DE3314860C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein kombiniertes Rückschlag- und Vorab­ sperrventil zum Einbau in eine Gehäusebohrung einer Sanitär­ armatur, welches folgende im wesentlichen zu einer Achse A-A koaxiale Teile umfaßt:

• a) einen an der Sanitärarmatur befestigbaren Deckel;
• b) eine am Deckel anliegende äußere Büchse;
• c) eine am Deckel befestigte innere Büchse;
• d) eine von der inneren Büchse geführte Ventilspindel für das Vorabsperrventil, welche einen Verschlußkörper trägt;
• e) ein sich zwischen der inneren und äußeren Büchse erstrecken­ des, ringförmiges Verschlußglied für das Rückschlagventil, welches im äußeren Randbereich als elastische Dichtung aus­ gebildet ist, die in der Schließstellung an einer Sitzfläche der äußeren Büchse anliegt;
• f) eine Feder, welche das Verschlußglied in die Schließrichtung beaufschlagt.

Ein derartiges kombiniertes Rückschlag- und Vorabsperrventil ist aus der DE-OS 29 02 409 bekannt. Hier ist das Verschlußglied des Rückschlagventils eine ringförmige Membran, die am Innen­ umfang an der inneren Büchse festgeklemmt ist und über einen starren Formring durch die Feder beaufschlagt wird. Um dieses Rückschlagventil zu öffnen, ist ein verhältnismäßig großer Was­ serdruck erforderlich, was zu einem erheblichen Druckabfall am Rückschlagventil führt. Zum Teil beruht dieser Druckabfall auch darauf, daß der Ringspalt, welcher bei sich unter dem Wasser­ druck ausbiegender Membran eröffnet wird, nur verhältnismäßig schmal ist. Außerdem unterliegt die Membran trotz des Formringes, über den die Kraft der Feder eingeleitet wird, einem erheblichen mechanischen Verschleiß.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein kombiniertes Rück­ schlag- und Vorabsperrventil der eingangs genannten Art derart auszugestalten, daß ein sehr geringer Wasserdruck zum Öffnen des Rückschlagventiles genügt und an diesem nur ein geringer Druckverlust auftritt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß

• g) an der inneren Büchse ein radial nach außen ragender Ring­ kragen vorgesehen ist,
• h) das Rückschlag-Verschlußglied aus einem in Richtung der Achse A-A verschiebbaren Ringteller aus starrem Material besteht, der eine an seinem Außenumfang befestigte weiche Lippendich­ tung trägt,
• i) am Ringkragen sowie am Ringteller Anschlagflächen vorgesehen sind, die in der Schließstellung des Rückschlagventils anein­ ander anliegen,
• k) zwischen Ringkragen und Ringteller eine weiche, statische Dichtung angeordnet ist, welche bei aneinander anliegenden Anschlagflächen von Ringteller und Ringkragen in einem defi­ nierten Ausmaß komprimiert ist.

Erfindungsgemäß kommen also als dichtende Elemente des Verschluß­ gliedes nur weiche Dichtungen zum Einsatz, deren Komprimierungs­ grad in der Schließstellung durch die zusammenwirkenden Anschlag­ flächen von Ringkragen und Ringteller wohl definiert ist. Beide Dichtungen sind im wesentlichen rein statische Dichtungen, die praktisch keinem Verschleiß unterliegen. Wenn sich bei Öffnen des Rückschlagventiles der Ringteller in axialer Richtung ver­ schiebt, eröffnen sich zwei Ringspalte: Der eine liegt - ähn­ lich wie bei der Ringmembran des oben erörterten bekannten Rück­ schlagventils - zwischen der Lippendichtung und der zugeordneten Sitzfläche an der äußeren Büchse; ein zweiter, zusätzlicher Ring­ spalt wird jedoch bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung zusätz­ lich zwischen den Anschlagflächen von Ringteller und Ringkragen freigegeben. Auf diese Weise lassen sich durch außerordentlich kleine anstehende Wasserdrücke erhebliche Durchströmungsquer­ schnitte des Rückschlagventiles freilegen.

Wenn die Feder über einen zylindrischen Hals des Deckels und einen zylindrischen Hals des Ringtellers geschoben ist, zentrie­ ren sich die Teile gegenseitig.

Wenn die Anschlagflächen eben sind und senkrecht auf der Achse A-A stehen, ergibt sich bei einer bestimmten Verschiebung des Ringtellers ein Ringspalt zwischen den Anschlagflächen, der die größtmögliche Breite und die kleinstmögliche Länge besitzt.

Wenn andererseits die Anschlagflächen komplementäre (Teil-) Ke­ gelflächen sind und unter einem spitzen Winkel gegen die Achse A-A geneigt sind, stellt sich ein besonders strömungsgünstiges Profil ein, das auch im Blick auf die Geräuschentwicklung von Vorteil ist.

Die weiche Lippendichtung ist zweckmäßigerweise durch einen Ring am Ringteller festgeklemmt, der seinerseits durch eine Umbördelung am Ringteller gehalten ist.

Von Vorteil ist, wenn die weiche Dichtung zwischen Ringkragen und Ringteller in einem Einstich des Ringkragens oder Ringtellers untergebracht ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigt

Fig. 1 einen Teilschnitt durch ein erstes Ausführungsbei­ spiel eines in eine Sanitärarmatur eingebauten kom­ binierten Rückschlag- und Vorabsperrventils;

Fig. 2 einen Teilschnitt durch ein zweites Ausführungsbei­ spiel eines in eine Sanitärarmatur eingebauten kom­ binierten Rückschlag- und Vorabsperrventils.

In Fig. 1 ist mit 1 das Gehäuse einer Sanitärarmatur, bei­ spielsweise eines Thermostaten oder einer Mischbatterie, ge­ kennzeichnet. Es enthält den Wasserzulaufkanal 2, der über eine in einem Gehäusesteg vorgesehene Öffnung 3 in eine sich zur Bedienungsseite der Armatur hin öffnende Gehäusebohrung 4 mit der Achse A-A mündet.

Die Gehäusebohrung 4 enthält einen zur Achse A-A koaxialen Geräuschdämpfungseinsatz, dessen aktives Element ein Schlauch­ stück 5 aus weich elastischem Werkstoff, z. B. Gummi oder Kunststoff, ist. Das Schlauchstück 5 besitzt radial nach außen gerichtete Randflansche 6, zwischen denen eine starre Käfighülse 7 aus Metall oder einem harten Kunststoff einge­ knüpft ist.

Die ebenfalls zur Achse A-A koaxiale Käfighülse 7 hat die Aufgabe, das Schlauchstück 5 insbesondere in axialer Rich­ tung zu versteifen. Das Schlauchstück 5 wird durch eine zur Achse A-A koaxiale äußere Büchse 9 gegen eine am Grunde der Gehäuse­ bohrung 4 vorgesehene Ringschulter 11 gedrückt. Hierdurch findet in bekannter Weise eine axiale Abdichtung des Ring­ raumes 42 statt, welcher zwischen dem Schlauchstück 5 und der Wand der Gehäusebohrung 4 liegt. Die Wand des Schlauch­ stückes 5 kann so zwischen den Längsstegen der Käfighülse 7 unter den im Wasserstrom auftretenden Druckschwankungen gegen ein Luftpolster schwingen.

Die Büchse 9 wird ihrerseits durch einen Deckel 10 in der Gehäusebohrung 4 gehalten, der zum Beispiel durch (nicht dargestellte) Befestigungsschrauben gegen die Bedienungs­ seite der Armatur gespannt ist. Der O-Ring 43 verhindert den Austritt von Wasser aus der Gehäusebohrung 4.

Im Deckel 10 ist eine zur Achse A-A koaxiale, innere Büchse 18 verschraubt, in welcher die Ventilspindel 20 eines Vorabsperr­ ventils abgedichtet geführt ist. Der in der Ventilspindel 20 vor­ gesehene Verschlußkörper 21 wird gegen die Öffnung 3 gelegt, wenn der Wasserzufluß abgestellt werden soll (in der Zeich­ nung ist die Offenstellung des Vorabsperrventils dargestellt). Hierzu besitzt die Ventilspindel 20 einen die Öffnung 3 durchset­ zenden Fortsatz 24, mit dem sie in eine Gewindebohrung 25 des Gehäuses 1 eingeschraubt ist. Die dem Fortsatz 24 gegen­ überliegende Stirnseite der Ventilspindel 20 ist mit einem Schrau­ benzieherschlitz 26 versehen, der von der Bedienungsseite der Armatur her zugänglich ist.

Die Gesamtanordnung wird durch einen Siebmantel 31 vervoll­ ständigt, der in bekannter Weise an der Büchse 9 befestigt ist.

Die innere Büchse 18 ist mit einem radial nach außen stehen­ den Ringkragen 13 versehen, der in der zum Deckel 10 zeigen­ den Ringfläche 14 einen Einstich 15 aufweist. In diesem liegt eine weiche Dichtung 16 ein, bei der es sich, wie dargestellt, um einen O-Ring oder auch um einen Quad-Ring oder eine Flach­ dichtung handeln kann.

Über die innere Büchse 18 ist ein kappenartiger Ringteller 17 ge­ schoben, der einen im wesentlichen radial verlaufenden Flansch­ abschnitt 17a und eine im wesentlichen axial verlaufende Schür­ ze 17b umfaßt. Der Ringteller 17 wird von einer Druckfeder 19 so in der Zeichnung nach rechts gedrückt, daß die in der Zeich­ nung nach rechts weisende Stirnfläche 22 seines Flanschab­ schnittes 17a anschlagartig an der Ringfläche 14 des Ring­ kragens 13 anliegt. Die Dichtung 16 wird dabei in definierter Weise so komprimiert, daß zwischen Ringkragen 13 und Ringtel­ ler 17 kein Wasser passieren kann.

Die Druckfeder 19 ist einerseits auf einen zylindrischen Hals 23 des Ringtellers 17, andererseits auf einen zylindrischen Hals 25 des Deckels 10 aufgeschoben, wodurch sich die Teile gegenseitig auf die Achse A-A zentrieren.

Am Außenumfang der Schürze 17b des Ringtellers 17 ist mittels eines eingebördelten Ringes 27 eine weiche, radial nach außen überstehende Lippendichtung 28 befestigt. Bei dieser kann es sich, wie dargestellt, um eine Flachdichtung oder auch um einen Quad-Ring oder eine "V-seal"-Dichtung handeln.

Der Außenumfang dieser Lippendichtung 28 liegt unter einer gewissen Verformung an einer konischen Sitzfläche 29 der äußeren Büchse 9 an, wenn die Anschlagflächen 14 und 22 des Ringkragens 13 und des Ringtellers 17 aneinanderliegen. Das Ausmaß der Verformung der weichen Lippendichtung 28 ist dabei unkritisch, so daß hier axiale Toleranzen der verschiedenen koaxial ineinanderliegenden Bauteile in erheblichem Umfange aufgenommen werden können.

Der normale Wasserweg durch die beschriebene Armatur ist folgender:

Das Wasser tritt über den Wasserzulaufkanal 2 und die Öffnung 3 in die Gehäusebohrung 4 ein. Es strömt am geräuschdämpfenden Schlauchstück 5 vorbei und durchquert den Siebmantel 31 sowie Durchtrittsöffnungen 30 der äußeren Büchse 9.

Der Ringteller 17 wird gegen die Wirkung der verhältnismäßig weichen Feder 19 koaxial zur Achse A-A verschoben. Dabei er­ öffnen sich für den Wasserweg zwei Ringspalte: Der erste be­ findet sich zwischen der Lippendichtung 28 und der Sitzfläche 29 der äußeren Büchse 9; der zweite Ringspalt liegt zwischen den nunmehr einen Abstand voneinander aufweisenden Anschlag­ flächen 14 und 22 des Ringkragens 13 bzw. des Ringtellers 17. Auf diese Weise reichen bereits sehr geringe Drücke des an­ strömenden Wassers aus, sehr große Durchströmungsquerschnitte freizugeben, so daß der Druckverlust am Rückschlagventil sehr klein ist.

Tritt ein Wasserrückschlag auf, bewegt sich der Ringteller 17 sofort in die in der Zeichnung dargestellte Schließstellung, wobei der direkte mechanische Kontakt zwischen den Anschlag­ flächen 14, 22 die weichen Dichtungen 16, 28 vor Überbean­ spruchung schützt.

Das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel stimmt weit­ gehend mit dem oben beschriebenen nach Fig. 1 überein. Gleiche Teile sind daher mit denselben Bezugszeichen ver­ sehen. Der einzige Unterschied liegt in der Ausgestaltung der Anschlagflächen 14, 22 des Ringkragens 13 bzw. des Ring­ tellers 17 sowie in der Anordnung der Dichtung 16:

Während beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 die Anschlag­ flächen 14, 22 eben und senkrecht zur Achse A-A gestellt waren, sind sie in Fig. 2 als komplementäre (Teil-)Kegel­ flächen ausgebildet, also unter einem spitzen Winkel gegen die Achse A-A angestellt. Hierdurch wird die Durchströmbar­ keit des sich zwischen den Anschlagflächen 14, 22 eröffnen­ den Ringspaltes verbessert und die hier entstehende Geräusch­ entwicklung verringert. In Fig. 2 ist außerdem die Dich­ tung 16 nicht in einem Einstich des Ringkragens 13 sondern in einem Einstich des Ringtellers 17 untergebracht. Gleichwohl sind die Dichtungen 16 sowohl in Fig. 1 als auch in Fig. 2 rein statische Dichtungen, deren einzige mechanische Beanspruchung eine (begrenzte) Komprimierung in der Schließstellung des Rückschlagventiles ist. Die Dichtungen 16 arbeiten somit weitestgehend verschleißfrei.

Claims (7)

1. Kombiniertes Rückschlag- und Vorabsperrventil zum Einbau in eine Gehäusebohrung einer Sanitärarmatur, welches fol­ gende im wesentlichen zu einer Achse A-A koaxiale Teile um­ faßt:

• a) einen an der Sanitärarmatur befestigbaren Deckel (10);
• b) eine am Deckel anliegende äußere Büchse (9);
• c) eine am Deckel befestigte innere Büchse (18);
• d) eine von der inneren Büchse geführte Ventilspindel (20) für das Vorabsperrventil, welche einen Verschlußkörper (21) trägt;
• e) ein sich zwischen der inneren und der äußeren Büchse er­ streckendes ringförmiges Verschlußglied für das Rückschlag­ ventil, welches im äußeren Randbereich als elastische Dichtung ausgebildet ist, die in der Schließstellung an einer Sitzfläche der äußeren Büchse anliegt;
• f) eine Feder (19), welche das Verschlußglied in die Schließ­ richtung beaufschlagt,

dadurch gekennzeichnet, daß

• g) an der inneren Büchse (18) ein radial nach außen ragender Ringkragen (13) vorgesehen ist,
• h) das Rückschlag-Verschlußglied aus einem in Richtung der Achse A-A verschiebbaren Ringteller (17) aus starrem Material besteht, der eine an seinem Außenumfang befestigte weiche Lippendichtung (28) trägt,
• i) am Ringkragen (13) sowie am Ringteller (17) Anschlagflächen (14, 22) vorgesehen sind, die in der Schließstellung des Rück­ schlagventils aneinander anliegen,
• k) zwischen Ringkragen (13) und Ringteller (17) eine weiche, statische Dichtung (16) angeordnet ist, welche bei aneinander anliegenden Anschlagflächen (14, 22) von Ringteller (17) und Ringkragen (13) in einem definierten Ausmaß komprimiert ist.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fe­ der (19) über einen zylindrischen Hals (25) des Deckels (10) und einen zylindrischen Hals (23) des Ringtellers (17) geschoben ist, derart, daß der Ringteller (17) bezüglich der Achse A-A zentriert wird.

3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagflächen (14, 22) eben sind und senkrecht auf der Achse A-A stehen.

4. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagflächen (14, 22) komplementäre, unter einem spit­ zen Winkel gegen die Achse A-A geneigte (Teil-)Kegelflächen sind.

5. Ventil nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die weiche Lippendichtung (28) durch einen Ring (17) am Ringteller (17) festgeklemmt ist, der seinerseits durch eine Umbördelung am Ringteller (17) gehalten ist.

6. Ventil nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die weiche Dichtung (16) zwischen Ringkragen (13) und Ringteller (17) in einem Einstich (15) des Ringkragens (13) oder Ringtellers (17) untergebracht ist.