DE4325737A1

DE4325737A1 - Ventilanordnung für die Armatur eines Kompaktheizkörpers

Info

Publication number: DE4325737A1
Application number: DE4325737A
Authority: DE
Inventors: Klaus Werner; Karl-Heinz Troike
Original assignee: Theodor Heimeier Metallwerk GmbH
Current assignee: Theodor Heimeier Metallwerk GmbH
Priority date: 1993-07-31
Filing date: 1993-07-31
Publication date: 1995-02-02
Anticipated expiration: 2013-08-01
Also published as: DE4325737C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung für die Armatur eines Kompaktheizkörpers, mit einem Ventilsitz, mit einem Ventilkörper, der an einem Ventilschaft befestigt ist und mittels einer Rückstellfederanordnung in Öffnungsrichtung federbelastet ist, mit einer Einschraubhülse, die die Rückstellfederanordnung trägt, und mit einem Voreinstellkörper zur Voreinstellung des Wärmeträgerdurchflusses, der drehbar und abgedichtet in der Einschraubhülse gelagert ist.

Eine derartige Ventilanordnung ist aus den Unterlagen des deutschen Gebrauchsmusters 89 11 899 vorbekannt. Bei der dortigen Ventilanordnung ist der Voreinstellkörper nicht nur drehbar sondern auch steigend, d. h. verschiebbar in der Einschraubhülse gelagert. Dadurch kann der Abstand des ventilsitzseitigen Endes des Voreinstellkörpers gegenüber dem Ventilsitz, der einstückig mit der Einschraubhülse ausgebildet ist, kontinuierlich verstellt und damit der Wärmeträgerdurchfluß durch diese vorbekannte Ventilanordnung kontinuierlich voreingestellt werden.

Diese vorbekannte Ventilanordnung weist jedoch zwei wesentliche Nachteile auf. Einerseits ist durch die einstückige Ausbildung des Ventilsitzes mit der Einschraubhülse eine Einheit geschaffen, die nur als Gesamtheit gegen eine andere voreinstellbare oder nicht voreinstellbare Ventilanordnung austauschbar ist. Das heißt zum Beispiel im Falle eines Austausches gegen eine Ventilanordnung ohne Voreinstellung, daß neben der den Ventilkörper tragenden Einschraubhülse auch ein zusätzlicher Ventilsitz montiert werden muß, was bei bereits montiertem Kompaktheizkörper zu unüberwindlichen Schwierigkeiten führen kann.

Andererseits gewährleistet die kontinuierliche Voreinstellmöglichkeit des Wärmeträgerdurchflusses zwar eine beliebig genaue Voreinstellung. Aufgrund von Unachtsamkeiten bei Durchführung der Voreinstellung durch das Wartungspersonal oder aufgrund der unvermeidlichen Maßtoleranzen zwischen den einzelnen Teilen der Ventilanordnung ergibt sich jedoch auch bei größter Sorgfalt nahezu unvermeidlich eine gewisse Fehleinstellung des Wärmeträgerdurchflusses.

Aus der DE 41 07 969 ist zwar die Lösung dieses Teilproblemes vorbekannt. Dort ist nämlich zur Anwendung bei einem Thermostatventil-Unterteil für Standardheizkörper mit dem bekannten außenliegenden Anschlußteil eine Voreinstellung mit Durchflußöffnungen und Durchflußbegrenzungsöffnungen vorbekannt. Diese vorbekannte Anordnung ist jedoch ohne weiteres nicht für die Armatur eines Kompaktheizkörpers verwendbar. Dies liegt an den konstruktiven Unterschieden zwischen Armaturen für Kompaktheizkörper und Armaturen für normale Heizkörper und an den sich daraus ergebenden Platzproblemen.

Die Erfindung hat die Aufgabe, eine Ventilanordnung für die Armatur eines Kompaktheizkörpers zu schaffen, die eine nahezu bedienungsunabhängig sichere Einstellung des gewünschten Wärmeträgerdurchflusses ermöglicht und bei dem ohne aufwendige Umbaumaßnahmen an der Armatur des Kompaktheizkörpers ein Austausch der Einschraubhülse mit Voreinstellung gegen eine Einschraubhülse ohne Voreinstellung möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Ventilsitz Teil eines hohlgebohrten Anschlußstückes ist, das separat von der Einschraubhülse ausgebildet und mit dieser flüssigkeitsdicht verbunden ist, daß die Einschraubhülse eine Durchflußöffnung aufweist, daß der Voreinstellkörper eine hülsenförmige Verlängerung mit mehreren Durchflußbegrenzungsöffnungen aufweist und daß jeweils eine der Durchflußbegrenzungsöffnungen abhängig von der Drehstellung des Voreinstellkörpers mit der Durchflußöffnung zur Deckung bringbar ist.

Dadurch daß der Ventilsitz Teil eines hohlgebohrten Anschlußstückes ist, das separat von der Einschraubhülse ausgebildet und mit dieser flüssigkeitsdicht verbunden ist, kann die Einschraubhülse mit dem Voreinstellkörper und mit dem Ventilkörper aus der Armatur des Kompaktheizkörpers herausgeschraubt und beispielsweise gegen eine Einschraubhülse ohne Voreinstellkörper ausgetauscht werden, wobei das Anschlußstück in der Armatur verbleiben kann und der daran angeordnete Ventilsitz mit dem Ventilkörper der Einschraubhülse ohne Voreinstellung korrespondiert.

Dadurch ist ein einfacher Austausch der Einschraubhülsen, z. B. im Falle eines Defektes an der Einschraubhülse möglich, ohne daß unnötigerweise auch der Ventilsitz mit ausgetauscht werden muß. Auch der Wechsel auf eine Ventilanordnung ohne Voreinstellung ist ohne weitere Montagearbeiten an der Armatur des Kompaktheizkörpers möglich.

Zur Realisierung einer möglichst genauen und in der Handhabung einfachen Voreinstellung des Wärmeträgerdurchflusses auch in den von den Innenabmessungen her engen Armaturen von Kompaktheizkörpern weist die Einschraubhülse eine Durchflußöffnung auf. Der Voreinstellkörper ist mit einer hülsenförmigen Verlängerung mit mehreren Durchflußbegrenzungsöffnungen versehen. Durch Verdrehen des Voreinstellkörpers gegenüber der Einschraubhülse kann erfindungsgemäß jeweils eine der Durchflußbegrenzungsöffnungen abhängig von der Drehstellung mit der Durchflußöffnung zur Deckung gebracht werden und damit ein fest vorgegebener maximaler Wärmeträgerdurchfluß voreingestellt werden.

Beim Vorhandensein von beispielsweise sechs verschiedenen Durchflußbegrenzungsöffnungen kann damit der Wärmeträgerdurchfluß sechsfach abgestuft eingestellt werden. Dies ist für jeden Anwendungsfall der erfindungsgemäßen Ventilanordnung ausreichend. Dadurch daß Zwischenwerte nicht zugelassen werden, wird der jeweils gewünschte Wärmeträgerdurchfluß sicher voreingestellt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Ventilanordnung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Querschnittsfläche der größten Durchflußbegrenzungsöffnung größer gleich der Querschnittsfläche des Ringspaltes zwischen dem Ventilkörper und der Verlängerung und diese wiederum größer gleich der Querschnittsfläche des Ventilspaltes zwischen dem Ventilkörper und dem Ventilsitz beim Regelhub des Nenndurchflusses der Ventilanordnung ist. Mit diesen Maßnahmen wird sichergestellt, daß bei den gegebenen geringen Innenabmessungen der Armatur von Kompaktheizkörpern auch bei Ventilanordnungen mit Voreinstellung ein vergleichsweise großer maximaler Wärmeträgerdurchfluß gewährleistet wird. Weitere Versuche haben in diesem Zusammenhang gezeigt, daß die Querschnittsflächen bei dem Regelhub auch gleich gewählt werden können, um diesen Vorteil zu erzielen.

Zur Fertigungsvereinfachung der erfindungsgemäßen Ventilanordnung kann die Einschraubhülse aus Metall und der Voreinstellkörper aus Kunststoff gefertigt werden. Bei Fertigung des Voreinstellkörpers aus Kunststoff können besonders vorteilhaft die hülsenförmige Verlängerung und die Durchflußbegrenzungsöffnungen einstückig mit dem übrigen Voreinstellkörper ausgebildet werden.

Zur einfachen Entnahme der Einschraubhülse aus der Armatur des Kompaktheizkörpers kann das Anschlußstück lösbar mit der Einschraubhülse verbunden werden. Um in diesem Zusammenhang die flüssigkeitsdichte Verbindung des Anschlußstückes mit der Einschraubhülse zu gewährleisten, kann zur Verbindung mindestens eine umlaufende Dichtfläche vorgesehen sein. Damit in diesem Zusammenhang das Anschlußstück auch beim Wechseln der Einschraubhülse in der Armatur des Kompaktheizkörpers verbleibt, kann es unlösbar mit einem Gehäuseendteil der Armatur verbunden sein.

Weiterhin kann in diesem Zusammenhang das Anschlußstück als umlaufende Dichtfläche eine konische Außenmantelfläche aufweisen, die von dem ventilsitzseitigen Ende der Einschraubhülse klemmend umgriffen wird.

In diesem Zusammenhang kann aber auch das Anschlußstück eine gegebenenfalls weitere umlaufende Dichtfläche aufweisen, die als der Einschraubhülse zugewandte Stirnfläche ausgebildet ist.

Insbesondere dann wenn neben der konischen Außenmantelfläche eine derartige Stirnfläche vorgesehen ist, kann die hülsenförmige Verlängerung an ihrer dem Anschlußstück zugewandten Stirnseite einen umlaufenden Steg aufweisen, der auf die Stirnfläche des Anschlußstückes aufgepreßt ist. Mit diesen Maßnahmen wird eine Abdichtung der hülsenförmigen Verlängerung gegenüber dem Anschlußstück gewährleistet, die zumindest tropfdicht ist und eine unerwünschte Verfälschung des voreingestellten Wärmeträgerdurchflusses durch Undichtigkeiten sicher vermeidet. Zudem kann der umlaufende Steg durch geringfügiges Zusammenpressen beim Einschrauben der Einschraubhülse in die Armatur als Distanzausgleich dienen.

Es dient ebenfalls dem Distanzausgleich, wenn an dem Voreinstellkörper eine Schulter vorgesehen ist, die mit einer zweiten Schulter an der Einschraubhülse korrespondiert. Dabei trägt die erste Schulter am Voreinstellkörper Nocken, über die sich die Schulter des Voreinstellkörpers an der zweiten Schulter der Einschraubhülse abstützen kann. Beim Einschrauben der Einschraubhülse in die Armatur können die Nocken geringfügig zusammengepreßt werden und zum Ausgleich von Abstandstoleranzen dienen.

Wenn die Verbindung des Anschlußstückes mit der Einschraubhülse über die konische Außenmantelfläche vorgesehen ist, so kann die Einschraubhülse vorteilhaft metallisch dichtend mit der zylindrischen Außenmantelfläche des Anschlußstückes verbunden werden, was bei einfachem konstruktiven Aufbau eine genügende Dichtigkeit zuläßt.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Ventilanordnung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Ventilanordnung als Teil einer Armatur eines Kompaktheizkörpers, teilweise geschnitten, im geschlossenen Zustand der Ventilanordnung und

Fig. 2 die Ventilanordnung gemäß Fig. 1 beim Regelhub (H) des Ventilkörpers gegenüber dem Ventilsitz.

In der Fig. 1 weist eine Armatur (1) eines Kompaktheizkörpers ein Gehäuseendteil (13) auf, das unlösbar mit einem Anschlußstück (8) beispielsweise mittels Widerstandsschweißen verbunden ist. Das Anschlußstück (8) trägt einen Ventilsitz (2), der mit einem Ventilkörper (3) der Ventilanordnung korrespondiert.

Der Ventilkörper (3) ist an einem Ventilschaft (4) befestigt und über den Ventilschaft (4) mittels einer Rückstellfederanordnung (5) in Öffnungsrichtung federbelastet. Die Rückstellfederanordnung (5) wird durch eine metallische Einschraubhülse (6) getragen, die in ein entsprechendes Gewinde der Armatur (1) des Kompaktheizkörpers eingeschraubt ist.

Ein Voreinstellkörper (7) zur Voreinstellung des Wärmeträgerdurchflusses ist drehbar und abgedichtet in der Einschraubhülse (6) gelagert. Der Voreinstellkörper (7) weist eine hülsenförmige Verlängerung (10) auf, die mehrere Durchflußbegrenzungsöffnungen (11, 12) aufweist, welche abhängig von der Drehstellung des Voreinstellkörpers (7) gegenüber der Einschraubhülse (6) mit einer Durchflußöffnung (9) der Einschraubhülse (6) zur Deckung bringbar sind.

Zur lösbaren und flüssigkeitsdichten Verbindung des Anschlußstückes (8) mit dem ventilsitzseitigen Ende der Einschraubhülse (6) weist das Anschlußstück (8) als umlaufende Dichtfläche eine konische Außenmantelfläche (14) auf, die von dem zylindrischen Innenumfang der Einschraubhülse (6) klemmend umgriffen wird.

Um auch die hülsenförmige Verlängerung (10) des Voreinstellkörpers (7) stirnseitig gegen das Anschlußstück abzudichten, weist das Anschlußstück (8) zusätzlich zu der konische Außenmantelfläche (14) als weitere umlaufende Dichtfläche eine der Einschraubhülse (6) zugewandte Stirnfläche (15) auf. Diese Stirnfläche (15) korrespondiert mit einem umlaufenden Steg (16), den die hülsenförmige Verlängerung (10) an ihrer dem Anschlußstück (8) zugewandten Stirnseite aufweist. Der umlaufende Steg (16) wird dabei beim Einschrauben der Einschraubhülse (6) in die Armatur (1) derart auf die Stirnfläche (15) des Anschlußstückes (8) aufgepreßt, daß sich eine zumindest tropfdichte Verbindung ergibt, die eine Falscheinstellung des maximalen Wärmeträgerdurchflusses durch Strömungen des Wärmeträgermediums über andere Wege als die Durchflußöffnungen und die jeweilige Durchflußbegrenzungsöffnung vermeidet.

Der Voreinstellkörper (7) weist eine erste Schulter (17) auf, die mit einer zweiten Schulter (18) an der Einschraubhülse (6) korrespondiert. Die erste Schulter (17) trägt dabei Nocken (19), über die sich die erste Schulter (17) an der zweiten Schulter (18) abstützt. Beim Einschrauben der Einschraubhülse (6) in die Armatur (1) kann dadurch zum Ausgleich von Längentoleranzen und damit zum Distanzausgleich der oder die Nocken (19) zwischen den beiden Schultern (17, 18) derart zusammengepreßt werden, daß eine unnötige bleibende Verformung des umlaufenden Steges (16) vermieden wird. Dies gewährleistet auch die freie Drehbarkeit des Voreinstellkörpers (7) gegenüber der Einschraubhülse (6) bei einer Tropfdichtheit der Verbindung zwischen dem Voreinstellkörper (7) und der Stirnfläche (15) des Anschlußstückes (8) über den umlaufenden Steg (16).

In der Fig. 2 sind gleiche oder gleichwirkende Einrichtungsteile wie in der Fig. 1 mit denselben Bezugszeichen versehen. Zusätzlich sind in der Fig. 2 eine Querschnittsfläche (QD) der größten Durchflußbegrenzungsöffnung (11), eine Querschnittsfläche (QR) des umlaufenden Ringspaltes zwischen dem Ventilkörper (3) und der hülsenförmigen Verlängerung (10) und eine Querschnittsfläche (QS) des Ventilspaltes zwischen dem Ventilkörper (3) und dem Ventilsitz (2) beim Regelhub (H) des Nenndurchflusses der erfindungsgemäßen Ventilanordnung angegeben.

Dabei sind die Querschnittsflächen (QD, QR, QS) derart gewählt, daß die Querschnittsfläche der größten Durchflußbegrenzungsöffnung (11) größer gleich der Querschnittsfläche (QR) des Ringspaltes zwischen dem Ventilkörper (3) und der Verlängerung (10) und diese wiederum größer gleich der Querschnittsfläche (QS) des Ventilspaltes zwischen dem Ventilkörper (3) und dem Ventilsitz (2) beim Regelhub (H) des Nenndurchflusses der Ventilanordnung ist. Die genannten Querschnittsflächen (QD, QR, QS) können bei dem Regelhub (H) der Ventilanordnung auch derart gewählt werden, daß sie in etwa gleich sind. Mit dieser Maßnahme wird trotz der aufgrund der kompakten Abmessungen der Armatur geringen verbleibenden Spalte für den Durchfluß des Wärmeträgermediums eine bei gegebenen Abmessungen maximale Durchflußmöglichkeit für das Wärmeträgermedium geschaffen, so daß auch bei großen gewünschten Wärmeträgerdurchflüssen die erfindungsgemäße Ventilanordnung mit Voreinstellmöglichkeit verwendbar ist.

Zur Vereinfachung der Fertigung der dargestellten Ventilanordnung und zum Einsparen von Fertigungskosten ist es von Bedeutung, daß der Voreinstellkörper (7) gemeinsam mit der hülsenförmigen Verlängerung (10), dem umlaufenden Steg (16) und den Durchflußbegrenzungsöffnungen (11, 12) einstückig aus Kunststoff gefertigt ist. Bei einer derartigen Fertigungsmethode kann die vergleichsweise komplizierte Formgebung dieses Voreinstellkörpers mit einfachen Mitteln realisiert werden.

Bezugszeichenliste

1 Armatur
2 Ventilsitz
3 Ventilkörper
4 Ventilschaft
5 Rückstellfederanordnung
6 Einschraubhülse
7 Voreinstellkörper
8 Anschlußstück
9 Durchflußöffnung
10 hülsenförmige Verlängerung
11 Durchflußbegrenzungsöffnung
12 Durchflußbegrenzungsöffnung
13 Gehäuseendteil
14 Außenmantelfläche
15 Stirnfläche
16 umlaufender Steg
17 Schulter am Voreinstellkörper 7
18 zweite Schulter an der Einschraubhülse 6
19 Nocken an der Schulter 17
QD Querschnittsfläche der Durchflußbegrenzungsöffnung
QR Querschnittsfläche des Ringspaltes
QS Querschnittsfläche des Ventilspaltes
H Regelhub

Claims

1. Ventilanordnung für die Armatur (1) eines Kompaktheizkörpers, mit einem Ventilsitz (2), mit einem Ventilkörper (3), der an einem Ventilschaft (4) befestigt ist und mittels einer Rückstellfederanordnung (5) in Öffnungsrichtung federbelastet ist, mit einer Einschraubhülse (6), die die Rückstellfederanordnung (5) trägt, und mit einem Voreinstellkörper (7) zur Voreinstellung des Wärmeträgerdurchflusses, der drehbar und abgedichtet in der Einschraubhülse (6) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (2) Teil eines hohlgebohrten Anschlußstückes (8) ist, das separat von der Einschraubhülse (6) ausgebildet und mit dieser flüssigkeitsdicht verbunden ist, daß die Einschraubhülse (6) eine Durchflußöffnung (9) aufweist, daß der Voreinstellkörper (7) eine hülsenformige Verlängerung (10) mit mehreren Durchflußbegrenzungsöffnungen (11, 12) aufweist und daß jeweils eine der Durchflußbegrenzungsöffnungen (11, 12) abhängig von der Drehstellung des Voreinstellkörpers (7) mit der Durchflußöffnung (9) zur Deckung bringbar ist.

2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche (QD) der größten Durchflußbegrenzungsöffnung (11) größer gleich der Querschnittsfläche (QR) des Ringspaltes zwischen dem Ventilkörper (3) und der Verlängerung (10) und diese größer gleich der Querschnittsfläche (QS) des Ventilspaltes zwischen dem Ventilkörper (3) und dem Ventilsitz (2) beim Regelhub (H) des Nenndurchflusses der Ventilanordnung ist.

3. Ventilanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsflächen (QD, QR, QS) bei dem Regelhub (H) gleich sind.

4. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschraubhülse (6) aus Metall und der Voreinstellkörper (7) aus Kunststoff besteht.

5. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußstück (8) lösbar mit der Einschraubhülse (6) verbunden ist und hierzu mindestens eine umlaufende Dichtfläche aufweist.

6. Ventilanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußstück (8) unlösbar mit einem Gehäuseendteil (13) der Armatur verbunden ist.

7. Ventilanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußstück (8) als umlaufende Dichtfläche eine konische Außenmantelfläche (14) aufweist.

8. Ventilanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußstück (8) als umlaufende Dichtfläche eine der Einschraubhülse (6) zugewandte Stirnfläche (15) aufweist.

9. Ventilanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die hülsenförmige Verlängerung (10) an ihrer dem Anschlußstück (8) zugewandten Stirnseite einen umlaufenden Steg (16) aufweist, der auf die Stirnfläche (15) des Anschlußstücks (8) aufgepreßt ist.

10. Ventilanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Voreinstellkörper (7) eine umlaufende Schulter (17) aufweist, die mit einer zweiten umlaufenden Schulter (18) der Einschraubhülse (6) korrespondiert, und daß die erste umlaufende Schulter (17) Nocken (19) trägt, über die sich die erste Schulter (17) an der zweiten Schulter (18) abstützt.

11. Ventilanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschraubhülse (6) metallisch dichtend mit der konischen Außenmantelfläche (14) des Anschlußstücks (8) verbunden ist.