DE2333019C3 - Mischbatterie - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Mischbatterien zum Mischen von kaltem und heißem Wasser mit Thermostatsteuerung, bestellend aus einem röhrenförmigen Gehäuse mit Eintrittsöffnungen für Heiß- und Kaltwasser sowie Austrittsöffnungen für Mischwasser, zwei zylindrischen Schiebern, von denen der eine zur Gesamtdurchsatzregulierung und der zweite zur Mischungsregulierung dient und die koaxial in Längsrichtung bezüglich des Gehäuses bewegbar sind und Kanäle für Heiß-, KaIt- und Mischwasser sowie Steuerkanten aufweisen, derart, daß eine Steuerkante des zweiten Schiebers den Kaltwasserstrom und eine weitere Steuerkante des zweiten Schiebers im Zusammenwirken mit der inneren Bodenfläche des Gehäuses den Heißwasserstrom reguliert, wobei der zweite Schieber über eine wärmeempfindüche Kapsel betätigt ist und aus außerhalb des Gehäuses vorgesehenen zwei Handsteuerelementen, von denen das eine zur Regulierung des Mischungsverhältnisses, d. h. der Temperatur des Wassers dient.

Bekannte Mischbatterien dieser Art (FR-PS 20 67 762 - 69.39350) lassen im allgemeinen keine Regulierung der Mischwassertemperatur auf den gewünschten Wert zu, wenn die abgezapfte Mischwassermenge vom Benutzer zu stark verändert wird. Verringert man die Zapfwassermenge sehr stark, so herrscht nämlich entweder die Temperatur des KaItwassers oder die Temperatur des Heißwassers vor; erhöht man die Zapfwassermenge stark, so herrscht meist die Temperatur des Kaltwassers vor.

Die bekannten Mischbatterien lassen sich in zwei Gruppen unterteilen, je nachdem, ob die Regelung der Durchsatzmenge vor oder nach der Temperatureinstellung erfolgt, d. h. oberhalb oder unterhalb des Temperaturreglers liegt; jedoch sind die beiden Regelungen immer deutlich voneinander unterscheidbar. Erfolgt die Regelung der Durchsatzmenge vor der Temperaturregelung, d. h., ist das Element zur Regelung der Durchsatzmenge vor dem Element zur Regelung der Temperatur angeordnet, dann arbeitet die Mischbatterie gut, wenn das Element zur Regelung der Temperatur einen größeren Druckabfall als das Element zur Regelung der Durchsatzmenge hervorruft. Bewirkt das Element zur Regelung der Temperatur jedoch einen geringeren Druckabfall als das Element zur Regelung der Durchsatzmenge, so ist die Wirkung

des Elementes zur Regelung der Temperatur unzureichend, wenn nicht gleich Null. Dies gilt für einen geringen Durchsatz. Erfolgt die Regelung der Durchsatzmenge nach der Temperatureinstellung, d. h, ist das Element zur Regelung der Durchsatzmenge dem Temperaturregelungselement nachgeschaltet, so ist der genannte Nachteil geringfügiger, besteht jedoch fort

Der Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, die Temperaturregelung unabhängig von der Durchsatzmengenregelung, d. h. also auch bei stark schwankenden Durchsätzen, aufrechtzuerhalten.

Erreicht wird dies erfindungsgemäß dadurch, daß im Zusammenwirken mit einer Steuerkante des ersten Schiebers die erste Steuerkante des zweiten Schiebers den Kaltwasserstrom reguliert und daß das Handsteuerelement zur Regulierung der Gesamtdurchsatzmenge gleichzeitig eine Verschiebebewegung des ersten Schiebers sowie eine weniger starke Verschiebebewegung der Kapsel steuert, die auf den mit der Kapsel verbundenen zweiten Schieber in einer Richtung übertragen wird, in der sich die durch die zweite Steuerkante des zweiten Schiebers geregelte Heißwassermenge erhöht, wenn die Verschiebebewegung des ersten Schiebers eine Erhöhung der von seiner Steuerkante im Zusammenwirken mit der zugehörigen, ersten Steuerkante des zweiten Schiebers geregelten Kaltwassermenge bewirkt.

Vorzugsweise ist das Handsteuerelement zur Regelung der Durchsatzmenge ein koaxial zum Gehäuse und in Längsrichtung zu diesem verriegelter Drehknopf und weist zwei hintereinander angeordnete Schraubgewinde unterschiedlicher Ganghöhen, nämlich ein Gewinde mit einer größeren Ganghöhe, das mit dem Schieber verschraubt ist, der mit der Kapsel nicht in Verbindung steht und gegen eine Verdrehung arretiert ist, und ein Gewinde mit einer kleinen Ganghöhe, das mit einer koaxial zum Gehäuse angeordneten Mutter verschraubt ist, auf, die gegen Verdrehung arretiert in Längsrichtung verschiebbar und in Längsrichtung fest mit der wärmeempfindlichen Kapsel verbunden ist.

Die wärmeempfindliche Kapsel kann vorteilhaft unter der Wirkung der Feder an ein Stellelement stoßen, das mit dem Steuer- bzw. Betätigungsstück verschraubt ist.

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme wird also erreicht, daß das Handsteuerelement für den Gesamtdurchsatz gleichzeitig eine Verschiebebewegung eines Kolbenschiebers hervorruft, dem die wärmeempfindliche Kapsel nicht zugeordnet ist und für eine kleinere Verschiebebewegung der Kapsel sorgt, die dadurch auf den mit der Kapsel verbundenen Kolbenschieber in einer Richtung übertragen wird, welche die durch den zweiten Schieber geregelte Durchsatzmenge heraufsetzt, wenn die Verschiebung des ersten Schiebers die von diesem geregelte Durchsatzmenge erhöht.

Die Temperaturregelung wird also aufrechterhalten, unabhängig davon, wie stark die Durchsatzregelung verändert wird.

Auch bei plötzlicher Druckänderung stellt sich eine Dämpfung der Temperaturspitze ein; die bei bisherigen Reglern der JA/NEIN-Bauart unvermeidliche Regelabweichung von bis zu 6°C tritt nicht ein.

Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.

Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Mischbatterie bei geschlossenem Heiß- und Kaltwassereinlaß;

F i g. 2,3 und 4 Schnitte durch die Mischbatterie längs der Linien 2-2,3-3,4-4 der F i g. 1;

F i g. 5 eine Teilansicht entsprechend F i g. 1 bei geöffnetem Heißwasser- und geschlossenem Kaltwassereinlaß;

F i g. 6 eine Ansicht entsprechend F i g. 5 bei geöffnetem Heiß- und Kaltwassereinlaß;

Fig.7 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Temperaturregelung;

ίο F i g. 8 einen Teilschnitt entsprechend der F i g. 1 zur Wiedergabe einer anderen Ausführungsform der Verbindung zwischen dem Durchsatzmengenregelknopf und der wärmeempfindlichen Kapsel; und in

F i g. 9 bis 11 vergleichende Diagramme der Temperaturregelung.

Die -Mischbatterie nach den F i g. 1 bis 6 weist ein im allgemeinen rohrförmiges Gehäuse 1 mit der Achse X-X sowie mit einem Boden 2 an dem einen Ende bzw. unteren Teil und einer axialen Öffnung an dem anderen Ende bzw. oberen Teil auf. Im Inneren ist das Gehäuse 1 mit zwei Bohrungen versehen, von denen die eine Bohrung 3 mit großem Durchmesser sich über den größten Teil der Höhe des Gehäuses von dem offenen Ende aus erstreckt, während die andere Bohrung 4 mit kleinerem Durchmesser nur über eine geringere Höhe von dem Boden 2 aus verläuft.

In radialer Richtung ist das Gehäuse mit drei Öffnungen versehen, nämlich einer unteren Öffnung 5 für den Einlaß des Heißwassers, in der Nähe des Bodens 2 in die Bohrung 4 einmündend, einer Öffnung 6 für den Einlaß des Kaltwassers, in die Bohrung 3 an der der Öffnung 5 gegenüberliegenden Seite einmündend und einer Öffnung 7 für den Austritt des Mischwassers, in die Bohrung 3 über der Öffnung 6 und auf derselben Seite wie die Bohrung 5 einmündend.

Das Gehäuse 1 verjüngt sich außen an seinem oberen Ende mit der axialen Öffnung derart, daß eine glatte zylindrische Hülse la entsteht. Diese Hülse weist nach F i g. 2 zwei axiale oder vertikale Einschnitte 10 auf, die sich über ihre gesamte Höhe bis zur oberen axialen Öffnung erstrecken und in diese einmünden.

Außen und innen an dem Gehäuse 1, jedoch jeweils koaxial zu diesem verlaufend, sind ein äußerer Knopf 11 zur Handeinstellung der Durchsatzmenge, ein äußerer Knopf 12 zur Handeinstellung und Anzeige der Temperatur, eine Innenschraube 13 zur Einstellung der Temperatur, eine Innenmutter 14 zur Regelung der Temperatur, ein Innenschieber 15 bzw. 16 zur Regelung der durchgesetzten Kaltwassermenge bzw. zur Regelung der durchgesetzten Heißwassermenge, ein Thermostatelement 17 in Form einer wärmeempfindlichen Kapsel, zwei Druckfedern 18 und 19 zum Ausgleich der Stellung dieser Kapsel und schließlich ein kleiner Schieber 20 vorgesehen, an den das Thermostatelement 17 mit seinem oberen Ende anstößt. Der Knopf 11 zur Handregelung der Durchsatzmenge besteht aus einer Mutter, die im Inneren mit zwei hintereinander angeordneten Schraubengewinden unterschiedlicher Ganghöhe, und zwar einem unteren Gewinde 8 mit großer Ganghöhe und einem oberen Gewinde 9 mit kleiner Ganghöhe versehen ist. Diese Mutter ist gleichzeitig mit ihrem Feingewinde 9 mit der Schraube 14 verschraubt, die drei radiale Fortsätze aufweist, welche durch Schlitze 10 des Gehäuses verlaufen und

(15 mit einem entsprechenden Außengewinde versehen sind. Mit dem Gewinde 8 großer Ganghöhe ist der Kopf 21 des Schiebers zur Regelung der durchgesetzten Kaltwassermenge 15 verschraubt, der ebenfalls drei

radiale Fortsätze aufweist, die durch die Schlitze 10 des Gehäuses verlaufen und mit einem entsprechenden Außengewinde versehen sind. Der Knopf 11 kann sich an dem Gehäuse 1 drehen, ist jedoch an dem einen Ende wegen einer Schulter, die den Hauptteil des Gehäuses von der Hülse trennt und eines an dem anderen Ende in dem Körper eingreifenden Seegerringes 22 in Verschieberichtung an dem Gehäuse verriegelt.

Der Knopf 12 zur Regelung und Anzeige der Temperatur ist schematisch in einem Stück dargestellt, besteht in Wirklichkeit jedoch aus mehreren Elementen. Oberhalb des Knopfes 11 zur Regelung der Durchsatzmenge angeordnet, legt er sich mittels eines äußeren Mantels über die obere öffnung des Gehäuses 1 und kann durch einen mittleren Mantel im inneren der Hülse la gedreht werden, in der ein Bund dieses mittleren Mantels zwischen zwei Seegerringen 23 angeordnet ist, die seine Längsverschiebung verhindern. Der Knopf 12 weist einen inneren Axialdurchlaß 24 mit Nuten auf, in denen ein mit der Innenschraube 13 zur Temperatureinstellung verbundener Kopf 25 gleiten kann.

Die Schraube 13, deren einen kleineren Durchmesser aufweisender Kopf im oberen Teil angeordnet ist, ist an ihrem unteren Ende durch eine glatte zylindrische Hülse 26 mit kleinerem Durchmesser verlängert, die in einer mittleren Bohrung 27 des Kopfes 21 des Schiebers 15 zur Regelung des Kaltwasserdurchsatzes gleiten kann, welche gleichzeitig als Lagerfläche dient. Die Schraube 13 weist eine durchgehende Axialbohrung auf, die in ihrem oberen Teil mit einem Gewinde versehen ist, so daß sie einerseits an ihrem gewindelosen Ende als Aufnahme für den kleineren, an das Thermostatelement anstoßenden Schieber 20 und andererseits an ihrer mit dem Gewinde versehenen Ende als Aufnahme für eine kleine Stellschraube 28 dient, die mit der Schraube 13 in deren Innerem verschraubt ist und deren Kopf von der Außenseite der Vorrichtung durch den axialen Durchlaß 24 des Knopfes 12 zugänglich ist

Der Schieber 15 zur Regelung des Kaltwasserdurchsatzes ist ein Hohlzylinder von geringer Wandstärke und gleitet in der großen Gehäusebohrung 3. Sein am oberen Ende angeordneter Kopf weist drei vorstehende Stege 29 auf, die durch die drei Schlitze 10 der Hülse la des Gehäuses verlaufen und außen auf der gemeinsamen Zylinderfläche mit einem Schraubengewinde derselben Ganghöhe versehen sind wie das Innengewinde 8 mit der großen Ganghöhe des Knopfes 11 zur Regelung der Durchsatzmenge, der durch dieses Gewinde mit den Stegen (F i g. 2) verschraubt ist. Dadurch kann der Schieber 15 mittels des Knopfes 11 zur Regelung der Durchsatzmenge durch die Bewegung zwischen Schraube und Mutter in Längsrichtung mitgenommen werden. Dagegen ist er aufgrund der Stege 29 und der Schlitze 10 in dem Gehäuse gegen eine Verdrehung verriegelt Der Schieber weist darüber hinaus zwei äußere ringförmige Ausnehmungen 30 und 31 auf, die in Achsrichtung durch einen festen Teil voneinander getrennt sind und jeweils mit den öffnungen 6 für den Kaltwassereintritt und den öffnungen 7 für den Austritt des Mischwassers in Verbindung stehen. An der Innenoberfläche befindet sich eine Bohrung 32, in der der Schieber 16 zur Regelung des Heißwasserdurchsatzes gleitet Die Bohrung 27, die einen kleineren Durchmesser aufweist, dient, wie bereits erwähnt, als Führungsfläche für die Hülse 26 der Schraube 13. Ihre Wand ist mit Löchern 33 und 34 versehen, die jeweils in die Ausnehmungen 30 und 31 einmünden. Die Löcher 33 und 34 gewährieisten den Durchgang des gemischten und des kalten Wassers, wie noch später näher beschrieben werden soll.

Der Schieber 16 zur Regelung des Warm- oder Heißwasserdurchsatzes ist ein Hohlzylinder, weist eine geringe Wandstärke auf und hat einen oberen Teil mit kleinerem Durchmesser, der durch einen Innenflansch 35 verschlossen ist. Er gleitet gleichzeitig in einer unteren Bohrung 4 des Gehäuses und in der Bohrung 32 des Schiebers 15, die den gleichen Durchmesser

ίο aufweisen. Sein Innenflansch 35 dient mit seiner Oberseite als Auflage für die obere Ausgleichsfeder 18 und mit der Unterseite, wie später noch näher beschrieben werden wird, als Auflage für die dehnbare Kapsel, die das Thermostatelement bildet. Im oberen Teil des Schiebers sowie unter seinem Flansch 35 sind große öffnungen 36 vorgesehen, die im Inneren der Bohrung 32 des Kolbenschiebers 15 etwa gegenüber den Löchern 33 des Schiebers und der öffnung für den Auslaß des Mischwassers aus dem Körper angeordnet sind, so daß ein Durchfluß 36-33-7 zwischen dem Innenhohlraum 37 des Schiebers 16 und außen gewährleistet ist.

In dem Schieber 16 ist gegenüber den Löchern 34 des Schiebers 15 eine äußere ringförmige Aussparung 38

vorgesehen, die über die öffnung 6 für den Kaltwassereintritt für einen von außen erfolgenden Durchfluß 6-34-38 sorgt; unter der Aussparung 38 befindet sich ein eine Verschlußklappe bildender Außenbund 39, der mit der als Sitz dienenden Unterseite 40 des Schiebers 15 zusammenwirkt. In der Wandung des Schiebers 16 sind unterhalb des Bundes 39 große Öffnungen 41 vorgesehen, die eine Verbindung zwischen der Bohrung 4 des Körpers und dem Inner.hohlraum 37 des Schiebers bilden; letztere weist schließlich eine untere Abschlußfläche 42 auf, die sich an den Boden 2 des Gehäuses anlegen kann und dann die Öffnung 5 für den Heißwassereintritt vollständig verschließt.

In dem Hohlraum 37 des Schiebers befindet sich das Thermostatelement 17, das aus einer im allgemeinen zylindrischen, wärmedehnbaren Kapsel besteht. Diese Kapsel weist einen oberen Bund 43, der sich an die Unterseite des Flansches 35 des Schiebers 16 anlegt, sowie einen unteren Bund 44 auf, der mit seiner Unterseite als Auflage für die untere Ausgleichsfeder 19 dient Der wärmeempfindliche Teil der Kapsel, der sich in Richtung der Achse X-X dehnen oder zusammenziehen kann, steht mit dem Wasser in dem Hohlraum 37 in Berührung. Die Kapsel weist über ihrem oberen Bund 43 einen äußersten oberen Teil auf, der durch die durch den Flansch 35 des Schiebers 16 begrenzte öffnung verläuft. Über diesem Teil ist eine Spindel 45 vorgesehen, die an den Ausgleichsschieber 20 stößt, der seinerseits an die kleine Stellschraube 28 anstößt Die Kapsel ist den Wechselwirkungen der beiden Wendelfedem 18 und 19 mit der Achse X-X ausgesetzt, wobei die untere, zwischen dem Boden 2 des Köders und dem Bund 44 der Kapsel in dem Hohlraum 37 des Schieben zusammengedrückte Feder 19 stärker und die obere zwischen dem Kopf 21 des Schiebers 15 und derr Flansch 35 des Schiebers 16 in der Bohrung 32 de; Schiebers 15 zusammengedrückte Feder 18 schwächei ist

Die dargestellte Mischbatterie arbeitet wie folgt:
Die verschiedenen Stellungen der beweglicher Elemente der Mischbatterie sind folgende:

Ist die Batterie geschlossen (Fig. 1), dann ist die öffnung 5 für den Heißwassereintritt geschlossen, da die Fläche 42 des Schiebers 16 am Boden des Körper!

anliegt. Die öffnung 6 für den Kaltwassereintritt ist ebenfalls geschlossen, da der Bund 39 des Schiebers 36 auf dem Sitz 40 des Schiebers 15 sitzt.

Ist die Batterie offen (F i g. 6), dann ist die öffnung 5 für den Heißwassereintritt geöffnet, der Schieber 16 angehoben, die Fläche 42 dadurch vom Boden 2 abgehoben und der Austritt des Heißwassers erfolgt durch die Kanäle 37-36-33-7; die öffnung 6 für den Kaltwassereintritt ist geöffnet, da der Schieber 5 angehoben ist, der Bund 39 des Schiebers 16 sich vom Sitz 40 abgehoben hat und der Wasseraustritt durch die Kanäle 41-37-36-7 erfolgen kann. Es ist auch möglich, daß nur die öffnung 5 für den Heißwassereintritt (Fig. 5) oder nur die öffnung 6 für den nicht dargestellten alleinigen Kaltwasscrcäntritt geöffnet ist.

Die Handsteuerung der Mischbatterie erfolgt auf folgende Weise:

Man öffnet die Mischbatterie voll, indem man den Knopf 11 zur Regelung der Durchsatzmenge dreht, bis der maximal angehobene Schieber 15 gegen die Mutter 14 stößt; man hat auch die Möglichkeit eines maximalen Abhebens des Bundes 39 vom Sitz 40 für den Einlauf des Kaltwassers und ein maximales Abheben der Fläche 42 vom Boden 2 für den Einlauf des Heißwassers, was von der oberen Stellung und der Länge der dehnbaren Kapsel 17 abhängt; ist die Mischbatterie dagegen ganz offen, so genügt es, den Knopf 11 im Sinne einer Absenkung des Schiebers 15 zu drehen; der Schieber bewegt sich nach unten und drückt mit seinem Sitz 40 gegen den Bund 39 des Schiebers 16 und versperrt dadurch den Eintritt des Kaltwassers, stößt dann den Schieber 16 nach unten, bis dieser an den Boden 2 des Körpers anstößt und schließt damit auch den Heißwassereintritt.

Durch Drehen des Knopfes 11 zur Einstellung der Durchsatzmenge zwischen seinen beiden extremen Stellungen werden die gegen eine Drehbewegung verriegelte Mutter 14 und die mit der Mutter in Längsrichtung fest verbundene Schraube 13 gleichzeitig verschoben; dadurch verändert sich die Stellung des oberen Auflagepunktes der Spindel 45 der dehnbaren Kapsel 17 auf dem Ausgleichsschieber 20, wodurch auf die Temperaturregelung eingewirkt werden kann. Gleichzeitig verschiebt man den Schieber 15, dessen Stege 29 in den Schlitzen 10 (Fig.3) gegen eine Verdrehung verriegelt, jedoch am Inneren des Knopfes 11 verschraubt sind, in Längsrichtung und wirkt somit aufgrund der Verschiebung der Ausnehmung 38 im Schieber vor der öffnung auf die durch die öffnung 6 eintretende Kaltwasserdurchsatzmenge ein.

Dreht man darüber hinaus den Knopf 12, so dreht sich der Kopf 25 der Schraube 13 relativ zur Mutter 14. Die Schraube 13 bewegt sich dadurch in Längsrichtung relativ zur Mutter 14 und verschiebt den oberen Auflagepunkt der Spindel 45 der Kapsel 17 auf dem Ausgleichsschieber 20. Dadurch kann ebenfalls auf die Temperaturregelung eingewirkt werden.

Um am Auslaß 7 Mischwasser einer bestimmten Temperatur T₀ von beispielsweise 38° C zu erhalten, erfolgt die Einstellung der Mischbatterie auf folgende Weise:

Ist die Mischbatterie mittels des ganz gedrehten Knopfes 11 in der oben beschriebenen Weise versperrt, so dreht man den Knopf 12, bis der Zeiger 46 des Knopfes 12 einer festen Skala gegenüber auf die gewünschte Temperatur von 37° C zeigt Dann dreht man den Knopf 11 zur Regelung der Durchsatzmenge, so daß sich der Schieber 15 aufgrund der durch das Gewinde 8 mit der großen Ganghöhe übertragenen Bewegung von Schraube und Mutter nach oben bewegt. Die untere Feder 19 verschiebt die Kapsel 17 nach oben und diese wiederum stößt den inneren Schieber 16 zurück, welcher die obere Feder 18 zusammendrückt. Dadurch kann sich der Schieber 16 so nach oben bewegen, daß er die öffnung 5 für den Heißwassereintritt (F i g. 5) freigibt, der Schieber 15 mit seiner Fläche 40 an dem Bund 39 des Schiebers 16 jedoch weiter

ίο anliegt, weil die Feder 19 stärker als die Feder 18 ist, so daß die öffnung 6 für den Kaltwassereintritt verschlossen bleibt. Das Heißwasser tritt somit als erstes ein, während das Kaltwasser noch nicht eintreten kann. Das Heißwasser strömt durch die Kanäle 37-36-33-7.

Das in den Hohlraum 37 des Schiebers 16 eintretende Heißwasser wirkt nun auf die dehnbare Kapsel 17, deren äußerste obere Stellung (Spindel 45) durch den Ausgleichsschieber 20 aufgrund der Einstellung des Knopfes 12 auf die Temperatur von 37°C bestimmt ist.

Die Kapsel 17 dehnt sich bei der Berührung mit dem heißen Wasser und drückt, da sie mit ihrer Spindel 45 auf den Ausgleichsschieber 20 drückt, die Feder 19 zusammen. Da sich der Bund 43 der Kapsel 17 nun aufgrund der Dehnung nach unten bewegt, entspannt sich die obere Feder 18 und drückt den Schieber 16 wieder nach unten, während sie weiter den Flansch 35 des Schiebers an den Bund 43 der Kapsel andrückt. Die sich dem Boden 2 nähernde Unterseite 42 des Schiebers 16 verringert den Querschnitt der öffnung 5 für den Heißwassereintritt, während sich der Bund 39 des Schiebers 16 von dem Sitz 40 des Schiebers 15 entfernt und durch die öffnung 6 Kaltwasser einfließen läßt, das durch die Kanäle 31-34-38-41 37 fließt. In dem Hohlraum 37 vermischt sich das Kaltwasser mit dem Warmwasser und tritt über die vorgenannten Kanäle durch die Öffnung 7 aus. Das aus Heiß- und Kaltwasser gewonnene Mischwasser wirkt auf die Kapsel 17, die sich nunmehr zusammenzieht Die untere Feder 19 entspannt sich und der Bund 43 der Kapsel nimmt, weil er sich aufgrund der Kontraktion und der Federwirkung nach oben bewegt, den Flansch 35 des Schiebers 16 mit und bewirkt damit auch eine Bewegung des Schiebers nach oben. Die Fläche 42 des Schiebers 16 entfernt sich noch weiter von dem Boden 2 und läßt dadurch noch mehr Heißwasser eintreten, während der Bund 30 des Schiebers 16 sich der Fläche 40 des Schiebers 15 nähert und dadurch die öffnung für den Einlaß des Kaltwassers bis zu deren vollkommenen Verschluß verkleinert.

Daraus ergibt sich schließlich eine Gleichgewichtsstellung der Kapsel 17 und folglich der jeweiligen Stellungen des Schiebers 16, da dieser Gleichgewichtszustand von der oberen Auflagestellung der Spindel 45 der Kapsel 17 auf dem Ausgleichsschieber 20 und folglich von der Handeinstellung mittels des Knopfes 12 abhängt

Ist die Wassertemperatur zu hoch, so bewirkt die Dehnung der Kapsel 17, d. h. ihre Verlängerung längs der Achse X-X von ihrer oberen festen Anlagestellung gegen den Ausgleichsschieber 20, eine Abwärtsbewegung des Schiebers 16 und damit eine Drosselung dei Heißwasserzufuhr und eine Zunahme der einströmenden Kaltwassermenge. Ist das Wasser zu kalt, so bewirkt die Kontraktion der Kapsel 17 eine Aufwärtsbewegung des Schiebers 16 und damit das Einströmen einei

f>5 größeren Heißwassermenge und die Verkleinerung des Querschnitts für das einströmende Kaltwasser.

Will man den durch die öffnung 7 austretender Wasserdurchsatz nennenswert vergrößern, so drehl

man den Knopf 11 zur Regelung des Durchsatzes entsprechend. Dadurch bewegt sich der Schieber 15 aufgrund des Gewindes 8 mit großer Ganghöhe merklich nach oben. Die äußerste untere Fläche 40 des Schiebers 15 entfernt sich merklich von dem Bund 39 des Schiebers 16 (Fig.6) und läßt Kaltwasser einströmen. Nach diesem verhältnismäßig starkem Zustrom kalten Wassers sinkt die Temperatur des durch die öffnung 7 austretenden Mischwassers merklich, so daß sie eindeutig von dem durch den Knopf 12 eingestellten Wert abweicht. Ebenso ändert sich das Gleichgewicht der Kapsel 17 und des Schiebers 16 merklich. Das kalte Wasser bewirkt ein Zusammenziehen der Kapsel 17, was aufgrund der oben beschriebenen Vorgänge zu einem Einströmen einer größeren Heißwassermenge und einer Drosselung der einströmenden Kaltwassermenge durch die Aufwärtsbewegung des Schiebers 16 führt. Alsdann stellt sich das Gleichgewicht um die gewünschte Temperatur, wie vorstehend beschrieben, mit der neuen höheren Durchsatzmenge wieder her.

Verringert man dagegen die Durchsatzmenge merklich, indem man den Knopf 11 in umgekehrter Richtung dreht, so bewegt sich der Schieber 15 aufgrund des Gewindes 8 mit großer Ganghöhe sehr schnell nach unten. Er nähert sich mit seiner Fläche 40 dem Bund 39 des Schiebers 16, was zu einer Drosselung und schließlich Versperrung der Kaltwassereinlaßöffnung führt. Das hierdurch erhaltene heißere Mischwasser führt nun zu einer Verlängerung oder Dehnung der Kapsel 17, wodurch der Schieber sich nach unten bewegt, um eine Verringerung des Öffnungsquerschnittes für den Heißwassereintritt herbeizutühren. Dadurch neigt das Wasser bei einer Verringerung der Durchsatzmenge zunächst zu einer Temperaturerhöhung, wird aber dann aufgrund der automatischen Regelung wieder kalter.

Man bezeichnet als Ausgleich der Durchsatzmenge, insbesondere dann, wenn die Durchsatzmengenänderung willkürlich und erheblich ist (Handdrehung des Knopfes 11), die Stellungsänderung des oberen Auflagepunktes der Spindel 45 der dehnbaren Kapsel 17 auf dem Ausgleichsschieber 20 zur Verringerung des Temperaturunterschiedes nach erfolgter Änderung der Durchsatzmenge. Dieser Ausgleichsvorgang ist in F i g. 7 graphisch dargestellt.

Um einen zu großen Temperaturunterschied bei starker Drehung des Knopfes 11 zur Regelung der Durchsatzmenge in der einen oder anderen Richtung zu vermeiden (zu viel oder zu wenig Kaltwasser), verschiebt man den oberen Auflagepunkt der Spindel 45 der Kapsel 17 auf dem Ausgleichsschieber 20. Diese Verschiebung des Auflagepunktes erfolgt durch Drehen des Knopfes 11, da dieser nicht nur den Schieber 15 durch sein Gewinde 8 mit großer Ganghöhe, sondern auch, jedoch in wesentlich geringerem Umfange, die Mutter 14 durch sein feingängiges Gewinde 9 verschiebt Dadurch verschiebt sich auch die Schraube 13, so daß sich der Auflagepunkt der Spindel 45 auf dem Schieber 20 unter dem Druck der unteren Feder 19 nach oben bewegt, wobei der Schieber 20 an die kleine Stellschraube 28 anstößt Die Mutter 14 und der Schieber 15 mit dem Kopf 21 verschieben sich in derselben Richtung; folglich bewegen sich die Mutter 14 und die Schraube 13 bei einer Drehung des Knopfes 11 zur Regelung der Durchsatzmenge in Richtung des sich nach oben bewegenden Schiebers 15, d. h. in Richtung einer spürbaren Erhöhung des einströmenden Kaltwassers, durch Entfernen des Sitzes 40 des Schiebers 15 von dem Bund 39 des Schiebers 16 aufgrund der unterschiedlichen Ganghöhen der Gewinde 8 und 9 ebenfalls nach oben, jedoch weitaus weniger stark als der Schieber 15. Der Auflagepunkt der Spindel 45 auf dem Schieber 20 bewegt sich dadurch ebenfalls wieder nach oben, so daß die untere Feder 19 die Kapsel 17 wieder nach oben verschiebt, die mittds ihres Bundes 43 den Flansch 35 des Schiebers 16 mitnimmt. Da sich der

ίο Bund 39 des Schiebers damit ebenfalls nach oben bewegt, jedoch im geringeren Umfange als der Schieber 15 und seine Endfläche 40, nimmt die Kaltwasserzuführung weniger zu als allein durch die Aufwärtsbewegung des Schiebers 15 gegeben wäre. Neben der Aufwärtsbewegung des Schiebers 16 sowie seiner unteren Endfläche 42 erweitert sich der Querschnitt der öffnung 5 für den Einlaß des Heißwassers. Dadurch ist das Absinken der Temperatur des aus der öffnung 7 austretenden Mischwassers bei einer erhöhten Durchsatzmenge aufgrund der Ausgleichsvorgänge durch die gleichzeitige Verbindung des Knopfes 11 zur Regelung der Durchsatzmenge nicht nur mit dem Schieber 15 zur Regelung der durchgesetzten Kaltwassermenge, sondern auch mit der Mutter 14 und der Schraube 13 zur Einstellung der oberen Stellung der Spindel 45 wesentlich weniger spürbar als bei den herkömmlichen Mischbatterien.

Desgleichen bewegen sich bei einer Drehung des Knopfes 11 zur Regelung der Durchsatzmenge in Abwärtsrichtung des Schiebers 15, d. h. in Richtung einer merklichen Reduzierung des einströmenden Kaltwassers durch Heranführung des Sitzes 40 des Schiebers 15 an dem Bund 39 des Schiebers 16 die Mutter 14 und damit die Schraube 13 ebenfalls nach unten, jedoch in weitaus geringerem Umfang als der Schieber 15 aufgrund der unterschiedlichen Ganghöhen der Gewinde 8 und 9. Der Auflagepunkt der Spindel 45 auf dem Schieber 20 bewegt sich dadurch ebenfalls nach unten, so daß die obere Feder 18 eine Abwärtsbewegung des Schiebers 16 bewirkt, der mit seinem Flansch 35 an den Bund 43 der Kapsel 17 drückt, die sich weiter unten befindet Dadurch erfolgt eine weniger schnelle Drosselung des einströmenden Kaltwassers als allein durch den sich abwärts bewegenden Schieber 15 gegeben wäre, denn der Schieber 16 bewegt sich ebenfalls nach unten, wobei sich sein Bund 39 dem Sitz 40 aufgrund des sich rascher abwärts bewegenden Schiebers 15 nähert, so daß auch hier die Tendenz zu einer Drosselung des einströmenden Heißwassers

so besteht, da sich die untere Fläche 42 des Schiebers 16 dem Boden 2 nähert. Folglich ist die Temperaturerhöhung, die bei einer Verringerung der Durchsatzmenge aufgrund der starken Verringerung des einströmenden Kaltwassers und bei Fehlen des Ausgleichs entstünde, aufgrund des Ausgleichs erheblich gemindert

Dies geht aus den Diagrammen nach F i g. 7 hervor. Im unteren Diagramm ist auf der Abszisse die Zeit rund auf der Ordinate der Durchsatz q aufgetragen. Im oberen Diagramm ist auf der Abszisse die Zeit fund auf der Ordinate die Temperatur Taufgetragen, wobei die Abszissenachse einer Temperatur T₀ entspricht die die mittels des Knopfes 12 eingestellte Temperatur ist Beispielsweise handelt es sich dabei um die bereits erwähnte Temperatur von 37° C Die durchlaufend

gezeichnete Kurve 1 zeigt bei einem starken Sinken der Durchsatzmenge von q¹ auf q² die kompensierte bzw. entsprechende Temperaturregelung mit Hilfe der erfindungsgemäßen Mischbatterie, während die gestri-

chelt gezeichnete Kurve Il die nicht kompensierte Temperaturregelung bei der gleichen Verringerung der Durchsatzmenge in einer herkömmlichen Mischbatterie wiedergibt. Der Unterschied zwischen der maximalen Temperatur T_m und der Temperatur T₀ für die Kurve Il 5 bei nicht kompensierter Regelung ist erkennbar größer als der Unterschied zwischen der maximalen Temperatur T_m und der Temperatur T₀ der Kurve I bei kompensierter Regelung mit der erfindungsgemäßen Mischbatterie.

Aus dieser Kompensation ergibt sich eine wesentlich bessere Anwendbarkeit und sogar eine größere Sicherheit, da heftige Temperaturänderungen vermieden werden können. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Mischbatterie liegt die maximale Temperaturspanne (Kurve I: Abstand zwischen den Werten T₀ und T_m) in der Größenordnung von 2°C, während bei einer bekannten Mischbatterie diese Spanne (Kurve II: Abstand zwischen T₀ und T_m) ca. 4° C beträgt.

Bei einer erheblichen Heraufsetzung der Durchsatzmenge verlaufen die Kurven symmetrisch zu den Kurven nach F i g. 7 in bezug auf die Abszisse.

Es ist daher wichtig, daß der Knopf 11 zur Einstellung der Durchsatzmenge aufgrund seiner Gewinde 8 und 9 mit unterschiedlichen Ganghöhen gleichzeitig auf den Schieber 15 zur Regelung der Kaltwasserdurchsatzmenge und auf die Mutter 14 zur Regelung der Stellung der Schraube 13 zur Temperatureinstellung einwirkt.

Ferner ist es wesentlich, daß die Schraube 13 zur Einstellung des oberen Auflagepunktes der Spindel 45 der Kapsel 17 oder die Temperatureinstellschraube gleichzeitig durch den Knopf 12 zur Handtemperatureinstellung sowie durch den Knopf 11 zur Regelung der Durchsatzmenge mit Hilfe der Zwischenmutter 14 betätigt wird.

Selbstverständlich lassen sich die Kalt- und Heißwassereinlässe durch Zu- oder Aufschrauben der Mutter 14 im Inneren des Knopfes 11 beliebig regeln, bevor die Anordnung ins Innere des Körpers 1 eingebracht und mittels des Knopfes 12 verschlossen und verriegelt wird. Die Mutter 14 dient als Widerlager für den Kaltwasserdurchsatzschieber 15. Führt man die Mutter 14 an die Oberseile des Knopfes 11 heran, so verlängert man die Aufwärtsbewegung des Schiebers 15; führt man die Mutter 14 an die Unterseite des Knopfes 11 heran, so verkürzt sich die Aufwärtsbewegung des Schiebers 15, der schnell an die Mutter 14 anschlägt. Ändert man auf diese Weise die Ausgangsstellung der Mutter 14 in bezug auf den Knopf 11, so muß darüber hinaus so auf die kleine Stellschraube 28 eingewirkt werden, daß die Stellung des Ausgleichsschiebers 20 entsprechend geregelt wird.

Die drei Diagramme der F i g. 9 bis 11 zeigen die bei der Temperatureinstellung erhaltenen Kurven, bei denen auf den Ordinaten die Kaltwasserdurchsatzmengen QFund Warmwasserdurchsatzmengen QCund auf den Abszissen die Verschiebungen χ des Elementes zur Temperatureinstellung aufgetragen sind, das von dem Schieber 16 zur Regelung der durchgesetzten Warmwassermenge bei der oben beschriebenen Mischbatterie gebildet wird. Die maximale Strecke, die das Element zur Temperatureinstellung zurücklegt, beträgt etwa 2 mm. Die nominellen Kalt- und Warmwasserdurchsatzmengen bewegen sich in der Größenordnung von 1,4 m³/Stunde. Jedes Diagramm enthält zwei Kurven; die eine für die Einstellung großer Durchsatzmengen und die andere für die Einstellung kleiner Durchsatzmengen.

Bei Fig. 9 handelt es sich um Werte einer herkömmlichen Mischbatterie, bei der das Element zur Regelung der Durchsatzmenge vor dem Element zur Regelung der Temperatur angeordnet ist. Bei großen Heiß- und Kaltwasserdurchsatzmengen gewährleistet der Verlauf des Elementes zur Regelung der Temperatur eine zufriedenstellende Einstellung (Kurve <?'). Dies ist nicht der Fall, wenn die Mengen QF und QC klein sind (Kurve q¹), denn das Einstellelement kann sich verschieben (x), ohne dabei die durchgesetzten Heiß- und Kaltwassermengen wesentlich zu verändern. Es erfolgt damit bei kleinen Durchsatzmengen keine Temperaturregelung mehr.

Bei Fi g. 10 dagegen handelt es sich um Werte einer herkömmlichen Mischbatterie, bei der das Element zur Regelung der Durchsatzmenge hinter dem Element zur Regelung der Temperatur und unabhängig von diesem angeordnet ist. Bei geringen Durchsatzmengen an Heiß- und Kaltwasser sind erhebliche Verschiebungen χ des Elementes zur Einstellung der Temperatur erforderlich, um merkliche Veränderungen des Kalt- und Warmwasserdurchsatzes zu bewirken; verschiebt sich das Element zur Regelung der Temperatur nur wenig, so ist die Regelung kaum spürbar; dies geht aus einem Vergleich der Kurven Q² und q² hervor.

Wie dagegen Fig. 11 zeigt, die die Werte der vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Mischbatterie wiedergibt, ist die Einstellung selbst bei kleinen Durchsatzmengen insofern erkennbar, als die Kurven Q³ und q³ im wesentlichen gerade mit der gleichen Steigung sind. Bei kleinen Durchsatzmengen verringert sich aufgrund des Zusammenwirkens der Elemente zur Regelung der Durchsatzmenge mit den Elementen zur Regelung der Temperatur die maximale Durchlaufstrekke des Schiebers 16, die den Elementen zur Regelung der Temperatur bei den bekannten Batterien entspricht, da der die Aufwärtsbewegung begrenzende Schieber 15 abgesenkt ist, was die Grenze der Veränderung der Abszissen am Wert x_o erklärt.

Bei der Ausführungsform nach Fig.8 ist die Steuerschraube 13a statt hohl massiv ausgebildet und der Ausgleichsschieber 20 sowie die kleine Stellschraube 28 fehlen. Hier dient die zylindrische Verlängerung 26 der Schraube 13 als Ausgleich, indem sie der oberen Stange 45 der Kapsel 17 als Auflage dient. Der Aufbau ist einfacher, jedoch ist es in diesem Fall nicht möglich, die Mutter 14 in bezug auf den Knopf 11 zur Einstellung der Durchsatzmemge beliebig durch Zu- oder Aufschrauben zu verschieben, weil es nun nicht mehr möglich ist, die Stellung des Auflagepunktes der Stange 45 auf dem Ausgleichspunkt zu eichen.

Nach einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform ist der Knopf 11 zur Regelung der Durchsatzmenge in Längsrichtung zwischen zwei an dem Körper 1 befestigten Seegerringen verriegelt, die den Seegerringen 22 entsprechen.

Nach einer weiteren, ebenfalls nicht dargestellten Ausführungsform kann der Knopf 25 der Schraube 13 in einer inneren Lagerfläche 24 des Knopfes 12 zur Regelung der Temperatur gleiten, die keine Nuten, sondern einen rechteckigen Querschnitt aufweist

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Mischbatterie zum Mischen von kaltem und heißem Wasser mit Thermostatsteuerung, bestehend aus einem röhrenförmigen Gehäuse mit Eintrittsöffnungen für Heiß- und Kaltwasser sowie Austrittsöffnungen für Mischwasser, zwei zylindrischen Schiebern, von denen der eine zur Gesamtdurchsatzregulierung und der zweite zur Mischungsregulierung dient und die koaxial in Längsrichtung bezüglich des Gehäuses bewegbar sind und Kanäle für Heiß-, KaIt- und Mischwasser sowie Steuerkanten aufweisen, derart, daß eine Steuerkante des zweiten Schiebers den Kaltwasserstrom und eine weitere Steuerkante des zweiten Schiebers im Zusammenwirken mit der inneren Bodenfiäche des Gehäuses den Heißwasserstrom reguliert, wobei der zweite Schieber über eine wärmeempfindüche Kapsel betätigt ist und aus außerhalb des Gehäuses vorgesehenen zwei Handsteuerelementen, von denen das eine zur Regulierung des Gesamtdurchsatzes und das andere zur Regulierung des Mischungsverhältnisses, d.h. der Temperatur des Wassers dient, dadurch gekennzeichnet, daß im Zusammenwirken mit einer Steuerkante des ersten Schiebers (15) die erste Steuerkante (39) des zweiten Schiebers (16) den Kaltwasserstrom reguliert und daß das Handsteuerelement (11) zur Regulierung der Gesamtdurchsatzmenge gleichzeitig eine Verschiebebewegung des ersten Schiebers (15) sowie eine weniger starke Verschiebebewegung der Kapsel (17) steuert, die auf den mit der Kapsel (17) verbundenen zweiten Schieber (16) in einer Richtung übertragen wird, in der sich die durch die zweite Steuerkante des zweiten Schiebers (16) geregelte Heißwassermenge erhöht, wenn die Verschiebebewegung des ersten Schiebers (15) eine Erhöhung der von seiner Steuerkante (40) im Zusammenwirken mit der zugehörigen, ersten Steuerkante (39) des zweiten Schiebers (16) geregelten Kaltwassermenge bewirkt.

2. Mischbatterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die wärmeempfindüche Kapsel (17) gleichzeitig durch das Handsteuerelement (12) zur Einstellung der Temperatur und durch das Handsteuerelement (11) zur Einstellung der Durchsatzmenge verschiebbar ist.

3. Mischbatterie nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Handsteuerelement (11) zur Regelung der Durchsatzmenge ein koaxial zum Gehäuse (1) und in Längsrichtung zu diesem verriegelter Drehknopf ist und zwei hintereinander angeordnete Schraubgewinde unterschiedlicher Ganghöhen, nämlich ein Gewinde (8) mit einer größeren Ganghöhe, das mit dem Schieber (15) verschraubt ist, der mit der Kapsel (17) nicht in Verbindung steht und gegen eine Verdrehung arretiert ist, und ein Gewinde (9) mit einer kleinen Ganghöhe, das mit einer koaxial zum Gehäuse (1) angeordneten Mutter (14) vorschraubt ist, aufweist, die gegen Verdrehung arretiert in Längsrichtung verschiebbar und in Längsrichtung fest mit der wärmeempfindlichen Kapsel (17) verbunden ist.

4. Mischbatterie nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Handsteuerelement (12) zur Einstellung der Temperatur ein koaxial zu dem Gehäuse (1) angeordneter und in Längsrichtung verriegelter Drehknopf ist und auf einem Steuerbzw. Betätigungsstück (13) verschiebbar verkeilt ist,

das mit der Mutter (14) verschraubt und mit der wärmeempfindlichen Kapsel (17) über eine Feder (19) in Verschieberichtung fest verbunden ist

5. Mischbatterie nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeempfindüche Kapsel (17) unter der Wirkung der Feder (19) an ein Stellelement (28) stößt, das mit dem Steuer- bzw. Betätigungsstück (13) verschraubt ist

6. Mischbatterie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkante des zweiten Schiebers (16) als Bund (39) ausgebildet ist, der mit einer Stirnfläche (40) des ersten Schiebers (15) zusammenwirkt

7. Mischbatterie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (IS) zum Einstellen des Heißwasserdurchsatzes im Inneren des Schiebers (15) zum Einstellen des Kaltwasserdurchsatzes angeordnet ist