CH666948A5 - Einhebel-mischarmatur. - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine Einhebel-Mischarmatur, insbesondere für den Sanitärbereich, mit einer Festscheibe, die drei Durchtrittsöffnungen aufweist; mit einer an der Festscheibe anliegenden, gegenüber dieser verdrehbaren und verschiebbaren Regelscheibe, die zusammen mit einem Mitnahmeteil einen Umlenkkanal begrenzt, über den je nach der Relativstellung der beiden Scheiben Wasser zwischen den Durchtrittsöffnungen der Festscheibe fliessen kann; mit einer Mehrzahl paralleler schmaler Rippen, welche einstückig mit dem Mitnahmeteil ausgebildet sind und so in den Umlenkkanal hineinragen, dass ihre Enden zweien der Durchtrittsöffnungen der Festscheibe benachbart sind.

Eine derartige Einhebel-Mischarmatur ist aus der DE-OS 2 937 475 bekannt. Es handelt sich dabei um eine im sogenannten Druckbetrieb arbeitende Armatur, bei der durch eine Durchtrittsöffnung der Festscheibe Kaltwasse zufliesst, durch eine zweite Durchtrittsöffnung Warmwasser zufliesst, eine Vermischung dieser beiden Wasserströme im Umlenkkanal stattfindet und schliesslich das Mischwasser durch die dritte Durchgangsöffnung der Festscheibe wieder abfliesst. Die geräuschdämpfenden Rippen sind bei der bekannten Armatur ausschliesslich im Bereich der Zuströmöffnungen für Kalt- und Warmwasser im Umlenkkanal angeordnet. Hiermit lässt sich zwar für Armaturen mit geringer Literleistung im Druckbetrieb eine zufriedenstellende Geräuschdämpfung erzielen. Bei höheren Literleistungen ist jedoch die Geräuschdämpfung noch nicht voll zufriedenstellend. Vor allem aber ist die bekannte geräuschdämpfende Einrichtung ausschliesslich für den Druckbetrieb geeignet; für den Niederdruckbetrieb müssen anders geformte geräuschdämpfende Einrichtungen verwendet werden, so dass in Fertigung und Lagerhaltung Druck- und Niederdruckbetrieb auseinandergehalten werden müssen. Dies ist selbstverständlich sehr kostenaufwendig.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Einhebel-

Mischarmatur der eingangs genannten Art so auszugestalten, dass die geräuschdämpfende Einrichtung weiterhin aus starren, einstückig an das Mitnahmeteil angeformten Körpern besteht, die geräuschdämpfende Wirkung im Druckbetrieb auch bei höheren Literleistungen gut ist und vor allem dieselbe Armatur sowohl im Druck- als auch im Niederdruckbetrieb verwendet werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass eine einstückig mit dem Mitnahmeteil ausgebildete massive Stauplatte vorgesehen ist, welche sich auf die dritte Durchtrittsöffnung der Festscheibe zu erstreckt und in der Schliessstellung der Armatur derjenigen Hälfte der dritten Durchtrittsöffnung gegenübersteht, die von den beiden anderen Durchtrittsöffnungen der Festscheibe abgewandt ist.

Zum richtigen Verständnis der geräuschdämpfenden Wirkung der erfindungsgemässen geräuschdämpfenden Einrichtung ist es wichtig, sich das Geräuschverhalten von Druck- und Niederdruckarmaturen zu vergegenwärtigen:

Druckarmaturen zeichnen sich im allgemeinen dadurch aus, dass, ausgehend von der Schliessstellung und bei progressiver Öffnung des Ventils, zunächst ein Geräuschmaximum bei sehr geringen Öffnungsgraden auftritt. Bei weiterem Öffnen des Ventils nimmt die Geräuschentwicklung zunächst wieder ab, bis dann unter Umständen durch die erhöhte, durch das Ventil strömende Wassermenge wieder eine Erhöhung des Geräuschpegels eintritt.

Die Geräuschentwicklung in Niederdruckarmaturen unterscheidet sich hiervon dadurch, dass bei den geringen Öffnungsgraden des Ventils im allgemeinen keine Geräuschspitze auftritt, dass vielmehr eine kontinuierliche Zunahme der Geräuschentwicklung mit zunehmender Öffnung des Ventils beobachtet wird, jeweils abhängig vom Eigenwiderstand der Armatur.

Die erfindungsgemässe Mischarmatur ist nun bezüglich ihrer geräuschdämpfenden Einrichtung in glücklicher Weise so gestaltet, dass die geräuschdämpfende Wirkung sowohl im Druckais auch im Niederdruckbetrieb exakt an die oben beschriebene Geräuschcharakteristik angepasst ist. Im Druckbetrieb unterdrücken die parallelen, in den Umlenkkanal hineinragenden Rippen die Geräuschspitze, während die der dritten Durchtrittsöffnung, die in diesem Falle als Mischwasser-Abgangsöffnung dient, gegenüberstehende Stauplatte dem monotonen Anstieg der Geräuschentwicklung bei zunehmendem Wasserdurchsatz entgegenwirkt. Im Niederdruckbetrieb, in dem die Wasserströmungen entgegengesetzt durch das Ventil verlaufen, sorgen die Rippen im Umlenkkanal bei geringen Öffnungsgraden für eine geringe Drosselung, die zu einer gerade angemessenen Geräuschdämpfung führt. Die Stauplatte ist in dieser Öffnungsphase weitgehend ausserhalb des Wasserweges und nimmt auf die Geräuschdämpfung nur wenig Einfluss. Wird jedoch das Ventil zunehmend geöffnet, rückt die Stauplatte zunehmend in den Wasserweg und bewirkt so einen zunehmenden Strömungswiderstand und hierdurch auch zunehmende Geräuschdämpfung, in exakter Anpassung an die sonst (ohne geräuschdämpfende Einrichtung) sich ergebende Geräuschentwicklung. Weder im Druck- noch im Niederdruckbetrieb ergeben sich in beliebigen Öffnungsphasen unnötige Drosselungen des Wasserstromes.

Dadurch, dass nur einstückig an das Mitnahmeteil angeformte, massive Körper innerhalb der geräuschdämpfenden Kombination verwendet werden, ergeben sich keine zusätzlichen Montagekosten, wie sie früher für die zur Geräuschdämpfung weitgehend eingesetzten Siebe entstanden sind. Bei den geräuschdämpfenden Körpern handelt es sich um relativ grobe, glatte Strukturen, die praktisch keine Neigung zur Verstopfung zeigen und in denen keine Fremdkörper verfangen können. Auch die in optimaler Weise vorgesehene By-pass-Wege sorgen dafür, dass eine dauerhafte Funktion des Ventils und der ge5

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räuschdämpfenden Einrichtung über viele Betriebsjahre hinweg gewährleistet ist.

Der Abstand zwischen dem freien Ende der Stauplatte und der Berührungsebene zwischen Festscheibe und Regelscheibe ist zweckmässigerweise grösser als der Abstand zwischen den freien Enden der Rippen und der Berührungsebene zwischen Festscheibe und Regelscheibe. Überhaupt kann durch die Entfernung, über welche die Stauplatte in den Umlenkkanal hineinragt, deren Anteil an der gesamten geräschdämpfenden Wirkung der geräuschdämpfenden Kombination an die jeweiligen Verhältnisse angepasst werden. Bei den geräuschdämpfenden Rippen dagegen ist es immer zweckmässig, wenn ihre unteren Enden so nahe wie möglich an der Berührungsebene zwischen feststehender und beweglicher Steuerscheibe auslaufen.

Das freie Ende der Stauplatte sollte an derjenigen Seite, die zur Mitte des Umlenkkanals weist, abgerundet sein. Auf diese Weise wird das Vorbeiströmen des Wassers sowohl im Druckais auch im Niederdruckbetrieb an der Stauplatte erleichtert; die Entstehung geräuschbildender Wirbel wird vermieden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 die Unteransicht von Regelscheibe und Mitnahmeteil bei einer Mischarmatur;

Fig. 2 einen Schnitt gemäss Linie II-II von Fig. 1.

Der Aufbau einer Mischarmatur der hier interessierenden Art lässt sich am besten anhand der Fig. 2 erläutern. In einem nicht gezeigten Armaturen- bzw. Kartuschenkörper ist eine erste Keramikscheibe 1 raumfest, d.h. insbesondere nicht verdrehbar und verschiebbar, angeordnet. Diese — gestrichelt dargestellte — erste Scheibe 1 wird nachfolgend «Festscheibe» genannt. Sie enthält zwei symmetrisch zu einer Symmetrieachse angeordnete Durchtrittsöffnungen 2 sowie eine auf dieser Symmetrieachse liegende Durchtrittsöffnung 3. Die in der Zeichnung nach oben weisende Fläche ist auf hohe Güte poliert und wirkt in bekannter Weise mit einer entsprechend bearbeiteten zweiten Keramikscheibe 4 zusammen. Diese zweite Keramikscheibe 4 kann sowohl um eine auf der Berührungsfläche senkrecht stehende Achse verdreht als auch linear zur Festscheibe 1 verschoben werden. Da sie hierbei Menge und Temperatur des auslaufenden Mischwassers einstellt, wird sie nachfolgend «Regelscheibe» genannt.

Die Regelscheibe 4 enthält eine einzige Durchtrittsöffnung

5, die so gross ist, dass sie bei einer entsprechenden Relativstellung zwischen den Scheiben 1 und 4 alle Öffnungen 2, 3 der Festscheibe 1 überdecken und miteinander verbinden kann.

Über der Regelscheibe 4 liegt — durch einen O-Ring abgedichtet — ein Mitnahmeteil 6, vorzugsweise aus Kunststoff. Das Mitnahmeteil 6 ist mit der Regelscheibe 4 so verbunden, dass sich alle Bewegungen des Mitnahmeteils 6 auf die Regelscheibe 4 übertragen. In die Rückseite 8 des Mitnahmeteils 6 ist eine Aussparung 9 eingearbeitet, in die ein nicht dargestellter, mit dem Handgriff verbundener Stellschaft eingreift. Auf der der Regelscheibe 4 zugewandten Seite besitzt das Mitnahmeteil 6 eine Ausnehmung 10, welche die Durchtrittsöffnung 5 der Regelscheibe 4 nach oben verlängert und abschliesst. Die Ausnehmung 10 des Mitnahmeteils 6 bildet so gemeinsam mit der Durchtrittsöffnung 5 der Regelscheibe 4 einen Umlenkkanal 15, über den das Wasser von den Durchtrittsöffnungen 2 der Festscheibe 1 zur Durchtrittsöffnung 3 bzw. umgekehrt fliessen kann.

An derjenigen Seite der Ausnehmung 10 des Mitnahmeteils

6, welche den Durchtrittsöffnungen 2 der Festscheibe 1 benachbart ist, sind mehrere schmale Rippen 11 einstückig an das Mitnahmeteil 6 angeformt. Diese Rippen ragen aus dem Mitnahmeteil 6 nach unten heraus und in die Durchtrittspffnung 5 der Regelscheibe 4 hinein, an deren Wand sie praktisch anliegen können. Die Breite der Rippen 11 liegt in der Grössenordnung der Abmessungen der Durchtrittsöffnungen 2 der Festscheibe 1 oder noch darunter. Die freien unteren Enden der Rippen 11 sind an der Seite, die zur Mitte des Umlenkkanals 15 weisen, abgerundet. Sie reichen bis dicht an die Berührungsebene von Festscheibe 1 und Regelscheibe 4 heran.

Im in der Zeichnung rechts liegenden Bereich ragt eine massive Stauplatte 12 eins'tückig aus dem Boden der Ausnehmung

10 des Mitnahmeteils 6 heraus. Auch sie taucht in die Durchtrittsöffnung 5 der Regelscheibe 4 hinein, hat jedoch von der Berührungsebene zwischen Festscheibe 1 und Regelscheibe 4 einen grösseren Abstand als die Rippen 11. Das untere Ende der Stauplatte 12 ist wieder auf der zur Mitte des von Regelscheibe 4 und Mitnahmeteil 6 gebildeten Umlenkkanals weisenden Seite abgerundet.

Von Bedeutung ist nun die Relativposition zwischen der Stauplatte 12 und der Durchtrittsöffnung 3 der Festscheibe 1:

Teilt man den Querschnitt der Durchtrittsöffnung 3 durch eine senkrecht zur Symmetrieachse der Festscheibe 1 liegende, gedachte Linie in zwei flächengleiche Hälften, so sollte in der Schliessstellung des Ventils die scharfe untere Kante 13 der Stauplatte 12 derjenigen Hälfte der Durchtrittsöffnung 3 der Festscheibe 1 gegenüberstehen, die von den Durchtrittsöffnungen 2 abgelegen ist.

Die einstückig an das Mitnahmeteil 6 angespritzten Rippen

11 sowie die Stauplatte 12 bilden eine geräuschdämpfende Einrichtung, die sowohl im Druck- als auch im Niederdruckbetrieb eingesetzt werden kann.

Im Druckbetrieb strömen Warm- und Kaltwasser über die Durchtrittsöffnungen 2 der Festscheibe 1 zu, vermischen sich im Umlenkkanal 15 und strömen als Mischwasser über die Durchtrittsöffnung 3 der Festscheibe 1 ab.

Ist das Ventil nur geringfügig geöffnet, treffen die in den Umlenkkanal 15 einfliessenden Wasserströme vornehmlich auf die unteren Enden der Rippen 11, werden von diesen gedrosselt und geordnet, was zu einer praktisch vollständigen Beseitigung der in dieser ersten Öffnungsphase auftretenden Geräuschspitzen führt. Die stellungs-sensitive Geräuschdämpfung der Rippen 11 wird in dieser Öffnungsphase der Mischarmatur durch eine schwache unspezifische Wirkung der Stauplatte 12 unterstützt.

Wird die Mischarmatur weiter geöffnet, so tritt die stel-lungs-sensitive Geräuschdämpfung der Rippen 11 in der Bedeutung zurück, da immer mehr in den Umlenkkanal 15 einflies-sendes Wasser an den Rippen 11 vorbeifliesst. Diese stellungs-sensitive Geräuschdämpfung wird aber in dieser Relativposition der Scheiben 1 und 4 auch nicht mehr benötigt, da hier keine Geräuschspitzen mehr auftreten. Der nunmehr stetig-unspezifisch, aufgrund des grösseren Wasserdurchsatzes monoton mit zunehmender Öffnung wachsenden Geräuschentwicklung wirkt nun progressiv die Stauplatte 12 entgegen, welche auf die Durchtrittsöffnungen 2 der Festscheibe 1 zuwandert und dabei den Mischwasserstrom zunehmend drosselt.

Die geräuschempfindliche Wirkung von Rippen 11 und Stauplatte 12 ist also optimal an die stellungs-sensitive und mengenabhängige Geräuschcharakteristik im Druckbetrieb angepasst.

Im Niederdruck ist die Strömungsrichtung des Wassers umgekehrt: Kaltwasser strömt über die Durchtrittsöffnung 3 der Festscheibe 1 in den Umlenkkanal 15 und wird aus diesem in unterschiedlichen, von der Relativposition der beiden Scheiben 1, 4 abhängigen Proportionen an die Durchtrittsöffnungen 2 der Festscheibe 1 abgegeben. Eine dieser Durchtrittsöffnungen 2 ist mit dem Auslauf der Armatur, die andere mit dem Niederdruck*Warmwasserbereiter verbunden.

Bei geringfügig geöffnetem Niederdruckventil übt die Stauplatte 12 nur einen geringen Einfluss auf die Wasserströmung

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aus; auch die Rippen 11 drosseln den Wasserdurchfluss zu den Durchtrittsöffnungen 2 nur wenig. Die geräuschdämpfende Wirkung von Stauplatte 12 und Rippen 11 entspricht der bei Niederdruckventilen in dieser Position geringen Geräuschentwicklung. Mit zunehmender Öffnung des Niederdruckventils schiebt sich die Stauplatte 12 zunehmend in den Wasserstrom. Die hiermit verbundene progressive Drosselung des Wasserstroms entspricht dem bei Niederdruckventilen beobachteten, mit zunehmender Öffnung zunehmenden «Bedarf» an Ge-5 räuschdämpfung.

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1 Blatt Zeichnungen

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1. Einhebel-Mischarmatur, insbesondere für den Sanitärbereich, mit einer Festscheibe, die drei Durchtrittsöffnungen aufweist; mit einer an der Festscheibe anliegende, gegenüber dieser verdrehbaren und verschiebbaren Regelscheibe, die zusammen mit einem Mitnahmeteil einen Umlenkkanal begrenzt, über den je nach der Relativstellung der beiden Scheiben Wasser zwischen den Durchtrittsöffnungen der Festscheibe fliessen kann; mit einer Mehrzahl paralleler, schmaler Rippen, welche einstückig mit dem Mitnahmeteil ausgebildet sind und so in den Umlenkkanal hineinragen, dass ihre Enden zweien der Durchtrittsöffnungen der Festscheibe benachbart sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine einstückig mit dem Mitnahmeteil (6) ausgebildete, massive Stauplatte (12) vorgesehen ist, welche sich auf die dritte Durchtrittsöffnung (3) der Festscheibe (1) zu erstreckt und in der Schliessstellung der Armatur derjenigen Hälfte der dritten Durchtrittsöffnung (3) gegenübersteht, die von den beiden anderen Durchtrittsöffnungen (2) der Festscheibe (1) abgewandt ist.

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PATENTANSPRÜCHE

2. Einhebel-Mischarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen dem freien Ende der Stauplatte (12) und der Berührungsebene zwischen Festscheibe (1) und Regelscheibe (4) grösser ist als der Abstand zwischen den freien Enden der Rippen (11) und der Berührungsebene zwischen Festscheibe (1) und Regelscheibe (4).

3. Einhebel-Mischarmatur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das freie Ende der Stauplatte (12) an derjenigen Seite, die zur Mitte des Umlenkkanals (15) weist, abgerundet ist.