DE2532378C3

DE2532378C3 -

Info

Publication number: DE2532378C3
Application number: DE19752532378
Authority: DE
Inventors: Paul 5757 Lendringsen Denz; Juergen Humpert; Karl-Heinz Nolting
Original assignee: Friedrich Grohe Armaturenfabrik GmbH and Co
Current assignee: Grohe Water Technology AG and Co KG
Priority date: 1975-07-19
Filing date: 1975-07-19
Publication date: 1978-10-19
Also published as: FR2319064B1; DE2532378B2; FR2319064A1; IT1075014B; DE2532378A1

Description

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Die Erfindung betrifft ein thermostatisch geregeltes Mischventil mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegegebenen Merkmalen,

Ein Mischventil der vorstehend erläuterten Gattung ist in der CH-Palentschrift 5 30 576 beschrieben. Bei diesem Mischventil ist die Taumelscheibe lose in der Mischkammer des Ventilgehäuses angeordnet und wird μ mittels einer Führungsfeder auf den beiden Einlaßventil lcn für Kalt- und Warmwasser aufliegend gehalten, Mit einer konzentrisch durch den das Thermoslatelement haltenden Temperaturregulierteil hinduf-hgeführien Betätigungsspindel kann die TaumschelscluMbe in zwei als Rutschkupplung ausgebildeten Auflagern der Führungsfeder wahlweise gekippt werden, wobei die Ventile vom Wasserdruck abgehoben werden und die gewünschte Wassermenge ausfließen kann. Die Einstellung des Mischungsverhältnisses erfolgt hierbei durch ein Verdrehen des Temperaturregulierteils, an dem die Führungsfeder befestigt ist. Hierdurch wird dir Kippachse, gebildet durch die beiden Auflager der Führungsfeder, zu den Einlaßventilen verdreht, so daß die Ventile zueinander unterschiedlich weit geöffnet werden. Durch Zuschallung eines Thermostatelements zwischen dem Temperaturregulierteil und der Führungsfeder kann eine Temperaturregelung durch ein Verdrehen der Feder relativ zum Temperaturregulierteil erzielt werden.

Nachteilig an dieser Ausbildung ist insbesondere, daß durch die leicht verformbare Führungsfeder ein unsicheres Führungsglied vorgesehen ist, welches ein exakt genaues Führen der Taumelscheibe nicht gewährleistet, so daß relativ große Ungenauigkeiten im Mischungsverhältnis zum gewählten Wert entstehen können. Ferner ist das Führungsglied Verunreinigungen und Ausscheidungen des Wassers ausgesetzt, so daß schon nach kurzer Benutzungsdauer das !Mischventil in seiner Funktionsfähigkeit erheblich beeinträchtigt werden kann. ■

Der Erfindung liegt im wesentlichen die Aufgabe zugrunde, ein thermostatisch geregeltes Mischventil zu schaffen, das über einen langen Gebrauchszeitraum eine optimale und feinfühlige Einstellungs- und Regelungsmöglichkeit hat.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Ansprüchen 2—4 angegeben.

Es sei noch erwähnt, daß es bei Mischventilen ohne Thermostatregeleinrichtung(CH-i'atentschrift4 82 965) bekannt ist, eine Taumelscheibe zur Steuerung der Zuflußventile mittels eines Achsbolzens am Führungsglied beweglich aufzuhängen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. I in schematischer Darstellung den Steuermechanismus eines Mischventils in Seitenansicht.

F i g. 2 in schemalischer Darstellung eine Draufsicht der Fig. 1,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein anderes Mischventil,

F i g. 4 ein Schnitt 4-ßder Fig. i,

Γ i g. 5 einen Teilschnitt durch das Gleitstück nach F i g. 3.

F i g. 6 das Mittelteil mil dem Grundteil des Mischventils der F1 g. 3 im Längsschnitt C-P nach Fig. 7.

F 1 g. 7 eine Draufsicht auf das Mittelteil,

F i g. 8 in perspektivischer Sicht in der Reihenfolge der Zusammenmoniage die Einzelteile des Seutermechanismusnach Fig. J,

In den Fig. I und 2 ist das Prinzip des Regel- und Steilermechanismus mit den auf ihn einwirkenden Stell- und Regelgliedern dargestellt. In einer zur Mittelachse 1 drehbaren axial festliegenden Hülse 2 ist eine Ringscheibe 3 rriil zwei gegenüberliegenden, auf der Mittellinie angeordneten, senkrecht zur Mittelachse I stehenden Radialsliiicn 4 kippbar gelagert. In der

Ringscheibe 3 ist eine Taumelscheibe 5 vorgesehen, die ebenfalls senkrecht zur Mittelachse 1 mit einem Achsbolzen 6 gelagert ist, wobei der Achsbolzen zu den Radialstiften 4 um 90° verdreht, rechtwinklig außerhalb der Mittelachse 1 auf einer Sekante 7 angeordnet ist. Hierdurch ist eine kardangelenkartige Aufhängung der Taumelscheibe 5 gegeben.

An der ebenen Unterfläche 8 der Taumschelscheibe wirken Distanzmittel (Stößel 9,10) der Einlaßventile für Warm- und Kaltwasser in Pfeilrichtung ein. An der oberen Fläche 11 der Taumelscheibe wirkt auf eine zylindrische Mantelfläche 18 ein Handbedienungüorgan 12 als Sollwertgeber ein, mit dem die Taumelscheibe in der Schräglage durch Auf· und Abbewegung, d. h., beide Zulaufventile erhalten eine gleichsinnige öffnungs- und Schließbewegung, und in ihrer Stellung zu den Einlaßventilen durch Verdrehen 19, d. h., die Zulaufventile erhahen eine gegensinnige Öffnungs- und Schließbewegung, verändert wird, so daß unabhängig voneinander eine Mengen- und Gemischeinstellung vorgenommen werden kann.

Zur genauen Einhaltung der vorgewählten Gemifcheinstellung, also der Solltemperatur, wirkt ein Temperaturfühler 13 an einem Regulierwaagehebel 14, weicher um einen Drehpunkt 15 drehbar gelagert ist. Der Regulierwaagehebel seinerseits liegt mit seinem Hebelarm 16 an der Ringscheibe 3 an.

Der Drehpunkt 15 ist mit der drehbaren Hülse 2 gekoppelt, so daß der Hebelarm 16 immer am gleichen Punkt an der Ringscheibe anliegt. Hat nun bei einer voreingestellten Solltemperatur das ausfließende Mischwasser nicht die entsprechende Temperatur, so wirkt der Temperaturfühler 13 auf den Regulierwaagehebel 14. welcher die Ringscheibe 3 um die Radialstifte 4 verkippt und somit den Öffnungsgrad der beiden Zuflußventile über die Stößel 9, 10 zueinander verändert, so lange ein, bis die voreingestellte Temperatur des Mischwassers erreicht ist. Damit eine Rückstellung der Ringscheibe erfolgen kann, ist oberhalb des Drehpunktes 15 zwischen dem Regulier- -to waagehebel 14 und der Ringscheibe 3 eine Druckfeder 17 angeordnet.

In den F i g. 3 bis 7 ist ein praktisches Austührungsbeispiel anhand eines Eingriffmischventils dargesteüt. Das Mischventil wird von einem Grundteil 20, einem Mittelteil 30 und einem Kopfteil 40 gebildet.

In dem Grundteil werden die Versorgungsleitungen 21 für Kalt- und Warmwasser eingeführt. Mit 22 (auf der Zeichnung nur angedeutet) ist ein Ansatz des Grundteils bezeichnet, der zum Be^cestigen des Mischventils, z. B. auf einem Waschtisch, dient. Auf dem Grundteil ist das Mittelteil 30 mit zwei Schrauben 31 und der Zwischenlage einer Dichtung 32 gedichtet befestigt. In zwei parallel nebeneinander angeorndeten Längsbohrungen 301 im Mittelteil sind die beiden Einlaßventile 302 für das kalte und warme Wasser angeordnet. Die Ventile sind so ausgebildet, daß sie vom Wasserdruck in Schließrichtung gedrückt werden und zusätzlich, um beim Ausbleiben des Wasserdrucks die Schließstellung aufrechterhalten /u können, mit Schraubenfedern 303 in Schließrichtung gedrückt. Die Ventilverschlußteile sind im Mittelteil 30 fliegend gelagert, so daß sie jederzeit sich dem Ventilsitz 304 anpassen können. Hierzu ist der Ventilstößel 305 etwa in der Mitte mit einem O-Ring 306 im Mittelteil 30 gelagert. Die Deckscheibe 307 des b^r> O-Rings 306 dient als Widerlager für die Schraubenfe' der 303, die gegen ein Verlängerungsstück 35 des Ventilstößels 305 wirkt, welches mit seinem großen Durchmesser gleichzeitig mit Spiel in der Längsbohrung 301 geführt wird und das zweite Lager des Ventilstößels bildet Das Verlängerungsstück 35 ist durch Gewinde 308 mit dem Ventilstößel 305 verbunden. Um Wasserschlag zu verhindern, sind im mittleren Teil der Längsbohrungen 301, welche mit der Mischkammer 37 in Verbindung stehen, auf den Ventilslößeln 305 Dämpfungskolben 309 angeordnet, die mittels je eines Drosselspalts im Kolbenring 310 eine hydraulische Dämpfung bewirken und einen Schnellschluß verhindern.

Die Zuflußventile 302 sind zur Verhinderung von unerwünschten Fließgeräuschen mit tropfenförmig ausgebildeten Ventilschlußteilen versehen. Die Tropfenform wird dadurch erreicht, daß das Verschlußteil im unteren Bereich 311 halbkugelförmig ausgebildet ist, woran sich ein Kegelstück 312 als Übergang zum Ventilstößel 305 anschließt. Am Mantel des Kegelstücks 312 ist eine Dichtung 313 angeordnet, die mit dem Ventilsitz 304 den dichten Abschluß gewährleistet.

In einer weiteren, parallel zu beiden Längsbohrungen 301 für die Zuflußventile angeordnuün Bohrung 314 im Mittelteil 30 ist ein Thermostatelement 36 angeordnet. Das Thermostatelement ragt durch die Mischkammer 37 hindurch, in der sich die beiden von den Zuflußventilen regulierten Kalt- und Warmwasserzuflüsse mischen und ein temperiertes Mischwasser erzeugen. Es ist ebenfalls wie die Ventilstößel 305 mit einem O-Ring 38 zur Mischkammer hin abgedichtet und axial mit einer Druckfeder 39, die sich in einer Sackbohrung 23 des Grundteils 20 abstützt, gegen den Steuermechanismus im Kopfteil verspannt. Um das Mittelteil herum ist zur Begrenzung der Mischkammer 37 ein schwenkbarer, mit O-Ringen gedichteter Auslaufarm 33 angeordnet.

Auf dem Mittelteil ist m't Gewinde 41 das Kopfteil 40 mit einem Gehäuse 42 aufgeschraubt. Das Gehäuse 42 dient gleichzeitig mit seiner Stirnfläche 43 als Axialsicherung für den schwenkbaren Auslaufarm 33. In dem Gehäuse ist eine axial festliegende, drehbare Hülse 44 eingelagert, die sich mit einem Gleitring 45 zur guten Drehbarkeit gegen eine Schulter im Gehäuse 42 abstützt. Im oberen Stirnteil 46 ist ein Bedienungshebel 47 mit einem Exzenterelement 48 mit Hilfe eines Achsbolzens 49 gelagert. Zur Abdichtung nach außen ist der obere Teil des Exzenters 50 halbkugelförmig ausgebildet und mit einem Dichtring 51 abgedichtet. Neben der Dichtung bewirkt der Ring 51 eine gewisse erwünschte Schwergängigkeit des Hebels 47. Der Exzenter 48 ist selbsthemmend ausgelegt und wirkt auf ein Gleitstück 52 ein, welches vorzugsweise aus gut gleitfähigem Kuns!stoff hergestellt ist. Das Gleitstück ist U-förmig ausgebildet und in einer Rinne 53 ein°r nachfolgend näher beschriebenen Taumelscheibe 54 gelagert.

Im Mittelteil der Hülse 44 ist senkrecht zur Drehachse 37 und um 90' zum Achsbolzen verdreht eine Ringscheibe 56 auf zwei Zapfen 55 kippbar gelagert. In der Ringscheibe ist auf einem Achsbolzen 58 die Taumelscheibe 54 schwenkbar gelagert. Der Achsbolj'.en 58 ist parallel zum Achsbolzen 49 außerhalb der Drehachse 57 der Hülse 44 auf einer Sekante angeordnet. An der Unterfläche der Taumelscheibe 54 liegen die Verlängerungsstücke 35 der Ventilstößel 305 an, so daß die Lage der Taumelscheibe und damit der Öffnungsgrad der Ventile von der Stellung des Exzenters 48 abhängig ist.

Zur Regelung der Mischwassertemperatur ist im unteren Teil der Hülse 44 in Ausnehmungen 59

formschlüssig eine Kurvenscheibe 60 angeordnet. An der Steuerfläche 61 liegt mit seiner Stirnfläche 62 das mit der Druckfeder 39 gegen die Kurvenscheibe verspannte Thermostatelement 36 an. In der Kurvenscheibe ist ein ringförmiger Schlitz 63 vorgesehen, durch den der Kolben 64 des Thermostatelementes hindurchreicht und an einem Regulierwaagehebel 65 anliegt. Der Regulierwaagehebel ist mit einem Zapfen 66 in einem Schlitz 67 der Kurvenscheibe schwenkbar gelagert und als halbkreisförmiges Ringbogenstück ausgebildet damit die Ventilstößel frei an der Taumelscheibe 54 anliegen können. Der Regulierwaagehebel liegt mit einem Druckstift 68 an der Ringscheibe 56 an. Zur sicheren Führung der Ringscheibe ist außerdem oberhalb des Zapfens 66 zwischen dem Regulierwaagehebel und der Ringscheibe eine Rückstellfeder 69 angeordnet.

Das Mischventil äfucitci nun JIi folgender VVsiSE:

Von den Versorgungsleitungen wird durch die Bohrungen 21 Warm- und Kaltwasser zu den Zuflußventilen 302 geleitet. Durch eine Aufwärtsbewegung des Bedienungshebels 47 bewirkt der Exzenter 48 ein Absenken der Taumelscheibe 54, wodurch mittels der Ventilstößel 305 die Zuflußventile geöffnet werden. Je nach Ausmaß und Richtung der Auf- und Abbewegung kann eine gewünschte Gesamtausflußmenge eingestellt werden.

Durch eine Dreh- oder Schwenkbewegung des Bedienungshebels 47 wird die Hülse 44 mit der Taumelscheibe 54 zu den beiden Ventilstößeln 305 der Zuflußventile 302 für Kalt- und Warmwasser verdreht, so daß bei einer Schräglage der Taumelscheibe 54 die Ventile für Kalt- und Warmwasser unterschiedlich weit geöffnet werden und somit je nach Drehstellung ein entsprechend geändertes Öffnungsverhältnis der beiden Ventile zueinander erzielt wird. Durch ein Verdrehen des Bedienungshebels 47 kann also ein unterschiedliches Mischungsverhältnis der beiden zuströmenden KaIt- und Warmwasser erreicht werden. Eine mittlere Mischtemperatur läßt sich erzielen, wenn sich der Achsbolzen 58 der Taumelscheibe parallel zur Verbindungslinie der beiden Ventilstößel 305 befindet. In dieser Lage öffnen die beiden Zuflußventile beim Absenken der Taumelscheibe 54 gleichmäßig. Nach einem Verschwenken um 90° aus dieser Mittellage kann jeweils entweder nur kaltes oder nur warmes Wasser gezapft werden.

Zur Überwachung der mit dem Bedienungshebel 47 voreingestelllen Mischwasserausflußtemperatur, die durch verschiedene außerhalb des Mischventils liegende Slörquellen, wie Druck- oder Temperaturänderungen im Rohrleitungsnetz, verändert werden kann, ist eine Temperaturregeleinrichtung vorgesehen.

Die Temperaturregeleinrichtung arbeitet wie folgt:
Die mit dem Bedienungshebel 47 voreingestellte Mischwassertemperatur wird durch das Thermostatelement 36 in der Mischkammer 37 abgetastet. Bei einer Temperaturabweichung des Mischwassers wird der Kolben 64 des Thermostatelements aus dem Gehäuse herausgedrückt oder eingezogen, so daß der Regulicrwaagehebel 65 um seinen mit dem Zapfen 66 gebildeten Drehpumkt mehr oder weniger ausgelenkt wird und somit der Druckstift 68 ein Verkippen der Ringscheibe 56 bewirkt. Hierdurch tritt unabhängig vom eingestell-ίκΐι Weri uei Äusnußincngc üfiu dcffi mischungsverhältnis, da die Taumelscheibe 54 zu der Ringscheibe 56 mit dem Achsbolzen 58 um 90° verdreht schwenkbar angeordnet ist und damit relativ zur Ringscheibe durch die Kippbewegung des Regulierwaagehebels nicht verändert wird, ein gegenläufiges öffnen und Schließen der beiden Zuflußventile 302 statt, so daß die Mischwassertemperatur dem vorgegebenen Wert angeglichen wird. Damit das Thermostatelement 36 in den jeweiligen Örehstellungen. d. h. gewählten Mischwassertemperaturen, in seiner Lage zum Regulierwaagehebel angepaßt werden kann, liegt es mit seiner Stirnfläche 62 an der Steuerfläche 61 federverspannt an, so daß in jeder Gemischstellung der erforderliche Arbeitsbereich des Thermostatelements an der Regeleinrichtung zur Wirkung gelangt.

Damit ein einwandfreies Verkippen der beiden Scheiben 54 und 56 gewährleistet ist, ist das Gleitstück 52 zur Aufnahme des Exzenters 48 auf der Taumelscheibe 54 U-förmig ausgebildet. Hierbei liegt die Grundfläche gewölbt in einer zylindrischen Mulde 53 der Taumelscheibe. Die U-Schenkel 521 sind strahlenförmig zum Mittelpunkt der Achse 55 gerichtet und können die Kippbegrenzung bilden. Der Boden 523 des U-förmigen Stückes ist entsprechend mit einem Radius zum Zapfen 55 gewölbt, so daß der Exzenter 56 etwa senkrecht zum Achsbolzen, unabhängig von der Kippstellung, einwirkt. Zur sicheren Lage auf der Taumelscheibe ist der Boden

523 dem Bogen des Exzenters 48 angepaßt.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Palentansprüche:

I. Thermostatisch geregeltes Mischventil, insbesondere zum Mischen ·· m Kalt- und Warmwasser, bei dem eine Taumelscheibe mit einem in einer Sekante des Scheibenumfangs liegenden Schwenklager eines drehbaren Tragkörpers gelagert ist, die Schräglage und Drehstellung der Taumelscheibe mittels eines Handbedienungsorgans einstellbar ist, ein Thermostatelement und eine zugehörige Rückstellfeder in Stellung der Taumelscheibe beeinflußt und die Zuflußventile mittels Ventilstößel an der Unterseite der Taumelscheibe anliegen, dadurch gekennzeichnet, daß der drehbare Tragkörper der Taumelscheibe (5,54) als Ringscheibe (3,56) ausgebildet ist, in der die Taumelscheibe (5, 54) mit einem Achsbolzen (6, 58) gelagert ist, und die ihrerseits mit um 90° zum Achsbolzen (6, 58) versetzten Zapfen (4, 55) in einer axial festliegenden drehbaren Hülse (2, 44) kippbar gelagert wird, daß formschlüssig mit der Hülse (2, 44) eine Kurvenscheibe (60) verbunden ist, an der das im Ventilgehäuse (20, 30) gehaltene, federverspannte Thermostatelement (13, 36) gleitend anliegt, dessen beweglicher Kolben (64) das Auflager für einen mit der Hülse (2, 44) verdrehbaren, axial festliegend an der Hülse angelenkten Reguliep-vaagehebel (14, 65) bildet, der mit seinem Hebelarm an der Ringscheibe (3, 56) anliegt, und daß oberhalb des Anlenkpunktes zwischen Regulierwaagehebel und Ringscheibe die Rückstellfeder^,69) angeordnet ist.
2. Thermos: .tisch geregeltes Mischventil nach Anspruch 1, dadurch y.ekennr^ichnet, daß das Thermostatelement mit seiner Stirnfläche (62) durch eine in einer Sackbohrung f3) angeordnete Druckfeder (39) gegen die Steuerfläche (61) der Kurvenscheibe (60) gedrückt wird und der Kolben (64) des Thermostatelements durch einen ringförmig ausgebildeten Schlitz (63) in der Kurvenscheibe hindurchgeführt ist und auf seiner Stirnfläche der Regulierwaagehebel (65) aufliegt.
3.Thermostatisch geregeltes Mischventil nach den Ansprüchen 1 —2, dadurch gekennzeichnet, daß der Regulierwaagehebel (65) mit einem Zapfen (66) in einem Schlitz (67) der Kurvenscheibe verschwenkbar gelagert ist und mit einem vom Drehpunkt entfernt angeordneten Druckstift (68) an der Ringscheibe (36) anliegt.
4. Thermostatisch geregeltes Mischventil nach den Ansprüchen 1 —3, dadurch gekennzeichnet, daß der Regulierwaagehebel (65) ringförmig ausgebildet ist und die Ventilstößel (305, 35) teilweise von ihm umfaßt werden.