DE2225740B2

DE2225740B2 - Mischbatterie zum stufenlosen Einstellen des Mischungsverhaltnisses zwischen zwei Flüssigkeiten und der Gesamtdurchflußmenge

Info

Publication number: DE2225740B2
Application number: DE2225740A
Authority: DE
Inventors: Alfred Melvin Grafton Ohio Moen
Original assignee: Stanadyne LLC
Current assignee: Stanadyne LLC
Priority date: 1971-05-27
Filing date: 1972-05-26
Publication date: 1981-04-02
Also published as: JPS57116982A; JPS5911059B2; FR2139148A1; FR2139148B1; AU4192472A; GB1388423A; BR7203412D0; JPS527030A; CA955495A; AR196613A1; DE2225740C3; DE2225740A1; US3730222A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Mischbatterie nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei die purchflußmenge von Flüssigkeiten steuernden Mischbatterien treten dann unliebsame Rückschlaggeräusche in den daran angeschlossenen Leitungen auf, wenn die Mischbatterie zu schnell geschlossen wird. Der Rückschlag ist darauf zurückzuführen, daß die in den Leitungen fließende Flüssigkeitsmenge von ihrer Leitungsflußgeschwindigkeit auf Stillstand abgebremst wird und dadurch unter Umständen recht starke Trägheitskräfte auf die Leitungen ausübt¹ Um solche

ίο Rückscblaggeräusche zu verhindern, ist es' bereits bekannt in der Mischbatterie dafür Sorge zu tragen, daß die Schließbewegung gebremst durchgeführt wird, so daß die in den Leitungen fließende Flüssigkeit nicht schlagartig, sondern langsam in ihrer Fließgeschwindig keit reduziert wird. Aus der US-PS 34 28 087 ist eine Solche Mischbatterie für Warm- und Kaltwasser bekannt, die ein zylindrisches Gehäuse mit Ein- und Auslaßöfmuhgen aufweist, in dem eine Hülse gelagert ist, in deren Innenraum eine zum Einsteilen des Mischungsverhältnisses und der Durchflußmenge drehbare und längsverschiebbare Spindel angeordnet ist Die Spinde! ist hohlzylindrisch ausgebildet und mit entsprechenden Öffnungen für den Ein- und Austritt von Wasser versehen. Der Innenraum der Spindel stellt die eigentliche Misch- bzw. Druckkammer dar. Am Boden der Druckkammer ist ein mit der Spindel über einen Federring lose verbundenes Druckteil angeordnet das über einen Dichtungsring an der Innenwand der Spindel anliegt Durch dieses Druckteil wird die Druckkammer in eine Haupt- und eine Nebenkammer unterteilt Die Haupt- und Nebenkammer stehen über einen in dem Druckteil angeordneten und als Drosselstelle wirkenden Schlitz miteinander in Verbindung. Bei einer Längsverschiebung der Spindel in der Richtung, die zu einer Verminderung des die Druckkammer durchsetzenden Wasserstroms führt, entsteht durch die Bewegung des Druckteils ein Oberdruck in der Nebenkammer, der sich nur langsam durch den Wasserstrom über die Drosselstelle abbaut und so eine schnelle Bewegung der

<o Spindel in ihre Schließstellung verhtxisrt Als nachteilig bei dieser bekannten Mischbatterie ist es anzusehen, daß am Ende der Spindel eine Nebenkammer ausgebildet ist, deren Stirnfläche dem Leitungsdruck ausgesetzt ist. Um zu verhindern, daß die Spindel durch den auf diese Stirnfläche wirkenden Leitungsdruck nach außen gedrückt wird, müssen besondere Vorkehrungen zum Druckausgleich getroffen werden. Bei diesem bekannten Mischventil ist eine unter Leitungsdruck stehende, die Spindel umgebende Druckkammer ausge bildet, die auf einer Seite durch eine mit der Hülse verbundene Dichtung und auf der anderen Seite durch eine mit der Spindel verbundene Dichtung abgeschlossen ist. Der auf die Dichtung, die mit der Spindel verbunden ist, wirkende Druck wirkt dem Druck auf die Stirnfläche der Spindel entgegen und hebt diesen auf, wenn die beiden Druckflächen genau gleich groß sind. Diese Notwendigkeit, eine Druckausgleichsfläche von bestimmter Größe vorzusehen, führt zu einer unerwünschten Beschränkung in der Konstruktionsfreiheit.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Mischbatterie mit Rückschlagdämpfung anzugeben, die es erlaubt, die in der Hülse liegende Stirnfläche der Spindel unter atmosphärischen Druck zu setzen.

Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den

Unteransprüc|ienr

Anhand von zwei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen wird die Erfindung im folgenden nlher erliutert. Es ?eigt

F i g, 1 eine Seitenansicht eines Teils einer erfindungs- s gemäßen Mischbatterie;

F ί g. 2 eine Schnittansicht einer in der Mischbatterie nach F j g. I verwendeten Dichtung;

Fig.3 einen Axialschnitt durch die Mischbatterie nach Fig. 1; ^! to

F i g, 4 eine vergrößerte Darstellung eines Teils der Mischbatterie nach Fig. 1;

Fig;5 eine weitere Ausführungsform des Teils der Mischbatterie, das in F ί g. 4 dargestellt ist;

F i g. 6 eine Draufsicht auf die in dem Ausführungsbei- is spiel nach F i g. 5 enthaltene Büchse, und

Fig.7 eine Seitenansicht einer Hälfte der Büchse nach F ig. 6.

Die in den Zeichnungen dargestellte Mischbatterie weist ein im wesentlichen zylindrisch ausgebildetes zo Gehäuse 210 mit Einlaßöffnungen 212 und 214 für Warm- bzw. Kaltwasser auf. Die Auslaßöffnung 216 ist in F i g. 3 in unterbrochenen Linien eingezeichnet In das Gehäuse 210 ist eine Hülse 218 eingesetzt, die rjne um ihre Längsachse drehbare und hin- und herbewegbare Spindel 220 aufnimmt Sowohl die Spindel 220 als auch die Hülse 218 bestehen aus Kunststoff.

An der Hülse 218 sind außenliegende Nuten 222,224 und 226 ausgebildet, die Dichtringe 228, 230 und 232 aufnehmen. Diese Dichtringe 228, 230 und 232 sind zwischen der Außenfläche der Hülse 218 und der Innenfläche des Gehäuses 210 wirksam. Die Hülse 218 weist Einlaßöffnungen 234 und 236 für Warm- bzw. Kaltwasser, sowie eine Anzahl am Umfang im Abstand voneinander angeordnete Auslaßöffnungen 238 auf, die nahe einer in der Außenfläche der Hülse 218 vorgesehene Vertiefung 240 liegen. In der Umgebung der Einlaßöffnungen 234 und 236 für Warm- und Kaltwasser 'ist die Hülse 218 an ihrer Außenfläche eine Querschnittsverengung 242 auf, in die eine Dichtung 244 eingesetzt ist Diese Dichtung 244 setzt sich aus zwei gleich ausgebildeten Dichtungshälften 246 zusammen, von denen die eine in F i g. 2 in vergrößertem Maßstab dargestellt ist Jede, der Dichtungshälften 246 ist mit Flanschen 2SO versehen, die sich an die Ränder der Einlaßöffnungen 234 und 236 anlegen und mit einem Innenwulst 252 an der Außenfläche der Spindel 220 anliegen. Die Dichtungshälfte 246 sind außen jeweils mit im wesentlichen kreisförmigen Wülsten 254 ausgestattet, die die Flansche 250 umgeben. Die im wesentlichen zylnvdrische Dichtung 244 ist an jedem Ende mit Abschluß wulsten 256 versehen. Die Wülste 25-) dichten den Luftspalt zwischen tier Außenfläche der Hülse 218 und der Innenfläche des Gehäuses 210 ab. wobei die Abschlußwülste 256 hauptsächlich dazu dienen, das Einsetzen bzw. Herausnehmen der Dichtung zu erleichtern. Im Innenbereich der Wülste 254 und zwischen der Innenfläche der Hülse 218 und den Flanschen 250 ist jeweils eine kleine Kammer 260 ausgebildet Diese Kammern 260 sind ^ω während des Betriebs mit Wasser gefüllt und üben auf die Flansche 250 eine nach innen gerichtete Kraft aus, so daß die Dichtwirkung der Innenwülste 252 an der Außenfläche der Spindel 220 unterstützt wird. Zur Verankerung der Dichtung an der Hülse 218 und zur Lagesicherung während des Einsetzens bzw. Ausbauens des Ventils sind an jedem Ende der Dichtungshälften 246 zueinander passende Nuten 258 und Vorsprünge 259 vorgesehen.

Die Spindel 220 ragt mit einem Ende 354 aus dem Gehäuse 210 heraus. An die&eni Ende läßt sieh β{η Betätigungsorgan für die Spindel anbringen. Die Spinde] 22a ist auf ihrer gesamten Länge von einer Mitielbohrung 266 durchsetzt, so daß im Betrieb an der im Gehäuse 210 befindlichen Stirnseite 270 der Spindel atmosphärischer Druck herrscht Dadurch befindet sich die Spindel 220 im Betrieb unter Druckausgleich,

Zur Betätigung der Mischbatterie muß die Spindel 220 relativ zur Hülse 218 gedreht und hin- und herbewegt werden, um die Durchflußmenge und das Mischungsverhältnis zwischen Warm- und Kahwasser zu steuern. Sobald die Einlaßöffnung 286 der Spindel 220 in Deckung mit den Einlaßöffnungen 234, 236 der Hülse 218 steht sind die Auslaßöffnungen 288 der Spindel 220 mit den Auslaßöffnungen 238 der Hülse 218 verbunden. V

An der Außenfläche der Spindel 220 ist eine Aussparung vorgesehen, die als Druckkammer 290 dient. In dieser ist eine Büchse 292 getigert, die sich aus zwei gleich ausgebildeten Büchsenhäiiten zusammensetzt. Die Büchse 292 ist mit derHülse 218 mittels eines Sicherungsringes 294 verbunden, der durch Schlitze 296 in der Hülse 218 hindurch in Nuten 298 in den Büchsenhälften eingreift Eine die Büchsenhälften zusammenhaltende Dichtung 300 ist in der Nähe eines Endes der Büchse 292 vorgesehen und weist einen Dichtring 302 auf, der gegen die Innenfläche der Hülse 218 abdichtet Das entgegengesetzte Ende 304 der Dichtung 300 bewirkt die Abdichtung gegen die Außenfläche der Spindel 220. Zwischen der Innenfläche der Büchse 292 und der Außenfläche der Spindel 220 liegt ein Spalt 306, der einen Wasserdurchlaß von begrenzter Querschnittsfläche bildet Im nach innen weisenden Abschnitt der Dichtung 304 sind Schlitze bzw. Durchlässe 308 ausgebildet, die mit dem Spalt 306 in Verbindung stehen, so daß in die Druckkammer 290 beim Bewegen der Spindel 220 relativ zur Hülse 2*. 8 von entgegengesetzten Seiten der Büchse 292 Wasser einfließen kann.

In der geschlossenen Stellung der Spindel (Fig.3) herrscht in der Kammer 290 kein Wasserdruck. Beim öffnen der Mischbatterie fließt Wasser in den Bodenbereich der Druckkammer 290 ein und strömt über den Spalt 306 und die Schlitze bzw. Durchlässe 308 in die Druckkammer 290. In der geöffneten Stellung der Mischbatterie befindet sich daher an beiden Seiten der Büchse 292 Wasser. Ein Durchsickern von Wasser längs der Außenfläche wird durch die Dichtung 302 verhindert Soll die Mischbatterie geschlossen werden, kann wegen des in der Druckkammer 290 befindlichen Wassers die Spindel 220 nur so schnell bewegt werden, wie Wasser über die Schlitze bzw. Durchlässe 308 und den Spalt 306 zurück in die Druckkammer 290 fließen kann. Der gleiche hydraulische Widerstand ist auch beim öffnen der Mischbatterie wirksam. Die beschriebene Ausbildung der Druckkammer 290 bildet daher eine wirksame Sicherung gegen Rückschlaggeräusche, da sie verhindert daß die Mischbatterie mit einer Geschwindigkeit geschlossen wird, die im Leitungssystem unliebsame Geräusche verursachen würde.

Die Schlitze bzw. Durchlässe 308 sind wichtig für die Erzeugung des hydraulischen Widerstandes beim öffnen und Schließen der Mischbatterie. Eine schnelle Bewegung der Spinuil 22G verursacht ein Verdrillen bzw. Verdrehen der um die Schlitze 308 liegenden Gummiteile und dadurch eine Verringerung der

Schlitzweite, was seinerseits eine Verzögerung der Öffnungs- bzw. Schließbewegung der Spindel 220 bewirkt.

Das Ausführungsbeispiel nach den Fig.5—7 entspricht im wesentlichen demjenigen nach den Fig. 1—4. Es ist lediglich die Büchse 292 mit den zugehörigen Dichtungen anders ausgebildet. Die dort vorgesehene Büchse 350 ist in eine Druckkammer 290 eingesetzt und in ihrer Lage mittels eines Sicherungsringes 294 gesichert, in Nuten 360 und 362 sind O-Ringe 356 und 358 eingelegt. Die Büchse 350 ist in der Kammer 219 tose gehalten, so daß zwischen der Innenfläche der Hülse 218 und der Außenfläche der Büchse 350, bzw. zwischen der Innenfläche der Büchse 350 und der Außenfläche der Spindel 220. Spalten bestehen.

Beim Öffnen der Mischbatterie gelangt Wasser in die Druckkammer 290, wobei es zwischen den Büchsenhälften 352 und 354 der lose gehaltenen Büchse 350 hindurchströmt. Der Stromungsverlauf liegt außerhalb

<) des O- Rings 356 und innerhalb des O-Rings 358. Der gleiche Strömungsverlauf liegt auch beim Schließen der Mischbatterie vor. Unter beiden Betriebsbedingungen bewirkt der angesprochene Strömungsweg einen sich der Bewegung der Spindel 220 entgegenstellenden

to hydraulischen Widerstand. Beim öffnen bzw. Schließen der Mischbatterie verursacht eine schnelle Bewegung eine Verdrillung bzw. Verdrehung der O-Ringe 356, 358 und damit eine weitere Verringerung der Öffnungsweite des Wasserdurchlasses.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Mischbatterie sum stufenlosen Einstellen des Mischungsverhältnisses zwischen zwei Flüssigkeiten, beispielsweise Warm- und Kaltwasser, und der Gesamtdurchflußmenge, mit einem Gehäuse, einer in dem Gehäuse gelagerten Hülse und einer in der Hülse drehbar und längsverschiebbar angeordneten Spindel, durch deren axiale Verschiebung die Gesamtdurchflußmenge und durch deren Drehung das Mischungsverhältnis durch entsprechend weites öffnen von in der Hülse vorgesehenen Einlaßöffnungen erreichbar ist, ferner mit einer Druckkammer, deren Volumen bei der Schließbewegung der Spindel verkleinerbar ist und die an einem axialen Ende durch eine Dichtung abgeschlossen ist und einen sich nach außen öffnenden, schmalen, als Drosselstelle wirkenden Durchlaß, aufweist, durch dessen Strömungswiderstand die Schließgeschwindigkeit bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet; daß die Druckkammer (290) zwischen der Spindel (220) und der Hülse (218) gebildet ist und das andere axiale Ende der Druckkammer (290) durch eine die Spindel umgebende Büchse (292,350) begrenzt ist, die zur Aufnahme einer Dichtung (300, 356, 358) mit wenigstens einer Ringnut (360, 362) versehen, an der Hülse gegeu axiale Verschiebung gesichert und so ausgebildet ist, daß sie einen Durchlaß zur Druckkammer freigibt, der im Bereich der Dichtung als Drosselstelle für die in die Druckkammer fließende Flüssigkeit wirkt

Z Mischbatterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Büchse (292, 350) zwei im Querschnitt etwa halbkreisförmige Schalen (352, 354) aufweist, die so berness»-- sind, daß sie im eingebauten Zustand zwischen ihren axial verlaufenden Stirnflächen den Durchlaß freigeben.

3. Mischbatterie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Büchse (350) mit einer ringförmigen Innennut (360) und einer axial dazu versetzt angeordneten ringförmigen Außennut (362) versehen ist, in denen jeweils ein O-Ring (356,358) angeordnet ist

4. Mischbatterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Büchse (292) einen Spalt (306) zwischen ihrer Innenwandung und der Außenwandung der Spindel (220) freiläßt, und daß auf der Außenfläche der Büchse nahe ihrer einen axialen Berandung eine Dichtung (302) vorgesehen ist, die die Büchse gegen die Hülse (218) abdichtet, und daß die Dichtung mit einem den Rand der Büchse umgreifenden Dichtflansch (304) versehen ist der dichtend an der Spindel anliegt und mit einer der Spindel zugewandten axialen Nut (308) versehen ist, die mit dem Spalt fluchtet.

5. Mischbatterie nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Büchse (292) aus zwei im Querschnitt etwa halbkreisförmigen Schalen gebildet ist.

6. Mischbatterie nach einem der Ansprüche 1—5, dadurch gekennzeichnet, daß die Büchse (292, 350) an der Hülse (218) mittels eines in eine Ringnut (298) an der Büchse eingreifenden Sicherungsrings (294) axial gesichert ist.