-
Die Erfindung betrifft eine Thermostatkartusche für eine Sanitärarmatur. Die Thermostatkartusche dient insbesondere zum Temperieren eines Fluidstroms, wobei über die Thermostatkartusche ein kalter Fluidstrom und ein warmer Fluidstrom regelbar gemischt werden können.
-
Eine Kartusche (dort Mischer bzw. Kartusche) ist z. B. aus der
DE 695 13 455 T2 bekannt.
-
Kleinere Partikel (z. B. „Sand“), die durch die Filtersiebe in der Sanitärarmatur und vor der Thermostatkartusche nicht abgehalten werden, können sich in einem Regelspalt der Thermostatkartusche festsetzen. Das Festsetzen wird begünstigt durch die im Vergleich relativ weiche Oberfläche der Bauteile der Thermostatkartusche (üblicherweise Kunststoffwerkstoffe wie PSU, PPS, PPA oder aber auch „normales Messing“). Hier werden die Partikel durch eine plastische Verformung des Bauteils festgehalten und können so zu einer Bewegungseinschränkung eines Schiebers der Thermostatkartusche führen.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die mit Bezug auf den Stand der Technik angeführten Probleme zumindest teilweise zu lösen. Insbesondere soll eine Thermostatkartusche für eine Sanitärarmatur vorgeschlagen werden, die insbesondere möglichst dauerhaft verschleißfest ausgeführt ist.
-
Zur Lösung dieser Aufgaben trägt eine Thermostatkartusche mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 bei. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche. Die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können durch erläuternde Sachverhalte aus der Beschreibung und/oder Details aus den Figuren ergänzt werden, wobei weitere Ausführungsvarianten der Erfindung aufgezeigt werden.
-
Es wird eine Thermostatkartusche für eine Sanitärarmatur vorgeschlagen, zumindest umfassend
- • ein äußeres (außerhalb des Schiebers angeordnetes) Gehäuse, mit zumindest einem ersten Einströmkanal und einem zweiten Einströmkanal, sowie
- • ein in dem Gehäuse entlang einer axialen Richtung verschiebbaren Schieber.
-
Der Schieber weist eine erste Schieberdichtfläche und eine zweite Schieberdichtfläche und das Gehäuse eine erste Gehäusedichtfläche und eine zweite Gehäusedichtfläche auf. Die erste Schieberdichtfläche und die erste Gehäusedichtfläche bilden einen ersten Regelspalt und die zweite Schieberdichtfläche und die zweite Gehäusedichtfläche einen zweiten Regelspalt. Ein Durchströmungsquerschnitt jedes Regelspalts ist durch eine Verschiebung des Schiebers entlang der axialen Richtung einstellbar. Der Schieber und das Gehäuse (bzw. deren Grundkörper, also z. B. der Schieber oder das Gehäuse jeweils exklusive der Dichtflächen bzw. der Dichtflächen bildenden Einsätze, die im Schieber bzw. im Gehäuse angeordnet sind) sind aus einem ersten Werkstoff (insbesondere einem Kunststoffwerkstoff) und die Dichtflächen aus einem zweiten Werkstoff (insbesondere Edelstahl oder CW724R - auch bekannt als „Ecobrass“ oder „Cuphin“) hergestellt.
-
Es wird insbesondere eine Zwei-Komponenten-Ausführung der Bauteile Schieber und Gehäuse vorgeschlagen. Insbesondere wird vorgeschlagen Strömungsgeometrien (an denen also ein Fluid vorbeiströmt und durch die kein Dichtspalt oder Regelspalt ausgebildet wird) durch einen Kunststoffwerkstoff (z. B. PSU, PPS, PPA, etc.) abzubilden. Weiter wird vorgeschlagen, die Dichtflächen (also Flächen, die einen Regelspalt zur Regulierung eines Fluidstroms ausbilden) aus Metall, insbesondere aber nicht aus „normalem“ Messing, auszuführen. Dabei können die härteren Legierungen von Messing, also z. B. CW274R („Ecobrass“ oder „Cuphin“) aber gerade eingesetzt werden.
-
Insbesondere kann so eine geringere Empfindlichkeit der Thermostatkartusche gegenüber Verschmutzung erreicht werden. Ggf. in den Regelspalt vordringende Partikel können sich bei der vorgeschlagenen Ausführung der Regelspalt bildenden Oberflächen insbesondere nicht in die Dichtflächen einarbeiten und werden im Betrieb der Thermostatkartusche aus diesem Bereich herausgespült.
-
Der Schieber kann insbesondere über eine Betätigung gegenüber dem Gehäuse zumindest entlang der axialen Richtung begrenzt verlagert werden. Infolge der Verlagerung ist die Einstellung der Regelspalte möglich. Eine Vergrößerung des einen Regelspalts führt insbesondere zu einer korrespondierenden Verkleinerung des anderen Regelspalts.
-
Insbesondere regelt jeder Regelspalt über eine Veränderung des Durchströmungsquerschnitts (also des Abstands der jeweiligen Gehäusedichtfläche von der gegenüberliegend angeordneten Schieberdichtfläche) den über den Regelspalt strömenden Fluidstrom. Insbesondere regelt der erste Regelspalt den über den ersten Einströmkanal einströmenden Fluidstrom und der zweite Regelspalt den über den zweiten Einströmkanal einströmenden Fluidstrom.
-
Insbesondere kann der Regelspalt so eingestellt werden, dass die den Regelspalt bildenden Dichtflächen einander kontaktieren und ein Durchströmungsquerschnitt (nahezu) geschlossen wird. Andererseits können die den Regelspalt bildenden Dichtflächen maximal voneinander beabstandet werden, so dass ein für den Betrieb der Thermostatkartusche vorgesehener maximaler Volumenstrom ausgehend von dem jeweiligen Einströmkanal über das Gehäuse und den Regelspalt in die Thermostatkartusche einströmen kann. Jede Zwischenstellung des Regelspalts bzw. der Regelspalte ist insbesondere einstellbar.
-
Der über die Einströmkanäle in die Thermostatkartusche einströmende Fluidstrom kann insbesondere über einen Auslass aus der Thermostatkartusche abströmen.
-
Insbesondere sind die Dichtflächen ringförmig ausgebildet. Insbesondere erstrecken sich die Dichtflächen entlang einer Umfangsrichtung, quer zur axialen Richtung, und in einer radialen Richtung außen um den Schieber herum. Insbesondere erstrecken sich die Dichtflächen entlang der Dichtflächen kreisförmig.
-
Die den Regelspalt bildenden Dichtflächen erstrecken sich insbesondere parallel zueinander. Insbesondere erstrecken sich die Dichtflächen entlang der radialen Richtung und der Umfangsrichtung.
-
Insbesondere ist die erste Gehäusedichtfläche durch einen ersten Dichtring und die zweite Gehäusedichtfläche durch einen zweiten Dichtring ausgebildet, die entlang einer axialen Richtung voneinander beabstandet in dem Gehäuse angeordnet sind.
-
Insbesondere ist der erste Dichtring in einem ersten Gehäuseteil und der zweite Dichtring in einem zweiten Gehäuseteil des Gehäuses angeordnet. Die Gehäuseteile sind insbesondere miteinander zu dem Gehäuse fest verbunden, z. B. über ein Gewinde.
-
Insbesondere sind die erste Schieberdichtfläche und die zweite Schieberdichtfläche durch eine gemeinsame Hülse ausgebildet, die an dem Schieber angeordnet ist bzw. an dem Schieber befestigt ist.
-
Insbesondere ist entlang der axialen Richtung zwischen den Schieberdichtfläche ein Rücksprung (also eine Verlagerung einer Oberfläche in der radialen Richtung nach innen) in der Hülse vorgesehen, wobei in dem Rücksprung ein elastisch verformbarer O-Ring (insbesondere aus Gummi) angeordnet ist, der mit einer gegenüberliegend angeordneten Gehäuseoberfläche des Gehäuses eine zwischen Schieber und Gehäuse gegenüber der axialen Richtung wirksame Dichtung ausbildet. Diese Dichtung verhindert insbesondere eine fluidtechnische Verbindung zwischen dem ersten Einströmkanal und dem zweiten Regelspalt sowie zwischen dem zweiten Einströmkanal und dem ersten Regelspalt.
-
Insbesondere besteht die dem O-Ring gegenüberliegend angeordnete Gehäuseoberfläche aus dem ersten Werkstoff, insbesondere also aus Kunststoffwerkstoff.
-
Insbesondere umfassen die Dichtflächen (zweiter Werkstoff) zusammen höchstens 20 %, bevorzugt höchstens 10 %, einer mit einem Fluid im vorgesehenen Betrieb der Thermostatkartusche beaufschlagbaren Oberfläche des Gehäuses und des Schiebers.
-
Insbesondere weisen die an dem Gehäuse angeordneten Dichtringe höchstens 20 Volumen-%, bevorzugt höchstens 10 Volumen-%, des (Gesamt-)Gehäusematerials auf (also z. B. Rest erster Werkstoff).
-
Insbesondere weist die an dem Schieber angeordnete Hülse höchstens 20 Volumen-%, bevorzugt höchstens 10 Volumen-%, des (Gesamt-)Schiebermaterials (also z. B. Rest erster Werkstoff) auf.
-
Vorsorglich sei angemerkt, dass die hier verwendeten Zahlwörter („erste“, „zweite“, ...) vorrangig (nur) zur Unterscheidung von mehreren gleichartigen Gegenständen, Größen oder Prozessen dienen, also insbesondere keine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge dieser Gegenstände, Größen oder Prozesse zueinander zwingend vorgeben. Sollte eine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge erforderlich sein, ist dies hier explizit angegeben oder es ergibt sich offensichtlich für den Fachmann beim Studium der konkret beschriebenen Ausgestaltung. Soweit ein Bauteil mehrfach vorkommen kann („mindestens ein“), kann die Beschreibung zu einem dieser Bauteile für alle oder einen Teil der Mehrzahl dieser Bauteile gleichermaßen gelten, dies ist aber nicht zwingend.
-
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die angeführten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Es zeigen:
- 1: eine Thermostatkartusche in einer Seitenansicht im Schnitt;
- 2: ein Detail der Thermostatkartusche nach 1 in einer Seitenansicht im Schnitt; und
- 3: den Schieber der Thermostatkartusche nach 1 und 2 in einer perspektivischen Ansicht.
-
1 zeigt eine Thermostatkartusche 1 in einer Seitenansicht im Schnitt. 2 zeigt ein Detail der Thermostatkartusche 1 nach 1 in einer Seitenansicht im Schnitt. 3 zeigt den Schieber 7 der Thermostatkartusche 1 nach 1 und 2 in einer perspektivischen Ansicht. Die 1 bis 3 werden im Folgenden gemeinsam beschrieben.
-
Die Thermostatkartusche 1 für eine Sanitärarmatur 2 umfasst ein äußeres (außerhalb des Schiebers 7 angeordnetes) Gehäuse 3, mit einem ersten Einströmkanal 4 (z. B. für kaltes Wasser, siehe Pfeil KW) und einem zweiten Einströmkanal 5 (z. B. für warmes Wasser, siehe Pfeil WW), sowie ein in dem Gehäuse 3 entlang einer axialen Richtung 6 verschiebbaren Schieber 7 und einem Auslass 24 für in der Thermostatkartusche 1 temperierten Fluidstrom (siehe Pfeil MW).
-
Der Schieber 7 weist eine erste Schieberdichtfläche 8 und eine zweite Schieberdichtfläche 9 und das Gehäuse 3 eine erste Gehäusedichtfläche 10 und eine zweite Gehäusedichtfläche 11 auf. Die erste Schieberdichtfläche 8 und die erste Gehäusedichtfläche 10 bilden einen ersten Regelspalt 12 und die zweite Schieberdichtfläche 9 und die zweite Gehäusedichtfläche 11 einen zweiten Regelspalt 13. Ein Durchströmungsquerschnitt 14 jedes Regelspalts 12, 13 ist durch eine Verschiebung des Schiebers 7 entlang der axialen Richtung 6 einstellbar. Der Schieber 7 und das Gehäuse 3 sind aus einem Kunststoffwerkstoff und die Dichtflächen 8, 9, 10, 11 aus einem Edelstahl oder CW724R (auch bekannt als „Ecobrass“ oder „Cuphin“) hergestellt.
-
Der Schieber 7 kann über eine Betätigung gegenüber dem Gehäuse 3 entlang der axialen Richtung 6 begrenzt verlagert werden. Infolge der Verlagerung ist die Einstellung der Regelspalte 12, 13 möglich. Eine Vergrößerung des einen Regelspalts 12, 13 führt zu einer korrespondierenden Verkleinerung des anderen Regelspalts 13, 12.
-
Jeder Regelspalt 12, 13 regelt über eine Veränderung des Durchströmungsquerschnitts 14 (also des Abstands der jeweiligen Gehäusedichtfläche 10, 11 von der gegenüberliegend angeordneten Schieberdichtfläche 8, 9) den über den Regelspalt 12, 13 strömenden Fluidstrom. Der erste Regelspalt 12 regelt den über den ersten Einströmkanal 4 einströmenden Fluidstrom und der zweite Regelspalt 13 den über den zweiten Einströmkanal 5 einströmenden Fluidstrom.
-
Der Regelspalt 12, 13 kann so eingestellt werden, dass die den Regelspalt 12, 13 bildenden Dichtflächen 8, 9, 10, 11 einander kontaktieren und ein Durchströmungsquerschnitt 14 geschlossen wird (siehe erster Regelspalt 12 in 2). Andererseits können die den Regelspalt 12, 13 bildenden Dichtflächen 8, 9, 10, 11 maximal voneinander beabstandet werden, so dass ein für den Betrieb der Thermostatkartusche 1 vorgesehener maximaler Volumenstrom ausgehend von dem jeweiligen Einströmkanal 4, 5 über das Gehäuse 3 und den Regelspalt 12, 13 in die Thermostatkartusche 1 einströmen kann (siehe zweiter Regelspalt 13 in 2).
-
Die Dichtflächen 8, 9, 10, 11 sind ringförmig ausgebildet. Die Dichtflächen 8, 9, 10, 11 erstrecken sich entlang einer Umfangsrichtung 25, quer zur axialen Richtung 6, und in einer radialen Richtung 26 außen um den Schieber 7 herum.
-
Die den Regelspalt 12, 13 bildenden Dichtflächen 8, 9, 10, 11 erstrecken sich parallel zueinander. Die Dichtflächen 8, 9, 10, 11 erstrecken sich entlang der radialen Richtung 26 und der Umfangsrichtung 25.
-
Die erste Gehäusedichtfläche 10 ist durch einen ersten Dichtring 15 und die zweite Gehäusedichtfläche 11 durch einen zweiten Dichtring 16 ausgebildet, die entlang einer axialen Richtung 6 voneinander beabstandet in dem Gehäuse 3 angeordnet sind.
-
Der erste Dichtring 15 ist in einem ersten Gehäuseteil 17 und der zweite Dichtring 16 in einem zweiten Gehäuseteil 18 des Gehäuses 3 angeordnet. Die Gehäuseteile 15, 16 sind insbesondere über ein Gewinde miteinander zu dem Gehäuse 3 fest verbunden.
-
Die erste Schieberdichtfläche 8 und die zweite Schieberdichtfläche 9 sind durch eine gemeinsame Hülse 19 ausgebildet, die an dem Schieber 7 angeordnet ist bzw. an dem Schieber 7 befestigt ist.
-
Entlang der axialen Richtung 6 ist zwischen der Schieberdichtfläche 8 ein Rücksprung 20 in der Hülse 19 vorgesehen, wobei in dem Rücksprung 20 ein elastisch verformbarer O-Ring 21 angeordnet ist, der mit einer gegenüberliegend angeordneten Gehäuseoberfläche 22 des Gehäuses 3 eine zwischen Schieber 7 und Gehäuse 3 gegenüber der axialen Richtung 6 wirksame Dichtung 23 ausbildet. Diese Dichtung 23 verhindert eine fluidtechnische Verbindung zwischen dem ersten Einströmkanal 4 und dem zweiten Regelspalt 13 sowie zwischen dem zweiten Einströmkanal 5 und dem ersten Regelspalt 12.
-
Die dem O-Ring 21 gegenüberliegend angeordnete Gehäuseoberfläche 22 besteht aus dem ersten Werkstoff.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Thermostatkartusche
- 2
- Sanitärarmatur
- 3
- Gehäuse
- 4
- erster Einströmkanal
- 5
- zweiter Einströmkanal
- 6
- axiale Richtung
- 7
- Schieber
- 8
- erste Schieberdichtfläche
- 9
- zweite Schieberdichtfläche
- 10
- erste Gehäusedichtfläche
- 11
- zweite Gehäusedichtfläche
- 12
- erster Regelspalt
- 13
- zweiter Regelspalt
- 14
- Durchströmungsquerschnitt
- 15
- erster Dichtring
- 16
- zweiter Dichtring
- 17
- erster Gehäuseteil
- 18
- zweiter Gehäuseteil
- 19
- Hülse
- 20
- Rücksprung
- 21
- O-Ring
- 22
- Gehäuseoberfläche
- 23
- Dichtung
- 24
- Auslass
- 25
- Umfangsrichtung
- 26
- radiale Richtung
- 27
- erster Werkstoff
- 28
- zweiter Werkstoff
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
