DE4228565A1 - Ventil mit Voreinstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventil mit Voreinstellung, mit einem Ventilgehäuse, das einen Eingangs- und einen Ausgangsstutzen aufweist, einer Ventilspindel, deren Verschlußstück mit einem Ventilsitz zusammenwirkt, und einer konzentrisch um die Ventilspindel angeordneten zylindrische Hülse, die einen im wesentlichen geschlos­ senen, mit seiner Stirnfläche an einer gehäusefesten Grundfläche anliegenden Boden, mit Abstand davon den Ventilsitz und in der Umfangswand mindestens eine zu dem einen Stutzen führende Durchströmöffnung aufweist sowie zur Justierung einer Voreinstellungs-Drossel, die durch exzentrisch angeordnete einander überlappende Steueröffnungen in Stirn- und Grundfläche gebildet ist, dreh- und feststellbar ist.

Ein derartiges Ventil ist als Heizkörperventil aus DE-PS 22 53 462 bekannt. Die Voreinstellung dient dazu, den maximalen Durchfluß des Heizmediums durch den zu­ gehörigen Heizkörper zu begrenzen. Die beiden Steuer­ öffnungen sind halbmondförmige Öffnungen im Boden und in einer in das Ventilgehäuse eingesetzten Platte. Die Hülse ist mit einer die Ventilspindel führenden und abdichtenden Buchse gekuppelt und kann daher von außen verstellt werden. Die maximale Durchströmmenge ergibt sich, wenn beide Steueröffnungen exakt miteinander übereinstimmen. Durch Drehung der Hülse wird der Über­ lappungsbereich verkleinert und damit eine Begrenzung der durchströmenden Menge erreicht.

Die in das Gehäuse eingesetzte Platte ist erforderlich, weil es Schwierigkeiten bereitet, eine halbmondförmige Aussparung im Inneren des Ventilgehäuses zu erzeugen. Die Lösung ist aber teuer, weil die Platte gegen Ver­ drehen gesichert werden muß, wozu sie einen stiftförmi­ gen Ansatz besitzt, der in eine zusätzliche Bohrung des Ventilgehäuses eingreift. Außerdem ist es schwierig, die gewünschte Durchströmmenge genau einzustellen. Dies gilt insbesondere, wenn die Durchströmung auf kleine Mengen beschränkt werden soll und dabei die geforderten Einstelltoleranzen einzuhalten sind. Hierbei gilt näm­ lich:

Im Bereich von 0-10 kg/h beträgt sie +/- 3 kg/h,
im Bereich 11-33 kg/h beträgt sie +/- 6 kg/h.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ventil der eingangs beschriebenen Art anzugeben, das preisgün­ stiger hergestellt werden kann und mit einem einfachen Einstellvorgang eine exakte Begrenzung auch bei kleinen Durchströmmengen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Grundfläche Teil des Ventilgehäuses ist, daß die Steueröffnung in der Grundfläche durch eine exzentri­ sche Bohrung gebildet ist, die über eine Querbohrung mit dem anderen Stutzen verbunden ist, und daß die Steueröffnung in der Stirnfläche durch eine Nut gebil­ det ist, die sich über einen Kreisbogen von weniger als 360° erstreckt, an einem Ende über eine exzentrische Bohrung im Boden mit dem Innenraum der Hülse verbunden ist und zum anderen Ende hin abnehmenden Querschnitt besitzt.

Die Voreinstellungs-Drossel läßt sich mit höherer Ge­ nauigkeit deshalb preiswert fertigen, weil im Ventilge­ häuse lediglich eine plane Grundfläche und eine ihr zugeordnete Bohrung vorzusehen ist und weil die Anbrin­ gung der Nut an der frei zugänglichen Bodenfläche der Hülse, beispielsweise durch Fräsen, keine Probleme mit sich bringt. Die Einstellung ist einfach, weil nahezu eine gesamte Umdrehung als Voreinstellbereich zur Ver­ fügung steht. Bei der Drehung verlagert sich die Nut mit Bezug auf die gehäusefeste Steueröffnung. Hierdurch wird die Größe der sich überlappenden Fläche und die Länge des drosselnden Abschnitts der Nut festgelegt. Hierdurch erreicht man eine große Präzision bei der Justierung. Für eine gegebene Winkeldrehung der Hülse ändert sich die überlappte Fläche nur wenig und die Länge des Drosselkanals in genau definierter Weise.

Vorzugsweise erstreckt sich die Nut über einen Kreisbo­ gen von mindestens 270°. Auf diese Weise kann der Ein­ stellbereich nahezu eine vollständige Umdrehung umfassen.

Zweckmäßigerweise hat das Nutprofil zum anderen Ende hin abnehmende Tiefe und Breite. Bei einer Drehung än­ dert sich sowohl die als Steueröffnung dienende Ober­ seite der Nut als auch der einen Drosselkanal definie­ rende Querschnitt der Nut. Insbesondere kann die Nut einen V-förmigen Querschnitt besitzen.

In weiterer Ausgestaltung ist dafür gesorgt, daß der Boden der Hülse zur Bildung des Ventilsitzes eine vom Hülseninnenraum ausgehende zentrische Sackbohrung auf­ weist, und daß die exzentrische Bohrung im Boden eine Sackbohrung ist, welche die zentrische Bohrung schnei­ det. Die beiden sich schneidenden Bohrungen lassen sich auf einfache Weise in der Hülse anbringen. Die Formung der zentrischen Bohrung führt gleichzeitig zur Bildung des Ventilsitzes. Dies ergibt eine sehr preiswerte Her­ stellung.

Zweckmäßigerweise ist die Umfangswand der Hülse im Be­ reich der Durchströmöffnungen von einer Ringkammer um­ geben, die mit dem einen Stutzen verbunden ist. Der Durchfluß wird jenseits des Ventilsitzes nicht mehr durch Drosselwiderstände behindert.

Vorteilhafterweise weist der Hülseninnenraum mit Ab­ stand vom Ventilsitz eine Stufe auf, an der eine Spin­ delführungsplatte abgestützt ist. Auf diese Weise kann auch eine verhältnismäßig lange Spindel sicher gehalten werden. Dies ergibt eine gute Führung der Spindel, bei der auch die Zentrierung des Verschlußstücks mit Bezug auf den Ventilsitz gewährleistet ist.

Die Spindelführungsplatte kann ferner eine Stützfläche für eine auf die Spindel wirkende Rückstellfeder bil­ den. Die Feder drückt die Spindelführungsplatte gegen die Stufe, so daß keine weitere Befestigung erforder­ lich ist. Gleichzeitig wird die Hülse mit ihrer Stirn­ fläche gegen die Grundfläche gedrückt, so daß eine Leckströmung, welche den Ventilsitz und die Voreinstel­ lungs-Drossel umgeht, vermieden wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher er­ läutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Teillängsschnitt durch ein erfindungsgemä­ ßes Ventil und

Fig. 2 eine Ansicht der Stirnfläche der Hülse.

Das veranschaulichte Ventil besitzt ein Ventilgehäuse 1 mit einem Eingangsstutzen 2 und einem Ausgangsstut­ zen 3. Senkrecht zur Stutzenachse ist eine Ausdrehung 4 eingebracht, die einen zylindrischen Abschnitt 5, eine Erweiterung 6 und einen zweiten zylindrischen Abschnitt 7 aufweist. Ferner gibt es eine plane Grundfläche 8. Von der Grundfläche geht eine Bohrung 9 aus, die über eine Querbohrung 10 mit dem Eingangsstutzen 2 verbunden ist. Von der Erweiterung 6 geht eine Bohrung 11 aus, die zum Ausgangsstutzen 3 führt.

In die Ausdrehung 4 ist eine zylindrische Hülse 12 ein­ gesetzt, die eine zylindrische Umfangswand 13 und einen vergleichsweisen dicken Boden 14 aufweist. Der Boden liegt mit seiner Stirnfläche 15 an der Grundfläche 8 an. Er ist unter gleichzeitiger Bildung eines Ventil­ sitzes 16 mit einer zentrischen Sackbohrung 17 verse­ hen. Diese schneidet eine von der Stirnfläche 15 ausge­ hende exzentrische Sackbohrung 18. Außerdem trägt der Boden 14 in Höhe des zylindrischen Abschnitts 7 einen O-Ring 19. Die Zylinderwand 13 der Hülse 12 weist in Höhe der Erweiterung 6 Durchströmöffnungen 20 auf, die von dem oberhalb des Ventilsitzes 16 befindlichen In­ nenraum 21 ausgehen und in dem durch die Erweiterung 6 gebildeten Ringraum 22 münden.

Eine Ventilspindel 23 trägt ein Verschlußstück 24 und ist durch eine Rückstellfeder 25 belastet, die das Ver­ schlußstück in die Offenstellung zwingt. Die Betätigung erfolgt durch einen Stift 26 von Hand, mittels eines Thermostataufsatzes oder aufandere Weise. Der Stift ist abgedichtet durch eine Führungs- und Abdichtvor­ richtung 27 nach außen geführt. Ein drehbares Stellele­ ment 28 ist über eine Kupplung 29 mit der Hülse 12 drehfest verbunden, so daß die Hülse insgesamt um ihre Achse gedreht werden kann. Solche Einstellmöglichkeiten sind bekannt, beispielsweise DE-PS 33 00 623.

Eine Spindelführungsplatte 30 stützt sich an einer Stu­ fe 31 der Hülse 12 ab. Sie dient gleichzeitig als Ab­ stützung für die Rückstellfeder 25 und wird von dieser Feder auf der Stufe gehalten. Gleichzeitig drückt die Feder die Hülse 12 mit ihrer Stirnfläche 15 gegen die Grundfläche 8.

In der Stirnfläche 15 ist eine Nut 32 vorgesehen, die sich über einen Kreisbogen von etwas mehr als 270° er­ streckt. An einem Ende befindet sich die Sackbohrung 18, die dort zusammen mit der Nut 32 eine Steueröffnung 33 bildet. Der Querschnitt der Nut nimmt zum anderen Ende hin ab. Dies geschieht dadurch, daß sowohl die Tiefe als auch die Breite der Nut 32 abnimmt. Sie be­ sitzt hierbei V-förmigen Querschnitt.

Die Mündung der Sackbohrung 9 im Ventilgehäuse bildet eine zweite Steueröffnung 34, die zusammen mit der Steueröffnung 33 eine Voreinstellungs-Drossel 35 bil­ det. Bei Übereinstimmung der beiden Sackbohrungen 9 und 18 ergibt sich eine vollständige Öffnung der Vorein­ stellungs-Drossel 35. Verdreht man die Hülse 12 mit Hilfe des Stellelements 28 werden die sich überlappen­ den Teile der Steueröffnungen 33 und 34 immer kleiner. Außerdem ergibt sich zwischen der Überlappungsstelle und der Sackbohrung 18 ein Drosselkanal mit zunehmender Länge und kleinerem Querschnitt. Insgesamt läßt sich daher eine sehr feinfühlige und genaue Voreinstellung vornehmen, mit der die geforderten Toleranzen besser als bisher einhaltbar sind.

Claims (9)

1. Ventil mit Voreinstellung, mit einem Ventilgehäuse, das einen Eingangs- und einen Ausgangsstutzen auf­ weist, einer Ventilspindel, deren Verschlußstück mit einem Ventilsitz zusammenwirkt, und einer kon­ zentrisch um die Ventilspindel angeordneten zylin­ drische Hülse, die einen im wesentlichen geschlos­ senen, mit seiner Stirnfläche an einer gehäusefe­ sten Grundfläche anliegenden Boden, mit Abstand davon den Ventilsitz und in der Umfangswand minde­ stens eine zu dem einen Stutzen führende Durch­ strömöffnung aufweist sowie zur Justierung einer Voreinstellungs-Drossel, die durch exzentrisch an­ geordnete einander überlappende Steueröffnungen in Stirn- und Grundfläche gebildet ist, dreh- und feststellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundfläche (8) Teil des Ventilgehäuses (1) ist, daß die Steueröffnung (34) in der Grundfläche durch eine exzentrische Bohrung (9) gebildet ist, die über eine Querbohrung (7) mit dem anderen Stutzen (2) verbunden ist, und daß die Steueröffnung (32) in der Stirnfläche (15) durch eine Nut (32) gebil­ det ist, die sich über einen Kreisbogen von weniger als 360° erstreckt, an einem Ende über eine exzen­ trische Bohrung (18) im Boden (14) mit dem Innen­ raum (21) der Hülse (12) verbunden ist und zum an­ deren Ende hin abnehmenden Querschnitt besitzt.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (32) sich über einen Kreisbogen von minde­ stens 270° erstreckt.

3. Ventil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Nutprofil zum anderen Ende hin abnehmende Tiefe und Breite hat.

4. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (32) V-förmigen Quer­ schnitt besitzt.

5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (14) der Hülse (12) zur Bildung des Ventilsitzes (16) eine vom Hülsen­ innenraum (21) ausgehende zentrische Sackbohrung (17) aufweist, und daß die exzentrische Bohrung (18) im Boden (14) eine Sackbohrung ist, welche die zentrische Bohrung schneidet.

6. Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangswand (13) der Hülse (12) im Bereich der Durchströmöffnungen (20) von einer Ringkammer (22) umgeben ist, die mit dem einen Stutzen (3) verbun­ den ist.

7. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hülseninnenraum (21) mit Abstand vom Ventilsitz (16) eine Stufe (31) auf­ weist, an der eine Spindelführungsplatte (30) abge­ stützt ist.

8. Ventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindelführungsplatte (30) eine Stützfläche für eine auf die Spindel (23) wirkende Rückstellfeder bildet.

9. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundfläche (8) von einem zylindrischen Abschnitt (7) des Ventilgehäuses (1) umgeben ist, und die Hülse (12) einen gegen diesen Abschnitt dichtenden O-Ring (19) trägt.