DE2316753A1

DE2316753A1 - Mischventil

Info

Publication number: DE2316753A1
Application number: DE19732316753
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder St
Original assignee: KOPONEN GEB CORPEUS LAILA TUUL
Current assignee: KOPONEN GEB CORPEUS LAILA TUUL
Priority date: 1972-04-05
Filing date: 1973-04-04
Publication date: 1973-10-18
Also published as: JPS498818A; IT984456B; FR2179165A1; FR2179165B3

Description

Die. Erfindung betrifft ein Mischventil zur Mischung von warmem und kaltem Wasser, bei dem in einem Ventilgehäuse eine zylindrische Mischkammer vorgesehen ist, in der ein Schieber in axialer Richtung verschiebbar angeordnet ist, dessen Verschiebung die gesamte Durchflußmenge von Wasser durch das Ventil durch eine davon abhängige Freigabe von Einlaßöffnungen in der Mischkammer bestimmt, über die warmes bzw. kaltes Wasser zugeführt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Mischventil zu schaffen, das gegenüber bekannten Mischventilen besonders einfach aufgebaut ist und demgemäß billig herzustellen ist. Dabei soll es insbesondere möglich werden, mit lediglich einem Einstell- bzw. Steuerteil sowohl die Temperatur als auch die Gesamtdurchflußmenge des Wassers zu bestimmen.

Mischventile, die mit einem solchen gemeinsamen Einstell- bzw. Steuerteil versehen sind, sind an sich bekannt. Sie weisen einen Einstellhebel auf, der in horizontaler Richtung zur

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Einstellung der Temperatur und in vertikaler Richtung zur Einstellung der gesamten Durchflußmenge verschiebbar ist« Die Herstellung eines solchen Ventiles ist jedoch sehr -aufwendig; es ist ferner für unerfahrene Benutzer nicht einfach, genau die jeweils gewünschte Einstellung zu erreichen. Außerdem stehen .die Einstellbewegungen des Einstellhebels in keiner natürlichen Beziehung zu ihren Funktionen. Diesen bekannten Mischventilen der genannten Art gegenüber soll vielmehr der einzige Einstellbzw. Steuerteil'als Knopf oder Rad ausgebildet werden können, der in herkömmlicher Weise, d. .h. derart verstellbar is.t ₃ daß eine Drehung im Gegenuhrzeigersinn eine öffnung des Ventiles und eine Drehung im Uhrzeigersinn eine Schließung des Ventiles bewirkt. -

Erfindungsgemäß wird dies dadurch" erreicht, daß ein Steuerknopf vorgesehen ist, der bei seiner Drehung einen Schieber sowohl in axialer Richtung verschiebt als auch dreht, und der Schieber mit einem zylindrischen Teil versehen ist, der die Einlaßöffnungen in Abhängigkeit von seiner Stellung in axialer Richtung verschließt, und daß der Schieber ferner mehrere entlang seines Umfangs in Abständen voneinander angeordnete Segmente aufweist, die in den verschiedenen jeweils einer bestimmten gesamten Durchflußmenge zugeordneten Stellungen des Schiebers in axialer Richtung verschiedene Stellungen in Drehrichtung einnehmen, wobei diese verschiedenen Stellungen in Drehrichtung den verschiedenen Verhältnissen derjenigen Bereiche der Einlaßöffnungen zueinander entsprechen, die von den Segmenten bedeckt bzw. freigegeben werden derart, daß in Abhängigkeit von der Drehstellung des Steuerknopfes eine Einstellbarkeit der Temperatur durch Regelung des Mischungsverhältnisses von warmem und kaltem Wasser erreicht wird.

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Bei jeder einzelnen Umdrehung des Steuerknopfes,mit der die gesamte Durchflußmenge auf das gewünschte Maß eingestellt wird, wird zyklisch mehrmals eine Einstellbarkeit zwischen dem maximalen und dem minimalen Temperaturwert erreichbar, so daß nach erfolgter Einstellung der gewünschten gesamten Durchflußmenge durch schnelles Drehen, das nicht exakt zu sein braucht, dann durch' ein feines Weiterdrehen ohne daß sich dabei die gesamte IDurchflußmenge in bemerkbarem Maß verändert, die Temperatur eingestellt werden kann.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung, bei der die vollkommene Abdichtung des Mischventils in Schließstellung aus dem Kontaktbereich der Einflußöffnungen in die Mischkammer und dem diese je nach Einstellung teilweise überdeckenden Schieber heraus verlegt wird, ergibt sich der Vorteil, daß die Dichtung ausgewechselt werden kann, ohne daß das gesamte Rohrleitungssystem abgeschaltet werden muß; das Auswechseln der Dichtung kann also erfolgen, während das gesamte Ventil unter Druck ist und dennoch kein Fluß durch das Ventil stattfindet.

Die erfindungsgemäße Ausbildung des Ventils hat ferner den Vorteil, daß durch einen einfachen Austausch eines Teiles des . Ventilgehäuses eine Anpassung an verschiedene Konfigurationen der zum Anschluß zur Verfügung stehenden Warm- bzw. Kaltwasserleitungen möglich wird. Dabei können dann insbesondere mehrere Mischventile hintereinander als Kaskade geschältet werden.

Ausführungsbeispxele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es stellen dar:

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Fig. 1 eine zum Teil perspektivische und aufgeschnittene :

Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels;
Fig. 2 einen Querschnitt durch ein Ventilgehäuse des

Ausführungsbeispiels nach Fig. 1;
Fig. 3 und 4 weitere Ausführungsbeispiele«

- Das Ventil soll vorwiegend in ein herkömmliches Rohrsystem zur Verteilung von warmem und kaltem Wassern in Gebäuden eingebaut werden können. Es besteht aus einem Ventilgehäuse mit einem
Mittelbereich, der durch ein Rohr 1 gebildet wird, das ungefähr in der Mitte zwischen seinen beiden Enden von einem Block 2
mit rechteckigem Querschnitt umgeben ist, der mit den Rohren 3 und 4 verbunden ist, durch die warmes bzw. kaltes Wasser zugeführt itfird. Mit den Rohren 3 und 4 fluchtend sind in dem Rohr Einlaßöffnungen 5 und 6 vorgesehen.

Am oberen Ende des Rohres 1 ist ein Außengewinde 7 vorgesehen, das mit einem entsprechenden Innengewinde 8 einer Manschette 9 in Eingriff -steht, Durch das obere Ende dieser Manschette 9
erstreckt sich ein Mitnehmerstift 10, dessen Enden in parallel zur Längsrichtung des Rohres 1 verlaufenden Nuten 11 und 12 eingreifen, die in der Innenwand eines glockenförmig ausgebildeten Steuerknopfes 13 angeordnet sind= Das Bezugszeichen 14 bezeichnet ebenfalls in Längsrichtung verlaufende Rippen auf der Außenseite des , Steuerknopfes -13; sie erleichtern das Drehen des Regelungsknopfes 13 ο Die Oberseite des Steuerknopfes 13 weist eine öffnung auf; durch sie geht eine Schraube 15 hindurch₉ die in einen Kopfteil 16 eingeschraubt ist, der das obere. Ende des Ventilstößels 17 bildet und durch den der Mitnehmerstift 10 ebenfalls hindurch- j geht. Unterhalb des Kopfteiles 16 ist ein Anschlagring 18 vorgesehen, dessen Funktion weiter unten erläutert werden wird.

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Der Anschlagring 18 wird von einer Ringnut in der Innenwand des Rohres 1 unmittelbar unter dem oberen Ende desselben aufgenommen.

Fig. 1 zeigt das Ventil in Schließstellung: Es fließt kein Wasser durch das Ventil, da die Einlaßöffnungen 5 und 6 durch den entlang seines äußeren Umfangs eine zusammenhängende Fläche bildenden oberen Teil 19 eines Schiebers 20 abgedeckt und damit verschlossen sind. Der obere Teil 19 ist hülsenförmig mit kreisförmigem Querschnitt ausgebildet; sein äußerer Durchmesser ist - innerhalb gewisser Toleranzgrenzen - gleich dem äußeren Durchmesser des Rohres 1. Der innere Durchmesser des oberen Teiles 19 des Schiebers

20 ist etwas, größer als der äußere Durchmesser des Teiles des Ventilstößels 17, der durch ihn hindurchgeht. In. diesem Bereich ist der Schieber 20 mit zwei einander diametral gegenüber gelegenen Bohrungen versehen, in die die beiden Enden eines Mitnehmerstiftes

21 eingreifen, der entlang einerDurchmesserlinie ebenfalls durch den Ventilstößel 17 hindurchgeht. Auf diese Weise sind Schieber 20 und Ventilstößel 17 miteinander positiv verbunden. Wenn also durch Drehung des Steuerknopfes 13 dem Stößel 17 eine Drehbewegung erteilt wird, wird diese Drehbewegung auch auf den Schieber 20 übertragen, so daß dieser sich mitdreht.

Die gleichzeitig herbeigeführte Bewegung des Schiebers 20 in Aufwärtsrichtung, die einer Zunahme der gesamten Durchflußmenge entspricht, wird durch den Anschlagring 18 begrenzt; in der Stellung des Schiebers 20, die dem maximalen Wert der gesamten Durchflußmenge durch das Ventil entspricht, liegt die obere Stirnfläche eines mehrerer Abstandsscheiben 22, die ihrerseits auf dem Schieber 20 angeordnet sind, an dem Anschlagring 18 an.

Der Schieber 20 weist ferner einen unteren Teil auf, "der durch -drei nach unten hervorstehende, entlang des Umfangs des Schiebers 20 in einem gewissen Abstand voneinander angeordnete Segmente 23, 24 und 25 gebildet wird. In Höhe der obersten Punkte der Einlaßöffnungen 5 und 6 weist der Ventilstößel 17 einäeine Abstufung

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bildende Schulter 26 auf; unterhalb derselben geht der Ventilstößel in einen entsprechend engeren Bereich 27 über, so daß ein Raum 2 8 ringförmigen Querschnittes geschaffen wird, der die Mischkammer des Ventils darstellt. Der Mischvorgang selbst wird weiter unten beschrieben werden. Es sei jedoch zunächst erwähnt, daß das untere Ende des Bereiches 27 des Ventilstößels 17 mit einem Ventilteller 29 versehen ist₅ der in Schließstellung . des Ventils (Fig. 1) abdichtend auf der Gummipackung 30 des Ventilsitzes 31 aufsitzt. Die Packung 30 wird von einem ringförmigen Flansch 32 getragen und ist zwischen dem Flansch 32 und dem unteren Ende des Rohres 1 eingeklemmt» Der Flansch 32 seinerseits ruht auf .der oberen Fläche eines Gitters 33, das mit einer Düse 3-4- in Verbindung steht, die ihrerseits mit Hilfe von Ge'winden 35 abschraubbar an dem Ventilgehäuse angeordnet ist, welches als dessen direkte Fortsetzung angesehen werden kann. Es sei in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen, daß₉ wie aus Fig. lzu ersehen, die von außen sichtbaren Teile des Ventils, nämlich im wesentlichen der Steuerknopf 13₉ der Block 2 und die Düse 34 hinsichtlich ihres äußeren Erscheinungsbildes Abschnitte eines durch sie gemeinsam gebildeten sich verjüngenden Konus bilden, sodaß sich ein hochgradig stromlinienförmiges Aussehen des Ventilgehäuses ergibt. Unterhalb des Gitters 33 ist ein weiteres Gitter 36 angeordnet.

Die praktische Bedeutung'der Teile 29-36 wird im folgenden erläutert; auf die offensichtliche Bedeutung der beiden aus Draht bestehenden Gitter 33 und 36 braucht jedoch dabei nicht weiter eingegangen zu werden. Wie bereits erwähnt, zeigt Fig. 1 das Ventil in vollkommen geschlossener Stellung. Der Abschluß wird dadurch erreicht, daß der zylindrische hülsenförmige Teil 19 des Schiebers 20 die Einlaßöffnungen 5 und 6 verschließt. An dieser Stelle sind jedoch Dichtungsmittel nicht vorgesehen, so daß an den Einlaßöffnungen ein wenn auch·im wesentlichen bedeutungsloses Leck entstehen kann. Die Abdichtung in Richtung

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stromaufwärts der Auslaßöffnung des Ventils wird dadurch erreicht, daß der Ventilkörper 29 Kontakt mit der Packung 30 hat und so eine Abdichtung der Mischkammer und eines evtl. in sie hineinlaufenden Leckstromes von den Einlaßöffnungen 5 und 6 her bildet.

Es ist äußerst einfach, die Packung 30 dadurch auszuwechseln₃ daß man die Düse 34 vom Rest des Ventils abschraubt. Die Packung 30 ist dann vollständig frei und kann schnell ausgewechselt werden. Das oben erwähnte Leck durch die dünnen Schlitze zwischen dem zylindrischen hülsenförmigen oberen Teil 19 des Schiebers 20 und der Innenfläche des Blockes 2 in Nähe der Einlaßöffnungen 5 und 6 ist praktisch für diesen kurzen Zeitraum, der zum Auswechseln notwendig ist, bedeutungslos. Demgemäß besteht 1:ain Bedürfnis dafür, das Wasserleitungssystem abzuschalten, um diesen Vorgang des Auswechseln der das Dichtelement bildenden Packung durchzuführen; darin liegt ein ganz erheblicher Vorteil der Erfindung.

Wird der Steuerknopf 13 im Gegenuhrzeigersinn gedreht, so wird über den Mitnehmerstift 10, den Ventilstößel 17 und den Mitnehmerstift 21 der Schieber 20 nach oben verschoben, während er gleichzeitig synchron mit der Drehbewegung des Steuerknopfes 13 mitgedreht wird. Wenn die untere Kante des hülsenförmigen oberen Teiles 19 des Schiebers 20 die Höhe des untersten Punktes der Einlaßöffnungen 5 und 6 erreicht hat, beginnt eine öffnung des Ventils und die Regelung der gesamten Durchflußmenge, Wenn die Unterkante des hülsenartig ausgebildeten oberen Teiles 19 des Schiebers 20 in gleicher Höhe oder etwas über den obersten Stellen der Einlaßöffnungen 5 und 6 liegt, ergibt sich die maximale Durchflußmenge.

Die beiden Einlaßöffnungen 5 und 6 werden jedoch nie zur selben Zeit vollkommen frei. Wie aus den Fig. 2r4 ersichtlich, nehmen die in gleichem Abstand voneinander und zueinander angeordneten

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Segmente 23-25 räumlich einen Winkel von ca. 60° ein, während die Einlaßöffnungen 5 und 6 einander diagonal gegenüberliegen. Das bedeutet, daß in allen Drehstellungen des Schiebers jeweils eines der Segmente 23-25 eine der beiden Durchflußöffnungen 5 und 6 mehr oder weniger bedeckt. Diese bei Drehung des Schiebers kontinuierliche Veränderung des Verhältnisses zwischen den effektiven Durchflußmengen durch die Einlaßöffnungen 5 und 6 in die Mischkammer führt zu einer entsprechenden Veränderung des Anteils von warmem und kaltem Wasser, das aus dem Ventil ausfließt. Das bedeutet, daß also mit der axialen Verschiebung des Schiebers 20 eine Regelung der gesamten Durchflußmenge durch Drehung desselben eine Regelung der Temperatur herbeigeführt wird. Dabei ist es wesentlich, daß sich ein vollkommener Regelungszyklus dreimal während jeder vollen Umdrehung ergibt. Praktischerweise wird man also bei Benutzung des Ventils zunächst den Regelungsknopf 13 solange drehen, bis die gewünschte gesamte Durchflußmenge erreicht ist. Damit ist die Regelung der gesamten Durchflußmenge beeendet. Durch fortgesetzte geringe Drehung des Regelungsknopfes 13 ist es dann möglich, bei jeder durch diesen Vorgang erreichten gesamten Durchflußmengedie gewünschte Temperatur des gemischten vom Ventil abgegebenen Wassers zu bestimmen, das über die Mischkammer 28, an dem geöffneten Ventilsitz 31 vorbei durch die beiden Gitter 33, und 36 abfließt. Wünscht man noch eine Information über die eingestellte Temperatur, dann kann man auf der Oberseite des Steuerknopfes 13 geeignete Markierungen 37 vorsehen, die sich bei Drehung gegenüber einem feststehenden Index 3 8 verschieben, der auf dem stationären Ventilgehäuse- angeordnet ist.

Wie aus Fig. 2 zu ersehen, sind die Rohre 3 und 4 für das warme bzw. das kalte Wasser mit dem Ventilgehäuse an zwei Stellen verbunden, die einander diametral gegenüberliegen. Diese Konstruktion des Ventils erlaubt auch eine Änderung

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der Anordnung des Blockes 2, die weitere Alternativen der Ausgestaltung der Verbindungen ermöglicht. In Fig. 3 enden die beiden Rohre 3 und 4 parallel zueinander; bei der Ausführung nach Fig. 4 gehen sie durch das Ventilgehäuse hindurch, d.h. das Ventil ist mit einem oder mehreren weiteren Ventilen ähnlicher Ausbildung als Kaskade geschaltet. Von den gezeigten Ausführungsbeispielen kann in mancherlei Hinsicht abgewichen werden. Es ist beispielsweise möglich, auf den Ventilteller und den Ventilsitz 31 zu verzichten, wenn anstatt dessen der Schieber 20 anstelle Abdichtmitteln, z.B. mit einem O-Ring oder ähnlichem versehen ist. Das bedeutet natürlich den Verlust der Möglichkeit, die Abdichtmittel in Form der Packung 30 ohne Unterbrechung der Wasserzufuhr über die Rohre 3 und k auszuwechseln. Auch können die Einlaßöffnungen 5 und 6 im Verhältnis zueinander andere Stellungen aufweisen; der Schieber kann mehr als drei Segmente haben, die auch zueinander anders angeordnet sein können. Das wichtigste an der Ausgestaltung des Ventiles ist darin zu sehen, daß es einen Steuerknopf oder ähnliches aufweist, mit dessen Hilfe eine Regelung sowohl der gesamten Durchflußmenge als auch der Temperatur in der Weise erreicht wird, daß die Drehung des Steuerknopfes einerseits eine Verschiebung des Schiebers in axialer Richtung in Bezug auf die Einlaßöffnungen 5 und 6 bewirkt, die die gesamte Durchflußmenge bestimmt und daß andererseits die Drehung · desselben eine zyklische Veränderung des Verhältnisses zwischen zwei zufließenden Wassermengen bei einer ganz bestimmten Gesamtdurchflußmenge ermöglicht.

Patentansprüche: 309842/0470

Claims

Patentansprüche

Mischventil zur Mischung von warmem und kaltem Wasser, bei dem in einem Ventilgehäuse eine zylindrische Mischkammer vorgesehen ist, in der ein Schieber in axialer Richtung verschiebbar angeordnet ist, dessen Verschiebung die gesamte Durchflußmenge von Wasser durch das Ventil durch eine davon abhängige Freigabe von Einlaßöffnungen in der Mischkammer bestimmt^ über die warmes bzw. kaltes. Wasser zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Steuerknopf (13) vorgesehen ist, der bei seiner Drehung einen Schieber (20) sowohl in axialer Richtung verschiebt als auch dreht, und der Schieber (20) mit einem zylindrischen Teil (19) versehen ist, der die Einlaßöffnungen (5,6) in Abhängigkeit von seiner Stellung inlaxialer Richtung verschließt, und daß der Schieber (20) ferner mehrere entlang seines Umfangs in Abständen voneinader angeordnete Segmente (23-25) aufweist, die in den verschiedenen jeweils einer bestimmten gesamten Durchfluß-' menge zugeordneten Stellungen des Schiebers (20) in axialer Richtung verschiedene Stellungen in Drehrichtung einnehmen, wobei diese verschiedenen Stellungen in Drehrichtung^eversehiedenen Verhältnissen derjenigen Bereiche der Einlaßöffnungen (5,6) zueinander entsprechen, die von den Segmenten (23-25) bedeckt.

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bzw. freigegeben werden derart, daß in Abhängigkeit von der Drehstellung des Steuerknopfes (13) eine Einstellbarkeit der Temperatur durch Regelung des Mischungsverhältnisses von warmem und kaltem Wasser erreicht wird.
2. Mischventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die das Ende von Rohren (3,4) zur Zuführung von warmem bzw. kaltem Wasser bildenden Einlaßöffnungen (5,6) einander diagonal gegenüberliegen und daß der Schieber (20) mit drei Segmenten (23,24,25) versehen ist. .
3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich jedes der Segmente (23-25) entlang des Umfangs des Schiebers (20) über einen Bereich von ca. 60 erstreckt.
4·. Ventil nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schieber (20) seine Drehbewegung und seine Verschiebung in axialer Richtung von einem Ventilstößel (17) erteilt wird, der mit dem Schieber (20) und mit dem Steuerknopf (13) verbunden ist.
5. Mischventil nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilstößel (17) einen Bereich (27) aufweist, der stromabwärts vom Schieber (20) angeordnet ist und einen Ventilteller (29) trägt, der mit einem Ventilsitz (31) eine Abdichtung bildet.
6. Mischventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Ventilsitz (31⁵ _ei_n abnehmbares Dichtelement (30) angeordnet ist und daß der Ventilsitz (31) im Ventilgehäuse (1) durch eine abschraubbare Düse (34) gehalten wird.

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