DE3320387A1

DE3320387A1 - Steuerscheibe fuer ein schieberventil

Info

Publication number: DE3320387A1
Application number: DE19833320387
Authority: DE
Inventors: Hans 7000 Stuttgart Oberdörfer
Original assignee: Hansa Metallwerke AG
Current assignee: Hansa Metallwerke AG
Priority date: 1983-06-06
Filing date: 1983-06-06
Publication date: 1984-12-06
Also published as: DE3320387C2

Description

DR. ULRICH OSTERTAG "J* DR. REINHARD OSTERTAQ

ElBENWEQ 10, 7OOO STUTTGART 7O, TELEFON 07 11/70 ββ 48, KABEL: OSPAT

Steuerscheibe für ein Schieberventil

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¹ Anmelderin: Hansa Metallwerke AG

Sigmaringer Straße 107

7000 Stuttgart 81

Anwaltsakte: 1389.8

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Steuerscheibe für ein Schieberventil, insbesondere ein Sanitärventil, mit jnindestens einer in einem Keramikkörper befindlichen Durchtrittsöffnung, welche vom zu regelnden Medium durchströmbar ist.

üblicherweise enthalten Schieberventile mindestens zwei derartige Steuerscheiben, deren Durchtrittsöffnungen durch ReIativverschiebung der beiden Steuerscheiben in unterschiedliche Überlappung miteinander gebracht werden können. Hierdurch wird die Durchströmung des Mediums durch das Steuerscheibenpaket geregelt.

Die gebräuchlichsten Steuerscheiben dieser Art bestehen aus Keramikmaterial, da dieses eine außerordentlich große Härte besitzt und somit weitestgehend verschleißfrei ist. Außerdem läßt sich das Keramikmaterial verhältnismäßig problemlos auf die Oberflächenqualität polieren, die zu einem einwandfreien Funktionieren der Ventile erforderlich ist..Schwierigkeiten ergeben sich aber, wenn den Durchtrittsöffnungen besonders kleine Dimensionen gegeben werden sollen oder wenn sie mit besonders unregelmäßigen, scharfwinkeligen Konturen ausgestattet werden müssen. In diesen Fällen ist die Herstellung in Keramik entweder gar nicht oder nur mit sehr hohem technologischen Aufwand möglich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Steuerscheibe der eingangs genannten Art derart auszugestalten, daß der bzw. den Durchtrittsöffnung(en) eine praktisch beliebige Kontur, auch mit sehr geringen Abmessungen, gegeben werden kann, und gleichwohl die Fertigung völlig unproblematisch ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch 'gelöst, daß in die Durchtrittsöffnung eine Ausfütterung aus nichtkeramischem

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Material eingesetzt ist, durch welche der Durchströmungsquei schnitt der Durchtrittsöffnung auf einen kleineren Wert redi ziert ist.

Die Erfindung fußt auf der Erkenntnis, daß es zur Erzielung des gewünschten Erfolges nicht erforderlich ist, die gesamt« Steuerscheibe bis an die Kontur der Durchtrittsöffnung herar aus Keramikmaterial zu fertigen. Es reicht aus, wenn der Durchtrittsöffnung eine "Grobkontur" in der Keramikscheibe gegeben wird, welche dann durch die Ausfütterung auf die gewünschte Gestalt und den angestrebten Durchströmungsquerschnitt reduziert wird. Die Ausfütterung selbst kann dabei aus einem leicht in Form bringbaren, beispielsweise gieß- oder spritzbaren, auch weichen Material, beispielsweise aus Hartgummi, Kunststoff oder Metall bestehen. Die Stirnseite dieser Ausfütterung, die in Betrieb an einer zweiten, ähnlic Steuerscheibe anliegt, nutzt sich zwar im Vergleich zur benachbarten Keramikoberflache etwas ab, so daß hier ein Leckstrom entstehen kann. Dieser ist jedoch so geringfügig, daß er im praktischen Betrieb vernachlässigt werden kann.

Die .Ausfütterung kann in die Durchtrittsöffnung eingepreßt oder eingeklebt sein.

Zweckmäßigerweise besteht die Ausfütterung aus einem radiale Flansch, der an einer Stirnseite der Scheibe anliegt, und einem Hals, der in die Durchtrittsöffnung hineingreift. Der radiale Flansch ermöglicht nicht nur eine leichte Montage der Ausfütterung und eine präzise Positionierung der Ausfütterung innerhalb der Durchtrittsöffnung sondern stellt auch den Zusammenhalt der gesamten Ausfütterung in dem Falle sich in dem der Hals selbst aus mehreren nicht direkt miteinandei verbundenen Teilen besteht.

Wenn sich der Hals nur entlang nicht regelnder Kanten der

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Durchtrittsöffnung erstreckt, bleibt das öffnüngs- und Schließverhalten des Ventiles von den geringen Leckströmen, die sich an der Ausfütterung ausbilden können,, völlig unbeeinflußt.
' Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen

Figur 1: die Unteransicht eines Steuerscheibenpaares; 10

Figur 2: einen Schnitt gemäß Linie II-II von Figur 1.

In der Zeichnung ist ein Keramik-Steuerscheibenpaar dargestellt, welches für ein Absperrventil mit sehr geringem Mengendurchsatz aber gleichwohl großem Verstellwinkel bestimmt ist. Die untere Steuerscheibe 1 wird unverdrehbar in ein nicht dargestelltes Kartuschengehäuse eingesetzt und nachfolgend Festscheibe genannt. Sie besitzt hierzu zwei radial vorspringende Nasen 2, 3, die formschlüssig in entsprechende Rücksprünge des Kartuschengehäuses eingreifen.

In eine kreisbogenförmige Durchtrittsöffnung 4, deren Kontur in Figur 1 gestrichelt zu erkennen ist , ist eine Ausfütterung 5 eingeschoben. Letztere besteht aus einem leicht in jede gewünschte Form bringbaren Material/ beispielsweise aus Kunststoff, Hartgummi oder auch aus Metall. Sie sitzt in der Durchtrittsöffnung 4 unter elastischer Verformung ein, kann aber auch eingeklebt sein.

Die Ausfütterung 5 umfaßt einen radialen, an der Unterseite der Festscheibe 1 anliegenden Flansch 6 sowie einen einstückigen, aus zwei kreisbogenförmigen, parallel verlaufenden Lappen 7, 8 bestehenden Hals, welcher in die Durchtrittsöffnung 4 der Festscheibe 1 hineingreift. Hierdurch definieren die Lappen 7, 8 innerhalb der Durchtrittsöffnung 4 einen effektiven

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Durchtrittsschlitz 9 mit einer so geringen Breite, wie sie in der Keramikscheibe selbst nicht oder nur mit sehr großem Aufwand herstellbar wäre.

über der Festscheibe 1 liegt, koaxial gegenüber dieser verdrehbar, eine konventionelle zweite Steuerscheibe 10, nachfolgend Regelscheibe genannt. Die Regelscheibe 10 ist mit zwei Ausnehmungen 11, 12 versehen, in welche komplementäre Vorsprünge eines nicht dargestellten Mitnahmeteiles eingreifen, das seinerseits mit der Ventilspindel in Drehverbindung steht.

Die Regelscheibe 10 wird von einer kreissektorförmigen Durch trittsöffnung 13 durchsetzt, die durch Verdrehung mehr oder weniger in Überlappung mit dem Durchtrittsschlitz 9 der Fest scheibe 1 gebracht werden kann.

Bei zusammengebautem Ventil kommuniziert der Durchtrittsschi 9 der Festscheibe 1 in bekannter Weise mit dem Zulauf, die Durchtrittsöffnung 13 der Regelscheibe 10 mit dem Auslauf de Armatur.

In der Zeichnung ist die Schließstellung der Armatur dargestellt. Wird die Regelscheibe 10 aus dieser Stellung gegen den Uhrzeigersinn verdreht, so wandert nach einer bestimmten Verdrehung die regelnde Kante 14 der Durchtrittsöffnung 13 über die regelnde Kante 15 des Durchtrittsschlitzes 9 (vergl Figur 1) hinweg und gibt durch die so entstehende Uberlappun zone zwischen Durchtrittsöffnung 13 und Durchtrittsschlitz 9 einen veränderlichen Wasserstrom frei. Der Wasserstrom wachs bis die Durchtrittsöffnung 13 den Durchtrittsschlitz 9 über den vollen Winkelbereich hinweg überlappt. Da die Gesamtfläc des Durchtrittsschlitzes 9 durch die gewünschte maximale Was sermenge festgelegt ist, kann der Winkelbereich des Durchtrittsschlitzes 9 umso größer sein, umso kleiner die Breite

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des Durchtrittsschlitzes 9 ist. Da durch die Verwendung der Ausfütterung 5 geringere Breiten des Durchtrittsschlitzes 9 möglich sind als in herkömmliche Keramikscheiben eingebracht werden könnten, kann der Winkel-Verstellbereich auch bei sehr ^ kleinen Durchtrittsmengen sehr groß gehalten werden.

Wie aus Figur 1 deutlich zu erkennen ist, wird die regelnde Kante 15 des Durchtrittsschlitzes 9 von einer (Keramik-)Kante der Durchtrittsöffnung 4 der Festscheibe 1 gebildet, da sich ' die Lappen 7, 8 der Ausfütterung 5 nur entlang der nicht regelnden, bogenförmigen Begrenzungslinien der Durchtrittsöffnung 4 erstrecken. Der Grund für diese konstruktive Ausgestaltung liegt in folgendem:

Während des Betriebes schleift sich die der Regelscheibe 10 zugewandte Stirnfläche der Ausfütterung 5 geringfügig ab, da letztere ja aus verhältnismäßig weichem Material besteht. Dies hat zur Folge, daß ein geringer Leckstrom zwischen der oberen Stirnfläche der Ausfütterung 5 und der unteren Stirnfläche der Regelscheibe 10 auftreten kann. An einer regelnden Kante würde dies dazu führen, daß die Winkelposition, an welcher das Ventil geöffnet bzw. geschlossen wird, nicht mehr scharf definiert, sondern über die Breite der Ausfütterung 5 "verwischt" wäre. Der Leckstrom an einer nicht regelnden Kante des Durchtrittsschlitzes 9 führt zwar zu einer geringen Veränderung des Durchsatzes bei einer bestimmten Winkelstellung, hat aber auf das präzise öffnen und Schließen des Ventils keinen Einfluß.

Claims

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Patentansprüche

Steuerscheibe für ein Schieberventil, insbesondere ein
Sa^itärventil, mit mindestens einer in einem Keramikkörp befindlichen Durchtrittsöffnung, welche vom zu regelnden Medium durchströmbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in die Durchtrittsöffnung (4) eine Ausfütterung (5) aus
nichtkeramischem Material eingesetzt ist, durch welche
der Durchströmungsquerschnitt der Durchtrittsöffnung (4) au^:f einen kleineren Wert reduziert ist.

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2. Steuerscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, d die Ausfütterung (5) aus Kunststoff besteht.

3. Steuerscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, d di'e Ausfütterung (5) aus Hartgummi besteht.

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4. Steuerscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, d die Ausfütterung (5) aus Metall besteht.

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5. Steuerscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ausfütterung (5) in die
Durchtrittsöffnung (4) eingepreßt ist.

.6. Steuerscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Ausfütterung (5) in die Durchtrittsöffnung (4) eingeklebt ist.

7. Steuerscheibe nach einem der vorhergenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausfütterung (5) aus einem radialen Flansch (6), der an einer Stirnseite der Scheib (1) anliegt, und einem Hals (7, 8) besteht, der in die
Durchtrittsöffnung (4) hineingreift.

8. Steuerscheibe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, d

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sich der Hals (7, 8) nur entlang nicht regelnder Kanten der Durchtrittsöffnung (4) erstreckt.