DE7200471U - Selbstschliessendes absperrorgan - Google Patents

Description

Selbstschließendes Absperrorgan

Die Erfindung betrifft ein selbstschließendes Absperrorgan mit einem Grundkörper, welcher Ein- und Auslaufstutzen aufweist, die mittels eines Absperrsitzes voneinander getrennt sind, mit dem ein Absperrglied zusammenwirkt, welches einer Einrichtung geöffnet werden kann und in elastischer Weise in seine Anfangsstellung zurückbewegbar ist, und mit einem hydraulischen Verzögerungszylinder mit unvollkommener Abdichtung zum Verzögern der Sehließbewegung mittels eines im Zylinder verschieblichen, durch ein Verbindungsglied mit dem Absperrglied verbundenen Kolbens.

Herkömmliche Absperrorgane dieses Typs, bei welchem der Wasserdurchfluß durch Niederdrücken eines Betätigungsdruckknopfes eingeleitet und nach einer bestimmten Zeitspanne automatisch gesperrt wird, weisen eine Anzahl Nachteile auf. Zum Öffnen des Absperrorgans muß der auf die Oberfläche des

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AbSperrventils wirkende Leitungsdruck 'wenigstens teilweise überwunden werden, was insbesondere bei Vorhandensein eines hohen Druckes eine Verringerung des 'uiinungsqaerschs.ifGes und damit der Durchflußmenge erfordert, um einea übermäßigen Kraftaufwand beim Betätigen zu vermeiden. Zum gleichen Zweck ist es notwendig, die Dichtglieder in besonderer Ausbildung vorzusehen und dadurch erhöhte Fertigungskosten in Kauf zu nehmen. Die Hauptbauteile des Absperrorgans stehen ständig unter Druck, d.h. sie unterliegen dieser Beanspruchung auch in der Ruhestellung des Absperrorgans. Die der Absperrorgane sind notwendigerweise so angeordnet, daß bei unter Putz verlegter Installation das Absperrorgan aus der Rohrleitung ausgebaut werden muß, wenn seine Innenteile gereinigt werden sollen. Eine Anzahl Bauteile, wie beispielsweise die Bückholfeder, liegen im Nassen und werden vom durchfließenden Wasserstrom umspült.

Alle diese Nachteile, welche sich zusätzlich zu einem hohe Fertigungskosten verursachenden komplizierten Aufbau ergeben, führen zu einer Einschränkung des Anwendungsgebietes derartiger Absperrorgane und zu hohen Wartungs- und Heparaturkosten.

Ss ist ein wichtiges Ziel der Erfindung, ein im Aufbau einfaches und wirtschaftlich herstellbares selbstschließendes Absperrorgan zu schaffen, welches trotz großer Cffnungs-Querschnitte mit einem Minimum an Kraftaufwand betätigbar und zur Aufnahme wirksamer, genormter Dichtglieder geeignet ist.

Bei einem selbstschließendeii. Absperrorgan ist nach der Erfindung vorgesehen, daß eine Zylinder-Kolben-Einheit relativ

zu einem kolbenförmigen Absperrglied an der einem Einlaufstutzen abgewandten oeite angeordnet ist, daß ein hülsenförmiges Verbindungsglied hohl ausgebildet und von einem Hubstift durchsetzt ist, welcher ein Plattenventil trägt, das in Zusammenwirken mit einem am Absperrglied gebildeten Absperrsitz das Absperren bewirkt, wobei der Hubstift an einem gegenüberliegenden Endstück mit einem Betätigungsdruckknopf verbunden und von der Federkraft einer Rückholfeder so bewegbar ist, daß eine auf den Betätigungsdruckknopf ausgeübte Druckkraft die Öffnung des Plattenventils sowie die Einspeisung von Druckwasser in den Zylinder und dadurch die Bewegung des Kolbens zusammen mit dem Absperrglied in die Öffnungsstellung bewirkt.

Da der automatische Verzögerungsschließer so angeordnet ist, daß er beim Betätigen des Betätigungsdruckknopfes in Verbindung mit dem Einlaufstutzen tritt und somit als Hydraulikzylinder arbeitet, der eine Öffnungskraft liefert, welche sowohl den auf das Absperrventil wirkenden Druck, der selbst eine beträchtliche Stärke haben kann, als auch die durch die Reibung der Dichtglieder verursachten Widerstandskräfte: überwindet, ermöglicht das Absperrorgan nach der Erfindung ein Öffnen unter sehr geringem Kraftaufwand.

Von besonderem Vorteil ist dabei, daß das selbstschließende Absperrorgan gemäß der Erfindung im Bedarfsfall von der Vorderseite des Betätigungsknopfes ausdemoniert werden kann, und daß seine Innenbauteile in Ruhestellung keiner Druckkraft ausgesetzt sowie alle die Bauteile, die keine rein hydraulische Aufgabe zu erfüllen haben, frei von Wasserberührung angeordnet sind.

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Diese Ausbildung, in Verbindung mit einer Anordnung i-~ -in im wesentlichen zylindrischen Absperrorgan-Grundkörper ,l ^ater Verwendung eines Absperrventils, dessen Dichtglied aurch den Absperr- bzw. Ventilsitz hindurch bewegbar ist, macht es im übrigen möglich, das Absperrorgan von der Vorderseite her zu demontieren und somit die Wartung und den eventuellen Austausch von Teilen ohne Lösen der Rohrverbindungen vorzunehmen. Der Aufbau des Absperrorgans insgesamt ist dadurch ebenfalls besonders vereinfacht.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausf iihrungsbeispiels anhand der Zeichnung. Darin zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht im Längsschnitt des selbstschließenden Absperrorgans nach der Erfindung in geschlossener Stellung und

Fig. 2 eine ähnliche Ansicht wie in Fig,, 1, jedoch in geöffneter Stellung.

Entsprechend der Zeichnung besitzt das seIbstschließende Absperrorgan einen im wesentlichen zylindrisch ausgebildeten
Grundkörper 1 mit einem Einlaufstutzen 2, einem Auslaufstutzen 3 und einem im Innern des Grundkörpers 1 zwischen
diesen Stutzen angeordneten Absperrsitz bzw. Ventilsitz 4·,
welcher mittels eines Dichtgliedes 5 verschließbar ist, das
an einem mit einer Hülse 7 einstückig ausgebildeten Kolben 6 befestigt ist. In die Hülse 7 ist entsprechend der Längsachse des Grundkörpers 1 ein Hubstift 8 eingesetzt.

An einem seiner Endstücke trägt der Hubstift 8 ein Plättchen 9, an welchem ein Dichtglied 10 befestigt ist, welches

zum Herstellen einer Abdichtung an einem Sitz 11 angreift, der an einem Endstück des Kolbens 6 ausgebildet ist. Ein zwischen dem Hubstift 8 und der Hülse 7 bestehender Zwischenraum erlaubt das Durchfließen von Wasser.

Am entgegengesetzten Endstück ist der Hubstift 8 fest mit einem mit größerem Durchmesser ausgebildeten Stift 12 verbunden. Die Hülse 7 zusammen mit dem Kolben 6 besitzt eine bestimmte Bewegungsfreiheit in axialer Sichtung zwischen den beiden einerseits durch das Dichtglied 10, andererseits durch das Endstück des Stiftes 12 gebildeten Anschlägen.

An dein dem Kolben 6 abgewandten Endstück ist die Hülse 7 einem Kolben 15 ausgestattet, an welchem ein Dichtglied 14 befestigt,ist, welches bei dieser Ausführungsform als Lippendichtung ausgebildet ist. Dieses Dichtglied 14 ist verschieblich im Innern eines vorzugsweise synthetischem Werkstoff hergestellten und in den Grundkörper 1 eingesetzten Zylinder angeordnet, welcher in diesem mittels eines in den Grundkörper 1 eingeschraubten und an einer Bodenfläche 16 des Zylinders 15 angreifenden GewindeStopfens 17 gehalten ist. Zum Abdichten am Grundkörper 1 und am Stift 12 sind Dichtglieder vorgesehen.

Die Unvollkommenheit der Abdichtung zwischen dem Dichtglied und der Innenwand des Zylinders 15 ist beabsichtigt und in vorbestimmtem Ausmaß mittels einer kleinen, an der Innenwand des Zylinders 15 ausgenommenen Nut 23 bewirkt.

Der Stift 12 ragt aus dem Grundkörper 1 heraus und trägt mittels einer Schraube 20 eine Hülse 25, in welche zum 3e-tätigen des Absperrorgans ein Druckknopf 21 eingesetzt ist. An

einem auf die Hülse 25 aufgeschraubten Gewindering y\ stützt sich eine Feder 22 ab, welche den Druckknopf 21 nach außen bewegt und daher auch den Stift 12, den Hubstift 8 und mit der Hülse 7 die Kolben 6 und 13 (in einer für den Zeichnungsbetrachter nach rechts gerichteten Bewegung) bewegt und diese somit in de^. in Fig. 1 gezeigten Stellung hält oder in diese zurückbewegt. Dabei wird die Feder 22 von der Druckkraft des aus dem Einlaufstutzen 2 zufließenden Wassers unterstützt.

Es sei nun die Arbeitsweise der Vorrichtung beschrieben. Durch Einwirken eines geringen Druckes auf den Druckknopf 21 führen die Stifte 12 und 8 sowie das Plättcnen 9 mit seinem Dichtglied 10 eine kleine Bewegung nach links aus, während die Druckkraft des vom Einlaufstutzen 2 her strömenden Wassers das Dichtglied 5 des Kolbens 6 an Ventilsitz 4- andrückt und die Glieder 6,7,13 und 14 in der rechten Stellung festhält. Demzufolge entfernt sich das Dichtglied 10 vom Ventilsitz 11 und unter Druck stehendes Wasser dringt nach Durchströmen des Ventilsitzes 11 und des zwischen der Hülse 7 und dem Hubstift 8 liegenden Zwischenraumes bis in den Kammerab— schnitt des Zylinders 15 ein, welcher zwischen den Kolben 13 und dem Zylinderboden 16 eingeschlossen ist. Der Durchmesser des Zylinders 15 ist wenigstens gleich, vorzugsweise jedoch größer als der des Ventilsitzes 4-, so daß die vom Kolben 13 auf die Hülse 7 ausgeübte Kraft größer als die vom Druck des auf den Kolben 6 auftreffenden wassers ausgeübte Kraft und dieser entgegengesetzt ist, so daß die Glieder 6,7 und 13 nach links bewegt werden und der Bewegung des mittelο des Druckknopfes 21 verschobenen Hubstiftes 8 folgen, jedoch ohne Beteiligung des Stiftes 12. Das Absperrorgan nimmt daher, ohne einen Kraftaufwand zu erfordern, die geöffnete Stellung entsprechend Fig. 2 ein.

Me während dieser Phase zur Verfügung stehende Kraft läßt daher einerseits einen großen Durchmesser des Äbsperr- bzw. Ventilsitzes 4 und damit eine große Durchflußmenge, andererseits ein Dichtglied 5 zu» welches als Dichtung für Hydraulikzylinder ausgebildet ist und welches zum Herausbewegen aus seinem Sitz eine verhältnismäßig große Kraft erfordert.

In der in Fig. 2 gezeigten Stellung gewährleistet das geöffnete Absperrorgan einen ungehinderten Durchfluß von ■//asser vom Einlauf stut zen 2 zum Ablauf stutzen 3 hin.

Nach Aufheben des auf den Druckknopf 21 ausgeübten Druckes bewegt die Rückholfeder 22 mittels des Hubstiftes 8 das Dichtglied 10 nach rechts und sperrt damit den Wasserstrom durch den Sitz 11 hindurch. Die Rückholfeder 22 übt weiterhin eine nach rechts gerichtete und mittels des Dichtgliedes 10 auf den Kolben 6, die Hülse 7 und die Kolben 13 und 14 übertragene Zugkraft aus. Das im Zylinder 15 vorhandene Wasser verhindert ein schnelles Zurückgehen in die Stellung entsprechend Fig. 1, wird aber selbst allmählich durch den von der Nut 23 gebildeten engen Durchlaß ausgestoßen, so daß die beweglichen Teile des Absperrorgans langsam in die rechte Stellung zurückgehen.

Sobald das Dichtglied 5 am Ventilsitz 4 angreift, liegt der ganze Leitungsdruck auf dem Kolben 6, bewegt das Dichtglied fest in den Sitz hinein und bewirkt in dieser Weise eine sichere Absperrung. Sobald das Absperrorgan geschlossen ist, herrscht im Zylinder 15 keinerlei Druck mehr und das Dichtglied 14 ist kräftefrei.

Der sich im Innern des Grundkörpers 1 des Absperrorgans aufbauende Druck wirkt mit der Rückholfeder zusammen und begünstigt das Schließen des Absperrorgans. Sine Erhöhung des Leitungsdruckes führt daher zu einer schnelleren Schließbewegung. Daraus folgt, daß es durch zweckmäßige Ausbildung der Ein- und Auslauföffnungen sowie des Durchmessers der Absperrsitze und des Verzögerungszylinders 15»vor allem durch geeignete Wahl ihrer Verhältnisse zueinander, möglich ist, zu erreichen, daß die infolge von Leitungsdruckschwankungen auftretenden Veränderungen der Schließgeschwindigkeit den entsprechenden Durchflußmengenschwankungen im Absperrorgan entgegengesetzt sind und diese etwa ausgleichen, so daß zwischen dem öffnen und Schließen des Absperrorgans die dieses durchströmende Durchflußmenge Wasser automatisch im wesentlichen konstantgehalten wird. Aufgrund dieses hervorragenden Merkmals eines erfindungsgemäß ausgebildeten Absperrorgans ist es daher im Gegensatz zu herkömmlichen selbstschließenden Absperrorganen nicht erforderlich, durch Leitungsdruckschwankungen hervorgerufene starke Veränderungen der Wasserdurchflußmenge mittels eines automatischen Durchflußmengenreglers zu verhindern.

Während der Schließphase bildet der links vom Kolben 13 liegende und in seiner Größe veränderliche freie Hohlraum des Zylinders 15 eine Dämpfungskammer, in welche der durch den offenen Sitz 4- eintretende Wasserstrahl vor seinem Ablauf durch den Auslaufstutzen 3 gerichtet ist. Diese Kammer begünstigt einen geräuscharmen Betrieb des Absperrorgans.

Zum Vermeiden von Schlägen während des letzten Abschnittes der Schließphase kann die Fließgeschwindigkeit durch entsprechende Ausbildung der Nut 23 des Zylinders 15 oder durch Unterbrechen der Nut kurz vor Erreichen des Punktes der vollständigen Schließung verringert werden.

Bei Bedarf kann die durch die Wasserströmung selbst während der Schließphase bewirkte Zentrierung des Solbens 6 durch. Anbringen von Zentrierflügeln 30 an der Hülse 7 verbessert werden.

Die Vorspannung der Feder 22 ist durch mehr oder weniger starkes Drehen des auf die Hülse 25 aufgeschraubten Gewinderinges 31 veränderbar.

Während durch einfaches Ausschrauben der Schraube 20 bestimmte Bauteile, wie beispielsweise die Feder 22 und der Gewindeeinstellring 31 zugänglich werden, können durch anschließendes Herausschrauben des Gewindestopfens 17 (welcher zu diesem Zweck mit der Hülse 25 in einer prismatischen Verbindung koppelbar ist) die gesamten beweglichen Teile des Absperrorgans von der Vorderseite her entfernt und gewartet, repariert oder ersetzt werden.

Dies wird dadurch ermöglicht, daß das Dichtglied 5 durch seinen Ventilsitz 4 hindurch bewegbar ist.

Im Aufbau der Vorrichtung nach der Erfindung sind zahlreiche Änderungen gegenüber der beschriebenen und gezeigten Ausbildung möglich. Als Mittel zum Herstellen einer unvollkommenen Abdichtung zwischen dem Zylinder 15 und dem Kolben 13 bzw. dem Dichtglied 14 kann man eine Nut 23 vorsehen, die durch eine Rippe ersetzt sein kann, welche das Dichtglied 14 im entsprechenden Bereich leicht anhebt. Wahlweise kann anstelle des Dichtgliedes 14 zum Herstellen einer unvollkommenen Abdichtung am Zylinder 15 ein aus Filz oder einem anderen,

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leicht schmiegsamen und in bestimmtem Naß oberflächenrauhen Werkstoff hergestelltes ieil vorgesehen sein. Um die Abdichtung des Zylinders 15 unvollkommen zu machen, kann auch auf eine allgemein bekannte Maßnahme zurückgegriffen werden, nämlich auf das Bohren eines sehr kleinen, den Kolben 13 quer zu seiner Achse durchsetzenden Loches.

Die gezeigte Art von Absperrorgan bzw. Ventil ist beispielsweise zur Verwendungin Verbindung mit WG-Druckspülern geeignet. Dabei kann an den Auslaufstutzen 3 ein Ablaufrohr 33 angeschlossen sein, in welchem Luiteintrittsoffnungen bzw. eine Honrunterbrechung 55 ausgebildet ist, welche während des Wasserablaufs mittels einer elastischen Hülse 3^- verschlossen ist und dazu dient, das Ansaugen von Wasser aus der WC-Schüssel zu verhindern. Eine in die elastische Hülse 34- eingesetzte starre Büchse 56 leitet den Wasserstrahl bis in einen Bereich jenseits der Sohrunterbrechung 35 und verhindert auch bei gerissemer Hülse 3^ ein Ausfließen oder Ausspritzen des Wassers durch diese Lufteintrittsöffnungen 35·

Zum Herstellen von langsam schließenden Absperrorganen, wie sie beispielsweise in Verbindung mit Duschanlagen Verwendung finden, können die Abmessungen verändern und insbesondere wenigstens zwei hintereinander am Kolben 13 angeordnete Dichtglieder 14 vorgesehen sein, so daß infolge der zwischen den Dichtgliedern erzeugten Labyrinthwirkung eine verstärkte Verzögerung erreichbar ist.

In Weiterbildung der Erfindung kann die Lippendichtung 14- durch einen O-Ring ersetzt und die Anordnung der Ein- und Auslaufstutzen 2 bzw. 3 gegenüber der gezeigten Aui> führungsform geändert sein.

Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile der Erfindung, einschließlich konstruktiver Einzelheiten und räumlicher Anordnungen können sowohl für sich als auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.

Claims (11)

Schut zausprüch

1. Selbstschließendes Absperrorgan mit einem Grandkörper, welcher Ein- und Ablaufstutzen aufweist, die mittels eines Absperrsitzes voneinander getrennt sind, mit welchem ein Absperrglied zusammenwirkt, welches mittels einer Einrichtung geöffnet werden kann und in elastischer Weise in seine Anfangsstellung zurückbewegbar ist, und mit einem hydraulischen Verzögerungszylinder mit unvollkommener Abdichtung zum Verzögern der Schließbewegung mittels eines im Zylinder verschieblichen, di rch ein Verbindungsglied mit dem Absperrglied verbundenen Kolbens, dadurch gekennzeichnet , daß eine Zylinder-Kolben-Sinheit (I5j13) relativ zu einem kolbenförmigen Absperrglied (5₅6) an der einem Einlaufstutzen (2) abgewandten Seite angeordnet ist, daß ein hülsenförmiges Verbindungsglied (7) hohl ausgebildet und von einem Hubstift (8) durchsetzt ist, welcher ein Flattenventil (9,10) trägt, welches im Zusammenwirken mit einem am Absperrglied (6) geformten Absperrsitz das Absperren bewirkt, wobei der Hubstift (8) an einem entgegengesetzten Endstück mit einem Betätigungsdruckknopf (21) verbunden ist und von der Federkraft einer Rückholfeder (22) so bewegbar ist, daß eine auf den Betätigungsdruckknopf (21) ausgeübte Druckkraft die öffnung des Plattenventils (9,10) und den Einlauf in den Zylinder (15) von unter Druck stehendem Wasser bewirkt, welches den Kolben (13) zusammen mit dem Absperrglied (5»6) in die Öffnungsstellung bewegt.

2. Absperrorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Absperrglied (5»o) sich aus einem Kolben (6) und einem an diesem befestigten Dichtglied (5) zusammensetzt, das mit einem Absperrsitz (4·) zusammenwirkt und beim Montieren und Demontieren des Absperrorgans durch diesen hindurchführbar ist.

3. Absperrorgan nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die beweglichen Teile insgesamt, nämlich, das kolbenförmige Absperrglied (5,6)» das hülsenförmige Verbindungsglied (7)» der Kolben (13), der Hubstift (8) mit dem Plattenventil (9,10) sowie der Verzögerungszylinder (15) in einem Grundkörper (1) mittels eines in den Grundkörper (1) selbst einschraubbaren oder an diesem in anderer tfeise befestigbaren Gewinde Stopfens (17) gehaltert und ohne Lösen der Sohrverbindungen von der Vorderseite des Grundkörpers (1) aus herausnehmbar sind.

4-, Absperrorgan nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Rückholfeder (22) zwischen dem Gewindestopfen (17) '-^d. dem Betätigungsdruckknopf (21) angeordnet ist und daß zwischen diese ein als Gewindering ausgebildetes Stellglied (31) zum Einstellen der Vorspannung der Rückholfeder (22) eingesetzt ist.

5. Absperrorgan nach, wenigstens einen der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß ein außerhalb des Kolbens (I3) liegender Teil des Zylinders (15) eine Dämpfungskammer für den durch den Absperrsitz (4-) hindurch zum Auslaufstutzen (3) hin fließenden Vasserstrom umschließt.

6. Absperrorgan nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5> dadurch gekennzeichnet , daß der Verzögerungszylinder (15) ein aus synthetischem Werkstoff hergestelltes und mit Dichtgliedern versehenes, in den Grundkörper (1) des Absperrorgans eingesetztes Teil ist,

7. Absperrorgan nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Zylinder (15) an seiner Innenwand wenigstens eine Nut (23), ein rippenförmiges oder ähnliches Gebilde aufweist, welches eine beabsichtigte Unvollkommenheit der Abdichtung zwischen dem Zylinder (15) und einem Dichtglied (14) des Kolbens (13) bewirkt.

8. Absperrorgan nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennze ichnet , daß das DichtglJed (14) des Kolbens (13) des Verzögerungszylinders (15) aus Pilzstoff oder einem anderen, leicht schmiegsamen Werkstoff hergestellt ist, welcher eine bestimmte Oberflächenrauhig keit aufweist, welche eine beabsichtigte Unvollkommenheit der Abdichtung am Verzögerungszylinder (15) bewirkt.

9. Absperrorgan nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß der Verzögerungszylinder (15) wenigstens mit gleiche^ vorzugsweise jedoch mit größerem Durchmesser als der Absperrsitz (4) ausgeführt ist.

10. Absperrorgan nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet , daß die Querschnittsflächenverhältnisse von Sin- und Ablauf, Absperrsitz und Veraögerungszylinder so gewählt sind, daß Leitungsdruckschwankungen die Schließgeschwindigkeit so verändern, daß wenigstens teilweise die daraus sich ergebenden Durchflußmengenschwankungen ausgeglichen und die Gesamtmenge des an jeder Öffnung des Absperrorgans durchfließenden Wassers etwa konstant gehalten wird.

11. Absperrorgan nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß am Auslaufstutzen (3) Lufteintrittsoffnungen (35) vorgesehen sind, welche während des Wasserablaufs mittels einer elastischen Hülse (3^·) verschlossen sind, in welcher eine starre Büchse (36) angeordnet ist, welche den Wasserstrahl bis in einen Bereich jenseits der Lufteintrittsöffnungen (35) leitet.