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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Überlasteinheit für ein Thermostatventil, dass bevorzugt in einer Thermostatkartusche eingesetzt wird. Solche Thermostatventile beziehungsweise Thermostatkartuschen werden insbesondere für Mischarmaturen als Dusch- und/oder Badewannenarmaturen eingesetzt, um eine konstante Auslauftemperatur eines Mischwassers zu gewährleisten.
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Bekannte Mischarmaturen weisen ein Gehäuse mit einem Warmwasserzulauf, einem Kaltwasserzulauf und einem Mischwasserabfluss auf. Solche Mischarmaturen sind regelmäßig mit einem Thermostatventil ausgestattet, das eine konstante Temperatur des Mischwassers bereitstellt. Hierzu steuert das Thermostatventil mit Hilfe eines Dehnstoffelements, beispielsweise aus einer schraubenförmigen Bimetallfeder, ein Mischventil. Das Dehnstoffelement wird von dem Mischwasser umspült und ändert proportional zur Temperatur des Mischwassers seine Länge. Durch die Längenänderung des Dehnstoffelements wird das Mischventil verstellt und ändert dadurch den Durchfluss des Warmwasserzulaufs und des Kaltwasserzulaufs. Um die Betriebssicherheit solcher Thermostatventile zu gewährleisten werden die Dehnstoffelemente regelmäßig mittels einer Überlasteinheit vor Überlastung geschützt. Hierzu werden die Dehnstoffelemente durch ein Anlagestück der Überlasteinheit abgestützt, dass durch eine Feder in einer Hülse vorgespannten ist. Bei einer zu starken Ausdehnung des Dehnstoffelements gibt das Anlagestück der Überlasteinheit nach und entlastet somit das Dehnstoffelement. Nachteilig an den bekannten Überlasteinheiten ist, dass die vorgespannte Feder einen komplizierten Einbauprozess erfordert. Zudem umfassen bekannte Überlasteinheiten zur Sicherung der vorgespannten Federarme in der Hülse einen separaten Deckel, der ein zusätzliches Bauteil darstellt und zusätzlichen Bauraum benötigt.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen und insbesondere eine Überlasteinheit für ein Thermostatventil anzugeben, das sich durch eine reduzierte Bauteilanzahl und einen verminderten Montageaufwand der vorgespannten Feder auszeichnet. Zudem soll auch ein Thermostatventil mit einer reduzierten Bauteilanzahl und einem verminderten Montageaufwand angegeben werden.
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Diese Aufgaben werden gelöst mit einer Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.
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Die Überlasteinheit für ein Thermostatventil weist eine Hülse mit einer Kammer und ein in der Kammer durch eine Feder vorgespanntes Anlagestück auf, wobei die Hülse eine Öffnung und ausgehend von der Öffnung zumindest einen Schlitz aufweist, so dass die Öffnung der Hülse durch eine elastische Verformung der Hülse aufspreizbar ist.
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Die hier vorgeschlagene Überlasteinheit besteht bevorzugt aus Metall oder Kunststoff. Die Hülse der Überlasteinheit weist einen rohrförmigen Abschnitt auf, der sich entlang einer Längsachse erstreckt und ein erstes Ende und ein zweites Ende in Richtung der Längsachse hat. Zudem weist die Hülse der Überlasteinheit bevorzugt eine Gesamtlänge von 20 mm–50 mm (Millimeter) und einen Durchmesser von 10 mm–30 mm (Millimeter) auf. Der rohrförmige Abschnitt der Hülse bildet in seinem Inneren eine (einzelne) Kammer, die an dem ersten Ende eine Öffnung aufweist und an dem zweiten Ende durch eine Wand (zumindest teilweise) verschlossen ist. In der Kammer sind ein Anlagestück und eine (Spiral-)Feder, bevorzugt koaxial, angeordnet. Das Anlagestück und/oder die Feder weisen einen Außendurchmesser auf, der größer ist als die Öffnung der Kammer. Das Anlagestück ist durch die Feder in Richtung der Öffnung mit einer Kraft von 100 N–150 N (Newton) vorgespannt. Das Anlagestück erstreckt sich bevorzugt zumindest teilweise durch die Öffnung und dient der Anlage eines Dehnstoffelements. Wenn durch das Dehnstoffelement eine Auslösekraft auf das Anlagestück aufgebracht wird, die die Kraft der Feder übersteigt, gibt das Anlagestück nach. Hierzu ist das Anlagestück in der Kammer, bevorzugt in Richtung der Längsachse, beweglich. Zur Montage der Feder und des Anlagestücks in der Kammer weist die Hülse ausgehend von der Öffnung mindestens einen Schlitz auf. Der Schlitz erstreckt sich bevorzugt parallel zu der Längsachse und weist bevorzugt eine Länge von 10 mm–30 mm (Millimeter) auf. Als besonders vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn die Länge des zumindest einen Schlitzes mehr als 50% einer Länge der Kammer in Richtung der Längsachse beträgt. Weiterhin weist der zumindest eine Schlitz bevorzugt eine Breite von 0,1 mm–3 mm (Millimeter) auf. Bevorzugt ist zudem, dass die Hülse ausgehend von der Öffnung eine Mehrzahl von Schlitze aufweist, beispielsweise zwei, drei oder vier, die in Umfangsrichtung der Öffnung bevorzugt gleichmäßig verteilt sind. Der zumindest eine Schlitz ermöglicht bei der Montage durch Aufspreizung der Hülse die Feder und das Anlagestück durch die Öffnung in die Kammer einzusetzen. Trotz des im Vergleich zur Öffnung größeren Außendurchmessers der Feder und/oder des Anlagestücks, ist daher für die Montage der Feder und des Anlagestücks keine zusätzliche Öffnung der Hülse erforderlich. Die Kammer der Hülse erfordert daher nur eine einzige Öffnung. Somit wird auch kein zusätzlicher Deckel für eine (Montage-)Öffnung mehr benötigt. Das Anlagestück und die Feder werden durch die Hülse in der Kammer nach Art einer (formschlüssigen) Schnappverbindung gehalten.
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Vorzugsweise weist die Hülse im Bereich der Öffnung zumindest ein Federbein auf. Das zumindest eine Federbein wird durch einen Bereich der Hülse gebildet, der zwischen zwei benachbarten Schlitzen liegt. Somit besitzt das zumindest eine Federbein ein freies Ende, das dem ersten Ende der Hülse entspricht. Weiterhin ist das zumindest eine Federbein nach außen um eine zur Längsachse orthogonalen Achse schwenkbaren beziehungsweise aufspreizbar.
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Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Hülse in der Kammer mindestens eine Anlagekante aufweist, gegen die das Anlagestück vorgespannten ist. Die mindestens eine Anlagekante ist bevorzugt als ringförmiger Absatz an der Innenfläche der Hülse ausgebildet und befindet sich bevorzugt im Bereich der ersten Öffnung der Hülse. Das Anlagestück wird durch die Feder bevorzugt in einer Längsrichtung parallel zur Längsachse gegen die Anlagekante gepresst. Hierzu weist das Anlagestück einen ringförmigen Kragen auf, der die mindestens eine Anlagekante der Hülse kontaktiert. Die mindestens eine Anlagekante wird bevorzugt durch den zumindest einen Schlitz geschnitten.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Öffnung außenseitig eine Fase aufweist. Die Fase korrespondiert bei der Montage der Feder und des Anlegestücks mit dem Außendurchmesser der Feder und/oder des Anlagestücks, so dass beim außenseitigen Pressen der Feder und/oder des Anlagestücks gegen die Öffnung die Öffnung durch eine elastische Verformung der Hülse aufspreizbar ist. Hierdurch wird das Einsetzen der Feder und/oder des Anlagestücks in die Kammer der Hülse erleichtert.
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Ebenfalls vorteilhaft ist es wenn das Anlagestück in einer Längsrichtung der Hülse in der Kammer bewegbar ist. Das Anlagestück kann bei zu hohen auf das Dehnstoffelement wirkenden Kräften das Dehnstoffelement durch zurückweichen entlasten.
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Einem weiteren Aspekt der Erfindung folgend wird auch ein Thermostatventil aufweisend ein Dehnstoffelement vorgeschlagen, wobei das Dehnstoffelement durch eine erfindungsgemäße Überlasteinheit gegen eine Überlastung geschützt ist. Das hier vorgeschlagene Thermostatventil wird bevorzugt in einer Mischbatterie einer Dusch- und/oder Badewannenarmatur zur Bereitstellung einer konstanten Temperatur eines Mischwassers eingesetzt. Bei dem Dehnstoffelement handelt es sich bevorzugt um eine Spiralfeder aus einem Bimetall oder um ein paraffingefülltes Wachsdehnstoffelement. Bezüglich der Überlasteinheit wird auf die vorhergehende Beschreibung verwiesen.
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Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren besonders bevorzugte Ausführungsvarianten der Erfindung zeigen, diese jedoch nicht darauf beschränkt ist. Dabei sind gleiche Bauteile in den Figuren mit demselben Bezugszeichen versehen. Es zeigen schematisch:
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1 eine Mischbatterie mit einer Überlasteinheit;
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2 eine erste Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Überlasteinheit;
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3 eine zweite Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Überlasteinheit; und
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4 die erste Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Überlasteinheit in einer weiteren perspektivischen Ansicht.
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Die 1 zeigt eine Mischbatterie 14, die einen Warmwasserzulauf 15 einen Kaltwasserzulauf 16 und einen Abfluss 17 aufweist. In der Mischbatterie 14 ist ein Mischventil 25 angeordnet, das einen Durchfluss des Warmwasserzulaufs 15 und des Kaltwasserzulaufs 16 steuert. Das Mischventil 25 ist durch ein Dehnstoffelement 13 eines Thermostatventils 2 verstellbar, so dass das Dehnstoffelement 13 ein Mischungsverhältnis zwischen Warm- und Kaltwasser zur Bereitstellung eines Mischwassers mit einer konstanten Temperatur einstellt. Hierzu ist das Dehnstoffelement 13 durch das Mischwasser umströmbar und dehnt sich proportional zur Temperatur des Mischwassers aus. Um das Dehnstoffelement 13 vor einer Überlastung zu schützen, wird das Dehnstoffelement 13 durch eine Überlasteinheit 1 gestützt.
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Die 2 zeigt eine erste Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Überlasteinheit 1 in einer perspektivischen Bruchdarstellung. Die Überlasteinheit 1 weist eine Hülse 3 mit einer Längsachse 20, einer Gesamtlänge 18, einem Durchmesser 26, einem in Richtung der Längsachse 20 ersten Ende 23 und einem in Richtung der Längsachse 20 zweiten Ende 24 auf. Ferner ist an dem zweiten Ende 24 der Hülse 3 ein Außengewinde 21 ausgebildet. Ein rohrförmiger Abschnitt der Hülse 3 bildet eine Kammer 4 in der koaxial zur Hülse 3 eine Feder 5 und ein Anlagestück 6 angeordnet sind. Die Kammer 4 weist am ersten Ende 23 der Hülse 3 eine kreisförmige Öffnung 7 auf und ist in Richtung der Längsachse 20 an ihrem gegenüberliegenden Ende durch eine Wand 22 der Hülse 3 verschlossen. Das Anlagestück 6 wird mit seinem ringförmigen Kragen 28 durch die Feder 5 in der Kammer 4 in Richtung einer Längsrichtung 12 gegen eine ringförmige Anlagekante 10 der Hülse 3 vorgespannten. Zudem erstreckt sich das Anlagestück 6 zumindest teilweise durch die Öffnung 7 nach außen. Die Hülse 3 weist ausgehend von der Öffnung 7 parallel zur Längsachse 20 drei Schlitze 8 auf, die ein Aufspreizen der Öffnung 7 der Hülse 3 durch eine elastische Verformung der Hülse 3 ermöglichen. Die Schlitze 8 haben eine Länge 19 und eine Breite 27. Zwischen benachbarter Schlitze 8 sind jeweils Federbeine 9 ausgebildet. Zur Erleichterung einer Aufspreizung der Öffnung 7, ist die Öffnung 7 mit einer Fase 11 ausgestattet.
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Die 3 zeigt eine zweite Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Überlasteinheit 1. Die zweite Ausführungsvariante unterscheidet sich von der ersten Ausführungsvariante gemäß der 2 lediglich darin, dass das Außengewinde 21 im Bereich der Kammer 4 ausgebildet ist. Im Vergleich zur ersten Ausführungsvariante weist die Überlasteinheit 1 daher eine geringere Gesamtlänge 18 auf und benötigt dadurch einen geringeren Bauraum.
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Die 4 zeigt die erste Ausführungsvariante der Überlasteinheit 1 in einer weiteren perspektivischen Ansicht. In der 4 ist besonders gut zu erkennen, dass die Überlasteinheit 1 ausgehend von der Öffnung 7 drei Schlitze 8 aufweist.
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Vorsorglich sei noch darauf hingewiesen, dass die in den Figuren gezeigten Kombinationen von technischen Merkmalen nicht generell zwingend sind. So können technische Merkmale einer Figur mit anderen technischen Merkmalen einer weiteren Figur und/oder der allgemeinen Beschreibung kombiniert werden. Etwas anderes soll nur gelten, wenn hier explizit die Kombination von Merkmalen ausgewiesen wurde und/oder der Fachmann erkennt, dass sonst die Grundfunktionen der Vorrichtung nicht mehr erfüllt werden können.
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Die hier beschriebene Überlasteinheit zeichnet sich durch eine geringe Bauteilanzahl und einen verminderten Montageaufwand aus.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Überlasteinheit
- 2
- Thermostatventil
- 3
- Hülse
- 4
- Kammer
- 5
- Feder
- 6
- Anlagestück
- 7
- Öffnung
- 8
- Schlitz
- 9
- Federbein
- 10
- Anlagekante
- 11
- Fase
- 12
- Längsrichtung
- 13
- Dehnstoffelement
- 14
- Mischbatterie
- 15
- Warmwasserzulauf
- 16
- Kaltwasserzulauf
- 17
- Abfluss
- 18
- Gesamtlänge
- 19
- Länge
- 20
- Längsachse
- 21
- Außengewinde
- 22
- Wand
- 23
- erstes Ende
- 24
- zweites Ende
- 25
- Mischventil
- 26
- Durchmesser
- 27
- Breite
- 28
- Kragen
