DE19747494A1 - Wassersparende, progressiv temperaturregelnde Mischpatrone für Einhandmischhähne - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Einhandmischhähne und, insbesonders eine Mischpatrone mit einer wassersparenden progressiv temperaturregelnden Funktion und die für Wasserhähne der vorbezeichneten Art bestimmt ist.

Die Mischhähne für Kalt- und Warmwasser mit einem einzigen Auslaufstutzen für Kalt- und Warmwasser und gemischtes Wasser sowie mit einem einzigen Steuerhebel zum Öffnen, Schließen und Drosseln des Wassers und ferner zum Mischen von Kalt- und Warmwasser im gewünschten Verhältnis sind wohlbekannt.

Normalerweise wird bei derartigen Wasserhähnen durch die vertika­ le Steuerhebelbewegung das Öffnen, Schließen und Drosseln des Wassers erzeugt, während die horizontale Bewegung das Mischen bewerkstelligt, da die erste eine Drehbewegung um die horizontale Achse und die zweite eine Drehbewegung um die vertikale Achse ist.

Die Mischpatrone solcher Mischhähne besteht im allgemeinen aus zwei Scheiben aus Sinterkeramik auf der Basis von Al₂O₃ hergestellt, von denen die untere Scheibe mit zwei Löchern zum Durchlauf von Kalt- und Warmwasser versehen und in einer entspre­ chenden Kammer an den Wassereinlaufleitungen feststehend angeordnet ist, während die obere Scheibe nur ein Loch aufweist und mittels Umlenken des genannten Hebels bewegbar ist, um die beschriebenen Wasserabgabestellungen zu erhalten. Die gesteuerte Bewegung der beweglichen Scheibe erfolgt durch das Gleiten der sich gegenüberliegenden Flächen der beiden Scheiben.

Auf einer allgemeinen Erfahrung beruht die Tatsache, daß es für den Benutzer im Laufe der Zeit schwierig wird, die Wasserabgabemenge je nach seinen tatsächlichen Bedürfnissen zu regulieren und die gewünschte Mischung zu erhalten, derart, daß man bei den herkömmlichen Mischhähnen einen übermäßigen Wasserverbrauch und eine verschlechterte Abgabequalität hat.

Ein weiterer negativer Gesichtspunkt bei der Verwendung der oben beschriebenen Mischhähne besteht in der Tatsache, daß man, insofern als es möglich ist, den Hahn in jeder beliebigen Stellung zu schließen, der eine bestimmte Wasserausgabebedingung entspricht, bei dem darauffolgenden erneuten Öffnen des Mischhahns immer die der letzten Betriebsstellung entsprechende Wasserausgabe hat, außer man hat vorher den Steuerhebel in eine andere Position gedreht. So wenn, wie dem des öfteren geschieht, der Mischhahn in der Stellung für Warmwasserausgabe geschlossen wurde, man beim erneuten Öffnen des Hahns in dieser Stellung wieder eine Warmwasserausgabe hat mit der Folge, Verbrennungen auf der Haut des Benutzers und jedenfalls eine unangenehme Sensation hervorzurufen, wenn er eine sensible Haut hat.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteilen der herkömmlichen Mischhähne abzuhelfen durch die Schaffung einer verbesserten Mischpatrone für den Einbau in Einhandmischhähne.

Mehr im einzelnen ist die Mischpatrone für Einhandmischhähne bestehend aus einer unteren feststehenden Scheibe mit Durchgangslöchern für Kalt- und Warmwasser, einer oberen Scheibe, die mit einem Drosselloch versehen ist und auf der feststehenden Scheibe gleitet, um das Öffnen, Schließen, Drosseln und Mischen des Wassers zu erhalten, und Steuermitteln für die Bewegung der oberen Scheibe gegenüber der unteren Scheibe, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel eine Drehbewegung um ihre Längsachse ausführen können, um das Öffnen, Schließen und Mischen des Wassers zu veranlassen und eine Drehbewegung um eine zu der vorhergehenden Achse normale Achse ausführen können, um die Drosselung der Wasserdurchlaufmenge zu bestimmen.

Vorzugsweise weist die obere bewegliche Scheibe eine diametrale Öffnung mit zwei ausgeweiteten exzentrischen Teilen und einer mittleren Vertiefung auf, während die untere feststehende Scheibe zwei Einlauföffnungen für Kalt- und Warmwasser und eine Auslauföffnung für das gemischte Wasser mit einem oberen vertieften Teil hat, um mit der oberen Scheibe eine Mischkammer zu bilden.

Die Merkmale und die Vorteile der erfindungsgemäßen Mischpatrone werden aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung ihrer bevorzugten Ausführungsform anhand der anliegenden Zeichnungen verständlich. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht im senkrechten Längsschnitt der erfindungsgemäßen vollständig zusammengebauten Mischpatrone;

Fig. 2 eine Ansicht im senkrechten Längsschnitt entlang der normalen Ebene und der Ebene von Fig. 1 der erfindungsgemäßen vollständig zusammengebauten Mischpatrone;

Fig. 3 eine Draufsicht von unten der erfindungsgemäßen Mischpatrone, teilweise zusammengebaut;

Fig. 4A, 4B jeweils eine Draufsicht von oben bzw. von unten des Anschlußelements der erfindungsgemäßen Mischpatrone;

Fig. 5A, 5B, 5C, 5D Draufsichten von oben, eine Draufsicht von unten, eine Ansicht im Schnitt entlang der Linie V_c-V_c bzw. eine Ansicht im Schnitt entlang der Linie V_d-V_d der oberen beweglichen Scheibe der erfindungsgemäßen Mischpatrone;

Fig. 6A, 6B eine Draufsicht von oben bzw. eine Ansicht im Schnitt entlang der Linie VI-VI der unteren feststehenden Scheibe der erfindungsgemäßen Mischpatrone;

Fig. 7A, 7B, 7C eine Ansicht im Aufriß, eine Draufsicht von oben bzw. eine Draufsicht von unten des Bodens der erfindungsgemäßen Mischpatrone;

Fig. 8A, 8B, 8C, 8D jeweils Draufsichten von oben der relativen Stellungen der oberen beweglichen Scheibe und der unteren feststehenden Scheibe in einigen verschiedenen Betriebsstellungen der erfindungsgemäßen Mischpatrone.

Bezugnehmend auf die Figuren wird darin eine erfindungsgemäße Mischpatrone dargestellt, im gesamten mit 10 bezeichnet und die aus einer fassonierten Steuerstange 11 besteht, die um einen Zapfen 12 drehbar und am unteren Ende 13 mit einem Stift 14 versehen ist. Ein zylinderrohrförmiger Hohlkörper 15, der eine Schulter 16 aufweist, die davon den oberen Teil 17 kleineren Durchmessers von dem unteren Teil 18 größeren Durchmessers trennt, dient zur Aufnahme der Komponenten für die Mischpatrone. Der Hohlkörper weist Mittel für die Einschnappkupplung 19 auf, die von ihrem unteren Ende abstehen, und die Schulter 16 ist mit zwei Innenwulsten 20 und 21 versehen, die mit ihrer gegenseitigen Stellung die Drehung der Steuerstange 11 innerhalb des Winkels β, der vorzugsweise 125° entspricht, begrenzen (Fig. 3).

Eine Hülse 22, die spielfrei im oberen Teil 17 des hohlen Aufnahmehohlkörpers 15 mit ihrem Flanschteil 23 mit Anschlag gegen die Schulter 16 gelagert und mit einer rechteckigen Längsbohrung 24 versehen ist, dient als Sitz für die Steuerstange 11, die durch den Zapfen 12 mit der Hülse 22 verbunden ist. Die rechteckige Längsbohrung 24 erweitert sich an ihrem unteren Endteil, um eine Aushöhlung 25 zu bilden und der Flanschteil 23 ist mit zwei radial abstehenden und diametral gegenüberliegenden Elementen 26 versehen, von denen mindestens eines, unabhängig davon wie die Hülse 22 in den oberen Teil 17 des hohlen Aufnahmehohlkörpers 15 eingesetzt wird, mit den Innenwulsten 20 und 21 zusammenarbeitet, um die Drehung der Hülse 22 sowie der Steuerstange 11 während des Öffnungs- bzw. Schließhubes eines mit der Steuerstange 11 einstückigen Steuerhebels (nicht dargestellt) zu stoppen.

Ein Anschlußelement 27 (Fig. 4A, 4B) ist oben mit einer Vertiefung 28 und unten mit gezahnten Kupplungsmitteln 29 und einer kreisförmigen Nut 30, in der ein O-Ring 31 gelagert ist, ausgestattet. Die Vertiefung 28, zusammen mit der ihr komplementären Vertiefung 25 bilden einen Sitz S, um das untere Ende 13 der Steuerstange 11 aufzunehmen und die Drehbewegungen davon um den Zapfen 12 zu ermöglichen.

Die obere bewegliche Scheibe 32 der Mischpatrone 10 (Fig. 5A, 5B, 5C, 5D) ist mit Aussparungen 33, in die die gezahnten Kupplungsmittel 29 des Anschlußelements 27 eingreifen, und mit einer diametralen Öffnung 34 mit zwei ausgeweiteten exzentrischen Teilen 35 und einer mittleren Vertiefung 36 versehen.

Die untere feststehende Scheibe 37 der Mischpatrone 10 (Fig. 6A, 6B) ist mit zwei gleichen Einlauföffnungen 38 und 39 für Kalt- bzw. Warmwasser ausgestattet, die spiegelbildlich gegenüber ihrer Symmetrieachse angebracht sind. Die untere feststehende Scheibe 37 weist auch eine Auslauföffnung 40 für gemischtes Wasser mit einem ausgesparten oberen Teil 41 auf, um mit der oberen beweglichen Scheibe 32 eine Mischkammer C zu bilden, die oben durch das Anschlußelement 27 abgeschlossen ist. Am Außenrand der unteren Scheibe 37 sind zwei verschieden breite Kerben 42 und 43 eingebracht, die spiegelbildlich gegenüber der Symmetrieachse dieser Scheibe angeordnet sind.

Um die Mischpatrone 10 unten zu verschließen, ist ein Boden 44 vorgesehen (Fig. 7A, 7B, 7C), der mit zwei Einlauföffnungen 45 und 46 für Kalt- bzw. Warmwasser und einer Auslauföffnung 47 für gemischtes Wasser und ferner mit zwei verschieden breiten Wulsten 48 und 49 versehen ist, die in die Kerben 42 bzw. 43 der unteren feststehenden Scheibe 37 eingreifen. Der Boden 44 hat ebenfalls zwei Kerben 50 zur Aufnahme der Einschnappkupplungsmittel 19 des Aufnahmehohlkörpers 15.

Wenn die erfindungsgemäße Mischpatrone 10 zusammengebaut wird, nimmt sie die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Gestalt an, woraus ersichtlich ist, daß sich die Elemente im Hohlkörper 15 untereinander berühren und vom Boden 44 in ihren Stellungen gehalten werden, welcher Boden mittels Schnappkupplungsmittel 19, die in die Kerben 50 des Bodens 44 eingreifen, am Aufnahmehohl­ körper 15 eingehakt ist.

Die untere feststehende Scheibe 37 ist einstückig mit dem Boden 44 und dazwischen ist eine Dichtung 51 zwecks der Abdichtung eingesetzt. Da die Kerben 42 und 43 und die Kerben 48 und 49 unterschiedlich breit sind, gibt es nur eine mögliche Verbindungsweise zwischen der unteren feststehenden Scheibe 37 und dem Boden 44. Auf diese Weise lassen sich mögliche Fehler bei der Montage der Mischpatrone vermeiden und es wird garantiert, daß die Öffnungsstellungen für Kaltwassereinlauf 38 und Warmwassereinlauf 39 stets mit den Stellungen der Einlaufschlitze 45 bzw. 46 für das entsprechende Wasser übereinstimmen, und daß die Stellung der Auslauföffnung 40 für das gemischte Wasser stets mit der Auslauföffnung 47 für dasselbe Wasser übereinstimmt.

Die obere bewegliche Scheibe 32 liegt auf der unteren feststehenden Scheibe 37 auf und ist einstückig mit dem Anschlußelement 27 und teilt so die möglichen Bewegungen damit.

Diese bestehen aus einer Drehung um die vertikale Achse Y-Y und aus einer Verschiebung entlang der horizontalen Achse X-X, wobei diese horizontale Achse X-X theoretisch jede beliebige mit dem maximalen Drehwinkel β vereinbare Direktion einnehmen kann. Diese Dreh- und Verschiebungsbewegungen werden von dem im unteren Teil 13 der Steuerstange 11 angebrachten Stift 14 auf das Anschluß­ element 27 übertragen, wenn die Steuerstange um ihre Längsachse bzw. um eine zu ihr normale durch den Zapfen 12 durchgehende Achse gedreht wird. Zweckmäßigerweise ist zwischen der aus dem Anschlußelement 27 und der oberen beweglichen Scheibe 32, beide mit gleichem Durchmesser, und der Innenwand des hohlen Aufnahmekörpers 15 gebildete Einheit ein ringförmiger Raum G vorgesehen, der den Bedürfnissen und Anforderungen der Bewegung dieser Einheit entspricht.

Die Fig. 8A, 8B, 8C und 8D zeigen vier von den möglichen verschiedenen Betriebslagen der erfindungsgemäßen Mischpatrone 10 und ihr Hauptmerkmal. Dieses Merkmal besteht in der Tatsache, daß man durch einfaches Drehen der Steuerstange 11 um ihre Längsachse das Wasser mit einer Durchflußmenge abgeben kann, die der Hälfte der maximal zulässigen entspricht, und die Temperatur des auslaufenden Wassers einstellen kann, während sich durch einfaches Drehen der Steuerstange 11 um ihren Zapfen 12 der Durchfluß auf 100% erhöhen läßt.

In Fig. 8A ist der Zustand veranschaulicht, in dem die Einlauföffnungen für Warmwasser 38 bzw. für Kaltwasser 39 durch die obere bewegliche Scheibe 32 geschlossen sind und die von der Auslauföffnung 40 abgegebene Wassermenge gleich Null ist.

In Fig. 8B ist der Zustand veranschaulicht, in dem, wenn man von der Stellung der Fig. 8A ausgeht und die Steuerstange 11 um ihre Längsachse 11 gedreht hat, einer der ausgeweiteten Exzenterteile 35 der beweglichen oberen Scheibe 32 sowohl mit dem Kaltwassereinlauf 38 als auch mit dem Warmwassereinlauf 39 teilweise und im gleichen Maß in Überlagerung steht. Man erhält damit die exakte Halb- und Halbmischung von Kalt- und Warmwasser und die an der Auslauföffnung 40 abgegebene Wassermenge entspricht der Hälfte der maximal möglichen.

In Fig. 8C ist der Zustand veranschaulicht, in dem, wenn man von der Stellung der Fig. 8B ausgeht und die Steuerstange 11 um den Zapfen 12 gedreht hat, einer der ausgeweiteten Exzenterteile 35 sowohl mit dem Kaltwassereinlauf 38 als auch mit dem Warmwasser­ einlauf 39 vollständig und im gleichen Maß in Überlagerung steht. Man erhält damit die exakte Halb- und Halbmischung von Kalt- und Warmwasser, aber gegenüber der Lage von Fig. 8B ist die an der Auslauföffnung 40 abgegebene Wassermenge die maximal mögliche.

In Fig. 8D ist die Lage veranschaulicht, bei der, wenn man von der Lage der Fig. 8A ausgeht und die Steuerstange 11 um beispielsweise einen Winkel von 125° um seine Längsachse und dann um den Zapfen 12 gedreht hat, überlagert einer der ausgeweiteten Exzenterteile 35 vollständig den Warmwassereinlauf 39 und dadurch wird nur Warmwasser mit der maximal möglichen Menge aus der Auslauföffnung 40 abgegeben.

Natürlich sind andere Situationen möglich, wenngleich sie nicht dargestellt wurden, beispielsweise ähnlich wie die in Fig. 8D dargestellte Lage, aber mit einer Wassermenge, die der halben höchstmöglichen Menge entspricht, oder die Duallage zu der in Fig. 8D gezeigten, mit nur Kaltwasserabgabe.

Aus dem Vorgehenden wird auch ein zweites daraus folgendes Merkmal der erfindungsgemäßen Mischpatrone offensichtlich, die die Tatsache betrifft, daß man in jeder Betriebslage das Unterbrechen der Wasserabgabe erhält, indem man durch Umlenkung der Steuerstange 11 die obere bewegliche Scheibe 32 in die in Fig. 8A gezeigte Darstellung überführt, weshalb man bei der folgenden Wasserabgabe anfangs Kaltwasser erhält, wodurch ein Verbrennen der Haut des Benutzers unmöglich gemacht wird.

Angesichts der obigen Darlegung kann man verstehen, wie die in einem Einhandmischhahn eingebaute erfindungsgemäße Mischpatrone es ermöglicht, in einfacher und schneller Weise durch einfaches Drehen der Steuerstange der Mischpatrone um ihre Längsachse eine Wasserabgabe mit automatisch auf die Hälfte der maximalen Durchflußmenge regulierte Menge zu erhalten mit dem Vorteil, den Wasserverbrauch einzusparen, ohne dabei die Qualität des Dienstes zu kompromittieren, und mit der Möglichkeit, je nach den Erfor­ dernissen des Benutzers durch einfaches Drehen der Steuerstange um eine zu ihrer Längsache senkrechten Achse Wasserabgabemengen zu erhalten, die der maximal möglichen Menge wie bei den herkömmlichen Mischhähnen gleich sind.

Obgleich die vorliegende Erfindung in Zusammenhang mit einer vorzugsweisen Ausführungsform beschrieben und veranschaulicht wurde, versteht es sich, daß alle die Varianten und Änderungen daran angebracht werden können, die in der Tragweite eines Fach­ mannes liegen, ohne dabei aus dem Erfindungsrahmen auszutreten.

Claims (5)

1. Wassersparende, progressiv temperaturregelnde Mischpatrone für Einhandmischhähne bestehend aus einer unteren feststehenden Scheibe mit Durchgangslöchern für Kalt- und Warmwasser, einer oberen Scheibe, die mit einem Drosselloch versehen ist und auf der feststehenden Scheibe gleitet, um das Öffnen, Schließen, Drosseln und Mischen des Wassers zu erhalten, und Steuermitteln für die Bewegung der oberen Scheibe gegenüber der unteren Scheibe, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel eine Drehbewegung um ihre Längsachse ausführen können, um das Öffnen, Schließen und Mischen des Wassers zu veranlassen, und eine Drehbewegung um eine zu der vorhergehenden Achse normalen Achse ausführen können, um die Drosselung der Wassermenge zu bestimmen.

2. Mischpatrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die obere bewegliche Scheibe eine diametrale Öffnung mit zwei ausgeweiteten exzentrischen Teilen und einer mittleren Vertiefung aufweist, während die untere feststehende Scheibe zwei Einlauföffnungen für Kalt- bzw. Warmwasser und eine Auslauf­ öffnung für das gemischte Wasser mit einem oberen vertieften Teil besitzt, um mit der oberen Scheibe eine Mischkammer zu bilden.

3. Mischpatrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel aus einer an einer Mittel stelle angelenkten Steuer­ stange bestehen, die am unteren Ende ein Eingriffelement mit der oberen beweglichen Scheibe trägt, um die zum Öffnen, Schließen, Drosseln und Mischen des Wassers nötigen Bewegungen zu veranlassen.

4. Mischpatrone nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die obere bewegliche Scheibe Dreh- und Verschiebungsbewegungen ausführen kann, wobei die Drehbewegung zur Herstellung des Kalt- und/oder Warmwasserdurchlaufes im Innern der Mischkammer mit einer Menge von 50% der Höchstmenge, oder zur Unterbrechung davon, je nach der Drehrichtung, und diese Verschiebungsbewegung zum Erhöhen der Wassermenge bis zu dem erlaubten Höchstwert, oder sie bis auf 50% zu reduzieren, dient.

5. Mischpatrone nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlauföffnungen für Kalt- und Warmwasser der unteren feststehenden Scheibe im wesentlichen eine Dreiecksform haben.