CONTROL-MIXING VALVE

Abstract: 1. Volume control valve, in particular for sanitary fittings, with axial inlet (10) and radial outlet orifices (11) in a body (2) which can be mounted in a fitting (1) and in which a valve seat insert (5), provided with at least one through opening (50) transversely to the longitudinal axis, is held so as to be non-rotatable and to which is fitted a valve control disc (6) which is rotatable by a valve spindle (3) mounted in the body (2) and which also has at least one through opening, a sealing element (20) being fitted between the inlet orifice (10) of the fitting (1) and the valve seat insert (5), characterised by the sealing element (20) being held against shoulders in the body (2) by a supporting piece (21) in such a way that the valve insert (5) is only prestressed to a specific extent, while the face of the sealing element (20) which is towards the inlet orifice (10) is deformable in accordance with the particular conditions of fit between the fitting (1) and the body (2).

Description: Mengenregul iervent ii Die Erfindung betrifft ein Mengenregulierventil mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen. Ventile dieser Gattung sind bekannt, wobei die äusseren Abmessungen dieser Ventile so ausgelegt sind, dass sie auch in Armaturen, die ursprünglich für Ventiloberteile mit einem axial bewegbaren Dichtkegel ausgelegt waren, eingesetzt werden können Durch diese Bedingungen ist der Raum für die Anordnung der Dichtscheiben und der Dichtung zwischen der Armatur und der Ventilsitzscheibe äusserst begrenzt. Hinzu kommt, dass die Toleranzen der Einbautiefe in den verschiedenen Armaturen kompensiert werden müssen. Bei den bekannten Ventilen sind daher relativ komplizierte und aufwendige Massnahmen erforderlich, um einen dichten Anschluss des Ventilein satzes mit dem Zuflusskanal der Armatur zu erreichen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Mengenregulierventil der eingangs beschriebenen Gattung zu schaffen, bei dem mit einfachen Mitteln eine Abdichtung zwischen Ventilsitzscheibe und Zuflusskanal der Armatur er möglicht wird, wobei die mit dem Einschraubvorgang erzeugte axiale Pressung der Dichtung auf die Ventilsitzscheibe auf ein vorbestimmtes Mass begrenzt ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprt- chen 2 bis 12 angegeben. Mit diesen Massnahmen wird erreicht, dass das Dichtelement exakt zwischen der Ventilsitzscheibe und der Armatur positioniert ist, wobei der Tragkörper durch das Anliegen an entsprechend ausgebildete Anlageflächen am Gehäuse ge währleistet, dass die Ventilsitzscheibe nur eine vorbestimmte axiale Anpresskraft erfährt, während der gegen überliegende, an der Armatur anliegende Teil des Dichtelements im Hinblick auf die individuellen Passgegebenheiten huber die vorgegebene Vorspannung hinaus gepresst werden kann. Zweckmässig weist der Tragkörper etwa eine Ringform auf, wobei an dem Tragkörper eine oder mehrere, aus dem Dichtelement vorstehende Ringflächen ausgebildet werden können, die bei der vorbestimmten Spannung an entsprechenden Ringschultern im Gehäuse zur Anlage gelangen. Zur Drehsiche-rung der Ventilsitzscheibe kann diese selbst mit radial vorspringenden, in Längsnuten im Gehäuse einfassenden Nasen versehen sein oder am Tragkörper werden in die angrenzenden Teile (Gehäuse, Ventilsitzscheibe) eingreifende Nasen ausgebildet. Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann durch die Ausbildung von Dichtlippen an dem Dichtelement erzielt werden, wobei durch die Lippendichtung einerseits die Fertigungstoleranzen der Ventilscheiben, des Drehgliedes und des Gehäuses über einen relativ gro ssen Bereich bei relativ geringer Zunahme der Anpresskraft ausgeglichen werden können, während andererseits durch die Dichtlippen eine sichere Abdichtung gewährleistet ist. Zweckmässig kann die Lippendichtung von einem gegen die Mittelachse geneigten Kegelringteil gebildet werden, so dass die Dichtlippe von dem anstehenden Medium in die Dichtstellung gedrückt wird und somit auch flexibel eventuell auXtretende Druckstösse abfängt. Vorteilhaft können auch beide Stirnseiten des Dichtelements mit Lippendichtungen versehen werden, wobei zur besonders sicheren Abdichtung an der Armatur das Dichtelement in diesem Bereich mit zwei konzentrischen Dichtlippen versehbar ist, zwischen denen ein im Querschnitt V förniger Ringraum gebildet ist. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Anpresskraft der Ventilsitzscheibe auch dadurch begrenzt werden, dass radial vorspringende Nasen am Tragkörper ausgebildet sind, die beim Erreichen der vorbestimmten Vorspannung im Grund von entsprechend ausgebildeten Axialnuten ii Gehäuse zur Anlage gelangen. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der Tragkörper auch als in einer Radialnut im Gehäuse verrastbarer Sprengring ausgebildet sein, so dass die lose in das Ge hälse eingeschobenen Ventilbauteile jederzeit auch im ausgebauten Zustand in der Betriebslage sicher gehaltert sind. Zweckmässig kann der Tragkörper mit dem Dichtelement durch Vulkanisieren oder auch Aufknöpfen verbunden werden. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden Im folgenden näher beschrieben. Es zeigt Figur 1 ein Mengenregulierventil im Längs schnitt, eingebaut in einer Armatur; Figur 2 ein Dichtelement im Längsschnitt ge mäss Figur 1 in vergrössertem Massstab; Figur 3 das Dichtelement gemäss Figur 2 in Draufsicht; Figur 4 ein anderes, zum Teil dargestelltes Mengenregulierventil im Längsschnitt; Figur 5 ein Dichtelement gemäss Figur 4 im Längsschnitt; Figur 6 das Dichtelement gemäss Figur 5 in Draufsicht; Figur 7 ein weiteres, zum Teil dargestelltes Mengenregulierventil im Längsschnitt; Figur 8 ein Dichtelement gemäss Figur 7 im Längsschnitt; Figur 9 das Dichtelement gemäss Figur 8 in Draufsicht; Figur 10 ein weiteres, zum Teil dargestelltes Mengenregulierventil im Längsschnitt; Figur 11 ein Dichtelement gemäss Figur 10 im Längsschnitt; Figur 12 ein anderes Dichtelement im Längs schnitt; Figur 13 das Dichtelement gemäss Figur 11 und 12 in Draufsicht. Der Einfachheit halber sind bei den verschiedenen Ausfth- rungsbeispielen der Zeichnung gleiche oder entsprechende Elemente mit jeweils gleichen Bezugszeichen versehen. Das in der Figur 1 gezeigte Mengenregulierventil ist mit seinem Gehäuse 2 in einer Armatur 1 mittels eines Einschraubgewindes 12 dicht eingeschraubt. Koaxial in dem Gehäuse 2 ist eine Ventilspindel 3 drehbar gelagert, die an ihrem äusseren Ende Mittel zur Aufnahme eines in der Zeichnung nicht dargestellten Drehgriffes für die Betätigung des Ventils trägt. Der innere Endbereich der Ventilspindel 3 ist formschlüssig mit einem axial in Richtung der Ventilspindel im Gehäuse 2 abgestützten Drehglied 4 verbunden. An dem Drehglied 4 sind zwei quer zur Mittelachse angeordnete Ventilscheiben 5 axial angelagert. Beide Ventilscheiben weisen jeweils eine Durchtrittsöffung 60, 50 auf. Die unmittelbar an dem Drehglied 4 anliegende Ventilregulierscheibe 6 ist mit dieser drehfest verbunden, während die Ventilsitzscheibe 5 drehfest im Gehäuse 2 gehaltert ist. Zur Abdichtung des Ventileinsatzes in der Armatur 1 ist zwischen der stromaufwärts gelegenen Stirnseite der Ventilsitzscheibe 5 und der Armatur 1 im Bereich des Zulaufkanals 10 ein Dichtelement 20 zwischengeord- net. Das Dichtelement 20 ist ringförmig ausgebildet und aus einem flexiblen Material,z.B. Gummi, hergestellt. Der Aussenmantel strom des Dichtelements 20 wird dabei im wesentlichen vomXaufwffirts- gelegenen Bereich der zylindrischen Bohrung für die Aufnahme der Ventilscheiben radial umfangen. In dem Dichtelement 20 ist ein ringförmiger, aus einem festen, widerstandsfähigen Material hergestellter Tragkörper 21 angeordnet, welcher das Dichtelement in einen Ventilsitzscheibenbereich und einen der Armatur 1 zugekehrten Bereich unterteilt. An dem Tragkörper 21 sind symmetrisch vier radial vorragende Nasen 22 angeformt, die in entsprechende Axialnuten 23 im stromaufwärts gelegenen Bereich des Gehäuses 2 einfassen. Ausserdem trägt der Tragkörper 21 eine radial und axial vorspringende Nase 22, die in eine entsprechende Schlitzöffnung in der Ventilsitzscheibe 5 einfasst, so dass eine formschlüssige Drehsicherung zwischen dem Gehäuse 2 und der Ventilsitzscheibe 5 gebildet ist. Die Axialnuten 23 sind in ihrer axialen Länge so bemessen, dass bei einer vorbestimmten Vorspannung das Dichtelement in dem Ventilsitzscheibenbereich soweit verformt wird, dass die Nasen 22 im Grund 24 der Axialnuten zur Anlage gelangen, wodurch eine weitere Erhöhung der Anpresskraft der beiden Ven tilscheiben unterbunden wird. Durch diese Massnahmen wird erreicht, dass beim Einbau des Ventileinsatzes in den verschiedenen Armaturen beim Einschraubvorgang den Ventilscheiben nur eine vorbestimmte, für die Abdichtfunktion erforderliche Axialpressung erteilt wird, während der der Arnatur bzw. dem in der Armatur ausgebildeten Ventilsitz fur ein Ventiloberteil mit axial verschieb baren Ventilglied zugewandte Teil des Dichtelements entsprechend den Toleranzen der Einbautiefe stärker verspannt werden kann. Die beiden Ventilscheiben sind dabei unabhängig von den unterschiedlichen Binbautiefen gleichbleibend leichtgängig in dem Gehäuse 2 angeordnet, so dass das aus dem Zulaufkanal 10 zufliessende Medium durch die Ventilscheiben in der Menge reguliert und radial im Bereich des Drehglieds 4 in den Ablaufkanal 11 der Armatur 1 abgegeben werden kann. In den Figuren 4 bis 6 ist ein abgewandeltes AusfUhrungsbei- spiel des Dichtelements 20 dargestellt, wobei das Mengenregulierventil der in' der Figur 1 dargestellten Ausführung entsprechen kann. Der Tragkörper 21 ist als geschlossener Ring ausgebildet, an dessen stromabwärts liegender Stirnseite der Aussenmantel des Dichtelements 20 zuruckspringt, so dass eine ringförmige Fläche 25 gebildet wird. In der Aufnahmebohrung ist eine entsprechende absatzförmige Ringschulter 26 ausgebildet. Bei der Anpressung des Dichtelements 20 gelangt die ringförmige Fläche 25 bei einer vorbestimmten Anpresskraft zur Anlage und verhindert somit ein weiteres Ansteigen der an der Ventilsitzscheibe 5 wirkenden Anpresskraft,,während der strom aufwärts gelegene Teil des Dichtelements 20 stärker verformt werden kann. Zur Drehsicherung der Ventilsitzscheibe 5 in dem Gehäuse 2 ist an dem Tragkörper 21 eine radial vorspringende Nase 22 angeformt und gegenüberliegend bis in das Zentrum des von dem Tragkörper unschlossenen gleises eine zungenartige, axial durch eine Verkröpfung vorspringende Nase 22, wie insbesondere Figur 6 zu entnehmen ist, ausgebildet. Die zungenartige Nase 22 (siehe Figur 4) ragt dabei in eine entsprechende Ausnehmung in der Ventilsitzscheibe 5 . Die radial vorspringende Nase 22 wird von einer Axialnute 23 aufgenommen, so dass eine formschlüssige Drehsicherung der Ventilsitzscheibe 5 entsteht. In den Figuren 7 bis 9 ist eine weitere Abwandlung des Dichtelements 20 dargestellt. Anstatt eines geschlossenen Ringes ist der Tragkörper 21 als Sprengring ausgebildet. Der Tragkörper 21 weist hierbei im Hinblick auf den Aussendurchmesser des Dichtelements einen geringfügig vergrösserten Durchmesser auf. In der Aufnahmebohrung des Gehäuses 2 ist eine entsprechende Radialnute 27 eingestochen. Damit das Dichtelement 20 einfach in das Gehäuse 2 gebracht werden kann, sind an dem Tragkörper zwei Ösen 28 für ein Werkzeug zur Einithrung des Dichtelements 20 in die Aufnahmebohrung im Gehäuse 2 vorgesehen. Bei einem Verrasten des Tragkörpers 21 in der Radialnut 27 wird den Ventilscheiben,die für den Betrieb erforderliche Anpressung vermittelt. Der stromaufwärts gelegene Teil des Dichtelements 20 kann dabei entsprechend den unterschiedlichen Einbautiefen unabhängig verformt werden. Durch die Ausbildung des Tragkörpers 21 als Sprengring wird zusätzlich erreicht, dass die einzelnen Ventilorgane in dem Gehäuse 2 unabhängig von der Einbaulage betriebsbereit gehaltert sind. Die Verdrehsicherung der Ventilsitzscheibe 5 ist entsprechend dem Ausführungsbeispiel in Figur 4,5,6 ausgebildet. In der Figur 10 ist schliesslich ein Mengenregulierventil gezeigt, bei dem stromaufwärts vor der Ventilregulierscheibe 6 eine Ventilsitzscheibe 5 vorgelagert ist, die mittels einer oder mehrerer radial vorspringender Nasen in entsprechenden Längsnuten 51 axial verschiebbar aber drehfest im Gehäuse 2 geführt wird. Zur Abdichtung des yentileinsatzes in der Armatur 1 ist zwischen der stromaufwärts gelegenen Stirnseite der Ventilsitzscheibe 5 und der Armatur 1 im Bereich des Zulaufkanals 10 das Dichtelement 20 mit Tragkörper 21 zwischengeordnet. Der Tragkörper 21 ist als geschlossener Ring ausgebildet, an dessen stromabwärts liegender Stirnseite der Aussenmantel des Dichtelements 20 zurückspringt, so dass eine ringförnige Fläche 25 gebildet wird. In der Aufnahmebohrung in dem Gehäuse 2 ist eine entsprechende absatzförmige Ringschulter 26 ausgebildet, an die sich der Tragkörper 21 im eingebauten Zustand anlegt. Der Ventilscheibenbereich des Dichtelements 20 ist als Lippendichtung 29 ausgebildet, die im wesentlichen von einem etwa um 300 zur Mittelachse geneigten Kegelringteil gebildet wird. Die Lippendichtung 29 mit dem Tragkörper 21 ist hierbei so bemessen, dass bei ungünstigster Ventilteilpaarung, d.h. grösster Abstand zwischen der Ringschulter 26 und der stromaufwärts gelegenen Stirnseite der Ventilsitzscheibe 5 noch eine Abdichtung an der Ventilsitzscheibe 5 und die erforderliche Anpresskraft der beiden Ventilscheiben erzielt wird. Bei einem kleineren Abstand wird die Längen änderung durch ein Umbiegen der Lippendichtung 29 kompensiert, wobei die von dem Dichtelement 20 erzeugte Anpresskraft für die Ventilscheiben nur geringfügig erhöht wird. In Figur 12 ist ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel des Dichtelements 20 gemäss Figur 11 dargestellt. Zusätzlich zu der stromabwärts gelegenen Lippendichtung 29 sind an dem Dichtelement 20 an der stromaufwärts gelegenen Stirnseite zwei konzentrisch angeordnete Dichtlippen 30 ausgebildet. Die Verbindung des Tragkörpers 21 mit dem Dichtelement 20 kann bei den Ausführungsbeispielen durch Aufknöpfen oder Aufvulkanisierung erfolgen.

Claims: PATENTANSPRÜCHE 1. Mengenregulierventil, insbesondere für Sanitärarmaturen, mit einem axiale Einlass- und radiale Auslassöffnungen auf weisenden, in Armaturen einsetzbaren Gehäuse, in dem quer zur Längsachse eine mit wenigstens einer Durchtrittsöff nung versehenen Ventilsitzscheibe unverdrehbar gehaltert ist und an der eine ebenfalls mit wenigstens einer Durch trittsöffnung versehene , mit einer im Gehäuse gelagerten Ventilspindel verdrehbare Vent ilregulierscheibe anliegt, wobei zwischen dem Zulaufkanal der Armatur und der Ventil sitzscheibe ein Dichtelement angeordnet ist, dadurch ge kennzeichnet, dass das Dichtelement (20) mit einem Trag körper (21) an Schultern im Gehäuse-(2) gehaltert ist, derart, dass die Ventilsitzscheibe (5) nur eine bestimmte Vorspannung erhält, während der dem Zulaufkanal (10) zu gekehrte Teil des Dichtelements (20) den jeweiligen Pass gegebenheiten zwischen Armatur (1) und Gehäuse (2) ent sprechend verformbar ist. 2. Mengenregulierventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass der Tragkörper (21) ringförmig ausgebildet ist und zur Drehsicherung der Ventilsitzscheibe (5) wenigstens jeweils eine in das Gehäuse (2) und eine in die Ventilsitz scheibe (5) eingreifende Nasen (22) hat. 3. Mengenregulierventil nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Tragkörper (21) mehrere radial vorspringende Nasen (22) ausgebildet sind, die in entspre chende Axialnuten (23) im Gehäuse (2) einfassen, wobei die Axialnuten (23) so bemessen sind, dass bei der vorbestimm ten Vorspannung der Ventilscheiben (5) die Nasen (22) im Grund (24) der Axialnuten (23) zur Anlage gelangen. 4. Mengenregulierventil nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragkörper (21) mit einer ring förmigen Fläche (25) bei der vorbestimmten Vorspannung der Ventilscheiben an einer Ringschulter (26) im Gehäuse (2) zur Anlage gelangt. 5. Mengenregulierventil nach den Ansprüchen 1,2 und 4, da durch gekennzeichnet, dass der Tragkörper (21) als Spreng ring ausgebildet ist und in der Vorspannstellung der Ven tilscheiben in, einer Radialnute (27) des Gehäuses (2) verrastbar ist. 6. Mengenregulierventil nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (20) auf den Trag körper (21) aufvulkanisiert ist. 7. Mengenregulierventil nach den Ansprüchen 1 bis 5, da durch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (20) auf den Tragkörper (21) aufgeknöpft ist. 8. Mengenregulierventil nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens der der Vent ilsitzscheibe (5) zugekehrte Bereich des Dichtelements (20) als Lippen dichtung (29) ausgebildet ist. 9. Mengenregulierventil nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, dass an beiden Stirnseiten des Dichtelements (20) Dichtlippen ausgebildet sind. 10. Mengenregulierventil nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, dass die Lippendichtung (29) von einem um ca. 300 zur Mittelachse geneigten gegelringteil ge bildet ist. 11. Mengenregulierventil nach Anspruch 10, dadurch gekenn zeichnet, dass die Lippendichtung (29) eine Wandstärke von etwa 0,5 der Wandstärke des Dichtelements (20) und eine Vorkraglänge von etwa 0,4 der restlichen Länge des Dichtelements (20) hat. 12. Mengenregulierventil nach den Ansprüchen 8 bis 11, da durch gekennzeichnet, dass die der Armatur (1) zuge kehrte Stirnseite des Dichtelements (20) zwei konzen trisch angeordnete, im Querschnitt einen V-förmigen Freiraum umkreisende Dichtlippen (30) trägt.

Inventors: DERR, MAX, HERRING, WILLIAM PETER, JENSEN, HANS-JURGEN, KORFGEN, HARALD, PAWELZIK, MANFRED, Jensen, Hans-Jürgen, Körfgen, Harald
Applicants: FRIEDRICH GROHE ARMATURENFABRIK GMBH & CO
Application year: 1982
Main classification: F16K3
IPC codes: F16K27, F16K3