DE3826965A1 - Wasserhahnfeder - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schrauben­ feder für eine Wasserhahnbaugruppe, und insbesondere auf eine Hahnfeder, die nicht nur das Dichtungsglied im Kontakt mit dem beweglichen Ventilglied drückt, sondern zusätzlich ver­ hindert, daß schädliche Verunreinigungen mit dem Ventilglied in Berührung kommen.

Eines der Merkmale eines scheibenlosen Wasserhahnes ist das elastische Dichtungselement, das mit dem Ventilglied zusammen­ wirkt, um ein völliges Abstellen des Flüssigkeitsstromes zu gewährleisten, wenn das Ventil in die Aus-Position gebracht wird. Gewöhnlich sitzt das Dichtungselement in einer engeren Sekundärbohrung, die gegenüber der Mitte der Hauptbohrung, in welcher sich das Ventilglied befindet, versetzt ist. Um den Dichtungskontakt zwischen dem Dichtungselement und dem Ventilglied aufrechtzuerhalten, sind normalerweise Mittel vorgesehen, um die Dichtung gegen die Unterseite des Ventil­ gliedes zu drücken. Solche Mittel können durch die elasti­ schen Eigenschaften der Dichtung bereitgestellt werden, wenn das Dichtungselement axial in der Sekundärbohrung zusammen­ gedrückt wird. Alternativ kann eine Feder verwendet werden, um die Dichtung zur Gewährleistung des Angriffes nach oben zu drücken.

Da das Dichtungselement und/oder die Feder einen röhrenförmi­ gen Flüssigkeitsdurchgang bilden, welcher zum Ventilglied führt, werden in den Zufuhrleitungen des Hahnes befindliche Verunreinigungen durch die Kraft des Wasserdruckes durch den Durchgang gedrückt und kommen so in Berührung mit dem Ventil­ glied. Bestimmte Arten von Verunreinigungen können das Ven­ tilglied beschädigen oder seine Betätigung während seiner Drehung hemmen.

Solche schädlichen Verunreinigungen können sich sogar unbe­ merkt in den Leitungen befinden, bevor der neue scheibenlose Wasserhahn installiert wird. Oftmals können sich die Halte­ schrauben für eine Ventilscheibe in einem alten Hahn lösen und in die Zufuhrleitung fallen. Wenn der alte Hahn durch den neuen scheibenlosen Hahn ersetzt ist und das Wasser ange­ dreht wird, kann die Schraube durch den Druck des Flüssig­ keitsstromes nach oben gegen das Ventilglied gedrängt werden und das Ventil beschädigen. Wenn der Wasserdruck abgestellt wird, um die Störung zu untersuchen oder um das Ventil auszu­ tauschen, kann die Schraube unbemerkt zurück in die Zufuhr­ leitung fallen. Dieser Vorgang kann sich so lange wiederholen, bis der frustrierte Verbraucher genug von der neuen Wasser­ hahnbaugruppe hat. Oftmals ist der einzige Beweis für das wiederholt auftretende Problem die Einformung von Gewinde­ spuren, die die Schraube auf dem Ventilglied hinterläßt. Bisher wurden keine Vorrichtungen entwickelt, die verhindern, daß solche großen Verunreinigungen den Ventilsitz angreifen, und die gleichzeitig die wirksame Arbeitsweise und die geringen Kosten des scheibenlosen Hahnventileinsatzes aufrechterhalten.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bisherigen Wasserhahnbaugruppen zu überwinden und eine Wasserhahnventilbaugruppe vorzuschlagen, bei welcher verhindert ist, daß große Verunreinigungen, wie z.B. alte, lose Ventilscheibenschrauben, das Ventilglied angreifen. Die gestellte Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der nebengeordneten Ansprüche 1, 8 und 11 gelöst.

Die Wasserhahnbaugruppe der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Ventilgehäuse, das eine erste axiale Bohrung sowie eine zweite engere Bohrung besitzt, welche gegenüber der Achse des Ventil­ gehäuses versetzt ist. In der ersten Bohrung des Ventilgehäu­ ses ist ein Ventilglied drehbar angeordnet, während sich in der versetzten Sekundärbohrung ein Dichtungselement befindet. Die Sekundärbohrung, die den Einlaßdurchgang für das Ventil bil­ det, umfaßt einen unteren Durchgangsweg und eine obere Senk­ bohrung, in welcher das Dichtungselement angeordnet ist. Um die Dichtung nach oben zu drücken, damit der Dichtungskontakt mit dem drehbaren Ventilglied aufrechterhalten wird, wird eine Feder verwendet, die sich von der durch die Senkbohrung ge­ bildeten Schulter erstreckt und sich in Kontakt mit dem Dich­ tungselement befindet. Im Gegensatz zu den bisher bekannten Hahnfedern enthält die Feder der vorliegenden Erfindung jedoch Mittel, die den Querschnittsbereich des Flüssigkeits­ stromes durch die Feder und die Dichtung hinduch verringern, um irgendwelche großen Verunreinigungen am Durchfließen zu hindern.

Bei der Hahnfeder handelt es sich um eine Schraubenfeder mit im wesentlichen kegelstumpfförmiger Gestalt, deren unterer Durchmesser größer als der obere Durchmesser ist. Auf diese Weise ist das untere Ende der Feder so ausgelegt, daß eine sicherere Abstützung auf der durch die Senkbohrung gebildeten Schulter gewährleistet wird, während die kegelstumpfförmige Gestalt und das obere Ende der Feder den Eingriff mit dem Dichtungselement erleichtern. Ein Sperrmittel, welches am un­ teren Ende als einteilige Verlängerung der Schraubenfeder gebildet wird, erstreckt sich in den zentralen Durchgang der Feder und der Dichtung, um die Abmessungen der Öffnung zu verringern, ohne dabei jedoch die Strömungsgeschwindigkeit wesentlich zu verringern. Bei einer ersten bevorzugten Aus­ führungsform der Feder wird das Sperrmittel durch eine Federwindung verringerten Durchmessers gebildet. Bei einer zweiten Ausführungsform besteht das Sperrmittel aus einem Querglied, welches über die Federöffnung mit großem Durch­ messer gebogen wird. So stellen beide Ausführungsformen einteilige Bauelemente bereit, die verhindern, daß große, in der Zufuhrleitung befindliche Verunreinigungen in das Hahngehäuse gedrängt werden.

Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend in der detaillierten Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert, in welcher gleiche Bezugszahlen für ähnliche Teile in allen Ansichten verwen­ det worden sind und in welcher:

Fig. 1 eine Querschnittsansicht einer Hahnven­ tilbaugruppe ist, bei welcher die Hahn­ feder der vorliegenden Erfindung einge­ setzt ist,

Fig. 2 eine perspektivische Aufsicht einer ersten Ausführungsform der Hahnfeder ist,

Fig. 3 eine Seitenansicht der Hahnfeder von Fig. 2 ist,

Fig. 4 eine Unteransicht der Hahnfeder von Fig. 2 ist,

Fig. 5 eine Seitenansicht einer zweiten Ausfüh­ rungsform der Hahnfeder ist, bei der die vorliegende Erfindung eingesetzt ist, und

Fig. 6 eine Unteransicht der Hahnfeder von Fig. 5 ist.

Fig. 1 zeigt eine Hahnventilbaugruppe 10, bei der die vor­ liegende Erfindung eingesetzt ist und die im allgemeinen ein Ventilgehäuse 12 enthält sowie ein Ventilglied 14, welches drehbar im Ventilgehäuse 12 angeordnet ist und an ein Betäti­ gungsglied 16 angeschlossen ist, um das Ventilglied 14 wahl­ weise im Ventilgehäuse 12 in Drehung zu versetzen, um den Wasserfluß durch das Ventil 10 hindurch zu steuern. Die Ventil­ baugruppe 10 ist an eine Zufuhrleitung 18 angeschlossen, welche mit einem Einlaßdurchgangsweg 20 des Ventilgehäuses 12 in Verbindung steht. Das Ventilgehäuse 12 umfaßt außerdem einen Ausgang 22, welcher in Flüssigkeitsverbindung mit dem Wasser­ hahnauslauf steht, um Wasser an den Benutzer auszugeben. Der Flüssigkeitsstrom durch die Ventilbaugruppe 10 wird gesteuert durch Drehen des Ventilgliedes 14 im Ventilgehäuse 12, um den Flüssigkeitsdurchgangsweg 24 wahlweise in eine fluchtende oder versetzte Position bezüglich des Einlaßdurchgangsweges 20 und des Ausganges 22 zu bringen. Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist der Einlaßdurchgangsweg 20 enger als die Hauptbohrung 26 und gegenüber deren Drehachse versetzt. Wenn daher das Ventil­ glied 14 in Drehung versetzt wird, wird die in der Ventil­ fläche 30 gebildete Durchgangsöffnung 28 in eine fluchtende (Fig. 1) und versetzte Position bezüglich des Einlaßdurchgangs­ weges 20 gebracht.

Um eine Flüssigkeitsdichtung zwischen dem Einlaßdurchgangsweg 20 und der Ventilfläche 30 des Ventilgliedes 14 vorzusehen, ist ein im wesentlichen röhrenförmiges Dichtungselement 32 in den Einlaßdurchgangsweg 20 eingesetzt. In einer bevorzug­ ten Ausführungsform der Ventilbaugruppe 10 ist das Dichtungs­ element 32 in einer Senkbohrung 34 des Durchgangsweges 20 angeordnet, um die richtige Position des Dichtungselementes 32 zwischen der Ventilfläche 30 und einer Ringschulter 36 der Senkbohrung 34 aufrechtzuerhalten.

Bei den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird eine Hahnfeder 50 verwendet, um das Dichtungselement 32 gegen die Ventilfläche 30 des Ventilgliedes 14 vorzuspannen. Wie in den Fig. 1 bis 4 dargestellt ist, handelt es sich bei der Hahnfeder 50 um eine zusammendrückbare Schraubenfeder, die eine Mehrzahl von Schraubenwindungen 52 aufweist und bei der sich ein zentraler Durchgangsweg durch die Feder 50 hin­ durch erstreckt. Die Hahnfeder 50 der vorliegenden Erfindung weist vorzugsweise eine im wesentlichen kegelstumpfförmige Gestalt auf, bei der das untere Ende 54 einen größeren Durch­ messer besitzt als das obere Ende 56 der Feder. Die Hahnfeder 50 ist so in der Senkbohrung 34 des Einlaßdurchgangsweges 20 angeordnet, daß sich das untere Ende 54 der Feder 50 an der Ringschulter 36 der Senkbohrung 34 abstützt. Das obere Ende 56 der Feder 50 und ihre allgemein kegelstumpfförmige Gestalt wirken auf das Dichtungselement 32 ein und drücken es in Be­ rührung mit dem Ventilglied 14. Wenn der Flüssigkeitsstrom angestellt wird, fließt das Wasser durch den Einlaßdurchgangs­ weg 20 und den durch Dichtung und Feder hindurch verlaufenden Durchgang.

Zu dem spiralförmigen Aufbau der Hahnfeder 50 kommt hinzu, daß die Feder ein Mittel 58 umfaßt, welches verhindert, daß große Verunreinigungen durch den zentralen Durchgang der Dichtung und der Feder gelangen und in Berührung mit dem Ventilglied 14 kommen, wodurch Beschädigungen hervorgerufen werden können. Verunreinigungen, wie z.B. alte Ventilscheibenschrauben 100 von früheren Wasserhahnbaugruppen, können durch den Wasserdruck die Zufuhrleitung 18 hinaufgetrieben werden und dadurch das Ventilglied 14 beschädigen. Das Sperrmittel 58 verhindert, daß solche Verunreinigungen in Kontakt mit dem Ventilglied 14 ge­ langen. Bei der ersten, in den Fig. 2 bis 4 dargestellten Aus­ führungsform der vorliegenden Erfindung besteht das Sperrmittel 58 aus einer Windung verringerten Durchmessers 60, welche als einteilige Verlängerung der Hauptwindungen 52 der Feder gebil­ det wird. Die Windung verringerten Durchmessers sorgt nicht nur für eine Beibehaltung der allgemeinen Spiralform der Schraubenfeder, wodurch die Herstellungskosten reduziert werden, sondern verringert zusätzlich wirksam die Abmessun­ gen der unteren Öffnung der Feder 50, um Verunreinigungen den Zugang zu versperren, ohne dabei das Durchflußvolumen durch den Einlaßdurchgangsweg 20 bedeutend zu verringern. Das ist darauf zurückzuführen, daß eine Strömungsdrosselung am oberen Ende der Feder 50 auftritt, zunächst durch den verkleinerten Flüssigkeitsdurchgang, welcher durch die Dich­ tung 32 gebildet wird, und dann durch die Einlaßdurchgangs­ öffnung 28. Das untere Ende 54 der Feder 50 ist im wesent­ lichen überdimensioniert, um die erforderliche Strömungs­ geschwindigkeit zu ermöglichen, weshalb das Sperrmittel 58 die Strömungsgeschwindigkeit durch das Ventil 10 nicht wesentlich verringert.

Bei der zweiten, in den Fig. 5 und 6 dargestellten Ausführungs­ form der Erfindung besteht das Sperrmittel aus einem Querglied 62, welches die untere Öffnung der Feder 50 halbiert. Auch in diesem Fall wird die Strömungsgeschwindigkeit nicht erheb­ lich verringert, während die Abmessungen des Durchganges, durch den Verunreinigungen gelangen könnten, verkleinert werden. Das Querglied 62 ist eine einteilige Verlängerung der Schrau­ benfeder und wird einfach dadurch gebildet, daß der Endab­ schnitt der Feder senkrecht über die Unterseite der Feder ge­ bogen wird.

Die vorliegende Erfindung stellt also eine einfache, billig herzustellende und wirksame Vorrichtung bereit, mit der ver­ hindert wird, daß schädliche Verunreinigungen in Berührung mit dem Ventilglied gelangen. Auch wenn die vorliegende Er­ findung in Verbindung mit einer drehbaren Ventilbaugruppe beschrieben worden ist, kann die Hahnfeder 50 in ähnlicher Weise in Verbindung mit einem Kugelventilglied verwendet wer­ den, bei welchem die Feder 50 das Dichtungselement gegen die Ventilfläche des Kugelventilgliedes drückt.

Claims (14)

1. Wasserhahnventilbaugruppe, umfassend ein Ventilge­ häuse mit einer Hauptbohrung und einem Einlaßdurchgangsweg, welcher von einem unter Druck stehenden Wasservorrat zur Hauptbohrung führt, ein bewegbar in der Bohrung des Ventil­ gehäuses angeordnetes und mit einer Ventilfläche versehenes Ventilglied, wahlweise betätigbare Antriebsmittel, um das Ventilglied innerhalb des Ventilgehäuses relativ zum Einlaß­ durchgangsweg zu bewegen, und ein im Einlaßdurchgangsweg des Ventilgehäuses abgedichtetes röhrenförmiges Dichtungselement, gekennzeichnet durch eine im Einlaßdurch­ gangsweg (20) angeordnete Hahnfeder (50) zum Vorspannen des Dichtungselementes (32) gegen die Ventilfläche (30) des Ven­ tilgliedes (14), welche ein Mittel (58) aufweist, das ver­ hindert, daß Verunreinigungen zusammen mit dem durch die Feder (50) und das Dichtungsglied (14) fließenden Wasser durch den Einlaßdurchgangsweg (20) des Ventilgehäuses (12) gelangen.

2. Hahnfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (50) eine elastisch zusammendrückbare Schraubenfeder mit einer Mehrzahl von Schraubenwindungen (52) ist, die eine im wesentlichen kegelstumpfförmige Gestalt mit einem oberen und unteren Ende (56, 54) und einem durch sie hindurch ver­ laufenden Flüssigkeitsdurchgang aufweist.

3. Hahnfeder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Sperrmittel (58) in den Flüssigkeitsdurchgang der Feder (50) erstreckt und eine einteilige Verlängerung der Schraubenfeder darstellt.

4. Hahnfeder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das einteilige Sperrmittel (58) eine Verlängerung des unteren Endes (54) der Schraubenfeder (50) darstellt.

5. Hahnfeder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrmittel (58) eine Federwindung (60) verringerten Durchmessers ist, welche am unteren Ende der Feder (50) spiral­ förmig nach innen verläuft und eine einteilige Verlängerung des unteren Endes (54) der Schraubenfeder bildet.

6. Hahnfeder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrmittel (58) ein Querglied (62) ist, welches sich über den Flüssigkeitsdurchgang der Feder (50) erstreckt und eine einteilige Verlängerung des unteren Endes (54) der Schraubenfeder bildet.

7. Hahnfeder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (50) und das Dichtungselement (32) in einer Senk­ bohrung (34) des Einlaßdurchgangsweges (20) angeordnet sind, wobei sich das untere Federende (54) auf einer Ringschulter (36) der Senkbohrung abstützt und das obere Federende (56) an das Dichtungselement (32) angreift, um die Dichtung gegen die Ventilfläche (30) des Ventilgliedes (14) vorzuspannen.

8. Wasserhahnventilbaugruppe, umfassend ein Ventilge­ häuse mit einer Hauptbohrung und einem Einlaßdurchgangsweg, welcher von einem unter Druck stehenden Wasservorrat zur Hauptbohrung führt, ein bewegbar in der Hauptbohrung des Ventilgehäuses angeordnetes und mit einer Ventilfläche ver­ sehenes Ventilglied, wahlweise betätigbare Antriebsmittel, um das Ventilglied innerhalb des Ventilgehäuses relativ zum Einlaßdurchgangsweg zu bewegen, und ein in der Senkbohrung des Einlaßdurchgangsweges des Ventilgehäuses abgedichtetes röhrenförmiges Dichtungselement, gekennzeichnet durch eine in der Senkbohrung (34) des Einlaßdurchgangs­ weges (20) angeordnete Hahnfeder (50) zum Vorspannen des Dichtungselementes (32) gegen die Ventilfläche (30) des Ven­ tilgliedes (14), welche aus einer Schraubenfeder mit einer im wesentlichen kegelstumpfförmigen Gestalt und einem durch sie hindurch verlaufenden Flüssigkeitsdurchgang besteht, wo­ bei sich ein unteres Ende (54) der Feder (50) an einer Ring­ schulter (54) der Senkbohrung (34) abstützt und ein oberes Ende (56) der Feder (50) an das Dichtungselement (32) an­ greift, und wobei die Hahnfeder (50) mit einem Mittel (58) ausgestattet ist, welches verhindert, daß Verunreinigungen zusammen mit dem durch den Einlaßdurchgangsweg (20) flie­ ßenden Wasser durch den Flüssigkeitsdurchgang der Feder (50) und des Dichtungselementes (32) zum Ventilglied (14)gelangen, und welches eine einteilige Verlängerung des unteren Endes (54) der Schraubenfeder bildet.

9. Hahnfeder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das einteilige Sperrmittel (58) aus einer Federwindung (60) verringerten Durchmessers besteht, welche eine eintei­ lige Verlängerung der Schraubenfeder (50) bildet.

10. Hahnfeder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das einteilige Sperrmittel (58) aus einem Querglied (62) besteht, welches den Flüssigkeitsdurchgang am unteren Ende der Feder (50) halbiert und eine einteilige Verlängerung der Schraubenfeder bildet.

11. Hahnfeder zur elastischen Vorspannung eines Dich­ tungselementes gegen ein bewegbares Ventilglied einer Wasser­ hahnventilbaugruppe, gekennzeichnet durch eine Schraubenfeder (50) mit einer Mehrzahl von schrauben­ förmigen Windungen (52), die ein Mittel (58) enthält, welches verhindert, daß Verunreinigungen zusammen mit dem Wasserfluß durch die Feder und die Dichtung gelangen, und welches eine einteilige Verlängerung der Federwindungen bildet.

12. Hahnfeder nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (50) eine im wesentlichen kegelstumpfförmige Gestalt aufweist und daß sich das Sperrmittel (58) am unteren Ende (54) der Schraubenfeder in den zentralen Flüssigkeits­ durchgang der Feder erstreckt.

13. Hahnfeder nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrmittel (58) aus einer Federwindung (60) verrin­ gerten Durchmessers besteht, welche eine einteilige Verlän­ gerung der Schraubenfeder (50) bildet.

14. Hahnfeder nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrmittel (58) aus einem Querglied (62) besteht, welches den Flüssigkeitsdurchgang am unteren Ende der Feder (50) halbiert und eine einteilige Verlängerung der Schrauben­ feder bildet.