DE4442736A1 - Mengenregulierventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Mengenregulierventil, insbe­ sondere für Sanitärarmaturen, mit einem axiale Einlaß- und radiale Auslaßöffnungen aufweisenden, in Armaturen einsetzbaren Gehäuse, in dem quer zur Längsachse eine mit wenigstens einer Durchtrittsöffnung versehene Ven­ tilsitzscheibe unverdrehbar gehaltert ist und an der eine ebenfalls mit wenigstens einer Durchtrittsöffnung versehene, von einem koaxialen Halteglied aufgenommene und mit einer Ventilspindel drehbare Ventilregulier­ scheibe anliegt.

Aus der Druckschrift EP 0 071 066 B1 ist ein derartiges Mengenregulierventil bekannt. Obwohl bei dieser bekann­ ten Ventilausbildung die metallene Ventilspindel als Verbundbauteil mit dem aus Kunststoff bestehenden Hal­ teglied hergestellt ist, kann es, insbesondere bei Sa­ nitärarmaturen, die im Klinik- und Behindertenbereich vielfach mit einem Ventilbetätigungshebel versehen sind, vorkommen, daß vom Benutzer in der Ventilan­ schlagstellung durch eine erhöhte Krafteinlenkung in den Betätigungsgriff die Ventilspindel beschädigt oder gar abgedreht wird. Darüber hinaus sind auch die Her­ stellkosten für das Verbundbauteil aus Messing und Kunststoff relativ hoch.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das im Ober­ begriff des Anspruchs 1 angegebene Mengenregulierventil zu verbessern und so auszubilden, daß eine Überlastung der Ventilspindel mit einfachen, kostengünstigen Mit­ teln vermieden Werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das in dem Gehäuse angeordnete Halteglied über eine Rutschkupplung bis zu einem vorbestimmten Drehmoment mit der Ventilspindel verbunden ist.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den An­ sprüchen 2 bis 10 angegeben.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch die im Gehäuse des Men­ genregulierventils angeordnete Rutschkupplung das auf die Ventilspindel aufbringbare maximale Drehmoment auf ein Maß begrenzt werden kann, mit dem die Ventilregu­ lierscheibe sicher drehbar ist. Um mutwillige Beschädi­ gungen der Ventilspindel zu verhindern, kann zweckmäßig das Auslösemoment der Rutschkupplung auf einen solchen Wert festgelegt werden, daß bei normaler Ventilbenut­ zung mit üblichen glockengrifförmigen Betätigungsele­ menten die Rutschkupplung nicht aktiviert wird. Unange­ bracht hohe Drehmomente, hervorgerufen durch Mutwillig­ keit, werden bei Überschreitung des vorgegebenen Grenz­ wertes durch Aktivierung der integrierten Rutschkupp­ lung verhindert.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Ven­ tilspindel, durch die Begrenzung des maximal in die Ventilspindel einleitbaren Drehmoments, kostengünstig aus Kunststoff hergestellt werden.

Vorteilhaft kann als Rutschkupplung ein an der Ventil­ spindel am inneren Endbereich angeordnetes Speichenrad vorgesehen werden, welches mit seinen federelastisch ausgebildeten Speichen stramm in Zahnlücken einer in einem rohrförmigen Ansatz des Halteglieds ausgebildeten Innenverzahnung eingreift. Die Ventilspindel mit dem Speichenrad sowie das Halteglied mit dem Ansatz und der Innenverzahnung können kostengünstig im Spritzgießver­ fahren hergestellt werden.

Zur Begrenzung des Drehwinkels der Ventilregulierschei­ be kann zweckmäßig ein Anschlagring formschlüssig in dem Gehäuse angeordnet werden, wobei das Halteglied mit einem ringsegmentförmigen Kragen in eine ringsegment­ förmige Ausnehmung den Anschlagring einfaßt und damit den Drehwinkel bestimmt. Neben der Anschlagfunktion bildet der Anschlagring darüber hinaus ein Drucklager bzw. Axiallager für das Halteglied mit der Ventilregu­ lierscheibe und ist deshalb vorzugsweise aus einem Kunststoff mit besonders guten Gleiteigenschaften her­ zustellen.

Schließlich kann die Ventilspindel zweckmäßig mit ihrem unterhalb des Speichenrads angeordneten Endbereich in einer Sackbohrung des Halteglieds als Stützlager ge­ führt werden. Hierbei kann die Ventilspindel mit einem Ringbund versehen sein, mit dem sie in eine umlaufende Ringnut in der Sackbohrung zur Axialsicherung einrast­ bar ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeich­ nung dargestellt und wird im folgenden näher beschrie­ ben. Es zeigt

Fig. 1 ein als Baueinheit ausgebildetes Mengenregulierventil im Längsschnitt;

Fig. 2 einen in Fig. 1 gezeigten Anschlag­ ring im Längsschnitt;

Fig. 3 den in Fig. 2 gezeigten Anschlagring in Unteransicht;

Fig. 4 den in Fig. 2 gezeigten Anschlagring in Draufsicht;

Fig. 5 den in Fig. 2 gezeigten Anschlagring in Seitenansicht;

Fig. 6 die in Fig. 1 gezeigte Ventilspindel in Seitenansicht;

Fig. 7 die in Fig. 6 gezeigte Ventilspindel in Unteransicht;

Fig. 8 das in Fig. 1 gezeigte Halteglied im Längsschnitt;

Fig. 9 das in Fig. 8 gezeigte Halteglied in Unteransicht;

Fig. 10 das in Fig. 8 gezeigte Halteglied in Draufsicht;

Fig. 11 einen Teil des in Fig. 10 gezeigten Halteglieds in vergrößerter Darstel­ lung;

Fig. 12 das in Fig. 8 gezeigte Halteglied in Seitenansicht.

Das in Fig. 1 der Zeichnung dargestellte Mengenregu­ lierventil ist als Baueinheit ausgebildet, die in Sani­ tärarmaturenkörper - in der Zeichnung nicht dargestellt - eingesetzt werden kann. Die Baueinheit besteht im we­ sentlichen aus einem Gehäuse 1, einer Ventilspindel 2, einem Halteglied 3, einem Anschlagring 4, einer Ventil­ regulierscheibe 5 und einer Ventilsitzscheibe 6. Die Baueinheit wird mit einem Gewinde 13 in den nicht dar­ gestellten Armaturenkörper eingeschraubt und mit einem Dichtring 130 in der eingeschraubten Position zum Ar­ maturenkörper abgedichtet. Das zufließende Wasser wird über einen Zulaufkanal in dem nicht gezeigten Armatu­ renkörper koaxial einer Einlaßöffnung 11 am Ventilge­ häuse 1 zugeführt und gelangt in der in Fig. 1 gezeig­ ten geöffneten Ventilstellung über eine Durchtrittsöff­ nung 61 der Ventilsitzscheibe 6 und einer Durchtritts­ öffnung 51 der Ventilregulierscheibe 5 in das Halte­ glied 3 und wird hier um 90° umgelenkt und radial über schlitzförmige Auslaßöffnungen 12 im Gehäuse 1 in einen nicht dargestellten Auslaßkanal eines Armaturenkörpers abgegeben. Zum dichten Anschluß des zufließenden Kalt­ wassers ist stromaufwärts vor der Ventilsitzscheibe 6 in dem Gehäuse 1 ein Dichtelement 14 angeordnet, das mit an den beiden Stirnseiten ausgebildeten Dichtlippen einerseits zur Ventilsitzscheibe 6 und andererseits zum Armaturenkörper eine dichte Verbindung gewährleistet.

Die Ventilsitzscheibe 6 ist mit radialen Vorsprüngen in zwei gegenüberliegenden Längsnuten 15 im Gehäuse 1 drehfest, aber axial verschiebbar gehaltert. An der stromabwärts gelegenen Stirnseite der Ventilsitzscheibe 6 ist die Ventilregulierscheibe 5 angelagert und wird formschlüssig von dem Halteglied 3 aufgenommen. Zu die­ sem Zweck sind an dem Halteglied 3 Haltenocken 33 aus­ gebildet, wobei zur formschlüssigen Verbindung an zwei gegenüberliegenden Haltenocken 33 Zapfen 330 angeformt sind, die in entsprechende Ausnehmungen der Ventilregu­ lierscheibe 5 einfassen und somit die formschlüssige Drehverbindung herstellen. Zur Fließgeräuschreduzierung ist außerdem ein Siebeinsatz 34 im Bereich der Halte­ nocken 33 angeordnet. Das durch die Durchtrittsöffnung 51 eintretende Wasser wird somit im Bereich des Sieb­ einsatzes von der axialen Richtung in eine radiale Richtung umgelenkt und tritt durch Schlitze 35, wie es aus Fig. 12 der Zeichnung zu entnehmen ist, und danach durch Auslaßöffnungen 12 am Gehäuse 1 aus.

In dem Gehäuse 1 ist die Ventilspindel 2 in einer Boh­ rung 16 drehbar und mit O-Ringen 22 gedichtet gelagert. An dem einen Endbereich ist die Ventilspindel 2 mit ei­ nem Zapfen 23 aus dem Gehäuse 1 herausgeführt und mit einer Riefenverzahnung für die Aufnahme eines Griff­ stücks (in der Zeichnung nicht dargestellt) versehen. Außerdem ist die Ventilspindel 2 am Austrittsbereich mit einem Sprengring 24 axial im Gehäuse 1 gesichert. Am inneren Endbereich der Ventilspindel 2 ist ein Spei­ chenrad 20 ausgebildet, welches acht symmetrisch ange­ ordnete Speichen 201 aufweist, wie es insbesondere aus Fig. 7 der Zeichnung zu entnehmen ist. Unterhalb des Speichenrads 20 ist die Ventilspindel 2 mit dem Endbe­ reich von einer Sackbohrung 32 des Halteglieds 3 aufge­ nommen, welche als Stützlager für die Spindel 2 im Be­ reich des Speichenrades 20 wirkt. Zur Axialsicherung des Halteglieds 3 ist an dem inneren Endbereich der Ventilspindel 2 ein Ringbund 21 ausgebildet, der in der Stecklage in einer umlaufenden Ringnut 321 in der Sack­ bohrung 32 einrastet.

Im Inneren des Gehäuses 1 ist der von der Zuflußseite in das hülsenförmige Gehäuse 1 einschiebbare Anschlag­ ring 4 angeordnet. Zur drehsicheren Halterung ist der Anschlagring 4 mit stiftförmigen Vorsprüngen 40 verse­ hen, die in entsprechende Bohrungen im Gehäuse 1 ein­ fassen und eine drehfeste Halterung zum Gehäuse 1 ge­ währleisten. An dem Anschlagring 4 ist das Halteglied 3 mit einem rohrförmigen Ansatz 31 angelagert. Der Ansatz 31 liegt hierbei mit einer Stirnseite 310 an dem An­ schlagring 4 an und bildet ein Axial- oder Drucklager. Zur Drehbegrenzung ist an dem Ansatz 31 ein ringseg­ mentförmiger Kragen 311 ausgebildet, der in eine ring­ segmentförmige Ausnehmung 41 am Anschlagring 4 einfaßt und somit eine Drehbegrenzung des Halteglieds 3 in dem Gehäuse 1 bestimmt. In der Innenwandung des Ansatzes 31 ist eine Innenverzahnung 30 ausgebildet, wie es insbe­ sondere aus Fig. 8, 10 und 11 der Zeichnung zu entneh­ men ist. Die einzelnen Zahnlücken 301 sind dabei von einem Kreisbogen 3110 mit einem Radius 3011 von etwa einem Drittel des Durchmessers der Innenverzahnung 30 gebildet. Insgesamt weist die Innenverzahnung 30, wie sie in Fig. 10 dargestellt ist, sechzehn Zahnlücken 301 auf. Damit eine gleichmäßige Materialbelastung er­ zielt wird, sind in dem Speichenrad 20 die einzelnen Speichen 201 am Endbereich mit einer Verrundung 2011 versehen.

Die Ventilspindel 2, das Halteglied 3 sowie der An­ schlagring 4 sind jeweils aus Kunststoff kostengünstig hergestellt. Die Ventilspindel 2 ist dabei einstückig mit dem Speichenrad 20 ausgebildet.

Die Zusammenmontage des Mengenregulierventils kann in folgender Weise erfolgen:
In das hülsenförmige Gehäuse 1 kann zunächst der An­ schlagring 4 von der Zulaufseite eingesetzt werden.

Danach wird die Ventilspindel 2 mit den O-Ringen 22 ebenfalls von der Zuflußseite in das Gehäuse 1 einge­ schoben und mit dem Sprengring 24 in der Stecklage ge­ sichert. Nunmehr kann das Halteglied 3 mit dem Siebein­ satz 34 der Ventilregulierscheibe 5 und der Ventilsitz­ scheibe 6 ebenfalls von der Zuflußseite in das Gehäuse 1 eingebracht werden und in der Stecklage mit dem Ring­ bund 21 der Ventilspindel 2 in der Ringnut 321 der Sackbohrung 32 der Ventilspindel 2 verrastet werden. Nach dem Einbringen des Dichtelements 14 in das hülsen­ förmige Gehäuse 1 ist das Mengenregulierventil als Baueinheit komplettiert und kann in einen Sanitärarma­ turenkörper mit dem Gewinde 13 eingeschraubt werden. Danach ist mit dem Dichtelement 14 der Zuflußkanal in der Sanitärarmatur dicht mit der Ventilsitzscheibe 6 verbunden, und die Aufnahmeöffnung für das Mengenregu­ lierventil in der Sanitärarmatur ist mit dem Dichtring 130 verschlossen.

Wird nun über den äußeren Zapfen 23 der Ventilspindel 2 von einem, in der Zeichnung nicht dargestellten, Griff­ stück ein Drehmoment aufgebracht, so wird dieses über das Speichenrad 20 auf die Innenverzahnung 30 in dem Halteglied 3 übertragen, so daß das Halteglied 3 mit der Ventilregulierscheibe 5 zu der ortsfest gehalterten Ventilsitzscheibe 6 gedreht wird. Mit einer Ventilspin­ deldrehung um einen Winkel von 180° kann mit Hilfe der Durchtrittsöffnungen 51, 61 das Mengenregulierventil von der abgesperrten Stellung in die in der Zeichnung dargestellten voll geöffneten Stellung bewegt werden. Der Kragen 311 weist deshalb einen Kreisbogen 3110 von 135° auf, der mit einem am Anschlagring 4 ausgebildeten ringsegmentförmigen Vorsprung 42 zusammenarbeitet, der einen Kreisbogen 420 von 45° aufweist, wie es aus Fig. 3 und 10 der Zeichnung zu entnehmen ist.

Eine Änderung des Drehwinkels ist relativ einfach da­ durch zu realisieren, daß der eingesetzte Anschlagring 4 gegenüber einen mit einem anderen Kreisbogen 420 aus­ getauscht wird.

Wird dagegen am Zapfen 23 der Ventilspindel 2 mutwillig ein überhöhtes Drehmoment in der Anschlaglage aufge­ bracht, so werden die Speichen 201 am Speichenrad 20 federelastisch ausgelenkt und rutschen über die Innen­ verzahnung 30 des Halteglieds 3, so daß eine Zerstörung des Ventils, insbesondere der Ventilspindel 2, ausge­ schlossen wird.

Claims (10)

1. Mengenregulierventil, insbesondere für Sanitärarma­ turen, mit einem axiale Einlaß- und radiale Auslaß­ öffnungen aufweisenden, in Armaturen einsetzbaren Gehäuse, in dem quer zur Längsachse eine mit wenig­ stens einer Durchtrittsöffnung versehene Ventil­ sitzscheibe unverdrehbar gehaltert ist und an der eine ebenfalls mit wenigstens einer Durchtrittsöff­ nung versehene, von einem koaxialen Halteglied auf­ genommene und mit einer Ventilspindel drehbare Ven­ tilregulierscheibe anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß das in dem Gehäuse (1) angeordnete Halteglied (3) über eine Rutschkupplung bis zu einem vorbe­ stimmten Drehmoment mit der Ventilspindel (2) ver­ bunden ist.

2. Mengenregulierventil nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Ventilspindel (2) aus Kunst­ stoff hergestellt ist.

3. Mengenregulierventil nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß als Rutschkupplung ein am inneren Endbereich der Ventilspindel (2) angeordne­ tes Speichenrad (20) vorgesehen ist, das mit den Enden seiner Speichen (201) in Zahnlücken (301) einer Innenverzahnung (30) am Halteglied (3) ein­ greift, derart, daß von einem bestimmten Drehmoment an die Speichen (201) federelastisch ausgelenkt werden und über die Innenverzahnung (30) hinweg­ gleiten.

4. Mengenregulierventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteglied (3) mit einem rohrförmigen Ansatz (31) versehen ist, in dem die Rutschkupplung angeordnet ist, wobei die Stirnseite (310) des Ansatzes (31) an einer Schul­ ter des Gehäuses (1) anliegt und ein Axiallager bildet.

5. Mengenregulierventil nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als Schulter im Gehäuse (1) ein aus gut gleitfähigem Kunststoff hergestellter An­ schlagring (4) vorgesehen ist, der mit stiftförmi­ gen Vorsprüngen (40) in das Gehäuse (1) in Bohrun­ gen drehfest einsteckbar ist, wobei an der Stirn­ seite (310) des Ansatzes (31) ein ringsegmentförmi­ ger Kragen (311) ausgebildet ist, der in eine ring­ segmentförmige Ausnehmung (41) des Anschlagrings (4) einfaßt, so daß eine Drehbegrenzung des Halte­ glieds (3) im Gehäuse (1) gebildet ist.

6. Mengenregulierventil nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichen (201) am Endbereich eine Verrundung (2011) aufweisen, und in Zahnlücken (301) einfassen, die jeweils von ei­ nem Kreisbogen mit einem Radius (3011) von etwa einem Drittel des Durchmessers der Innenverzahnung (30) gebildet sind.

7. Mengenregulierventil nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß acht symmetrisch angeordnete Speichen (201) vorgesehen sind, die mit einer In­ nenverzahnung (30) von sechzehn Zahnlücken (301) in Eingriff stehen.

8. Mengenregulierventil nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Speichenrad (20) einstückig mit der Ventilspindel (2) aus Kunststoff hergestellt ist.

9. Mengenregulierventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Halteglied (3) eine Sackbohrung (32) ausgebildet ist, die ein Stützlager für den inneren Endbereich der Ventil­ spindel (2) bildet.

10. Mengenregulierventil nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in der Sackbohrung (32) eine um­ laufende Ringnut (321) vorgesehen ist, in die ein Ringbund (21) der Ventilspindel (2) zur Axialsiche­ rung einrastbar ist.