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Mischbatterie zum Mischen von Flüssigkeiten, insbesondere von Heiss- und Kaltwasser für Badezimmer und Waschanlagen
Die Erfindung bezieht sich auf Mischbatterien zum Mischen von Flüssigkeiten, insbesondere von Heiss- und Kaltwasser für Badezimmer und Waschanlagen, und betrifft insbesondere jene Bauart, die aus einem Gehäuse mit Selbstschlussventilen für den Zulauf des Wassers und einem gemeinsamen Steuerorgan für die Betätigung dieser Ventile besteht.
Hiebei ist das Steuerorgan eine bezüglich seiner Drehachse exzentrische, zumindest teilweise kreisförmige Scheibe, die an der von der Drehachse entferntesten Umfangsstelle einen symmetrischen Ausschnitt aufweist, dessen tiefste Stelle von der Drehachse im wesentlichen den gleichen Abstand wie die der Drehachse nächste Umfangsstelle der Exzenterscheibe hat und wobei die Ventile in der geschlossenen Stellung mit der tiefsten Stelle des Ausschnittes bzw. mit der dieser diametral gegen- überliegenden Stelle in Verbindung stehen. Hiedurch öffnet die Drehung der Exzenterscheibe in beiden Richtungen das eine Ventil zuerst zur Gänze und schliesst es anschliessend allmählich wieder, während sie gleichzeitig das andere Ventil allmählich in seine volle Offenstellung bringt.
Diese Mischbatterie ermöglicht alle Einstellvorgänge, nämlich das Öffnen und Schliessen der Zuflussleitungen, die Einstellung des Mischungsverhältnisses und gegebenenfalls auch die Umschaltung zwischen zwei Abflussleitungen, nämlich den zur Wanne oder zur Brause führenden Leitungen, durch Betätigung eines einzigen Organs zu bewirken. Es hat sich indessen als zweckmässig ergeben, nicht gleichzeitig mit dem Öffnen des Kaltwasserventils auch bereits das Öffnen des Warmwasserventils herbeizuführen. Sobald aber das Kaltwasserventil voll geöffnet ist, soll das Beimischen von Warmwasser verhältnismässig rasch erfolgen, wobei die Kaltwasserzufuhr ebenso rasch gedrosselt wird. Anschliessend soll dann die weitere Mischung gleichmässig erfolgen, bis in der letzten Stufe schliesslich nur mehr Heisswasser die Batterie verlässt.
Es wird somit angestrebt, dass beim Öffnen des Hahnes der Mischbatterie über einen bestimmten Bereich nur Kaltwasser die Mischbatterie verlässt, worauf Warmwasser in einer kurzen Anfangs- und in einer kurzen Endperiode bei gleicher Winkelverstellung des Betätigungshahnes rasch, in einer dazwischenliegenden längeren Periode weniger rasch zugesetzt wird. Dies wird im wesentlichen dadurch erreicht, dass die dem symmetrischen Ausschnitt diametral gegenüberliegende, der Drehachse nächste Umfangsstelle der Exzenterscheibe Teil einer kreisförmigen Steuerfläche für das Warmwasserventil ist, deren Mittelpunkt in der Drehachse liegt, und die beidseitig der durch die Drehachse gehende Symmetrieachse der Exzenterscheibe unter Bildung einer Stufe in je eine Kreisbahn übergeht, deren Mittelpunkt ausserhalb der Drehachse liegt.
Hiemit wird zunächst das erste Ziel der Erfindung erreicht, nämlich die ausschliessliche Zufuhr von Kaltwasser am Anfang, wobei die Warmwasserzufuhr unterbunden ist, und die anschliessende stossweise, verhältnismässig rasche Zufuhr einer bestimmten Menge Warmwasser.
Nach einer Weiterbildung der erfindungsgemässen Mischbatterie können die beiden Kreisbahnen, deren Mittelpunkt ausserhalb der Drehachse liegt, auch ihrerseits unter Bildung einer Stufe in den symmetrischen Ausschnitt übergehen.
Hiedurch ist es ermöglicht, mit der verhältnismässig raschen Öffnung des Warmwasserventils gleichzeitig das Kaltwasserventil um einen gewissen Betrag sofort zu schliessen. Anschliessend wird sowohl die Kaltwasserzufuhr und Warmwasserzufuhr allmählich gedrosselt bzw. verstärkt, worauf in einer letzten Periode wieder eine stärkere Zufuhr von Heisswasser bzw. eine rasche und völlige Schliessung der Kaltwasserzufuhr erfolgt, so dass in der Endstellung ausschliesslich Heisswasser die Batterie verlässt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung soll nachstehend an Hand der in den Zeichnungen dargestellten Figuren näher erläutert werden.
Hiebei zeigt Fig. l einen Schnitt durch die Mischbatterie, Fig. 2 eine Ansicht des geöffneten Gehäuses mit den darin untergebrachten Teilen, Fig. 3 ist ein Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 1.
Fig. 4 veranschaulicht im Schema verschiedene Stellungen der Exzenterscheibe, Fig. 5 zeigt im Diagramm die verschiedenen Mischungsver-
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hältnisse, die mit der Mischbatterie erzielbar sind.
Die Fig. 6 bis 8 zeigen Einzelheiten der Misch- batterie.
In den Zeichnungen ist mit 1 das Gehäuse und mit 2 dessen Deckel bezeichnet, der zugleich als
Lager für die Spindel 3 dient und mit versenkten
Schrauben 52 am Gehäuse befestigt ist. Das
Gehäuse 1 ist ein zylindrischer Hohlkörper, meist in Metallguss ausgeführt, und ist mit zwei einander gegenüberliegenden Anschlussstutzen 4, 5 für den
Zulauf von Kalt-bzw. Warmwasser versehen.
Das Kaltwasserventil ist als Ganzes mit K, das
Warmwasserventil mit W bezeichnet. Die An- schlussstutzen 4, 5 haben je eine sich von aussen nach innen verjüngende Bohrung 6, die zu einem
Ventilsitz 7 führt. Der Ventilsitz ist mit dem
Inneren 8 des Gehäuses 1 durch eine zylindrische
Bohrung 9 verbunden. In der konischen Bohrung 6 sitzt ein zylindrischer Ventilkörper 10 aus Kunst- stoff. Eine Ventilstange 11 erstreckt sich in das
Innere des Ventilkörpers 10 und liegt mit ihrem andern Ende in einer halbkreisförmigen Ausnehmung 12'eines Lenkers 12, der um eine Achse 13 an der Gehäuseinnenwand schwenkbar gelagert ist. Dabei liegt die Ventilstange 11 unmittelbar an einem Stift 14 an, der zugleich eine Rolle 15 bzw. 15'trägt.
Die beiden Zuflussventile Kund W sind im übrigen völlig gleich ausgebildet. Die beiden Ventilstange 11 sind an ihrem inneren Ende mit einer kleinen Bohrung 16 versehen, in welche eine gemeinsame Zugfeder 17 eingehakt ist. Die beiden zylindrischen Ventilkörper 10 werden im Betrieb durch den Druck des Wassers auf ihre Sitze 7 gepresst und sind daher selbstschliessend. Ausserdem sucht die Zugfeder 17 die Ventilkörper ständig auf ihren Sitz 7 zu ziehen.
Die Spindel 3 besteht aus einem zylindrischen Schaft 3', der oben in einem Vierkant 3" endet und mit einem Betätigungsgriff G versehen ist.
Dabei durchsetzt die Spindel den mittleren, als Lagerbüchse ausgebildeten Teil 18 des Deckels 3 und ist mit einem Steuerorgan in Form einer Exzenterscheibe 19 sowie mit einer becherartigen Stirnkurvenscheibe 20 drehfest verbunden.
Zwischen der Stirnkurvenscheibe 20 und der Lagerbüchse 18 ist eine Distanzscheibe 19'angeordnet. Die Exzenterscheibe 19 ist an ihrem Aussenrand mit einer Steuerfläche 21 versehen, an der die beiden an den Lenkern 12 gelagerten Rollen 15, 15'dauernd anliegen. Bei einer Drehung der Exzenterscheibe 19 mittels des Griffes G um ihre Achse 0 bewegen sich die Rollen 15, 15'entlang der Steuerfläche 21, wobei sie von den Lenkern 12 geführt sind. Sie führen daher eine Kreisbewegung um die Achse 13 am Gehäuse 1 aus und drücken dabei die Ventilstange 11 mehr oder weniger nach aussen, so dass sich der zugehörige Ventilkörper 10 von seinem Sitz 7 abhebt und das Ventil sich öffnet.
Es sei nun die erfindungsgemässe Ausbildung der Exzenterscheibe 19 an Hand der Fig. 4 näher erläutert :
Die Exzenterscheibe 19 ist um ihre aussermittig liegende Achse 0 mittels der Spindel 3 drehbar.
Sie weist an der von der Drehachse 0 entferntesten Umfangsstelle einen symmetrischen Ausschnitt 22 mit geraden Flanken auf, dessen tiefste
Stelle 23 von der Drehachse 0 im wesentlichen den gleichen Abstand R wie die der Drehachse nächste Umfangsstelle 24 an der diametral gegenüberliegenden Stelle der Steuerfläche 21 hat. Die Ventile K und W stehen in geschlossener
Stellung mittels der Rollen 15, 15'mit der tiefsten
Stelle 23 des Ausschnittes bzw. mit der gegenüberliegenden Stelle 24 in Verbindung, wie dies die Teilfig. I der Fig. 4 zeigt.
Beiderseits des Punktes 24 verläuft die Steuerfläche 21 entlang eines Kreises, der seinen Mittelpunkt in der Drehachse 0 hat. Es ist ersichtlich, dass die Exzenterscheibe 19 bezüglich der durch die Punkte 23, 24 und 0 gehenden Linie S völlig symmetrisch ausgebildet ist, diese Linie ist daher eine Symmetrieachse. An die Kreisbogenlinie 25, die, wie erwähnt, ihren Mittelpunkt in der Achse 0 hat und sich über einen Bereich von etwa 75 erstreckt, schliesst sich beidseitig der Symmetrieachse je eine Kreisbogenlinie 26 an, die ihren Mittelpunkt jedoch ausserhalb der Drehachse 0, u. zw. auf der Verbindungslinie mit der Stelle 23 des Einschnittes 22 im Punkt P finden. Die Kreisbogenlinien 25 und 26 sind durch je eine Stufe 27 miteinander verbunden. Der Radius r, der Kreisbogenlinie 25 ist geringer als der Radius r'der Bogenlinie 26.
Wird die Scheibe 19 gedreht, so gleitet die Rolle 15 von der Kreisbogenlinie 25 über die Stufe 27 auf die exzentrische Kreisbogenlinie 26. Solange also die Rolle 15 bzw. 15' sich auf der Kreisbogenlinie 25 bewegt, hält sie gleichen Abstand von der Drehachse 0. Das Warmwasserventil W bleibt daher geschlossen.
Die Rolle 15 bzw. 15'vergrössert sodann durch die Stufe 27 plötzlich ihren Abstand von der Drehachse 0, der dann allmählich infolge der Exzentrizität der Kreisbogenlinie 26 noch grösser wird.
Der dem Kaltwasserventil K zugeordnete Einschnitt 22 der Steuerfläche 21, auf dem die Rolle 15'anliegt, ermöglicht bei Drehung der Exzenterscheibe 19 das sofortige Öffnen der Kaltwasserzufuhr. Am äusseren Rand des Einschnittes 22 sind nockenförmige Erhöhungen 28 vorge- : sehen, die den Übergang zu den exzentrisch liegenden Kreisbogenlinien 26 bilden. Beim Überrollen dieser Erhöhungen 28 durch die Rolle 15'ist das Kaltwasserventil Kam stärksten geöffnet. Der stufenförmige Übergang auf dem : exzentrischen Kreisbogenventil 26 der Steuerfläche 21 ermöglicht ein verhältnismässig rasches Drosseln der Kaltwasserzufuhr, worauf das weitere Drosseln infolge des Abrollens der Rolle 15, 15'auf der Bahn 26 nurmehr allmählich erfolgt.
Die Teilfiguren II, III, VII, X, XI, sowie das Diagramm in Fig. 5 zeigen deutlich die Wirkungsweise der Mischbatterie. Wie erwähnt, sind gemäss der in der Teilfigur I gezeigten Stellung (Rastenstellung I) beide Ventile K und W geschlossen.
Wird die Exzenterscheibe 19 in einer der beiden möglichen Richtungen gedreht, so öffnet zunächst
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nur das der Kaltwasserzufuhr zugeordnete Ventil K. Die Rolle 15'gleitet, wie erwähnt, entlang dem Ausschnitt 22 bis auf die Erhöhung 28, wogegen sich die Rolle 15 entlang der Kreisbahn 25 bewegt. In der Rastenstellung II ist das Kaltwasserventil K völlig geöffnet, das Warmwasserventil W hingegen noch geschlossen. Beim Weiterdrehen der Steuerscheibe 19 gleitet die Rolle 15 über die Stufe 27, die Rolle 15'über die Stufe 28, was zu einer verhältnismässig raschen Erweiterung der Warmwasserzufuhr und zu einem raschen Drosseln der Kaltwasserzufuhr führt (Rastenstellung III).
Beim Weiterdrehen über die Rastenstellungen IV bis X erfolgt ein weiteres allmähliches Öffnen der Warmwasserzufuhr und ebenso ein allmähliches Drosseln der Kaltwasserzufuhr. In der Rastenstellung VII sind angenähert beide Ventile W und K gleich weit geöffnet. Das Weiterdrehen der Exzenterscheibe 19 in die Stellung XI führt zum raschen Schliessen der Kaltwasserzufuhr und zum völligen Öffnen der Warmwasserzufuhr. Aus dem Diagramm der Fig. 5 ist zu erkennen, dass 50% des Wirkhubes der Ventilkörper 10 durch die exzentrische Steuerfläche 26 und je 25% des Wirkhubes durch die beiden Stufen 28 und 27 herbeigeführt werden.
Da die Exzenterscheibe 19 symmetrisch ausgebildet ist, werden die geschilderten Vorgänge immer eintreten, gleichgültig, ob die Scheibe nach links oder nach rechts gedreht wird. Hiedurch ergibt sich die Möglichkeit, mit dem gleichen Griff G, der die Exzenterscheibe und damit die Ventile betätigt, auch die Zuflussventile zur Wanne und zur Brause zu steuern, wie dies nachfolgend noch näher geschildert werden soll.
Das Gehäuse 1 weist oben und unten je eine Austrittsöffnung 30, 31 auf, die zur Brause bzw. zur Wanne führt. Die beiden Öffnungen sind mit Innengewinden 32, 33 versehen, in die je ein Ventilstutzen 34, 35 eingeschraubt ist. Dieser Ventilstutzen besitzt ein Innengewinde für das Einschrauben eines Ventilkörpers 36 aus Kunststoff, welcher eine konische Sitzfläche 37 und eine zylindrische Austrittsbohrung 38 aufweist. An der Ventilsitzfläche 37 liegt, angepresst durch eine Feder 40, ein Ventilkörper 39, der mit einer Ventilstange 41 verbunden ist. Das hintere Ende der Ventilstange 41 ist abgewinkelt und mittels eines Stiftes 42 in einem Lenker 43 gelagert, der wie der Lenker 12 um die gleichen Achsen 13 am Gehäuse 1 schwingen kann.
Der Stift 42 dient auch als Achse für eine Rolle 44, die auf der Innenfläche 45 der becherförmigen Stirnkurvenscheibe 20 abrollen kann. Die Stirnkurvenscheibe 20 besteht in bekannter Weise aus zwei zylindrischen Hälften 47, 48, die durch Rampenstrecken 49 miteinander verbunden sind.
Der die Steuerkurve bildende Teil 45 der Innenfläche hat von der Drehachse 0 einen geringeren Abstand als die andere Becherrandhälfte. Dabei liegt die Becherrandhälfte 48 mit kleinerem Radius auf derjenigen Seite der Exzenterscheibe 19, die den Ausschnitt 22 aufweist. Die Scheibe 20 besitzt die gleiche Symmetrieachse wie die Exzenterscheibe 19.
Normalerweise, d. h. bei geschlossenen Ventilen, liegen die beiden Rollen 44 an den beiden Rampenstrecken 49 an. Wird die Spindel 3 in der einen oder andern Richtung gedreht, d. h. je nachdem, ob das gemischte Wasser der Brause oder der Wanne zugeführt werden soll, so läuft eine der Rollen 44 auf der Rampenstrecke 49 auf die Innenfläche 45 der Kurvenscheibe 20, wodurch das zugehörige Ventil sogleich zur Gänze geöffnet wird. Das gegenüberliegende Ventil bleibt dabei fest geschlossen, da die Feder 40 den Ventilkörper 39 fest auf die zugehörige Sitzfläche 37 gedrückt hält. Die Rolle 44 dieses Ventils gleitet entlang der Innenwand der grösseren Becherhälfte 47, wodurch das Ventil geschlossen bleibt. Beide Ventile sind völlig gleich ausgebildet.
Der Gehäusedeckel 2, der zugleich die Führung der Spindel 3 ermöglicht, ist in üblicher Weise mit einer Dichtung 50 sowie mit einer Rasteinrichtung 51 versehen, welche es ermöglicht, die einzelnen Raststellungen I-XI für die Exzenterscheibe 19 gemäss Fig. 5 rasch einzustellen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Mischbatterie zum Mischen von Flüssigkeiten, insbesondere von Heiss- und Kaltwasser für Badezimmer oder Waschanlagen, bestehend aus einem Gehäuse mit Selbstschlussventilen für den Zulauf des Wassers und einem gemeinsamen Steuerorgan für die Betätigung dieser Ventile, wobei das Steuerorgan eine bezüglich seiner Drehachse exzentrische, kreisförmige Scheibe ist, die an der von der Drehachse entferntesten Umfangstelle einen symmetrischen Ausschnitt aufweist, dessen tiefste Stelle von der Drehachse im wesentlichen den gleichen Abstand wie die der Drehachse nächste Umfangsstelle der Exzenterscheibe hat und wobei die Ventile in der geschlossenen Stellung mit der tiefsten Stelle des Ausschnittes bzw.
mit der dieser diametral gegenüberliegenden Stelle in Verbindung stehen, so dass die Drehung der Exzenterscheibe in beiden Richtungen das eine Ventil zuerst zur Gänze öffnet und anschliessend allmählich wieder schliesst, während sie gleichzeitig das andere Ventil allmählich in seine volle Offenstellung bringt, dadurch gekennzeichnet, dass die dem symmetrischen Ausschnitt (22) diametral gegen- überliegende, der Drehachse (0) nächste Umfangstelle (24) der Exzenterscheibe (19) Teil ;
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Warmwasserventil (W) ist, deren Mittelpunkt in der Drehachse (0) liegt und die beidseitig der durch die Drehachse gehenden Symmetrieachse (S) unter Bildung einer Stufe (27) in je eine) Kreisbahn (26) übergeht, deren Mittelpunkt (P) ausserhalb der Drehachse liegt.
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