DE4243738C1 - Doppelventilkegel für ein sanitäres Mischventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Doppelventilkegel für ein sani­ täres Mischventil mit

• a) einem Tragkörper aus starrem Material, dessen Innenraum von Wasser durchströmbar ist;
• b) einer ersten am Tragkörper befestigten Dichtung, die zur axialen Abdichtung gegen einen ersten Ventilsitz ausge­ bildet ist;
• c) einer zweiten am Tragkörper befestigten Dichtung, die zur axialen Abdichtung gegen einen zweiten Ventilsitz ausge­ bildet ist;
• d) einer dritten am Tragkörper zwischen der ersten und der zweiten Dichtung befestigten Dichtung, welche zur radialen Abdichtung ausgebildet ist.

Derartige Doppelventilkegel finden in erster Linie aber nicht ausschließlich in Thermostatventilen Einsatz, bei denen nicht nur das Mischungsverhältnis von Kalt- und Warmwasser im aus­ fliegenden Mischwasser thermostatisch geregelt wird, sondern außerdem der Wasserfluß tropffrei abgestellt werden kann ("Thermostatventile mit Mengenregelung"). Die erste und die zweite Dichtung dienen in diesem Falle dazu, im Zusammenwirken mit dem Kalt- und dem Warmwassersitz des Thermostatventiles die entsprechenden Wasserströme vollständig zum Stillstand zu bringen. Eine dritte, radial nach außen wirkende Dichtung unterbindet einen direkten Wasserfluß zwischen den beiden Ventilsitzen an der äußeren Mantelfläche des Doppelventil­ kegels entlang.

Bei bekannten derartigen Doppelventilkegeln, wie sie derzeit im Gebrauch sind, sind die drei Dichtungen gesonderte Teile, die jeweils einzeln an dem Tragkörper befestigt werden müssen. Dieser muß hierzu aus mehreren Teilen hergestellt werden, die dann unter Einfügung der verschiedenen Dichtungen miteinander verschraubt werden. Die Vielzahl von Teilen und die Vielzahl der hiermit verbundenen Montagegänge ist jedoch verhältnis­ mäßig kostenintensiv.

Aus der DE-PS 28 52 935 ist ein Doppelventilkegel für ein sanitäres Thermostatventil bekannt, an dem nur eine einzige Dichtung, nämlich eine ringförmige Membran, mit dem Innenum­ fang befestigt ist. Der Außenumfang dieser ringförmigen Mem­ bran ist am Gehäuse des Thermostatventiles festgelegt, so daß sich die Membran bei der Bewegung des Doppelventilkegels verformt. Sie ist dabei so angeordnet, daß sie gleichzeitig die radiale Abdichtung zwischen Doppelventilkegel und Ther­ mostatgehäuse und die Abdichtung gegen den Kaltwassersitz bewirkt. Zur Abdichtung zwischen dem Doppelventilkegel und dem Warmwassersitz ist eine zweite ringförmige Membran vor­ gesehen, die mit ihrem Außenumfang ebenfalls im Thermostat­ gehäuse befestigt ist. Auch hier findet sich eine Vielzahl von Teilen, die zudem verhältnismäßig schwierig zu montieren sind.

Die DE-OS 26 54 452 beschreibt ein Ventil, dessen als beweg­ bares Steuerelement dienender Steuerschieber durch mehrere Dichtungen gegen das Ventilgehäuse abgedichtet ist. Die Dich­ tungen, nicht aber das Steuerelement, weisen einen starren Stützkörper auf, der von mehreren Dichtungsbereichen aufwei­ sendem Dichtungsmaterial ganz oder teilweise ummantelt ist. Die Umfangswandung des Steuerschiebers jedoch ist nicht über­ zogen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Doppelventil­ kegel der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß er preiswerter herzustellen und zu montieren ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß

• e) die Dichtungen einstückig an einem Dichtkörper geformt sind, der die gesamte äußere Mantelfläche des unteren hohlzylindrischen Bereichs des Tragkörpers umschließt,
• f) die erste und die zweite Dichtung die Form eines radial nach innen geführten Flansches aufweisen, der sich an einem radial nach außen geführten Flansch des Tragkörpers abstützt,
• g) die dritte Dichtung die Form mindestens einer radial über­ stehenden Dichtlippe hat.

Die erfindungsgemäße Zusammenfassung der drei Dichtungen, die bei gattungsgemäßen Doppelventilkegeln zur Steuerung der Was­ serströme erforderlich sind, an einem Dichtkörper, hat nicht nur den Vorteil der einfacheren Lagerhaltung und der einfa­ cheren, da in einem Vorgang erfolgenden Montage. Dadurch, daß der starre Tragkörper des ja das Steuerelement des Ven­ tils bildenden Doppelventilkegels insgesamt von einem Mantel aus nachgiebigem Material umgeben ist, wird auch seine Ver­ kalkungsempfindlichkeit verringert: Die Mantelfläche wird nämlich bei Bewegungen des Doppelventilkegels und/oder unter dem Einfluß des variierenden Wasserdrucks ständig bewegt, so daß abgelagerte Kalk- oder Verschmutzungsschichten immer wieder abgesprengt werden. Auch der Tragkörper kann ein­ stückig sein, muß also nicht erst zur Befestigung der ver­ schiedenen Dichtungen aus mehreren Teilen zusammengeschraubt werden. Die verschiedenen Dichtungen sind bei einem erfin­ dungsgemäßen Doppelventilkegel an ihre spezielle Aufgaben­ stellung angepaßt: Die Ausgestaltung der ersten und zweiten Dichtung in Form eines radial nach innen geführten Flansches, der sich an einem radial nach außen geführten Flansch des Tragkörpers abstützt, ermöglicht eine wohldefinierte Pressung der axial wirkenden Dichtungen, ohne daß der Gesamtbereich des Dichtkörpers durch Kräfte beeinflußt wird, die von den Ventilsitzen auf die beiden Flansche ausgeübt werden. Die Aus­ gestaltung der dritten Dichtung als radial überstehende Dicht­ lippe wird ihrer Funktionsweise als Radialdichtung am besten gerecht.

Wenn, wie dies bei einer besonderen Ausgestaltung der Erfin­ dung vorgeschlagen wird, in der Mantelfläche des Dichtkörpers mindestens eine ringförmige Hohlkehle aus­ gebildet ist, werden die an die Hohlkehle angrenzenden Bereiche des Dichtkörpers weicher und beweglicher, ohne daß der Dichtkörper insgesamt aus zu weichem Material hergestellt werden muß.

Zweckmäßig ist, wenn der Dichtkörper aus einem Material mit einer Shore-Härte von etwa 80° besteht.

Der Dichtkörper kann um den Tragkörper gespritzt, auf den Tragkörper aufvulkanisiert oder auf den Tragkörper aufgespritzt sein. Alle diese Verbindungs- bzw. Befesti­ gungsarten zeichnen sich dadurch aus, daß sie nur einen einzigen Arbeitsvorgang erforderlich machen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen

Fig. 1: einen Teilschnitt durch ein sanitäres Thermo­ statventil;

Fig. 2: in vergrößertem Maßstab einen Schnitt durch den Doppelventilkegel aus dem Thermostatventil von Fig. 1.

In Fig. 1 ist der teilweise Schnitt durch ein sanitäres Thermostatventil dargestellt. Es umfaßt ein Batteriege­ häuse 1, das nur im linken, Warmwasser führenden Bereich detailliert dargestellt ist; der rechte, das Kaltwasser führende Bereich dagegen ist abgeschnitten und im wesentli­ chen symmetrisch zum linken Bereich ergänzt zu denken. Diese Verhältnisse sind dem Fachmann bekannt und brauchen daher nur kurz erläutert zu werden:

So enthält das Armaturengehäuse 1 einen Warmwasseranschluß 2, von welchem das Warmwasser über verschiedene Kanäle zu einem Vorabsperrventil 3, einem Schmutzfangsieb 4 und einem Warmwasser-Zulaufraum 5 geführt wird.

In entsprechender Weise sind im rechten, in Fig. 1 nicht dargestellten Bereich des Armaturengehäuses 1 ein Kaltwasseranschluß, ein weiteres Vorabsperrventil und ein weiteres Schmutzfangsieb zu denken, von denen das Kaltwasser zu dem Kaltwasser-Zulaufraum 6 gelangt, der in Fig. 1 wieder dargestellt ist und dort gegenüber dem Warmwasser-Zulaufraum 5 nach oben versetzt ist.

Eine Aufnahmebohrung 7 führt von der in Fig. 1 oberen Fläche des Armaturengehäuses 1 bis in den Warmwasser- Zulaufraum 5. Sie durchsetzt dabei auch den Kaltwasser- Zulaufraum 6. In die Aufnahmebohrung 7 ist in Fig. 1 von oben her ein Thermostateinsatz eingeschoben, der insgesamt das Bezugszeichen 8 trägt. Ein Ringflansch 9, der am Armaturengehäuse 1 angeschraubt ist, liegt von außen her an einem radial überstehenden Flansch 10 des Thermostateinsatzes 8 an, der seinerseits auf einer Stufe des Armaturengehäuses 1 ruht. Auf diese Weise ist der Thermostateinsatz 8 lösbar im Armaturengehäuse 1 gehalten.

Der Thermostateinsatz 8 umfaßt seinerseits ein zumindest im unteren Bereich zylindrisches Einsatzgehäuse 11, welches mit seinem unteren Ende bis in den Warmwasser- Zulaufraum 5 ragt und durch O-Ringdichtungen, die aus Übersichtlichkeitsgründen nicht selbst mit Bezugszeichen versehen sind, so gegen das Armaturengehäuse 1 abgedichtet ist, daß ein direkter Wasserdurchtritt zwischen dem Warmwasser-Zulaufraum 5 und dem Kaltwasser-Zulaufraum 6 ebenso unterbunden ist wie ein Wasseraustritt aus dem Kaltwasser-Zulaufraum 6 nach oben durch die Aufnahme­ bohrung 7 hindurch.

Das Einsatzgehäuse 11 weist mehrere radiale Warmwasser- Einlaßöffnungen 12 im Bereich des Warmwasser-Zulaufraumes 5 auf. In entsprechender Weise durchsetzen mehrere Kalt­ wasser-Zulauföffnungen 13 das Einsatzgehäuse 11 im Bereich des Kaltwasser-Zulaufraumes 6.

Im unteren, etwa zwischen den Warmwasser-Zulauföffnungen 12 und den Kaltwasser-Zulauföffnungen 13 liegenden Bereich des Innenraumes des Einsatzgehäuses 11 befindet sich ein axial verschiebbarer Doppelventilkegel 14, der weiter unten anhand der Fig. 2 näher beschrieben ist. Die axiale Position des Doppelventilkegels 14 bestimmt in an und für sich bekannter Weise das Mischungsverhältnis von Warm- und Kaltwasser, die durch die Warmwasser-Zulauf­ öffnungen 12 bzw. die Kaltwasser-Zulauföffnungen 13 ins Innere des Einsatzgehäuses 11 fließen. Der Doppel­ ventilkegel 14 wirkt hierzu mit einem ersten, stationären Ventilsitz 15 zusammen, der als radiale Stufe des Einsatz­ gehäuses 11 ausgebildet ist und den Zufluß von Warmwasser aus dem Warmwasser-Zulaufraum 5 und durch die Warmwasser- Zulauföffnungen 12 in den Innenraum des Einsatzgehäuses 11 steuert.

Der Doppelventilkegel 14 wirkt außerdem mit einem zweiten Ventilsitz 16 zusammen, der bei dem dargestellten Aus­ führungsbeispiel durch die untere, stirnseitige Ring­ fläche einer axial verstellbaren Mengenhülse 17 gebildet wird. Der Ventilsitz 16 steuert die Kaltwasserströmung aus dem Kaltwasser-Zulaufraum 6 durch die Kaltwasser- Zulauföffnungen 13 in den Innenraum des Einsatzgehäuses 11.

Die axiale Position des Ventilsitzes 16, der an der Mengen­ hülse 17 ausgebildet ist, bestimmt in bekannter Weise die Summe der Regelspalte, über welche Warm- und Kalt­ wasser in den Innenraum des Einsatzgehäuses 11 eintreten können, und damit die Gesamtmenge des aus dem Thermostat­ ventil austretenden Mischwassers. Die axiale Verstellung der Mengenhülse 17 wird in hier nicht näher interessieren­ der Weise durch die Verschwenkung eines Mengen-Bedienungs­ hebels 18 bewirkt.

Die axiale Position des Doppelventilkegels 14 zwischen dem Warmwasserventilsitz 15 und dem Kaltwasserventilsitz 16, welche das Mischungsverhältnis und somit die Temperatur des ausfließenden Mischwassers festlegt, wird dagegen durch ein Dehnstoffelement 19 bestimmt, welches axial oberhalb des Doppelventilkegels 14 angeordnet ist und diesen über eine Druckhülse 20 beaufschlagt. Die Druck­ hülse 20 liegt dabei über eine untere Kugelkalottenfläche an einer oberen Kugelkalottenfläche des Doppelventilkegels 14 an. Eine Druckfeder 21 hält den Doppelventilkegel 14 in kraftschlüssiger Anlage an der Druckhülse 20 und sorgt in bekannter Weise für den Rückhub des Doppelventilkegels 14. Die gesamte Anordnung aus Doppelventilkegel 14, Druckhülse 20 und Dehnstoffelement 19 wird von einem Führungsstift 22 geführt, der in der unteren Stirnseite des Einsatzgehäuses 11 befestigt ist.

Die axiale Position des Dehnstoffelementes 19 wird in bekannter Weise zum einen durch die Drehstellung eines Temperatur-Wählgriffes 23 und zum anderen durch die Temperatur des Mischwassers bestimmt, welches zum Teil den Innenraum des Dehnstoffelementes 19 durchströmt, zum anderen Teil an der äußeren Mantelfläche des Dehn­ stoffelementes 19 vorbeifließt.

Die Wasserwege der verschiedenen Wasserströme innerhalb des Thermostateinsatzes sind also folgende:

Das Warmwasser fließt je nach dem Spalt zwischen der unteren Stirnseite des Doppelventilkegels 14 und dem Ventilsitz 15, in den Innenraum des Doppelventilkegels 14 ein und gelangt dann durch die Durchströmungsöffnungen 24, die in dem sich konisch verengenden Bereich des Doppelventilkegels 14 ausgebildet sind.

Das Kaltwasser fließt von den Kaltwasser-Zulauföffnungen 13 des Einsatzgehäuses 11 je nach dem Spalt, der zwischen dem Ventilsitz 16 und der oberen Stirnfläche des Doppel­ ventilkegels 14 verbleibt, direkt zum Dehnstoffelement 19 und vermischt sich dabei mit dem Warmwasser, welches die Durchtrittsöffnungen 24 des Doppelventilkegels 14 durchströmt. Das sich so bildende Mischwasser gelangt nach dem Passieren des Dehnstoffelementes 19 (durch den Innenraum hindurch oder an der Außenmantelfläche vorbei) in einen Mischwasser-Auslaßraum 25 und von dort zu dem in der Zeichnung nicht dargestellten Auslauf des sanitären Thermostatventils.

Der genaue Aufbau des Doppelventilkegels 14 ist der Fig. 2 zu entnehmen. Er besteht aus zwei Teilen: Um einen metallischen Tragkörper 26 ist ein Dichtkörper 27 aus elastomerem oder plastomerem Material gelegt. Diese Verbindung kann beispielsweise durch Umspritzen oder Anvulkanisieren geschehen. Auch ein formschlüssiges, elastisches "Aufknüpfen" kommt in Frage.

Der Tragkörper 26 umfaßt einen unteren, im wesentlichen hohlzylindrischen Bereich 28 größeren Durchmessers, einen oberen, im wesentlichen hohlzylindrischen Bereich 29 kleineren Durchmessers und den konischen Übergangsbereich 30, welcher die zylindrischen Bereiche 28 und 29 miteinander verbindet und die bereits oben erwähnten Durchströmungsöff­ nungen 24 enthält.

An der oberen Stirnseite des oberen hohlzylindrischen Bereiches 29 des Tragkörpers 26 ist die oben ebenfalls schon erwähnte Kugelkalottenfläche 31 ausgeformt.

Der Dichtkörper 27 umgibt einstückig die gesamte äußere Mantelfläche des unteren hohlzylindrischen Bereiches 28 des Tragkörpers 26. Am axial oberen und unteren Ende sind jeweils radial nach innen ragende Flansche 32 und 33 angeformt, welche über radial nach außen ragende Flansche 34 und 35 des Tragkörpers 26 gelegt sind. Die Flansche 32 und 33 des Dichtkörpers 27 stellen radial verlaufende, ringförmige Dichtbereiche dar, welche mit den Ventilsitzen 15 bzw. 16 zusammenwirken und bei Anlage an diesen den Warmwasser- bzw. Kaltwasserstrom tropffrei zum Stillstand bringen können.

In der Außenmantelfläche des Dichtkörpers 27 sind zwei radial überstehende Dichtlippen 36 und 37 ausgeformt, welche der Abdichtung des Doppelventilkegels 14 gegen die Wandung des Einsatzgehäuses 11 dienen, die zwischen dem Warmwasser-Zulaufraum 5 und dem Kaltwasser-Zulauf­ raum 6 liegt. Der Dichtkörper 27 übernimmt auf diese Weise die Funktion von drei gesonderten Dichtungen, die beim Stande der Technik vorgesehen waren.

Im oberen Bereich der Mantelfläche des Dichtkörpers 27 ist, dem Flansch 35 des Tragkörpers 26 benachbart, eine Hohlkehle 38 ausgeformt. Eine ähnliche Hohlkehle 38 könnte bei Bedarf auch im unteren, dem Flansch 34 des Tragkörpers 26 benachbarten Bereich vorgesehen werden. Derartige Hohlkehlen dienen dazu, die Dichtlippen 36 und 37 flexibler zu machen und - insbesondere beim ela­ stischen Aufknüpfen des Dichtkörpers 27 auf den Trag­ körper - das Aufbringen des Bereiches des Dichtkörpers, welcher den zugeordneten Flansch 34 bzw. 35 des Trag­ körpers umgibt, zu erleichtern.

Dadurch, daß bei dem dargestellten Doppelventilkegel 14 die gesamte äußere Mantelfläche des unteren hohlzylindri­ schen Bereiches 28 des Tragkörpers 26 von elastomerem bzw. plastomerem Material umgeben ist, wird dessen Verkalkungs­ empfindlichkeit verringert: Evtl. sich an der Oberfläche des Dichtkörpers 27 ablagernde Kalkschichten werden durch die Bewegungen dieser (elastischen) Oberfläche, die sich beim Verschieben des Doppelventilkegels 14 oder durch den Wasserdruck ergeben, immer wieder abgesprengt.

Claims (6)

1. Doppelventilkegel für ein sanitäres Mischventil mit

• a) einem Tragkörper aus starrem Material, dessen Innenraum von Wasser durchströmbar ist;
• b) einer ersten am Tragkörper befestigten Dichtung, die zur axialen Abdichtung gegen einen ersten Ventilsitz ausgebil­ det ist;
• c) einer zweiten am Tragkörper befestigten Dichtung, die zur axialen Abdichtung gegen einen zweiten Ventilsitz ausgebil­ det ist;
• d) einer dritten am Tragkörper zwischen der ersten und der zweiten Dichtung befestigten Dichtung, welche zur radialen Abdichtung ausgebildet ist,
  dadurch gekennzeichnet, daß
• e) die Dichtungen (32, 33, 36, 37) einstückig an einem Dicht­ körper (27) geformt sind, der die gesamte äußere Mantel­ fläche des unteren hohlzylindrischen Bereichs (28) des Trag­ körpers (26) umschließt,
• f) die erste und die zweite Dichtung (32, 33) die Form eines radial nach innen geführten Flansches aufweisen, der sich an einem radial nach außen geführten Flansch (34, 35) des Tragkörpers (26) abstützt,
• g) die dritte Dichtung (36, 37) die Form mindestens einer radial überstehenden Dichtlippe hat.

2. Doppelventilkegel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mantel­ fläche des Dichtkörpers (27) mindestens eine ringförmige Hohlkehle (38) ausgebildet ist.

3. Doppelventilkegel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtkörper (27) aus einem Material mit der Shore-Härte von etwa 80° besteht.

4. Doppelventilkegel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Dicht­ körper (27) um den Tragkörper (26) gespritzt ist.

5. Doppelventilkegel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtkörper (27) auf dem Tragkörper (26) aufvulkanisiert ist.

6. Doppelventilkegel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtkörper (27) auf den Tragkörper (26) aufgeknüpft ist.