DE3126170C2

DE3126170C2 -

Info

Publication number: DE3126170C2
Application number: DE3126170A
Authority: DE
Inventors: Alfred M. Grafton Ohio Us Moen
Original assignee: Stanadyne LLC
Current assignee: Stanadyne LLC
Priority date: 1980-07-22
Filing date: 1981-07-02
Publication date: 1988-05-19
Also published as: FR2487472A1; CH656932A5; FR2487472B1; IT1142854B; ES268194U; KR830006606A; GB2080500A; DE3126170A1; KR840002180B1; SE443215B; AT388039B; IL63121A0; IT8148929A0; ATA322581A; US4319735A; DK324981A; AU539776B2; ES268194Y; NL8103284A; CA1151629A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Hahn nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der GB-PS 1 36 023 ist bereits ein derartiger Hahn bekannt. Ein Abdichten zwischen dem Küken und dem Innenteil in der geschlossenen Stellung des Kükens wird bei dem bekannten Hahn durch Formschluß zwischen der Innenseite des Kükens und der mantelförmigen Oberfläche des Innenteils erzielt. Bereits ein geringfügiger Verschleiß an der Oberfläche des Innenteils bzw. an der Innenfläche des Kükens führt zu einer Leckströmung zwischen dem Einlaß und dem Auslaß des Hahnes.

Aus der US-PS 34 97 197 ist bereits ein Ventil mit einem Einlaß und einem Auslaß bekannt, die an einer Mantelfläche eines drehbar angeordneten Kükens enden. Das Küken weist eine Bohrung auf, die in einer geöffneten Stellung des Kükens mit dem Einlaß und dem Auslaß ausgerichtet ist, sowie zwei Dichtungen, die in einer gesperrten Stellung des Kükens mit dem Einlaß sowie mit dem Auslaß abdichten. Die Dichtungen sind als elastische Dichtflächen ausgebildet, die durch einen Wasser-Differenzdruck, der zwischen dem Einlaß und dem Auslaß herrscht, im Bereich des Einlasses eine verstärkte Dichtwirkung hervorrufen, wenn der einlaßseitige Druck gegenüber dem auslaßseitigen Druck ansteigt.

Aus der FR-PS 15 62 832 ist ein weiteres Ventil bekannt, das ebenfalls jeweils einen an einer mantelförmigen Fläche eines Kükens endenden Einlaß und Auslaß aufweist.

Das drehbare Küken weist wiederum eine Bohrung auf, die mit dem Einlaß und dem Auslaß ausrichtbar ist, wenn das Küken in der geöffneten Stellung des Ventils steht, wobei das Küken in der Schließstellung eine Dichtkammer mit dem Einlaß zum Abdichten der Einlaßseite ausrichtet. Die Dichtkraft des in der Kammer angeordneten Dichtungsrings läßt mit ansteigendem Differenzdruck zwischen Einlaß und Auslaß nach. Ferner dichtet die in der Kammer untergebrachte Dichtung auch dann ab, wenn keine Dichtwirkung erwünscht ist, wenn nämlich die Kammer in einer geöffneten Stellung des Kükens nicht im Bereich des Einlasses liegt, sondern im Bereich einer geschlossenen Wandung des Ventilgehäuses. Ein derartiges Ventil ist nicht nur empfindlich und aufwendig, sondern auch schwer zu betätigen.

Die DE-OS 29 00 601 zeigt bereits ein Ventil mit einer Hülse, die einen Auslaß aufweist, und mit einer in der Hülse beweglich gelagerten Spindel, die eine Einlaßöffnung und eine Auslaßöffnung hat, wobei die Durchlaßöffnung der Hülse im Bewegungsbereich der Auslaßöffnung der Spindel liegt und wobei im Bewegungsbereich der Auslaßöffnung der Spindel eine Schließdichtung in der Hülse angeordnet ist, wobei die Durchlaßöffnung in der Hülse außerhalb des von der Schließdichtung umfaßten Bereiches liegt. Ebenso wie beim vorliegenden Gegenstand liegt die Dichteinrichtung bzw. Schließdichtung des bekannten Ventiles in einem nicht durchströmten Bereich, der kammerartig ausgebildet ist. Jedoch ist bei dem bekannten Ventil prinzipbedingt die eine Dichtungseinrichtung beinhaltende Kammer winkelmäßig vom Ventilauslaß beabstandet. Ferner findet eine Abdichtung an einem Bereich statt, der bezüglich der äußeren Dichtfläche durch die Innenwandung der Hülse definiert ist.

Gegenüber diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Hahn der oben angegebenen Art derart weiterzubilden, daß eine gute Abdichtung im geschlossenen Zustand des Hahnes erreicht wird.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Hahn durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen Hahn bzw. ein Ventil, das in einer geöffneten Stellung gezeigt ist,

Fig. 1a einen Schnitt längs der Ebene 1a-1a gemäß Fig. 1,

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

Fig. 3 ein Axialschnitt durch die Hülse oder das Gehäuse der Ventilanordnung ist,

Fig. 4 ein Axialschnitt ist, der den Ventilkörper oder -stiel darstellt,

Fig. 4a eine Seiten-Teilansicht des Stiels ist, um 90° ge genüber der Position 4 versetzt,

Fig. 5 eine Seitenansicht des Dichtungshalters ist,

Fig. 6 eine Draufsicht auf den Anschlagträger ist,

Fig. 7 ein Schnitt ähnlich Fig. 1a ist, jedoch mit umge kehrter Position des Anschlagteils,

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

Fig. 9 ein Axialschnitt ähnlich Fig. 1 ist, aber die modifizierte Form eines Ventils in einer geschlos senen 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 eine herkömmliche Installationsanlage versehen sein kann. Die hier gezeigte Ventilanordnung ist als Küchen- oder Waschraum- bzw. Toilet ten-Wasserhahn anwendbar, oder als Dusche- und/oder Bade wannen-Kombination anwendbar. Die Erfindung soll nicht auf eine spezielle Installationsanwendung beschränkt sein.

Der längliche Abschnitt 12 weist einen Einlaß 14 auf, der Wasser durch eine Kammer 16 nach innen und in einen zylin drischen Vorsprung 18 leitet, der in der Form der Fig. 1 bis 5 einteilig mit der Hülse oder dem Gehäuse 10 ausgebildet sein kann. Die Vorrichtung 18 weist eine Öffnung 20 auf, welche auf einen Hülsenauslaß 22 ausgerichtet ist, wobei der Auslaß von einer zylindrischen Wulst 24 umgeben ist.

Die Hülse 10 kann einen Flansch 26 umfassen, der allmäh lich in die zylindrische Wulst 24 übergeht, sowie einen zweiten, kleineren Flansch 28, der ebenfalls in die zylin drische Wulst 24 übergeht. Die Flansche 26 und 28 können beim ordnungsgemäßen Positionieren und Anbringen der Ventil anordnung innerhalb einer Installationsarmatur verwendet werden.

Ein drehbarer Ventilkörper oder -stiel ist mit 30 bezeichnet und hat einen sich nach innen erstreckenden, zylindri schen Vorsprung 32, der im Inneren jener ringförmigen Kammer angeordnet ist, die von der Außenseite des zylin drischen Vorsprungs 18 und der Innenseite nahe dem Auslaß 22 begrenzt ist. Der Stiel 30 weist einen Handgriff-An bringungsabschnitt 34 auf, der normalerweise für irgend eine Form einer Betätigungseinrichtung zugänglich ist. Ein Anschlagträger 36, der in Fig. 6 gezeigt ist, weist nach außen gerichtete Vorsprünge 38 auf, welche in zu gehörige Nuten am äußeren Ende der Hülse 10 passen. Die zugehörigen Vorsprünge und Nuten positionieren ordnungs gemäß den Stiel zur Drehung bezüglich einem Abschluß dichtungsring, der nachfolgend beschrieben ist. Der Anschlag träger 36 weist einen nach innen gerichteten Flansch 40 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 42 zusammengebaut, welche eine Öffnung aufweist, durch die sich der Ventil körperabschnitt 34 erstreckt und welche ihrerseits in Be rührung mit einer Außenseite des Anschlagträgers steht. Die Mutter ist auf die Außenseite der Hülse aufgeschraubt, wie dies teilweise bei der Stelle 44 dargestellt ist.

Das Sperren des Ventils wird durch einen kreisringförmi gen Dichtungsring 46 erzielt, der im Inneren einer kreis, ringförmigen Öffnung 48 im zylindrischen, vorspringenden Abschnitt 32 des Ventilkörpers angeordnet ist. Die Dichtung wird von einem Dichtungslager 50 an Ort und Stelle ge halten, der insbesondere in Fig. 5 dargestellt ist und der allgemein ein napfförmiges Teil ist, das eine Öffnung 52 aufweist, die nach Größe und Ausbildung ähnlich einer Öffnung 54 ist, welche im zylindrischen, vorspringenden Abschnitt 32 gebildet ist. Ein Vorsprung 56 und eine zugehörige Nut 58 am Ventilkörper bzw. am Halter halten diese Elemente in der ordnungsgemäßen Zuordnung. Beide Öffnungen 52 und 54 haben nicht nur den üblichen, kreisförmigen Abschnitt, sondern weisen jeweils auch Schlitze 52 a bzw. 54 a auf, welche sich in Umfangsrichtung hiervon erstrecken, wobei diese Schlitze 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 insbesonere auf die Fig. 1 und 2 Bezug ge nommen; die Fig. 1 stellt die offene Position des Ventiles dar, und die Fig. 2 die geschlossene Position. Der Strö mungsweg in Fig. 1 führt vom Hülseneinlaß 14 durch die Kammer 16 und dann nach außen durch die radiale Öffnung 20. Die Öffnung 20 ist auf die Öffnungen 52 und 54 des Ventilkörpers 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 14 zu ihrem Auslaß 22 strömen. Wenn das Ventil geschlossen werden soll, dann wird der Stiel oder der Ventilkörper 30 zur geschlossenen Position in Fig. 2 hingedreht. Es wird darauf hingewiesen, daß in der geschlossenen Position der Dichtungsring 46 koaxial zu den Hülsenöffnungen 20 und 22 liegt, aber wirksam einen Verschluß hierzwischen bildet.

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

Die Drehbewegung des Stiels bezüglich der Hülse wird durch einen bogenförmigen Anschlag 41 am Anschlagträger ge steuert, sowie durch einen bogenförmigen Vorsprung 43 an der Außenseite des Stiels. Diese Zusammenwirkung von Ele menten gestattet die Drehung um 180° vom geschlossenen Zustand bis zum volloffenen Zustand. Durch Umkehren der 180° des Anschlagträgers (Fig. 1a und Fig. 7) wird die Bewegung zum Schließen und Öffnen des Ventils umgekehrt. Somit wird durch Umkehr eines einzigen Teils, nämlich des Anschlagteils 36, die Ventiltätigkeit umgekehrt, wobei die gesamte Ventilanordnung in Wasserhahngehäusen zweck mäßig 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 Strö mungsweges vom Einlaß zum Auslaß. Das heißt, zu keiner Zeit strömt Wasser durch die Mitte des Dichtungsrings 46. Selbst wenn sich der Dichtungsring über die aufein anderausgerichteten 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 hohem Druck unmittelbar vor dem Verschließen des Ventils gelangen können. Dies wird deshalb herbeigeführt, weil die Abmessung der Ventilöffnung unmittelbar vor dem Schließen des Ventiles wesentlich verringert wurde, aber noch keine Verringerung im Einlaßdruck vorliegt. Derartige, enorme Einlaßdrücke haben bekannterweise Dichtungs ringe veranlaßt, einfach aus ihrem Sitz zu springen und durch das Ventil selbst hindurch zu gelangen. Ein derarti ger Vorfall ist die Ursache dafür, daß das Ventil vollstän dig unbrauchbar wird, da es nicht länger geschlossen werden kann. Es ist auch bekannt, daß in anderen Fällen der Druck den Dichtungsring veranlaßt hat, aus seinem Sitz nach außen gepreßt oder gedrückt zu werden, und zwar bis zu jenem Punkt, an welchem das Ventilverschlußteil 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 Strömungweges, 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 Ventil-Schließvorganges sie veranlaßt, 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 Ventilbewegung, 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 45 aufgebracht, welcher durch den Anschlagträger in seiner Lage festgehal ten ist. Der nach innen gerichtete Flansch 40 wird die ganze nach außen gerichtete Schublast im Inneren des Innendurch messers des O-Rings aufnehmen. Diese spezielle Anordnung ver ringert die Drehreibungskräfte zwischen den gegenüberlie genden Oberflächen des Flansches 40 und der Nut 39.

Es wird nun die Anordnung der Fig. 8 und 9 in Betracht ge zogen, wobei gleichen Teilen gleiche Nummern verliehen wur den. Der einzige Unterschied in der Anordndung der Fig. 8 und 9 gegenüber jener, die in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, liegt darin, daß der eineilige, zylindrische Vor sprung 18 der Hülse ersetzt wurde durch einen getrennten, vorzugsweise aus rostfreiem Stahl gebildeten Kolben 60. Der Kolben weist eine Öffnung 62 auf, welche dieselbe 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 Axialbewegung des Kolbens wird so wohl 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 Vor sprungs oder Kolbens 60 kann einen nach außen aufgeweiteten Bereich 68 mit geeigneten Kerben aufweisen, welche es dem nach außen aufgeweiteten Bereich gestatten, in engen Ein griff mit dem Inneren der Hülse zu treten.

Der Betrieb der Anordnung der Fig. 8 und 9 ist identisch zu jenem des Ventils, das in Fig. 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 ge bildet sein kann.

Claims

1. Hahn,
mit einem bezüglich einer Drehachse rotationssymmetrischen Innenteil, das einen Einlaßkanal enthält, der sich bis zu einer Öffnung an einer Mantelfläche des Innenteils er streckt,
mit einem um die Drehachse drehbaren, das Innenteil um gebenden Küken, das eine in seiner geöffneten Lage zu der Öffnung des Innenteils ausrichtbare Durchlaßöffnung auf weist,
mit einer Hülse, die einen in der geöffneten Lage des Kükens mit der Durchlaßöffnung des Kükens in Strömungs verbindung stehenden Auslaß aufweist, gekenn zeichnet durch eine im Küken (30) ange ordnete, in dessen geschlossener Lage mit der Öffnung (20) des Innenteils (18) in Strömungsverbindung stehende Kam mer (48) und
durch eine in der Kammer (48) angeordnete Dichteinrichtung (46), die in der geschlossenen Stellung des Kükens (30) die Öffnung (20) des Innenteils (18) zwischen dessen Mantel fläche und einer Wand (50) der Kammer (48) abdichtet.

2. Hahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungseinrichtung (46) kreisringförmig ist.

3. Hahn nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungseinrichtung (46) derart angeordnet ist, daß ihr Durchmesser im wesentlichen senkrecht zur Schwenkachse des Kükens (30) steht.

4. Hahn nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß je eine Öffnung in der Wand (50) vorgesehen ist, die auf die Öffnung (54) des Kükens ausgerichtet ist.