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Die
Erfindung betrifft ein Einbauteil, das in eine Gas- oder Flüssigkeitsleitung
einsetzbar und als Rückflußverhinderer
und/oder als Durchflussmengenregler ausgebildet ist, mit einem Einbaugehäuse, in
dessen Gehäuse-Innenraum
ein Elastomerteil vorgesehen ist, das zwischen sich und einem Zentralkörper einen
Durchströmkanal
begrenzt und dessen zuströmseitiger
und/oder abströmseitiger
Umfangsrandbereich als eine um den Zentralkörper umlaufende Elastomerlippe
ausgestaltet ist, die mit dem Zentralkörper als ein in Abhängigkeit
von der Fließrichtung
oder dem Druck des durchströmenden
Fluids zusammenwirkender Schließ-
oder Regelkörper
ausgebildet ist.
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Man
hat bereits verschiedene sanitäre
Einbauteile geschaffen, die beispielsweise als Rückflußverhinderer ausgebildet sind.
Solche Rückflußverhinderer
werden beispielsweise bei Thermostatmischbatterien am Kaltwasser-
und am Warmwasser-Eintritt eingebaut, um ein Eindringen des Kaltwassers
in die Warmwasserleitung und umgekehrt zu verhindern. Die Herstellung
und Montage solcher vorbekannter Einbauteile ist jedoch aufwändig, da
nach dem Einset zen des Schließkörpers in
das Gehäuse fixierende
Bauteile aufgesetzt werden müssen.
Zudem besteht die Gefahr, dass der Schließkörper durch eine Rückströmung herausgespült werden kann,
da eine axiale Fixierung des Schließkörpers üblicherweise nur in Durchströmrichtung
erfolgt.
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Man
kennt auch bereits sanitäre
Einbauteile, welche die Funktion eines Rückflußverhinderers und eines Durchflussmengenreglers
in sich vereinen. Solche Einbauteile, die sowohl die Funktion eines Rückflußverhinderers
als auch eines Mengenreglers in sich vereinen, werden beispielsweise
in Küchenbrausen-Armaturen
eingesetzt, um die Durchflussmenge des durchströmenden Wassers pro Zeiteinheit
einzuregeln und um ein Rücksaugen über die eventuell
im Schmutzwasser befindliche Küchenbrause
zu verhindern. Bei verschiedenen Ausführungsformen besteht jedoch
die Gefahr, dass der Regelkörper
des Durchflussmengenreglers durch eine Rückströmung herausgespült werden
kann, da eine axiale Fixierung des Regelkörpers üblicherweise nur in Durchströmrichtung
erfolgt.
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Aus
der
DE 1 500 206 C kennt
man bereits ein Rückschlagventil,
das in seinem Ventilgehäuse einen
Kernkörper
hat, der mehr oder weniger kegelförmig ausgebildet ist. Dieser
Kernkörper,
der mit seinem Scheitelpunkt zur Eintrittsseite des Gehäuses weist
und an seinem Umfang einen Strömungskanal gegenüber der
Gehäuse-Innenwand
freilässt,
wird von einer hülsenförmigen Membrane
aus elastischem Material umfasst, die an der Eintrittsseite im Gehäuse befestigt
ist und an ihrem Umfang mit einer freien, ringförmigen Lippe auf den Kernkörper anliegen
kann. Da bei einem Rückschlagventil
dieser Art das Medium an der Eintrittsseite des Gehäuses die Membrane
vom Kernkörper
abheben muß,
hat ein solches Ventil einen gewissen Widerstand gegen das Durchströmen des
Mediums. Um diesen Widerstand stark herabsetzen zu können, ist
bei dem aus
DE 1 500
206 C vorbekannten Rückschlagventil
vorgesehen, dass in der Achse der hülsenförmigen Membrane ein verhältnismäßig langer
axialer Zapfen aus elastischem Material angeordnet ist, der zur
Austrittsseite des Gehäuses
hin gerichtet ist und durch Rippen mit der Membrane verbunden ist,
wobei auf diesem Zapfen der aus steifem Material bestehende Kernkörper geschoben
und in axialer Richtung gesichert ist.
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Ähnliche
Ventilkonstruktionen kennt man auch aus der
FR 1 389 947 , der
US 2 990 849 sowie der JP 07-012250.
Diese vorbekannten Konstruktionen sind jedoch auf die Funktion eines
Rückschlagventils
begrenzt und vermögen
nicht gleichzeitig auch die Funktion eines Durchflussmengenreglers
zu übernehmen.
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Es
besteht daher insbesondere die Aufgabe, ein Einbauteil der eingangs
genannten Art zu schaffen, das einfach herzustellen ist und bei
dem auch bei einer Rückströmung ein
sicherer Halt des als Schließ-
oder Regelkörpers
dienenden Elastomerteils in dem Gehäuse gewährleistet ist.
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Die
erfindungsgemäße Lösung dieser
Aufgabe besteht insbesondere darin, dass das Gehäuse vom Gehäuse-Innenumfang aus radial
in den Gehäuse-Innenraum
verlaufende zuströmseitige
und abströmseitige
Lagerstege aufweist, zwischen denen das Elastomerteil gehalten ist,
dass sich die zuströmseitigen
Lagerstege jeweils vom Gehäuse-Innenumfang
bis zu dem Zentralkörper
erstrecken und dass zwischen den abströmseitigen Lagerstegen und dem Zentralkörper ein
freier Ringraum gebildet ist, durch welchen Ringraum das Elastomerteil
zwischen den zuströmseitigen
Lagerstegen einerseits und den abströmseitigen Lagerstegen andererseits
platzierbar ist.
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Da
das Elastomerteil abströmseitig
durch den Freiraum zwischen den abströmseitigen Lagerstegen und dem
Zentralkörper
axial in den Gehäuse-Innenraum
eingeführt
werden kann, ist ein einfaches Einsetzen des Elastomerteils in das
Einbaugehäuse
möglich.
Dabei wird das Elastomerteil elastisch zusammengedrückt, um
an den abströmseitigen
Lagerstegen vorbeigeführt
werden zu könen. Nachdem
das Elastomerteil die abströmseitigen
Lagerstege passiert hat, formt sich dieses in seine Ausgangsform
zurück,
so dass nach dem Einsetzen des Elastomerteils dieses in axialer
Richtung sowohl in Durchströmrichtung
als auch bei einer Rückströmung zwischen
den zuströmseitigen
Lagerstegen und den abströmseitigen
Lagerstegen sicher gehalten und ein Herausspülen des den Schließkörper aufweisenden Elastomerteils
sicher vermieden ist.
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Um
das Einsetzen des Elastomerteils in das Gehäuse zu vereinfachen, ist es
zweckmäßig, wenn die
abströmseitigen
Lagerstege Montageschrägen zum
Einsetzen des Elastomerteils aufweisen. Durch das Gleiten des Elastomerteils
auf den Montageschrägen
wird das Elastomerteil bei axialer Bewegung in Richtung des Gehäuse-Innenraums
selbsttätig
zentral zusammengedrückt.
Sobald das Elastomerteil an den abströmseitigen Lagerstegen vorbeigeglitten
ist, formt sich dieses in seine Ausgangsform zurück und ist somit zwischen den
zuströmseitigen und
den abströmseitigen
Lagerstegen axial gelagert. Somit ist zum Einsetzen des Elastomerteils
in das Gehäuse
nur ein axialer Vorschub erforderlich.
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Um
den axialen Halt des Elastomerteils in dem Gehäuse zu verbessern, können die
abströmseitigen
Lagerstege den zu strömseitigen
Lagerstegen zugewandte Hinterschneidungsbereiche für komplementär dazu ausgebildete
Vorsprünge
des Elastomerteils aufweisen. Beim Einsetzen des Elastomerteils
wird dieses nach dem Anschlagen an den zuströmseitigen Lagerstegen weiter
axial beaufschlagt und dabei elastisch verformt und zusammengedrückt, bis
die Vorsprünge
des Elastomerteils an den die Hinterschneidungsbereiche begrenzenden Rändern der
Lagerstege vorbeigeführt
sind. Die Vorsprünge
des Elastomerteils können
dann radial nach außen
gleiten und nach dem Wegfall der axialen Beaufschlagung mit den
Hinterschneidungsbereichen des Gehäuses verrasten.
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Ein
weiterführender
Erfindungsgedanke sieht vor, dass das als Durchflussmengenregler
ausgebildete Einbauteil an seinem Elastomerteil eine zuströmseitige
Elastomerlippe aufweist. Die Verwendung eines solchen Einbauteiles,
das zumindest als Durchflussmengenregler ausgebildet ist, ist insbesondere
in Einsatzgebieten sinnvoll, in denen der zuströmseitige Druck, beispielsweise
Wasserdruck, schwankt, abströmseitig
jedoch ein gleichmäßiger Druck
erwünscht
oder erforderlich ist. Durch wahlweises Einsetzen eines Elastomerteils
mit oder ohne zuströmseitiger
Elastomerlippe können
baugleiche Gehäuse
als Einbauteile verwendet werden, die entweder nur Rückflussverhinderer
bzw. Durchflussmengenregler sind oder die Funktion eines Rückflußverhinderers
und eines Durchflussmengenreglers in sich vereinen.
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Es
ist zweckmäßig, wenn
die zuströmseitige Elastomerlippe
eine zuströmseitig
offene, im wesentlichen ringförmige
Ausnehmung des Elastomerteils begrenzt. Das durchströmende Medium,
beispielsweise Wasser, strömt
dabei auch in die ringförmige Ausnehmung
des Elastomerteils. Durch den Druck des nachströmenden Mediums wird die zuströmseitige
Elastomerlippe druckabhängig
verformt und somit der Querschnitt des Zuström kanals modifiziert.
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Es
ist vorteilhaft, wenn das Gehäuse
einstückig
ausgebildet ist. Die Herstellung und die Montage des erfindungsgemäßen Einbauteils
sind dabei besonders einfach möglich.
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Das
Gehäuse
kann insbesondere ein Spritzgießteil
sein. Das Gehäuse
ist so schnell, einfach und kostengünstig herstellbar.
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Es
ist besonders vorteilhaft, wenn die zuströmseitigen und die abströmseitigen
Lagerstege in Umfangsrichtung des Gehäuses versetzt zueinander angeordnet
sind. Dadurch können
beim Spritzen des Gehäuses
in einer Spritzgießform
von beiden Axial-Enden Spritzdüsen,
Formteile und Auswerferelemente zugeführt werden, um die Stege ausformen
zu können.
Gegebenenfalls ist ein Spritzen des Gehäuses ohne Zwangsentformung
möglich.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
sieht vor, dass jeweils mehrere zuströmseitige und abströmseitige
Lagerstege vorgesehen sind, die vorzugsweise gleichmäßig über den
Gehäuse-Umfang
verteilt angeordnet sind. Durch diese Anzahl wird einerseits ein übermäßiges Durchbiegen
des Elastomerteils vermieden, andererseits wird ein ausreichender
Durchtritts-Querschnitt für
das Durchströmungs-Medium
im Bereich der zuströmseitigen
Lagerstege sichergestellt.
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Um
ein Einschneiden der Lagerstege in das Elastomerteil bei hohen Druckbelastungen
zu vermeiden, ist es vorteilhaft, wenn die Lagerstege eine Breite
von 0,5 bis 2mm aufweisen und insbesondere verrundet sind.
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Nachstehend
sind Ausführungsbeispiele
des erfindungsgemäßen Einbauteils
anhand der Zeichnungen näher
erläutert.
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Es
zeigt:
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1 einen
Längsschnitt
eines erfindungsgemäßen, als
Rückflussverhinderer
ausgebildeten Einbauteils,
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2 eine
Ansicht der Zuströmseite
des Einbauteils gemäß 1,
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3 eine
Ansicht der Abströmseite
des Einbauteils gemäß 1,
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4 eine
Abwicklung der Innenseite der Gehäusewand des Einbauteils gemäß 1,
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5 einen
Längsschnitt
eines erfindungsgemäßen, als
Rückflussverhinderer
und zusätzlich als
Durchflussmengenregler ausgebildeten Einbauteils,
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6 eine
Ansicht der Zuströmseite
des Einbauteils gemäß 5,
und
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7 eine
Ansicht der Abströmseite
des Einbauteils gemäß 5.
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Ein
im ganzen mit 1 bezeichnetes Einbauteil zum Einsetzen in
eine nicht dargestellte Gas- oder Flüssigkeitsleitung weist gemäß 1 ein
einstückig ausgebildetes
Gehäuse 2 auf.
An den axialen Endbereichen sind vom Gehäuserand radial in den Gehäuse-Innenraum
verlaufende zuströmseitige
Lagerstege 3 sowie abströmseitige Lagerstege 4 vorgesehen. Die
zuströmseitigen
Lagerstege 3 halten einen Zentralkörper 5, an dem ein
Regelprofil 6 angeordnet ist. Die abströmseitigen Lagerstege 4 enden
jeweils beabstandet zu dem Zentralkörper 5, so dass zwischen den
abströmseitigen
Lagerstegen 4 und dem Zentralkörper 5 in Radial-Richtung
jeweils ein Freiraum gebildet ist.
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Zwischen
den zuströmseitigen
Lagerstegen 3 und den abströmseitigen Lagerstegen 4 ist
ein rotationssymmetrisches Elastomerteil 7 gehalten. Das Elastomerteil 7 ist
derart ausgebildet und dimensioniert, dass zwischen dem Elastomerteil 7 und
dem Zentralkörper 5 beziehungsweise
dem Regelprofil 6 ein Zuströmkanal 8 für das zu
transportierende Medium gebildet ist. An seinem abströmseitigen
Ende weist das Elastomerteil 7 eine umlaufende Elastomerlippe 9 auf,
die bei Strömungsrichtung
des durchströmenden
Mediums entgegen der Zuströmrichtung Pf1
als Schließkörper dient.
Durch den dabei auf die Elastomerlippe 9 wirkenden Druck
legt sich diese an den Zentralkörper 5 dichtend
an und verhindert einen Rückfluss
des Mediums in Richtung des Zuströmbereichs. Bei Strömung in
Zuströmrichtung
Pf1 gibt die Elastomerlippe 9 den Zuströmkanal 8 frei und
wird gegebenenfalls sogar noch aufgeweitet, so dass ein ungehindertes
Durchströmen
möglich
ist.
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Das
Elastomerteil 7 ist von der Abströmseite des Gehäuses 2 her
in dieses einsetzbar. Während der
Montage drücken
Montageschrägen 10 der
abströmseitigen
Lagerstege 4 das Elastomerteil 7 zentral zusammen,
wobei das Elastomerteil 7 auf den Montageschrägen gleitet.
Wenn das Elastomerteil 7 an den zuströmseitigen Lagerstegen 3 anschlägt, wird
das Elastomerteil weiter in axialer Richtung kraftbeaufschlagt,
so dass sich dieses axial zusammendrückt, beispielsweise um 10%
bis 20%, bis die Vorsprünge 11 des
Elastomerteils 7 an den Vorsprüngen 12 der abströmseitigen
Lagerstege 4 vorbeigleiten und die Elastomerteil-Vorsprünge 11 in
den Hinterschneidungsbereichen 13 der abströmseitigen
Lagerstege 4 nach Wegfall der axialen Kraftbeaufschlagung
ringförmig
verrasten. Auch die zuströmseitigen Lagerstege 3 weisen
Hinterschneidungsbereiche 14 auf, in die ein komplementär dazu geformter,
ringförmiger
Vorsprungsbereich 15 des Elastomerteils 7 eingreift.
Durch diese Lagerung ist sicher vermieden, dass das Elastomerteil 7 bei
Durchströmen
von Wasser oder dergleichen befördertem
Medium, durch Sogwirkung in das Zentrum des Einbauteils 1 gezogen
und so aus dem Gehäuse 1 herausgespült wird.
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Bei
geeigneter Formgebung der Elastomerlippe 9, nämlich möglichst
lang und dünn,
kann erreicht werden, dass die Elastomerlippe 9 leicht öffnet und
zudem erheblichen Rückdrücken standhält. Die Elastomerlippe 9 kann
zudem in Zuströmrichtung
Pf1 einen laminarisierenden Einfluss auf die Strömung haben, wodurch die Geräuschentwicklung
durch das Einbauteil 1 erheblich gemindert werden kann.
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Die 2 und 3 zeigen
jeweils eine Ansicht der Zuströmseite
(2) beziehungsweise der Abströmseite (3) des Einbauteils 1.
Aus Gründen
der besseren Übersichtlichkeit
sind in 2 die abströmseitigen Lagerstege und in 3 die
zuströmseitigen
Lagerstege nicht dargestellt. Es ist gut zu erkennen, dass jeweils
acht zuströmseitige
Lagerstege 3 und acht abströmseitige Lagerstege 4 vorgesehen
sind, die gleichmäßig am Gehäuse-Umfang verteilt
angeordnet sind. Dies bewirkt einerseits einen guten Halt des Elastomerteils 7 zwischen
den zuströmseitigen
Lagerstegen 3 und den abströmseitigen Lagerstegen 4,
andererseits sind ausreichend große Freiräume als Zuströmöffnungen
zwischen den zuströmseitigen
Lagerstegen 3 gebildet.
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Wie
insbesondere aus 4, die eine Abwicklung der Innenseite
der Gehäusewand
zeigt, ersichtlich ist, sind die zuströmseitigen Lagerstege 3 und
die abströmseitigen
Lagerstege 4 versetzt zueinander angeordnet. Der Versatz
beträgt
dabei jeweils die Hälfte
des Abstandes zweier benachbarter Lagerstege. Dadurch können beim
spritzgießtechnischen Herstellen
des Gehäuses 2 von
beiden axialen Enden her Spritzdüsen-
und Auswerferelemente zugeführt
werden, um die Lagerstege auszuformen. Die Konstruktion ermöglicht die
Spritzbarkeit ohne Zwangsentformung.
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Die 5 bis 7 zeigen
ein Einbauteil 1, das als Rückflussverhinderer und zusätzlich als Durchflussmengenregler
ausgebildet ist. Das Elastomerteil 7 weist hierzu eine
zuströmseitige
Elastomerlippe 16 als Durchflussmengenregler auf (5). Diese
zuströmseitige
Elastomerlippe 16 begrenzt eine zuströmseitig offene, im wesentlichen
ringförmige
Ausnehmung 17 des Elastomerteils 7. Bei stärkerem Druck
des zuströmenden
Mediums wird die zuströmseitige
Elastomerlippe 16 in Richtung des Regelprofils 6 verformt,
so dass der stärkere
Zufluss durch einen reduzierten Querschnitt des Zuströmkanals 8 im
Bereich der zuströmseitigen
Elastomerlippe 16 kompensiert wird und abströmseitig
ein vom Zustrom zumindest weitgehend unabhängiger Durchfluss besteht.
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Die 6 und 7 zeigen
analog den 2 und 3 jeweils
eine Ansicht der Zuströmseite
(6) beziehungsweise der Abströmseite (7) des Einbauteils 1 gemäß dem Längsschnitt aus 5.
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Durch
Bestücken
eines Gehäuses 2 mit
einem Elastomerteil 7 mit oder ohne zuströmseitiger Elastomerlippe 16 können baugleiche
Gehäuse wahlweise
für Einbauteile 1 verwendet
werden, die nur als Rückflussverhinderer
oder als Rückflussverhinderer
in Kombination mit einem Durchflussmengenregler ausgebildet sind.
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Übliche Dimensionierungen
des Einbauteils 1 sehen eine axiale Gehäuselänge 1 von 16mm und einen Durchmesser
d von 14mm oder 15mm vor. Damit kann das Einbauteil 1 in
1/2''-Rohrfittings oder
in Brauseschläuche
eingesetzt werden. Die Wandstärke
w des Gehäuses
beträgt
vorzugsweise 0,5mm und der Regelspalt hat eine Weite von etwa 1,7mm. Die
Breite der Lagerstege 3, 4 beträgt vorzugsweise 0,
5 bis 2mm, die der Lagerstege 3, 4 beträgt vorzugsweise
0,5 bis 2mm, damit das Elastomerteil 7 einerseits ausreichend
abgestützt
wird, und andererseits die Lagerstege 3, 4 nicht
in das Elastomerteil 7 einscheiden. Das Regelprofil 6 hat
einen Außendurchmesser
von etwa 6,5mm bis 7,5mm.