DE3815499A1 - Druckausgleicher fuer eine sanitaere mischarmatur - Google Patents

Description

Die Neuerung betrifft einen Druckausgleicher für eine sani­ täre Mischarmatur mit

• a) einem Warmwasserweg;
• b) einem Kaltwasserweg;
• c) einem auf die Druckdifferenz im Kalt- und Warmwasserweg ansprechenden Glied;
• d) von dem auf die Druckdifferenz ansprechenden Glied be­ aufschlagten, im Kaltwasserweg und Warmwasserweg liegen­ den Regelelementen.

Die Temperatur des aus einer sanitären Mischarmatur aus­ laufenden Wassers kann sich in unvorhergesehener Weise dann ändern, wenn entweder der Druck im Kaltwasserweg oder im Warmwasserweg plötzlich seinen Wert verändert. Ein Beispiel hierfür ist die Betätigung eines Druckspülers, die zu einem plötzlichen Druckabfall im Kaltwasserweg führen und somit ein rasches Ansteigen der Temperatur des ausfließenden Mischwassers bewirken kann. Hierdurch können - z.B. an Brausen - gefährliche Verbrühungen hervorgerufen werden. Eine Abhilfe ist beispielsweise durch die Verwendung von Thermostaten möglich, bei denen die Temperatur des ausflie­ ßenden Mischwassers überwacht und die Zufuhr von Kalt- und Warmwasser in der erforderlichen Weise nachgeregelt wird. Derartige Thermostaten vermögen auch Temperaturunterschiede des zufließenden Warm- und Kaltwassers auszuregeln.

Mit geringerem Aufwand ist es verbunden, ausschließlich Druckschwankungen im Kaltwasser- bzw. Warmwasserweg auszu­ regulieren, derart, daß beispielsweise bei einem Druckab­ fall im Kaltwasserweg der Durchfluß im Warmwasserweg in entsprechender Weise gedrosselt wird. So läßt sich eine etwa konstante Temperatur des ausfließenden Mischwassers erhalten, wenn wenigstens die Temperaturen des zufließen­ den Kalt- und Warmwassers konstant bleiben.

Druckausgleicher dieser Art waren bisher ausschließlich in sanitären Mischarmaturen fest eingebaut.

Aufgabe der vorliegenden Neuerung ist es, einen Druckaus­ gleicher der eingangs genannten Art zu schaffen, der uni­ versell einsetzbar ist.

Diese Aufgabe wird durch die Neuerung dadurch gelöst, daß der Druckausgleicher als selbständiges Gerät mit einem eige­ nen Gehäuse ausgestaltet ist, in welchem der Warmwasserweg und der Kaltwasserweg ausgebildet und das auf die Druck­ differenz ansprechende Glied sowie die Regelelemente ent­ halten sind, wobei das Gehäuse an den Enden des Warmwasser­ wegs und des Kaltwasserwegs mit Anschlüssen für Verbindungs­ röhrchen versehen ist.

Mit der Neuerung wird also erstmals erkannt, daß es sinn­ voll ist, einen Druckausgleicher als selbständige Einheit zu schaffen, die in die Verbindungsröhrchen zwischen der sanitären Mischarmatur und den Eckventilen der Hausleitung gelegt wird. Eine derartige selbständige Einheit eignet sich problemlos zum Nachrüsten, ohne daß die sanitäre Misch­ armatur deshalb ausgetauscht werden müßte. Sie kann bei Bedarf überall dort eingesetzt werden, wo aufgrund der praktischen Erfahrung häufiger Druckveränderungen im Haus­ leitungsnetz von Kalt- und/oder Warmwasser auftreten.

Zweckmäßigerweise ist das Gehäuse aus zwei symmetrischen Gehäusehälften zusammengesetzt.

Ist in diesem Falle das auf die Druckdifferenz ansprechende Glied eine Membran, so kann sie an ihrem Umfangsbereich zwischen den Gehäusehälften eingeklemmt sein. Sie übernimmt dabei gleichzeitig die Funktion einer Dichtung zwischen den beiden Gehäusehälften.

Bei einer geomtrisch vorteilhaften Ausgestaltung verlaufen die Regelelemente in einer Querbohrung, die sich etwa senk­ recht zur Wasserdurchflußrichtung im Wasserweg und Kaltwas­ serweg erstreckt.

Die Regelelemente können als Kolben ausgebildet sein, die jeweils mit einem Ventilsitz in der Querbohrung zusammen­ wirken.

Damit ausschließlich die von der Membran ausgehende Kraft auf den Kolben wirkt, ist vorteilhafterweise an jedem Kol­ ben ein axialer Druckausgleichsweg vorgesehen.

Auf einen Druckausgleich am Regelelement selbst kann dann verzichtet werden, wenn die Regelelemente in ihrer Schließ­ stellung vom Druck des zufließenden Wasser in Öffnungsrich­ tung beaufschlagt sind. Die "Rückseite" des Regelelementes ist in diesen Fällen dem Druck ausgesetzt, der im zugeord­ neten Auslaufkanal herrscht. Dieser Druck ist (wenn die angeschlossene Armatur geöffnet wird) jedenfalls geringer als der Druck in den Zulaufkanälen, so daß die Regelelemente schon bei kleinsten Drucken in den Zulaufkanälen öffnen.

Die Regelelemente können bei dieser Ausgestaltung einfache Ventilkegel sein, die mit Ventilsitzen an Querbohrungen zusammenwirken, über welche das Kalt- bzw. das Warmwasser zufließt. Die Ausgestaltung als Kolben, der in einer Bohrung gleitet, ist nicht mehr erforderlich. Hierdurch werden Reibungskräfte, die bei der Ausübung der Regelfunktion hinderlich sein könnten, vollständig vermieden.

Bei einer bestimmten Ausgestaltung sind die Ventilkegel über ein Gestänge mit der Membran verbunden, wobei die Ventilkegel und das Gestänge von der Membran frei getragen sind und in keiner Gleitberührung mit irgendwelchen Teilen stehen.

Dabei kann jedes Gestänge mindestens eine Stange umfassen, welche sich mit radialem Abstand durch eine Bohrung er­ streckt, die den zugeordneten Auslaufkanal mit dem entspre­ chenden an die Membran angrenzenden Wasserraum verbindet. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung sind also die an die Membran angrenzenden Wasserräume nicht mehr durch­ strömt; sie stehen nur noch über die erwähnten Bohrungen mit den Auslaufkanälen druckmäßig in Verbindung. Die Boh­ rungen dienen zugleich als Durchlaß für die Stangen der Gestänge, mit denen die Ventilkegel kraftmäßig an die Membran angekoppelt sind.

Geometrisch günstig ist diejenige Ausgestaltung, bei wel­ cher die Zulaufkanäle für Kalt- bzw. Warmwasser jeweils in denjenigen Bereichen durch das Gehäuse geführt sind, die zwischen den zugeordneten Auslaufkanälen und den ent­ sprechenden, an die Membran angrenzenden Wasserräumen liegen.

In diesem Falle kann das Gestänge zwei Stangen aufweisen, die beidseits des entsprechenden Zulaufkanals durch das Gehäuse geführt sind, wobei die beiden Stangen durch ein Verbindungsglied miteinander verbunden sind, an dem jeweils der zugeordnete Ventilkegel befestigt ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Neuerung wird nachfolgend an­ hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Druckausgleicher;

Fig. 2 den Druckausgleicher im Einsatz an einer sani­ tären Mischarmatur;

Fig. 3 einen Schnitt durch ein zweites Ausführungsbei­ spiel eines Druckausgleichers.

In Fig. 1 ist der Druckausgleicher, der insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 versehen ist, im Schnitt dargestellt. Er besitzt ein eigenes Gehäuse 15, welches aus zwei symmetri­ schen Gehäusehälften 15 a und 15 b zusammengesetzt ist.

Durch die Gehäusehälfte 15 a verläuft ein Warmwasserweg. Dieser beginnt bei einem Anschluß 61, an welchem ein zu einem Eckventil 11 führendes Röhrchen 8 (vergl. Fig. 2) befestigt werden kann. Der Warmwasser-Einlaufkanal 17, der von diesem Anschluß 61 ausgeht, führt zu einer Querbohrung 25 a, die an einer Erweiterung mit einem Ventilsitz 49 ver­ sehen ist. In der Querbohrung 25 a ist ein Kolben 37 ver­ schiebbar angeordnet, der in noch zu beschreibender Weise betätigt wird. Der Kolben 37 ist an seiner in der Zeichnung rechten Seite mit einer Kegelfläche 45 versehen, die mit dem Ventilsitz 49 zusammenwirkt. Eine in der Umfangsfläche des Kolbens 37 eingelegte Dichtung 41 führt den Kolben 37 weich gegen die Querbohrung 25 a. Durch eine Druckausgleichs bohrung 57, welche axial durch den Kolben 37 hindurch und dann seitlich zur Kegelfläche 45 ausgeführt ist, stehen die Räume beidseits des Kolbens 37 miteinander in Verbin­ dung, so daß zwischen diesen ein Druckausgleich stattfinden kann.

Hat das Warmwasser den Ventilsitz 49 passiert, tritt es in einen Wasserraum 53 ein, welcher an einer Seite einer elastischen Membran 27 angrenzt. Die elastische Membran ist an ihrem Umfang zwischen den beiden Gehäusehälften 15 a und 15 b verklemmt und dient gleichzeitig als auf die Druck­ differenz im Warmwasserweg und im Kaltwasserweg ansprechen­ des Glied sowie als Dichtung zwischen den beiden Gehäuse­ hälften 15 a und 15 b.

Ein Warmwasser-Auslaufkanal 19 führt schließlich von dem Wasserraum 53 zu einem Anschluß 63 des Gehäuses 15. An die­ sem Anschluß 63 läßt sich, wie der Fig. 2 zu entnehmen ist, ein Verbindungsröhrchen 7 anschließen, über welches der sanitären Mischarmatur 3 Warmwasser zugeführt wird.

Die in Fig. 1 rechte Gehäusehälfte 15 b beherbergt den Kalt­ wasserweg. Er ist im wesentlichen spiegelbildlich zum oben beschriebenen Warmwasserweg aufgebaut und wird daher nur kurz erläutert.

Der Kaltwasserweg beginnt an einem Anschluß 65 des Gehäu­ ses 15, an dem ein Röhrchen 10 zur Verbindung mit dem Kalt­ wasser-Eckventil 13 der Hausleitung (Fig. 2) angeschlos­ sen werden kann. Der Kaltwasserweg setzt sich über einen Kaltwasser-Einlaufkanal 21 zu einer Querbohrung 25 b in der Gehäusehälfte 15 b fort. Das Kaltwasser strömt sodann an einem Ventilsitz 51, der in der Querbohrung 25 b ausgebildet ist, vorbei in einen Wasserraum 55, der an der rechten Sei­ te der Membran 27 angrenzt. Ein Kaltwasser-Auslaufkanal 23 schließlich verbindet den Wasserraum 55 mit einem An­ schluß 67 des Gehäuses 15. An dem Anschluß 67 wird (vergl. Fig. 2) ein Verbindungsröhrchen 9 befestigt, über welches Kaltwasser der sanitären Mischarmatur 3 zugeführt wird.

In der Querbohrung 25 b ist als Regelelement für das Kalt­ wasser ein verschiebbarer Kolben 39 angeordnet, der in sei­ ner Umfangswand mit einer Dichtung 43 und einer Ausgleichs­ bohrung 59 versehen ist. Eine Kegelfläche 47 des Kolbens 39 wirkt mit dem Ventilsitz 51 zusammen.

Die Membran 27 ist beidseits mit Membrantellern 29, 31 ver­ sehen, welche über Betätigungsstangen 33, 35 starr mit dem jeweils benachbarten Kolben 37 bzw. 39 verbunden sind.

Die Funktion des beschriebenen Druckausgleichers 1 ist wie folgt:

Herrschen im Kaltwasserweg sowie im Warmwasserweg, also in den Räumen 53 und 55, gleiche Drucke, so steht die Mem­ bran 27 symmetrisch in der Mitte der Wasserräume 53 und 55; die Kegelflächen 45 bzw. 47 der Kolben 37 bzw. 39 geben den Wasserströmen, die an den jeweils zugeordneten Ventil­ sitzen 49 bzw. 51 vorbeiströmen, gleiche Durchflußquer­ schnitte frei.

Sinkt nun etwa, beispielsweise durch die Betätigung eines Druckspülers im Hause, der Kaltwasserdruck in dem Kalt­ wasser-Einlaufkanal 21 ab, so verringert sich in entspre­ chender Weise in dem Wasserraum 55, der rechts von der Mem­ bran 27 liegt, der Druck. Die Membran 27 beantwortet dies dadurch, daß sie in Fig. 1 nach rechts ausbiegt und so die Kegelfläche 47 des Kolbens 39 weiter von dem zugeord­ neten Ventilsitz 51 entfernt. Hierdurch kann mehr Kaltwas­ ser in den Wasserraum 55 und von dort in den Kaltwasser- Auslaufkanal 23 ausfließen, wodurch der Druckabfall im Kaltwasser-Einlaufkanal 21 kompensiert wird. Werden der Warmwasserstrom, der über das Röhrchen 7 zu der Mischarma­ tur fließt, und der Kaltwasserstrom, der über das Röhrchen 9 zu der Mischarmatur 3 fließt, in letzterer vermischt, bleibt also die Temperatur des ausfließenden Mischwassers auch bei Druckschwankungen in dem Hausleitungssystem kon­ stant.

In Fig. 3 ist ein Schnitt durch ein weiteres Ausführungs­ beispiel eines Druckausgleichers dargestellt. Entsprechende Teile sind mit denselben Bezugszeichen zuzüglich 100 gekenn­ zeichnet.

Während bei dem anhand der Fig. 1 beschriebenen Ausfüh­ rungsbeispiel ein besonderer Druckausgleich der Kolben 37 und 39 notwendig war, damit bereits bei kleinsten Drucken in den Wasserzulaufkanälen die Kegelflächen 45 und 47 von den zugeordneten Ventilsitzen 49 und 51 abheben konnten, ist bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ein derartiger Druckausgleich entbehrlich. Dies hat den Vorteil, daß die Regelelemente völlig reibungsfrei geführt und gehaltert werden können, was die Regelfunktion des Druckausgleichers weiter erleichtert und verbessert. Möglich wird dies da­ durch, daß die Regelelemente beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 "von innen" her, also entgegen der Richtung, in der sie ihre Schließbewegung ausführen, vom Druck in den Wasserzulaufkanälen beaufschlagt werden. Auf ihrer "Rückseite" werden sie von dem Druck in den Auslaufkanälen beeinflußt, der regelmäßig kleiner als der Druck in den Zulaufkanälen ist.

Der Druckausgleicher 101 nach Fig. 3 besitzt ebenfalls ein eigenes, selbständiges Gehäuse 115, welches aus zwei symmetrischen Gehäusehälften 115 a und 115 b zusammengesetzt ist.

Der durch die Gehäusehälfte 115 a verlaufende Warmwasserweg beginnt unterhalb der Zeichenebene an einem nicht erkenn­ baren Wasseranschluß, von dem aus ein Warmwasser-Einlauf­ kanal 117 senkrecht zur Zeichenebene nach oben verläuft. Der Warmwasser-Einlaufkanal 117 führt zu einer Querbohrung 125 a, welche in den Warmwasser-Auslaufkanal 119 mündet. Die Mündungsstelle der Querbohrung 125 a in den Warmwasser- Auslaufkanal 119 ist als Ventilsitz 149 gestaltet, der mit einem Ventilkegel 137 zusammenwirkt. Der Ventilkegel 137 ist "frei", d.h., ohne Abstützung oder gleitende Be­ rührung an irgendeinem Gehäuseteil, von der Membran 127 getragen, welche, wie beim oben beschriebenen Ausführungs­ beispiel, zwischen den beiden Gehäusehälfte 115 a, 115 b, verklemmt ist. Hierzu dient ein Gestänge, welches zwei parallele Stangen 160, 162 und ein diese verbindendes Verbindungsglied 164 umfaßt. An letzterem ist der Ventil­ kegel 137 befestigt. Die beiden Stangen 160 und 162 er­ strecken sich durch Bohrungen 166 und 167. Diese verbinden den Auslaufkanal 119 mit dem Wasserraum 153, der an der in Fig. 3 linken Seite der Membran 127 angrenzt. Der Durchmes­ ser der Stangen 160, 162 ist dabei kleiner als der Durchmes­ ser der Bohrungen 166 und 167, so daß also hier keine Gleitberührung stattfindet und der Druck, der in dem Auslaß­ kanal 119 herrscht, über die Ringräume um die Stangen 160, 162 herum zuverlässig in den Wasserraum 153 übertragen wird.

Der Kaltwasserweg, der bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 3 in der rechten Hälfte dargestellt ist, umfaßt einen von einem nicht gezeichneten Anschluß ausgehenden Kaltwasser-Einlaufkanal 121 und eine Bohrung 125 b, die in den Kaltwasser-Auslaufkanal 123 unter Bildung eines Ventil­ sitzes 151 einmündet. Der Ventilsitz 151 arbeitet mit einem Ventilkegel 139 zusammen, der über ein Gestänge frei an der Membran 127 gehalten wird. Auch dieses Gestänge umfaßt zwei parallele Stangen 161, 163 sowie ein die beiden Stangen 161 und 163 verbindendes, den Ventilkegel 139 halterndes Verbin­ dungsglied. Die inneren Enden der Stangen 161 und 163 sind an der Membran 127 befestigt.

Wie sich aus obiger Beschreibung und der Fig. 3 ohne weiteres entnehmen läßt, läuft die Regelfunktion bei diesem Ausführungsbeispiel vollständig reibungsfrei ab. Das Ausbie­ gen der Membran 127, welches von Druckunterschieden in den Wasserräumen 153 und 155 verursacht wird, führt über die berührungsfrei geführten Gestänge 160 bis 163 zu einer entsprechenden Verlagerung der Ventilkegel 137 und 139 in der Richtung, in welcher der Druck in demjenigen Auslauf­ kanal reduziert wird, der dem Wasserraum höheren Druckes zugeordnet ist. Wenn sich einer der Ventilkegel 137 oder 139 in der vollständigen Schließstellung befindet, wird er offensichtlich von dem Druck in dem zugeordneten Wasserein­ laufkanal 117 bzw. 121 in derjenigen Richtung beaufschlagt, in welcher der Öffnungshub stattfindet. Auch ohne Druckaus­ gleich am Ventilkegel 137 können somit bereits kleinste Drucke in den Wassereinlaufkanälen 117 und 121 dazu führen, daß der zugeordnete Ventilkegel 137, 139 vom entsprechenden Ventilsitz 149, 151 abhebt und der Regelvorgang unter dem Einfluß der Membran 127 stattfindet.

Claims (13)

1. Druckausgleicher für eine sanitäre Mischarmatur mit

• a) einem Warmwasserweg;
• b) einem Kaltwasserweg;
• c) einem auf die Druckdifferenz im Kalt- und Warmwasserweg ansprechenden Glied;
• d) von dem auf die Druckdifferenz ansprechenden Glied be­ aufschlagten, im Kaltwasserweg und Warmwasserweg liegen­ den Regelementen,

dadurch gekennzeichnet, daß er als selbständiges Gerät mit einem eigenen Gehäuse (15, 115) ausgestaltet ist, in welchem der Warmwasserweg (17, 25 a, 53, 19; 117, 125 a, 119) und der Kaltwasserweg (21, 25 b, 55, 23; 121, 125 b, 123) ausgebildet und das auf die Druck­ differenz ansprechende Glied (27; 127) sowie die Regelele­ mente (37, 39; 137, 139) enthalten sind, wobei das Gehäuse (15; 115) an den Enden des Warmwasserwegs (17, 25 a, 53, 19; 117, 125 a, 119) und des Kaltwasserwegs (21, 25 b, 55, 23; 121, 125 b, 123) mit Anschlüssen (61, 63, 65, 67) für Verbin­ dungsröhrchen (7, 8, 9, 10) versehen ist.

2. Druckausgleicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Gehäuse (15; 115) aus zwei symmetrischen Gehäusehälften (15 a, 15 b; 115 a, 115 b) zusammengesetzt ist.

3. Druckausgleicher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß das auf die Druckdifferenz ansprechende Glied eine Membran (27; 127) ist, die an ihrem Umfangsbereich zwischen den Gehäusehälften (15 a, 15 b; 115 a, 115 b) einge­ klemmt ist.

4. Druckausgleicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelelemente (37, 39) in einer Querbohrung (25 a, 25 b) verlaufen, die sich etwa senkrecht zur Wasserdurchflußrichtung im Warmwasserweg (17, 25 a, 53, 19) und Kaltwasserweg (21, 25 b, 55, 23) erstreckt.

5. Druckausgleicher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelelemente als Kolben (37, 39) ausgebildet sind, die jeweils mit einem Ventilsitz (49, 51) in der Quer­ bohrung (25 a, 25 b) zusammenwirken.

6. Druckausgleicher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Kolben (37, 39) ein axialer Druckausgleichs­ weg (57, 59) vorgesehen ist.

7. Druckausgleicher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelelemente (137, 139) in ihrer Schließstellung vom Druck des zufließenden Wassers in Öffnungsrichtung beaufschlagt sind.

8. Druckausgleicher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelelemente Ventilkegel (137, 139) sind, die mit Ventilsitzen (149, 151) an Bohrungen (125 a, 125 b) zusammenwirken, über welche das Kalt- bzw. das Warmwasser zufließt.

9. Druckausgleicher nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilkegel (137, 139) über ein Gestänge (160 bis 163) mit der Membran (127) verbunden sind, wobei die Ventilkegel (137, 139) und das Gestänge (160 bis 163) von der Membran (127) frei getragen sind und jeweils in keiner Gleitberührung mit irgendwelchen Teilen stehen.

10. Druckausgleicher nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Gestänge (160 bis 163) mindestens eine Stange (160, 161, 162, 163) umfaßt, welche sich mit radialem Abstand durch eine Bohrung (166, 167, 16 B, 169) erstreckt, die den zugeordneten Auslaufkanal (119, 123) mit dem ent­ sprechenden an die Membran (127) angrenzenden Wasserraum (153, 155) verbindet.

11. Druckausgleicher nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zulaufkanäle (117, 121) für Kalt- bzw. Warmwasser jeweils in denjenigen Berei­ chen durch das Gehäuse (115 a, 115 b) geführt sind, die zwischen den zugeordneten Auslaufkanälen (119, 123) und den entsprechenden, an die Membran (127) angrenzenden Wasserräumen (153, 155) liegen.

12. Druckausgleicher nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich­ net, daß jedes Gestänge zwei parallele Stangen (160, 161, 162, 163) aufweist, die beidseits des entsprechenden Zulaufkanals (117, 121) durch das Gehäuse (115 a, 115 b) geführt sind, wobei die beiden Stangen (160, 161, 162, 163) durch ein Verbindungsglied (164, 165) miteinander verbunden sind, an dem jeweils der zugeordnete Ventilkegel (137, 139) befestigt ist.