DE1943272A1 - Thermostatisches Mischventil - Google Patents

Description

Patentanwalt
Dipl.-Ing. H. Pfister

20. August 1969

Derek John Goldsmith. 1, Downe Avenue, Cudham, Sevenoaks, Kent, England Derek Francis Pratt.Katzenacker. 4514 lommiswil, Schweiz Thermostatiaches Mischventil

Die Erfindung Detrifft thermostatische Mischventile und insbesondere solche, die im Haushalt, zum Beispiel für die
Steuerung der Wasserzufuhr fUr eine Dusche, ein Waschbecken, Bad, Küchenausguß oder dgl. verwendet werden können.

Gemäß der Erfindung wird ein thermostatisches Mischventil vorgesehen, das ein Gehäuse, zwei Mediumeinlaßöffnungen für die Zufuhr des zu mischenden Mediums, eine Auslaßöffnung für die Abgabe des Mediums vom Gehäuse und eine thermische Regeleinrichtung zur Einstellung des Mengenverhältnisses der von den

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Einlaßöffnungen zugeführten Medien in Abhängigkeit von der Temperatur des aus den Einlaßöffnungen zur Aualafiöffnung strömenden Mediums aufweist, wobei die thermische Regeleinrichtung ein temperaturempfindlicheβ Element enthält, das eine gewundene Spule, wie nachstehend als Schichtstreifen erläutert, aufweist. Der Ausdruck "gewundene Spule¹* bezieht sich auf ein Element, dessen Form daduroh hergestellt ist, daß man zuerst einen Streifen in Form einer Sohraube mit im Abstand liegenden Windungen biegt, wonach diese Schraube selbst in eine größere Schraube umgeformt wird, wobei die Achse der ersten Schraube der Schraubenform der größeren Schraube folgt. Während normalerweise der Schichtstreifen aus Bimetall besteht, kann er beispielsweise auch aus nichtmetallischem Material, wie Kunststoffmaterialien mit verschiedenen thermischen Ausdehnungskoeffizienten hergestellt sein. Der Streifen kann mit einem Schutzüberzug aus Metall oder anderem Material versehen sein, um eine Korrosion an der Verbindung der den Streifen bildenden,geschichteten Metalle zu verhindern oder herabzusetzen. Während am besten die Achse der Hauptschraube oder größeren Schraube geradlinig sein kann, kann die Achse der Hauptschraube selbst einer gekrümmten Bahn folgen.

Vorzugsweise liegt das temperaturempfindliche Element in ejinem Raum innerhalb des Gehäuses, das mit Einrichtungen für die Zufuhr gemischten Mediums in den Raum an oder nahe einem Ende des temperaturempfindlichen Elementes versehen ist, wobei die Auslaßöffnung von dem Raum in einer Stellung zwischen den Enden des temperaturempfindlichen Elementes ausgeht. Mit

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dieser Anordnung unterstütst der feil des Raums «wischen der AuslaSuffnung und dem anderen Ende des temperatürempfindlichen Elementes die Hinrichtung im Sinne einer Rückkopplungefunktion, um eine übermäßige Fluktuation oder Sprünge der thermischen Regeleinrichtung bei der Regelung der Verhältnisse von he!Bern und kaltem Medium iu verhindern, die innerhalb des Misohventils gemischt werden, während der fortschreitende Durchgang gemisohten Mediums durch aufeinanderfolge Wicklungen des temperaturempfindlichen Elementes ein besonders söhneHeβ und genaues Anspreohen als funktion der Xnderungsgesohwindigkeit der Regelvariablen schafft.

Vorzugsweise ist in der Temperaturrege!einrichtung ein Ventilglied gelagert» um die Verhältnisse der Mediumströmung durch dia im Abstand liegenden heißen und kalten HlschOffnungen su steuern, die jeweils mit den beiden Einlaßöffnungen verbunden sind, wobei das Ventilglied in Abhängigkeit von Änderungen in der Axiallänge des gewundenen temperaturempfindlichen Spulenelementes beweglich let· Die MisohBffnungen sind voreugsweise in radialer Richtung duroh ein hohles Steuerglied offenι «wischen den SinlaBselten der heißen und kalten Hisohuffnungen 1st eine Barriere vorgesehen und das Ventilglied kann «wischen Stellungen gleiten, in denen die Auslasseiten der Misohöffnungen teilweise geschlossen werden, um die Verhältnisse von dort hinduroh EUgeführtem heißen und kalten Medium su verändern. In einer beispielsweisen AusfUhrungsform, die noch später im einseinen beschrieben werden wird, hat das hohle Steuerglied einen Teil» der sich axial besüglich des temperaturempfindll-

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chen Elementes erstreckt und ist selbst in axialer Richtung zwischen einer Ventilöffnungsstellung und einer Ventilsohließsteilung mit Bezug auf eine der Einlaßöffnungen verlagerbar. Wie später noch im einzelnen beschrieben wird, kann das Ventilglied an einem Ende des temperaturempfindliohen Elementes befestigt sein, während das andere Ende des temperaturempfindlichen Elementes an einem Semperatursteuerglied befestigt werden kann, wodurch dia Temperatur des Mediumgemisches am Auslaß durch Veränderung der Stellung des Temperatursteuergliedes gesteuert werden kann. Gemäß einer beispielsweisen Ausführungeform wird ein von* Hand drehbares Glied im Gehäuse vorgesehen. !Dieses Glied ist sowohl für axiale als auch für eine Drehbewegung unabhängig steuerbar. Sie Drehbewegung wird zur Steuerung der Stellung des Temperatursteuergliedee benutzt, während die Axialbewegung für die Steuerung des öffnens und des Schlieflens der HaupteinlaSöffnungen verwendet wird.

Gemäß alternativer Ausführungsformen der Erfindung wird die Steuerung der Temperatureinstellung am gegenüberliegenden Ende des Gehäuses bezüglich der Steuerung des Volumendurchsatzes vorgesehen; dies ergibt eine Vereinfachung des Miechventils sowohl vom Standpunkt der Konstruktion als auch vom Standpunkt der Wartung während des Betriebes.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform, die später noch im einzelnen beschrieben wird, ist das hohle Steuerglied nicht axial, jedoch drehbar innerhalb des Gehäuses beweglich, wobei

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die Steuerung der Einstellung des temperaturempfindlichen EIe-■ mentes durch Drehung des hohlen Steuergliedes bewirkt wird. Dies ermöglicht eine besondere einfach herzustellende und zu wartende Konstruktion, wobei die Durchsatzsteuerventileinrichtung mit Innenflächen des hohlen Steuergliedes zusammenwirken kann.

Anhand der Zeichnung, in deren Figuren 1-3 drei Ausführungsformen des Mischventile gemäß der Erfindung in diagrammatischen Schnittansichten dargestellt sind, sei die Erfindung näher erläutert.

1 zeigt ein Mischventil, das ein Gehäuse 1 aufweist, das mit einem Heißwassereinlaß 2, einem Kaltwassereinlaß 3 und einer Auslaßöffnung 4 versehen ist. Axial innerhalb des Gehäuses 1 erstreckt sich ein hohles Steuerglied 5» das an einem Ende einen Abschnitt 6 von vergrößertem Durohmesser hat. Radial durch den zylindrischen Abschnitt β mit größerem Durchmesser des hohlen Steuergliedes erstrecken sich Heißwassermisohöffnungen 7 und Kaltwassermischöffnungen 8. Eine Barriere 9 reicht quer über das hohle Steuerglied, um die Heißwasser- und Kaltwassermischöffnungen 7 und 8 voneinander zu trennen. Ein ringförmiges Ventilglied 10 ist gleitend auf dem äußeren umfang des Abschnittes 6 mit größerem Durchmesser gelagert, so daß bei einer relativen Axialbewegung zum hohlen Glied die Heißwasser- und Kaltwassermischöffnungen stärker oder schwächer geschlossen werden, um so das Verhältnis des durch die Mischöffnungen in Abhängigkeit von der Axialstellung des Ven-

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tilgliedes 10 gehenden Wassers zu steuern. Um eine welche Betätigung des Ventilgliedes 10 zu erreichen, können die Berührungsflächen des Ventilglledee 10 und des Abschnittes 6 mit größerem Durchmesser mit OberflachenbeSchichtungen von PoIytetrafluoräthylen oder ähnlichem Material mit niedrigem Reibungsbeiwert versehen sein. Eine gewundene Schraube oder Schlange eines Bimetall-Schichtstreifens 11 ist innerhalb des ringförmigen Raumes zwischen dem Gehäuse und dem hohlen Glied 5 gelagert. Ein Ende 12 des Bimetall-Elementes 1st mit.dem Ventilglied 10 verbunden, während das andere Ende 13 des Bims tall- Element es an einem Temperatursteuerglied 14 befestigt ist.

Das hohle Glied 5 ist im Gehäuse axial gleitend gelagert und mit Bezug auf die Zeichnung nach rechts mittels einer Druckfeder 15 vorgespannt, deren Spannung mittels einer Federeinsteileinrichtung 16 steuerbar ist. In der dargestellten Stellung ist die HelQwassereinlaßöffnung 2 für eine Wasserströmung durch ein Ventilglied 31 geschlossen, das mit einem O-Ring-Ventilsitz 32 In Eingriff steht.

Rechte am hohlen Ventilglied 5 ist ein Steuerventil für die Kaltwassereinlaßöffnung 3 vorgesehen, das ein Ventilglied ^J 18 aufweist, welches axial in Eingriff mit einem Ventilsitz beweglich ist, der ebenfalls in Form einer O-Ring-Diohtung ausgebildet ist. O-Ring-Dichtungen können für die Ventilsitze 17 und 32 vorgesehen sein, da geeignete Anschläge zur Ver-

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hinderung einer Überbeanspruchung der O-Ringe vorgesehen sind. Eine geeignete Verkeilung hindert das hohle Glied 5 an einer Drehung. Das Temperatursteuerglied 14 ist für eine axiale Gleitbewegung im hohlen Glied 5 mit einer Keilverbindung versehen, so daß es, relativ zum hohlen Glied 5 undrehbar ist. Ein von Hand drehbares Glied 20 ist am rechtsseitigen Ende des hohlen Gliedes 5 vorgesehen und weist ein schnell wirkendes Multistartgewinde auf, das mit einem entsprechenden Gewinde am Temperatursteuerglied 14 in Eingriff steht, wobei durch Drehung des von Hand drehbaren Gliedes 20 eine axiale Verlagerung des Temperatursteuergliedes -14 hervorgerufen wird. Ein Temperatureinstell-Steuerknopf 21 ist zur Drehung am rechtsseitigen Ende des Gehäuses vorgesehen und ist mit einem Drehantriebsglled 23 antriebsmäßig verbunden, das am linksseitigen Ende mehrere Zähne 26 aufweist, die mit Zähnen 25 am handdrehbaren Glied 20 zusammenwirken, um sicherzustellen, daß das Glied 20 in Übereinstimmung mit der Stellung des Temperatureinetelleteuerknopfes 21 in seiner Drehstellung eingestellt wird. Die Zähne 25 und 26 haben sich axial erstrekkende miteinander zusammenwirkende Oberflächen, so daß die Drehverbindung zwischen den Gliedern 20 und 25 trotz dazwischen auftretender relativer Axialbewegungen aufrecht erhalten wird. Mittels eines Kugellagerlaufringeβ 24 wird ein HauptventUschiieQsteuerglied 19 innerhalb des Drehantriebsgliedes 23 gehalten. An diesem Steuerglied 19 ist am rechtsseitigen Ende ein Ein/Aus-Steuerknopf 22 für das Volumen befestigt.

Das linke Ende des HauptventilschlieQsteuergliedes 19 ist

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- 8 mit einem Schraubeninnengewinde dee von Hand betätigbaren Dreh-

gliedes 20 schraubbar verbunden, weswegen bei einer Drehbewegung des Knopfes 22 eine Drehung des Gliedes 19 mit daraus resultierender Axialbewegung des von Hand drehbaren Gliedes 20 eintritt. Das Ventilglied 18 wird mittels einer Druckfeder 33 in Eingriff mit einer sich verjüngenden Schulter 29 innerhalb des Gliedes 20 gedruckt. Verschiedene O-Ring-Dichtungen 30 sind in der Figur an geeigneten Stellen zur Verhinderung von leckströmungen vorgesehen. ·

Das thermostatische Regelventil arbeitet wie folgt: In Fig. 1 ist das Regelventil in seiner Aus-Stellung gezeigt, wobei beide Haupteinlaßöffnungen durch ihre jeweiligen Hauptsteuerventile geschlossen sind, die die Ventilglieder 31 und 18 und die Ventilsitze 32 und 17 enthalten. Das Ventil kann betätigt werden, indem der Knopf 22 gedreht wird, um eine Bewegung des von Hand drehbaren Gliedes 20 nach rechts hervorzurufen. Anfänglich läßt das Ventil 15 das hohle Glied 5 sich nach rechts bewegen, wodurch heißes Medium durch die Einlaßöffnung 2 und die Mischöffnung 7 in die ringförmige Mischkammer strömen kann, in welcher die gewundene Bimetall-Spule 11 untergebracht ist. Da die Feder 33 die Feder 15 beinahe ausgleicht, ruft jede maßgebliche Strömung durch die Einlaßöffnung 2 einen Abfall des Druckes hervor, der auf das linksseitige Ende des hohlen Gliedes 5 wirkt und In Beziehung eteht mit dem statischen Druck, der auf das rechte Ende des hohlen Gliedes 5 wirkt, so daß dieses hohle Glied 5 eine Gleichgewichts-8teilung einnehmen kann, wenn beide Einlaßöffnungen offen sind

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und die Schultern 27 und 28 im Abstand voneinander liegen. Sine weitere Öffnungebewegung des Ventile duroh Drehung am Knopf 22 bewirkt ein Zurückziehen des von Hand drehbaren Gliedes 20, wodurch beide Einlaßöffnungen in ihrem öffnungsquereohnitt unter Beibehaltung der Gleichgewichtslage vergrößert werden» Das Verhältnis von heißen und kalten Medien, die aus der Auslaßöffnung 4 abgegeben werden, hängt von der Stellung des' ringförmigen Ventilgliedes 10 und dem Ausmaß ab, bis zu welchem es die Heißwasser- und Kaltwassermisohöffnungen 7 und θ versperrt. BIe Stellung des ringförmigen Gliedes 10 wird durch das Bimetall-Element 11 geregelt, das im allgemeinen in Übereinstimmung mit der Drohstellung des handbetätigbaren Drehgliedes 20 eingestellt wird, welches duroh das schnell wirkende Multistart-Gewinde am Temperatursteuerglied 14 zur Wirkung kommt. Für jede besondere Einstellung des Temperatursteuergliedes 14 wird das rechtsseitige Ende des Bimetall-Elementes 11 in eine solche Stellung gebracht, daß Temperaturfluktuationen der gemischten Flüssigkeit eine Expansion oder Kontraktion der axialen länge des Bimetall-Elementes hervorrufen. Wenn also die Temperatur des Gemisches sich erhöht, dehnt sich das Bimetall-Element aus, wodurch sich eine nach links gerichtete Bewegung des ringförmigen Ventilgliedes 10 ergibt, um teilweise die Heißwassereinlaßmisohöffnung zu schlieöen und die Kaltwasaermisohöffnung θ zu öffnen. Die längliche Ausbildung des Bimetall-Elementes mit fortschreitendem Eontakt des gemischten Mediums mit dem Element schafft eine Gesohwindigkeits-Rückkopplungefunktion, wodurch sich ein besonders söhnelies und genaues Ansprechen des

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Bimetall-Elementes ergibt, mit der Folge_t daß «Ine Regelfunktion vorhanden ist, die nur eine geringe Neigung für weite Sprünge oder Fluktuationen hat. Indem die Auslaßöffnungen 4 vom rechtsseitigen Ende des Bimetall-Elemente« 11 im Abstand liegen, wird ein relativer toter Kaum am rechten Ende des Bimetall-Elementes geschaffen, aus dem ein gewisser Betrag der Stabilisierung des temperaturabhängigen Signale resultiert, was wiederum dazu führt, daß das gemischte Medium temperaturmäßig zuverlässig abgegeben wird.

Das vorstehend beschriebene thermostatisohe Ventil hat viele Vorteile. Besonders schafft das. gewundene spulenförmlge Bimetall-Element ein schnelles Ansprechen wegen des großen Oberflächenbereicheβ des Bimetalls und hierin unterscheidet sich das erfindungsgemäße Ventil vorteilhaft von herkömmlichen thermostatischen Misohventilen, die mit wärmeempfindliohen Elementen des Dampfdruck-Balg-Typs arbeiten· Diese Bampfdruok-Balg-Elemente haben eine lange Ansprechzeit, da eine Verdampfung oder Kondensation stattfinden mufl. Wegen des schnellen Ansprechene läßt sich eine genaue Einstellung der Abgabetemperatur gemäß der Erfindung erreichen, während die Geschwindigkeiterüokkopplungefunktion, die sich aus dem abgestuften Abfühlen der !Temperatur gemischten Mediums längs der Erstreckung des Elementes ergibt, zu einem schnellen Ansprechen in Verbindung mit geringen Sprüngen, Pendelungen oder Fluktuationen beiträgt. Darüber hinaus wird die Temperatur des gemischten Mediums unmittelbar nach dem Misohen in einem kleinen Hohlraum abgefühlt, was wiederum zu dem wünschenswerten

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eohnellen Ansprechen beiträgt. Wegen dee eohnellen Anepreohene in Verbindung alt geringen Sprüngen kann das Regelventil alt einer größeren Regelbewegung pro gegebener Temperatur- £*derung ausgestattet werden, wodurch sich eine höhere Genauigkeit ergibt. Sine besonders illustratire Ausführung list sloh leicht aus nloht-rostendea Stahl in Verbindung mit billigen und virksaaen 0-Ring-Diohtungen herstellen, um FlüeslgkeltsrerluBte su vermeiden. Die einfache Anordnung let so, daß das Volumen des Mediuadurohgangee durch ein Glied, nämlich den Knopf 22 gesteuert wird, während die Auslaßtemeperatur durch ein anderes Glied, · nftmlioh den Knopf 21 gesteuert wird. Dies führt su der besonders einfachen Anwendung der Vorrichtung dank der la Gleichgewicht befindlichen Sohwiaabewegung des Hohlgliedes 5, das leicht für eine besondere llnstellung des theraostatlsohen Ventile in einer epesiellen Umgebung eingestellt werden kann, indem die Federe ine teileinrichtung 16 betätigt wird.

Blne weitere Verbesserung, die in der Ausführung gemäß Fig. Torgesehen werden kann, eonließt eine Einrichtung «up Verhinderung einer weiteren Drehung dee Knopfes 22 ein, naohdem die ▼olle Offenstellung erreicht worden let. Sine solche Einrichtung kann einen dehnbaren Greifring umfassen, der in einer ringförmigen, la Querschnitt V-förmigen Hut an der Verbindung der Glieder 20 und 23 Torgesehen 1st, wobei dieser Ring in Greifeingriff alt der Innenseite des röhrenförmigen Gehäuses ausgedehnt ist, wenn die Glieder 20 und 23 in axialer Richtung susammengebracht sind,

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In Pig. 2 let ein thermoetatieob.ee Mischventil geieigt, das ein Gehäuse 101 aufwelet, welche· alt einem HelflwassereinlaS-H₁ einem EaItwaseereInIaS C und einer AuelaBöffnung 102 versehen « 1st. Innerhalb dee Gehäuses 1O1erstreokt βloh axial ein hohle· f Steuerglied 103· dae HeiBwaBiermleohöffnungen 125 und IaItwaesermlechb'ffnungen 126 aufweist, die eioh radial duroh da· hohle Steuerglied 105 nahe dessen rechtsseitigen Bndee er-Btrecken. Ein Trennglied 124 erstreckt eich quer Über dae Innere dee hohlen Steuergliedes, um die Heißwasser- und Kalt-* waesermieohOffnungen 125 und· 126 voneinander su trennen. Bin ringförmigeβ Ventilglied 132 ist an äuSeren Umfang Ass fells dee hohlen Steuergliedes gleitend gelagert, das alt dta Mischöffnungen versehen 1st und Abschnitte 133 und 134 hat» dl· mit den Heißwasser- und Kaltvaesermieohöffnungen 125 «nd 126 eueammemrirken, so da0 bei Axialbewegung des Tentllglledee 132 relativ zum hohlen Glied 103 die Hell- und laltwasser-Dlechöffnungen in gröBerem oder geringere» MaB gesohloeeen werden, um so das Verhältnis des Mediums su steuern, das duroh die Misohöffnungen in Abhängigkeit too der Axialbewegung des Ventllgliedes 132 hindurohgelaeeen wird» Vm ein welches Arbeiten des Ventilgliedes 132 su erreichen, kann eine der Berührungsflächen des Ventllglledss und des hohlen Gliedes mit einer Oberf^ionenbeschichtung aus Polytetrafluorethylen oder einem anderen Material mit niedrigem Reibungebeiwert vereehen sein. Ein gewundener, epulenförmlger bioetalllsoher Öohlohtetreifen 104 ißt innerhalb des ringförmigen Raums swlsohsn dem Gehäuse 101 und dem hohlen Glied 103 angebracht· Ein Ende des

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Bimetall-Elementea tat mit dem Ventilglied 132 verbunden, während das andere Ende des Bimetall-Elementes bei 106 an einem Temperatursteuerglled107 befestigt ist«

Dae Temperatursteuerglied 107 iet für eine axiale Gleitbewegung relativ zum hohlen Glied 103 verkeilt und steht mit einem Hülsenabsohnitt eines von Hand drehbaren Gliedes schraubbar in Eingriff. Wie dargestellt« 1st das von Band drehbare Glied mittels eines Knopfes 114 drehbar, so daß bei Drehung des Knopfes 114 eine Axialbewegung des Temperatursteuergliedes 107 mit sioh daraus ergebender Steuerung der Lage des linken Endes des temperaturabhängigen Elementes erfolgt.

Das hohle Glied 103 ist im Gehäuse axial gleitend beweglich gelagert und - mit Beaug auf die Zeichnung - naoh rechts durch eine Druckfeder 117 vorgespannt, deren Spannung mittels eines federeinstellknopfes 115 steuerbar ist« der in da;* linke Ende des Gehäuses 101 eingeschraubt 1st, wobei duroh Ein· oder Ausschrauben des Binstellere 115 im Gehäuse die Lage des von Hand drehbaren Gliedes 109 und somit »uoh die Stellung des linksseitigen Endes der feder 117 einstellbar ist, Is können auch alternative Mittel sur einstellbaren Anordnung der Feder 117 vorgesehen sein· In der dargestellten Stellung wird der Einlaß heißen Mediums mittel« einer Ablichtung^ItSl eines Ventilgliedes 113 geeohloesett^ das mit einem Yentilsife einer Einlaßöffnung zusammenwirkt, die sioh in axialer Richtung zum linken Ende des hohlen Gliedes 103 hin öffnet· Das

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Ventilglied 113 ist drehbeweglich am linken Ende des hohlen Gliedes 103 gelagert, voduxoh eich die Dichtung 112 in Verbindung mit dem Ventilsits 110 drehen kann» im ImIl₉ d*3 der Knopf 114 gedreht wird, wenn die SinlaSöffnung innerhalb des Ventileitsee 110 geschlossen ist. Bin Kugeldruoklagerring 116 ist Kwisohen dem Eineteller 115 und dem τοη Hand drehbaren Glied 109 angeordnet, um den Druok der Feder 117 aufsu-. nehmen»

Am rechtsseitigen Ende des hohlen Gliedes 103 ist ein Steuerventil für den Einlaß kalten Mediums rorgesehen. Dieses Ventil hat ein Einlaßöffnungsrentilglied mit einem Sits 131, das mit einer Abdichtung 130 durch das hohle Glied 103 susammenwirkt. Das hohle Glied 103 wird gegen eine Drehung durch geeignete Verkeilung durch Zusammenwirkung mit einem axial beweglichen Glied 119 gesichert, das innerhalb des Gehäuses 101 axial beweglich aufgenommen ist, jedooh selbst gegen Drehung gesichert ist, indem es mit einem Stopfenglied 121 susammenwirkt, das in das rechtsseitige Ende des Gehäuses -101 eingeschraubt ist. Sine Axialbewegung des Gliedes 119 wird durch Zusammenwirkung eines steilgängigen Gewindes an jenem Glied mit einem Gewindeabsohnitt des von Band drehbaren Mediumstromsteuergliedes 122, das einen Knopf 123 oder einen.

ersielt. '

anders geformten Steuerhebel trägt«/Bine ?e*der 118 steht unter Druok swisehen dem Glied 119 und dem Srennabsehnitt 124.

Das Glied 132 bildet eine Mischkammer 127, in welcher das durch die heißen und kalten Misohöffnungen 125 und 126 suge-

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führt· Medlua gtalaoht wird, beror s»n ta duroh mehrere AualaBkanllt tntwtiohen IiSt₉ τοη dtntn nur «in·« bti 128 dargtittXlt lit. Yeraohltdtnt O-Ring-Diohtungtn aind In dtr figur an geeignetes Stellen iur Verhinderung τοη Itokvtrluattn gt~

thtnoatatiftoht Sttuerrentll gtaftfi 91g· 2 arb«ittt «It f öl«ti

SM SttutrrtBtll ist in dtr mbgttohtlttttn Sttllung gtitigt* wob·! btidt Bfettpttinlftieffttttttftn duroh Hirt Jtwtlligtn Haupt-•ttutmntiti gtsohlotsttt Und« dlt dit ?tntilglltdtr 120 und 110 und die Ttntileits* 150 und 112 aufwtlttn. tr« alt d« Betrieb dtt Ventil·· en beginnen, wird dtr Knopf 123 gedreht, us •ο tint Btwtgung de· Oliede· 119 dank dtr Wirkung dta «te11- ' giagiftn etwindta iwiaestn dtn Gliedern 122 und 119 naoh recht· herrowmruftn. Iu Anfang bewirkt die ftdtr 117» da· dm· höhlt Oiled 105 «loh naoh reoht· bewtgt, ·ο daB hei Be· Mtdius in daa Innere dta hohlen Olittta 105 fuatraatu kann» τοη wo ta duroh dia HeitMiathÖffnung 1t5 ni MiaohkaaMr 127 und τοη dort duroh dit öffnungen 128 au dtr Kaaatr strömen kann, dit dat wftrateapfindliohe HtMit 104 enthllt und dit Aualaittffnung 102 aufweiit. Sa die Feder 118 dar ftdtr 117 beinahe daa Gleichgewicht hält, hat Jede aatgeblloh· Strömung duroh dit HtiBwaaatreinlAlöffümng tint Atnalan dta Xtruokta am linkaatitigtn fnde dta hohlen Gliedes 103 in Vergleich mit dm atatiaohtn Bruok aur folg·» dtr auf da· rtohteeitigt Ende des hohlen Glitdta 103 wirkt» so daß daa höhlt Glied 103 eine Gleichgewichte·teilung herstellen kann, wobei beide Einlaßöffnungen offen alnd· line

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weitere uffnungsbewegung des Ventile duroh Drehung dee Knopfes 123, wobei das Glied 119 eurttokgeeogen wird, hat but ', Folge, daß beide Einlaßöffnungen In ausgeglichener Welse in verstärktem Maß geöffnet werden.

Das Verhältnis von heißem und kaltem Medium In dem durch die Auelafiöffnung 102 abgegebenem Gemleoh hängt von der Stellung des ringförmigen Ventllgliedes 132 und τοπ dem MaS ab, bis bu dem dessen Abschnitte 133 und 134 die Heißmlsoh- und Kaltmisah- ₍ öffnungen 125 und 126 versperren« Die Stellung des ringförmigen Gliedes 432 wird duroh das Birnetall-Slement 104 gesteuert, das im allgemeinen in ObereInStimmung mit der Drehstellung des von Hand drehbaren Gliedes 109 in Stellung gebracht 1st, welches duroh ein Gewinde, vorzugsweise von einem söhne11 wirkenden Multlstarttvp, auf das Temperatureteuerglled 107 wirkt· Bei jeder epesiellen Einstellung des Temperetursteuergliedee 107 wird das linksseitige Ende des Bimetall-Elementes in solche Stellung gebracht, daß Temperaturfluktuationen der gemischten Flüssigkeit eine Expansion oder eine Kontraktion der axialen Länge des Bimetall-Elementes hervorrufen. Wenn also die Temperatur des Gemisches sunimat, dehnt ei oh das Blaetall-Element aus, weswegen sich eine Bewegung des ringförmigen Ventllgliedes 132 nach links ergibt, wodurch die HeißwassereinlaBmisohöffnung 125 teilweise geschlossen und die Kaltwaesermleohöffnung 126 geöffnet wird.

Die einfache Anordnung ist von der Art, dafl das Volumen des Mediuadurchsatzes von einem Glied gesteuert wird, nämlich dem

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Knopf 123» während die Auelaßtemperatur duroh ein anderes Glied, nämlich den Knopf 114 gesteuert wird· Mit einer steilgängigen Gewindeverbindung zwischen den Gliedern 119 und 122 kann ein einfacher Hebel benutet werden, um den Knopf 123 zu ersetzen, bo daß eine sehr sohnelle und leichte Steuerung des Mediumdurehsatzes für jeden, der das Ventil benutzt, an die Hand gegeben werden kann. Dies führt zu der besonders einfachen Verwendung der Einrichtung, dank der im Gleichgewicht befindlichen Sohwebewirkung des hohlen Gliedes 103, das genau eingestellt werden kann, wenn man das thermostatisohe Ventil in einer besonderen Umgebung montiert, indem einfach der federe insteiler 115 eingestellt wird«

Die Verwendung einer Vormisohkammer 127 gestattet.es, dad ein Druckabfall zwischen der Mischkammer und der Kammer erzeugt wird, die das wärmeempfindliohe Element enthält. Dieser Druckabfall schafft sowohl einen besseren Hisoheffekt als auch die Verwendung eines offenen Auslasses von der Auslaßöffnung 102, sogar wenn Hoohdruckflüssigkelt beiden Einlaßöffnungen zugeführt wird; sollte das Mischventil zum Beispiel am Boden eines hohen Turme von Etagenblöcken verwendet werden. Palls man solch einen Druckabfall nicht schaffen würde, ergäbe aioh unter solchen Bedingungen eine Heigung zur Turbulenzbildung, was schwerwiegende Vibrationen der Hülse 1.32 mit der ei oh daraus ergebenden Beschädigung und Abnutzung des Mischventil* nur Folge hätte, ganz abgesehen von dem unangenehmen Geräusch, das hervorgerufen werden könnte.

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Während ee besonder· günstig für den Abeohnitt dee hohlen GItdes 103 ist, der von dem Hülsenventilglied 132 berührt wird, wenn man ihn mit einem Material mit geringem Reibungebeiwert überzieht, ist es auch besondere vorteilhaft, die gesamte äußere Oberfläche dee hohlen Gliedes 103 mit einem Material mit niedrigem Reibungebeiwert zu beschichten, weil dies dazu beiträgt, eine KalkanSammlung während längerer Verwendung des thermostatisohen Mischventile in Hartwasser-Bezirken zu verhindern. Darüber hinaus erleichtert dies die Gleitbewegung des wärmeempfindliehen Elementes, das einfach in Berührung mit der Außenseite des hohlen Gliedes 103 gebracht werden kann.

Die Tatsache, daß da© Yentilglied 113 für eine Drehbewegung durch das Ende des hohlen Gliedes 103 gelagert ist, gewährleistet, daS_i;, wsiiQ des Miesfcwatil sich in seiner Aus-Stellung befindet,, ®s gleichwohl möglich ist, den Knopf 114 zu verstellen, um die Temperatureineteilung ohne Beschädigung des Dichtungsringes 112 zu ändern. Der Dichtungsring 112 kann somit einfach mit dem von Rand drehbaren Glied 109 und dem Sitz 110, an dem as anliegt, rotieren. Die Gewinde zwischen der Hülse 108 und dem Glied 107 und zwischen den Gliedern 119 und

122 werden am besten mit Polytetrafluoräthylen oder einem/anderen Material mit niedrigem Reibungebeiwert beschichtet, um die schnelle und einfache Bewegung der Steuerventile 114 und

123 zu erleichtern.

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lint Wtlttr· Verbesserung, di· in Verbindung mit den gewundenen, spulenftfrmigen, wärmeempflndliohen Element verwendet werden kann, besteht darin, daß man ein Seil oder eine Schnur 105 au· Kunststoff, Slllkongummi oder anderes biegsamen Material duroh das„Innere des gewundenen epulenf Ureigen, wärme-•mpfindllchen Elementes 104- einfädelt, um den toten Raum innerhalb der Spule herabsttsetaen und eine wirksame Verbesserung (in the gain) su erhalten, indem man mehr Bimetall hinzufügen kann, um die Genauigkeit und die empfindlichkeit su erhöhen, ohne Aal Übermlöige Vibrationen oder Osslllatlonen während der Benutsung auftreten·

flg. J selgt eine Aueführung, bei der der hauptsächliche Untersohled gegenüber den bisherigen figuren darin besteht, das das hohle Steuerglied im Gehäuse nloht axial beweglich ist. Grundsätslloh haben die verschiedenen Teile dieser Ausführungeform dieselben Besugssahlen wie bei der Ausführung gemäB fig.1 mit der Ausnahme, das für sie die sweihunderter Serie gewählt ist.

In flg. 3 ist ein hohles Steuerglied 205 durch Verschraubung an einem Drehantriebeglied 223 befestigt, derart, daß ee drehbar, Jedoch nicht axial gleitbar ist, wobei das Glied 223 innerhalb des Gehäuse· 201 untergebracht let. Eine Hülse 250 ist durch Zement oder Leim 261 am Gehäuse 201 befestigt und mit einem Teoperatureteuerglied 251 verkeilt, das mittels eines Sohnellganggewindes mit dem Glied 223 rereohraubt ist. Mit dieeer Anordnung wird erreicht, daß bei einer Drehung dee

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Gliedes 223 da· ailed 251 βioh Ib Oehltuee 201 axial bewegt. An dem Glied 251 1st ein Verbinder 252 befeetlgt und «eist ' einen Abschnitt auf, der gelenkig innerhalb einer tunet- * ■toffhUlee 253 aufgenommen let, die In der Endwindung der . ί kleineren Schraube dee gewundenen»epulenfurmigen, temperaturempflndlichen Elementes 211 gehalten ist· Ab anderen Snde 212 dee temperaturempfindlichen Elemente· 1st eine Kugel 254 und Muffenverbindung mit dem HUlsenventilglied 210 vorgesehen. Die Kugel 254 und die Hülse 253 können au· lunetetoffmaterial hergestellt stIn, sum Beispiel Polytetrafluorethylen und erlauben eine gute Anpassung an die Verdrehung des temperaturempflndliohen Elementeβ während Temperaturanderungen.

Sin Haupt-rentil-Schlleesteuerglied 219 l«t innerhalb de· Oehäuee· 1 drehbar aufgenommen und mittel· eine· Sohnellganggewinde· mit einem Hauptventilglied 229 vereohraubt. Si· Glied 229 1st mit einer Hülse 264 verkeilt· die innerhalb dee Oehäuee e 1 befeetlgt ist und axial beweglich ist» wenn das Hauptventilglied 219 gedreht wird. Da· Hauptventilglied 229 trägt eine O-Ring-Dlehtung 255* die mit eitler inneren Wand 256 de· hohlen Steuerglledee 205 lueammepwlrken kann, um eine Trennung swleohen den Helflwaeeer- und laltwaeeermieohöffnungen 207 und 208 su eohaffen. Das 01led 229 tragt auch Hauptabeperrdlohtungen 259 und 258, die Jewell· mit Zylinderfltohen 260 und 257 dee hohlen Steuergliedee eueammenwlrken, um die ffediumetrömung su den Mlschöffnungen 207 und 208 abBUsperren.

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Während der Benutzung dieser AuefUhrungeform fließt Kaltwasser durch den einen Einlaß 203 ein, dann durch sich radial eretreokende öffnungen in der Hülse 250 und dem Glied 223 sum Inneren des hohlen Steuergliedes 205 und dann sur KaItwassermisohuffnung 208. Heißvae »er gelangt vom Helßwaaserein-IaS 202 durch sich radial erstreckende Offnungen in der Httlee 264 «ur Heißwassermleohuffnung 207· Bas Verhältnis von Heißwasser und Kaltwasser wird duroh das Hüleenrentil 210 gesteuert, wie dies mit Besug auf die anderen Aueführungeformen beschrieben_# worden 1st.

Mit dieser Anordnung wird die Einstellung des temperatureapfindllohen Elementes 211 einfach durch Drehung des Gliedes 223 gesteuert, während die Drehung des Gliedes 219 den VoIumendurohlaß dank der Ventlldiontunfen am Ventilglied 229 steuert, die mit Oberflächen des hohlen Steuergliedes 205 sueammenwirken. Eine Drehung der hohlen Steuerhülse 205 bringt einen weiteren Vorteil; es wird nämlich eine Selbstreinigungswirkung zwischen den Oberflächen des hohlen Gliedes 205 und der Ventilhülse 210 erreicht*

Es ist erkennbar, dad duroh Umkehrung der Verdrehung des temperaturempfindlichen Elementes 211 dieses Element so ausgebildet ist, daß es sich bei einem Aufhalsen susammensleht. Wenn man ein solches Element mit umgekehrter Verdrehung an die Stelle des bisherigen Elementes setst, so funktionieren die thermoetatischen Ventile mit vertauschten Heiß- und KaItwassereinlaßverbIndungen.

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Claims (13)

- 22 Ansprüche

1.N Thermostatisches Mischventil mit einem Gehäuse, zwei Mediumeinlaßöffnungen für die Zufuhr des zu mischenden Mediums, einer Auslaßöffnung für die Abgabe des Mediums aus dem Gehäuse,· einer thermischen Regeleinrichtung zur Einstellung des Mengenverhältnisses des Mediums, das von den Einlaßöffnungen in Abhängigkeit von der Temperatur des von diesen Einlaßöffnungen zur Auslaßöffnung strömenden Mediums zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die thermische Regeleinrichtung ein temperaturempfindliches Element (11; 104; 211) aufweist, das aus einem gewundenen, spulenförmlgen Schichtstreifen besteht.

2. Mischventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das temperaturempfindliche Element in einem Raum innerhalb des Gehäuses (1) liegt, das mit öffnungen (7, 8) für die Zufuhr gemischten Mediums in den Raum an oder nahe einem Ende des temperaturempfindlichen Elementes (11) versehen ist, und daß die Auslaßöffnung (4) mit Bezug auf diesen Raum an einer Stelle vorgesehen 1st, die zwischen den Enden (12, 13) des temperaturempfindlichen Elementes (11) liegt. _y

3. Mischventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die thermische Regeleinrichtung ein Ventilglied (10) zur Regelung des Verhältnisses des Mediumstromes durch die im Abstand liegenden Beißmedium- und Kaltmediummischöffnungen (7, β) aufweist, die jeweils mit den beiden Einlaßöffnungen (2, 3)

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verbunden sind» und daS das Yentilglied in Abhängigkeit ron Änderungen in der axialen länge de» gewundenen, spulenfftrmigen, temperaturempfindliohen Siesente· (11) beweglich iet.

4. Hieohrentil nach inapruoh 3· dadurch gekennselohnet, da0 dl· Mieohttffnungen (7« Θ) radial durch ein hohlee Steuerglied (5) ottnden, 4*0 ein Trennelement (9* 255) ewisohen den Einlaöselten der Heiflaedium- und Ealtaediuaieehuffnungen vorgeeehen let, und dad da· Tent1IgIled «wischen Stellungen reraohiebbar iet, in denen die AuelaSeeiten der Misohöffnungen sur Veränderung der Verhältnis·« von hindurohetrömenden heiBen und kalten Medien teilweise geeohloaeen •Ind.

5« Mlechrentil naoh Anspruch 4» daduroh gekennseiohnet, dafi da· hohle Steuerglied (5) Holt axial sub teBperatureinpfindliohen Biesent erstreckt_t das in einen ringförmigen Raum innerhalb dee Gehäuses und um das hohle Glied herum gelagert 1st.

6. Wieohrentil naoh eine« de» Ansprüche 3-5· daduroh gekennieiohnet, daS das Ventilglied (10) an einem Ende (12) des temperaturempfindliohen Elementes (11) befestigt 1st, dessen andere· Ende (15) an einem femperatursteuerglled (14) befestigt ist. wodurch die Temperatur des Medlumgemisohes am AuslsJ durch Veränderung der lage des Temperatureteuergliedes axial relativ sum Gehäuse (1) regelbar 1st.

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7. Nischventil nach einem der Ansprüche 4 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hauptventil-Sehließeteuerglied (19) zwischen einer Ventilöffnungssteilung und einer VentileohlieSetellung ' bewegbar gelagert ist, daß das Hauptventil-Sohlleßsteuerglied in seiner geschlossenen Stellung ein Ventileinla8sohlieBgIled (16) in einer Stellung hält, in der der Einlaß zu einem Ende des hohlen Steuergliedes geschlossen ist, wobei das hohle Steuerglied selbst axial zwischen einer Ventilöffnungsstellung und einer Ventilschließstellung relativ zu einer der Einlaßöffnungen (2) verlagerbar 1st, daß durch das Ventilsohließglled während dessen' Bewegung von. der Ventilöffnungsstellung* in die Ventilschließstellung sowohl das hohle Glied (5) axial bewegbar ist, um die eine Einlaßöffnung (2) zu schließen und das Ventilglied (16) in eine Stellung bewegbar ist» in der die andere Einlaßöffnung (5) geschlossen ist.

8. Nischventil nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperatursteuerglied (14) zur axialen Gleitbewegung relativ zum hohlen Steuerglied (5) verkellt und durch ein von Hand drehbares Glied (20) axial verschiebbar let, welches im Gehäuse gelagert ist, daß ein MuItistart-Schnellganggewinde zwischen dem von Hand drehbaren Glied und dem Temperatur-Bteuerglied vorgesehen ist, und daß das von Hand drehbare Glied (20) durch das Hauptventll-Schlleßsteuerglied (14) axial beweglich ist, wobei das von Hand drehbare Glied das Ventilschlleß-· glied (18) für die andere Einlaßöffnung (3) zur Zusammenwirkung mit einem Ventilsitz (17), der vom hohlen Glied (5) abgestützt* ist, trägt und auch mit einer Leergangverbindung mit

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dem hohlen Glied versehen let, wodurch,bei geschlossener anderer Einlaßöffnung, eine weitere Axialbewegung des von Rand drehbaren Gliedes eine Axialbewegung des hohlen Gl Jade β (5) erreichbar ist, um die eine Einlaßöffnung ,(2) zu schließen, und daB voneinander getrennte, drehbare Steuerknöpfe (21« 22) zur Steuerung der axialen Stellung und der Drohstellung des von Hand drehbaren Gliedes (20) vorgesehen sind.

9. Mischventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, daduroh gekennzeichnet, daß eine Mischkammer (127) zur Mischung des von den Heiß- und Kaltmischöffnungen (125* 131) kommenden Mediums vor der Einströmung in die das temperaturempfindliohe Element (104) enthaltende Kammer vorgesehen ist, und daB die Mischkammer vorzugsweise innerhalb einer Hülse ausgebildet ist, die das Ventilglied darstellt und mit einem AuslaB von verringertem Querschnitt versehen ist.

.10. Mischventil nach einem der Ansprüche 4-6, dadurch gekennzeichnet, daB das hohle Steuerglied (211), gegen axiale Bewegung gesichert, im Gehäuse gelagert ist.

11. Mischventil nach Anspruch 6 und 10, daduroh gekennzeichnet, daß ein VentileinlaßschlieBglied (229) eine Dichtung (225) aufweist, die in gleitbarem Singriff mit dem hohlen Glied (205) zur Schaffung einer Trennwand steht und zwei Ventilsitze (258i 259) mit dem Inneren (bei 257, 260) des hohlen Steuergliedes (205) in Eingriff bringbar sind, wenn sich das

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Ventlleohließsteuerglied In der Vent!!schließstellung befindet» um den Einlaß durch dae hohle Steuerglied hindurch su den Heiß- und Kaltmediummischöffnungen (207» 208) su schließen.

12. Mischventil nach einem der Ansprüche 6» 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet» daß das Temperatursteuerglied (251) axial» aber undrehbar relativ sum Gehäuse (201) gleitbar angeordnet ist und mit dem hohlen Steuerglied (205) durch ein Schnellgang-Schraubgewinde verbunden ist, wodurch bei Drehung des hohlen Steuergliedes eine axiale Einstellung des anderen Endes (213) des temperaturempfindliohen Elementes (211) eintritt.

13. Mischventil nach einem der Ansprüche 6-12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gelenkverbindung zwischen dem Temperatursteuerglied (251) und einer Hülse (253) vorgesehen ist, die innerhalb einer Windung der kleinen Schraube des temperaturempfindlichen !lernentes (211) nahe dessen anderem Ende (213) aufgenommen ist.

14· Mischventil nach einem der Ansprüche 3-13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kugel- (254) und Muffenverbindung zwisehen einem Ende (212) des temperaturempfindlichen Elementes (211) und dem Ventilglied (210) vorgesehen ist.

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