DE3891391C2 - Mischventil für Flüssigkeiten - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Mischventil für Flüssig­ keiten gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Einhebel-Mischventile bzw. -Wasserhähne sind auf dem heutigen Installations­ markt weitverbreitet. Um die Kosten dieser Wasserhähne an­ gemessen zu halten, hat man oft Kompromisse geschlossen Häufig sind die Wasserhähne nicht mit Druckausgleichs­ ventilen ausgestattet. Das Fehlen eines Druckausgleichs­ ventil hat eine plötzliche Änderung der Wassertemperatur zur Folge, wenn der Druck entweder in der Warmwasserzu­ fuhrleitung oder in der Kaltwasserzufuhrleitung abfällt. Ein Druckabfall kann auftreten, wenn ein anderer Wasser­ hahn, eine Spül- oder Waschmaschine aufgedreht oder eine Toilettenspülung betätigt wird. Wenn der Druck in der Kalt- oder Warmwasserzufuhrleitung sich ändert, kann dies beim Duschen sehr unangenehm werden.

Viele Ventile sind außerdem ohne eine thermostatische Regulierung konzipiert. Eine thermostatische Regulierung ist erforderlich, um ein ständiges Nachregeln des Ventils auszuschließen, wenn die Temperatur des Warmwasserzufuhr­ leitung konstant abnimmt oder anderweitige Schwankungen aufweist. Wenn z. B. der Wasserdruck für das warme und das kalte Wasser konstant ist, das warme Wasser im Warmwasser­ vorratsbehälter jedoch zu Ende geht und das zugeführte Warmwasser abkühlt, muß man das Ventil ständig zum warmen Wasser hin nachregeln, um die von Anfang an gewünschte Temperatur beizubehalten.

Es sind auch Mischventile mit thermostatischen und Druck­ ausgleichsregelungen konzipiert worden. Viele dieser Misch­ ventile haben keine in der Baugruppe angeordnete Mengen­ regulierung und benötigen separate Mengenregulierungs­ elemente entweder strömungsaufwärts oder -abwärts des Mischventils. Die herkömmlichen thermostatischen Misch­ ventile, die mit Druckausgleichs- und Mengenregulierung ausgestattet sind, sind umständlich und kompliziert.

Aus der DE 33 00 600 A1 ist beispielsweise ein Mischventil für Kalt- und Warmwasser mit einer automatischen Temperaturregu­ liereinrichtung bekannt. Ein Temperatureinstellteil wirkt auf die Temperaturreguliereinrichtung ein, die ein vom Mischwasser umströmtes temperaturempfindliches Element und zwei mit diesem Element in Wirkverbindung stehende Ventilorgane in Form eines Ventilsitzes und einer Ventilbuchse aufweist. In Abhängigkeit von den Wärmedehnungen des temperaturempfindlichen Elements und bei gegebenem Temperatureinstellwert werden die Zuläufe des kalten und warmen Wassers durch die Ventilorgane regulie­ rend gegeneinander abgestimmt. Zwischen dem temperaturempfind­ lichen Element und dem Temperatureinstellteil ist darüber hin­ aus ein Verzögerungselement eingebaut, mittels dessen bei Änderung des Mischtemperatursollwerts eine Über- bzw. Unter­ steuerung der Mischwassertemperatur vermieden werden kann.

Desweiteren zeigt die US 26 57 860 ein thermostatisches Mischventil, bei dem der Zufluß des kalten und warmen Wassers zur Mischkammer durch Verschiebung eines Kolbens, der zwischen den an gegenüberliegenden Enden einer Kammer vorgesehenen Ein­ lässen für das kalte und das warme Wasser angeordnet und mittels eines vom Mischwasser umströmten thermostatischen Elements axial verschiebbar ist, wechselseitig gedrosselt werden kann.

Ferner offenbart die US 43 49 149 ein Mischventil, in dessen Mischkammer ein thermostatisches Element angeordnet ist, das in Abhängigkeit von Temperaturänderungen des Misch­ wassers bezüglich eines vorbestimmten Temperatursollwerts ein glockenförmiges Ventilelement, welches innen von dem warmen Wasser in Richtung der Mischkammer durchströmt wird, axial verschiebt, um den Ringquerschnitt der Mischkammer-Einlaß­ öffnung für das kalte Wasser zwischen der Außenumfangsfläche des Ventilelements und einem Ventilsitz einzustellen.

Aus der den Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bildenden US 41 16 377 ist schließlich ein Mischventil für Flüssigkeiten, wie z. B. warmes und kaltes Wasser, bekannt, welches ein Ventilgehäuse aufweist, das einen Hohlraum hat, der eine Mischkammer bildet. Die Mischkammer hat einen Auslaß für die gemischte Flüssigkeit, eine erste Einlaßöffnung für nicht er­ wärmte Flüssigkeit sowie eine zweite Einlaßöffnung für er­ wärmte Flüssigkeit. Weiterhin ist ein auf die Temperatur der gemischten Flüssigkeit reagierendes und die Einlaßöffnungen zur Mischkammer über zwei getrennte Kolben regelndes Bimetall- Element vorgesehen.

Bei geschlossenem Mischventil sind in den Kolben vorgesehene enge Längsbohrungen, die mit Warm- und Kaltwasser-Zuleitungs­ stutzen des Ventilgehäuses in Flüssigkeitskommunikation stehen, durch Gummieinsätze eines Querhaupts geschlossen, das mit einem Ende des Bimetall-Elements fest verbunden ist. Das Querhaupt wird durch einen am unteren Ende einer Ventilspindel für die Mengenregulierung angebrachten Kugelbolzen in seiner horizontalen Lage gehalten. Durch diesen Abschluß der Längs­ bohrungen in den Kolben baut sich der in den Zuleitungsstutzen anstehende Leitungsdruck über die Längsbohrungen und davon ab­ gehende Querbohrungen in Ringräumen auf, die die Kolben um­ geben. Infolge der an den Kolben vorhandenen hydraulischen Wirkflächendifferenz sind die Einlaßöffnungen zur Mischkammer über ringkolbenähnliche Packungen, die an den Kolben befestigt sind, geschlossen.

Werden die Ventilspindel und damit der Kugelbolzen nach oben bewegt, wird das Querhaupt frei, und der in den Ringräumen an­ stehende Leitungsdruck baut sich rasch über die Quer- und Längsbohrungen in den Kolben ab, so daß der Druck in den Zu­ leitungsstutzen die Kolben nach oben verschieben kann. Folg­ lich werden die Einlaßöffnungen zur Mischkammer freigegeben, und kaltes sowie warmes Wasser tritt in die Mischkammer ein und gemischt aus einem sich an die Mischkammer anschließenden Auslaufrohr aus. Dabei umspült das Mischwasser das im Auslauf­ rohr angeordnete Bimetall-Element, das sich um seine Achse unter Drehverlagerung des an seinem Ende befestigten Quer­ haupts verdrehen kann. Je nach Temperatur des Mischwassers und der Voreinstellung des Bimetall-Elements verlagert das Quer­ haupt den einen oder den anderen Kolben nach unten, wobei die jeweilige Einlaßöffnung gedrosselt wird.

Soll das geöffnete Mischventil geschlossen werden, so wird die Ventilspindel und damit der Kugelbolzen nach unten bewegt, bis die Gummieinsätze des Querhaupts die Längsbohrungen wieder schließen. Der sich dann in den Ringräumen wieder aufbauende Leitungsdruck fährt die Kolben infolge der hydraulischen Wirkflächendifferenz bis zum Schließen der Einlaßöffnungen nach unten, wodurch die über die Ventilspindel eingeleitete Schließbewegung quasi mit Servounterstützung durchgeführt wird.

Ein Nachteil dieses Stands der Technik ist darin zu sehen, daß insbesondere bei kleinen Öffnungsquerschnitten des Misch­ ventils ein zuverlässiger Ausgleich von Temperaturschwankungen in den Zuleitungsstutzen infolge unzureichend definierter Kräfteverhältnisse am Querhaupt kaum gewährleistet werden kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein einfach aufgebautes Mischventil für Flüssigkeiten zu schaffen, das über eine eingebaute Regeleinrichtung verfügt, die Temperatur­ schwankungen in den Warm- und Kaltwasserzufuhrleitungen zuver­ lässig ausgleicht.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Patentansprüche 2 bis 14.

Erfindungsgemäß ist ein Hebel um eine Drehachse schwenkbar an­ geordnet, der einen ersten Abschnitt, welcher ein Ventil für den ersten Einlaß der Mischkammer bildet, und einen zweiten Abschnitt, welcher ein Ventil für den zweiten Einlaß der Mischkammer bildet, aufweist. Ein auf die Temperatur der ge­ mischten Flüssigkeit reagierendes Element, das in Reaktion auf eine Veränderung seiner Umgebungstemperatur seine Länge ver­ ändert, ist innerhalb der Mischkammer angebracht und antriebs­ wirksam an den Hebel angeschlossen, um diesen in eine Position zu schwenken, welche das Verhältnis der Strömungsmengen aus dem ersten und dem zweiten Einlaß bestimmt. Dabei ist das thermisch reagierende Element zwischen dem Hebel, mit Abstand zur Drehachse, und einer ersten dem Hebel gegenüberliegenden Aufnahme in der Mischkammer angeordnet, während zwischen dem Hebel, mit Abstand zur Drehachse, und einer zweiten Aufnahme in der Mischkammer eine den Hebel bei Verkürzung des thermisch reagierenden Elements schwenkende Feder angeordnet ist.

Dadurch, daß das am Hebel angreifende thermisch reagierende Element durch die ebenfalls am Hebel angreifende Feder kräfte­ mäßig ausbalanciert wird, herrschen am Hebel eindeutige Kräfteverhältnisse, die definierte Öffnungsquerschnitte an den Einlässen gewährleisten und somit einen zuverlässigen Aus­ gleich von Temperaturschwankungen in den Zufuhrleitungen bei einfachem Aufbau der Regeleinrichtung sicherstellen.

Gemäß den Patentansprüchen 10 und 11 wird zum einen ein einfaches und wirt­ schaftliches Mischventil bereitgestellt, das den Gesamtmengen­ durchfluß unabhängig von der Wassertemperatur im Misch­ ventil regulieren kann. Zum zweiten ist das Mischventil mit einem Druckausgleich- und Proportionierungsmechanismus ausgestattet, der übermäßige Schwankungen der Wassertemperatur aufgrund von Druckabfällen in der Kalt- oder Warmwasserzufuhrleitung verhindert. Drittens hat das Ventil einen thermostatischen Steuermechanismus, der den Flüssigkeitsstrom aus dem ersten bzw. zweiten Einlaß in die Mischkammer auf der Grundlage der Temperatur der Mischflüssigkeit in der Mischkammer reguliert.

Desweiteren sorgt gemäß dem Patentanspruch 5 ein Ablenkelement für das richtige Vermischen der Flüssigkeiten aus dem ersten bzw. zweiten Einlaß, bevor die Flüssigkeit mit dem thermisch rea­ gierenden Element in der Mischkammer in Berührung kommt. Dieses Ablenkelement reduziert die unnötigen Schwankungen, die auftreten können, wenn die Flüssigkeit nicht genug ge­ mischt ist, bevor sie gegen das thermisch reagierende Element strömt.

Zusätzlich ist gemäß dem Patentanspruch 12 der Mengenventilabschnitt strömungsaufwärts vom Proportionierungsventil angeordnet, so daß das Proportionierungsventil inaktiv wird, wenn der Mengenventilabschnitt das Wasser absperrt. Dies ver­ hindert, daß das Proportionierungsventil nicht unnötig in Reaktion auf die Drücke in der Warm- und Kaltwasser­ zufuhrleitung hin und her schlägt, wenn der Mengen­ ventilabschnitt geschlossen ist und somit das Arbeiten des Proportionierungsventils unnötig ist.

Alle Baugruppen sind gemäß den Patentansprüchen 1, 10 und 11 in ein einziges Gehäuse eingebaut, das leicht an zwei Zufuhr- und eine Auslaßleitung angeschlossen werden kann. Die völlige Regulierung des austretenden Wassers wird somit durch eine einzige Ventilbaugruppe erreicht, die wirtschaftlich und dauerhaft ist. Der Mengenventilabschnitt ist ein Druckventil, das keine Kompressionsdichtungen oder Kolbenfedern verwendet, wodurch die Wartung und das Austauschen der notwendigen Dichtungen einfach ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben, in welcher:

Fig. 1 eine geschnittene Ansicht des Mischventils gemäß der Erfindung ist;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des in Fig. 1 abgebil­ deten Mischventils ist, bei dem die bedienbaren Griffe und die Anschluß-Abdeckung entfernt sind;

Fig. 3 eine von oben gesehene Explosionsperspektive der Mischkammerteile ist;

Fig. 4 eine von unten gesehene Explosionsperspektive der Einstellsteuerelemente ist;

Fig. 5 eine fragmentarische von oben gesehene Perspektive des oberen Abschnittes des Ventilgehäuses ist;

Fig. 6 eine Explosionsansicht des unteren Gehäuseabschnit­ tes ist, der das Proportionierungsventil und den Mengenventilabschnitt verbindet;

Fig. 7 eine von unten gesehene Perspektive und teilweise gebrochene Ansicht des Mengenventilabschnitts, des unteren Ventilkörperabschnitts und des Ventilgehäuses ist, die den Durchgang von der Mischkammer zur ringförmigen Auslaßkammer im unteren Ventilkörperabschnitt zeigt; und

Fig. 8 eine Schnittansicht entlang der Linie 8-8 in Fig. 1 ist.

Wie aus den Fig. 1 und 2 zu ersehen ist, hat ein thermisch reagierendes Mischventil 10 einen Ventilkörper 11 mit einem äußeren unteren Ventilkörperabschnitt 12 und einem oberen Ventilkörperabschnitt 30. Der untere Ventilkörperabschnitt 12 verfügt über zwei Zufuhrleitungen 14 und 16 und eine Aus­ laßleitung 18. Die Zufuhrleitungen 14, 16 und die Auslaßleitung 18 können an einen Normadapter 19 angeschlossen werden, der einen Kalteinlaß 21, einen Warmeinlaß 23 und zwei Auslässe 25 aufweist. Jede der beiden Zufuhrleitungen 14 und 16 ist an ihrem strömungsabwärtigen Ende mit entsprechend bemessenen Bohrungen 22 und 24 versehen, um Feder- Dichtungsbaugruppen 26 aufzunehmen. Der äußere untere Ventilkörperabschnitt 12 nimmt teleskopisch den oberen Ventilkörperabschnitt 30 auf, der durch Schlitze 35 und einen Vorsprung 33 (Fig. 2) in seiner Position gehalten wird. Ein Dichtungsring 32 in einer Nut 37 verhindert Leckage zwischen den beiden Abschnitten 12, 30. Ein Überwurfmutter 34 greift in ein Außengewinde 36 am unteren Ventilkörperabschnitt 12 ein, um den oberen Ventilkörperabschnitt 30 festzusetzen. Die Überwurfmutter 34 hält auch eine Abdeckung 39 über dem Ventilkörperabschnitt 12 in ihrer Position.

Wie in Fig. 1 dargestellt ist, ist ein Ventilgehäuse 40 drehbar innerhalb des Ventilkörpers 11 angebracht. Aus den Fig. 3 und 6 geht deutlich hervor, daß das Ventilgehäuse 40 einen unteren Abschnitt 42 umfaßt, welcher Umfangsschultern 43 und Vorsprünge 45 aufweist, die sich vom unteren Abschnitt 42 nach oben erstrecken. Das Ventilgehäuse 40 umfaßt außerdem, wie deut­ lich in Fig. 5 dargestellt ist, einen oberen Abschnitt 44, welcher Schlitze 47 aufweist, in die die unteren Vorsprünge 45 eingreifen. Der untere Abschnitt 42 umfaßt an seinem unteren Ende 46 einen Mengenventilabschnitt bzw. eine Mengenventilplatte 48, die starr damit verbunden ist. Die Mengenventilplatte 48 weist zwei Einlässe 50 und 52 auf, die so gedreht werden können, daß beide Einlässe 50 und 52 entweder ganz, teilweise oder gar nicht mit den Bohrungen 22 und 24 der Zufuhrleitungen 14 bzw. 16 fluchten. Die Mengenventilplatte 48 liegt an den Dichtungsbaugruppen 26 an. Geeignete Dichtungsringe 56 befinden sich zwischen jedem Einlaß 50 und 52 und dem unteren Abschnitt 42 des Ventilgehäuses 40, um Leckage an den Einlässen 50, 52 vorbei zu verhindern.

Wie aus den Fig. 1 und 6 hervorgeht, weist der untere Abschnitt 42 des Ventilgehäuses 40 Durchgänge 58 und 60 auf, die zu einem ersten bzw. zweiten Abschnitt 62, 64 eines Spulen-Proportionierungsventils 66 führen. Das Spulen-Proportionierungsventil 66 besitzt eine äußere Spule 68 mit fünf Dichtungsringen 69 ihrem Außenumfang, um den Einlaßdurchgang 58, den Einlaßdurchgang 60, einen Anschlußdurchgang 70 des Einlaßdurchgangs 58 und einen Anschlußdurchgang 72 des Einlaßdurchgans 60 voneinander zu trennen. Die äußere Spule 68 weist außerdem axial mit Abstand zueinander angeordnete Öffnungen 74, 76, 78 und 80 auf, die mit den entsprechenden Durchgängen 58, 60, 70 und 72 fluchten. Ein Kolben 82 ist verschiebbar in der äußeren Spule 68 an­ geordnet. Der Kolben 82 weist zwei Ringnuten 84 und 86 auf. Die Ringnuten 84 und 86 ermöglichen ein selektives Kommunizieren des Durchgangs 58 mit dem Durchgang 70 und des Durchgangs 60 mit dem Durchgang 72 in Abhängigkeit von der axialen Position des Kolbens 82. Der Kolben 82 weist außerdem Öffnungen 88 auf, durch die die Nuten 84 und 86 mit einem inneren Abschnitt 89 kommunizieren, um es der Flüssigkeit aus jedem der beiden Durchgänge 58 und 60 zu ermöglichen, Druck auf den gesamten Querschnitt eines jeden Endes des Kolbens 82 auszuüben.

Wie in den Fig. 1, 3 und 6 dargestellt ist, haben die Durchgänge 70 und 72 Einlaßenden bzw. Einlässe 90 und 92 an der flachen oberen Fläche 94 des unteren Gehäuseabschnitts 42. Um die Herstellung zu vereinfachen, besteht der untere Abschnitt 42 aus zwei Hälften 96 und 98, die beide einen Hohlraum 100 aufweisen, der zur Aufnahme des Proportionierungsventils 66 bemessen ist. Jede Hälfte verfügt außerdem über einen Flansch 102, durch den Schraubbolzen 104 geführt wer­ den, um die beiden Hälften unter Zuhilfenahme von Muttern 105 aneinander zu befestigen.

Desweiteren ist jede Hälfte 96 und 98 mit zwei oberen Lagerböcken 106 versehen, die beide eine Aussparung 108 haben, welche beim Zusammenfügen der beiden Hälften 96, 98 Öffnungen 110 bilden, die Drehbolzen 112 eines Hebels bzw. Ventilhebels 114 drehbar aufnehmen.

Der obere Abschnitt 44 des Gehäuses 40 bildet eine Mischkammer 115, in der sich eine thermostatische Ventilbaugruppe 101 befindet. Wie in den Fig. 1, 3 und 8 dargestellt ist, hat der Ventilhebel 114 zwei untere Abschnitte bzw. Ventilflächen 116 und 118, die so zueinander geneigt sind, daß jede Ventilflächen 116 und 118 das Einlaßende 90 bzw. 92 schließen kann, wenn der Hebel 114 um die Drehbolzen 112 schwenkt. Die obere Fläche des Hebels 114 bildet einen Sitz 120. Der Sitz 120 nimmt das untere Ende einer Schraubenfeder 124 auf, deren oberes Ende gegen einen Sitz 126 am unteren Ende eines Stabes 127 drückt, welcher einteilig mit dem oberen Abschnitt 14 des Ventilgehäuses 40 ausgebildet ist. Die Feder 124 wird zwischen dem Hebel 114 und dem Sitz bzw. der Aufnahme 126 so zusammengedrückt, daß sie den Hebel 114 vorspannt, um das Einlaßende 90 mit der Ventilfläche 116 abzuschließen.

Die thermostatische Ventilbaugruppe 101 umfaßt ein ther­ misch reagierendes Element 130, das in den Fig. 1 und 3 abgebildet ist und das in der Mischkammer 115 auf der der Feder 124 bezüglich der Drehachse 132 des Hebels 114 gegenüberliegenden Seite bedienbar gegen den Sitz 120 des Hebels 114 drückt. Das thermisch reagierende Element 130 enthält eine Wachspatrone 131 von herkömmlicher Bauart. Die Wachspatrone 131 ist mit einem vorstehenden Bolzen 136 versehen, der in einem Gleitzylinder 134 aufgenommen ist. Der obere Teil der Wachspatrone 131 stößt an eine Längenausgleichsfederbaugruppe 140.

Die Längenausgleichsfederbaugruppe 140 umfaßt zwei koaxial angeordnete Schraubenfedern 142 und 144, die in einem Gehäuse 149 zwischen Sitzen 146 und 148 angeordnet sind. Die Federrate der beiden Schraubenfedern 142 und 144 liegt erheblich über der der Schraubenfeder 124. Der obere Sitz 148 ist mit einem Stehbolzen 150 versehen, der sich von dort aus nach oben erstreckt und durch eine Öffnung 151 in dem Gehäuse 149 und eine Öffnung 152 im oberen Gehäuseabschnitt 44 verläuft.

Wie den Fig. 1, 3 und 8 entnommen werden kann, ist in der Mischkammer 115 ein Ablenkelement 162 über dem Hebel 114 angeordnet. Das Ablenkelement 162 besitzt eine erste Öffnung 166, die den Gleitzylinder 134 verschiebbar aufnimmt. Das Ablenkelement 162 verfügt außerdem über eine Durchgangsöffnung 168, welche oberhalb des Kaltwasser- Einlaßendes 90 ausgerichtet ist. Die Breite des Ablenk­ elements 162 ist größer bemessen als die des Hebels 114, damit Flüssigkeit am Hebel 114 vorbei von den Einlaßenden 90 und 92 zur Durchgangsöffnung 168 fließen kann. Ein röhren­ förmiger Fortsatz 170, welcher sich nach oben zum oberen Ende der Wachspatrone 131 erstreckt, umgibt die Durchgangs­ öffnung 168. Eine Mehrzahl der Windungen 125 der Schrauben­ feder 124 sind innerhalb des röhrenförmigen Fortsatzes 170 angeordnet. Das obere Ende des Fortsatzes 170 weist einen Schlitz 172 auf, der der Wachspatrone 131 gegenüberliegt, damit Wasser vom Schlitz 172 zur Wachspatrone 131 fließen kann.

Der obere Abschnitt 44 des Gehäuses 40 ist an seinem unteren Ende kreisförmig, während das Ablenkelement 162 und der untere Abschnitt 42 des Gehäuses 40 abgeflachte Seiten 171 und 173 aufweisen, so daß, wie in den Fig. 7 und 8 dargestellt, Auslässe 174 gebildet werden, die es der Flüssigkeit ermöglichen, aus der Mischkammer 115 zu einer ringförmigen Auslaßkammer 175 zu fließen, die den unteren Gehäuseabschnitt 42 im unteren Ventilkörperabschnitt 12 umgibt und zu der Auslaßleitung 18 führt.

Die Mengenregulierungseinheit ist in den Fig. 1, 4 und 5 dargestellt. Ein oberer zylindrischer Flansch 178 des oberen Gehäuseabschnitts 44 wird durch einen Schlitz 190 an einem Vorsprung 192 eines ringförmigen Griffschaftes 180 be­ festigt, der mit Nuten oder Federn an einem Griff 181 be­ festigt werden kann. Durch Drehen des Griffes 181 dreht sich das Ventilgehäuse 40, welches seinerseits die Mengenventilplatte 48 in Drehung versetzt, um die Menge des Wassers, das aus den Zufuhrleitungen 14 und 16 durch das Ventilgehäuse 40 und aus der Auslaßleitung 18 fließt, zu regulieren. Eine Nase 194, die sich vom ringförmigen Flansch 178 des oberen Gehäuseabschnitts 44 erstreckt, ist zwischen zwei vertikalen Paßfedern 196 im Ventilkörperabschnitt 30 angeordnet, um die Drehung des Ventilgehäuses 40 zu begrenzen.

Die Temperaturregulierungseinheit 179 ist ebenfalls in den Fig. 1, 4 und 5 dargestellt. Das äußere Ende 154 des Stehbolzens 150 erstreckt sich in eine bogenförmige Nut 156 in einem drehbaren Nockenelement 158. Die Nut 156 weist eine geneigte Fläche 160 auf, so daß sie, wenn sich das Nockenelement 158 dreht, den Stehbolzen 150 und somit das thermisch reagierende Element 130 nach unten gegen das Einlaßende 92 verschiebt oder dem thermisch reagierenden Element 130 erlaubt, sich nach oben weg vom Einlaßende 92 zu bewegen, während die Schraubenfeder 124 den Hebel 114 schwenkt, um den formschlüssigen Kontakt zwischen dem Hebel 114 und dem thermisch reagierenden Element 130 beizubehalten.

Das Nockenelement 158 ist zwecks Drehbetätigung an einem Steuerschaft 182 befestigt. Der Steuerschaft 182 umfaßt einen hexagonalen Absatz 186, der in eine komplementäre Aussparung 188 im Nockenelement 158 paßt. Der Steuerschaft 182 erstreckt sich nach oben durch eine Öffnung 184 im Griffschaft 180 und kann mit Federn an einem zentralen Steuergriff 183 befestigt werden. Wenn der Steuergriff 183 ge­ dreht wird, reguliert er die Position der Wachspatrone 131, die ihrerseits in der unten beschriebenen Weise die Temperatur der Flüssigkeit in der Mischkammer 115 reguliert. Zwei Schultern 198 an den beiden Enden der bogenförmigen Nut 156 begrenzen die Drehung des Steuerschaftes 182.

Ein optionaler Thermoindikator X (Fig. 1) kann sich durch Öffnungen 200 bzw. 202 im Nockenelement 158 bzw. Steuerschaft 182 erstrecken. Weiterhin verhindern entsprechende Dichtungen 204, 206 und 208 Leckagen am Ventilgehäuse 40.

Im folgenden wird die Arbeitsweise des Mischventils beschrieben.

Das Ventilgehäuse 40 kann sich derart in einer Aus-Position befinden, daß die Einlässe 50 und 52 der Mengenventilplatte 48 nicht mit den Zufuhrleitungen 14 und 16 und ihren entsprechenden Bohrungen 22 und 24 fluchten, so daß die Feder-Dichtungsbaugruppen 26 gegen die Mengenventilplatte 48 stoßen. In dieser Position fließt kein Wasser an den Dichtungsbaugruppen 26 vorbei. Der Griffschaft 180 kann gedreht werden, um das Ventilgehäuse 40 und die Mengenventilplatte 48 in Drehung zu versetzen und eine Flüssigkeitskommunikation zwischen dem Einlaß 50 und der Kaltwasserzufuhrleitung 14 sowie zwischen dem Einlaß 52 und der Warmwasserzufuhrleitung 16 zu ermöglichen. Die Einlässe 50 und 52 können entweder selektiv teilweise oder ganz fluchten, je nachdem, wie der Mengendurchfluß zur Auslaßleitung 18 gewünscht wird. Die Einlässe 50 und 52 sind gleich groß und sind so angeordnet, daß sie gleichzeitig dieselbe teilweise fluchtende Position annehmen können.

Sobald das Ventil geöffnet ist, fließt kaltes bzw. warmes Wasser durch die Durchgänge 58 und 60 zu den entsprechenden Öffnungen 74 und 78 in der äußeren Spule 68. Der Wasserdruck in den beiden Zufuhrleitungen 14, 16 wirkt auf den Kolben 82, um den Fluß des warmen und kalten Wassers, das zu den Anschluß­ durchgängen 70 und 72 fließt, auszugleichen, wenn der Druck in den beiden Zufuhrleitungen 14 und 16 ungleich ist.

Das durch die Anschlußdurchgänge 70 und 72 fließende Wasser gelangt in die Mischkammer 115 über dem Hebel 114. Der Flüssigkeitsstrom wird dann nach oben durch die Durchgangs­ öffnung 168 in den röhrenförmigen Fortsatz 170 gerichtet, wo sich das warme und das kalte Wasser mit Hilfe von Turbulenzen, die durch die Federwindungen 125 erzeugt werden, miteinander vermischt. Das vermischte Wasser fließt dann durch den Schlitz 172 zur Wachspatrone 131. Die Wachspatrone 131 reagiert auf die Umgebungstemperatur des gemischten Wassers, um den Bolzen 136 in seine entsprechende Position zu verlagern. Das Wasser in der Mischkammer 115 fließt dann nach unten durch die Auslässe 174 am unteren Ende des oberen Abschnitts 44, durch die ringförmige Aus­ laßkammer 175, und durch die Auslaßleitung 18 in einen Badewannenauslaß, einen Duschkopf o. ä.

Wenn das in die Mischkammer 115 fließende Wasser wärmer als die Wachspatrone 131 ist, erwärmt sich die Wachspatrone 131 und drückt den Bolzen 136 in seine herausgezogene Position. Wenn das in die Mischkammer 115 fließende Wasser dagegen kälter als die Wachspatrone 131 ist, kühlt die Wachspatrone 131 ab und zieht den Bolzen 136 zurück.

Die Temperaturregulierungseinheit 179 wird durch Drehen des Steuerschaftes 182 eingestellt, der das thermisch rea­ gierende Element 130 axial nach oben oder unten verschiebt gegen das oder weg von dem Einlaßende 92. Wenn z. B. wärmeres Wasser gewünscht wird, wird der Steuerschaft 182 so in eine Richtung gedreht, daß der Stehbolzen 150 sich in den tieferen Teil der Nut 156 erstreckt. Die Schraubenfeder 124 spannt den Hebel 114 vor und verschiebt das thermisch reagierende Element 130 nach oben. Die Ventilfläche 116 des Hebels 114 begrenzt das Einlaßende 90 weiter, und die Ventilfläche 118 bewegt sich von dem Einlaßende 92 weg, wobei sie die Kaltwasserseite begrenzt und ermöglicht, daß vermehrt warmes Wasser in die Mischkammer 115 fließt. Der Hebel 114 schwenkt herum, bis zwischen der Wachspatrone 131 und der geneigten Fläche 160 der Nut 156 ein Zwischenraum mehr ist.

Wenn dagegen kälteres Wasser gewünscht wird, wird der Steuerschaft 182 so gedreht, daß das Nockenelement 158 der­ art gedreht wird, daß die geneigte Fläche 160 der Nut 156 die Wachspatrone 131 gegen das Einlaßende 92 drückt und den Hebel 114 derart schwenkt, daß die Ventilfläche 118 sich gegen das Einlaßende 92 bewegt und den Fluß aus dem Einlaßende 92 in die Mischkammer 115 begrenzt. Da die Federbaugruppe 140 eine bedeutend höhere Federrate hat als die Schraubenfeder 124, wird sie nicht zusammengedrückt, sondern nur die Schraubenfeder 124.

Die thermostatische Ventilbaugruppe 101 in der Mischkammer 115 gleicht Temperaturschwankungen des Wassers in der Warmwasser- oder Kaltwasserzufuhrleitung 14, 16 aus. Wenn z. B. anfänglich nur lauwarmes Wasser in der Warmwasserzufuhrleitung 16 fließt, und die Temperatur wärmer eingestellt ist, ermöglicht das Zusammenwirken der nach oben verschobenen Position der Wachspatrone 131 und der halb-zurückgezogenen Position des Bolzens 136 der Schraubenfeder 124, sich auszudehnen, und dem Ventilhebel 114 das Kaltwasser-Einlaßende 90 abzuschließen und dadurch nur dem Wasser aus der Warmwasserzufuhrleitung 16 das Eintreten in die Mischkammer 115 und das Austreten aus der Auslaßleitung 18 zu ermöglichen. Wenn die Temperatur in der Warmwasserzufuhrleitung 16 beginnt, die eingestellte Temperatur zu überschreiten, erwärmt sich die Wachspatrone 131 und drückt den Bolzen 136 nach außen, so daß der Hebel 114 anfängt zu schwenken, wodurch die Ventilfläche 118 beginnt, das Einlaßende 92 zu begrenzen, und die Ventilfläche 116 sich vom Einlaßende 90 abhebt und dieses öffnet, um es dem kalten Wasser zu ermöglichen, in die Mischkammer 115 einzutreten und sich mit dem warmen Wasser zu vermischen.

Wenn dagegen das warme Wasser in der Zufuhrleitung 16 abzukühlen beginnt (wenn z. B. das warme Wasser des Wasser­ vorratsbehälters zu Ende geht), zieht sich die Wachspatrone 131 in Reaktion auf das kältere Mischwasser zusammen und ermöglicht es der Schraubenfeder 124, sich auszudehnen und den Hebel 114 zu schwenken, um das Einlaßende 90 zu begrenzen oder abzuschließen und so den Fluß des kalten Wassers zu reduzieren, und sie öffnet das Einlaßende 92, um zu ermöglichen, daß mehr warmes Wasser in die Mischkammer 115 fließt, um die niedrigere Temperatur des warmen Wassers auszugleichen.

Die Längenausgleichsfederbaugruppe 140 befindet sich normalerweise im Ruhezustand. Wenn jedoch warmes Wasser durch die Mischkammer 115 geflossen ist, hat die Wachs­ patrone 131 ihren Bolzen 136 herausgedrückt, so daß die Wachs­ patrone 131 ihre vollständige Ausdehnung zwischen der ge­ neigten Fläche 160 der Nut 156 im Nockenelement 158 und dem Hebel 114 erreicht hat; und wenn dann der Steuerschaft 182 schnell in die Kalt-Position gedreht wird, kann die Federbau­ gruppe 140 zusammengedrückt werden. Das Nockenelement 158 verschiebt den Stehbolzen 150 gegen den Hebel 114, und der Hebel 114 schwenkt, bis die Ventilfläche 118 das Einlaßende 92 vollständig abschließt. Die Wachspatrone 131 jedoch dehnt sich infolge ihrer Unfähigkeit, sich sofort nach Ein­ wirkung von kaltem Wasser zusammenzuziehen, weiter aus. Die Längenausgleichsfederbaugruppe 140 drückt sich dann zusammen, um die Überlänge der Wachspatrone 131 auszugleichen. In dem Maße, wie sich die Wachspatrone 131 in Reaktion auf das kalte Wasser in der Mischkammer 115 zusammenzieht, geht die Längenausgleichsfederbaugruppe 140 zurück in ihre normale Ausgangsposition.

Wenn der Druck in der Kalt- oder Warmwasserzufuhrleitung 14, 16 plötz­ lich abfällt, reagiert das Proportionierungsventil 66 un­ verzüglich auf diesen Druckabfall, damit dieselbe relative Durchflußmenge durch die Einlaßenden 90 und 92 beibehalten wird, obwohl sich der Druck in den Zufuhrleitungen 14 und 16 u. U. grundlegend ändert. Das Proportionierungsventil 66 verhindert plötzliche Temperaturänderungen aufgrund von Druckveränderungen in den Warm- und Kaltwasserzufuhr­ leitungen 14, 16, die durch die Abzweigung von warmem oder kaltem Wasser für eine Toilettenspülung, eine Spülmaschine, Wasch­ maschine oder einen anderen Wasserhahn verursacht werden können.

Mit der vorliegenden Erfindung wird eine zuverlässige und kompakte thermostatisch regulierte Mengenventilbaugruppe mit einem Druckausgleichsventil in einer einzigen Baugruppe bereitgestellt. Das Mischventil wird durch zwei koaxial an­ gebrachte Griffe reguliert, die leicht zugänglich am Ende der Ventilbaugruppe angeordnet sind.

Die thermostatische Ventilbaugruppe ist von einfacher Bauart. Sie besteht aus einem Ventil- oder Schwenkhebel, der auf der einen Seite des Gelenks durch eine Ventilfeder und auf der anderen Seite durch eine thermisch reagierende Wachspatrone gesteuert wird. Der Schwenkhebel weist zwei Ventilflächen auf, um den Fluß der warmen und kalten Flüssigkeit zu regulieren. Die Temperatureinstellung ist einfach zu bewerkstelligen durch die Verwendung einer bogenförmigen Nut, die in die gewünschte Position ge­ dreht werden kann.

Ein Proportionierungsventil ist im Ventilgehäuse ange­ ordnet, um einen Druckausgleich in der Warm- und Kalt­ wasserleitung zu gewährleisten. Das Proportionierungsventil ist in einem Mengenventilgehäuse angebracht, das innerhalb des Ventilkörpers gedreht werden kann, um den Gesamt­ mengendurchfluß durch die Ventilbaugruppe zu regulieren. In dem kompakt gebauten Gehäuse macht die Mischflüssigkeit kehrt und fließt durch eine ringförmige, das Proportio­ nierungsventil umgebende Auslaßkammer zu einem Auslaß, der sich an derselben Seite des Ventilkörpers befindet wie die beiden Wassereinlässe.

Außerdem enthält das Gehäuse das Mengenventil, das Pro­ portionierungsventil und das thermostatische Regulierungs­ ventil. Der modulare Aufbau des Mischventils gewährleistet eine einfache Wartung. Das Mischventil kann mit neuen Kom­ ponenten versehen werden, indem einfach das Gehäuse ent­ fernt und durch ein neues Gehäuse mit neuen Ventil­ komponenten ersetzt wird.

Claims (14)

1. Mischventil für Flüssigkeiten, wie z. B. warmes und kaltes Wasser, mit
einem Ventilgehäuse (40), das einen eine Mischkammer (115) bildenden Hohlraum aufweist,
wobei die Mischkammer (115) einen Auslaß (174) für ge­ mischte Flüssigkeit, einen ersten Einlaß (90) für nicht er­ wärmte Flüssigkeit und einen zweiten Einlaß (92) für erwärmte Flüssigkeit besitzt, und
wobei ein auf die Temperatur der gemischten Flüssigkeit reagierendes und die Einlässe (90, 92) zur Mischkammer (115) regelndes Element (130) vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Hebel (114) um eine Drehachse (132) schwenkbar angeordnet ist, der einen ersten Abschnitt (116), welcher ein Ventil für den ersten Einlaß (90) bildet, und einen zweiten Abschnitt (118), welcher ein Ventil für den zweiten Einlaß (92) bildet, aufweist,
daß das thermisch reagierende Element (130) innerhalb der Mischkammer (115) angebracht ist und antriebswirksam an den Hebel (114) angeschlossen ist, um diesen in eine Position zu schwenken, welche das Verhältnis der Strömungsmengen aus dem ersten und dem zweiten Einlaß (90, 92) bestimmt,
daß das thermisch reagierende Element (130) zwischen dem Hebel (114), mit Abstand zur Drehachse (132), und einer ersten dem Hebel (114) gegenüberliegenden Aufnahme in der Mischkammer (115) angeordnet ist,
daß das thermisch reagierende Element (130) in Reaktion auf eine Veränderung seiner Umgebungstemperatur seine Länge verändert und
daß zwischen dem Hebel (114), mit Abstand zur Drehachse (132), und einer zweiten Aufnahme (126) in der Mischkammer (115) eine den Hebel (114) bei Verkürzung des thermisch rea­ gierenden Elements (130) schwenkende Feder (124) angeordnet ist.

2. Mischventil nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Tem­ peraturregulierungseinheit (179), mittels der das thermisch reagierende Element (130) derart verstellbar ist, daß es den Hebel (114) schwenkt, um den Durchfluß durch den ersten und zweiten Einlaß (90, 92) in die Mischkammer (115) in Überein­ stimmung mit einer regulierbaren vorgewählten Temperatur zu verändern.

3. Mischventil nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen drehbaren Griff (183), der koaxial zum Ventilgehäuse (40) an­ geordnet ist und mit der Temperaturregulierungseinheit (179) in Wirkverbindung steht, um das thermisch reagierende Element (130) zu verstellen, damit sich die Temperatur der Flüssigkeit in der Mischkammer (115) ändert.

4. Mischventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturregulierungseinheit (179) ein Nockenelement (158) aufweist, das mittels eines an den Griff (183) ange­ schlossenen Steuerschafts (182), der koaxial zum Ventilgehäuse (40) angeordnet ist, drehbar ist, um das thermisch reagierende Element (130) zu den Einlässen (90, 92) hin oder von diesen weg zu bewegen.

5. Mischventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ge­ kennzeichnet durch ein Ablenkelement (162), das in der Misch­ kammer (115) angebracht ist, um den Flüssigkeitsstrom, der in die Mischkammer (115) eintritt, in eine bestimmte Richtung zu lenken und die Flüssigkeit von dem thermisch reagierenden Ele­ ment (130) fernzuhalten, bis sie im wesentlichen vollständig gemischt ist.

6. Mischventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablenkelement (162)
den Hebel (114) und die Einlässe (90, 92) umschließt,
eine Öffnung (166) hat, die einen an den Hebel (114) an­ schlagenden Gleitzylinder (134) des thermisch reagierenden Elements (130) verschiebbar aufnimmt, sowie
eine Durchgangsöffnung (168) aufweist, die die an den Hebel (114) anschlagende Feder (124) aufnimmt und durch die im wesentlichen die gesamte Flüssigkeit durchfließt.

7. Mischventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß es sich bei der Feder (124) um eine Schraubenfeder handelt, deren Windungen (125) Turbulenzen in dem Flüssigkeitsstrom erzeugen, um für ein Vermischen der Flüssigkeit aus den Einlässen (90, 92) zu sorgen.

8. Mischventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsöffnung (168) einen röhrenförmigen Fortsatz (170) aufweist, der sich entlang einer beträchtlichen Länge der Mischkammer (115) erstreckt und in dem eine Vielzahl der Windungen (125) der Feder (124) axial angeordnet ist.

9. Mischventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der röhrenförmige Fortsatz (170) einen Schlitz (172) aufweist, der dem thermisch reagierenden Element (130) gegenüberliegt, um den Flüssigkeitsstrom dorthin zu lenken.

10. Mischventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, ge­ kennzeichnet durch ein Druckausgleichs- und Proportionierungs­ ventil (66), das stromaufwärts von der Mischkammer (115) im Ventilgehäuse (40) angebracht ist, und auf den Druck im ersten und zweiten Einlaß (90, 92) reagiert, um die entsprechende Durchflußmenge durch den ersten und zweiten Einlaß (90, 92), welche durch das thermisch reagierende Element (130) festge­ setzt ist, aufrechtzuerhalten.

11. Mischventil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, ge­ kennzeichnet durch
einen Ventilkörper (11), der eine erste und eine zweite Zufuhrleitung (14, 16) hat,
wobei das Ventilgehäuse (40) einen Mengenventilabschnitt (48) mit einem ersten und einem zweiten Einlaß (50, 52) auf­ weist, der derart gegen die erste und zweite Zufuhrleitung (14, 16) verschiebbar im Ventilkörper (11) angeordnet ist,
daß er zwischen einer geöffneten Position, in der die erste und zweite Zufuhrleitung (14, 16) mit seinem ent­ sprechenden ersten und zweiten Einlaß (50, 52) fluchtet, und einer geschlossenen Position, in der die erste und zweite Zu­ fuhrleitung (14, 16) nicht mit seinem entsprechenden ersten zweiten Einlaß (50, 52) fluchtet, verschiebbar ist, und
daß er in Zwischenstellungen bringbar ist, um den Fluß in seine Einlässe (50, 52) zu steuern, und
wobei das Ventilgehäuse (40) einen ersten und einen zweiten Durchgang (58, 60) hat, die sich von dem ersten bzw. zweiten Einlaß (50, 52) des Mengenventilabschnitts (48) weg durch das Ventilgehäuse (40) erstrecken und mit der Misch­ kammer (115) in Flüssigkeitskommunikation stehen.

12. Mischventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Mengenventilabschnitt (48) stromaufwärts von dem Propor­ tionierungsventil (66) angeordnet ist.

13. Mischventil nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeich­ net,
daß der Mengenventilabschnitt (48) starr am Ventilgehäuse (40) befestigt ist,
daß das Ventilgehäuse (40) relativ zum Ventilkörper (11) gegen die erste und zweite Zufuhrleitung (14, 16) drehbar ist, um den Gesamtmengendurchfluß zu regulieren, und
daß das Proportionierungsventil (66) und das thermisch reagierende Element (130) im Ventilgehäuse (40) befestigt sind, um sich mit diesem zu drehen.

14. Mischventil nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß im Ventilkörper (11) eine ringförmige Aus­ laßkammer (175) vorgesehen ist, die einen unteren Abschnitt (42) des Ventilgehäuses (40) umgibt und in Flüssigkeitskommu­ nikation mit der Mischkammer (115) und einer Auslaßleitung (18) des Ventilkörpers (11) steht.