DE2350375B2

DE2350375B2 - Misch- oder verteilventil

Info

Publication number: DE2350375B2
Application number: DE19732350375
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr.rer.nat 7030 Böblingen Kranen
Original assignee: Ausscheidung In 23 66 042 Centra Buerkle & Co 7036 Schoenaich GmbH
Current assignee: Centra Burkle GmbH and Co
Priority date: 1973-10-08
Filing date: 1973-10-08
Publication date: 1977-10-13
Also published as: AT343861B; SE408335B; NL173880B; DE2350375A1; NL7413052A; CH594153A5; DK519674A; ATA797974A; FR2246792B1; BE820805A; DE2350375C3; IT1022560B; NL173880C; SE7412609L; FR2246792A1; GB1466904A

Description

Die Erfindung betrifft ein Misch- oder Verteilventil näß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei einem bekannten Misch- oder Verteilventil dieser Art (DT-OS 1600995) ist das Küken einschließlich seiner im Ventilgehäuse drehhur gelagerten Stellwelle durchgehend starr, üie Umfangsflächcii dieses Kükens und die gegenüberliegenden Umfangsflächcn des Ventilinnenraumes sind Abschnitte dner zu seiner Drehachse koaxialen Kreiszylinderiläche, so daß die Steueidurchlässe durch Steuerkanten dieser Flächen begrenzt werden. Zur Erzielung einer linearen Steuerkennlinie der Heizungsvorlauftemperatur hat das Küken einen die in den Heizungsvorluui führende Abflußöffnung des Ventilinnenraumes unsymmetrisch unterteilenden Flächenbereich, dessen eine Steuerkante gerade und dessen andere Steuerkante ungefähr V-förmig ist. Die Querschnittsverstellung aller Steueidurchlässe erfolgt dabei durch in Drehrichtung des Kükens erfolgende Abstandsänderung zwischen den betreffenden Steuerkanten. Im Hinblick auf die Fertigungstoleranzen lassen sich jedoch die Steuerkanten mit rationellen Fertigungsmethoden nicht so genau herstellen, daß sie insbesondere bei kleinen Öffnungsquerschnitten der Steuerdurchlässe die gewünschte Steuerkennlinie genau erreichen oder einhalten lassen.

Es ist ferner ein Steuerschieber mit in sich starren, drehbar gelagerten Kolben bekannt (DT-AS 1 120230), der zum Einsatz in den Hydrauiikkreis eines Arbeitszylinders zwecks Regulierung von dessen Arbeitsgeschwindigkeit bestimmt ist. Zur Feinregulierung des Durchflusses des Hydrauliköles hat der Kolben des Steuerschiebers eine Drosselnut, deren Tiefe sich in Umfangsrichtung stetig ändert. Dieses Ventil dient nur der Durchflußsteuerung von Hydrauliköl.

Bei einem anderen bekannten Mehrwegventil (DT-Gbm 1 806 349), das dem wahlweisen Leiten von staub- oder pulverförmigem Schüttgut in jeweils eine von drei Auslaßöffnungen dient, ist am Küken ein Gleitschuh angeordnet, der federnd an die Umfangswandung des Ventilinnenraumes angedrückt ist und die Auslaßöffnung eines durch das Küken hindurchführenden, teilweise durch einen flexiblen Schlauch gebildeten Kanals aufweist. Dieses Ventil stellt nur ein Durchgangsventil für das Schüttgut dar.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Misch- oder Verteilventil für Heizungs- oder Klimaanlagen zu schaffen, mit welchem eine gewünschte Steuerkennlinie des Misch- oder Verteilverhältnisses genauer als bei den bekannten Ventilen dieser Art verwirklicht werden kann, wobei das Ventil dennoch weiterhin eine rationelle Fertigung ermöglichen soll.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.

Ein derart ausgebildetes Misch- oder Verteilventil läßt sich mittels rationeller Fertigungsmethoden fertigen, so daß seine Herstellung billig ist. Auch ergibt es eine exaktere Steuerkennlinie als die bekannten Misch- oder Verteilventile für Heizungs- und Klimaanlagen, da der Steuerdurchlaß durch die Maßnahme des Merkmales a) des Anspruches 1 genau herstellbar und auch im besonders kristischen, an seine Absperrstellung anschließenden Anfangsbereich äußerst feinfühlig verstellbar wird und durch die Maßnahme nach Merkmal b) die Fertigungstoleranzen von Küken und Ventilinnenraum, die sich gegenseitig addieren können, bezüglich des Steuerdurchlasses unwirksam gemacht werden. Der Verlauf der Steuerkennlinie läßt sich den jeweiligen Erfordernissen entsprechend tref-

fen. Auch kann ein exakt einsetzender, sehr flacher Anstieg tier Steuei kennlinie problemlos erreicht weiden, und es können sogar Steuerkennlinien ohne weiteres erreicht werden, die Bereiche haben, in denen sich das Misch- oder Verteilveihiiltiiis nicht ändert oder sogar gegensinnig zu einem vorangehenden Bereich der Steuerkennlinie ändert

Die quer zur ürehrichuing des Kükens ihren Abstand ändernden Flächen des Steuerduichlasses lassen sich beispielsweise durch Drehen, Strangpressen, durch Pressen erfolgendes Naehkalibrieren usw. rationell exaiu herstellen, so daß auch keine störenden Formabweichungen zu befürchten sind. Auch lassen sich hohe Oberflächengüten erreichen.

Es ist oft ausreichend, wenn man nur einen Steuerdurchlaß des Ventils erfindungsgemäß gestaltet. Bei einem Mischventil für Heizungsanlagen ist dies zweckmäßig der vom Kesselvorlauf in den Heizungsvorlauf führende Steuerdurchlaß. Doch ist es im allgemeinen besonders zweckmäßig, meh.ere, vorzugsweise alle Steuerdurchlässe erfindungsgemäß zu gestalten.

Die Zu- und Abflußöffnungen des Ventilinnenraumes können vorzugsweise ungefähr rechteckförmig oder quadratisch sein, doch kommen auch hiervon abweichende Konturen dieser Öffnungen in Frage, beispielsweise kreisrunde, ovale oder sonstige Konturen, die in manchen Fällen auch keine Symmetrieachse oder -ebene haben können.

Einige vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Die Maßnahme nach Anspruch 2 ermöglicht eine besonders rationelle, äußerst exakte Herstellung des durch den Hohlzylinder gebildeten Kükenmantels, da man ihn aus Metall oder Kunststoff durch Strangpressen herstellen und gegebenenfalls durch Pressen naehkalibrieren kann.

Die Zu- und Abflußöffnungendes Ventilinnenraumes können vorteilhaft in bekannter Weise am Umfang des Kükens zweckmäßig in gleicher Höhe angeordnet sein. Es ist jedoch auch möglich, die Steuerdurchlässe gemäß Anspruch 3 anzuordnen.

Die Maßnahme nach Anspruch 4 hat den Vorteil, daß man die stationären Flächen der Steuerdurchlässe in herkömmlicher Weise so ausbilden kann, daß sie rotationssymmetrisch sind und so beispielsweise durch Drehen auf einfache Weise exakt nachgearbeitet werden können, falls die Herstellung des Gehäuses so erfolgt, daß eine solche Nacharbeit erforderlich ist. Auch lassen sich hierdurch maximal breite Querschnitte der Öffnungen des Ventilinnenraumes erzielen.

Die Maßnahme nach Anspruch 5 erlaubt den Steuerdurchlaß ohne Beeinträchtigung des Kükenstellwinkels relativ lang zu gestalten und seine stationäre Fläche stetig in die angrenzenden Flächen übergehen zu lassen.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Ventil, wobei alle für das Verständnis der Erfindung nicht wichtigen Einzelheiten nicht näher dargestellt sind,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch das Ventil nach Fig. I, wobei jedoch das Küken nicht geschnitten ist, Fig. 3 einen Querschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel eines Ventils, wobei das Küken nur teilweise geschnitten ist,

!■ig. 4 eine Variante des Ventils nach Fig. 3, bei der das Gehäuse und das Küken geschnitten sind,

Fig. 5 das Küken des Ventils nach Fig. 4 in Seitenansicht,

Fig. (i einen Querschnitt durch ein Ventil gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 7 einen gebrochenen Teilschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Ventils,

ίο Fig. X eine Abwicklung der in Fig. 7 zu sehenden Stirnseite des Kükens, und

Fig. 9 einen Längsschnitt durch ein Ventil gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.

In der Zeichnung sind sich entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Alle dargestellten Ventile zeichnen sich durch eine genaue Steuerung des Misch- bzw. Verteilverhältnisses aus, insbesondere auch bei kleinen Kükenstellwinkeln.

ao Die Gehäuse und die Küken können metallisch sein oder in vielen Fällen auch aus Kunststoff bestehen.

In Fig. 1 ist ein Dreiwegventil dargestellt, das sich durch einfache Herstellung, gute Abdichtung und präzise Steuerung auszeichnet. Bei seinem Gehäuse »5 10 sind die außenseitigen Mündungen 11, 12 und 13 der Zu und Abflußstutzen 14, 15, 16 um 90" - 90^c - 180° und die Mitten der innenseitigen Mündunger 11', 12' und 13' dieser Stutzen, d. h. die dem Zu- und Abfluß dienenden Innenraumöffnungen um 120' 120° - 120° versetzt, um in Verbindung mit der dargestellten Umfangskontur des Mantels 17 des Küken; 19 die Funktionen der Zu- und Abflußstutzen 14, 15

16 vertauschen zu können, wie weiter unten noch nähererläutert ist. Zu diesem Zweck hat der steuerwirksame Umfang des Kükens eine durch die Längsachst einer Feder 20 und die Drehachse der Kükenstellwelk 21 gehende Symmetrieebene. Auf der Kükenstell welle 21, die wie üblich aus dem Gehäuse 10 nach außen herausragt und manuell oder durch einen Stell· motor verstellt werden kann, ist ein Mitnehmer 21 angeordnet, der den dargestellten Kükenmantel 17 welcher ein unrunder Hohlzylinder ist, in beider Dichrichtungen formschlüssig mitnimmt, so daß die scr sich zusammen mit der Stellwelle 21 dreht. Dei Kükenmantel 57 ragt mit seinen beiden stiinscitigei Endbereichen in kreisrunde Ausnehmungen 23 de: Ventilgehäuses 10 hinein, die konzentrisch zur Dreh achse der Stellwelle 21 sind und deren Radius den Radius der sich ungefähr von 24 bis 24' erstreckender Dichtfläche 25 des Kükens entspricht. Die stationär Dichtflächen 30, 31, 32 des Ventilinnenraumes habei ebenfalls zumindest angenähert diesen Radius. Di» sich gegenüber der Mitte der Kükendichtfläche 25 ai der Innenseite des Kükenmantels 17 abstützend» Druckfeder 20, welche sich mit ihrem anderen Endi am Mitnehmer 22 abstützt, belastet den Kükenmante

17 ständig und drückt ihn in der dargestellten abge sperrten Stellung des Stutzens 14 an die beiden Dicht flächen 30, 32 an, so daß dieser Stutzen 14 vollständij abgesperrt ist. Diese Druckfeder 20 bewirkt, daß de Mantel 17 stets an mindestens einer der Dichtfläche! 30—32 anliegt. Auch können größere Fertigungstole ranzen ohne Nachteil vorgesehen werden. Der restli ehe Umfangsbereich des Mantels 17 hat in diesen Ausführungsbeispiel kleinere Radien als die Dichtflä ehe 25, wobei in den beiden seitlichen Grenzen de Dichtfläche wegführenden Richtungen spiralförmig! Umfangsbereiche 27. 27' des Kükens anschließen. tJi«

über eine umfangsseitige Einbuchtung 29 miteinander verbunden sind. An Stelle der Einbuchtung 29 können in vielen Fällen mit Vorteil auch in diesem Bereich eine konvexe Krümmung 28 oder eine gerade Fläche oder sonstige Gestaltungen vorgesehen sein. Auch die Flächenbereiche 27, 27' können andere als die dargestellten Profile haben.

Man kann vorsehen und, falls notwendig, durch Anschläge sichern, daß das Küken nur in einem bestimmten Stellwinkelbereich von beispielsweise 120° drehbar ist, wobei vorzugsweise der Stellwinkelbereich um 120° und 240° im ganzen verlagert werden kann, um die Funktionen der Anschlußstutzen 14,15, 16 zu wechseln. Jc nachdem, ob man das stets im ganzen verschwenkbare Küken 19 von der Winkelstellung Null aus in Uhrzeigerrichtung oder Gegenuhrzeigerrichtung verschwenkt, lassen sich ebenfalls Funktionen von Anschlußstutzen vertauschen.

Esset z. B. angenommen, daß das Ventil als Mischventil benutzt wird, wobei der Stutzen 14 an den Kesselvorlauf, der Stutzen 16 an den Heizungsrücklauf und der Stutzen 15 an den Heizungsvorlauf angeschlossen sei. In der dargestellten Stellung des Kükens 19 ist dann der Kesselvorlaufstutzen 14 abgesperrt und der vom Heizungsrücklauf in den Heizungsvorlauf führende Steuerdurchlaß 34 maximal geöffnet. Wenn das Küken 19 aus dieser Stellung in Gegenuhrzeigerrichtung verstellt wird, dann wird der Steuerdurchlaß 35, der außcnscitig durch die Dichtfläche 30 begrenzt ist, feinfühlig geöffnet, indem an Stelle der Dichtfläche 25 die spiralförmige Kükenfläche 27 in bezug auf die Drehachse des Kükens der stationären Dichtfläche 30 im Abstand radial gegenüber zu liegen kommt, und sich der radiale Abstand zwischen der stationären Dichtfläche 30 und dieser Kükenfläche 27 mit dem Drehwinkel des Kükens nur sehr langsam ändert. Eine Zwischenstcllung des Kükens ist strichpunktiert eingezeichnet. Das Kesselvoi laufwasscr strömt folglich entlang der Dichtfläche 30 durch einen sich in Umfangsrichtung der Dichtfläche 30 crstrckkcndcn Spalt (Stcucrdurchlaß 35) ungefähr tangential zur stromaufwärtigcn geometrischen Mündungsl lache 12'des Hcizungsvorlaufstutzcns 15 in den Stutzen 15 ein.

Bei weitcrem Drehen des Kükens 19 in Gcgenuhrzcigcrrichtung ändern sich die Öffnungsquerschnitte der beiden Stcucrdurchlässc 34, 35 weiterhin gegensinnig und wenn das Küken um ca. 120° gedreht ist, dann ist der Stcucrdurchlaß 34 abgesperrt vind der Stcucrdurchlaß 35 maximal geöffnet, so daß dann in den Heizungsvollaufstutzen 15 ausschließlich heißes Kesselvorlaufwasscr einströmt.

Man kann jeden der drei Stutzen 14, 15, lift als Heizungsvorlaufstutzen wühlen, ohne die Stellung des Gehäuses 10 zu ändern, indem man beispielsweise «.lic Grundstellung des Kükens aus der dargestellten Grundstellung um 120" oder 240" verstellt. Mim kann auch bei unveränderter Stellung des Heizungsvorluufstutzcnsdic Funktioncnder beiden Zui'lußstutzen bei unveränderter Stcuei kennlinie vertauschen, wie es bei Ventilen konventioneller BanntI an sich bekannt ist (DT-AS 1 ftOO W5; I)¹P-(IS 2O3HOH5), so daß diesbezüglich keine weitergehenden Hrläutcnmgcu notwendig sind.

Wie ohne weiteres zu erkennen ist, kiinn man dieses Ventil mich als Verteilventil benutzen, indem man beispielsweise ilen Stutzen 15 als /,uHußstutzcn und die beiden anderen Stutzen 14, 16 als Ablhißsliitzen vorsieht. Auch hier ist selbstverständlich die Vertauschbarkeit der Funktionen aller Stutzen möglich.

Herstellungstechnisch ist das Küken 19 äußerst

einfach. Sein Kükenmantel 17 kann ein Profilhohlzylinder sein. d. h. daß der Querschnitt des Mantels 17 über seine gesamte Länge konstant ist, so daß man ihn durch Strangpressen mit hoher Genauigkeit und hoher Oberflächengüte herstellen kann.

Die innenseitigen Mündungen 11', 12', 13' der Zu- und Abflußstulzen 14,15,16 haben in diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel ungefähr rechteckförmige Umfangskonturen, doch können auch andere Konturen vorgesehen sein. Die außenseitigen Mündungen 11, 12, 13 können zweckmäßig runde Umfangskonturen haben. Ferner befinden sich die Mündungen 11', 12', 13' gegenüber dem Umfang des Kükenmantels 17.

Wie man leicht sieht, läßt sich der zylindrische Innenraum des Ventilgehäuscs 10, falls erwünscht, so

ao abwandeln, daß er konisch ist. Der Kükenmantel würde dann sich in seiner Achsrichtung entsprechend verjüngend auszubilden sein. Die Herstellung des Kükens kann dann jedoch nicht aus stranggepreßten Profilrohren erfolgen.

»5 Wie man erkennt, kann man bei diesem Ventil die Summe der hydraulischen Radien der Stcuerdurchlässc in allen Winkclstellungen des Kükens 19 konstant vorsehen, indem man die Steuerflächen des Kükens geeignet ,ausbildet, was in vielen Anwcndungsfällen erwünscht ist, um die Menge der das Ventil jeweils insgesamt durchströmenden Flüssigkeit möglichst weitgehend konstant halten z.u können.

In dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 sind diejenigen Steuerflächen 27, 27' des Kükens, die beim Drehen des Kükens die radiale Abstandsänderung zwischen den Begrenzungsflächen des betreffenden Stcucrclurchlasscs 34 bzw. 35 verursachen, am Kükenmantel als Spielflächen vorgesehen. An Stelle von Spielflächen können auch andere Gestaltungen der Steuerflächen vorgesehen sein. Auch kann noch eine Änderung der Höhe mindestens eines Steuerdurchlasscs in Abhängigkeit des Drehwinkels vorgesehen sein. Oder es kann nur über einen mehr oder weniger großem Teilbereich des Stellwinkelberciches des Kükens der Stcucrdurchlaß 34 bzw. 35 entlang der Dichtfläche 31 bzw. 30 verlaufen und bei größeren Kükcnstcllwinlkcln kann dann eine Steuerung vorgesehen sein, bei der die Strömung durch ihn nicht mehr ungefähr parallel zur Drehrichtung des Kükens I·)

hindurchströmt, sondern rechtwinklig oder in spitzem Winkel hierzu, wie es an Hand der Fig. 7 und H an einem Ausführungsbeispiel erläutert ist. Und zwai schließt hier an die mit der stationären Dichtfläche 30 des Ventilgehäuses 10 zusammenwirkende Dichtfläche 25' des Kükens eine spiraligc Steuerfläche 27" an, an die darin ein Slcuci abschnitt 37 des Kükens anschließt, der in der Abwicklung gemäß Hg. H eine V-ähnlichc, einen Ausschnitt begrenzende Stcucikante 36 hut, die hier nur bei größeren Stellwinkeln zur Wirkung kommt, wobei die Sleuei kante 36 dann in Abhängigkeit der Winkelstellung des Kükens zu summen mit der dann ebenfalls zur Wirkung kommenden Steueikanle 36' des Ventilinncniaiiines im wesentlichen den Offnungsi|uersehnitl lies linken Steueidurehlasscs 35 bestimmt. Der andere Stcuei iluiehlaß 34 ii.t konventionell gesteuert.

llci dieser Auslührungsform wird folglich <lei Stcu eiiluii'hliiß 35 nur während eines relativ kleinen, an

(θ

die Absperrstellung des Kükens anschließenden Stcllwinkcltcilbcreiches des Kükens mittels einer crfindungsgcmäßcn Steuerfläche 27" gesteuert, und bei größeren Stcllwinkcln des Kükens kommen herkömmliche Steuerkanten 36,36' zunehmend zur Wirkung. Die Steuerfläche 27" ist wirksam, solange sie der Dichtfläche 36 radial gegenübersteht.

Um Fertigungstolcranzen des Kükens und Vcntilinnenraumes bezüglich diametral einander gegenüberliegender Stcuerdurchlässc unwirksam zu machen, kann man gemäß Fig. 3 das Küken 19 so ausbilden, daß es zwei relativ zur Stellwclle 21 in Richtung des Doppelpfeiles radial bewegliche Teile 44,44'hat, die mittels einer Spaltdichtung 45 ineinander eingreifen und durch Federmittel, wie 20, in von der Stellwellc 21 wegführender Richtung federbelastet sind. Die Federbelastung des Teiles 44 ist dargestellt. Das andere Teil 44' kann hierzu symmetrisch federbelastet sein. Ferner kann bei diesem vorteilhaften Ausführungsbeispiel eines Vierwegventils hier alle Zu- und Abflußöffnungen 14-16 und 40 gleich ausgebildet und die Steuerfläche 43 des Kükens ähnlich wie die Flächen 27, 27', 29 in Fig. 1 ausgebildet, so daß die von ihnen mitbegrenzten beiden Stcucrdurchlässe ihre Querschnitte durch radiale Abstandsänderungen zwischen ihren stationären und beweglichen Flächen wie im Falle der Stcuerdurchlässc 34 und 35 des Ventils nach Fig. 1 ändern. Die beiden anderen Steuerdurchlässe werden dagegen in herkömmlicher Weise durch in Drehrichtung des Kükens erfolgende Abstandsänderung zwischen stationären und beweglichen Steuerkanten verstellt. Bei diesem Ventil ist die Änderung der Funktion aller Anschlüsse durch Änderung der Grundstellung des Kükens 19 bei unveränderter Lage des Gehäuses möglich.

Bei dem Vicrwegvenlil nach Fig. 4 hat das Küken 19 in nicht näher dargestellter Weise wie in Fig. 3 zwei radial bewegliche, in auswärtigen Richtungen iedcrbclastete Teile 44,44', wobei der Umfang des Kükens 19, siehe auch Fig. 5, ebenfalls eine unrundc zylindrische Gestalt hat, und zwar mit einer Symmctricebene, die es ermöglicht, daß man durch eine Drehung des Gehäuses 10 um 180° um die Drehachse der Stellwclle 21 des Kükens 19 die Funktion des jeweils rechten und linken horizontalen Stutzens bei Verwendung dieses Ventils als Misch- oder Verteilventil in Heizungsanlagen vertauschen kann, wobei diese horizontalen Stutzen 14, 16 beispielsweise die Zuflußstutzen für Kesselvorlauf- und Hci/.ungsrück-Uiufwasser sein können, wogegen der jeweils nach oben führende Stutzen 15 (oder nach Drehung des Gehäuses der Stutzen 40) der I lcizungsvoi !aufstützen sein kann. Dies wird erreicht, indem nicht nur das Küken die aus Fig. 3 ersichtliche Symmetrie hat, sondern auch die beiden vertikalen Stutzen 15, 40 zu einer durch die Kükeiulrehaehse gehenden horizontalen Symmetrieebene an ihren an der Steuerung mitwirkenden Steuerflächen 41. 42 symmetrisch /ueinaiuk-i sind.

Und zwar erfolgt hier die Stenciling der beiden linksseitigen Slcucrdurchliissc 35, 35' in dem gesamten Stellbereich des Kükens (/.wischen voll ausgezogener und strichzweipunktieiter Kükcnstellung) durch in bezug auf die Ki'ikendicliachse radiale Abstandsänderung zwischen KükeiHimfang und stationären Steuerflächen. Hei den stationären Steuerflächen hiuidell es sich um die linksseitigen Dichtflächen 30, MV und au diese anschließende Steuerflächen 41, 42, die mit schwacher konvexer Krümmung ihren radialen Abstand von der durch die Dichtflächen 30,30' bestimmten geometrischen Krciszylindcrflächc in Umfangsrichtung langsam vergrößern.

Wenn man das Küken 19 aus der voll dargestellten Stellung in Uhrzeigerrichtung verschwenkt, dann wird der Steuerdurchlaß 35 zunächst durch einen Spalt zwischen der Dichtfläche 30 und der bogenförmigen Kontur 43 des Kükens, bestimmt. Bei weiterer Kükendrehung verbreitert sich dieser Spalt langsam, wobei dann allmählich die Steuerfläche 41 zur Wirkung kommt, indem sie zusammen mit der ihr radial gegenüberliegenden Kükenfläche 43 den Strömungswiderstand des Steuerdurchlasses 35 wesentlich mitbestimmt. Der Steuerdurchlaß 35 wird bei weiterer Kükendrehung dann noch mehr und mehr geöffnet, bis sein maximaler Öffnungsquerschnitt bei der strichzweipunktierten Kükenstellung erreicht ist, bei welcher der Steuerdurchlaß 34 abgesperrt ist.

ao Während die Steuerdurchlässe 35 und 35' jeweils über den gesamten Stellwinkelbereich des Kükens 19 durch radiale Abstandsänderung der sie begrenzenden Längsseitenflächen gesteuert werden, werden die rechtsseitigen Steuerdurchlässc 34 und 34' in herkömmlicher Weise gesteuert, indem die Abstände zwischen den Steuerkanten 60, 61 bzw. 63, 64 nicht quer zur Drehrichtung des Kükens, sondern in Drehrichtung des Kükens geändert weiden.

Man kann in vielen Fällen zweckmäßig vorsehen, daß alle vier Steuerdurchlässe 35, 35', 34, 34' erfindungsgemäß gesteuert sind, zumindest über Teilbereiche des Kükenstellbcreiches. So kann in vielen Fällen zweckmäßig die von der Fläche 43 abgewendete Fläche des Kükens 19 an Stelle der dargestellten Gestalt eine Gestalt haben, die ähnlich der Fläche 43 ist, in der Weise, daß auch der Steuerdurchlaß 34 und, falls erwünscht, auch der Steuerdurchlaß 34' zumindest auf einem Teilbereich des Kükcnstcllbcreichcs erfindungsgemäß gesteuert wird, indem die Steuerung

durch Änderung des bezogen auf die Kükendrehachse radialen Abstandes zwischen Küken und stationärer Dichtfläche des betreffenden Steuerdurchlasses erfolgt.

Man kann auch vorsehen, daß das Ventilgehäuse eine Gestalt hat, wie es das Gehäuse nach Fig. 3 hat, d.h. daß die Steuerflächen 41, 42 nicht vorhanden sind.

Man kann bei Vorhandensein der Steuerflächen 41, 42 auch vorsehen, daß das Küken beispielsweise eben und plattenförmig ist und seine Stirnseiten mit zwei zueinander gegenüberliegenden Gehäuseäffnunger zur Steuerung zusammenwirken, wobei dann du. Steuerflächen 41 und 4? bei kleinen Oflnungsqucr schnitten dieser Steuerdurchlässe 35,35' eine feinfüh

_s5 ligc genaue Steuerung für die Steuer'durchlässi· 35, 35 ergeben, d. h. auf einem Teilbereich des Kiikenslell winkelbereiehes.

Man kann, wie zu erkennen ist, die Steueikennli nien dieses Ventils ändern, indem mau /.. H. die Mit lelslellung des Kükens aus der in Fig. 4 striehpunk tieiI eingezeichneten Stellung um IKO" umstellt. Dii Flüche 43 des Kükens wirkt dann mit den rechtsseilί gen Steuetdurcliliissen 34. 34' und damit aussehließ lieh mil i\c\\ betreffenden lechlsseitigcn Dichtfläche dos Gehäuses zur Steuerung dei betreffenden Stm numgcn zusammen. Auch die linksseitigen Steuer durchlässe 35, 35' werden in anderer Weise gcsteuei itls bisher.

Zo ÖU 3/5

Es ändern sich damit die beiden Stciierkcnnlinien dieses Ventils. Durch Umstellung der Mittelstellung des Kükens um 90° können die Steuerkenrilinien nochmals geändert werden.

Bei dem in Fig. 6 schematisch dargestellten Ventil handelt es sich um ein Dreiweg-Ventil, dessen Küken einen sich entlang der Uinfangswandung der Hahnkammer erstreckenden, kreisbogenähnlichen Mantel 46 hat, der durch nicht dargestellte Federmittel in radialer auswärtiger Richtung federbelastet ist und dessen Umfangsflächen zwischen den Stellen 47,47' eine Dichtfläche 49 bildet, an die nach beiden Seiten spiralförmige Steuerflächen 27 a, 27b anschließen, deren, bezogen auf die Kükendrehachse radialen Abstände von den ihnen gegenüberliegenden stationären Dichtflächen der beiden Steuerdurchlässc 34", 35" sich in Abhängigkeit der Winkelstellung des Kükenmantels 46 verändern. Es läßt sich hier folglich ebenfalls eine sehr feinfühlige Steuerung des Verteil- oder Mischverhältnisses vornehmen.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 ist das Küken 19 durch eine Druckfeder 50 bezüglich seiner vertikalen Drehachse in axialer Richtung an eine ebene Fläche 51 des Ventilgehäuses 10 angedrückt. In dem Ventilgehäuse 10 sind gegenüber der unteren Stirnfläche 52 des Kükens drei Zu- und Abflußkanäle 14,15,16 vorgesehen. Die oberhalb der Zeichnungsebene liegenden Kanäle sind strichpunktiert eingezeichnet. Es können auch mehr als drei Kanäle im Gehäuse vorgesehen sein.

Im Küken 19, das man auch als Drehschieber bezeichnen kann, sind Überleitkanäle 53, 54 vorgesehen, um die zu mischenden oder zu verteilenden Strömungen zu leiten und zu steuern. Zur feinfühligen Steuerung des Verteil- bzw. Mischverhältnisses ist mindestens ein Steuerdurchlaß 55 vorhanden, dessen Querschnitt sich in Abhängigkeit des Drehwinkels des Kükens ändert.

Es sind selbstverständlich zahlreiche Abwandlungen der in den Zeichnungen dargestellten Ventile möglich. So kann es z. B. in manchen Fällen zweckmäßig sein, bei dem Ventil nach Fig. 4 nur einen der beiden linksseitigen Steuerdurchlässe 35, 35' erfindungsgemäß zu steuern und den anderen in herkömmlicher Weise zu steuern, indem man beispielsweise an Stelle der halbkreisförmigen linksseitigen Kontur 43 eine vicrtelkreisförmige Kontur vorsieht oder man kann nur eine der Steuerflächen 41, 42 des Gehäuses 10 wie dargestellt ausbilden oder die beiden stationären Steuerflächen 41, 42 bzw. die am Küken vorgesehenen Steuerflächen 43 unterschiedlich gestalten, so daß man die Möglichkeit hat, unterschiedliehe Steuerkennlinien durch Umstellung der Grundstellung des Kükens und/oder durch Änderung der aus der Grundstellung herausführenden Drehrichtung des Kükens vorzusehen. Oder man kann die Küken nach den Fig. 3 und 4 so ausbilden, daß alle Steuerdurchlässe erfindungsgemäß gesteuert weiden und/ oder daß die Summe der hydraulischen Radien mindestens eines Paares der Steuerdurchliisse konstant ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Misch- oder Verteilventil, vorzugsweise Drei- oder Vierwegventil, für Heizungs- oder Klimaanlagen, mit einem Innenraum, der mindestens drei dem Zu- und Abfluß der zu steuernden Fluidumsströmungen dienende Öffnungen hat, und in welchem ein Küken winkelverstellbai angeordnet ist, das zusammen mit stationären Veniilinnenbereichen Steueidurchlässe für die Strömungssleuerung begrenzt, deren Querschnitte durch Winkelverstellung des Kükens veränderlich sind, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

a) der Öffnungsquerschnitt mindestens eines an einem Misch- oder Verteilverhälitnis mitwirkenden Steuerdurchlasses (34, 35) ist ausgehend von der Absperrung dieses Steuerdurchlasses zumindest im Anfangsbereich des Kükenstellwinkels durch quer zur Drehrichtung des Kükens (19) erfolgende Abstandsänderungzwischen der stationären und der beweglichen Fläche dieses Steuerdurchlasses veränderlich und

b) das Küken (19) ist an mindestens eine stationäre, zwischen einer Zu- und einer Abflußöffnung vorgesehene Fläche (30, 31) des Ventilinnenraumes federnd andiiückbar.

2. Ventil nach Anspruch 1, bei dem seine dem Zu- und Abfluß dienenden Innenraurnöffnungen am Umfang des Ventilinnenraumes angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Küken einen in mindestens eine kreisrunde Vertiefung (23) des Gehäuseinnenraumes hineinragenden Hohlzylinder (17) mit unrundem Umfang aufweist, der mittels eines drehbar gelagerten Stellgliedes (21, 22) gedreht werden kann und durch sich an ihm und an dem Stellglied abstützende Federmittel (20) an die Umfangswand der Vertiefung beziehungsweise an mindestens eine stationäre Dichtfläche (30, 31, 32) angedrückt ist.

3. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerdurchlässe an einer Stirnseite des Kükens vorgesehen sind.

4. Ventil nach einem der Ansprüche 1—3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsänderung zwischen den den Steuerdurchlaß quer zur Drehrichtung des Kükens begrenzenden Flächen durch die Gestalt eines an eine Dichtfläche des Kükens anschließenden Kükenflächenbereiches (27; 217"; 43; 27«, 27/}) verursacht wird.

5. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsänderung zwischen den den Steuerdurchlaß quer zur Drehrichtung des Kükens (19) begrenzenden Flächen zumindest teilweise durch die Gestalt eines an eine stationäre Dichtfläche des Ventilinnenraumes anschließenden stationären E^rlächenbereiches (41, 42) dieses lnnenraurnes verursacht wird (Fig. 4).