig. la ist, jedoch mit umgekehrter Position des Anschlagteils,

Fig. 8 ein Axialschnitt ähnlich Fig. 1 ist, der eine modifizierte Form des Ventils in der offenen Stellung darstellt, und

Fig. 9 ein Axialschnitt ähnlich Fig. 1 ist, aber die modifizierte Form eines Ventils in einer geschlossenen Lage zeigt.

Es wird nun insbesondere die Ventilanordnung der Fig. 1 bis 7 in Betracht gezogen; das Ventil umfaßt eine Hülse oder ein Gehäuse 10 mit einem länglichen Abschnitt 12, der mit einem Außengewinde zum Anschluß an einen herkömmliche I ns ta 1ationsan1 age versehen sein kann. Die hier gezeigte Ventilanordnung ist als Kuchen- oder Waschraum- bzw. Toilet ten-Wasserhahn anwendbar, oder als Dusche- und/oder Badewannen-Kombination anwendbar. Die Erfindung soll nicht auf eine spezielle Installationsanwendung beschränkt sein.

Der 1 äng 1 i ehe Abschn i tt 12 weisteinen Einlaß Ii auf, der

Wasser durch eine Kammer; 16 nach innen und in einen zylindrischen Vorsprung 18 leitet, der in der Form der F{g, 1 bis 5 einteilig mit derHülse oder dem Gehäuse 10 ausgebildet sein kann. Die Vorrichtung 18 weist eine Öffnung 2 0 auf, welche auf einen Hülsenauslaß 22 ausgerichtet ist, wobei der Auslaß von einer zylindrischen Wulst 2k umgeben ist.

Die Hülse 10 kann einen Flansch 26 umfassen, der allmählich in die zylindrische Wulst 2h übergeht, sowie e{nen zweiten, kleineren Flansch 28, der.ebenfa 11s in die zylindrische Wulst 2 h übergeht. Die Flansche 26 und 28 können beim ordnungsgemäßen Positionieren und Anbringen der Ventilanordnung innerhalb einer I ns ta 1 1 at i on-sa rma tu r verwendet we rden.

Ein drehbarer Ventilkörper oder -stiel ist mit 30 bezeichnet und hat einen sich nach innen erstreckenden, zylindrischen 'Vorsprung 32, der im Inneren jener ringförmigen Kammer angeordnet ist, die von der Außenseite des zylindrischen Vorsprungs 18 und der Innenseite nahe dem Auslaß 22 begrenzt ist. Der Stiel 30 weist einen Handgriff-Anbringungsabschnitt 3 h auf, der normalerweise für irgendeine Form einer Betätigungseinrichtung zugänglich ist. Ein Ansch1 ag träger 36, der in Fig. 6 gezeigt ist, weist nach außen gerichtete Vorsprung^ 138 auf,; .-weliche/. i πμζ-ugejiörige Nuten am äußeren Ende der Hülse 1 Q * passen« * Di e zugehörigen Vorsprünge und Nuten positionieren ordungsgemäß den Stföl zur Drehung bezüglich einem Abschlußdichtungsring, der nachfolgend beschrieben ist. Der Anschlagträger 36 weist einen nach innen gerichteten Flansch hQ auf, der in das Innere einer zugehörigen Nut 39 im Stiel paßt, wobei der Stiel innerhalb der Hülse gehalten wird. Die Anordnung wird mittels einer Mutter h2 zusammengebaut, welche eine öffnung aufweist, durch die sich der Ventilkörperabschnitt 3h erstreckt und welche ihrerseits in Berührung mit einer Außenseite des Anschlag trägers steht. Die Mutter ist auf die Außenseite der Hülse aufgeschraubt, wie dies teilweise bei der Stelle hh dargestellt ist.

Das Sperren des Ventils wird durch einen kreisringförmigen Dichtungsring h6 erzielt, der im Inneren einer kreisringförmigen Öffnung ^8 im zylindrischen, vorspringenden Abschnitt 32 des Venti1 körpers angeordnet ist. Die Dichtung wird von einem Dichtungshalter 50 an Ort und Stelle gehalten, der insbesondere in Fig. 5 dargestellt ist und der allgemein ein napfförmiges Teil ist, das eine Öffnung 52 aufweist, die nachGröße und Ausbildung ähnlich-einer
öffnung ^k ist, welche im zylindrischen, vorspringenden Abschnitt 3 2 gebildet '^st· Ein Vorsprung 56 und eine zugehörige
Nut 58 am Ventilkörper bzw. am Halter halten diese Elemente in der ordnungsgemäßen Zuordnung.. Bei de Öffnungen 52 und Sh haben nicht nur den üblichen, kreisförmigen Abschnitt, sondern weisen jeweils auch Schlitze 52a bzw. 5^a auf,
weiche sich in Umfangsrichtung hiervon erstrecken, wobei diese Schlitze eine das Wasser modellierende Funktion dahingehend durchführen, daß sie veranlassen, daß das Öffnen
und' Schließen des Ventils allmählicher stattfindet,als
dies normalerweise der Fall sein würde, wenn nur eine ring- oder kreisförmige Öffnung vorliegen würde.

Es wird nun insbesondere auf die Fig. T und 2 Bezug genommen; die Fig. 1 stellt die offene Position des Ventil es dar, .und die Fig. 2 die geschlossene Position. Der Strömungsweg in Fig. Iführt vom Hülseneinlaß 1A durch die Kammer 16 und dann nach außen durch die radiale öffnung 20. Die Öffnung 20 ist auf die Öffnungen 52 und 5*f des Vent i 1 körpers und des Halters ausgerichtet oder fluchtet mit diesen,
wobei diese öffnungen in der offenen Lage auf den Auslaß 22 ausgerichtet sind oder mit diesem fluchten. Somit wird Wasser in einem ungehinderten Weg vom Hülseneinlaß 1A
zu ihrem Auslaß 22 strömen. Wenn das Ventil geschlossen
werden soll, dann wird der Stiel oder der Ventil körper 30 zur geschlossenen Position in Fig. 2 hingedreht. Es wird darauf hingewiesen, daß in der geschlossenen Position der Dichtungsring kd koaxial zu den Hülsenöffnungen 20 und 22 liegt, aber wirksgm einen Verschluß hierzwischen bildet.

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Die Dichtung ist von ihrem Halter 50 abgestützt und bildet in dieser Kombination einen vollständigen Verschluß am Hülsenauslaß.

Die Drehbewegung des Stiels bezüglich der Hülse wird durch einen bogenförmigen Anschlag kl am Anschlagträger gesteuert, sowie durch einen bogenförmigen Vorsprung k3 an der Außenseite des Stisls. Diese Zusammenwirkung von Elementen gestattet die Drehung um 180 vom geschlossenen Zustand bis zum volloffenen Zustand. Durch Umkehren der 18O° des Anschlagträgers (Fig. 1a und Fig. 7) wird die Bewegung zum Schließen und Öffnen des Venti1s umgekehrt. Somit wird durch Umkehr eines einzigen Teils, nämlich des Ansch1 ag tei1s 36, die Venti1 tatigkeit umgekehrt, wobei die gesamte Ventilanordnung in Wasserhahngehäusen zweckmäßig ist, welche für die Bewegung zum öffnen des Ventils sowohl im Uhrzeigersinn als auch im Gegenuhrzeigersinn eingerichtet sind.

In keinem Fall ist der Dichtungsring 46 ein Teil des Strömungsweges vom Einlaß zum Auslaß. Das heißt, zu keiner Zeit strömt Wasser durch die Mitte des Dichtungsrings h6. Selbst wenn sich der Dichtungsring über die aufeinanderausgerichteten Öffnungen 20 und 22 hinwegbewegt, dann wird jenes Wasser, das zu diesem Zeitpunkt noch immer strömen kann, rund um die Dichtung strömen, und zu keinem Zeitpunkt strömt Wasser durch sie hindurch.

Das obige Konzept ist wesentlich, da es in diesem Bereich der Technik durchaus bekannt ist, daß Dichtungsringe, welche rund um eine Auslaßöffnung herum angeordnet sind, unter hohen Druck unmittelbar vor dem Verschließen des Ventils gelangen können. Dies wird deshalb herbeigeführt, weil die Abmessung der Venti1 Öffnung unmittelbar vor dem Schließen des Ventiles wesentlich verringert wurde, aber noch keine Verringerung im Einlaßdruck vorliegt. Derartige,

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enorme Einlaßdrücke haben bekannter weise Dichtungsringe veranlaßt, einfach aus ihrem Sitz zu springen und durch das Ventil selbst hindurch zu gelangen. Ein derartiger Vorfall ist die Ursache dafür, daß das Ventil vollständig unbrauchbar wird, da es nicht langer geschlossen werden kann. Es ist auch bekannt, daß in anderen Fällen der Druck den Dichtungsring veranlaßt hat, aus seinem Sitz nach außen gepreßt oder gedruckt zu werden, und zwar bis zu jenem Punkt, an welchem das Vent i 1 versch'l ußte M die Dichtung : abschneidet oder abscheuert, was das Ventil veranlaßt, zu tropfen oder leck zu werden. Die vorliegende Erfindung ist

insbesondere darauf gerichtet, derartige Drücke auf die Dichtung auszuräumen und hierbei deren Unversehrtheit zu bewahren. Die Dichtung selbst liegt niemals innerhalb oder in einem Teil des Strömungsweges, und deshalb liegt kein Druck vor, der auf sie einwirkt und sie veranlassen kann, aus ihrem Sitz entfernt zu werden. In der Wirkung ist die Dichtung derart angeordnet, daß jeglicher Druck auf sie während des Venti1-Schiießvorganges sie veran1 aßt, noch fester in ihrem Sitz gehalten zu werden, da ein derartiger Druck lediglich die Dichtung fest gegen den Halternapf andrückt.

Der Anschlagträger 36 funktioniert zusätzlich zur Steuerung der Venti 1 bewegung, wie sie oben beschrieben ist, als ein Stützteil bzw. Teil zur Aufnahme einer Schublast. Der Druck auf den Stiel 12 wird auf einen O-Ring Λ5 aufgebracht, welcher durch den Anschlagträger in seiner Lage festgehalten ist. Der nach innen gerichtete Flansch kO wird die ganze nach außen gerichtete Schublast im Inneren des Innendurchmessers des O-Rings aufnehmen. Diese spezielle Anordnung verringert die Drehreibungskräfte zwischen den gegenüberliegenden Oberflächen des Flansches 40 und der Nut 39-

Es wird nun die Anordnung der Fig. 8 und 9 in Betracht gezogen, wobei gleichen Teilen gleiche Nummern verliehen wui

den. Der einzige Unterschied in der Anordnung der Fig. 8

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und 9 gegenüber jener, die in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, liegt darin, daß der eintei1 ige, . zylindrisehe Vorsprung 18 der Hülse ersetzt wurde durch einen getrennten, vorzugsweise aus rostfreiem Stahl gebildeten Kolben 60. Der Kolben weist eien Öffnung 62 auf, welche die selbe Funktion aufweist wie die Öffnung 20. Der Kolben ist in der Hülse durch die Zusammenwirkung von Vorsprüngen 64 gehalten, welche in dazu passende Schlitze 65 in der Hülse passen, wodurch die Drehbewegung des Kolbens verhindert wird. Die Axia 1 bewegung des Kolbens wird sowohl durch die beschriebenen Vorsprünge als auch durch eine Schulter 66 verhindert- Die Vorsprünge sind ferner wirksam bei der Abstützung eines O-Ringes 70. Das Ende des Vorsprungs oder Kolbens 60 kann einen nach außen aufgeweiteten Bereich 68 mit geeigneten Kerben aufweisen, welche es dem nach außen aufgeweiteten Bereich gestatten,in engem Eingriff mit dem Inneren der Hülse zu treten.

Der Betrieb der Anordnung der Fig. 8 und 9 ist identisch zu jenem des Ventils, das in Frg. 1 und 2 gezeigt ist.

Das in Fig. 1 und 2 gezeigte Ventil ist im wesentlichen oder vollständig aus Kunststoff oder einem geeigneten, kunststoffartigen Material gebildet. Metall ist keines verwendet. Dasselbe gilt auch bei der Anordnung der Fig. 8 und 9, mit der Ausnahme, daß der Kolben oder Vorsprung 60 aus rostfreiem Stahl oder einem ähnlichen Material gebildet sein kann.

Während die bevorzugte Form der Erfindung hierin gezeigt und beschrieben wurde, sollte ausdrücklich daraufhingewiesen werden, daß auch zahlreiche Abwandlungen, Ergänzun-, gen hieran vorgenommen werden können.

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Claims

Ansprüche

I. Ventilanordnung, gekennzeichnet durch die folgenden

■- eine Hülse (12), mit einem Einlaß (14). einem Auslaß (22), und einem Strömungsweg hierzwisehen,

- ein beweglicher Venti1 körper.(30), der innerhalb der Hülse angeordnet ist und in seinem inneren eine Öffnung (5*0 aufweist, welche in eine Position innerhalb des Strömungsweges zum Verbinden des Hülseneinlasses und des -auslasses beweglich ist, und

-eine Dichtungseinrichtung (46), welche vom Ventilkörper getragen ist, gegenüber der öffnung einen Abstand aufweist und in eine Position beweglich ist, in welcher sie die· Verbindung zwischen dem Hülseneinlaß und -auslaß verschließt, wobei der Strömungsweg in jeder Lage des beweglichen Venti1 körpers niemals durch die Dichtungs· einrichtung hindurchführt.

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2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungseinrichtung (46) der Form nach kreisringförmig ist und von einem Halter (50) getragen ist, der zusammen mit dem Ventilkörper (30) beweglich ist.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (30) zwischen e.iner offenen und geschlossenen Lage schwenkbar ist, wobei die Dichtungseinrichtung (46) mit Umfangsabstand zur Öffnung (54) angeordnet ist.
4. Ventilanordnung, gekennzeichnet durch die folgenden MerkmaIe:

- Eine Hülse (12) mit einem Einlaß (14), einem radialen Auslaß (22) und einem Strömungsweg hierzwisehen, wobei die Hülse einen zylindrischen Vorsprung (18; 60) sowie eine Öffnung (20) im Vorsprung in Ausrichtung auf'den Auslaß (22) aufweist,

- ein schwenkbarer Ventilkörper (30) mit einem Abschnitt (32), der sich in das Innere einer Ringkammer erstreckt, die zwischen der Öffnung (20) und dem Auslaß (22) gebildet ist, wobei der Ventilkörper (30) eine Öffnung (5*0 aufweist, die in eine Lage zum Verbinden des Auslaßes (22) mit der Öffnung (20) beweglich ist, und

- ein ringförmiges Dichtungsteil' (46), welches am Ventilkörper (30) befestigt ist und einen Radia1 abstand zur Öffnung (54) aufweist, wobei das Dichtungstei1 (46) in eine Lage beweglich ist, in welcher es die Verbindung zwischen dem Auslaß (22) und der Öffnung (20) verbindet, und wobei das DichtungsteiI (46) in irgendeiner Lage des Venti1 körpers (30) niemals innerhalb des Strömungsweges 1i egt.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (l8) einteilig mit der Hülse (12) ausgebildet ist.
6. Anordnung reach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenoberfläche des einteiligen Vorsprungs (18) und

die Innenober fläche der Hülse (12) neben dem Auslaß (22) die kreis ringform ige Kammer begrenzen.
7. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (60) ein getrenntes Elem.ent ist, das an der Innenseite der Hülse (12) an dieser angebracht ist.
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (30) einen Stielabschnitt (3.4) umfaßt, der sich von der Hülse (12) nach außen erstreckt und zur Aufnahme eines Betätigungsteiles eingerichtet ist.
9. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungstei1 (46) derart angeordnet ist, daß sein Durchmesser allgemein senkrecht zur Schwenkachse des Venti1 körpers (30) steht, und daß sich ein Halter (50) rund um den Ventilkörper (30) erstreckt, um das Dicntungstei1 (46) In einer festgelegten Lage am Ventilkörper zu halten.
10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie je eine öffnung (52) im Halter (50) umfaßt, die auf die Öffnung (54) des Venti1körpers (30) ausgerichtet ist.
11. Anordnung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine zusätzliche Einrichtung (36,,41, 43) zum Begrenzen der Drehung des Venti1 körpers (30).
12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die die Drehung begrenzende Einrichtung einen Anschlagträger (36) umfaßt, welche'r zwischen der Hülse (10) und dem Ventilkörper (30) wirksam ist.
13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlagträger (36) einen Anschlag (41) aufweist_>und gekennzeichnet durch einen hiermit zusammenwirkenden Vorsprung (43) am Ventilkörper (30).

1k. Anordnung anch Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Umkehrung des Ansch1 ag trägers (36) die Richtung der Öffnungsbewegung des Ventί1 körpers (30) umkehrt.