DE3202392C2 - Einhebelmischventil - Google Patents

Abstract

Es wird ein Einhebelmischventil, insbesondere für den Sanitärbereich beschrieben, bei welchem die zur Verdrehung und zur Verschiebung der beweglichen Steuerscheibe erforderlichen Kräfte über zwei Mitnahmefinger eingeleitet werden, von denen mindestens einer exzentrisch zur Drehachse liegt. Die Mitnahmefinger sind an dem Schwenkzapfen angeformt, über den der Stellschaft des Ventils an einem verdrehbaren Halsteil angelenkt ist. Hierdurch lassen sich die Hebelarme, über welche die zur Verdrehung der Regelscheibe erforderlichen Momente erzeugt werden, sehr groß halten; die zur Linearbewegung benötigten Kräfte werden an zwei Stellen eingeleitet, so daß die lokale Beanspruchung, die zum Verschleiß führen könnte, halbiert wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der Wasserumlenkkanal in der beweglichen Steuerscheibe sehr tief gehalten werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft ein Einhebelmischventil, insbesondere für den Sanitärbereich, mit einer feststehenden Steuerscheibe (Festscheibe), welche eine Durchtrittsöffnung für Kaltwasser, eine Durchtrittsöffnung für Warmwasser und eine Durchtrittsöffnung für Mischwasser aufweist; mit einer auf der Festscheibe aufliegenden, gegenüber dieser verdrehbaren und verschiebbaren zweiten Steuerscheibe (Regelscheibe), welche aus einer Platte und einem Führungsteil zusammengesetzt sein kann und einen Wasserumlenkkanal enthält, der je nach Relativstellung der beiden Steuerscheiben in unterschiedliche Überlappung mit den Durchtrittsöffnungen der Festscheibe gebracht werden kann; mit einem Stellschaft, der gemeinsam mit einem Halsteil um eine erste Achse verdrehbar und in diesem mittels eines Schwenkzapfens um eine zur ersten Achse senkrechte zweite Achse verschwenkbar ist und mit dem ein Mitnahmeteil betätigbar ist, das in die Rückseite der Regelscheibe eingreift

Als Schließ- und Regelelemente von Mischventilen kommen zunehmend sogenannte Steuerscheiben in Gebrauch. Dabei handelt es sich um Platten aus Keramik od;r einem anderen harten Material, deren Oberflächen auf hohe Güte poliert sind. Werden solche Platten übereinandergelegt so haften sie weitgehend unter der Einwirkung von Adhäsionskräften aneinander. Sie tassen sich gegeneinander verschieben, wobei sie stets wasserdicht miteinander verbunden bleiben. Das Regelprinzip dieser Steuerscheiben besteht nun darin, öffnungen in diesen durch Relativverschiebung mehr oder weniger in Überlappung zu bringen. Durch geeignete Anordnung der Öffnungen und entsprechende Bewegungsführung werden so Durchflußquerschnitte für Warm- und Kaltwasser variiert

Ein Einhandmischveiitil der eingangs genannten Art ist aus der DE-AS 15 50 060 bekannt. Hier erfolgt die Führung der eine kombinierte rotatorische und translatorische Bewegung ausführenden Regelscheibe ausschließlich durch einen formschlüssigen Eingriff des Mitnahmekopfes des Steilschaftes in die Mitnahmeöffnung an der Regelscheibe. Dies hat zur Folge, daß insbesondere bei der Durchführung der Drehbewegung der Regelscheibe aber auch bei der Durchführung der Linearbewegung gegenüber der angrenzenden Festscheibe hohe lokale Kräfte vom Mitnahmekopf in die Regelscheibe eingeführt werden müssen. Dies führt zu einem raschen Verschleiß sowohl des Mitrißimekopfes als auch der zugehörigen Mitnahmeöffnung der Regelscheibe und somit zu einem unerwünschten Spiel zwischen diesen Teilen. Da außerdem bei dieser Bauweise die Mitnahmeöffnung zwangsläufig etwa in der Mitte der Regelscheibe liegen muß, ist bei einer vorgegebenen Dicke der Regelscheibe nur eine geringe Tiefe des Wasserumlenkkanals möglich. Eine größere Tiefe des Wasserumlenkkanals wäre jedoch aus Geräuschdämpfungsgründen und zum besseren Einfügen von dort eventuell erforderlichen Einbauten wünschenswert.

Bei dem in der DE-OS 1949 318 beschriebenen Mischventil erfolgt die Bewegung der Regelscheibe wiederum über einen Stellschaft, der mit einem Mitnahmekopf in eine etwa zentral angeordnete Mitnahmeöffnung der Regelscheibe eingreift. Ein schwalbenschwanzförmiger Umfangsvorsprung der Regelscheibe liegt zur Führung zwischen zwei gehäusefesten Wänden. Auf diese Weise ergibt sich für die Kräfte, welche die Rotationsbewegung der Regelscheibe hervorrufen, ein größerer Hebelarm; sie brauchen also nicht so groß zu sein wie beim Mischventil nach der oben genannten DE-OS 15 50 060. Die Verhältnisse bei der Einleitung der für die Linearbewegung erforderlichen Kräfte sind jedoch in beiden Fällen gleich ungünstig. Schließlich ist aus der DE-OS 27 39 587 ein Einhebelmischventil bekannt, bei welchem die Einleitung der für die Drehbewegung erforderlichen Kräfte von der Einleitung der für die Linearbewegung erforderlichen

Kräfte getrennt wird. Auf diese Weise lassen sich zwar hohe lokale Beanspruchungen bei der Drehbewegung vollständig vermeiden; es verbleibt jedoch dabei, daß die zur Linearbewegung benötigten Kräfte stark punktuell eingeleitet werden müssen und der Ausgestaltung des Umlenkkanals durch die baulichen Voraussetzungen Grenzen gesetzt sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Mischventil der eingangs genannten Art derart auszugestalten, daß sowohl die zur Drehbewegung als auch die zur Linearbewegung in die Regelscheibe lokal eingeleiteten Kräfte verhältnismäßig klein bleiben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Schwenkzapfen zwei Mitnahmefinger aufweist, von denen mindestens einer exzentrisch zur ersten Achse angeordnet ist und weiche in zwei entsprechend angeordnete Mitnahmeöffnungen auf der Rückseite der Regelscheibe eingreifen, wobei der Schwenkzapfen mit dem SteHschaft drehfest verbunden und um die zweite Achse drehbar ist.

Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung greift also nicht mehr ein Ende des Steiischaftes selbst in eine zentral angeordnete Mitnahmeöffnunj; der Regelscheibe ein. Vielmehr werden zwei Mitnahmeteile vorgesehen, die in zwei möglichst weit voneinander entfernte Mitnahmeöffnungen der Regelscheibe eingreifen. Auf diese Weise wird für die Drehbewegung ein möglichst großer Hebelarm sichergestellt. Die Mitnahmeteile sind nunmehr als Mitnahmefinger an dem Schwenkzapfen angeformt, der sich bei der Schwenkbewegung des Stellschaftes verdreht. Auf diese Weise ergeben sich auch bei der Linearbewegung der Regelscheibe zwei Stellen, an denen die Kräfte eingeleitet werden können, wodurch die lokale Beanspruchung der Regelscheibe auf die Hälfte reduziert wird.

Zweckmäßigerweise sind die beiden Mitnahmefinger und die beiden Mitnahmeöffnungen in symmetrischer Weise exzentrisch zur ersten Achse angeordnet. Dadurch, daß nunmehr die Mitnahmeöffnungen auf der Rückseite der Regelscheibe nicht mehr im mittleren Bereich dieser Scheibe liegen, kann der auf der gegenüberliegenden Seite vorgesehene Umlenkkanal verhältnismäßig tief gehalten werden. Dies erweist sich für die Geräuschentwicklung als vorteilhaft; außerdem ist es dann verhältnismäßig einfach, auch größere Einbauten im Umlenkkanal unterzubringen.

Der Schwenkzapfen kann aus zwei Schwenkteilen zusammengesetzt sein, die von gegenüberliegenden Seiten her mit Vorsprüngen, die im Querschnitt nicht kreisrund sind, in einen komplementär geformten Durchgang des Stellschaftes eingeführt sind. Bei der Montage des Ventils wird dann zunächst der Steilschaft in einen axialen Durchgang des Halsteiles eingeschoben; die beiden Schwenkteile werden sodann von der Seite her in eine Querbohrung des Halsteiles eingeführt, bis ihre Vorsprünge in den Durchgang des Stellschaftes formschlüssig eingreifen.

Es ist überhaupt vorteilhaft, wenn die Schwenkteile von der Seile her durch seitliche Öffnungen des Halsteiles derart eingesetzt werden können, daß dabei die Vorsprünge in den Durchgang des Stellschaftes und die Mitnahmefinger in die Mitnahmeöffnungen der Regelscheibe eindringen, wozu die Mitnahmeöffnungen zur Seite hin offen sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert: es zeigt

F i g. 1 einen senkrechten Schnitt durch ein erfindungsacmäßes Ei nhebe I misch ventil:

F i g. 2 einen Schnitt gemäß Linie II-II von F" i g. 1;
Fig.3 einen horizontalen Schnitt gemäß Linie III-III von F ig. 1.

Das dargestellte Hebelmischventil ist in bekannter Weise als kartuschenartige Einheit aufgebaut, die als Ganzes zum Einbau in ein nicht dargestelltes äußeres Armaturengehäuse bestimmt ist. Es umfaßt ein Kartuschengehäuse 1, welches aus einem Boden la und einem aus mehreren zylindrischen Bereichen stufenartig aneinandergesetzten Hauptteil ib zusammengesetzt ist Den Boden la des Kartuschengehäuses 1 durchsetzen in bekannter Weise zwei Zulauföffnungen 2 für Kalt- und Warmwasser (nur eine in F i g. 2 erkennbar) sowie eine Rücklauföffnung 3 für Mischwasser (F i g. 1).

Im Inneren des Kartuschengehäuses 1 liegt auf dem Boden la unverdrehbar und unverschiebbar eine erste Steuerscheibe 4, nachfolgend Festscheibe genannt. Zwei Durchtrittsöffnungen 5 der Festscheibe 4 (eine in F i g. 2 gezeigt) kommunizieren mit den Zulauföffnungen 2 und eine Durchtrittsöffnung 6 der Festscheibe 4 mit der Rücklauföffnung 3 im Boden la des ' artuschengehäuses i. Dichtungen 7, S erstrecken sich zwischen an der Festscheibe 4 ausgebildeten Stufen und dem nicht dargestellten Boden des Kartuschenaufnahmeraumes des äußeren Armaturengehäuses und leiten das Wasser von den Zuhufkanälen des Armaturengehäuses zu den Durchtrittsöffnungen 5 der Festscheibe 4 und umgekehrt von der Durchtrittsöffnung 6 der Festscheibe 4 zu einem Auslaufkanal des Armaturengehäuses.

Über der Festscheibe 4 und gegenüber dieser verdrehbar und verschiebbar liegt in bekannter Weise eine zweite Steuerscheibe 9, nachfolgend Regelscheibe genannt. Diese enthält eine einzige, große Durchtrittsöffnung 10a (F ig. 1).

Auf die Regelscheibe 9 ist — durch Formschluß unverschiebbar-und unverdrehbar— ein Führungsteil 11 aufgesetzt, welches sich gemeinsam mit der Regelscheibe 9 bewegt. Dieses weist an der der Regelscheibe 9 zugewandten Seite eine kuppeiförmige Ausnehmung 10£>(Fig. 1) auf, welche zusammen mit der Durchtrittsöffnung 10a der Regelscheibe 9 einen Wasserumlenkkanal i0 bildet. Eine zwischen dem Führungsteil 11 und der Regelscheibe 9 einliegende Ringdichtung 12(F i g. 1) verhindert den ungewollten Wasseraustriti aus dem Umlenkkanal 10. Dieser ist durch die geschilderte Bauweise sehr großräumig, was gemeinsam mit dem strömungsgünstigen Boden zu geringerer Wassergeräuschentwicklung führt und das Einsetzen von ggfs. erforderlichen Einbauten erleichtert.

Das Kartuschengehäuse 1 wird nach oben durch ein drehbares Halsteil 13 abgeschlossen, das durch einen im Querschnitt L-förmigen Sprengring 14 drehbar gehaltert wird. Eine Umfangsstufe 15 des Halsteiles 13 liegt über einen Beilagering 16 aus reibungsarmem Material an einer komplementären Innenwandstufe des Kartuschengehäuses 1 an.

Im oberen Bereich weist das Halsteil 13 einen Axialdurchgang 17 auf, in welchen ein SteHschaft 18 eingeführt ist. Dieser i"t in einer Querbohrung 19 des HaIsteils 13 verschwenKbar gelagert. Er weist hierzu einen im Querschnitt nicht kreisrunden, im dargestellten Beispiel quadratischen Querdurchgang 20 auf. In diesen greifen von gegenüberliegenden Seiten her komplementäre, im Beispiel also quadratische Vorsprünge 22 von zwei SchwenkteHen 21 ein. Dabei handelt es sich um im wesentlichen zylindrische Teilt·, die von gegenüberliegenden Seiten her in die Querbohriing 19 des Halsteiles 13 eingeführt sind und so die Funktion eines

io

Schwenkzapfens für den Stellschaft 18 übernehmen. Sie weisen darüber hinaus jeweils einstückig einen nach unten ragenden Mitnahmefinger 23 auf, der in eine Mitnahmeöffnung 24 an der oberen Seite des Führungsteils 11 eingreift. Beide Mitnahmeöffnungen 24 liegen exzentrisch zur senkrechten Ventilachse und symmetrisch zu dieser.

Das drehbare Halsteil 13 ist im unteren Bereich als hohlzylindrische Schürze ausgebildet, die sich mit ihrer unteren Stirnfläche auf einer oberen, ebenen Fläche des Führungsteils Il abstützt. Hierdurch wird dieses nach unten gegen die Regelscheibe 9, die Regelscheibe 9 gegen die Festscheibe 4 und diese wiederum nach unten gegen den Kartuschenboden ta und die Dichtungen 7 und 8 gedrückt. Die Schürze des drehbaren Halsteiles 13 weist seitliche öffnungen 25 auf, über welche die Schwenkteile 2t von der Seite her eingeführt werden können. Auch die Mitnahmeöffnungeii 24 des Führungs-

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Der von der Schürze des Halsteiles 13 umschlossene Innenraum ist so dimensioniert und geformt, daß die Mitnahmefinger 23 und die in diesen Innenraum ragenden Bereiche des Führungsteils ti die beim Verdrehen und Verschieben der Regelscheibe 9 erforderliche Bewegungsfreiheit haben.

Die Schürze des drehbaren Halsteiles 13 weist schließlich äußere Umfangsvorsprünge 26 auf, welche mit inneren, sich über eine bestimmte Bogenlänge erstreckenden Ausnehmungen 27 des Kartuschengehäuses 1 zusammenwirken und so den Drehbereich der Regelscheibe 9 begrenzen (F i g. 3).

Das beschriebene Mischventil arbeitet wie folgt:

Wenn zur Veränderung der Temperatur des auslaufenden Mischwassers die Regelscheibe 9 gegenüber der Festscheibe 4 verdreht werden soll, wird der Stellschaft 18 (über einen nicht dargestellten Handgriff) um die senkrechte Ventilachse verdreht. Dabei dreht sich das Halsteil 13 mit den beiden eingesetzten Schwenkteilen 2t innerhalb des Kartuschengehäuses 1. Die beiden Mitnahmefinger 23 der Schwenkteile 21 leiten in die Mitnahmeöffnungen 24 des Führungsteils 11 entgegengesetzt gerichtete Kräfte ein, die bezüglich der senkrechten Ventilachse zu gleichsinnigen, sich unterstützenden Drehmomenten führen. Die sich ergebende Drehung des Führungsteils 11 wird aufgrund des oben beschriebenen Formschlusses in gewünschter Weise auf die Regelscheibe 9 übertragen. Da die Drehmomente über große Hebelarme erzeugt werden, brauchen die in das Führungsteil 11 bei der Drehbewegung eingeleiteten Kräfte nicht sehr groß zu sein, was den lokalen Verschleiß vermindert

Zur Veränderung der Menge des auslaufenden Wassers wird der Stellschaft 18 um die durch die Querbohrung 19 des Halsteiles 13 definierte Achse verschwenkt, wobei die Schwenkteile 21 als Schwenkzapfen dienen. Die beiden Mitnahmefinger 23 leiten in die Mitnahmeöffnungen 24 des Führungsteils 11 gleichgerichtete Kräfte ein, die zu einer Linearverschiebung des Führungsteils 11 und damit der Regelscheibe 9 führen, deren Drehmomente bezüglich der senkrechten Ventilachse jedoch entgegengesetzt sind und sich gegenseitig aufheben. Da die Krafteinleitung anders als bei herkömmlichen Konstruktionen während der Linearverschiebung an zwei Stellen des Führungsteiles 11 ansetzt, halbiert sich die lokal wirkende Kraft. Auch dies bedeutet geringeren Verschleiß.

Damit das in die Mitnahmeöffnung 24 des Führungsteils 11 eingreifende Ende der Mitnahmefinger 23 bei der Verschwenkung der Schwenkteile 21 gut abrollet kann, ist es als abgerundeter, vergrößerter Mitnahme kopf ausgebildet.

Die beschriebene Art, auf welche die zur Dreh- un< Translationsbewegung der Regelscheibe 9 erforderli chen Kräfte eingeleitet werden, läßt sich sclbstversiänd lieh auch dann verwirklichen, wenn das Führungsteil 1 nicht als von der Regelscheibe 9 gesondertes Teil, son dem mit dieser einstückig ausgebildet ist.

Ebenso ist es möglich, den Stellschaft 18, dei Schwenkzapfen 21 sowie die Mitnahmefinger 23 zu ei ner einstückigen Einheit zusammenzufassen. Damit die se in das Halsteil 13 eingelegt werden kann, wird da: Halsteil 13 in mindestens zwei Teile zerlegbar ausgestal tet. Beispielsweise kann die Zeichenebene der Fig. I eine Trennungsebene für das I laisteil 13 sein. Wird, wa: ebenfalls denkbar ist, die Zeichenebene von F i g. 2 zu: Trennungsebene gemacht, ist es erforderlich, für dii

nach außen reichende Ausnehmungen vorzusehen.

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65 Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Einhebelmischventil, insbesondere für den Sanitärbereicli, mit einer feststehenden Steuerscheibe (Festscheibe), welche eine Durchtrittsöffnung für Kaltwasser, eine Durchtrittsöffnung für Warmwasser und eine Durchtrittsöffnung für Mischwasser aufweist; mit einer auf der Festscheibe aufliegenden, gegenüber dieser verdrehbaren und verschiebbaren zweiten Steuerscheibe (Regelscheibe), welche aus einer Platte und einem Führungsteil zusammengesetzt sein kann und einen Wasserumlenkkanal enthält, der je nach Relativstellung der beiden Steuerscheiben in unterschiedliche Überlappung mit den Durchtrittsöffnungen der Festscheibe gebracht werden kann; mit einem Stellschaft, der gemeinsam mit einem Halsteil um eine erste Achse verdrehbar und in diesem mittels eines Schwenkzapfens um eine zur ersten Achse senkrechte zweite Achse verschwenkbar ist und mit dem ein Mitnahmeteil betätigbar ist, das in die Rückseite der Regelscheibe eingreift dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkzapfen (2!, 21) zwei Mitnahmefinger (23) aufweist, von denen mindestens einer exzentrisch zur ersten Achse angeordnet ist und welche in zwei entsprechend angeordnete Mitnahmeöffnungen (24) auf der Rückseite der Regelscheibe (9,11) eingreifen, wobei der Schwenkzapfen (21, 21) mit dem Stellschaft (18) drehfest verbunden und um die zweite Achse drehbar ist.

2. Einhebelnvcliventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Mitnahmefinger (23) und die beiden Mitnahmeöffnungen (24) in symmetrischer Weise exzentrisch zc.r err'en Achse angeordnet sind.

3. Einhebelmischventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkzapfen aus zwei Schwenkteilen (21) zusammengesetzt ist, die von gegenüberliegenden Seiten her mit Vorsprüngen (22). die im Querschnitt nicht kreisrund sind, in einen komplementär geformten Durchgang (20) des Stellschaftes (18) eingeführt sind.

4. Einhebelmischventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkteile von der Seite her durch seitliche Öffnungen (25) des Halsteils (13) derart eingesetzt werden können, daß dabei die Vorsprünge (22) in den Durchgang (20) des Stellschaftes (18) und die Mitnahmefinger (23) in die Mitnahmeöffnungen (24) der Regelscheibe (9, 11) eindringen, wozu die Mitnahmeöffnungen (24) zur Seite hin offen sind.

5. Einhebelmischventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Stellschaft (18), Schwenkzapfen (21) und Mitnahmefinger (23) einstückig sind und das Halsteil (13) zum Einfügen dieser einstückigen Einheit zerlegbar sind.