DE2508725C3 - Mixing valve for the sanitary compartment - Google Patents
Mixing valve for the sanitary compartmentInfo
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Description
soso
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Mischventil des Sanitärfachs 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 istThe present invention relates to a mixing valve of the sanitary compartment for cold and hot water with a displaceable valve piston and a swash plate having valve device, in which with Both the mixing ratio and the flow rate can be adjusted with a single movement
Es sind bereits Mischventile dieser Art bekannt. In der DT-PS 3 88 900 wird bereits eine Vorrichtung zum Mischen von Kali* und Warmwasser beschrieben. &, Hierbei wiikt 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 A5 Taumelscheibe IaBt 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.Mixing valves of this type are already known. In DT-PS 3 88 900 a device for mixing potash * and hot water is already described. &, Here an inclined or swash plate, which can be adjusted in the inclined position and rotatable about an axis, acts on two diametrically opposite inflow valves for cold and hot water, which are arranged below the plate. By changing the inclination of the A 5 swash plate, the total outflow can be regulated. By rotating the swash plate in relation to 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 thus be controlled.
In der DT-AS 12 05 786 ist ein, der vorbeschriebenen Einrichtung ähnliches Mischventil beschrieben, bei dem an den Ventilkolben Konturen zur Beeinflussung der Öffnungscharakteristik der Kalt- und Warmwassereinlässe vorgesehen sind.In the DT-AS 12 05 786 is one of the above Device similar mixing valve described in which on the valve piston contours to influence the Opening characteristics of the cold and hot water inlets are provided.
Ferner wird in der CH-PS 4 82 965 ein Mischventil dargestellt, bei dem die beiden Ventilkolben aus dem durch die Drehachse gehenden Durchmesser der Taumelscheibe geringfügig in Richtung der Schwenkachse versetzt zur Anlage gelangen.Furthermore, in CH-PS 4 82 965 a mixing valve is shown in which the two valve pistons from the diameter of the swash plate passing through the axis of rotation slightly in the direction of the pivot axis get to the system offset.
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.With mixing valves for the sanitary compartment, it is very important to have a relatively large swivel angle or adjustment range for the temperature range of 30 - 45 "C between the end positions" cold "and" warm ". This temperature range, which is close to the body temperature of the user, should be easy and relatively precise be adjustable, since even small deviations of about 1 -. 2 ° C from the desired temperature are felt temperatures are above 45 ° C or below 30 0 C, are perceived by the human body either too hot or too cold.
Bei den bekannten, eingangs näher beschriebenen, 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 Dadurch läßt sich das gewünschte Mischungsverhältnis nur ungenau einstellen, so daß schlimmstenfalls Verbrühungen oder Kälteschocks nicht auszuschließen sind.In the known mixing valves described in more detail at the beginning, the mixing ratio changes relative to the angle of rotation or swiveling of the operating handle in the temperature range 30 - 45 ° C strong, so that only a very small adjustment distance is required to set this preferred range This means that the desired mixing ratio can only be set imprecisely, so that In the worst case, scalds or cold shocks cannot be ruled out.
Schließlich sei noch auf die DT-AS 1600 946 hingewiesen, in der ein Mischventil mit einem hohlen Steuerkolben als Steuerglied gezagt ist, wobei mit Hilfe eines besonders geformten EinlaDschlitzes für das KaIt- und Warmwasser ein Einstellbereich vergrößert wird.Finally, reference should be made to the DT-AS 1600 946, in which a mixing valve with a hollow Control piston is shown as a control member, with the help a specially shaped inlet slot for cold and hot water, a setting range is increased.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs vorbeschriebenen Mischventile so zu verbessern, daß eine komfortable und genaue Einstellung der Mischwassertemperatur, insbesondere zwischen 30 und 45° C ermöglicht wird.The invention is based on the object of improving the mixing valves described above so that that a comfortable and precise setting of the mixed water temperature, in particular between 30 and 45 ° C is made possible.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die beiden Ventilkolben aus dem durch die Drehachse gehenden Durchmesser der Taumelscheibe von deren Schwenkachse weg versetzt mit ihren Kolbenstangen an der Taumelscheibe anliegen, und daß an den Ventilkolben oder den Ventilsitzen Konturen zur Beeinflussung der Öffnungscharakteristik der Kalt- und Warmwassereinlässe vorgesehen sind.This object is achieved in that the two valve pistons from the through the Axis of rotation going diameter of the swash plate offset from its pivot axis away with their Piston rods rest on the swash plate, and that the valve piston or valve seat has contours Influencing the opening characteristics of the cold and hot water inlets are provided.
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 die wesentliche Vergrößerung des Drehwinkels des Bedienungsgriffes im Mischwassertemperaturbereich von 30 — 45° C erreicht wird. Auch kann durch die Verlängerung der Hebelarme der Kippwinkel der Taumelscheibe bei gleichem Ventilhub verringert werden.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 of the lever arms Swashplate can be extended to the valve piston, thereby significantly increasing the angle of rotation of the operating handle is reached in the mixed water temperature range of 30 - 45 ° C. Also can through the extension of the lever arms reduces the tilt angle of the swash plate with the same valve lift will.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.An embodiment of the invention is shown in the drawing and will be described in more detail below described.
Es zeigtIt shows
Fig, I ein erfindungsgemäßes Mischventil im Längsschnitt; 1 shows a mixing valve according to the invention in longitudinal section;
Fig.2 eine sehematisebe Darstellung der Taumelscheibe mit den Anlagepunkten der Ventilkolben in s mittlerer Mischstellung;2 shows a schematic representation of the swash plate with the contact points of the valve pistons in s middle mixed position;
Fig.3 die Taumelscheibe nach Fig,2 um 45° gedreht;3 shows the swash plate according to FIG. 2 by 45 ° turned;
Fig,4 einen Ventilkolben mit einem zur Fig, I abgewandelten Ventilsitz (in vergrößerter Darstellung);FIG. 4 shows a valve piston with one for FIG modified valve seat (enlarged view);
Fig,5 ein Schaubild der Durchtrittsmenge an KaIt- und Warmwasser in Abhängigkeit der Drehstellung der Taumelscheibe.Fig. 5 is a graph of the amount of passage of cold and hot water depending on the rotary position of the swash plate.
In Fig. 1 bezeichnet Γ einen Grundkörper des Mischventils. An dem Grundkörper ist ein Ansatz 2 ,s 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 6 werden durch Federn im Ventilkörper 5 in Schließrichtung gestrammt An der zylindrischen Mantelfläche des Ventilkörpers ist, mit O-Ringen gedichtet, ein Schwenkauslauf IO 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 senkrecht zur Drehachse 13 im Durchmesser der Hülse 12 gelagert ist und mit einer exzentrischen Nuß 16 auf der Taumelscheibe 9 im Punkt 22 aufliegtIn Fig. 1, Γ denotes a base body of the mixing valve. A projection 2, s is provided on the base body, with which the mixing valve can be attached to a washstand etc. and into which the supply lines for cold and hot water 3, 4 open. A cylindrical valve body 5 is fastened in a sealed manner on the base body.In vertical bores, two valve pistons 6 are arranged parallel to each other in the valve body, which interact with the valve seats 7 and are guided in the bores by means of piston rods 8 and controlled by a swash plate 9. The valve pistons 6 are tightened in the closing direction by springs in the valve body 5. A swivel outlet IO is provided on the cylindrical outer surface of the valve body, sealed with O-rings. A head housing 11 is screwed onto the upper part of the valve body to axially secure the swivel spout and to accommodate the control mechanism for the valve pistons. At right angles to the axis of rotation 13 of the sleeve 12, the swash plate is mounted in the sleeve on a secant by means of an axle bolt 14. To adjust the swash plate in its inclined position and its rotational position, a lever 27 is provided, which is mounted with an axle bolt 15 perpendicular to the axis of rotation 13 in the diameter of the sleeve 12 and rests with an eccentric nut 16 on the swash plate 9 at point 22
Durch Anheben oder Absenken des Hebels 27 läßt sich die Gesamtausflußmenge regulieren. Durch diese Bewegung wird die exzentrische Nuß 16 verdreht, so 4J daß sich die Taumelscheibe 9 um d:n Achsbolzen 14 in ihrer Schräglage verändert und somit auch die Lage der beiden federgestrammten Ventilkolben gleichsinnig verschiebt.By raising or lowering the lever 27, the total flow rate can be regulated. By this movement, the eccentric nut 16 is rotated, so that 4J, the swash plate 9 to d: n changed axle bolt 14 in its inclined position and thus in the same direction also shifts the position of the two spring-d rammed valve piston.
Die Ventilkolben * sind zweckmäßig in einer strömungsgünstigen Form ausgebildet, wobei der untere Teil 6a eine Halbkugelform hat, an die sich ein Kegelstück 66 als Übergangsstück zur Kolbenstange anschließt, so daß die Ventilkolben 6 von einem etwa tropfenförmigen Körper gebildet werden. Das Kegelstück 6b 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 drücktThe valve pistons * are expediently designed in a flow-favorable shape, the lower part 6a having a hemispherical shape, to which a conical piece 66 connects as a transition piece to the piston rod, so that the valve piston 6 is formed by an approximately teardrop-shaped body. The conical piece 6b with its outer surface on the valve seat 7 creates a tight seal, whereby the water pressure of the supply lines 3, 4 pushes the valve piston in the closing direction in addition to the spring tension
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 6; somit das Mischungsverhältnis von Warm- und Kaltwasser in der Mischkarrner 28 einstellbar ist.By rotating or pivoting the lever 27, the swash plate coupled to it is around the Rotation axis 13 rotated to the piston rods 8, so that the opening ratio of the two valve pistons 6 over the swivel range (0-180 °) changes continuously from the »cold« position to the »warm« position and 6; thus the mixing ratio of hot and cold water in the mixer 28 is adjustable.
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 annimmtthe valve piston 6 at points 17, 18 on the underside of the swash plate 9. Points 17, 18 are so far upstream of the diameter of the swash plate on a circular arc 19, so that another proper storage of the valve piston in the cylindrical valve body 5 is given. This is approximately at 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 in the inclined position the swash plate assumes a slightly elliptical shape
Um in den Endstellungen (0° oder 180° Scliwenkwinkel) nur kaltes oder warmes Wasser 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 Sicke der Taumelscheibe ergibt Die Mittellinie des Achsbolzens muß also so angeordnet werden, daß sie in den Endstellungen etwas vor dem Anlagepunkt des nicht zu öffnende·! Ventilkolbens liegtTo reach the end positions (0 ° or 180 ° pivoting angle) only to draw cold or warm water, it is necessary to place the center line of the axle bolt 14 on a To arrange secant to circle 19, whose chord spacing 25 to the circular arc is based on the position of the points 17, 18 and the bead of the swash plate results. The center line of the axle bolt must be arranged in this way be that in the end positions they are slightly in front of the contact point of the non-opening ·! Valve piston lies
Mit der vorbeschriebenen Anordnung wird erreicht, daß sich das Öffnungsverhältnis der Ventilkolben 6, ausgehend von der mittleren Mischstellung (50% KaIt- und 50% Warmwasser) wie in Fig.2 gezeigt sich anfangs relativ zum Drehwinkel der Taumelscheibe wenig 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 arrangement described above, it is achieved that the opening ratio of the valve pistons 6, starting from the middle mixing position (50% cold and 50% hot water) as shown in Fig. 2 is initially relative to the angle of rotation of the swash plate accelerated little and at the end of the turning 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 takes place in the middle Mixing range, as there is a delicate adjustment in the. Mixed water temperature range of 30-45 ° C required is, disproportionate in relation to the rotation angle of the swash plate and in the areas the end positions disproportionately.
Auch wird mit der Vorverlagerung der Anlagepunkte 17, 18 erreicht, daß, wie aus Fig.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. Fig. 3) in mittleren Mischstellungen im Gegensatz zur Anordnung der Anlagepunkte auf den Durchmesser 24 wesentlich geringer ändert Hieraus ergibt sich die oben beschriebene feinfühlige Einstellung des Temperaturbereichs von 30 — 45° C.Also is achieved with the forward displacement of the contact points 17, 18 that, as can be seen from Figure 2, the The lever arms 20, 21 shown in dashed lines from the axle pin 14 to the contact points 17, 18 are essential are extended and the length ratio of the two lever arms (see Fig. 3) in middle mixed positions in contrast to the arrangement of the contact points on the diameter 24 changes much less This results in the sensitive setting of the temperature range of 30 - 45 ° C described above.
In Fig.4 ist ein Ventilkolben 6 mit einem abgewandelten Ventilsitz 7 gezeigt. Im Gegensatz zu Fig. I übernimmt hier der Ventilsitz 7 nur die Aufgabe des dichten Absperrens.A valve piston 6 with a modified valve seat 7 is shown in FIG. In contrast to Fig. I here the valve seat 7 only takes on the task tight shut-off.
Die eigentliche Öffnungscharakteristik des Einlasses wird durch eine den Kolben 6 umfassende Regulierhülse 26 bestimmt. In der innenliegenden 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 geö'fnet ist. so daß die Öffnungscharakteristik allein durch die Regulierhülse bestimmt wird. Durch entsprechende Wahl der Dimensionierung und der Anzahl der Schlitze läßt sich da1; Misch- und Regulierverhalten der erfindungsgemäßen Mischbatterie noch weiter verfeinern.The actual opening characteristics of the inlet are determined by a regulating sleeve 26 surrounding the piston 6. In the inner lateral surface of the sleeve, slots 27 with a widening cross-section are provided in the opening direction, starting approximately slightly below the point of contact of the valve piston with the sleeve in the closed position. What is achieved thereby is 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 widely open. so that the opening characteristic is determined solely by the regulating sleeve. By appropriate choice of the dimensions and the number of slots there can be 1 ; Refine the mixing and regulating behavior of the mixer tap according to the invention even further.
Das in Fig.Z dargestellte Schaubild zeigt die Durchlaufmenge von Kalt- und Warmwasser in Abhängigkeit von der Drehstellung der Taumelscheibe, wobei auf der Ordinate die Durchflußmenge pro MinuteThe diagram shown in FIG. Z shows the flow rate of cold and hot water as a function of the rotary position of the swash plate, with the flow rate per minute on the ordinate
aufgetragen ist und auf der Abszisse die Drehwinkelgrade λ des Hebels 27. Die Geraden 20 und 21 zeigen eine porportional 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 bis 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.is plotted and the degrees of rotation λ of the lever 27 on the abscissa. The straight lines 20 and 21 show a flow rate of cold and hot water that changes proportionally to the rotation angle of the swash plate. The curves 22 and 23 show the measured flow 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 rise in the middle range, i.e. in the temperature range from 30 to 45 "C, so that the mixed water temperature can be set very sensitively over a relatively large angle of rotation. The curves show" cold "and" warm "in the end ranges disproportionately high rise, so that the mixed water temperature, based on the angle of rotation, changes rapidly, which is also an advantage, since in these temperature ranges either only cold or hot water is desired anyway.
Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings
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