DE1815314A1

DE1815314A1 - Auslaufhahn

Info

Publication number: DE1815314A1
Application number: DE19681815314
Authority: DE
Inventors: Otto Gampper Jun
Original assignee: GAMPPER JUN OTTO
Current assignee: GAMPPER JUN OTTO
Priority date: 1968-12-18
Filing date: 1968-12-18
Publication date: 1970-06-25

Description

PATENTANWÄLTE
DIPL. ING. C. STOBPEI/ · DIPI/. ING. W. GOI/LWITZER · DIPL. ING. MOIX LANDAU/PFALZ ■ AM SCHflZBNHOI¹

17· Dezember 1968 ßth

Herr Otto Gampper jun., Alsenz / Pfalz

" Auslaufhahn "

Die Erfindung betrifft einen Auslaufhahn, wie er ZoBo in Gestalt von Standhähnen bei Waschtischarmaturen und dgl. zur Anwendung gelangt. Diese Hähne sind in al ler Regel mit einem den Einlauf umgebenden kreisförmigen Ventilsitz ausgestattet, auf welchen in der Schließstellung eine ringförmige Weichdichtung gepresst wird.

Bei diesen Hähnen, die von einem dauernd wech selnden Personenkreis manuell betätigt werden, besteht die konstante Gefahr, dass durch die jeweils aufgewandte unterschiedliche manuelle Kraft die Weichdichtung mehr oder weniger stark auf den Dichtungssitz gepresst wird, wodurch die Dichtung einem sehr schnellen Verschleiss unterworfen ist, der zur Undichtigkeit des Hahnes führt,Die Praxis lehrt, dass die überwiegende Mehrzahl aller in Gebrauch befindlicher derartigen Hähne demgemäss zum Tropfen neigen .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen der-009826/1154

artigen Auslaufhahn so auszubilden, dass, unabhängig von der jeweils von der betätigenden Person aufgewandten manuellen Kraft, die Weichdichtung immer mit der gleichen elastischen Kraft gegen den ihr gegenüberliegenden Ventilsitz gepresst wird, so dass also vor allem ein zu starkes An pressen der Dichtung oder ein Überdrehen des Hahnes mit gleichzeitiger Zerstörung der Dichtung verhindert wird.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch einen Aus laufhahn mit kreisförmigem Ventilsitz und einem auf diesen in der Schließstellung gepressten Weichdichtungsring sowie ein/zwischen das Betätigungsorgan für den Hahn und den die Weichdichtung tragenden Ventilkorper geschaltetes Verbin dungsstück dadurch, dass zwischen Ventilkörper und Verbin dungsstück eine Druckfeder eingefügt ist und zur Begrenzung der Bewegung des Betätigungsorgans Anschläge für Schliess und Offenstellung des Hahnes vorgesehen sind .

Hierdurch wird erreicht, dass in der Schließstel lung des Hahnes die Weichdichtung nur mit dem Druck auf den Ventilsitz gepresst wird, der ihr von der genannten Druckfeder aufgeprägt wird. Die Bewegung des Betätigungs organs ist in Richtung der Schliessbewegung des Hahnes dann beendet, wenn die Druckfeder entsprechend zusammengepresst ist und das Bedienungsorgan zum Anschlag kommt. Die durch die manuelle Betätigung ausgeübte unterschiedliche Kraft wirkt also nicht auf die Weichdichtung ein, sondern wird durch den der Schließstellung des Hahnes zugeordneten An schlag begrenzt. Die Weichdichtung wird mit immer gleich bleibendem elastischen Druck gegen den Ventilsitz gepresst. Dadurch wird der bisher beobachtete schnelle Verschleiss der Weichdichtung praktisch ausgeschlossen.

Vorteilhafterweise können Ventilkörper und Verbindungsstück mit schraubengewindeartigen Ausnehmungen auf

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ihren Manteloberflächen versehen sein, in welche die als Schraubenfeder ausgebildete Druckfeder eingreift. Dann übernimmt die Druckfeder selbst die Verbindung zwischen Ventilkörper und Verbindungsstück. Weiterhin kann durch die Druckfeder der Abstand zwischen Ventilkörper und Verbindungsstück eingestellt werden, wenn des weiteren Mittel zur Verhinderung einer· Drehung dieser beiden Teile vorge sehen sind. Mit der Veränderung des Abstandes zwischen Ventilkörper und Verbindungsstück kann die Vorspannung der Druckfeder reguliert werden. Dergestalt kann der von der Feder auf die Weichdichtung ausgeübte Druck in einfacher Weise eingestellt werden.

Der Ventilkörper kann mit einem Flansch versehen sein, dessen Umfang gezahnt ist, wobei weiterhin entsprechende Ausnehmungen an der Innenseite des Hahngehäuses, in welche diese Zähne eingreifen kötonen, vorgesehen sind. Damit wird sichergestellt, dass der Ventilkörper nur eine reine Hubbewegung ausführt und sich nicht drehen kann.

Ebenso kann das Verbindungsstück in einer Zwischenhülse geführt sein, die im Gehäuse angeordnet ist und an ihrem unteren, der Druckfeder zugekehrten Ende ebenfalls mit einem Flansch versehen ist, dessen Umfang gezahnt ist. Die Zähne greifen ebenso wie diejenigen des Ventilkörpers in die bereits genannten entsprechenden Ausnehmungen an der Innenseite des Gehäuses ein. Diese Zwischenhülse dient gleichzeitig zur Festlegung der Gelenkkugel des Bedienungsorgans, sofern dieses als Schwenkhebel ausgebildet ist und sichert auch diese dadurch, dass die Gelenkkugel mit Segmenten in eine entsprechende, sich in Radialrichtung erstreckende Ausnehmung am oberen Ende der Zwischenhülse eingreift, Über die Verbindung zum Verbindungsstück letzteres gegen Verdrehung. Auch Verbindungsstück und-Äwiscfaeahülse führen also bei Betätigung des Hahnes reine Axialbewegungen aus .

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Der Abstand zwischen Ventilkörper und Verbindungs stück und damit die Vorspannung der Druckfeder kann also durch einfaches Ändern der Radiallage der beiden durch Umsetzen der Verzahnung des einen oder des anderen oder beider Teile bewerkstelligt werden .

Der immer gleichmassig durch die Feder ausgeübte Druck hat einen immer gleichen Hubweg des Ventilkörpers zur Folge, der des weiteren, wie gesagt, eine reine Axialbewegung ausführt. Dieser Umstand gestattet es, die Dich tung zwischen Ventiikörper und Innenwandung' des Ventilge häuses in Gestalt zweier benachbart angeordneter 0- Ringe in entsprechenden Ausnehmungen in der Mantelfläche des Ventilkörpers auszubilden, wobei die dem Dichtungsende des Ventilkörpers benachbarte Ausnehmung in Schließstellung des Ventils entweder nahezu vollständig aus dem zugeordneten Bereich der Innenwandung des Gehäuses nach unten herausgeführt oder zumindest einem sich konisch erweiternden Bereich der Innenwandung am unteren Ende dieses'Gehäusebereiches zugeführt ist. Hierdurch gewinnt der untere 0- Ring die Mög lichkeit, sich in Schließstellung des Hahnes zu entspannen. Bekannterweise wird gefordert, dass ein 0- Ring kreisför migen Querschnittes in seiner Dichtstellung eine Pressung von 15 fb erfahren muss, d.h. sein Durchmesser wird in Radialrichtung um 15 % kleiner. Die gegebenenfalls vorzusehende konische Erweiterung der Innenwandung am unteren Ende des hier in Frage stehenden Gehäusebereiches muss also lediglich so ausgebildet sein, dass sie die Entspannung des 0- Ringes aus dieser gepressten Lage erlaubt. Ein im Bereich zwischen den beiden O-Ringen etwa aufgebauter Überdruck oder ein Vakuum kann hierdurch jeweils ausgeglichen werden.

Schliesslich besteht eine Möglichkeit zur Befestigung des Weichdichtungsringes darin, lediglich einen Zapfen mit Endverdickung an der dem Ventilsitz zugewandten Stirnseite

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des Ventilkörpers vorzusehen, über welchen der Weich dichtungsring in einfacher Weise gestreift werden kann, so dass er in seine ihm zugeordnete Lage einschnappt.

Die bisher nötigen Schraubbefestigungen oder ahn liches für den Weichdichtungsring sind nicht mehr notwendig, da er durch die immer gleichmässige elastische Druckbeaufschlagung nicht mehr so verformt wird, wie dies bisher der Fall war.

Weitere Merkmale der Erfindung und Einzelheiten der durch dieselbe erzielten Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer in den beigefügten Zeichnungen dargestellten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes.

Pig. 1 zeigt den erfindungsgemässen Auslaufhahn mit in Axialrichtung aufgeschnittenem Gehäuse in Schließstellung des Hahnes _s in

Fig. 2 ist eine um 9o° gedrehte Darstellung gleicher Art nach der Linie H-II in Fig. 1 wiedergegeben,

Fig. 3 ist dieselbe Ansicht wie Fig.. 1, jedoch in Offenstellung und mit Schnitt eines weiteren inneren Teiles des Hahnes, in

Pig. 4 ist schliesslich in vergrössertem

Maßstab die Umgebung des Ventilsit zes gezeigt»

Das Gehäuse 1 eines Auslaufhahnes, eines sogenann t©n Standhahnes, ist nur¹ zum Tail Im Schnitt dargestellt.

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Durch den Einlauf 2 wird das Wasser zugeführt und gelangt von dort bei geöffnetem Ventil zum Auslauf J5.

Der Einlauf 2 ist von einem kreisförmigen Ventil sitz 4 umgeben, der mit einer Wellendichtung 5 in Ringform zusammenwirkt.

Das Gehäuse 1 setzt sich nach oben in ein Gehäuse teil 6 fort, welches z.B. unter Zwischenfügung einer Dich - W tung 7 in das Gehäuse 1 eingeschraubt sein kann. Dieses Gehäuse Teil kann aber selbstverständlich auch mit dem übrigen Gehäuse 1 einteilig ausgebildet sein. In diesem Gehäuseteil 6 gleitet ein Ventilkörper 8, auf dessen dem Ventilsitz 4 zugekehrter Stirnseite die schon erwähnte Weichdichtung 5 aufgebracht ist.

Auf das Hahngehäuse 1 bzw. das Gehäuseteil 6 ist oben ein weiteres Gehäuseteil 9 aufgeschraubt, welches zur Aufnahme des Betätigungsorgans zur manuellen Betätigung des Hahnes und der Verbindungsmittel zwischen diesen und dem Ventilkörper 8 dient.

Bei der dargestellten Ausbildungsform ist das Beta tigungsorgan als Hebel Io ausgebildet, dessen beide Endstellungen durch Anschläge 11 und 12 im Gehäuseteil 9 begrenzt sind. Der Hebel Io weist an seinem unteren Ende eine Kugel 1> auf, mit welcher er im oberen Bereich des Gehäuseteiles 9 zwischen diesem und einem später noch eingehender zu be schreibenden Innenteil gelagert ist. Die Kugel 13 weist in ihrem unteren Bereich Ausnehmungen auf, so dass dort nur noch zwei parallel verlaufende Kugelabschnitte 14, 15 ste hen geblieben sind, zwischen welche ein Hebelglied 16 mit - tels eines Zapfens 17 angelenkt ist. Das Hebelglied 16 ist mit seinem anderen Ende mittels eines Zapfens 18 ebenfalls

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gelenkig mit einem kreiszylinderförmigen Verbindungs stück 19 verbunden. Bei Verschwenken des Hebels"Io von seiner einen in seine andere durch die Anschläge 11 und 12 gegebenen Endstellungen wird dieses Verbindungs stück 19 also im Gehäuseteil 9 des Hahnes in senkrech ter Richtung, also bezogen auf den Ventilkörper 8 in Axialrichtung, verschoben. In Fig. 1 und 2 sind die ganzen Teile des Hahnes in der Lage dargestellt, die sie in der Schliess-Stellung des Hahnes einnehmen.

Das Verbindungsstück 19 gleitet in einer Zwischenhülse 2o, die ihrerseits auch kreiszylinderförmig, und zwar als Hohlzylinder, ausgebildet isz und in dem Gehäuseteil 9 gelagert ist. Die Kugelabschnitte 14, 15 greifen in eine entsprechende Ausnehmung 21 am oberen Ende der Zwischen hülse 2o ein. Entsprechende Anschläge zur Begrenzung der Bewegung des Betätigungsorgans könnten z.B. auch zwischen der oberen Stirnfläche der Zwischenhülse 2o und der Kugel des Betätigungsorgans vorgesehen sein .

Anstelle des Hebels Io als Betätigungsorgan zur manuellen Betätigung des Hahnes können selbstverständlich beliebige andere bekannte Mittel verwendet werden, z.B.Räder oder Knebel zum Drehen, wobei dann die Drehbewegung z.B. durch Zwischenschaltung eines Gewindes in die erwähnte Axialbewegung des Verbindungsstückes 19 umgewandelt werden müßte. Die Ausbildung dieser Teile hat an sich mit der vorliegen den Erfindung jedoch nichts zu tun.

Um nun zu verhindern, dass die wechselnden und un ter Umständen sehr starken Kräfte, die bei der manuellen Betätigung des Hahnes auf dessen Teile ausgeübt werden, bis zur Weichdichtung übertragen werden und diese einem entsprechend hohen Verschleiss oder sogar der Zerstörung

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aussetzen, ist erfindungsgeraäss zwischen dem Ventilkörper und dem Verbindungsstück 19 eine Druckfeder 22 vorgesehen, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel als Schrauben feder ausgebildet ist. Weiterhin ist beim dargestellten Beispiel die Verbindung zwischen der Druckfeder 22 und dem Verbindungsstück 19 einerseits und zwischen der Druckfeder 22 und dem Ventilkörper 8 andererseits in vorteilhafter Weise dadurch hergestellt, dass diese Teile 19 und 8 an ihrem Umfang mit Ausnehmungen 23 und 24 in Schraubengangform ver sehen sind, in welche einige Qänge der Schraubenfeder 22 eingreifen können .

Des weiteren ist das Gehäuseteil 6 des Hahngehäuses in einem Bereich 25 seiner Innenfläche gezahnt, so dass senkrecht verlaufende Rippen und Nuten entstehen. Mit einer ent sprechenden Zahnung 26 ist ein Bund 27 am unteren Ende der Zwischenhülse und einer wiederum entsprechenden Zahnung 28 ein Bund 29 an der oberen Stirnseite des Ventilkörpers 8 versehen.

Durch diese Massnahme ergibt sich erstens, dass der Ventilkörper 8 bei Betätigung des Hahnes grundsätzlich eine reine Axialbewegung ausführt, die von keinen Drehbewegungs -komponenten überlagert werden kann. Dasselbe gilt für die Zwischenhülse 2o und mit dieser, unter Zwischenschaltung der Kugel 13 und des Hebelgliedes 16, auch für das Verbin -dungsstück 19· Ausserdem kann im Zusammenwirken mit den Schraubengängen im Verbindungsstück 19 und im Ventilkörper der Abstand zwischen diesen Teilen und damit der Federweg der Druckfeder 22*. den gegebenen Utestlnden entapreohend> vorein -. gestellt werden» Diese iinsteliung erfoigt in einfacher Weise durch Änderung der Jtadlailä&e von verbindungsstück19 und/ oder Ventilkörper 8 durch tJWBefcfcen jler.^

oder 28/25. Damit lässt sich, abhängig von den jeweiligen Betriebsbedingungen und dem für die Weich dichtung 5 ver wendeten Werkstoff, der elastische Anpressdruck zwischen Ventilsitz 4 und Weichdichtung 5 beliebig einstellen .

Dieser Anpressdruck ist ausschliesslich von der Druckfeder 22 abhängig. Die bei der manuellen Bedienung des Hahnes ausgeübten Kräfte werden bei der dargestellten Ausführungsform mit einem Hebel Io durch die Anschläge 11 und 12 begrenzt. Bei einem Drehknebel müssten z.B. derar tige Anschläge radial am Umfang des Knebels angeordnet sein und mit einem Nocken desselben zusammenwirken .

Die Zwischenhülse 2o stützt sich mit einer Schul ter Jo an einer sie umgebenden Feder 31 a-b, die ihrerseits durch einen Schraubring J32 im Gehäuseteil 9 gehaltert sein kann. Die Feder 31 kann sich aber auch in einfacher Weise auf dem Gehäuseteil 6 abstützen.

Die Kugel 13 kann nach aussen durch eine Dichtung im Gehäuseteil 9 abgedichtet sein .

Der Ventilkörper 8 ist mit zwei Nuten 34 und 35 um seinen Umfang versehen, in welchen O-Ringe 36 und 37 zur Abdichtung des Hahndurchflusses gegen das Hahngehäuse vorgesehen sind. Die untere Nut 35 ist dabei, bezogen auf das Gehäuseteil 6 des Hahngehäuses, so angeordnet, dass bei Schließstellung des Hahnes die Nut 35 und damit der O -Ring 37 im wesentlichen unterhalb des unteren Endes. 38 des Ge -häuseteiles 6 zu liegen kommt, so dass siph der O-Ring 37 in dieser Stellung entspannen kann. Damit ergibt sich die Möglichkeit der Entlüftung des Bereiches zwischen den beiden O-Ringen 36 und 37, in welchem sich, je nach den herrschenden Betriebsbedingungen, ein mehr oder minder starkes Vakuum oder, was noch viel unzuträglicher ist, ein nicht

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unerheblicher Überdruck aufbauen kann. Der unterste Randbereich 39 der Innenwandung des Wandungsteiles 6 ist an geschrägt.

Diese Einschrägung des untersten Randbereiches 39 kann auch so weitergeführt werden, dass eine konische Erweiterung in diesem Bereich gegeben ist, die ihrerseits schon zur gewünschten Entspannung des O-Ringes 37 genügt. O-Ringe sollen ja, um die gewünschte Dichtungswirkung zu haben, eine Pressung auf etwa 15 % erfahren, d.h. ihr Durchmesser in radialer Richtung wird in Dichtungsstellung um 15 % verringert. Ist die erwähnte konische Erweiterung so stark, dass sich der O-Ring um diese 15 % ausdehnen und sich zur kreisförmigen Querschnittsform entspannen kann, dann genügt dies auch schon zur Erzielung des gewünschten Effekts.

Durch die mögliche Einstellung des durch die Feder ausgeübten Anpressdruckes wird die Weichdichtung 5 in der Schließstellung praktisch nicht deformiert. Ihr Verschleiss bleibt also im wesentlichen gleich Null. Durch die geringe Beanspruchung der Weichdichtung 5* insbesondere beim Schließvorgang, ergibt sich der weitere Vorteil einer einfachen Befestigung derselben am Ventilkörper 8. Es genügt, wenn hier ein Zapfen 4o mit einer Endverdickung 41 vorgesehen ist,auf welchen die Weichdichtung 5 aufgeschoben wird, wobei sie hinter der Verdickung 41 in ihre dargestellte Wirkungslage einschnappt.

In Pig. 4 ist der Ventilkörper 8 und dessen Umge -bung noch in Schließstellung in vergrössertem Maßstab wiedergegeben, um vor allem die bereits erläuterte Anordnung und Wirkungsweise des unteren O-Ringes 37 besser erkennen zu können .

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- li -

Die Einstellung der Vorspannung der Druckfeder 22 ist in einfacher Weise am Abstand von Ventilkörper 8 und Verbindungsstück 19 je nach Stellung der letzteren in Bezug auf die Schraubenfeder 22 zu erkennen .

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Claims

Patentansprüche :

1.) Auslaufhahn mit kreisförmigem Ventilsitz und einem auf diesen in der Schließstellung gepressten Weichdichtungsring, sowie einem zwischen das Betätigungsorgan für den Hahn und den die Weichdichtung tragenden Ventilkörper geschalteten Verbindungsstück, W dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Ventilkörper(8) und Verbindungsstück (19) eine Druckfeder (22) eingefügt ist und zur Begrenzung der Bewegung des Betätigungsorgans (Io) Anschläge (11,12) für Offen- und Schließstellung des Hahnes vorgesehen sind.

2.) Auslaufhahn nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass Ventilkörper (8) und Verbindungs stück (19) mit schraubengewindeförmigen Ausnehmungen (23, 24) auf ihren Manteloberflächen versehen sind,in welche die als Schraubenfeder ausgebildete Druckfe der (22) eingreift.

3·) Auslaufhahn nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (8) mit einem Plansch (29) versehen ist, dessen Umfang (28) gezahnt ist, wobei weiterhin entsprechende Ausnehmungen im Bereich (25) der Innenseite des Gehäuseteiles (6), in welche diese Zähne (28) eingreifen können, vorgesehen sind .

4.) Auslaufhahn nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsstück (19) in einer Zwischenhülse (2o) geführt ist, die ihrerseits im Gehäuseteil (9) angeordnet ist und an ihrem unteren

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der Druckfeder (22) zugekehrten Ende ebenfalls mit einem Flansch (27) versehen ist, dessen Umfang (26) in gleicher Weise wie beim Ventilkörper (8) gezahnt ist, wobei diese Zähne (28) ebenfalls in die Aus nehmungen im Bereich (25) der Innenseite des Gehäuseteiles (6) eingreifen . '

5.) Auslaufhahn nach Anspruch 1 bis 3ι dadurch gekennzeichnet, dass unter Einsparung der Zwischen hülse (2o) das Verbindungsstück (19) selbst mit einem Flansch versehen¹ist, dessen Umfang in gleicher Weise wie beim Ventilkörper (8) gezahnt ist, wobei diese Zähne ebenfalls in die Ausnehmungen im Bereich (25) der Innenseite des Gehäuseteiles (6) eingreifen .

6.) Auslaufhahn nach Anspruch 4, dadurch ge kennzeichnet, dass die Kugel (13) des Bedienungsor gans (lo) mit Abschnitten (14, 15) in eine entspre 'lande Ausnehmung (21) auf der oberen Stirnseite der vwischenhülse (2o) eingreift und in dem durch die Ab- <3hnitte (l4) gebildeten Schlitz mittels eines BoI zens (17) ein Hebelglied (l6) gelagert ist, welches mit seinem anderen Ende mittels eines Bolzens (18) mit dem Verbindungsstück (19) verbunden ist .

7·) Auslaufhahn nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventiljcörper (8) zwei sich um dessen Umfang erstreckende benachbarte Nuten(34,35) aufweist, in welchen O- Ringe (36, 37) untergebracht sind, wobei in Schließstellung des Hahnes die untere Nut (35) und damit der O- Ring (37) vom unteren Randbereich (38) des (Jehäuseieiles (6) freigegeben sind .

8.) Auelaufhahn nach Anspruch 7» dadurch ge -kennzeichnet, dass die Innenwandung des Oehäuaetei -

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les (6) benachbart zum unteren Rand (j58) bei (39) angeschrägt ist.

9·) Auslauf hahn nach Anspruch 1 bis 8., da durch gekennzeichnet, dass zur Festlegung der Weich dichtung (5) an der dem Ventilsitz (4) zugekehrten Stirnseite des Ventilkörpers (8) lediglich ein Zapfen (4o) mit einer Endverdickung (41) vorgesehen ist .

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