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Die Erfindung betrifft eine Scheibensteuerung für ein Mischventil bzw. ein Mischventil mit einer Scheibensteuerung.
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Mischventile für den Sanitärbereich haben üblicherweise in einem Armaturengehäuse eine Mischerkartusche, d. h. ein Einsatzbauteil, das in zusammenwirken mit Wasserführungen des Armaturengehäuses die Mischung von kalten und warmen Wasser ermöglicht. Die eigentliche Mischung erfolgt dabei in der Kartusche. Die Betätigung des Mischersystems innerhalb der Kartusche geschieht mit einem Betätigungselement, das zwei verschiedene Betätigungsmöglichkeiten hat. Die eine Bewegungsart dient zur Mengensteuerung, das heißt zum Öffnen und Schließen des Ventils und zur Steuerung der Menge des Mischwassers. Die andere Bewegungsart dient zum Einstellen der Temperatur des Mischwassers.
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Es ist bekannt, dass das eigentliche Mischersystem keramische Scheiben verwendet, die aufeinander liegen und dadurch eine Abdichtung bewirken. Eine feststehende Mischerscheibe wird häufig als Verteilerscheibe bezeichnet, während die gegenüber dieser Verteilerscheibe bewegbare Scheibe als Steuerscheibe bezeichnet wird. Je nach Stellung der Steuerscheibe gegenüber der Verteilerscheibe werden in der Verteilerscheibe vorhandene Öffnungen durch die Steuerscheibe abgedeckt oder mehr oder weniger weit geöffnet. Häufig dient zur Mengeneinstellung eine Verschiebung der Steuerscheibe, und zur Änderung der Temperatureinstellung eine Verdrehung der Steuerscheibe.
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Es hat sich herausgestellt, dass Armaturen mit solchen Mischerkartuschen von dem Benutzer normalerweise in einer Position geschlossen werden, in der der Mischerhebel in einer Position angeordnet ist, die einer mittleren Temperatur entspricht. Beim Öffnen der Armatur in dieser Mittelstellung wird also grundsätzlich auch warmes Wasser ausgegeben, auch wenn der Benutzer dies eigentlich gar nicht möchte.
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Es ist bereits ein sanitäres Mischventil bekannt, mit dessen Hilfe in dieser mittleren Stellung des Betätigungselements beim Öffnen zunächst die Kaltwasseröffnung und erst anschließend die Warmwasseröffnung geöffnet wird. Zu diesem Zweck weist die Steuerkante, die von dem Rand einer Öffnung in der Steuerscheibe gebildet wird, eine Stufe auf, so dass beim Verschieben zunächst die Steuerkante die Kaltwasseröffnung öffnet. Die beiden Öffnungen in der Verteilerscheibe sind symmetrisch zueinander ausgebildet und angeordnet (
DE 4308994 C1 ).
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Es ist bereits eine Scheibensteuerung für ein sanitäres Mischventil bekannt, bei der die Einlassöffnung für Kaltwasser einen in den Bereich der Einlassöffnung für Warmwasser hineinreichenden Abschnitt aufweist, der in dem Weg der Steuerkante der Steuerscheibe liegt. Dadurch wird erreicht, dass beim Öffnen des Ventils zunächst kaltes Wasser ausströmt (
US 2006/0037650 A1 ).
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Ebenfalls bekannt ist ein Sanitärventil mit einer beim Betätigen fühlbaren Rasteinrichtung, um das überflüssige Verschwenden von Wasser zu vermeiden (
DE 20 2008 004 640 U1 ).
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Ebenfalls bekannt ist eine Scheibensteuerung zur Wasserlaufsteuerung, bei der die bewegbare Steuerscheibe Steuerkanten und Schließkanten aufweist (
DE 2737907 A1 ).
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein sanitäres Mischventil mit einer Scheibensteuerung bzw. eine Scheibensteuerung für ein solches Mischventil zu schaffen, das bzw. die einen erweiterten Anwendungsbereich mit der Möglichkeit aufweist, dafür zu sorgen, dass nicht unnötig Energie verschwendet wird.
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Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung eine Scheibensteuerung für ein Mischventil mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen vor. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
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Durch die Anordnung eines Abschnitts der Kaltwasseröffnung in dem Bereich, der eigentlich für die Warmwasseröffnung reserviert ist, kann dafür gesorgt werden, dass beim Öffnen der Sanitärarmatur zunächst kaltes Wasser aus dem Auslass fließt. Durch die Gestaltung des Nebenabschnitts lässt sich sowohl die Öffnungscharakteristik als auch die Menge des zunächst austretenden kalten Wassers in weiten Grenzen bestimmen.
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Wird also eine Sanitärarmatur mit einer Scheibensteuerung mit dem Betätigungselement in einer Mittelstellung, wie dies üblich ist, geöffnet, so strömt zunächst kaltes Wasser aus, auch wenn der Benutzer nicht daran gedacht hat, den Hebel in die Kaltwasserposition zu verdrehen.
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Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass der Nebenabschnitt der Kaltwasseröffnung sich nur soweit erstreckt, dass er nur dann im Weg der Steuerkante der Steuerscheibe liegt, wenn die Steuerscheibe in der Position einer mittleren Temperatur zur Öffnung des Ventils bewegt wird.
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Dies führt dazu, dass der Benutzer dann, wenn er vor dem Öffnen des Ventils sich für warmes Wasser entscheidet, er gleich mit Warmwasser versorgt wird.
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Es ist aber ebenfalls möglich und wird von der Erfindung in Weiterbildung vorgeschlagen, dass der Nebenabschnitt der Kaltwasseröffnung auch dann im Weg der Steuerkante liegen kann, wenn die Steuerscheibe in der Position der höheren Temperatur zur Öffnung des Ventils bewegt wird. Dies kann auch als Sicherung gegen zu hohe Temperaturen dienen, für den Fall, dass ein Benutzer aus Versehen das Ventil in der Stellung der maximalen Temperatur öffnet.
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In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Nebenabschnitt der Kaltwasseröffnung auch in dem Weg einer mit Abstand hinter der Steuerkante der Steuerscheibe angeordneten Schließkante angeordnet ist. Dies führt dazu, dass bei weiterer Öffnungsbewegung der Steuerscheibe bzw. des Betätigungselements für die Steuerscheibe die Kaltwasseröffnung wieder verschlossen werden kann. Dadurch kann dafür gesorgt werden, dass nach Überwinden der Eingangsstellung die beiden Öffnungen in der Verteilerscheibe, nämlich die Kaltwasseröffnung und die Warmwasseröffnung, den gleichen wirksamen Querschnitt aufweisen.
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Erfindungsgemäß kann in Weiterbildung vorgesehen sein, dass zwischen der Position des geöffneten Nebenabschnitts der Kaltwasseröffnung und dem Beginn der Öffnung der Warmwasseröffnung eine Rastung vorgesehen ist, um dem Benutzer einen taktilen Hinweis zu geben, dass er jetzt die Energiesparstellung verlässt.
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Eine Möglichkeit, wie der Nebenabschnitt der Kaltwasseröffnung gestaltet werden kann, liegt darin, ihn als Schlitz auszubilden. Dabei hat vorzugsweise die Form des Schlitzes eine der Form der Steuerkante angenähert gleiche Form. Durch einen Schlitz lässt sich der Bewegungsbereich, innerhalb dessen der Nebenabschnitt geöffnet ist, klein halten. Andererseits ermöglicht dieser Schlitz dennoch einen entsprechend großen Querschnitt der Öffnung. Darüber hinaus lässt sich durch die Länge des Schlitzes definieren, bis zu welcher Temperaturstellung das Einspeisen des kalten Wassers wirksam ist.
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Erfindungsgemäß kann in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass der Nebenabschnitt der Kaltwasseröffnung und die Kaltwasseröffnung selbst Teil eines gemeinsamen Durchbruchs in der Verteilerscheibe sind.
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In nochmaliger Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Kaltwasseröffnung ihrerseits in einzelne getrennte Abschnitte unterteilt ist.
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Scheibensteuerung in der hier angesprochenen Art können so ausgebildet sein, dass die Steuerkante, die den überlappenden Querschnitt der Öffnungen in der Verteilerscheibe und der Steuerscheibe begrenzt, als Außenkante der Steuerscheibe ausgebildet ist.
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Erfindungsgemäß kann jedoch vorgesehen sein, dass die Steuerkante der Steuerscheibe und gegebenenfalls die dieser Steuerkante folgende Schließkante von dem Rand einer geschlossenen Öffnung gebildet ist.
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Scheibensteuerungen können so ausgebildet sein, dass das eintretende Wasser von der einen Seite der Verteilerscheibe kommt und die Kartusche dann auf der gegenüberliegenden Seite verlässt. Eine andere Art des Aufbaus ist so gestaltet, dass das Wasser durch die Verteilerscheibe zur Steuerscheibe und oberhalb der Steuerscheibe als Mischwasser in einer Haube umgelenkt und durch die Steuerscheibe und wieder durch die Verteilerscheibe zurückgeführt wird.
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Erfindungsgemäß kann bei der Scheibensteuerung nach der Erfindung vorgesehen sein, dass die Verteilerscheibe und gegebenenfalls die Steuerscheibe eine Durchtrittsöffnung für das Mischwasser aufweist.
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Weitere Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigen:
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1 die Draufsicht auf eine Verteilerscheibe nach der Erfindung aus der Sicht der Austrittsfläche;
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2 die Draufsicht auf eine zu der Verteilerscheibe der 1 gehörende Steuerscheibe;
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3 das Zusammenwirken von Steuerscheibe und Verteilerscheibe in einer mittleren Position;
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4 das Zusammenwirken von Steuerscheibe und Verteilerscheibe in einer mittleren Temperaturpositionen, jedoch vollständig geöffnet;
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5 die beiden Scheiben in einer mittleren Öffnungsstellung maximaler Temperatur;
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6 die beiden Scheiben in der maximalen Öffnungsstellung und maximalen Temperaturstellung;
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7 eine der 5 entsprechende Darstellung minimaler Temperatur mittlerer Öffnungsstellung;
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8 die beiden Scheiben in Kaltwasserstellung maximal geöffnet;
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9 eine der 1 entsprechende Darstellung einer Verteilerscheibe einer zweiten Ausführungsform;
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10 eine der 1 und der 9 entsprechende Darstellung einer Verteilerscheibe einer dritten Ausführungsform;
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11 eine der 3 entsprechende Darstellung der Ausführungsform mit der Verteilerscheibe der 10;
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12 einen der 4 entsprechende Darstellung;
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13 eine der 5 entsprechende Darstellung;
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14 eine der 6 entsprechende Darstellung;
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15 eine der 7 entsprechende Darstellung;
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16 einen der 8 entsprechende Darstellung der Ausführungsform mit der Verteilerscheibe der 10.
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Die 1 zeigt die Verteilerscheibe 1 der von der Erfindung vorgeschlagenen Scheibensteuerung einer Ventilkartusche. Sichtbar ist in 1 die Auflagefläche 2, auf der die in 2 dargestellte Steuerscheibe dichtend aufliegt. Die Verteilerscheibe 1 enthält eine Einlassöffnung 3 für kaltes Wasser und eine Einlassöffnung 4 für warmes Wasser. Beide Öffnungen 3, 4 sind angenähert als sichelförmige Schlitze ausgebildet, entsprechend der angenäherten Kreisform der Verteilerscheibe 1.
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Zusätzlich enthält die Verteilerscheibe 1 eine Öffnung 5, die als Auslassöffnung für das die Scheibensteuerung verlassende Mischwasser dient.
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Betrachtet man die radial äußeren Kanten 6, 7 der beiden Einlassöffnungen 3, 4, so sind diese symmetrisch zu einer Mittellinie ausgebildet, die durch den Kreismittelpunkt der Kreisform der Verteilerscheibe 1 hindurchgeht. Der in 1 links von dieser gedachten Mittellinie angeordnete Bereich der Verteilerscheibe ist der Warmwasseröffnung 4 zugeordnet, und der in 1 rechts dieser gedachten Mittellinie angeordnete Bereich ist der Kaltwasseröffnung 3 zugeordnet.
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Die Kaltwasseröffnung 3 weist einen seitlich über diese gedachten Mittellinie hinausragenden Nebenabschnitt 8 auf, der also in den eigentlich der Warmwasseröffnung 4 zugeordneten Bereich hineinreicht. Dieser Nebenabschnitt ist näher an dem Mittelpunkt der Verteilerscheibe 1 angeordnet als der an der gleichen Position vorhandene Teil der Warmwasseröffnung 4. Die Erstreckung des Nebenabschnitts 8 in Umfangsrichtung reicht etwa bis zur Hälfte der Erstreckung der Kaltwasseröffnung 4 in Umfangsrichtung.
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Zu der Scheibensteuerung, die von der Erfindung vorgeschlagen wird, gehört nun die bereits erwähnte in 2 dargestellte Steuerscheibe 10. Diese weist grob gesprochen die Form eines Rings 11 auf, in dessen Mitte eine Steueröffnung 12 und eine Auslassöffnung 13 ausgebildet ist. Die Steueröffnung 12 ist von der Austrittsöffnung 13 durch einen Steg 14 getrennt. Die Steueröffnung 12 weist angenäherte Sichelform auf. Die radial äußere Kante 14 der Steueröffnung 12 bildet eine Steuerkante.
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Die Steuerscheibe 10 wird in der Scheibensteuerung auf die in 1 zu sehende Auflagefläche 2 der Verteilerscheibe 1 aufgelegt und ist dort bewegbar, nämlich zum einen verschiebbar und zum anderen verdrehbar. Dies ist in einer ersten Position in 3 dargestellt. Die Steuerscheibe 10 ist etwas kleiner als die Verteilerscheibe 1, so dass sie in alle Richtungen verschoben werden kann. Die 3 zeigt eine Position, in der sich Öffnungen schon etwas überlappen, das Ventil also teilweise geöffnet ist. In der vollständig geschlossenen Position wäre in 3 die Steuerscheibe 10 so weit nach oben gerückt, bis ihr Außenumfang mit dem Außenumfang der Verteilerscheibe übereinstimmt. Dann sind beide Einlassöffnungen 3, 4 durch den Ring 11 abgedeckt und damit geschlossen. Die Auslassöffnung 13 der Steuerscheibe überdeckt sich mit der Auslassöffnung 5 der Verteilerscheibe, was in dieser Position aber ohne Funktion ist, da kein Wasser fließt.
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Zum Öffnen wird die Steuerscheibe 10 in den dargestellten Positionen der Verteilerscheibe 1 nach unten verschoben. Dies ist also die Bewegungsrichtung zum Öffnen des Ventils.
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Die in 3 und 4 dargestellte Drehposition der Steuerscheibe 10 entspricht einer mittleren Temperatureinstellung. Zum Ändern der Temperatureinstellung wird mithilfe eines Betätigungselements die Steuerscheibe 10 nach links oder rechts gedreht.
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Wird nun von einer vollständig geschlossenen Position die Steuerscheibe 10 in der Einstellung der mittleren Temperatur zum Öffnen des Ventils nach unten verschoben, so gelangt zunächst die Steueröffnung 12 der Steuerscheibe in eine Position, in der der Nebenabschnitt 8 der Kaltwasseröffnung und die Kaltwasseröffnung 3 geöffnet werden. Sobald die Steuerkante 14 über den radial inneren Rand der Kaltwasseröffnung 3 hinweg geschoben ist, wird diese Kaltwasseröffnung 3, 8 geöffnet, das Wasser fließt durch die Steueröffnung 12 und die Auslassöffnungen 13 und 5 zum Ausgang der Sanitärarmatur. Diese Position ist in 3 dargestellt. Es fließt in dieser mittleren Position nur kaltes Wasser. Wenn nun die Steuerscheibe weiter in Öffnungsrichtung verschoben wird, siehe 4, so wird durch die radial innere Kante 15 der Steueröffnung 12 der Nebenabschnitt 8 der Kaltwasseröffnung 3 verschlossen, aber der an dieser Stelle vorhandene Bereich der Warmwasseröffnung 4 geöffnet. Dies ist in 4 dargestellt. Der Steg 24 deckt den Nebenabschnitt 8 der Kaltwasseröffnung 3 ab.
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Die 5 zeigt eine Position, in der die Steuerscheibe 10 in einer mittleren Öffnungsstellung aber bei maximaler Temperatureinstellung dargestellt ist. Man sieht hier durch die kreuzschraffierte Darstellung der geöffneten Öffnungen, dass in dieser mittleren Öffnungsstellung sowohl der Nebenabschnitt 8 der Kaltwasseröffnung 3 als auch die Warmwasseröffnung 4 mit der Steueröffnung 12 der Steuerscheibe 10 zusammenfallen, so dass in dieser mittleren Öffnungsstellung warmes und kaltes Wasser fließt. Erst beim weiteren Verschieben der Steuerscheibe 10 in Öffnungsrichtung, siehe 6, wird durch den Steg 14 der Nebenabschnitt 8 der Kaltwasseröffnung 3 verschlossen, so dass jetzt nur noch die Warmwasseröffnung 4 sich mit der Steueröffnung 12 überdeckt.
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Die folgenden 7 und 8 zeigen die Situation, in der die Steuerscheibe 10 in der Kaltwasserposition angeordnet ist. In der 7 ist die Steuerscheibe 10 in einer mittleren Öffnungsposition. Hier spielt der Nebenabschnitt 8 der Kaltwasseröffnung 3 keine Rolle. Beim weiteren Verschieben in die vollständige Öffnungsstellung, siehe 8, deckt zwar der Steg 14 auch einen Teil der Kaltwasseröffnung 3 ab, dies spielt aber für die Temperatur ebenfalls keine Rolle.
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Bei der bislang behandelten Ausführungsform ist der Nebenabschnitt 8 der Kaltwasseröffnung 3 Teil einer gemeinsamen Öffnung. Die 9 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform einer Verteilerscheibe 17, bei der die Kaltwasseröffnung von zwei getrennten Öffnungen 18, 19 gebildet wird. Beide Öffnungen 18, 19 sind als bogenförmige konzentrische Schlitze mit konstanter Breite ausgebildet. Einer der beiden Schlitze, nämlich der radial innere Schlitz 18, reicht über die erwähnte Mittellinie hinaus in den Bereich der Warmwasseröffnung 4. Die Umfangserstreckung dieses Schlitzes 18 in Richtung zu der Warmwasseröffnung 4 ist genauso gewählt wie bei der Ausführungsform in 1.
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Die Wirkungsweise einer Scheibensteuerung mit der Steuerscheibe 10 der 2 und der Verteilerscheibe 17 der 9 ist genauso wie bei der bisher abgehandelten Ausführungsform beschrieben.
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Sowohl bei der Ausführungsform der Verteilerscheibe nach 1 als auch bei der nach 9 erstreckt sich der Nebenabschnitt in Umfangsrichtung nur über etwa die Hälfte der Umfangserstreckung der Warmwasseröffnung 4 in deren Bereich. Dies führt dazu, wie dies bereits erwähnt wurde, dass in der mittleren Öffnungsstellung maximaler Temperatureinstellung, siehe 5, schon warmes Wasser mit durchgelassen wird.
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Die 10 zeigt nun eine Ausführungsform einer Verteilerscheibe 16, bei der der Nebenabschnitt 28 der Kaltwasseröffnung 3 sich in Umfangsrichtung genauso weit erstreckt wie die Warmwasseröffnung 4.
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In der Position einer mittleren Temperatur, in der das Betätigungselement eine neutrale Stellung einnimmt, ändert sich beim Öffnungsvorgang gegenüber der bisher behandelten Ausführungsform nichts, so dass die 11 und 12 sich von den 3 und 4 in ihrer Wirkung nicht unterscheiden.
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Ein Unterschied entsteht allerdings bei dem Öffnungsvorgang in der heiß Wasser Position entsprechend den 13 und 14. Hierbei zeigt die 13 eine mittlere Öffnungsposition entsprechend der 5. Während bei der Ausführungsform in der Position der 5 eine Mischung aus kaltem und warmem Wasser das Mischventil verlässt, ist bei der in 13 dargestellten Position nur die Öffnung für kaltes Wasser geöffnet, also der Nebenabschnitt 28 der Kaltwasseröffnung 3. Erst bei einem weiteren Verschieben in Öffnungsrichtung wird durch den Steg 14 und die Schließkante 15 der Steueröffnung 12 der Nebenabschnitt 28 der Kaltwasseröffnung 3 verschlossen und die Warmwasseröffnung 4 geöffnet. Dies zeigt die 14.
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Bei einer Position der Steuerscheibe 10 in Kaltwasserposition ändert sich gegenüber der bisher behandelten Ausführungsform nichts. Dies ist in 15 und 16 dargestellt.
