DE19641545B4

DE19641545B4 - Regel- und Absperrventil

Info

Publication number: DE19641545B4
Application number: DE1996141545
Authority: DE
Inventors: Manfred Pawelzik; Ali Karakullukcu
Original assignee: Grohe Water Technology AG and Co KG
Current assignee: Grohe Water Technology AG and Co KG
Priority date: 1996-10-09
Filing date: 1996-10-09
Publication date: 2004-11-04
Anticipated expiration: 2016-10-10
Also published as: DE19641545A1

Abstract

Regel- und Absperrventil mit einem Ein- und Auslaßöffnungen aufweisenden Gehäuse, insbesondere mit einem in einen Armaturenkörper oder eine Sanitärarmatur einsetzbaren Gehäuse, in dem quer zur Längsachse des Gehäuses eine mit wenigstens einer Durchtrittsöffnung versehene Ventilsitzscheibe drehfest gehalten ist und die mit einer mit wenigstens einer Durchtrittsöffnung versehenen drehbaren Ventilregulierscheibe zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Ventilsitzscheibe (6) und der Ventilregulierscheibe (4) eine oder mehrere mit wenigstens einer Durchtrittsöffnung (10) versehene begrenzt drehbare Zwischenscheiben (5) vorgesehen sind, wobei die Durchtrittsöffnung (10) jeweils einen Kreis- oder Kreisringausschnitt mit einem Durchtrittsöffnungswinkel (101) von wenigstens 180° bildet und der Drehwinkel der beweglichen Ventilscheiben (4, 5) jeweils zur nächsten Ventilscheibe auf den Durchtrittsöffnungswinkel (101) dividiert durch die Anzahl der beweglichen Ventilscheiben begrenzt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Regel- und Absperrventil mit einem Ein- und Auslaßöffnungen aufweisenden Gehäuse, insbesondere mit einem in einen Armaturenkörper oder eine Sanitärarmatur einsetzbaren Gehäuse, in dem quer zur Längsachse des Gehäuses eine mit wenigstens einer Durchtrittsöffnung versehene Ventilsitzscheibe drehfest gehalten ist und die mit einer mit wenigstens einer Durchtrittsöffnung versehenen drehbaren Ventilregulierscheibe zusammenwirkt. Ventile dieser Gattung sind beispielsweise aus der europäischen Patentschrift 0 071 066 B1 oder der deutschen Offenlegungsschrift DE 39 30 083 A1 bekannt. Derartige Ventile werden insbesondere in Sanitärarmaturen eingesetzt, wobei die die Dicht- und Steuerfunktion erfüllenden Scheiben vorzugsweise aus keramischem Material hergestellt sind. Die Scheiben werden dabei mit ihren geglätteten Oberflächen aneinandergepresst, so daß ein dichter Abschluß bzw. durch ein Verdrehen der Scheiben zueinander eine oder mehrere Durchtrittsöffnungen mehr oder weniger zur Deckung gebracht werden können, so daß die Durchflußmenge entsprechend reguliert werden kann. Insbesondere beim Einsatz in Sanitärarmaturen müssen hierbei Standard abmessungen des Ventilgehäuses eingehalten werden. Die in dem Gehäuse gelagerten Ventilscheiben und ihre Durchströmöffnungen haben daher einen relativ kleinen Durchmesser und weisen somit relativ kleine Durchflußquerschnitte auf, so daß in der Regel nur eine verhältnismäßig geringe maximale Wasserdurchflußleistung ermöglicht wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebene Ventil zu verbessern und insbesondere so auszubilden, daß die maximale Durchflußleistung erheblich vergrößert wird.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Regel- und Absperrventil dadurch gelöst, daß zwischen der Ventilsitzscheibe und der Ventilregulierscheibe eine oder mehrere mit wenigstens einer Durchtrittsöffnung versehene begrenzt drehbare Zwischenscheiben vorgesehen sind, wobei die Durchtrittsöffnung jeweils einen Kreis- oder Kreisringausschnitt mit einem Durchtrittsöffnungswinkel von wenigstens 180° bildet, und der Drehwinkel der beweglichen Ventilscheiben jeweils zur nächsten Ventilscheibe maximal auf den Durchtrittsöffnungswinkel dividiert durch die Anzahl der beweglichen Ventilscheiben begrenzt ist.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 9 angegeben.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß der wirksame Durchflußquer schnitt bei gleichbleibendem Außendurchmesser des Gehäuses erheblich vergrößert werden kann.

Die erfindungsgemäße Ventilscheibenausbildung kann vorzugsweise bei Ventileinsätzen verwendet werden, die in Sanitärarmaturenkörper eingesetzt werden. Außerdem ist die Ventilscheibenausbildung mit Vorteil auch bei Drehschiebern einzusetzen, die beispielsweise axial durchströmt werden und bei denen die Betätigung mit radial angreifenden Stellmitteln erfolgt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können vorteilhaft ein oder zwei Zwischenscheiben vorgesehen werden. Mit dem Einsatz einer Zwischenscheibe kann im Hinblick auf das aus der EP 0 071 066 B1 bekannte Zweischeibenventil der Drehwinkel von 180° auf etwa 240° vergrößert werden. Hierbei kann der Durchflußquerschnitt zu dem bekannten Zweischeibenventil um ca. 35% vergrößert werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Ventil mit zwei Zwischenscheiben kann der Drehwinkel des Ventils auf etwa 270° erhöht werden, wobei eine weitere Vergrößerung des Durchflußquerschnitts erreichbar ist.

Zweckmäßig sind bei dem erfindungsgemäßen Ventil die Zwischenscheiben mit Drehbegrenzungsmitteln versehen, mit denen die Drehbewegung der Zwischenscheibe relativ zur vorgelagerten drehbaren Ventilscheibe begrenzt wird. Hierbei ist als Drehbegrenzung der Drehwinkel bei einer Zwischenscheibe auf etwa eine Hälfte der als Kreisausschnitt ausgebildeten Durchtrittsöffnung bzw. bei mehreren Zwischenscheiben der Kreisausschnittswin kel der Durchtrittsöffnung geteilt durch die Anzahl der drehbaren Ventilscheiben festgelegt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt
1 ein Regel- und Absperrventil mit einer Zwischenscheibe in einem Sanitärarmaturenkörper einmontiert in geöffneter Stellung im Längsschnitt;
2 das in 1 gezeigte Ventil der Schnittebene II;
3 einen Teil des in 1 gezeigten Ventils in der Schnittebene III der 2;
4 die in dem in 1 gezeigten Ventil eingesetzten drei Ventilscheiben in Draufsicht nebeneinander in der Drehlage des voll geöffneten Ventils sowie eine Abwicklung der Mantelfläche der drei Ventilscheiben am Außenbereich der Durchtrittsöffnung;
5 die in dem in 1 gezeigten Ventil eingesetzten drei Ventilscheiben in Draufsicht nebeneinander in der Drehlage in Absperrstellung des Ven tils sowie eine Abwicklung der Mantelfläche der drei Ventilscheiben am Außenbereich der Durchtrittsöffnung.
Das in 1 gezeigte Regel- und Absperrventil ist als Baueinheit in einem im wesentlichen rotationssymmetrischen Gehäuse 2 angeordnet, welches mittels Gewinde 22 und einem Dichtring 23 in eine Aufnahmebohrung eines Armaturenkörpers 1 einer Sanitärarmatur eingeschraubt ist. Am stromaufwärts gelegenen Endbereich des Gehäuses 2 ist ein Dichtelement 7 angeordnet, welches in der Einbaulage einen Zuflußkanal 11 dichtend umschließt. Stromabwärts hinter dem Dichtelement 7 ist zunächst eine Ventilsitzscheibe 6 in dem Gehäuse 2 drehfest und begrenzt axial verschieblich angeordnet. An der stromabwärts gelegenen Stirnseite der Ventilsitzscheibe 6 ist eine begrenzt drehbare Zwischenscheibe 5 und an der stromabwärts gelegenen Stirnseite der Zwischenscheibe 5 eine Ventilregulierscheibe 4 drehbar angeordnet. Die Ventilregulierscheibe 4 wird dabei drehfest und axial gesichert von einem Mitnehmer 3 gehalten. Der Mitnehmer 3 ist drehbar in dem Gehäuse 2 angeordnet und trägt eine aus dem Gehäuse 2 herausgeführte Ventilspindel 31. Auf dem äußeren Ende der Ventilspindel 31 ist eine Handhabe anbringbar – in der Zeichnung nicht dargestellt – mit dem die Ventilspindel 31 mit dem Mitnehmer 3 begrenzt im Gehäuse 2 drehbar ist. Zur Drehbegrenzung ist die Ventilspindel 31 mit einer Anschlagnase 311 versehen, die mit einem entsprechenden Anschlag im Gehäuse 2 zusammenwirkt. In den drei Ventilscheiben 4, 5, 6 sind identische kreisausschnittförmige Durchtrittsöff nungen 10 mit einem Durchtrittsöffnungswinkel 101 von etwa 240° ausgebildet. Aus Festigkeitsgründen ist die Durchtrittsöffnung 10 jeweils in der Mitte von einem Steg 100 unterteilt, um eine Bruchgefahr des äußeren Scheibenrandes im Bereich der Durchtrittsöffnung 10 zu minimieren. Bei entsprechend bruchfestem Keramikwerkstoff oder eines anderen geeigneten Werkstoffs kann selbstverständlich der Steg 100 in den Durchtrittsöffnungen entfallen, womit dann noch eine weitere Durchtrittsquerschnittvergrößerung erreichbar wäre. Das über den Zuflußkanal 11 herangeführte Wasser durchströmt in der in 1 gezeigten Ventilstellung die Durchtrittsöffnungen 10 und wird im Bereich des Mitnehmers 3 radial umgelenkt. Es strömt von hier radial zwischen Axialvorsprüngen 32 des Mitnehmers 3 und im Anschluß durch Gehäuseschlitze 24 in einen Abflußkanal 12 des Armaturenkörpers 1 ab.
Die drehfeste Ventilsitzscheibe 6 weist drei symmetrisch auf der Mantelfläche angeordnete Vorsprünge als Drehsicherung 61 auf. In dem Gehäuse 2 sind in der Aufnahmebohrung entsprechende Axialnuten 26 vorgesehen, so daß die Ventilsitzscheibe 6 in der Stecklage axial begrenzt verschiebbar, aber drehfest in dem Gehäuse 2 gehalten ist. Die Zwischenscheibe 5 ist identisch zur Ventilsitzscheibe 6 ausgebildet, wobei die Vorsprünge als Knaggen 51 ausgebildet sind, die im Gehäuse in einer entsprechend der Axialnutentiefe erfolgten Freidrehung 25 angeordnet sind. In der Ventilregulierscheibe 4 sind außerdem drei symmetrisch angeordnete Aussparungen 41 ausgebildet, wie es insbesondere aus 4 und 5 der Zeichnung zu entnehmen ist. An dem Mitnehmer 3 sind entsprechend zu den Aussparungen 41 der Ventilregulierscheibe 4 Axialvorsprünge 32 ausgebildet, die in den Freiraum zwischen der Gehäusewandung und der Mantelfläche der Ventilregulierscheibe 4 und der Zwischenscheibe 5 fassen. Außerdem weisen die Axialvorsprünge 32 nach innen vorspringende Klauen 321 auf, die in der Stecklage in die Aussparungen 41 einfassen und eine drehfeste und axiale Halterung der Ventilregulierscheibe 4 bewerkstelligen. Die Axialvorsprünge 32 greifen hierbei in der Stecklage in die von den Knaggen 51 der Zwischenscheibe 5 gebildeten Ringausnehmungen 21 ein. Die Ringausnehmungen 21 sind dabei so dimensioniert, daß sie die relative Drehbewegung der Zwischenscheibe 5 zur Ventilregulierscheibe 4 auf die Hälfte des maximal möglichen Drehwinkels der Ventilregulierscheibe 4 begrenzen.
Mit dieser Anordnung kann das Ventil in die in 4 gezeigte volle Offenstellung gedreht werden. Durch eine Drehbewegung an der Ventilspindel 31 um ca. 240° kann somit der volle Öffnungsquerschnitt zunehmend verringert werden, bis die Ventilscheiben in die in 5 gezeigte Absperrstellung gebracht sind.
Die Zusammenmontage des Regel- und Absperrventils in dem Gehäuse 2 kann in folgender Weise erfolgen. Zunächst wird die Ventilspindel 31 mit dem daran ausgebildeten Mitnehmer 3 zusammen mit der Ventilregulierscheibe 4, der Zwischenscheibe 5 und der Ventilsitzscheibe 6 in die Aufnahmebohrung des Gehäuses 2 eingeschoben. Hierbei gelangen die Axialvorsprünge 32, die Knaggen 51 und die Drehsicherungen 61 in die Axialnuten 26 an der Innenseite des Gehäuses 2. In der Stecklage befindet sich die Zwischenscheibe 5 und die Ventilregulierscheibe 4 in der Freidrehung 25 entsprechend der Axialnuttiefe, so daß lediglich die Ventilsitzscheibe 6 drehfest gehalten ist, während die Zwischenscheibe 5 und die Ventilregulierscheibe 4 entsprechend der Anschlagausbildung bewegbar sind. Danach wird das Dichtelement 7 in die Aufnahmebohrung des Gehäuses 2 eingesetzt, wobei das Dichtelement 7 so dimensioniert ist, daß es durch Reibschluß in der Stecklage im Gehäuse 2 verharrt und die einzelnen Ventilelemente in dem Gehäuse 2 als Baueinheit sichert. Hiernach kann das als Baueinheit in dem Gehäuse 2 angeordnete Absperr- und Regulierventil in beliebige Sanitärarmaturen mit genormten Aufnahmeöffnungen eingesetzt werden.

Claims

Regel- und Absperrventil mit einem Ein- und Auslaßöffnungen aufweisenden Gehäuse, insbesondere mit einem in einen Armaturenkörper oder eine Sanitärarmatur einsetzbaren Gehäuse, in dem quer zur Längsachse des Gehäuses eine mit wenigstens einer Durchtrittsöffnung versehene Ventilsitzscheibe drehfest gehalten ist und die mit einer mit wenigstens einer Durchtrittsöffnung versehenen drehbaren Ventilregulierscheibe zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Ventilsitzscheibe (6) und der Ventilregulierscheibe (4) eine oder mehrere mit wenigstens einer Durchtrittsöffnung (10) versehene begrenzt drehbare Zwischenscheiben (5) vorgesehen sind, wobei die Durchtrittsöffnung (10) jeweils einen Kreis- oder Kreisringausschnitt mit einem Durchtrittsöffnungswinkel (101) von wenigstens 180° bildet und der Drehwinkel der beweglichen Ventilscheiben (4, 5) jeweils zur nächsten Ventilscheibe auf den Durchtrittsöffnungswinkel (101) dividiert durch die Anzahl der beweglichen Ventilscheiben begrenzt ist.
Regel- und Absperrventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zwischenscheibe (5) vorgesehen ist, und die Durchtrittsöffnung (10) einen Kreisausschnitt mit einem Durchtrittsöffnungswinkel (101) von 240° bildet.
Regel- und Absperrventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Zwischenscheiben (5) vorgesehen sind, und die Durchtrittsöffnung einen Kreisausschnitt mit einem Durchtrittsöffnungswinkel von 270° bildet.
Regel- und Absperrventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Ventilscheiben mittels einem oder mehreren Axialvorsprüngen (32) untereinander drehgekuppelt sind, derart, daß die Ventilregulierscheibe (4) mit jeweils einem Axialvorsprung (32) in eine Ringausnehmung (21) der nächsten Zwischenscheibe einfaßt, und die folgenden Zwischenscheiben in gleicher Weise in die anschließenden Zwischenscheiben einfassen, wobei die Ringausnehmung (21) jeweils den relativen Drehwinkel der beiden zusammengekuppelten Ventilscheiben zueinander begrenzt.
Regel- und Absperrventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsöffnung (10) jeweils von einem Steg (100) durchteilt ausgebildet ist.
Regel- und Absperrventil nach wenigstens einem der Ansprüche 2, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilregulierscheibe (4) von einem Mitnehmer (3) gehalten ist, der an einer drehbar und axial festliegend im Gehäuse (2) gelagerten Ventilspindel (31) ausgebildet ist, wobei an dem Mitnehmer (3) Axialvorsprünge (32) ausgebildet sind, die den Außenmantel der Ventilregulierscheibe (4) axial überragen, in eine Ringausnehmung (21) einfassen und die Relativdrehbewegung der Ventilregulierscheibe (4) zur Zwischenscheibe (5) auf 120° begrenzen.
Regel- und Absperrventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder drei symmetrisch angeordnete Axialvorsprünge (32) vorgesehen sind, wobei an der Ventilregulierscheibe (4) Aussparungen (41) ausgebildet sind, in die an den Axialvorsprüngen (32) nach innen gerichtete Klauen (321) einfassen und eine drehfeste Verbindung zwischen dem Mitnehmer (3) und der Ventilregulierscheibe (4) herstellen.
Regel- und Absperrventil nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringausnehmungen (21) von radial vorstehenden Knaggen (51) an der Mantelfläche der Zwischenscheibe (5) ausgebildet sind.
Regel- und Absperrventil nach wenigstens einem der Ansprüche 6 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (2) an der Innenseite im Aufnahmebereich der Ventilsitzscheibe (6) drei symmetrisch angeordnete Axialnuten (26) vorgesehen sind, durch die die Axialvorsprünge (32), die Knaggen (51) und die Drehsicherungen (61) hindurchführbar sind, wobei oberhalb der Drehsicherung (61) im Gehäuse (2) eine Freidrehung (25) entsprechend der Tiefe der Axialnuten (26) ausgebildet ist, so daß sich der Mitnehmer (3), die Ventilregulierscheibe (4) und die Zwischenscheibe (5) in der Stecklage begrenzt drehen lassen.