DE102004050877A1

DE102004050877A1 - Mischventil mit thermostatischer Regelung der Mischwassertemperatur

Info

Publication number: DE102004050877A1
Application number: DE102004050877A
Authority: DE
Inventors: Christian Frankholz; Günter Uwe Brock; Kai Huck
Original assignee: Grohe Water Technology AG and Co KG
Current assignee: Grohe AG
Priority date: 2004-10-18
Filing date: 2004-10-18
Publication date: 2006-04-20

Abstract

Bei einem Wassermischventil mit thermostatischer Regelung der Mischwassertemperatur durch einen von einer Temperaturvorwähleinrichtung positionierten, mit einem rohrförmigen Doppelventilsitzschieber verbundenen Thermostaten, der in einem Gehäuse mit wenigstens je einem Kaltwassereinlass und einem Heißwassereinlass sowie wenigstens einem Mischwasserauslass angeordnet ist, wobei die Einlassquerschnitte an beiden Einströmspalten des Mischventils vom Doppelventilsitzschieber mit seinen beiden Stirnseiten gegensinnig gesteuert sind, ist vorgeschlagen, dass der Einlassspalt für Heißwasser näher und der Einlassspalt für Kaltwasser entfernter zur Temperaturvorwähleinrichtung angeordnet ist und als Thermostat eine Feder aus einer Memory-Legierung, deren Federkonstante sich entsprechend der Umgebungstemperatur ändert, vorgesehen ist, wobei die Feder einerseits mit dem Gehäuse und andererseits mit dem Doppelventilsitzschieber in Verbindung steht und der Doppelventilsitzschieber über eine aus Federstahl hergestellte Rückstellfeder an der Temperaturvorwähleinrichtung abgestützt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Mischventil für Kalt- und Heißwasser mit thermostatischer Regelung der Mischwassertemperatur durch einen von einer Temperaturvorwähleinrichtung positionierten, mit einem rohrförmigen Doppelventilsitzschieber verbundenen Thermostaten, der in einem Gehäuse mit wenigstens je einem Kaltwassereinlass und einem Heißwassereinlass sowie wenigstens einem Mischwasserauslass angeordnet ist, wobei die Einlassquerschnitte an beiden Einströmspalten des Mischventils vom Doppelventilsitzschieber mit seinen beiden Stirnseiten gegensinnig gesteuert sind.
Ein derartiges Mischventil ist beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 102 28 212 A1 bekannt. In diesem Mischventil ist der Kaltwassereinlassspalt näher und der Heißwassereinlassspalt entfernter von der Temperaturvorwähleinrichtung angeordnet. Diese Mischventile werden unter anderem auch in Aufputzmischbatterien angeordnet, bei denen standard mäßig der Heißwasseranschluss links und der Kaltwasseranschluss rechts am Batteriegehäuse ausgebildet ist. Aus verschiedenen Gründen, z. B. wegen falsch installierter Wasserleitungen in der Gebäudewand, werden Mischventile benötigt, die bei vertauschten Wasseranschlüssen einsetzbar sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kostengünstig herstellbares thermostatgeregeltes Mischventil mit vertauschten Anschlüssen für den Kalt- und Heißwasserzufluss vorzuschlagen.
Diese Aufgabe wird bei einem im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Mischventil dadurch gelöst, dass der Einlassspalt für Heißwasser näher und der Einlassspalt für Kaltwasser entfernter zur Temperaturvorwähleinrichtung angeordnet ist und als Thermostat eine Feder aus einer Memory-Legierung (SMA), deren Federkonstante sich entsprechend der Umgebungstemperatur ändert, vorgesehen ist, wobei die Feder einerseits mit dem Gehäuse und andererseits mit dem Doppelventilsitzschieber in Verbindung steht und der Doppelventilsitzschieber über eine Rückstellfeder an der Temperaturvorwähleinrichtung abgestützt ist.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 11 angegeben.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch den Einsatz eines Thermostaten, der eine bekannte Feder aus Memory-Metall-Legierung enthält, deren Federkonstante mit der Umge bungstemperatur steigt und fällt, im Wesentlichen die Serienteile eines bekannten Mischventils mit einem ein Wachselement enthaltenen Thermostaten verwendet werden können. Das erfindungsgemäße Mischventil kann somit kostengünstig hergestellt werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Feder vorteilhaft als Schraubenfeder ausgebildet werden.
Zur Anpassung an unterschiedliche Betriebsbedingungen kann bei einer weiteren Ausführung der Erfindung die Kraft der Rückstellfeder mit Hilfe einer Justierschraube eingestellt werden. Dabei kann die Rückstellfeder zweckmäßig in einem rohrförmigen Stellglied der Temperaturvorwähleinrichtung angeordnet sein, wobei die Rückstellfeder einerseits an einem axial begrenzt verschiebbaren inneren Stößel und andererseits an der Justierschraube abgestützt wird. Hierbei kann durch einfache Abnahme eines Stellgriffes von der Temperaturvorwähleinrichtung die Justierschraube mit einem Drehwerkzeug, welches in eine ein Polygonprofil aufweisende Öffnung der Justierschraube einsteckbar ist, eingestellt werden.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der Doppelventilsitzschieber von einer Haltestange aufgenommen, deren Außenabmessungen denen eines bekannten Thermostatwachselementes entsprechen. Die Befestigung des Doppelventilsitzschiebers kann somit in gleicher Weise wie an dem Thermostatwachselement vorgenommen werden.
Zweckmäßig weist hierbei die Haltestange eine Anlagefläche für die Memory-Feder auf, wobei im Zentrum der Anlagefläche vorteilhaft ein axial vorstehender Prallkörper für das zuströmende Wasser ausgebildet werden kann.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigt in der Zeichnung
1 ein Mischventil mit thermostatischer Regelung der Mischwassertemperatur mit einem schematisch dargestellten Armaturenkörper im Längsschnitt;
2 die in 1 gezeigte Ventilkartusche im Längsschnitt;
3 eine in 1 gezeigte Haltestange für eine Feder und einen Doppelventilsitzschieber;
4 die in 1 gezeigte Feder;
5 die in 4 gezeigte Feder in Perspektivansicht;
6 das in 1 gezeigte Stellglied in Seitenansicht;
7 das in 6 gezeigte Stellglied in der Schnittebenen VII.
Das Mischventil ist in einem schematisch dargestellten Armaturenkörper 1 angeordnet. An dem Armaturenkörper 1 ist ein Heißwassereinlass 10, ein Kaltwassereinlass 11 und ein Mischwasserauslass 12 ausgebildet. In einer Aufnahmebohrung 13 des Armaturenkörpers 1 ist eine Ventilkartusche mit einem Ventilkartuschengehäuse 2 angeordnet. Die Ventilkartusche wird dabei von einer Ringschraube 23 in der Stecklage im Armaturenkörper 1 gesichert. Auf dem vorstehenden Endbereich des Ventilkartuschengehäuses 2 ist eine Temperaturvorwähleinrichtung 5 angeordnet.
Der Heißwassereinlass 10 mündet in einer Ringkammer 130 und der Kaltwassereinlass 11 mündet in einer Ringkammer 131, wobei die beiden Ringkammern 130, 131 konzentrisch zur Aufnahmebohrung 13 ausgebildet und radial mit ihr verbunden sind. In der Einbauposition des Ventilkartuschengehäuses 2 sind die Ringkammern 130, 131 mit Hilfe von im Ventilkartuschengehäuse 2 angeordneten O-Ringen, die in der Stecklage dichtend an der Wandung der Aufnahmebohrung 13 anliegen nach außen und gegeneinander abgedichtet.
Das Ventilkartuschengehäuse 2 weist am Außenmantel zu den Ringkammern 130, 131 entsprechende Ringkammern auf, die außen von Siebringen 23 begrenzt sind, wie es insbesondere aus 1 und 2 der Zeichnung zu entnehmen ist. Das Ventilkartuschengehäuse 2 ist an der inneren Stirnseite mit einem Deckel 20 verschlossen. An einer Schulter des Ventilkartuschengehäuses 2 ist ein Ventilsitz 24 für Heißwasser und an einer Stirnseite des Deckels 20 ein Ventilsitz 25 für Kaltwasser ausgebildet, die mit Abstand zueinander angeordnet sind. Zwischen den beiden Ventilsitzen 24, 25 ist ein Doppelventilsitzschieber 3 mit axialem Spiel angeordnet, so dass zwischen dem Ventilsitz 24 und einer Stirnseite des Doppelventilsitzschiebers 3 ein Einlassspalt 21 für Heißwasser und am Ventilsitz 25 und der gegenüberliegenden Stirnseite des Doppelventilsitzschiebers 3 ein Einlassspalt 22 für Kaltwasser gebildet wird. Bei einer Axialbewegung des Doppelventilsitzschiebers ändern sich somit die Einlassquerschnitte für Kaltwasser und Heißwasser gegensinnig. Das durch den Einlassspalt 21 eintretende Heißwasser wird von einem Schrägkanal 30 und das durch den Einlassspalt 22 einströmende Kaltwasser wird von einem Schrägkanal 31 im Doppelventilsitzschieber 3 aufgenommen und stromabwärts miteinander gemischt einer Mischwasserkammer 26 zugeführt.
In der Mischwasserkammer 26 ist eine Feder 4 aus einer Memory-Legierung (SMA) angeordnet, deren Federkonstante mit der Umgebungstemperatur steigt oder fällt. Die Feder 4 stützt sich einerseits an einer am Deckel 20 ausgebildeten Anlagefläche 200 ab und andererseits an einer Anlagefläche 400 einer Haltestange 40 für den Doppelsitzventilschieber 3. Die äußeren Abmessungen der Haltestange 40 entsprechen den Abmessungen eines bekannten Thermostatwachselementes, so dass der Dop pelsitzventilschieber 3 alternativ auf dem Thermostatwachselement oder auf der Haltestange 40 befestigbar ist. Die Haltestange 40 ist dabei gedichtet aus dem vom Wasser beaufschlagten Raum des Ventilkartuschengehäuses 2 herausgeführt und liegt mit einer Stirnseite an einem axial begrenzt verschiebbar in einem rohrförmigen Stellglied 51 angeordneten Stößel 61 an. Das Stellglied 51 ist mit einem Polygonprofil 510 drehfest aber axial verschiebbar im Ventilkartuschengehäuse 2 angeordnet, wie es insbesondere aus 2 und 6 der Zeichnung zu entnehmen ist. Am vorstehenden Endbereich des Stellglieds 51 ist ein Bewegungsgewinde 511 ausgebildet, das mit einer axial festliegend auf dem Ventilkartuschengehäuse 2 drehbar angeordneten Stellmutter 50 in Eingriff steht. Auf der Stellmutter 50 ist am Außenmantel eine Riefenverzahnung 53 ausgebildet, auf der ein in der Zeichnung nicht dargestellter Drehgriff die Temperaturvorwähleinrichtung 5 komplettiert.
Im Inneren des rohrförmigen Stellglieds 51 ist eine schraubenförmige aus Federstahl hergestellte Rückstellfeder 6 angeordnet, die einerseits am Stößel 61 und andererseits an einer von einem Innengewinde 52 aufgenommenen Justierschraube 60 anliegt. Die Justierschraube 60 hat dabei an der äußeren Stirnseite konzentrisch zur Mittellinie eine Öffnung mit einem Polygonprofil 62 für den Ansatz eines Drehwerkzeuges, das nach dem Entfernen des in der Zeichnung nicht dargestellten Drehgriffes durch eine Öffnung in der Stellmutter 50 in das Polygonprofil 62 für Justiervorgänge einbringbar ist.
Die Mischwassersollwerttemperatur wird mit einer Drehbewegung über die Temperaturvorwähleinrichtung 5 eingestellt. Vor der Inbetriebnahme wird zunächst die Kraft der Rückstellfeder 6 mit Hilfe der Justierschraube 60 entsprechend den individuellen Gegebenheiten am Installationsort eingestellt. Die Regelung der Mischwassertemperatur erfolgt danach bei einem Zapfvorgang in folgender Weise:
Wird von der Feder 4 eine Temperaturerhöhung in der Mischwasserkammer 26 erfühlt, so erhöht sich die Federkonstante und entsprechend dehnt sich die Feder 4 aus, wodurch der Einlassspalt 21 für Heißwasser verringert und entsprechend der Einlassspalt 22 für Kaltwasser vergrößert wird, bis die Mischwassertemperatur sich dem Sollwert wieder angenähert hat.
Wird dagegen von der Feder 4 eine Temperaturverringerung in der Mischwasserkammer 26 erfühlt, so verringert sich die Federkonstante entsprechend, die Feder 4 schrumpft und die Rückstellfeder 6 bewegt über die Haltestange 40 den Doppelventilsitzschieber 3 in die entgegengesetzte Richtung, so dass der Einlassspalt 21 für Heißwasser vergrößert und der Einlassspalt 22 für Kaltwasser entsprechend verringert wird, bis die Mischwassertemperatur sich dem Sollwert wieder angenähert hat.
Der Doppelventilsitzschieber 3 wird somit von der Feder 4 und der Rückstellfeder 6 bei Temperaturänderungen in entgegengesetzte Richtungen im Vergleich zu einem bekannten Thermostatwachselement bewegt, so dass je nach Lage der Anschlussleitungen für Kalt- und Heißwasser alternativ die Ventilkartusche mit dem be kannten Thermostatwachselement oder mit der Feder 4 in einen Armaturenkörper 1 eingesetzt werden kann. Hierbei können bis auf die Feder 4, die Haltestange 40 und die Rückstellfeder 6 die gleichen Einzelteile verwendet werden.

Claims

Mischventil für Kalt- und Heißwasser mit thermostatischer Regelung der Mischwassertemperatur durch einen von einer Temperaturvorwähleinrichtung positionierten, mit einem rohrförmigen Doppelventilsitzschieber verbundenen Thermostaten, der in einem Gehäuse mit wenigstens je einem Kaltwassereinlass und einem Heißwassereinlass sowie wenigstens einem Mischwasserauslass angeordnet ist, wobei die Einlassquerschnitte an beiden Einströmspalten des Mischventils vom Doppelventilsitzschieber mit seinen beiden Stirnseiten gegensinnig gesteuert sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlassspalt (21) für Heißwasser näher und der Einlassspalt (22) für Kaltwasser entfernter zur Temperaturvorwähleinrichtung (5) angeordnet ist und als Thermostat eine Feder (4) aus einer Memory-Legierung (SMA), deren Federkonstante sich entsprechend der Umgebungstemperatur ändert, vorgesehen ist, wobei die Feder (4) einerseits mit dem Gehäuse und andererseits mit dem Doppelventilsitzschieber (3) in Verbindung steht und der Doppelventilsitzschieber (3) über eine Rückstellfeder (6) an der Temperaturvorwähleinrichtung (5) abgestützt ist.
Mischventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Feder (4) eine Schraubenfeder vorgesehen ist.
Mischventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Rückstellfeder (6) eine Schraubenfeder aus Federstahl vorgesehen ist.
Mischventil nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft der Rückstellfeder (6) mit Hilfe einer Justierschraube (60) einstellbar ist.
Mischventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellfeder (6) in einem drehfest aber axial begrenzt verschieblich in einem Ventilkartuschengehäuse (2) angeordneten rohrförmigen Stellglied (51) angeordnet ist, wobei die Rückstellfeder (6) einerseits an einem verschieblich im Stellglied (51) geführten Stößel (61) und andererseits an der von einem Innengewinde (52) des Stellglieds (51) aufgenommenen Justierschraube (60) abgestützt ist.
Mischventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an der Rückseite der Justierschraube (60) in einer Öffnung ein Polygonprofil (62) für den Ansatz eines Drehwerkzeuges vorgesehen ist.
Mischventil nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Doppelventilsitzschieber (3) an einer Haltestange (40) befestigt ist, die einerseits an der Rückstellfeder (6) und andererseits an der Feder (4) abgestützt ist.
Mischventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass an der Haltestange (40) eine Anlagefläche (400) für die Feder (4) ausgebildet ist.
Mischventil nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Feder (4) eine Anlagefläche (200) am Deckel (20) des Ventilkartuschengehäuses (2) ausgebildet ist.
Mischventil nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass an der Haltestange (40) im Bereich der Anlagefläche (400) ein axial vorstehender Prallkörper (41) für das zuströmende Wasser angeformt ist.
Mischventil nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltestange (40) zur Befestigung an einem Doppelventilsitzschieber (3) den Außenabmessungen eines Thermostatwachselementes entspricht, so dass mit Ausnahme der Feder (4) der Haltestange (40) und der Rückstellfeder (6) die gleichen Bauteile wie bei einem Mischventil mit einem Thermostatwachselement verwendet werden können.