DE2738461C2 - Einhand-Mischventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Einhand-Mischventil nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Als Schließ- und Regelelemente von Mischventilen

65 kommen zunehmend sogenannte Steuerscheiben in Gebrauch, Dabei handelt es sich um Platten aus Keramik oder anderem hartem Material, deren Oberflächen auf hohe Güte poliert sind. Werden solche Platten aufeinandergelegt, so haften sie weitgehend unter der Einwirkung von Adhäsionskräften aneinander. Sie lassen sich gegeneinander verschieben, wobei sie stets wasserdicht miteinander verbunden bleiben. Das Regelprinzip dieser Steuerscheiben besteht nun darin, öffnungen in diesen Steuerscheiben durch Relatiwerschiebung mehr oder weniger stark in Überlappung zu bringen. Durch geeignete Anordnung der öffnungen und Bewegungsführung werden so Durchlaßquerschnitte für Warm- und Kaltwasser variiert

Es hat sich nun herausgestellt, daß Einhand-Mischventile der eingangs genannten Art, wie sie in der DE-OS 23 41585 beschrieben sind, in bestimmter Hinsicht besonders vorteilhaft sind: Temperatur und Menge des auslaufenden Mischwassers lassen sich besonders präzise und unabhängig voneinander regeln, wenn die bewegliche Regelscheibe in zwei senkrecht aufeinanderstehenden Richtungen über die Festscheibe geführt werden kann. Der bekannte Mechanismus, der dieses leistet, ist jedoch mechanisch kompliziert und anfällig.

Aus der DE-AS 20 38 336 ist ein Mischventil bekannt, bei welchem Ventilschließkörper in konventioneller Weise mit Ventilsitzen zusammenwirken. Die Ventilschließkörper werden unter Federeinwirkung gegen die Ventilsitze gedruckt und zum Öffnen des Kalt- bzw. Warmwasserweges von diesem abgehoben. Die Ventilschließkörper bewegen sich dabei ausschließlich in axialer Richtung. Zur Erzielung einer kombinierten Misch- und Regelfunktion müssen die beiden Ventilschließkörper getrennt voneinander bedienbar sein. Die Steuerfläche, mit welcher die beiden Ventilfließkörper bedient werden, übernimmt sowohl die Mengen- als auch die Temperaturregelung. Sie ist daher zwingend kegelig ausgebildet.

Beim Gegenstand der DE-AS ! 1 44 982 werden zur Regelung des Mischungsverhältnisses und zur Mengenregelung unterschiedliche Elemente eingesetzt: Die Einstellung der Menge geschieht durch ein Hubventil, die Einstellung der Temperatur durch einen Schließkolben. Nur letzterer wird durch eine Exzenterfläche verschoben; er führt eine Bewegung in ausschließlich einer Richtung aus.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Einhand-Mischventil der eingangs genannten Art derart auszugestalten, daß die präzise mechanische Führung der Regelscheibe in zwei aufeinander senkrechten Richtungen möglichst einfach ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Hauptanspruch beschriebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die erfindungsgemäß vorgesehene drehbare Hülse setzt mit ihren inneren Steuerflächen, deren Mantellinien achsparallel und gerade verlaufen, eine von Hand vorgenommene Drehbewegung in besonders einfacher Weise in eine translatorische Bewegung der Regelscheibe um, wobei die Bewegung der Regelscheibe in der hierzu senkrechten Richtung unbehindert bleibt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform des Mischventils;

F i g. 2 einen Schnitt gemäß Linie 11-11 von F i g. 1;

F i g, 3 eine Draufsicht auf eine Hälfte der Ventilkartusche gemäß Linie JH-IJl von Fig,2 mit eingesetzter Regelscheibe;

Fig,4 einen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Mischventils; F i g, 5 einen Schnitt gemäß Linie V-V von F i g, 4;

F i g. 6 einen Schnitt gemäß Linie Vl-VI von F i g, 4,

Bei dem in den F i g. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um ein Einhand-Einhebel-Mischventil, mi c dem also sowohl die Menge als auch die ι ο Temperatur des auslaufenden Mischwassers einhändig eingestellt werden kann. Es umfaßt eine ortsfest im (strichpunktiert dargestellten) Armaturengehäuse 1 angebrachte Kartusche 2- In dieser befinden sich ein Einlaufkanal 3 für Kaltwasser, ein Einlaufkanal 4 für Warmwasser und, etwa gegenüberliegend, ein Auslaufkanal 5 für Mischwasser.

Zwischen den Einlaufkanälen 3,4 einerseits und dem Auslaufkanal 5 andererseits sind drei Keramik-Steuerscheiben 6,7,8 in folgender Weise angeordnet:

Die in der Zeichnung linke Steuerscheibe 6 sitzt ortsfest in einer entsprechenden Ausnehmung einer Hälfte der Kartusche 2 und wird daher nachfolgend Festscheibe genannt Sie weist zwei Durchtriiisöffnungen 9, 10 auf, welche mit den Einlaßkanälen 3, 4 kommunizieren. Die Durchtrittsöffnungen sind jeweils von elastischen Dichtungen 11 umgeben, die einen direkten Wasserübertritt zwischen den Einlaufkanälen 3, 4 verhindern und außerdem auf die Festscheibe 6 kontinuierlich einen gewissen Druck nach rechts ausüben. Auf diese Weise bleibt die Festscheibe 6 dauernd in enger Berührung mit der mittleren Steuerscheibe 7.

Diese mittlere Steuerscheibe 7 kann, wie nachstehend ausführlich beschrieben wird, in zwei senkrecht aufeinander stehenden Richtungen gegenüber den beiden anderen Steuerscheiben 6, 8 verfahren werden und regelt dabei Temperatur und Menge des auslaufenden Mischwassers. Sie wird daher nachfolgend Regelscheibe genannt. Die Regelöffnung 12 der Regelscheibe 7 wird durch Verschiebung in mehr oder weniger starke Überlappung mit den Durchtrittsöffnungen 9, 10 gebracht.

Die in der Zeichnung rechte Steuerscheibe 8 hat keinen Einfluß auf Temperatur oder Menge des auslaufenden Mischwassers. Das heißt, ihre Durchtrittsöffnung 13, die mit dem Auslaufkanal 5 kommuniziert, ist so groß, daß bei jeder möglichen Stellung der Regelscheibe 7 die Regelöffnung 12 voll in die Durchtrittsöffnung 13 der Steuerscheibe 8 mündet. Die Steuerscheibe 8 dient ausschließlich als Gegenführung für die Regelscheibe 7 und wird daher nachfolgend Gegensci'eibe genannt. Aufgrund der guten Führungsund Verscnleißeigenschaften wird sie zwar bevorzugt aus demselben Keramikmaterial hergestellt, aus dem auch die beiden anderen Steuerscheiben 6, 7 bestehen. Gegebenenfalls kann aber auch eine andere Gegenführung für die Regelscheibe 7 verwendet werden.

Die oben angedeutete Bewegbarkeit der Regelscheibe 7 in zwei zueinander senkrechte Richtungen, für die ein Spalt zwischen den beiden Hälften der Kartusche 2 den nötigen Freiraum schafft, wird auf folgende Weise verwirklicht:

Die Regelscheibe 7 ist von einem Rahmen 14, vorzugsweise aus einem Kunststoff mit niedrigem Reibungskoeffizienten umgeben, der an seiner Oberseite eine Verlängerung 15 mit einer vergrößerten, im Querschnitt kreisförmigen Kopf 16 und an jeder senkrecht verlaufenden Seite zwei Nasen 17 trägt. Die Nasen 17 ragen über die äußere Mantelfläche der Kartusche 2 hinaus,
Der Kopf 16 des Rahmens 14 ist in eine Ausnehmung

18 eines senkrecht verlaufenden Stellschaftes 19 mit soviel seitlichem Spiel eingeführt, daß die Regelscheibe 7 in ihrer erforderlichen Radialbewegung, also der Bewegung senkrecht zur Zeichenebene von Fig. 1, nicht behindert ist Ein axiales Spiel (bezogen auf die in F i g, \ senkrecht verlaufende Symmetrieachse) sollte jedoch vermieden werden.

Der Stellschaft 19 ist in einer Bohrung 20 eines Kopfstückes 21 geführt und läßt sich gegenüber dieser sowohl axial verschieben als auch verdrehen. Hierzu ist er über eine geeignete Schwenkverbindung 22 mit einem Handhebel 23 verbunden, der seinerseits über einen Zapfen 24 an einer Kappe 25 angelenkt ist Die Kappe 25 läßt sich gemeinsam mit dem Handhebel 23 gegenüber dem Kopfstück 21 verdrehen und wird durch einen Sprengring 26 auf diesem gehalten. Wird somit der Handhebel 23 um den Sch« -:;ikzapfen 24 verschwenkt, so bewegt sich der Stelisc':aft 19 in der Bohrung 20 des Kopfstückes 21 axial und nimmt dabei über den Rahmen 14 die Regelscheibe 7 mit Dies stellt eine der beiden Bewegungsmöglichkeiten der Regelscheibe 7 dar.

Das Kopfstück 21 wird in das Armaturengehäuse 1 eingeschraubt und liegt auf Vorsprüngen 27 der Kartusche 2 auf.

Die Drehbewegung von Handhebel 23, Kappe 25 und Stellschaft 19 um die in F i g. 1 senkrecht verlaufende Achse wird auf folgende Weise in eine radiale Translationsbewegung der Regelscheibe 7 umgesetzt:

Eine drehbare Hülse 28, die im wesentlichen die Form eines Hohlzylinders besitzt umgibt die Kartusche 2. Ein Deckel 29 der Hülse 28 erstreckt sich bis zum Stellschaft

19 und steht mit diesem so in formschlüssiger Verbindung, daß eine Drehbewegung des Stellschaftes 19 auf die Hülse 28 übertragen wird. Der Deckel 29 der Hülse 28 liegt auf der Kartusche 2 auf und läßt die Vorsprünge 27 der Kartusche 2 durch geeignete krtisbogenförmige Langlöcher30 durchtreten.

Die Hülse 28 besitzt auf der Innenseite geeignet gekrümmte Steuerflächen 30, an welchen die Nasen 17 des Regelscheiben-Rahmens 14 anliegen. Durch diese Gleitberührung wird die Drehbewegung der Hülse 28 in eine entsprechende, translatorische Radialbewegung der Regelscheibe 7 zwischen Festscheibe 6 und Gegenscheibe 8 umgesetzt. Dies ist die zweite, oben erwähnte Bewegungsart.

Wie insbesondere aus Fig.3 hervorgeht, wird die Kartusche 2 vorzugsweise aus zwei Hälften zusammengesetzt Die beiden Hälften werden im Deckelbereich 2a und "ii Vorsprüngen 2b zwischen oder unterhalb der Regelscheiben-Nasen 17 zusammengepunktet.

Die Funktionsweise des beschriebenen Einhand-Mischers ist folgende:

Wird der Handhebel 23 in irgendeiner Drehstellung der Kappe 25 um den Zapfen 24 verschwenkt, so wird die Regelscheibe / über den Stellschaft 19 senkrecht nach oben oder unten bewegt. Eine seitliche (radiale) Bewegung der Regelscheibe 7 findet dabei nicht statt. Aus diesem Grunde bleibt das Verhältnis der Flächen der Durchtrittsöffnungen 9,10 in der Festscheibe 6, die von der Regelöffnung 12 in der Regelscheibe 7 freigegeben werden, konstant. Daher ändert sich das Mischungsverhältnis des Auslaufwassers nicht. Was allerdings verändert wird, ist die Summe der von der

Regelöffnung 12 freigegebenen Durchtrittsöffnungsflächen und damit die Menge des auslaufenden Mischwassers. Je nach Schwenkrichtung des Handhebels 23 wird die Auslaufmenge vergrößert oder verkleinert.

Wird die Kappe 25 und damit der Stellschaft 19 sowie ■> die Hülse 28 mittels des Handhebels 23 um die in F i g. I senkrecht verlaufende Achse verdreht, so geschieht folgendes:

Ausgehend von der in F i g. 2 dargestellten Stellung in der die Kaltwasser- und Warmwasser-Durchtrittsöff- i< > nungen 3 bzw. 4 jeweils etwa zur Hälfte freigegeben sind, bewirkt eine Verdrehung der Hülse 28 im Uhrzeigersinn eine in der Zeichnung nach oben gerichtete Radialbewegung der Regelscheibe 7. Dadurch gerät die Regelöffnung 12 in stärkere Überlap- ι. pung mit der Warmwasser-Durchtrittsöffnung 4, während die Kaiiwasser-Durchtrittsöffnung 3 in gleichem Maße geschlossen wird: Das auslaufende Mischwasser wird — ohne Veränderung der Menge — wärmer.

Umgekehrt bewirk! ε·ρε Verdrehung der Hülse 2» in :·■ Fig. 2 eine Radialbewegung der Regelscheibe 7 nach unten, wodurch die Kaltwasscr-Durchtrittsöffnung 3 weiter geöffnet und die Warmwasser-Durchtrittsöffnung 4 entsprechend blockiert wird: Das auslaufende Mischwasser wird ohne Mengenveränderung kälter. ?-,

Selbstverständlich können auch kombinierte Dreh- und Schwenkbewegungen des Handhebels 23 durchgeführt werden, wobei dann sowohl Temperatur als auch Menge des auslaufenden Mischwassers verändert werden. m

In den F i g. 4 bis 6 ist eine weitere Ausführungsform des Einhand-Mischventils dargestellt, das im wesentlichen mit dem zuvor beschriebenen übereinstimmt. Der Hauptunterschied besteht darin, daß auf Handhebel und gesonderte Kappe verzichtet wurde und statt dessen die r, Hülse, welche die gekrümmten, inneren Steuerflächen enthält, selbst als Betätigungshandgriff ausgebildet ist

Wiederum sind in der vorzugsweise aus zwei Hälften zusammengesetzten Kartusche 102 Einlaufkanälc 103,

104 für Warm- und Kaltwasser sowie ein Auslaufkanal n<

105 für Mischwasser vorgesehen. Zwischen einer Festscheibe 106 und einer Gegenscheibe 108. die ortsfest und abgedichtet in entsprechenden Ausnehmungen der Kartusche 102 sitzen, läßt sich eine Regelscheibe 107 axial und radial in senkrecht aufeinander stehenden Richtungen verschieben.

Die Regelscheibe 107 ist diesmal ohne Kunststoff-Rahmen ausgebildet und besitzt selbst einen an einer oberen Verlängerung 115 sitzenden, vergrößerten Kopf 116 und seitliche Nasen 117. Der Kopf 116 greift in eine als Kulissenstein 118 ausgebildete Mitnahme des Stellschaftes 119 ein, der in einer oberen Bohrung 131 der Kartusche 102 axial verschiebbar geführt ist. Eine Drehbewegung des Stellschaftes 119 wird jedoch durch den in einer Ausnehmung 132 der Kartusche 102 gleitenden Kulissenstein 118 verhindert.

Der Kopf 116 der Regelscheibe 107 kann sich in dem Kulissenstein 118 so seitlich verschieben, daß die Radialbewegung der Regelscheibe 107 nicht behindert wird.

Der Stellschaft 119 weist seinerseits einen im Querschnitt kreisförmigen Mitnahmekopf 133 auf, der in einer entsprechenden Ausnehmung der als Handgriff gehaltenen Hülse 128 einsitzt. Diese weist an ihrer Innenseite wieder geeignet gekrümmte Steuerflächen 130 auf, an denen die Nasen 117 der Regelscheibe 107 anliegen.

Wird daher die Hülse 128 von Hand um die in F i g. 4 und 5 senkrecht vprjaufrnrlr Arhse verdreht, so führt dies in der oben beschriebenen Weise zu einer Radialbewegung der Regelscheibe und damit zu einer Temperaturveränderung des Mischwassers. Wird an der als Handgriff ausgebildeten Hülse 128 axial gezogen oder gedrückt, so überträgt sich dies über den Stellschaft 119 auf die Regelscheibe: Es tritt eine entsprechende Mengenveränderung des auslaufenden Misch wassers ein.

Seit¹' 'verständlich braucht die Regelscheibe 7 bzw. 107 nicht über Nasen 17 bzw. 117 an den Steuerflächen 30 bzw. 130 zu gleiten. Es kann auch ein Kontakt über die vollen Seiten der Regelsche'be erfolgen. Durch die mit den Nasen erzielte kleinflächige Berührung werden jedoch die wirkenden Reibungskräfte weiter reduziert.

Bei beiden beschriebenen Ausführungsformen läßt sich die Regelscheibe vollkommen präzise und unabhängig parallel zu zwei senkrecht aufeinander stehenden Bewegungsrichtungen verschieben. Falls gewünscht, ist für beide Regelgrößen eine vollständig lineare (proportionale) Regelcharakteristik erzielbar. Für Badearmaturen empfiehlt es sich jedoch, die Regelcharakteristik für die Temperatur im sogenannten Komfortbereich, d. h. in der Gegend von 37°C, zu spreizen, damit hier eine genauere, den individuellen Wünschen entsprechende Temperatur-Einstellung möglich ist. Dies läßt sich in einfacher V/eise dadurch erzielen, daß die Steuerflächen 30 bzw. 130 in der Hülse 28 bzw. 128 im entsprechenden Winkelbereich flacher verlaufen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. E'mnand-Mischventil mit einer Festscfaeibe, die eine Durch uittsöffnung für Warmwasser und eine Durchtrittsöffnung für Kaltwasser aufweist; mit einer auf der Festscheibe aufliegenden Regelscheibe, die gegenüber der Festscheibe in zwei zueinander senkrechten Richtungen verschiebbar ist und eine Regelöffnung aufweist, die mit den Durchtrittsöffnungen der Festscheibe in unterschiedliche Überlap-1 ο pung gebracht werden kann; mit einem axial in einer der beiden Richtungen beweglichen Stellschaft, der an der Regelscheibe angreift, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Regelscheibe (7; 107) umgebende, gegenüber dieser verdrehbare Hülse (28; 128) vorgesehen ist, die an ihrer Innenseite geeignete gekrümmte Steuerflächen (30; 130) besitzt, deren Mantellinien parallel zur Bewegungsrichtung des Stellschafts (19) verlaufende Geraden sind und an denen sich zwei gegenüberliegende Seiten der Regelscheibe (7; 107) direkt oder indirekt »ostützen.

2. Einhand-Misehventii nach Anspruch !, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Regelscheibe (7; 107) über seitlich vorspringende Nasen (17; 117) an den Steuerflächen (30; 130) abstützt.

3. Einhand-Mischventi! nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelscheibe (7) von einem Rahmen (14) eingefaßt ist.

4. Einhand-Mischventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (14) aus Kunststoff ist

5. Einha;:i-Mischventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelscheibe (7; 107) über einen an einer Verlangerung (15; 115) sitzendes Korf (16; 116) in einer Mitnahme (18; 118) des Stdlschaftes (19; 119) einsitzt, die eine seitliche (radiale) Bewegung der Regelscheibe (7; 107) zuläßt

6. Einhand-Mischventil nach einem der Ansprüehe 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerflächen (30; 130) in einem bestimmten Winkelbereich flacher geführt sind als in anderen Winkelbereichen.

7. Einhand-Mischventil nach einem der Ansprüehe 1 bis 6, bei welchem der Stellschaft axial verschiebbar und verdrehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (28) mit dem Stellschaft (19) in Drehverbindung steht.

8. Einhand-Mischventil nach einem der Ansprüehe I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die die Steuerflächen (130) tragende Hülse (128) als Handgriff ausgebildet ist und daß die Hülse (128) über eine axiale Mitnahme (133) mit dem Stellschaft (119) verbunden ist.

9. Einhand-Mischventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnahme zwischen Regelscheibe (107) und Stellschaft (119) einen Kulissenstein (118) umfaßt, der in einer Ausnehmung (132) eines ortsfesten Teiles (102) gleitet.