DE3633483A1

DE3633483A1 - Steuerscheibenventil

Info

Publication number: DE3633483A1
Application number: DE19863633483
Authority: DE
Inventors: Hermann Kress
Original assignee: Hansa Metallwerke AG
Current assignee: Hansa Metallwerke AG
Priority date: 1986-10-02
Filing date: 1986-10-02
Publication date: 1988-04-14
Also published as: FI83815C; IT8722083A0; IT1222782B; ATA233987A; ES2010521A6; FR2604767B1; FR2604767A1; FI874318A0; SE8703690L; SE8703690D0; FI83815B; AT393007B; CH673514A5; SE464427B; FI874318A; DE3633483C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuerscheibenventil, insbesondere für den Sanitärbereich, mit einem Gehäuse, mit einer ersten feststehenden Steuerscheibe, die mindestens eine Einlaßöff nung für die zu steuernde Flüssigkeit aufweist, mit einer zweiten Steuerscheibe, die gegenüber der ersten Steuerscheibe linear verschiebbar ist und mindestens eine Regelausnehmung aufweist, die mit der oder den Einlaßöffnung(en) der fest stehenden Steuerscheibe zusammenwirkt, mit einem Stellschaft, der durch einen Schwenkzapfen verschwenkbar gelagert ist und an seinem inneren Ende einen Mitnahmekopf aufweist, der in eine Mitnahmeöffnung an der Oberseite der beweglichen Steuer scheibe eingreift.

Ein derartiges Steuerscheibenventil ist aus der DE-OS 15 50 060 bekannt. Hier sind die einander gegenüberliegenden, parallel zur Achse des Schwenkzapfens verlaufenden Flächen des Mitnahmekopfes ballig ausgeführt, damit sie bei der Schwenkbewegung des Stellschaftes an den entsprechenden Flä chen der Mitnahmeöffnung der beweglichen Steuerscheibe ab rollen können. Diese Ausgestaltung hat zur Folge, daß zwi schen dem Mitnahmekopf und der Mitnahmeöffnung nur eine linienhafte Berührung stattfindet, daß also die Kontaktflä che, über welche die zur Verschiebung und/oder Verdrehung der beweglichen Steuerscheibe erforderlichen Kräfte über tragen werden, außerordentlich gering sind. Dies führt zu einem starken lokalen Verschleiß am Mitnahmekopf und/oder der Mitnahmeöffnung, die sich nach einer gewissen Betriebs zeit des Ventils als unangenehmes Spiel äußert. Eine genaue Einstellung des Steuerscheibenventils ist dann erschwert.

Versuche, diesen Nachteil durch eine Vergrößerung der Ab messungen des Mitnahmekopfes und der Mitnahmeöffnung zu verkleinern, können naturnotwendig nur begrenzten Erfolg haben, da die Geometrie des Ventils hier enge Grenzen setzt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Steuerschei benventil der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß die Übertragung der Kräfte vom Mitnahmekopf des Stellschaf tes auf die Mitnahmeöffnung der beweglichen Steuerscheibe immer über eine große Kontaktfläche erfolgt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Mitnahmekopf des Stellschafts zwei ebene Flächen aufweist, die parallel zur Achse des Schwenkzapfens verlaufen und flächig an parallelen ebenen Flächen der Mitnahmeöffnung anliegen, wobei entweder die ebenen Flächen des Mitnahme kopfes oder die ebenen Flächen der Mitnahmeöffnung um eine Achse verschwenkbar sind, die parallel zur Achse des Schwenk zapfens verläuft.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung rollen also die zusam menwirkenden Flächen von Mitnahmekopf und Mitnahmeöffnung nicht mehr linienhaft aneinander ab. Vielmehr bleiben sie flächig aneinander liegen, wobei eine Schwenkbewegung des Stellschafts ausschließlich ein größeres oder weniger großes Eintauchen des Mitnahmekopfes in die Mitnahmeöffnung be wirkt. Die Verschwenkbarkeit von mindestens einem Paar der ebenen Flächen, die zwischen Mitnahmekopf und Mitnahmeöff nung zusammenwirken, gibt den notwendigen Freiheitsgrad, der bei einem verschwenkbaren Stellschaft und in einer Ebene linear verschobener beweglicher Steuerscheibe erforderlich ist.

Im einfachsten Falle ist der Stellschaft mit dem Mitnahme kopf scharnierartig verbunden. Hierfür stehen verschiedene Alternativen zur Verfügung:.

Beispielsweise kann der Stellschaft an seinem inneren Ende eine Querbohrung aufweisen, von welcher ein zylindrischer Bereich des Mitnahmekopfes verdrehbar aufgenommen ist. In diesem Falle ist diejenige Ausgestaltung besonders vor teilhaft, bei welcher der Mitnahmekopf zwei seitliche An sätze besitzt, an denen jeweils zwei ebene Flächen ausge bildet sind und die jeweils in eine Mitnahmeöffnung an der Oberseite der beweglichen Steuerscheibe eingreifen. Die bei den Mitnahmeöffnungen sitzen dabei also beidseits des unte ren Endes des Stellschafts.

Alternativ kann der Stellschaft durch eine flache Feder mit dem Mitnahmekopf verbunden sein. Wenn die Feder doppelt ab gewinkelt ist, können deren Enden besonders gut einerseits im Stellschaft und andererseits im Mitnahmekopf verankert werden.

Die Feder kann in dem auf Biegung beanspruchten Bereich ein Fenster aufweisen. Hierdurch wird ihre Biegsamkeit erhöht.

Eine weitere scharnierartige Verbindung sieht so aus, daß der Mitnahmekopf ein am inneren Ende des Stellschaftes befestig tes elastisches Kunststoffteil ist, welches eine als Schar nier wirkende, parallel zur Achse des Schwenkzapfens ver laufende Schmalseite aufweist. Hier gibt es also bei der Schwenkbewegung des Mitnahmekopfes keine aneinander glei tenden Flächen. Die Schmalstelle ersetzt die Feder des oben beschriebenen Ausführungsbeispiels.

Bei der zuletzt genannten Ausgestaltung ist es von Vorteil, wenn der Mitnahmekopf im unteren Ende des Stellschaftes form schlüssig und elastisch eingeschnappt ist.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die untere Kante des Stellschafts als konvexe Teilzylindermantelfläche geformt, die parallel zur Achse des Schwenkzapfens verläuft und in eine komplementäre konkave Teilzylindermantelfläche am Mitnahmekopf eingreift.

In entsprechender Weise sind selbstverständlich auch alle diejenigen Ausgestaltungen der Erfindung möglich, bei denen die der Mitnahmeverbindung dienenden Elemente von Mitnahme kopf und Mitnahmeöffnung ihren Platz getauscht haben. Ein Beispiel hierfür ist diejenige Ausführungsform, bei welcher die Mitnahmeöffnung in einem zylindrischen Teil ausgebildet ist, das in einer Bohrung des Mitnahmeteils verdrehbar ein sitzt, die parallel zur Achse des Schwenkzapfens verläuft und sich seitlich zur Oberseite des Mitnahmeteils hin öffnet. Bei dieser Ausgestaltung können also die ebenen Flächen des Mitnahmekopfes starr mit dem Stellschaft verbunden sein. Der notwendige Freiheitsgrad ist hier bei den Flächen der Mit nahmeöffnung an der beweglichen Steuerscheibe gegeben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen

Fig. 1 einen Schnitt durch ein Steuerscheiben-Mischventil gemäß Linie I-I von Fig. 2;

Fig. 2 einen Schnitt gemäß Linie II-II von Fig. 1;

Fig. 3 bis 5 alternative Ausführungsformen einer schar nierartigen Verbindung zwischen Stellschaft und Mitnahmekopf und zwar in Teilfigur b als Schnitt gemäß der in der entsprechenden Teilfigur a ge zeigten Linie;

Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel mit verschwenkbarer Mit nahmeöffnung der beweglichen Steuerscheibe.

Das in den Fig. 1 und 2 gezeigte Steuerscheiben-Misch ventil umfaßt ein Gehäuse 1 mit fest eingesetztem Boden 2, auf dem eine feststehende erste Steuerscheibe 3 ruht. Boden 2 und feststehende Steuerscheibe 3 weisen fluchtende Einlaß öffnungen 4 bzw. 5 für Kalt- und Warmwasser (nur eine in der Zeichnung erkennbar) sowie fluchtende Auslaßöffnungen 6 bzw. 7 für austretendes Mischwasser auf (vergl. Fig. 2). In die Öffnungen 4, 6 des Bodens 2 sind Dichtungen 8, 9 eingesetzt, welche für eine korrekte Überleitung des Wassers zwischen den Öffnungen 5, 7 der feststehenden Steuerscheibe 3 und der Anschlußfläche eines nicht dargestellten, äußeren Arma turengehäuses sorgt, in welchem das Steuerscheiben-Misch ventil montiert wird.

Auf der Oberseite der feststehenden Steuerscheibe 3 ist eine zweite Steuerscheibe linear verschiebbar und um die Gehäuse achse verdrehbar, die insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 ver sehen ist. Sie ist aus einer unteren Keramikscheibe 11 und einem oberen, aus Kunststoff bestehenden Mitnahmeteil 12 zu sammengesetzt. Keramikscheibe 11 und Mitnahmeteil 12 begren zen gemeinsam einen als Regelausnehmung dienenden Umlenkkanal 13, über welchen je nach der Relativstellung der beiden Steuerscheiben 3, 10 Wasser von den Einlaßöffnungen 5 zur Auslaßöffnung 7 der feststehenden Steuerscheibe 3 fließen kann.

Die Oberseite des Mitnahmeteils 12 liegt an der Unterseite eines Führungsteils 14 an, dessen zylindrischer Hals 15 durch eine Öffnung in der Oberseite des Gehäuses 1 ragt. Das ge samte Führungsteil 14 ist um die Gehäuseachse verdrehbar.

Ein Stellschaft 16 durchsetzt eine axiale Ausnehmung 17 des Führungsteils 14 und ist in dieser mittels eines Schwenk zapfens 18 gelagert. Die Anordnung ist also so, daß der Stellschaft 12 mit dem Führungsteil 14 um die Gehäuseachse verdrehbar und außerdem um die Achse des Schwenkzapfens 18 verschwenkbar ist.

Die Umsetzung der Bewegungsarten des Stellschaftes 12 in eine Dreh- und eine Linearbewegung der beweglichen Steuer scheibe 10 geschieht durch eine Mitnahmeverbindung, die nachfolgend näher erläutert wird.

Das untere Ende des Stellschaftes 12 wird von einer Querboh rung 19 durchsetzt, deren Achse parallel zur Achse des Schwenkzapfens 18 verläuft. In der Querbohrung 19 ist ein zylindrischer Mittelbereich 21 eines Mitnahmekopfes 20 ver drehbar eingesetzt. Zwei seitliche Ansätze 22 des Mitnahme kopfes sind jeweils mit gegenüberliegenden, ebenen Flächen 23 versehen. Sie greifen in zwei Mitnahmeöffnungen 24 ein, die zwischen vier Vorsprüngen 25 an der Oberseite des Mit nahmeteils 12 gebildet wird. Die vier Vorsprünge 25 liegen paarweise beidseits des Stellschafts 12. Auch die Mitnahme öffnungen 24 sind mit jeweils zwei ebenen Flächen 26 ver sehen, die parallel zur Achse des Schwenkzapfens 18 verlau fen und an denen die ebenen Flächen 23 des Mitnahmekopfes 20 eng anliegen. Der in Fig. 2 gezeigte Spalt zwischen den ebenen Flächen 23 des Mitnahmekopfes 20 und den ebenen Flä chen 26 der Mitnahmeöffnungen 24 ist zu Erläuterungszwecken übertrieben dargestellt.

Wird nun der Stellschaft 16 um die Achse des Schwenkzapfens 18 verschwenkt, so bewirkt dies eine Linearverschiebung der beweglichen Steuerscheibe 10 aufgrund der Mitnahmeverbindung zwischen dem Mitnahmekopf 20 und den entsprechenden Mitnahme öffnungen 24. Dabei verdreht sich der Mitnahmekopf 20 inner halb der Querbohrung 19 des Stellschaftes 16, so daß die ebenen Flächen 23 des Mitnahmekopfes 20 und die ebenen Flä chen 26 der Mitnahmeöffnungen 24 in allen Positionen paral lel und in enger, gegenseitiger Anlage bleiben.

In den Fig. 3 bis 5 sind alternative scharnierartige Ver bindungen zwischen einem Stellschaft 116, 216 bzw. 316 und einem Mitnahmekopf 120, 220 bzw. 320 dargestellt. In allen Fällen ist der Mitnahmekopf mit zwei gegenüberliegenden ebe nen Flächen 123, 223 bzw. 323 versehen, die parallel zur Achse des Schwenkzapfens verlaufen, an welchem der entspre chende Stellschaft 116, 216 bzw. 316 gelagert ist.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 erfolgt die Verbindung zwischen Stellschaft 116 und Mitnahmekopf 120 durch eine doppelt abgewinkelte Feder 130, deren Enden im Stellschaft 116 bzw. im Mitnahmekopf 120 verankert sind. Die Feder 130 ist in dem parallel zur Achse des Stellschaftes 116 verlaufen den Bereich mit einem Fenster 131 versehen, welches die Biegsamkeit erhöht. Als Material für die Feder kommen Stahl oder Kunststoff in Frage.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht der Mitnahmekopf 220 aus elastischem Kunststoff. Er ist form schlüssig auf das untere Ende des Stellschaftes 216 aufge schnappt. Eine Schmalstelle 232, die oberhalb der Flächen 223 parallel zu diesen verläuft, dient als elastisches Scharnier.

Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die untere, parallel zur Achse des Schwenkzapfens verlaufende Kante des Stellschaftes 316 als konvexe Teilzylindermantel fläche 333 ausgebildet. Der Mitnahmekopf 320 weist eine komplementäre konkave Teilzylindermantelfläche 334 auf und ist mit dieser über die Teilzylindermantelfläche 333 des Stellschaftes 316 entweder von der Seite her geschoben oder elastisch eingerastet.

Bei den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 bis 5 waren die ebenen Flächen am Mitnahmekopf des Stellschaftes um eine Achse parallel zur Achse des Schwenk zapfens verschwenkbar. Die ebenen Flächen der Mitnahmeöffnung(en) dagegen waren starr. Selbstverständlich ist auch eine rezi proke Anordnung denkbar.

Ein Beispiel hierfür ist in Fig. 6 dargestellt. Hier ist der Mitnahmekopf 420 starr und einstückig mit dem Stellschaft 416 verbunden und besitzt die Form einer Verjüngung mit den beiden parallelen, ebenen Flächen 423. Die Mitnahmeöffnung 424 mit ihren ebenen Flächen 426 befindet sich in einem zylindrischen Teil 440. Dies ist in einer Bohrung 441 des Mitnahmeteils 412 verdrehbar, welche parallel zur Achse des Schwenkzapfens verläuft und sich seitlich nach oben öffnet, so daß der Mitnahmekopf 420 des Stellschafts 412 von oben her in die Mitnahmeöffnung 424 eingeführt werden kann.

Die oben erläuterten Ausführungsbeispiele betrafen Mischven tile, bei denen die bewegliche Steuerscheibe eine kombinier te lineare und rotatorische Bewegung ausführt. Dieselben Konstruktionsprinzipien lassen sich jedoch auch bei solchen Ventilen einsetzen, bei denen die bewegliche Steuerscheibe eine rein lineare Bewegung erfährt, der Stellschaft also nur verschwenkbar, dagegen nicht zusätzlich um die Gehäuseachse verdrehbar ist, oder auch bei solchen Ventilen, bei denen die bewegliche Steuerscheibe eine reine Drehung durchführt, der Stellschaft also nur um die Gehäuseachse drehbar, dagegen nicht zusätzlich um eine zur Gehäuseachse senkrechte Achse ver schwenkbar ist.

Claims

1. Steuerscheibenventil, insbesondere für den Sanitärbereich, mit einem Gehäuse, mit einer ersten feststehenden Steuer scheibe, die mindestens eine Einlaßöffnung für die zu steu ernde Flüssigkeit aufweist, mit einer zweiten Steuerscheibe, die gegenüber der ersten Steuerscheibe linear verschiebbar ist und mindestens eine Regelausnehmung aufweist, die mit der oder den Einlaßöffnung(en) der feststehenden Steuer scheibe zusammenwirkt, mit einem Stellschaft, der durch einen Schwenkzapfen verschwenkbar gelagert ist und an seinem inne ren Ende einen Mitnahmekopf aufweist, der in eine Mitnahme öffnung an der Oberseite der beweglichen Steuerscheibe ein greift, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnahmekopf (20; 120; 220; 320; 420) des Stellschafts (16; 116; 216; 316; 416) zwei ebene Flächen (23; 123; 223; 323; 423) aufweist, die parallel zur Achse des Schwenkzapfens (18) verlaufen und flächig an parallelen ebenen Flächen (26; 126; 226; 326; 426) der Mitnahmeöffnung (24; 124; 224; 324; 424) anliegen, wobei entweder die ebenen Flächen (23; 123; 223; 323; 423) des Mitnahmekopfes (20; 120; 220; 320; 420) oder die ebenen Flächen (26; 126; 226; 326; 426) der Mitnahmeöffnung (24; 124; 224; 324; 424) um eine Achse verschwenkbar sind, die parallel zur Achse des Schwenkzapfens (18) verläuft.

2. Steuerscheibenventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß der Stellschaft (16; 116; 216; 316) mit dem Mit nahmekopf (20; 120; 220; 320) scharnierartig verbunden ist.

3. Steuerscheibenventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß der Stellschaft (16) an seinem inneren Ende eine Querbohrung (19) aufweist, von welcher ein zylindrischer Be reich (21) des Mitnahmekopfes (20) verdrehbar aufgenommen ist.

4. Steuerscheibenventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich net, daß der Mitnahmekopf (20) zwei seitliche Ansätze (22) besitzt, an denen jeweils zwei ebene Flächen (23) ausgebildet sind und die jeweils in eine Mitnahmeöffnung (24) an der Ober seite der beweglichen Steuerscheibe (10) eingreifen.

5. Steuerscheibenventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß der Stellschaft (116) durch eine flache Feder (130) mit dem Mitnahmekopf (120) verbunden ist.

6. Steuerscheibenventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net, daß die Feder (130) doppelt abgewinkelt ist.

7. Steuerscheibenventil nach Anspruch 5 oder 6, dadurch ge kennzeichnet, daß die Feder (130) in dem auf Biegung be anspruchten Bereich ein Fenster (131) aufweist.

8. Steuerscheibenventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß der Mitnahmekopf (220) ein am inneren Ende des Stellschafts (216) befestigtes elastisches Kunststoffteil ist, welches eine als Scharnier wirkende, parallel zur Achse des Schwenkzapfens (18) verlaufende Schmalstelle (232) auf weist.

9. Steuerscheibenventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich net, daß der Mitnahmekopf (220) im unteren Ende des Stell schafts (216) formschlüssig und elastisch eingeschnappt ist.

10. Steuerscheibenventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß die untere Kante des Stellschafts (316) als kon vexe Teilzylindermantelfläche (333) geformt ist, die paral lel zur Achse des Schwenkzapfens (18) verläuft und in eine komplementäre konkave Teilzylindermantelfläche (334) am Mit nahmekopf (320) eingreift.

11. Steuerscheibenventil nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Mitnahmeöffnung (424) in einem zylind rischen Teil (440) ausgebildet ist, das in einer Bohrung (441) des Mitnahmeteils (412) verdrehbar einsitzt, die parallel zur Achse des Schwenkzapfens (18) verläuft und sich seitlich zur Oberseite des Mitnahmeteils (412) hin öffnet.