WO2014076182A1 - Ventiloberteil für eine sanitärarmatur - Google Patents

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WO2014076182A1 PCT/EP2013/073829 EP2013073829W WO2014076182A1 WO 2014076182 A1 WO2014076182 A1 WO 2014076182A1 EP 2013073829 W EP2013073829 W EP 2013073829W WO 2014076182 A1 WO2014076182 A1 WO 2014076182A1
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control
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Arno Hahn
Fridolin MEIER
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Hansgrohe Se
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    • F16K31/12—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid
    • F16K31/36—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid in which fluid from the circuit is constantly supplied to the fluid motor
    • F16K31/38—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid in which fluid from the circuit is constantly supplied to the fluid motor in which the fluid works directly on both sides of the fluid motor, one side being connected by means of a restricted passage and the motor being actuated by operating a discharge from that side
    • F16K31/385—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid in which fluid from the circuit is constantly supplied to the fluid motor in which the fluid works directly on both sides of the fluid motor, one side being connected by means of a restricted passage and the motor being actuated by operating a discharge from that side the fluid acting on a diaphragm
    • F16K31/3855—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid in which fluid from the circuit is constantly supplied to the fluid motor in which the fluid works directly on both sides of the fluid motor, one side being connected by means of a restricted passage and the motor being actuated by operating a discharge from that side the fluid acting on a diaphragm the discharge being effected through the diaphragm and being blockable by a mechanically-actuated member making contact with the diaphragm

Definitions

  • Valve head for a sanitary fitting Description
  • the invention relates to a valve bonnet for sanitary fittings.
  • valve bonnets are used, which are screwed into the sanitary fittings and have the normalized sizes.
  • these valve tops have an actuator to which a handle can be screwed.
  • valve bonnets which have a disc control, in which thus moved by the actuator a ceramic disc with respect to a fixed ceramic disc and by more or less wide agreement of füröffnu lengths control is effected. It has been found that for the operation of valve bodies with ceramic discs torques are erforderl I, which Kings are applied with normal relatively large swivel handles oh ne difficulties. But if, for design reasons, a small diameter rotary handle used, the opening and closing can be difficult.
  • the invention is based on the object to provide a valve top, to whose manual operation a very small torque erforderl I, so that even very narrow handles in the sanitary fitting can be used.
  • the invention proposes a valve bonnet with the features mentioned in claim 1. Further developments of the invention are the subject of dependent claims.
  • diaphragm valves are used as shut-off valves, whereby the control piston knows only two end positions, which correspond to a completely opened diaphragm valve. til and a closed diaphragm valve are assigned.
  • the control piston is continuously adjusted, so that the diaphragm valve can be opened or closed more or less and in this way a volume control can be achieved by the valve upper part according to the invention with the continuous control piston movement.
  • the valve head according to the invention thus allows the provision of a quantity-controlling diaphragm valve which is continuously adjustable, in contrast to pure, bistable shut-off valves which have only two stable setting positions.
  • control piston can be adjusted continuously can be anything.
  • a further embodiment of the invention may be provided for the drive of the control piston, a rotary drive.
  • the control piston has a coating or a coating of an elastomeric material at its free end face, which serves to close the control bore.
  • the membrane element is designed as a ring member which is fixed in the region of its outer edge in the housing of the valve shell and the surrounding in the region of its opening inner edge is connected to a rigid valve body.
  • the connection with the rigid valve body is preferably done in such a way that the membrane element is designed to rest on the valve seat.
  • the Steuerbohru ng is formed in the valve body.
  • the compensation hole is arranged in the membrane element.
  • the invention also proposes the use of a diaphragm valve in a valve head for a sanitary fitting in which due to a handle with a small diameter and possibly smooth surface only small torques auf- can be brought.
  • Figure 1 shows an axial section through a valve bonnet according to the invention
  • Figure 2 is an enlarged partial section through the valve bonnet in the open state of the diaphragm valve
  • FIG. 3 shows a partial section corresponding to FIG. 2 with the membrane valve closed.
  • the valve upper part shown in the figures includes a housing 1, with which it can be screwed into a san itärarmatur kan n.
  • a flange 2 is formed with a thread 3.
  • an actuating element 4 is inserted, which protrudes with its upper end 5 in Figure 1 from the housing 1. It is rotatably housed in the housing 1.
  • the actuating element has, in its region arranged in the housing 1, an internal opening with an internal thread 6.
  • a screw sleeve 7 is screwed to a base 8.
  • a threaded approach of the control piston 9 is screwed.
  • the diameter of the control piston 9 is smaller than the inner diameter of the screw sleeve. 7
  • a two-part valve insert 1 01 is inserted and fixed in the housing.
  • the valve core 1 01 has, in the direction of the operating end of the upper valve part on an end wall with a neck 1 1.
  • the neck 1 1 engages between the screw sleeve 7 and the control piston 9. As a result, the control piston 9 in the neck
  • the position of the valve insert 1 0 is determined by this with the edge
  • a lower part 1 0 of the valve core 1 01 has a water inlet 1 3 and a water outlet 14. Coaxially to the outside of a valve seat 1 5 is formed in the valve core, which is realized by a peripheral edge ver.
  • On the valve seat there is a membrane element 1 6, which is fixed with its outer edge between the two parts of the valve core 1 01.
  • the membrane element 1 6 is annular and connected in its central region with a valve body 1 7. In the position shown in FIG. 1, the membrane element 1 6 rests on the valve seat 15.
  • the valve body 1 7 has a Steuererbohru ng 1 8, so that it passes through ih n transversely to the plane of the valve seat 1 5.
  • the control bore 1 8 is open to the outlet 14.
  • a pressure chamber 1 9 is formed, in which the Steuererbohru ng 1 8 leads into it.
  • the control bore 1 8 opens into the pressure chamber 1 9 within a Kegelstu mpfförmigen projection.
  • a compensation bore 20 passes through the membrane element 1 6 in the area outside the valve seat 15.
  • a coating 21 of elastomeric material is attached, which has a rounded end face and edges around the sides of the control piston 9 heru m extends. There it engages in grooves in the wall of the control piston 9.
  • the coating 21 is on the Mündu ng the Steuererbohru ng 1 8 and u nd closes them. Both the pilot bore 1 8 formed by the pilot valve and the diaphragm valve are closed.
  • control piston 9 If the control piston 9 is lifted off the mouth of the control opening 18 by turning the actuating element 4, the pressure in the pressure chamber 19 collapses due to the flow of water through the control opening 18, so that the pressure of the water lifts the membrane element 16 from the valve seat 15. In this case, the control port 18 again approaches the end face of the control piston 9, so that the flow of water through the control port 18 is reduced.
  • a stable condition arises with the diaphragm valve partially open. To open and close the valve, a very low torque is required because the actual force to close the valve is applied by the water pressure itself.

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Abstract

Ein Ventiloberteil zum Einsetzen in eine Aufnahmeöffnung einer Sanitärarmatur enthält ein Membranventil mit einem Membranelement (16), einer Steuerbohrung (18) und einer Ausgleichsbohrung (20). Für die Steuerbohrung ist in dem Ventiloberteil ein Steuerkolben (9) eingesetzt, der in Richtung auf die Öffnung der Steuerbohrung stufenlos verstellbar ist. Durch die stufenlose Verstellung des Steuerkolbens wird das Membranventil als Sanitärventil mit einem stufenlos veränderbaren Durchflussquerschnitt verwendet.

Description

Ventiloberteil für eine Sanitärarmatur Beschreibung
Die Erfindu ng betrifft ein Ventiloberteil für Sanitärarmaturen .
Es ist bekan nt, dass bei Sanitärarmaturen Ventiloberteile verwendet werden , die in d ie Sanitärarmaturen eingeschraubt werden und die normierte Größen aufweisen . Üblicherweise haben diese Ventiloberteile ein Betätigungselement, an dem ein Griff angeschraubt werden kann .
Bei einem bekannten Ventiloberteil wird mithilfe eines verdrehbaren Betätigungselements ein Ventilschl ießkörper mit einer Dichtung axial bewegt, so dass er auf einen Ventilsitz aufgelegt werden kann (DE 298 05 835 U 1 ).
Ebenfalls bekannt sind Ventiloberteile, die eine Scheibensteuerung aufweisen , bei der also durch das Betätigungselement eine Keramikscheibe gegenüber einer feststehenden Keramikscheibe verschoben und durch mehr oder weniger weite Übereinstimmung von Durchlassöffnu ngen eine Steuerung bewirkt wird . Es hat sich herausgestellt, dass zur Betätigung von Ventiloberteilen mit Keramikscheiben Drehmomente erforderl ich sind , die bei normalen relativ großen Drehgriffen oh ne Schwierigkeiten aufgebracht werden kön nen . Wird aber aus gestalterischen Gründen ein im Durchmesser kleiner Drehgriff verwendet, kann das Öffnen und Schl ießen schwierig werden . Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Ventiloberteil zu schaffen , zu dessen manueller Betätigung ein sehr kleines Drehmoment erforderl ich ist, so dass auch sehr schmale Drehgriffe bei der Sanitärarmatur verwendet werden können .
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ein Ventiloberteil mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen vor. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen .
Membranventile werden übl icherweise als Absperrventile verwendet, wobei der Steuerkolben nur zwei Endstellungen kennt, die einem vollständig geöffneten Membranven- til und einem geschlossenen Membranventil zugeordnet sind . Erfindungsgemäß wird jedoch der Steuerkolben kontinuierl ich verstellt, so dass sich das Membranventil mehr oder wen iger weit öffnen bzw. schließen lässt und sich auf diese Weise durch das erfindungsgemäße Ventiloberteil mit der kontinuierlichen Steuerkolbenbewegu ng eine Mengensteuerung erzielen lässt. Das erfindungsgemäße Ventiloberteil erlaubt folglich die Bereitstellung eines mengensteuernden Membranventils, das kontinuierl ich verstellbar ist, im Gegensatz zu reinen , bistabilen Absperrventilen , die nur zwei stabile Einstellpositionen besitzen .
Die Art, wie der Steuerkolben kontinuierlich verstellt werden kann , kann beliebig sein . In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann für den Antrieb des Steuerkolbens ein Drehantrieb vorgesehen sein . Durch den Drehantrieb wird der Steuerkolben oder ein mit ih m verbundenes Bauelement in einer Schraubbewegung bewegt. Auf d iese Weise lässt sich eine sehr feinfühlige Verstellung der Position des Steuerkolbens und damit der Menge des durch das Ventil strömenden Wassers einstellen . In noch maliger Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein , dass der Steuerkolben an seiner freien Stirnfläche, die zum Schließen der Steuerbohrung dient, einen Überzug oder eine Beschichtung aus einem elastomeren Material aufweist.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein , dass das Membranelement als Ringelement ausgebildet ist, das im Bereich seines äußeren Randes in dem Gehäuse des Ventiloberteils festgelegt ist und das im Bereich seines Öffnung umgebenden inneren Randes mit einem starren Ventilkörper verbunden ist. Die Verbindung mit dem starren Ventilkörper geschieht vorzugsweise in der Weise, dass das Membranelement zur Auflage auf dem Ventilsitz ausgebildet ist.
In Weiterbildung kann vorgesehen sein , dass die Steuerbohru ng in dem Ventil körper ausgebildet ist.
In noch maliger Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein , dass die Ausgleichsbohrung in dem Membranelement angeordnet ist.
Die Erfindung schlägt ebenfalls die Verwendung eines Membranventils in einem Ventiloberteil für eine Sanitärarmatur vor, bei dem aufgrund eines Griffs mit kleinem Durchmesser und gegebenenfalls glatter Oberfläche nur geringe Drehmomente aufge- bracht werden können .
Weitere Merkmale, Einzel heiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der Zusammenfassung , deren beider Wortlaut durch Bezugnah me zum Inhalt der Beschreibung gemacht wird , der folgenden Beschreibung bevorzugter Aus- führungsformen der Erfindung sowie anhand der Zeichnung . Hierbei zeigen :
Figur 1 einen Axialschnitt durch ein Ventiloberteil nach der Erfindung ;
Figur 2 einen vergrößerten Teilschnitt durch das Ventiloberteil in geöffnetem Zustand des Membranventils;
Figur 3 einen der Figur 2 entsprechenden Teilschn itt bei geschlossenem Memb- ranventil .
Das in den Figuren dargestellte Ventiloberteil enthält ein Gehäuse 1 , mit dem es in eine San itärarmatur eingeschraubt werden kan n . An der Außenseite des Gehäuses 1 ist ein Flansch 2 mit einem Gewinde 3 ausgebildet.
In das Gehäuse 1 ist ein Betätigungselement 4 eingesetzt, das mit seinem in Figur 1 oberen Ende 5 aus dem Gehäuse 1 herausragt. Es ist in dem Gehäuse 1 drehbar untergebracht. Das Betätigu ngselement weist in seinem in nerhalb des Gehäuses 1 angeordneten Bereich eine In nenöffnu ng mit einem In nengewinde 6 auf. I n d ieses Gewinde 6 ist eine Schraubhülse 7 mit einem Boden 8 eingeschraubt. In den Boden 8 der Schraubhülse ist ein mit einem Gewinde versehener Ansatz des Steuerkolbens 9 ein- geschraubt. Der Durchmesser des Steuerkolbens 9 ist kleiner als der Innendurch messer der Schraubhülse 7.
Von unten her ist in das Gehäuse ein zweiteiliger Ventileinsatz 1 01 eingeschoben und festgelegt. Der Ventileinsatz 1 01 weist in Richtung auf das Betätigungsende des Ventiloberteils eine Stirnwand mit einem Hals 1 1 auf. Der Hals 1 1 greift zwischen die Schraubhülse 7 und den Steuerkolben 9. Dadurch ist der Steuerkolben 9 in dem Hals
1 1 axial verschiebbar angeordnet. Zur Abdichtung des Steuerkolbens gegenüber dem Hals 1 1 ist an dem Steuerkolben eine Dichtung angeordnet.
Die Position des Ventileinsatzes 1 0 ist dadurch bestimmt, dass dieser mit dem Rand
1 2 seiner Stirnwand an einer Schulter des Ventilgehäuses 1 anliegt. Dadurch ist auch das Betätigungselement axial u nverschiebbar festgelegt.
Ein unterer Teil 1 0 des Ventileinsatzes 1 01 weist einen Wassereinlass 1 3 und einen Wasserauslass 14 auf. Koaxial zu der Außenseite ist in dem Ventileinsatz ein Ventilsitz 1 5 gebildet, der durch eine umlaufende Kante verwirkl icht ist. Auf dem Ventilsitz l iegt ein Membranelement 1 6 auf, das mit seinem Außenrand zwischen den beiden Teilen des Ventileinsatzes 1 01 festgelegt ist. Das Membranelement 1 6 ist ringförmig ausgebildet und in seinem mittleren Bereich mit einem Ventilkörper 1 7 verbunden . In der in Figur 1 dargestellten Position liegt das Membranelement 1 6 auf dem Ventilsitz 1 5 auf. Der Ventil körper 1 7 weist eine Steuerbohru ng 1 8 auf, d ie durch ih n quer zu der Ebene des Ventilsitzes 1 5 hindurchgeht. Die Steuerbohrung 1 8 ist zum Auslass 14 hin offen .
Zwischen der Membran 1 6 und dem oberen Ende 1 2 des Ventileinsatzes 1 0 ist ein Druckraum 1 9 gebildet, in den die Steuerbohru ng 1 8 hinein führt. Die Steuerbohrung 1 8 mündet in den Druckraum 1 9 innerhalb eines kegelstu mpfförmigen Vorsprungs. Durch das Membranelement 1 6 führt in dem Bereich außerhalb des Ventilsitzes 1 5 ei- ne Ausgleichsbohrung 20 hindurch .
An dem in den Druckraum 1 9 gerichteten freien Ende des Steuerkolbens 9 ist ein Überzug 21 aus elastomerem Material angebracht, der eine abgerundete Stirnseite aufweist und um die Seiten kanten des Steuerkolbens 9 heru m reicht. Dort greift er in Nuten in der Wand des Steuerkolbens 9 ein . In der dargestellten Position liegt der Überzug 21 auf der Mündu ng der Steuerbohru ng 1 8 auf u nd verschließt diese. Sowohl das durch die Steuerbohru ng 1 8 gebildete Pilotventil als auch das Membranventil sind geschlossen .
Durch Verdrehen des Betätigungselements, das axial festgelegt ist, wird die Schraubhülse 7 in Richtung auf das äußere Ende 5 des Betätigungselements 4 geschraubt, wobei sie dann den Steuerkolben 9 mitnimmt. Die Schraubbewegung kann fortgeführt werden , bis der Steuerkolben 9 vollständig in nerhalb des Halses 1 1 des Ventileinsatzes 1 0 angeordnet ist. Diese Position ist in Figur 2 dargestellt. Durch Verdrehen des Betätigungselements 4 in umgekehrter Richtung wird die Schraubhülse 7 in Richtung auf den Ventilsitz 1 5 geschraubt, wobei sie den Steuerkolben 9 mitn immt. Die ge- schlossene Position ist in vergrößertem Maßstab in Figur 3 dargestellt. Jede Zwischenstellung des Steuerkolbens 9 bedeutet eine unterschiedliche Größe der durch das Membranventil gebildeten Öffnung . Im geschlossenen Zustand des Membranventils, dargestellt in Figur 1 und in Figur 3, liegt der Druck des Wassers in der Wasserführung von dem Einlass 13 an der Eingangsseite des Membranelements 16 außerhalb des Ventilsitzes an, und, da das Wasser durch die Ausgleichsöffnung 20 in den Druckraum 19 gelangt, auch an der gegen- überliegenden Seite des Membranelements 16. Da die Größe der Membranfläche, an der das Wasser im Druckraum 19 anliegt, größer ist als die Fläche des Membranelements 16 in dem Ringraum außerhalb des Ventilsitzes 15, bleibt das Membranventil geschlossen.
Wird der Steuerkolben 9 durch Verdrehen des Betätigungselements 4 von der Mün- dung der Steueröffnung 18 abgehoben, bricht der Druck im Druckraum 19 durch das Wegfließen des Wassers durch die Steueröffnung 18 zusammen, so dass der Druck des Wassers das Membranelement 16 von Ventilsitz 15 abhebt. Dabei nähert sich die Steueröffnung 18 wieder der Stirnseite des Steuerkolbens 9, so dass das Wegströmen des Wassers durch die Steueröffnung 18 verringert wird. Es stellt sich ein stabiler Zu- stand bei teilweise geöffnetem Membranventil ein. Zum Öffnen und Schließen des Ventils ist ein sehr geringes Drehmoment erforderlich, da die eigentliche Kraft zum Schließen des Ventils von dem Wasserdruck selbst aufgebracht wird.

Claims

Patentansprüche
1 . Ventiloberteil für eine Sanitärarmatur, mit
1 .1 einem Gehäuse (1 ), 1 .2 einer von einem Einlass (1 3) in das Gehäuse (1 ) über einen Ventilsitz (1 5) zu einem Auslass (14) aus dem Gehäuse (1 ) führenden Wasserführung ,
1 .3 einem zusammen mit dem Ventilsitz (1 5) ein Membranventil mit einer Steuer- Öffnung (1 8) und einer Ausgleichsöffnung (20) bildenden Membranelement (1 6), sowie mit 1 .4 einem Antrieb zur kontinuierlichen Bewegu ng eines Steuerkolbens (9) für die Steueröffnung (1 8).
2. Ventiloberteil nach Anspruch 1 , mit einem Drehantrieb für den Steuerkolben
(9).
3. Ventiloberteil nach Anspruch 1 oder 2 , bei dem der Steuerkolben (9) an seiner freien Stirnfläche einen Überzug (21 ) aus einem elastomeren Material aufweist.
4. Ventiloberteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Membranelement (1 6) als Ringelement ausgebildet ist, das im Bereich der Öffnu ng mit einem starren Ventilkörper (1 7) verbunden ist.
5. Ventiloberteil nach Anspruch 4 , bei dem die Steuerbohru ng (1 8) in dem Ventilkörper (1 7) angeordnet ist.
6. Ventiloberteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Ausgleichsbohrung (20) in dem Membranelement (1 6) angeord net ist.
7. Verwendung eines Ventiloberteils nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem im Durchmesser kleinen Griffelement.
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