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Die Erfindung betrifft ein Mischventil mit einer Mischkammer und zwei
Einlässen für das zu mischende Medium, vorzugsweise Wasser, die durch in Richtung
der Ansatzstutzen der Einlässe schwenkbare, an durch Steuerkurven gesteuerten Schwenkhebeln
vorgesehene Verschlußkörper verschließbar sind, wobei die Steuerkurven von außen
über eine Welle betätigbar sind.
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Bei einem bekannten derartigen Mischventil (britische Patentschrift
576 628) sind die Verschlußkörper an zweiarmigen Schwenkhebeln gelagert, wobei an
jeweils einem Arm dieser Schwenkhebel eine in Schließrichtung wirkende Spiralfeder
angreift. Von der Innenseite der Mischkammer her greift ferner jeweils eine Steuerkurve
an den Schwenkhebeln an, wobei sich die Drehebenen der Steuerkurven in Ebenen befinden,
die mit der Schwenkebene der Schwenkhebel einen rechten Winkel bildet.
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Nachteilig ist hierbei, daß beim Betätigen der Steuerkurven gleichzeitig
stets eine Kraftkomponente auf die Schwenkhebel einwirkt, die ein Verkanten der
Schwenkhebel herbeizuführen sucht. Außerdem ergibt sich bei diesem Mischventil eine
Verlagerung der Berührungspunkte zwischen Steuerkurve und Schwenkhebel in radialer
Richtung der Schwenkhebel und dadurch ein Abweichen von der durch die Steuerkurve
vorgegebenen Schließcharakteristik.
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Es ist ferner ein Mischventil bekannt (deutsche Patentschrift 384
711), bei dem ein Verschlußkörper unter Federkraft an einer Steuerkurve anliegt,
die diesen je nach ihrer Winkelstellung mehr oder weniger in Schließstellung bringt.
Auch hier ist keine präzise Steuerung gewährleistet, weil die unerwünschte Verlagerung
des Berührungspunktes beim Schwenken eintritt. Dieser nachteilige Effekt wird noch
dadurch verstärkt, daß nur eine Steuerkurve für den Schwenkhebel vorgesehen ist,
so daß keine exakte Parallelführung gegeben ist.
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Die Erfindung vermeidet diese Nachteile. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde,
das eingangs angegebene Mischventil derart weiterzubilden, daß eine gleichmäßige
Schließkraft unter Vermeidung einer Verkantung der Schwenkhebel gegeben ist.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Steuerkurven
als Steuerschlitze in zu beiden Seiten der Schwenkhebel angeordneten Steuerscheiben
vorgesehen sind, die sich drehfest auf der Welle befinden, und daß die Drehebenen
der Steuerscheiben zur Schwenkebene der Schwenkhebel parallel liegen. Durch die
Ausbildung der Steuerkurven als Steuerschlitze ist eine sehr genaue Führung ohne
Verkanten möglich. Dadurch, daß Steuerschlitze zu beiden Seiten der Schwenkhebel
vorgesehen sind, wird eine exakte Parallelführung erreicht.
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Mit Vorteil sind die Steuerscheiben so ausgebildet, daß sie mit radial
ansteigenden Steuerkurven versehen sind, in denen Führungszapfen der Verschlußkörper
geführt sind.
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Um Fertigungstoleranzen auszugleichen, können die Verschlußkörper
an den Schwenkhebeln taumelfähig gelagert sein. Hierdurch wird erreicht, daß sich
die Verschlußkörper in der Schließstellung genau in die Ansatzstutzen einlegen.
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Falls die Steuerscheiben in axialer Richtung lose und drehfest auf
der Welle gelagert sind, ergibt sich eine einfache Montage der Steuerscheiben, die
dann nur noch auf die Welle aufgesteckt zu werden brauchen. Es ergibt sich eine
besonders geringe Bauhöhe des Mischventils nach der Erfindung, -wenn die Welle mit
den Steuerscheiben bezüglich der Verschlußkörper im Gehäuse seitlich versetzt angeordnet
ist. Außerdem steht bei dieser Ausbildung für die Steuerkurven ein verhältnismäßig
großer Weg zur Verfügung, wodurch die Steuercharakteristik verfeinert wird.
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Dabei kann die Welle zwischen den Schwenkhebeln etwa auf deren halber
Länge angeordnet sein. Falls die Schwenkhebel in Schwenkrichtung schwach formelastisch
sind, ergibt sich durch die Formelastizität beim Schließen stets ein gewisser Schließdruck,
wodurch erreicht wird, daß trotz möglicher Verschmutzungen der Einzelteile ein exakte
Absperrung erfolgt.
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Die Fertigung der Schwenkhebel mit den Führungszapfen ist besonders
einfach, wenn die Schwenkhebel jeweils aus zwei gleichgeformten Stanz-Prägeteilen
bestehen, die spiegelbildlich zusammengelegt an ihrem einen Ende eine Lagerung für
ihre Schwenkachsen, an ihrem anderen Ende eine gabelförmige Halterung für die Verschlußkörper
und an ihrem Mittelteil die Führungszapfen ausbilden.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels
näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen horizontalen. Teilschnitt durch ein Mischventil
mit zwei Zufluß- und einer Abflußleitung, F i g. 2 einen vertikalen Teilschnitt
durch dasselbe Ventil.
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Vorsorglich sei erwähnt, daß die beiden Bezeichnungen horizontaler
Schnitt und vertikaler Schnitt keineswegs auf eine bestimmte Einbaulage des in den
Zeichnungen dargestellten Ventils schließen lassen sollen.
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Wie aus F i g. 1 ersichtlich, besteht das Mischventil aus einem Gehäuse
I und hat zwei Zuflußleitungen 2 und 3 sowie eine Abflußleitung 10. Das Gehäuse
1 umschließt eine Kammer 4, in welcher beispielsweise durch die Zufuhrleitung 2
in Richtung des Pfeiles 5 kaltes einströmendes Wasser sich mit durch die Zuflußleitung
3 in Richtung des Pfeiles 6 einfließendem warmem Wasser mischt und durch die Abflußleitung
10 in Richtung des Pfeiles 7 abfließt. An den beiden Zuflußleitungen 2 und
3 sind außen Flansche 8 und an der Abflußleitung 10 ein Flansch 9 angeordnet, die
zum Anschluß an das Leitungssystem dienen.
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Auf der Oberseite des Gehäuses 1 ist ein Deckel 11 mit einer Flächendichtung
12 aufgeschraubt.
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An den inneren Enden der Zuflußleitungen 2 und 3 sind jeweils konische
Sitzflächen 13 und 14 angedreht oder angefräst, mit denen Verschlußkörper 15 und
16 zusammenwirken. Im Ausführungsbeispiel sind die Verschlußkörper 15 und 16 spitzkegelig
mit nach außen gewölbten Kegelflächen ausgebildet, die aus einem formelastischen
Material, beispielsweise aus Gummi oder einem ähnlichen Stoff bestehen können, der
den Temperaturunterschieden des einströmenden Mediums standhält.
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In an sich bekannter Weise sind die Verschlußkörper 15 und 16 auf
Metallplättchen 17 und 18 aufvulkanisiert oder aufgeleimt. Die Metallplättchen 17
und 18 sind jeweils mit einem Metallzapfen 19 und 20 versehen, der jeweils einen
Ansatz 21 und 22 größeren Durchmessers besitzt. Am hinteren Ende sitzt auf den Metallzapfen
19 und 20 jeweils ein zylindrischer
Körper 23 und 24, vorzugsweise
aus elastischem Material, der in der Mitte an seinem Umfang mit einem Einschnitt
versehen ist. Die zylindrischen Körper 23 und 24 sind fest mit den Metallzapfen
19 und 20 verbunden.
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Mit Hilfe dieser formelastischen Zylinderkörper sind die beiden Verschlußkörper
15 und 16 jeweils an einem Schwenkhebel 25 und 26 befestigt.
Jeder der Schwenkhebel 25 und 26 besteht aus zwei gleichgeformten Stanzprägeteilen
27 und 28, die ihrer Prägung nach umgekehrt gegeneinander gelegt sind. Auf
diese Weise bilden die Schwenkhebel 25 und 26 an ihrem unteren Ende jeweils eine
Gabel, deren Zinken 29 und 30 in den Umfangsrillen der formelastischen
zylindrischen Körper 23 und 24 der Verschlußkörper 15 und 16 sitzen und an deren
anderen Zinken 31 und 32 die Ansätze 21 und 22 der Metallzapfen 19 und
20 anliegen. In beiden Metallzinken 29 und 31
bzw.
30 und 32 jedes Hebelarmes 25, 26 sind zur Aufnahme der Metallzapfen
19 und ZO bzw. der elastischen Zylinderkörper 23 und 24 gleich große
Bohrungen vorgesehen, so daß die Verschlußkörper 15
und 16 auf Grund
der Elastizität der Zylinderkörper 23, 24 zumindest in geringem Maße taumelfähig
an den Schwenkhebeln 25 und 26 befestigt sind, so daß sie sich beim Schließvorgang
den Sitzflächen 13 bzw. 14 lagenmäßig genau anpassen können.
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Die Schwenkhebel 25 und 26 sind. jeweils auf Schwenkachsen
33 und 34 gelagert, die sie durch die entsprechende Formgebung an den Enden sickenförmig
umschließen. Die Schwenkachsen 33 und 34 sind einerseits im Deckel 11 und
andererseits im Boden des Gehäuses 1 drehbar gelagert.
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Etwa auf der Hälfte ihrer Länge haben die Schwenkhebel 25 und
26 jeweils unten und oben Führungszapfen 35 und 36, die jeweils aus einem
Teil mit den Stanz-Prägeteilen 27, 28 bestehen und an ihren Außenflächen
durch Prägen abgerundet sind.
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Diese Führungszapfen 35 und 36 sind jeweils in einer Steuerkurve 37
und 38 zweier Steuerscheiben 39 und 40 geführt. Die Steuerkurven 37 und 38 sind
dabei als radial ansteigende Schlitze ausgebildet, so daß sie bei einer Verdrehung
der Steuerscheiben 39
und 40 die Schwenkhebel 25 und
26 in beiden Schwenkrichtungen zwangläufig verstellen.
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Es ist auch denkbar, die Steuerkurven als einfache Nocken mit entsprechendem
radialem Anstieg auszubilden und die Schwenkhebel 25 und 26 durch Federkraft
auf diesen Steuerkurven aufliegen zu lassen, so daß nur in einer Richtung eine zwangläufige
Mitnahme erfolgt.
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Die beiden Steuerkurven 39 und 40 sind durch eine Buchse 41 zur Führung
der Führungszapfen 35 und 36 der Schwenkhebel 25 und 26 auf dem nötigen Abstand
gehalten. Gelagert sind die beiden Steuerscheiben 39 und 40 auf einer
Welle 42, und zwar derart, daß in Drehrichtung der Welle 42 eine formschlüssige
exakte Mitnahme der beiden Steuerscheiben 39 und 40 durch die Welle
42 erfolgt. In axialer Richtung der Welle 42 sind die beiden Steuerscheiben
39 und 40 zur Erleichterung der Montage bei abgenommenem Deckel
11 verschiebbar.
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Zur Erzielung einer formschlüssigen Verbindung in Drehrichtung der
Welle 42 ist diese im Bereich der Steuerscheiben 39 und 40 mit einem Vierkant
43 und die Steuerscheiben 39 und 40 entsprechend mit einem
Vierkantloch versehen. Die Welle 42 ist in ihrer Länge so .bemessen, daß
sie aus dem Deckel 11 herausragt und an ihr irgendwelche Betätigungsorgane
in Form eines Hebels, Drehknopfes oder in Form von Zahnrädern oder ähnlichem befestigt
werden können.
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Im Deckel 11 sind um die Welle 42 zwei Dichtungsringe
43 angeordnet.
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Dadurch, daß zwei Steuerscheiben 39 und 40 vorgesehen und die
Schwenkhebel 25 und 26 oben und unten gleichmäßig geführt sind, wird ein Verkanten
oder Verecken der Schwenkhebel bei deren Schwenkvorgang bzw. bei deren Steuerung
durch die Steuerkurven 37 und 38 vermieden.
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Zweckmäßigerweise sind die Steuerkurven in ihrer radialen Steigung
so gestaltet, daß bei gleichen Drehwinkeln der Steuerscheiben 39 und
40 eine gleichmäßige Veränderung des Durchlaßquerschnittes zwischen den Schließorganen
15 und 16 und den Zufuhrleitungen 2 und 3 gewährleistet ist.
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Um in der Schließstellung der Verschlußkörper 15
oder
16 noch einen gewissen Schließdruck zu erzielen, sind die Stanz-Prägeteile
27 und 28 der Hebelarme 25 und 26 in ihrer Dicke zweckmäßigerweise
so bemessen, daß sie noch eine gewisse Formelastizität in Richtung der Pfeile 5
und 6 aufweisen, die natürlich so graduiert sein muß, daß sie einerseits noch eine
sichere Schließung bewirkt, , andererseits aber keinen allzu großen Schwergang beim
Drehen der Steuerscheiben 39 und 40 in die Schließstellung bewirkt.
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Während im Ausführungsbeispiel die beiden Steuerkurven 37 und 38 der
Steuerscheiben 39 und 40 winkelmäßig so gegeneinander versetzt sind, daß
in der einen Endlage der Welle 42.bzw. der Steuerscheiben 39, 40 sich ein Verschlußkörpex
16' in Schließstellung und der andere in Offenstellung befindet, können diese Steuerkurven
37 und 38 selbstverständlich auch so auf den Steuerscheiben 39 und 40 angeordnet
sein, daß in der einen Endlage beide Verschlußkörper 15 und 16 in
der Schließ- und in der anderen Endlage der Welle 42 in der Offen-Stellung
sich befinden.
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Die im Ausführungsbeispiel dargestellte Anordnung hat jedoch sowohl
in fertigungstechnischer, montagetechnischer und auch funktionsmäßiger Hinsicht
wesentliche Vorteile. In fertigungstechnischer Hinsicht bietet sie eine verhältnismäßig
einfache Formgebung, insbesondere der Schwenkhebel 25 und 26. In montagetechnischer
Hinsicht ergibt sich dadurch der Vorteil, daß sowohl die Welle 42 als auch
die Schwenkachsen 33 und 34 bei abgenommenem Deckel 11 auf einfache Weise
samt den Hebelarmen 25 und 26 und den Steuerkurven 39 und
40 eingesetzt werden können. In funktionsmäßiger Hinsicht bietet diese Anordnung
den wesentlichen Vorteil, daß so gut wie keine sich nachteilig auf Lagerreibung
auswirkenden Haftkomponenten während des Steuervorganges auftreten und die Schließorgane
zwangläufig und genau geführt sind.
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Ein wesentliches Merkmal für die vorteilhafte Funktionsweise besteht
darin, daß die beiden Verschlußkörper 15 und 16 unabhängig voneinander
gelagert und beweglich sind und sich selbsttätig ihren Sitzflächen 13 und 14 anpassen
können. Durch dieses Merkmal ist die Voraussetzung dafür geschaffen, daß die Verschlußkörper
15 und 16 verhältnismäßig lose, d. h. ohne Präzision gelagert werden
können, was für eine Verbilligung in der Herstellung von großem
Vorteil
ist und daß die Verschlußkörper 15 und 16 aus elastischem nichtmetallischem Material
hergestellt werden können, so daß sie jederzeit eine bestmögliche Schließdichte
gewährleisten und gegen Verschmutzung unempfindlich sind.
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Dadurch, daß die Welle 42 mit den Steuerscheiben 39 und
40 nicht auf der Höhe der Achsen der Zuflußleitungen 2 und 3, sondern gegen
diese nach oben versetzt angeordnet ist, ergibt sich nicht nur ein Vorteil in funktionstechnischer
Hinsicht, indem die Formelastizität der Schwenkhebel 25 und 26 zur Erzielung eines
gewissen Schließdruckes ausgenutzt werden kann, sondern auch in räumlicher Hinsicht,
weil die Steuerscheiben 39 und 40 bei gleichem Raumbedarf einen größeren
Durchmesser und damit die Steuerkurven 37 und 38 im Gesamten mit einer
geringeren Steigung ausgebildet werden können.