DE102004049253B4 - Thermostatventil - Google Patents

Abstract

Thermostatventil, mit 1.1 einem Gehäuse mit einem Einlass für kaltes Wasser, einem Einlass für heißes Wasser und einem Auslass für Mischwasser, 1.2 einem bewegbaren Ventilelement (7), 1.3 je einem Ventilsitz für das kalte und das warme Wasser, 1.4 einem Temperaturfühler (12), der 1.4.1 der Temperatur des Mischwassers ausgesetzt ist und 1.4.2 den Ventilkörper in Abhängigkeit von der Temperatur des Mischwassers zum gegenläufigen Öffnen bzw. Schließen der zwischen dem Ventilkörper und den Ventilsitzen gebildeten Ventilöffnungen (13, 14) bewegt, sowie mit 1.5 einer Mischeinrichtung zum Vermischen des kalten und des warmen Wassers, die 1.6 stromab des näher an dem Temperaturfühler angeordneten Ventilsitzes angeordnet ist und mindestens eine in der Wand des Gehäuses angeordnete als langgestreckte Nut ausgebildete Vertiefung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass 1.7 die Vertiefung in der den Ventilsitz bildenden Fläche beginnt.

Description

• Die Erfindung geht aus von einem Thermostatventil, mit dessen Hilfe ein Mischwasser mit geregelter Temperatur aus einer Sanitärarmatur ausgegeben werden soll. Solche Thermostatventile haben üblicherweise ein temperaturempfindliches Regelelement, das in Abhängigkeit von der Temperatur des Mischwassers ein Ventilelement axial bewegt. Das Ventilelement ist als Hohlzylinder ausgebildet. Zwischen seinen axialen Stirnseiten und einem Gehäuseteil werden ringförmige Schlitze gebildet, durch die das kalte und warme Wasser einströmen. Bei der Verschiebung des Ventilelements wird der eine Schlitz größer und der andere gleichzeitig kleiner. Die beiden Wasserströme vermischen sich dann, so dass das Regelelement der Temperatur des Mischwassers ausgesetzt ist.
• Es ist bereits ein solches Thermostatventil bekannt ( DE 44 23 240 C1 ). Hier ist das Ventilelement so angeordnet, dass es vom kalten Wasser durchströmt wird. An dem in Strömungsrichtung hinteren Ende des Ventilelements, also im Bereich des Schlitzes für das warme Wasser, ist eine massive Platte angeordnet, die quer zur Strömungsrichtung verlauft. Sie bildet eine Querschnittsverringerung für das kalte Wasser. Dadurch wird eine starke Verwirbelung des kalten Wassers und infolgedessen eine gute Durchmischung mit dem warmen Wasser erreicht. Dadurch soll erreicht werden, dass das Dehnstoffelement zuverlässig auf die tatsächliche Temperatur des Mischwassers anspricht. Erkauft wird dies allerdings durch eine Querschnittsverringerung.
• Ebenfalls bekannt ist eine thermostatische Mischbatterie ( DE 25 48 650 A1 ), bei der das kalte und das warme Wasser axial gegenläufig in das hohlzylindrische Ventilelement einströmen und dieses etwa mittig verlassen. Auch hier ist am Ende der Strömung eine Platte vorhanden, die zu einer Querschnittsveminderung führt.
• Weiterhin ist ein Thermostatventil mit einem Ventilkörper bekannt ( DE-42 27 650 A1 ), bei dem der Ventilkörper in Abhängigkeit von der Temperatur des Mischwassers zum gleichläufigen Öffnen bzw. Schließen zweier Einlassöffnungen nur für das kalte Wasser bewegbar ist. Ein Teil des kalten Wassers trifft dabei radial auf die axiale Strömung des warmen Wassers.
• Bei einem weiteren thermostatisch geregelten Mischventil ( DE 37 40 040 A1 ) ist ein Ventilschließkörper vorhanden, bei dem das kalte Wasser radial und das warme Wasser axial einströmt. Bei diesem für einen Spezialzweck bestimmten Thermostatventil gibt es zwei Einlässe für das warme Wasser.
• Ebenfalls bekannt ist ein Thermostatventil, bei dem noch innerhalb des Ventilschließkörpers eine Hülse angeordnet ist, um deren Stirnkante das durch den Ventilsitz einströmende Wasser herum strömen muss. Ein Teil des Wassers gelangt auch durch radiale Öffnungen in dieser Hülse.
• Bei einer weiteren bekannten Mischarmatur ( DE 4038714 C2 ) sind am Mischwasserausgang stromab des Temperaturfühlers mehrere nach innen gerichtete Rippen und dadurch zwischen diesen Rippen gebildete Nuten vorhanden.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein einfach aufgebautes Thermostatventil zu schaffen, das zuverlässig auf die tatsächliche Temperatur des Mischwassers anspricht und druckverlustarm arbeitet.
• Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ein Thermostatventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vor. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, deren Wortlaut ebenso wie der Wortlaut der Zusammenfassung durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht wird.
• Durch die Anordnung der Mischeinrichtung stromab des näher an dem Temperaturfühler angeordneten Ventilsitzes braucht das durch die bei diesem Ventilsitz gebildete Öffnung einströmende Wasser keine Umlenkung durchzuführen, so dass an dieser Stelle kein Druckverlust eintritt.
• In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Mischeinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie keine Verringerung des Strömungsquerschnitts bewirkt.
• Insbesondere kann in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass die Mischeinrichtung im Bereich des Ausdehnungskörpers des Thermostatventils angeordnet ist. Der Ausdehnungskörper eines Thermostatventils ist üblicherweise ein Körper, der gegenüber den restlichen Teilen des Thermostaten radial vorspringt. In dem Gehäuse ist an dieser Stelle also eine Engstelle vorhanden, die zu einer Beschleunigung der Strömung führt. Wenn die Mischeinrichtung in dieser Stelle angeordnet ist, ist sie besonders wirkungsvoll.
• In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Mischeinrichtung mindestens eine in der Wand des Gehäuses angeordnete Vertiefung aufweist, vorzugsweise mehrere derartige über den vollständigen Umfang angeordnete Vertiefungen. Das Wasser strömt beim Vorbeiströmen in die Vertiefung ein und wird dadurch einer Umlenkung unterworfen, die zu Verwirbelungen führen und damit eine bessere Vermischung bewirken kann.
• Insbesondere ist in Weiterbildung vorgesehen, dass die Vertiefung oder mehrere oder alle Vertiefungen in der den Ventilsitz bildenden Fläche beginnt. Die Fläche, die den Ventilsitz bildet, ist beispielsweise eine ebene Ringfläche, die senkrecht zu der Längsachse des Ventils angeordnet ist. Wenn die Vertiefung in dieser Fläche schon beginnt, wird dadurch sogar eine Vergrößerung des Strömungsquerschnitts erreicht.
• Insbesondere ist vorgesehen, dass die Vertiefung oder alle Vertiefungen als Nut ausgebildet ist, wobei vorzugsweise alle Nuten parallel zueinander verlaufen. Insbesondere wird von der Erfindung bevorzugt, dass die Nuten in axialer Richtung verlaufen.
• Die Erfindung schlägt vor, dass die Nuten einen rechteckigen Querschnitt aufweisen können, insbesondere mit ausgeprägten Kanten. Derartige Nuten lassen sich sehr einfach herstellen und sind besonders wirkungsvoll.
• Das Ende der Vertiefungen in Strömungsrichtung kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung eine kontinuierlich abnehmende Tiefe aufweisen, also keine die Strömung behindernde Stufe.
• Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der Zusammenfassung, deren beider Wortlaut durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht wird, der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigen:
• 1 einen Axialschnitt durch ein Thermostatventilgehäuse und
• 2 einen Querschnitt etwa längs Linie II-II in 1.
• 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Teil eines Thermostatventils. Dieser in der Figur dargestellte Teil wird in ein Armaturengehäuse eingeschraubt. Dieses Armaturengehäuse stellt Wasserführungen für die Zuleitung von kaltem Wasser, für die Zuleitung von warmem Wasser und für die Ableitung von Mischwasser zur Verfügung. Diese Einzelheiten sind nicht dargestellt, da sie von Armaturengehäuse zu Armaturengehäuse unterschiedlich sein können und nicht den Kern der Erfindung darstellen.
• Das kalte Wasser tritt durch ein Sieb 2 in einen ringförmig ausgebildeten Raum. Das heiße Wasser tritt ebenfalls durch ein Sieb 5 in einen zweiten ringförmig ausgebildeten Raum. Die beiden Ringräume sind Teil eines Innenraums, in dem ein Ventilelement 7 axial verschiebbar angeordnet ist. Das Ventilelement 7 ist als Hohlzylinder ausgebildet und trennt die beiden Ringräume 3, 6 durch eine Dichtung 8 gegenseitig ab. Das Ventilelement ist über radiale Stege 9 mit einer Nabe 10 verbunden, die mit Hilfe eines Gewindes mit dem Ausdehnungselement 11 verbunden ist. Das Ausdehnungselement 11 enthält in einem zylindrischen Körper 12 ein Dehnstoffelement, das der Temperatur des Mischwassers ausgesetzt ist und je nach Temperatur dieses Mischwassers das Ventilelement 7 mehr oder weniger weit axial verschiebt.
• Das Ventilelement 7 bildet im Bereich seines in der Figur oben angeordneten Stirnendes mit einer als Ventilsitz dienenden Fläche eine ringschlitzförmige Ventilöffnung 13. Im Bereich seines gegenüberliegenden Endes bildet das Ventilelement 7 ebenfalls mit einer als Ventilsitz dienenden ebenen Fläche eine ringschlitzförmige Ventilöffnung 14 für das warme Wasser. Bei Verschiebung des Ventilelements 7 wird die eine Ventilöffnung in ihrer Größe verkleinert und die andere in gleichem Maße vergrößert.
• Das kalte Wasser fließt aus dem Ringraum durch die Ventilöffnung 13 und dann durch die axialen Öffnungen des Ventilelements 7 axial in Richtung zu dem Auslass unten in 1. Das warme Wasser fließt durch die Ventilöffnung 14, die in der 1 in geschlossenem Zustand dargestellt ist, ebenfalls zum Ausgang aus dem Ventil.
• Unmittelbar stromab der Ringfläche 16, die eine der beiden Ventilsitzflächen bildet, sind in der Wand des Ventilgehäuses acht in axialer Richtung verlaufende flacher Nuten 19 ausgebildet. Diese Nuten 19 beginnen bereits in der ebenen senkrecht zur Längsachse v verlaufenden Ventilsitzfläche 16. Alle Nuten 19 weisen einen rechteckigen Querschnitt auf, wobei die Kanten beim Übergang in den restlichen Teil des Gehäuses deutlich ausgeprägt sind. An ihren stromab gerichteten Enden 20 verringert sich die Tiefe der Nuten 19 allmählich, damit dort keine Kante mehr entsteht. Diese axialen Nuten 19 bilden eine Mischeinrichtung, die im Bereich des Ausdehnungskörpers 11 angeordnet ist und kurz hinter diesen endet.
• Die Anordnung der Nuten 19 geht auch aus 2 hervor, die einen Querschnitt längs Linie II-II in 1 zeigt.

Claims (12)

1. Thermostatventil, mit 1.1 einem Gehäuse mit einem Einlass für kaltes Wasser, einem Einlass für heißes Wasser und einem Auslass für Mischwasser, 1.2 einem bewegbaren Ventilelement (7), 1.3 je einem Ventilsitz für das kalte und das warme Wasser, 1.4 einem Temperaturfühler (12), der 1.4.1 der Temperatur des Mischwassers ausgesetzt ist und 1.4.2 den Ventilkörper in Abhängigkeit von der Temperatur des Mischwassers zum gegenläufigen Öffnen bzw. Schließen der zwischen dem Ventilkörper und den Ventilsitzen gebildeten Ventilöffnungen (13, 14) bewegt, sowie mit 1.5 einer Mischeinrichtung zum Vermischen des kalten und des warmen Wassers, die 1.6 stromab des näher an dem Temperaturfühler angeordneten Ventilsitzes angeordnet ist und mindestens eine in der Wand des Gehäuses angeordnete als langgestreckte Nut ausgebildete Vertiefung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass 1.7 die Vertiefung in der den Ventilsitz bildenden Fläche beginnt.
2. Thermostatventil nach Anspruch 1, bei dem die Mischeinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie keine Verringerung des Strömungsquerschnitts bewirkt.
3. Thermostatventil nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Mischeinrichtung im Bereich des Ausdehnungskörpers des Thermostatventils angeordnet ist.
4. Thermostatventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Mischeinrichtung mehrere derartige Vertiefungen aufweist.
5. Thermostatventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Nut in Axialrichtung verläuft.
6. Thermostatventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Nut in ihrem dem Ventilsitz abgewandten Endbereich eine kontinuierlich abnehmende Tiefe aufweist.
7. Thermostatventil nach einem der Ansprüche 3 bis 6, bei dem die Mischeinrichtung hinter dem Ausdehnungskörper des Thermostatventils endet.
8. Thermostatventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Nut einen rechteckigen Querschnitt aufweist.
9. Thermostatventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Nut einen trapezförmigen Querschnitt aufweist.
10. Thermostatventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die Nut einen mindestens teilweise abgerundeten Querschnitt aufweist.
11. Thermostatventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem die Nut mindestens teilweise abgerundete Kanten aufweist.
12. Thermostatventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem die Nut mindestens teilweise scharf ausgeprägte Kanten aufweist.

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