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Ventil Die Erfindung betrifft ein Ventil, insbesondere für Wasserleitungen, mit einem mit Gewinde versehe- nen Ventilschaft und einem napfförmigen, elastischen Ventilverschlusskörper, welcher einen radial abste-
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aufweist, und das VentilgehäuseÖffnung verbunden sind, in der die Leitungen durch einen ringförmigen Ventilsitz im Zusammenwirken mit dem Boden des Ventilverschlusskörpers gegenüber dem Spindelteil getrennt sind, wobei der radial abstehen- deFlanschdesVentilverschlusskörpers am Umfang mit Rippen versehen ist, die in einer ringförmigen Aus- nehmung, die die Rippen von allen Seiten ausser an der Stelle des Schlitzes, durch den der radial abstehen- de Flansch durchtritt, umgeben, eingespannt sind.
Die bekannten Ventile dieser Art zeigen entweder hinsichtlich der Einspannung der Ventilverschluss- körper oder hinsichtlich der Abdichtung am Ventilsitz wesentliche Mängel, die erfindunsgemäss dadurch vermieden werden, dass beim Einschrauben der Mutter des Ventilschaftes bis zum Berühren eineswider- lagers insbesondere in radialer Richtung zur Innenwand des Ventilgehäuses die Rippen derart zusammengedrückt und elastisch verformt werden und die Bodenwand eine abgerundete Lippe des Ventilsitzes berührt, in dem über eine kleine Fläche die gesamte Kraft auf die Stirn-oder Bodenfläche des elastischen Verschluss- körpers verteilt wird.
Es ist durch die franz. Patentschrift Nr. l. 155. 578 bereits bekanntgeworden, zur Vermeidung von Scherkräften in einem napfförmigen Ventilverschlusskörper eine steife Einlage anzuordnen, wobei eine konische Bodenfläche des Ventilverschlusskörpers mit dem Ventilsitz üblicher Bauart zusammenwirkt. Die Einspannung des radial abstehenden Flansches wird nur durch die Klemmwirkung zwischen Ventilflansch und einer Druckscheibe bewirkt.
Dieses bekannte Ventil wird durch die mangelhafte Einspannung des Ventilverschlusskörpers nach kurzemGebrauch an der Einspannstelle undicht, weil der Flansch des Ventilverschlusskörpers aus der Spannfuge herausgleitet. Ferner bewirkt die schräge Ventilsitzfläche eine keilartige Druckzone auf der Bodenfläche des elastischen Verschlusskörpers, so dass auch hier bald Oberflächenzerstörungen auftreten, da die in der Druckzone durch die schrägen Dichtflächen hervorgerufenen Reibungs- und Scherkräfte eine starke Abnutzung verursachen.
Bei der Erfindung indessen wird die Dichtungsscheibe nur auf direktes Zusammenpressen beansprucht und nicht durch Scherungskräfte. Es wird also der die Abdichtung bewirkende Teil des Ventiles zwischen dem Ventilschaft und der Ventilsitzfläche nicht auf Scherung beansprucht, sondern lediglich zwischen beiden zusammengedrückt. Aus diesem Grunde ist ein Ventil, wie es bei der Erfindung zur Anwendung gelangt, als Kompressionsventil zu bezeichnen. Der Vorteil einer solchen Konstruktion liegt darin, dassdie Abnutzung des Dichtungsmittels sich nicht nachteilig auswirkt und dass im Laufe des Gebrauches stets ein zuverlässiger Verschluss erfolgt. Es ist ferner weniger Drehmoment erforderlich, um die Wasserströmung
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abzustellen.
Insbesondere aber ist vorteilhaft, dass die Lebensdauer des Ventilverschlusses wesentlich grö- sser als bei den bisher gebräuchlichen Ventilen ist. Der leicht auswechselbare Verschlussteil kann auch in bisher benutzten Batterieventilen verwendet werden, bei welchen auf Scherungskräfte beanspruchte Dich- tungsscheiben bisher vorgesehen wurden. Es kann das Auswechseln eines Dichtungsteiles in einer Batterie i an der Benutzungsstelle durch einen Installateur ohne wesentliche kostspielige Abänderung der Batterie vor- genommen werden.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.
In einem Ventilgehäuse 15, welches eine abgestufte Bohrung 16 aufweist, ist die Zufuhrleitung an die Bohrung 18 angeschlossen. Ein Nippel 21, der den Ventilsitz bildet, ist in die Bohrung 16 des Gehäuses in der Nähe der Eintrittsstelle der Zufuhrleitung eingeschraubt und besitzt eine zentrale Boh- rung 22 und eine Schulter 23, die am rechten äusseren Ende abgerundet ist. Eine zweite Queröff- nung 24 durchsetzt das Gehäuse 15 und verbindet die Bohrung 16 mit einem Punkt in der Nähe der Schulter 23 des Ventilsitzes. In dieser Öffnung ist die Ableitung 25 eingeschraubt.
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derVentilverschlusskörper ; erliegt gegenüber dem denVentilsitz bildendenNippel 21.deformierbare Seitenwandungen 28 und einen sich nach aussen erstreckenden Flansch 30 und einen nach innen gerichteten Flansch 31.
Der Flansch 30 hat an seinem Rand nach oben und nach unten gerichtete Rippen 32 und 33. Ein Metallring 34 ist innerhalb jeder Rippe 32 und 33 beiderseits des Flansches 30 vorgesehen. Der Durchmesser der Stirnfläche 27 des Verschlusskörpers ist etwas grösseralsderDurchmesserderSchulter23desdenVentilsitztragendenNippels, derDurchmesserist aber geringer als der Durchmesser der Bohrung 16 an dieser Stelle, so dass eine direkte Berührung mit der Wandung der Bohrung nicht stattfindet. Der Verschlusskörper 26 ist in der Bohrung durch den Flansch 30 zentriert, dessenDurchmesser gleich demDurchmesser der Bohrung an dieser Stelle ist.
Eine nach innen gerichtete Schulter 35, die an der Innenwandung des Gehäuses vorgesehen ist, wirkt gegen die untere Rippe 33 und den Ring 34 und verhindert, dass der Verschlusskörper an dieser Stelle nach unten gezogen wird. An der Aussenseite ist eine Mutter 36 vorgesehen, die in dem Ventilgehäuse 15 mittels der Überwurfmutter 37 befestigt ist. Wenn die Überwurfmutter 37 angezogen wird, so dass sie sich in das Ventilgehäuse hineinbewegt und ihr inneres Ende 38 gegen die Schulter 40 der Mutter 36 wirkt, so wird die Mutter zentriert und so weit nach innen bewegt, dass ihr inneres Ende 41 gegen den Ring 34 und die äussere Rippe 32 des Verschlusskörpers wirkt. Es werden die Rippen 32 und 33 des Flansches zwischen der inneren'Schulter 35 des Ventilgehäuses und dem Ende 41 der Mutter 36 zusammengepresst.
Der auf die elastische Masse ausgeübte Druck bewirkt, dass der Flansch innig gegen die Wandung der Bohrung gedrückt wird, so dass kein Wasser um den Flansch herumgelangen und aus dem Ventil nach aussen heraustreten kann.
Der längliche Ventilschaft 42 hat an seinem inneren Ende einen verstärkten Kopf 43 sowie eine schmalere Halspartie 44 sowie eine Ringnut 45 ; ferner greift der Ventilschaft mit einem Gewindeteil 46 in das Innengewinde der Mutter 36. Der sich nach aussen erstreckende Teil des Schaftes ist mit 47 bezeichnet. Der Kopf 43 des Ventilschaftes liegt zwischen der Stirnfläche 27 und dem Innenflansch 31 des Verschlusskörpers, und wenn der Schaft gedreht wird, wirkt der Kopfteil 43 ge-
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gesehen ist. Der Innenflansch 31 wirkt locker gegen den Hals 44 des Ventilschaftes. Das Gewinde 46 des Schaftes ist vorzugsweise ein Trapez-Gewinde.
Die Anwendung von steilen Gewindegängen, wie sie bei einem Trapezgewinde anwendbar sind, ist zweckmässig, weil bei einer Drehung des Ventilschaftes 42 das steile Gewinde nur eine geringe Drehbewegung in eine verhältnismässig grosse Längsbewegung umsetzt. Wenn eine Drehung im Uhrzeigersinn stattfindet, wird der Ventilschaft in die Ventilbohrung hineinbewegt. Der Kopfteil 43 drückt dann auf die Druckkappe an der inneren Seite des Verschlusskörpers und schiebt diesen nach innen, wobei die Seitenwandungen 28 gedehnt werden, da die Randpartien fest eingespannt sind. Wenn diese Bewegung fortgesetzt wird, wird die innere Fläche 27 des Verschlusskörpers gegen die Schulter 23 des Ventilsitzes gedrückt, so dass auf diese Weise ein dichter Abschluss sich ergibt.
Die Druckkappe 48 zwischen dem Kopfteil des Ventilschaftes und der zugewendeten Seite der Membran nimmt alle Scherungskräfte auf, die beim Drehen des Ventilschaftes sich ergeben, und es werden solche Kräfte nicht auf die Membran selbst übertragen, da die Kappe 48 aus zähem, nicht reibendem Material besteht. Dementsprechend ist die Kraft, welche auf die Membran wirkt, eine Druckkraft. Da die Schulter 23 abgerundet ist, befindet sich nur eine kleine Fläche derselben in Berührung mit der Fläche des Verschlusskörpers 27, und die gesamte Kraft, die auf der Fläche zur
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Wirkung gelangt, wird auf die kleine Fläche der Schulter übertragen, so dass an der Schulter einhoher Druckherrscht, der die Strömung des Wassers unterbindet.
Wenn der Ventilschaft im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird, bewegt er sich aus der Bohrung heraus und es wird der Kopfteil des Ventilschaftes von der Dichtfläche entfernt, so dass der hohe Druck aufgehoben wird. Dementsprechend können die Seitenwandungen 28 des Verschlusskörpers, die bisher unter Spannung gehalten wurden, sich zusammenziehen und die Stirnfläche 27 zu dem Flanschteil zurückziehen und von der Schulter 23 entfernen, so dass das Wasser um die'Schulter herum zu der Abflussleitung 25 fliessen kann. Offensichtlich hängt dieStärke der Strömung davon ab, wie stark die Stirnfläche des Verschlusskörpers von der Schulterflächezurückge- zogen wird und dies hängt wieder von der Drehung ab, um die der Ventilschaft gedreht wurde. Ein nur sehr geringes Abheben von dem Ventilsitz lässt bereits eine starke Wasserströmung zu.
In Anbetrachtder Verwendung eines Trapez-Gewindes ist die Drehung des Ventilschaftes, die zwischen der vollständigen Öffnungsstellung und der vollständigen Abschluss-Stellung erforderlich ist, nur gering und hängt von den Gewindegängen ab ; beispielsweise kann hiezu eine Drittelumdrehung ausreichend sein.
Die Erfahrung hat gezeigt, dass das Vermeiden von Scherungskràíten an der Membran die innere Rei- bung in dem Ventil der Batterie so verringert, dass, wenn ein doppeltes Trapez-Gewinde von einem Ge- windewinkel von 150 verwendet wird und hoher Druck in der Zuflussleitung herrscht, der Wasserdruck, der gegen die Stirnseite der Membran wirkt, bereits dazu führen würde, die Abdichtung aufzuheben, wenn nicht eine zusätzliche Reibung hinzukommen würde. Ein Mittel, um die innere Reibung zu vergrössern und einselbsttätiges Lösen des Verschlusses zu verhindern, besteht aus einem Reibungsring 50, welcher um die Ringnut bei 42 eingesetzt wird. Dieser Ring berührt die Innenwandung der Bohrung und steht unter
Druck, so dass das erforderliche verzögernde Reibungsmoment sich ergibt.
Es kann auch eine hinreichend starke Reibung dadurch erzielt werden, dass ein eingängiges Trapez-Gewinde verwendet wird, welches etwa die halbe Steighöhe des doppelten Trapez-Gewindes, welches dargestellt ist, hat.
Versuche mit dem erfindungsgemässen Ventil haben ergeben, dass voraussichtlich mit einer Betriebs- dauer von 20 Jahren gerechnet werden kann. Diese hohe Lebensdauer ist auf die erfindungsgemässen
Merkmale zurückzuführen, welche das Ventil den bekannten Ventilen überlegen macht.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Ventil, insbesondere für Wasserleitungen, mit einem mit Gewinde versehenen Ventilschaft und einem napfförmigen, elastischen Ventilverschlusskörper, welcher einen radial abstehenden Flansch auf- weist und das Ventilgehäuse in zwei Räume unterteilt, wobei in einem Raum der Spindelteil des Ventiles untergebracht ist, der mit seinem unteren Ende mit der Bodenfläche des napfförmigen Ventilverschluss- körpers zusammenwirkt, und in dem andern Raum die Zufluss- und Abflussleitung durch eine Öffnung ver- bunden sind, in der die Leitungen durch einen ringförmigen Ventilsitz im Zusammenwirken mit dem Bo- den des Ventilverschlusskörpers gegenüber dem Spindelteil getrennt sind, wobei der radial abstehende FlanschdesVentilverschlusskörpersamUmfang mit Rippen versehen ist, die in einer ringförmigen Ausneh- mung,
die die Rippen von allen Seiten ausser an der Stelle des Schlitzes, durch den der radial abstehende Flansch durchtritt, umgeben, eingespannt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (32,
33) beim Einschrauben der Mutter (36) des Ventilschaftes (47) bis zum Berühren eines Widerlagers, ins- besondere in radialer Richtung zur Innenwand des Ventilgehäuses zusammengedrückt und elastisch ver- formt werden, und die Bodenwand (27) eine abgerundete Schulter (23) des Ventilsitzes berührt, in dem über eine kleine Fläche die gesamte Kraft auf die Stirn- oder Bodenfläche (27) des elastischen Verschluss- körpers verteilt wird.
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