DE102022130740A1

DE102022130740A1 - Regelschieber für einen Thermostatmischer, Thermostatmischer mit einem Regelschieber und Verfahren zur Herstellung eines Regelschiebers

Info

Publication number: DE102022130740A1
Application number: DE102022130740.9A
Authority: DE
Inventors: Björn Riedel; Jonas Kick
Original assignee: Grohe AG
Current assignee: Grohe AG
Priority date: 2022-11-21
Filing date: 2022-11-21
Publication date: 2024-05-23

Abstract

Regelschieber (1) für einen Thermostatmischer (2), zumindest aufweisend:- ein Schieberelement (3) mit einem ersten Schieberteil (4) und einem zweiten Schieberteil (5), wobei das erste Schieberteil (4) und das zweite Schieberteil (5) miteinander verschweißt sind;- einen Zwischenring (6), der auf dem Schieberelement (3) angeordnet ist, sodass zwischen dem Zwischenring (6) und dem ersten Schieberteil (4) ein Kaltwasserregelspalt (7) für Kaltwasser und zwischen dem Zwischenring (6) und dem zweiten Schieberteil (5) ein Warmwasserregelspalt (8) für Warmwasser ausgebildet ist,wobei das Schieberelement (3) relativ zu dem Zwischenring (6) zur Einstellung des Kaltwasserregelspalts (7) und des Warmwasserregelspalts (8) verstellbar ist.Zudem werden ein Thermostatmischer (2) mit einem solchen Regelschieber (1) und ein Verfahren Herstellung des Regelschiebers (1) vorgeschlagen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Regelschieber für einen Thermostatmischer, einen Thermostatmischer mit einem Regelschieber und ein Verfahren zur Herstellung eines Regelschiebers. Thermostatmischer sind insbesondere für Sanitärarmaturen verwendbar, mit denen Mischwasser an einem Spülbecken, einem Waschbecken, einer Badewanne und/oder einer Dusche bereitstellbar ist.
Mithilfe des Thermostatmischers sind Kaltwasser und Warmwasser zu Mischwasser mit einer gewünschten Mischwassertemperatur mischbar. Hierzu sind das Kaltwasser über einen Kaltwasserregelspalt des Regelschiebers und das Warmwasser über einen Warmwasserregelspalt des Regelschiebers in eine Mischkammer des Thermostatmischers leitbar. Um in der Mischkammer das Mischwasser mit einer möglichst konstanten Mischwassertemperatur zu mischen, ist in der Mischkammer ein Regelelement, beispielsweise nach Art eines Dehnstoffelements, angeordnet. Mit dem Regelelement ist der Regelschieber des Thermostatmischers betätigbar. Insbesondere ist durch das Regelelement ein Schieberelement des Regelschiebers relativ zu einem Zwischenring des Regelschiebers verstellbar. Durch das Verstellen des Schieberelements sind eine erste Spaltbreite des Kaltwasserregelspalts und eine zweite Spaltbreite des Warmwasserregelspalts gegenläufig änderbar, sodass ein Mischungsverhältnis zwischen dem Kaltwasser und dem Warmwasser in der Mischkammer anpassbar ist.
Um das Mischungsverhältnis zwischen dem Kaltwasser und dem Warmwasser exakt steuern zu können, müssen der Kaltwasserregelspalt des Regelschiebers und der Warmwasserregelspalt des Regelschiebers mit einer hohen Präzision gefertigt werden, sodass die einzelnen Komponenten des Regelschiebers nur geringen Maßtoleranzen unterliegen dürfen. Dies führt jedoch zu hohen Fertigungskosten.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen und insbesondere einen Regelschieber anzugeben, der kostengünstig und mit geringen Maßtoleranzen herstellbar ist. Zudem soll ein Thermostatmischer angegeben werden, dessen Regelschieber kostengünstig und mit geringen Maßtoleranzen herstellbar ist. Darüber hinaus soll ein Verfahren angegeben werden, mit dem ein Regelschieber kostengünstig und mit geringen Maßtoleranzen herstellbar ist.
Diese Aufgaben werden gelöst mit einem Regelschieber, einem Thermostatmischer und einem Verfahren gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den abhängigen 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.
Hierzu trägt ein Regelschieberfür einen Thermostatmischer bei, der zumindest Folgendes aufweist:

- ein Schieberelement mit einem ersten Schieberteil und einem zweiten Schieberteil, wobei das erste Schieberteil und das zweite Schieberteil miteinander verschweißt sind;
- einen Zwischenring, der auf dem Schieberelement angeordnet ist, sodass zwischen dem Zwischenring und dem ersten Schieberteil ein Kaltwasserregelspalt für Kaltwasser und zwischen dem Zwischenring und dem zweiten Schieberteil ein Warmwasserregelspalt für Warmwasser ausgebildet ist,

Der Regelschieber umfasst ein Schieberelement, das zumindest aus einem ersten Schieberteil und einem zweiten Schieberteil gebildet ist. Das Schieberelement erstreckt sich insbesondere entlang einer, insbesondere geraden, Längsachse.
Auf dem Schieberelement ist ein Zwischenring angeordnet, sodass zwischen dem Zwischenring und dem ersten Schieberteil ein Kaltwasserregelspalt für Kaltwasser und zwischen dem Zwischenring und dem zweiten Schieberteil ein Warmwasserregelspalt für Warmwasser ausgebildet ist. Der Zwischenring ist insbesondere ringförmig. Der Zwischenring kann zumindest teilweise aus Kunststoff und/oder Metall, wie zum Beispiel Messing, ausgebildet sein. Beispielsweise kann es sich bei dem Zwischenring um ein Kunststoffspritzgussteil handeln. Der Zwischenring kann (insbesondere parallel zu der Längsachse) eine Ringbreite von beispielsweise 1 mm [Millimeter] bis 20 mm, (insbesondere orthogonal zu der Längsachse) einen Innendurchmesser von beispielsweise 10 mm bis 60 mm und/oder (insbesondere orthogonal zu der Längsachse) einen äußeren Durchmesser von beispielsweise 12 mm bis 62 mm aufweisen. Der Zwischenring kann koaxial zu der Längsachse auf dem Schieberelement angeordnet sein. Der Zwischenring kann orthogonal zu der Längsachse (im Wesentlichen) spielfrei oder spielbehaftet, beispielsweise mit einem Spiel von 0,2 mm bis 0,6 mm, auf dem Schieberelement angeordnet sein. Der Zwischenring ist insbesondere auf dem ersten Schieberteil des Schieberelements angeordnet bzw. auf das erste Schieberteil des Schieberelements gesteckt. Der Zwischenring erstreckt sich insbesondere um das Schieberelement und/oder das erste Schieberteil.
Das Kaltwasser ist durch den Kaltwasserregelspalt und/oder das Warmwasser durch den Warmwasserregelspalt insbesondere in den Regelschieber strömbar. Der Kaltwasserregelspalt ist von dem Kaltwasser und/oder der Warmwasserregelspalt von dem Warmwasser insbesondere orthogonal zu der Längsachse durchströmbar. Der Kaltwasserregelspalt und/oder der Warmwasserregelspalt können sich zumindest teilweise oder vollständig in einer Umfangsrichtung um die Längsachse erstrecken.
Das Schieberelement ist, insbesondere parallel zu der Längsachse, relativ zu dem Zwischenring zur Einstellung des Kaltwasserregelspalts und des Warmwasserregelspalts verstellbar. Insbesondere ist das Schieberelement, insbesondere parallel zu der Längsachse, relativ zu dem Zwischenring zur Einstellung einer ersten Spaltbreite des Kaltwasserregelspalts und einer zweiten Spaltbreite des Warmwasserregelspalts verstellbar. Beim Verstellen des Schieberelements kann das Schieberelement bzw. das erste Schieberteil auf einer Innenfläche des Zwischenrings gleiten. Die erste Spaltbreite und/oder die zweite Spaltbreite können sich insbesondere parallel zu der Längsachse bemessen. Die erste Spaltbreite kann beispielsweise 0 mm bis 1 mm und/oder die zweite Spaltbreite 0 mm bis 1 mm betragen. Der Kaltwasserregelspalt und der Warmwasserregelspalt bzw. die erste Spaltbreite des Kaltwasserregelspalts und die zweite Spaltbreite des Warmwasserregelspalts sind insbesondere gegenläufig einstellbar. Dies kann insbesondere bedeuten, dass das Vergrößern des Kaltwasserregelspalts ein Verkleinern des Warmwasserregelspalts bzw. das Verkleinern des Kaltwasserregelspalts ein Vergrößern des Warmwasserregelspalts bedingt. Alternativ oder kumulativ kann dies insbesondere bedeuten, dass das Vergrößern der ersten Spaltbreite des Kaltwasserregelspalts ein Verkleinern der zweiten Spaltbreite des Warmwasserregelspalts bzw. das Verkleinern der ersten Spaltbreite des Kaltwasserregelspalts ein Vergrößern der zweiten Spaltbreite des Warmwasserregelspalts bedingt. Entsprechend der Einstellung des Kaltwasserregelspalts und des Warmwasserregelspalts bzw. der ersten Spaltbreite des Kaltwasserregelspalts und der zweiten Spaltbreite des Warmwasserregelspalts ist ein Mischungsverhältnis zwischen dem Kaltwasser und dem Warmwasser einstellbar.
Das Schieberelement ist insbesondere in einer (beispielsweise zu der Längsachse parallelen) ersten Verstellrichtung relativ zu dem Zwischenring verstellbar, bis dass eine erste Blockierfläche des Schieberelements bzw. des ersten Schieberteils den Zwischenring kontaktiert. In dieser Stellung des Schieberelements ist der Kaltwasserregelspalt insbesondere geschlossen und/oder weist die erste Spaltbreite des Kaltwasserregelspalts eine minimale Größe auf bzw. beträgt 0 mm. In dieser Stellung des Schieberelements ist der Warmwasserregelspalt insbesondere vollständig geöffnet und/oder weist die zweite Spaltbreite des Warmwasserregelspalts eine maximale Größe auf. Die erste Blockierfläche kann beispielsweise an einem umlaufenden (ersten) Steg des Schieberelements bzw. des ersten Schieberteils und/oder an einer Außendurchmesserstufe des Schieberelements bzw. des ersten Schieberteils ausgebildet sein.
Das Schieberelement ist insbesondere in einer (beispielsweise zu der Längsachse parallelen und/oder zur ersten Verstellrichtung entgegengesetzten) zweiten Verstellrichtung relativ zu dem Zwischenring verstellbar, bis dass eine zweite Blockierfläche des Schieberelements bzw. des zweiten Schieberteils den Zwischenring kontaktiert. In dieser Stellung des Schieberelements ist der Warmwasserregelspalt insbesondere geschlossen und/oder weist die zweite Spaltbreite des Warmwasserregelspalts eine minimale Größe auf bzw. beträgt 0 mm. In dieser Stellung des Schieberelements ist der Kaltwasserregelspalt insbesondere vollständig geöffnet und/oder weist die erste Spaltbreite des Kaltwasserregelspalts eine maximale Größe auf. Die zweite Blockierfläche kann beispielsweise an einem umlaufenden (zweiten) Steg des Schieberelements bzw. des zweiten Schieberteils ausgebildet sein. Alternativ oder kumulativ kann die zweite Blockierfläche an einer Stirnfläche des zweiten Schieberteils und/oder an einem (zweiten) längsseitigen Ende des zweiten Schieberteils ausgebildet sein.
Das erste Schieberteil und das zweite Schieberteil sind zumindest teilweise miteinander verschweißt. Dies kann insbesondere bedeuten, dass das erste Schieberteil und das zweite Schieberteil zumindest teilweise stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Insbesondere kann ein erstes längsseitiges Ende des ersten Schieberteils mit dem zweiten Schieberteil bzw. mit einer Anlagefläche des zweiten Schieberteils verschweißt sein. Die Anlagefläche ist insbesondere innerhalb des zweiten Schieberteils und/oder an einer Durchmesserstufe des zweiten Schieberteils ausgebildet. Das erste Schieberteil und das zweite Schieberteil sind insbesondere durch Reibschweißen, insbesondere Ultraschallreibschweißen, miteinander verschweißt. Beim Ultraschallschweißen wird das erste Schieberteil und/oder das zweite Schieberteil insbesondere in eine (hochfrequente) mechanische Schwingung, beispielsweise in einem Bereich von 20 kHz [Kilohertz] bis 35 kHz, versetzt. Die Schwingung zwischen dem ersten Schieberteil und dem zweiten Schieberteil führt zu einer Erhitzung durch Reibung. Hierdurch werden das erste Schieberteil und/oder das zweite Schieberteil zumindest teilweise erweicht, sodass diese sich miteinander verbinden. Die Schwingung kann durch eine Sonotrode erzeugt werden. Das Verschweißen des ersten Schieberteils mit dem zweiten Schieberteil hat den Vorteil, dass Maßtoleranzen des ersten Schieberteils, des zweiten Schieberteils und/oder des Zwischenrings beim Reibschweißen ausgleichbar sind. Hierzu können das erste Schieberteil und das zweite Schieberteil beim Reibschweißen mit einem Zustellweg aufeinander zu bewegt werden, bis dass die Maßtoleranzen ausgeglichen sind.
Das erste Schieberelement und/oder das zweite Schieberelement können aus Kunststoff bestehen. Bei dem Kunststoff kann es sich insbesondere um einen thermoplastischen Kunststoff handeln. Das erste Schieberteil und das zweite Schieberteil können aus dem gleichen Kunststoff bestehen.
Der Zwischenring kann in einer Regelnut des Schieberelements angeordnet sein. Die Regelnut kann auf einer ersten Außenfläche des ersten Schieberteils ausgebildet sein. Der Zwischenring kann in der Regelnut (insbesondere parallel zu der Längsachse) zwischen der ersten Blockierfläche des ersten Schieberteils und der zweiten Blockierfläche des zweiten Schieberteils verstellbar sein. Das erste Schieberteil kann im Bereich der Regelnut einen Außendurchmesser aufweisen, der (im Wesentlichen) dem Innendurchmesser des Zwischenrings entspricht.
Das erste Schieberteil und/oder das zweite Schieberteil können zumindest teilweise hülsenförmig ausgebildet sein. Das erste Schieberteil kann beispielsweise (insbesondere parallel zu der Längsachse) eine erste Länge von beispielsweise 10 mm bis 60 mm, (insbesondere orthogonal zu der Längsachse) einen ersten Innendurchmesser von beispielsweise 8 mm bis 58 mm und/oder (insbesondere orthogonal zu der Längsachse) einen ersten Außendurchmesser von beispielsweise 10 mm bis 60 mm aufweisen. Das zweite Schieberteil kann beispielsweise (insbesondere parallel zu der Längsachse) eine zweite Länge von beispielsweise 10 mm bis 60 mm, (insbesondere orthogonal zu der Längsachse) einen zweiten Innendurchmesser von beispielsweise 8 mm bis 58 mm und/oder (insbesondere orthogonal zu der Längsachse) einen zweiten Außendurchmesser von beispielsweise 10 mm bis 60 mm aufweisen.
Das erste Schieberteil kann in das zweite Schieberteil gesteckt sein. Insbesondere kann das erste Schieberteil mit seinem ersten längsseitigen Ende in das zweite längsseitige Ende des zweiten Schieberteils gesteckt sein.
Das erste Schieberteil kann zumindest eine Öffnung aufweisen, durch die das Kaltwasser und das Warmwasser in den Regelschieber strömen können. Insbesondere kann das erste Schieberteil eine Mehrzahl von Öffnungen aufweisen, die in der Umfangsrichtung um die Längsachse verteilt ausgebildet sind. Die zumindest eine Öffnung wird insbesondere zumindest teilweise durch den Zwischenring überdeckt.
Einem weiteren Aspekt der Erfindung folgend wird auch ein Thermostatmischer für eine Sanitärarmatur vorgeschlagen, der zumindest Folgendes aufweist:

- ein Ventilgehäuse mit zumindest einem Kaltwassereinlass für Kaltwasser und zumindest einem Warmwassereinlass für Warmwasser;
- eine Mischkammer zum Mischen des Kaltwassers und Warmwassers zu Mischwasser;
- ein Regelelement, das zumindest teilweise in der Mischkammer angeordnet ist; und
- einen erfindungsgemäßen Regelschieber, wobei ein Schieberelement des Regelschiebers durch das Regelelement relativ zu einem Zwischenring des Regelschiebers zur Einstellung eines Kaltwasserregelspalts für das Kaltwasser und eines Warmwasserregelspalts für das Warmwasser verstellbar ist.

Bei der Sanitärarmatur kann es sich um eine Mischarmatur bzw. Thermostatmischarmatur handeln. Die Sanitärarmatur kann insbesondere der bedarfsgerechten Bereitstellung des Mischwassers an einem Waschbecken, einem Spülbecken, einer Dusche und/oder einer Badewanne dienen. Hierzu kann an die Sanitärarmatur beispielsweise über einen (flexiblen) Schlauch und/oder eine (starre) Rohrleitung eine Brause, beispielsweise nach Art einer Handbrause oder Kopfbrause, anschließbar sein.
Durch den Thermostatmischer ist das eine Kaltwassertemperatur aufweisende Kaltwasser und das eine Warmwassertemperatur aufweisende Warmwasser zu dem Mischwasser mit einer gewünschten Mischwassertemperatur mischbar. Die Mischwassertemperatur ist durch ein Regelelement, beispielsweise nach Art eines Dehnstoffelements, des Thermostatmischers regelbar. Die Warmwassertemperatur beträgt insbesondere maximal 90 °C, bevorzugt 25 °C bis 90 °C, besonders bevorzugt 55 °C bis 65 °C und/oder die Kaltwassertemperatur insbesondere maximal 25 °C (Celsius), bevorzugt 1 °C bis 25 °C, besonders bevorzugt 5 °C bis 20 °C.
Der Thermostatmischer ist insbesondere in einem Armaturengehäuse der Sanitärarmatur anordenbar, mit dem die Sanitärarmatur insbesondere an einem Träger, wie zum Beispiel einer (Gebäude-)Wand, befestigbar ist. Das Armaturengehäuse kann einen Warmwasserzulauf für das Warmwasser und einen Kaltwasserzulauf für das Kaltwasser aufweisen. An den Warmwasserzulauf ist insbesondere eine Warmwasserzuführleitung bzw. ein Warmwasserzuführrohr für das Warmwasser und/oder an den Kaltwasserzulauf insbesondere eine Kaltwasserzuführleitung bzw. ein Kaltwasserzuführrohr für das Kaltwasser anschließbar. Das Armaturengehäuse kann zumindest einen Mischwasserablauf für das Mischwasser aufweisen. An den zumindest einen Mischwasserablauf sind beispielsweise der (flexible) Schlauch und/oder die (starre) Rohrleitung anschließbar, über die das Mischwasser zum Beispiel der Brause zuführbar ist. Hierzu kann der zumindest eine Mischwasserablauf ein Gewinde aufweisen. Der zumindest eine Mischwasserablauf kann nach Art einer Auslauföffnung ausgebildet sein und/oder beispielsweise einen Mousseur, zumindest eine Düse und/oder zumindest einen Strahlbildner umfassen. Über den zumindest einen Mischwasserablauf kann das Mischwasser beispielsweise an eine Umgebung der Mischarmatur abgebbar sein.
Der Thermostatmischer umfasst ein Ventilgehäuse mit zumindest einem Kaltwassereinlass für Kaltwasser und zumindest einem Warmwassereinlass für Warmwasser. Das Ventilgehäuse kann sich entlang einer, insbesondere geraden, Ventilgehäuselängsachse erstrecken und/oder zumindest teilweise aus Kunststoff ausgebildet sein. Dem zumindest einen Kaltwassereinlass ist das Kaltwasser insbesondere von dem Warmwasserzulauf der Sanitärarmatur und/oder dem zumindest einen Warmwassereinlass das Warmwasser von dem zumindest einen Warmwasserzulauf der Sanitärarmatur zuführbar. Das Ventilgehäuse kann eine Mehrzahl von Kaltwassereinlässen aufweisen, die in der Umfangsrichtung um die Ventilgehäuselängsachse verteilt angeordnet sein können. Das Ventilgehäuse kann eine Mehrzahl von Warmwassereinlässen aufweisen, die in der Umfangsrichtung um die Ventilgehäuselängsachse verteilt angeordnet sein können. Der zumindest eine Kaltwassereinlass und der zumindest eine Warmwassereinlass können parallel zu der Ventilgehäuselängsachse einen Abstand zueinander aufweisen.
In dem Ventilgehäuse ist eine Mischkammer zum Mischen des Kaltwassers und des Warmwassers zu dem Mischwasser ausgebildet. Ein Regelelement des Thermostatmischers ist zumindest teilweise in der Mischkammer angeordnet. Das Regelelement kann sich parallel zu der Längsachse in Abhängigkeit von der Mischwassertemperatur des Mischwassers in der Mischkammer ausdehnen oder zusammenziehen. Das Regelelement ist mit dem Schieberelement des Regelschiebers verbunden, sodass das Schieberelement durch das Regelelement beim Ausdehnen oder Zusammenziehen des Regelelements relativ zu dem Zwischenring des Regelschiebers zur Einstellung des Kaltwasserregelspalts für das Kaltwasser und des Warmwasserregelspalts für das Warmwasser verstellbar ist. Das Kaltwasser kann von dem zumindest einen Kaltwassereinlass über den Kaltwasserregelspalt in die Mischkammer strömen. Das Warmwasser kann von dem zumindest einen Warmwassereinlass über den Warmwasserregelspalt in die Mischkammer strömen.
Der Thermostatmischer kann ein Betätigungselement zur Einstellung der (gewünschten) Mischwassertemperatur des Mischwassers aufweisen. Das Betätigungselement kann beispielsweise einen Betätigungsgriff umfassen. Mithilfe des Betätigungsgriffs ist durch einen Benutzer des Thermostatmischers bzw. der Sanitärarmatur die Mischwassertemperatur einstellbar. Das Betätigungselement kann um eine Drehachse drehbar sein, die parallel und/oder koaxial zu der Ventilgehäuselängsachse ausgebildet ist.
Für weitere Einzelheiten zu dem Thermostatmischer wird vollumfänglich auf die Beschreibung des Regelschiebers verwiesen.
Einem noch weiteren Aspekt folgend wird ein Verfahren zur Herstellung eines Regelschiebers für einen Thermostatmischer vorgeschlagen, das zumindest die folgenden Schritte umfasst:

a) Bereitstellen eines ersten Schieberteils und eines zweiten Schieberteils;
b) Anordnen eines Zwischenrings auf dem ersten Schieberteil; und
c) Verbinden des ersten Schieberteils und des zweiten Schieberteils zu einem Schieberelement durch Reibschweißen, sodass zwischen dem Zwischenring und dem ersten Schieberteil ein Kaltwasserregelspalt für Kaltwasser und zwischen dem Zwischenring und dem zweiten Schieberteil ein Warmwasserregelspalt für Warmwasser ausgebildet ist, wobei das Schieberelement relativ zu dem Zwischenring zur Einstellung des Kaltwasserregelspalts und des Warmwasserregelspalts verstellbar ist.

Die Schritte a), b) und/oder c) können zumindest teilweise zeitlich überlappend oder sequenziell durchgeführt werden.
Das Reibschweißen in Schritt c) erfolgt insbesondere durch Ultraschallreibschweißen.
Beim Reibschweißen kann eine erste Spaltbreite des Kaltwasserregelspalts und/oder eine zweite Spaltbreite des Warmwasserregelspalts kalibriert werden. Insbesondere kann beim Reibschweißen eine maximal einstellbare erste Spaltbreite des Kaltwasserregelspalts und/oder eine maximal einstellbare zweite Spaltbreite des Warmwasserregelspalts kalibriert werden. Unter „Kalibrieren“ kann insbesondere verstanden werden, dass die (maximal einstellbar) erste Spaltbreite auf eine (maximal einstellbare) erste Sollspaltbreite und/oder die (maximal einstellbare) zweite Spaltbreite auf eine (maximal einstellbare) zweite Sollspaltbreite gebracht wird.
Vor dem Reibschweißen kann die erste Spaltbreite und/oder die zweite Spaltbreite zur Bestimmung eines Zustellwegs gemessen werden. Bei dem Zustellweg kann es sich um einen Weg bzw. Schweißweg handeln, um den das erste Schieberteil und das zweite Schieberteil beim Reibschweißen insbesondere parallel zu der Längsachse aufeinander zu bewegt werden. Der Zustellwegs kann durch Bestimmung einer Differenz zwischen der ersten Spaltbreite vor dem Reibschweißen zu der ersten Sollspaltbreite und/oder durch Bestimmung einer Differenz zwischen der zweiten Spaltbreite vor dem Reibschweißen zu der zweiten Sollspaltbreite bestimmt werden. Die erste Spaltbreite und/oder die zweite Spaltbreite werden vor dem Reibschweißen insbesondere bestimmt, wenn das erste Schieberteil die Anlagefläche des zweiten Schieberteils kontaktiert.
Während dem Reibschweißen kann die erste Spaltbreite und/oder die zweite Spaltbreite gemessen werden. Das erste Schieberteil und das zweite Schieberteil können beim Reibschwei-ßen so lange aufeinander zu bewegt werden, bis die erste Spaltbreite der ersten Sollspaltbreite und/oder die zweite Spaltbreite der zweiten Sollspaltbreite entspricht.
Zum Kalibrieren kann beim Reibschweißen zumindest ein Abstandshalter in dem Kaltwasserregelspalt und/oder dem Warmwasserregelspalt angeordnet werden. Der Abstandshalter weist (parallel zu der Längsachse) insbesondere eine Dicke auf, die der ersten Sollspaltbreite der (maximal einstellbaren) ersten Spaltbreite des Kaltwasserregelspalts und/oder der zweiten Sollspaltbreite der (maximal einstellbaren) zweiten Spaltbreite des Warmwasserregelspalts entspricht. Beim Reibschweißen können das erste Schieberteil und das zweite Schieberteil so lange (parallel zu der Längsachse) aufeinander zu bewegt bzw. zugestellt werden, bis dass der Zwischenring mit dem Abstandshalter (parallel zu der Längsachse) spielfrei in der Regelnut angeordnet ist.
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung zeigen, diese jedoch nicht darauf beschränkt ist. Dabei sind gleiche Bauteile in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Es zeigen beispielhaft und schematisch:

1: einen Thermostatmischer mit einem Regelschieber in einer ersten Schnittdarstellung;
2: ein erstes Schieberteil, ein zweites Schieberteil und einen Zwischenring für ein Schieberelement des Regelschiebers in einer zweiten Schnittdarstellung;
3: das erste Schieberteil und das zweite Schieberteil während ihrer Verbindung in der zweiten Schnittdarstellung;
4: das erste Schieberteil und das zweite Schieberteil nach ihrer Verbindung in der zweiten Schnittdarstellung; und
5: der Regelschieber in einer perspektivischen Darstellung.

Die 1 zeigt einen Thermostatmischer 2 in einer ersten Schnittdarstellung, der hier nach Art einer Thermostatmischkartusche ausgebildet ist. Durch den Thermostatmischer 2 ist Kaltwasser und Warmwasser zu Mischwasser mit einer Mischwassertemperatur mischbar. Der Thermostatmischer 2 ist in einem hier nicht gezeigten Armaturengehäuse einer Sanitärarmatur anordenbar, das einen Warmwasserzulauf für Warmwasser und einen Kaltwasserzulauf für Kaltwasser aufweisen kann. Der Thermostatmischer 2 umfasst ein Ventilgehäuse 11 mit einer Mehrzahl von Kaltwassereinlässen 12 für das Kaltwasser und einer Mehrzahl von Warmwassereinlässen 13 für das Warmwasser. Die Mehrzahl von Kaltwassereinlässen 12 und die Mehrzahl von Warmwassereinlässen 13 sind in einer Umfangsrichtung um eine Ventilgehäuselängsachse 19 des Ventilgehäuses 11 verteilt in dem Ventilgehäuse 11 ausgebildet. Die Kaltwassereinlässe 12 und Warmwassereinlässen 13 erstrecken sich orthogonal zu der Ventilgehäuselängsachse 19 durch das Ventilgehäuse 11. Von der Mehrzahl von Kaltwassereinlässen 12 ist in der 1 lediglich ein Kaltwassereinlass 12 und von der Mehrzahl von Warmwassereinlässen 13 lediglich eine Warmwassereinlass 13 sichtbar.
Über die Kaltwassereinlässe 12 ist das Kaltwasser und über die Warmwassereinlässen 13 das Warmwasser einer Mischkammer 14 des Thermostatmischers 2 bzw. des Ventilgehäuses 11 zuführbar. Somit ist die Mischkammer 14 den Kaltwassereinlässen 12 und Warmwassereinlässen 13 in einer Strömungsrichtung des Warmwassers und des Kaltwassers nachgeordnet. Ein Kaltwasserströmungspfad des Kaltwassers und ein Warmwasserströmungspfad des Warmwassers sind in der 1 mit Pfeilen dargestellt. In der Mischkammer 14 sind das Warmwasser und das Kaltwasser zu dem Mischwasser mischbar. Der Mischkammer 14 ist in Strömungsrichtung des Mischwassers ein Mischwasserauslass 20 nachgeordnet, durch den das Mischwasser den Thermostatmischer 2 verlassen kann. Der Mischwasserauslass 20 ist in Richtung der Ventilgehäuselängsachse 19 orientiert.
Von dem Mischwasserauslass 20 ist das Mischwasser über einen hier nicht gezeigten Mischwasserkanal der Sanitärarmatur einem Ventil der Sanitärarmatur zuführbar, mit dem eine Abgabe des Mischwassers über einen Mischwasserablauf der Sanitärarmatur steuerbar ist.
Die Mischwassertemperatur des Mischwassers wird durch ein Mischungsverhältnis zwischen dem Warmwasser und dem Kaltwasser bestimmt. Zur Einstellung der Mischwassertemperatur weist der Thermostatmischer 2 ein Betätigungselement 21 auf. Das Betätigungselement 21 umfasst eine Überlasteinheit 23 mit einer Reguliermutter 22, die mit einem hier nicht gezeigten Betätigungsgriff verbindbar ist. Die Reguliermutter 22 ist über den Betätigungsgriff um eine Drehachse 24 drehbar, die hier mit der Ventilgehäuselängsachse 19 fluchtet. Beim Drehen der Reguliermutter 22 wird eine Federhülse 25 in einer (zur Ventilgehäuselängsachse 19 parallel verlaufende) axiale Richtung 26 verstellt. Die Bewegung der Federhülse 25 in die axiale Richtung 26 ist auf ein Regelelement 15 übertragbar, durch das wiederum ein Schieberelement 3 eines Regelschieber 1 relativ zu einem Zwischenring 6 des Regelschiebers 1 in der axialen Richtung 26 bewegbar ist. Der Zwischenring 6 ist starr mit dem Ventilgehäuse 11 verbunden. Je nach Position des Schieberelements 3 in der axialen Richtung 26 kann das Schieberelement 3 einen Kaltwasserregelspalt 7 für das Kaltwasser und einen Warmwasserregelspalt 8 für das Warmwasser wechselweise öffnen und schließen. Je nach Position des Schieberelements 3 ist eine entsprechende Menge des Kaltwassers und Warmwassers in den Thermostatmischer 2 durch den Kaltwasserregelspalt 7 und den Warmwasserregelspalt 8 leitbar, wodurch in der Mischkammer 14 das Mischwasser mit einer entsprechenden Mischwassertemperatur mischbar ist.
Das Regelelement 15 kann zumindest teilweise aus einem Wärmeausdehnungsmaterial bestehen. Hierdurch dehnt sich das Regelelement 15 insbesondere in der axialen Richtung 26 aus, wenn es erwärmt wird, und zieht sich insbesondere in der axialen Richtung 26 zusammen, wenn es abgekühlt wird. Dadurch kann das Regelelement 15 die Mischwassertemperatur des Mischwassers (im Wesentlichen) konstant halten. Strömt beispielsweise zu viel des Warmwassers und/oder zu wenig des Kaltwassers in den Thermostatmischer 2, erwärmt und dehnt sich das Regelelement 15 aus, wodurch es das Schieberelement 3 in der axialen Richtung 26 in Richtung des Mischwasserauslasses 20 verstellt, sodass der Kaltwasserregelspalt 7 vergrößert und der Warmwasserregelspalt 8 verkleinert werden. Somit strömt mehr Kaltwasser und weniger Warmwasser in die Mischkammer 14. Strömt beispielsweise zu viel Kaltwasser und/oder zu wenig Warmwasser in den Thermostatmischer 2, zieht sich das Regelelement 15 zusammen, wodurch es das Schieberelement 3 vom Mischwasserauslass 20 wegbewegt, sodass der Kaltwasserregelspalt 7 verkleinert und der Warmwasserregelspalt 8 vergrößert wird. Somit strömt weniger Kaltwasser und mehr Warmwasser in die Mischkammer 14.
Die 2 bis 4 zeigen ein Verfahren zur Herstellung des in der 1 gezeigten Regelschiebers 1.
Die 2 zeigt ein erstes Schieberteil 4 und ein zweites Schieberteil 5, die in einem Schritt a) bereitgestellt werden. Das erste Schieberteil 4 und das zweite Schieberteil 5 sind hülsenförmig ausgebildet und erstrecken sich entlang einer Längsachse 27 des in der 1 gezeigten Regelschiebers 1. Das erste Schieberteil 4 weist (parallel zu der Längsachse 27) eine erste Länge 28, (orthogonal zu der Längsachse 27) einen ersten Innendurchmesser 29 und (orthogonal zu der Längsachse 27) einen ersten Außendurchmesser 30 auf. Das zweite Schieberteil 5 weist (parallel zu der Längsachse 27) eine zweite Länge 31, (orthogonal zu der Längsachse 27) einen zweiten Innendurchmesser 32 und (orthogonal zu der Längsachse 27) einen zweiten Außendurchmesser 33 auf. In einem Schritt b) wird der Zwischenring 6 auf dem ersten Schieberteil 4 angeordnet. Hierzu wurde der Zwischenring 6 über ein erstes längsseitiges Ende 34 auf das erste Schieberteil 4 gesteckt. Ein dritter Innendurchmesser 36 des Zwischenrings 6 entspricht (im Wesentlichen) dem ersten Außendurchmesser 30 des ersten Schieberteils 4.
Die 3 zeigt das erste Schieberteil 4 und das zweite Schieberteil 5 während ihrer Verbindung in einem Schritt c). Zum Verbinden des ersten Schieberteils 4 und des zweiten Schieberteils 5 wird das erste Schieberteil 4 mit seinem ersten längsseitigen Ende 34 in ein zweites längsseitiges Ende 35 des zweiten Schieberteils 5 gesteckt. Hierdurch wird auf einer ersten Außenfläche 37 des ersten Schieberteils 4 eine Regelnut 9 gebildet, in der der Zwischenring 6 parallel zu der Längsachse 27 zwischen einer ersten Blockierfläche 39 des ersten Schieberteils 4 und einer zweiten Blockierfläche 40 des zweiten Schieberteils 5 verstellbar ist. Eine zweite Außenfläche 38 des zweiten Schieberteils 5 weist eine umlaufende Aufnahme 43 für eine Dichtung, insbesondere nach Art eines O-Rings, auf. Zwischen der ersten Blockierfläche 39 und dem Zwischenring 6 ist der Kaltwasserregelspalt 7 und zwischen der zweiten Blockierfläche 40 und dem Zwischenring 6 der Warmwasserregelspalt 8 ausgebildet. Der Kaltwasserregelspalt 7 weist (parallel zu der Längsachse 27) eine erste Spaltbreite 16 und der Warmwasserregelspalt 8 (parallel zu der Längsachse 27) eine zweite Spaltbreite 17 auf. Das erste Schieberteil 4 wird so weit in das zweite Schieberteil 5 gesteckt, bis dass das erste Schieberteil 4 mit seinem ersten längsseitigen Ende 34 an einer Schmelzkontur 41 einer Anlagefläche 42 des zweiten Schieberteils 5 anliegt. Die Schmelzkontur 41 läuft hier in Richtung des ersten Schieberteils 4 spitz zu. Das Verbinden des ersten Schieberteils 4 mit dem zweiten Schieberteil 5 erfolgt durch Reibschweißen, insbesondere Ultraschallschweißen, wodurch die Schmelzkontur 41 schmilzt und sich stoffschlüssig mit dem ersten Schieberteil 4 verbindet.
Zum Kalibrieren der ersten Spaltbreite 16 und der zweiten Spaltbreite 17 wird beim Verbinden des ersten Schieberteils 4 und des zweiten Schieberteils 5 bzw. beim Reibschweißen in dem Kaltwasserregelspalt 7 und/oder dem Warmwasserregelspalt 8 ein Abstandshalter 18 angeordnet. Der Abstandshalter 18 weist (parallel zu der Längsachse 27) eine Dicke 44 auf, die einer Sollspaltbreite der (maximalen) ersten Spaltbreite 16 des Kaltwasserregelspalts 7 und/oder einer Sollspaltbreite der (maximalen) zweiten Spaltbreite 17 des Warmwasserregelspalts 8 entspricht.
Die 4 zeigt das erste Schieberteil 4 und das zweite Schieberteil 5, nachdem diese zu dem Schieberelement 3 des Regelschiebers 1 verbunden wurden. Beim Reibschweißen wurde das erste Schieberteil 4 parallel zu der Längsachse 27 so weit in das zweite Schieberteil 5 bewegt bzw. zugestellt, bis dass der Zwischenring 6 mit dem Abstandshalter 18 (parallel zu der Längsachse 27) spielfrei in der Regelnut 9 angeordnet ist. Anschließend wird das Reibschwei-ßen beendet, sodass das erste Schieberteil 4 und das zweite Schieberteil 5 abkühlen und so miteinander verbunden sind, dass die in der 3 gezeigte (maximale) erste Spaltbreite 16 des Kaltwasserregelspalts 7 und die (maximale) zweite Spaltbreite 17 des Warmwasserregelspalts 8 kalibriert sind.
Das erste Schieberteil 4 weist eine Mehrzahl von Öffnungen 10 auf, die in einer Umfangsrichtung um die Längsachse 27 verteilt sind. Die Öffnungen 10 erstrecken sich von der Regelnut 9 (orthogonal zu der Längsachse 27) in den Regelschieber 1 bzw. durch das erste Schieberteil 4. Die Öffnungen 10 werden teilweise durch den Zwischenring 6 abgedeckt bzw. verschlossen.
Die erste Spaltbreite 16 des Kaltwasserregelspalts 7 ist maximal, wenn der Zwischenring 6 an der zweiten Blockierfläche 40 anliegt (vgl. 3). In dieser Stellung ist der Kaltwasserregelspalt 7 maximal geöffnet und der Warmwasserregelspalt 8 geschlossen, sodass nur Kaltwasser durch die Öffnungen 10 in den Regelschieber 1 bzw. die in der 1 gezeigte Mischkammer 14 strömen kann. Die zweite Spaltbreite 17 des Warmwasserregelspalts 8 ist maximal, wenn der Zwischenring 6 an der ersten Blockierfläche 39 anliegt (vgl. 4). In dieser Stellung ist der Warmwasserregelspalt 8 maximal geöffnet und der Kaltwasserregelspalt 7 geschlossen, sodass nur Warmwasser durch die Öffnungen 10 in den Regelschieber 1 bzw. die in der 1 gezeigte Mischkammer 14 strömen kann.
Die 5 zeigt den Regelschieber 1 mit dem aus dem ersten Schieberteil 4 und dem zweiten Schieberteil 5 gebildeten Schieberelement 3, das parallel zu der Längsachse 27 relativ zu dem Zwischenring 6 verstellbar ist, in einer perspektivischen Darstellung.
Durch die Erfindung ist der Regelschieber 1 kostengünstig und mit geringen Maßtoleranzen herstellbar.
Bezugszeichenliste

1: Regelschieber
2: Thermostatmischer
3: Schieberelement
4: erstes Schieberteil
5: zweites Schieberteil
6: Zwischenring
7: Kaltwasserregelspalt
8: Warmwasserregelspalt
9: Regelnut
10: Öffnung
11: Ventilgehäuse
12: Kaltwassereinlass
13: Warmwassereinlass
14: Mischkammer
15: Regelelement
16: erste Spaltbreite
17: zweite Spaltbreite
18: Abstandshalter
19: Ventilgehäuselängsachse
20: Mischwasserauslass
21: Betätigungselement
22: Reguliermutter
23: Überlasteinheit
24: Drehachse
25: Federhülse
26: axiale Richtung
27: Längsachse
28: erste Länge
29: erster Innendurchmesser
30: erster Außendurchmesser
31: zweite Länge
32: zweiter Innendurchmesser
33: zweiter Außendurchmesser
34: erstes längsseitiges Ende
35: zweites längsseitiges Ende
36: dritter Innendurchmesser
37: erste Außenfläche
38: zweite Außenfläche
39: erste Blockierfläche
40: zweite Blockierfläche
41: Schmelzkontur
42: Anlagefläche
43: Aufnahme
44: Dicke

Claims

Regelschieber (1) für einen Thermostatmischer (2), zumindest aufweisend: - ein Schieberelement (3) mit einem ersten Schieberteil (4) und einem zweiten Schieberteil (5), wobei das erste Schieberteil (4) und das zweite Schieberteil (5) miteinander verschweißt sind; - einen Zwischenring (6), der auf dem Schieberelement (3) angeordnet ist, sodass zwischen dem Zwischenring (6) und dem ersten Schieberteil (4) ein Kaltwasserregelspalt (7) für Kaltwasser und zwischen dem Zwischenring (6) und dem zweiten Schieberteil (5) ein Warmwasserregelspalt (8) für Warmwasser ausgebildet ist, wobei das Schieberelement (3) relativ zu dem Zwischenring (6) zur Einstellung des Kaltwasserregelspalts (7) und des Warmwasserregelspalts (8) verstellbar ist.
Regelschieber (1) nach Patentanspruch 1, wobei das erste Schieberteil (4) oder das zweite Schieberteil (5) aus Kunststoff bestehen.
Regelschieber (1) nach Patentanspruch 1, wobei der Zwischenring (6) in einer Regelnut (9) des Schieberelements (3) angeordnet ist.
Regelschieber (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das erste Schieberteil (4) oder das zweite Schieberteil (5) zumindest teilweise hülsenförmig ausgebildet sind.
Regelschieber (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das erste Schieberteil (4) in das zweite Schieberteil (5) gesteckt ist.
Regelschieber (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das erste Schieberteil (4) zumindest eine Öffnung (10) aufweist, durch die das Kaltwasser und das Warmwasser in den Regelschieber (1) strömen können.
Thermostatmischer (2) für eine Sanitärarmatur, zumindest aufweisend: - ein Ventilgehäuse (11) mit zumindest einem Kaltwassereinlass (12) für Kaltwasser und zumindest einem Warmwassereinlass (13) für Warmwasser; - eine Mischkammer (14) zum Mischen des Kaltwassers und Warmwassers zu Mischwasser; - ein Regelelement (15), das zumindest teilweise in der Mischkammer (14) angeordnet ist; und - einen Regelschieber (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei ein Schieberelement (3) des Regelschiebers (1) durch das Regelelement (15) relativ zu einem Zwischenring (6) des Regelschiebers (1) zur Einstellung eines Kaltwasserregelspalts (7) für das Kaltwasser und eines Warmwasserregelspalts (8) für das Warmwasser verstellbar ist.
Verfahren zur Herstellung eines Regelschiebers (1) für einen Thermostatmischer (2), aufweisend zumindest die folgenden Schritte: a) Bereitstellen eines ersten Schieberteils (4) und eines zweiten Schieberteils (5); b) Anordnen eines Zwischenrings (6) auf dem ersten Schieberteil (4); und c) Verbinden des ersten Schieberteils (4) und des zweiten Schieberteils (5) zu einem Schieberelement (3) durch Reibschweißen, sodass zwischen dem Zwischenring (6) und dem ersten Schieberteil (4) ein Kaltwasserregelspalt (7) für Kaltwasser und zwischen dem Zwischenring (6) und dem zweiten Schieberteil (5) ein Warmwasserregelspalt (8) für Warmwasser ausgebildet ist, wobei das Schieberelement (3) relativ zu dem Zwischenring (6) zur Einstellung des Kaltwasserregelspalts (7) und des Warmwasserregelspalts (8) verstellbar ist.
Verfahren nach Patentanspruch 8, wobei beim Reibschweißen eine erste Spaltbreite (16) des Kaltwasserregelspalts (7) oder eine zweite Spaltbreite (17) des Warmwasserregelspalts (8) kalibriert werden.
Verfahren nach Patentanspruch 9, wobei vor dem Reibschweißen die erste Spaltbreite (16) oder die zweite Spaltbreite (17) zur Bestimmung eines Zustellwegs gemessen werden.
Verfahren nach Patentanspruch 9 oder 10, wobei während dem Reibschweißen die erste Spaltbreite (16) oder die zweite Spaltbreite (17) gemessen werden.
Verfahren nach einem der Patentansprüche 9 bis 11, wobei zum Kalibrieren beim Reibschweißen zumindest ein Abstandshalter (18) in dem Kaltwasserregelspalt (7) oder dem Warmwasserregelspalt (8) angeordnet wird.