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Die Erfindung betrifft ein Thermostat-Mischventil zur Einstellung einer Mischwassertemperatur in einer Sanitärarmatur nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Aus der
DE 10 2006 032 018 A1 ist ein Thermostat-Mischventil bekannt, das eine Thermostat-Kartusche mit einem Thermostatelement aufweist, das in gängiger Praxis ein Wachselement ist. Bei einer Mischwasser-Temperaturschwankung (aufgrund von Schwankungen im Kalt- oder Heißwasserzulauf des Frischwasser-Versorgungsnetzes) ändert sich die axiale Baulänge des Thermostatelementes, wodurch die Mischwasser-Temperaturschwankung ausgleichbar ist. Das oben erwähnte Wachselement weist ein eher träges Ansprechverhalten auf, so dass es beim Ausgleich der Mischwasser-Temperaturschwankung zu Überschwingern kommen kann.
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Um solche Überschwinger zu vermeiden, ist aus der
DE 10 2004 050 877 A1 ein gattungsgemäßes Thermostat-Mischventil bekannt, dessen Thermostatelement als eine Schraubenfeder aus einer Memory-Legierung realisiert ist. Eine solche Schraubenfeder hat im Vergleich zum obigen Wachselement eine höhere Ansprechempfindlichkeit, wodurch Überschwinger beim Ausgleich einer Mischwasser-Temperaturschwankung reduzierbar sind. Nachfolgend ist der Aufbau sowie die Funktionsweise des aus der
DE 10 2004 050 877 A1 bekannten Thermostat-Mischventils beschrieben: So weist das Thermostat-Mischventil als Verstelleinheit einen Drehgriff auf, der mit einem axial hubverstellbaren Ventilschieber zusammenwirkt. Der Ventilschieber und die Thermostatfeder aus der Memory-Legierung sind in einem Kartuschengehäuse innerhalb des Thermostat-Mischventils angeordnet. Das Kartuschengehäuse ist aus einem Kopfteil und einem Heißwassersitz aufgebaut, wobei ein Linearhubelement der Verstelleinheit durch eine Durchführung im Kopfteil bis in Anlage mit dem Ventilschieber geführt ist. Der Ventilschieber weist einen radial nach außen abragenden Ventilsitz auf, der über einen Axial-Hubweg in einer im Kartuschengehäuse gebildeten Ausnehmung axial hubverstellbar ist, und zwar unter Bildung eines in der Axialrichtung der Verstelleinheit zugewandten Heißwasser-Regelspalts und eines in der Axialrichtung davon abgewandten Kaltwasser-Regelspalts.
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Bei einer Mischwasser-Temperaturschwankung mit steigender Mischwassertemperatur dehnt sich die Thermostatfeder axial aus, und zwar unter Vergrößerung des Strömungsquerschnittes des Kaltwasser-Regelspalts und gleichzeitiger Reduzierung des Strömungsquerschnitts des Heißwasser-Regelspalts. Umgekehrt lässt sich bei fallender Mischwasser-Temperatur die Thermostatfeder axial stauchen, und zwar unter Reduzierung des Strömungsquerschnitts des Kaltwasser-Regelspalts und gleichzeitiger Erhöhung des Strömungsquerschnitts des Heißwasser-Regelspalts. Die die Mischwasser-Temperaturschwankung ausgleichende Ventilschieber-Hubverstellung erfolgt unter Abbau oder Aufbau einer Vorspannkraft einer auf den Ventilschieber wirkenden Vorspannfeder.
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In der der
DE 10 2004 050 877 A1 ist die Thermostatfeder zwischen dem Heißwassersitz und dem Linearhubelement der Verstelleinheit abgestützt, während die Vorspannfeder zwischen dem Heißwassersitz und dem Ventilschieber abgestützt ist.
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Der obige Aufbau des Thermostat-Mischventils macht es erforderlich, dass der Heißwasser-Regelspalt, in der Axialrichtung betrachtet, näher an der Verstelleinheit positioniert ist als der Kaltwasser-Regelspalt. Eine solche Positionierung der Heiß- und Kaltwasser-Regelspalte entspricht jedoch nicht den Zulaufbedingungen in üblichen Sanitärarmaturen, in denen nicht der Heißwasser-Einlass, sondern der Kaltwasser-Einlass näher an der Verstelleinheit positioniert ist. Das aus der
DE 10 2004 050 877 A1 bekannte Thermostat-Mischventil ist daher nicht in eine solche Standard-Sanitärarmatur einbaubar.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Thermostat-Mischventil mit einem Thermostatelement aus einer Memory-Legierung bereitzustellen, das an die standardmäßige Positionierung des Kaltwasser- und Heißwasser-Einlässe in einer Sanitärarmatur angepasst ist, wonach der Kaltwasser-Einlass näher am Einstellorgan angeordnet ist als der Heißwasser-Einlass.
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Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
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Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 ist das Thermostatelement nicht mehr zwischen der Verstelleinheit und einem Heißwassersitz abgestützt, sondern vielmehr zwischen der Verstelleinheit und dem Ventilschieber abgestützt. Entsprechend ist das Thermostatelement mit einem ersten Fußpunkt an einem Linearhubelement der Verstelleinheit abgestützt und mit einem zweiten Fußpunkt am Ventilschieber abgestützt, so dass das Thermostatelement, in der axialen Wirkrichtung betrachtet, zwischen der Verstelleinheit und dem Ventilschieber geschaltet ist. Im Unterschied dazu ist in der
DE 10 2004 050 877 A1 das Thermostatelement, in der axialen Wirkrichtung betrachtet, nicht zwischen der Verstelleinheit und dem Ventilschieber geschaltet, sondern vielmehr zwischen der Verstelleinheit und dem Heißwassersitz.
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In einer technischen Umsetzung kann sowohl der Ventilschieber als auch das Thermostatelement in einem Kartuschengehäuse einer Thermostat-Kartusche des Thermostat-Mischventils angeordnet sein. Das Kartuschengehäuse kann aus einem Kopfteil und einem Heißwassersitz aufgebaut sein. Im Kopfteil kann eine Durchführung ausgebildet sein, durch die sich das Linearhubelement bis in Anlage mit dem Thermostatelement erstreckt. Zudem kann die Vorspannfeder, in der Axialrichtung betrachtet, zwischen dem Heißwassersitz und einer Stirnseite des Ventilschiebers abgestützt sein. Im Unterschied dazu ist in der obigen
DE 10 2004 050 877 A1 die Vorspannfeder nicht zwischen dem Heißwassersitz und der Ventilschieber-Stirnseite geschaltet, sondern zwischen dem Einstellorgan und dem Linearhubelement, der unmittelbar (das heißt ohne zwischengeordnetem Thermostatelement) in Anlageverbindung mit dem Ventilschieber ist. Das Thermostatelement kann in einer bevorzugten technischen Ausführung eine Schraubenfeder aus einer Memory-Legierung sein.
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Der Ventilschieber weist in gängiger Praxis einen radial nach außen abragenden Doppelventilsitz auf, der in eine im Kartuschengehäuse gebildete Ausnehmung einragt, und zwar unter Bildung eines in der Axialrichtung der Verstelleinheit zugewandten Kaltwasser-Regelspalts und eines in der Axialrichtung davon abgewandten Heißwasser-Regelspalts. Bei einer axialen Hubverstellung des Ventilschiebers kann somit der Kaltwasser-Regelspalt vergrößert werden, und zwar bei gleichzeitiger Reduzierung des Strömungsquerschnitts des Heißwasser-Regelspalts oder umgekehrt.
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In dem erfindungsgemäßen Aufbau ist also – im Unterschied zur
DE 10 2004 050 877 A1 – der Kaltwasser-Regelspalt, in der Axialrichtung betrachtet, näher an der Verstelleinheit positioniert als der Heißwasser-Regelspalt. Eine solche Positionierung der Heiß- und Kaltwasser-Regelspalte entspricht den Zulaufbedingungen in üblichen Sanitärarmaturen, in denen der Kaltwasser-Einlass ebenfalls näher an der Verstelleinheit positioniert ist als der Heißwasser-Einlass. Das erfindungsgemäße Thermostat-Mischventil ist daher ohne weiteres in eine solche Standard-Sanitärarmatur einbaubar.
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Durch den oben angegebenen Aufbau des Thermostat-Mischventils kann eine Mischwasser-Temperaturschwankung wie folgt ausgeglichen werden: So kann sich bei steigender Mischwasser-Temperatur das Thermostatelement axial ausdehnen, und zwar unter gleichzeitiger Vergrößerung des Strömungsquerschnitts des Kaltwasser-Regelspalts und gleichzeitiger Reduzierung des Strömungsquerschnitts des Heißwasser-Regelspalts. Umgekehrt kann sich bei fallender Mischwasser-Temperatur das Thermostatelement axial zusammenziehen, und zwar unter Reduzierung des Strömungsquerschnitts des Kaltwasser-Regelspalts und gleichzeitiger Erhöhung des Strömungsquerschnitts des Heißwasser-Regelspalts.
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In einer technischen Ausführung kann die an dem Linearhubelement ausgebildete Abstützbasis für den ersten Fußpunkt des Thermostatelementes eine am Linearhubelement angeformte Ringschulter sein. Die Ringschulter kann bevorzugt innerhalb des Kartuschengehäuses angeordnet sein.
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Zudem kann das Linearhubelement der Verstelleinheit, in der Axialrichtung betrachtet, über die Ringschulter hinaus mit einem zylindrischen Führungsabschnitt verlängert sein. Der Führungsabschnitt des Linearhubelementes ist radial innerhalb des hülsenförmigen Ventilschiebers angeordnet, wodurch sich ein Ringspalt bildet, in dem die Thermostatfeder angeordnet ist.
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Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und/oder Weiterbildungen der Erfindung können – außer zum Beispiel in den Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen – einzeln oder aber auch in beliebiger Kombination miteinander zur Anwendung kommen.
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Die Erfindung und ihre vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen sowie deren Vorteile sind nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 in einer Schnittdarstellung das Thermostat-Mischventil; und
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2 in einer vergrößerten Darstellung eine Teilschnittansicht der im Thermostat-Mischventils eingebauten Thermostatfeder.
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In der 1 ist ein Thermostat-Mischventil 1 gezeigt, das beispielhaft in einer nicht näher dargestellten Sanitärarmatur etwa für eine Dusche eingebaut werden kann. Das Thermostat-Mischventil 1 weist vorliegend eine Verstelleinheit 2 mit einem manuell betätigbaren Bedienknebel 3 auf, mit dem eine Mischwassertemperatur benutzerseitig einstellbar ist.
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Das Thermostat-Mischventil 1 weist eine Thermostat-Kartusche 5 auf, dessen Gehäuse durch ein Kopfstück 7 sowie einen Heißwassersitz 9 aufgebaut ist. Das Kopfstück 7 der Thermostat-Kartusche 5 weist eine axial nach oben offene Durchführung 11 auf, durch die ein Linearhubelement 13 der Verstelleinheit 2 geführt ist. Das Linearhubelement 13 ist in der Axialrichtung nach oben unter Zwischenschaltung einer Überlasteinheit 15 mit dem Bedienknebel 3 trieblich in Verbindung. Eine Drehbetätigung des Bedienknebels 3 wird über einen Gewindeeingriff 16 in eine Axialhubbewegung der Überlasteinheit 15 umgewandelt, die mit einem elastisch nachgiebig gelagerten Druckstück 17 auf das Linearhubelement 13 drückt.
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In der 1 oder 2 ist das Linearhubelement 13 bis innerhalb des Gehäuses der Thermostat-Kartusche 5 verlängert. Im Kartuschengehäuse ist ein hülsenförmiger Ventilschieber 19 angeordnet, der einen radial nach außen abragenden Doppelventilsitz 21 (2) aufweist. Der Doppelventilsitz 21 ragt radial nach außen in eine im Kartuschengehäuse 5 gebildete Ausnehmung 22 (2) ein, und zwar unter Bildung eines in der Axialrichtung dem Bedienknebel 3 zugewandten Kaltwasser-Regelspalts 23 und eines in der Axialrichtung davon abgewandten Heißwasser-Regelspalts 25. Die beiden Regelspalte 23, 25 sind in der Einbaulage des Thermostat-Mischventils mit korrespondierenden Heiß- und Kaltwassereinlässen CW, HW der Sanitärarmatur strömungstechnisch in Verbindung.
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Die Heiß- und Kaltwasser-Regelspalte 23, 25 münden radial nach innen in eine hohlzylindrische Mischwasserkammer 27, in der auch der hülsenförmige Ventilschieber 19 hubverstellbar positioniert ist. Wie aus den 1 und 2 weiter hervorgeht, ist zwischen dem Linearhubelement 13 und dem Ventilschieber 19 eine Thermostatfeder 29 aus einer Memory-Legierung zwischengeschaltet. Die Thermostatfeder 29 ist mit ihrem oberen Fußpunkt 31 an einer Ringschulter 33 des Linearhubelementes 13 abgestützt und mit ihrem unteren Fußpunkt 35 an einer Innenschulter 37 des Ventilschiebers 19 abgestützt. Das Linearhubelement 13 ist in der Axialrichtung betrachtet über die Ringschulter 33 hinaus mit einem zylindrischen Führungsabschnitt 39 verlängert, der radial innerhalb des hülsenförmigen Ventilschiebers 19 angeordnet ist, und zwar unter Bildung eines Ringspalts 41 (2), in dem die Thermostatfeder 29 positioniert ist. Zwischen einer Innenschulter 43 des Heißwassersitzes 9 und einer axialen Stirnseite 45 des Ventilschiebers 19 ist eine Vorspannfeder 47 zwischengeschaltet.
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Das Thermostat-Mischventil 29 arbeitet bei einer Mischwasser-Temperaturschwankung (aufgrund von Schwankungen im Kalt- oder Heißwasserzulauf des Frischwasser-Versorgungsnetzes) wie folgt: So dehnt sich bei einer Mischwasser-Temperaturschwankung mit steigender Mischwassertemperatur die Thermostatfeder 29 aus, und zwar unter Vergrößerung des Strömungsquerschnittes des oberen Kaltwasser-Regelspalts 23 und gleichzeitiger Reduzierung des Strömungsquerschnitts des unteren Heißwasser-Regelspalts 25. Umgekehrt lässt sich bei einer Mischwasser-Temperaturschwankung mit fallender Mischwasser-Temperatur die Thermostatfeder 29 axial stauchen, und zwar unter Reduzierung des Kaltwasser-Regelspalts 23 und gleichzeitiger Erhöhung des Heißwasser-Regelspalts 25.
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Das Linearhubelement 13, die Thermostatfeder 29 sowie der Ventilschieber 19 bilden bei der obigen, die Mischtemperatur-Schwankung ausgleichenden Hubverstellung des Ventilschiebers 19 eine bewegungsgekoppelte Einheit, auf die die Vorspannfeder 47 in Richtung auf den Bedienknebel 3 eine Vorspannkraft ausübt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Thermostat-Mischventil
- 2
- Verstelleinheit
- 3
- Bedienknebel
- 5
- Gehäuse der Thermostatkartusche
- 7
- Kopfteil
- 9
- Heißwassersitz
- 11
- Durchführungsöffnung
- 13
- Linearhubelement
- 15
- Überlasteinheit
- 16
- Gewindeeingriff
- 17
- Druckstück
- 19
- Ventilschieber
- 21
- Ventilsitz
- 22
- Ausnehmung
- 23
- Kaltwasser-Regelspalt
- 25
- Heißwasser-Regelspalt
- 27
- Mischwasserkammer
- 29
- Thermostatfeder
- 31
- oberer Fußpunkt
- 33
- Ringschulter
- 35
- unterer Fußpunkt
- 37
- Innenschulte
- 39
- Führungsabschnitt
- 41
- Ringspalt
- 43
- Innenschulter des Heißwassersitzes
- 45
- axiale Stirnseite des Ventilschiebers
- 47
- Vorspannfeder
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006032018 A1 [0002]
- DE 102004050877 A1 [0003, 0003, 0005, 0006, 0009, 0010, 0012]
