DE19653419C2 - Ventiloberteil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventiloberteil für Armaturen, mit einem Kopfstück, in dem ein axial bewegbarer Ventilkolben geführt und eine drehbare Spindel axial gesichert gelagert sind, die über Gewinde miteinander verbunden sind, und in dem ein in Axial­ richtung verlaufender Innenvielkant vorgesehen ist, der in einen Außenvielkant am Ventilkolben greift.

Mit Hilfe von Ventiloberteilen wird zum Beispiel der Wasseraustritt aus Sanitär­ armaturen gesteuert. Zu diesem Zweck wird das Ventiloberteil mittels seines Kopf­ stücks in das Gehäuse der Sanitärarmatur geschraubt; auf seine Spindel wird ein Drehgriff oder Hebel gesteckt.

Bei einem bekannten Ventiloberteil der eingangs genannten Art (vgl. DE 42 23 589 A1) sind der Ventilkolben und die drehbare Spindel über ein Bewegungsgewinde mit­ einander verbunden. Zur Axialführung ist an dem Ventilkolben und in dem Kopfstück je ein Vielkant vorgesehen, die ineinandergreifen. Die Dichtung bei geschlossenem Ventilkolben erfolgt hydrostatisch mittels eines im Kopfstück gehaltenen Dichtrings. Das bekannte Ventiloberteil weist den Nachteil auf, daß das selbsttätige Öffnen des Ventils allein durch das selbsthemmend ausgelegte Gewinde zwischen Spindel und Ventilkolben verhindert wird. Beim Zusammentreffen ungünstiger Bedingungen auf­ grund der dynamischen Belastungen in dem Rohrleitungssystem, an das das Ventil­ oberteil angeschlossen ist, kann es aber zum selbsttätigen Öffnen des Ventils kommen.

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ventiloberteil der eingangs genannten Art so auszubilden, daß ein selbsttätiges Öffnen auch unter ungünstigsten Betriebsbedingungen verhindert ist.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß auf der Spindel zwischen einem Sprengring einerseits und einer Scheibe andererseits ein Gewindestück angeordnet ist, das drehfest in dem Kopfstück angeordnet, zwischen einem durch die Scheibe gebildeten Spindelbund und dem an der Spindel befestigten Sprengring axial gesichert auf der Spindel gelagert wird und über ein Bewegungsgewinde mit einem Steuerteil verbunden ist, das mit einem Innenmehrkant einen an der Spindel vorgesehenen Außenmehrkant umfaßt und über ein Bewegungsgewinde mit dem Ventilkolben verbunden ist, wobei das Steuerteil in dem Kopfstück über den Außenmehrkant der Spindel drehbar und über das Bewegungsgewinde axial bewegbar ist.

Mit der Erfindung ist ein Ventiloberteil geschaffen, das selbst bei hohen dynamischen Belastungen in dem Rohrleitungssystem, an das das Ventiloberteil angeschlossen ist, nicht selbsttätig öffnet. Der im Rohrleitungssystem herrschende Wasserdruck übt nämlich eine axiale Kraft auf den Ventilkolben aus. Der Ventilkolben überträgt die Kraft über das Steuerteil auf das Gewindestück, so daß letzteres gegen die an der Spindel angeordnete Scheibe gedrückt wird, wodurch eine Bremswirkung erzeugt wird. Diese Wirkung tritt auch bei ganz oder teilweise geöffnetem Ventiloberteil auf, so daß das erfindungsgemäße Ventiloberteil in jeder vom Benutzer gewählten Öffnungslage verharrt, und aus ihr nicht ungewollt verschiebbar ist.

In Weiterbildung der Erfindung ist zwischen dem Gewindestück und der Scheibe ein Ring vorgesehen. Durch den Ring ist die Bremswirkung erhöht.

In einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist auf der dem Gewindestück abgewandten Seite zwischen der Scheibe und einem eingezogenen Rand des Kopf­ stücks ein Ring angeordnet. Durch das Vorhandensein von Ringen auf beiden Seiten der Scheibe ist eine Art Scheibenbremse geschaffen, die zu einer wesentlichen Erhöhung der Bremswirkung führt.

Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Unteransprüchen angegeben. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt ein Ventiloberteil im Maßstab 3 : 1 in einer Hälfte im Längsschnitt, in der anderen Hälfte in Seitenansicht.

Das als Ausführungsbeispiel gewählte Ventiloberteil weist im wesentlichen sechs miteinander verbundene/gegeneinander geführte Teile auf, nämlich ein Kopfstück 1, eine das Kopfstück 1 in seinem äußeren Teil mittig durchsetzende, in ihm drehbare und radial geführte Spindel 2, ein auf der Spindel 2 angeordnetes und im Kopfstück axial geführtes Gewindestück 5, ein mit dem Gewindestück 5 verbundenes Steuerteil 6, eine mit dem Kopfstück 1 in seinem inneren Teil verschraubte Durchtrittshülse 7, sowie einen mit dem Steuerteil 6 verbundenen und von dem Kopfstück 1 und der Durchtrittshülse 7 axial geführten Ventilkolben 3.

Das Kopfstück 1 besteht aus einem symmetrischen Hohlkörper, dessen beide Stirnflächen offen sind. Etwa mittig weist das Kopfstück 1 ein Außengewinde 11 auf, mit dem es in das Gehäuse eines Wasserzulaufkanals einer - nicht dargestellten - Sanitärarmatur schraubbar ist. Das Einschrauben des Kopfstücks 1 in die Sanitärarmatur erfolgt mittels Schlüsselflächen 12, die im Bereich der äußeren Stirnseite außen an dem Kopfstück 1 vorgesehen sind. Im Bereich dieser Stirnseite ist das Kopfstück 1 mit einem eingezogenen Rand 18 versehen, an dem die Spindel 2 axial abgestützt und radial geführt ist.

An den Rand 18 schließt ein abgestufter hohlzylindrischer Teil 19 an. Im Abstand von dem Rand 18 ist in dem hohlzylindrischen Teil 19 ein Innenring 13 vorgesehen, dessen Innendurchmesser nur geringfügig kleiner ist als der des hohlzylindrischen Teils 19. Auf der dem eingezogenen Rand 18 zugewandten Seite schließt sich an den Innenring 13 ein Innenvielkant 15 an. Auf der dem eingezogenen Rand 18 abgewandten Seite ist im Abstand von dem Innenring 13 ein Innenvielkant 14 in den hohlzylindrischen Teil 19 eingearbeitet. Der Innenvielkant 15 sowie der Innenvielkant 14 sind von einer Vielzahl von Zähnen gebildet. Der Vielkant 15 verhindert eine Drehung des Gewindestücks 5. Der Vielkant 14 ist für die Axialführung des Ventilkolbens 3 zur Vermeidung von Verdrehungen vorgesehen. An dem dem eingezogenen Rand 18 abgewandten Ende weist das Kopfstück 1 ein Innengewinde 16 auf. Außen weist das Kopfstück 1 etwa in Höhe zwischen Innenring 13 und Innenvielkant 14 einen Außenflansch 17 auf, mit dem das Kopfstück 1 nach dem Einschrauben auf dem Gehäuse der Sanitärarmatur aufliegt. Der Außenflansch 17 weist auf seiner dem Außengewinde 11 zugewandten Seite eine Ringnut 171 für die Aufnahme eines Dichtrings 41 auf. Dieser Dichtring ist nach dem Einschrauben des Ventiloberteils zwischen dem Kopfstück 1 und der Sanitärarmatur angeordnet.

Die Spindel 2 ist im wesentlichen massiv ausgeführt. Sie ist an ihrer einen Stirnseite außen als Vielkant 21 ausgeführt und innen mit einem Sackloch 22 mit Innengewinde versehen, die einen Steckkopf für die Befestigung eines nicht dargestellten Drehgriffs oder Hebels bilden. Im Abstand von dem Steckkopf ist außen an der Spindel 2 eine Ringfläche 23 vorgesehen, mit der die Spindel 2 an dem Rand 18 des Kopfstücks 1 radial geführt ist. Die Ringfläche 23 ist von einer Ringnut unterbrochen, die einen Dichtring 43 aufnimmt. Auf der dem Vielkant 21 zugewandten Seite ist im Anschluß an die Ringfläche 23 ein Einstich 26 vorgesehen, der einen Sicherungsring 81 aufnimmt, der außen auf dem Rand 18 liegt. Auf der dem Vielkant 21 abgewandten Seite weist die Spindel 2 im Anschluß an die Ringfläche 23 eine Scheibe 24 auf, deren Durchmesser größer als der der Ringfläche 23 ist. Auf die Scheibe 24 ist um die Ringfläche 23 ein Ring 83 z. B. aus Bronze gelegt. Bei in das Kopfstück 1 eingesetzter Spindel 2 liegt der Ring 83 an dem eingezogenen Rand 18 an. Im Anschluß an die Scheibe 24 ist ein Zylinder 25 vorgesehen, der von einer Ringnut 27 begrenzt ist. Die Ringnut 27 nimmt einen Sprengring 82 auf. Im Anschluß an die Ringnut 27 ist auf der der Sanitärarmatur zugewandten Seite ein Außenmehrkant 28 ausgebildet.

Zwischen der Scheibe 24 und dem in der Ringnut 27 angeordneten Sprengring 82 ist auf dem Zylinder 25 der Spindel 2 das Gewindestück 5 angeordnet. Das Gewindestück 5 ist hohlzylindrisch ausgeführt. Es weist an seiner der Scheibe 24 zugewandten Seite einen Absatz 51 auf, der durch einen Flansch 52 gebildet ist. Am Umfang des Flansches 52 ist ein Außenvielkant 53 vorgesehen, mit dem das Gewindestück 5 in dem Innenvielkant 15 des Kopfstücks 1 drehfest gehalten ist. Um den Absatz 51 ist auf dem Flansch 52 ein Ring 84 z. B. aus Bronze aufgelegt. Der Ring 84 ragt auf der der Scheibe 24 zugewandten Seite über die Gewindehülse 5 hinaus. Auf der der Scheibe 24 abgewandten Seite weist das Gewindestück 5 ein Außengewinde 54 auf. Das Gewindestück 5 ist auf der Spindel 2 mit einem gewissen Spiel einerseits von dem Sprengring 82, andererseits über den Ring 84 von der Scheibe 24 gehalten.

Auf das Außengewinde 54 des Gewindestücks 5 ist mittels eines Innengewindes 61 das Steuerteil 6 aufgeschraubt. Das Steuerteil 6 ist hohlzylindrisch ausgeführt. Es weist etwa in seiner Mitte eine Verjüngung 62 auf. Durch die Verjüngung 62 ist auf der der Sanitärarmatur zugewandten Seite ein Vorsprung 65 ausgebildet. In dem verjüngten Bereich des Steuerteils 6 ist ein Innenmehrkant 63 ausgebildet, mit dessen Hilfe das Steuerteil 6 von dem Außenmehrkant 28 der Spindel 2 axial geführt und eine auf die Spindel 2 ausgeübte Drehbewegung auf das Steuerteil 6 übertragbar ist. Im Bereich des Innenmehrkants 63 ist auf der Außenseite des Steuerteils 6 ein Gewinde 64 vorgesehen, durch das das Steuerteil 6 mit dem Ventilkolben 3 verbunden ist.

Der Ventilkolben 3 weist an seiner einen Stirnseite einen Außenvielkant 31, mit dem der Ventilkolben 3 in dem Innenvielkant 14 des Kopfstücks 1 axial geführt ist, und ein Innengewinde 32 auf, in das das Außengewinde 64 des Steuerteils 6 geschraubt ist. Der Außenvielkant 31 ist - wie der Innenvielkant 14 des Kopfstücks 1 - von einer Vielzahl von Zähnen gebildet. Im Anschluß an den Außenvielkant 31 ist ein Außenflansch 36 an den Ventilkolben 3 angeformt. In dem Außenflansch 36 ist eine Ringnut 35 für die Aufnahme eines Dichtrings 44 vorgesehen. Die der Sanitärarmatur zugewandte Stirnseite des Ventilkolbens 3 ist nach Art eines nicht durchbrochenen Tellers 33 ausgeführt. Der Teller 33 ist an seiner der Sanitärarmatur zugewandten Fläche ohne Dichtring ausgeführt. Zum Rand ist der Teller 33 mit einer umlaufenden Abschrägung versehen. In seinem der Sanitärarmatur zugewandten Bereich ist der Ventilkolben 3 von der Durchtrittshülse 7 umgeben.

Die Durchtrittshülse 7 weist an ihrem einen Ende ein Außengewinde 71 auf, mit dem sie in das Innengewinde 16 des Kopfstücks 1 eingeschraubt ist. Im Anschluß an das Außengewinde 71 ist an der Hülse 7 eine Erweiterung 72 vorgesehen, die sich bis zu dem anderen Ende der Hülse 7 erstreckt. Im Abstand von dem der Sanitärarmatur zugewandten Ende ist in die Erweiterung 72 eine Innenringnut 73 eingelassen, die einen Dichtring 42 aufnimmt. Auf der der Sanitärarmatur abgewandten Seite ist an der Hülse 7 ein Stützring 85 angeordnet, der in Berührung mit der Dichtung 42 steht. Im Anschluß an den Stützring 85 sind in der Hülse 7 Fenster 74 für den Wasserdurchtritt vorgesehen, die in derselben Querebene symmetrisch verteilt in ihrer Wandung ausgespart sind. Im Ausführungsbeispiel sind drei Fenster 74 vorgesehen. Sie sind gebildet von drei Längsstegen 75, von den jeder einen nach außen abnehmenden etwa trapezförmigen Querschnitt mit abgerundeten, Innen- und Außendurchmesser der zylindrischen Wandung der Hülse 7 entsprechenden Grundseiten aufweist.

Das Kopfstück 1 ist fest in die Sanitärarmatur eingeschraubt. Die Spindel 2 ist in dem Kopfstück 1 drehbar gelagert. Eine Drehung der Spindel 2 über den Vielkant 21 mittels eines nicht dargestellten Drehgriffs führt aufgrund der ineinander greifenden Mehrkante 28, 63 zu einer Drehbewegung des Steuerteils 6. Die Drehbewegung des Steuerteils 6 führt einerseits aufgrund der Gewindeteile 54, 61, die zusammengefaßt die Funktion eines Bewegungsgewindes haben, andererseits aufgrund der Vielkante 53, 15, die das Gewindestück 5 drehfest in dem Kopfstück 1 halten, neben der Drehbewegung zu einer Axialbewegung des Steuerteils 6. Gleichzeitig ruft die Drehbewegung des Steuerteils 6 einerseits aufgrund der Gewindeteile 64, 32, die zusammengefaßt ebenfalls die Funktion eines Bewegungsgewindes haben, andererseits aufgrund der Vielkante 31, 14, die den Ventilkolben 3 drehfest in dem Kopfstück 1 halten, eine Axialbewegung des Ventilkolbens 3 hervor. Wegen der für die Axialbewegung des Ventilkolbens 3 zum Einsatz kommenden Bewegungsgewinde 64, 32 und 54, 61 ist bei Drehung der Spindel 2 die Axialbewegung des Steuerteils 6 halb so groß wie die des Ventilkolbens 3. Bei der Axialbewegung des Ventilkolbens 3 bewirkt der Dichtring 44, daß die Bewegungsgewinde 64, 32 und 54, 61 im abgedichteten Bereich liegen. Für den Betrieb der Bewegungsgewinde notwendiges Fett bleibt unberührt vom Wasser. Der Hub des Ventilkolbens 3 ist einerseits begrenzt durch Anstoßen der der Sanitärarmatur abgewandten Stirnseite des Ventilkolbens 3 an dem Vorsprung 65 der Steuerteils 6, das wiederum mit seiner der Sanitärarmatur abgewandten Stirnseite an den Flansch 52 des Gewindestücks 5 anstößt, andererseits durch Anliegen des Außenflansches 36 an der der Sanitärarmatur abgewandten Stirnseite der Durchtrittshülse 7. Im Ausführungsbeispiel beträgt der Hub des Ventilkolbens 1,5 mm. Die Steigung der Bewegungsgewinde beträgt jeweils 3 mm. Dadurch ist der Drehwinkel der Spindel 2 auf 90° begrenzt. Andere Drehwinkel, wie zum Beispiel 180° oder 270°, sind u. a. durch Wahl kleinere Steigungen der Bewegungsgewinde möglich. Dies führt zu einer feineren Justierbarkeit des Ventiloberteils.

Auf den Ventilkolben 3 wirkt bei geschlossenem, teilweise oder ganz geöffnetem Ventil der im Rohrleitungssystem, an das das Ventiloberteil angeschlossen ist, herrschende Druck. Dieser auf den Ventilkolben 3 ausgeübte Druck ruft eine Kraft in axialer Richtung des Ventiloberteils hervor. Da der Ventilkolben 3, das Steuerteil 6 sowie das Gewindestück 5 über Gewinde miteinander verbunden sind, ist eine Axialbewegung dieser drei Teile zueinander ohne gleichzeitige Verdrehung untereinander nicht möglich. Eine ungewollte Verdrehung der drei Teile zueinander ist dadurch verhindert, daß die Gewinde 64, 32 und 54, 61 selbsthemmend ausgelegt sind. Infolgedessen wird ein aufgrund der Kraft vom Ventilkolben 3 in Axialrichtung zurückgelegter Weg ohne Wegverluste über das Steuerteil 6 an das Gewindestück 5 übertragen. Das Gewindestück 5 drückt durch seine axial bewegliche Lagerung auf der Spindel 2 den auf dem Flansch 52 angeordneten Ring 84 gegen die Scheibe 24 der Spindel 2. Die Spindel 2 erfährt dadurch ebenfalls eine Axialkraft, die sie mittels der Scheibe 24 auf den Ring 83 weitergibt, der sich auf der Innenseite des eingezogenen Rands 18 abstützt. Dadurch ist die Scheibe 24 der Spindel 2 zwischen den Ringen 83 und 84 gepreßt gehalten, wodurch eine Drehbewegung der Spindel 2 und damit ein selbsttätiges Öffnen des Ventiloberteils sowie eine Veränderung des vom Benutzer gewählten Öffnungswinkels wirksam verhindert ist. Die Ringe 83 und 84 übernehmen die Funktion von Bremsen. Die Anordnung der Ringe 83 und 84 in Verbindung mit der Scheibe 24 kann als schwimmend gelagerte Bremsscheibe bezeichnet werden.

Claims (5)

1. Ventiloberteil für Armaturen, mit einem Kopfstück, in dem ein axial bewegbarer Ventilkolben geführt und eine drehbare Spindel axial gesichert gelagert sind, die über Gewinde miteinander verbunden sind, und in dem ein in Axialrichtung verlaufender Vielkant vorgesehen ist, der in einen Vielkant am Ventilkolben greift, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Spindel (2) zwischen einem Sprengring (82) einerseits und einer Scheibe (24) andererseits ein Gewindestück (5) angeordnet ist, das drehfest in dem Kopfstück (1) angeordnet, zwischen einem durch die Scheibe (24) gebildeten Spindelbund und dem an der Spindel (2) befestigten Sprengring (82) axial gesichert auf der Spindel (2) gelagert wird und über ein Bewegungsgewinde (54, 61) mit einem Steuerteil (6) verbunden ist, das mit einem Innenmehrkant (63) einen an der Spindel (2) vorgesehenen Außenmehrkant (28) umfaßt und über ein Bewegungsgewinde (64, 32) mit dem Ventilkolben (3) verbunden ist, wobei das Steuerteil (6) in dem Kopfstück (1) über den Außenmehrkant (28) der Spindel (2) drehbar und über das Bewegungsgewinde (54, 61) axial bewegbar ist.

2. Ventiloberteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewindestück (5) mittels eines Vielkants (53) drehfest in dem Kopfstück (1) angeordnet ist.

3. Ventiloberteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Gewindestück (5) und der Scheibe (24) ein Ring (84) vorgesehen ist.

4. Ventiloberteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem Gewindestück (5) abgewandten Seite zwischen der Scheibe (24) und einem eingezogenen Rand (18) des Kopfstücks (1) ein Ring (83) angeordnet ist.

5. Ventiloberteil nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe (83, 84) aus Bronze hergestellt sind.