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Vorrichtung zur steuerbaren Mischung zweier Flüssigkeiten und zur
steuerbaren Abgabe der Mischung Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung
zur steuerbaren Mischung zweier Flüssigkeiten und zur steuerbaren Abgabe der Mischung.
Eine derartige Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse mit zwei Flüssigkeitszuleitungen,
einem regelbaren Auslaß für das Flüssigkeitsgemisch und einem Steuerorgan für die
beiden mit gegensinnig veränderbarem Querschnitt versehenen Durchlässe für die zugeführten
Flüssigkeiten.
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Es ist bereits eine Mischvorrichtung für Flüssigkeiten bekanntgeworden,
die von der Differenz der Zuflußdrücke beeinflußt wird. Das Steuerorgan für eine
derartige Mischvorrichtung wird von einem Schieber gebildet, der sich durch in den
Zuflußleitungen ergebende Druckunterschiede selbsttätig axial verstellt. Eine derartige
axiale Verschiebbarkeit des Steuerorgans zur Veränderung der Mengenverhältnisse
der die Mischung bildenden Komponenten kann sich jedoch in manchen Fällen störend
bemerkbar machen. Beispielsweise beeinflußt eine Druckänderung in dem an die Kaltwasserzuleitung
angeschlossenen Verbrauchernetz die gewünschte Mischtemperatur in unerwünschter
Weise.
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Es sind auch Mischvorrichtungen für mehr als zwei Flüssigkeitsströme
bekanntgeworden, wobei die einzelnen Zuflußmengen durch Verdrehen eines als Hahnküken
ausgebildeten konischen Steuerorgans mit verschiedenen Durchlaßöffnungen bewirkt
wird.
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Es ist das Ziel der Erfindung, eine Mischvorrichtung zu schaffen,
die nicht mit dem beschriebenen Nachteil einer unerwünschten Verstellbarkeit des
Mischverhältnisses bei Schwankungen des Druckes im Verbraucherkreis behaftet ist.
Gemäß einem besonderen Ausführungsbeispiel kann die erfindungsgemäße Mischvorrichtung
trotzdem auch als Verbrühsicherung wirken.
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Erfindungsgemäß wird dieses Ziel dadurch erreicht, daß als Steuerorgan
in dem Gehäuse ein drehbarer Kolben gelagert ist, welcher die Mischkammer und die
beiden in diese Kammer einmündenden Kanäle enthält, daß an den Stirnseiten des drehbaren
Kolbens Eintrittsöffnungen zu den beiden Kanälen vorgesehen sind, deren freier Durchlaßquerschnitt
bei Drehung des Kolbens gegensinnig verändert wird, wobei die Eintrittsöffnungen
mit Öffnungen zusammenwirken, die in beiderseitig an den Stirnflächen des drehbaren
Kolbens anliegenden und im Gehäuse beweglich befestigten Scheiben angeordnet sind,
und daß der drehbare Kolben mit einem im wesentlichen radial beweglichen Verschlußorgan
ausgestattet ist, das die gemeinsame Schließung der beiden getrennten Eintrittsöffnungen
der Kanäle in die Mischkammer bewirkt. Bei einem besonderen Ausführungsbeispiel
haben die Eintrittsöffnungen in den Stirnflächen des drehbaren Kolbens Kreisringsektorform
und wirken mit gleichgeformten, in ihrer Winkellage gegeneinander versetzten Öffnungen
zusammen, die in den beispielsweise mittels Schraube und Nut im Gehäuse der Mischvorrichtung
axial verschiebbar und tangential festgelegten Scheiben vorgesehen sind. Der drehbare
Kolben ist an seinen Stirnseiten mit Eintrittsöffnungen zu den beiden Kanälen zur
Mischkammer versehen, deren freier Durchlaßquerschnitt bei einer Kolbendrehung gegensinnig
verändert wird. Dadurch müssen auf der zylindrischen Mantelfläche des drehbaren
Kolbens keine Öffnungen angeordnet werden. Derartige Öffnungen sind immer schwierig
abzudichten. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dagegen stets eine ausgezeichnete
Abdichtung zwischen den Scheiben und den Stirnflächen des Kolbens bzw. den darin
enthaltenen Öffnungen gegeben. Selbst nach einer bei längerem Gebrauch möglichen
und zu erwartenden Abnutzung der Kontaktflächen zwischen den Scheiben und den Stirnflächen
des Kolbens bleibt die Dichtung weiterhin aufrechterhalten, da der Flüssigkeitsdruck
in zwei außerhalb des Kolbens im Gehäuse der Vorrichtung vorgesehenen seitlichen
Kammern weiterhin die Scheiben gegen die Stirnflächen des drehbaren Kolbens preßt,
wodurch stets eine CY te Dichtung bei Gewährleistung des zur Steuerung notwendigen
Spiels erzielt wird.
Diese Ausbildung der erfindungsgemäßen Mischvorrichtung
bedingt eine tangentiale Arretierung der beiden seitlichen Scheiben, so daß sich
die unter dem Flüssigkeitsdruck stehenden Scheiben nicht drehen können. Infolge
dieser Arretierung läßt sich als drehbarer .Teil bzw. als Steuerteil ein drehbarer
Kolben verwenden, welcher statisch gute Vorbedingungen für die Befestigung des Griffteiles
schafft.
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Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der
Besehrei@ung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele.
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Fig. 1 zeigt einen azCaIen Längsschnitt durch die Vorrichtung; Fig.
2 ist ein Schnitt nach der Linie 11-II in Fig. 1; Fig.3 ist ein Schnitt nach der
Linie 111-111 in Fig.2; Fig. 4 zeigt eine im Schnitt dargestellte schematische Ansicht
einer an sich bekannten Verbrühsicherung für die erfindungsgemäße Vorrichtung.
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Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung zur steuerbaren Mischung
zweier Flüssigkeiten und zur steuerbaren Abgabe dieser Mischung besteht im wesentlichen
aus dem zylindrischen Gehäuse 1 und den beiden Flüssigkeitszuleitungen 2 und 3 für
die Zufuhr der beiden zu mischenden Flüssigkeiten. Das Gehäuse 1 ist mit einem regelbaren
Auslaß 4 für das Flüssigkeitsgemisch versehen. Im Inneren des Gehäuses 1 ist ein
um die Symmetrieachse 6 des Gehäuses drehbarer Kolben 5 vorgesehen. Dieser Kolben
5 enthält die Mischkammer 12 und die zwei von den beiden Zuleitungen 2 und 3 gespeisten
Kanäle 8 und 9: In den Stirnflächen 18 des drehbaren Kolbens sind Eintrittsöffnungen
20 zu den beiden Kanälen 8, 9 vorgesehen, deren freier Durchlaßquerschnitt
bei der Drehung des Kolbens 5 gegensinnig verändert wird. Die Eintrittsöffnungen
20 wirken mit Öffnungen 19 zusammen, die in beiderseitig an den Stirnflächen 18
des drehbaren Kolbens anliegenden, im Gehäuse 1 befestigten Scheiben 13 und 14 angeordnet
sind. Der drehbare Kolben 5 enthält in seiner Mischkammer 12 ein radial durch den
drehbaren Griffkopf 28 betätigbares Verschlußorgan 23, dessen Hin- und Herbewegung
in der Achse des Betätigungskopfes 28 ein Öffnen bzw. Schließen der beiden getrennten
Eintrittsöffnungen 21 der Kanäle 8, 9 bewirkt.
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Wie man aus Fig. 2 erkennt, haben die Eintrittsöffnungen 20 in den
Stirnflächen 18 Kreisringsektorform und wirken mit gleichgeformten, in ihrer Winkellage
gegen die Eintrittsöffnungen versetzten Öffnungen 19 in den im Gehäuse 1 angeordneten
Scheiben 13, 14 zusammen. Diese Scheiben können beispielsweise mittels Schraube
15 und Nut 17 im Rand der Scheibe 13- bzw. 14 geführt werden, wobei das Ende
16 der Schraube 15 als Führungsteil dient, so daß sich eine axiale Verschiebbarkeit
im Gehäuse I bei tangentialer Festlegung der Scheiben ergibt.
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Die Steuerung der gewünschten Mischwassertemperatur und Mischwassermenge
erfolgt allein durch den Griffkopf 28, dessen Verdrehung um seine Symmetrieachse
27 in der oben beschriebenen Weise eine Regelung der Mischwassermenge durch Verschiebung
des Verschlußorgans 23 bewirkt und dessen Verschwenken um die Mittelachse 6 des
Gehäuses 1 die gewünschte Mischwassertemperatur in der oben beschriebenen Weise
zu erzielen gestattet.
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Die gute Dichtwirkung der Scheiben 13 und 14 gegenüber der Mischkammer
12 bzw. den Kanälen 8 und 9 im Inneren des drehbaren Kolbens 5 beruht auf der Anpressung
dieser Scheiben durch den in den Kammern 10 und 11 herrschenden Flüssigkeitsdruck
an die Stirnflächen 18 des Kolbens 5.
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Das in der Mischkammer 12 anfallende Flüssigkeitsgemisch wird je nach
Bedarf über den Kanal 33 und die Hohlkehle 34 in der Mantelfläche des drehbaren
Kolbens 5 in den Sammelraum 35 oberhalb der Auslaßöffnung 4 geleitet.
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Wie man aus Fig. 3 erkennt, weist das Gehäuse 1 in seinem Mittelteil
eine längliche Öffnung 36 auf, durch welche das Griffteil 25 vom Griffkopf 28 hindurchgeht.
Die Öffnung 36 ist so groß, daß der Griffkopf 28 innerhalb des in Fig. 2 durch die
Pfeile 37 gekennzeichneten Winkelbereichs verschwenkbar ist. Wie man aus Fig. 2
ersieht, sind die beiden kreisringsektorförmigen Öffnungen 19 und 20 in den Scheiben
13, 14 bzw: den Stirnflächen 18 gegensinnig so veränderbar, daß beim Verschwenken
des Griffkopfes 28 um die Achse 6 in die beiden in Fig. 2 gestrichelt eingezeichneten
Endlagen die Durchlaßöffnungen zwischen dem Kanal 8 und der Kammer 10 sowie dem
Kanal 9 und der Kammer 11 voll geöffnet sind. Die in Fig. 2 gezeigte Mittelstellung
des Griffkopfes längs der Achse 7 entspricht bei Zuführung von Heiß- und Kaltwasser
durch die Zuleitungen 2 und 3 einer mittleren Mischtemperatur.
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Um Bedienungsfehler der erfindungsgemäßen Vorrichtung weitgehend auszuschalten,
sind auf der Mantelfläche des drehbaren Kolbens 5 im Bereich der ovalen Öffnung
36 Markierungen 39 und 40 aufgetragen, welche in einfacher Weise eine Kontrolle
der richtigen Schwenkbewegung des Griffkopfes 28 bei der Einstellung des gewünschten
Gemisches erlauben. Diese Markierungen 39 und 40 können beispielsweise in Form der
bekannten Blau-Rot-Markierung für kaltes bzw. warmes Wasser ausgebildet sein. Die
Zuleitungen 2 und 3 werden zweckmäßigerweise so ausgebildet, daß eine Befestigung
der erfindungsgemäßen Vorrichtung an waagerechten Flächen, wie Wänden, und an senkrechten
Wänden, wie z. B. Beckenoberkanten od. dgl., in gleich einfacher Weise erfolgen
kann. In Fig. 2 ist die Vorrichtung an einer senkrechten Fläche 41 montiert. Die
beiden Zuleitungen 2 und 3 lassen sich jedoch in einfacher Weise um die Achse 7
um 180° verdrehen, wodurch die gestrichelt dargestellte Montage auf einer waagerechten
Fläche 42 ermöglicht wird.
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Die im Zusammenhang mit den Fig. 1 bis 3 beschriebene Vorrichtung
arbeitet so lange regelmäßig und sicher, wie sich die beiden durch die Einlaßöffnungen
3 und 4 zugeführten Flüssigkeiten unter gleichen oder wenig voneinander unterschiedlichen
Drücken befinden. Herrschen jedoch zwischen den beiden Flüssigkeiten große Druckunterschiede,
so sind die durch die Winkelstellung des drehbaren Kolbens 5 in bezug auf das Gehäuse
1 bestimmten Mengenverhältnisse der beiden Flüssigkeiten nicht mehr genau genug.
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Um diesen Nachteil zu beseitigen, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung
durch eine Zusatzeinrichtung ergänzt werden, welche dazu dient, die Drücke der beiden
Flüssigkeiten vor ihrem Einfließen in die Mischkammer 12 aneinander anzugleichen.
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Eine derartige Einrichtung ist in Fig. 4 schematisch dargestellt.
Sie kann bei Verwendung von Heiß- und Kaltwasser in an sich bekannter Weise als
Verbrühsicherung dienen und wird im wesentlichen von einem Gehäuse 43 gebildet,
in dessen Innenraum zwei Kammern
44 und 45 gebildet sind. Mindestens
eine Wand dieser beiden Kammern muß unter der Wirkung der Druckschwankungen innerhalb
der beiden Kammern 44 und 45 verschiebbar sein. Bei dem gezeigten Ausfürungsbeispiel
von Fig. 4 wird diese verschiebbare Wand von den Membranen 46 und 47 gebildet. Die
beiden Membranen 46 und 47 sind kraftschlüssig mit den Ventilen 48 und 49 zur Steuerung
der Durchlaßmenge durch die Öffnungen 50 und 51 verbunden. Bei zunehmendem Flüssigkeitsdruck
schließen die Ventile 48 und 49 die Durchlässe 50 und 51 der in Richtung zur Mischkammer
12 oder umgekehrt gelenkten Flüssigkeit ab.
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Wie man aus Fig. 4 erkennt, werden die beiden Ventile 48 und 49 von
Bügeln 54 bzw. 55 getragen. Diese Bügel sind am Mittelteil der Membranen 46 bzw.
47 befestigt. Die Kammer 45 ist über den Kanal 56 mit der Leitung 52 verbunden,
während diese Verbindung zwischen der Kammer 44 und der Leitung 53 von dem Kanal
57 übernommen wird. Die durch die Auslaßöffnungen 50 und 51 austretenden Flüssigkeitsmengen
münden in die Kammern 58 und 59, aus welchen sie über die Leitungen 60 bzw. 61 zu
den Einlaßöffnungen 2 und 3 der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung geleitet werden.
Das Ventil 49 ist ständig einer Schließkraft unterworfen, die etwas größer als die
durch den Flüssigkeitsdruck in der Leitung 53 ausgeübte Öffnungskraft ist. Das Ventil
49 ist mit einer Bohrung 62 versehen, die einen Flüssigkeitsdurchtritt der durch
die Leitung 53 strömenden Flüssigkeit gestattet. Diese Flüssigkeit wirkt auf den
Zylinder 63 ein, welcher einen größeren Querschnitt als der Mündungsquerschnitt
51 aufweist. Der Zylinder 63 ist am Ende des Bügels 55 ausgebildet und gleitet auf
dem als Kolben dienenden Fortsatz 64 des Gehäuses 43. Das Ende des gegenüberliegenden
Bügels 54 ist mit einer Bohrung 65 versehen, in der das Ende 66 der Stellschraube
67 geführt ist. Mit dieser Schraube kann die Öffnung des Ventils 48 bezüglich der
Mündungsöffnung 50 eingestellt werden.
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Zur Erläuterung der Funktion der Verbrühsicherung von Fig. 4 soll
kurz ihre Arbeit beschrieben werden: Unter der Annahme, daß der Druck in der Zuleitung
53 höher als in der Zuleitung 52 ist, ergibt sich eine Einwirkung auf die Kammer
45 und eine Verschiebung der Membran 47 nach der rechten Seite in Fig. 4. Dadurch
wird die Mündungsöffnung 51 der Zuleitung 53 in Abhängigkeit von dem relativen Druckunterschied
vergrößert, so daß eine größere Flüssigkeitsmenge durch die Kammer 59 und die Auslaßöffnung
61 fließen kann. Auf der linken Seite des Gehäuses 43 ergibt sich infolge des schwachen
Druckes in der Leitung 53 nur eine geringe Durchlaßöffnung zwischen der Mündung
50 und dem Ventil 48. Dadurch läßt sich auf einfache Weise ein Druckausgleich erzielen,
so daß die durch die Ableitungen 60 und 61 ausfließenden Flüssigkeiten den Zuleitungen
2 und 3 der erfindungsgemäßen Vorrichtung zugeführt werden können. -