DE2706369A1

DE2706369A1 - Mischbatterie mit thermostatisch gesteuerten ventilen

Info

Publication number: DE2706369A1
Application number: DE19772706369
Authority: DE
Inventors: Maj Andersson; Gunnar Lagher
Original assignee: Gustavsbergs Fabriker AB
Current assignee: Gustavsbergs Fabriker AB
Priority date: 1976-02-16
Filing date: 1977-02-15
Publication date: 1977-08-18
Also published as: SE7601682L; FR2341089A1; CH616217A5; SE407450B; DK61577A; FI770309A; US4116377A; NO770477L

Description

Dipl.-Ing. Hans-Jörgen Möller Or.-Ing. Robert Poschenrieder(1932-72)t Dr. rer. not. Dipl.-Chem. Thomas Berendt Dr. · Ing. Elisabeth Boettner (1963-75) Dr.-Ing. Hans Leyh ♦

MOIIer. Bwndt * fyh. Eottfoch 8013«. WOO MOnAen 60 O 8000 München 80

Postfach 8013 i9 Lucile-GrahifStrafi· 38 Telefon (089) 475155 u. 477122 TelegramnvcobJe:

ZETAPATENT MÖNCHEN

j A 14 005 / Lh/fi

Betrifft:
R·.

AB GUSTAVSBERGS FABRIKER
Gustavsberg (Schweden)

Mischbatterie mit thermostatisch gesteuerten Ventilen

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Mischbatterie mit thermostatisch gesteuerten Ventilen.

Thermostatisch gesteuerte Mischbatterien verschiedener Art» vorzugsweise für Wasser, sind schon bekannt. Beispielsweise gibt es Mischventile mit Balgenthermostaten, mit Thermostaten aus Bimetallstäben und mit hülsenfurmigen Thermostaten aus Werkstoff mit einem Längenausdehnungskoeffizienten, der von dem Koeffizienten des sie umgebenden Mischergehäuses abweicht.

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Postscheck München 86779-807 (BLZ 70010080) Bayer. Vereintbonlt München 65931 (BLZ 70020270) S.W.I.F.T. odreu BVBE DE MM Deutle ή.int M inchen 73/26440 (BLZ 70070010) Hypobank München 3180049702 (BlZ 70070044) S.W.I.f.T. odresi HYPO DE MV

Die bekannten thermostatischen Mischbatterien sind gewöhnlich relativ groß« weil die eigentlichen Thermostaten gewisse Abmessungen haben müssen» um innerhalb des in Frage stehenden Temperaturbereichs für die Verstellung der verwendeten Ventile notwendige Bewegungen leisten zu können.

Zweck der Erfindung ist, innerhalb eines Umfangs in Obereinstimmung mit herkömmlichen manuell betätigten Mischbatterien eine Mischbatterie von guter TemperaturStabilität des gemischten Mediums herzustellen. Um dieses Ziel zu erreichen» ist der verwendete Thermostat als Doppelspirale aus zwei nicht rostenden Metallen gestaltet und in der Austrittshülle der Mischbatterie angeordnet. Dadurch tastet die Spirale laufend die Temperatur der gemischten Flüssigkeit ab, und da die beiden für die Spirale verwendeten Metalle verschiedene Längsausdehnungskoeffizienten aufweisen, strebt die Spirale bei zunehmender Temperatur danach, sich aufzudrehen und bei abnehmender Temperatur sich zusammenzudrehen. Am inneren Ende der Spirale ist ein Querbalken befestigt, der entsprechend den Drehbewegungen der Spirale kippt, wobei die Enden des Querbalkens einmal einen im Ventil für warme Flüssigkeit und einmal einen im Ventil für kalte Flüssigkeit angebrachten, als Ventilkegel dienenden Kolben gegen seine Absperrstellung bewegen. Im äußeren Ende der Spirale, das sich in der Austrittetülle befindet, sind Organe für die Einstellung der Spirale um ihre Symmetrieachse und somit die Einstellung der gewünschten Temperatur der gemischten Flüssigkeit angebracht. Die Mengenregelung der Mischbatterie erfolgt mit Hilfe eines Handrads, das an einer durch den Oberteil des Mischgehäuses hindurchgeführten steigenden Spindel angebracht ist. Durch Verstellen des Handrades ändert sich die Höheneinstellung der Spindel und somit auch die Höheneinstellung eines an ihrem unteren Ende geformten

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Kugelzapfens. Um diesen Kugelzapfen kippt der oben erwähnte Querbalken, und die zunehmende Höhe des Querbalkens über den Ventilen ermöglicht einen größeren Ausschlag über den Sitzen für die in den Ventilen als Kegel dienenden Kolben, wodurch ein zunehmender Strom durch die Mischbatterie entsteht.

Die Kolben sind in den zylindrischen Ventilen beweglich und in der Mitte ausgebohrt sowie so gestaltet, daß ihre Bewegungen durch erzielte Servokräfte erleichtert werden. Durch die oberen Kolbenböden laufen gedrosselte Fortsetzungen der erwähnten Ausbohrungen. Die Enden des Querbalkens, die bei geschlossenen Ventilen an den oberen Kolbenböden anliegen, sind an den Berührungspunkten mit Gummipolstern versehen, um eine gute Dichtung an den Löchern der Kolbenböden zu erhalten.

Anhand der nachstehenden Zeichnung soll eine als Wassermischer vorgesehene Ausführungsform der Erfindung näher beschrieben werden.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch das Mischbatteriegehäuse und seine Austrittstülle in einer senkrechten Ebene durch die Längsachse der Tülle.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch die beiden Ventile, die hier für warmes und kaltes Wasser vorgesehen sind. Dieser Schnitt liegt senkrecht zum Schnitt nach Fig. 1 und ist dort mit A-A bezeichnet.

Fig. 2a ist eine Draufsicht auf die Ventile und Ihre Lage in Fig. 2 ist mit II-II gekennzeichnet.

Fig. 3 ist ein Detailbild des Endes der Bimetallspirale

in der Nähe der Mündung der Austrittstülle mit einem Teil einer übertragungseinrichtung, die in

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Fig. 3a in einem Schnittet der Bezeichnung III-III in Fig. 3 dargestellt ist.

Fig. 4 zeigt den anderen Teil der Einrichtung zur Umwandlung einer Drehbewegung in einer Ebene in eine Drehbewegung in einer anderen Ebene.

Die gezeigte Mischbatterie besteht aus einem Mischgehäuse 1 mit einer Austrittstülle 2. In der Austrittstülle 2 befindet sich eine Bimetallspirale, die als Thermostat dient. Die Spirale ist auf eine an sich bekannte Art aus zwei dicht aneinander anliegenden Flachdraht-Wendeln zusammengesetzt, wobei die eine Wendel im Prinzip eine Spirale im Inneren einer aus der anderen Wendel bestehenden Spirale bildet. Die erstgenannte besitzt vorzugsweise einen größeren Längenausdehnungskoeffizienten als die letztgenannte, so daß die Bimetallspirale dazu neigt, sich bei Temperaturanstieg auszudehnen. Dadurch, daß die Bimetallspirale 3 an ihrem in der Austrittstulie 2 ganz am Auslauf liegenden Ende fixiert ist, dreht sie eich um ihre eigene Symmetrieachse. Dabei wird der Drehwinkel eines Punktes auf der Spirale um so größer, je tiefer in der Austrittstülle 2 dieser Punkt liegt. Am inneren Ende der Bimetallspirale 3 ist ein Querbalken 4 befestigt. Dieser Querbalken wird durch die hin- und hergehenden Drehbewegungen der Bimetallspirale gekippt. Als Drehpunkt des Querbalkens 4 dient ein Kugelzapfen 5, Dieser besteht aus dem unteren Ende einer durch den Oberteil des Mischergehäuses 1 hindurchgehenden steigenden Spindel 6, die zur Betätigung mit einem nicht gezeichneten Handrad oder dergleichen versehen wird. Durch Drehen dieses Bedienungsorgans wird die Spindel 6 und somit auch der Kugefcapfen 5 gehoben oder gesenkt. Auf diese Weise wird der Durchfluß durch die Mischbatterie geregelt.

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Der Querbalken 4 betätigt die Ventile 7, 8 für warmes bzw. kaltes Wasser. Diese Ventile sind genau gleich ausgeführt und bestehen aus Zylindern 9, in denen sich Kolben 10 bewegen können. Zwischen den Zylinderwänden und den Kolben sind zur Abdichtung sogenannte U-Dichtungen oder Topfmanschettendichtungen 11, 12 angebracht, wobei die oberen Dichtungen 12 im Verhältnis zu den unteren 11 umgekehrt liegen. Dadurch entstehen in den Ventilen ringförmige Hohlräume 13. Diese Hohlräume stehen über in den Kolben 10 radial gebohrte schmale Löcher 14 in Verbindung mit zentralen axialen Ausbohrungen 15 in den Kolben. Von Löchern 16 an den unteren Enden der Kolben 10, die wesentlich kleineren Durchmesser als die Ausbohrungen 15 aufweisen, führt die Verbindung hinaus in Zuführungsleitungen 17, 18 für warmes bzw. kaltes Wasser.

Die Mischbatterie arbeitet, indem Wasser von den Zuführungsleitungen 17, 18 in die Hohlräume 13 eindringt, wo in der Ruhestellung Leitungsdruck herrscht. Wenn die Spindel 6 mit Hilfe des nicht gezeichneten Bedienungsorgans gedreht wird, steigt sie und mit ihr auch der Kugelzapfen 5. Dabei bekommt der Querbalken 4 ein gewisses Spiel, und seine Enden, die zur Abdichtung an den halbkugelförmigen oberen Böden der Kolben 10 mit Gummipolsern 19 versehen sind, werden von diesen Kolbenboden abgehoben. Dadurch werden Löcher 20 in den Kolben freigegeben, die mit den Ausbohrungen 15 in Verbindung stehen. Der Wasserdruck in den Hohlräumen 13 wird schnell abgebaut, da das Wasser aus den Hohlräumen durch die radialen Löcher 14 in den Kolben in die Ausbohrungen 15 und von dort durch die Löcher 20 in den oberen Kolbenboden in das Mischergehäuse 1 dringt. Der Druck in den Zuführungsleitungen 17, 18 drückt dann die als Ventilkegel dienenden Kolben 10 von ihren Sitzen 21 nach oben. Da die Kolben 10 mit Eindrehungen 22 versehen sind, in

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denen die unteren Topfmanachettendichtungen 11 der Ventile 7, 8 sitzen, bewegen sich die Dichtungen mit den Kolben nach oben. Dabei werden die Austrittsöffnungen in den Wänden der Ventils/linder 9 freigegeben, und warmes, bzw. kaltes Hasser kann in das Mischergehäuse 1 und weiter zur Austrittstülle 2 strömen.

DJe Bimetallspirale 3 in der Austrittstolle 2 tastet die Temperatur des Mlschwassers ab. Die Sperre fUr das äußere Ende der Bimetallspirale 3 1st so gestaltet, daß eine Einstellung der gewünschten Mischwassertemperatur möglich ist. Zu diesem Zweck ist die Spirale mit einem gabelförmigen Endstück 24 versehen, in dem ein mit einer Kugel ausgebildeter Zapfen 25 liegt. Dieser Zapfen 25 bildet mit der Symmetrieachse der Bimetallspirale 3 einen in der neutralen Stellung, d.h. der Einstellung für handwarmes Wasser, stumpfen Winkel. Der Zapfen 25 ist mit einem Ring 26 verbunden, der zwei konzentrische Teile hat. Dieser Ring dient als Einstellorgang für die Temperatur. Wenn er gedreht wird, ändert sich der Winkel zwischen dem Zapfen 25 und der Symmetrieachse der Bimetallspirale3. Dabei wird die Bimetallspirale 3 durch ihr gabelförmiges Endstück 24 gedreht. Die Spirale tastet dann die Mischwassertemperatür ab und regelt auf die oben beschriebene Art das öffnungsverhältnis zwischen den Ventilen 7, 8 für warmes bzw. kaltes Wasser.

Wenn der Durchfluß durch die Mischbatterie abgesperrt wird, wird die Spindel 6 mit Hilfe des nicht gezeichneten Bedienungsorgans gedreht. Dabei wird der Kugelzapfen 5 gesenkt, so daß er den Querbalken 4 gegen die Oberseiten der Kolben 10 in den Ventilen 7, 8 drückt. Die Gummipolster 19 an den Enden des Querbalkens 4 verschließen dann die Löcher 2 in den oberen Kolbenböden. Dadurch wird die kleine Durchflußmenge, die bei offenem Ventil

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die ganze Zelt durch die Kolben strömt, abgesperrt. Die Größe der Durchflußmenge wird durch die vorzugsweise In Nippeln 27 In den unteren Böden der Kolben 10 ausgeführten Löcher 16 bestimmt. Nach dieser Absperrung wird der Druck In den Ausbohrungen 15 der Kolben 10 schnell aufgebaut, und durch die radialen Löcher 14 wird der Druck in den Hohlräumen 13 auf die gleiche Höhe wie in den Zuführungsleitungen 17, 18 gebracht. Da zu beiden Seiten der unteren Topfmanschettendichtungen 11 der gleiche Druck herrscht, ist für die Ventile nur eine sehr kleine Absperrkraft erforderlich, die vom Querbalken 4 aufgebracht wird. Es handelt sich hier also um hilfsgesteuerte Absperrventile für warmes bzw. kaltes Wasser.

Wenn die Regelung des Öffnungsverhältnisses zwischen den Ventilen bei größeren Mischbatterien eine größere Betätigungskraft verlangen sollte, können mehrere Bimetallspiralen in Parallelschaltung montiert werden. Im übrigen können mehrere andere eingebaute Teile im Rahmen des Erfindungsgedankens, wie er in den nachstehenden Patentansprüchen definiert ist, modifiziert werden.

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AO

Leerseite

Claims

Patentansprüche

( 1. Mischbatterie mit thermostatisch gesteuerten Ventilen fUr die Mischung von warmer und kalter Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet , daß durch einen Steuerthermostaten, bestehend aus einer Bimetallspirale (3), bei der Regelung ein Querbalken (4), dessen Enden die Ventile (7, 8) für wärme bzw. kalte Flüssigkeit betätigen, zum Kippen bringbar ist.
2. Mischbatterie nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die Ventile (7, 8) für warme bzw. kalte Flüssigkeit aus mit Austrittsöffnungen (23) versehenen Zylindern (9) bestehen, in denen mit Topfmanschettendichtungen (11, 12) abgedichtete Kolben (10) durch die Bewegung des Querbalkens (4) in eine für ein bestimmtes Mischungsverhältnis der Flüssigkeiten geeignete Lage bringbar sind.
3. Mischbatterie nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Kolben (10) rohrförmig sind und an ihren unteren Enden Löcher (16) von wesentlich kleinerem Durchmesser als der Innendurchmesser der Kolben (10) aufweisen und an ihren oberen Enden Kit Löchern (20) von kleinerem Durchmesser als der erwähnte Innendurchmesser ausgeführt sind, ferner daß jeder Kolben (10) mindestens ein radial verlaufendes Loch (14) als Verbindung zwischen seinem Hohlraum (15) und einem Ringraum (13) zwischen dem Kolben (10) und dem ihn umgebenden Zylinder (9) hat.
4. Mischbatterie nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die zum Anpressen an die oberen

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Böden der Kolben (10) bestimmten Enden des Querbalkens (4) mit Gummipolstern (19) versehen sind.
5. Mischbatterie nach Anspruch 4, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die oberen Böden der Kolben (10) halbkugelförmig ausgebildet sind.
6. Mischbatterie nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet /daß die Austrittsöffnungen (23) in den Ventilzylindern (9) in eine Mischkammer münden, die in eine Austrittstülle (2) übergeht.
7. Mischbatterie nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Steuerthennostat (3) in der Auetrittstülle (2) angeordnet ist.
8. Mischbatterie nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß an der Mündung der Austrittstülle ein Ring (26) vorhanden ist, der mit einem Zapfen (25) verbunden ist, welcher bei Drehung des Ringes (26) eine variierende Neigung erhält, wodurch der Steuerthennostat (3) um seine Symmetrieachse verstellbar ist.
9. Mischbatterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet» daß die Lage des Drehpunkts für den Querbalken (4) verschiebbar ist, um eine Mengenregelung durch die Mischbatterie zu bewirken.

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