DE69408058T2

DE69408058T2 - Umstellventilkartusche

Info

Publication number: DE69408058T2
Application number: DE69408058T
Authority: DE
Inventors: Teodoro J Gonzalez
Original assignee: Newfrey LLC
Current assignee: Newfrey LLC
Priority date: 1993-09-08
Filing date: 1994-09-02
Publication date: 1998-05-07
Anticipated expiration: 2014-09-03
Also published as: CA2129574A1; US5472010A; EP0775860B1; DE69421551D1; DE69421551T2; EP0775860A3; EP0641962A1; KR950009330U; DE69408058D1; KR200186336Y1; EP0641962B1; CA2129574C; EP0775860A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Umstell- bzw. Umlenkventilkartusche zur Verwendung mit Armaturen wie bspw. Einhebel-Mischbatterien bspw. nach der US-A-5 402 827.
Das erfindungsgemäße Umlenkventil entspricht der allgemein bspw. in den US-PSN 4 798 211, 4 609 006 und RE 32 981 beschriebenen Art.
Bei Küchen-Wasserhähnen ist es üblich, das Wasser wahlweise durch einen Hahn oder eine Handbrause auszugeben. Wie in der US-PS 4 798 221 beschrieben, werden Umlenkventile häufig in solchen Armaturen eingesetzt, um das Wasser auf den Hahn oder den Brausekopf umzulenken. Das Umlenkventil sperrt die Wasserströmung durch den Hahn selbstätig, sobald der Sprühstrahl eingeschaltt wird. Wird andererseits der Sprühstrahl abgeschaltet, schaltet das Umlenkventil das Wasser selbsttätig auf den Wasserhahn um.
Wie in der US-PS 4 798 221 ausgeführt, sind Umlenk-Kartuschenventile aus dem Stand der Technik bekannt. Bspw. offenbart die US-PS 4 577 653 ein Kartuschenventil mit Vorspannfingern, die das Ventilelement in eine der Schaltstellungen vorbeaufschlagen.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung eine verbesserte miniaturisierte Ventilkartusche für ein Umlenkventil anzugeben, die von dem Hohlraum in einem massiven Körper aufgenommen wird und betrieblich die aus dem Wasserhahn austretende Wasserströmung bei eingeschaltetem Sprühstrahl vollständig sperrt, um das dann störende Tröpfeln aus dem Hahn zu vermeiden.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist, eine solche verbesserte Umlenkventilkartusche anzugeben, die das oben angegebene Ziel auf einfache Weise und mittels einer extrem einfachen Ventilmechanik erreicht.
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer solchen verbesserten Umlenkventilkartusche, bei der ein Zusetzen der Mechanik durch Verunreinigungen so weit wie möglich verhindert ist.
Eine Anordnung aus einem massiven Körper und einer Umlenkventilkartusche nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der FR-A-2 444 872 bekannt.
Die Erfindung ist im Anspruch 1 angegeben; die Unteransprüche betreffen bevorzugte Ausführungsformen.
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben.
Fig. 1 ist ein teilgeschnittener Seitenriß einer Einhebel-Mischbatterie mit einer Ventilkartusche der in der US-A-5 402 827 angegebenen und beanspruchten Art; sie zeigt auch die Anordnung einer erfindungsgemäß aufgebauten Umlenkventilkartusche im Ventilgehäuse sowie den Anschluß einer Handdüse an die Mischbatterie;
Fig. 2 ist eine Perspektivdarstellung eines Metallgehäuses in der Misch batterie der Fig. 1, dessen massiver Teil eine Ausnehmung zur Aufnahme der erfindungsgemäßen Umlenkventilkartusche enthält;
Fig. 3 ist ein Längsschnitt durch eine nach einer Ausführungsform der Erfindung aufgebaute Umlenkventilkartusche;
Fig. 4 ist eine Sprengdarstellung der Umlenkventilkartusche der Fig. 3 von einem Kartuschenende her gesehen;
Fig. 5 ist eine Sprengdarstellung der Umlenkventilkartusche der Fig. 3 vom anderen Kartuschenende her gesehen;
Fig. 6 ist eine Perspektivdarstellung der Umlenkventilkartusche der Fig. 3 von einem Ende her gesehen und aufgebrochen, um die internen Bestandteile der Kartusche zu zeigen;
Fig. 7 ist eine Darstellung entsprechend der Fig. 6, aber vom anderen Ende der Anordnung her gesehen; und
Fig. 8 zeigt als Teilschnitt, wie die erfindungsgemäße Umlenkventilkartusche im Gehäuse der Fig. 2 an der Ablauföffnung der Mischbatterie der Fig. 1 angeordnet ist.
Die in der Fig. 1 gezeigte Einhebel-Mischbatterie weist ein Gehäuse 10 bspw. aus Messing auf, wie es in Fig. 2 perspektivisch gezeigt ist. Das obere Ende des Gehäuses ist hohl ausgeführt, um eine Ventilkartusche 12 aufzunehmen, die nach der US-A-5 402 827 ausgeführt sein kann. Das untere Ende des Gehäuses 10 ist massiv belassen. Eine obere Hülse 14 ist auf das Gehäuse 10 aufgeschraubt; ihr oberes Ende schafft einen Sitz für das Betätigungselement, das als Hebel 16 vorliegen kann. Der Betätigungshebel ist mit einer Schraube 20 an einem Hebel 18 befestigt und dient auf die in der US-Anmeldung angegebe Weise zum Steuern der Funktion des Ventilkartusche 12. Insbesondere wird der Hebel 10 betätigt, damit die Ventilkartusche durch die Rohrleitungen 22, 24 zuströmendes heißes und kaltes Zulaufwasser mischt und das resultierende Gemisch einer Ablauföffnung 26 am oberen Ende des massiven Teils des Gehäuses 10 zuleitet. Eine untere Hülse 28 ist unterhalb der oberen Hülse 14 drehbar auf dem Gehäuse 10 gelagert, und an die untere Hülse ist ein Hahn bzw. Schnabel 30 angesetzt, der mit einer Ringkammer 32 zwischen der unteren Hülse 28 und dem Gehäuse 10 in Strömungsverbindung steht.
Eine radiale Ausnehmung 50 im unteren massiven Ende des Gehäuses 10 (Fig. 2) nimmt eine Umlenkventilkartusche 34 auf, die nach der erfindungsgemäßen Lehre aufgebaut ist. Die Umlenkventilkartusche 34 ist an der Ablauföffnung der Ventilkartusche 12 angeordnet (Fig. 8). Ein Rückschlagventil 36 an der Ablauföffnung verhindert bei Druckverlust eine Rückströmung.
In einer Stellung steuert die Umlenkventilkartusche 34 die Wasserströmung von der Ablauföffnung der Ventilkartusche 12 zum Ringraum 32 (Fig. 1) so, daß Wasser durch den Schnabel 30 ausströmen kann. In einer zweiten Stellung der Umlenkventilkartusche strömt das Wasser von der Ablauföffnung der Kartusche abwärts durch einen Kanal im Gehäuse 10 und einen Schlauch 38 zur Handdüse 40. Die Handdüse 40 ist mit einem Steuerhebel 42 versehen, der, wenn betätigt, ein Ventil in der Handdüse öffnet, so daß Wasser durch den Kopf der Handdüse strömen und austreten kann. Das Kartuschenventil 34 arbeitet selbsttätig so, daß beim Betätigen des Hebels 42 die Wasserströmung durch den Schnabel 30 vollständig gesperrt wird und das gesamte Wasser durch die Handdüse 40 austritt. Wird der Hebel 42 freigegeben, sperrt die Handdüse 40 vollständig und tritt das gesamte Wasser durch den Schnabel 30 aus.
Wie oben erläutert, sitzt die Umlenkventilkartusche 34 in einer radial verlaufenden Ausnehmung 50 (Fig. 8) im unteren massiven Ende des Gehäuses 10. Die Leitungen 22, 24 führen Heiß- und Kaltwasser durch die Zuläufe 52, 54 in das Gehäuse 10. Aus dem Ablauf 56 der Umlenkventileinheit 30 strömt das Wasser durch die Leitung 38 zur Handdüse 40.
Die Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch die Umlenkventilkartusche. Die Umlenkventilkartusche weist ein Gehäuse 60 auf, das in die Ausnehmung 50 im Gehäuse 10 paßt (Fig. 2 und 8). Vom Gehäuse 60 steht ein umlaufend angeformter Ring 60a radial auswärts ab; sein Umfangswulst 60b liegt dicht abschließend an der Innenwandfläche der Ausnehmung 50 im Gehäuse an. Ein Ausschnitt 60c im Ring 60a erlaubt den Wasserdurchtritt durch den Ring. In eine Ringnut ist ein O-Ring 62 eingelegt, der das Gehäuse 60 am anderen Ende der Kartusche umgibt und es gegen die Innenwandfläche der Ausnehmung 50 im Gehäuse dicht abschließt. Ein Schaft 64 aus einem Metallwerkstoff ist im Gehäuse 60 gradlinig hin- und herbewegbar gelagert. Ein elastischer Ventilbecher 66 ist auf ein Ende des Schafts 64 aufgesetzt und wird von einer Kunststoff-Haltescheibe 68 in der Sollage gehalten. An den Schaft 64 sind, wie gezeigt, umlaufende Ringe angeformt; beim Zusammenbau werden der Ventilbecher 66 sowie die Haltescheibe 68 zwischen zweien der Ringe an einem Ende des Schaftes auf diesen aufgerastet. Der Ventilbecher 66 sitzt auf einem Ende des Gehäuses auf, um die Wasserströmung durch eine Anschlußöffnung an diesem Gehäuseende zu steuern. Ein Kunststoffkolben 70 ist auf das andere Ende des Schafts 64 aufgesetzt und weist einen elastischen Wischring 72 auf, der auf der Innenwandfläche der Kartuschenanordnung entlangg leitet und den Kolben dicht gegen sie abschließt. Der Kunststoffkolben wird beim Zusammenbau zwischen zweien der Ringe am anderen Ende des Schafts aufgerastet. Eine schwache Druckfeder 74 spannt die Anordnung in eine Stellung vor, in der das Ventil bei fehlendem Wasserdruck offen ist. Eine Hülse 76 am rechten Gehäuseende bildet eine Führung für die Haltescheibe 68 des Ventils 66 und liegt an der Innenfläche der Hülse 28 (Fig. 1) an, damit die Umlenkventilkartusche nicht aus der Ausnehmung 50 im Gehäuse 10 (Fig. 2) ausgeworfen wird. Der Metallschaft 64 kann mit so kleinem Durchmesser, daß er die Wasserströmung durch die Öffnung nicht wesentlich behindert, sollte aber so steif ausgeführt sein, daß er sich im Betrieb nicht durchbiegt.
Die verschiedenen Elemente der Umlenkventilkartusche 34 nach Fig. 1 und 3 sind in den perspektivischen Sprengansichten der Fig. 4 und 5 ausführlich gezeigt, desgl. in den weggebrochenen Perspektivdarstellungen der Fig. 6 und 7.
Wie in Fig. 8 dargestellt, ist die Umlenkventilkartusche 34 in die Ausnehmung 50 im Gehäuse 10 eingesetzt; ihre Zulauföffnung ist mit der Ablauföffnung der Ventilkartusche 12 der Fig. 1 ausgerichtet und ein Rückschlagventil 36 (in Entenschnabel-Bauart) ist in den Kanal im Gehäuse 10 eingefügt, um, wie bereits erwähnt, eine Rückströmung zu verhindern. Das Wasser strömt aus der Kartusche 12 in eine Kammer A im Inneren der Umlenkventilkartusche 34.
Bei eingesetzter Umlenkventilkartusche 34 in die Ausnehmung 50 legt sich der Wulst 60b auf der Außenfläche des umlaufenden Rings 60a dicht abschließend an die Innenwandfläche der Ausnehmung 50 an, wie bereits erwähnt. Zusammen mit dem O-Ring 50 schließt der Wulst 60b eine Ringkammer E wasserdicht ab, die die Umlenkventilkartusche umgibt. Eine weitere Kammer B ist in der Ausnehmung 50 zwischen der Kartusche 34 und dem geschlossenen Ende der Ausnehmung gebildet (Fig. 8). Bei verhältnismäßig niedrigem Wasserdruck beaufschlagt die Druckfeder 74 den Schaft 64 (in Fig. 8) nach rechts, so daß.der Ventilbecher 66 von seinem Sitz am Gehäuse 60 abhebt und Wasser durch die Öffnung am rechten Ende der Kartusche in den Ringraum 32 der Fig. 1 ein- und schließlich durch den Schnabel 30 ausströmen kann.
Bei zunehmendem Druck des in die Kartusche 34 strömenden Wassers strömt dieses - solange der Hebel 42 (Fig. 1) nicht betätigt wird und die Handdüse 40 abgeschaltet ist - in die Kammer A, in die Ringkammer E und durch den Ausschnitt 60c zum Kanal 56, der in Verbindung mit dem Schlauch 38 zur Handdüse steht (Fig. 1). Da das Ventil der Handdüse nun geschlossen ist, füllt der Kanal 56 sich rasch und strömt Wasser in die Kammer B, wo sie den Kolben 70 beaufschlagt, der den Schaft 645 nach rechts schiebt und das Ventilelement 66 von seinem Sitz abgehoben hält, so daß eine Wasserströmung zum Schnabel hergestellt wird.
Wird nun der Hebel 42 der Handdüse 40 betätigt, strömt Wasser durch den Kanal 56 (Fig. 8) zur Handdüse, so daß der Druck im Kanal 56 und in der Kammer B abfällt. Gleichzeitig strömt Wasser weiter aus der Kammer A durch den Ausschnitt 60c in den Kanal 56 und in die Kammer B.
Das Verhältnis der Flächeninhalte, das sich aus den Durchmessern C und D der Kammer A im Vergleich zur Kammer E ergibt, liegt in der Größenordnung von 27:1, bspw. um eine Druckdifferenz zwischen den Kammern A und B aufzubauen. Diese Druckdifferenz erhält den Druck in der Kammer A aufrecht, der auf die rechte Seite des Kolbenelements 70 wirkt, wobei der niedrigere Druck in der Kammer B herrscht. Dadurch wird das Kolbenelement 70 (in Fig. 8) gegen die Feder 74 nach links geschoben, so daß das Ventil 66 fest auf seiner Sitzfläche am Gehäuse 60 aufsetzt. Dadurch wird die Wasserströmung zum Schnabel sofort gesperrt und eine Wasserströmung durch den Ausschnitt 60c zur Handdüse 40 eingeleitet. Gleichzeitig bleibt genug Druck in der Kammer A erhalten, um unter Beaufschlagung des Kolbens 70 den Schaft 64 nach links zu schieben und das Ventilelement 66 auf seiner Sitzfläche festzuhalten.
Im Ergebnis wird bei jedesmaligem Betätigen der Handdüse 40 der Schaft 64 der Umlenkventilkartusche 34 sofort nach links gedrückt und baut sich genug Druck auf der rechten Seite des Kolbens 70 auf, daß das Ventilelement 66 in seiner Schließstellung verbleibt. Beim Freigeben des Hebels 42 wird die Strömung zur Handdüse gesperrt und Wasserdruck baut sich in der Kammer B sofort auf, um den Schaft 64 nach rechts zu drücken und das Ventil 66 zu öffnen, so daß das Wasser nun zum Schnabel 30 strömt.
Wie oben beschrieben, erfolgt die Wasserströmung zur Handdüse 40 durch den Ausschnitt 60c im Ring 60a. Der Ausschnitt wird groß genug ausgeführt, um Schmutzteilchen aus der Kartusche 34 zu spülen, damit sie nicht verstopfen kann. Der Ausschnitt 60 kann zwar groß genug ausgeführt sein, um die meisten Schmutzteilchen hindurchzulassen; seine Größe ist aber nach oben begrenzt, da bei betätigter Handdüse 40 eine Druckdifferenz zwischen den Kammern A und B erhalten bleiben muß.
Die Erfindung schafft somit eine verbesserte miniaturisierte Umlenkventilkartusche zum selbsttätigen Umlenken des Wasser vom Schnabel zur Handdüse, sobald das Ventil in der Handdüse öffnet. Die erfindungsgemäß Kartusche ist einfach aufgebaut und erhält bei betätigter Handdüse einen absolut dichten Abschluß gegen eine Wasserströmung zum Schnabel zwangsweise aufrecht.
Weiterhin ist die erfindungsgemäße Umlenkventilkartusche gegen ein Verstopfen durch teilchenförmigen Schmutz unempfindlich.

Claims

1. Anordnung aus einem massiven Körper und einer Umlenkventilkartusche (34) in einem Hohlraum (50) in diesem mit

einem rohrförmigen langgestreckten Gehäuse (60), das in den Hohlraum (50) eingesetzt ist, wobei zwischen einem inneren Gehäuseende und einem inneren Ende des Hohlraums eine erste Kammer (B) sowie im Gehäuse (60) eine zweite Kammer (A) gebildet sind und sich auf einer Seite des Gehäuses eine Zulauföffnung und auf einer Seite des Gehäuses eine erste Ablauföffnung befinden,

einem im Gehäuse koaxial mit diesem angeordneten Schaft (64), der entlang der Längsachse des Gehäuses gradlinig hin- und herbewegbar ist,

einem Kolbenelement (70), das auf der Innenwandfläche des Gehäuses gleitend verschiebbar auf ein Ende des Schafts (64) aufgesetzt ist

und dazu dient, die erste von der zweiten Kammer zu trennen,

einem Ventilelement (66), das auf das andere Ende des Schafts (64) in eine Lage aufgesetzt ist, um die erste Ablauföffnung in Abhängigkeit von einer gradlinigen Bewegung des Schafts (64) zu öffnen und zu schließen, wobei der massive Körper eine zweite Ablauföffnung (56) enthält, die in Strömungsverbindung mit dem inneren der ersten Kammer (B) steht, und

einer Einrichtung (60c), die einen Durchgang von der zweiten Kammer (A) zur zweiten Ablauföffnung (56) herstellt, um eine gedrosselte Wasserströmung aus der zweiten Kammer (A) zur ersten Kammer (B) und zur zweiten Ablauföffnung (56) zuzulassen, dadurch gekennzeichnet, daß an das Gehäuse (60) einteilig ein umlaufender Ring (60a) angeformt ist und daß der Ring (60a) einen Ausschnitt enthält, der die letzterwähnte Einrichtung zum Herstellen einer gedrosselten Wasserströmnung von der zweiten Kammer (A) zur ersten Kammer (B) bildet und eine vorbestimmte Druckdifferenz zwischen ihnen aufbaut, wenn die zweite Ablauföffnung (56) geöffnet wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der massive Körper ein Gehäuse (10) in einer Mischbatterie ist, wobei Ablautwasser unter Druck aus der Mischbatterie zur Zulauföffnung strömt.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Ablauföffnung mit einem Schnabel (30) der Mischbatterie in Strömungsverbindung steht.

4. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Ablauföffnung (56) mit einer Handdüse (40) in Verbindung steht, daß sich Wasserdruck in der ersten Kammer (B) aufbaut, wenn die Handdüse (40) geschlossen wird, so daß das Kolbenelement (70) und der Schaft (64) in einer solchen Richtung beaufschlagt werden, daß das Ventilelement (66) die erste Ablauföffnung (66) öffnet, und daß sich in der ersten Kammer (B) ein niedrigerer Wasserdruck als der in der zweiten Kammer (A) aufbaut, wenn die Handdüse (40) betätigt wird, so daß das Kolbenelement (70) und der Schaft (64) in einer solchen Richtung beaufschlagt werden, daß das Ventilelement (66) die erste Ablauföffnung schließt.

5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der einteilig angeformte Ring (60a) auf der Umfangsfläche einen Wulst (60b) aufweist, der sich an die Innenwandfläche des Hohlraums anlegt und gegen diese dicht abschließt.

6. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin ein Rückschlagventil (36) vorgesehen und an der Zulauföffnung angeordnet ist, um eine Rückströmung von Wasser in die Mischbatterie zu verhindern, falls der Wasserdruck in ihr entfällt.

7. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Zulauföffnung Wasser unter Druck zugeführt wird und in der ersten Kammer (B) sich Wasserdruck aufbaut, wenn die zweite Ablauföffnung (56) geschlossen ist, so daß das Kolbenelement (70) und der Schaft (64) in einer solchen Richtung beaufschlagt werden, daß das Ventilelement (66) die erste Ablauföffnung öffnet, und daß sich in der ersten Kammer (B) ein niedrigerer Wasserdruck als in der zweiten Kammer (A) aufbaut, wenn der zweite Ablauf (56) offen ist, so daß das Kolbenelement (70) und der Schaft (64) in einer solchen Richtung beaufschlagt werden, daß das Ventilelement (66) die erste Ablauföffnung schließt.

8. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (64) aus Metall hergestellt ist und an jedem Ende zwei umlaufende Ringschultern einteilig an ihn angeformt sind, daß das Kolbenelement (70) aus Kunststoff ausgeführt und auf es ein ringförmig umlaufendes elastisches Wischelement (72) aufgesetzt ist und daß das Ventilelement (66) aus einem elastischen Werkstoff hergestellt ist und von einem Kunststoff-Halteelement (68) in der Sollage gehalten wird, wobei der Kolben (70) zwischen den beiden einteilig angeformten Ringelementen auf einem Ende des Schafts (64) und das Ventilelement (66) mit dem Halteelement (68) zusammen zwischen den beiden angeformten Ringelementen am anderen Ende des Schafts auf diesen aufgesetzt sind.

9. Anordnung nach einem der vorgehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Feder (74), die in der ersten Kammer (B) angeordnet ist, um das Kolbenelement (70) zu beaufschlagen.