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Die
Erfindung betrifft ein geräuscharmes Mischventil
für Sanitärarmaturen
mit einer wenigstens Einlassöffnungen
für Kalt-
und Heißwasser
aufweisenden Ventilsitzscheibe und einer zur Ventilsitzscheibe verschiebbar
angeordneten Steuerscheibe, die mit wenigstens einem als Durchbruch
ausgebildeten Überströmkanal versehen
ist und deren von der Ventilsitzscheibe abgekehrte Stirnseite von
einer Abdeck- und Führungsscheibe
gehalten ist, wobei im Überströmkanal im
Bereich der Wandung ein Körper zur
Fließgeräuschminderung
angeordnet ist.
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Ein
derartiges Mischventil ist aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 33 18 888 A1 bekannt. Bei
dieser Ausbildung ist im Bereich der Wandung des Überströmkanals
in der Steuerscheibe als Körper
zur Fließgeräuschminderung
ein Mantel aus Siebgeflecht vorgesehen, wobei der der Ventilsitzscheibe
zugekehrte Bereich des Mantels mit einem schräg in den Überströmka nal vorstehenden Rand versehen
ist. Der in den Überströmkanal vorstehende
Rand hat eine relativ gute Fließgeräusch mindernde
Wirkung. Dabei wirkt der vorstehende Rand aber auch als eine nicht
unerhebliche Durchflussdrossel, was unerwünscht ist. Darüber hinaus
ist ein derartiger Siebkörper
relativ teuer in der Herstellung und problematisch beim Einsatz
in einem automatischen Montageprozess zur Erstellung der Mischventile.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das im Oberbegriff des Anspruchs
1 angegebene Mischventil weiter zu verbessern und insbesondere so
auszubilden, dass der Körper
zur Fließgeräuschminderung
kostengünstig
herstellbar ist und die maximale Durchflussmenge pro Zeiteinheit
von dem Körper
möglichst
nicht beeinträchtigt
wird.
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Diese
Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Mischventil dadurch gelöst, dass
als Körper ein
Ringelement aus massivem Flachmaterial vorgesehen ist, wobei an
der der Ventilsitzscheibe zugekehrten Stirnseite des Ringelements
wenigstens im Bereich der Wassereinlassöffnungen eine Reihe von mit
Abstand zueinander angeordneten Stiften angeformt ist, die sich
bis zum Bereich einer Gleitfläche der
Ventilsitzscheibe erstrecken.
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Weitere
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 19 angegeben.
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Die
mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin,
dass der vorgeschlagene Körper
zur Fließgeräuschminderung
einfach und kostengünstig
hergestellt werden kann. Durch die flache Ausbildung der Einrichtung
zur Fließgeräuschminderung
tritt auch bei der maximalen Durchflussmenge pro Zeiteinheit nahezu
keine Drosselung auf. Darüber
hinaus ist das aus massivem Flachmaterial hergestellte Ringelement
problemlos in einen automatisierten Montageprozess zu integrieren.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorteilhaft der Abstand
zwischen den Stiften etwa das 0,5-fache bis 1,5-fache der Breite der Stifte betragen.
Hierbei kann zweckmäßig die
Länge der Stifte
so bemessen werden, dass sie etwa dem 5-fachen bis 9-fachen ihrer
Breite entsprechen. Dabei können
die Stifte sowohl eine quadratische oder rechteckige oder kreisförmige oder
ovale Querschnittsfläche
aufweisen.
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In
einer bevorzugten Ausführung
der Erfindung ist die Querschnittsfläche der Stifte an der der Wandung
des Überströmkanals
zugekehrten Seite halbkreisförmig
und an der gegenüberliegenden
Seite rechteckig ausgebildet. Hierbei können die der Ventilsitzscheibe
zugekehrten Stirnseiten der Stifte eben oder kugelförmig verrundet
ausgebildet sein. Dabei können
die einzelnen Stifte über
ihre gesamte Länge
eine etwa gleich bleibende Querschnittsfläche aufweisen oder aber ausgehend
von der der Ventilsitzscheibe zugekehrten Stirnseite über die
Länge der
Stifte stetig im Querschnitt zunehmend ausgebildet werden. Auch
können
die Stifte so dimensioniert werden, dass sie von der der Ventilsitzscheibe
zugekehrten Stirnseite ausgehend lediglich in der Breite stetig
bis zum Anschluss an das Ringelement zunehmen.
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Die
Reihe der Stifte zur Fließgeräuschminderung
wird bevorzugt im Bereich der Wassereinlassöffnungen für Kaltwasser und Heißwasser
angeordnet. Die Reihe der Stifte kann aber auch umlaufend an dem
Ringelement ausgebildet sein. Dabei können die in der Ventilsitzscheibe
ausgebildeten Einlassöffnungen
für Kalt-
und Heißwasser
als Kreisringausschnitte ausgebildet werden, deren Breite etwa der 5-fachen
bis 9-fachen Dicke der Stifte zur Fließgeräuschreduzierung entspricht.
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Nach
einer weiteren Ausbildung der Erfindung kann an dem Endbereich der
die Fließgeräuschminderung
bewirkenden Stifte an der von der Wandung des Überströmkanals abgekehrten Seite ein
Quersteg mit beispielsweise kreisförmigen Querschnitt angeformt
sein.
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Zur
genauen Positionierung der fließgeräuschmindernden
Stifte können
an dem Ringelement radial vorstehende Lappen oder auch ein im wesentlichen
umlaufender Kragen angeformt sein. Der Kragen oder die Lappen des
Ringelements fassen dabei in der Stecklage in einen Aufnahmespalt zwischen
der Abdeck- und Führungsscheibe
und der Steuerscheibe. Zweckmäßig werden
hierbei das Ringelement, die Lappen oder der umlaufende Kragen und
die fließgeräuschmindernden
Stifte einstückig aus
Kunststoff hergestellt.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigt in der Zeichnung
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1 eine
Mischventilkartusche, wie sie in Sanitärarmaturenkörper einsetzbar ist, in der
Schnittebene I der 2;
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2 die
in 1 gezeigte Mischventilkartusche in der Schnittebene
II;
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3 die
in 1 dargestellte Ventilsitzscheibe in Ansicht von
oben;
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4 die
in 1 gezeigte Steuerscheibe in Ansicht von oben;
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5 das
in 1 gezeigte Ringelement mit den Stiften in Perspektivansicht
in vergrößerter Darstellung;
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6 das
in 5 gezeigte Ringelement in Seitenansicht;
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7 das
in 6 gezeigte Ringelement in Ansicht von unten;
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8 ein
anderes Ausführungsbeispiel
eines Ringelements in Perspektivansicht;
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9 das
in 8 gezeigte Ringelement in Ansicht von unten;
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10 ein
weiteres Ausführungsbeispiel
eines Ringelements, bei dem die Stifte nur an einem Teilbereich
ausgebildet sind, in Perspektivansicht;
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11 ein
weiteres Ausführungsbeispiel
eines Ringelements in Perspektivansicht, bei dem die Stifte konisch
geformt und nur an einem Teilbereich des Ringelements ausgebildet
sind;
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12 das
in 11 gezeigte Ringelement in Ansicht von unten;
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13 eine
Abwandlung des in 5 bis 7 gezeigten
Ringelements mit einem zusätzlichen
Quersteg in Ansicht von unten.
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Der
Einfachheit halber sind bei den Ausführungsbeispielen in der Zeichnung
gleiche oder entsprechende Elemente mit jeweils gleichen Bezugszeichen
versehen.
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In 1 und 2 der
Zeichnung ist eine Mischventilkartusche 1 dargestellt,
die als Baueinheit in einen in der Zeichnung nicht dargestellten
Sanitärarmaturenkörper einsetzbar
ist und in der Stecklage mit einer oder mehreren Schrauben am Armaturenkörper befestigbar
ist.
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Das
Mischventil ist dabei in einem gestuften zylindrischen Kartuschengehäuse 10 angeordnet, welches
an der Stirnseite mit dem größeren Durchmesser
von einem Boden 11 verschlossen ist. In dem Boden 11 sind Öffnungen
für den
Kaltwasserzufluss, den Heißwasserzufluss
und eine weitere Öffnung
für das
aus dem Mischventil austretende Wasser vorgesehen. Die Öffnungen
im Boden 11 werden in der Stecklage gedichtet mit entsprechenden
Wasserführungskanälen in dem
in der Zeichnung nicht dargestellten Sanitärarmaturenkörper verbunden.
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An
der inneren Stirnseite des Bodens 11 ist eine Ventilsitzscheibe 2 aus
Hartstoff, vorzugsweise Keramikmaterial, angeordnet und ortsfest
von dem Kartuschengehäuse 10 gehalten.
Wie es insbesondere aus 3 der Zeichnung zu entnehmen
ist, weist die Ventilsitzscheibe 2 eine ringausschnittförmige Wassereinlassöffnung 21 für Kaltwasser
und eine ringausschnittförmige
Wassereinlassöffnung 20 für Heißwasser
auf. Im Zentrum der Ventilsitzscheibe 2 ist außerdem eine
Wasserauslassöffnung 22 ausgebildet.
Die Wassereinlassöffnungen 20, 21 und
die Wasserauslassöffnung 22 sind
mit den entsprechenden Öffnungen
im Boden 11 gedichtet verbunden. An der vom Boden 11 abgekehrten
Stirnseite der Ventilsitzscheibe 2 ist eine feinst bearbeitete
Gleitfläche 23 ausgebildet,
an der eine Steuerscheibe 3 aus Hartstoff, vorzugsweise
ebenfalls aus Keramikwerkstoff, angelagert ist. Die der Ventilsitzscheibe 2 zu gekehrte Stirnseite
der Steuerscheibe 3 ist ebenfalls feinst bearbeitet, der
Art, dass die beiden Scheiben verschiebbar aber wasserdicht aneinander
liegen. In der Steuerscheibe 3 ist ein Überströmkanal 30 als Durchbruch
ausgebildet, wie es insbesondere aus 4 der Zeichnung
zu entnehmen ist.
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An
der von der Ventilsitzscheibe 2 abgekehrten Stirnseite
der Steuerscheibe 3 ist eine Abdeck- und Führungsscheibe 35 gedichtet
angelagert und mit Hilfe von Zapfen (in der Zeichnung nicht dargestellt),
die in Ausnehmungen 31 der Steuerscheibe 4 einfassen,
formschlüssig
verbunden.
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Die
Abdeck- und Führungsscheibe 35 liegt an
der gegenüberliegenden
Seite an einer drehbar, aber axial festliegend im Kartuschengehäuse 10 angeordneten
Buchse 12 an. In der Buchse 12 ist senkrecht zur
Drehachse 13 eine Schwenkachse 14 vorgesehen,
auf der ein Stellhebel 15 verschwenkbar angeordnet ist.
Der innere Hebelarm des Stellhebels 15 ist an der Abdeck-
und Führungsscheibe 35 angelenkt,
während
der äußere Hebelarm
für die
Aufnahme eines in der Zeichnung nicht dargestellten Handgriffs aus
dem Kartuschengehäuse 10 herausgeführt ist.
Durch eine Schwenkbewegung um die Schwenkachse 14 wird
somit die Abdeck- und Führungsscheibe 35 zusammen
mit der Steuerscheibe 3 radial bewegt, wodurch die Gesamtdurchflussmenge
durch das Ventil eingestellt werden kann. Mit einer Drehbewegung
um die Drehachse 13 kann dagegen das Mischungsverhältnis des
zufließenden
Kalt- und Heißwassers
bzw. die Temperatur des Mischwassers eingestellt werden.
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Zur
Fließgeräuschminderung
ist in dem Überströmkanal 30 der
Steuerscheibe 3 ein Ringelement 40 angeordnet,
wie es insbesondere aus 5 bis 7 der Zeichnung
zu entnehmen ist. Das Ringelement 40 entspricht mit seiner
Außenwandung den
Abmessungen des Überströmkanals 30.
An dem den Wassereinlassöffnungen 20/21 in
der Ventilsitzscheibe 2 zugeordneten Bereich sind an dem
Ringelement 40 kammartig eine Reihe von Stiften 4 angeformt,
dessen Dicke der Dicke 401 des Ringelements 40 entspricht.
Die Reihe der Stifte erstreckt sich über einen Bogen von etwa 180°, wie es
aus 7 der Zeichnung zu entnehmen ist. Die Stifte 4 haben
dabei einen Abstand 41 voneinander, der etwa der Breite 42 eines
Stiftes 4 entspricht. Die Stifte 4 haben eine Länge 43,
die etwa dem 5-fachen bis 9-fachen ihrer Breite 42 entspricht.
Im Bereich der Reihe der Stifte 4 ist die Breite 400 des
Ringelements 40 etwa um die Hälfte verringert. Die Stifte 4 reichen
mit ihrer Stirnseite 44 in der Stecklage nahezu an die
Gleitfläche 23 der
Ventilsitzscheibe 2 heran. Die Stirnseite 44 ist dabei
kugelförmig
verrundet ausgebildet. Außerdem weist
die der Wandung des Überströmkanals 30 zugekehrte
Seite der Stifte 4 eine halbkreisförmige Querschnittsfläche auf,
an der sich eine etwas rechteckige Querschnittsfläche anschließt, wobei
die Rechteckflächen
etwa radial zu einem Krümmungsmittelpunkt
des Ringelements 40 gerichtet sind.
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Zur
Fixierung des Ringelements 40 im Überströmkanal 30 ist an dem
vorstehenden Bereich des Ringelements 40 ein sich radial
nach außen
erstreckender Kragen 402 angeformt, der in der Stecklage von
einem Spalt 351 zwischen der Abdeck- und Führungsscheibe 35 und
der Steuerscheibe 3 aufgenommen ist, wie es aus 1 der
Zeichnung zu entnehmen ist. Das Ringelement 40 mit den
Stiften 4 wird somit axial in der Steckposition gesichert.
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Das
Ringelement 40 mit dem Kragen 402 und den Stiften 4 ist
einstückig
im Spritzgießverfahren
aus Kunststoff hergestellt.
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Es
wurde festgestellt, dass beim Wasserzapfvorgang die stärksten Fließgeräusche dann auftreten,
wenn die Steuerscheibe 3 von der Absperrposition mit dem Überströmkanal 30 in
die Überdeckung
mit den Wasserzulauföffnungen 20/21 bewegt wird.
Die Stifte 4 bewirken nun im Wesentlichen in diesem ersten Öffnungsbereich
die Fließgeräuschminderung,
wodurch in überraschender
Weise insgesamt der Geräuschpegel
erheblich herabgesenkt werden kann. Die bisher auftretende Drosselfunktion
durch den Körper
zur Fließgeräuschminderung
kann mit den relativ fein ausgebildeten Stiften im Wesentlichen
vermieden werden.
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In 8 und 9 der
Zeichnung ist ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel des Körpers zur Fließgeräuschminderung
dargestellt. Das Ringelement 40 hat die gleichen Außenabmessungen,
so dass es ebenfalls in den Überströmkanal 30,
wie er insbesondere aus 4 der Zeichnung zu entnehmen
ist, einsetzbar ist. An dem Ringelement 40 sind die Stifte 4 in
einer umlaufenden Reihe angeordnet. Die Stifte 4 weisen
dabei eine der Ventilsitzscheibe 2 zugekehrte rechteckige
Stirnseite auf, deren Breite 42 etwa 0,4mm und deren Dicke 401 etwa
0,5mm beträgt.
Die einzelnen Stifte 4 sind dabei in Längsrichtung trapezförmig ausgebildet
und weisen an der an dem Ringelement 40 anschließenden Stirnseite
eine Breite 420 von etwa 0,55mm bis 0,6mm auf. Der Abstand 41 der
Stifte 4 beträgt
an der der Ventilsitzscheibe 2 zugekehrten Stirnseite etwa
0,4mm und entspricht somit der Breite 42 der Stifte 4.
Die Länge 43 der
Stifte 4 entspricht etwa der Breite 400 des Ringelements 40.
Im übrigen
entspricht der Körper
zur Fließgeräuschminderung
den in 5 bis 7 der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen.
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Das
in 10 der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel
des Körpers
unterscheidet sich lediglich zu dem in 8 und 9 der
Zeichnung dargestellten Körper
zur Fließgeräuschminderung dadurch,
dass die Stifte 4 nicht umlaufend sondern lediglich im
stromaufwärts
gelegenen, den beiden Wassereinlassöffnungen 20, 21 zugeordneten
Bereich ausgebildet sind.
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Bei
dem Ausführungsbeispiel
nach 11 und 12 der
Zeichnung ist der in 10 dargestellte Körper zur
Flieflgeräuschreduzierung
dahingehend abgewandelt, dass die Stifte 4 an einander
zugekehrten Stirnseiten kreisförmig
verrundet ausgebildet sind, wobei die der Ventilsitzscheibe 2 zugekehrte Stirnseite 44 eine
Kreisfläche
bildet.
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In 13 der
Zeichnung ist schließlich
ein Teil eines weiter abgewandelten Körpers zur Fließgeräuschminderung
in Ansicht von unten dargestellt. Die Stäbe 4 weisen hierbei
die äußere Form
des in 5 bis 7 dargestellten Ausführungsbeispiels auf.
Zusätzlich
ist hierbei an der von der Wandung des Überströmkanals 30 abgekehrten
Seitenwand der Stäbe 4 im
Bereich der verrundeten Stirnseite 44 ein umlaufender Quersteg 45 an
den Stiften 4 angeformt. Der Quersteg 45 ist im
Querschnitt etwa kreisförmig
ausgebildet und weist einen Durchmesser von 0,3mm bis 0,5mm auf.