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Die
Erfindung betrifft ein Misch- und Absperrventil mit in einem Ventilgehäuse vorgesehenen
Einlässen
für Kalt-
und Heißwasser,
einem Wasserauslass und gegeneinander anliegenden, mit Ausnehmungen
versehenen Ventilscheiben, von denen eine im Ventilgehäuse als
Ventilsitzscheibe drehfest gelagert ist und die Durchgangsöffnungen
aufweist, die von einem Umkreis tangiert und mit den Einlässen und
dem Auslass verbunden sind, während
die andere als eine, mit einem Handgriff drehbare Ventilregulierscheibe
ausgebildet ist, in der ein von dem Umkreis begrenzter Überströmkanal vorgesehen
ist, mit dem Durchgangsöffnungen
in der Ventilsitzscheibe derart in Verbindung bringbar sind, dass
aus der Absperrstellung bei einer Öffnungsbetätigung zunächst lediglich zunehmend Kaltwasser
abgegeben wird.
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Ein
derartiges Ventil ist aus der
deutschen Auslegeschrift
28 03 663 bekannt. Bei diesem Ventil wird, aus der Absperrstellung
beginnend, mit einer Rechtsdrehung zunächst zunehmend in Abhängigkeit
vom Drehwinkel der Kaltwasserdurchfluss freigegeben. Nachdem die
maximale Durchflussmenge von Kaltwasser eingestellt ist, kann mit
einer weiteren Rechtsdrehung zunehmend Warmwasser dem Kaltwasser
beigemischt werden, so dass temperiertes Mischwasser erzeugt wird.
Derartige Ventile werden auch als Sicherheitsmischventile bezeichnet,
da immer zunächst
von der Absperrstellung aus der Kaltwasserdurchfluss freigegeben
wird, wodurch eine Verbrühungsgefahr
weitgehend ausgeschlossen ist.
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Ferner
ist aus der Druckschrift
DE
43 38 701 A1 ein Misch- und Absperrventil bekannt, bei
dem mit einer Linksdrehung aus der Absperrstellung zunächst zunehmend
in Abhängigkeit
vom Drehwinkel der Durchfluss von Kaltwasser freigegeben wird, sobald
die maximale Durchflussmenge von Kaltwasser erreicht ist, wird bei
weiterer Linksdrehung der Durchfluss von Kaltwasser gedrosselt und
eine entsprechende zunehmende Menge Heißwasser dem durchfließenden Kaltwasser
zugemischt, so dass in Abhängigkeit
vom Drehwinkel die Temperatur des abgegebenen Mischwassers bestimmbar
ist, wobei die Durchflussmenge in etwa gleichbleibend ist.
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Auch
aus der
AT 4030 B ist
eine Mischvorrichtung für
kaltes und warmes Wasser mit einem Drehschieber bekannt, bei welchem
zunächst
kaltes Wasser in einen Mischraum gelangt und erst bei weiterem Verdrehen
des Drehschiebers eine Verbindung zur Warmwasserzuleitung erfolgt,
um warmes Mischwasser zu erzeugen.
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Weiterhin
sind in der
DE 88 10
965 U1 und der
GB
465222 A unterschiedliche Geometrien für Überströmkanäle in Ventilscheiben offenbart.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das im Oberbegriff des Anspruchs
1 angegebene Misch- und Absperrventil zu verbessern und insbesondere
so zu gestalten, dass der Durchmesser der Ventilscheiben verringert
werden kann unter Beibehaltung der Durchflussleistung.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem
gattungsgemäßen Ventil
dadurch gelöst,
dass der Überströmkanal spiegelbildlich
auf einer auf einem Durchmesser angeordneten Symmetrieachse ausgebildet
ist und drei Arme aufweist, wobei die Durchgangsöffnung für den Wasserauslass in der Ventilsitzscheibe
im Wesentlichen vom Umkreis und von einem auf dem Umkreis angeordneten
Halbkreisbogen begrenzt ist.
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Weitere
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 9 angegeben.
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Die
mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin,
dass mit dem erfindungsgemäßen Überströmkanal in
Verbindung mit den entsprechend gestalteten Durchgangsöffnungen
die Durchflussleistung des Misch- und Absperrventils erheblich erhöht werden
kann, bzw. bei gleichbleibender Durchflussleistung die Ventilscheiben
im Durchmesser entsprechend verringert werden können und somit eine schlankere
Bauweise des Armaturenkörpers
ermöglichen.
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Außerdem ermöglicht die
erfindungsgemäße symmetrische
Ausbildung des Überströmkanals
die Öffnungsbewegung
des Ventils wahlweise auf eine Linksdrehung oder auf eine Rechtsdrehung
einzustellen, wobei lediglich die Anschlussleitungen für Kalt-
und Heißwasser
zu vertauschen und der Drehanschlag in dem Ventil entsprechend umgesetzt
werden müsste.
Hierdurch kann, z. B. bei irrtümlich falsch
installierten Anschlüssen
für Kalt-
und Heißwasser,
auch einfach mit einem entsprechenden Umsetzen der Anschlagausbildung
das Ventil betriebsbe reit gemacht werden. Eine Korrektur der Kalt-
und Heißwasseranschlüsse kann
dann unterbleiben.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden
näher beschrieben.
Es zeigt in der Zeichnung
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1 ein
Misch- und Absperrventil in der Schnittebene I der 2;
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2 das
in 1 gezeigte Misch- und Absperrventil in Draufsicht
bei abgenommenem Handgriff;
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3 die
in 1 gezeigte Ventilregulierscheibe;
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4 die
in 3 gezeigte Ventilregulierscheibe in Richtung des
Pfeils IV;
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5 die
in 1 gezeigte Ventilsitzscheibe der Schnittebene
V der 6;
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6 die
in 5 gezeigte Ventilsitzscheibe in Richtung des Pfeils
VI;
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7 die
in 4 gezeigte Ventilregulierscheibe und die in 6 gezeigte
Ventilsitzscheibe in verkleinerter Darstellung, wobei die beiden
Scheiben zu einem Paar aufeinander angeordnet sind und die Ventilregulierscheibe
sich in der Absperrstellung zu der Ventilsitzscheibe befindet;
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8 das
in 7 gezeigte Paar der Ventilscheiben, wobei die
Ventilregulierscheibe in einer Linksdrehstellung den maximalen Durchfluss
von Kaltwasser freigibt;
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9 das
in 8 gezeigte Paar von Ventilscheiben, wobei durch
eine weitere Linksdrehung der Ventilregulierscheibe der Durchfluss
von Kalt- und Heißwasser
bzw. temperiertem Mischwasser freigegeben ist;
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10 das
in 9 gezeigte Paar von Ventilscheiben, wobei durch
eine weitere Linksdrehung der Ventilregulierscheibe der Durchfluss
von Heißwasser
freigegeben ist.
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In 1 und 2 der
Zeichnung ist ein Misch- und Absperrventil gezeigt, dass für den Einsatz
in einen in der Zeichnung nicht dargestellten Armaturenkörper vorgesehen
ist. Die Ventilelemente sind hierbei in einem Ventilgehäuse 1 als
Baueinheit gekapselt angeordnet, so dass diese Einheit an oder in
verschiedenen Sanitärarmaturenkörpern in
bekannter Weise befestigt werden kann.
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Das
Ventilgehäuse 1 ist
als Stufenhülse
ausgebildet, deren erweiterte Stirnseite mit einem Boden 10 verschließbar ist.
In dem Boden sind Öffnungen 100 für das zufließende Kalt-
und Heißwasser
sowie für
den Wasserabfluss ausgebildet. Auf dem Boden 10 ist eine
aus Hartstoff hergestellte Ventilsitzscheibe 2 drehfest
im Ventilgehäuse 1 angeordnet,
wobei die Öffnungen 100 im
Boden 10 mittels Dichtungen 101 jeweils eine gegenüber dem
Außenbereich
geschlossene Verbindung von dem in der Zeichnung nicht dargestellten
Sanitärarmaturenkörper zu
der Ventilsitzscheibe 2 herstellen. Die Ventilsitzscheibe
weist eine von dem Boden 10 abgekehrte, geglättete Stirnseite 29 auf,
an der eine ebenfalls aus Hartstoff hergestellte Ventilregulierscheibe 3 mit
einer geglätteten
Stirnseite 37 anliegt. An der gegenüberliegenden Stirnseite ist
die Ventilregulierscheibe 3 von einem Führungsstück 4 aufgenommen,
wobei an dem Führungsstück 4 ausgebildete
Nasen 41 in entsprechende Ausnehmungen 38 der
Ventilregulierscheibe 3 einfassen, so dass die Ventilregulierscheibe 3 formschlüssig mit
dem Führungsstück 4 verbunden
ist. Das Führungsstück 4 ist
an der gegenüberliegenden Stirnseite
im Bereich einer gestuften Einschnürung des Ventilgehäuses 1 stirnseitig
aus dem Ventilgehäuse 1 mit
einem Zapfen 40 herausgeführt. Im Bereich der Einschnürung bildet
das Ventilgehäuse 1 ein
Axial- und Radiallager für
das Führungsstück 4 und
die mit dem Führungsstück 4 formschlüssig verbundene
Ventilregulierscheibe 3. Am vorstehenden Endbereich des
Zapfens 40 ist ein Handgriff 5 – in der Zeichnung
gestrichelt angedeutet – drehfest
mit dem Führungsstück 4 verbunden,
so dass mit einer Drehbewegung des Handgriffs 5 synchron
die Ventilregulierscheibe 3 relativ zur Ventilsitzscheibe 2 gedreht wird.
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Die
Ventilsitzscheibe 2 weist eine Kreisfläche mit einem Umkreis 25 auf,
wie es insbesondere aus 6 der Zeichnung zu entnehmen
ist. Auf einem Durchmesser ist eine Symmetrieachse 20 vorgesehen,
zu der symmetrisch zu beiden Seiten in einer Hälfte der Ventilsitzscheibe 2 eine
Durchgangsöffnung 21a für Kaltwasser
und eine Durchgangsöffnung 21b für Heißwasser
vorgesehen ist. In der gegenüberliegenden
Hälfte
der Ventilsitzscheibe 2 ist auf der Symmetrieachse 20 eine
Durchgangsöffnung 22 für den Wasserauslass
ausgebildet. Alle Durchgangsöffnungen 21a, 21b, 22 tangieren
einen Umkreis 25. Die Ventilsitzscheibe 2 weist
dabei einen Scheibendurchmesser 24 von 22 mm auf. Die Durchgangsöffnung 22 wird
einerseits von dem Umkreis 25 und andererseits von einem
Halbkreisbogen 220 begrenzt. Der Halbkreisbogen 220 weist
einen Radius 221 mit einer Länge von etwa 27% des Scheibendurchmessers 24 auf.
Der Mittelpunkt des Halbkreisbogens 220 ist dabei auf der
Symmetrieachse 20 angeordnet und mit einer Strecke 23 von
7,5% des Scheibendurchmessers 24 vom Umkreis 25 aus
zum Zentrum der Ventilsitzscheibe 2 verschoben angeordnet.
Die beiden Endbereiche des Halbkreisbogens 220 gehen dabei
jeweils mit einem Radius 222 von etwa 10% des Scheibendurchmessers 24 in
den Umkreis 25 über.
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Die
in der gegenüberliegenden
Hälfte
angeordneten Durchgangsöffnungen 21a, 21b für Kalt- und
Heißwasser
weisen jeweils radiale Seitenwände auf,
deren Mittelpunkt aus dem Zentrum der Ventilsitzscheibe 2 um
eine Strecke 26 von etwa 5% des Scheibendurchmessers 24 in
die gegenüberliegende Hälfte auf
der Symmetrieachse 20 verlagert ist. Die beiden radialen
Seitenwände,
die der Symmetrieachse 20 zugekehrt sind, bilden einen
Winkel 27 von 60°. Die
der Symmetrieachse 20 abgekehrten Seitenwände bilden
einen Winkel 28 von 122°.
Die Länge
der radialen Seitenwände
der Durchgangsöffnungen 21a, 21b für Kalt-
und Heißwasser
entspricht jeweils etwa dem Bogenstück auf dem Umkreis 25.
Die Ecken der Durchgangsöffnungen 21a, 21b sind
verrundet ausgebildet.
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Die
Ventilregulierscheibe 3 weist einen zum Umkreis 24 entsprechenden
Umkreis 35 auf, wie es insbesondere aus 4 der
Zeichnung zu entnehmen ist. Vom Umkreis 35 begrenzt ist
auf einer Symmetrieachse 31 ein Überströmkanal 30 ausgebildet. Der Überströmkanal 30 weist
drei Arme 32a, 32b, 32c auf und ist von
einer Stirnseite 37 aus als Oberflächenkanal in die Ventilregulierscheibe 3 eingelassen.
Der eine Arm 32a ist dabei auf der Symmetrieachse 31 angeordnet,
während
die zwei anderen Arme 32b, 32c mit einem Winkel 33 von
etwa 37° zur Symmetrieachse 35 geneigt
angeordnet sind. Die Querschnitte der Arme 32a, 32b, 32c sind
im Bereich des Umkreises 35 gleich groß dimensioniert.
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Der
auf der Symmetrieachse 31 angeordnete Arm 32a ist über eine
Einschnürung 34 mit
einem im Wesentlichen in der gegenüberliegenden Hälfte der
Ventilregulierscheibe 3 angeordneten verdickten Mittelbereich 36 verbunden,
wie es insbesondere aus 4 der Zeichnung zu entnehmen
ist. Die beiden anderen Arme 32b, 32c sind mit
einer geringeren Einschnürung 340 mit
dem Mittelbereich 36 verbunden. Der verdickte Mittelbereich 36 ist
so dimensioniert, dass in allen möglichen Drehstellungen der Ventilregulierscheibe 3 eine
gute Wasserführung
und Verbindung zur Durchgangsöffnung 22 für den Wasserauslauf
in der Ventilsitzscheibe 2 besteht. Die Einschnürung 34 am
Arm 32a ist etwa auf 2/5 und die jeweilige Einschnürung 340 an
den beiden Armen 32b, 32c sind etwa auf ½ der maximalen
Breite der Arme dimensioniert. Die Arme 32a, 32b, 32c sind
dabei mit radialen Seitenwänden
versehen, die mit einem Winkel 39 von 30°, geneigt
zur Mittellinie, angeordnet sind. Die radialen Seitenwände gehen
dabei einerseits in die Einschnürung 34, 340 und
andererseits in den Umkreis 35 mittels Kreisbögen über.
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In
der 7 der Zeichnung ist die Ventilsitzscheibe 2 und
die Ventilregulierscheibe 3 zu einem Paar aufeinander angeordnet,
wobei die Ventilregulierscheibe 3 sich in der Absperrstellung
zu der Ventilsitzscheibe 2 befindet. Die Durchgangsöffnungen 21a, 21b und 22 der
Ventilsitzscheibe 2 sind gestrichelt dargestellt. Auch der Überströmkanal 30 der Ventilregulierscheibe 3 ist
gestrichelt dargestellt. Der Überströmkanal 30 befindet
sich in dieser Drehstellung der Ventilregulierscheibe 3 mit
Abstand zu den beiden Durchgangsöffnungen 21a und 21b für Kalt- und
Heißwasser.
Mit der Durchgangsöffnung 22 befindet
sich der Überströmkanal 30 in
allen Drehstellungen der Ventilregulierscheibe 3 in Überdeckung, wie
es aus der Zeichnung 7 bis 10 ersichtlich
ist.
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In
der Absperrstellung des Ventils liegt der Handgriff 5 an
einem Anschlag, der in der Zeichnung nicht dargestellt ist, an.
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Soll
Wasser gezapft werden, so ist die Ventilregulierscheibe 3 mittels
einer Linksdrehung zur Ventilsitzscheibe 2 mit Hilfe des
Handgriffs 5 über
das Führungsstück 4 zu
drehen. Hierdurch gelangt in Abhängigkeit
vom Drehwinkel zunehmend der Arm 32a mit der Durchgangsöffnung 21a für Kaltwasser
in Überdeckung,
so dass zunächst
nur Kaltwasser über die
Durchgangsöffnung 22 abgegeben
wird. In 8 der Zeichnung ist eine Drehstellung
der Ventilregulierscheibe dargestellt, bei der ein maximaler Kaltwasserdurchfluss
freigegeben ist.
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Bei
einer weiteren Linksdrehung der Ventilregulierscheibe 3 mit
dem Handgriff 5 wird der Überdeckungsgrad des Arms 32a mit
der Durchgangsöffnung 21a wieder
verringert, entsprechend gelangt in gleichem Maße der Arm 32b mit
der Durchgangsöffnung 21b für Heißwasser
zunehmend in Überdeckung,
so dass in diesem Drehbereich temperiertes Mischwasser aus Kalt-
und Warmwas ser erzeugt wird, wobei die Gesamtdurchflussmenge in
etwa konstant bleibt. In 9 der Zeichnung ist eine mittlere
Stellung, in der die Durchgangsöffnungen 21a, 21b von
den Armen 32a, 32b zur Hälfte überdeckt sind.
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Wird
die Ventilregulierscheibe 3 mit dem Handgriff 5 weiter
mit einer Linksdrehung bewegt, so gelangt der Handgriff an einen
weiteren, in der Zeichnung nicht dargestellten Drehanschlag, bei
der lediglich Heißwasser
an die Durchgangsöffnung 22 für den Wasserauslass
abgegeben wird. Eine derartige Drehstellung der Ventilregulierscheibe 3 zur
Ventilsitzscheibe 2 ist in 10 der
Zeichnung gezeigt. Der gesamte Drehwinkel der Ventilregulierscheibe 3 von
der Absperrstellung bis zur Heißwasserstellung beträgt etwa
90°.
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Sollte
der Öffnungsvorgang
bei dem Misch- und Absperrventil anstatt mit einer Linksdrehung
mit einer Rechtsdrehung erfolgen, so wären lediglich die Anschlüsse für Kalt-
und Heißwasser
und die in der Zeichnung nicht dargestellte Anschlagausbildung umzuwechseln.
Durch die symmetrische Anordnung der Durchgangsöffnungen 21a, 21b, 22 in
der Ventilsitzscheibe 2 und die symmetrische Ausbildung
des Überströmkanals 30 in
der Ventilsitzscheibe kann das Misch- und Absperrventil wahlweise
so eingestellt werden, dass die Öffnungsbewegung
mit einer Linksdrehung oder einer Rechtsdrehung erfolgen kann.
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Auch
bei einem irrtümlichen
Vertauschen der Anschlussleitungen für Kaltwasser und Heißwasser an
dem Armatu renkörper
kann durch ein einfaches Umsetzen der Anschlagausbildung das Misch-
und Absperrventil betriebsbereit gemacht werden. Ein umständliches
und kostenträchtiges Ändern der
Anschlussleitungen von Kalt- und Heißwasser kann dabei unterbleiben.