DE3730816C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein sanitäres Einhebel-Mischventil mit einem Gehäuse, mit einer ersten Steuerscheibe, welche im Gehäuse feststeht und jeweils eine Einlaßöffnung für Warm- und Kaltwasser enthält; mit einer zweiten Steuerscheibe, welche gegenüber der feststehenden Steuerscheibe in zwei aufeinander senkrecht stehenden Richtungen linear beweglich ist, wobei eine Verschiebung in der ersten Richtung eine Veränderung der Menge und in der zweiten Richtung eine Veränderung der Temperatur des ausfließenden Mischwassers bewirkt; mit einem ausschließlich in einer Ebene verschwenkbaren und um seine eigene Achse verdrehbaren Stellschaft, mit einer verschwenkbaren Hülse, innerhalb welcher der Stellschaft koaxial drehbar geführt ist; mit einem Mechanismus, der eine Drehbewegung des unteren Endes des Stellschafts in eine Linearbewegung der beweglichen Steuerscheibe entlang der zweiten Richtung umsetzt.

Derzeit hat sich auf dem Markt eine Art von Einhebel-Mischventilen durchgesetzt, bei denen eine bewegliche Steuerscheibe gegenüber einer feststehenden Steuerscheibe eine kombinierte Dreh- und Linearbewegung durchführt. Die Drehbewegung führt zu einer Veränderung der Temperatur, die Linearbewegung zu einer Veränderung der Menge des ausfließenden Mischwassers. Diese Bewegungen werden über einen Stellschaft bewirkt, der einerseits um eine im wesentlichen horizontale Achse verschwenkbar und andererseits um eine im wesentlichen senkrechte Achse verdrehbar ist; die Schwenkbewegung des Stellschaftes ist also in verschiedenen Ebenen, welche die senkrechte Achse enthalten, möglich. Die Drehbewegung der beweglichen Steuerscheibe bereitet jedoch insofern Schwierigkeiten, als die notwendigen Überdeckungen der beiden Steuerscheiben zu einer Mindestgröße des Scheibendurchmessers bei gewünschter Literleistung führen, die man gerne unterschreiten würde. Darüber hinaus ist die Charakteristik dieser Einhebel-Mischventile nicht exakt linear; das Mischungsverhältnis bleibt also nicht exakt konstant, wenn die Menge des auslaufenden Mischwassers verändert wird.

Unter dem Gesichtspunkt der Scheibenabmessungen sowie der Linearität wäre eine solche Führung der beweglichen Steuerscheibe optimal, bei der sie zwei aufeinander senkrecht stehende Linearbewegungen durchführt. Ein Beispiel hierfür ist in der US-PS 26 01 966 beschrieben. Hier werden die beiden Linearbewegungen dadurch bewirkt, daß der Stellschaft selbst um zwei vorbestimmte, aufeinander senkrecht stehende Ebenen verschwenkbar ist. Diese Bedienungsart entspricht jedoch nicht dem, was der Verbraucher gewohnt ist, und ist daher auf dem Markt nicht durchzusetzen.

In der DE-PS 27 38 461 ist ein sanitäres Einhebel-Mischventil beschrieben, bei dem die Scheiben zwar die gewünschten Bewegungen durchführen, dabei aber senkrecht stehen. Die Verschiebung der beweglichen Steuerscheibe in einer der beiden Richtungen wird durch eine diese Scheibe vollständig umgreifende Hülse bewirkt, welche eine innere Kurvenfläche aufweist. Das hier beschriebene Mischventil erfüllt zwar alle Anforderungen an die Linearität der Charakteristik, baut jedoch aufgrund der äußeren Hülse verhältnismäßig groß. Außerdem ist durch die senkrechte Anordnung der Scheiben eine vollständig andere Geometrie als bei gebräuchlichen Einhebel-Mischventilen gegeben, so daß der Einsatz derartiger Mischventile eine vollständig neu konstruierte Armatur erforderlich machen und sich auch im äußeren Design dieser Armatur niederschlagen würde.

Demzufolge wurden verschiedene Bemühungen unternommen, ein sanitäres Einhebel-Mischventil zu schaffen, bei dem die Scheiben einerseits horizontal liegen, bei dem andererseits die bewegliche Steuerscheibe zwei aufeinander senkrecht stehende Linearbewegungen ausführen und bei dem schließlich die Betätigung über den Stellschaft durch eine Verdrehung zur Veränderung der Temperatur und durch eine Verschwenkung zur Veränderung der Menge des Mischwassers führt. Ein Beispiel hierfür findet sich in der DE-OS 27 37 479. Hier ist die Schwenkbewegung des Stellschaftes auf eine Ebene beschränkt; außerdem läßt sich der Stellschaft um seine eigene Achse verdrehen. Hierzu ist er mit einem Kugelbereich im Gehäuse gelagert; ein geeigneter Schlitz in einem gehäusefesten Teil legt die Schwenkebene des Stellschaftes fest. Das untere Ende des Stellschaftes greift in konventioneller Weise in eine Mitnahmeöffnung der beweglichen Steuerscheibe ein. Wird der Stellschaft in seiner zugelassenen Ebene verschwenkt, so bewirkt die Mitnahmeverbindung am unteren Ende des Stellschaftes eine Verschiebung der beweglichen Steuerscheibe in der Richtung, in welcher die Menge des ausfließenden Mischwassers verändert wird. Bei dem aus der DE-OS 27 37 479 bekannten Einhebel-Mischventil wird nun versucht, die Drehbewegung des Stellschaftes um seine eigene Achse dadurch abzukoppeln, daß der Stellschaft in einem mittleren Bereich mit einem Vierkant versehen ist. Dieser Vierkant durchsetzt eine komplementäre Öffnung einer horizontal liegenden Scheibe, welche mit einem exzentrisch angeordneten Mitnahmefinger ebenfalls von oben her in die bewegliche Steuerscheibe eingreift. Der Gedanke ist, daß sich die horizontale Scheibe bei der Verdrehung des Stellschaftes mitdrehen soll, wobei dann der exzentrische Mitnahmefinger eine Kreisbewegung durchführt. Durch einen geeignet ausgebildeten Schlitten ist die Bewegung der beweglichen Steuerscheibe auf zwei zueinander senkrecht stehende Richtungen beschränkt. Auf diese Weise soll die Drehbewegung der horizontalen Scheibe in eine entsprechende Linearbewegung der beweglichen Scheibe umgesetzt werden. Tatsächlich ist aber das geschilderte Konzept nicht funktionsfähig, da die horizontale Scheibe sich nur dann in der gewünschten Weise verdrehen läßt, wenn die Achse des Stellschaftes senkrecht zu ihr steht; ist die Achse dagegen geneigt, läßt sich die horizontale Scheibe nicht mehr in der gewünschten Weise verdrehen. Selbst dann, wenn der Stellschaft senkrecht zu der horizontalen Scheibe steht, lassen sich Rückwirkungen der Drehbewegung, die ja zu einer Bewegung entlang nur einer Richtung führen sollen, auf die andere Richtung nicht vermeiden; diese Rückwirkungen müssen durch Kraftaufwand am Stellschaft kompensiert werden.

In der DE-OS 27 37 477, welche auch eine Linearbewegung der beweglichen Steuerscheibe entlang zweier zueinander senkrechter Richtungen anstrebt, ist der Stellschaft in konventioneller Weise in variablen, die senkrechte Achse enthaltenen Ebenen verschwenkbar. Bei der Verdrehung des Stellschaftes um die senkrechte Achse wird die bewegliche Steuerscheibe auf einem Kreisbogen geführt. Eine Entkoppelung der beiden Bewegungsarten gelingt gerade bei der wichtigen Drehbewegung, welche zu einer Veränderung der Mischwassertemperatur führen soll, nicht. Gleichzeitig mit einer Veränderung der Mischwassertemperatur stellt sich auch immer eine Veränderung der Menge des ausfließenden Mischwassers ein.

Ein Einhebel-Mischventil der eingangs genannten Art ist in der EP 00 96 005 A1 beschrieben. Es weist einen in einer einzigen Ebene verschwenkbaren Stellschaft auf, der um seine eigene Achse verdrehbar ist. Er ist dabei in einem ihn koaxial umgebenden Teil, welches als Hülse bezeichnet werden kann, geführt, das seinerseits an seinem unteren Ende im Gehäuse so gehaltert ist, daß es eine Schwenkbewegung ausführen kann. Sowohl die Hülse als auch das untere Ende des inneren Stellschaftes greifen an einem sogenannten Führungskörper an, der um eine Welle einerseits verkippt und andererseits auf der Welle axial verschoben werden kann. Der Führungskörper seinerseits besitzt einen Mitnehmer mit einem Mitnahmekopf, der in eine Mitnahmeöffnung an der oberen Stirnseite der beweglichen Steuerscheibe eingreift. Die Gesamtanordnung ist also so, daß die Krafteinleitung in die bewegliche Steuerscheibe ausschließich durch den formschlüssigen Eingriff des Mitnahmekopfes in die entsprechende Aufnahmeöffnung der beweglichen Steuerscheibe erfolgt. Auf diese Weise ist die bewegliche Steuerscheibe nur unzulänglich geführt; zwischen dem Mitnahmekopf des Stellschaftes und der Mitnahmeöffnung der Steuerscheibe wirken hohe lokale Kräfte.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Einhebel-Mischventil der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß die bewegliche Steuerscheibe präzise geführt ist und dies dauerhaft so bleibt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß

• a) die Hülse im Bereich zwischen ihren beiden Enden am Gehäuse verschwenkbar gelagert ist;
• b) ein Schlitten vorgesehen ist, der gemeinsam mit der beweglichen Steuerscheibe entlang gehäusefester Führungsflächen in einer der beiden Richtungen verfahrbar ist und selbst hierzu senkrechte Führungsflächen aufweist, entlang welcher die bewegliche Steuerscheibe in der anderen Richtung verfahrbar ist;
• c) am unteren Ende der Hülse mindestens ein Mitnehmer angesetzt ist, der in eine Mitnahmeöffnung an der Oberseite des Schlittens eingreift;
• d) der Stellschaft den Schlitten durchsetzt;
• e) der Mechanismus, der die Drehbewegung des unteren Endes des Stellschaftes in eine Linearbewegung der beweglichen Steuerscheibe umsetzt, einen Exzentermechanismus umfaßt, der in eine Mitnahmenut an der Unterseite der beweglichen Steuerscheibe eingreift, wobei die Mitnahmenut parallel zur ersten Richtung verläuft.

Erfindungsgemäß wird also die Schwenkbewegung, die der Stellschaft ausführt, durch eine gesonderte Hülse, in welcher der Stellschaft koaxial gelagert ist, abgekoppelt. Die Schwenkbewegung der Hülse wird auf einen Schlitten übertragen, der seinerseits Führungsflächen für die bewegliche Steuerscheibe derart aufweist, daß die Linearverschiebung des Schlittens die bewegliche Steuerscheibe mitnimmt. Hierbei erfolgt eine Veränderung der Menge des ausfließenden Wassers. Die Drehbewegung des Stellschaftes dagegen wird durch einen gesonderten Mechanismus, der zwischen dem unteren Ende des den Schlitten durchsetzenden Stellschaftes und der beweglichen Steuerscheibe wirkt, in eine Linearbewegung entlang der zweiten Richtung umgesetzt, welche durch die Führungsflächen des Schlittens vorgegeben ist.

Die Hülse kann in einem einstückigen Ansatz des Deckels des Gehäuses gelagert sein. Der Umriß des sich so bildenden Gehäuses läßt sich praktisch vollständig dem Umriß bekannter Einhebel- Mischventile annähern, so daß eine Verwendung bei praktisch unverändertem Design des äußeren Armaturengehäuses möglich ist.

Generell sind Mitnahmeverbindungen möglich, welche eine bestimmte gewünschte Charakteristik der Bewegung der Steuerscheibe herbeiführen, die insbesondere die Umsetzung der Drehbewegung des Stellschaftes in die Linearbewegung der beweglichen Steuerscheibe in einem Bereich spreizen, in welchem die Temperatureinstellung besonders feinfühlig sein soll ("Komfortzone").

Der Stellschaft sollte an der Hülse axial fixiert sein. Hierzu kann die Hülse einen inneren Ringwulst aufweisen, der elastisch in eine Ringnut am Mantel des Stellschaftes eingreift. Die Einführung des Stellschaftes in die Hülse wird in diesem Fall dann erleichtert, wenn die Hülse ganz oder teilweise geschlitzt ist.

Alle Ausführungsformen der Erfindung weisen einen großen Vorteil gegenüber den derzeit handelsüblichen Einhebelmischventilen auf: Während bei letzteren sich der effektive Hebelarm, der bei der Einstellung der Wassertemperatur wirkt, umso mehr verkürzt, umso weiter das Ventil geöff­ net wird, bleibt dieser Hebelarm bei der Erfindung in allen Öffnungsstellungen konstant. Mit einem erfindungsgemäßen Ventil läßt sich die Temperatur des auslaufenden Wassers somit in der vollen Offenstellung genau so feinfühlig einstellen wie in der Schließstellung.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an­ hand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch ein sanitäres Einhebel-Mischventil;

Fig. 2 einen Schnitt gemäß Linie II-II von Fig. 1.

Das in der Zeichnung dargestellte sanitäre Einhebel-Misch­ ventil umfaßt ein Gehäuse 1, in dem in bekannter Weise eine feststehende Steuerscheibe 2 sowie eine bewegliche Steuer­ scheibe 3 übereinander liegen. Die feststehende Steuerschei­ be 2 ist mit Einlaßöffnungen 4 und 5 sowie einer Auslaßöff­ nung 6 versehen. Die bewegliche Steuerscheibe 3 weist an ihrer Unterseite einen Umlenkkanal 7 auf. Zur Veränderung der Menge des auslaufenden Mischwassers führt die bewegli­ che Steuerscheibe 3 eine Linearbewegung senkrecht zur Ebe­ ne der Fig. 1 und zur Veränderung der Temperatur des aus­ laufenden Mischwassers eine Linearbewegung parallel zur Ebene der Fig. 1 aus.

Die Bewegungen der beweglichen Steuerscheibe 3 werden wie folgt bewirkt:

Der Deckel des Gehäuses 1 ist mit einem einstückigen, ins­ besondere also nicht verdrehbaren Ansatz 8 versehen. Durch diesen Ansatz 8 verläuft eine Durchgangsöffnung 9 ins Ge­ häuseinnere. Eine Hülse 10, die sich durch die Durchgangs­ öffnung 9 hindurch erstreckt, ist mittels eines Schwenkzap­ fens 11 an dem Ansatz 8 verschwenkbar befestigt. Die Achse des Schwenkzapfens 11 verläuft dabei senkrecht zu der Bewe­ gungsrichtung, in welcher die Menge des auslaufenden Misch­ wassers verstellt wird. Das untere Ende der Hülse 10 greift mit zwei seitlichen Mitnehmern 12 in Mitnahmeöffnungen 13 eines Schlittens 14 ein. Der Schlitten 14 wird von zwei parallelen, an der Innenseite des Kartuschengehäuses 1 vor­ gesehenen Führungsflächen 15 senkrecht zur Zeichenebene von Fig. 1 geführt. Durch Verschwenken der Hülse 10 um den Schwenkzapfen 11 kann also der Schlitten 14 in der von den beiden Führungsflächen 15 gebildeten Nut hin- und her­ bewegt werden.

An der Unterseite des Schlittens 14 ist wiederum eine Nut mit zwei parallelen Führungsflächen 16 ausgebildet, die nun aber senkrecht zu den Führungsflächen 15 verlaufen, also parallel zur Zeichenebene von Fig. 1. Die Führungs­ flächen 16 liegen an der beweglichen Steuerscheibe 3 an und führen diese. Wird also der Schlitten 14 entlang der Führungsflächen 15 senkrecht zur Ebene von Fig. 1 bewegt, so wird die bewegliche Steuerscheibe 3 über die Führungs­ flächen 16 des Schlittens 14 ebenfalls senkrecht zur Zei­ chenebene mitgenommen.

Die zweite Bewegung der beweglichen Steuerscheibe 3, die parallel zur Zeichenebene von Fig. 1 erfolgt, geschieht nun in folgender Weise:

Koaxial durch die Hülse 10 und durch den Schlitten 14 hin­ durch erstreckt sich ein im Querschnitt kreisrunder Stell­ schaft 17, der innerhalb der Hülse 10 um deren Achse und damit auch um seine eigene Achse verdrehbar ist. Zur Axial­ fixierung des Stellschaftes 17 innerhalb der Hülse 10 weist letztere an ihrer Innenfläche einen Ringwulst 20 auf, der elastisch in eine Ringnut 21 in der Mantelfläche des Stell­ schaftes 17 eingreift. Die Hülse 10 ist (in der Zeichnung nicht erkennbar) zumindest teilweise längsgeschlitzt, so daß der Stellschaft 17 leicht in die Hülse 10 eingeführt werden kann.

Am unteren Ende des Stellschaftes 17 befindet sich ein ex­ zentrischer Kulissenstein 18, der in eine Mitnahmenut 19 an der Oberseite der beweglichen Steuerscheibe 3 eingreift. Die Mitnahmenut 19 verläuft parallel zu den Führungsflächen 15 am Gehäuse 1, also in der Richtung, in welcher die beweg­ liche Steuerscheibe 3 zur Veränderung der Menge des auslau­ fenden Mischwassers verschoben wird. Wird der Stellschaft 17 um seine eigene Achse verdreht, so führt die bewegliche Steuerscheibe 3 aufgrund der Exzenterwirkung des Kulissen­ steins 18 eine Linearbewegung entlang der Führungsflächen 16 des Schlittens 14 durch. Hierbei wird das Mischungsver­ hältnis von Kalt- und Warmwasser und damit die Temperatur des ausfließenden Mischwassers eingestellt.

Durch die Art der Mitnahmeverbindung, die zwischen dem un­ teren Ende des Stellschaftes 17 und der beweglichen Steuer­ scheibe 3 wirkt, ist es möglich, eine bestimmte Charak­ teristik des Einhebel-Mischventiles bei der Temperaturein­ stellung herbeizuführen. Insbesondere kann erreicht werden, daß sich in einem bestimmten Bereich die bewegliche Steuer­ scheibe 3 bei einer bestimmten Winkelverdrehung des Stell­ schaftes 17 weniger weit als in einem anderen Bereich bei derselben Winkelverdrehung des Stellschaftes 17 bewegt. Auf diese Weise wird eine sogenannte "Komfortzone" geschaffen, innerhalb der eine besonders feinfühlige Einstellung der Temperatur des ausfließenden Mischwassers erfolgen kann.

Die Begrenzungslinien der regelnden Öffnungen in den beiden Steuerscheiben 2 und 3 können aufgrund der linearen Bewe­ gungsführung der beweglichen Steuerscheibe Rechtecke sein. Diese können sehr nahe aneinander angeordnet werden, da der Überdeckung dienende Materialbereiche, wie sie bei dreh­ baren Steuerscheiben erforderlich sind, nicht vorgesehen werden müssen.

Sofern eine Rückführung des Wassers durch die feststehende Steuerscheibe hindurch nicht gefordert wird, ist es auch möglich, die bewegliche Steuerscheibe als einfache Platte auszugestalten, welche durch ihre Überdeckung der Einlaß­ öffnungen 4 und 5 der feststehenden Steuerscheibe 2 für die gewünschte Regelung der Wasserströme sorgt.

Claims (5)

1. Sanitäres Einhebel-Mischventil mit einem Gehäuse, mit einer ersten Steuerscheibe, welche im Gehäuse feststeht und jeweils eine Einlaßöffnung für Warm- und Kaltwasser enthält; mit einer zweiten Steuerscheibe, welche gegenüber der feststehenden Steuerscheibe in zwei aufeinander senkrecht stehenden Richtungen linear beweglich ist, wobei eine Verschiebung in der ersten Richtung eine Veränderung der Menge und in der zweiten Richtung eine Veränderung der Temperatur des ausfließenden Mischwassers bewirkt; mit einem ausschließlich in einer Ebene verschwenkbaren und um seine eigene Achse verdrehbaren Stellschaft, mit einer verschwenkbaren Hülse, innerhalb welcher der Stellschaft koaxial drehbar geführt ist; mit einem Mechanismus, der eine Drehbewegung des unteren Endes des Stellschafts in eine Linearbewegung der beweglichen Steuerscheibe entlang der zweiten Richtung umsetzt, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) die Hülse (10) im Bereich zwischen ihren beiden Enden am Gehäuse (1) verschwenkbar gelagert ist;
• b) ein Schlitten (14) vorgesehen ist, der gemeinsam mit der beweglichen Steuerscheibe (3) entlang gehäusefester Führungsflächen (15) in einer der beiden Richtungen verfahrbar ist und selbst hierzu senkrechte Führungsflächen (16) aufweist, entlang welcher die bewegliche Steuerscheibe (3) in der anderen Richtung verfahrbar ist;
• c) am unteren Ende der Hülse (10) mindestens ein Mitnehmer (12) angesetzt ist, der in eine Mitnahmeöffnung (13) an der Oberseite des Schlittens (14) eingreift;
• d) der Stellschaft (17) den Schlitten (14) durchsetzt;
• e) der Mechanismus, der die Drehbewegung des unteren Endes des Stellschaftes (17) in eine Linearbewegung der beweglichen Steuerscheibe (3) umsetzt, einen Exzentermechanismus (18) umfaßt, der in eine Mitnahmenut (19) an der Oberseite der beweglichen Steuerscheibe (3) eingreift, wobei die Mitnahmenut (19) parallel zur ersten Richtung verläuft.

2. Einhebel-Mischventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (10) in einem einstückigen Ansatz (8) des Deckels des Gehäuses (1) gelagert ist.

3. Einhebel-Mischventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellschaft (17) an der Hülse (10) axial fixiert ist.

4. Einhebel-Mischventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (10) einen inneren Ringwulst (20) aufweist, der elastisch in eine Ringnut (21) am Mantel des Stellschafts (17) eingreift.

5. Einhebel-Mischventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (10) geschlitzt ist.