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TECHNISCHES GEBIET
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Diese
Erfindung bezieht sich auf ein Mehrweg-Sperr- oder Umleitventil,
das einen ortsfesten Körper
aufweist, der einen Einlaßanschluß und mindestens
einen Auslaßanschluß hat, von
denen der eine oder der andere mit dem Einlaßanschluß verbunden ist.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Sperr-
und Umleitventile werden herkömmlicherweise
zwischen eine Flußsteuereinrichtung,
zum Beispiel, einen Mischhahn oder ein Thermostatventil und zwei
oder mehr Einheiten eingesetzt, die unter der Steuerung der Einrichtung
versorgt werden können.
Eine Einrichtung dieser Art kann es zum Beispiel ermöglichen,
wie gewünscht,
den Hahn einer Badewanne, einen mit der Hand gehaltenen Duschkopf, eine
Dusche mit einem ortsfesten Kopf und möglicherweise eine andere hydraulische
Abgabeeinheit zu versorgen. Diese Ventiltypen haben oft ein angetriebenes
bewegliches Ventilteil, das um eine Achse drehbar ist, um die gewünschte Flüssigkeitsverbindung
zwischen dem Einlaßanschluß und einem
ausgewählten
der Auslaßanschlüsse zu bewirken.
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Ein
Umleitventil dieser Art kann auf einfache Weise unter Verwendung
kleiner Platten hergestellt werden, die aus einem harten Material
wie zum Beispiel Keramik oder Strukturplastik bestehen. Viele übliche Gestaltungsformen
gehen jedoch mit der Anforderung einher, daß diese dünnen Platten einen relativ
beträchtlichen
Durchmesser haben müssen.
Der vergrößerte Durchmesser
des Ventils trägt
zusätzlich zu
den erhöhten
Kosten zu einer übermäßigen Abnutzung
bei, die oft die Betätigung
des Ventils behindert.
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Es
wird ein Ventil des bezeichneten Typs benötigt, welches keinen großen Grad
an Abnutzung hat und welches deshalb auf einfache Weise betätigt werden
kann. Außerdem
besteht Bedarf an einem Umleitventil, das auf einfache Weise in
einem industriellen Maßstab
gefertigt werden kann und relativ wirtschaftlich ist.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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In Übereinstimmung
mit der Erfindung ist eine Ventilvorrichtung betriebsfähig zwischen
eine Flußsteuereinrichtung
und mindestens eine Flüssigkeitsabgabeeinheit
zwischenschaltbar, welche unter der Steuerung durch die Ventilvorrichtung
versorgt werden kann. Die Ventilvorrichtung umfaßt einen ortsfesten Körper mit
einer inneren Stirnfläche
und ein drehbares Ventilteil. Der ortsfeste Körper hat eine entsprechende
Stirnfläche,
die einen Einlaßanschluß und mindestens
einen Auslaßanschluß hat, der
radial von dem Einlaßanschluß beabstandet
ist. Der ortsfeste Körper
hat vorzugsweise mindestens zwei Auslässe an seiner inneren Stirnfläche, die
beide gleich von dem Einlaß in
dem ortsfesten Körper
beabstandet sind.
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Das
drehbare Ventilteil hat eine entsprechende Stirnfläche, die
um eine mit dem Einlaßanschluß gemeinsame
Achse drehbar ist. Das drehbare Ventilteil ist bewegbar, um eine
Flüssigkeitsverbindung
zwischen dem Einlaßanschluß des ortsfesten Körpers und
einem der Auslaßanschlüsse des
ortsfesten Körperteils
wahlweise zu öffnen
und zu schließen.
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Eine
der Einrichtungen, der ortsfeste Körper oder das drehbare Ventilteil,
nimmt ein erstes Dichtungsteil auf, das dichtend gegen die Stirnfläche des anderen
Teils, des ortsfesten Körpers
oder des drehbaren Ventilteils, vorgespannt ist. Das erste Dichtungsteil
sitzt vorzugsweise in dem ortsfesten Körper und ist dichtend gegen
die Stirnfläche
des drehbaren Teils um die Einlaßöffnung herum vorgespannt.
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Das
drehbare Teil weist einen inneren Förderkanal auf, der auf dessen
Fläche
eine mit dem Einlaßanschluß in dem
ortsfesten Körper
und der Drehachse ausgefluchtete Einlaßöffnung hat. Der innere Förderkanal
hat einen Auslaß,
welcher mit demselben Abstand von dem Einlaß des drehbaren Teils radial
beabstandet ist, wie der mindestens eine Auslaß in dem ortsfesten Körper von
seinem entsprechenden Einlaßanschluß beabstandet
ist.
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Ein
entsprechendes zweites Dichtungsteil sitzt entweder in einem der
Auslässe
in dem ortsfesten Körper
oder in dem Auslaß in
dem drehbaren Teil und ist gegen eine Fläche des anderen von dem drehbaren
Teil und dem ortsfesten Körper
vorgespannt. Das entsprechende Dichtungsteil ist vorzugsweise an
dem Auslaßende
des Förderkanals
angeordnet und vorgespannt, um an der inneren Stirnfläche des
ortsfesten Körpers
anzuliegen. Die Dichtungsteile sind aus einem elastomeren Material
hergestellt und durch eine entsprechende Feder vorgespannt. Bei
einem anderen Ausführungsbeispiel
sind die entsprechenden Dichtungsteile Manschetten, die aus einem
starren Material bestehen, durch Federn gedrückt und mit einer Haltepackung
versehen sind.
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Das
entsprechende zweite Dichtungsteil in entweder dem drehbaren Ventilteil
oder dem ortsfesten Körper
kann vollständig
unausgefluchtet gegenüber
jedem der Auslässe
in dem anderen der drehbaren Teile oder dem ortsfesten Körper sein
und trennt den Kanal dichtend von dem Auslaß in dem ortsfesten Körper ab,
um ein Absperrventil zu bilden.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel
ist das drehbare Ventilteil an ein zweites drehbares Teil montiert. Der
Förderkanal
ist durch die Bauform in der Art eines Hohlraums festgelegt, welcher
durch die entsprechenden Stirnflächen
des drehbaren Ventilteils und des zweiten drehbaren Teils, die einander
gegenüberliegen, gebildet
ist. Vorzugsweise ist entweder das drehbare Ventilteil oder das
zweite drehbare Teil mit einer Antriebseinrichtung verbunden, und
ein Drehmomentübertrager
ist zwischen dem zweiten drehbaren Teil und dem drehbaren Ventilteil
vorgesehen.
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Es
kann wünschenswert
sein, ein federnd vorgespanntes Arretierungs-Freigabe-Bauteil einzubeziehen,
das zwischen dem ortsfesten Körper
und dem drehbaren Ventilteil anzuordnen ist, und mit einer Nut oder
einer Tiefprägung
in Eingriff ist, um eine Anzeige über die richtige Betriebsstellung
des Ventils bereitzustellen, in der ein entsprechendes Dichtungsteil
genau bezüglich
des anderen der Auslässe
in dem drehbaren Teil und eines Auslasses in dem ortsfesten Körper ausgefluchtet
ist.
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Es
ist außerdem
wünschenswert,
einen Anschlagbegrenzer einzubeziehen, der zwischen dem ortsfesten
Körper
und dem drehbaren Ventilteil zwischengeschaltet ist, um die Drehbewegung
zu begrenzen, die das drehbare Teil in Bezug auf den ortsfesten
Körper
ausführen
kann.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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Nun
wird auf die beigefügten
Zeichnungen Bezug genommen, in denen:
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die 1 eine
schematische segmentierte Ansicht ist, welche die wichtigen Teile
eines Ventils gemäß der Erfindung
veranschaulicht;
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die 2 eine
Draufsicht ist, in welcher auf den ortsfesten Körper des Ventils herabgeschaut wird;
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die 3 eine
Draufsicht auf die drehbare Baugruppe an der Fläche 22 ist;
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die 4 ein
diametrales Profil ist, das ein Ausführungsbeispiel des Ventils
gemäß der Erfindung
veranschaulicht;
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die 5 eine
vergrößerte fragmentarische Ansicht
eines alternativen Ausführungsbeispiels
des Scheibenteils 21 ist; und
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die 6 eine
Draufsicht auf das in 5 gezeigte Scheibenteil 21 ist.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
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Das
Grundprinzip, das hinter der Erfindung steht, wird unter Bezugnahme
auf die 1–3 beschrieben,
welche auf schematische Weise nur die wichtigen Teile des Ventils
veranschaulichen.
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Das
Ventil weist einen ortsfesten Körper 11 auf,
welcher unter Betriebsbedingungen mittels einer Kappe 30 dichtend
umschlossen ist. Der ortsfeste Körper 10 hat
einen Einlaßanschluß 12,
welcher mit einem Einlaßkanal 13 verbunden
ist, der sich entlang einer Achse 10 erstreckt. In dem
Einlaßkanal 13 ist ein
erstes Dichtungsteil aufgenommen, welches in der gezeigten Form
als ein ringförmiger
elastomerer Ring 14 im Handel erhältlich ist, der auf eine Schraubenfeder 15 aufgesetzt
und mittels dieser vorgespannt ist. Überdies hat der ortsfeste Körper 11 eine Mehrzahl
von Auslaßanschlüssen 16,
von denen jeder mit einem Auslaßkanal 17 verbunden
ist.
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Der
Einlaßanschluß 12 ist
dazu vorgesehen, mit dem Auslaß einer
Flußsteuereinrichtung
(nicht gezeigt) verbunden zu werden, die zum Beispiel ein Mischhahn
oder ein Thermostatventil sein kann, und jeder der Auslaßanschlüsse 16 ist
dazu vorgesehen, mit einer Hydraulikeinheit (nicht gezeigt) verbunden zu
werden, welche möglichst
durch die oben genannte Flußsteuereinrichtung
hindurch versorgt werden soll. Diese Hydraulikeinheiten können zum
Beispiel die Hahnausflüsse,
Duschköpfe,
mit der Hand gehaltene Duschen oder dergleichen sein.
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Der
Einlaßkanal 13 und
der Auslaßkanal 17 münden an
einer inneren Fläche 18 des
ortsfesten Körpers 11,
die bei diesem Beispiel eine ebene Form hat, aber welche eine andere
Kontur haben kann. Jede gewählte
Kontur muß eine
kreisförmige
Symmetrie in Bezug auf die Achse 10 zeigen. Alle Auslaßkanäle 7 münden an
der inneren Fläche 18 in
einem Abstand oder einem Umfang C, der seine Mitte auf der Achse 10 hat,
wie in 2 deutlich veranschaulicht ist. Der ortsfeste
Körper 11 hat
außerdem
eine Befestigungseinrichtung wie zum Beispiel ein Gewinde 19 zum
Eingriff mit der Kappe 30.
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Eine
drehbare Baugruppe 20 hat ein erstes Teil, das eine Scheibe 21 mit
einer Fläche 22 umfaßt, die
der inneren Fläche 18 des
ortsfesten Körpers 11 zugewandt
ist. Die Flächen 18 und 22 sind
in loser Gleitkontakt miteinander oder in eng beabstandeter Nähe zueinander
angeordnet. Die drehbare Baugruppe 20 ist durch ein zweites
Teil 23 vervollständigt,
das an der drehbaren Scheibe 21 befestigt ist und mittels
einer Dichtung 24 gehalten ist. Die zwei Teile 21 und 23 der
drehbaren Baugruppe 20 sind derart konstruiert und geformt,
daß, wenn
sie zusammengebaut sind, innerhalb der Baugruppe 20 ein Förderkanal 25 definiert
wird. Der Kanal 25 hat einen ersten Einlaß 26,
der an der Fläche 22 entlang
der Achse 10 mündet,
und deshalb mit dem Einlaßkanal 13 des
ortsfesten Körpers 11 ausgefluchtet
ist, und einen Auslaß 27,
welcher in einem Abstand angeordnet ist, der dem Umfang C entspricht,
wie in 3 gezeigt ist, und daher wahlweise mit dem Auslaßkanal 17 auszufluchten
ist. In diesem Auslaßteil 27 ist ein
zweites ringförmiges
elastomeres Dichtungselement 22 aufgenommen, das gleichfalls
federnd gegen die Fläche 18 des
ortsfesten Körpers 11 mittels einer
Feder 29 vorgespannt ist. Die Dichtungselement-Manschette 14 ist
in ähnlicher
Weise gegen die Fläche 22 des
drehbaren Teils 21 um den Einlaß 26 herum mittels
der Feder 15 vorgespannt und gehalten.
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Das
drehbare Teil 20 ist drehbar in dem ortsfesten Körper 11 befestigt,
um zur Drehung um die Achse 10 fähig zu sein. Es ist einstückig mit
einem Steuerschaft 32 ausgebildet, der sich aus der Kappe 30 heraus
erstreckt und mit der Achse 10 ausgefluchtet ist. Eine
Dichtung 31 verhindert eine Leckage. Der Steuerschaft 32 kann
an einem Knopf, Hebel oder einem anderen Handgriff (nicht gezeigt)
angebracht sein.
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Das
beschriebene Ventil arbeitet auf die folgende Weise. Das drehbare
Teil 20 wird durch von dem Steuerschaft 32 übertragene
Drehmomentkräfte gedreht,
so daß der
Auslaß 27 des
Förderkanals 25 mit
einem der vorgewählten
Kanäle 17 des
ortsfesten Körpers 11 ausgefluchtet
wird. Der folgende offene Hydraulikkreis wird zwischen dem Anschluß 12,
dem Einlaßkanal 13,
dem Einlaßteil 26,
dem Förderkanal 25,
dem Auslaßteil 26,
dem Auslaßkanal 17 und
dem Auslaßanschluß 16 gebildet.
Deshalb wird ermöglicht,
daß ein
Auslaß einer
Flußsteuereinrichtung,
der mit einem Einlaßanschluß 12 verbunden
ist, eine mit dem vorgewählten
Auslaßkanal 16 verbundene
Hydraulikeinheit versorgt, während
all die anderen mit den anderen Auslaßanschlüssen 16 verbundenen Hydraulikeinheiten
nicht versorgt werden und derart abgedichtet sind, daß kein Wasser
ausläuft.
Das Ventil ermöglicht
es somit, die von einer Flußsteuereinrichtung
kommende Wasserversorgung in Abhängigkeit
von der gedrehten Stellung des drehbaren Teils 20 auf eine
ausgewählte
Hydraulikeinheit einer Baugruppe zu richten.
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Überdies
kann das drehbare Teil möglicherweise
auch in eine abgestellte oder geschlossene Stellung gedreht werden,
in welcher der Auslaß 27 des
Förderkanals
einem Punkt auf der Fläche 18 des ortsfesten
Körpers 11 entspricht,
wo kein Auslaßkanal 17 vorhanden
ist und daher der Auslaß 27 über das
Dichtungsteil 28 gegen die Fläche 18 abgedichtet
wird. In diesem Fall schneidet das Ventil die Versorgung mit Wasser
ab. Eine abgestellte Stellung des Auslasses 27 und des
Dichtungsteils 28 ist in 2 mit gestrichelten
Linien gezeigt.
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Ein
mögliches
praktisches Ausführungsbeispiel
des Ventils ist in einer segmentierten Schnittansicht in 4 gezeigt.
Die Teile, die denen in den 1–3 entsprechen,
haben die gleichen Bezugszeichen und werden nicht weiter beschrieben.
In diesem Fall hat der Körper 11 zwei
Einlaßanschlüsse 12,
welche durch einen Durchgang 34 miteinander verbunden sind
und mit dem Einlaßkanal 13 verbunden
sind, in dem sich ein Dichtungsteil 14 und eine Feder 15 befinden.
Diese Anordnung ermöglicht
es, den einen oder den anderen der Anschlüsse 12 zu benutzen,
welcher sich in der günstigsten
Stellung zur Installation befindet, während der gegenüberliegende
verschlossen wird. Alternativ dazu kann der gegenüberliegende
Einlaß 12 eine
Verbindung mit einer Rohrleitung herstellen, die dazu vorgesehen
ist, unabhängig
von der Stellung des Umleitventils versorgt zu werden. Überdies
hat der ortsfeste Körper 11 eine
Mehrzahl von Auslaßanschlüssen 16,
welche nicht sichtbar sind, da sie nicht in der Schnittebene liegen,
und eine Mehrzahl von entsprechenden Auslaßkanälen 17, welche ebenso
nicht sichtbar sind, aber mit gestrichelten Linien gezeigt sind,
als lägen sie
in der Schnittebene. In dieser 4 ist das
Ventil in der abgestellten Stellung dargestellt.
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Das
zweite Teil 23 der drehbaren Baugruppe 20 ist
nicht in einem Stück
mit dem Steuerschaft 32 hergestellt, aber ist mittels einer
prismatischen Kupplung 42 mit dem Steuerschaft gekoppelt.
Ferner hat das Teil 13, um die von dem Steuerschaft 32 aufgenommenen
Drehbewegungen auf die bestmögliche Art
und Weise zu dem ersten Teil 21 zu übertragen, einen Vorsprung 33,
der in einen entsprechend geformten Hohlraum 43 im Teil 21 eingreift.
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In
vielen Fällen
ist es für
das drehbare Teil 20 nicht passend, eine unbegrenzte Drehung
auszuführen,
deshalb werden Anschlagbegrenzer in die Ventilvorrichtung eingebaut.
Ein Stift 44 ist in den ortsfesten Körper 11 eingesetzt.
Der Stift 44 greift in eine Nut 45 ein, die sich
entlang des Umfangs des Teils 21 er streckt und deren Ausdehnung
den Bereich der Drehung der drehbaren Baugruppe 20 bestimmt.
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Es
ist außerdem
eine Rastvorrichtung 46 vorgesehen (veranschaulicht mittels
einer Außenansicht),
die im Inneren zum Beispiel eine Kugel 47 aufweist, welche
mittels einer Feder (nicht gezeigt) aufwärts vorgespannt ist, die mit
mindestens einer halbkugelförmigen
Aussparung 48 in der Fläche 22 des drehbaren
Teils zusammenwirkt, um durch sie bestimmte Stellungen zu definieren.
Diese Positionen sind derart gewählt,
daß jede
von ihnen in einer ausgewählten
Ausfluchtung des Auslaßkanals 27 mit
einem der Kanäle 17 resultiert,
um eine der an das Ventil angeschlossenen Hydraulikeinheiten mit
Wasser zu versorgen. Auf diese Weise kann auch mindestens eine abgestellte
Stellung definiert werden.
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Eine
aus einem reibungsarmen Material gefertigte Scheibe 57 kann
zwischen das Teil 23 des drehbaren Teils und die Kappe 30 eingesetzt
werden, um Dreh-Reibungskräfte
zu vermindern. Es können auch
verschiedene Materialien verwendet werden, um die Ventilfunktion
auf praktische Weise zu gewährleisten.
Der Körper 11,
die Kappe 30 und der Steuerschaft 32 sind im Allgemeinen
metallisch. Die Teile 21 und 23 des drehbaren
Teils 20 sind aus einem Kunststoffmaterial. Auf jeden Fall
sollte der Gebrauch von teuren Werkstoffen wie zum Beispiel Keramik
oder anderen Hartmetallen mit dem Ventil gemäß der Erfindung vermieden werden.
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Die
Vorrichtung gemäß 4 arbeitet
auf die gleiche Weise, wie unter Bezugnahme auf die 1–3 erläutert worden
ist, unter Hinzufügung der
Funktionen, die dazu vorgesehen sind, die Beweglichkeit aufgrund
des Stifts 14 einzuschränken, und
der Definition der Betriebspositionen aufgrund der Rastvorrichtung 46.
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Es
kann Situationen geben, in welchen es erwünscht ist, selbst während des
Betriebs des drehbaren Teils 20 eine vollständigere Abdichtung
der separaten Auslässe 17 gegenüber dem
Kanalauslaß 27 zu
haben. In einer derartigen Situation ist es erwünscht, einen Dichtungsring 50 um
das Dichtungsteil 28 herum hinzuzufügen, um jeden Querfluß zu verhindern,
wenn das Dichtungsteil 28 über irgendeinen Auslaß 17 bewegt
wird, wie in den Figuren gezeigt ist. Ein solcher Dichtungsring 50 sitzt
lediglich in einer komplementären
Nut 52 in der Fläche 22,
wie in den 5 und 6 gezeigt
ist.
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Es
ist verständlich,
daß die
Erfindung nicht auf die beschriebenen und als Beispiele dargestellten
Ausführungsbeispiele
beschränkt
ist. Derartige Modifikationen liegen sehr wohl innerhalb des Verständnisses
von Fachleuten des Gebiets. Die Einlaßanschlüsse können zum Beispiel in ihrer
Anzahl variieren und auf verschiedene Arten angeordnet sein. Die
Anzahl der Auslaßanschlüsse hängt von
der beabsichtigten Verwendung ab und kann auch variieren. Die Dichtungseinrichtungen,
jeweils derart beschrieben, daß sie
aus einer aus einem elastomeren Material hergestellten Manschette,
versehen mit einer Feder, bestehen, können eine andere Struktur haben.
Sie können
insbesondere aus Manschetten, die durch ihre eigene Elastizität gedrückt werden, oder
durch starre Manschetten hergestellt sein, die durch Federn gedrückt werden
und mit einer Haltepackung versehen sind. Das Schaftteil 20 könnte eine andere
Form als ein Schaft haben, es könnte
zum Beispiel ein Hebel oder eine Taste sein.
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Diese
und andere Modifikationen und jeder Ersatz durch technische Äquivalente
können
eingeführt
werden, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, wie er durch
die beigefügten
Ansprüche
definiert ist.