DE2912909A1

DE2912909A1 - Sicherheitsmischbatterie fuer niederdruckspeicher

Info

Publication number: DE2912909A1
Application number: DE19792912909
Authority: DE
Inventors: Helmut Zwink
Original assignee: Hansa Metallwerke AG
Current assignee: Hansa Metallwerke AG
Priority date: 1979-03-31
Filing date: 1979-03-31
Publication date: 1980-10-09

Description

PAT E N TA N WA LT E DR. ULRICH OSTERTAG (J DR. REINHARD OSTERTAG

ElBENWEQ «Ο. 7OOO STUTTGART 7O. TELEFON 07 11/76 68 45, KABEL: OSPAT

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Sicherheitsmischbatterie für Niederdruckspeicher

Anmelder:

Hansa Metallwerke AG Sigmaringerstr. 107 7000 Stuttgart 81

Anwaltsakte

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsmischbatterie für Niederdruckspeicher, bei welcher durch Drehen eines Handgriffes in einem Drehsinn zunächst das Kaltwasser bis zur Maximalmenge aufgeregelt und danach unter Beibehaltung der Gesamtmenge progressiv Warmwasser beigemischt wird.

Der Sinn dieser Regelungsweise der bekannten Sicherheitsmischbatterien liegt darin, daß Verbrühungen beim Öffnen des Ventils mit Sicherheit vermieden werden. Nur ein einziges Bedienungselement, nämlich der Handdrehgriff, ist vorhanden. Ein gewisser Nachteil dieser Ventile liegt darin, daß nur die Menge des Kaltwassers, nicht aber auch die Menge des auslaufenden Mischwassers gesteuert werden kann. Dieser Nachteil hat sich jedoch in der Praxis nicht als ernsthaft erwiesen.

Bekannte Sicherheitsmischbatterien dieser Art verwenden dynamische Gummidichtungen, die im Laufe der Zeit verschleißen und altern.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Sicherheitsbatterie der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß sie eine ivesentlich höhere Lebensdauer ohne aufwendige Wartungsarbeiten erreicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Sicherheitsmischbatterie enthält: , a) eine feststehende Steuerscheibe (Festscheibe) mit einer ersten Durchlaßöffnung, welche mit einem Kaltwasserzulaufkanal kommuniziert; mit einer zweiten Durchlaßöffnung, welche mit einem zum Auslauf führenden Kanal kommuniziert; mit einer dritten Durchlaßöffnung, welche mit eiaem zum Niederdruckspeicher führenden Kanal kommu-

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niziert;

b) eine auf der Festscheibe aufliegende/ gegenüber dieser verdrehbare zweite Steuerscheibe (Regelscheibe) mit zwei Durchlaßöffnungen;
c) eine Einrichtung, welche eine wasserdichte Verbindung zwischen den beiden Durchlaßöffnungen der Regelscheibe herstellt,

wobei die erste Durchlaßöffnung der Regelscheibe zumindest in allen Offenstellungen des Ventils die erste öffnung der Festscheibe zumindest teilweise überlappt und die zweite Öffnung der Regelscheibe beim Drehen in Öffnungsrichtung zunächst die zweite öffnung der Festscheibe progressiv freigibt und danach bei weiterem, gleichsinnigem Verdrehen die zweite Öffnung der Festscheibe im selben Maße verschließt, wie sie die dritte Öffnung der Festscheibe freigibt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Durch die Verwendung der Steuerscheiben, die aus besonders hartem Material, vorzugsweise aus Keramik, hergestellt werden können, tritt praktisch kein Verschleiß an 5 den dynamischen Dichtungselementen mehr auf.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen

Fig. 1: die Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Sicherheitsmischbatterie, teilweise im Schnitt;

Fig. 2: die Draufsicht auf die in der Sicherheitsmischbatterie von Fig. 1 enthaltene Festscheibe;

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Fig. 3: die Draufsicht auf die in der Sicherheitsmischbatterie von Fig. 1 enthaltene Regelscheibe.

In Fig. 1 ist die Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Sicherheitsmischbatterie teilweise geschnitten dargestellt. Die Sicherheitsmischbatterie besitzt ein Gehäuse 1 mit einem Einsteckstutzen 2 zur Befestigung an einem Waschbecken, Spültisch oder dergleichen, sowie einen Auslauf 3, der nicht vollständig gezeigt ist. Eine unter schrägem Winkel zur Gehäuselängsachse ausgerichtete Öffnung 4 dient der Aufnahme des eigentlichen, kartuschenartig ausgebildeten Mischventils 5.

Durch das Gehäuse 1 verlaufen außerdem im wesentlichen die Kanäle 6, 7 und 8, Der erste Kanal 6 ist extern an die Kaltwasserleitung angeschlossen und mündet in den Grund der Aufnahmeöffnung 4. Der zweite Kanal 7 geht vom Grunde der Aufnahmeöffnung 4 aus und ist extern mit der Einlaufseite eines Niederdruckspeichergeräts (nicht dargestellt) verbunden. Der dritte Kanal 8 ist extern an die Auslaufseite des Niederdruckspeichergerätes angeschlossen und führt zum Auslauf 3. Ein kurzer Querkanal 9 verbindet den Kanal 8 mit dem Grunde der Aufnahmeöffnung 4.

Das Ventil 5 besitzt ein becherförmiges Kartuschengehäuse 10, in dessen Boden 11 drei Durchlaßöffnungen vorgesehen sind. Die Durchlaßöffnungen, von denen zwei (12, 13) in der Zeichnung zu erkennen sind, fluchten mit den Mündungen der Kanäle 6, 7 und 9 in den Aufnahmeraum 4. Geeignete Dichtungen zwischen dem Grunde der Aufnahmeöffnung 4 und dem Boden 11 des Kartuschengehäuses 10 verhindern den Austritt von Wasser in den Aufnahmeraum 4. Innerhalb des Kartuschengehäuses 10 und auf dem Boden 11 liegt eine erste Steuerscheibe 14 aus Keramik oder einem anderen harten Material, die unverdrehbar und nicht verschiebbar ein-

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gepaßt ist. Sie wird nachfolgend Festscheibe genannt.

Wie aus Fig. 2 - einer Draufsicht auf die Festscheibe 14 hervorgeht, besitzt die Festscheibe 14 ebenfalls drei Durchlaßöffnungen 15, 16, 17. Diese fluchten nach dem Einbau in das Kartuschengehäuse 10 mit den Durchlaßöffnungen 12, 13 in dessen Boden 11 und damit mit den Mündungen der Kanäle 6, 7 und 9. In Umfangsrücksprünge 18 der Festscheibe 14 greifen komplementäre Vorsprünge (nicht dargestellt) des Kartuschengehäuses 10 ein, wodurch die Festscheibe gegen Verdrehung gesichert ist.

Die vom Boden 11 des Kartuschengehäuses 10 abgewandte Fläche der Festscheibe 14 ist auf hohe Güte poliert und liegt an einer entsprechend bearbeiteten Fläche einer zweiten Steuerscheibe 18 an. Diese zweite Steuerscheibe 18 ist gegenüber der Festscheibe 14 verdrehbar und wird nachfolgend Regelscheibe genannt.

Die Regelscheibe 18 ist in Fig. 3 in der Draufsicht dargestellt. Sie enthält zwei Durchlaßöffnungen 19, 20, deren Korrelation zu den Durchlaßöffnungen 15, 16, 17 der Festscheibe 14 unten genauer beschrieben wird.

Die Regelscheibe 18 ist mit einem Dreheinsatz 21 verbunden, der von einem Sprengring 2 2 im Kartuschengehäuse 10 verdrehbar gehalten wird. An einem zylindrischen Hals 23 des Dreheinsatzes 21 ist ein Handgriff 24 befestigt. Der Hals 23 durchsetzt dabei axial ein Schraubteil 25, welches gegen den oberen Rand des Kartuschengehäuses 10 anliegt und das ganze Ventil in der Aufnahmeöffnung 4 hält. Die Anordnung ist derart, daß durch Verdrehen des Handgriffes 24 die Regelscheibe 18 gegenüber der Festscheibe 14 verdreht werden kann.

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Auf der der Regelscheibe 18 zugewandten Seite ist der Dreheinsatz 21 mit einer Vertiefung 26 versehen, welche die beiden öffnungen 19 und 20 der Regelscheibe 18 miteinander verbindet. Eine geeignete Dichtung zwischen Dreheinsatz 21 und Regelscheibe 18 verhindert den Austritt von Wasser.

Die Anordnung und die Abmessungen der Durchlaßöffnungen 19, 20 der Regelscheibe 18 in ihrer Korrelation zu der Anordnung und den Abmessungen der Durchlaßöffnungen 15, 16, 17 der Festscheibe 14 lassen sich am besten anhand der angestrebten Funktionsweise der Sicherheitsmischbatterie erläutern. Diese ist folgende:

Das Kaltwasser, das über den Kanal 6 in das Ventil 5 eintritt, wird durch letzteres - je nach der Drehstellung der Regelscheibe 18 - in unterschiedlicher Weise auf die Kanäle 7 und 9 verteilt. Das in noch zu beschreibender Weise in den Kanal 9 geleitete Kaltwasser tritt direkt durch den Auslauf 3 aus. Das in den Kanal 7 gelenkte Wasser drückt aus dem Niederdruckspeichergerät eine gleiche Menge warmes Wasser heraus, welches über den Kanal 8 dem Auslauf 3 zugeführt wird und sich dabei mit dem vom Kanal 9 kommenden Kaltwasser vermischt. Durch die Art der Aufteilung des Kaltwassers auf die Kanäle 7, 9 wird also offensichtlich die Temperatur des auslaufenden Mischwassers geregelt.

Genauer besehen geschieht bei der Verdrehung der Regelscheibe 18 folgendes:

In der Schließstellung des Ventils 5 liegt die größere Durchlaßöffnung 19 der Regelscheibe 18 zwischen den Durchlaßöffnungen 16 und 15 der Festscheibe 14; die kleinere Durchlaßöffnung 20 der Regelscheibe 18 liegt zwi-

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sehen den Durchlaßöffnungen 15 und 17 der Festscheibe Dabei sei ins Gedächtnis zurückgerufen, daß die Durchlaßöffnung 15 mit dem Kaltwasserzuführungskanal 6, die Durchlaßöffnung 17 mit dem Querkanal 9 und die Durchlaßöffnung 16 mit dem Kanal 7 kommuniziert. In der Schließstellung findet keinerlei Überlappung zwischen den Durchtrittsöffnungen 15, 16, 17 der Festscheibe 14 und den Durchtrittsöffnungen 19, 20 der Regelscheibe 18 statt. Somit kann insbesondere auch aus der Durchlaßöffnung 15 der Festscheibe 14 kein Kaltwasser austreten.

Wird nun durch Betätigung des Handgriffes 14 die Regelscheibe 18 gegenüber der Festscheibe 14 in der Sicht der Fign. 1 und 3 im Uhrzeigersinne verdreht, so beginnt die öffnung 19 der Regelscheibe 18 die öffnung 15 der Festscheibe 14 zu überlappen; gleichzeitig beginnt die öffnung 20 der Regelscheibe 18 die öffnung 17 der Festscheibe 14 zu überlappen. Dies hat zur Folge, daß Kaltwasser in zunächst noch geringer Menge aus dem Kanal 6 durch die Öffnung 12 im Boden 11 des Kartuschengehäuses 10, durch die öffnung 15 der Festscheibe 14 und durch die Öffnung 19 der Regelscheibe 18 in die Vertiefung 26 des Dreheinsatzes 21 gelangen kann. Von dort fließt es über die Öffnung 20 der Regelscheibe 18, die öffnung 17 der Festschei-5 be 14, die öffnung 13 im Boden 11 des Kartuschengehäuses 10 und den Querkanal 9 zum Auslauf 3. Warmwasser gelangt nicht zum Auslauf, da der Kanal 7 zunächst weiterhin versperrt ist.

Eine anhaltende Verdrehung der Regelscheibe 18 gegenüber der Festscheibe 14 bewirkt, daß die aus dem Auslauf 3 ausfließende Kaltwassermenge zunimmt, da die Überlappungsflächen zwischen den öffnungen 15 und 19 bzw. den Öffnungen 17 und 20 wächst. Die maximale Kaltwassermenge fließt, wenn die öffnung 20 der Regelscheibe 18 die öff-

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nung 17 der Festscheibe 14 vollständig überlappt. Eine weitere Verdrehung der Regelscheibe 18 im Uhrzeigersinne verändert die auslaufende Wassermenge nicht mehr.

Zur weiteren Beschreibung erscheint es zweckmäßig, eine Definition für die Bezeichnung der verschiedenen radialen Kanten der Öffnungen 15, 16, 17 sowie 19 und 20 einzuführen. Als "vordere" Kante wird diejenige radiale Kante bezeichnet, auf die ein gedanklich in Öffnungsrichtung gedrehter, radialer Strahl zuerst trifft. Die "hintere" Kante ist entsprechend diejenige Kante, auf welche der über die entsprechende Scheibe in Öffnungsrichtung gedrehte, radiale Strahl als zweiter trifft.

Die Abmessung und Anordnung der öffnungen 16, 17 und 20 sind nun derart, daß bei Verdrehung der Regelscheibe 18 im Uhrzeigersinne die "hintere" Kante nach der oben gegebenen Definition der Öffnung 20 im selben Augenblick auf die "vordere" Kante der Öffnung 16 zu liegen kommt, in dem die "vordere" Kante der Öffnung 20 über der "vorderen" Kante der öffnung 17 liegt. Bei einem weiteren Verdrehen wird nun die Öffnung 17 zunehmend verschlossen, während die Öffnung 16 in gleichem Maße geöffnet wird. Dies hat zur Folge, daß Kaltwasser über die öffnung 16 und den Kanal 7 zum Niederdruckspeichergerät geführt wird und dort eine äquivalente Menge Warmwasser herausdrückt. Diese wird über den Kanal 8 zurückgeführt und kommt - unter Vermischung mit dem durch die öffnung 17 fließenden Kaltwasser - zum Auslauf 3. Die Endstellung des Ventils 5 ist dann erreicht, wenn die öffnung 17 völlig geschlossen und die öffnung 16 ganz freigegeben ist.

Die Funktion des beschriebenen Ventils ist also folgende: beim öffnen des Ventils durch Drehen des Handgriffes 24 in einem Drehsinne beginnt zunächst Kaltwasser zu fließen,

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bis eine Maximalmenge erreicht ist. Bei weiterer Verdrehung im genannten Sinne steigt die Temperatur des auslaufenden Wassers unter Beibehaltung der Gesamtmenge kontinuierlich bis zur Temperatur des reinen Warmwassers an. 5

Quantitativ lassen sich für die von den verschiedenen öff nungen 15, 16, 17, 19, 20 eingeschlossenen Winkel und die zwischen den Öffnungen liegenden Winkelabstände folgende Aussagen machen:
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1. Der zwischen den öffnungen 15 und 17 der Festscheibe 14 liegende Winkelabstand δ muß mindestens gleich dem von der öffnung 20 eingeschlossenen Winkel B sein.

2. Der von der öffnung 20 eingeschlossene Winkel £ muß gleich dem von der Öffnung 17 eingeschlossenen Winkel I zuzüglich des zwischen den öffnungen 16 und 17 liegenden Winkelabstandes λ. sein.

Zweckmäßig sind die weiteren Merkmale:

3. Der von der öffnung 19 der Regelscheibe 18 eingeschlossene Winkel χ ist mindestens gleich dem Drehbereich des Ventils 5.

4. Der zwischen den öffnungen 16 und 15 der Festscheibe 14 gegebene Winkelabstand > muß mindestens gleich dem Winkel ¹^- sein.

Die obigen Bedingungen 3. und 4. sind abwandelbar, wenn auf eine Absperrung direkt an der Öffnung 15 der Festscheibe 14 verzichtet wird und die ganze Regelfunktion der Überlappung zwischen der öffnung 20 der Regelscheibe 18 und den öffnungen 17 und 16 der Festscheibe 14 überlassen wird. In diesem Falle wäre die Bedingung für den

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von der Öffnung 20 eingeschlossenen Winkel die, daß er zumindest gleich dem Drehbereich des Ventils 5 zuzüglich des von der öffnung 15 eingeschlossenen Winkels j ist.

5. Der von der öffnung 15 eingeschlossene Winkel j , der von der Öffnung 17 eingeschlossene Winkel fc und der von der öffnung 16 eingeschlossene Winkel μ. sind alle gleich groß.

6. Die Radien der Kreise, welche die öffnungen 15, 16, 17 19, 20 radial innen bzw. außen begrenzen, sind für alle öffnungen gleich groß.

Da der von der öffnung 17 eingeschlossene Winkel Ic denjenigen Drehbereich des Ventils darstellt, in dem das Kaltwasser bis zur Maximalmenge aufgesteuert wird, wird dieser Winkel vorzugsweise allein unter diesem Gesichtspunkt gewählt. Die Literleistung des Ventils 5, die im wesentlichen durch die Querschnittsfläche der verschiedenen Öffnungen vorgegeben ist, wird dann durch entsprechende Wahl der Öffnungsradien bestimmt.

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Claims

1912903 751/UO/r -/- 13.3.79 Patentansprüche

1. Sicherheitsmischbatterie für Niederdruckspeicher, bei welcher durch Drehen eines Handgriffes in einem Drehsinne zunächst das Kaltwasser bis zur Maximalmenge aufgeregelt und danach unter Beibehaltung der Gesamtmenge progressiv Warmwasser beigemischt wird, dadurch gekennzeichnet, daß sie enthält:

a) Eine feststehende Steuerscheibe (Festscheibe) (14) mit einer ersten Durchlaßöffnung (15), welche mit einem

Kaltwasser-Zulaufkanal (2) kommuniziert; mit einer
zweiten Durchlaßöffnung (17), welche mit einem zum Auslauf (3) führenden Kanal (9) kommuniziert; mit einer
dritten Durchlaßöffnung (16), welche mit einem zum Niederdruckspeicher führenden Kanal (7) kommuniziert;

b) eine auf der Festscheibe (14) aufliegende, gegenüber
dieser verdrehbaren zweiten Steuerscheibe (Regelscheibe) (18) mit zwei Durchlaßöffnungen (19, 20);

c) eine Einrichtung, welche eine wasserdichte Verbindung zwischen den beiden Durchlaßöffnungen (19, 20) der Regelscheibe (18) herstellt;

wobei die erste Durchlaßöffnung (19) der Regelscheibe (18) zumindest in allen Offenstellungen des Ventils die Öffnung (15) der Festscheibe (14) zumindest teilweise überlappt

5 und die zweite Öffnung (20) der Regelscheibe (18) beim

Drehen in Öffnungsrichtung zunächst die Öffnung (17) der Festscheibe (14) progressiv freigibt und danach bei weiterem, gleichsinnigem Verdrehen die Öffnung (17) im selben Maße verschließt, wie sie die Öffnung (16) der Festscheibe

(14) freigibt.

2. Sicherheitsmischbatterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen der ersten Öffnung (15)

und der zweiten Öffnung (17) der Festscheibe (14) liegende Winkelabstand (ο) mindestens gleich dem von der zwei-

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ten Öffnung (20) der Regelscheibe (18) eingeschlossenen Winkel (£ ) ist.

3. Sicherheitsmischbatterie nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der von der zweiten Öffnung (20) der Regelscheibe (18) eingeschlossene Winkel (E ) mindestens gleich dem von der zweiten Öffnung (17) der Festscheibe (14) eingeschlossenen Winkel (κ.) zuzüglich des zwischen der zweiten (17) und der dritten (16) Öffnung der Festscheibe (14) liegenden Winkelabstand (X) ist.

4. Sicherheitsmischbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen der

dritten Öffnung (16) und der ersten Öffnung (15) der Festscheibe (14) liegende Winkelabstand (V ) mindestens gleich dem von der ersten Öffnung (19) der Regelscheibe (18) eingeschlossenen Winkel (oo) ist.

5. Sicherheitsmischbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der von der ersten Öffnung (19) der Regelscheibe (18) eingeschlossene Winkel (c^) mindestens gleich dem Drehbereich des Ventils ist.

6. Sicherheitsmischbatterie nach einem der Ansprüche 1

5 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der von der ersten Öffnung (19) der Regelscheibe (18) eingeschlossene Winkel ( >-) mindestens gleich dem Drehbereich des Ventils zuzüglich des von der ersten Öffnung (15) der Festscheibe (14) eingeschlossenen Winkels ( ■> ) ist.

7. Sicherheitsmischbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß alle Öffnungen (15,

16, 17) der Festscheibe (14) denselben Winkel ("5 =b =<· )

I ι

einschließen.
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8. Sicherheitsmischbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Radien der Kreise, welche die Öffnungen (15, 16, 17, 19, 20) der beiden Steuerscheiben (14, 18) innen bzw. außen begrenzen, bei allen öffnungen gleich sind.

9. Sicherheitsmischbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelscheibe

(18) an einem Dreheinsatz (21) befestigt ist, der mit dem Handgriff (24) verbunden ist.

10. Sicherheitsmischbatterie nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung, welche die beiden

Öffnungen (19, 20) der Regelscheibe (18) miteinander verbindet, von einer Vertiefung (26) des Dreheinsatzes (21) gebildet wird.

11. Sicherheitsmischbatterie nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Steuerscheiben 0 (14, 18) sowie der Dreheinsatz (21) durch einen Sprengring (22) in einem becherförmigen Kartuschengehäuse (10) axial gehalten sind.

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