DE3030167A1

DE3030167A1 - Fluidmischvorrichtung.

Info

Publication number: DE3030167A1
Application number: DE19803030167
Authority: DE
Inventors: Nicholas John Tewskesbury Gloucestershire Beck; Philip Cheltenham Gloucestershire Harvey
Original assignee: Crosweller & Co Ltd W; Walker Crosweller & Comp Ltd Cheltenham Gloucestershire; Kohler Mira Ltd
Current assignee: Kohler Mira Ltd
Priority date: 1979-08-14
Filing date: 1980-08-08
Publication date: 1981-03-12
Also published as: FR2463343A1; IT1132391B; IT8024110A0; SE8005532L; JPS5673533A; SE439354B; FR2463343B3

Description

Case P 313

WALKER CROSTOLIiES & COMPANY LIKETED
IiEIADDON WORKS, CROMWELL ROAD, CHELTENHAM GLOUCESTERSHIRE, ENGLAND GL52

Fluidmischvorrichtung

Die Erfindung betrifft Fluidmischvorrichtungen, insbesondere zur Regelung des Mischens von Heiss- und Kaltwasser und zur Regelung des Gemischs auf einen gewählten Temperaturbereich.

Bekannt sind Fluidmischvorrichtungen mit Ventileinrichtungen, die zur Änderung der Anteile von Heiss- und Kaltwasser gegenüber einer Temperatur des gemischten Wassers dienen. Mir gewöhnlich hat eine derartige Vorrichtung eine Ventileinrichtung, die auf einen Thermostat anspricht, der zur Betätigung der Ventileinrichtung mechanisch angeschlossen oder angeordnet ist. Der für gewöhnlich verwendete Thermostat hat einen Körper, der sich in einer Mischkammer oder einem Fluidweg des gemischten Wassers stromab der Mischventileinrichtung befindet, wobei der Thermostat derart reagiert, dass er die Temperatur des gemischten Wassers verändert.

Diese bekannte Anordnung hat bei gewissen Anwendungen oder Einbauarten verschiedene Nachteile. Insbesondere erfolgt das Ansprechen des Thermostats auf Temperaturänderungen häufig langsam, wobei keine Anpassung an schnelle Temperaturänderungen in der Mischkammer erfolgen kann. Bei vielen bekannten Fluidmischvorrichtungen ist dieser Nachteil erhöht, da ein gründliches Mischen von Heiss- und Kaltwasser am Ort des Thermostats nicht erfolgt. Ferner benutzt die bekannte Thermostatart mit mechanischer Betätigung des Ventils für gewöhnlich den Wärmeübergang von einer mit dem Wasser in Be-

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rührung stehenden Fläche zu einem thermisch ansprechenden Material, etwa Wachs, wobei der Wärmeübergang langsam und/oder ungleichförmig erfolgt. Bei gewissen thermisch ansprechenden Materialien ist zusätzlich die maximale Leistungsfähigkeit des Thermostats auf einen engen Temperaturbereich eingeschränkt. Wenn demnach weite TemperaturSchwankungen der Heiss- und/oder Kaltwasserzufuhr zur Mischvorrichtung stattfinden, z. B. bei UmIaufanlagen oder beim Auftreten eines hohen Lieferbedarfs, arbeitet der Thermostat mit mechanischer Betätigung des Ventils nicht ordentlich. Die Anlage kann zwar in einigen Fällen durch die Anwendung von speziellen Ventilen im Kreislauf abgeändert werden, was aber unzweckmässig und meistens teuer ist.

Eine Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Fluidmischvorrichtung, die die obigen Nachteile vermeidet und die so ausgelegt ist, dass sie verschiedene technisch besonders günstige Verbesserungen und Fortschritte schafft, was im folgenden beschrieben wird.

Die Erfindung zeichnet sich demnach aus durch eine Fluidmischvorrichtung mit einem Körper einschliesslich eines Einlasses für Heisswasser und eines Einlasses für Kaltwasser, durch ein Mischventil zur Regelung des Heiss- und des KaltwasserStroms von den jeweiligen Einlassen zu einem Mischkanal im Körper, durch eine Einrichtung zur Einstellung der gewünschten Temperatur des gemischten Wassers, durch eine im Mischkanal angeordnete Temperatursonde zur Messung der Temperatur des gemischten Wassers, durch einen Motor, der zur Betätigung des Mischventils antriebsmässig mit diesem verbunden ist, wobei die Temperatursonde mit einem elektronischen Kegler des Motors verbunden ist zur Regelung der Betätigung des Mischventils in Abhängigkeit von durch die Temperatursonde gemessenen Teraperaturänderungen im Mischkanal.

Durch diese Vorrichtung kann die Ansprechzeit zur Betätigung des Mischventils sehr kurz sein, wobei das Vorsehen eines spe-

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ziellen Mischkanals sicherstellt, dass die tatsächliche Temperatur des gemischten Wassers durch die Temperatursonde gemessen wird.

Das Mischventil enthält vorzugsweise ein Wechselventilglied, das über eine Schubstange antriebsmässig mit dem Motor verbunden ist zur Hin- und Herbewegung des Wechselventilglieds zwischen den gegenüberliegenden Sitzen. Das Wechselventilglied ist zweckmässig als zylindrischer Hohlkörper ausgebildet, der sich gegenüber den Sitzen bewegen kann, die mit den Einlassen für das Heiss- bzw. Kaltwasser verbunden sind. Vorzugsweise sind die Sitze ringförmig, wobei der Innenraum des Wechselventilglieds einen lluidstromweg bildet, der ausgehend von den Einlassen durch das Wechselventilglied verläuft. Durch diese Anordnung können das Wechselventilglied und die Sitze so angeordnet werden, dass sie in vorteilhafter Weise einen Ausgleich der lluiddrücke vorsehen für ein schnelles Ansprechen bei Betätigung des Wechselventilglieds durch die Schubstange.

lerner können die Sitze und das Wechselventilglied so angeordnet sein, dass, wenn das Wechselventilglied auf einem Sitz schliesst, die Strömung vom. zugehörigen Einlass unterbrochen ist. Hierzu sind das Wechselventilglied und der Sitz speziell ausgebildet, wodurch durch die Selbstreinigung beim Schliessen des Wechselventilglieds auf einem Sitz jegliche Teilchen oder Aufbau von Krusten auf dem Wechselventilglied oder dem Sitz (den Sitzen) vermieden wird.

Der Körper ist zweckmässig so ausgebildet, dass er zwei Einlasskammern und eine in ihm angeordnete Auskleidung vorsieht. Das Wechselventilglied ist gegenüber der Auskleidung axial bewegbar angeordnet, wobei von der Auskleidung eine Dichtungsanordnung getragen wird, die mit der Aussenseite des Wechselventilglieds in Berührung steht zur Trennung der lluidstromwege des Heiss- und des Kaltwassers. Die Dichtungsanordnung umfasst vorzugsweise eine Dichtung mit niedriger Reibung,

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die den Widerstand gegenüber einer Relativbewegung des Wechselventilglieds bei Betätigung des Motors herabsetzt.

Bei einer bevorzugten Anordnung bewegt der Motor das Wechselventilglied über eine Schubstange mittels einer Kurbel, die mit einem Ende der Schubstange verbunden ist und vom Motor über ein Getriebe angetrieben wird. Der Motor ist vorzugsweise ein umsteuerbarer Gleichstrommotor. Zur Verhinderung einer Beschädigung des Getriebes beim Stillstand oder bei Überlast kann eine Kupplung vorgesehen sein. Das Wechselventilglied ist mit dem anderen Ende der Schubstange verbunden. Damit das Wechselventilglied sich auf den Sitzen selbst zentrieren kann, kann die Verbindung ein elastisches Mittel enthalten, das eine geringe Selbstausfluchtung des Wechselventilglieds gegenüber der Schubstange und den Sitzen zulässt.

Der Körper ist vorzugsweise auch mit dem Mischkanal ausgebildet, der einen speziellen Weg für das vom Wechselventilglied zur Temperatursonde fliessende Wasser bildet. Der Mischkanal ist vorzugsweise von gewundener Gestalt, die das Mischen des hindurchströmenden Fluids einleitet, wobei die Temperatursonde im Körper angeordnet ist und in den stromab des gewundenen Abschnitts des Mischkanals gelegenen Kanal ragt. Demnach ist der Mischkanal speziell ausgelegt, um sicherzustellen, dass an der Stelle, an der die Temperatur gemessen wird, ein angemessenes und richtiges Mischen des Heiss- und des Kaltwassers erfolgt, um das Übertragen von fehlerhaften Ablesungen von der Temperatursonde auf den elektronischen Regler zu vermeiden.

Bei der bevorzugten Anordnung zur Regelung der Proportionierung oder Mischung des Heiss- und des Kaltwassers durch das Ventil umfasst die Temperatursonde einen Heissleiter, von dem aus ein Signal auf einen Spannungskomparator des elektronischen Reglers gegeben wird.

Die Temperatursonde ist zweckmässig eine Anordnung, die an der

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Vorrichtung ohne weiteres für den Einbau und die Wartung angepasst werden kann. Da die meisten Heissleiter voneinander abweichen und die Widerstandsänderung in Abhängigkeit mit den Temperaturänderungen nicht linear ist, wird vorzugsweise ein Regelkreis in Verbindung mit dem Heissleiter vorgesehen, der einen Teil einer geeichten Sondenanordnung bildet, die über den Temperaturbereich von 20 bis 70° C linear anspricht. Der Regelkreis enthält Widerstände oder andere Bauteile, die ein Signal liefern, das sowohl linear und bezüglich den Temperaturänderungen und der tatsächlichen Temperatur geeicht ist. Dieser Regelkreis ist vorzugsweise eine gedruckte Schaltung, die mit einem besonderen Temperatursondenheissleiter derart verbunden ist, dass beim Ersetzen oder Einpassen einer Temperatursonde die zugehörige Schaltung ebenfalls leicht angepasst wird. Durch eine derartige Anordnung kann jegliche geeichte Temperatursondenanordnung an die Vorrichtung angepasst werden, wobei die tatsächliche Temperatur des gemäss der Voreinstellung zu regelnden gemischten Wassers trotz Austausch der Temperatursonde genau eingehalten wird.

Der Spannungskomparator soll ein Signal liefern, das bei Bedarf zum Antrieb oder zur Regelung des Motors verstärkt wird. Diese Anordnung ermöglicht eine sehr kurze Ansprechzeit zwischen der Messung einer Temperaturänderung im gemischten Wasser und der Betätigung des Mischventils durch den Motor. Es ermöglicht zusätzlich eine sehr genaue Regelung der Temperatur der zu erzielenden Mischung über einen grossen Bereich von Temperaturdifferenzen, die im Betrieb auftreten können.

Zusätzlich kann der elektronische Regler eine Sichtanzeige der durch die Temperatursonde gemessenen tatsächlichen Temperatur liefern. Es wird auch in Betracht gezogen, dass eine entweder verborgene oder freiliegende Handsteuerung zur Einstellung der gewünschten Temperatur des G-emischs vorgesehen wird. Dies kann zw eckmässig durch ein Potentiometer erfolgen, das veränderlich ist und dessen Einstellung auf den Komparator des elektronischen Reglers gegeben wird.

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Der elektronische Regler ist auch so angeordnet, dass er einen Stabilisierungskreis enthält, der ansprechend auf die von der Temperatursonde stammenden Signale die eventuelle Geschwindigkeit des Mischventils regelt, um zu vermeiden, dass sich dieses wahllos zwischen entgegengesetzten Stellungen bewegt, was als "Jagen" bezeichnet wird.

Dieser Stabilisierungskreis ist zur Vermeidung von Zeitverzögerungseigenschaften vorgesehen, die in hydraulischen Kreisen spezieller Bauart auftreten, in denen die Έ1uidmischvorrichtung nach der Erfindung eingebaut ist.

Die Zeitverzögerungseigenschaften hängen vom tatsächlichen Kreis ab. Wenn jedoch eine Temperaturänderung des gemischten Wasserssgemessen wird, kann sich ,jedoch in der Praxis der Strom des Heiss- und Kaltwassers in den Ventilkörper bedeutend verzögern, obwohl das Mischventil durch den Motor sehr schnell betätigt werden kann. Zum Beispiel kann die in die Fluidmischvorrichtung eintretende und sich dieser nähernde Heisswasserzufuhrleitung einer Abkühlung ausgesetzt sein, so dass es Sekunden braucht, bis das wirksame Heisswasser zu und durch das Mischventil zum Mischkanal strömt, wo sich die Temperatursonde befindet. Somit kann die Temperatursonde die Neigung haben, während eines derartigen Zeitverzögerungszustandss Signale zu liefern, die zur Instabilität führen können. Die Schaltung zur Stabilisierung der Mischventilbetätigung ermöglicht die Übertragung von kurzzeitigen Signalen mit hohem Niveau von der Temperatursonde bei hoher Ausbeute. Wenn jedoch ein derartiges Signal fortdauert, wird die Ausbeute verringert, so dass die Betätigung des Mischventils verlangsamt ist zum Ausgleich für den Zeitverzug im Hydraulikkreis.

Demnach können durch Vorsehen eines derartigen Stabilisierungskreises in der elektronischen Regelung offene Verstärker verwendet werden zur Sicherstellung, dass das Mischventil auf kleine Änderungen anspricht, die schnell benötigt werden, während die Ansprechgeschwindigkeit bei Bedarf verlangsamt wird, um im Hydraulikkreis auftretende Zeitverzögerungen zu

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ermöglichen.

Die Fluidmischvorrichtung enthält vorzugsweise auch ein Gehäuse, das mit dem Körper verbunden ist und den Motor sowie den elektronischen Regler einschliesst. Dies ergibt eine kompakte Vorrichtung. Zur Vermeidung eines Wärmeübergangs vom Körper zum Gehäuse ist das Gehäuse mit dem Körper durch isolierende Mittel verbunden, wobei der Körper und das Gehäuse bei Bedarf aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sein können.

Die Erfindung betrifft kurz zusammengefasst eine Fluidmischvorrichtung, insbesondere für Heiss- und Kaltwasser, mit einem Körper einschliesslich Einlassen für Heiss- bzw. Kaltwasser, und mit einem Mischventil zur Regelung des Stroms von Heiss- und Kaltwasser von den Einlassen zu einem zu einem Auslass führenden Mischkanal. Das Mischventil ist antriebsmässig mit einer zu einem Motor führenden Schubstange verbunden. Der Motor ist in einem am Körper befestigten Gehäuse eingeschlossen und wird durch einen elektronischen Regler geregelt. Im Mischkanal befindet sich eine Temperatursonde zur Messung der Temperatur des gemischten Wassers und zur Lieferung eines-Signals zum elektronischen Regler, der durch Vergleich mit der gewünschten voreingestellten Temperatur den Motor betätigt zur Veränderung des Mischventils zur Regelung des Gemischs von aus den Einlassen kommenden Heissund Kaltwasser.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beispielsweise beschrieben. Darin zeigt:

Fig. 1 ein Blockdiagramm des Arbeitsprinzips der Fluidmischvorrichtung;

Fig. 2 einen Schnitt der Fluidmischvorrichtung mit einer Darstellung des Körpers, des Gehäuses und des Mischventils ;

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Fig. 3 eine Endansicht von Fig. 2 in Richtung des Pfeils III von Fig. 2 bei entfernter Endabdeckung des Gehäuse s;

Fig. 4 einen teilweisen Schnitt IV-IV von Fig. 3.

Gemäss dem Blockdiagramm von Fig. 1 treten Heiss- und Kaltwasserzufuhren 1 bzw. 2 in ein Proportionier- oder Mischventil 3 ein. Ein Kanal 4- für gemischtes Wasser geht vom Mischventil 3 aus und ist in bekannter Weise mit einer Installation oder einem anderen Wasserzufuhr- und -verteilungssystem verbunden. Im Kanal 4 ist ein Temperatursensor oder eine Tsmperatursonde 5 angeordnet, die vorzugsweise ein Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizient ist, etwa ein Heissleiter oder Thermistor, der parallel zu einem weiteren Widerstand oder anderen Bauteilen geschaltet ist, die so gewählt sind, dass der Gesamtwiderstand der Temperatur son de sich linear gegenüber den Temperaturänderungen verändert und dass der Heissleiter geeicht ist zur Lieferung eines Ausgangssignals für die vorschriftsmässige oder tatsächliche Temperatur.

Die gewünschte Temperatur für das gemischte Wasser wird durch ein Eingangspotentiometer 6 voreingestellt, das mit einer Spannungsvergleichsschaltung 7 verbunden ist. Diese ist vorzugsweise eine gedruckte Schaltung, die nach Wunsch Bauteile oder Schaltungen enthalten kann zur Erfüllung zugehöriger Funktionen in Abhängigkeit von der Installation oder dem System, z. B. für die Zeitsteuerung, die Aufzeichnung oder andere Erfordernisse.

Die Spannungsvergleichsschaltung 7 liefert ein Signal, das dann über einen Leistungsverstärker 9 auf einen Motor mit Getriebe 8 gegeben wird. Der Motor ist mit dem Mischventil 3 derart gekuppelt, dass beim Messen und Ansprechen auf eine Temperaturänderung im Kanal 4 gegenüber einem voreingestellten Bedarf der Motor das Mischventil 3 betätigt zur Veränderung

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des Stroms von Heiss- oder Kaltwasser zu den Einlasszufuhren 1, 2 zur Aufrechterhaltung der gewünschten voreingestellten Tem p u/i tür.

Die dies erzielende Vorrichtung wird nun in Verbindung mit weiteren Figuren im einzelnen beschrieben.

Die Vorrichtung enthält einen Körper 10 mit einer Einlasskatnmer 11 für Heisswasser und einer v/eiteren Einlasskammer für Kaltwasser. Geeignete GexcLnde, Eo hrver bin düngen oder Stopfbuchsen sind zur Verbindung mit Wasserzufuhrleitungen vorgesehen. Am Körper 10 ist ein Gehäuse 13 befestigt, indem der Motor gehalten wird. Dieser ist ein umsteuerbarer Gleichstrommotor mit einem Getriebe 14-. Der Ifctor und das Getriebe 14 sind vorzugsweise durch eine Kupplung oder dgl. verbunden, so dass die Ausgangszahnräder des Zahnrads für den Fall des Stillstands, Ausfalls oder einer Überlastung des Motors nicht beschädigt werden können. Die verschiedenen elektrischen Anschlüsse und elektronische Teile einschliesslich einer gedruckten Schaltung 15 sind auch im Gehäuse 13 eingeschlossen, das hierfür eine Hülle bildet. Der Körper 10 und das Gehäuse 13 sind miteinander verschraubt und durch eine geeignete Dichtung 16 voneinander isoliert. Zwischen den Schrauben und dem Gehäuse 13 sind Ab stands stücke 4-7 vorgesehen. Der Körper und das Gehäuse können aus unterschiedlichen !Materialien bestehen. Das Gehäuse 13 kann einen Kühlkörper für die Wärme bilden, die von den darin eingeschlossenen elektrischen oder elektronischen Teilen erzeugt wird. Die Positionierung und Verbindung des Gehäuses am Körper kann für die elektrischen Bauteile eine wasserdichte Umhüllung bilden.

Innerhalb des Körpers 10 ist eine Auskleidung 17 angebracht, die über O-Ringe 18 am Körper 10 abgedichtet ist. Die Auskleidung 17 wird durch ein Tragelement 19 in ihrer Stellung gehalten, das sich in einen durch das Gehäuse gebildeten Raum erstreckt. Das Tragelement 19 bildet ein Endteil oder einen Deckel zum Abschliessen des Körpers 10 gegenüber dem Gehäuse

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13· Das Tragelement 19 hat einen Halter 20 für den Motor und das Getriebe 14- und hat eine Ansenkbohrung, zur Aufnahme einer Buchse 21, durch die sich, eine Schubstange 22 in den Körper 10 erstreckt. Die Schubstange 22 ist am Tragelement 19 durch eine Lippendichtung 23 abgedichtet, die das Eintreten von Wasser vom Körper 10 in das Gehäuse 13 verhindert. Eine weitere Dichtung 48 befindet sich auf der gegenüberliegenden Seite der Buchse 21. Als Sicherheitsmassnahme ist eine Entlüftung 49 vorgesehen, die den Zwischenraum zwischen den beiden Dichtungen zur Atmosphäre hin entlüftet. Das Tragelement 19 ist in bekannter Weise am Körper 10 abgedichtet. Sollte demnach eine der beiden Dichtungen 23, 48 ausfallen, würde eine sichtbare Anzeige eines Wasserleckverlustes an der Aussenseite der Vorrichtung durch die Entlüftung 49 entstehen, bevor das Wasser in das Gehäuse 13 eindringt, wo sich die elektronischen Teile befinden.

Die Schubstange 22 ist über eine Kurbelanordnung 24 am Motor und Getriebe 14 hin- und herbewegbar angeschlossen. Die Kurbelanordnung 24 enthält ein Universalgelenk zur Übertragung der Drehbewegung in eine hin- und hergehende Bewegung bei Zulassung irgendeiner Fehlfluchtung der Anordnung.

Ein zylindrisches Wechselventilglied 25 ist koaxial zur Auskleidung 17 im Körper angeordnet und enthält ein im allgemeinen hohles zylindrisches Element 26, das mit einem zentralen inneren Stern oder mit Stegen 27 versehen ist, die eine mit einer Öffnung versehenen Nabe 28 aufweisen. Der hohle Innenraum des Ventilelements 26 ergibt einen Fluidstromweg für Heisswasser von der Kammer 11. Das freie Ende der Schubstange 22 ist mit der Nabe 28 durch ein Schraubenelement 29 verbunden, das auf das Gewindeende der Schubstange aufgeschraubt ist. Eine mit einem Flansch versehene Hülse 30 auf der Schubstange ergibt einen Anschlag, an dem ein elastisches Glied, etwa ein O-Ring 31, anliegt. In der Nabe 28 befindet sich eine ein Spiel freilassende Öffnung. Ein weiteres elastisches Glied 32 berührt die gegenüberliegende Fläche der

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Nabe und wird durch eine Beilagsscheibe und das Gewindeelement 29 am Gewindeende der Schubstange mit einer durch die Hülse 30 bestimmten vorgegebenen Belastung gehalten. Demnach ermöglicht die elastische Befestigung des Wechselventilglieds 25 auf der Schubstange 22 bei Gebrauch eine begrenzte Bewegung zur Selbstzentrierung oder -ausfluchtung.

Das Wechselventilglied 26 hat zwei gegenüberliegende ringförmige Dichtflächen 33» 34-, die mit zwei gegenüberliegenden Sitzen 35 bzw. 36 im Körper 10 in Eingriff kommen. Der Durchmesser des Wechselventilelements 26 ist beinahe dasselbe wie derjenige der ringförmigen Dichtflächen, so dass die auf das Wechselventilglied wirkenden eintretenden Hydraulikdrücke im wesentlichen ausgeglichen sind. Dies vermeidet jegliche Neigung des Vfechselbentilglieds, durch den Hydraulikdruck bewegt zu werden. Ferner ist der Durchmesser der Schubstange so klein, dass die Wirkung des darauf wirkenden Hydraulikdrucks vernachlässigbar ist.

Der sich in die Heisswasser-Einlasskammer 11 erstreckende Sitz 35 ist durch einen Mstallring gebildet, der an einem inneren Vorsprung 37 des Körpers befestigt ist. Der andere Sitz 35 ist der Kaltwasser-Einlasskammer 12 zugeordnet und mit einem Mstallring versehen, der sich zwischen der Auskleidung 17 und dem Tragelement 19 befindet. Die Ifetallringe sind vorzugsweise aus hartem nicht-rostendem Stahl hergestellt, wobei die jeweiligen entgegengesetzt angeordneten Dichtflächen 33» 34- am Wechselventilglied schmale ringförmige Stege sind, die durch Verjüngen des zugehörigen Randteils des Wechselventilglieds geformt sind. Diese Anordnung ergibt höhere Zwischenflächendrücke im Betrieb zwischen den jeweiligen Sitzen und den Sitzflächen des Wechselventilglieds, so dass jeglicher Aufbau von Krusten oder anderen Teilchen zerquetscht oder entfernt wird und den Vorschriftsmässigen Betrieb des Wechselventilglieds nicht stören kann. Die Verwendung von hartem, nichtrostendem Stahl ist auch bevorzugt, um in der Vorrichtung Verschleiss- und Korrosionsfestigkeit vorzusehen.

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Die Einlasskammern 11 und 12 des Körpers sind durch innere Trennwände des Körpers, durch die Auskleidung 17 und durch das Wechselventilglied 25 voneinander getrennt. Die Auskleidung ist mit einem einwärts gerichteten Flansch 38 mit einer Ringnut versehen, die genau eine O-Ringdichtung 39 festlegt, die auf der Aussenflache des Wechselventilglieds 26 abdichtet. Die O-Ringdichtung 39 steht radial einwärts zum Wechselventilglied 26 unter niedriger Spannung zur Sicherstellung, dass sie hiermit in Berührung bei geringem Druck steht. Die O-Ringdichtung 39 ermöglicht eine glatte Bexvegung mit niedriger Reibung des Wechselventilglieds 26 im Gebrauch und trennt die Heissund Kaltwasser-Einlasskammern 11, 12. Der Widerstand mit niedriger Reibung gewährleistet, dass der Leistungsbedarf zur Hin- und Herbewegung des Wechselventilglieds gering ist.

Aus der obigen Beschreibung des Wechselventilglieds 25 mit den zugehörigen Sitzen 35, 36 ist ersichtlich, dass der mit der Heisswasser-Einlasskammer 11 verbundene Sitz 36 und die Dichtfläche 34 eine Öffnung bilden, durch die das Heisswasser aus der Heisswasser-Einlasskammer fliessen kann, wenn sich zwischen der Dichtfläche und dem Sitz ein Abstand befindet. Die Heisswasser-Einlasskammer 11 ist natürlich von der Kaltwasser-Einlasskammer 12 getrennt, wenn die Dichtfläche 34 den Sitz 36 berührt. Bei der Kaltwasser-Einlasskammer 12 ist eine ähnliche Anordnung bezüglich des Sitzes 35 und der Dichtfläche 33 vorgesehen. Deianach bildet das Wechselventilglied in Zusammenarbeit mit den entgegengesetz angeordneten Sitzen Öffnungen, durch die Heiss- und/oder Kaltwasser mit Durchsatzmengen fliessen kann, die durch die Stellung des Wechselventilglieds bestimmt sind. Der Heisswasserstrom aus der Einlasskammer 11 erfolgt durch den durch das Wechselventilelement 26 gebildeten inneren Kanal und ist zum anderen entgegengesetzten Sitz 35 gerichtet, durch den Kaltwasser aus der Kaltwasser-Einlasskammer 12 strömen kann.

Das Tragelement 19 bildet eine Öffnung 40, die zu einem Mischkanal 41 führt, in den das Heiss- und/oder Kaltwasser aus dem Wechselventilglied strömt. Der MLschkanal ist teil-

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weise durch den Körper, die Auskleidung und das Tragglied gebildet und speziell so ausgelegt, dass ein angemessenes Mischen des Heiss- und Kaltwassers gewährleistet ist. Der Kanal hat einen von der Öffnung 40 ausgehenden Querteil, der bestrebt ist, ein Verwirbeln und/oder turbulentes mischendes Wasser zu erzeugen, wenn dieses, durch den Kanal 41 zu einem rückwärtsgebogenen Teil 42 strömt, der zu einem aus dem Körper 10 führenden Auslass 43 führt, der in bekannter Weise durch geeignete Anschlüsse, Stopfbuchsen oder ähnliche Verbindungen mit der Installation, dem System oder dgl. verbunden ist.

Der Mischkanal 41 ist im wesentlichen gewunden ausgebildet zur Erzeugung einer Vermengung des Gemischs und zur Vermeidung von Taschen von Heiss- und/oder Kaltwasser, wenn das Gemisch eine Temperatursonde 44 erreicht, die im Körper 10 befestigt ist und sich stromab des gexvundenen Fluidwegs in den Kanal erstreckt.

Die Temperatursonde 44 erstreckt sich in den Mittelstrom der Strömung aus gemischtem Wasser und enthält einen Thermistor oder Heissleiter, der eine zugehörige Eich- und lineare Regelschaltung aufweist, die mit dem elektronischen Regler einschliesslich der im Gehäuse 13 befestigten gedruckten Schaltung 15 verbunden ist.

Die Temperatursonde 44 ist auch mit einer digitalen Sichtanzeigetafel 45 verbunden, die so an der Endplatte 46 des Gehäuses angeordnet ist, dass die tatsächliche Temperatur des Gemischs unmittelbar sichtbar ist. Die elektronische Regelung enthält auch das nicht-gezeigte veränderliche Potentiometer, das durch einen Schraubenzieher oder einen Steuerknopf voreingestellt werden kann, der zur Anzeige der Temperatureinstellung Bezugsmarkierungen aufweisen kann. Alternativ kann die elektronische Schaltung eine Sichtanzeige der voreingestellten Temperatur durch einen geeigneten Schalter oder Nebenschluss aufweisen, der aktiviert werden kann,

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wenn das veränderliche Potentiometer eingestellt wird oder eine Prüfung benötigt.

Die Leistungsfähigkeit und das Verhalten der verschiedenen elektronischen und/oder elektrischen Bauteile sind so gewählt, dass sie bei normalem Gebrauch im wesentlichen unterbelastet sind und somit maximale Lebendauer- und Sicherheitsfaktoren ergeben.

Zusätzlich ist die Vorrichtung so angeordnet, dass sie an den rückwärtigen Stellen an die Heiss- und Kaltwasserzufuhren angeschlossen werden können, d. h. dass die oben beschriebenen Heiss- und Kaltwasser-Einlasskammern umgekehrt werden müssen. Ein einfacher Umschaltstecker zur Herstellung der elektrischen Verbindung mit dem Motor und dem Getriebe durch die elektrische Steuerung kann vorgesehen werden, was die Proportionierrichtung der Bewegung des Wechselventilglieds umkehrt.

Es wurde beim Betrieb der Erfindung gefunden, dass eine genaue Temperaturregelung in der Grössenordnung von ί 1 ^LC oder sogar weniger erzielt werden kann.Ferner wurde gefunden, dass die Fluidmischvorrichtung über einem sehr weiten Bereich von Strömungsdurchsatzen arbeiten kann, z. B. im Bereich von 300 bis 10 l/min. Diese Strömungsäurchsatzmengen nähern sich bei einer in einem gepumpten Umlaufsystem wahrscheinlich benötigten maximalen Strömungsdurchsatzmenge dem Minimum eines Leerlaufkreise s.

Die Vorteile der Sichtanzeige für die tatsächliche Temperatur und andere oben erwähnte Merkmale sind für den Fachmann ersichtlich. Zusätzlich sind die Herstellung und Konstruktion der Fluidmischvorrichtung von der Art, dass hohe Betriebssicherheit, leichte Herstellung, leichter Zusammenbau, gegebenenfalls leichte Wartung und leichte Aufstellung für den Betrieb erzielbar sind.

Sämtliche aus der Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeich-

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nung hervorgehenden Merkmale und Vorteile der Erfindung, einschliesslich konstruktiver Einzelheiten und räumlicher Unordnungen, können sowohl für sich als auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.

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ΡΛΓΕΝΤΛΝ140ΐ.ΤΕ ^K""^A BROSE^DKa BROSE D-B023 MunchwvPullach. Wiener Str 2. Tel (089) 7 93 30 71: Telex 5 ^J1° 147 b»os d; Cahles: »Pitntib-s Mu ichen

Diplom Ingenieure

IhrZechen Tag: 8. August I98O

Your 'ef: Date

1) Die mit der Anmeldung und im Laufe des Verfahrens eingereichten Patentansprüche sind Pormulierungsversuche ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes .

2) In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen,gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.

3) Die Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung offenbarte Merkmale von erfindungswesentlicher Bedeutung zu beanspruchen; insbesondere beabsichtigt die Anmelderin, auf in den Unterlagen etwa offenbarte neue Stoffe Stoffansprüche zu richten.

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Claims

B4TENT>1NHflLTE^KaA BROSE^DKa BROSE

D-8023 Munchen-Pullach. Wiener Str 2; Tel (089) 7 9S 3071: Telex 5 2*2 V7 b"cs d: Cables: -Patcntibus» München

Diplom Ingenieure

Ihr Zeichen Tag8.AugUSt 19 80

Case P 313 ^Date'

WALKER CROSWELLER & COMPANY LIMITED
WHADDOIi WORKS, CROMWELL ROAD, CHELTEMiAM,
GLOUCESTERSHIRE, ENGLAND GL52

Patentansprüche

Λ.) Fluid mi s ölvorrichtung mit einem Körper einschliesslich
eines Einlasses für Heisswasser und eines Einlasses für Kaltwasser, mit einem Mischventil zur Steuerung des
Heiss- und des Kaltwasserstroms von den jeweiligen Einlassen zu einem Mischkanal im Körper und mit einer Einrichtung zur Einstellung der gewünschten Temperatur des gemischten Wassers, dadurch gekennzeichnet dass zur Messung der Temperatur des gemischten Wassers
im Mischkanal (4-1) eine Temperatur sonde (44) angeordnet ist, dass mit dem Mischventil (25) zu dessen Betätigung ein Motor (14) antriebsmässig verbunden ist und dass
die Temperatursonde mit einem elektronischen Regler
des Motors (14) verbunden ist zur Regelung der Betätigung des Mischventils (25) in Abhängigkeit von durch die

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Temperatursonde (44) gemessenen lemperaturänderungen im Mischkanai (41)..
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischventil (25) ein Wechselventilglied (26) aufweist, das mit dem Motor (14) durch eine Schubstange (22) verbunden ist, die das Wechselventilglied (26) zwischen zwei gegenüberliegenden Ventilsitzen (351 36) hin- und herbewegt.
3· Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Wechselventilglied (26) ein zylindrischer Hohlkörper mit entgegengesetzt angeordneten Sitzen (33, 34 ) ist, die gegenüber den beiden mit den Einlassen (11, 12) für Heiss- und Kaltwasser verbundenen Ventilsitzen (35 ₅ 36) bewegbar ist
4. Vorrichtung nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilsitze (35, 36) ringförmig sind und dass das Wechselventilglied (26) innen einen von einem der beiden Einlasse (11, 12) ausgehen den Fluidstromweg bildet.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (10) zwei Einlasskammern und eine in inm angeordnete Auskleidung (17) aufweist, dass das Wecnselventilglied (26) gegenüber der Auskleidung (17) axial bewegbar ist und dass die Auskleidung (17) eine Dicntung (39) trägt, die mit der Aussenseite des Wechselventilglieds (26) in Berührung steht zur Trennung der Fluidstromwege des Heiss- und des Kaltwassers.
6. Vorrichtung nach einem der vornergenenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (14) ein umsteuerbarer Gleichstrommotor ist, der antriebsmässig mit dem Mischventil (25) über eine Kupplung und eine Kurbel (24) verbunden ist, die an eine mit einer Habe (28) des Wechselventilglieds (26) verbundene Schubstange (22) angeschlossen ist.

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7· Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischkanal (41) gewunden ausgebildet ist zur Einleitung des Mischens des hindurchströmenden Fluids, und dass die Temperatursonde (44) im Körper (10) befestigt ist und in einen Kanal stromab eines zurückgekrümmten Abschnitts (42) des gewundenen Verlaufs des Mischkanals (41) ragt.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatursonde (44) einen Heissleiter aufweist, von dem ein Signal auf einen Spannungskomparator des elektronischen Reglers gegeben wird.
9· Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatursonde (44) einen zugehörigen Regelkreis (15) aufweist, der eine geeichte Messfühleranordnung für lineares Ansprechen über einem gewählten Betriebstemperaturbereich darstellt.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Körper (10) ein Gehäuse

(13) befestigt ist, das einen Verschluss für den Motor

(14) bildet, und dass eine elektronische Regelung mit einer Sichtanzeige (45) der von der Temperatursonde (44) gemessenen Temperatur am Gehäuse (13) angeordnet ist.

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