DE2824529A1

DE2824529A1 - Ventil mit einem bedienungselement fuer die steuerung zweier funktionen

Info

Publication number: DE2824529A1
Application number: DE19782824529
Authority: DE
Inventors: Lorenz Dipl Ing Claussen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-08-13
Filing date: 1978-06-03
Publication date: 1979-12-06
Also published as: DE2636517C3; DE2636517A1; DE2636517B2

Description

Anmelder: Dipl.-Ing. T
Lorenz; Claussen

Nickisch-Rosenegk-Str. 11 GRP-El'Scbl

1000 Berlin 38 0188

Ventil mit einem Bedienungselement für die Steuerung zweier Funktionen

Die Erfindung betrifft ein Ventil mit einem in zwei Freiheitsgraden beweglichen Bedienungselement, wobei zwei Steuergrößen durch die Bewegung des Bedienungselementes in einem Freiheitsgrad gesteuert werden, wahrend die Bewegung des Bedienungselementes im zweiten Freiheitsgrad bzw. die Endlage im zweiten Freiheitsgrad bestimmt, welche der beiden Steuergrößen im ersten

Freiheitsgrad gesteuert werden, nach Patent Nr

(Patentanmeldung P 26 36 517.3).

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Bedienungselement, insbesondere die Umschalteinrichtung, weiter zu verbessern hinsichtlich einer kostengünstigeren Herstellung und einer über einen langen Gebrauchszeitraum gleichbleibenden Funktionsfähigkeit.

Die Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 10 angegeben.

Mit diesen Maßnahmen wird mit einfachen Mitteln erreicht, daß bei Durchflußmengenregulierventilen, bei denen üblicherweise mittels eines Gewindes zwischen einer den Drehgriff tragenden Spindel und einer am Gehäuse befestigten Mutter eine axiale Verschiebung eines Steuerkolbens oder Ventilkegels erzeugt wird,

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eine drehfeste Verbindung zwischen dem das Innengewinde enthaltenden Teil und dem Gehäuse geschaffen ist, die durch eine Bewegung des Bedienungselementes in einem anderen Freiheitsgrad als Drehung um die Achse des Gewindes - z.B. durrh axiales Verschieben oder Kippen um eine Querachse - lösbar ist, wobei gleichzeitig oder anschließend auch der das Innengewinde enthaltende Teil drehfest mit dem Bedienungselement gekuppelt wird. Hierbei bleibt die Spindel (mit dem Außengewinde) immer drehfest mit dem Bedienungselement verbunden. Wird nun das Bedienungselement gedreht, so drehen sich Innen- und Außengewinde gleichzeitig und gleichsinnig.
/Im Gewinde wird also keine axiale Bewegung erzeugt; damit bleibt - übertragen auf ein Mischventil - die Durchflußmenge während der Drehung des Steuerkolbens zur Änderung des Mischungsverhältnisses unbeeinflußt. Bei der Änderung der Durchflußmenge wird sicher ein Mitdrehen des das Innengewinde enthaltenden Teils mit Hilfe der St iftschraube unterbunden*

Die Drehbewegung des das Innengewinde enthaltenden Teils kann auch für andere Zwecke herangezogen werden, insbesondere für die Vorgabe (und Anzeige) des Temperatur-Sollwertes für thermostatisch geregelte Mischventile.

In einer anderen Anwendung kann die Drehung des das Innengewinde enthaltenden Teils für eine Stufenschaltung (Begrenzung der maximalen Heizleistung) eines Durchlauferhitzers oder auch für den Temperatur-Sollwert eines über die Leistung geregelten Durchlauferhitzers herangezogen werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeit

Figur 1 ein Bedienungselement im Längsschnitt;

Figur 2 ein anderes Bedienungselement im Längsschnitt.

In der ersten Figur ist da?3 obfre Ende des Gehäuses einer Einhaad-Mischbatterie, bei der In. bekannter Weise (nicht dargestellt) die DurchfluSmenge durch anisic "orseh:".ebung eines KoI-

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bans 2 gesteuert wird, und das Mischungsverhältnis durch Drehung des Kolbens 2.

Die axiale Verschiebung des Kolbens 2 wird wie folgt erzeugt: Ein Drehgriff 3 ist auf ein Griffstück 4 aufgeklemmt; Griffstück 4 ist über eine Längsverzahnung 5 drehfest, aber axial verschiebbar mit einer Spindel 6 verbunden.

In der Normalstellung (linke Hälfte der Figur 1) drückt eine Schraubenfeder 7 Griffstiick 4 (und damit Drehgriff 3) nach oben gegen eine Schraube 8. Wird ,jetzt Drehgriff 3 gedreht, so wird üöer ein Gewinde 9 der Spindel 6 der Kolben 2 axial verschoben. Kolben 2 ist drehfest mit dem Gehäuse 1 verbunden, weil eine Stiftschraube 30 in eine LSngsnut 12 des Kolbens 2 eingreift. Die Stiftsehrruibe 30 ist wiederum in einem Stellring 38 befestigt; dieser wirtl ri Verdrehen gehindert durch eine LSngsverzahnung eines Sperringes 31, der eine Lftngsverzahnung 33 des Stellringes 38 mit einer Verzahnung 35 des Kopfstückes 16 verriegelt. Sperrring 31 vrira in der Normal st el lung durch eine Schraubenfeder nach oben gedrückt, so daß Stellring 38 und Kopfstück 16 (und damit Gehäuse 1) sicher miteinander drehfest verriegelt sind.

In der Normalstellung wird also wie bei einem bekannten Auslaufventil die Durchflußmenge durch Drehung des Drehgriffs gesteuert.

Wird der Drehgriff 3 gogen die Schraubenfeder 7 nach unten gedrückt (rechte Hälfte der Figur 1), dann drückt zunächst eine Schulter 32 des Drehgriffes 3 den Sperring 31 (gegen die Schraubenfeder 1.3) nach unten. Damit löst sich die Längsverzahnung des Sperringes 31 von der Verzahnung 35 des Kopfstückes 16, Stellring 38 wird also drehbar; bei weiterem Niederdrücken des Drehgriffes 3 rastet eine am Drehgriff ausgebildete Verzahnung 37 in eine Verzahnung 39 des Stellringes 38 ein. Eine Drehung des Drehgriff es 3 bewirkt ,jetzt eine gleiche Drehung des Stellringes ?r ■ und damit über die Stiftschraube 30 und Längsnut ef.ne entsprechende Drehung des Kolbens 2.

Γ T: n\ "..: .; der niedergedrückten Stellung. Drehgriff 3 weiter

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drehfest mit der iSpindel 6 verbunden bleibt, drehen sich jetzt Spindel 6 und Kolben 2 gleichzeitig: im Gewinde 9 wird daher keine axiale Bewegung erzeugt.

Bei niedergedrücktem Drehgriff wird also durch Drehen des Drehgriffes ausschließlich das Mischungsverhältnis geändert. Während die eingestellte Durchflußmenge immer direkt beobachtet wird, ist die Winkelstellung des Stellringes 38 ein Maß für das eingestellte Mischungsverhältnis. Vorteilhaft sind deshalb außen auf dem Stellring 38 und dem Gehäuse 1 entsprechende Markierungen 21 angebracht.

Die tiefste Stellung für das Niederdrücken des Drehgriffes 3 ergibt sich durch den Anschlag eines Kragens 22 des Griffstückes auf eine Scheibe 23, die sich ihrerseits über einen Sicherungsring 24 auf das Kopfstück 16 abstützt. Dieser Anschlag kann auch bei der ersten Montage für das Aufpressen des Drehgriffes 3 auf das Griffstück 4 herangezogen werden.

Die Länge (in Umfangsrichtung) eines Durchbruches 25 durch das Gehäuse 1 ergibt sich aus dem für die Änderung des Mischungsverhältnisses erforderlichen Schwenkwinkel des Kolbens 2.

In der Figur 2 ist ein anderes Ausführungsbeispiel beschrieben, wobei für übernommene Teile die gleichen Bezugszeichen beibehalten worden sind.

Bei dieser Ausbildung trägt der Stellring 38 oben axiale Zähne 42. Eine Fächerfederscheibe, gebildet von einem umlaufenden Bund 43 und radial nach innen ragenden Federfingern 41, ist so auf dem Stellring 38 aufgelegt, daß die Federfinger 41 zwischen den Zähnen 42 liegen, so daß die Fächerfederscheibe formschlüssig drehfest mit dem Stellring 38 verbunden ist. Die Federfinger 41 drücken dabei durch ihre eigene Vorspannung (in der Normalstellung, linke Hälfte des Schnittbildes) in eine entsprechende Verzahnung 45 des Kopfstückes 16.

Der Kolben 2 ist also formschlüssig drehfest mit dem Kopfstück 16 verriegelt: über Längsnut 12, Stiftschraube 30, Stellring 38, Zähne 42, Federfinger 41 und Verzahnung 45. Die Drehung des

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Drehgriffes 3 bewirkt dann eindeutig eine axiale Verschiebung (durch die Relativbewegung im Gewinde 9) des Kolbens 2, und damit die Steuerung der Durchflußmenge.

Wird der Drehgriff 3 axial nach unten entgegen der Schraubenfeder 7 (rechte Hälfte der Figur 2) gedrückt, dann drückt eine Schulter 48 des Drehgriffes 3 die Federfinger 41 aus der Verzahnung 45 heraus; bei weiterem Niederdrücken rastet eine Verzahnung 46 des Drehgriffes 3 in eine Verzahnung 42 des Stellringes 38 ein.

Wird jetzt Drehgriff 3 gedreht, drehen sich Spindel 9 und Kolben 2 gleichmäßig: es erfolgt keine axiale Verschiebung des Kolbens 2 (und damit keine Änderung der Durchflußmenge), sondern nur eine Drehung des Kolbens 2 und dnmit die Änderung des Mischverhfiltnisses.

Damit eine gute Führung des Drehgriffes 3 gewährleistet ist, ist ein Führungsring 44 an dem Stellring 38 vorgesehen. Zur Abdichtung zwischen den wasserführenden Teilen der Armatur und dem Bedienungselement ist an dem Kolben 2 ein O-Ring 49 angeordnet.

Gegenüber der Ausführung nach Figur 1 ist bei dieser ein wesentlich geringerer Verschiebeweg des Bedienungselements erforderlich und die Anzahl der Bauelemente verringert.

Die in der Zeichnung dargestellten Ausbildungen können auch bei normalen Auslaufventilen eingesetzt werden. An de» Kolben 2 ist dann ein üblicher Absperrventilkegel befestigt, dessen axiale Verstellung die Durchflußmenge steuert und auf den eine Drehung des Kolbens 2 keinen Einfluß hat.

Eine Verdrehung des Stellringes 38 gegenüber dem Gehäuse 1 kann dann - in technisch nicht weiter schwieriger Form - für die Temperatur-Sollwertvorgabe (und Anzeige der Vorgabe) herangezogen werden, z.B. für ein thermostatisch geregeltes Mischventil oder eines über die Leistung geregelten Durchlauferhitzers; ebenso kann die Verdrehung des Stellringes 38 benutzt werden

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für die Stufenschaltung eines Durchlauferhitzers usw.

Bei einer Temperatur-Sollwertvorgabe können die bekannten Sicherungsmaßnahmen vorgesehen werden, z.B. Freigabe eines bestimmten Temperaturbereiches erst nach Betätigung eines Entsperrknopfes, oder erst nach weiterem Niederdrücken des Drehgriffes gegen eine stärkere Federkraft usw.

Neben den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen kann das erfindungsgemäße Prinzip auch anders realisiert werden. Ein Freiheitsgrad des Bedienungselementes ist dabei jedoch immer eine Drehung, der andere Freiheitsgrad kann anstelle der axialen Verschiebung auch das Kippen eines Drehgriffes oder das Heben/Senken eines Hebels beinhalten. Auch können Innen- und Außengewinde sinngemäß gegeneinander vertauscht werden. Anstelle der beschriebenen formschlüssigen Verriegelung zwischen Gehäuse und Innengewinde-Teil kann auch eine kraftschlüssige Verbindung vorgesehen werden (z.B. durch einen elastischen Rundschnurring); vorzugsweise sollte dann gegen deren Reibung der Innengewinde-Teil durch den niedergedrückten Griff verdreht werden.

Die Anwendung der erfindungsgemäßen Lösung ist nicht auf hydraulische Ventile beschränkt; sie ist immer möglich, wenn manuell mit einem Bedienungselement zwei Funktionen gesteuert werden sollen, die sich auf die Bewegung in einem Gewinde und auf eine Verdrehung zurückführen lassen: z.B. Luftmenge und Richtung einer Klimaanlage.

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Anmelder: Dipl.-Ing.

Lorenz Claussan

Nickisch-Rosenegk-Str. 11 GRP-El/Schi

. 1000 Berlin 18 0188

ANSPRÜCHE

1./ Ventil mit einem in zwei Freiheitsgraden beweglichen Bedienungselement, wobei zwei Steuergrößen durch die Bewegung des Bedienungselements in einem Freiheitsgrad gesteuert werden, während die Bewegung des Bedienungselements im zweiten Freiheitsgrad bzw. die Endlage im zweiten Freiheitsgrad bestimmt, welche der beiden Steuergrößen im ersten Freiheitsgrad gesteuert werden, nach Patent Nr (Patentanmeldung P 26 36 517.3), dadurch gekennzeichnet, daß das Bedienungselement drehfest mit einem ersten Teil einer Gewindepaarung verbunden ist und durch Drehung im Gewinde eine axiale Verschiebung eines Stellgliedes zur Durchflußmengensteuerung erzeugt wird, und daß eine zweite drehfeste Verbindung eines zweiten Teils der Gewindepaarung mit einem Gehäuse (1) durch eine Bewegung des Bedienungselements in einem anderen Freiheitsgrad geschlossen oder gelöst wird, derart, daß der vom Gehäuse (1) gelöste Teil der Gewindepaarung gleichzeitig oder anschließend mit dem Bedienungselement drehfest gekuppelt wird.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Bedienungselements, die die Verbindung des einen Teils der Gewindepaarung mit dem Gehäuse (1) löst und dies Teil drehfest mit dem Bedienungselement kuppelt, eine axiale Verschiebung des Bedienungselements ist, vorzugsweise gegen eine Rückstellkraft einer Schraubenfeder (7).

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3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehung des vom Gehäuse (1) lösbaren Teils der Gewindepaarung zum Steuern einer anderen Funktion als der Durchflußmenge herangezogen wird.

4. Ventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Gehäuse (1) lösbare Teil der Gewindepaarung ein Kolben (2) eines Mischventils ist, dessen Drehung das Mischungsverhältnis steuert.

5. Ventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem vom Gehäuse (1) lösbaren Teil der Gewindepaarung die Temperatür-Sollwertvorgabe für ein thermostatisch geregeltes Mischventil erfolgt.

6. Ventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem vom Gehäuse (1.) lösbaren Teil der Gewindepaarung die Temperatur-Sollwertvorgabe für einen leistungsgesteuerten Durchlauferhitzer eingestellt wird.

7. Ventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem vom Gehäuse (1) lösbaren Teil der Gewindepaarung die Leistung eines in Stufen schaltbaren elektrischen Durchlauferhitzers geschaltet wird.

8. Ventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Teil der Gewindepaarung von einem Kolben (2) gebildet wird und mittels einer durch einen Durchbruch (25) im Gehäuse (T) in eine Längsnute (12)

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des Kolbens (2) einfassenden,in einem drehbaren Stellring (38) radial eingeschraubten Stiftschraube (30) wahlweise mit dem Gehäuse (1) oder einem Drehgriff (3) kuppelbar ist

9. Ventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung des Kolbens (2) mittels zwei paar Verzahnungen (37,39; 33,34,35) erfolgt, wobei die bevorzugte Kupplungsstellung mit dem Gehäuse (1) mit Hilfe eines mit einer Schraubenfeder (13) in seine Kupplungslage gestrammten Sperringes (31) hergestellt wird.

10. Ventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung des Kolbens (2) mittels Verzahnungen (42,46; 41,

45) erfolgt und die bevorzugte Kupplungsstellung mit einer

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am Stellring·'befest igten Fächerfederscheibe, deren Federfinger (41) mit Hilfe einer an dem Griffstück (3) angeformten ringförmigen Schulter (48) in die Verzahnung (45) aus- und einrückbar sind.

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