DE3018771C2 - Mischventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Mischventil mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Ein Mischventil dieser Gattung ist aus der US-PS 78 688 bekannt. Bei dieser Ausführung soll mit einer durch einen Handgriff betätigbaren Hohlkugel in einem in der Mitte teilbar verschraubten Kugelgehäuse mit je einem Einlaß für Kalt- und Warmwasser und einem Mischwasserauslaß sowohl das Mischungsverhältnis als auch die Auslaufmenge eingestellt werden. Hierbei ist es erforderlich, die Hohlkugel in das Gehäuse, welches die Kugel insgesamt umfaßt, genau einzupassen, wobei jedoch trotz aufwendiger Einpassung beim Betrieb der Mischarmatur die Kugel schon nach geringer Betriebszeit durch Ausscheidungen aus dem Wasser schwergängig werden oder gar blockieren dürfte. Außerdem muß bezweifelt werden, daß mit dieser Ausbildung eine völlige Absperrung des Wasserausflusses, insbesondere im Hinblick auf einen langfristigen Gebrauchszeitraum, erzielt werden kann. Zur besseren Abdichtung der Zuflußöffnungen zwischen Gehäuse und Hohlkugel ist es außerdem bekannt, verschleißende, auswechselbare elastische Dichtungen vorzusehen (US-PS 28 45 949). Diese elastischen Dichtungen können jedoch in der Regel nur von einem Fachmann ausgewechselt werden, was relativ hohe Kosten verursacht Darüberhinaus sind ίο spezielle Aufnahme- und Halteeinrichtungen für die Dichtungen erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend beschriebenen Mischventile zu verbessern, so daß über einen langen Zeitraum eine gleichbleibende Funktionstüchtigkeit gewährleistet ist ohne daß Verschleißteile ausgewechselt werden müssen, wobei es mit zur Aufgabe gehört, das Mischventil aus möglichst wenigen und einfach herzustellenden Teilen aufzubauen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 5 angegeben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 ein Mischventil in Seitenansicht, teilweise geschnitten;

F i g. 2 einen Teil des Ventilkopfes gemäß F i g. 1 um 90° gedreht;

F i g. 3 ein anderes Ausführungsbeispiel eines Widerlagers gemäß F i g. 1;

F i g. 4 in vergrößerter Darstellung den Gehäusebereich, in dem die Pfanne zur Aufnahme der Kugel ausgebildet ist, im Längsschnitt;

F i g. 5 eine Draufsicht des in F i g. 4 dargestellten Teils;

F i g. 6 schematisch dargestellte Positionen des Einlaßschlitzes in der Kugel zu den beiden Zuflußöffnungen in der Pfanne;

F i g. 7 eine Vorderansicht der Kugel in vergrößertem Maßstab.

In einem Gehäuse 1 ist eine Kugel 2 in einer entsprechend halbkugelförmigen Pfanne 3 bewegbar gelagert. Die Kugel 2 und die Pfanne 3 sind aus hartem, verschleißfestem Oxidkeramikmaterial hergestellt und sind an ihrer Oberfläche feinbearbeite·, so daß beide Teile flüssigkeitsdicht aufeinander lagern.

In der Pfanne 3 sind zwei Zuflußöffnungen 9, 10 für Warm- und Kaltwasser sowie eine Abflußöffnung 11 für das Mischwasser ausgebildet. Die Kugel 2 ist innen hohl geformt. Sie hat dabei einen rechteckigen Einlaßschlitz 12, derart, daß sich in Zusammenwirkung mit den beiden

Zuflußöffnungen 9, 10 der Pfanne 3 alle öffnungs-.

Schließ- und Mischstellungen ergeben, wie sie teilweise in der F i g. 6 dargestellt sind.

Weiterhin hat die Kugel 2 einen Auslaßschlitz 22. derart, daß in allen öffnungs- und Mischstellungen an der Einlaßseite im Zusammenspiel mit einer Abflußöffnung 11 der Pfanne 3 mindestens so viel an Flüssigkeit auslaufen kann, wie einläuft. Dieser Auslaßschlitz 22 kann in der Mischkugel rechteckig geformt sein, wie in F i g. 7 dargestellt, er kann aber jede Form besitzen, die die vorstehend benannte Bedingung erfüllt.
Der Hohlraum der Kugel 2 kann beliebig gestaltet werden unter der Voraussetzung, daß es zu keiner Querschnittsverengung kommt, die kleiner als der größte Einlaßquerschnitt ist. Die beiden Kugelflächen

— konvex und konkav — müssen so genau zueinander passen, daß jede öffnungs-. Schließ- und Mischstellung durch Drehung der Kugel 2 erreichbar ist in dem Sinne, daß die zugedachte Funktion erfüllt ist Beispielsweise darf in Schließstellung keine Flüssigkeit, vorzugsweise kein Wasser, durch den Einlaßschlitz 12 der Kugel 2 eindringen. Ebensowenig darf z. B. in der Warmwasserstellung, F i g. 6b, keine Flüssigkeit aus der Zuflußöffnung 10 für Kaltwasser oder in der umgekehrten Stellung, F i g. 6f, kein Warmwasser in den Einlaßschlitz 12 gelangen.

Zur Herstellung der die oben genannten Funktionen erfüllenden Kugelteile sind zwar prinzipiell alle Materialien denkbar, insbesondere geeignet sind jedoch die äußerst verschleißfesten oxidkeramischen Materialien.

Zur Aufnahme der Druckkräfte der zuströmenden Flüssigkeiten und zur Gewährleistung der Abdichtung ist es erforderlich, die Kugel 2 mit einer bestimmten Vorspannung in die Pfanne zu drücke.!. Koaxial zur Pfanne 3 ist daher auf einem zylindrischen Ansatz 13 eine topfartig ausgebildete Spannbuchse 4 mit Radialstiften IS befestigt. Koaxial an der innen liegenden Stirnseite ist, in einer Axialöffnung 14 mit einem Zapfen 16 geführt, ein Widerlager 15 mit entsprechend zur Kugel 2 ausgebildeter sphärischer Stirnseite durch eine Feder 17, z. B. eine Wellenscheibe, zwischen der Spannbuchse 4 und der Kugel 2 verspannt. Damit die Kugel 2 von Hand betätigt werden kann, ist ein radial durch einen Ausschnitt 6 in der Wandung der Spannbuchse 4 herausgeführter Handgriff 5 an der Kugel 2 angeformt. Der Ausschnitt 6 am Mantel der Spannbuchse 4 ist dabei so bemessen, daß der Handgriff 5 begrenzt verschwenkt bzw. auf- und abbewegt werden kann.

Auf der Spannbuchse 4 ist eine zylindrische Abdeckkappe 7 mit einem Schnappring 19 verdrehbar aber axial festliegend gehaltert. Damit bei einer Betätigung des Handgriffs 5 unerwünschte Taumelbewegungen der Kugel 2 ausgeschaltet werden, ist der Handgriff 5 in einem Längsschlitz 8 der Abdeckkappe 7 verdrehsicher bzw. verkantsicher geführt. Die Abdeckkappe 7 kann auch ohne Befestigung auf die Spannbuchse 4 gesteckt werden, da der Schnappring 19 lediglich eine Sicherung gegen leichtes Abziehen bildet.

Die Abdeckkappe 7 folgt den Drehbewegungen bzw. Schwenkbewegungen des Hebels in den Mischrichtungen.

Um eine feinfühlige Mengenregulierunp zu ermöglichen, sind die Zuflußöffnungen 9,10 in der Pfanne 3 vom jo Kugelscheitelpunkt entfernt so angeordnet, daß sich eine Zuspitzung der öffnung, siehe F i g. 4, ergibt, wodurch insbesondere bei der Öffnungsanfangsstellung eine feinfühlige Mengendosierung ermöglicht wird.

Das vorstehend beschriebene Mischventil arbeitet in folgender Weise:

Das kalte und warme Wasser wird in getrennten Leitungen im Gehäuse 1 den Zuflußöffnungen 9 und 10 in der Pfanne 3 zugeführt und tritt durch den rechteckigen Einlaßschlitz 12 in der Kugel 2 in das innere der Kugel ein und vermischt sich in diesem Bereich zu temperiertem Mischwasser, wie in Fig.2 dargestellt Das temperierte Mischwasser gelangt danach über den Auslaßschlitz 22 in die Ablauföffnung 11 des Gehäuses und von hier durch einen Auslauf z. B. in ein Waschbecken. Durch die Absenkung des Handgriffs 5 wird die Auslaufmenge verringert, durch Anhebung vergrößert

Das Mischungsverhältnis der beiden zuströmenden Kalt- und Warmwasser wird durch ein Verschwenken des Handgriffs 5 erreicht Eine taumelfreie Führung der Kugel 2 in der Pfanne 3 wird hierbei durch den zur Führung des Handgriffs 5 gebildeten Längsschlitz 8 in der den Verschwenkbewegungen des Handgriffs 5 um die Mittelachse folgenden Abdeckkappe 7 gewährleistet.

In der Fig.6 sind in schematischer Darstellung verschiedene, beispielsweise mögliche Stellungen des Einlaßscliiitzes 12 zu den Einlaßöffnungen 9, IO für Warm- und Kaltwasser angegeben. In Bild a befindet sich das Mischventil in Schließposition. Die Bilder £>bis h zeigen diverse Misch- und Ausflußmengenstellungen des Einlaßschlitzes 12.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die einzelnen Elemente des Mischventils so ausgelegt, daß alle Teile bis auf die Feder aus Keramikwerkstoff hergestellt werden können. Die Oberflächen mit Dichtfunktionen können in ihrer Rauhigkeit so ausgeführt sein, daß sich im Falle extrem niedriger Rauhigkeit ein Flüssigkeitsfilm, z. B. Wasser, als Gleitmittel ausbildet Im anderen Falle ist zur Aufrechterhaltung der Dicht- und Gleitfunktion ein besonderes Gleitmittel notwendig. Als geeignete Gleitmittel können wasserunlösliche Fette, z. B. Silikonfett, eingesetzt werden. Damit die Gleitmittel gezielt den entsprechenden Oberflächen zugeleitet werden können, kann vorteilhaft, wie insbesondere in Fig.3 dargestellt, ein Widerlager 20 mit einer Tasche 21 zur Aufnahme von Gleitmittel eingesetzt werden. Darüberhinaus kann auch im Bereich der Pfanne 3 durch eine teilweise Aussenkung eine Tasche 21 zur Aufnahme von Gleitmittel ausgebildet sein.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1 Patentansprüche:

1. Mischventil, insbesondere für Kalt- und Warmwasser, mit einer eine Hohlkugel aufweisenden Ventileinrichtung, bei dem mit einem einzigen, mit der Hohlkugel verbundenen Handgriff sowohl das Mischungsverhältnis als auch die Ausflußmenge einstellbar ist, wobei die Kugel in einem Gehäuse mit einer halbkugelförmigen Pfanne, in die wenigstens je eine Zuflußöffnung für die beiden zuströmenden Flüssigkeiten und wenigstens eine Abflußöffnung für die gemischte Flüssigkeit münden, flüssigkeitsdicht und bewegbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Widerlager für die Kugel (2) am Gehäuse (1) eine topfartige Spannbüchse (4) befestigt ist, die die Kugel (2) mit Vorspannung in die Pfanne (3) drückt, wobei wenigstens im Gleit- und Dichtbereich die Kugel (2) und die Pfanne (3) aus verschleißfester Keramik bestehen und der Handgriff (5) in einer drehbar aber axial festliegend auf der mit einem Ausschnitt (6) für den Durchtritt des Handgriffs (5) im Mantel versehenen Spannbüchse (4) gelagerten Abdeckkappe (7) in einem Längsschlitz (8) verdrehsicher geführt ist.

2. Mischventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannbüchse (4) mit ihrer offenen Stirnseite auf einem Ansatz (13) des Gehäuses (1) befestigt ist und innen an der gegenüberliegenden geschlossenen Stirnseite im Zentrum eine Axialöffnung (14) Ihat, in der ein Lagerkörper (15, 20) mit einem Zapfen (16) axial verschiebbar geführt ist, wobei eine Druckfeder (17) zwischen Stirnseite und Lagerkörper diesen auf die Kugel (2) drückt

3. Mischventil nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannbüchse (4) mit Radialstiften (18) auf dem Ansatz (13) befestigt ist und die Abdeckkappe (7) mit einem Schnappring (19) verdrehbar auf der Spannbuchse (4) gesichert ist.

4. Mischventil nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Gleitfläche des Lagerkörpers (20) und/oder der Pfanne (3) Taschen (21) für die Aufnahme und Verteilung von Gleitmittel ausgebildet sind.

5. Mischventil nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugel (2), die Pfanne (3) und der Lagerkörper (15, 20) aus Oxidkeramik hergestellt sind.