DE69613590T2

DE69613590T2 - Umschaltventil

Info

Publication number: DE69613590T2
Application number: DE69613590T
Authority: DE
Inventors: J. Gonzalez
Original assignee: Kohler Co
Current assignee: Kohler Co
Priority date: 1996-01-16
Filing date: 1996-08-30
Publication date: 2002-04-25
Anticipated expiration: 2016-08-31
Also published as: CN1207800A; JP3786705B2; JP2000505181A; EP0874963A1; EP0874963B1; DE69613590D1; US5752541A; WO1997026477A1; CN1085808C; CA2242433C; CA2242433A1; AU6905096A

Description

Stand der Technik

A. Gebiet der Technik

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Leitungshähne. Im Besonderen betrifft die vorliegende Erfindung Umschaltventile zur Verwendung in Verbindung mit Leitungshähnen mit einem Ausfluss als Auslass, einem separaten Sprühauslass und einem Wasserstoppmerkmal.

B. Beschreibung des Stands der Technik

Handsprühfunktionen in Verbindung mit Leitungshähnen in Küchen sind bereits seit über fünfzig Jahren im Einsatz. Ein Auslassventil an einer herausziehbaren Sprüheinrichtung bewirkt kennzeichnenderweise eine Veränderung des Wasserdrucks, wodurch ein Umschaltventil aktiviert wird, so dass dieses den Fluss zu einem Auslass unterbricht, während die Sprüheinrichtung betrieben wird.
Offenbart wird in dem U. S. Patent US-A-3.056.418 ein Leitungshahn, mit einem Gehäuse mit mindestens einem Fluideinlass, der zu einer ersten Vertiefung führt, und einem Fluidauslass, der von der ersten Vertiefung wegführt; einer Ventileinheit, die in der Vertiefung positioniert ist, um einen Fluidfluss zwischen dem mindestens einen Einlass und dem Auslass zu regeln; wobei der Auslass eine erste Verzweigung aufweist, die zu einem Ausfluss führt, eine zweite Verzweigung, die zu einem Sprühelement führt, und eine zweite Vertiefung an der Schnittstelle der beiden Verzweigungen; einem Umschaltventil, das in der oder angrenzend an die zweite Vertiefung positioniert ist, wobei das Umschaltventil eine Muffe in radial abdichtender Anordnung mit der ersten Verzweigung aufweist und mit einem axialen Durchgang durch die Muffe; einem Ventilelement, das funktionsfähig mit der Muffe verbunden ist, so dass es sich im Verhältnis zu dieser hin- und herbewegt, wobei das Ventilelement einen ersten Kopf zum Öffnen und Schließen des Durchgangs durch die Muffe in eine Richtung aufweist, wobei das Ventilelement ferner einen zweiten Kopf in radial abdichtendem Eingriff mit der zweiten Verzweigung aufweist; wobei beim Schließen des Sprühelements der erste Kopf von der abdichtenden Position weg gedrückt wird, und wobei Fluid zu dem Ausfluss fließen kann; wobei der Fluiddruck bei geöffnetem Sprühelement bewirken kann, dass das Umschaltventil verhindert, dass Fluid in den Ausfluss eindringt und es ermöglicht, dass Fluid vorbei an dem zweiten Kopf in das Sprühelement fließen kann, und wobei bei einer Druckreduzierung in dem mindestens einen Fluideinlass Fluid von dem Sprühelement durch eine Einwegdichtung nicht in die zweite Vertiefung eindringen, kann, wobei die Dichtung mit einer Oberfläche der zweiten Verzweigung abdichtet.
Dem Stand der Technik entsprechende Umschaltventile für diese Zwecke leiden unter den Unzulänglichkeiten, dass sie dazu neigen, durch Fremdkörper zu verstopfen. Bei bestimmten Konstruktionen mit integrierten Umleitungswegen zur Verringerung der Verstopfungsprobleme treten Probleme in Bezug auf die Fertigungstoleranzen auf. Die meisten anderen Umleitungen sehen kein huntertprozentiges Abschalten des Ausflusses vor. Bei den dem Stand der Technik entsprechenden Umschaltventilen tritt auch das Problem auf, dass sich deren Montage und/oder Fertigung schwierig gestaltet. Zugänglichkeit, Komplexität und hohe Kosten sind andere aufgetretene Probleme. Ferner können Probleme bei der Integration und dem Vorsehen eines ausreichenden Wassertoppschutzes in derartigen Systemen auftreten.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der zweite Kopf des Ventilelements ferner so gestaltet und angeordnet, dass er Kontakt mit einem Ventilsitz an der Muffe herstellt, so dass er als zusätzlicher Schutz durch den Kontakt es zweiten Kopfes mit dem Sitz dient.
Wenn das Sprühelement geschlossen wird, wird der erste Kopf aus der abdichtenden Position gedrückt, und es wird möglich, dass Fluid zu dem Ausfluss fließt. Wenn das Sprühelement offen ist, bewirkt der Fluiddruck eine Absperrung des Fluids gegen ein Eindringen in den Ausfluss, und wobei Fluid über den zweiten Kopf in das Sprühelement fließen kann. Wenn ein Druckausfall in dem Fluideinlass auftritt, wird ein Fluidrücklauf von der Sprüheinrichtung zu der zweiten Vertiefung durch eine Einwegdichtung verhindert, die an einer Oberfläche der zweiten Verzweigung abdichtet, wobei der Rücklaufschutz durch den Kontakt des zweiten Kopfs mit dem Ventilsitz der Muffe vorgesehen wird.
Vorzugsweise weist das Ventilelement einen Halsabschnitt auf, der den ersten und den zweiten Kopf miteinander verbindet. Gemäß einem anderen Aspekt weist der zweite Kopf einen größeren Durchmesser auf als der erste Kopf. Gemäß einem weiteren Aspekt weist das Ventil Führungsflansche auf, welche die reziproke Bewegung des Ventilelements in der Muffe führen. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist die Muffenventileinheit eine Taille auf, die einen Abschnitt mit verringertem Durchmesser aufweist, wobei mindestens eine Öffnung angrenzend an die zweite Vertiefung angeordnet ist.
Der vorliegenden Erfindung liegen somit die folgenden Aufgaben zugrunde:
a) Bereitstellen eines Umschaltelements der vorstehenden Art, welches die Risiken des Überlaufs durch Rücklauf verringert, ohne dass Absperrventile an der Sprüheinheit oder der Leitung zu der Sprüheinheit erforderlich sind;
b) Bereitstellen eines Umschaltelements der vorstehenden Art, das einfach und effizient installiert werden kann;
c) Bereitstellen eines Umschaltelements der vorstehenden Art, das aus wenigen Teilen und somit zu niedrigeren Kosten hergestellt werden kann;
d) Bereitstellen eines Umschaltelements der vorstehenden Art, das einfach montiert werden kann;
e) Bereitstellen eines Umschaltelements der vorstehenden Art, das einen Ventilausfluss komplett absperrt; und
f) Bereitstellen eines Umschaltelements der vorstehenden Art, das in einer Vielzahl von Ventilgehäusen montiert und nachgerüstet werden kann.
Diese und andere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung deutlich. Nachstehend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben. Das Ausführungsbeispiel stellt nicht den vollen Umfang der Erfindung dar, vielmehr kann die Erfindung auch in anderen Ausführungsbeispielen ausgeführt werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Es zeigen:
Fig. 1 eine Schnittansicht eines Leitungshahns, bei dem das erfindungsgemäße Umschaltventil zum Einsatz kommt;
Fig. 2 eine auseinandergezogene Perspektivansicht der Umschaltventilkomponenten aus den Fig. 3 und 5;
Fig. 3 eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie 3-3 aus Fig. 1, in der das Umschaltventil ferner in einem der Betriebsmodi dargestellt ist;
Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie 4-4 aus Fig. 1; und
Fig. 5 eine der Abbildung aus Fig. 3 ähnliche Ansicht des Umschaltventils in einem anderen Betriebsmodi.

Genaue Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels

In den Abbildungen aus den Fig. 1 und 4 ist ein allgemein mit der Bezugsziffer 10 bezeichnetes Umschaltventil in Verbindung mit einem allgemein mit der Bezugsziffer 12 bezeichneten Leitungshahn dargestellt, der ein Gehäuse 14 mit einer Vertiefung 15 aufweist. In dem Gehäuse 14 sind Wasserdurchgänge 16 und 17 für warmes und kaltes Wasser vorgesehen, die dazu dienen, der Vertiefung 15 warmes und kaltes Wasser zuzuführen, wie etwa über die Kaltwasserleitung 18. Ein Patronenventil 23 sitzt in der Vertiefung 15 und wird darin durch eine Befestigungsmutter 25 gehalten, über der der Ventildeckel 26 platziert wird. Bei dem Ventil 23 handelt es sich um ein Ventil mit einer Keramikscheibe, das eine stationäre Scheibe mit Warm- und Kaltwasserdurchgängen, die sich dort hindurch erstrecken, und mit einer beweglichen Scheibe, die durch den Schaft 28 betätigt wird. Der Schaft 28 ist etwa über die Schraube 27 mit einem Handstück 31 verbunden. Ein Ventilsitz 19 umgibt das Ventilgehäuse 14 und dichtet mit diesem durch O-Ringe 20 und Dichtungen 21 und 22 ab.
In Bezug auf die Abbildungen aus den Fig. 2 bis 5 ist ersichtlich, dass der Verbindungsdurchgang 33 mit einer ersten Auslassverzweigung 35 und einer zweiten Auslassverzweigung 36 verbunden ist. Das Umschaltventil 10 ist in der Vertiefung 33 platziert und weist eine Muffe 38 auf, die abdichtend durch den O-Ring 47 in der ersten Verzweigung 35 eingreift. Das Umschaltventil 10 wird durch die Ventilmuffe 10 und die Vorsprünge 38a in dem Gehäuse 14 an seiner Position gehalten, wobei die Vorsprünge einen sichernden Kontakt mit einem sich einwärts erstreckenden Wandabschnitt 19a vorsehen. Diese Sicherung wird ferner durch die reibschlüssigen Vorsprünge 28b an der Muffe 38 unterstützt. Ein auf- und abgleitendes Ventilelement 42 weist entgegengesetzte Kolbenköpfe 43 und 45 auf, wobei der Kopf 43 ein Dichtungselement 44 aufweist, das etwa durch eine Kappe 41 mit diesem verbunden ist, die reibschlüssig über dem vergrößerten Kopf 39 eingreift. Wie dies in der Abbildung aus Fig. 3 dargestellt ist, befindet sich das Dichtungselement 44 in abdichtendem Eingriff mit einem Ventilsitz 55 in der Muffe 3ß, und zwar angrenzend an den Durchgang 40.
Das Ventilelement 42 weist einen Halsabschnitt 48 auf, der die entgegengesetzten Kolbenköpfe 43 und 45 verbindet. Führungsflansche 52 erstrecken sich von dem Halsabschnitt 48, so dass eine Führungsoberfläche für den Halsabschnitt 48 in der Muffe 38 vorgesehen wird. Die Muffe 3ß weist einen Taillenabschnitt oder Abschnitt 53 mit reduziertem Durchmesser auf, mit entgegengesetzten Öffnungen 32 und 46, die Wasser den Eintritt in die Muffe 38 ermöglichen. Ein Dichtungselement 51 ist durch die Verbinderkappe 58 mit dem Kolbenkopf 45 verbunden. Das Element weist eine Lippe 59 für den abdichtenden Eingriff in der zweiten Auslassverzweigung 36 auf. Eine konische Wand 56 erstreckt sich zwischen der Wand 54 und der zweiten Auslassverzeigung 36.
Die Abbildung aus Fig. 5 zeigt das Umschaltventil in einem Zustand mit offenem Ausfluss, wobei Wasser aus dem Patronenventil 23 fließt. In dieser Situation ist die Sprühdüse 57 an der Sprühauslassleitung 66 angebracht, die über den Durchgang 65 gemäß der Abbildung aus Fig. 4 in Übertragungsverbindung mit der zweiten Auslassverzweigung 36 steht. Die Sprühdüse 57 wird geschlossen. In der Vertiefung 33 baut sich ein Wasserdruck auf, wodurch das Ventilelement 42 gemäß der Abbildung aus Fig. 5 nach rechts gedrückt wird, und wodurch das Dichtungselement 44 von dem Ventilsitz 55 weg bewegt wird, und wobei der Wasserfluss in Richtung der Strömungspfeile ermöglicht wird. Wasser fließt um die Kolbendichtung 44 von der Muffe 38 und in einen Durchgang 60 in dem Ventilgehäuse 14 sowie zu der entgegengesetzten Seite, wobei das Wasser gemäß der Abbildung aus Fig. 1 durch die Öffnung 62 und letztendlich in den sich von der Muffe 19 erstreckenden Ausfluss 64 fließt.
Wenn die Sprühdüse 57 einen offenen Zustand aufweist, fließt Wasser durch die Sprühauslassleitung 66. Dieser Zustand bewirkt, dass sich das Ventilelement 42 gemäß der Abbildung aus Fig. 3 nach links bewegt, wodurch der Weg, einschließlich des Durchgangs 40, durch die Muffe 38 geschlossen wird, wenn das Dichtungselement 44 dann abdichtend mit dem Ventilsitz 55 eingreift. Wasser kann jedoch frei außen um den Kolbenkopf 45 und die Dichtung 51 fließen. Dies wird durch eine Ablenkung der Lippe 59 nach innen bewirkt, wenn Fluid aus der Vertiefung 33 zu dem Durchgang 65 fließt, wenn sich das Ventil 10 in einem offenen Zustand zum Sprühen befindet.
Das Umschaltventil 10 bietet den Vorteil eines Wasserstoppmerkmals gegen einen Rücklauf. Dieser wird durch die Dichtung 51 mit der Lippe 59 bewirkt. Der Rückfluss von der Sprühdüse 57 wird verhindert, für den Fall, dass diese in schmutzigem Wasser belassen wird und ein Druckverlust in den Wasserzufuhrkanälen 16 und 17 eintritt. Ein wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die abdichtende Wirkung, die durch die Dichtung 51 und die Lippe 59 bewirkt wird, die mit der Verzweigungsleitung 36 eingreifen sowie der zusätzliche abdichtende Effekt, der durch das Anstoßen des Kolbenkopfs 45 an dem Sitz 61 der Muffe 38 bewirkt wird. Dies dient einem zusätzlichen Verschluss.
Hiermit wird somit festgestellt, dass ein Umschaltventil 10 vorgesehen wird, bei dem eine vollständige Wasserabsperrung zu dem Ausfluss bewirkt wird, während die Sprühdüsenfunktion ausgeführt wird. Dies wird durch die Bewegung des Kolbenkopfes 43 und des Dichtungselements 44 gegen den Ventilsitz 55 als Reaktion auf den Fluiddruck auf den größeren Kolbenkopf 45 bewirkt. Darüber hinaus gestaltet sich die Montage einfach, wobei das Ventilelement 42 schnell in der Muffe 38 und die Führungsflansche 52 in der Bohrung der Muffe 38 montiert werden können. Das Ventilsitzelement 44 wird danach über den vergrößerten Kopf 39 und geführt und die Kappe 41 wird danach befestigt. Dadurch wird das Ventilelement 42 in der Muffe 38 gehalten. In ähnlicher Weise wird das Dichtungselement 51 über den vergrößerten Kolbenkopf 45 und die daran befestigte Kappe 58 geführt.
Ein weiteres Merkmal des Umschaltventils 10 ist dessen vereinfachte Konstruktion. Es setzt sich aus drei verhältnismäßig einfachen Spritzgussstücken 42 und 38 mit zwei elastomeren Dichtungen 44 und 51, einem O-Ring 47 und den Kappen 41 und 58 zusammen.
Ein weiteres Merkmal des erfindungsgemäßen Ventils ist die Konstruktion des Umschaltventils, da dieses leicht in einem Leitungshahngehäuse manuell oder per automatischer Montage platziert werden kann.
Vorgesehen ist gemäß der vorliegenden Erfindung somit ein verbessertes Umschaltelement. Vorstehend wurde ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben, wobei es für den Fachmann jedoch offensichtlich ist, dass diesbezüglich eine Reihe von Modifikationen und Abänderungen vorgenommen werden können, ohne dabei vdm Umfang der Erfindung abzuweichen. zum Beispiel ist die Kappendichtung 51 gemäß der Darstellung durch die Kappe 58 an dem Ventilelement 42 angebracht, wobei sie daran aber auch durch eine andere Befestigungseinrichtung gesichert werden kann, wie etwa durch eine Schraube. Das Dichtungselement 44 könnte auf ähnliche Weise gesichert werden. Ferner ist die Kappendichtung 51 mit einer Lippe 59 in Verbindung mit dem Kolbenkopf 45 beschrieben worden, wobei die Dichtung 51 aber auch eine andere geometrische Konfiguration aufweisen kann. Ferner handelt es sich bei den speziell genannten Werkstoffen nicht um die einzigen Werkstoffe, die verwendet werden können.

Claims

1. Leitungshahn, mit einem Gehäuse (14) mit mindestens einem Fluideinlass (16, 17), der zu einer ersten Vertiefung (15) führt, und einem Fluidauslass (30), der von der ersten Vertiefung wegführt; einer Ventileinheit (23), die in der Vertiefung (15) positioniert ist, um einen Fluidfluss zwischen dem mindestens einen Einlass (16, 17) und dem Auslass (30) zu regeln; wobei der Auslass (30) eine erste Verzweigung (35) aufweist, die zu einem Ausfluss (64) führt, eine zweite Verzweigung (36), die zu einem Sprühelement (57) führt, und eine zweite Vertiefung (33) an der Schnittstelle der beiden Verzweigungen; einem Umschaltventil (10), das in der oder angrenzend an die zweite Vertiefung (33) positioniert ist, wobei das Umschaltventil eine Muffe (38) in radial abdichtender Anordnung mit der ersten Verzweigung aufweist und mit einem axialen Durchgang durch die Muffe; einem Ventilelement (42), das funktionsfähig mit der Muffe (38) verbunden ist, so dass es sich im Verhältnis zu dieser hin- und herbewegt, wobei das Ventilelement (42) einen ersten Kopf (43) zum Öffnen und Schließen des Durchgangs durch die Muffe in eine Richtung aufweist, wobei das Ventilelement ferner einen zweiten Kopf (45) in radial abdichtendem Eingriff mit der zweiten Verzweigung (36) aufweist; wobei beim Schließen des Sprühelements (57) der erste Kopf (43) von der abdichtenden Position weg gedrückt wird, und wobei Fluid zu dem Ausfluss (64) fließen kann; wobei der Fluiddruck bei geöffnetem Sprühelement (57) bewirken kann, dass das Umschaltventil verhindert, dass Fluid in den Ausfluss eindringt und es ermöglicht, dass Fluid vorbei an dem zweiten Kopf (45) in das Sprühelement (57) fließen kann, und wobei bei einer Druckreduzierung in dem mindestens einen Fluideinlass Fluid von dem Sprühelement (57) durch eine Einwegdichtung (51) nicht in die zweite Vertiefung eindringen kann, wobei die Dichtung mit einer Oberfläche der zweiten Verzweigung (36) abdichtet, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kopf (45) des Ventilelements (42) ferner so konstruiert und angeordnet ist, dass er einen Ventilsitz (61) an der Muffe (38) berührt, um durch den Kontakt des zweiten Kopfes (45) mit dem Sitz (61) als Sicherheitsschutz zu dienen.

2. Leitungshahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (42) einen Halsabschnitt (48) aufweist, der den ersten (43) und den zweiten (45) Kopf miteinander verbindet.

3. Leitungshahn nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kopf (45) einen größeren Durchmesser aufweist als der erste Kopf (43).

4. Leitungshahn nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement Führungsflansche (52) aufweist, welche die Hin- und Herbewegung des Ventilelements in der Muffe (38) führen.

5. Leitungshahn nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Muffe ein Mittelstück mit einem Abschnitt (53) mit reduziertem Durchmesser aufweist, wobei mindestens eine Öffnung (32, 46) in dem Abschnitt mit reduziertem Durchmesser angrenzend an die Vertiefung (33) positioniert ist.

6. Leitungshahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Muffe (38) mindestens eine Verlängerung (38b) für einen wasserhaltenden Kontakt mit dem Leitungshahngehäuse (14) aufweist.