DE1475987C - Selbsttätige Mischbatterie fur Kalt und Heißwasser - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine selbsttätige Mischbatterie für Kalt- und Heißwasser zur Abgabe einer Wassermischung, die innerhalb eines vorbestimmten Temperaturbereichs liegt, mit durch die Temperatur der Wassermischung gesteuerten Solenoidventilen für Kalt- und Heißwasser.

Bekannte selbsttätige Mischbatterien dieser Art weisen stromab der Batterie Thermostaten auf und diese Thermostaten betätigen elektrische Schalter, die ihrerseits die Solenoidventile für Kalt- und Heiß- ίο wasser steuern. Bei diesen bekannten Mischbatterien wird also die Temperaturschwankung in eine mechanische Bewegung umgewandelt und durch diese mechanische Bewegung werden Schalter betätigt. Die Umsetzung in eine mechanische Bewegung kann wegen der Störanfälligkeit und der Mindestbauabmessungen, die derartige Teile bedingen, nachteilig sein.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine selbsttätige Mischbatterie zu schaffen, ao bei der eine Umsetzung der Temperaturänderung in eine mechanische Bewegung nicht erforderlich ist.

Erfindungsgemäß ist in die Speiseleitung des Solenoids des Heißwasserventils ein temperaturabhängiger Widerstand mit positivem Temperaturkoeffizienten und in die Speiseleitung des Solenoids des Kaltwasserventils ein temperaturabhängiger Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten (Thermistor) eingeschaltet und diese Widerstände stehen in Wärmekontakt mit dem von der Batterie gemischten Wasser. Ohne daß Schalter oder sich bewegende Teile erforderlich sind, kann unmittelbar auf den Zustand der Solenoide eingewirkt werden. Eine Umsetzung der Temperaturänderung in mechanische Bewegung zur Steuerung des elektrischen Stromes ist nicht mehr erforderlich.

Erfindungsgemäß kann die gestellte Aufgabe aber auch dadurch gelöst werden, daß in die Speiseleitung des Solenoids des Heißwasserventils eine aus einem Widerstand und einem temperaturabhängigen Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten (Thermistor) bestehende Spannungsteilerschaltung und in die Speiseleitung des Solenoids des Kaltwasserventils ein temperaturabhängiger Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten' (Thermistor) eingeschaltet ist und daß diese Widerstände in Wärmekontakt mit dem von der Batterie gemischten Wasser stehen. Bei dieser Lösung werden zwei Thermistoren verwendet anstatt eines Thermistors und eines Widerstandes mit positivem Temperaturkoeffizienten und mit dieser Schaltung kann ebenfalls ohne Umsetzung der Temperaturänderungen in mechanische Bewegungen ein vorbestimmter Temperaturbereich eingehalten werden.

Weiterhin ist es erfindungsgemäß möglich, die gestellte Aufgabe auch dadurch zu lösen, daß in die Speiseleitung des Solenoids des Heißwasserventils ein temperaturabhängiger Widerstand mit positivem Temperaturkoeffizienten und in die Speiseleitung des Solenoids des Kaltwasserventils eine aus einem Widerstand und einem temperaturabhängigen Widerstand mit positivem Temperaturkoeffizienten bestehende Spannungsteilerschaltung eingeschaltet ist und daß diese Widerstände in Wärmekontakt mit dem von der Batterie gemischten Wasser stehen. Hierbei können in vorteilhafter Weise zwei Widerstände mit positivem Temperaturkoeffizienten verwendet werden, um ohne eine Umsetzung einer Temperaturänderung in eine mechanische Bewegung einen direkten steuernden Einfluß auf die Stromversorgung der Solenoide auszuüben.

Es kann vorteilhaft sein, daß die Widerstände stromab der Mischbatterie in einem mit der Strömung verbundenen Hohlraum angeordnet sind. Es kann ferner vorteilhaft sein, daß die Widerstände in einem Schutzkapselmaterial eingekapselt sind.

Die Erfindung soll in der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Wassermischbatterie, die gemäß der Erfindung aufgebaut ist,

F i g. 2 ein schematisches Schaltbild der in F i g. 1 dargestellten Batterie,

F i g. 3 eine graphische Darstellung der Charakteristiken der thermisch ansprechenden, veränderlichen Widerstände, die bei der dargestellten Batterie verwendet werden und

Fig. 4 eine andere Ausführungsform des in Fig. 2 dargestellten Schaltkreises.

Eine Wassermischbatterie 10 weist ein zweiteiliges Batteriegehäuse 11 auf, welches einen Einlaßabschnitt" 12 und einen Auslaßabschnitt 13 hat. Der Auslaßabschnitt 13 ist am Abschnitt 12 in an sich bekannter Weise befestigt und endet in einem Verbindungsnippel 13 a. Ein Dichtungsring 14 ist zwischen den Abschnitten 12 und 13 angeordnet, um eine Flüssigkeitsdichtung zu schaffen.

Ein Durchlaß 15 mit kleinem Durchmesser erstreckt sich vom stromauf gelegenen Ende des Auslaßabschnittes 13 durch einen divergierenden Wandungsabschnitt 16 hindurch zu einer zylindrischen Auslaßleitung 17. Der auf diese Weise durch den Auslaßabschnitt 13 geschaffene Strömungsweg ist ein unbehinderter Strömungsweg für das Wasser, welches durch die Batterie hindurchgeht. Ein Heißwassereinlaßanschluß 18 ist ganzteilig am Einlaßabschnitt 12 ausgebildet und ein gleicher Kaltwassereinlaß ist neben diesem Heißwassereinlaß angeordnet. Dieser Kaltwassereinlaß ist in der Zeichnung nicht zu sehen. Der Heißwasseranschluß weist einen Kanal auf, der mit einem ringförmigen Kanal 19 verbindbar ist, der eine senkrechte Strömungsöffnung

20 umgibt, die im Block 12 ausgebildet ist. In gleicher Weise weist der Kaltwasseranschluß einen Kanal auf, der mit einem ringförmigen Kanal verbindbar ist, der an der anderen Seite des Abschnitts 12 angeordnet ist und der einen senkrechten Strömungskanal

21 umgibt, der koaxial zum Strömungskanal 20 angeordnet ist. Gleiche, durch den Druck des Wassers betätigte Membranventilglieder 22 arbeiten mit den Kanälen 20 und 21 zusammen, um die Strömung des heißen und kalten Wassers zu steuern.

Die Membranventile 22 weisen verhältnismäßig dünne, elastische Membranen 23 auf, die Umfangsränder 24 haben, die innerhalb von Randnuten 25 sitzen, die im Einlaßabschnitt 12 ausgebildet sind und die den Kanal 19 umgeben. Jede Membrane 23 weist einen mittleren verstärkten Abschnitt 26 auf, welcher den Ventilkopf bildet und von dem aus sich ein nach unten konvergierender konischer Abschnitt 27 erstreckt, der derart ausgebildet und angeordnet ist, daß dieser konische Abschnitt innerhalb des senkrechten Strömungskanals 20 oder 21 angeordnet werden kann. Die Umfangsränder 24 werden in der Nut 25 durch eine Halterung 28 und durch den

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Solenoiddeckel 29 eingespannt. Diese Teile sind sand- wendet, und in dem in F i g. 2 dargestellten Schaltbild,

wichartig miteinander verbunden und am Einlaß- ist gezeigt, daß diese Widerstände in Serie mit den

abschnitt 12 mittels Schrauben 30 befestigt, die sich Solenoiden 40 und 41 geschaltet sind,

durch diese Teile hindurch erstrecken. . . Es sei nunmehr auf F i g. 3 Bezug genommen. Es

Wie an sich bekannt, ist eine Ankerführung 31 5 sei bemerkt, daß der thermisch ansprechende, verkoaxial zum Membranventil 22 und . über diesem änderliche Widerstand, der einen negativen Koeffir angeordnet, und diese Ankerführung weist am ünte- zienten hat und der üblicherweise als Thermistor beren Ende einen umgebogenen Flansch 32 auf, der zeichnet wird, einen ausreichend kleinen Widerstand zwischen der Randwulst des Membranventils 22 und bei einer Temperatur von etwa 32° C hat, damit das der Halterung 28 eingespannt ist. Die Führung 31 ist io mit diesem Thermistor verbundene Kaltwassersoleam oberen Ende geschlossen und in dieser Führung- noid derart erregt wird, daß das Ventil geöffnet wird, ist ein Anker 33 gleitbar angeordnet. Eine Druck- Die Kurve für den Widerstand, der einen positiven feder 34 ist zwischen dem oberen Ende der Anker- thermischen Koeffizienten hat und der manchmal als führung 31 und dem Anker 33 angeordnet, um den Sensistor bezeichnet wird und der in Serie mit dem spitzen Ventilkopf 35 am untersten Ende des Ankers 15 Heißwasserventilsolenoid geschaltet ist, geht durch 33 in die Sitzstellung in einem mittleren Strömungs- die obere Solenoidbetätigungsgrenze bei einer Temkanal 36 zu drücken, der im Membranventil 22 aus- peratur von etwa 43^Cj C hindurch. Es sei bemerkt, gebildet ist. Eine Solenoidspule 37 ist auf einem daß beide Solenoide betätigt und daß demzufolge Spulenträger 38 aufgewickelt, der über der Führung beide Ventile geöffnet werden, wenn die Wasseraus-31 sitzt und die gesamte Anordnung ist innerhalb 20 trittstemperatur im Bereich zwischen 32- und des Solenoiddeckels 39 eingeschlossen. 43° C liegt. Bei Temperaturen unterhalb von 32° C

Wie bekannt, weist das Membranventil 22 Sicker- ist lediglich das Heißwasserventilsolenoid erregt, und

öffnungen 48 auf. Der Gesamtströmungsquerschnitt bei Temperaturen oberhalb von 43° C ist lediglich

dieser Sickeröffnungen ist kleiner als der Strömungs- das Kaltwassersolenoid erregt,

querschnitt des mittleren verbreiterten Kanals 36. Bei 35 Bei der in F i g. 2 dargestellten Ausführungsform

einer Bewegung des Ankers 33 in eine zurückgezo- der Erfindung sind die thermisch ansprechenden,

gene Stellung kann Wasser aus der Kammer 49, die veränderlichen Widerstände C und H in Serie mit den

oberhalb des Membranventils 22 angeordnet ist, Kaltwasser- und Heißwassersolenoiden 41 und 40 ge-

zum mittleren Kanal 36 gelangen und durch diesen schaltet. Eine derartige Schaltung macht eine mini-

hindurchströmen, und zwar zur stromab gelegenen 30 male Anzahl von Komponenten für einen richtigen

Seite, wobei die Durchflußmenge in dem zuletzt ge- Betrieb der Solenoidventile erforderlich,

nannten Weg größer ist als die Durchflußmenge Die thermisch ansprechenden' veränderlichen

durch die Sickeröffnungen 48. Die rusultierende Widerstände C und H können in einem Hohlraum

Kraft, die dann auf das Membranventil einwirkt, ist angeordnet werden, der durch eine Bohrung 61 ge-

zur Kammer 49 hin gerichtet, so daß der Ventilkopf 35 gebildet wird, ohne daß ein Kapselmaterial verwen-

26 vom Ringsitz 50, der um den Kanal 20 herum det wird. Die Widerstände können in Form von

angeordnet ist, abgehoben wird. getrennten Fühl- oder Abtastelementen verwendet

Es sei bemerkt, daß die Sicker- oder Überstrom- werden. Es kann jedoch vorteilhaft sein, die theröffmangen 48 radial außerhalb des mittleren Kanals misch ansprechenden veränderlichen Widerstände C 36 angeordnet sind. Wenn das Membranventil 22 ab- 4° und H innerhalb einer Kapsel 65 einzukapseln, die gehoben ist, wird ein Niederdruckbereich oder -wir- aus einem dünnen Kunststoffmaterial besteht' oder bei unmittelbar oberhalb des Strömungskanals 20 er- die durch eine andere Schutzbeschichtung gebildet zeugt. Beim Schließen des Ankers 35 wird jedoch wird. Die Kapsel 65 ist innerhalb einer Bohrung 61 ■-der Druck innerhalb der Kammer 49 verhältnismäßig angeordnet, die über einen Kanal 62 mit dem Ausgroß, und zwar wegen der direkten Verbindung der 45 laßkanal 17 in Verbindung steht. Die Bohrung 61 ist Kammer 49 mit dem Einlaßdruck über die öffnun- etwas tiefer als die Stärke der Kapseln, so daß sich gen 48. Die am Ventil 22 angreifende resultierende die Flüssigkeit frei gegen die Unterseite der Kapseln Kraft ist deshalb von der Kammer 49 fort gerichtet, bewegen kann. Eine Dichtung 63 ist durch eine um das Ventil 22 in die Schließlage zu bewegen. Kappe 64 auf einer Schulter zusammengedrückt,

Das beim öffnen des Ventils 22 durch die Kanäle 50 welche die Bohrung 61 umgibt. Die Kappe 64 ist

20 und 21 strömende Wasser gelangt direkt in die auf das Batteriegehäuse aufgeschraubt und schließt

Mischkammer 51 und fließt durch ein elastisches, die Bohrung 61 ab.

ringförmiges Strömungssteuerglied 52 hindurch, wel- Drahtleiter erstrecken sich von den thermisch an-

ches in einer verbreiterten Bohrung 53 am stromauf sprechenden veränderlichen Widerständen durch

gelegenen Ende des Auslaßkanals 17 angeordnet ist. 55 eine elastische Dichtung 67 hindurch, die innerhalb

Thermisch ansprechende, veränderliche Wider- der Kappe 64 sitzt, wobei diese Dichtung den Durchstände sind an sich bekannt, und es ist keine ein- tritt von Wasser verhindert. Diese Drahtleiter 66 gehende Beschreibung derartiger Widerstände erfor- sind unmittelbar mit den Spulen 40 und 41 verderlich. Grundsätzlich verändert sich der elektrische bunden.

Widerstand derartiger Einrichtungen entsprechend 60 F i g. 4 zeigt eine andere Ausführungsform der in

der Umgebungstemperatur derart, daß diese Einrich- F i g. 2 dargestellten Schaltung. Beide thermisch an-

tungen in wirkungsvoller Weise verwendet werden sprechenden, veränderlichen Widerstände C" und H'

können, um den Fluß eines elektrischen Stromes sind Thermistoren und haben einen negativen Tem-

entsprechend den Veränderungen der Temperatur zu peraturkoeffizienten. Ein Thermistor H' ist parallel

steuern. ⁶5 zur Spule des Solenoids 40 geschaltet, und es wird

Die thermisch ansprechenden veränderlichen eine Spannungsteilerschaltung mit einem Widerstand

Widerstände werden bei der in F i g. 1 dargestellten 69 gebildet. Während des normalen Betriebes sind die

Einrichtung zur Steuerung der Ventilbetätigung ver- Solenoide 40 und 41 erregt und ermöglichen die

Strömung von Wasser von vorbestimmter Temperatur durch den Kanal 17. Sollte die Wassertemperatur ansteigen, fallt der Widerstandswert des Thermistors //' um einen ausreichenden Betrag ab, um eine im wesentlichen erhöhte Spannung am Widerstand 69 zu erzeugen, wodurch die Spannung am Solenoid 40 abfällt, um den Anker 33 abfallen zu lassen.

Wenn jedoch die Wassertemperatur abnimmt, erhöht sich der Widerstandswert des Thermistors H', und dementsprechend steigt die Spannung am Solenoid 40 an, um den Anker 33 zu betätigen. Die Erregung des Solenoids 41 ist ähnlich wie die, die unter Bezugnahme auf die F i g. 2 beschrieben wurde.

Bei. der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform können die beiden Thermistoren, die einen necativen Koeffizienten haben, durch Einrichtungen mit positiven Temperaturkoeffizienten ersetzt werden. Dabei muß jedoch das Kaltwassersolenoid 41 mit einem variablen Widerstand parallel geschaltet werden, während das Heißwassersolenoid 40 in Serie mit dem so anderen Widerstand geschaltet werden muß.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Selbsttätige Mischbatterie für Kalt- und Heißwasser zur Abgabe einer Wassermischung, die innerhalb eines vorbestimmten Temperaturbereichs liegt, mit durch die Temperatur der Wassermischung gesteuerten Solenoidventilen für Kalt- und Heißwasser, dadurch gekennzeichnet, daß in die Speiseleitung des Solenoids (40) des Heißwasserventils (23) ein temperaturabhängiger Widerstand (F i g. 2, H) mit positivem Temperaturkoeffizienten und in die Speiseleitung des Solenoids (41) des Kaltwasserventils ein temperaturabhängiger Widerstand (F i g. 2, C) mit negativem Temperaturkoeffizienten eingeschaltet ist und daß diese Widerstände in Wärmekontakt mit dem von der Batterie gemischten Wasser stehen.

2. Selbsttätige Mischbatterie für Kalt- und Heißwasser zur Abgabe einer Wassermischung, die innerhalb eines vorbestimmten Temperaturbereichs liegt, mit durch die Temperatur der Wassermischung gesteuerten Solenoidventilen für Kalt- und Heißwasser, dadurch gekennzeichnet, daß in die Speiseleitung des Solenoids (40) des Heißwasserventils (23) eine aus einem Widerstand (69) und einem temperaturabhängigen Widerstand (F i g. 4, H') mit negativem Temperaturkoeffizienten bestehende Spannungsteilerschaltung und in die Speiseleitung des Solenoids (41) des Kaltwasserventils ein temperaturabhängiger Widerstand (F i g. 4, C) mit negativem Temperaturkoeffizienten eingeschaltet ist und daß diese Widerstände in Wärmekontakt mit dem von der Batterie gemischten Wasser stehen.

3. Selbsttätige Mischbatterie für Kalt- und Heißwasser zur Abgabe einer Wassermischung, die innerhalb eines vorbestimmten Temperaturbereichs liegt mit durch die Temperatur der Wassermischung gesteuerten Solenoidventilen für Kalt- und Heißwasser, dadurch gekennzeichnet, daß in die Speiseleitung des Solenoids (40) des· Heißwasserventils (23) ein temperaturabhängiger Widerstand mit positivem Temperaturkoeffizien-. ten und in die Speiseleitung des Solenoids (41) des Kaltwasserventils eine aus einem Widerstand und einem temperaturabhängigen Widerstand mit positivem Temperaturkoeffizienten bestehende Spannungsteilerschaltung eingeschaltet ist und daß diese Widerstände in Wärmekontakt mit dem von der Batterie gemischten Wasser stehen.

4. Mischbatterie nach einem der Ansprüche i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände stromab der Mischbatterie in einem mit der Strömung verbundenen Hohlraum (61) angeordnet sind.

5. Mischbatterie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände in einem Schutzkapselmaterial (65) eingekapselt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen