Mischventil Die Erfindung betrifft ein Mischventil, insbe sondere für Warm- und Kaftwasser, mit zwei Ventil kegeln und einer taumelartig beweglichen Scheibe, die auf der Unterseite auf den Ventiltellern auf liegt und auf der Oberseite an einem zur Ein stellung der Durchlaufmenge axial verschieblichen Teil des Bediengliedes anliegt und sich an einer drehbaren Schneide an dem zum Einstellen des Mischverhältnisses drehbaren Teil des Bediengliedes abstützt,
wobei die Schneide in jeder Winkellage des, drehbaren Teiles die Tangente eines Kreises bildet, der durch die Berührungspunkte der Ventil teuer mit der Platte geht.
Bei einem bekannten Mischventil dieser Gattung ist der axial bewegliche Teil an seinem auf der Scheibe aufliegenden Ende konvex ausgebildet. Die taumelartig bewegliche Scheibe liegt demgemäss am höchsten Punkt der konkaven Fläche auf, wenn sie senkrecht zur Achse des axial beweglichen Teiles liegt, was mindestens in der Schliessstellung und bei geringer Öffnung der Fall ist.
Wenn nun die Anlagepunkte der Ventilteller und ,der Anlagepunkt des axial verschieblichen Teiles senkrecht zur Scheibe gesehen, auf einer Linie liegen, dann besteht bezüg lich des Auflagepunktes am axial beweglichen Teil ein Momentengleichgewicht, wenn die Auflagekräfte der Ventilteller gleich sind, wie dies im allgemeinen der Fall ist. Wegen dieses Gleichgewichtes ist die Schneide, an der die taumelartig bewegliche Scheibe anliegt, unbelastet. Die Lage der Scheibe ist des halb nicht stabil, sie kann sich von der Schneide ab heben und nach verschiedenen Seiten auskippen.
Um diese Schwierigkeiten wenigstens teilweise zu umgehen, ist bei dem bekannten Ventil ein zusätz licher Abstützpunkt vorgesehen.
Durch die Erfindung soll ein Ventil der eingangs genannten Gattung so weitergebildet werden, dass die taumelartig bewegliche Scheibe ohne zusätzliche Abstützeinrichtungen bei jeder Drehlage stabil ge lagert ist.
Das erfindungsgemässe Mischventil ist gekenn zeichnet durch die Vereinigung folgender Merkmale: a) der axial verschiebliche Teil ides Bediengliedes ist an :dem an der Scheibe anliegenden Stirnende eben oder konkav ausgebildet, b) die am drehbaren Teil der Bediengliedes an gebrachte Schneide ist so lang, dass die praktisch vorkommenden Druckunterschiede im Zulauf ider zu mischenden Flüssigkeiten ein Kippen der Scheibe, nicht herbeiführen.
Bei einem solchen Mischventil liegt idie taumel artig bewegliche Scheibe :stets mit ihrer Oberseite an einem axial oder konkav ausgebildeten, zur Ein stellung der Durchlaufmenge axial verschieblichen Teil des Bediengliedes an.
Die Anlage erfolgt also stets ausserhalb des Zen trums des axial verschiebbaren Teiles und damit ausserhalb der Verbindungslinie der beiden Anlage punkte der Ventilteller. Die Anlagekraft der Ventil teller erzeugt dabei ein solches Moment auf idie Scheibe, dass diese auf die Schneide gedrückt wird. Je länger die Schneide ist, desto geringer ist die Gefahr, dass die Scheibe um die Verbindungslinie zwischen den Schneidenenden und dem Anlagepunkt am Stirnende des axial beweglichen Teiles kippen kann.
Die Schneide wird zweckmässig so lang aus gebildet, dass bei den praktisch vorkommenden Druckunterschieden ein Kippen der Scheibe nicht entstehen kann.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Er findung erfolgt die Betätigung des Mischventils durch ein einziges, sowohl drehbares wie auch schwenk- bares Bedienglied, welches mit einer Spindel ver sehen ist, dessen Drehachse schräg zur Schwenk achse liegt und bewirkt, dass bei der Drehung der Spindel in einer Gewindehülse der ,axial verschieb bare, auf die Scheibe einwirkende Teil verstellt wird und bei Schwenkung des Bediengliedes der drehbare Teil mit der Schneide gedreht wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung isst im folgenden an Hand der Zeichnung beschrieben, in dieser zeigen: Fig. 1 ,einen Längsschnitt durch ein Mischventil gemäss der Erfindung und Fig. 2 eine schematische Darstellung zur Erläu terung der Funktion der Scheibe des Ventiles.
In Fig.1 bezeichnet 1 das Gehäuse der Misch batterie, 2 den Warmwasserkanal, 3 den Kaltwasser- kanal, 4 den Ventilteller des Warmwasserventils und 5 den des Kaltwasserventils. 4a bzw. 5a sind die Ventilkörper und 4g bzw. 5g sind die dichtenden Gummipackungen der Ventile. 4s und 5s sind dazu gehörende Ventilsitze. Die Spindel trägt die Bezeich nung 6. Ein Stift 40 und ein Anschlag 41 verhindern, dass die Spindel zu weit aufgedreht werden kann.
In den Kanälen 2 und 3 sitzen Federn 8 und 9 mit den Federstellern 10 und 11. Diese stützen sich an den stiftartigen Ansätzen 14 und 15 ab, so dass die Ventilteller 4 und 5 durch die Federn 8 und 9 nach oben gegen die ebene, dünne und runde Scheibe 16 gedrückt werden. Ihr Durchmesser ist etwas geringer als der Innendurchmesser des Ventil gehäuses. Die Anlagepunkte der Ventilteller an der Scheibe 16 sind mit 18 und 19 bezeichnet.
Das Gehäuse 1 ist oben durch eine Scheibe 24 verschlossen, die in ein Innengewinde des Gehäuses eingeschraubt ist. Sie ist durch einen Gewindering in ihrer Lage gesichert. In :einer zentralen Bohrung der Scheibe 24 sitzt ein rohrförmiger Körper 23 mit einem schräg hierzu geneigten Ansatz 21, der aus optischen Gründen durch eine Blechhaube 36 abgedeckt ist. In axialer Richtung wird der Körper durch einen. Flansch 22 und einen Metallring 35 ge halten. Ein Dichtungsring 34 dient zur Abdichtung des Körpers 23. Der Ansatz 21 hat Innengewinde. Hierin sitzt das Gewinde 20 der Spindel 6.
Zwischen dem Ende 27 der Spindel 6 und der Scheibe 16 sitzt im Körper 23 ein Kolben 29, der sich um einige wenige Millimeter im Körper 23 verschiebt, wenn die Spindel 6 gedreht wind. Das untere an der Scheibe 16 anliegende Ende 30 des Kolbens ist entweder plan oder konkav. Es berührt daher die Scheibe 16 entweder mit einer ebenen kreisförmigen Fläche mit .dem Radius r oder mit einer schmalen ringförmigen Fläche, deren äusserer Radius gleich dem erwähnten r ist.
Der Umfang beider Flächen ist mit 30a und der Abstand zwischen den geometri schen Achsen der Ventilteller 4 und 5 mit 2R be zeichnet. Die geometrische Achse 31 des Kolbens 29 und des Gehäuses 1 ist parallel mit den erwähnten Achsen und steht senkrecht zu einer mit dieser winkelrechten Verbindungslinie. Am Flansch 22 des Körpers 23 sitzt eine nach unten gerichtete gerade Schneide 32. Sie bildet bei offenem Mischer die Widerlager für die Scheibe 16. Diese liegt an der Scheibe längs einer geraden Linie oder einer rechteckigen Fläche 33 an, die so schmal ist, dass sie nicht berücksichtigt zu werden braucht.
Der Abstand zwischen der Linie oder der schmalen Fläche und der geometrischen Achse 31 ist gleich dem soeben genannten Wert R. Um nur kaltes oder nur warmes Wasser erhalten zu können, ist ein sehr kleines Spiel zwischen der Schneide 32 und der Scheibe 16 vorhanden, wenn der Mischer geschlossen ist. Wäre die Scheibe unendlich dünn, könnte das Spiel theoretisch gleich Null gemacht werden.
Wie ersichtlich, kann der Körper 23 in der Scheibe 24 rotieren. Man kann ihn drehen, indem die Spindel 6 mit dem nicht gezeigten Handgriff um die Achse 31 geschwenkt wird. Wenn man ihn dreht, ändert man den Winkel a zwischen der Linie 33 und der Verbindungslinie zwischen den Punkten 18 und 19. Damit ändert man das Mischungsverhältnis oder das Verhältnis zwischen den Hüben ider beiden Ventile, wie dies die folgende Erklärung der Funktion der Mischbatterie zeigt.
Die Schneide 32 dient wie erwähnt als Wider lager, gegen Idas die Scheibe 16 stets von den Federn 8 und 9 gedrückt wird und um das sie schwingt, wenn die Mischbatterie geöffnet wird. In Fig.1 ist der Winkel a gleich 90 . Die Linie 33 liegt winkelrecht zur Zeichenebene und erscheint daher in der Fig. 1 nur als Punkt. Die Verbindungslinie zwischen den Punkten 18 und 19 liegt in der Zeichenebene. Wenn man die Mischbatterie :durch Drehen der Spindel 6 öffnet, wird der Kolben 29 nach oben bewegt und der Ventilteller 5 nach oben gedrückt. Die Scheibe 16 schwenkt dabei um die Linie 33.
Da die Linie 33 die geometrische Achse des Ventiltellers 4 schneidet, bleibt aber das Warm- wasserventil 4 geschlossen; nur das Kaltwasserventil 5 öffnet sich. Dreht man den Teil 23 um 90 , so werden beide Ventile gleichmässig geöffnet. Da mit die Scheibe 16 an der ganzen Länge der Schneide 32 anliegen kann und ihr Schwenken um die Linie 33 möglich wird, ist das untere gegen die Scheibe gerichtete Ende 30 des Kolbens 29 eben oder konkav.
Infolge dieser Form der Fläche des Endes 30 liegt die Scheibe 16 schon nach einer kleinen Kipp- bewegung am Scheibenrand 30a auf, und zwar in jeder Drehlage der Schneide 32. In Fig.2 ist der Scheibenrand 30a dargestellt. Bei der in Fig. 2 dar gestellten Lage der Schneide 32 liegt die Scheibe im Punkt 38 auf dem Scheibenrand 30a auf. Dieser Punkt liegt auf der durch die Achse 31 gehenden Normalen zur Schneide 32. Aus Fig.2 ist klar ersichtlich, dass die von den Ventiltellern bei 18 und 19 auf die Scheibe ausgeübten Kräfte .die Scheibe fest gegen die Schneide drücken.
Weiter ist wichtig, der Schneide 32 eine gewisse Länge zu geben, um zu verhindern, dass verschieden grosse Wasserdrücke in der Kalt- und Warmwasserleitung die Scheibe kippen können. Ein solches Kippen würde im Fall .einer ,zu kurzen Schneide je nach den Verhältnissen entweder um die Verbindungslinie zwischen den Punkten 33a und 38 oder 33b und 38 stattfinden (33a und 33b sind die Enden der Schneide). Je Sänger die Schneide ist, desto grösser müsste der Unterschied der Wasser drücke sein, wenn die Summe der von den Ventil- tellerkräften um die genannten Verbindungslinien ausgeübten Momente noch eine Kippbewegung er zeugen sollen.
So wäre eine Kippung um die Linie 33a-38 möglich, wenn bei 18 ein sehr grosser und bei 19 ein sehr kleiner Druck wirksam wäre.
Ist diese Druckdifferenz zwischen den beiden Punkten 18 und 19 nicht sehr gross, dann kann die dargestellte Länge der Schneide 32 bereits genügen, um ein Kippen der Scheibe 16 um die Linie 33a-38 zu verunmöglichen, da der kürzeste Abstand von Punkt 19 auf ,die Linie 33a-38 grösser äst als der kürzeste Abstand vom Punkt 18 auf diese Linie, so dass auch eine im Punkt 19 angreifende Kraft, die gleich gross oder geringer ist als eine im Punkt 18 angreifende Kraft, ein gleich grosses oder sogar grösseres Drehmoment senkrecht zur Linie 33a bis 38 erzeugen kann als die Gegenkraft im Punkt 18.
Je weiter die Enden 33a und 33b der Schneide 32 auf der Linie 33 von der durch die Achse 31 verlaufenden Normalen zur Schneide 32 entfernt sind, desto kleiner wird das durch die bei 18 an greifende Kraft erzeugte Drehmoment und desto erösser wird das durch .die bei 19 angreifende Kraft erzeugte Drehmoment, so dass die Gefahr, dass die Scheibe 16 um die Linie 33a-38 kippt, immer ge ringer wird.