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Kombiniertes Rückschlag- und Vorabsperrventil
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Beschreibung Die Erfindung betrifft ein kombiniertes Rückschlag-
und Vorabsperrventil zum Einbau in eine Gehäusebohrung einer Sanitärarmatur, welches
in im wesentlichen zu einer Achse A-A koaxialem Aufbau umfaßt: a) einen an der Sanitärarmatur
befestigbaren Deckel; b) eine am Deckel anliegende.äußere Büchse; c) eine am Deckel
befestigte innere Büchse; d) eine von der inneren Büchse geführte Ventil spindel
für das Vorabsperrventil, welche einen Verschlußkörper trägt; e) ein sich zwischen
der inneren und der äußeren Büchse erstreckendes ringförmiges Verschlußglied für
das Rückschlag ventil, welches am äußeren Umfang als elastische Dichtung ausgebildet
ist und dort in der Schließstellung an einer Sitzfläche der äußeren Büchse anliegt;
f) eine Feder, welche das Verschlußglied in die Schließstellung zu drücken sucht.
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Ein derartiges kombiniertes Rückschlag- und Vorabsperrventil ist aus
der DE-OS 29 02 409 bekannt. Hier ist das Verschlußglied des Rückschlagventils eine
ringförmige Membran, die am Innenumfang an der inneren Büchse festgeklemmt ist und
über einen starren Formring durch die Feder beaufschlagt wird. Um dieses Rückschlagventil
zu öffnen, ist ein verhältnismäßig großer Wasserdruck erforderlich, was zu einem
erheblichen Druckabfall am Rückschlagventil führt. Zum Teil beruht dieser Druckabfall
auch darauf, daß der Ringspalt, welcher bei sich unter dem Wasserdruck ausbiegender
Membran eröffnet wird,
nur verhältnismäßig schmal ist. Außerdem
unterliegt die die Membran trotz des Formringes, über den Kraft der Feder eingeleitet
wird, einem erheblichen mechanischen Verschleiß.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein kombiniertes Rückschlag-
und Vorabsperrventil der eingangs genannten Art derart auszugestalten, daß ein sehr
geringer Wasserdruck zum Öffnen des Rückschlagventiles genügt und an diesem nur
ein geringer Druckverlust auftritt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß g) an der inneren
Büchse ein radial nach außen ragender Ringkragen vorgesehen ist und h) das Verschlußglied
umfaßt: - einen in Richtung der Achse A-A verschiebbaren Ringteller aus verhältnismäßig
starrem Material; - eine am Außenumfang des Ringtellers befestigte weiche Lippendichtung,
wobei i) am Ringkragen sowie am Ringteller zusammenwirkende Anschlagflächen vorgesehen
sind, die in der Schließstellung des Rückschlagventils in direkter mechanischer
Berührung stehen; k) zwischen Ringkragen und Ringteller eine weiche statische Dichtung
angeordnet ist, welche in einem definierten Ausmaß komprimiert ist, wenn die Anschlagflächen
von Ringteller und Ringkragen aneinander liegen.
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Erfindungsgemäß kommen also als dichtende Elemente des Verschlußgliedes
nur weiche Dichtungen zum Einsatz, deren Komprimierungsgrad in der Schließstellung
durch die zusammen-
wirkenden Anschlagflächen von Ringkragen und
Ringteller wohl definiert ist. Beide Dichtungen sind im wesentlichen rein statische
Dichtungen, die praktisch keinem Verschleiß unterliegen. Wenn sich beim öffnen des
Rückschlagventiles der Ringteller in axialer Richtung verschiebt, eröffnen sich
zwei Ringspalte: der eine liegt - ähnlich wie bei der Ringmembran des oben erörterten
bekannten Rückschlagventils -zwischen der Lippendichtung und der zugeordneten Sitz
fläche an der äußeren Büchse; ein zweiter, zusätzlicher Ringspalt wird jedoch bei
der erfindungsgemäßen Ausgestaltung zusätzlich zwischen den Anschlagflächen von
Ringteller und Ringkragen freigegeben. Auf diese Weise lassen sich durch außerordentlich
kleine anstehende Wasserdrucke erhebliche Durchströmungsquerschnitte des Rückschlagventiles
freilegen.
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Wenn die Feder über einen zylindrischen Hals des Deckels und einen
zylindrischen Hals der Dichtung geschoben ist, zentrieren sich die Teile gegenseitig.
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Die weiche Lippendichtung kann eine Flachdichtung, ein Quad-Ring oder
auch eine "V-seal"-Dichtung sein.
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Die weiche Dichtung zwischen Ringkragen und Ringteller andererseits
kann ein O-Ring, ein Quad-Ring oder eine Flachdichtung sein.
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Wenn die Anschlagflächen eben sind und senkrecht auf der Achse A-A
stehen, ergibt sich bei einer bestimmten Verschiebung des Ringtellers ein Ringspalt
zwischen den Anschlagflächen, der die größtmögliche Breite und die kleinstmögliche
Länge besitzt.
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Wenn andererseits die Anschlagflächen komplementäre (Teil-) Kegelflächen
sind und unter einem schrägen Winkel gegen die Achse A-A geneigt sind, stellt sich
ein besondersströmunosgünstiges Profil ein, das auch im Blick auf die Geräuschent-
wicklung
von Vorteil ist.
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Die weiche Lippendichtung ist zweckmäßigerweise durch einen Ring am
Ringteller festgeklemmt, der seinerseits durch eine Umbördelung am Ringteller gehalten
ist.
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Von Vorteil ist, wenn die weiche Dichtung zwischen Ringkragen und
Ringteller in einem Einstich am Ringkragen oder Ringteller einliegt.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung
näher erläutert; es zeigen Figur 1: einen Teilschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel-eines
in eine Sanitärarmatur eingebauten kombinierten Rückschlag- und Vorabsperrventils;
Figur 2: einen Teilschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel eines in eine Sanitärarmatur
eingebauten kombinierten Rückschlag- und Vorabsperrventils.
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In.Figur 1 ist mit 1 das Gehäuse einer Sanitärarmatur, beispielsweise
eines Thermostaten oder einer Mischbatterie, gekennzeichnet. Es enthält den Wasserzulaufkanal
2, der über eine in einem Gehäusesteg vorgesehene Öffnung 3 in eine sich zur Bedienungsseite
der Armatur hin öffnende Gehäusebohrung 4 mit der Achse A-A mündet.
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Die Gehäusebohrung 4 enthält einen zur Achse A-A koaxialen Geräuschdämpfungseinsatz,
dessen aktives Element ein Schlauchstück 5 aus weich elastischem Werkstoff, z.B.
Gummi oder Kunststoff, ist. Das Schlauchstück 5 bestitzt radial nach außen gerichtete
Randflansche 6, zwischen denen eine starre Käfighülse 7 aus Metall oder einem harten
Kunststoff eingeknüpft ist.
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Die ebenfalls zur Achse A-A koaxiale Käfighülse 7 hat die Aufgabe,
das Schlauchstück 5 insbesondere in axialer Richtung zu versteifen. Das Schlauchstück
5 wird durch eine zur Achse A-A koaxiale Büchse 9 gegen eine am Grunde der Gehäusebohrung
4 vorgesehene Ringschulter 11 gedrückt. Hierdurch findet in bekannter Weise eine
axiale Abdichtung des Ringraumes 42 statt, welcher zwischen dem Schlauchstück 5
und der Wand der Gehäusebohrung 4 liegt. Die Wand des Schlauchstückes 5 kann so
zwischen den Längsstegen der Käfighülse 7 unter den im Wasserstrom auftretenden
Druckschwankungen gegen ein Luftpolster schwingen.
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Die Büchse 9 wird ihrerseits durch einen Deckel 10 in der Gehäusebohrung
4 gehalten, der zum Beispiel durch (nicht dargestellte) Befestigungsschrauben gegen
die Bedienungsseite der Armatur gespannt ist. Der O-Ring 43 verhindert den Austritt
von Wasser aus der Gehäusebohrung 4.
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Im Deckel 10 ist eine zur Achse A-A koaxiale, innere Büchse 18 verschraubt,
in welcher die Spindel 20 eines Vorabsperrventils abgedichtet geführt ist. Der in
der Spindel 20 vorgesehene Schließkörper 21 wird gegen die Öffnung 3 gelegt, wenn
der Wasserzufluß abgestellt werden soll (in der Zeichnung ist die Offenstellung
des Vorabsperrventils dargestellt) Hierzu besitzt die Spindel 20 einen die Öffnung
3 durchsetzenden Fortsatz 24, mit dem sie in eine Gewindebohrung 25 des Gehäuses
1 eingeschraubt ist. Die dem Fortsatz 24 gegenüberliegende Stirnseite der Spindel
20 ist mit einem Schraubenzieherschlitz 26 versehen, der von der Bedienungsseite
der Armatur her zugänglich ist.
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Die Gesamtanordnung wird durch einen Siebmantel 31 vervollständigt,
der in bekannter Weise an der Büchse 9 befestigt ist.
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Die innere Büchse 18 ist mit einem radial nach außen stehenden Ringkragen
13 versehen, der in der zum Deckel 10 zeigenden Ringfläche 14 einen Einstich 15
aufweist. In diesem liegt eine weiche Dichtung 16 ein, bei der es sich, wie dargestellt,
um einen O-Ring oder auch um einen Quad-Ring oder eine Flachdichtung handeln kann.
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Uber die Büchse 18 ist ein kappenartiger Ringteller 17 geschoben,
der einen im wesentlichen radial verlaufenden Flanschabschnitt 17a und eine im wesentlichen
axial verlaufende Schürze 17b umfaßt. Der Ringteller 17 wird von einer Druckfeder
19 so in der Zeichnung nach rechts gedrückt, daß die in der Zeichnung nach rechts
weisende Stirnfläche 22 seines Flanschabschnittes 17a anschlagartig an der Ringfläche
14 des Ringkragens 13 anliegt. Die Dichtung t6 wird dabei in definierter Weise so
komprimiert, daß zwischen Ringkragen 13 und Ringteller 17 kein Wasser passieren
kann.
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Die Druckfeder 19 ist einerseits auf einen zylindrischen Hals 23 des
Ringtellers 17, andererseits auf einen zylindrischen Hals 25 des Deckels 10 aufgeschoben,
wodurch sich die Teile gegenseitig auf die Achse A-A zentrieren.
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Am Außenumfang der Schürze 17b des Ringtellers 17 ist mittels eines
eingebördelten Ringes 27 eine weiche, radial nach außen überstehende Lippendichtung
28 befestigt. Bei dieser kann es sich, wie dargestellt, um eine Flachdichtung oder
auch um einen Quad-Ring oder eine "V-seal"-Dichtung handeln.
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Der Außenumfang dieser Lippendichtung 28 liegt unter einer gewissen
Verformung an einer konischen Sitzfläche 29 der äußeren Büchse 9 an, wenn die Anschlagflächen
14 und 22 des Ringkragens 13 und des Ringtellers 17 aneinanderliegen. Das Ausmaß
der Verformung der weichen Lippendichtung 28 ist dabei unkritisch, so daß hier axiale
Toleranzen der verschiedenen
koaxial ineinanderliegenden Bauteile
in erheblichem Umfange aufgenommen werden können.
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Der normale Wasserweg durch die beschriebene Armatur ist folgender:
Das Wasser tritt über den Wasserzulaufkanal 2 und die öffnung 3 in die Gehäusebohrung
4 ein. Es strömt am geräuschdämpfenden Schlauchstück 5 vorbei und durchquert den
Siebmantel 31 sowie Durchtrittsöffnungen 30 der äußeren Büchse 9.
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Der Ringteller 17 wird gegen die Wirkung der verhältnismäßig weichen
Feder 19 koaxial zur Achse A-A verschoben. Dabei eröffnen sich für den Wasserweg
zwei Ringspalte: der erste befindet sich zwischen der Lippendichtung 28 und der
Sitz fläche 29 der äußeren Büchse 9; der zweite Ringspalt liegt zwischen den nunmehr
einen Abstand voneinander aufweisenden Anschlagflächen 14 und 22 des Ringkragens
13 bzw. des Ringtellers 17.
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Auf diese Weise reichen bereits sehr geringe Drucke des anstrmenden
Wassers aus, sehr große Durchströmungsquerschnitte freizugeben, so daß der Druckverlust
am Rückschlagventil sehr klein ist.
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Tritt ein Wasserrückschlag auf, bewegt sich der Ringteller 17 sofort
in die in der Zeichnung dargestellte Schließstellung, wobei der direkte mechanische
Kontakt zwischen den Anschlagflächen 14, 22 die weichen Dichtungen 16, 28 vor Uberbeanspruchung
schützt.
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Das in Figur 2 dargestellte Ausführungsbeispiel stimmt weitgehend
mit dem oben beschriebenen nach Figur 1 überein.
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Gleiche Teile sind daher mit denselben Bezugszeichen versehen. Der
einzige Unterschied liegt in der Ausgestaltung der Anschlagflächen 14, 22 des Ringkragens
13 bzw. des Ringtellers 17 sowie in der Anordnung der Dichtung 16:
Während
beim Ausführungsbeispiel nach Figur 1 die Anschlagflächen 14, 22 eben und senkrecht
zur Achse A-A gestellt waren, sind sie in Figur 2 als komplementäre (Teil-)Kegelflächen
ausgebildet, also unter einem schrägen Winkel gegen die Achse A-A angestellt. Hierdurch
wird die Durchströmbarkeit des sich zwischen den Anschlagflächen 14, 22 eröffnenden
Ringspaltes verbessert und die hier entstehende Geräuschentwicklung verringert.
In Figur 2 liegt außerdem die Dichtung 16 nicht in einem Einstich des Ringkragens
13 sondern in einem Einstich des Ringtellers 17 ein. Gleichwohl sind die Dichtungen
16 sowohl in Figur 1 als auch in Figur 2 rein statische Dichtungen, deren einzige
mechanische Beanspruchung eine (begrenzte) Komprimierung in der Schließstellung
des Rückschlagventiles ist. Die Dichtungen 16 arbeiten somit weitestgehend verschleißfrei.
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