DE3319118A1

DE3319118A1 - Mischventil

Info

Publication number: DE3319118A1
Application number: DE19833319118
Authority: DE
Inventors: Brian North Newport Shropshire Bendall; Stephen Wayne Wolverhampton West Midlands Flannery
Original assignee: Meynell Valves Ltd
Current assignee: Meynell Valves Ltd
Priority date: 1982-05-26
Filing date: 1983-05-26
Publication date: 1984-01-12
Also published as: GB2120752A; GB8305916D0; GB2120752B

Description

Mischventil

Die Erfindung betrifft ein Ventil zum Mischen von heißem und kaltem Wasser und schafft eine genaue Auslaßtemperaturregelung.

Duschbadeinrichtungen, die heißes Wasser einer Heißwasserversorgungsstelle entnehmen, weisen oft thermostatisch geregelte Mischventile auf, um die Temperatur des Wasses zum Duschkopf dadurch zu regeln, daß sie das heiße Wasser sich mit einem geregelten Strom kalten Wassers aus dem Netz vermischen lassen. Durch Wasserdruckänderungen in dem dem Mischventil heißes und kaltes Wasser zuführenden System,die z. B. durch Abzapfen von Wasser an anderen Stellen des Systems auftreten können, ist es äußerst schwierig, die Temperatur des Wasserstromes von dem Ventil zu stabilisieren, beispielsweise kann ein plötzlicher Kaltwasserdruckabfall einen heftigen Temperaturanstieg des von dem Ventil gelieferten Wassers verursachen.

In den vergangenen Jahren sind zahlreiche Versuche unternommen worden, ein Ventil zum Mischen von heißem und kaltem Wasser zu konstruieren, das Wasser mit einer stabilen Auslaßtemperatur bereitstellt.

Aus den GB-PSen 885 752 und 11 08 580 sind Mischventile bekannt, bei denen ein Ventil mit Doppelkonus den Strom von heißem und kaltem Wasser in die Ventilmischkammer regelt. Aus den GB-PSen 969 925, 13 28 659, 14 07 512 und 14 96 329 sind Ventile be-

T kannt, bei denen die Zufuhr von heißem und kaltem Wasser in die Mischkammer durch verschiedene Formen von Kolben gesteuert wird, die in Hülsen gleitbar sind, die in den Ventilen enthalten sind, um das Öffnen und Schließen von in den Wänden der Hülsen gebildeten Öffnungen zu bewirken und durch welche das heiße und das kalte Wasser auf dem Weg zur Mischkammer hindurchgehen. Im allgemeinen werden die Kolben in Stellungen, die die mit einem KaItwassereinlaß in. Verbindung stehenden öffnungen durch Federmittel verschließen, und in Stellungen, die die mit einem Heißwassereinlaß in Verbindung stehenden öffnungen durch eine in der Mischkammer angeordnete auf die Temperatur ansprechende Vorrichtung verschließen, gedrängt. Bei jedem der durch die vorgenannten Patentschriften bekannten Ventile verschliessen die Kolben mindestens eine der öffnungen durch eine Gleitbewegung quer über die öffnung. Somit führen die Kolben relativ große Bewegungen in dem Ventil zwischen den Stellungen, in welchen sie die mit den Heißwassereinlässen in Verbindung stehenden Öffnungen verschließen und den Stellungen, in welchen sie die mit dem Kaltwassereinlaß in Verbindung stehenden öffnungen verschließen, aus.

Bis heute erbringt keines der Ventile das erforderliche Maß an Stabilität in der Auslaßtemperatur des vermischten heißen und kalten Wassers, wobei die Forderung dafür darin besteht, daß sich die Temperatur um nicht mehr als - 2° C ändern soll.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, daß das Mischventil das erforderliche Maß an Temperaturstabilität schafft.
35

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Verwendung

eines Kolbens gelöst, der fest an zwei Ventilsitzen anliegt, um einen jeweiligen Heiß- und Kaltwasser-. einlaß in die Ventilmischkammer zu schließen und eine maximale Bewegungslänge zwischen diesen Stellungen hat, die 0,4 - 0,6 mm nicht übersteigt.

Der Gegenstand der Erfindung ist somit ein Ventil zum Steuern des Mischens von heißer und kalter Flüssigkeit, mit einem Gehäuse, bei welchem ein Ende durch ein Hahnoberteil geschlossen ist, Einlassen für die heiße und die kalte Flüssigkeit, die über Flüssigkeitsdurchgänge mit einer Mischkammer in Verbindung stehen, in welcher sich die Flüssigkeiten vermischen, einem Auslaß für die Gemischflüssigkeit, der mit der Mischkammer in Verbindung steht, einer Ventileinrichtung zum Regeln der Menge der von dem jeweiligen Heiß- und Kaltflüssigkeitseinlaß über die Durchgänge in die Mischkammer strömenden Flüssigkeiten, einer auf die Temperatur ansprechenden Vorrichtung, die in der Mischkammer angeordnet ist und die Stellung der Ventileinrichtung regelt, um die Flüssigkeiten in der Mischkammer auf einer im wesentlichen stabilen Temperatur zu halten, und Steuermitteln, die durch das Hahnoberteil hindurch wirksam sind, um ein Absperrventil zwischen der Mischkammer und dem GemischOissigkeitsauslaß zu öffnen und zu schließen und um die Temperatur der vermischten Flüssigkeiten bis zu einer vorbestimmten Höchsttemperatur zu wählen, wobei die Ventileinrichtung einen Kolben aufweist, der zwischen einer ersten Stellung, in welcher er an einem ersten Ventilsitz anliegt, um den Eintritt des Flüssigkeitsstromes von dem Kaltflüssigkeitseinlaß in die Mischkammer zu verhindern und die Flüssigkeit von dem Heißflüssigkeitseinlaß in die Mischkammer eintreten zu lassen, und einer zweiten Stellung, in welcher er an einem

zweiten Ventilsitz anliegt, wodurch er den Eintritt der Flüssigkeit von dem Heißflüssigkeitseinlaß in die Mischkammer verhindert und die Flüssigkeit von dem Kaltflüssigkeitseinlaß in die Mischkammer eintreten läßt, bewegbar ist, wobei diese Bewegung 0,4 - 0,6 nun nicht übersteigt.

Bei einer Ausführungsform kann die auf die Temperatur ansprechende Vorrichtung ein Membranelement sein..

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist das Ventil Mittel zum Regulieren dar Menge des Stromes von gemischten Flüssigkeiten aus dem Ventil auf, beispielsweise durch manuelle Drehung eines Bedienungsknopfes.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt:
20

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine Ausführungsform eines Ventils nach der Erfindung,

Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines Ventils nach der

Erfindung,

Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform eines Ventils nach der Erfindung und

Fig. 4 einen Querschnitt durch A-A von Fig.

In den Zeichnungen befinden sich die Bauteile in den Stellungen, die sie einnehmen, wenn die Ventile sich in der Offenstellung für die Zufuhr von heißem

-ΙΟΙ Wasser nur zum Mischwasserauslaß befinden. Aus vorteilhaften Gründen wird in der folgenden Beschreibung auf die Teile so Bezug genommen, als ob die Ventile in der vertikalen Stellung ausgerichtet wären.

Es wird auf Fig. 1 Bezug genommen. Ein Ventil weist ein zylindrisches Gehäuse 1 auf, das ein geschlossenes Ende 2 und ein offenes Ende 3 hat, in welchem ein damit in flüssigkeitsdichtem Eingriff stehendes Oberteil 4 angeordnet ist. Ein Einlaß 5 für gemischte Flüssigkeiten ist angrenzend an das Ende 3 des Gehäuses 1 angeordnet.

Eine zylindrische Hülse 6 ist in dem Gehäuse 1 so angeordnet, daß sie zwischen dem Ende 2 und dem Auslaß 5 liegt. Die Hülse 6 weist einen oberen, nach außen ragenden ringförmigen Flansch 7 und einen unteren nach außen ragenden ringförmigen Flansch 9 auf, die in flüssigkeitsdichtem Eingriff mit der Innenwand des Gehäuses 1 durch die O-Ringe 8 und 10 in dieser Reihenfolge gehalten werden. Die Hülse 6, die Flansche 7 und 9 und die Innenwand des Gehäuses 1 begrenzen eine Kaltwasserkammer 11, die mit einem Kaltwassereinlaß 12 in Verbindung steht. Der Flansch 9, das Ende

3 und die Innenwand des Gehäuses 1 begrenzen eine Heißwasserkammer 13, die mit einem Heißwassereinlaß 14 in Verbindung steht.

Die obere Oberfläche eines von der Hülse 6 radial nach innen ragenden Flansches 15 bildet zusammen mit der Hülse 6 eine Flüssigkeitsmischkammer 16, die mit dem Auslaß 5 durch ein offenes Ende 17 der Hülse 6 und CiirifT Cttiin 1 r.ci]\ Γ "|M«r i '\V r> i I nV. rilnm** t IR 1 π Vtsr}» 1 fi'lufi'j t;l <=ht ,

*5 Γ)1«ί Kammer IB wild zwjb'.'Ikmi (Uhu Ij'J «ntjoh Ί, dtäfti (unit.i ai I

4 und dorn (JehiiuH« 1 cjc;bi. J det,

—.11.-.

Die untere ober f. Hich ν do κ ι·¹1 ft rise; he* η 15 bildet einen V«iit i 1 R 1 t /. 1 *>n iirifl hl IrJct nnlU'.rrlom dia obore tt ι ti tt ι /.yi ί mi* 1 «chun Kainmtsr 19, die in der

Hülse 6 zwischen dem Flansch 15 und dem geschlossenen unteren Ende 6a der Hülse 6 gebildet ist.

Ein zylindrischer Kolben 20, der einen H-förmigen Querschnitt hat, ist in der unteren Kammer 19 der Hülse 6 angeordnet und enthält axial gerichtete Durchgänge 21, die in seinen horizontalen Teilen gebildet sind. Der Kolben 20 wird in flüssigkeitsdichtem Eingriff mit der Hülse 6 durch den O-Ring 22 gehalten, und wird nach oben in Eingriff mit dem Ventilsitz 15a mittels einer Feder 23 gedrängt, die in einem Napf 23a gehalten ist.

Bogenförmige Durchgänge 24 und 25 sind in der Hülse 6 unmittelbar unter dem Flansch 15 gebildet, um eine Verbindung zwischen dem oberen Teil der Kammer 19 und der Kaltwasserkammer 11 zu schaffen. Die Durchgänge 24 und 25 sind geschlossen, wenn der Kolben 20 unter der Wirkung der Feder 23 an dem Sitz 15a des Flansches 15 anliegt und in flüssigkeitsdichtem Eingriff damit steht.

Bogenförmige Schlitze 26 und 27 sind in der Hülse 6 angrenzend an ihr unteres Ende 6a gebildet, um eine Verbindung zwischen dem unteren Teil der Kammer 19 und dem Heißwassereinlaß 14 zu schaffen. Eine ünterlagsscheibe 28 aus Hartgummi ist in dem unteren Ende 6a der Hülse 6 und angrenzend an die Schlitze 26 und 27 angeordnet, um einen zweiten Ventilsitz zu schaffen, gegen den der Kolben 20 zur Bildung eines flüssigkeitsdichten Eingriffes gedrängt werden kann, wie unten beschrieben ist, um die bogenförmigen Schlitze 26 und 27 zu verschließen und folglich den Strom von

heißem Wasser in die Kammer 19 zu verhindern. Der Spalt zwischen dem unteren Ende des Kolbens 20 und der Ventilsitzunterlagsscheibe 28 beträgt 0,5 mm, wenn das obere Ende des Kolbens 20 an dem Sitz 15a angreift.

Das untere Ende des Oberteiles 4 ist spanabhebend herausgearbeitet, um eine Schale 36 zu bilden, in welcher eine Absperrventilklappe 37, die einen Sitz 38 in ihrer unteren Oberfläche hat, aufgenommen ist.

Ein axialer Durchgang 30 ist in dem Oberteil 4 gebildet und ist mit einem Gewinde versehen, um eine hohle Spindel 31 aufzunehmen, die mit einem Schraubenaußengewinde an ihrem unteren Ende versehen ist, das in flüssigkeitsdichtem Eingriff mit dem Oberteil 4 durch das Zusammenwirken von einer Stopfbüchse 32, O-Ringen 33 und 34 und Dichtungsringen 35 gehalten ist. Das untere Ende der Spindel 31 ist nach unten gerichtet und steht in Schraubverbindung mit einem Durchgang 47, der in der Klappe 37 gebildet ist. Ein nach außen ragender Flansch 60 schafft eine Fläche, an welcher das obere Ende der Klappe 37 angreift. Die obere Oberfläche des Flansches 60 ist in Kontakt mit einem Absatz 61 stehend gezeigt, der in der Schale 36 des Oberteiles 4 gebildet ist.

Ein empfindliches auf die Temperatur ansprechendes Membranelement 40, das für den erforderlichen Temperaturbereich ausgewählt ist, ist in der Mischkammer 16 angeordnet und hat ein in einem Napf 41 gehaltenes Ende, der wiederum in dem horizontalen Teil des Kolbens angeordnet ist. Das entgegengesetzte Ende des auf die Temperatur ansprechenden Elementes 40 ist in dem Unterteil eines Mitnehmers 4 2 aufgenommen, der einen Fuß 42a, einen Absatz 43 und einen Zapfen 46 hat,

an welchem das untere Kndo einer Uborlagerungsfeder 44 angrolft. Dar; obfro KrifJc V|nr KnrJor 44 ragt durch olfip \ii 'Irnrn llnltn ι c-l | dtif flnppo W f/<;h J 1 dot.« η Schale 45 hindurch und in das untere Ende 48 der hohlen Spindel 31 hinein.

Das Element 40 dehnt sich axial bezüglich des Gehäuses 1 aus, wenn die Kammer 16 heißes Wasser enthält» Wenn somit das Ventil vollständig geöffnet ist, wie in Fig. 1 gezeigt ist, wird sich das Element 40 in einer gedehnten Stellung befinden.

Das obere Ende 49 der Spindel 31 ist mit einem Gewinde versehen, um eine Temperatureinstellschraube aufzunehmen. Das untere Ende der Schraube 50 greift an dem oberen Ende eines Schraubenmitläufers 51 an, der in dem unteren Teil 48 der hohlen Spindel 31 angeordnet ist ,und das untere Ende des Schraubenmitläufers 51 greift an dem oberen Ende der Feder 44 an. Der Mitläufer 51 wird in flüssigkeitsdichtem Eingriff mit der Spindel 31 durch einen O-Ring 52 gehalten.

Ein Bedienungsknopf 53 ist an dem oberen Teil der Spindel 31 zur Drehung mit ihr befestigt. Das obere Ende der hohlen Spindel 31 ist durch eine Schraube 55 und eine Unterlagsscheibe 54 geschlossen.

Die Spannung in der Feder 44 ist wesentlich größer als die der Feder 23.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, befindet sich der Bedienungsknopf 53 in seiner obersten Stellung, wobei er die Klappe 37 in der Stellung, in der sie vollständig geöffnet ist, hält und wobei sich der Flansch 60 mit dem Absatz 61 der Schale 36 in Kontakt befindet.

Der Kolben 20 liegt an dem Ventilsitz 15a an, die Kaltwassereinlaßdurchgänge 24 und 25 sind geschlossen und heißes Wasser tritt in die Kammer 16 durch die Einlaßdurchgänge 26 und 27 und den. Kolbendurchgang 21 ein. Eine Drehung des Knopfes im Uhrzeigersinn bewirkt, daß die Spindel 31 nach unten durch das Oberteil 4 bewegt wird und die Klappe 37 durch den Flansch 60 nach unten auf die Hülse 6 zu drängt. Wenn sich die Spindel 31 durch das Oberteil 4 hindurch bewegt, drücken die Schraube 50, der Mitläufer 51 und die Feder 44 gegen den Mitnehmer 42 und bringen daher einen Druck durch das auf die Temperatur ansprechende Element 40 auf den Kolben 20 und die Feder 23 auf. Da die Feder 44 stärker als die Feder 23 ist, wird die letztere zusammengedrückt, wodurch der Kolben 20 nach unten durch die Hülse 6 hindurch bewegt wird, bis er in flüssigkeitsdichtem Eingriff mit dem Ventilsitz 28 ist, um die Heißwasserschlitze 26 und 27 zu verschließen. Es fließt nur noch kaltes Wasser in die Kammer 16, und das Element 40 zieht sich infolgedessen aus seiner axial ausgedehnten Stellung zusammen. Durch eine weitere Drehung des Knopfes 53 wird die Feder 44 zwischen dem Mitläufer 51 und dem Absatz 43 zusammengedrückt und wird die Klappe 37 nach unten weiterbewegt, bis der Sitz 38 an dem oberen Ende 6b der Hülse 6 angreift, um den Wasserstrom durch den Auslaß 5 zu stoppen, d. h. um das Ventil abzudrehen.

Wenn Wasser mit einer vorbestimmten Temperatur benötigt wird, wird der Bedienungsknopf 53 gegen den Uhrzeigersinn gedreht, um die Klappe 37 hochzuheben und Wasser durch den Auslaß 5 ausströmen zu lassen. Anfänglich wird das durch den Auslaß 5 strömende Wasfior kalt rscJn und wird half. bJeUjen, so lang« wie die Feder 44 zusammengedrückt ist. Wenn der Knopf

■ - Vi -

um rinn *** ■ forth-* r J I <'!>'■ M/iß '/cf Jr "it f wo/'l<»n Jut., ifit tile t''eÖ«f" Ή nicht ttnilu /.uuoiri/iierxjcdrUckt und drängt die untere Feder 23 den Kolben 20 nach oben, um die Schlitze 26 und 27 zu öffnen und heißes Wasser in die Kammer 19 durch den Durchgang 21 in dem Kolben und in die Mischkammer 16 strömen zu lassen. Zur selben Zeit wird der Kolben 20 durch die Feder 23 nach oben gedrängt, um an dem Ventilsitz 15a anzugreifen, wodurch die Durchgänge 24 und 25 geschlossen werden und der Strom von kaltem Wasser in die Mischkammer verhindert wird. Das warme Wasser in der Mischkammer 16 strömt um das auf die Temperatur ansprechende Element 40 herum und durch das offene Ende 17 der Hülse 6 in die Kammer 18 und von dort durch den Auslaß 5.

Wenn sich die Temperatur des Wassers in der Mischkammer der vorbestimmten Temperatur nähert, dehnt sich das auf die Temperatur ansprechende Element aus und drängt den Mitnehmer 42 nach oben, bis das obere Ende der Feder 44 an dem Mitläufer 51 angreift und ihn in Kontakt mit der Temperatureinstellschraube 50 drückt. Eine weitere Ausdehnung des auf die Temperatur ansprechenden Elementes 40 während der fortdauernde Strom von heißem Wasser in die Kammer 16 die Wassertemperatur darin erhöht, bewirkt dann, daß sich der Kolben 20 nach unten gegen die Feder 23 bewegt, da ja die Feder 44 stärker als die Feder 23 ist, um die Heißwasserdurchgänge 26 und 27 zu schließen und die Kaltwasserdurchgänge 24 und 25 zu öffnen, wodurch kaltes Wasser in die Mischkammer zurück kann. Der Kolben 20 bringt den Strom von heißem und kalten Wasser durch ihre jeweiligen Durchgänge in die Mischkammer in das richtige Verhältnis, wodurch eine stabile Auslaßtemperatur geschaffen wird. Wenn die maximale Vertikalbewegung des Kolbens zwischen dem ersten und

dem Zweiten Ventilsitz auf 0,5 mm begrenzt ist, wird die Äuslaßtemperatur des Wassers auf innerhalb - 1⁰C des vorbestimmten Wertes gehalten.

Eine Bewegung des Kolbens um mehr als 0,5 mm, z. B. zwischen 0,4 und 0,6 mm, vermindert die Stabilität der Auslaßtemperatur des Wassers und sie kann sich um - 2°C ändern. Eine Änderung über diesem Wert ist unannehmbar.

Die Temperatur des durch den Auslaß 5 strömenden Wassers wird bis zu einem vorbestimmten Höchstwert durch das Ausmaß der Drehung des Bedienungsknopfes 53 im Gegenuhrzeigersinn eingestellt, wobei das Volumen des Wassers fest ist und durch die Größe der in der Hülse 6 gebildeten bogenförmigen Schlitze 24, 25; 26, 27 bestimmt wird.

Um die Höchsttemperatur des in der Kammer 16 gemischten heißen und kalten Wassers einzustellen, wird die Schraube 55 zusammen mit der Unterlagsscheibe 54 entfernt, um die Temperaturexnstellschraube 50 zugänglich zu machen, und wird die Schraube 50 dann eingestellt, um das Ausmaß der Dehnung des auf die Temperatur ansprechenden Elementes zu ändern, die erfolgen kann, bevor der Kolben 20 auf den zweiten Ventilsitz gesetzt wird und die Heißwasserdurchgänge 26 und 27 verschließt. Durch eine Drehung der Schraube 50 im Uhrzeigersinn wird der Schraubenmitläufer 51 durch die Spindel 31 hinab gedrängt und wird·die maximale Auslaßtemperatur des Wassers vermindert, und bei einer Drehung im Gegenuhrzeigersinn wird die Höchsttemperatur erhöht.

Der Unterschied zwischen der freien und der vollständig zusammengedrückten Länge der Feder 44 ist größer als

-M-

der Höchstgrad der Dehnung des auf die Temperatur ansprechenden Elementes 40, wodurch eine Beschädigung dieses Elementes verhindert wird, die auftreten könnte, wenn der Kolben 2 0 den Heißwasserauslaß 27 nicht verschließt.

Das in Fig» 2 der Zeichnungen dargestellte Ventil hat im großen und ganzen einen ähnlichen Aufbau wie das Ventil gemäß Fig. 1, und die gleichen Teile sind mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Bei dieser Ausführungsform ist jedoch die Überlagerungsfeder weggelassen worden. Die auf die Temperatur ansprechende Vorrichtung 140, deren unteres Ende in dem Napf gehalten wird, der wiederum in dem horizontalen Teil des Kolbens 20 aufgenommen ist, weist einen nach oben ragenden Tauchkolben 142 auf, dessen Stirnflächenende in einem Sackloch 143 gleitend aufgenommen ist, das in dem Schraubenmitläufer 51 gebildet ist, der in dem unteren Ende 48 der hohlen Spindel 31 angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform muß die Ventilsitzunterlagsscheibe 28 genügend elastisch sein, um die zylindrischen Wände des Kolbens 20 in ihre obere Oberfläche einsinken zu lassen, wenn er unter Druck steht, wie nachfolgend beschrieben wird. Zu diesem Zweck ist die Unterlagsscheibe vorzugsweise aus Gummi mit einer Shorehärte von 65 - 75 hergestellt.

Wie in Fig. 2 dargestellt ist, ist bei dem Ventil der Bedienungsknopf 53 in der Ganzoffenstellung, und liegt der Kolben 20 an dem Ventilsitz 15a an,wobei somit die Kaltwassereinlaßdurchgänge 24 und 25 geschlossen sind und heißes Wasser durch die Durchgänge 26 und 27 in die Mischkammer 16 über die Kolbendurchgänge 21 strömen kann. Da der Tauchkolben nicht bis zum Ende des Sackloches 143 ragt, hat die

Temperatur in der Kammer 16 ihren Höchstwert nicht erreicht.

Wenn der Bedienungsknopf 53 im Uhrzeigersinn in seine Ganzoffenstellung gedreht wird, drückt der Kolben die Oberfläche des Ventilsitzes 28 ein, wobei er einen flüssigkeitsdichten Kontakt mit ihm herstellt und die Heißwasserdurchgänge 26 und 27 verschließt, so daß heißes Wasser nicht in die Kammer 19 und von dort in die Mischkammer 16 eintreten kann, und befindet sich der Sitz 38 der Klappe 37 in flüssigkeitsdichtem Kontakt mit dem oberen Ende 6b der Hülse 6, so daß kaltes Wasser aus der Mischkammer 16 nicht durch den Auslaß 5 austreten kann.

Zum öffnen des Ventils wird der Bedienungsknopf 53 im Gegenuhrzeigersinn gedreht, wodurch die Spindel und die Absperrklappe 37 nach oben bewegt wird, so daß der Klappensitz 38 vom Ende 6b der Hülse 6 abgehoben wird und Wasser aus der Mischkammer 16 durch den Auslaß 5 über die Kammer 18 strömen kann. Da der Kolben 20 die Ventilsitzunterlagsscheibe 28 eingedrückt hat, wird er sich nicht aus der Flüssigkeitsdichtung mit dem Sitz 28 unter dem Druck der Feder 23 zu Beginn des Öffnens des Ventils herausbewegen, und wird somit nur kaltes Wasser durch den Auslaß 5 strömen. Kaltes Wasser wird weiterfließen, bis der Knopf 53 so weit gedreht worden ist, daß der Spalt zwischen dem Ende 6b der Hülse 6 und dem Klappensitz 38 ungefähr 0,07 - 0,1 mm übersteigt, was von der Stellung der Temperatureinstellschraube 50 und folglich des Schraubenmitläufers 51 in der Spindel 31 abhängt. Eine weitere Drehung des Knopfes 53 wird der Feder 23 es gestatten, den Kolben 20 von dem Sitz 28 weg zu drängen, so daß heißes Wasser vom Einlaß 14 durch die Kammer 13,

die Durchgänge 26 und 27 in der Hülse 6, Durchgang 21 im Kolben 20 in ^;die Kammer 19 und von dort in die Mischkammer 16 strömen kann, wo es sich mit dem kalten Wasser vermischt. Durch die Drehung des Knopfes 53 wird auch die Spindel 31 und der Schraubenmitläufer 51 mit der Folge nach oben bewegt, daß der Tauchkolben 142 nicht mehr in Kontakt mit dem Ende des Sackloches 143 ist.

Wenn sich der Kolben 20 unter der Wirkung der Feder 23 nach oben bewegt, kommt er mit dem Ventilsitz 15a in Kontakt, um die Kaltwasserdurchgänge 24 und 25 zu verschließen. Da jetzt nur noch heißes Wasser in die Mischkammer 16 kommt, nimmt die Temperatur zu und die auf die Temperatur ansprechende Vorrichtung wird sich ausdehnen, wodurch der Tauchkolben 142 in den Durchgang 143 bewegt wird, bis er an dessen Ende anliegt. In diesem Zeitpunkt wird durch die fortwährende Zunahme der Temperatur des Wassers in der Mischkammer auf die vorbestimmte Temperatur zu das Element 140 sich weiter ausdehnen, und der Napf 141 den Kolben nach unten gegen die Feder 23 drücken, bis er in flüssigkeitsdichtem Kontakt mit dem Ventilsitz 28 ist, so daß die Heißwasserdurchgänge 26 und 27 geschlossen und die Kaltwasserdurchgänge 24 und 25 geöffnet werden, um kaltes Wasser wieder in die Mischkammer eintreten zu lassen. Der Kolben 20 bringt somit den Strom von heißem und kaltem Wasser, der in die Mischkammer über die Einlaßdurchgänge 24, 25 und 26 und 27 eintritt, ins richtige Verhältnis, wodurch eine stabile Auslaßtemperatur erzielt wird, die sich nur um - 1⁰C bei einer vorgegebenen Stellung des Bedienungsknopfes 53 trotz einer Änderung im hereinkommenden Wasserdruck, die auftreten kann, ändert. Wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist die maximale Vertikalbewegung des Kolbens 20 auf

0,5 mm begrenzt. Die maximale Ausdehnung/Schrumpfung des auf die Temperatur ansprechenden Elementes 140 und Tauchkolbens 141 beträgt nicht mehr als 8 mm bei einem Temperaturbereich von 25°C - 76°C. 5

Das in den Figuren 3 und 4 dargestellte Ventil ist dem von Fig. 2 ähnlich, und die gleichen Teile sind durch die gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Bei dieser Ausführungsform sind jedoch Mittel zum Regulieren des Volumens der vermischten Flüssigkeiten, die durch den Auslaß 5 strömen, vorgesehen.

Somit enthält das untere Ende der Schale oder des Napfes 36 einen Flansch 139, der einen sechseckigen Querschnitt hat, und der obere zylindrische Teil 137 der Klappe 37 hat einen äußeren hexagonalen Querschnitt, der in Gleiteingriff mit dem Flansch 139 des Oberteiles 4 steht.

Ein zweiter Napf 70 ist maschinell in den oberen Teil des Oberteiles 4eingearbeitet und vom unteren Napf 36 durch ein nach innen gerichtetes ringförmiges Flanschteil 71 getrennt.

Eine äußere hohle Spindel 134 weist einen nach außen gerichteten ringförmigen Flansch 72 auf, der an dem Flansch anliegt, und die Spindel 134 wird durch die Stopfbüchse 32 an Ort und Stelle gehalten, die im Schraubengewindeeingriff mit dem oberen Teil des Napfes 70 steht und durch den O-Ring 73 abgedichtet ist. Der untere Teil der Spindel 134 ist mit einem Schraubenaußengewinde versehen und erstreckt sich durch die von dem ringförmigen Flansch 71 gebildete Öffnung in den zylindrischen Teil 137 der Klappe 37 hinein, wobei er mit einem in dem zylindrischen Teil gebildeten komplementären Schraubengewinde in Eingriff steht.

Ein äußerer Bedienungsknopf 136 zur Einstellung des Flüssigkeitsstromes ist an dem oberen Teil 135 der Spindel 134 drehfest befestigt, die sich über die Stopfbüchse 32 hinaus erstreckt, wobei durch Drehung des Knopfes 136 die Spindel 134 gedreht wird.

Eine innere hohle Spindel 31 erstreckt sich durch die Stopfbüchse 32, wobei das untere Ende in flüssigkeitsdichtem Eingriff mit dem in der Klappe 37 gebildeten axialen Durchgang 128 angeordnet ist. Ein unterer Teil 131 der Spindel 31 ist mit einem Schraubenaußengewinde versehen und greift an einem in.dem unteren Teil der äußeren Spindel 134 gebildeten Schraubeninnengewinde an.

Ein Temperatureinstellknopf 53 ist an dem nach oben verlaufenden Endteil 132 der Spindel 31 zur Drehung mit ihm befestigt.

Wie in den Zeichnungen dargestellt ist, befinden sich bei dem Ventil der Volumeneinstellknopf 136 und der Temperatureinstellknopf 53 in den Ganzoffenstellungen. Der Kolben 20 ist an dem Ventilsitz 15a anliegend gezeigt, so daß die Kaltwassereinlaßdurchgänge 24 und geschlossen sind und heißes Wasser durch die Durchgänge 26 und 27 in die Mischkammer 16 über den Kolbendurchgang 21 strömen kann.

Wenn der Bedienungsknopf 53 im Uhrzeigersinn gedreht wird, bewegt sich die Spindel 31 nach unten durch die äußere Spindel 134 und bewirkt, daß die Einstellschraube 50 und der Mitläufer 51 über den Tauchkolben 142 und über das auf die Temperatur ansprechende Element 140 Druck auf den Kolben 20 und die Feder 23 aufbringen, wodurch die letztere zusammengedrückt wird, so daß sich der Kolben 20 bewegen und die Oberfläche des Ventilsitzes 28 eindrücken kann und

dadurch eine Flüssigkeitsdichtung bildet, um die Heißwasserdurchgänge 26 und 27 zu verschließen, so daß heißes Wasser nicht in die Kammer 19 und folglich in die Mischkammer 16 eintreten kann. In dieser Stellung wird kaltes Wasser durch die Durchgänge 25 und 24 und aus dem Auslaß 5 heraus weiterströmen. Um das Ventil vollständig zu schließen, wird der Bedienungsknopf 136 im Uhrzeigersinn gedreht, wodurch die Klappe 37 nach unten bewegt wird, bis der Sitz 38 in flüssigkeitsdichten Kontakt mit dem oberen Ende 6b der Hülse 6 kommt und somit verhindert, daß Wasser von der Mischkammer 16 durch den Auslaß 5 strömen kann.

Um Wasser mit der gewünschten Temperatur zu erhalten, wird der Volumeneinstellknopf 136 im Gegenuhrzeigersinn gedreht, um die Klappe 37 nach oben zu bewegen, so daß sich der Sitz 38 von dem oberen Ende 6b der Hülse 6 wegbewegt. Kaltes Wasser kann dadurch über die Einlaßdurchgänge 24 und 25 und die Kammer 19 in die Mischkammer 16 um das auf die Temperatur ansprechende Element 140 herum und heraus in dieKammer und dann durch den Auslaß 5 strömen. Der Temperatureinstellknopf 5 3 wird dann im Gegenuhrzeigersinn gedreht, wodurch die Spindel 31 und die Temperatureinstellschraube 50 nach oben durch die äußere Spindel 134 zurückgezogen werdenJDa kein Druck auf dem Schraubenmitläufer 51 mehr ist, kann sichdie Feder 23 ausdehnen und den Kolben 20 nach oben gegen den Sitz 15a bewegen und die Kaltwassereinlässe 24 und verschließen. Heißes Wasser fließt dann durch die Durchgänge 26 und 27 in die Kammer 19 und von dort in die Mischkammer 16. Die Mischung aus heißem und kaltem Wasser in der Mischkammer 16 strömt dann um das auf die Temperatur ansprechende Element 140 herum, so daß es sich dehnt. Wenn sich das Element

140 dehnt, drängt es den Tauchkolben 142 zu dem Ende des Sackloches 143. Bei der vorbestimmten Temperatur wird der Tauchkolben das Ende des Sackloches 143 erreichen, und durch eine weitere Dehnung der auf die Temperatur ansprechenden Vorrichtung wird dann der Kolben 20 nach unten gegen die Feder 23 gedrängt, um die Heißwasserdurchgänge 26 und zu verschließen und die Kaltwasserdurchgänge 24 und 25 zu öffnen, wodurch kaltes Wasser zurück in die Mischkammer kann. Der Kolben 20 bringt den Strom von heißem und kaltem Wasser durch die jeweiligen Durchgänge in die Mischkammer ins richtige Verhältnis, so daß eine stabile Auslaßtemperatur erzielt wird, die auf innerhalb - 1⁰C des vorbestimmten Wertes gehalten wird.

Das Wasservolumen, das durch den Auslaß 5 austreten kann, wird durch die Drehung des Knopfes 136 zwischen der Schließ- und der Ganzoffenstellung eingestellt. 20

Claims

DR. RICHARD KNEISSL
Wig' jnmnyerstr. 46

D-ÖOOO MÜNCHEN 22 Oft

Tel.089/2Ö512S

Anm.: Meynell Valves Limited
Wolverhampton, Großbrit,

Mischventil

Patentansprüche

Γ 1J Ventil zum Steuern des Mischens von heißer und .

^- kalter Flüssigkeit, mit einem Gehäuse (1), bei dem ein Ende durch ein Hahnoberteil (4) geschlossen ist, Einlassen für die heiße (14) und die kalte (12) Flüssigkeit, die über Flüssigkeitsdurchgänge (24, 25; 26, 27, 21) mit einer Mischkammer (16) in Verbindung stehen, in der sich die Flüssigkeiten vermischen, einem Auslaß (5) für die vermischten Flüssigkeiten, der mit der Mischkammer in Verbindung steht, einer Ventileinrichtung (20, 15a, 28) zum Regeln der Menge der von dem Heißflüssigkeits-(14) und dem Kaltflüssigkeitseinlaß (12) über die Durchgänge (24, 25; 26, 27, 21) in die Mischkammer (16) strömenden Flüssigkeiten, einer auf die Temperatur ansprechenden Vorrichtung (40), die in der Mischkammer (16) angeordnet ist und die Stellung der Ventileinrichtung (20) regelt, um die Flüssigkeiten in der Mischkammer auf einer im

wesentlichen stabilen Temperatur zu halten, und Steuermitteln (31, 53, 136), die durch das Hahnoberteil (4) hindurch wirksam sind, um ein Absperrventil (37) zwischen der Mischkammer (16) und dem Gemischflüssigkeitsauslaß (5) zu öffnen und zu schließen und die Temperatur der vermischten Flüssigkeiten bis zu einer vorbestimmten Höchsttemperatur zu wählen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung einen Kolben

(20) aufweist, der zwischen einer ersten Stellung, in welcher er an einem ersten Ventilsitz (15a) anliegt, um den Eintritt des Flüssigkeitsstromes von dem Kaltflüssigkeitseinlaß (12) in die Mischkammer (16) zu verhindern und die Flüssigkeit von dem Heißflüssigkeitseinlaß (14) in die Mischkammer (16) eintreten zu lassen, und einer zweiten Stellung, in welcher er an einem zweiten Ventilsitz (28) anliegt, wodurch er den Eintritt der Flüssigkeit von dem Heißflüssigkeitseinlaß

(14) in die Mischkammer (16) verhindert und die Flüssigkeit von dem Kaltflüssigkeitseinlaß (12) in die Mischkammer (16) eintreten läßt, bewegbar ist, wobei diese Bewegung 0,4 bis 0,6 mm nicht übersteigt.
2. Ventil nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Kolbens (20) 0,5 mm nicht übersteigt.
3. Ventil nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das Gehäuse (1) eine Hülse (6)aufweist, die darin angeordnet ist und im axialen Abstand voneinander angeordnete Durchgänge (24, 25; 26, 27) aufweist, die eins Verbindung zwischen dem Heißflüssigkeits—

(14) und dem Kaltflüssigkeitseinlaß (12) und dem Innenraum der Hülse schaffen, wobei der Innenraum

mit der Mischkammer in Verbindung steht und der Kolben (20) in der Hülse (6) gleitbar eingeschlossen und zwischen den Durchgängen angeordnet ist und mindestens einen axialen Durchgang (21), der sich durch ihn hindurch erstreckt, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Ventilsitz (15a) an den einen Durchgang (24, 25) angrenzt, der mit dem Kaltflüssigkeitseinlaß (12) in Verbindung steht und der zweite Ventilsitz (28) an den Durchgang (26, 27) angrenzt, der mit dem Heißflüssigkeitseinlaß (14) in Verbindung steht.
4. Ventil nach einem der Ansprüche 1

bis 3, wobei der Kolben (20) in die erste Stellung durch erste Druckfedermittel (23) und in die zweite Stellung durch eine Längsdehnung der auf die Temperatur ansprechenden Vorrichtung (40) als Reaktion auf eine Zunahme der Temperatur der Flüssigkeit in der Mischkammer gedrängt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsdehnung der auf die Temperatur ansprechenden Vorrichtung (40) in einer der Bewegung des Kolbens (20) von der ersten in die zweite Stellung entgegengesetzten Richtung durch ein zweites Druckfedermittel (44) eingeschränkt wird, das einen größeren Druckwiderstand als die ersten Federmittel (23) hat und gegen Anschlagmittel (51) wirkt, die in dem Hahnoberteil (4) angeordnet sind.
5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Kolben (20) in die erste Stellung durch erste Druckfedermittel (23) und in die zweite Stellung durch eine Längsdehnung der auf die Temperatur ansprechenden Vorrichtung (40) als

Reaktion auf eine Zunahme der Temperatur der Flüssigkeit in der Mischkammer gedrängt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsdehnung der auf die Temperatur ansprechenden Vorrichtung in eine der Bewegung des Kolbens (20) von der ersten in die zweite Stellung entgegengesetzten Richtung durch Anschlagmittel (51) eingeschränkt wird, die in dem Hahnoberteil (4) angeordnet sind, und der zweite Ventilsitz (28) ein federndes Material aufweist.
6. Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das federnde Material Gummi ist, das eine Shorehärte von ungefähr 65 75 hat.
7. Ventil nach einem der Ansprüche 4 bis 6, d a durch gekennzeichnet, daß die Lage der Anschlagmittel (51) einstellbar ist, wodurch das Maß der Längsdehnung der auf die Temperatur ansprechenden Vorrichtung (40), die stattfinden kann, bevor die Anschlagmittel (51) eine weitere Ausdehnung der auf die Temperatur ansprechenden Vorrichtung in dieser Richtung verhindern, verändert und dadurch die Höchsttemperatur der Flüssigkeit in der Mischkammer vorbestimmt werden kann.
8. Ventil nach einem der Ansprüche 4 bis 7, d adurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel (31, 53, 136) eine Temperaturwahlvorrichtung (31, 53), die gegen die auf die Temperatür ansprechende Vorrichtung (40) wirksam ist, um die Temperatur der vermischten Flüssigkeiten in der Mischkammer (16) festzulegen, und eine Volumenreguliervorrichtung (136) auf-

"· 5 —

weisen, die zum öffnen und Schließen des Absperrventiles (37) betätigbar ist, wodurch die Menge des Flüssigkeitsstroraes von der Mischkammer (16) durch den Auslaß (5) reguliert wird.