Die Erfindung betrifft eine thermostatisch gesteuerte Misch
batterie nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches.
Eine derartige thermostatisch gesteuerte Mischbatterie ist
im Hauptpatent 30 38 232 beschrieben. Hier ist jeder Misch
wasserabgabeöffnung der Mischkammer ein Plattenventil zuge
ordnet, welches aus einer feststehenden Steuerscheibe und ei
ner axial verlagerbaren Steuerscheibe besteht, wobei die be
weglichen Steuerscheiben über einen axial verlagerbaren Stell
ring zwangsgekoppelt sind. Auf diese Weise kann man einen
großen Gesamt-Öffnungsquerschnitt bei kleinen Abmessungen
der einzelnen Steuerelemente und des Kartuschengehäuses, in
dem die Steuerelemente untergebracht sind, realisieren. Das
Kappenteil dient im Hauptpatent zugleich als um die Achse des
Batteriegehäuses verdrehbares Stellglied für das temperatur
empfindliche Element. Hierfür ist zwischen dem Stellring und
dem Kappenteil eine spezielle Mitnahmeverbindung vorgesehen.
Unter ungünstigen Umständen, insbesondere bei hoher Reibung
in Umfangsrichtung an der Mitnahmeverbindung und bei Spiel
in der Führung des Stellringes, kann es dazu kommen, daß die
beweglichen Steuerscheiben verkanten.
Aus der DE-PS 26 48 091 ist eine thermostatisch gesteuerte
Mischbatterie bekannt, bei der die Mengenregelung durch axiale
Bewegung von einem der beiden Ventilsitze erfolgt. Auf diese
Weise wird die Summe der Regelspaltbreiten vorgegeben, welche
ein Maß für die ausfließende Mischwassermenge ist. Hierbei
ist es jedoch schwierig, die beiden Regelspalte in der Schließ
stellung des Ventils vollständig tropffrei abzudichten. Außer
dem ist die Feinfühligkeit der Mengenregelung ungenügend.
In der DE-OS 28 02 803 ist eine thermostatisch gesteuerte Misch
batterie beschrieben, bei welcher die Einstellung der Misch
wassermenge durch Verdrehen des Bedienungshebels um die Gehäuse
achse erfolgt. Es sind hier somit keine Steuerelemente vorhan
den, bei welchen die Gefahr eines Verkantens bestünde.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei einer thermo
statisch gesteuerten Mischbatterie nach dem Oberbegriff des
Hauptanspruches, also nach dem Hauptpatent 30 38 232, ein Ver
kanten der beweglichen Steuerscheiben bei der Temperaturein
stellung zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Hauptanspruchs
beschriebene Erfindung gelöst; vorteilhafte Weiterbildungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung ist sichergestellt, daß
eine gefühlvolle, glatte Temperaturvorwahl möglich ist, die
nicht durch ein Verkanten einer oder mehrerer beweglicher Steuer
scheiben behindert ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand
der Zeichnung näher erläutert; es zeigt
Fig. 1 einen axialen Schnitt durch eine thermostatisch
gesteuerte Mischbatterie nach dem Hauptpatent 30 38 232;
Fig. 2 eine Aufsicht auf eines der beiden Steuerscheiben
paare der in Fig. 1 gezeigten Mischbatterie in zwei
verschiedenen Relativstellungen;
Fig. 3 einen transversalen Schnitt durch die Mischbatterie
nach Fig. 1 längs der dortigen Schnittlinie III-III;
Fig. 4 einen axialen Schnitt durch eine abgewandelte Misch
batterie-Kartusche;
Fig. 5 eine Draufsicht auf die bewegbare Steuerscheibe der
Mischbatterie-Kartusche nach Fig. 4 und einen ihr
zugeordneten Halterahmen.
Zunächst wird auf die Fig. 1-3 Bezug genommen, welche dem
Inhalt des Hauptpatentes 30 38 232 entsprechen. Ein Mischbatte
riegehäuse 1 hat einen mit Außengewinde versehenen Einsteck
stutzen 2. Letzterer durchsetzt bei eingebauter Batterie z. B.
eine Waschtischbank und ist mit dieser durch einen nicht ge
zeigten Gewindering verspannt. Kaltes Wasser wird durch ein
Rohr 3, warmes Wasser durch ein Rohr 4 zugeführt. Die Rohre
3 und 4 erstrecken sich durch den Einsteckstutzen 2 hindurch
und münden in ringkammerförmige Zuflußräume 5, 6 des Batterie
gehäuses 1. Das Batteriegehäuse 1 weist außerdem einen Auslauf
raum 7 auf,
der ebenso wie die Zuflußräume 5, 6 mit einem zylindrischen
Aufnahmeraum 8 für einen kartuschenartigen Ventileinsatz
(Kartusche) 9 kommuniziert.
Die Kartusche 9 enthält ein Kartuschengehäuse 10, das äußer
lich - von oben nach unten - in vier Abschnitte unterteilt
ist: an einen Halsabschnitt 10 a kleinsten Durchmessers
schließt sich ein Montageflansch 10 b größten Durchmessers
an. Auf diesen folgen ein Mittelabschnitt 10 c mit einem
Durchmesser, der etwas kleiner als der Durchmesser des Auf
nahmeraums 8 ist, sowie ein Bodenabschnitt 10 d, dessen Außen
durchmesser dem Innendurchmesser des Aufnahmeraumes 8 ent
spricht.
Der nach unten offene, durch einen plattenartigen Ventilsitz
11 abgedeckte, als Mischkammer dienende Innenraum 12 des
Kartuschengehäuses 10 enthält ein als solches bekanntes,
temperaturempfindliches Dehnstoffelement 13. Dieses umfaßt
einen nach oben ragenden Druckstift 14 , der sich aus dem
Gehäuse des Dehnstoffelements 13 bei Erwärmung ausschiebt.
Der Druckstift 13 durchsetzt eine radiale Zwischenwand 15
im Halsabschnitt 10 a des Kartuschengehäuses 10 und ragt in
eine Federkammer 16, die in einer Stirnbohrung 17 des Hals
abschnittes 10 a axial verschiebbar ist. Der Druckstift 14
stützt sich dabei an einer Platte 18 ab, die von einer gegen
den Boden der Federkammer 16 verspannten Druckfeder 19 be
aufschlagt ist. Die Außenseite des Federkammerbodens liegt
an einer Stellschraube 20 an, welche in die Stirnseite einer
Schraubmuffe 21 eingedreht ist.
Die Schraubmuffe 21 läßt sich auf einem Außengewinde an der
Mantelfläche des Halsabschnittes 10 a des Kartuschengehäuses
10 axial verschrauben. Sie steht hierzu in Keilverbindung
mit einem verdrehbaren, aber axial fixierten Kopf 22, der
eine weit herabhängende, als Sichtblende dienende Schürze 23
aufweist.
Die Stellschraube 20 ist von außen her zugänglich, wenn eine
aufgesetzte Zierhaube 24 abgenommen ist.
Durch eine radiale Öffnung 25 des Kopfes 22 ragt ein Bedie
nungshebel 26, dessen inneres Ende mittels eines waagerecht
verlaufenden Schwenkzapfens 27 am Kopf 22 angelenkt ist.
An den glockenförmigen Dehnstoff-Aufnahmeraum 13 a des Dehn
stoffelements 13 schließt sich nach unten ein erstes Teil 28 a
eines zweiteiligen Regelkolbens 28 an. Der Regelkolben 28
- und damit auch das gesamte Dehnstoffelement 13 - wird durch
eine ringförmige Membran 29 schwimmend gehaltert. Diese ist
an ihrem Außenumfang zwischen einer Stufe des Kartuschenge
häuses 10 und einem Schraubteil 30, am Innenumfang zwischen
dem ersten Regelkolbenteil 28 a und einem aufgeschraubten
zweiten Regelkolbenteil 28 b verspannt.
Regelkolben 28 und Dehnstoffelement 13 werden durch eine
Spiralfeder 53 in der Zeichnung nach oben gedrückt, so daß
der Druckstift 14 in kraftschlüssiger Anlage an der Platte 18
in der Federkammer 16 bleibt. Die in bekannter Weise als Si
cherheitsfeder dienende Druckfeder 19 ist steifer als die
Spiralfeder 53. So bleibt auch die Federkammer 16 in kraft
schlüssiger Anlage an der Einstellschraube 20, ohne daß die
Druckfeder 19 nennenswert komprimiert würde.
Eine nach unten zeigende Kante 28 c des zweiten Regelkolben
teiles 28 b begrenzt zusammen mit dem plattenartigen Ventil
sitz 11 einen ersten variablen Regelspalt, welcher den Warm
wasserzustrom aus dem Zuflußraum 5 drosselt. Das Warmwasser
durchströmt dann den zweiteiligen Regelkolben 28 und tritt
unter Vermischung mit dem Kaltwasser in den Innenraum 12
des Kartuschengehäuses 10 ein.
Der Kaltwasserzustrom aus dem Zuflußraum 6 wird durch einen
zweiten variablen Regelspalt eingestellt, der einerseits
von der Membran 29, andererseits von einem am Kartuschen
gehäuse 10 angeformten, nach unten zeigenden Ventilsitz 31
begrenzt wird.
Das Mischwasser strömt an der Innen- und Außenseite des
glockenförmigen Dehnstoffaufnahmeraums 10 a vorbei und be
einflußt dabei die axiale Position des Regelkolbens 28.
Der Innenraum 12 des Kartuschengehäuses 10 ist bis auf zwei
diametral gegenüberliegende Austrittsöffnungen 32, 33 und
selbstverständlich die Zulauföffnungen für Kalt- und Warm
wasser wasserdicht. Der Durchfluß des Mischwassers durch
die Mischkammer kann daher an diesen beiden Austrittsöff
nungen 32, 33 geregelt werden.
Wie in Fig. 3 zu erkennen ist, ist die Mantelfläche des
Mittelabschnittes 10 c des Kartuschengehäuses 10 in der Um
gebung der Austrittsöffnungen 32, 33 abgeflacht. Auf diesen
Abflachungen ruht - unter Zwischenschaltung einer Dichtung -
jeweils eine feststehende Steuerscheibe 34 bzw. 35. Diese
besteht vorzugsweise aus Keramik und ist auf der nach außen
zeigenden Seite in bekannter Weise poliert. Jede Steuer
scheibe 34 weist eine mit der zugehörigen Austrittsöffnung
32 bzw. 33 fluchtende Durchtrittsöffnung 36 bzw. 37 auf,
deren "hausähnliche" Form in Fig. 2 deutlich erkennbar ist:
auf ein Rechteck ist eine dreieckige Spitze aufgesetzt. Diese
besondere Form hat den Vorteil, daß die Mengendosierung in
der anfänglichen Öffnungsphase des Ventils "gefühlvoller"
erfolgen kann.
Über den beiden feststehenden Scheiben liegt jeweils eine
zweite, keine Durchtrittsöffnungen aufweisende Steuerscheibe
38, 39, die in noch zu beschreibender Weise in axialer Rich
tung bewegt werden kann. Die Berührungsfläche der bewegli
chen Steuerscheibe 38, 39 mit der feststehenden Steuer
scheibe 34, 35 ist ebenfalls auf hohe Güte poliert.
Die Steuerscheibenpaare 34, 38 bzw. 35, 39 werden durch
jeweils ein Führungsstück 40 bzw. 41 gegen die zugehörige
Abflachung des Kartuschengehäuses 10 gedrückt. Die Führungs
stücke 40 bzw. 41, die gleichzeitig der Führung der beweg
lichen Steuerscheiben 38, 39 dienen, sind, wie Fig. 3
zeigt, auf das Kartuschengehäuse 10 aufgesprengt. Die Füh
rungsstücke 40 und 41 besitzen Durchtrittsöffnungen 42 bzw.
43, welche mit den Durchtrittsöffnungen 36, 37 der festste
henden Steuerscheiben 34, 35 und den Austrittsöffnungen 32,
33 des Kartuschengehäuses 10 fluchten und in den Auslauf
raum 7 münden.
Die beweglichen Steuerscheiben 38, 39 werden jeweils von
einem Schieber 44 bzw. 45 gehalten und betätigt, der axial
verläuft, wasserdicht durch den Montageflansch 10 b des Kar
tuschengehäuses 10 hindurchgeführt und an einem axial ver
schiebbaren Druckring 46 befestigt ist. Der Druckring 46
steht in Mitnahmeverbindung mit einer axial beweglichen, am
Kopf 22 geführten Zahnstange 47. Diese wiederum kämmt mit
einem am Ende des Bedienungshebels 26 angeformten Zahnrad
48. Die gesamte Kartusche 9 wird im Aufnahmeraum 8 des Bat
teriegehäuses 1 durch eine Mutter 49 gehalten, die gegen
einen zwischen Kopf 20 und Montageflansch 10 b gelegten, me
tallischen Armierungsring 50 gedreht wird. Dieser versteift
den Montageflansch 10 b gegen den Druck, der in der Misch
kammer 12 insbesondere bei geschlossenen Steuerscheiben
38, 39 herrscht und sorgt durch formschlüssigen Eingriff
sowohl in das Batterie- als auch das Kartuschengehäuse
für eine Verdrehsicherung der Kartusche.
Der Wasserlauf innerhalb der beschriebenen Mischbatterie
ist wie folgt:
Das Warmwasser fließt über das Rohr 3, den Zulaufraum 5
sowie eine oder mehrere radiale Öffnungen 51 im Bodenab
schnitt 10 d des Kartuschengehäuses 10 (und ggf. im Schraub
teil 30) zum Regelspalt zwischen Regelkolben 28 und Ventil
sitz 11. Über das Innere des Regelkolbens 28 und schräg nach
außen gerichtete Durchflußöffnungen gelangt es in die Misch
kammer, den Innenraum 12 des Kartuschengehäuses 10, wo es
sich mit dem Kaltwasser vermischt.
Dieses gelangt an diese Stelle aus dem Rohr 4 über den Zu
flußraum 6 sowie durch radiale Öffnungen 52 im Bodenteil 10 d
des Kartuschengehäuses 10 und durch den Regelspalt zwischen
dem Ventilsitz 31 am Kartuschengehäuse 10 und der Membran 29.
Das Mischwasser strömt, wie oben beschrieben, am Dehnstoff
element 13 vorbei durch die Austrittsöffnungen 32, 33 des
Kartuschengehäuses 10 zu den beiden Steuerscheibenpaaren 34,
38 bzw. 35, 39. Je nach deren Relativstellung ist der wei
tere Mischwasserweg zum Auslaufraum 7 durch die Durchtritts
öffnungen 36, 37, 42, 43 der feststehenden Steuerscheiben 34,
35 bzw. der Führungsstrecke 40, 41 mehr oder weniger frei.
Umfangsdichtungen am Bodenabschnitt 10 d des Kartuschengehäu
ses 10 verhindern einen direkten Wasserübertritt zwischen
den Zulaufräumen 5, 6 sowie zwischen dem Zulaufraum 6 und
dem Auslaufraum 7.
Funktion und Handhabung der beschriebenen Mischbatterie sind
wie folgt:
Zur Vorgabe einer Solltemperatur des auslaufenden Misch
wassers wird der Kopf 22 mittels des Bedienungshebels 26
um die senkrechte Achse der Mischbatterie gedreht. Dies hat
zur Folge, daß sich die Schraubmuffe 21 auf dem Halsabschnitt
10 a des Kartuschengehäuses 10 axial verschraubt. Aufgrund
des beschriebenen Kraftschlusses zwischen Schraubmuffe 21,
Stellschraube 20, Federkammer 16 und Druckstift 14 verschiebt
sich das Dehnstoffelement 13 in entsprechender Weise axial.
Die verhältnismäßig steife Sicherheitsfeder 19 verhält sich
dabei praktisch wie ein starrer Körper. Hierdurch wird der
Regelkolben 28 in eine neue axiale Stellung gebracht, in
der die Breiten der beiden Regelspalte in einem neuen Ver
hältnis zueinander stehen.
Zur Mengenregulierung wird der Bedienungshebel 26 um den
Schwenkzapfen 27 verschwenkt. Das am Ende des Bedienungs
hebels 26 angeformte Zahnrad 48 setzt diese Schwenkbewegung
in eine Axialbewegung der Zahnstange 47, des Druckrings 46,
der Schieber 44, 45 und damit der beweglichen Steuerscheiben
38, 39 um. Hierdurch wird das Ausmaß, in dem die beweglichen
Steuerscheiben 38, 39 die Durchtrittsöffnungen 36, 37 der
feststehenden Steuerscheiben 34, 35 abdecken bzw. freigeben,
verändert.
In Fig. 2 ist strichpunktiert die Lage der beweglichen
Steuerscheibe 38 gegenüber der feststehenden Steuerscheibe
34 gezeigt, die der vollen Öffnung der Mischbatterie ent
spricht: die Durchtrittsöffnung 36 ist vollständig freige
geben. Durchgezogen ist eine Zwischenstellung der Misch
batterie dargestellt: hier gibt die bewegliche Steuerschei
be 38 gerade die "Spitze" der Durchtrittsöffnung 36 der
feststehenden Steuerscheibe 34 frei.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 4 und 5 sind
Bauteile, die obenstehend unter Bezugnahme auf die Fig.
1-3 besprochenen Bauteile entsprechen mit um 100 vergrö
ßerten Bezugszeichen versehen; diese Bauteile brauchen nach
stehend nicht noch einmal im einzelnen beschrieben zu werden.
Die Mischbatteriekartusche 109 nach den Fig. 4 und 5
unterscheidet sich von derjenigen nach den Fig. 1-3
hauptsächlich durch die Art und Weise der Halterung der
Steuerscheiben, durch den Mechanismus zur Temperaturein
stellung und durch die Ausbildung des Temperatur-Regel
kolbens.
Der Temperatur-Regelkolben 128 hat am oberen Ende eine mit
tige Öffnung 154, durch welche sich ein Stift 155 erstreckt.
Dessen unteres Ende ist in der Ventilsitzscheibe 111 zen
triert, welche an einer Schulter 185 des Kartuschengehäuses
110 abgestützt ist und durch einen Sprengring 184 gesichert
ist. Der Stift 155 führt eine Antriebshülse 156, die mit
dem Gehäuse des Dehnstoffelementes 113 verbunden ist und
auf ihrer Unterseite eine konkav sphärische Lagerfläche 157
aufweist. Mit dieser arbeitet eine konvex sphärische Lager
fläche 158 zusammen, welche auf dem oberen Ende des Regel
kolbens 128 vorgesehen ist.
Der Regelkolben 128 ist einstückig und ist mit seinem in
Fig. 4 untenliegenden Abschnitt in einem Führungsabschnitt
112 a der mehrfach abgestuften Kartuschenbohrung 112 verschieb
bar gelagert und durch einen X-Dichtring 159 abgedichtet.
Dem unteren Ende der Schraubendruckfeder 153 ist ein becher
förmiger Federsitz 160 zugeordnet.
Die Einstellung des Kaltwasserstromes erfolgt durch den
Steuerbund 131 des Regelkolbens 128 zusammen mit einer Steuer
schulter 161 der Kartuschenbohrung 112, während die Steuerung
des Warmwasserstromes wiederum durch die untere Kante des
Regelkolbens 128 zusammen mit der Ventilsitzscheibe 111 be
werkstelligt wird.
Die beiden Führungsstücke 140, 141 sind durch ein Spannband
162 in Anlage an den bewegbaren Steuerscheiben 138, 139 ge
halten und über in Fig. 4 nicht näher gezeigte, vor bzw.
hinter der Zeichenebene liegende Formschlußverbindungen mit
dem Abschnitt 110 c des Kartuschengehäuses 110 verbunden.
Das Spannband 162 hat Durchbrechungen 163, welche in der
Offenstellung der Steuerscheiben 138, 139 den vollen Durch
flußquerschnitt der stationären Steuerscheiben 134, 135 frei
geben.
Wie aus Fig. 5 ersichtlich, ist die bewegbare Steuerscheibe
138 (und genauso die Steuerscheibe 139) in einem metallischen
Halterahmen 164 verrastet. Der letztere hat seitliche Schen
kel 165, deren untere Enden um 90° umgekantet sind und in
Eckausnehmungen 166 der Steuerscheibe 138 eingreifen. An den
seitlichen Rändern der die Steuerkante bildenden Oberkante
der Steuerscheibe 138 greifen Eindrückungen 167 der Schenkel
165 an, so daß die Steuerscheibe 138 in Auf- und Abwärtsrich
tung zwangsweise mit dem Halterahmen 164 mitbewegt wird.
Die Schenkel 165 erstrecken sich noch um eine Strecke über
die Oberkante der Steuerscheibe 138 hinaus, die größer ist
als die Erstreckung der Steueröffnung 136 in Verstellrich
tung der Steuerscheibe 138. Der Abstand der Schenkel 165 ist
größer als die Erstreckung der Steueröffnung 136 in trans
versaler Richtung.
Das den Schwenkzapfen 127 tragende Kappenteil 122 ist durch
eine Madenschraube 168 unverdrehbar auf dem Gewindering 149
festgelegt, über welchen das Kartuschengehäuse 110 und die
darin enthaltenen Ventilteile in der Aufnahmebohrung 8 des
Mischbatteriegehäuses 1 gehalten sind.
An den Betätigungshebel 126 ist ein Betätigungsarm 169 mit
kugelförmigem Ende angeformt, welcher in einer radialen
Mitnahmeöffnung 170 des Verstellringes 146 radial ver
schiebbar einsitzt.
An die Oberseite des Kappenteiles 122 ist eine in Umfangs
richtung verlaufende Lagerrippe 171 angeformt, auf welcher
ein Temperatureinstellring 172 gelagert ist. Dieser ist
durch einen Sprengring 173 axial auf dem Kappenteil 122
positioniert.
Ein Nabenabschnitt 174 des Einstellringes 172 ist mit Keil
nuten 175 versehen, in welche an das obere Ende der Schraub
muffe 121 angeformte Keile 176 axial verschiebbar eingreifen.
In der Lagerrippe 171 ist eine radiale Ausnehmung 177 vor
gesehen, welche mit einem Riegelstift 178 zusammenarbeitet,
der nach unten von einer Taste 179 übersteht, welche eine
Öffnung 180 im Einstellring 172 durchsetzt und durch eine
Feder 181 radial nach außen vorgespannt ist.
Die Ausnehmung 177 hat in Drehrichtung des Einstellringes
172 auf höhere Temperaturen zu eine steile Begrenzungswand
182, in Drehrichtung zu niederen Temperaturen hin eine ram
penförmige Wand 183. Damit ist ein Drehen des Einstellringes
172 über eine maximale Mischwassertemperatur hinaus nur durch
Nachinnendrücken der Taste 179 möglich.
Ein Verdrehen des Einstellringes 172 führt zu einer Drehung
der Schraubmuffe 121 und damit zu einer axialen Verlagerung
der durch die harte Feder 119 vorgespannten Abstützplatte
118 für die Abtriebsstange 114 des Dehnstoffelementes 113.
Hierdurch wird eine entsprechende Stellungsänderung des
Regelkolbens 128 und damit eine andere Temperatur des aus
der Mischkammer 112 abströmenden Wassers erhalten.
Ein Verschwenken des Betätigungshebels 126 um den Schwenk
zapfen 127 führt dagegen zu einer axialen Verlagerung des
Verstellringes 146 und damit über die Führungssäulen 144
und 145, in deren unteren Enden umgekantete obere Enden der
Halterahmen 164 eingehängt sind, zu einer entsprechenden
axialen Verlagerung der Steuerscheiben 138 und 139. Auf
diese Weise läßt sich der Gesamtdurchsatz an Mischwasser
fein und unabhängig von der Temperatureinstellung vorgeben.