CH654090A5 - THERMOSTATICALLY CONTROLLED MIXING VALVE FOR COLD AND HOT WATER. - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Mischventil für Kalt- und Warmwasser mit einer automatischen Temperaturreguliereinrichtung gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. The invention relates to a mixing valve for cold and hot water with an automatic temperature regulating device according to the preamble of claim 1.
Mischventile mit einer auf die Ventilorgane wirkenden, automatischen Temperaturregulierung sind z.B. aus den deutschen Offenlegungsschriften 2 035 201 und 2 209 417 bekannt. Diese Mischventile, die mit einem temperaturempfindlichen Element, meist als thermostatisches Dehnstoffelement bezeichnet, arbeiten, über- bzw. untersteuern den am Temperatur wählgriff eingestellten Misch wassertemperatur-soliwert merklich bei Änderung der Temperaturwahl von kalt nach warm und umgekehrt. Dies weil der temperaturabhängige Korrekturhub des temperaturempfindlichen Elementes wesentlich grösser ist und mehr Zeit benötigt als derjenige des Ventilorgans. Solche, wenn auch kurzzeitige Temperaturabweichungen wirken insbesondere beim Duschen sehr unangenehm auf den menschlichen Körper. Mixing valves with automatic temperature regulation acting on the valve elements are e.g. known from German Offenlegungsschriften 2,035,201 and 2,209,417. These mixing valves, which work with a temperature-sensitive element, usually referred to as a thermostatic expansion element, over- or under-control the mixed water temperature soli value set on the temperature selector handle noticeably when changing the temperature from cold to warm and vice versa. This is because the temperature-dependent correction stroke of the temperature-sensitive element is significantly larger and requires more time than that of the valve member. Such, albeit brief, temperature deviations have a very unpleasant effect on the human body, especially when showering.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein thermostatisch geregeltes Mischventil zu schaffen, bei welchem bei einer Änderung des Temperatursollwertes die Temperatur des ausfliessenden Mischwassers den eingestellten Wert nicht über- bzw. unterschreitet. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die in der Kennzeichnung des Patentanspruches 1 definierten Merkmale. The object of the present invention is to provide a thermostatically controlled mixing valve, in which the temperature of the outflowing mixed water does not exceed or fall below the set value when the temperature setpoint changes. This object is achieved by the features defined in the characterizing part of patent claim 1.
Nachfolgend wird anhand der Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigen: An exemplary embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the drawings. Show it:
Fig. 1 ein Mischventil im Axialschnitt, 1 is a mixing valve in axial section,
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II durch das Mischventil gemäss Fig. 1, 2 shows a section along the line II-II through the mixing valve according to FIG. 1,
Fig. 3 einen Schnitt durch ein Ventildichtungselement, Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsvariante eines Verzögerungselementes und 3 shows a section through a valve sealing element, FIG. 4 shows a longitudinal section through an embodiment variant of a delay element and
Fig. 5 ein Detail aus der Fig. 4 in grösserem Massstab. 5 shows a detail from FIG. 4 on a larger scale.
Gemäss der in der Figur 1 veranschaulichten Ausführungsform der Erfindung weist eine thermostatisch geregelte Mischarmatur ein Gehäuse 1 auf mit je einem seitlich angeordneten Warmwasser- und Kaltwassereinlauf 2 bzw. 3 According to the embodiment of the invention illustrated in FIG. 1, a thermostatically controlled mixer tap has a housing 1, each with a hot water and cold water inlet 2 or 3 arranged on the side
2 2nd
s s
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
60 60
65 65
3 3rd
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sowie mit einem Mischwasserauslauf 4 am Ende des Gehäuses. Das andere Ende des Gehäuses 1 weist einen Verbindungsgewindekranz 5 auf zur Aufnahme einer Steuer-und Regulierpatrone 6. and with a mixed water outlet 4 at the end of the housing. The other end of the housing 1 has a connecting thread ring 5 for receiving a control and regulating cartridge 6.
Die Steuer- und Regulierpatrone 6 weist an dem dem Gehäuse 1 benachbarten Ende eine Verschraubung 7 auf zum Befestigen am Verbindungsgewindekranz 5. Es ist ferner eine Temperaturreguliereinrichtung vorhanden mit einem Betätigungsteil 8, mit einem Temperatureinstellgriff 9 sowie mit weiteren, nicht näher bezeichneten, an sich bekannten Teilen. In der Patrone 6 ist auch eine Mengenreguliereinrichtung 10 untergebracht mit einem hebeiförmigen Mengenreguliergriff 11 und ebenfalls mit weiteren, nicht näher bezeichneten Teilen. The control and regulating cartridge 6 has, at the end adjacent to the housing 1, a screw connection 7 for fastening to the connecting thread ring 5. There is also a temperature regulating device with an actuating part 8, with a temperature adjusting handle 9 and with other, not described in more detail, known per se Share. In the cartridge 6 there is also a quantity regulating device 10 with a lever-shaped quantity regulating handle 11 and also with further parts, not specified in any more detail.
Die Mengenreguliereinrichtung 10 wirkt auf zylindrische Gehäuseteile 12,13 ein, wobei im Gehäuseteil 13 der Warmwasserventilsitz 14 angeordnet ist, welcher den Durchlass zur Mischkammer 15 freigibt. The quantity regulating device 10 acts on cylindrical housing parts 12, 13, the hot water valve seat 14, which opens the passage to the mixing chamber 15, being arranged in the housing part 13.
Ein temperaturempfindliches Element 16, welches mit einer Hohlnabe 17 und einer Ventilbuchse 18 fest verbunden ist, ragt in die Mischkammer 15 hinein. Bei diesem Element kann es sich um ein thermostatisches Dehnstoffelement handeln, welches innerhalb eines starren Zylinders angeordnet ist. Es könnte auch in nicht näher dargestellter Art ein Paket von Bimetallfedern aufweisen, welche sich unter dem Ein-fluss der Temperatur dehnen und zusammenziehen. Das temperaturempfindliche Element 16 steht mit der Temperaturreguliereinrichtung in Wirkverbindung. Sein Ausdehnungsmedium ruft bei Temperaturveränderungen im Misch wasser eine axiale Bewegung eines Druckstiftes 19 hervor. A temperature-sensitive element 16, which is firmly connected to a hollow hub 17 and a valve bushing 18, projects into the mixing chamber 15. This element can be a thermostatic expansion element which is arranged within a rigid cylinder. It could also have a package of bimetallic springs, not shown, which expand and contract under the influence of temperature. The temperature-sensitive element 16 is operatively connected to the temperature regulating device. Its expansion medium causes an axial movement of a pressure pin 19 when the temperature changes in the mixed water.
Der Druckstift 19 stützt sich an einer Druckplatte 20 ab, die in Richtung gegen den Druckstift hin durch einen Anschlag 37 gehalten ist und von der Gegenseite unter starker Spannung einer vorderen Überlastfeder 21 steht. Das Federgehäuse 22, das in einem Kaltwasserventilkörper 23 dicht untergebracht ist, steht in Verbindung mit einer Achse 38, die etwa mittig einen kolbenförmigen Teil 39 aufweist. Die Achse 38 mit dem Kolben 39 ist Bestandteil eines Verzögerungselementes 24. Das dem Federgehäuse 22 entferntere Ende der Achse 38 stützt sich an einer weiteren Druckplatte 26 ab, die ihrerseits in Richtung gegen das Federgehäuse 22 hin gegen einen Anschlag 40 gepresst ist und auf der Gegenseite unter starker Spannung einer hinteren Überlastfederanordnung 27 steht. Zur Erreichung einer kurzen Baulänge und einer grossen Federkraft besteht die Überlastfederanordnung 27 aus zwei ineinanderliegenden Druckfedern, deren Gehäuse 28 mit dem Betätigungsteil 8 der Temperaturreguliereinrichtung in Wirkverbindung steht. The pressure pin 19 is supported on a pressure plate 20 which is held in the direction against the pressure pin by a stop 37 and is under the strong tension of a front overload spring 21 from the opposite side. The spring housing 22, which is tightly accommodated in a cold water valve body 23, is connected to an axis 38 which has a piston-shaped part 39 approximately in the center. The axis 38 with the piston 39 is part of a delay element 24. The end of the axis 38, which is more distant from the spring housing 22, is supported on a further pressure plate 26, which in turn is pressed in the direction against the spring housing 22 against a stop 40 and on the opposite side is under strong tension of a rear overload spring assembly 27. In order to achieve a short overall length and a large spring force, the overload spring arrangement 27 consists of two compression springs lying one inside the other, the housing 28 of which is operatively connected to the actuating part 8 of the temperature regulating device.
Das Verzögerungselement 24 weist ein hülsenförmiges Gehäuse 41 auf, das durch Schrauben mit dem Kaltwasserventilkörper 23 fest verbunden ist und an einem Ende mit einem Schraubdeckel 42 geschlossen ist. Der Kolben 39 ist im Innern des Gehäuses hin- und herbeweglich angebracht, wobei die Achse 38 den Boden des Gehäuses 41 und den Schraubendeckel durchdringt und mittels O-Ringen in diesen beiden Teilen dicht geführt ist. The delay element 24 has a sleeve-shaped housing 41 which is fixedly connected to the cold water valve body 23 by screws and is closed at one end by a screw cover 42. The piston 39 is attached to the inside of the housing so that it can move back and forth, the axis 38 penetrating the bottom of the housing 41 and the screw cover and being tightly guided in these two parts by means of O-rings.
Zwischen dem Kolben 39 und der Innenwand des Gehäuses 41 ist ein vorbestimmter kleiner Spalt 43 vorhanden. Der verbleibende Hohlraum 44 zwischen der Achse 38 und dem Gehäuse 41 ist mit einer Dämpfungsflüssigkeit gefüllt, welche bei einer Relativbewegung des Kolbens zum Gehäuse durch den Spalt 43 fliessen kann. A predetermined small gap 43 is present between the piston 39 and the inner wall of the housing 41. The remaining cavity 44 between the axis 38 and the housing 41 is filled with a damping liquid which can flow through the gap 43 when the piston moves relative to the housing.
Um den Hohlraum 44 mit der Dämpfungsflüssigkeit füllen zu können, ist im Boden des Gehäuses 41 eine Entlüftungsbohrung 45 (Figur 5) angebracht, die auf einfache Weise und mit kleinstem Raumbedarf mit einer Metallkugel 46 verschlossen ist. Es kann sich hierum eine handelsübliche Metallkugel handeln, welche in die ein Untermass aufweisende Bohrung 45 eingepresst ist. Die Bohrung 45 könnte auch abgestuft sein, so dass die Übergangskante als zusätzliche Dichtkante wirkt. Um Deformationen am aufnehmenden Teil zu verhindern, könnte die Kugel auch aus einem s angepassten, plastisch verformbaren Material sein. Dadurch wird ein einfacher, zuverlässiger Verschluss auf kleinstem Einbauraum gewährleistet. Durch die sehr kleine Beaufschlagungsfläche können auch grössere Drücke abgedichtet werden, ohne dass die Kugel zusätzlich verstemmt werden io muss. In order to be able to fill the cavity 44 with the damping liquid, a vent hole 45 (FIG. 5) is provided in the bottom of the housing 41, which is closed with a metal ball 46 in a simple manner and with the smallest space requirement. This can be a commercially available metal ball which is pressed into the undersize bore 45. The bore 45 could also be stepped so that the transition edge acts as an additional sealing edge. In order to prevent deformations on the receiving part, the ball could also be made of an adapted, plastically deformable material. This ensures a simple, reliable closure in the smallest installation space. Due to the very small contact area, even larger pressures can be sealed without the ball having to be additionally caulked.
Bei einer Ausführungsvariante des Verzögerungselementes 24 nach Figur 4 könnte die Achse 38 beispielsweise im Bereich des Kolbens 39 gegen die Gehäuseinnenwand mittels O-Ringen 47 abgedichtet sein, wobei für den Durchgang der 15 Dämpfungsflüssigkeit eine axiale Bohrung 48 im Kolben angebracht werden könnte. Bei einer weiteren, nicht gezeichneten Variante könnte das Verzögerungselement in rein mechanischer Art beispielsweise mit einem unter Federbelastung stehenden Ablauf oder Sperrgetriebe vorgesehen sein. 20 Der hebeiförmige Mengenreguliergriff 11 wirkt über die Mengenreguliereinrichtung auf den Kaltwasserventilkörper 23 so ein, dass dieser in axialer Richtung verschoben werden kann zum direkten Absperren des Kaltwasserzuflusses 2. Der Ventilkörper 23 wird sodann gegen die Kaltwasserventil-25 buchse 18 gepresst, die ihrerseits gegen den Warmwasserventilsitz 14 geschoben wird, um den Warmwasserzufluss 3 zu schliessen. Mittels der Mengenreguliereinrichtung werden die entsprechenden Spaltöffnungen für den Durchfluss freigegeben oder verschlossen. Damit die Ventildichtungen nicht 30 zu hoch beansprucht werden, ist in der Mengeneinstelleinrichtung zur Hubbegrenzung ein Anschlagring 29 angebracht, welcher mit einem Nocken 30 in eine schlitzförmige Aussparung 49 im zylindrischen Gehäuseteil 12 hineinragt. Der Anschlagring 29 ist aussen mit einer Kerbverzahnung 50 35 versehen, die mit dem hebeiförmigen Mengenreguliergriff 11 in Wirkverbindung gebracht wird. Mit diesem Anschlagring 29 wird anderseitig auch die grösste Ventilöffnung begrenzt. In an embodiment variant of the delay element 24 according to FIG. 4, the axis 38 could be sealed, for example in the region of the piston 39, against the inner wall of the housing by means of O-rings 47, an axial bore 48 being able to be made in the piston for the passage of the damping fluid. In a further variant, not shown, the delay element could be provided in a purely mechanical manner, for example with a spring-loaded drain or locking mechanism. 20 The lever-shaped quantity regulating handle 11 acts on the cold water valve body 23 via the quantity regulating device in such a way that it can be displaced in the axial direction to shut off the cold water inflow 2. The valve body 23 is then pressed against the cold water valve bushing 18, which in turn is pressed against the hot water valve seat 14 is pushed to close the hot water inflow 3. The corresponding stomata for the flow are released or closed by means of the quantity regulating device. So that the valve seals are not overstressed, a stop ring 29 is attached in the quantity setting device to limit the stroke, which protrudes with a cam 30 into a slot-shaped recess 49 in the cylindrical housing part 12. The stop ring 29 is provided on the outside with serration 50 35, which is brought into operative connection with the lever-shaped quantity regulating handle 11. With this stop ring 29, the largest valve opening is also limited on the other side.
Nachdem bei der Montage durch die Mengenreguliereinrichtung die Ventildichtungen 14,18 auf das zum Dichten 40 notwendige Mass gedrückt sind, wird der Anschlag des Anschlagringes 29 an die Schlitzbegrenzung gebracht und der Mengenreguliergriff 11 in entsprechender Stellung auf die Kerbverzahnung 50 des Anschlagringes 29 geschoben. Wird durch Drehung am Mengenreguliergriff 11 der Anschlag auf 45 der gegenüberliegenden Seite zum Anliegen gebracht, so ist die vorausbestimmte maximale Ventilöffnung erreicht. Es handelt sich hier um eine konstruktiv sehr einfache Hubbegrenzung mit gedrungener Baulänge. Sie bezweckt durch die limitierte Ventildichtungspressung beim Absperren des Was-50 serflusses die Ventildichtung geringstmöglichst zu belasten, was eine vergrösserte Lebensdauer mit sich bringt. Mit dem gleichen Element wird andererseits auch die maximale Ventilöffnung bestimmt. After the valve seals 14, 18 have been pressed to the dimension necessary for sealing 40 during assembly by the quantity regulating device, the stop of the stop ring 29 is brought to the slot limit and the quantity regulating handle 11 is pushed in a corresponding position onto the serration 50 of the stop ring 29. If the stop on 45 on the opposite side is brought to rest by turning the volume control handle 11, the predetermined maximum valve opening is reached. This is a very simple stroke limitation with a compact overall length. The purpose of the limited valve seal pressure when shutting off the water flow is to load the valve seal as little as possible, which results in an extended service life. With the same element, on the other hand, the maximum valve opening is also determined.
Bei anderen bekannten Mischarmaturen dieser Art kann 55 man die Elastomer-Ventildichtungen mit Gewalt beliebig zusammenpressen, was die Lebensdauer verkürzt. Bei weiteren bekannten Lösungen werden Rutschkupplungen eingebaut, um die Zusammenpressung zu limitieren, was natürlich einen viel grösseren Aufwand erfordert. Zum Zweck einer 60 geringen Ventildichtungsbelastung beim Absperren könnte auch ein Federelement (eine Federscheibe) zwischen das Kaltwasserventil und dessen Betätigungsorgan vorgesehen werden. Andererseits könnte auch ein unter Federbelastung stehendes Warmwasserventil vorgesehen sein. 65 Die Rückstellfeder 31 stützt sich mit einem Ende am aus-flusseitigen Ende des zylindrischen Gehäuseteiles 13 ab, mit dem anderen Ende steht es in Wirkverbindung mit einer sie umgebenden Buchse 32, welche auf der der Feder zuge- In other known mixing fittings of this type, the elastomer valve seals can be pressed together as desired using force, which shortens the service life. In other known solutions, slip clutches are installed in order to limit the compression, which of course requires much more effort. A spring element (a spring washer) could also be provided between the cold water valve and its actuating member for the purpose of a low valve seal load when shut off. On the other hand, a hot water valve under spring loading could also be provided. 65 The return spring 31 is supported at one end on the outflow-side end of the cylindrical housing part 13, at the other end it is in operative connection with a bush 32 surrounding it, which is connected to the spring
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kehrten Seite Stege 33 aufweist, die zu konzentrischen Abstützungen auf dem temperaturempfindlichen Element 16 dienen. Diese Stege geben auch die Öffnungen zur Leitung des Misch wassers auf das temperaturempfindliche Element frei. Der Mischwasserstrom wird durch die Rückstellfeder 31 nicht strömungsungünstig beeinflusst. Die Ausbildung der Buchse 32 ist so gestaltet, dass das Mischwasser in intensivem Kontakt mit dem Fühlerteil des temperaturempfindlichen Elementes gebracht wird. Reverse side webs 33 which serve for concentric supports on the temperature-sensitive element 16. These webs also open the openings for directing the mixed water onto the temperature-sensitive element. The mixed water flow is not influenced unfavorably by the return spring 31. The design of the socket 32 is designed so that the mixed water is brought into intensive contact with the sensor part of the temperature-sensitive element.
Das Kaltwasser wird nach Durchströmen des Ventilsitzes durch eine sich trichterförmig verengende Öffnung in der Hohlnabe 17 geleitet und strömt anschliessend durch die radial angebrachten Öffnungen 34 mit dem Warmwasserstrom zusammen. Dieser gelangt quer in den zylindrischen Gehäuseteil 13 und wird durch die obere Wandung 51 der in den zylindrischen Gehäuseteil 13 hineinragenden Hohlnabe 17 axial umgelenkt. Das Kaltwasser wird also quer in den Warmwasserstrom geleitet, so dass eine gute Vermischung dieser beiden Wasserströme gewährleistet wird, damit das Mischwasser im Ausflussstrahl keine ungleichen Temperaturzonen aufweist und auch mit einheitlicher Temperatur auf das temperaturempfindliche Element auftrifft. After flowing through the valve seat, the cold water is passed through a funnel-shaped opening in the hollow hub 17 and then flows together with the hot water flow through the radially arranged openings 34. This reaches transversely into the cylindrical housing part 13 and is deflected axially through the upper wall 51 of the hollow hub 17 projecting into the cylindrical housing part 13. The cold water is thus led transversely into the hot water flow, so that a good mixing of these two water flows is ensured so that the mixed water in the outflow jet does not have unequal temperature zones and also strikes the temperature-sensitive element at a uniform temperature.
Zum Abdichten der beiden Wasserzuläufe dienen Ela- Ela is used to seal the two water inlets.
4 4th
stomer-Ventildichtungen 35 (Figur 3), die als Profilringe ausgebildet sind, deren Form zur Verankerung der Schwalbenschwanznut im Aufnahmeteil angepasst ist und zusätzlich durch eine (Spann-)Hülse 36 gesichert ist. Die Dichtlippen s des Profilringes haben ein halbkreisförmiges Profil. Der Profilring hat ein kleines Volumen, damit bei Temperaturunterschieden möglichst keine Veränderung der Ausflussmenge eintritt. Durch deren Form wird mit einfachen Mitteln eine optimale stabile Verankerung im Aufnahmeteil bewirkt, was io für eine genaue Temperaturregelung erforderlich ist. Die Form der Dichtlippe hebt sich vorteilhaft hervor gegenüber bekannten Ausführungen, bei welchen ein Rundschnurring (O-Ring) zu Dichtzwecken verwendet wird mit dem Nachteil, dass der O-Ring zur einfachen Verankerung, damit er durch ls die Wasserströmung nicht gelöst wird, stärker verpresst und verformt werden muss, was dessen Lebensdauer verständlicherweise verkürzt. stomer valve seals 35 (FIG. 3), which are designed as profile rings, the shape of which is adapted for anchoring the dovetail groove in the receiving part and is additionally secured by a (clamping) sleeve 36. The sealing lips s of the profile ring have a semi-circular profile. The profile ring has a small volume, so that there is no change in the outflow quantity when there are temperature differences. Due to their shape, an optimal stable anchoring in the receiving part is achieved with simple means, which is required for precise temperature control. The shape of the sealing lip is advantageous compared to known designs in which a round cord ring (O-ring) is used for sealing purposes, with the disadvantage that the O-ring is more compressed for easy anchoring so that it is not released by the water flow and must be deformed, which understandably shortens its lifespan.
In bezug auf die vordere Überlastfeder 21 sei noch bemerkt, dass diese eine zu grosse Krafteinwirkung auf das temperaturempfindliche Element verhindert bei schneller Betätigung der Mengenregulierung von grosser auf kleine Menge oder bei gänzlichem Absperren des Wasserflusses. With regard to the front overload spring 21, it should also be noted that this prevents excessive force acting on the temperature-sensitive element when the quantity control is actuated quickly from a large to a small quantity or when the water flow is completely shut off.
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2 Blatt Zeichnungen 2 sheets of drawings
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PL | Patent ceased |