DE3623585A1 - Abdichtung einer in einem ventil angeordenten steuerkartusche - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Abdichtung der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen und durch das DE-GM 83 07 245.4 bekanntgewordenen Art.

Gemäß des obigen DE-GM hat die Kartusche an der dem Boden der Gehäusebohrung zugewandten Stirnseite einen angeformten, von wasserführenden Kanälen durchbrochenen Boden. Ferner sind sowohl zwischen dem Boden der Gehäusebohrung und dem Kartuschenboden als auch zwischen letzterem und der benachbarten, festen Steuerscheibe die wasser­ führenden Kanäle umfassende Dichtungsringe mit axialer Vorspannung angeordnet, wobei deren axiale Vorspannung über die Kartusche und die in die Kartusche eingefügten Steuerscheiben erfolgt.

Dies hat aber den Nachteil, daß einerseits die axiale Vorspannung der Dichtungselemente relativ groß sein muß, um eine dichtschließende Abdichtung zu erreichen.

Andererseits erhöht sich aber auch damit die Flächenpressung zwischen den Steuerscheiben aus Keramik. Dies wiederum führt zwangsläufig zur Vergrößerung der Reibungskräfte und somit auch zur Erhöhung der Steuerscheiben-Bewegungskräfte, so daß dadurch die Verstellmöglichkeit der Steuerscheiben zueinander zumindest behindert wird. Zudem wird bei über­ höhter Flächenpressung der Steuerscheiben die Scheiben­ fettung und somit deren Funktion gefährdet.

Daraus ergibt sich beim Stand der Technik die Diskrepanz, daß einerseits eine relativ hohe axiale Vorspannung der Dichtungselemente sichergestellt sein muß, andererseits eine übrige Flächenpressung der Steuerscheiben aber vermieden werden soll.

Infolge unterschiedlicher Bauteiltoleranzen wie auch der Elastizitätseigenschaften der üblicherweise verwendeten Bauteile aus Kunststoff, insbesondere des Kartuschenkäfigs, wird die Auswahl der jeweils günstigsten axialen Vorspannung noch problematischer.

Aus der DE-OS 35 15 591 ist eine Mischbatterie mit Steuer­ scheiben und einem druckbelasteten Einsatz bekannt. Jedoch sind dort die Steuerscheiben und sonstigen Einsatzteile nicht in Form einer Steuerkartusche ausgebildet, sondern diese Teile sind unmittelbar in die entsprechende Aufnahme­ bohrung des Armaturengehäuses eingesetzt.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine Abdichtung der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art derart zu verbessern, daß die Vorspannung der Dichtungselemente eine überhöhte Flächen­ pressung zwischen den Steuerscheiben ausschließt.

Die Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich durch die Anwendung von die Kanäle und die Steuer­ bohrungen verbindenden und lediglich in radialer Richtung dichtenden Dichtungselementen.

Durch diese Maßnahmen sind nunmehr die auf die Dichtungselemente wirksamen Vorspannkräfte zu den auf die Steuerscheiben wirksamen Vorspann­ kräfte quer gerichtet, so daß sie sich nicht mehr einander beeinflussen können und demzu­ folge voneinander unabhängig vorwählbar sind.

Eine bevorzugte, einfache und fertigungs­ technisch besonders günstige Gestaltung besteht darin, daß die Dichtungselemente jeweils aus einer axial begrenzt verstellbar gehalterten Buchse bestehen, deren einer Endteil in einen Kanal und deren anderer Endteil in eine zum Kanal koaxial angeordnete Steuerbohrung eingesteckt sind und daß an beiden Endteilen der Buchse mindestens je eine an der Wandung des Kanales bzw. der Steuerbohrung radial dicht­ schließend abstützende Ringdichtung angeordnet ist.

Dabei ist es unter anderem strömungstechnisch besonders vorteilhaft, wenn die Bohrung der Buchse im Durchmesser dem lichten Durchmesser des Kanales entspricht und daß die Buchsen- Endteile in im Durchmesser größere Abschnitte eines Kanales bzw. einer Steuerbohrung mit axialem Spiel zu den jeweils koaxial gegenüber­ stehenden stirnseitigen Flanken letzterer ein­ greifen.

Weitere vorteilhafte Merkmale sind hierzu in den Ansprüchen 4 und 5 gekennzeichnet.

Außerdem ist es vorteilhaft, wenn die der Steuer­ scheiben zugewandten Stirnseiten der im wesentlichen zylindrischen Buchsen so konkav, insbesondere konisch ausgebildet sind, daß die vorgenannten Stirnseiten nur mittels der vom Mantel der Buchse und der Stirnseite gebildeten, umlaufenden Kante an der Steuerscheibe axial abstützbar sind .

Dies hat den Vorteil, daß auch bei geschlossenem Ventil die Buchsen, welche unter anderem aus fertigungstechnischen Gründen mit axialem Spiel gehaltert sind, an den den Steuerscheiben zuge­ wandten Stirnseiten über gleich große Flächen wie die den Steuerscheiben abgewandten Buchsen- Stirnseiten vom Wasserdruck beaufschlagt werden und demzufolge auch keine vom Wasserdruck verur­ sachten Verstellkräfte auf die Steuerscheiben ausüben können.

Zur begrenzt verstellbaren Anordnung der Buchse in axialer Richtung ist es auch möglich, die Buchse jeweils etwa mittig ihrer Längserstreckung mit einem radial vorstehenden Flansch zu versehen, der mit axialem Spiel am Boden der Gehäuse­ bohrung oder an der festen Steuerscheibe axial abstützbar angeordnet ist.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des vorbe­ schriebenen Gegenstandes besteht darin, daß der Kartuschenkäfig an der dem Boden der Gehäuse­ bohrung zugewandten Stirnseite einen schmalen, umlaufenden, nach innen gerichteten und mit Abstand von den lediglich radial wirksamen Dichtungselementen angeordneten Flansch aufweist, an dem sich innenseitig die feste Steuerscheibe abstützt, während der Flansch außenseitig an den Boden der Gehäusebohrung unmittelbar ange­ spannt ist.

Hieraus resultiert eine erhebliche Vereinfachung der Herstellung sowie der Montage.

Zudem ist es im Sinne der Aufgabe förderlich, wenn eine von der Kartuschenanspannung unab­ hängig einstellbare, auf die Kartuscheneinbau­ teile wirksame Vorspanneinrichtung vorgesehen ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.

Es zeigt:

Fig. 1 einen Teil eines sanitären Mischventiles im Längsschnitt;

Fig. 2 bis 4 Varianten von Einzelheiten, ebenfalls im Längsschnitt.

Bei diesem Mischventil ist in eine zylindrische Sackbohrung 1 des Ventilgehäuses 2 eine Steuer­ kartusche 3 eingesetzt. Letztere hat einen Kartuschenkäfig 4, der mittels eines Schraub­ ringes 5 an den Boden 6 der Sackbohrung 1 ange­ spannt ist.

An der dem Boden 6 zugewandten Stirnseite des Kartuschenkäfigs 4 ist ein relativ schmaler, radial nach innen gerichteter Flansch 7 ange­ formt, an den sich in axialer Richtung eine in den Kartuschenkäfig 4 fest eingesetzte, keramische Steuerscheibe 8 abstützt. Auf der Steuerscheibe 8 lagert eine keramische Steuerscheibe 9, die relativ zur Steuerscheibe 8 verstellbar ist. Über der Steuerscheibe 9 ist ein Mischkammergehäuse 10 dichtschließend angeordnet, welches mit der Steuerscheibe 9 eine Umlenk-Mischkammer 11 bildet.

Zur beabsichtigten Verstellung der Steuer­ scheibe 9 und des Mischkammergehäuses 10 ist ein Gelenkhebel 12 vorgesehen, der um eine Achse 13 begrenzt verschwenkbar gelagert ist. Die Achse 13 ist in einem auf dem Mischkammergehäuse 10 aufliegenden Lager 14 gehaltert, welches über einen Gleitring 15 mittels eines in den Kartuschen­ käfig 4 eingeschraubten Spannringes 16 an das Mischkammergehäuse 10 angespannt werden kann, und dabei auch das Mischkammergehäuse 10 an die Steuerscheibe 9 sowie letztere an die Steuer­ scheibe 8 so dichtschließend anlegen, daß die Steuerscheiben 8 und 9 dennoch zueinander ver­ stellbar sind.

Zwischen dem Mischkammergehäuse 10 und der Steuer­ scheibe 9 ist noch eine Ringdichtung 17 angeordnet.

Im Ventilgehäuse 2 sind noch mehrere, zur axialen Erstreckung der Steuerkartusche 3 gleich­ gerichtete, wasserführende Kanäle 18 ange­ ordnet, von welchen nur ein Kanal dargestellt ist.

Diesen Kanälen 18 stehen jeweils eine in der Steuerscheibe 8 angeordnete Steuerbohrung gegenüber.

Zur Verbindung eines Kanales 18 mit einer Steuer­ bohrung 19 ist jeweils ein als Buchse ausge­ bildetes Dichtungselement 20 vorgesehen, dessen einer Endteil in einen im Durchmesser größeren Abschnitt 21 eines Kanales 18 und dessen anderer Endteil in einen im Durchmesser größeren Abschnitt 22 einer Steuerbohrung 19 axial begrenzt ver­ schiebbar eingreifen. An beiden Endteilen des Dichtungselementes 20 ist jeweils eine Ringdichtung 23 gehaltert, die sich unter radialer Vorspannung an den Wänden der Abschnitte 21 bzw. 22 dichtschließend abstützen.

Oberhalb des Dichtungselementes 20 ist ein freier Spielraum 24 angeordnet, damit sichergestellt ist, daß sich die Steuerscheibe 8 in axialer Richtung lediglich am Flansch 7, nicht aber über das Dichtungselement 20 am Gehäuse 2 abstützen kann.

Um zu vermeiden, daß bei nach oben geschobenem und in axialer Richtung an der Steuerscheibe 8 abstützendem Dichtungselement 20, wobei sich in diesem Falle dann unterhalb des Dichtungs­ elementes 20 der Spielraum 24 ergibt, bei ge­ schlossenem Ventil vom Wasserdruck verursacht das Dichtungselement 20 auf die Steuerscheibe 9 hin zielende Druckkräfte ausüben kann, welche zweifellos zu einer überhöhten Flächenpressung zwischen den Steuerscheiben 8 und 9 führen würde, ist gemäß Fig. 2 die der Steuerscheibe 8 zuge­ wandte Stirnseite 25 des Dichtungselementes 20 nach innen konisch so geneigt ausgebildet, daß bei nach oben verschobenem Dichtungselement 20 lediglich die von der vorgenannten Stirnseite 25 und vom Mantel des Dichtungselementes 20 gebildete Kante 26 sich an der Steuerscheibe 8 abzu­ stützen vermag.

Gemäß Fig. 3 ist am Dichtungselement 20 zu dessen axial begrenzt verstellbarer Halterung ein umlaufender, radial abstrebender Flansch 27 angeformt, dessen Dicke kleiner als die Dicke des Flansches 7 des Kartuschenkäfigs 4 ist.

Dieser Flansch 27 ist mit axialem Spiel in den vom Boden 6 der Gehäusebohrung 1 und der Steuer­ scheibe 8 gebildeten Zwischenraum eingreifend angeordnet. Dabei ist sichergestellt, daß der Spielraum 24 zwischen dem Dichtungselement 20 und der Steuerscheibe 8 angeordnet ist.

Fig. 4 zeigt ein Dichtungselement 20 als flexiblen Kunststoff mit angeformten Ringdichtungen 23.

Alle neuen, in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.

Claims (9)

1. Abdichtung einer in einem sanitären Ventil ange­ ordneten Steuerkartusche, die in eine Sackbohrung des Ventilgehäuses eingesetzt und mit der dem Boden der Gehäusebohrung zugewandten Stirnseite an den Bohrungsboden angespannt ist, wobei die Kartusche eine feste Steuerscheibe und mindestens eine zu letzterer rotorisch oder translatorisch ver­ stellbare Steuerscheibe aufweist und im Ventil­ gehäuse wasserführende Zufluß- und Abflußkanäle angeordnet sind, die in die Kartusche führen und in die Steuerbohrungen der festen Steuer­ scheibe münden, gekennzeichnet durch die An­ wendung von die Kanäle (18) und die Steuer­ bohrungen (19) verbindenden und lediglich in radialer Richtung dichtenden Dichtungselementen (20).

2. Abdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Dichtungselemente (20) jeweils aus einer axial begrenzt verstellbar gehalterten Buchse bestehen, deren einer Endteil in einen Kanal (18) und deren anderer Endteil in eine zum Kanal (18) koaxial angeordnete Steuerbohrung (19) eingesteckt sind und daß an beiden Endteilen der Buchse mindestens je eine an der Wandung des Kanals (18) bzw. der Steuerbohrung (19) radial dichtschließend abstützende Ringdichtung (23) angeordnet ist.

3. Abdichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung der Buchse im Durchmesser dem lichten Durchmesser des Kanals (18) entspricht und daß die Buchsen-Endteile in im Durchmesser größere Abschnitte (21 bzw. 22) eines Kanals (18) bzw. einer Steuerbohrung (19) mit axialem Spiel zu den jeweils koaxial gegenüberstehenden stirn­ seitigen Flanken letzterer eingreifen.

4. Abdichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in den Endteilen der Buchse außen­ seitig umlaufende Ringnuten angeordnet sind, in die Ringdichtungen (23), insbesondere O-Ringe eingesetzt sind.

5. Abdichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, gekennzeichnet durch eine Buchse, insbesondere aus flexiblem Kunststoff, mit radial abstrebenden, angeformten Ringdichtungen (23).

6. Abdichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die der Steuerscheibe (8) zugewandten Stirnseiten (25) nur mittels der vom Mantel der Buchse und der Stirnseite (25) gebildeten, umlaufenden Kante (26) an der Steuerscheibe (8) axial abstützbar sind.

7. Abdichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse etwa mittig ihrer Längserstreckung einen radial vor­ stehenden Flansch (27) aufweist, der mit axialem Spiel am Boden (6) der Gehäusebohrung (1) oder an der festen Steuerscheibe (8) axial abstützbar angeordnet ist.

8. Abdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kartuschen­ käfig (4) an der dem Boden (6) der Gehäusebohrung (1) zugewandten Stirnseite einen schmalen, um­ laufenden, nach innen gerichteten und mit Abstand von den lediglich radial wirksamen Dichtungs­ elementen (20) angeordneten Flansch (7) aufweist, an dem sich innenseitig die feste Steuerscheibe (8) abstützt, während der Flansch (7) außenseitig an den Boden (6) der Gehäusebohrung (1) unmittel­ bar angespannt ist.

9. Abdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine von der Kartuschen­ anspannung unabhängig einstellbare, auf die Kartuschen-Einbauteile wirksame Vorspann­ einrichtung (16) vorgesehen ist.