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Misch- und Absperrventil Die vorliegende Erfindung betrifft ein Misch-
und Absperrventil mit zwei getrennten Bedienungsgriffen zur Einstellung der Durchlaufmenge
und der Mischwassertemperatur, wobei der Bedienungsgriff zum Einstellen der Durchlaufmenge
über eine Spindel auf zwei gleichachsige Ventile für kaltes bzw. warmes Wasser wirkt,
die dem Regulierorgan zur Regelung der Mischwassertemperatur vorgeschaltet sind,
und welches Regulierorgan von einem Thermostaten betätigt wird, der im Auslauf angeordnet
ist. Ventile dieser Art sind in verschiedensten Ausführungen bekannt.
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Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, ein derartiges Misch-
und Absperrventil zu schaffen, das nicht zum Verkalken neigt und das es auch bei
ganz geringen Durchflußmengen erlaubt, Gemisch von hoher oder niedriger Temperatur
einzustellen ohne die Gefahr, daß zu Beginn unbeabsichtigt heißes Wasser austritt
und den Benutzer verbrüht. Diese Vorteile werden erreicht durch die Vereinigung
folgender Merkmale: a) Der Thermostat weist einen Wärmefühler von hohem Reaktionsvermögen
auf, z. B. einen Bimetallstreifen; b) er betätigt ein den Zulauf von heißem wie
den von kaltem Wasser steuernden Verschlußteil, der sowohl vom Druck im Heißwasserzulauf
wie im Kaltwasserzulauf entlastet ist; c) das Verschlußteil ist im Gehäuse mit Spiel
unter Zwischenschaltung einer oder mehrerer weicher Dichtungen geführt; d) die dem
thermostatisch gesteuerten Verschlußteil vorgeschalteten beiden Ventile öffnen gleichsinnig
und gleichzeitig.
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Eine Beeinflussung der Reguliergenauigkeit durch Verkalkung oder Unterschiede
im Warm- und Kaltwasserdruck sind hierbei ausgeschlossen. Ferner ist durch das gleichzeitige
Öffnen und Schließen der Absperrventile verbunden mit einem Wärmefühler mit hohem
Reaktionsvermögen eine Verbrühung praktisch ausgeschlossen, weil selbst dann eine
genügend rasche Regelung stattfindet, wenn zuerst geringste Mengen von nur heißem
Wasser austreten sollten. Eine genaue Regelung beliebiger, auch hoher Mischtemperaturen
ist bis zu geringsten Durchflußmengen möglich, weil für alle Stellungen der Absperrventile
kaltes und warmes Wasser zur Mischung zur Verfügung stehen. Die Möglichkeit ;einer
genügend raschen und genauen Regelung hängt ihrerseits eng zusammen mit dem von
den Wasserdrücken entlasteten und gegen Verkalkung völlig unempfindlichen Verschlußteil,
welches den Regelbewegungen praktisch keinen Widerstand entgegensetzt.
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Da die Erfindung ein genau gleichzeitiges Öffnen und Schließen der
Absperrventile für Warm- und Kaltwasser voraussetzt, sind vorzugsweise Mittel vorzusehen,
die eine genaue Erfüllung dieser Vorschrift erlauben. Die Überprüfung dieser Eigenschaft
ist nämlich praktisch nur bei im Betrieb, d. h. unter Betriebsdruck stehenden Absperrventilen
bei zusammengebautem Ventil möglich. Zu diesem Zwecke können Mittel vorgesehen sein,
die eine Einstellung des Sitzes des einen Absperrventils erlauben und welche dicht
durch eine Wand des Ventilgehäuses durchgeführt sind. Das hat nicht nur den Vorteil,
daß eine Einstellung unter Betriebsbedingungen bei der Fabrikation auf dem Prüfstand
erfolgen kann, sondern daß auch beim eingebauten Ventil jederzeit ohne Unterbruch
des Betriebsdruckes die für eine genaue Mischung wesentliche Voraussetzung überprüft
und nötigenfalls wiederhergestellt werden kann.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Misch- und Absperrventils mit einem in ein Ventilgehäuse eingesetzten, besonderen
Ventilkörper dargestellt.
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Fig. 1 zeigt das Ventil im Schnitt; Fig. 2 bis 5 zeigen Schnitte nach
Linien 11-II, III-111, IV-IV bzw. V-V in Fig. 1; Fig. 6 und 7 zeigen Schnitte nach
Linien VI-VI bzw. VII-VII in Fig. 5; Fig.8 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus
Fig. 1;
Fig. 9 ist ein Schnitt nach Linie IX-IX in Fig. 8; Fig.
10 ist ein Schnitt nach Linie X-X in Fig. 9, und Fig. 11 und 12 stellen einzelne
Ventilteile räumlich dar.
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Das dargestellte Misch- und Absperrventil weist ein Gehäuse 1 mit
einem Einlaufstutzen 2 für heißes und einem Einlaufstutzen 3 für kaltes Wasser auf.
In die durchgehende Bohrung des Ventilgehäuses 1 ist ein im wesentlichen zylindrischer
Ventilkörper eingesetzt. Er weist mit den Stutzen 2 und 3 kommunizierende Nischen
5 bzw. 6 auf.. Der Ventilkörper 4 hat eine durchgehende Bohrung 7, die in den die
Nischen 5 und 6 rechts (Fig. 1) begrenzenden Wänden Ventilöffnungen bildet, wobei
die vor diesen Öffnungen liegenden Ventilsitze von Dichtungen 8 bzw. 9 abgeschlossen
werden können. Die Dichtungen 8 und 9 sind auf einer Ventilspindel 10 befestigt,
die in der Bohrung 7 verschiebbar gelagert ist und auf welche eine Feder 11 stets
in öffnendem Sinne wirkt und das rechte Ende (Fig. 1) der Spindel 10 in Berührung
mit einer lose in die Bohrung des Ventilgehäuses eingesetzten Scheibe 12 .hält.
An einem dem Spindelende etwa diametral gegenüberliegenden Punkte stützt sich die
Scheibe 12 auf einen Stift 13, während die Mitte der Scheibe 12 eine Kugel eines
Betätigungsgriffes 14 berührt. Der Griff 14 ist mit einer dicht mit dem Ventilgehäuse
verbundenen Gewindehülse 15 verschraubt und erfährt somit beim Drehen eine Axialverschiebung,
die über die erwähnte Kugel auf die Scheibe 12 übertragen wird und ein Kippen derselben
um den Auflagepunkt auf dem Stift 13 bewirkt.
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Am gegenüberliegenden Ende des Ventilgehäuses 1 ist ein dem Betätigungsgriff
14 analoger Betätigungsgriff 16 angebracht, welcher auf eine der Scheibe 12 entsprechend
ausgebildete und angeordnete Scheibe 17 wirkt, deren Lage durch die Auflage auf
einen Fortsatz 18 des Ventilgehäuses, die Betätigungskugel des Betätigungsgriffes
16 und das eine Ende einer , Stange 19 bestimmt ist. Der Betätigungsgriff 16 unterscheidet
sich vom Betätigungsgriff 14 dadurch, daß er an seiner Innenfläche einen Anschlagkamm
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aufweist, welcher mit zwei auf der Gewindebüchse 21 befestigten, individuell
verstellbaren Endanschlägen , 22 zur Bestimmung der Endlagen des Griffes 16 zusammen
arbeiten kann. Die Stange 19 liegt mit ihrem anderen Ende an zwei verschraubten
U-förmigen Bimetallamellen 23, die frei in den Auslaßstutzen 24
eingelegt
und durch Auflage auf Nocken 26 des Aus-Bußrohrs 25 gegen Längsverschiebung gesichert
sind. Das verschraubte Ende der Bimetallamellen greift in eine Kehle 27 eines Verschlußteils
in Form einer Regulierhülse 28, die zwischen zwei Sitzen 28 a bzw. 28 b verschiebbar
ist. Eine Feder 29 sucht die Regulierhülse 28 stets nach links in Fig. 1 zu verschieben.
Das Verschlußteil28 ist mittels einer nicht bezeichneten weichen Dichtung auf einem
mit Eintrittsbohrungen 30 und 31 versehenen Zylinder gelagert, und es wird durch
Warm- und Kaltwasserdrücke in seiner Verschiebungsrichtung nicht belastet.
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In die an die Nische 5 in Fig. 1 links angrenzende Wand des Ventilkörpers
4 ist eine Regeleinrichtung zur Feineinstellung des Sitzes 32 des Heißwasser-Absperrventils
eingebaut (Fig: 8 bis 9.2). Diese Einrichtung weist eine mit der erwähnten Wand
fest verschraubte Hülse 33 auf, deren in die Nische 5 einragendes Ende gemäß Fig.
11 mit diametral gegenüberliegenden Schlitzen 34 versehen ist. Mit der Hülse 33
ist eine Regulierschraube 35 mit Außengewinde 36 und Innengewinde 37 verschraubt,
und das Innengewinde 37 ist mit einem Regulierstift 38 des Ventilsitzes 32 verschraubt.
Der Ventilsitz 32 weist die Form eines Hohlzylinders auf, welcher hinten beidseitig
weggefräst ist, so-daß zwei diametral gegenüberliegende Schenkel 39 verbleiben,
welche den ringförmigen Sitz 32 mit der Regulierschraube 38 fest verbinden. Im zusammengebauten
Zustand gemäß Fig. 1, 8 und 9 greifen die Schenkel 39 in die Schlitze 34 der Hülse
33, so daß der Teil 32, 39, 38 unverdrehbar, aber axial verschiebbar in der Hülse
33 geführt ist. Die Außen- und Innengewinde 36 bzw. 37 der Regulierschraube 35 weisen
wenig voneinander abweichende Steigungen von beispielsweise 0,7 bzw. 0,75 mm auf.
Wird somit die Regulierschraube 35 in der Hülse 33 gedreht, so verschiebt sich der
Regulierstift 38 aus allgemein bekannten Gründen pro Umdrehung der Regulierschraube
nur um die Differenz der Ganghöhen, nämlich für die erwähnte Beispielsangabe um
0,05 mm. Es ist somit eine sehr feine Einstellung der axialen Lage des Sitzes 32
möglich.
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Die Zeichnung zeigt das Mischventil in geschlossenem Zustand, d. h.,
der Betätigungsgriff 14 ist vollständig nach innen geschraubt, so daß über die Scheibe
12 die Ventilspindel 10 entgegen der Wirkung der Feder 11 ganz nach links verschoben
ist. Die Dichtungen 8 und 9 werden somit auf ihre Ventilsitze aufgepreßt, und das
Wasser kann aus den Einlaufstutzen nur bis an diese geschlossenen Einlaßventile
gelangen. Soll durch das Mischventil Wasser entnommen werden, so wird zuerst der
Betätigungsgriff 16, welcher mit einer Temperaturskala versehen ist, in die die
gewünschte Temperatur anzeigende Stellung gebracht. Die axiale Einstellbewegung
des Betätigungsgriffes 16 gelangt dabei auf die Scheibe 17 und wird von derselben
übersetzt an die Stange 19 weitergegeben, welche die Bimetallamellen 23 leicht verschwenkt,
wobei die -Feder 29 stets dafür sorgt, daß die Lamellen 23 in Berührung mit der
Stange 19 bleiben und daß auch die Scheibe 17 stets spielfrei auf ihre drei erwähnten
Stützstellen aufliegt. Es wird angenommen, daß das Verschlußteil aus seiner in Fig.
1 dargestellten Lage verschoben worden sei, so daß es von beiden Sitzen 28 a und
28 b abgehoben sei. Wird nun das Ventil durch entsprechende Drehung am Betätigungsgriff
14 geöffnet, so heben sich beide Ventildichtungen B und 9 gleichzeitig von ihren
Sitzen ab, und heißes und kaltes Wasser kann aus den Kammern 5 und 6 durch die Einlaßventile
in die Bohrungen 30 bzw. 31 eindringen und beidseitig des Verschlußteils 28 ausfließen.
Das sich dabei mischende Wasser fließt von hier durch den Auslaufstutzen 24 nach
dem Ausguß 25, wobei die Bimetalllamellen 23 durch die im allgemeinen erfolgende
Temperaturzunahme in Richtung gegen den Sitz 31 gebogen werden und damit die Heißwasserzufuhr
drosseln und die Kaltwasserzufuhr intensivieren. Es wird damit in sehr kurzer Zeit
ein Gleichgewichtszustand erreicht, in welchem das Verschlußteil 28 stehenbleibt
und die Temperatur des Mischwassers konstant hält. Ändert sich die Temperatur eines
der dem Mischventil zufließenden Wasserströme, so greift das aus Bimetallamellen
23 und Verschlußteil 28 bestehende Reguliersystem augenblicklich in dem Sinne ein,
daß die Mischwassertemperatur möglichst wenig ändert. Das Schließen des Ventils
und die Veränderung
der Mischtemperatur bedarf wohl keiner näheren
Erläuterung.
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Die Scheiben 12 und 17 ergeben je eine Hebelübersetzung, welche die
Axialbewegung der Betätigungsgriffe 14 bzw. 16 verdoppelt, was sehr erwünscht ist,
um die Steigung der Gewinde in den Griffen 14 und 16 möglichst gering zu halten
und damit ungewollte, selbsttätige Verstellbewegungen dieser Betätigungsgriffe zu
verhindern. Hierzu sind übrigens einfache, je aus einem Zwischenring und zwei Federringen
bestehende Bremsen vorgesehen. Zugleich stellen die Scheiben 12 und 17 ein äußerst
einfaches und zuverlässiges Mittel dar, um die Bewegungen der Betätigungsgriffe
14 und 16 aus der Ventilaxe nach außen zu übertragen. Diese seitliche Verlegung
der Bewegungen bringt zugleich den großen Vorteil mit sich, daß der verfügbare Raum
im Ventilkörper 4 sehr gut ausgenutzt werden kann, indem die die Ventilstange 10
aufnehmende Bohrung 7, die Bohrung für die Stange 19 und die Bohrung für die Wasserzufuhr
zur Regulierhülse 28 über den Querschnitt des Ventilkörpers 4 in möglichst raumsparender
Anordnung verteilt sein können. Fig. 3 und 4 zeigen diese Verteilung der Bohrungen
in einer gemeinsamen, horizontalen Diametralebene des Ventilkörpers. Es wäre jedoch
auch möglich, eine noch bessere Ausnutzung des Raumes bzw. eine noch weitergehende
Beschränkung des Ventildurchmessers zu erzielen, wenn die Verteilung der Bohrungen
beliebig über den Querschnitt des Ventilkörpers erfolgen würde. Die trotz der Anordnung
von Einlaßventilen sehr schlanke Ausbildung des Ventilkörpers 4 ist auch dadurch
möglich, daß die Bimetallamellen 23 von außen in den Ventilkörper hereintragen.
Trotz dieser Anordnung der Bimetalllamellen außerhalb des Ventilkörpers ist kein
zusätzlicher Gehäuseteil erforderlich, weil die Bimetalllamelle im ohnehin vorhandenen
Auslaßstutzen des Ventils angeordnet ist.
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Durch die Verlegung der Bewegungsrichtung aller Teile parallel zur
Längsachse des Ventilkörpers sind für alle Bewegungsübertragungen nur einfachste
Übertragungselemente erforderlich, und die beiden Betätigungsgriffe können an den
gegenüberliegenden Enden des Ventilgehäuses angeordnet werden, was eine praktische
und gefällige Gestaltung gestattet.
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Es ist beim dargestellten Mischventil sehr wesentlich, daß beide Dichtungen
8 und 9 genau gleichzeitig schließen bzw. öffnen. Um dieses genau synchrone Öffnen
und Schließen einzustellen, kann der Sitz 32 im obenerwähnten Sinne fein eingestellt
werden. Dies kann auch jederzeit während des Betriebs und ohne vollständige Demontage
des Ventils geschehen. Es genügt, den Betätigungsknopf 16 mit seiner Gewindehülse
21. auszuschrauben und die Scheibe 17 zu entfernen, worauf die Regulierschraube
35 zugänglich ist und mittels Schraubenzieher gedreht werden kann, bis die gewünschte
Einstellung des Sitzes 32 erreicht ist. Das Ventil kann dabei unter Druck stehen,
da durch die Einstellvorrichtung für den Sitz 32 kein Wasser heraussickern kann.
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Anstatt die Hülse 33 der Einstellvorrichtung für den Ventilsitz 32
fest mit dem Ventilkörper 4 zu verschrauben, kann diese Hülse mit ihrem Außengewinde
auch drehbar und gut dichtend in den Ventilkörper eingesetzt sein, wobei natürlich
ihr Außengewinde passende Länge aufweisen muß. Es bleibt damit stets möglich, diese
Hülse mit einem geeigneten Schlüssel auch zu drehen. Dabei dreht die ganze Einstellvorrichtung
einschließlich des Ventilsitzes 32 mit und wird axial verschoben. Da diese Verschiebung
der Steigung des Außengewindes der Hülse 33 entsprechend stattfindet, kann sie zur
Grobi einstellung des Ventilsitzes 32 dienen. Es ist also bei dieser Anordnung möglich,
durch Drehung der Hülse 33 eine Grobeinstellung und nach erfolgter Grobeinstellung
durch Drehung der Schraube 35 in der oben für das dargestellte Ausführungsbeispiel
beschriebenen Weise eine Feineinstellung vorzunehmen.