DE2508725A1 - MIXING VALVE FOR THE SANITARY COMPARTMENT - Google Patents
MIXING VALVE FOR THE SANITARY COMPARTMENTInfo
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Description
Mischventil für das SanitärfachMixing valve for the sanitary compartment
. 2 j . 2 j
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Mischventil des Eanitärfachs für Kalt- und Warmwasser mit einer verschiebbare Ventilkolben und eine Taumelscheibe aufweisenden Ventileinrichtung, bei dem mit einem einzigen Handgriff sowohl das Mischungsverhältnis als auch die Ausflußmenge einstellbar ist.The present invention relates to a mixing valve the sanitary compartment for cold and hot water with a sliding valve piston and a swash plate having valve device, in which both the mixing ratio and the outflow quantity with a single handle is adjustable.
Es sind bereits !,iischventile dieser Art bekannt. In der Deutschen Patentschrift 388900 wird bereits eine Vorrichtung zum Mischen von Kalt- und Warmwasser beschrieben. Hierbei wirkt eine in der Schräglage einstellbare, um eine Achse drehbare Schräg- oder Taumelscheibe auf zwei unter der Scheibe angeordnete, diametral gegenüberliegende Zuflußventile für Kalt- und Warmwasser ein. Durch eine Veränderung der Schräglage der Taumelscheibe läßt sich die Gesamtausflußmenge regulieren. Durch eine Verdrehung der Taumelscheibe zu den auf einem Durchmesser senkrecht zur Drehachse angeordneten Ventilen für Kalt- und Warmwasser läßt sich das Öffnungsverhältnis der beiden Ventile zueinander verändern und somit das Mischungsverhältnis steuern.Iischventile of this type are already known. In the German patent 388900 describes a device for mixing cold and hot water. In this case, an inclined or swash plate that can be adjusted in its inclined position and rotatable about an axis acts on two of them the disk arranged, diametrically opposite inflow valves for cold and hot water. Through a change The inclined position of the swash plate allows the total outflow to be regulated. By twisting the Swash plate for the valves for cold and hot water, which are arranged on a diameter perpendicular to the axis of rotation the opening ratio of the two valves can be changed and the mixing ratio can be controlled.
Bei Mischventilen für das Sanitärfach ist es von großer Wichtigkeit zwischen den Endstellungen "Kalt" und "Warm" einen relativ großen Schwenkwinkel oder Einstellstrecke für den Temperaturbereich von 30-45 C zu haben. Dieser der Körpertemperatur des Benutzers naheliegende Temperaturbereich sollte leicht und relativ genau einstellbar sein, denn schon geringe Abweichungen von etwa 1-2 C von der gewünschten Temperatur sind spürbar. Temperaturen die über 45 C oder unter 300C liegen, werden vom menschlichen Körper entweder als zu warm oder als zu kalt empfunden. In the case of mixing valves for the sanitary compartment, it is very important to have a relatively large swivel angle or adjustment distance for the temperature range of 30-45 ° C between the "cold" and "warm" end positions. This temperature range, which is close to the body temperature of the user, should be easily and relatively precisely adjustable, because even small deviations of about 1-2 C from the desired temperature can be felt. Temperatures above 45 C or below 30 0 C are perceived by the human body as either too warm or too cold.
Bei den bekannten Mischventilen ändert sich das Mischungsverhältnis relativ zum Dreh- oder Verschwenkungswinkel des Bedienungsgriffs im Temperaturbereich 30 - 45 ° C sehr stark, so daß zum Einstellen dieses bevorzugten Bereichs nur eine sehr kleine Einstellstrecke zur Verfügung steht. DadurchIn the known mixing valves, the mixing ratio changes very strong relative to the angle of rotation or swiveling of the operating handle in the temperature range 30 - 45 ° C, so that only a very small adjustment distance is available for setting this preferred range. Through this
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läßt sich das gewünschte Mischungsverhältnis nur ungenau einstellen, so daß schlimmstenfalls Verbrühungen oder Kälteschocks nicht auszuschließen sind.the desired mixing ratio can only be set imprecisely, so that in the worst case scalds or cold shocks cannot be ruled out.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den vorbeschriebenen Mißstand zu beheben und ein Mischventil zu erstellen, daß eine komfortable und genaue Einstellung der Mischwassertemperatur, insbesondere zwischen 30 und 45 C, gestattet.The invention is based on the object of eliminating the above-described deficiency and creating a mixing valve, that a comfortable and precise setting of the mixed water temperature, in particular between 30 and 45 C, allows.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die beiden Ventilkolben zum Durchmesser der Drehachse der Taumelscheibe versetzt mit ihren Kolbenstangen an der Taumelscheibe anliegen, und daß an den Ventilkolben oder den Ventilsitzen Mittel zur Beeinflußung der Öffnungscharakteristik der Kalt- und Warmwassereinlässe vorgesehen sind. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen dargestellt.This object is achieved in that the two valve pistons offset to the diameter of the axis of rotation of the swash plate with their piston rods on the swash plate abut, and that on the valve piston or the valve seats means for influencing the opening characteristics the cold and hot water inlets are provided. Advantageous further developments of the invention are set out in the subclaims shown.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch die Verrückung der Ventilkolben aus dem Durchmesser der Taumelscheibe in einen vorgezogenen Bereich die Hebelarme der Taumelscheibe zu den Ventilkolben verlängert werden, wodurch eine wesentliche Vergrößerung des Drehwinkels des Bedienungsgriffs im Mischwassertemperaturbereich von 30-45 C erreicht wird und eine ungewollte Veränderung des gewählten Mischungsverhältnisses bei einer Veränderung der Gesamtausflußmenge - Änderung der Schräglage der Taumelscheibe -, wie es bei den bekannten Vorrichtungen auftritt, bei der Erfindung in diesem Bereich nicht auftritt, bzw. vernachlässigbar gering ist.The advantages achieved by the invention are in particular that by moving the valve piston from the diameter of the swash plate in a preferred area, the lever arms of the swash plate to the valve piston can be extended, whereby a significant increase in the angle of rotation of the operating handle in the mixed water temperature range of 30-45 C is reached and an unwanted change in the selected mixing ratio with a Change of the total flow rate - change of the inclination the swash plate - as occurs in the known devices, not in the invention in this area occurs or is negligible.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen :An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below. Show it :
Figur 1 ein erfindungsgemäßes Mischventil im Längsschnitt;Figure 1 shows a mixing valve according to the invention in longitudinal section;
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Figur 2 eine schematische Darstellung der Taumelscheibe mit den Anlagepunkten der Ventil kolben in mittlerer Mischstellung;Figure 2 is a schematic representation of the swash plate with the contact points of the valve piston in middle mixing position;
Figur 3 die Taumelscheibe nach Figur 2 um 45 ° gedreht;FIG. 3 the swash plate according to FIG. 2 rotated by 45 °;
Figur 4 einen Ventilkolben mit einem zur Figur 1 abgewandelten Ventilsitz (in vergrößerter Darstellung) ;FIG. 4 shows a valve piston with a valve seat modified from FIG. 1 (in an enlarged view) ;
Figur 5 ein Schaubild der Durchtrittsmenge an Kalt- und Warmwasser in Abhängigkeit der Drehstellung der Taumelscheibe.FIG. 5 shows a diagram of the flow rate of cold and hot water as a function of the rotary position the swashplate.
In Figur 1 bezeichnet 1 einen Grundkörper des Mischventils. An dem Grundkörper ist ein Ansatz 2 vorgesehen, mit dem das Mischventil an einem Waschtisch etc. befestigt werden kann und in den die Versorgungsleitungen für Kalt- und Warmwasser 3, 4 einmünden. Auf dem.Grundkörper ist ein zylindrischer Ventilkörper 5 gedichtet befestigt. In Vertikalbohrungen sind in dem Ventilkörper parallel zueinander zwei Ventilkolben 6 angeordnet, welche mit den Ventilsitzen 7 zusammenwirken und mittels Kolbenstangen 8 in den Bohrungen geführt und von einer Taumelscheibe 9 gesteuert werden. Die Ventilkolben werden durch Federn im Ventilkörper 5 in Schließrichtung gestrammt. An der zylindrischen Mantelfläche des Ventilkörpers ist, mit O-Ringen gedichtet, ein Schwenkauslauf 10 vorgesehen. Am oberen Teil des Ventilkörpers ist zur axialen Sicherung des Schwenkauslaufs sowie zur Aufnahme des Steuermechanismus für die Ventilkolben ein Kopfgehäuse 11 aufgeschraubt. In dem Gehäuse 11 ist eine axial festliegend verspannte, drehbare Hülse 12 angeordnet, die die Taumelscheibe 9 umfaßt. Senkrecht zur Drehachse 13 der Hülse 12 ist auf einer Sekante mittels eines Achsbolzens 14 die Taumelscheibe in der Hülse gelagert. Zur Verstellung der Taumelscheibe in ihrer Schräglage und ihrer Drehstellung ist ein Hebel 27 vorgesehen, welcher mit einem Achsbolzen 15 senkrechtIn Figure 1, 1 designates a base body of the mixing valve. A projection 2 is provided on the base body with which the mixing valve can be attached to a washbasin, etc. and in which the supply lines for cold and hot water 3, 4 join. On the basic body is a cylindrical Valve body 5 fastened in a sealed manner. Two valve pistons are parallel to one another in vertical bores in the valve body 6 arranged, which cooperate with the valve seats 7 and guided by means of piston rods 8 in the bores and be controlled by a swash plate 9. The valve pistons are tightened in the closing direction by springs in the valve body 5. A swivel outlet 10 is provided on the cylindrical surface of the valve body, sealed with O-rings. On the upper part of the valve body is for axial securing of the swivel spout and a head housing 11 is screwed on to accommodate the control mechanism for the valve piston. A rotatable sleeve 12, which is clamped in an axially fixed manner and which surrounds the swash plate 9, is arranged in the housing 11. The swash plate is perpendicular to the axis of rotation 13 of the sleeve 12 on a secant by means of an axle pin 14 the sleeve stored. A lever 27 is used to adjust the swash plate in its inclined position and its rotational position provided, which with an axle pin 15 perpendicular
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zur Drehachse 13 im Durchmesser der Hülse 12 gelagert ist und mit einer exzentrischen Nuß 16 auf der Taumelscheibe 9 im Punkt 22 aufliegt.is mounted to the axis of rotation 13 in the diameter of the sleeve 12 and with an eccentric nut 16 on the swash plate 9 rests in point 22.
Durch Anheben oder Absenken des Hebels 27 läßt sich die Gesamtausflußmenge regulieren. Durch diese Bewegung wird die exzentrische Nuß 16 verdreht, so daß sich die Taumelscheibe 9 um den Achsbolzen 14 in ihrer Schräglage verändert und somit auch die Lage der beiden federgestrammten Ventilkolben gleichsinnig verschiebt. Die Ventilkolben 6 sind zweckmäßig in einer strömungsgünstigen Form ausgebildet, wobei der untere Teil 6 a eine Halbkugelform hat, an die sich ein Kegelstück 6 b als Übergangsstück zur Kolbenstange anschließt, so daß die Ventilkolben 6 von einem etwa tropfenförmigen Körper gebildet werden. Das Kegelstück 6 b bewirkt dabei mit seiner Mantelfläche an dem Ventilsitz 7 den dichten Abschluß, wobei der Wasserdruck der Versorgungsleitungen 3, 4 die Ventilkolben neben der Federverspannung in Schließrichtung drückt. Durch ein Drehen oder Verschwenken des Hebels 27 wird die mit ihm gekoppelte Taumelscheibe um die Drehachse 13 zu den Kolbenstangen 8 verdreht, so daß das Öffnungsverhältnis der beiden Ventilkolben 6 über den Schwenkbereich (0-180 ) sich von der Stellung "Kalt" bis zur Stellung "Warm" stufenlos ändert und somit das Mischungsverhältnis von Warm- und Kaltwasser in der Mischkammer 28 einstellbar ist. Wie aus Figur 2 ersichtlich, liegen die Kolbenstangen 8 der Ventilkolben 6 an den Punkten 17, 18 an der Unterseite der Taumelscheibe 9 an. Die Punkte 17, 18 sind vom Durchmesser der Taumelscheibe auf einem Kreisbogen 19 so weit vorgelagert, so daß noch eine einwandfreie Lagerung der Ventilkolben im zylindrischen Ventilkörper 5 gegeben ist. Dieses ist etwa bei einer Verrückung um den Betrag von 0,45 des Radius des Kreises 19 gegeben. Die Kolbenstangen gleiten beim Drehvorgang mit ihren Anlagepunkten 17, 18 auf der Taumelscheibe auf dem Kreis 19, der bei Schräglage der Taumelscheibe eine leicht elliptische Form annimmt.By raising or lowering the lever 27, the total flow rate can be regulated. Through this movement becomes the eccentric nut 16 rotates so that the swash plate 9 changes about the axle pin 14 in its inclined position and thus also shifts the position of the two spring-loaded valve pistons in the same direction. The valve pistons 6 are expediently designed in a flow-favorable shape, the lower part 6 a Has hemispherical shape, which is followed by a conical piece 6 b as a transition piece to the piston rod, so that the valve piston 6 are formed by an approximately teardrop-shaped body. The cone piece 6 b causes it with its outer surface on the valve seat 7 the tight seal, the water pressure of the supply lines 3, 4, the valve piston next to the spring tension presses in the closing direction. By rotating or pivoting the lever 27, the with it coupled swash plate rotated about the axis of rotation 13 to the piston rods 8, so that the opening ratio of the both valve pistons 6 over the swivel range (0-180) from the "cold" position to the "warm" position changes and thus the mixing ratio of hot and cold water in the mixing chamber 28 is adjustable. As can be seen from Figure 2, the piston rods 8 of the valve pistons 6 are at the points 17, 18 on the underside of the Swash plate 9 on. The points 17, 18 are so far in front of the diameter of the swash plate on a circular arc 19 that so that the valve pistons are still properly supported in the cylindrical valve body 5. This is about given a displacement by the amount of 0.45 of the radius of the circle 19. The piston rods slide during the turning process with their contact points 17, 18 on the swash plate on the circle 19, which is an inclined position of the swash plate takes on a slightly elliptical shape.
ORlGiNAL INSPECTEDORlGiNAL INSPECTED
" 5 " 60383S/0S36" 5 " 60383S / 0S36
2 5! ϊ 2 5 ! ϊ
Um in den Endstellungen (O ° oder 180 ° Schwenkwinkel) nur kaltes oder warmes ,fässer zu zapfen, ist es erforderlich, die Mittellinie des Achsbolzens 14 auf einer Sekante zum Kreis 19 anzuordnen, deren Sehnenabstand 25 zum Kreisbogen sich aus der Lage der Punkte 17, 18 und der Dicke der Taumelscheibe ergibt. Die Mittellinie des Achsbolzens muß also so angeordnet v/erden, daß sie in den Endstellungen etwas vor dem Anlagepunkt des nicht zu öffnenden Ventilkolbens liegt.In order to only draw cold or warm barrels in the end positions (0 ° or 180 ° swivel angle), it is necessary to to arrange the center line of the axle bolt 14 on a secant to the circle 19, the chord spacing 25 to the arc of the circle results from the position of the points 17, 18 and the thickness of the swash plate. The center line of the axle bolt must therefore so arranged that it is slightly in front of the contact point of the non-openable valve piston in the end positions.
Mit der vorbeschriebenen Anordnung wird erreicht, daß sich das Öffnungsverhältnis der Ventilkolben 6, ausgehend von der mittleren Mischstellung (50 % Kalt- urd 50 % Warmwasser) wie in Figur 2 gezeigt, sich anfangs relativ zum Drehwinkel der Taumelscheibe verzögert und zum Ende der Drehbewegung im Bereich der Hebelstellungen "Kalt" oder "Warm" beschleunigt ändert. Die Zu- bzw. Abnahme der Durchflußmenge von Kalt- und Warmwasser erfolgt also im mittleren Mischbereich, wie es zu einer feinfühligen Einstellung im Mischwassertemperaturbereich von 30-45 C erforderlich ist, unterproportional im Verhältnis zum Drehwinkel der Taumelscheibe und in den Bereichen der Endstellungen überproportional.With the above-described arrangement it is achieved that the opening ratio of the valve piston 6, starting from the middle mixed position (50% cold and 50% hot water) as shown in FIG. 2 is initially relative to the angle of rotation the swash plate is decelerated and accelerated at the end of the rotary movement in the area of the lever positions "cold" or "warm" changes. The increase or decrease in the flow rate of cold and hot water therefore takes place in the middle mixing area, as it is necessary for a sensitive setting in the mixed water temperature range of 30-45 C, disproportionately disproportionately high in relation to the angle of rotation of the swash plate and in the areas of the end positions.
Auch wird mit der Vorverlagerung der Anlagepunkte 17, 18 erreicht, daß, wie aus Figur 2 ersichtlich, die gestrichelt gezeichneten Hebelarme 20, 21 vom Achsbolzen 14 zu den Anlagepunkten 17, 18 wesentlich verlängert sind und sich das Längenverhältnis der beiden Hebelarme (s. Figur 3) in mittleren Mischstellungen im Gegensatz zur Anordnung der Anlagepunkte auf dem Durchmesser 24 wesentlich geringer ändert. Hieraus ergibt sich neben der oben beschriebenen feinfühligen Einstellung des Temperaturbereichs von 30-45 C, daß bei einer wahlweisen Änderung der Gesamtausflußmenge von Mischv/asser sich das eingestellte Mischungsverhältnis im mittleren Mischwassertemperaturberel· noch vernachlässigbar gering ändert.With the forward displacement of the contact points 17, 18 achieves that, as can be seen from Figure 2, the dashed lines drawn lever arms 20, 21 from the axle pin 14 to the contact points 17, 18 are significantly lengthened and the length ratio of the two lever arms (see FIG. 3) is in the middle Mixed positions in contrast to the arrangement of the contact points on the diameter 24 changes much less. In addition to the sensitive setting of the temperature range of 30-45 C described above, this results in that with an optional change in the total flow rate of mixed water, the set mixing ratio in the mean mixed water temperature range changes to a negligible extent.
mittleren Mischwassertemperaturbereich von 30 - 45 °C nurmean mixed water temperature range of 30 - 45 ° C only
In Figur 4 ist ein Ventilkolben 6 mit einem abgewandelten Ventilsitz 7 gezeigt. Im Gegensatz zu Figur 1 übernimmt hier der Ventilsitz 7 nur die Aufgabe des dichten AbsperrensIn FIG. 4, a valve piston 6 with a modified valve seat 7 is shown. In contrast to Figure 1 takes over here the valve seat 7 only has the task of tight shut-off
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Die eigentliche Öffnungscharakteristik des Einlasses wird durch eine den Kolben 6 umfassende' Regulierhülse 26 bestimmt. In der inneliegenden Mantelfläche der Hülse sind in Öffnungsrichtung, etwa beginnend etwas unterhalb der Berührungsstelle des Ventilkolbens mit der Hülse in Schließstellung, sich im Querschnitt erweiternde Schlitze 27 vorgesehen. Hierdurch wird erreicht, daß erst nach dem Absenken des Kolbens 6 um etwa die Strecke 29 die Schlitze 27 der Regulierhülse 26 Durchtrittsöffnungen freigeben, während der Ventilsitz 7 schon weit geöffnet ist, so daß die Öffnungscharakteristik allein durch die Regulierhülse bestimmt wird. Durch entsprechende Wahl der Dimensionierung und der Anzahl der Schlitze läßt sich das Misch- und Regulierverhalten der erfindungsgemäßen Mischbatterie noch weiter verfeinern.The actual opening characteristics of the inlet will be determined by a 'regulating sleeve 26 encompassing the piston 6. In the inner lateral surface of the sleeve are in the opening direction, starting approximately slightly below the point of contact of the valve piston with the sleeve in the closed position, slots 27 widening in cross section are provided. This ensures that only after the lowering of the piston 6 by approximately the distance 29, the slots 27 of the Regulating sleeve 26 release passage openings while the valve seat 7 is already wide open, so that the Opening characteristic is determined solely by the regulating sleeve. By choosing the appropriate dimensions and the number of slots can still determine the mixing and regulating behavior of the mixer tap according to the invention refine further.
Das in Figur 5 dargestellte Schaubild zeigt die Durchlaufmenge von Kalt- und Warmwasser in Abhängigkeit von der Drehstellung der Taumelscheibe, wobei auf der Ordinate die Durchflußmenge pro Minute aufgetragen ist und auf der Abszisse die Drehwinkelgrade «*■ des Hebels 27. Die Geraden 20 und 21 zeigen eine proportional zum Drehwinkel der Taumelscheibe sich ändernde Durchflußmenge von Kalt- und Warmwasser. Die Kurven 22 und 23 zeigen die Durchlaufmeßwerte von Kalt- und Warmwasser in Abhängigkeit des Drehwinkels der Taumelscheibe bei den erfindungsgemäß angeordneten Ventilkolben. Die Kurven zeigen im mittleren Bereich, also im Temperaturbereich von 30-45 C einen sehr flachen Anstieg, so daß über einen relativ großen Drehwinkel die Mischwassertemperatur sehr feinfühlig eingestellt werden kann. In den Endbereichen "Kalt" und "Warm" zeigen die Kurven ein überproportionales Ansteigen, so daß die Mischwassertemperatur, bezogen auf den Drehwinkel, sich rasch ändert. Dieses ist ebenfalls von Vorteil, da in diesen Temperaturbereichen ohnedies entweder nur kaltes oder heißes Wasser erwünscht ist.The diagram shown in Figure 5 shows the flow rate of cold and hot water depending on the rotary position of the swash plate, the flow rate per minute being plotted on the ordinate and the abscissa the degrees of rotation of the lever 27. The straight lines 20 and 21 show a flow rate of cold and hot water that changes proportionally to the angle of rotation of the swash plate. the Curves 22 and 23 show the flow measurement values of cold and Hot water as a function of the angle of rotation of the swash plate in the valve piston arranged according to the invention. The curves show a very flat increase in the middle range, i.e. in the temperature range of 30-45 C, so that over a relatively large angle of rotation, the mixed water temperature can be set very sensitively. "Cold" in the end areas and "Warm", the curves show a disproportionate increase, so that the mixed water temperature, based on the angle of rotation, changes rapidly. This is also an advantage, since in these temperature ranges either only cold or hot water is desired.
ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED
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