DE2816478C2 - Thermostat-Mischventil - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Thermostat-Mischventil, dem aus getrennt zulaufendem Warm- und Kaltwasser in einer Mischkammer gemischtes Wasser einstellbarer Temperatur entnehmbar ist, mit einem Gehäuseeinsatz, in dem ein in Abhängigkeit von der Mischtemperatur verstellbarer Dehnkörper, an dessen einer Stirnfläche ein Druckstück anliegt, eine am Gehäuseeinsatz sich abstützende Druckfeder und eine bei Axialverschiebung im umgekehrten Verhältnis die Querschnitte der in den Gehäuseeinsatz mündenden Zuläufe für das Warm- und Kaltwasser verändernde Steuerhülse angeordnet sind.

Bei bekannten Thermostat-Mischventilen der vorgenannten Art (z. B. DE-OS 25 48 650) ist die Steuerhülse als beiderseits offener Hohlzylinder ausgebildet, der den Teil der Mischkammer begrenzt, der den temperaturabhängigen Dehnkörper aufnimmt. Die Verbindung von Steuerhülse und Dehnkörper erfolgt über radial verlaufende Arme. Über zwei koaxial zu dem temperaturabhängigen Dehnkörpei an seinen Stirnseiten angreifende Schraubenfedern, von denen eine an einem hohlen Deckel eines Gehäuseeinsatzes, die andere an dessen Boden abgestützt ist, ist der Dehnkörper gehalten. Über einen Zapfen ist der Dehnkörper mit einem den Deckel durchsetzenden, in Abhängigkeit von der gewählten Mischtemperatur verstellten Stift verbunden. Insgesamt sind Aufbau und Montage der bekannten Thermostat-Mischventile wegen der vorhandenen zahlreichen Einzelteile aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufbau von Thermostat-Mischventilen zu vereinfachen, ohne ihre Wirkungsweise zu verändern, insbesondere den temperaturabhängigen Dehnkörper, die Führung für den Dehnkörper und die Steuerhülse so auszugestalten, daß sie zu einer Baueinheit zusammengefaßt werden können. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Steuerhülse tassenförmig gestaltet ist, daß die Mischkammer einerseits durch das Druckstück und andererseits durch den Boden der tassenförmigen Steuerhülse begrenzt ist, daß an diesem Boden mittig ein Ende eines Führungsstifts für die Halterung des aus Bimetallscheiben bestehenden Dehnkörpers befestigt ist, und daß die Druckfeder auf der der Bimetallscheibensäule abgewandten Seite auf den Boden der tassenförmigen Steuerhülse einwirkt.

Bei der Erfindung ist die Steuerhülse tassenförmig gestaltet; an ihrem Boden ist der Führungsstift einseitig befestigt. Auf diese Weise bleibt einerseits die Funktion, daß die zufließenden Wasserströme im Innern der Steuerhülse sich mischen und dort den Dehnkörper beaufschlagen, erhalten. Andererseits bleibt das andere Ende des Führungsstifts frei, um die Bimetallscheiben aufreihen zu können. Dabei stützt sich die Bimetallscheibensäule einerseits am Boden der tassenförmigen Hülse ab, während am anderen Ende des Dehnkörpers das Druckstück angeordnet werden kann. Bei dem Thermostat-Mischventil nach der Erfindung sind der Dehnkörper, der Führungsstift und die Steuerhülse zu einer Baueinheit zusammengefaßt. Jedes dieser Teile ist nach dem Ausschrauben des Gehäuseeinsatzes leicht auswechselbar, z. B. wenn Kalbablagerungen die Wirkungsweise des Thermostat-Mischventils beeinträchtigen sollten. Insbesondere gilt das für die genannte Baueinheit, die die Verschleißteile des Thermostat-Mischventils enthält und die aus dem Gehäuseeinsatz herausnehmbar und auswechselbar ist.

Bei anderen Mischventilen (z. B. DE-AS 11 64 779) sind bereits die Bimetallscheibensäule, der Führungsstift und die Steuerhülse zu einer Baueinheit zusammengefaßt. Hierfür werden jedoch andere Maßnahmen als bei der Erfindung getroffen; auch betreffen die bekannten Mischventile nicht dieselbe Gattung wie die Erfindung; es handelt sich nicht um Mischventile mit geringer Bauhöhe.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt etwa im Maßstab 2 :1 vergrößert F i g. 1 einen Axialschnitt durch ein Thermostat-Mischventil;

F i g. 2 einen Axialschnitt durch einen Gehäuseeinsatz für das Thermostat-Mischventil nach F i g. 1;

F i g. 3 und 4 die beiden Stirnansichten fund Fdes in F i g. 2 dargestellten Gehäuseeinsatzes;

F i g. 5 und 6 Querschnitte entlang den Schnittlinien A-B und C-D durch den in Fig.2 dargestellten Gehäuseeinsatz;

F i g. 7 einen Axialschnitt durch ein Druckstück für das Thermostat-Mischventil nach F i g. 1;

F i g. 8 eine Stirnansicht des in F i g. 7 dargestellten Druckstücks;

F i g. 9 einen Axialschnitt durch eine Differenz-Verschraubung für das Thermostat-Mischventil nach Fig. 1;

Fig. 10 eine Stirnansicht der in Fig.9 dargestellten Differenz-Verschraubung;

F i g. 11 einen Axialschnitt durch eine Steuerhülse für dasThermostat-MiEchventil nach Fig. 1;

F i g. 12 eine Stirnansicht der in F i g. 11 dargestellten Steuerhülse.

Das als Ausführungsbeispiel gewäiate Thermostat-Mischventil weist ein Gehäuse 1 auf. In das Gehäuse 1 ist ein Gehäuseeinsatz 2 geschraubt. Der Gehäuseeinsatz 2 nimmt in seiner Symmetrieachse eine Spindel 3 auf, die einerseits über eine Stirnseite des Gehäuseeinsatzes 2 vorsteht, andererseits mit einem Druckstück 4 verschraubt ist, das in dem Gehäuseeinsatz 2 geführt ist. An der der Spindel 3 abgewandten Stirnseite des Druckstücks 4 lieg; eine Säule 5 von Bimetallscheiben an, die um einen in der Verlängerung der Spindel 3 vorgesehenen Führungsstift 6 angeordnet sind. Der Führungsstift 6 ist mit einer Steuerhülse 7 verbunden, die In dem Gehäuseeinsatz 2 geführt und auf der die Säule 5 von Bimetallscheiben abgestützt ist. Die Steuerhülse 7 umgreift teilweise die Säule 5. Koaxial zwischen Säule 5 und Steuerhülse 7 ist ein Steuerzylinder 8 in den Gehäuseeinsatz 2 geschraubt. Das der Spindel 3 entgegengesetzte Ende des Gehäuseeinsatzes 2 ist durch eine Differenz-Verschraubung 9 verschlossen. An der Differenz-Verschraubung 9 ist eine Druckfeder 10 abgestützt, deren entgegengesetztes Ende an der Steuerhülse 7 abgestützt ist.

Das Gehäuse 1 weist eine Bohrung ti für die Aufnahme des Gehäuseeinsatzes 2 auf. Die Bohrung 11 ist in Stufen 12 ausgeführt: Vom Rand 13 der Bohrung 11 ausgehend sind mehrere ringförmige Stufen 12 vorgesehen, deren Durchmesser mit der Entfernung von dem Rand 13 kleiner wird. Die Zahl der Stufen 12 hängt ab von der Zahl der Ringräume, die in die Bohrung 11 eingelassen sind und von denen je einer einem Zu- oder Ablauf für Kalt-, Warm- oder Mischwasser zugeordnet ist, und die gegeneinander abgedichtet werden müssen: Dem Rand 13 berachbart ist senkrecht zur Bohrung 11 im Gehäuse 1 der Ablauf 14 für Mischwasser vorgesehen, dem der Ringraum 15 zugeordnet ist; im wesentlichen parallel dazu im Abstand ein Zulauf 16 für Warmwasser, dem der Ringraum 17 zugeordnet ist; und schließlich parallel dazu im Abstand und entfernt vom Ringraum 13 der Zulauf 18 für Kaltwasser, dem der Ringraum 19 zugeordnet ist. Jede Stufe 13 dient als Anlagefläche für einen O-Ring 20, von denen jeder in einer der Nuten 21 vorgesehen ist, die ihrerseits in den Gehäuseeinsatz 2 tingelassen sind, und zwar in je eine der zugehörigen Stufen 13 im Gehäuse 1 entgegengesetzt gleiche Stufe 22. Die dem Rand 13 benachbarten Stufen 12, 22 weisen ein Gewinde 23 auf, über das der Gehäuseeinsatz 2 im Gehäuse 1 gehalten ist. Die übrigen Stufen 12, 22 liegen im abgedichteten Gleitsitz aneinander. Der über das Gehäuse 1 vorstehende Teil des Gehäuseeinsatzes 2 ist als Sechskant 24 ausgebildet, mit dessen Hilfe die Gewinde 23 ineinander zu schrauben sind.

Im Anschluß an die erste Stufe 22 mit dem O-Ring 20 ist in Höhe des Ringraums 15 für den Ablauf des Mischwassers ein Ringraum 25 mit einer Radialbohrung 26 vorgesehen, die die Verbindung zum Innen-Hohlraum 27 des Gehäuseeinsatzes in der Form einer Mischkammer 49 herstellt. Durch die anschließende Stufe 22 mit dem O-Ring abgedichtet ist in Höhe des Ringraums 17 für die Zufuhr von Warmwasser ein Ringraum 28 vorgesehen, der die Form dreier durch achsparallele Stege 29 voneinander getrennter Spalte aufweist. Auch dieser Ringraum 28 steht mit der Mischkammer 49 in Verbindung, ebenso wie ein weiterer, durch die anschließende Stufe 22 mit dem O-Ring abgedichteter, in Höhe des Ringraums 19 für die Zufuhr von Kaltwasser vorgesehener Ringraum 30, der ebenfalls die Form dreier durch achsparaliele Stege 29 voneinander getrennter Spalte aufweist

Der Sechskant 24 am Gehäuseeinsatz 2 ist mittig von einer Bohrung 31 durchsetzt, die in den? lnnen-Hohlraum 27 mündet. In der Bohrung 31 ist die Spindel 3 geführt. Die Führung erfolgt über ein Mittelstück 32, dessen Außendurchmesser gleich dem Innendurchmesser der Bohrung 31 ist. Die Bohrung 31 ist durch einen in eine Nut 33 im Mittelstück 32 eingelassenen O-Ring abgedichtet. Die Spindel 3 weist am freien äußeren Ende auf der Mantelfläche einen Vielkant 35 und innen ein nicht dargestelltes Sackloch für die Befestigung eines ebenfalls nicht dargestellten Bedienungsknopfes auf. Die Spindel 3 ist als Bewegungsschraube ausgebildet:

Ihr in den Innen-Hohlraum 27 hineinragender Teil ist mit einem Gewincleschaft 36 versehen, dessen Durchmesser größer ist als der des Mittelstücks 32. Über diesen Gewindeschaft 36 ist die Spindel 3 mit dem Druckstück 4 verschraubt. Durch eine an der Stirnfläche des Sechskant 24 anliegende Wellensicherung 37 und eine zwischen der inneren Stirnwand des Innen-Hohlraums 27 und dem Gewindeschaft 36 angeordneten Druckring 38 ist die Spindel 3 in Axialrichtung fixiert, jedoch um ihre Achse drehbar. Die Drehung der Spindel 3 hat eine Axialbew^gung des Druckstücks 4 zur Folge.

Das Druckstück 4 ist im wesentlichen nach Art einer

Kronenmutter ausgeführt. Innen weist das Druckstück 4 ein Gewinde für die Aufnahme des Gewindeschafts 36 der Spindel auf. außen eine Sechskantfläche 43, mit der es in dem Gehäuseeinsatz 2 in Axialrichtung bewegbar geführt ist. Der Gehäuseeinsatz 2 ist zu diesem Zweck mit einem ringförmigen Vorsprung 40 versehen, in dessen Innenfläche 41 achsparallele Längsnuten 42 mit einem spitzen Grund eingebracht sind. In die Längsnuten 42 greifen die Kanten der Sechskantfläche 43. Eine Drehbewegung der als Bewegungsschraube ausgebildeten Spindel 3 wird so in eine Bewegung des Druckstücks 4 in Längsrichtung umgesetzt. Auf der der Spindel 3 abgewandten Stirnseite ist das Druckstück 4 mit achsparallelen Zinnen 44 versehen. An der äußeren Stirnfläche der Zinnen 44 liegt die äußere Bimetallscheibe der Säule 5 an. Da diese äußere Bimetallscheibe nach innen konisch verläuft, ist die Auflagefläche der Zinnen 44 ebenfalls nach innen konisch verlaufend ausgebildet.

Die Ausgestaltung des Druckstücks 4 nach Art einer Kronenmutter und ihre Axialführung entlang der im wesentlichen zylindrischen Innenfläche 41 hat zur Folge, daß das Mischwasser das gesamte Druckstück 4 umspült, insbesondere auch zwischen den Zinnen 44 durchtritt und das Druckstück 4 stets auf der Temperatur des M ischwassers hält.

Auf der dem Vorsprung 40 abgewandten Seite des Ablaufs 14 für das Mischwasser ist in dem Gehäuseeinsatz 2 ein Gewinde 45 vorgesehen, in das der Steuerzylinder 8 geschraubt ist. Für den Angriff eines Schraubwerkzeugs weist der Steuerzylinder 8 an seinem dem Gewinde 4!5 abgewandten Rand zwei in der Zeichnung nicht sichtbare diametral gegenüberliegende Schütze auf. Der Steuerzylinder 8 weist außen im Anschluß an das Gewinde 45 einen Bund 46 auf, mit dem er auf einer Schulter 47 in dem Gehäuseeinsatz 2 aufliegt. Der restliche Teil des Steuerzylinders 8 ragt frei in den Gehäuseeinsatz 2 hinein und bildet mit dessen

Innenwand einen Ringspalt 48, der teilweise von der Steuerhülse 7 verschlossen ist.

Durch den Ringspalt 48 strömt das Warmwasser aus dem Zulauf 16 in die Mischkammer 49, die an dieser Stelle im wesentlichen von der Innenfläche des Steuerzylinders 8 gebildet ist. An der einen Stirnseite geht die Mischkammer 49 über in den Auslaufbereich, der mit dem Ablauf 14 für das Mischwasser verbunden ist, und ist begrenzt von dem Druckstück 4 und dem Gewindeschaft 36. Auf der entgegengesetzten Stirnseite ist die Mischkammer 49 begrenzt durch die Steuerhülse 7. In die Mischkammer 49 hinein ragt die Säule 5 der Bimetallscheiben, von denen die äußersten einerseits an dem Druckstück 4, andererseits an der Steuerhülse 7 anliegen. Geführt werden die Bimetallscheiben der Säule 5 von dem Führungsstift 6, der mit der Steuerhüise 7 verschraubt ist und mit seinem freien Ende in den Bereich der Zinnen 44 hineinragt. In diesem Bereich trägt der Führungsstift 6 eine Wellensicherung 51, die die Säule 5 bei völlig ausgeschraubtem Druckstück 4 auf dem Führungsstift 6 sichern.

Die Steuerhülse 7 ist nach Art einer Tasse ausgebildet. Mit ihrer Seitenwand 52 gleitet die Steuerhülse 7 -ntlang der einen O-Ring 50 für das Abdichten des Warm- von dem Kaltwasserzufluß aufweisenden Innenwand des Gehäuseeinsatzes 2, und zwar so, daß sie ganz oder teilweise den Zulauf 16 für das Warmwasser und umgekehrt teilweise oder ganz den Zulauf 18 für das Kaltwasser verschließt. Das Öffnen und Schließen erfolgt über die Einstellung der Breite zweier Schlitze: Den einen Schlitz bildet der obere Rand 53 der Seitenwand 52 mit der Unterkante des Bundes 46 an dem Steuerzylinder 8; den anderen Schlitz bildet die Unterkante 54 der Seitenwand 52 mit dem oberen Rand 55 der Differenz-Verschraubung 9. Über die Feineinstellung der Differenz-Verschraubung 9 ist der insgesamt für beide Schlitze zur Verfügung stehende Druchtrittsquerschnitt einstellbar. Die Einstellung der Größe der Durchtrittsflächen an dem einen Schlitz umgekehrt proportional zur Durchtrittsfläche an dem anderen ^o Schlitz erfolgt über die Spindel 3 und die Säule 5 entgegen dem Druck der Druckfeder 10: Soll die Temperatur des Mischwassers größer werden, wird die Spindel 3 im Sinne einer Axialbewegung des Druckstücks 4 in Richtung der Differenz-Verschraubung 9 « bewegt, was die Steuerhülse 7 entgegen dem Druck der Feder 10 ebenfalls in Richtung auf die Differenz-Verschraubung bewegt, wodurch der Schlitz zwischen dem oberen Rand 53 der Seitenwand 52 und der Unterkante des Bundes 56 an dem Steuerzylinder 8 vergrößert und so der Schlitz zwischen der Unterkante 54 der Seitenwand und dem oberen Rand 55 der Differenz-Verschraubung 9 verringert wird. Es fließt mehr Warmwasser zu, die Mischtemperatur vergrößert sich. Zwischen der Druckfeder 10 und der Säule 5 von Bimetallscheiben herrscht bei jeder Mischtemperatur ein Gleichgewicht, welches die Lage der Steuerhülse 7 bestimmt. Dabei kann anstelle der Säule 5 von Bimetallscheiben auch ein anderer Dehnkörper, der sich proportional zur Umgebungstemperatur in Axialrichtung ausdehnt, verwendet werden. Reicht — z. B. infolge Druckabfalls — die Menge des zufließenden Warm- oder Kaltwassers zur Einhaltung des eingestellten Sollwerts für die Mischtemperatur nicht aus, gleicht die Säule 5 von Bimetallscheiben, die zu jedem Zeitpunkt die Temperatur des Mischwassers erfaßt, bei Verminderung der Mischwassertemperatur durch Vergrößerung der Säulenlänge, bei Erhöhung der Mischwasserternpcratur durch Verkürzung der Säulenlänge und damit verbundenen Verstellung der Steuerhülse 7 im Sinne einer Erhöhung der Zuflußmenge des Warmwassers oder des Kaltwassers die Abweichung vom Sollwert wieder aus.

Zwischen der Innenfläche der Seitenwand 52 und der Außenfläche des Steuerzylinders 8 fließt das Warmwasser in die Mischkammer 49. Bevor das Warmwasser aus dem Zulauf 16 die Mischkammer 49 erreicht, wird es also umgelenkt infolge der Verwendung des Steuerzylinders 8. Diese Ausgestaltung ermöglicht es, den Zulauf 16 für das Warmwasser seitlich in Höhe der Mischkammer 49 anzuordnen.

Der Boden 56 des Steuerzylinders 8 ist mittig mit einem nach außen vorstehenden Vorsprung 57 versehen, der ein Gewinde 58 für das Einschrauben des Führungsstifts 6 enthält. Der Vorsprung 57 dient gleichzeitig der Zentrierung der Druckfeder 10. Ringförmig um den Vorsprung 57 sind öffnungen 60 für den Eintritt des Kaltwassers in die Mischkammer 49 vorgesehen. Die öffnungen 60 können die Form von konzentrisch verteilten Bohrungen im Boden 56 oder segmentartigen Ausnehmungen im Boden 56 aufweisen.

Das Thermostat-Mischventil besteht — abgesehen von den O-Ringen, dem Druckring und den Wellensicherungen — insgesamt aus lediglich neun Einzelteilen, von denen drei, nämlich die Säule 5 mit dem Führungsstift 6 sowie die Steuerhülse 7, zu einer Baueinheit zusammengefaßt sind. Jedes dieser Teile ist nach dem Ausschrauben des Gehäuseeinsatzes 2 leicht auswechselbar, z. B. wenn Kalkablagerungen die Wirkungsweise des Thermostat-Mischventils beeinträchtigen sollten. Insbesondere gilt das für die genannte Baueinheit, die die Verschleißteile des Thermostat-Mischventils enthält und die nach Lösen der Differenz-Verschraubung 9 aus dem Gehäuseeinsatz 2 herausnehmbar und auswechselbar ist.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Thermostat-Mischventil, dem aus getrennt zulaufendem Warm- und Kaltwasser in einer Mischkammer gemischtes Wasser einstellbarer Temperatur entnehmbar ist, mit einem Gehäuseeinsatz, in dem ein in Abhängigkeit von der Mischtemperatur verstellbarer Dehnkörper, an dessen einer Stirnfläche ein Druckstück anliegt, eine am Gehäuseeinsatz sich abstützende Druckfeder und eine bei Axialverschiebung im umgekehrten Verhältnis die Querschnitte der in den Gehäuseeinsatz mündenden Zuläufe für das Warm- und Kaltwasser verändernde Steuerhülse angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerhülse (7) tassenförmig gestaltet ist, daß die Mischkammer (49) einerseits durch das Druckstück

(4) und andererseits durch den Boden (56) der tassenförmigen Steuerhülse (7) begrenzt ist, daß an diesem Boden (56) mittig ein Ende eines Führungs-Stifts (6) für die Halterung des aus Bimetallscheiben

(5) bestehenden Dehnkörpers befestigt ist, und daß die Druckfeder (10) auf der der Bimetallscheibensäule (5) abgewandten Seite auf den Boden (56) der tassenförmigen Steuerhülse (7) einwirkt.

2. Thermostat-Mischventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (56) der Steuerhülse (7) mittig mit einem nach außen vorstehenden Vorsprung (57) versehen ist, in den innen der Führungsstift (6) geschraubt ist und an dem außen die Druckfeder (10) zentriert ist, die von einer zentrisch angeordneten Vertiefung (65) in einer koaxial zu der Steuerhülse (7) in den Gehäuseeinsatz (2) geschraubten und dessen Stirnseite abschließenden Differenz-Verschraubung (9) aufgenommen ist.

3. Thermostat-Mischventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der abgedichtet am Gehäuseeinsatz (2) geführten Steuerhülse (7) ein die Mischkammer (49) seitlich begrenzender Leitzylinder (8) koaxial vorgesehen ist.

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