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Die Erfindung betrifft eine Einhandhebelkartusche, umfassend ein Kopfstück, das ein Bodenstück aufnimmt, sowie eine Scheibensteuerung mit einer Steuerscheibe, welche über eine drehbar und/oder schwenkbar gelagerte Spindel drehbar/verschiebbar angeordnet ist, wobei die Spindelaufnahme aus einem von dem Kopfstück verschiedenen Material hergestellt ist und eine Durchführung für die Spindel aufweist.
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In Sanitärarmaturen werden häufig als Mischerkartuschen ausgeführte Einhandhebelkartuschen eingesetzt, in denen eine eine Steuerscheibe sowie eine Durchlasscheibe aufweisende Scheibensteuerung angeordnet ist, welche über einen einzigen Hebel derart bedienbar ist, dass sowohl die Wassermenge als auch die Wassertemperatur über ein und denselben Hebel steuerbar ist. Dabei sind Kopfstück und Spindel oftmals aus Metall, insbesondere aus Messing hergestellt, während die Spindelaufnahme als Kunststoffspritzgussteil hergestellt ist. Bei einer drehbar und schwenkbar gelagerten Spindel ist die Spindel in der Spindelaufnahme über eine Achse schwenkbar gelagert, wobei die Spindelaufnahme in dem Kopfstück drehbar gelagert ist. Eine derartige Einhandhebelkartusche ist beispielsweise in der
EP 13157471.7 beschrieben.
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Bei großen Temperaturschwankungen, wie sie bereits bei dem abwechselnden Durchlauf von Heiß- und Kaltwasser auftreten, kann es zwischen der aus Kunststoff hergestellten Spindelaufnahme einerseits und der aus Metall hergestellten Spindel beziehungsweise dem aus Metall hergestellten Kopfstück andererseits aufgrund der unterschiedlichen Temperaturausdehnungskoeffizienten der Werkstoffe zu Spannungen zwischen den Bauteilen kommen, was zu einer Schwergängigkeit der Kartusche führen kann. Zudem kann es durch eine Verspannung der Spindelaufnahme mit der diese haltenden Befestigungsmutter zu einem Mitnahmeeffekt bei Drehung des Bedienhebels kommen, was ein ungewolltes Lösen dieser Mutter zur Folge haben kann.
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Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einhandhebelkartusche bereitzustellen, bei der auch bei hohen Temperaturdifferenzen Spannungen zwischen den Bauteilen vermieden sind, wodurch eine gleichbleibende Bedienbarkeit und Haptik gewährleistet ist. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Einhandhebelkartusche mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Schutzanspruchs 1 gelöst.
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Mit der Erfindung ist eine Einhandhebelkartusche geschaffen, bei der auch bei großen Temperaturunterschieden eine Verspannung zwischen den Bauteilen vermieden ist, wodurch eine gleichbleibende Bedienbarkeit und Haptik gewährleistet ist. Dadurch, dass in die Spindelaufnahme im Bereich der Durchführung wenigstens ein Schlitz eingebracht ist, wodurch die Innenkontur der Durchführung in einem endseitigen Abschnitt der Spindelaufnahme unterbrochen ist, ist ein Freiraum für sich ausdehnendes Material geschaffen, wodurch der Effekt einer Dehnungsfuge erzielt ist. Bevorzugt sind wenigstens zwei Schlitze angeordnet. Einer Verspannung zwischen der Spindelaufnahme und der Spindel beziehungsweise dem Kopfstück ist so auch bei großen Temperaturdifferenzen entgegengewirkt.
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In Weiterbildung der Erfindung ist die Spindel über eine Achse mit der Spindelaufnahme verbunden, wobei der wenigstens eine Schlitz nicht über eine durch diese Achse geführte gedachte horizontale Ebene hinausgeht. Hierdurch ist eine hohe Stabilität der Spindel bei gleichzeitiger Gewährleistung der Schwenkbarkeit der Spindel in der Spindelaufnahme erzielt.
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In Ausgestaltung der Erfindung weist die Durchführung zumindest an dem der Steuerscheibe abgewandten Ende der Spindelaufnahme einen rechteckigen Querschnitt auf, wobei die Innenkontur des rechteckigen Querschnitts der Durchführung bereichsweise durch drei bevorzugt in regelmäßigen Abständen angeordnete Schlitze unterbrochen ist. Hierdurch ist ein gleichmäßig verteilter Raum zur Aufnahme von Materialausdehnungen bereitgestellt. Bevorzugt mündet an wenigstens zwei Ecken des rechteckigen Querschnitts der Durchführung jeweils ein Schlitz, wobei vorteilhaft wenigstens ein Schlitz mittig durch eine Seitenwand des rechteckigen Querschnitts der Durchführung in diese mündet.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist an der Spindelaufnahme an ihrem der Steuerscheibe zugewandten Ende ein zweistufiger Absatz angeformt, wobei vorteilhaft oberhalb des endseitigen, ersten Absatzes der zu diesem durchmesserverminderte zweiten Absatz im Bereich der beiden Längsseitenwände des rechteckigen Querschnitts der Durchführung axial schräg nach oben zulaufend ausgebildet ist. Hierdurch ist ein zusätzlicher Raum zwischen der Spindelaufnahme und dem Kopfstück zur Aufnahme von Materialausdehnungen bereitgestellt. Dabei ist der zweite Absatz im Bereich der beiden Querseitenwände des rechteckigen Querschnitts der Durchführung unvermindert beibehalten, wodurch die Durchführung in dem Kopfstück in Schwenkrichtung der Spindel vollständig anliegt. Ungewollte Toleranzen, die zu einem Wackeln bei der Bedienung der Spindel führen können, sind so vermieden. Hierdurch ist eine gute Haptik der Einhandhebelkartusche gewährleistet.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist auf dem endseitigen ersten Absatz ein Gleitring mit polygonaler Außenkontur angeordnet, dessen Außendurchmesser gegenüber dem endseitigen ersten Absatz vergrößert ausgebildet ist. Hierdurch ist eine geringfügige Reduzierung des Durchmessers des endseitigen ersten Absatzes ermöglicht, wodurch zwischen diesem ersten Absatz und dem Kopfstück ein weiterer Raum zur Aufnahme von Materialausdehnungen geschaffen ist. Die über den Außendurchmesser des ersten Absatzes überstehenden Ecken der polygonalen Außenkontur des Gleitrings bewirken eine Stabilisierung der Spindelaufnahme in dem Kopfstück, wodurch ein wahrnehmbarer Wackeleffekt bei der Bedienung der Einhandhebelkartusche vermieden ist. Eine gleichmäßig gute Haptik des Bedienhebels bei Betätigung der Einhandhebelkartusche ist so gewährleistet.
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In Weiterbildung der Erfindung weist das Kopfstück an seinem dem Bodenstück entgegengesetzten Ende einen durchmesserreduzierten Abschnitt auf, in dem diametral gegenüberliegend zwei radiale Langlöcher eingebracht sind, in welche die Achse eingreift. Der durchmesserreduzierte Abschnitt nimmt den Befestigungsring auf, der so von der Spindelaufnahme entkoppelt ist, wodurch eine ungewollte Mitnahme des Befestigungsrings beim Drehen der Spindelaufnahme bei Betätigung der Einhandhebelkartusche vermieden ist.
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In Weiterbildung der Erfindung sind zwischen den Langlöchern zwei radial umlaufende Stege angeordnet, die bevorzugt einen gegenüber dem durchmessereduzierten Abschnitt vergrößert ausgebildeten Durchmesser aufweisen. Vorteilhaft ist auf den Stegen jeweils wenigstens eine Rastnase zur verliersicheren Aufnahme eines Befestigungsrings angeordnet. Hierdurch ist eine gute Beweglichkeit des Befestigungsrings bei gleichzeitiger verliersicheren Halterung erzielt. Bevorzugt ist die Rastnase durch eine radial verlaufende, einen Hinterschnitt ausbildende Rastkante gebildet.
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Andere Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den übrigen Unteransprüchen angegeben. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachfolgend im Einzelnen beschrieben. Es zeigen:
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1 die schematische Darstellung einer Einhandhebelmischerkartusche
a) in der Ansicht von unten;
b) im Teillängsschnitt;
c) in der Seitenansicht;
d) in der Draufsicht;
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2 die schematische Darstellung des Kopfstücks der Mischerkartusche aus 1
a) im Längsschnitt;
b) im Teilschnitt in um 90° gedrehter Seitenansicht;
c) im Querschnitt (Schnitt A-A);
d) im Querschnitt (Schnitt B-B);
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3 die schematische Darstellung der Spindelaufnahme der Mischerkartusche aus 1
a) in der Ansicht von unten;
b) in der Seitenansicht;
c) in einer um 90° verdrehten Seitenansicht;
d) in der Draufsicht;
e) im Längsschnitt (Schnitt A-A);
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4 die Spindel der Mischerkartusche aus 1
a) in der Seitenansicht;
b) im Teilschnitt in um 90° gedrehter Seitenansicht;
c) in der Draufsicht;
d) im Längsschnitt (Schnitt B-B);
e) im Querschnitt (Schnitt A-A);
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5 die Schwenkachse der Spindel der Mischerkartusche aus 1;
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6 den Befestigungsring der Mischerkartusche aus 1
a) im Längsschnitt;
b) in der Draufsicht;
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7 die schematische Darstellung des Gleitstücks der Mischerkartusche aus 1
a) in der Ansicht von unten;
b) im Querschnitt;
c) in der Draufsicht;
d) in der Seitenansicht;
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8 die Darstellung der Steuerscheibe der Mischerkartusche aus 1
a) in der Ansicht von unten;
b) im Querschnitt (Schnitt A-A);
c) in der Draufsicht;
d) im Querschnitt (Schnitt B-B);
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9 die Darstellung der Durchlassscheibe der Mischerkartusche aus 1
a) in der Ansicht von unten;
b) im Querschnitt;
c) in der Draufsicht;
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10 die Darstellung des Bodenstücks des Mischerkartusche aus 1
a) in der Ansicht von unten;
b) in der Seitenansicht;
c) in der Draufsicht;
d) im Teilschnitt;
e) im Querschnitt (Schnitt A-A);
f) im Querschnitt (Schnitt B-B);
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11 die Darstellung des Lippendichtungsformteils der Mischerkartusche aus 1
a) in der Draufsicht;
b) im Längsschnitt (Schnitt A-A);
c) im Längsschnitt (Schnitt B-B);
d) im Längsschnitt (Schnitt C-C);
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12 die Darstellung des Stützrings des Lippendichtungsformteils der Mischerkartusche aus 1
a) im Längsschnitt;
b) in der Draufsicht;
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13 die Darstellung des Gleitrings der Mischerkartusche aus 1
a) im Längsschnitt
b) in der Draufsicht.
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Die als Ausführungsbeispiel gewählte Einhandhebelmischerkartusche besteht im Wesentlichen aus einem Kopfstück 1, in das eine Spindel 2 axial hineinragt, die in einer drehbar gelagerten Spindelaufnahme 3 schwenkbar gelagert ist und die in ein Gleitstück 4 eingreift, das mit einer Steuerscheibe 5 verbunden ist, die mit einer Durchlassscheibe 6 korrespondiert, an die sich ein Bodenstück 8 anschließt, welches ein Dichtungsformteil 7 aufnimmt.
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Das Kopfstück 1 ist hülsenartig ausgebildet und im Ausführungsbeispiel als Messingdrehteil hergestellt. An seinen dem Bodenstück 8 zugewandten endseitigen Abschnitt 10 sind in das Kopfstück 1 diametral zueinander zwei rechteckförmige Ausnehmungen 101 eingebracht, durch die zwei bogenförmige Stege 11 gebildet sind, an deren Innenseite eine Rastnut 111 eingebracht ist. An seinem den Stegen 11 gegenüberliegenden Ende weist das Kopfstück 1 einen durchmesserreduzierten Abschnitt 15 auf, in dem diametral gegenüberliegend zwei radiale Langlöcher 152 eingebracht sind, welche der Drehbegrenzung der Spindelaufnahme 3 dienen. Zwischen den Langlöchern 152 sind zwei radial umlaufende Stege 153 ausgebildet, die einen gegenüber dem durchmesserreduzierten Abschnitt 15 vergrößerten Außendurchmesser aufweisen. Auf den Stegen 153 ist jeweils eine Rastnase 151 in Form einer einen Hinterschnitt ausbildenden radialen Rastkante angeordnet. Die Rastnase 151 dient der verliersicheren Halterung des Befestigungsrings 16. Unterhalb des durchmesserreduzierten Abschnitts 15 ist an dem Kopfstück 1 innen ein Absatz 14 ausgebildet.
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Auf den durchmesserreduzierten Abschnitt 15 des Kopfstücks 1 ist weiterhin ein Befestigungsring 16 aufgestülpt. Der Befestigungsring 16 weist außen umlaufend ein Außengewinde 161 zum Einschrauben in eine Armatur auf. Oberhalb des Außengewindes 161 ist der Befestigungsring 16 mit einem Außensechskant 166 versehen. Unterhalb des Außensechskants 166 ist in dem Befestigungsring 16 innen ein Absatz 165 gebildet. An seinen dem Außensechskant 166 entgegengesetzten Ende ist innen in dem Befestigungsring weiterhin umlaufend eine Nase 167 angeformt.
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Die Spindel 2 ist im Ausführungsbeispiel im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet. Etwa mittig ist an der Spindel 2 eine kreisringförmige koaxiale Anformung 21 zur Aufnahme eines – nicht dargestellten – Bedienteils angeformt. Oberhalb der Anformung 21 ist in die Spindel 2 ein bis zu der Anformung 21 geführter Schlitz 25 eingebracht. Unterhalb der Anformung 21 ist durch die Spindel 2 eine Bohrung 22 zur Aufnahme eines Achsstiftes 23 eingebracht. Endseitig ist an die Spindel 2 ein in Form einer Kugelscheibe ausgebildeter Steuerkopf 24 angeformt, der an seiner dem Gleitstück 4 zugewandten Seite abgeflacht ausgebildet ist.
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Die Spindelaufnahme 3 ist als im Wesentlichen zylinderförmiges Kunststoffspritzgussteil ausgebildet. An seinem dem Gleitstück 4 zugewandten Ende ist an der Spindelaufnahme 3 ein zweistufiger Absatz 31 angeformt, dessen Kontur der Innenkontur des zweistufigen Absatzes 14 des Kopfstücks 1 entspricht, an der dieser anliegt. Der oberhalb des endseitigen ersten Absatzes 311 angeordnete, gegenüber diesem durchmesserreduziert ausgebildete zweite Absatz 312 des zweistufigen Absatzes 31 ist im Bereich der beiden Längsseitenwände des rechteckigen Querschnitts der Durchführung 33 axial schräg nach innen zulaufend ausgebildet, sodass unterhalb der Durchgangsbohrung 32 zwei konusabschnittartige Schrägen 313 gebildet sind. Der zweite Absatz 312 weist hierdurch in der Draufsicht eine hammerkopfförmige Kontur auf. Auf dem ersten Absatz 311 ist ein Gleitring 9 angeordnet. Der Gleitring 9 weist eine polygonale Außenkontur auf, die im Ausführungsbeispiel zwölfeckig ausgebildet ist. Der Außendurchmesser dieser polygonalen Außenkontur ist dabei geringfügig größer als der Außendurchmesser des ersten Absatzes 311, dessen Außendurchmesser wiederum geringfügig kleiner dimensioniert ist, als der Innendurchmesser des Absatzes 14 des Kopfstücks 1.
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Oberhalb des zweitstufigen Absatzes 31 ist durch die Spindelaufnahme 3 eine radiale Durchgangsbohrung 32 zur Aufnahme des Achsstiftes 23 für die Spindel 2 eingebracht. Die Durchgangsbohrung 32 weist einen polygonalen Querschnitt auf, der im Ausführungsbeispiel als Zehneck ausgebildet ist. Axial ist durch die Spindelaufnahme 3 eine Durchführung 33 für die Spindel 2 angeformt, welche seitliche Anschläge 34 aufweist, durch die der Schwenkradius der Spindel 2 um den Achsstift 23 begrenzt ist. Die Durchführung 33 weist einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf. An zwei eine Querseite des rechteckigen Querschnitts begrenzenden Ecken ist in die Spindelaufnahme jeweils ein einen Spalt ausbildender Schlitz 37 angeordnet, der sich in einem stumpfen Winkel zur Querseite nach außen erstreckt und der oberhalb einer durch die Mittelachse der Durchgangsbohrung 32 gedachten horizontalen Ebene endet. Ein dritter Schlitz 37 verläuft auf der Längsmittelachse des rechteckförmigen Querschnitts der Durchführung 33 von der den vorgenannten beiden Schlitzen 37 gegenüberliegend angeordneten Querseite nach außen.
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Die Durchführung 33 mündet in einer im Wesentlichen quaderförmig ausgebildeten Aufnahme 35 für das Gleitstück 4. Beabstandet zu der Aufnahme 35 ist in der Spindelaufnahme 3 eine im Wesentlichen ovale Einbuchtung 36 zur Aufnahme des Führungsstiftes 44 des Gleitstücks 4 eingebracht.
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Das als Kunststoffspritzgussteil ausgeführte Gleitstück 4 ist im Wesentlichen in Form einer Kreisscheibe ausgebildet, auf der ein im Wesentlichen quaderförmiges Formstück 41 angeformt ist. Das Formstück 41 ist derart ausgebildet, dass es innerhalb der Aufnahme 35 der Spindelaufnahme 3 in Längsrichtung verschiebbar und in Querrichtung geführt ist. Axial ist durch das Gleitstück 4 das Formstück 41 durchdringend ein Langloch 42 zur Aufnahme des Steuerkopfes 24 der Spindel 2 eingebracht. Seitlich des Formstücks 41 ist ein Führungsstift 44 zum Eingriff in die Einbuchtung 36 der Spindelaufnahme 3 angeformt. An seiner dem Formstück 41 entgegen gerichteten Unterseite sind an dem Gleitstück 4 außen gegenüberliegend zwei axiale Stege 43 zur Aufnahme der Steuerscheibe 5 angeformt. Weiterhin ist an der Unterseite ein Paßstift 45 zum Eingriff in die Paßbohrung 53 der Steuerscheibe 5 angeformt, wodurch eine lagegerechte Orientierung der Steuerscheibe 5 bei der Montage gewährleistet ist.
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Die Steuerscheibe 5 ist oval ausgebildet und als Keramikteil hergestellt. An ihrer der Durchlassscheibe 6 zugewandten Seite weist die Steuerscheibe eine mittig angeordnete, eiförmige Einbuchtung 51 auf. Auf ihrer der Einbuchtung 51 entgegen gesetzten Oberseite sind in der Steuerscheibe 5 diametral zueinander außen zwei Ausnehmungen 52 zur Aufnahme der Stege 23 des Gleitstücks 4 eingebracht. Weiterhin ist in der Steuerscheibe 5 an ihrer dem Gleitstück 4 zugewandten Seite eine Passbohrung 53 eingebracht. Über die Ausnehmungen 52 sowie die Paßbohrung 53 ist die Steuerscheibe 5 mit dem Gleitstück 4 formschlüssig verbunden.
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Die Durchlassscheibe 6 ist ebenfalls als Keramikteil ausgeführt. Durch die Durchlassscheibe 6 sind zwei Einlasskanäle 61 für kaltes bzw. warmes Wasser sowie ein relativ zu diesen vergrößert ausgebildeter Auslasskanal 62 für das Mischwasser eingebracht. Die Einlasskanäle 61 sowie der Auslasskanal 62 sind schräg zur Durchlassscheibe 6 durch diese hindurch geführt. Seitlich sind an der Durchlassscheibe 6 versetzt zueinander drei Aussparungen 63 zur formschlüssigen Verbindung mit dem Bodenstück 8 eingebracht.
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Das Dichtungsformteil 7 ist im Ausführungsbeispiel aus Gummi hergestellt. Es ist im Wesentlichen durch drei Ringe 71 gebildet, die jeweils an den beiden übrigen Ringen 71 angeformt sind, sodass eine kleeblattartige Kontur gebildet ist. An den Ringen 71 des Dichtungsformteils 7 sind an deren Oberseite sowie an deren Unterseite jeweils Dichtlippen 72 angeformt. Zur Formstabilisierung sind die Ringe 71 jeweils mit einem Stützring 73 versehen, welche zwischen den Dichtlippen 72 der Ringe 71 angeordnet ist.
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Das Bodenstück 8 ist Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet. Mittig ist in dem Bodenstück 8 eine kleeblattförmige Aufnahme für das Dichtungsformteil 7 eingebracht.
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Umlaufend der Aufnahme 81 sind beabstandet zueinander drei Stege 82 zur drehfesten Aufnahme der Durchlassscheibe 6 angeformt. Die Stege 82 greifen in die Aussparungen 63 der Durchlassscheibe 6 ein. Zur Verbesserung des Formschlusses sind an zwei Stegen 82 Nasen 821 abgeformt, welche in hierzu korrespondierende Aussparungen 63 der Durchlassscheibe 6 eingreifen. Seitlich sind an dem Bodenstück 8 diametral zueinander zwei Absätze 83 zum Eingriff in die Ausnehmungen 101 des endseitigen Abschnitts 10 des Kopfstücks 1 angeformt. An seiner den Stegen 82 gegenüberliegenden Unterseite sind an dem Bodenstück 8 weiterhin zwei axiale Positionierstifte 84 angeformt. Die Positionierstifte 84 dienen der Positionierung der Einhandhebelmischerkartusche in einer – nicht dargestellten – Armatur, welche hierzu mit entsprechenden Positionierbohrungen versehen ist. Umlaufend sind an dem Bodenstück 8 Rastnasen 85 angeformt, welche eine Rastverbindung zwischen dem Bodenstück 8 und dem Kopfstück 1 ermöglichen. Die Rastnasen 85 greifen in die Rastnut 111 der bogenförmigen Stege 11 des Kopfstücks 1 ein.
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Im montierten Zustand ist der Befestigungsring 16 auf den durchmesserreduzierten Abschnitt 15 des Kopfstücks 1 übergestülpt, wobei die Rastnase 151 bei Passieren der umlaufenden Nase 167 des Befestigungsrings 16 elastisch nach innen gezwängt wird. Nach Passieren der Nase 167 des Befestigungsrings 116 nimmt die Rastnase 151 des durchmesserreduzierten Abschnitts 15 des Kopfstücks 1 ihre ursprüngliche Position wieder ein. Der Befestigungsring 16 ist somit verliersicher an dem Kopfstück 1 gehalten. Das Einschrauben des Befestigungsrings 16 in eine – nicht dargestellte – Armatur erfolgt über den Außensechskant 166.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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