EP4327007A1 - Servoventil - Google Patents
ServoventilInfo
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- EP4327007A1 EP4327007A1 EP22768625.0A EP22768625A EP4327007A1 EP 4327007 A1 EP4327007 A1 EP 4327007A1 EP 22768625 A EP22768625 A EP 22768625A EP 4327007 A1 EP4327007 A1 EP 4327007A1
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- control element
- manual control
- adjusting
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- F16K1/52—Means for additional adjustment of the rate of flow
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- F16K31/44—Mechanical actuating means
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Definitions
- the present invention relates to a valve, in particular a servo valve, with a valve housing, a main valve and a pilot valve that can be actuated via a push-push mechanism for adjusting the main valve between an open and a closed position.
- Valves of this type are used in various areas of technology, in particular for controlling fluid flows, for example in sanitary fittings or other applications.
- a main valve is disposed within the valve body of the valve and is movable between open and closed positions to control fluid flow.
- Valves that often require comparatively large amounts of energy to actuate the main valve use a smaller pilot valve to adjust the main valve, which, supported by the operating pressure of the fluid flow to be switched, allows the main valve to be switched with a lower energy requirement.
- the pilot valve is actuated by manual actuation of a push-push mechanism, via which the pilot valve can be adjusted between two switching positions, which means that the main valve can also be adjusted between its closed position and an open position leaves.
- EP 3 593 022 A1 it is known from EP 3 593 022 A1 to provide a push-push mechanism with three switching stages for actuating a pilot valve, in which a first switching stage of the fully closed position, a second switching stage of the fully open position and a third switching stage of an intermediate position is equivalent to.
- the three switching levels can be switched through one after the other and in this way an intermediate position of the fluid flow can also be set.
- this type of valve allows graduated quantity regulation, handling has proven to be disadvantageous due to the multiple actuation of the push-push mechanism required and is often found to be awkward by the users of conventional sanitary fittings, for example.
- Another valve with a flow rate regulation is known from EP 3 740 708 A1, in which a sleeve-shaped control element surrounding the manual control element of the push-push mechanism is provided, via which a pressure piece of the push-push mechanism can be adjusted via a latched stop line leaves.
- the push-push mechanism can be used to switch back and forth between the closed position and the open position.
- the flow rate in the open position can be adjusted by twisting the sleeve surrounding the push-push mechanism. This is achieved via two stop points formed on the sleeve, which interact with two stop lines provided on the manual control element and have a filigree detent and limit the axial mobility of the manual control element at certain points.
- valve actuation has also proven to be cumbersome in practice, since a first manual control element is required to actuate the push-push mechanism and a second, sleeve-shaped manual control element is required to adjust the flow rate.
- Another disadvantage of this valve is that due to the fact that the stop points only touch the associated stop lines at certain points, there is a risk of increased wear, which can prove to be disadvantageous in particular in the case of valves that are adjusted daily over a very long period of time, for example in a sanitary fitting.
- the invention therefore sets itself the task of specifying a valve in which volume regulation is possible in a user-friendly manner that is less susceptible to wear.
- a valve of the type mentioned at the outset in that two adjusting disks are provided which are arranged such that they can be rotated in relation to one another in order to set the open position.
- the setting of the open position and thus the volume regulation can be carried out in a user-friendly manner via the adjusting discs.
- the actuating discs can lie flat against one another over large parts of their actuating range and transmit the required actuating forces. A punctiform contact of the components loaded by the actuating forces or the spring force of the push-push mechanism is avoided, resulting in a favorable construction that is less susceptible to wear.
- the adjusting disks form a pair of lifting disks.
- the pair of lifting discs can be operatively connected to the push-push mechanism.
- the advantage of a pair of lifting discs is that by mutually rotating the adjusting discs, the corresponding rotary movement can easily be converted into an axial movement that can be used to actuate the push-push mechanism.
- the setting disks have inclined setting surfaces.
- a rotational movement can be converted into an axial movement via the sloping shelves.
- the transmission ratio between the rotary and axial movement can be set via the angle of the sloping shelves.
- self-locking can be achieved via the angle, so that the adjusting disks always maintain their rotational position and unintentional turning back is prevented.
- a structurally advantageous embodiment provides that the adjusting disks each have two adjusting surfaces. This allows the actuating forces to be transmitted evenly. The required actuating forces are also distributed over two storage areas. There is little wear.
- stops for limiting the rotational movement are arranged between the respective two shelves. Over-tightening is prevented by the stops. The angle of rotation is limited to an angle of less than 180°. The stops advantageously define the maximum flow rate and the minimum flow rate in the open position of the main valve.
- a particularly advantageous embodiment also provides that the adjusting discs are arranged on an adjusting attachment which is detachably arranged on the valve housing and/or the push-push mechanism and via which the open position for regulating the flow rate can be adjusted.
- the flow rate of the valve can be set in a simple and user-friendly way using the adjustment attachment. Due to the detachable arrangement on the valve housing and/or the push-push mechanism, the control attachment can also be easily retrofitted to valves without flow control. In particular, it is not necessary to dismantle an existing valve in order to subsequently equip it with a flow rate control.
- the control attachment can be retrofitted to an existing valve in just a few simple steps.
- the push-push mechanism can be operated via the positioning attachment.
- the positioning attachment has a dual function.
- the open position of the main valve for regulating the flow rate can be adjusted via the adjustment attachment.
- the pilot valve and the main valve can be switched between its open and closed position via the adjusting attachment.
- the positioning attachment is designed in such a way that it can be operated with one hand, both for actuating the push-push mechanism and for regulating the quantity.
- a manual control element is provided, with the push-push mechanism being operable by pressing the manual control element and the open position being adjustable by rotary actuation of the manual control element.
- the manual control element can be an element that can be touched directly by the operator's hand. Alternatively, it can also be an element on which, for example, a chrome-plated actuating button of a sanitary fitting is attached.
- the manual control element can be part of the positioning attachment.
- the manual operating element can be actuated by pressure in the pilot control direction of the pilot control valve and/or along the main valve axis of the valve. A reset can take place via a return spring.
- the open position of the main valve can be adjusted by rotating the manual control element.
- the rotary actuator can be designed in such a way that the flow rate is reduced by turning in one direction and the flow rate is increased by turning in the opposite direction. In particular, it can be provided that the flow rate is increased by turning to the left and reduced by turning to the right, which the operator is familiar with from other applications and in this respect allows an intuitive volume regulation.
- an adjusting disk is releasably connected to the push-push mechanism.
- the adjusting disk can be placed on a pressure piece of the push-push mechanism.
- the connection between the adjusting disc and the push-push mechanism can be made by clamping, latching and/or positive locking.
- the adjusting disk can have a recess that corresponds to the outer contour of the pressure piece of the push-push mechanism. It is important that the adjusting disk is connected to the push-push mechanism in a non-rotating manner.
- a configuration that is advantageous in terms of assembly provides that an adjusting disk is arranged on the manual control element. In this way, the adjusting disk can be arranged on the valve together with the manual control element in one assembly step.
- a configuration that is advantageous in terms of production technology provides that the adjusting disk is connected in one piece to the manual control element.
- the adjusting disc can be injection molded in one piece onto the manual control element, for example in an injection molding process. This reduces the number of parts and also the assembly work.
- a further advantageous embodiment provides that the manual control element is connected to the valve housing, in particular with a snap-in connection.
- the manual control element is supported in relation to the valve housing via the connection to the valve housing.
- An advantageous embodiment provides that it is a snap-in connection.
- the manual control element can be connected to the valve housing without the use of tools due to the snap-in connection of the manual control element to the valve housing.
- a further advantageous embodiment provides that the manual control element is connected to the valve housing in such a way that it can be moved axially in the direction of the push-push mechanism against the force of a tensioning spring and can be rotated relative to the valve housing. By applying a compressive force to the manual control element, it can be moved axially against the force of the tensioning spring. This axial movement can be used to actuate the push-push mechanism. Due to the arrangement of the manual control element that can be rotated relative to the valve housing, the open position of the main valve for regulating the flow rate can be adjusted by turning the manual control element.
- the manual control element has latching elements which are latched with a latching structure arranged on the valve housing. The locking elements can be integrally formed on the manual control element.
- the latching elements are formed on resilient tongues.
- the tongues equipped with the locking elements form locking tongues.
- peripheral areas of the manual control element cannot contribute to the latching.
- the cylindrical manual control element is divided into tongues at regular intervals in one end region, with approximately every second, third or fourth tongue being designed as a latching tongue.
- the locking structure arranged on the valve housing it has proven to be advantageous if this is designed as a circumferential locking collar.
- the locking collar can be arranged circumferentially over an angular range of 360° over the entire circumference of the valve housing.
- the locking collar can be an annular projection.
- Stabilizing elements extending in the axial direction can be arranged above the latching collar, which rest against the inside of the manual control element and guide its axial and rotary movements.
- the manual control element is reliably returned to its initial axial position by the tensioning spring.
- the manual control element is always in the same axial position after it has been operated. This is also beneficial to the ease of use.
- Fig. 2 is a partially sectioned view of the valve as shown in Fig. 1,
- FIG. 3a) and 3b) partially exploded views of the valve according to Fig. 1,
- FIG. 4 shows a further exploded view of parts of the valve according to FIG. 1,
- Fig. 6 three individual views of an adjusting disk
- Fig. 7a) to 7c) the valve as shown in Fig. 1 in a partially sectioned view in its open position, with Fig. 7a) the maximum open position, with Fig. 7b) an intermediate position and with Fig. 7c) the minimal open position is marked,
- FIG. 9a) to 9c) the valve as shown in FIG. 1 in a partially sectioned view in its open position, with FIG. 9a) showing the maximum open position, with FIG Intermediate position and with Fig. 9c) the minimum open position is marked.
- FIGS. 1 and 2 show a perspective and partially sectioned view of a valve 1 designed as a cartridge valve. It is a servo valve such as is used in the sanitary sector, for example in shower fittings.
- the valve 1 has a valve inlet 20 and a valve outlet 21 arranged coaxially thereto. In that regard, it is a coaxial valve.
- a main valve 3 is arranged, which is shown in Figs. 1 and 2 in its open position. In this position, an annular gap arranged between the closing element 22 of the main valve 3 and the valve seat 23 of the main valve 3 opens the flow path between the valve inlet 20 and the valve outlet 21 .
- the closing element 22 is a closing membrane, the position of which can be controlled via a pilot valve 5 with a smaller diameter.
- the pilot valve 5 has a movably arranged pilot element 5.1, which interacts with a control opening 22.1 of the closing element 22.
- the pilot control element 5.1 is designed in the manner of a magnetic plunger and interacts with a magnet 18 designed as a permanent magnet.
- the pilot control element 5.1 is magnetically coupled to the magnet 18.
- the magnet 18 is operatively connected to the push-push mechanism 4 . By actuating the push-push mechanism 4, the magnet 18 is moved along the valve axis A of the valve 1. Due to the magnetic coupling, the pilot control element 5.1 follows this movement and can in this way be switched bistable between two end positions by actuating the push-push mechanism 4.
- the pilot control element 5.1 closes the control bore 22.1 of the closing element 22 with a sealing surface 5.2.
- the closing element 22 is pressed onto the valve seat 23 by the pressure of the fluid present and seals it in a fluid-tight manner.
- the magnet 18 is transferred to its other stable end position.
- the pilot control element 5.1 magnetically coupled to this is taken along and releases the control opening 22.1.
- the fluid can now flow from a pressure chamber 24 arranged above the closing element 22 via the control opening 22.1 into the valve outlet 21, as a result of which the pressure conditions inside the valve 1 change in such a way that the closing element 22 is raised above the pressure of the fluid present.
- the pilot control element 5.1 forms a hydraulic stop that limits its stroke.
- the closing element 22 is initially raised by the pressure of the fluid present at the valve inlet 20 until it comes into contact with the sealing surface 5.2 of the pilot control element 5.1 positioned above it.
- the control bore 22.1 is thereby briefly closed and the closing element 22 is moved in the opposite direction by the pressure building up above the closing element 22 until the control bore 22 is opened again.
- a kind of oscillating movement of the closing element 22 results, with the result that, after a few oscillations, the closing element 22 is in a floating state just below the pilot control element 5.1.
- the resulting position of the closing element 22 depends on the axial position of the pilot control element 5.1 and has a direct influence on the flow rate of the valve 1.
- the flow rate flowing through the valve 1 can therefore be regulated via the axial position of the pilot control element 5.1 of the pilot valve 5, which acts as a hydraulic stop.
- the valve 1 has a valve housing 2 in which the individual components of the valve 1 are accommodated.
- the valve housing 2 has two housing parts 2.1, 2.2.
- the two housing parts 2.1, 2.2 are connected to one another via a connection point 2.3.
- the connection point 2.3 is designed as a latching connection with latching elements 2.4, 2.5 which are arranged on opposite sides of the valve housing 2 and each form a latching connection.
- Hydraulic components of the valve 1 are accommodated in the housing part 2.1, such as the main valve 3, the pilot valve 5 and the valve inlet 20 and the valve outlet 21.
- the housing part 2.1 is a hydraulic housing.
- the components for switching the main valve 2, such as the push-push mechanism 4 and the magnet 18, are accommodated in the other housing part 2.2.
- the housing part 2.2 is a switch housing.
- valve 1 can not only be switched between its closed position and the fully open position shown in FIG. 2, but can also be steplessly adjusted for the purpose of regulating the flow rate.
- the valve 1 has an adjustment attachment 6 that can be placed in the axial direction on a base valve unit 19 of the valve 1 (see FIGS. 3a) and 3b). Even without the adjusting attachment 6 , the base valve unit 19 forms a functional servo valve, ie a fluid flow could be switched between the closed and a fully open position of the main valve 3 via the push-push mechanism 4 .
- the function of the basic valve unit 19 is supplemented in a simple manner by a flow rate regulation via the adjusting attachment 6 .
- the adjusting attachment 6 can also be releasably connected to the valve housing 2 and the push-push mechanism 4, which are parts of the basic valve unit 19, as a retrofit solution in a few simple steps.
- the valve 1 has a manual control element 7, two adjusting disks 8, 9 that interact with one another, and a spring 13 that serves as a restoring element.
- the manual control element 7 designed like a push button, the adjusting discs 8, 9 and also the spring 13 are part of the adjusting attachment 6 detachably connected to the valve housing 2 or the push-push mechanism 4.
- the corresponding parts could not Be part of an adjustment attachment 6, but be permanently connected to the valve housing 2 or the push-push mechanism 4.
- the manual control element 7 has an overall pot-shaped geometry.
- the manual control element 7 has an essentially cylindrical shell 7.1 and a base 7.2.
- a connecting means 7.3 is provided on the bottom 7.2, to which the manual control element 7 can be connected to a cap.
- a chrome-plated blinding cap of a sanitary fitting can be arranged on the connecting means 7.3, which is adapted to the design of the respective fitting and has an inscription for operating the fitting.
- the manual control element 7 extends axially along the valve axis A and is connected to the housing part 2.2 of the valve housing 2 at the end opposite its operating side.
- the manual control element 7 has at its open end a plurality of tongues 16 which are distributed over the circumference of the manual control element 7 and extend coaxially to the axis of the valve A.
- a part of the tongues 16 is provided with latching elements 14 .
- every second tongue 16 is provided with a latching element 14 .
- the other tongues 16 are used to guide the movements of the hand control merits 7. However, fewer or more tongues 16 can be provided with latching elements 14 .
- the latching elements 14 interact with a latching structure 15 provided on the valve housing 2 .
- the latching structure 15 is designed in the manner of a radial projection surrounding the valve housing 2 in the form of a ring (cf. FIGS. 3a) and 3b).
- the latching structure 15 is arranged on the housing part 2.2 and is connected to it in one piece.
- the hand control element 7 can be locked to the locking structure 15 of the valve housing 2 via the locking elements 14 along the valve axis A, see also Fig. 2.
- the cap-shaped control element 7 is locked to the housing 2 in such a way that the hand control element 7 can be moved in the axial direction against the force of the tensioning spring 13 in the direction of the base valve unit 19 .
- the manual operating element 7 is reset by the spring 13 , so that the locking elements 14 always strive to come into contact behind the locking structure 15 .
- the locking connection of the manual control element 7 with the valve housing 2 is also such that the manual control element 7 is designed to be freely rotatable relative to the housing 2 .
- the manual control element 7 can be moved axially against the force of the tensioning spring 13 by pressing it. This axial movement is used to actuate the push-push mechanism 4 . By rotating the manual control element 7, the flow rate of the valve 1 can be regulated in its open position.
- the push-push mechanism 4 shows the adjusting attachment 6 and parts of the push-push mechanism 4 of the base valve unit 19.
- the push-push mechanism 4 is designed in the manner of a conventional ballpoint pen mechanism Push-push mechanism 4.
- Push-push mechanism 4 By applying pressure to the pressure piece 4.1 takes place within a sleeve 4.3 of the Housing part 2.2 an axial and rotational adjustment of a feed element 4.2, as is known from ballpoint pens.
- valve 1 has two adjusting disks 8, 9 designed to correspond to one another.
- One adjusting disk 8 is formed by a separate component.
- the adjusting disk 8 is connected in a rotationally fixed manner to a pressure piece 4.1 of the push-push mechanism 4, in the exemplary embodiment via a plug-in connection.
- the other adjusting disk 9 is arranged on the inside of the manual control element 7 .
- the adjusting disk 9 is connected in one piece to the manual control element.
- the adjusting disc 9 is arranged on the bottom 7.2 of the manual control element 7.
- the adjusting disk 9 is arranged on the side opposite the connecting means 7.3.
- Both the setting disk 8 and the setting disk 9 each have sloping setting surfaces 8.1, 8.2, 9.1, 9.2, which is also clear from the representations in FIGS.
- the adjusting disks 8 , 9 act together as a pair of lifting disks 12 .
- the actuating disc 8 each extend symmetrically around the valve axis A of the valve 1 over a circumferential angle a of slightly less than 180°.
- the shelves 9.1, 9.2 of the adjusting disk 9, as well as the shelves 8.1, 8.2 of the adjusting disc 8 are aligned parallel to one another and lie flat against one another.
- the circumferential angle a is 160°, see also Figures 6 a) to c).
- Stops 10, 11 are provided in the area between the shelves 8.1, 8.2, 9.1, 9.2, which ensure that the manual control element 7 can only be rotated back and forth between the stops 10, 11 by a maximum of angle a.
- the stops 10, 11 prevent over-tightening.
- the positioning surfaces 8.1, 8.2 of the positioning disk 8 are designed to correspond to the positioning surfaces 9.1, 9.2 of the positioning disk 9, so that they lie flat against one another and together form a positioning or lifting disk pair 12, the function of which is explained below with reference to the illustrations in Fig. 8 to 9 will be discussed in more detail.
- FIGS. 7 to 9 open positions of the valve 1 are shown.
- the position marked with an a) in FIGS. 7 to 9 corresponds to the maximum open position of the valve 1
- the position marked with a b) corresponds to a middle open position
- the position marked with a c) corresponds to the minimum open position.
- the manual control element 7 By manually applying an actuating pressure in the direction of the valve axis A of the valve 1, the manual control element 7 can be moved axially with respect to the valve housing 2 of the valve 1. This movement is transmitted to a pressure piece 4.1 of the push-push mechanism 4 and used to switch the valve 1 between the open position and the closed position of the main valve 3. During this movement, the latching elements 14 lift off from the latching structure 15 in the direction of the push-push mechanism 4 . After the push-push mechanism 4 has been operated, the operator removes his hand from the manual control element 7. The manual control element 7 is reset to its initial position.
- the manual control element 7 can also be used to regulate the flow rate.
- the manual control element 7 of the adjusting attachment 6 can be rotated about the valve axis A.
- the adjusting disk 9 rotating together with the manual operating element 7 rotates in relation to the adjusting disk 8, which is arranged non-rotatably on the push-push mechanism 4.
- the cap 7 rests against the locking structure 15 in an axially secured manner via the locking elements 14 and presses due to the inclined angle of the positioning surfaces 8.1, 8.2, 9.1, 9.2, the pressure piece 4.1 of the push-push mechanism 4 downwards, as illustrated, for example, by comparing the illustrations in FIGS. 7a) and 7b).
- the positioning surfaces 8.1, 8.2 of the adjusting disk 8 are in almost full contact with the positioning surfaces 9.1, 9.2 of the manual control element-side adjusting disk 9.
- the stops 10, 11 are also in contact with one another, so that from the fully open position a rotational movement of the manual control element 7 is only possible in one direction, as indicated by the directional arrow in FIG. 7a).
- the hand control element 7 can be transferred from the maximum open position shown in FIG. 7a) to the intermediate position shown in FIG. 7b) by rotating the hand control element 7 to the right about the valve axis A.
- the angle of rotation for transferring the valve 1 from the position shown in FIG. 7a) into the intermediate position shown in FIG. 7b) is approximately 80° in the exemplary embodiment.
- the flow rate is regulated by setting the open position of the valve 1.
- the adjusting discs 8, 9 arranged such that they can be rotated in relation to one another can be rotated relative to one another via the manual control element 7.
- the setting disks 8 , 9 are arranged outside of the push-push mechanism 4 .
- the adjusting discs 8, 9 act on the push-push mechanism 4 from the outside.
- the pressure piece 4.1 of the push-push mechanism 4 is displaced axially.
- the default ones remain Switching positions of the push-push mechanism 4, which are used to switch between the open and closed positions, remain unchanged.
- the guide elements 17 are webs which extend in the axial direction of the valve 1 and are arranged on the outer circumference of the housing part 22 of the valve housing 2 .
- the guide elements 17 have bevels 17.1 for easier attachment of the manual control element 7.
- the valve 1 described above is characterized by easy handling and low wear.
- the push-push mechanism 4 can be actuated via the manual control element 7, ie the main valve 3 can be switched back and forth between its open and closed position. Due to the adjusting disks 8, 9 provided as adjusting elements, the adjusting forces are transmitted in a favorable manner and there is therefore less wear.
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Ventil (1), insbesondere ein Servoventil, mit einem Ventilgehäuse (2), einem Hauptventil (3) und einem über eine Push-Push-Mechanik (4) betätigbaren Vorsteuerventil (5) zur Verstellung des Hauptventils (3) zwischen einer Offen- und einer Schließstellung, bei welchem zwei zur Einstellung der Offenstellung gegeneinander verdrehbar angeordnete Stellscheiben (8, 9) vorgesehen sind.
Description
Servoventil
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ventil, insbesondere Servoventil, mit einem Ventilgehäuse, einem Hauptventil und einem über eine Push-Push- Mechanik betätigbaren Vorsteuerventil zur Verstellung des Hauptventils zwischen einer Offen- und einer Schließstellung.
Ventile dieser Art werden in verschiedenen Bereichen der Technik zum Steuern insbesondere von Fluidströmen eingesetzt, beispielsweise in Sanitärarmaturen oder anderen Anwendungen.
Innerhalb des Ventilgehäuses des Ventils ist ein Hauptventil angeordnet, welches zur Steuerung des Fluidstroms zwischen einer Offen- und einer Schließstellung verstellt werden kann. Im Unterschied zu direktschaltenden
Ventilen, bei denen zur Betätigung des Hauptventils eine oftmals vergleichsweise große Energie benötigt wird, wird zur Verstellung des Hauptventils ein kleineres Vorsteuerventil genutzt, welches unterstützt durch den Betriebsdruck des zu schaltenden Fluidstroms ein Schalten des Hauptventils mit geringerem Energiebedarf erlaubt.
Bei einigen Ventilen dieser Bauart ist es so, dass die Betätigung des Vorsteuerventils durch manuelle Betätigung einer Push-Push-Mechanik erfolgt, über welche sich das Vorsteuerventil zwischen zwei Schaltpositionen verstellen lässt, wodurch sich entsprechend auch das Hauptventil zwischen dessen Schließ- und einer Offenstellung verstellen lässt.
Es gibt jedoch auch Anwendungen, bei denen eine Durchflussmengenregulierung gewünscht ist, der Fluidstrom also nicht nur zwischen der geschlossenen und der voll geöffneten Stellung geschaltet werden soll, etwa im Falle einer Sanitärarmatur oder ähnlichen Anwendungen.
Aus der EP 3 593 022 A1 ist es in diesem Zusammenhang bekannt, zur Betätigung eines Vorsteuerventils eine Push- Push-Mechanik mit drei Schaltstufen vorzusehen, bei welcher eine erste Schaltstufe der voll geschlossenen, eine zweite Schaltstufe der voll geöffneten und eine dritte Schaltstufe einer Zwischenstellung entspricht. Durch mehrfaches Betätigen der Push- Push-Mechanik lassen sich die drei Schaltstufen nacheinander durchschalten und auf diese Weise auch eine Zwischenstellung des Fluidstroms einstellen. Diese Art von Ventilen erlaubt zwar eine gestufte Mengenregulierung, jedoch hat sich die Handhabung aufgrund der erforderlichen Mehrfachbetätigung der Push-Push-Mechanik als nachteilig erwiesen und wird von den Nutzern etwa herkömmlicher Sanitärarmaturen häufig als umständlich empfunden.
Ein weiteres Ventil mit einer Durchflussmengenregulierung ist aus der EP 3 740 708 A1 bekannt, bei welcher ein das Handbedienelement der Push- Push-Mechanik umgebendes, hülsenförmiges Stellteil vorgesehen ist, über welches sich ein Druckstück der Push-Push-Mechanik über eine gerastete Anschlaglinie verstellen lässt. Bei diesem Ventil lässt sich über die Push- Push-Mechanik zwischen der geschlossenen Stellung und der Offenstellung hin und her schalten. Durch Verdrehung der die Push-Push-Mechanik umgebenden Hülse lässt sich die Durchflussmenge in der Offenstellung verstellen. Erreicht wird dies über zwei an der Hülse ausgebildete Anschlagpunkte, die mit zwei an dem Handbedienelement vorgesehenen, eine filigrane Rastung aufweisenden Anschlaglinien Zusammenwirken und die axiale Beweglichkeit des Handbedienelements punktuell begrenzen.
Auch diese Art der Ventilbetätigung hat sich in der Praxis als umständlich erwiesen, da ein erstes Handbedienelement zum Betätigen der Push-Push- Mechanik erforderlich ist und ein zweites, hülsenförmiges Handbedienelement zum Einstellen der Durchflussmenge. Ein weiterer Nachteil dieses Ventils liegt darin, aufgrund der nur punktuellen Anlage der Anschlagpunkte an den zugehörigen Anschlaglinien eine Gefahr erhöhten Verschleißes gegeben ist, was sich insbesondere bei teilweise über sehr lange Zeiträume täglich verstellten Ventilen, etwa in einer Sanitärarmatur, als nachteilig erweisen kann.
Die Erfindung stellt sich daher die A u f g a b e , ein Ventil anzugeben, bei welchem eine Mengenregulierung auf bedienerfreundliche, wenig verschleißanfällige Art und Weise möglich ist.
Diese Aufgabe wird bei einem Ventil der eingangs genannten Art dadurch g e l ö s t , dass zwei zur Einstellung der Offenstellung gegeneinander verdrehbar angeordnete Stellscheiben vorgesehen sind.
Über die Stellscheiben kann die Einstellung der Offenstellung und damit die Mengenregulierung auf bedienerfreundliche Art und Weise erfolgen. Die Stellscheiben können über weite Teile deren Stellbereichs flächig aneinander anliegen und die erforderlichen Stellkräfte übertragen. Ein punktuelles Anliegen der über die Stellkräfte bzw. die Federkraft der Push-Push- Mechanik belasteten Bauteile wird vermieden, wodurch sich eine günstige, wenig verschleißanfällige Bauweise ergibt.
Von besonderem Vorteil ist ferner eine Ausgestaltung, nach welcher die Stellscheiben ein Hubscheibenpaar bilden. Das Hubscheibenpaar kann mit der Push-Push-Mechanik wirkverbunden sein. Der Vorteil eines Hubscheibenpaares liegt darin, dass durch gegenseitiges Verdrehen der Stellscheiben die entsprechende Drehbewegung auf einfache Weise in eine zur Betätigung der Push-Push-Mechanik nutzbare Axialbewegung überführbar ist.
In diesem Zusammenhang wird ferner vorgeschlagen, dass die Stellscheiben schräg verlaufende Stellflächen aufweisen. Über die schräg verlaufenden Stellflächen kann eine Drehbewegung in eine Axialbewegung überführt werden. Über den Winkel der schräg verlaufenden Stellflächen lässt sich das Übersetzungsverhältnis zwischen der Dreh- und Axialbewegung einstellen. Ferner kann über den Winkel eine Selbsthemmung erreicht werden, so dass die Stellscheibem deren Drehstellung stets beibehalten und ein ungewolltes Rückdrehen verhindert wird.
Eine konstruktive vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die Stellscheiben jeweils zwei Stellflächen aufweisen. Hierdurch kann eine gleichmäßige Übertragung der Stellkräfte erfolgen. Die erforderlichen Stellkräfte werden zudem auf zwei Stellflächen verteilt. Es ergibt sich ein geringer Verschleiß.
Vorteilhafterweise sind zwischen den jeweils zwei Stellflächen Anschläge zur Begrenzung der Drehbewegung angeordnet. Über die Anschläge wird ein Überdrehen verhindert. Der Drehwinkel wird auf einen Winkel kleiner 180° begrenzt. Vorteilhafterweise definieren die Anschläge die maximale Durchflussmenge sowie die minimale Durchflussmenge in der Offenstellung des Hauptventils.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung sieht ferner vor, dass die Stellscheiben an einem lösbar an dem Ventilgehäuse und/oder der Push-Push- Mechanik angeordneten Stellaufsatz angeordnet sind, über welchen die Offenstellung zur Durchflussmengenregulierung einstellbar ist. Über den Stellaufsatz lässt sich die Durchflussmenge des Ventils auf einfache und bedienerfreundliche Art und Weise einstellen. Durch die lösbare Anordnung an dem Ventilgehäuse und/oder der Push-Push-Mechanik lässt sich der Stellaufsatz ohne Weiteres auch bei Ventilen ohne Mengenregulierung nachrüsten. Dabei ist es insbesondere nicht erforderlich, ein vorhandenes Ventil zu zerlegen, um dieses nachträglich mit einer Durchflussmengenregelung auszustatten. Der Stellaufsatz kann mit wenigen Handgriffen an einem vorhandenen Ventil nachgerüstet werden.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass über den Stellaufsatz die Push-Push-Mechanik bedienbar ist. Auf diese Weise kommt dem Stellaufsatz eine Doppelfunktion zu. Über den Stellaufsatz lässt sich einerseits die Offenstellung des Hauptventils zur Durchflussmengenregulierung einstellen. Überdies lässt sich über den Stellaufsatz auch das Vorsteuerventil und über dieses das Hauptventil zwischen dessen Offen- und Schließstellung schalten. In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn der Stellaufsatz derart ausgebildet ist, dass sich eine Einhandbedienung ergibt, sowohl zur Betätigung der Push-Push-Mechanik als auch zur Mengenregulierung.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung vor, dass ein Handbedienelement vorgesehen ist, wobei durch Druckbetätigung des Handbedienelements die Push-Push-Mechanik bedienbar und durch Drehbetätigung des Handbedienelements die Offenstellung einstellbar ist. Bei dem Handbedienelement kann es sich um ein von der Hand des Bedieners direkt zu berührendes Element handeln. Alternativ kann es sich auch um ein solches Element handeln, auf welches beispielsweise ein verchromter Betätigungsknopf einer Sanitärarmatur aufgesteckt wird. Das Handbedienelement kann Teil des Stellaufsatzes sein. Die Druckbetätigung des Handbedienelements kann in Vorsteuerrichtung des Vorsteuerventils und/oder entlang der Hauptventilachse des Ventils erfolgen. Über eine Rückstellfeder kann eine Rückstellung erfolgen. Die Offenstellung des Hauptventils kann durch eine Drehbetätigung des Handbedienelements einstellbar sein. Die Drehbetätigung kann derart ausgestaltet sein, dass durch Drehung in die eine Richtung die Durchflussmenge reduziert und durch Drehung in die entgegengesetzte Richtung die Durchflussmenge erhöht wird. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Durchflussmenge durch eine Linksdrehung erhöht und durch eine Rechtsdrehung reduziert wird, was dem Bediener von anderen Anwendungen her bekannt ist und insoweit eine intuitive Mengenregulierung erlaubt.
Eine konstruktiv vorteilhafte Weiterbildung sieht ferner vor, dass eine Stellscheibe lösbar mit der Push-Push-Mechanik verbunden ist. Beispielsweise kann die Stellscheibe aus axialer Richtung her kommend auf ein Druckstück der Push-Push-Mechanik gesteckt werden. Die Verbindung zwischen der Stellscheibe und der Push-Push-Mechanik kann durch Klemmen, Rasten und/oder Formschluss erfolgen. Beispielsweise kann die Stellscheibe eine mit der Außenkontur des Druckstücks der Push-Push-Mechanik korrespondierende Ausnehmung aufweisen. Wichtig ist, dass die Stellscheibe mit der Push-Push-Mechanik verdrehgesichert verbunden ist.
Eine montagetechnisch vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass eine Stellscheibe an dem Handbedienelement angeordnet ist. Denn auf diese Art und Weise lässt sich das Stellscheibe gemeinsam mit dem Handbedienelement in einem Montageschritt an dem Ventil anordnen.
Eine fertigungstechnisch vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die Stellscheibe einstückig mit dem Handbedienelement verbunden ist. Die Stellscheibe kann beispielsweise in einem Spritzgussverfahren einstückig an das Handbedienelement angespritzt werden. Hierdurch werden die Teilezahl und auch der Montageaufwand reduziert.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass das Handbedienelement mit dem Ventilgehäuse verbunden, insbesondere rastverbunden, ist. Über die Verbindung mit dem Ventilgehäuse stützt sich das Handbedienelement gegenüber dem Ventilgehäuse ab. Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass es sich um eine Rastverbindung handelt. Durch die Rastverbindung des Handbedienelements mit dem Ventilgehäuse kann das Handbedienelement werkzeuglos mit dem Ventilgehäuse verbunden werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass das Handbedienelement derart mit dem Ventilgehäuse verbunden ist, dass es entgegen der Kraft einer sich spannenden Feder axial in Richtung der Push-Push-Mechanik bewegbar und gegenüber dem Ventilgehäuse drehbeweglich ist. Durch Aufbringen einer Druckkraft auf das Handbedienelement kann dieses entgegen der Kraft der sich spannenden Feder axial bewegt werden. Diese axiale Bewegung kann zur Betätigung der Push-Push-Mechanik genutzt werden. Aufgrund der gegenüber dem Ventilgehäuse dreh beweg lieh en Anordnung des Handbedienelements kann die Offenstellung des Hauptventils zur Durchflussmengenregulierung durch Drehen des Handbedienelements verstellt werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass das Handbedienelement Rastelemente aufweist, die mit einer an dem Ventilgehäuse angeordneten Raststruktur verrastet werden. Die Rastelemente können einstückig an dem Handbedienelement angeformt sein.
In diesem Zusammenhang hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Rastelemente an federnden Zungen ausgebildet sind. Die mit den Rastelementen ausgestatteten Zungen bilden Rastzungen. Neben den Rastzungen können auch Umfangsbereiche des Handbedienelements nicht zur Verras- tung beitragen. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das zylindrische Handbedienelement in einem Endbereich in gleichmäßigen Abständen in Zungen unterteilt ist, wobei etwa jede zweite, dritte oder vierte Zunge als Rastzunge ausgebildet ist.
Im Hinblick auf die an dem Ventilgehäuse angeordnete Raststruktur hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn diese als umlaufender Rastkragen ausgebildet ist. Insbesondere kann der Rastkragen über einen Winkelbereich von 360° über den gesamten Umfang des Ventilgehäuses umlaufend angeordnet sein. Bei dem Rastkragen kann es sich um einen ringförmigen Vorsprung handeln. Oberhalb des Rastkragens können sich in Axialrichtung erstreckende Stabilisierungselemente angeordnet sein, welche an der Innenseite des Handbedienelements anliegen und dessen Axial- und Drehbewegungen führen. Über die sich spannende Feder wird zuverlässig eine Rückstellung des Handbedienelements in dessen axiale Ausgangslage erreicht. Für den Bediener befindet sich das Handbedienelement nach erfolgter Bedienung stets in der gleichen axialen Stellung. Auch dies ist dem Bedienkomfort zuträglich.
Weitere Einzelheiten und Vorteile eines erfindungsgemäßen Ventils werden nachfolgend unter Zuhilfenahme der beigefügten Zeichnungen eines Ausführungsbeispiels erläutert. Darin zeigen:
Fig. 1 in perspektivischer Ansicht ein Ventil,
Fig. 2 eine teilweise geschnittene Ansicht des Ventils gemäß der Darstellung in Fig. 1,
Fig. 3a) und 3b) teilweise explodierte Ansichten des Ventils gemäß Fig. 1,
Fig. 4 eine weitere Explosionsansicht von Teilen des Ventils gemäß Fig. 1,
Fig. 5a) und 5b) zwei Einzelteilansichten eines Handbedienelements mit einer an diesem angeordneten Stellscheibe,
Fig. 6 drei Einzelteilansichten einer Stellscheibe,
Fig. 7a) bis 7c) das Ventil gemäß der Darstellung in Fig. 1 in teilweise geschnittener Ansicht in dessen Offenstellung, wobei mit Fig. 7a) die maximal geöffnete Stellung, mit Fig. 7b) eine Zwischenstellung und mit Fig. 7c) die minimal geöffnete Stellung gekennzeichnet ist,
Fig. 8a) bis 8c) das Ventil gemäß der Darstellung in Fig. 1 in geschnittener Ansicht in dessen Offenstellung, wobei mit Fig. 8a) die maximal geöffnete Stellung, mit Fig. 8b) eine Zwischenstellung und mit Fig. 8c) die minimal geöffnete Stellung gekennzeichnet ist und
Fig. 9a) bis 9c) das Ventil gemäß der Darstellung in Fig. 1 in teilweise geschnittener Ansicht in dessen Offenstellung, wobei mit Fig. 9a) die maximal geöffnete Stellung, mit Fig. 9b) eine
Zwischenstellung und mit Fig. 9c) die minimal geöffnete Stellung gekennzeichnet ist.
Die Darstellungen in den Fig. 1 und 2 zeigen in perspektivischer sowie teilweise geschnittener Ansicht ein als Kartuschenventil ausgebildetes Ventil 1. Es handelt sich um ein Servoventil, wie dieses im Sanitärbereich, beispielsweise in Duscharmaturen, eingesetzt wird.
Das Ventil 1 weist einen Ventileinlauf 20 sowie einen koaxial zu diesem angeordneten Ventilauslauf 21 auf. Insoweit handelt es sich um ein Koaxialventil. Im Fließweg zwischen dem Ventileinlauf 20 und dem Ventilauslauf 21 ist ein Hauptventil 3 angeordnet, welches in den Fig. 1 und 2 in dessen geöffneter Stellung abgebildet ist. In dieser Stellung gibt ein zwischen dem Schließelement 22 des Hauptventils 3 und dem Ventilsitz 23 des Hauptventils 3 angeordneter, ringförmiger Spalt den Fließweg zwischen dem Ventileinlauf 20 und dem Ventilauslauf 21 frei. Bei dem Schließelement 22 handelt es sich um eine Schließmembrane, deren Position über ein Vorsteuerventil 5 kleineren Durchmessers ansteuerbar ist.
Das Vorsteuerventil 5 weist ein bewegbar angeordnetes Vorsteuerelement 5.1 auf, welches mit einer Steueröffnung 22.1 des Schließelements 22 zusammenwirkt. Das Vorsteuerelement 5.1 ist nach Art eines magnetischen Plungers ausgebildet und wirkt mit einem als Permanentmagnet ausgebildeten Magneten 18 zusammen. Das Vorsteuerelement 5.1 ist mit dem Magneten 18 magnetisch gekoppelt. Der Magnet 18 ist mit der Push-Push- Mechanik 4 wirkverbunden. Durch Betätigung der Push-Push-Mechanik 4 wird der Magnet 18 entlang der Ventilachse A des Ventils 1 bewegt. Aufgrund der magnetischen Kopplung folgt das Vorsteuerelement 5.1 dieser Bewegung und lässt sich auf diese Weise durch Betätigung der Push-Push- Mechanik 4 bistabil zwischen zwei Endlagen hin und her schalten.
In der geschlossenen Stellung des Hauptventils 5 verschließt das Vorsteuerelement 5.1 mit einer Dichtfläche 5.2 die Steuerbohrung 22.1 des Schließelements 22. In dieser Stellung wird das Schließelement 22 über den Druck des anliegenden Fluids auf den Ventilsitz 23 gedrückt und dichtet diesen fluiddicht ab. Durch Betätigung der Push- Push-Mechanik 4 wird der Magnet 18 in seine andere stabile Endlage überführt. Dabei wird das mit diesem magnetisch gekoppelte Vorsteuerelement 5.1 mitgenommen und gibt die Steueröffnung 22.1 frei. Das Fluid kann nun von einem oberhalb des Schließelements 22 angeordneten Druckraum 24 über die Steueröffnung 22.1 in den Ventilauslauf 21 fließen, wodurch sich die Druckverhältnisse im Inneren des Ventils 1 so ändern, dass das Schließelement 22 über den Druck des anliegenden Fluids angehoben wird.
Beim Anheben des Schließelements 22 bildet das Vorsteuerelement 5.1 einen dessen Hub begrenzenden hydraulischen Anschlag. Das Schließelement 22 wird über den Druck des am Ventileingang 20 anliegenden Fluids zunächst solange angehoben, bis es in Kontakt mit der Dichtfläche 5.2 des darüber positionierten Vorsteuerelements 5.1 gelangt. Die Steuerbohrung 22.1 wird hierdurch kurzzeitig geschlossen und das Schließelement 22 über den sich oberhalb des Schließelements 22 aufbauenden Druck in entgegengesetzter Richtung bewegt bis die Steuerbohrung 22 wieder geöffnet ist. Es ergibt sich eine Art schwingende Bewegung des Schließelements 22, wobei sich nach einigen Schwingungen im Ergebnis ein Schwebezustand des Schließelements 22 knapp unterhalb des Vorsteuerelements 5.1 einstellt. Die sich dabei einstellende Position des Schließelements 22 ist von der axialen Stellung des Vorsteuerelements 5.1 abhängig und hat direkten Einfluss auf die Durchflussmenge des Ventils 1 . Über die axiale Stellung des als hydraulischer Anschlag wirkenden Vorsteuerelements 5.1 des Pilotventils 5 lässt sich daher die durch das Ventil 1 strömende Durchflussmenge regulieren.
Das Ventil 1 weist ein Ventilgehäuse 2 auf, in welchem die einzelnen Komponenten des Ventils 1 aufgenommen sind. Das Ventilgehäuse 2 weist zwei Gehäuseteile 2.1 , 2.2 auf. Die beiden Gehäuseteile 2.1 , 2.2 sind über eine Verbindungsstelle 2.3 miteinander verbunden. Beim Ausführungsbeispiel ist die Verbindungsstelle 2.3 als eine Rastverbindung mit auf gegenüberliegenden Seiten des Ventilgehäuses 2 angeordneten, jeweils eine Rastverbindung bildenden Rastelementen 2.4, 2.5 ausgebildet. In dem Gehäuseteil 2.1 sind hydraulische Komponenten des Ventils 1 aufgenommen, wie etwa das Hauptventil 3, das Vorsteuerventil 5 sowie der Ventileinlauf 20 und der Ventilauslauf 21. Insoweit handelt es sich bei dem Gehäuseteil 2.1 um ein Hydraulikgehäuse. In dem anderen Gehäuseteil 2.2 sind die Komponenten zum Schalten des Hauptventils 2 aufgenommen, wie etwa die Push-Push- Mechanik 4 und der Magnet 18. Insoweit handelt es sich bei dem Gehäuseteil 2.2 um ein Schaltgehäuse.
Wie nachfolgend noch näher zu erläutern sein wird, ist das Ventil 1 nicht nur zwischen dessen geschlossener und der in Fig. 2 dargestellten, voll geöffneten Stellung umschaltbar, sondern lässt sich zum Zwecke der Durchflussmengenregulierung auch stufenlos einstellen.
Zur Durchflussmengenregulierung weist das Ventil 1 einen in axialer Richtung auf eine Basisventileinheit 19 des Ventils 1 aufsetzbaren Stellaufsatz 6 auf, vgl. Fig 3a) und 3b). Auch ohne den Stellaufsatz 6 bildet die Basisventileinheit 19 ein funktionsfähiges Servoventil, d.h. es könnte über die Push- Push-Mechanik 4 ein Fluidstrom zwischen der geschlossenen und einer voll geöffneten Stellung des Hauptventils 3 geschaltet werden. Über den Stellaufsatz 6 wird die Funktion der Basisventileinheit 19 auf einfache Art und Weise um eine Durchflussmengenregulierung ergänzt. Hierzu kann der Stellaufsatz 6 auch als Nachrüstlösung mit wenigen Handgriffen lösbar mit dem Ventilgehäuse 2 und der Push-Push-Mechanik 4, die Teile der Basisventileinheit 19 sind, verbunden werden.
Zur Durchflussmengenregulierung weist das Ventil 1 ein Handbedienelement 7, zwei miteinander zusammenwirkende Stellscheiben 8, 9 und eine als Rückstellelement dienende Feder 13 auf. Bei Ausführungsbeispiel sind das nach Art eines Druckknopfs ausgestaltete Handbedienelement 7, die Stellscheiben 8, 9 und auch die Feder 13 Teil des lösbar mit dem Ventilgehäuse 2 bzw. der Push- Push-Mechanik 4 verbundenen Stellaufsatzes 6. Alternativ könnten die entsprechenden Teile jedoch auch nicht Teil eines Stellaufsatzes 6 sein, sondern unlösbar mit dem Ventilgehäuse 2 bzw. der Push-Push-Mechanik 4 verbunden sein.
Wie die Darstellung in Fig. 1 dies erkennen lässt, ist das Handbedienelement 7 von insgesamt topfförmiger Geometrie. Das Handbedienelement 7 weist einen im Wesentlichen zylindrischen Mantel 7.1 sowie einen Boden 7.2 auf. An dem Boden 7.2 ist ein Verbindungsmittel 7.3 vorgesehen, an welchem das Handbedienelement 7 mit einer Kappe verbunden werden kann. An dem Verbindungsmittel 7.3 kann beispielsweise eine verchromte Blendkappe einer Sanitärarmatur angeordnet werden, welche an das Design der jeweiligen Armatur angepasst ist und eine Beschriftung zur Bedienung der Armatur aufweist.
Das Handbedienelement 7 erstreckt sich axial entlang der Ventilachse A und ist mit dem seiner Bedienseite gegenüberliegenden Ende mit dem Gehäuseteil 2.2 des Ventilgehäuses 2 verbunden. Zur Verbindung mit dem Ventilgehäuse 2 weist das Handbedienelement 7 an dessen offenem Ende mehrere über den Umfang des Handbedienelements 7 verteilt angeordnete, sich koaxial zur Achse des Ventils A erstreckende Zungen 16 auf. Ein Teil der Zungen 16 ist mit Rastelementen 14 versehen. Beim Ausführungsbeispiel ist jede zweite Zunge 16 mit einem Rastelement 14 versehen. Die übrigen Zungen 16 dienen zur Führung der Bewegungen des Handbedienele-
merits 7. Es können jedoch auch weniger oder mehr Zungen 16 mit Rastelementen 14 versehen sein.
Die Rastelemente 14 wirken mit einer an dem Ventilgehäuse 2 vorgesehenen Raststruktur 15 zusammen. Die Raststruktur 15 ist nach Art eines das Ventilgehäuse 2 ringförmig umgebenden, radialen Vorsprungs ausgebildet, vgl. Fig. 3a) und 3b). Die Raststruktur 15 ist an dem Gehäuseteil 2.2 angeordnet und einstückig mit diesem verbunden. Das Handbedienelement 7 kann aus axialer Richtung her kommend entlang der Ventilachse A über die Rastelemente 14 mit der Raststruktur 15 des Ventilgehäuses 2 verrastet werden, vgl. auch Fig. 2. Das kappenförmige Bedienelement 7 ist mit dem Gehäuse 2 derart verrastet, dass das Handbedienelement 7 in axialer Richtung entgegen der Kraft der sich spannenden Feder 13 in Richtung der Basisventileinheit 19 bewegt werden kann. Über die Feder 13 erfolgt eine Rückstellung des Handbedienelements 7, so dass die Rastelemente 14 stets bestrebt sind, in Anlage hinter der Raststruktur 15 zu gelangen. Die Rastverbindung des Handbedienelements 7 mit dem Ventilgehäuse 2 ist ferner dergestalt, dass das Handbedienelement 7 gegenüber dem Gehäuse 2 frei drehbar ausgebildet ist.
Durch eine Druckbetätigung kann das Handbedienelement 7 axial entgegen der Kraft der sich spannenden Feder 13 bewegt werden. Diese Axialbewegung wird zur Betätigung der Push-Push-Mechanik 4 genutzt. Durch die Drehbewegung des Handbedienelements 7 kann die Durchflussmenge des Ventils 1 in dessen offener Stellung reguliert werden.
In Fig. 4 dargestellt ist der Stellaufsatz 6 sowie Teile der Push-Push-Mech- anik 4 der Basisventileinheit 19. Wie zu erkennen ist, handelt es sich bei der Push-Push-Mechanik 4 um eine nach Art einer herkömmlichen Kugelschreiber-Mechanik ausgebildete Push-Push-Mechanik 4. Durch Aufbringen eines Drucks auf das Druckstück 4.1 erfolgt innerhalb einer Hülse 4.3 des
Gehäuseteils 2.2 eine Axial- und Drehverstellung eines Vorschubelements 4.2, wie dies von Kugelschreibern bekannt ist. Durch Betätigung des Druckstücks 4.1 der Push-Push-Mechanik 4, welche mit dem Vorsteuerelement
5.1 des Vorsteuerventils 5 gekoppelt ist, lässt sich das Vorsteuerelement
5.1 zwischen zwei Endlagen bistabil hin und her schalten.
Wie wiederum die Darstellungen in den Fig. 3a) und 3b) erkennen lassen, weist das Ventil 1 zwei zueinander korrespondierend gestaltete Stellscheiben 8, 9 auf.
Die eine Stellscheibe 8 wird von einem separaten Bauteil gebildet. Die Stellscheibe 8 ist mit einem Druckstück 4.1 der Push-Push-Mechanik 4 drehfest verbunden, beim Ausführungsbeispiel über eine Steckverbindung. Die andere Stellscheibe 9 ist an der Innenseite des Handbedienelements 7 angeordnet. Beim Ausführungsbeispiel ist die Stellscheibe 9 mit dem Handbedienelement einstückig verbunden. Die Stellscheibe 9 ist an dem Boden 7.2 des Handbedienelements 7 angeordnet. Die Stellscheibe 9 ist an der den Verbindungsmitteln 7.3 gegenüberliegenden Seite angeordnet.
Sowohl die Stellscheibe 8 als auch die Stellscheibe 9 weisen jeweils schräg verlaufende Stellflächen 8.1 , 8.2, 9.1 , 9.2 auf, was auch anhand der Darstellungen in den Fig. 5 und 6 deutlich wird. Die Stellflächen 8.1 , 8.2, 9.1 ,
9.2 verlaufen schräg gegenüber der Drehebene des Handbedienelements 7, so dass die die Drehbewegung des Handbedienelements 7 über die schrägen Stellflächen 8.1 , 8.2, 9.1 , 9.2 in eine Axialbewegung überführen lässt. Die Stellscheiben 8, 9 wirken insoweit als ein Hubscheibenpaar 12 zusammen.
Die Stellflächen 9.1 , 9.2 der Stellscheibe 9, wie auch die Stellflächen 8.1 ,
8.2 der Stellscheibe 8, erstrecken sich jeweils über einen Umfangswinkel a von etwas weniger als 180° symmetrisch um die Ventilachse A des Ventils 1 . Die Stellflächen 9.1 , 9.2 der Stellscheibe 9, wie auch die Stellflächen 8.1 ,
8.2 der Stellscheibe 8 sind parallel zueinander ausgerichtet und liegen flächig aneinander an. Beim Ausführungsbeispiel beträgt der Umfangswinkel a 160° , vgl. auch Fig. 6 a) bis c). Es ergibt sich eine gleichmäßige, wenig verschleißanfällige Übertragung der zur Betätigung der Push-Push-Mechanik 4 erforderlichen Stellkräfte. Im Bereich zwischen den Stellflächen 8.1 , 8.2, 9.1 , 9.2 sind Anschläge 10, 11 vorgesehen, die dafür sorgen, dass das Handbedienelement 7 nur zwischen den Anschlägen 10, 11 maximal über den Winkel a hin- und hergedreht werden kann. Ein Überdrehen wird durch die Anschläge 10, 11 verhindert.
Die Stellflächen 8.1 , 8.2 des Stellscheibes 8 sind korrespondierend zu den Stellflächen 9.1 , 9.2 des Stellscheibes 9 ausgebildet, so dass diese flächig aneinander anliegen und gemeinsam ein Stell- bzw. Hubscheibenpaar 12 bilden, auf dessen Funktion nachfolgend anhand der Darstellungen in den Fig. 8 bis 9 noch näher eingegangen werden wird.
In den Fig. 7 bis 9 sind jeweils geöffnete Stellungen des Ventils 1 dargestellt. Die in den Fig. 7 bis 9 mit einem a) bezeichnete Stellung entspricht der maximal geöffneten Stellung des Ventils 1 , die mit einem b) bezeichnete Stellung entspricht einer mittleren Öffnungsstellung und die mit einem c) bezeichnete Stellung entspricht der minimal geöffneten Stellung.
Durch manuelles Aufbringen eines Betätigungsdrucks in Richtung der Ventilachse A des Ventils 1 kann das Handbedienelement 7 axial gegenüber dem Ventilgehäuse 2 des Ventils 1 bewegt werden. Diese Bewegung wird auf ein Druckstück 4.1 der Push-Push-Mechanik 4 übertragen und zum Umschalten des Ventils 1 zwischen der Offenstellung und der Schließstellung des Hauptventils 3 genutzt. Während dieser Bewegung heben die Rastelemente 14 von der Raststruktur 15 in Richtung der Push-Push-Mechanik 4 ab. Nachdem die Push-Push-Mechanik 4 bedient wurde, entfernt der Bediener
seine Hand von dem Handbedienelement 7. Es erfolgt eine Rückstellung des Handbedienelements 7 in dessen Ausgangsstellung.
Nach Art einer Ein-Knopf-Bedienung kann über das Handbedienelement 7 auch eine Durchflussmengenregulierung erfolgen. Hierzu kann das Handbedienelement 7 des Stellaufsatzes 6 um die Ventilachse A verdreht werden. Beim Drehen des Handbedienelements 7 dreht die gemeinsam mit dem Handbedienelement 7 drehende Stellscheibe 9 gegenüber der unverdrehbar an der Push-Push-Mechanik 4 angeordneten Stellscheibe 8. Die Kappe 7 liegt während der Drehbewegung axial gesichert über die Rastelemente 14 an der Raststruktur 15 an und drückt aufgrund des Schrägwinkels der Stellflächen 8.1 , 8.2, 9.1 , 9.2 das Druckstück 4.1 der Push-Push-Mechanik 4 nach unten, so wie dies beispielsweise der Vergleich der Darstellungen in den Fig. 7a) und 7b) verdeutlicht.
In der maximal geöffneten Stellung gemäß den mit a) bezeichneten Ansichten liegen die Stellflächen 8.1 , 8.2 des Stellscheibes 8 nahezu vollflächig an den Stellflächen 9.1 , 9.2 des handbedienelementseitigen Stellscheibes 9 an. Auch die Anschläge 10, 11 liegen aneinander an, so dass aus der vollgeöffneten Stellung eine Drehbewegung des Handbedienelements 7 nur in eine Richtung möglich ist, so wie dies durch den Richtungspfeil in Fig. 7a) angedeutet ist.
Um den Durchfluss zu reduzieren, kann das Handbedienelement 7 aus der in Fig. 7a) dargestellten, maximal geöffneten Stellung durch eine Rechtsdrehung des Handbedienelements 7 um die Ventilachse A in die in Fig. 7b) dargestellte Zwischenstellung überführt werden. Der Drehwinkel zur Überführung des Ventils 1 aus der Stellung gemäß Fig. 7a) in die Zwischenstellung gemäß Fig. 7b) beträgt beim Ausführungsbeispiel etwa 80° .
Durch das Verdrehen des Handbedienelements 7 wird die Stellscheibe 8, welche gemeinsam mit der Stellscheibe 9 ein Hubscheibenpaar 12 bildet, in axialer Richtung nach unten bewegt und drückt das Druckstück 4.1 der Push-Push-Mechanik nach unten. Dieser Druckbewegung folgt auch das als hydraulischer Anschlag dienende Steuerelement 5.1 des Vorsteuerventils 5, wodurch sich zwischen dem Schließelement 22 und dem Ventilsitz 23 des Hauptventils 3 ein gegenüber dem maximalen Öffnungsspalt Smax geringerer Öffnungsspalt S einstellt, vgl. die Darstellungen in den Fig. 8a) und 8b).
In dieser Stellung liegen die Stellflächen 8.1 , 8.2 nur noch in etwa zur Hälfte an den gegenüberliegenden Stellflächen 9.1 , 9.2 an.
Durch weitere Drehung des Handbedienelements, wiederum um einen Winkel von etwa 80° , wird die in den mit c) bezeichneten Figuren dargestellte minimale Durchflussstellung erreicht. In dieser Stellung liegen die Anschläge 10 des Stellscheibes 8 an den Anschlägen 11 des Handbedienelements 7 an. Ein weiteres Verdrehen in Schließrichtung ist nicht möglich. In dieser Stellung ist der Spalt zwischen dem Ventilsitz 23 Smin minimal und das Handbedienelements 7 kann aus dieser Stellung nur linksdrehend in Öff- nungsrichtung verdreht werden, so wie dies der in Fig. 7c) ein gezeichnete Richtungspfeil veranschaulicht.
Die Regulierung der Durchflussmenge erfolgt durch Einstellung der Offenstellung des Ventils 1. Zur Einstellung der Offenstellung des Ventils 1 können die gegeneinander verdrehbar angeordneten Stellscheiben 8, 9 über das Handbedienelement 7 relativ zueinander verdreht werden. Die Stellscheiben 8, 9 sind außerhalb der Push-Push-Mechanik 4 angeordnet. Die Stellscheiben 8, 9 wirken von außen auf die Push-Push-Mechanik 4 ein. Durch Verdrehung der Stellscheiben 8, 9 wird das Druckstück 4.1 der Push- Push-Mechanik 4 axial verschoben. Hierbei bleiben die vorgegebenen
Schaltpositionen der Push-Push-Mechanik 4, welche der Umschaltung zwischen der Offen- und der Schließstellung dienen, unverändert.
Bei der Umschaltung zwischen der Offen- und der Schließstellung durch Aufbringen eines Betätigungsdrucks auf das Handbedienelement 7 in Richtung der Ventilachse A verändern die Stellscheiben 8, 9 ihre relative Verdrehung zueinander nicht. Durch Druck auf das Handbedienelement 7 erfolgt somit eine Umschaltung zwischen der Schließstellung und der zuletzt eingestellten Offenstellung.
Wie die Darstellungen, insbesondere in den Fig. 7a) bis 7c), dies erkennen weiter lassen, sind sowohl die Dreh- als auch die Axialbewegungen des Handbedienelements 7 über Führungselemente 17 geführt. Bei den Führungselementen 17 handelt es sich um sich in axialer Richtung des Ventils 1 erstreckende, an dem Außenumfang des Gehäuseteils 22. Des Ventilgehäuses 2 angeordnete Stege. Die Führungselemente 17 weisen zum vereinfachten Aufstecken des Handbedienelements 7 Auf steckschrägen 17.1 auf.
Das vorstehende beschriebene Ventil 1 zeichnet sich durch eine einfache Handhabung und einen geringen Verschleiß aus. Über das Handbedienelement 7 lässt sich sowohl die Push-Push-Mechanik 4 betätigen, d. h. das Hauptventil 3 zwischen dessen Offen- und Schließstellung hin und her schalten, durch Drehbewegung des Handbedienelements 7 lässt sich ferner die Offenstellung des Hauptventils 3 zur Mengenregulierung stufenlos verstellen. Aufgrund der als Stellelemente vorgesehenen Stellscheiben 8, 9 ergibt sich eine günstige Übertragung der Stellkräfte und damit ein geringer Verschleiß.
Bezugszeichen:
1 Ventil
2 Ventilgehäuse
2.1 Gehäuseteil
2.2 Gehäuseteil
2.3 Verbindungsstelle
2.4 Rastelement
2.5 Rastelement
3 Hauptventil
4 Push-Push-Mechanik
4.1 Druckstück
4.2 Vorschubelement
4.3 Hülse
5 Vorsteuerventil
5.1 Vorsteuerelement
5.2 Dichtfläche
6 Stellaufsatz
7 Handbedienelement
7.1 Mantel
7.2 Boden
7.3 Verbindungsmittel
8 Stellelement
8.1 Stellfläche
8.2 Stellfläche
8.3 Verbindungsmittel
9 Stellelement
9.1 Stellfläche
9.2 Stellfläche
10 Anschlag
11 Anschlag
12 Hubscheibenpaar
13 Feder
14 Rastelement
15 Raststruktur
16 Zunge
17 Führungselement
17.1 Auf steckschräge
18 Magnet
19 Basisventileinheit
20 Ventileinlauf
21 Ventilauslauf
22 Schließelement
22.1 Steueröffnung
23 Ventilsitz
24 Druckraum
A Ventilachse
Smax Öffnungsspalt
S Öffnungsspalt
Smin Öffnungsspalt a Winkel
Claims
1. Ventil, insbesondere Servoventil, mit einem Ventilgehäuse (2), einem Hauptventil (3) und einem über eine Push-Push-Mechanik (4) betätigbaren Vorsteuerventil (5) zur Verstellung des Hauptventils (3) zwischen einer Offen- und einer Schließstellung, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h zwei zur Einstellung der Offenstellung gegeneinander verdrehbar angeordnete Stellscheiben (8, 9).
2. Ventil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Stellscheiben (8, 9) ein Hubscheibenpaar (12) bilden.
3. Ventil nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellscheiben (8, 9) schräg verlaufende Stellflächen (8.1 , 8.2, 9.1 , 9.2) aufweisen.
4. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellscheiben (8, 9) jeweils zwei Stellflächen (8.1 , 8.2, 9.1 , 9.2) aufweisen.
5. Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den jeweils zwei Stellflächen (8.1 , 8.2, 9.1 , 9.2) Anschläge (10, 11 ) zur Begrenzung der Drehbewegung angeordnet sind.
6. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellscheiben (8, 9) an einem lösbar an dem Ventilgehäuse (2) und/oder der Push-Push Mechanik (4) angeordneten Stellaufsatz (6) angeordnet sind, über welchen die Offenstellung zur Durchflussmengenregulierung einstellbar ist.
7. Ventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass über den Stellaufsatz (6) die Push-Push-Mechanik (4) bedienbar ist.
8. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Handbedienelement (7), wobei durch Druckbetätigung des Handbedienelements (7) die Push-Push-Mechanik (4) bedienbar und durch Drehbetätigung des Handbedienelements (7) die Offenstellung einstellbar ist.
9. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stellscheibe (8) lösbar mit der Push-Push- Mechanik (4) verbunden ist.
10. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stellscheibe (9) an dem Handbedienelement (7) angeordnet ist.
11. Ventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellscheibe (9) einstückig mit dem Handbedienelement (7) verbunden ist.
12. Ventil nach einem der Ansprüche 8 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Handbedienelement (7) mit dem Ventilgehäuse (2) verbunden, insbesondere rastverbunden ist, ist.
13. Ventil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Handbedienelement (7) derart mit dem Ventilgehäuse (2) verbunden ist, dass es entgegen der Kraft einer sich spannenden Feder (13) axial in Richtung der Push-Push-Mechanik (4) bewegbar und gegenüber diesem drehbeweglich ist.
14. Ventil nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Handbedienelement (7) Rastelemente (14) aufweist, die mit
einer an dem Ventilgehäuse (2) angeordneten Raststruktur (15) ver- rastet sind.
15. Ventil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastelemente (14) an federnden Zungen (16) ausgebildet sind.
16. Ventil nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die
Raststruktur (15) nach Art eines umlaufenden Rastkragens ausgebildet ist.
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