DE4345539B4

DE4345539B4 - Kartuschenbaugruppe für ein Mischventil für Flüssigkeiten

Info

Publication number: DE4345539B4
Application number: DE4345539A
Authority: DE
Inventors: Garry Fishers Marty; Diana Indianapolis Smolkin
Original assignee: Masco Corp; Masco Corp of Indiana
Current assignee: Masco Corp; Masco Corp of Indiana
Priority date: 1992-07-28
Filing date: 1993-07-28
Publication date: 2006-09-21
Anticipated expiration: 2013-07-29

Abstract

Es wird eine Kartuschenbaugruppe (50) für ein Mischventil für Flüssigkeiten offenbart, das ein Gehäuse (12) hat, welches zur Aufnahme der Kartuschenbaugruppe (50) zwischen einer ersten und zweiten Zufuhröffnung (22, 24) und einem Mechanismus zur Einstellung des Flüssigkeits-Mischungsverhältnisses ausgebildet ist. Die Kartuschenbaugruppe (50) hat einen ersten und zweiten Einlaßdurchgangsweg (68, 69), welche mit der ersten und zweiten Zufuhröffnung (22, 24) des Gehäuses (12) des Mischventils verbindbar sind, einen ersten und zweiten Auslaßdurchgangsweg (70, 71), die über ein Ventil zum Ausgleichen von Druckschwankungen in den Zufuhröffnungen (22, 24) mit dem ersten und zweiten Einlaßdurchgangsweg (68, 69) kommunizieren, und zwei Gehäuseteile (140, 142), welche zur Bildung einer Kammer aneinander befestigt sind, in der das Ventil angeordnet ist. Erfindungsgemäß sind die Gehäuseteile (140, 142) mittels Bajonettkupplungen aneinander befestigt. Im Ergebnis wird eine einfach aufgebaute Kartuschenbaugruppe (50) geschaffen, die leicht montiert und auch ohne großen Aufwand repariert bzw. gewartet werden kann.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kartuschenbaugruppe für ein Mischventil für Flüssigkeiten gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf Einhandmischventile für Wannenausläufe und Brauseköpfe, mit Druckausgleich und Mengen- und Temperatursteuerung, wie sie prinzipiell aus der gattungsbildenden WO 90 03 533 A1 bekannt sind.

Einhandmischventile sind auf dem heutigen Installationsmarkt weit verbreitet. Bezüglich solcher Mischventile sind viele Kompromisse geschlossen worden, beispielsweise die Kompromisse zwischen großen Durchflußmengen und leichter Temperatursteuerung. Darüberhinaus sind Mischventile häufig nicht mit Druckausgleichsventilen ausgestattet. Bekannte Mischventile mit eingebautem Druckausgleich sind voluminös und nicht angemessen in einem kompakten Gehäuse unterzubringen. Das Fehlen eines Druckausgleichventils kann jedoch zu einer plötzlichen Änderung der Wassertemperatur führen, wenn entweder der Druck in der Warmwasserzufuhrleitung oder der Kaltwasserzufuhrleitung abfällt. Ein Druckabfall kann auftreten, wenn ein anderer Wasserhahn, eine Spül- oder Waschmaschine aufgedreht oder eine Toilettenspülung betätigt wird. Wenn der Druck in der Kalt- oder Warmwasserzufuhrleitung sich ändert, kann dies für eine sich duschende Person sehr unangenehm werden.

Weiterhin besitzen bekannte Druckausgleichventile komplizierte Mechanismen, die nicht einfach repariert oder durch Teileaustausch gewartet werden können.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein einfach aufgebautes Mischventil des Kartuschentyps bereitzustellen, welches den Druck zwischen Warm- und Kaltwasserzufuhr ausgleicht, eine volle Temperatureinstellung bei kompakter Bauweise des Mischventilgehäuses ermöglicht, das über leicht einstellbare Temperaturbedienteile verfügt, und dessen Ventileinrichtung in einer Kartusche untergebracht ist, die erforderlichenfalls leicht austauschbar ist.

Diegestellte Aufgabe wird durch die nachfolgend näher beschriebenen Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und nachstehend ebenfalls erläutert.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigt:
1 eine Seitenansicht der Mischventilbaugruppe mit in das Gehäuse eingesetzter Gehäusekappe,
2 die Vorderansicht der Kartuschenbaugruppe,
3 eine Seitenansicht der Kartuschenbaugruppe, in welcher eine Hälfte der Baugruppe relativ zu der anderen Hälfte der Baugruppe gedreht dargestellt ist,
4 die Draufsicht auf die Kartuschenbaugruppe,
5 einen vergrößerten abgebrochenen Schnitt entlang der Linie 5-5 in 2, welcher die im Eingriff befindliche Bajonettkupplung darstellt,
6 einen Schnitt durch die in 1 dargestellte Ventilbaugruppe,
7 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 7-7 in 2, in welcher sich die Menge/Temperatur-Steuerplatte außer Deckung mit den Auslässen befindet, d.h. in welcher das Ventil sich in der Zu- oder geschlossenen Stellung befindet,
8 eine vergrößerte Querschnittsansicht des mittleren Dichtrings entsprechend dem Ausschnittskreis 8 in 6, in welcher sich der Dichtring im ungepreßten Zustand befindet,
9 eine Querschnittsansicht des mittleren Dichtrings gemäß 8 im gepreßten Zustand,
10 eine vergrößerte Schnittansicht des Rückschlagventils entsprechend der Ausschnittslinie 9 in 7, in welcher sich das Rückschlagventil in der geschlossenen Stellung befindet,
11 eine Schnittansicht des Rückschlagventils gemäß 10 in einer offenen Stellung,
12 eine vergrößerte abgebrochene Seitenansicht des Vorsprungs der Gehäusekappe unmittelbar vor seinem Eingriff mit dem Schlitz im Gehäuse,
13 eine abgebrochene vergrößerte Seitenansicht des Vorsprungs der Gehäusekappe, welcher sich im Eingriff mit dem Schlitz im Gehäuse befindet,
14 eine Draufsicht auf die Bodenwand des Gehäuses mit den Zufuhröffnungen für warmes und kaltes Wasser und der Auslaßöffnung für Mischwasser,
15 eine Explosionsperspektivansicht der Kartuschenbaugruppe und des Druckausgleichs-Proportionierungsventils des Spulentyps,
16 eine abgebrochene Innenansicht der Kartuschenbaugruppe, welche die Auslaßöffnungen darstellt, durch welche hindurch der Hohlraum in der Kartuschenbaugruppe mit den Auslaßdurchgangswegen in Verbindung steht,
17 eine abgebrochene Innenansicht der Kartuschenbaugruppe, welche die Einlaßöffnungen zeigt, durch welche hindurch der Hohlraum der Kartuschenbaugruppe mit den Einlaßdurchgangswegen in Verbindung steht,
18 eine vergrößerte abgebrochene Schnittansicht des in 6 dargestellten Dichtelements,
19 eine Explosionsperspektivansicht von unten, welche die Ventilplatte, die Schaftbaugruppe, die Gehäusekappe und die Temperatursteuerbaugruppe zeigt,
20 eine der 7 ähnliche Querschnittsansicht, in welcher die Mengen/Temperatur-Steuerplatte in eine teilweise Auf-Stellung gedreht ist und
21 eine Explosionsperspektivansicht der Temperatursteuerbaugruppe von oben.
Das Mischventil 10 weist ein Gehäuse 12 auf, das an ein Verbindungsstück angeschlossen ist, welches gewöhnlich hinter einer Duschwand angeordnet ist (nicht dargestellt). Das Verbindungsstück besitzt ein Zuführungsrohr für Kaltwasser (nicht dargestellt), ein Zuführungsrohr für Warmwasser (nicht dargestellt) und ein Auslaßrohr, das zu einem Wannenauslauf führt (nicht dargestellt) oder zu einem Auslaßrohr, das mit einem Duschsteigrohr verbunden ist (nicht dargestellt).
Wie am besten in den 6 und 14 dargestellt ist, weist das Gehäuse 12 einen Hohlraum 20 auf, der durch ein axial angeordnetes Ende oder eine Bodenwand 21 und eine Seitenwand 27 gebildet ist. Eine Zufuhröffnung 22 für Kaltwasser steht mit einer Kaltwasserleitung über ein Kaltwasserzufuhrrohr in Verbindung und eine Zufuhröffnung 24 steht mit einer Warmwasserleitung über ein Warmwasserzufuhrrohr in Verbindung. Die Zufuhröffnungen 22 und 24 gehen durch die Bodenwand 21 am unteren Ende des Hohlraums 20 hindurch. Die Zufuhröffnungen 22 und 24 schliessen auch Senkbohrungen 23 bzw. 25 ein. Eine Auslaßöffnung 26 erstreckt sich ebenfalls durch die Bodenwand 21 und steht mit den beiden Auslaßrohren in Verbindung. Das Gehäuse besitzt in der Nähe seines oberen Endes Außengewinde 32 zum Aufschrauben eines Kragens (nicht dargestellt).
Eine Kartuschenbaugruppe 50 ist unverdrehbar in dem Hohlraum 20 angeordnet. Wie am besten in den 2, 6 und 15 dargestellt ist, enthält die Kartuschenbaugruppe 50 zwei seitlich beabstandete abwärts oder axial vorstehende hohle rohrförmige Ansätze 52 und 53 an ihrem unteren Ende. Der rohrförmige Ansatz 52 besitzt eine Ringnut 54 in seiner Außenwandfläche in der Nähe seines Endes, welche einen Dichtring 56 aufnimmt. Der rohrförmige Ansatz 53 besitzt ebenfalls eine Ringnut 55 in seiner Außenwandfläche in der Nähe seines Endes, welche einen Dichtring 57 auf nimmt. Wie am besten aus 6 hervorgeht, ist der rohrförmige Ansatz 52 in die Senkbohrung 23 eingesetzt, während der rohrförmige Ansatz 53 in die Senkbohrung 25 eingesetzt ist. Der Dichtring 56 bildet eine Abdichtung mit der Seitenwand der Senkbohrung 23 um zu verhindern, daß Wasser aus der Zufuhröffnung 22 in den Hohlraum 20 eintritt und die Auslaßöffnung 26 erreicht, während der Dichtring 57 eine Abdichtung mit der Seitenwand der Senkbohrung 25 bildet, um zu verhindern, daß Wasser aus der Zufuhröffnung 24 in den Hohlraum 20 eintritt und die Auslaßöffnung 26 erreicht. Die Dichtringe 56 und 57 verhindern wirksam, daß Wasser die Kartuschenbaugruppe umfließt.
Der rohrförmige Ansatz 52 schließt eine Bodenwand 62 ein, in welcher sich eine Mehrzahl radial nach außen gerichteter Öffnungen 63 und eine mittlere Montageöffnung 66 befinden. Die mittlere Montageöffnung 66 nimmt einen Schaft 81 eines Rückschlagventils 80 auf. Das Rückschlagventil 80 bedeckt die öffnungen 63 um den Wasserdurchfluß durch die öffnungen 63 in einen Einlaßdurchgangsweg 68 zu steuern. Der rohrförmige Ansatz 53 schließt eine Bodenwand 64 ein, in welcher sich eine Mehrzahl von radial nach außen gerichteten öffnungen 65 und eine mittlere Montageöffnung 67 befinden. Die mittlere Montageöffnung 67 nimmt einen Schaft eines Rückschlagventils 90 auf. Das Rückschlagventil 90 bedeckt die öffnungen 65 um den Wasserdurchfluß durch die Öffnungen 65 in einen Einlaßdurchgangsweg 69 zu steuern.
Wie in 6 gezeigt ist sind die Ventile 90 und 80 identisch. Daher wird nur die Konstruktion und Arbeitsweise des Rückschlagventils 90 beschrieben, weil die Konstruktion und Arbeitsweise der Rückschlagventile 80 und 90 gleich ist. Wie in den 10 und 11 dargestellt ist, besitzt das Rückschlagventil 90 den Schaft 91 und einen Körper 95. Der Schaft 91 besitzt einen wulst förmigen Kopf 92 und einen Hals 93, welcher den Kopf 92 mit dem Körper 95 verbindet. Der Hals weist einen kreisförmigen Querschnitt auf und ist so bemessen, daß er in die kreisförmige mittlere Montageöffnung 67 paßt. Der wulstförmige Kopf 92 ist größer als die Öffnung 67 um Verlagerungen des Rückschlagventils 90 aus der mittleren Montageöffnung 67 in den Einlaßdurchgangsweg 69 hinein zu verhindern. Der Körper 95 ist scheibenförmig und schließt einen mittleren Abschnitt 96 und einen radial außen befindlichen Abschnitt 97 ein. Zwischen dem mittleren Abschnitt 96 und dem radial außen befindlichen Abschnitt 97 ist ein ringförmiger Abschnitt 98 verringerter Dicke vorgesehen.
Die Rückschlagventile 80 und 90 verhindern Querströmung von warmen Wasser aus dem Warmwasserzufuhrrohr in das Kaltwasserzufuhrrohr und umgekehrt. Dieser Querstrom kann auftreten, wenn zwischen den Zufuhrrohren für Warmwasser und Kaltwasser eine Druckdifferenz vorliegt. Wenn beispielsweise keine Rückschlagventile vorhanden wären, in dem Warmwasserzufuhrrohr kein oder ein niedriger Druck anstehen würde und sich das Ventil in der geschlossenen oder Ausstellung befinden würde (Öffnungen 235 und 240 in der Platte 230 fluchten nicht mit den Einlaßdurchgangswegen 71 und 70), würde Kaltwasser in das Druckausgleichsventil 100 über den Einlaßdurchgangsweg 68 fließen und aus dem Druckausgleichsventil über den Einlaßdurchgangsweg 69 austreten, danach würde das Kaltwasser durch den Einlaßdurchgangsweg 69 fließen und in das Warmwasserzufuhrrohr durch die Zufuhröffnung für Warmwasser 24 eintreten. Die Rückschlagventile hindern warmes und/oder kaltes Wasser daran aus der Kartuschenbaugruppe 50 in die Warm- oder Kaltwasserzuleitungen durch die Zufuhröffnungen 22 oder 24 zu fließen.
Der dicke radial außen befindliche Abschnitt 97 des Körpers 95 des Rückschlagventils 90 verringert oder mindert Hochdruck ausfälle des Rückschlagventils. Solche Hochdruckausfälle können auftreten, wenn der Wasserdruck in der Kartuschenbaugruppe 50 verhältnismäßig hoch ist, weil dadurch das Rückschlagventil 90 in eine in 10 gezeigte Schließstellung gedrückt wird. Falls der radial außen befindliche Abschnitt 97 dünn wäre, könnte er in die Öffnungen 65 gepreßt werden. Da jedoch der Abschnitt 97 dick ausgeführt ist, ist dieser Fehlfunktionstyp sehr herabgesetzt oder ausgeschlossen.
Der verhältnismäßig dünne ringförmige Abschnitt 98 ermöglicht dem verhältnismäßig dicken Abschnitt 97 sich leicht aufwärts in die (in 11 dargestellte) Offenstellung des Rückschlagventils zu biegen. Falls dieser ringförmige Abschnitt 98 zu dick ausgeführt wäre, würde ein ziemlich hoher Wasserdruck in den Warm- und Kaltwasserzuleitungsrohren erforderlich, um den radial außen befindlichen Abschnitt zur Öffnung des Rückschlagventils nach oben zu pressen und den Wassereintritt in die Kartuschenbaugruppe 50 zu ermöglichen.
Wenn sich das Ventil in der geöffneten Stellung befindet, d.h. die Öffnungen 235 und 240 in der Platte 230 sich in teilweiser oder vollständiger Fluchtung mit den Auslaßdurchgangswegen 71 und/oder 70 befinden, ist der Druck in der Kartuschenbaugruppe 50, d.h. stromabwärts oder oberhalb des Rückschlagventils 90, kleiner als der Wasserdruck stromaufwärts oder unterhalb des Rückschlagventils 90. Der größere Wasserdruck unterhalb des Rückschlagventils 90 drückt den radial außen befindlichen Abschnitt 97 aufwärts, wie in 11 gezeigt ist, wodurch das Rückschlagventil 90 geöffnet wird. Die Rückschlagventile 80 und 90 bestehen vorzugsweise aus einem elastomeren Material wie Gummi.
Sich abwärts erstreckende Zapfen 58 und 59 befinden sich in den Einlaßdurchgangswegen 68 bzw. 69. Wie am besten in 11 dar gestellt ist, trifft der Zapfen 59 auf den mittleren Abschnitt des Körpers 95 des Rückschlagventils 90, wenn sich dieses in der geöffneten Stellung befindet. Der Stift 59 sieht eine zusätzliche Sicherheit gegen das Herausspringen des Rückschlagventils 90 aus der mittleren Montageöffnung 67 vor.
Der rohrförmige Ansatz 52 weist einen Einlaßdurchgangsweg 68 auf, der von den Öffnungen 63 zu einem ersten Abschnitt eines Druckausgleichs-Proportionierungsventils 100 durch eine Einlaßöffnung 68a führt. Der rohrförmige Ansatz 53 besitzt ebenfalls einen Einlaßdurchgangsweg 69, der von den Öffnungen 65 zu einem zweiten Abschnitt 99 des Spulentypventils 100 durch die Einlaßöffnung 69a führt. Das Proportionierungsventil 100 ist in einer Kammer 144 in der Kartuschenbaugruppe angeordnet.
Wie am besten in 15 veranschaulicht ist, besitzt das Spulentyp-Druckausgleichs-Proportionierungsventil 100 eine Außenspule 102 mit fünf Dichtringen 104a, 104b, 104c, 104d und 104e an ihrem Außenumfang, um den Einlaßdurchgangsweg 68, den Einlaßdurchgangsweg 69, den Auslaßdurchgangsweg 70 und den Auslaßdurchgangsweg 71 voneinander zu trennen. Die Außenspule 102 weist auch axial beabstandete Öffnungen 106, 108, 110 und 112 auf, die mit entsprechenden Durchgangswegen 68, 70, 69 und 71 fluchten. Ein Kolben 114 ist verschiebbar innerhalb der Außenspule 102 angebracht. Der Kolben besitzt zwei Ringnuten 116 und 118. Die Nuten 116 und 118 verbinden wahlweise die Durchgangswege 68 mit 70 und 69 mit 71, in Abhängigkeit von der axialen Stellung des Kolbens. Der Kolben 114 besitzt auch hindurchgeführte Öffnungen 120, welche die Nuten 116 und 118 mit Innenabschnitten 122 verbinden, um Durchfluß von jedem der Einlaßdurchgangswege 68 und 69 zu ermöglichen, so daß Druck gegen den vollen Querschnittsbereich jedes Endes des Kolbens 114 ausgeübt wird. Auf diese Weise wird der Druck innerhalb jedes Auslaßdurchgangsweges 70 und 71 im wesentlichen durch die Bewegung des Kolbens 114 in dem Spulenventil 100 ausgeglichen.
Wie am besten aus 8 hervorgeht, besitzt der Dichtring 104c in seinem nicht zusammengedrückten Zustand eine Querschnittskonfiguration, die eine äußere flache Wand 400 aufweist, welche sich mit den beiden Hälften 140 und 142 der Kartuschenbaugruppe 50 in Kontakt befindet, wie in 9 dargestellt ist. Zwei sich vertikal erstreckende Seitenwände 403 und 404 sind auf jeder Seite der flachen Fläche 400 vorgesehen. Die Fußbereiche 401 und 402 der Seitenwände 403 und 404 sind einwärts zu abgeschrägt, um an die äußere flache Wand 400 anzuschließen. Die Innenwand besteht aus zwei äußeren konvexen Rippen 405 und 406 mit einer konkaven Vertiefung 407 dazwischen.
Wenn die Kartuschenbaugruppe unter Druck gesetzt wird, d.h. wenn Wasser in die Kammer 144 fließt, werden die beiden Hälften 140 und 142 der Kartuschenbaugruppe durch den Wasserdruck unter Belassung eines schmalen Spalts dazwischen auseinander gedrückt, wie in 9 dargestellt ist. Wenn sich der Dichtring 104c in einem zusammengedrückten Zustand befindet, breitet er sich aus und dichtet dadurch diesen Spalt zweckentsprechend ab.
Die beiden Hälften 140 und 142, aus denen die Kartuschenbaugruppe 50 besteht, besitzen jeweils einen Hohlraum 144a bzw. 144b, welche zusammen die Kammer 144 formen und zur Aufnahme des Proportionierungsventils 100 bemessen sind. Die Hälften 140 und 142 bestehen vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial, wie Acetal, Nylon usw. Die Einlaßdurchgangswege 68 und 69 stehen mit der Kammer 144 durch die Einlaßöffnungen 68a und 69a in Verbindung. Die Auslaßdurchgangswege 70 und 71 sind mit der Kammer 144 durch die Auslaßöffnungen 70a und 71a verbunden. Jede Hälfte 140 und 142 der Kartusche besitzt einen sich vertikal oder axial erstreckenden Flansch 146 und eine U-förmige Klammer 148, die zur Aufnahme des Flansches 146 eingerichtet ist, wie in 15 dargestellt ist. Flansche 146 und Klammern 148 bilden zwei Bajonettkupplungen, um die beiden Hälften aneinander zu befestigen.
Wie in 3 gezeigt ist, werden die beiden Kartuschenhälften 140 und 142 zusammengebaut, indem die Hälfte 140 oder die Hälfte 142 gedreht wird, so daß der Flansch 146 der Kartuschenhälfte 140 in die Klammer 148 der Kartuschenhälfte 142 eingeführt wird und der Flansch 146 der Kartuschenhälfte 142 in die Klammer 148 der Kartuschenhälfte 140 eingeführt wird.
Jede Hälfte 140 und 142 besitzt auch einen sich axial aufwärts erstreckenden rohrförmigen Ansatz 72 bzw. 74 an ihrem oberen Ende. Die Innenwand des rohrförmigen Ansatzes 72 bildet den Auslaßdurchgangsweg 70 und die Innenwand des rohrförmigen Ansatzes 74 bildet den Auslaßdurchgangsweg 71. Der Auslaßdurchgangsweg 70 steht mit der Kammer 144 über die Auslaßöffnung 70a in Verbindung, während der Auslaßdurchgangsweg 71 mit der Kammer 144 über die Auslaßöffnung 71a in Verbindung steht. Der rohrförmige Ansatz 72 besitzt eine Bohrung 76 vergrößerten Innendurchmessers in seiner Innenwand an seinem stromaufwärts gelegenen Ende. Der rohrförmige Ansatz 74 besitzt ähnlich eine Bohrung 78 von vergrößertem Innendurchmesser in seiner Innenwand an seinem stromaufwärts gelegenen Ende. Die Bohrung 76 steht mit dem Auslaßdurchgangsweg 70 und die Bohrung 78 mit dem Auslaßdurchgangsweg 71 in Verbindung. Die Bohrungen 76 und 78 nehmen Dichtelemente 200 oder Feder- und Dichtanordnungen 200A auf. Die Feder- und Dichtanordnung 200A ist gut bekannt und von konventionellem Typ, während das Dichtelement 200 von verbesserter Konstruktion ist.
Wie am besten aus 18 hervorgeht, ist die Dichtung 200 eine Stirndichtung, welche an ihrem unteren Abschnitt 201 abdichtet.
Die Seitenwand 202 der Dichtung 200 ist akkordeonförmig. Diese Formgebung der Seitenwand 202 ermöglicht der Dichtung 200 ähnlich einem Akkordeon sich zu stauchen oder zusammenzudrücken. Die Dichtung 200 stellt sich daher auf die Weite und die Tiefe der Senkbohrung 79 ein und muß nicht so bemessen werden, daß sie exakt innerhalb der Senkbohrung 79 sitzt. Da die Dichtung 200 am unteren Ende 201 abdichtet, muß darüberhinaus die Seitenwand der Senkbohrung nicht glattflächig und frei von Unregelmäßigkeiten sein, wie das im Falle der Verwendung einer Lippendichtung der Fall ist, z.B. einer Dichtung 200A. Die Dichtungen 200 und 200A sind aus einem elastomeren Material wie Gummi hergestellt.
Die Kartuschenbaugruppe 50, welche vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt ist, ist an der Gehäusekappe 190, welche ebenfalls vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt ist, mittels einer Bajonettverriegelung befestigt. Die Gehäusekappe besitzt einen ringförmigen unteren Wandbereich 197, dessen Innendurchmesser größer ist als der Innendurchmesser des Innenwandabschnitts 195 oberhalb des ringförmigen unteren Wandbereichs 197. Ein Paar gegenüberliegender Bajonettverriegelungsleisten 192, 193 erstrecken sich von dem unteren Ende des ringförmigen unteren Wandbereichs 197 radial einwärts. Die Kartuschenbaugruppe 50 besitzt einen rechteckig geformten Bajonettvorsprung 128. Um die Kartuschenbaugruppe 50 an dem Kappengehäuse 190 anzubringen, wird die Kartuschenbaugruppe in den ringförmigen unteren Wandbereich 197 eingeführt, wobei der Bajonettvorsprung 128 von den Leisten 192, 193 versetzt ist. Die Kartuschenbaugruppe wird dann in die in 6 gezeigte Verriegelungsstellung gedreht, wodurch die Unterseite des Bajonettvorsprungs der Oberseite der Verriegelungsleisten 192, 193 anliegt.
Eine Ventilplatte 230 zur Steuerung der Menge und Temperatur, hergestellt aus rostfreiem Stahl, ist unverdrehbar an einer Schaftbaugruppe 250 befestigt, welche durch einen Handgriff gedreht wird, wie später beschrieben wird. Wenn der Handgriff gedreht wird, dreht sich auch die Schaftbaugruppe 250 um ihre Längsachse, derart, daß die Ventilplatte zur Steuerung der Menge und Temperatur sich ebenfalls um die erwähnte Längsachse dreht, so daß Öffnungen 235 und 240 in der Auf-Stellung mit den Auslaßdurchgangswegen 71 und 70 gefluchtet werden, wie in 20 dargestellt ist, oder geschlossen werden können in eine vollständige Aus-Stellung, in welcher die Öffnungen 235 und 240 mit den Durchgangswegen 71 und 70 nicht fluchten.
Wie in 19 gezeigt ist, schließt die Schaftbaugruppe 250 eine Schaftaufnahme 251 ein, die vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial hergestellt ist und eine untere Wand 252 aufweist, die drei seitliche Flansche 253 mit darin angebrachten Ausschnitten 254 besitzt. Die Ausschnitte 254 nehmen entsprechende Nasen 232 an der Ventilplatte 230 zur Steuerung der Menge und Temperatur auf, um die Ventilplatte an der Schaftaufnahme 251 zu befestigen. Die Schaftaufnahme besitzt eine Hinterschneidung 257 oberhalb der unteren Wand 252. Eine Stützrippe 256 erstreckt sich innerhalb der Hinterschneidung 257. Mehr als eine Rippe 256 kann vorgesehen sein. Die Schaftaufnahme 251 weist einen Kopfabschnitt 265 auf, welcher den Schaft 270 aufnimmt. Der Schaft 270 ist unverdrehbar an der Schaftaufnahme 251 befestigt.
Die Unterfläche der unteren Wand 252 der Schaftaufnahme 251 ist ausgespart und bildet um ihren Umfang eine Rippe 258. Diese Rippe 258 ist der Bereich der unteren Wand 252, der mit der Ventilplatte 230 in Kontakt steht. Die untere Wand 252 enthält auch zwei Öffnungen 260 und 262. Die Öffnungen 260 und 262 befinden sich in axialer Ausfluchtung mit den Öffnungen 235 und 240 in der Ventilplatte 230.
Wie in den 6 und 19 gezeigt ist, sitzt die Schaftbaugruppe 250 drehbar innerhalb der Gehäusekappe 190, wobei ihr Kopfabschnitt 265 innerhalb des Bereichs 191 verringerten Durchmessers der Gehäusekappe 190 sitzt und sich in die Öffnung 192 am oberen Ende der Gehäusekappe 190 erstreckt. Der Schaft 270 erstreckt sich daher aus der Gehäusekappe 190 durch die Öffnung 192 hindurch nach außen. Wie in 6 dargestellt ist, ist zwischen der Innenfläche des Bereichs 191 verringerten Durchmessers der Gehäusekappe 190 und dem Kopfabschnitt 265 der Schaftbaugruppe 250 ein O–Dichtring 280 angeordnet.
Die Gehäusekappe 190 besitzt einen unteren Abschnitt 194, welcher einen O-Ring 196 lagert. Die Kappe 190 besitzt auch einen ringförmigen Flansch 198 oberhalb des unteren Abschnitts 194. Der Flansch 198 weist wenigstens einen sich axial erstreckenden Vorsprung 199 auf, der in einen Schlitz 30 paßt, der an dem offenen distalen Ende des Gehäuses 12 angebracht ist, wie in den 12 und 13 gezeigt ist. Der Vorsprung 199 ist von konvexer abgerundeter Form, während der Schlitz 30 von komplementärer konkaver Form ist. Diese Anordnung erlaubt einen leichten Zusammenbau und Auseinanderbau der Kartuschenbaugruppe, in dem der Gehäusekappe ermöglicht ist, sich mit dem Gehäuse in Eingriff oder außer Eingriff zu bringen.
Wie in 6 veranschaulicht ist, paßt der untere Abschnitt 194 der Gehäusekappe 190 in das Gehäuse 12. Die Dichtung 196 ist zwischen der Außenfläche des unteren Abschnitts 194 und der Innenfläche der Wand 27 des Gehäuses 12 angeordnet, um Leckage zwischen der Gehäusekappe 190 und dem Gehäuse 12 zu verhindern. Die Unterfläche des ringförmigen Flansches 198 liegt der oberen Fläche der Wand 27 des Gehäuses 12 an.
Mittels des Außengewindes 32 des Gehäuses 12 ist ein Kragen schraubbefestigt. Der Kragen hat einen inneren Flansch, welcher der oberen Fläche des Flansches 192 der Kappe 190 anliegt, um die Kappe 190 am Gehäuse 12 zu befestigen.
Die maximale Wassertemperatur kann leicht durch Einstellung der Temperatursteuerbaugruppe 400 eingestellt werden, welche einen Orientierungsschaftring 430 einschließt. Der Schaftring 430 besitzt eine mittlere Öffnung 434, die so geformt ist, daß sie einen komplementär geformten Abschnitt 272 des Schafts 270 eng aufnimmt. Die Oberseite des Orientierungsschaftrings 430 weist einen ringförmigen Sitz mit einem am Umfang befindlichen kerbverzahnten Abschnitt 436 auf (21). Ein scheibenförmiger Warmwasseranschlag 420 besitzt einen komplementär geformten ringförmigen, sich axial abwärts erstreckenden kerbverzahnten Abschnitt 422 (19), dessen Kerbzähne sich radial einwärts ausgehend von einem zentralen Ringabschnitt 421 erstrecken. Der Warmwasseranschlag 420 kann bezüglich des kerbverzahnten Abschnitts 436 über eine Anzahl von Drehstellungen einstellbar positioniert und befestigt werden.
Der Schaftring 430 weist eine Anschlagschulter 432 mit einer Seitenfläche 433 auf, welche einer Seitenfläche 411 eines Anschlagflansches 410 am Kopf der Gehäusekappe 190 anliegt, wenn das Ventil geschlossen ist. Der Warmwasseranschlag 420 besitzt eine mittlere Öffnung 423, durch welche hindurch der Abschnitt 272 des Schafts 270 vorsteht. Der Anschlag 420 weist auch eine Anschlagschulter 424 auf, welche zur Anlage gegen eine Seitenfläche 412 des Anschlagflansches 410 ausgebildet ist, und eine radiale äußere Bogenrippe 428, welche zur Anlage gegen die Anschlagschulter 432 ausgebildet ist.
Arbeitsweise des Ventils
Die Kartuschenbaugruppe 50 befindet sich in der geschlossenen Stellung, wenn die Ventilplatte 230 zur Steuerung der Menge und Temperatur so gedreht ist, daß ihre Öffnungen 235 und 240 vollständig ungefluchtet sind mit den Auslaßdurchgangswegen 71 und 70, wie in 7 dargestellt, derart, daß die Dichtelemente 200 oder 200A der unteren Fläche der Platte 230 anliegen und kein Wasser durch die Dichtelemente 200 oder 200A durchfließen kann. In der geschlossenen Stellung liegt die Seitenfläche 433 der Anschlagschulter 432 des Schaftrings 430 der Seitenfläche 411 des Anschlagflansches 410 am Kopf der Gehäusekappe 190 an. Das Ventil kann durch Drehen des Schafts 270 über eine Handhabe (nicht dargestellt) im Gegenuhrzeigersinn in jede Stellung geöffnet werden, bis die Anschlagschulter 424 des Anschlags 420 auf die Seitenfläche 412 des Anschlagflansches 410 auftrifft. Eine derartige Gegenuhrzeigersinndrehung des Schafts 270 bewirkt auch eine Gegenuhrzeigersinndrehung der Schaftbaugruppe 250 und der Platte 230. Eine Gegenuhrzeigersinndrehung der Platte 230 bringt die Öffnungen 235 und 240 in teilweise und später in volle Fluchtung mit den Auslaßdurchgangswegen 71 und 70, wie in 20 dargestellt ist. Die Platte 230 steuert sowohl die Menge als auch die Temperatur des Wassers.
Wie in den 7 und 20 zu sehen ist, sind die Öffnungen 235 und 240 von unterschiedlicher Größe und Form. Die Öffnung 235 steuert den Durchfluß des Warmwassers, während die Öffnung 240 den Durchfluß des Kaltwassers steuert. Wenn sich daher die Öffnung 235 in Deckungslage mit dem Auslaßdurchgangsweg 71 befindet, fließt Warmwasser durch die Platte 230 hindurch in die Mischkammer 300. Wenn sich die Öffnung 240 in Deckungslage mit dem Auslaßdurchgangsweg 70 befindet, fließt Kaltwasser durch die Öffnung 240 und die Platte 230 hindurch in die Mischkammer 300. Wegen der besonderen Formgebung der Öffnungen 235 und 240 bringt eine Drehung der Platte 230 im Gegenuhrzeigersinn die Öffnung 240 in eine teilweise Deckungslage mit dem Ausgangsdurchgangsweg 70 für Kaltwasser, während die Öffnung 235 mit dem Durchgangsweg 71 für Warmwasser noch ungefluchtet ist. Daher erfolgt die Strömung von Kaltwasser zuerst, gefolgt durch die Strömung von Warmwasser in die Mischkammer 300 nach weiterer Gegenuhrzeigersinndrehung der Platte 230. Da anfänglich nur die Öffnung 240 der Platte 230 sich in teilweiser Fluchtung mit dem Durchgangsweg 70 für Kaltwasser befindet, bewegt eine weitere Gegenuhrzeigersinndrehung der Platte 230 die Öffnung 235 in eine teilweise Deckungslage mit dem Auslaßdurchgangsweg 71 für Warmwasser, wodurch die Temperatur des Wassers von kalt zu warm eingestellt wird bei gleichzeitiger Zunahme der Wasserströmungsmenge. Eine weitere Gegenuhrzeigersinndrehung der Platte 230 führt wegen der besonderen Formgebung der Öffnungen 235 und 240 dazu, daß die Öffnung 240 ein geringeres Maß an Überdeckung mit dem Auslaßdurchgangsweg 70 für Kaltwasser aufweist als die Öffnung 235 mit dem Ausgangsdurchgangsweg 71 für Warmwasser, wodurch die Temperatur des Wassers von warm zu heiß eingestellt wird. Eine solche Stellung ist in 20 gezeigt.
Wenn das Ventil geöffnet ist, ist der Wasserdruck in den Einlaßdurchgangswegen 68 und 69 geringer als der Wasserdruck in den Senkbohrungen 23 und 25. Diese Druckdifferenz drückt die Rückschlagventile 80 und 90 auf, wie in 11 dargestellt ist, wodurch die Einströmung von Wasser in die Einlaßdurchgangswege 68 und 69 durch die Öffnungen 63 und 65 ermöglicht wird. Kaltes bzw. warmes Wasser fließt von den Einlaßdurchgangswegen 68 und 69 durch die Einlaßöffnungen 68a und 69a zu den zugeordneten Öffnungen 106 und 110 in der Spule 102 in die Kammer 144. Der Wasserdruck innerhalb der beiden Zufuhrleitungen wirkt auf den Kolben 114 zur Vergleichmäßigung der Durchflußmenge des zu den Auslaßöffnungen 70a und 71a über die Öffnungen 108 und 112 in der Spule 102 fließenden warmen und kalten Wassers. Das Wasser fließt dann durch die Ausgangsdurchgangswege 70 und 71 zu den Bohrungen 78 und 79. Der Ausfluß aus den Bohrungen 78 und 79 und den Auslaßdurchgangswegen 70 und 71 in die Mischkammer 300 wird durch die Stellung der Öffnungen 240 und 235 in der Ventilplatte 230 gesteuert.
Das Wasser wird dann innerhalb der Mischkammer 300 gemischt und tritt durch den ringförmigen Auslaßdurchgangsweg 302, der durch die Außenfläche der Kartuschenbaugruppe 50 und die Innenwandfläche der Gehäusekappe 190 gebildet wird, in den ringförmigen Auslaßdurchgangsweg 304 ein, der durch die Außenfläche der Kartuschenbaugruppe 50 und die Innenfläche der Seitenwand 27 des Gehäuses 12 gebildet ist, und von dem ringförmigen Durchgangsweg 304 zu der Auslaßöffnung 26 in der Bodenwand 21 des Gehäuses 12.
Die maximale Wassertemperatur kann leicht eingestellt werden durch Entfernen des Warmwasseranschlages 420 aus dem Sitz des Schaftrings 430, Drehen und Wiedereinführen des Anschlags 420 in den Sitz. Die Position des Warmwasseranschlags 420 in dem Sitz legt die maximale Warmwassertemperatur fest. Wenn daher der Warmwasseranschlag 420 im Uhrzeigersinn relativ zu dem Schaftring gedreht wird, mit einer folgenden Zunahme des Umfangsabstandes oder Bogens zwischen der Anschlagschulter 424 des Warmwasseranschlags 420 und dem Anschlagflansch 410, wird die maximale Wassertemperatur erhöht, weil der Schaftring 430 und der Schaft 270 um weitere Grade im Gegenuhrzeigersinn gedreht werden können. Falls der Warmwasseranschlag 420 im Gegenuhrzeigersinn relativ zu dem Schaftring 430 gedreht wird, mit einer folgenden Abnahme des Umfangsabstandes oder Bogens zwischen der Anschlag schulter 424 und dem Anschlagflansch 410, wird die maximale Wassertemperatur verringert, weil der Schaftring nicht mehr um so viele Grade im Gegenuhrzeigersinn gedreht werden kann. Je mehr Grade der Schaftring 430 im Gegenuhrzeigersinn gedreht werden kann, desto vollständiger befindet sich die Warmwasseröffnung 235 der Ventilplatte 230 in Überdeckung mit dem Warmwasserauslaßdurchgangsweg 71 und um so wärmer ist die Wassertemperatur.
Die Bogenrippe 428 des Warmwasseranschlags 420 in Verbindung mit der Anschlagschulter 432 des Orientierungsschaftrings 430 bewirkt die Begrenzung der maximalen Warmwassertemperatur. Die Anschlagschulter 432 und die Bogenrippe 228 dienen zur Begrenzung der maximalen Drehposition im Uhrzeigersinn des Warmwasseranschlags 420 in dem Orientierungsschaftring 430 und begrenzen daher den Bogen, um welchen die Anschlagschulter 424 von dem Anschlagflansch 410 beabstandet ist. Dieses wiederum begrenzt den Bogen, über welchen die Anschlagschulter 424 und daher der Anschlag 420 in einer Gegenuhrzeigersinnrichtung gedreht werden kann, bevor die Anschlagschulter 424 auf den Anschlagflansch 410 auftrifft.
Es wird eine Kartuschenbaugruppe für ein Mischventil für Flüssigkeiten offenbart, das ein Gehäuse hat, welches zur Aufnahme der Kartuschenbaugruppe zwischen einer ersten und zweiten Zufuhröffnung und einem Mechanismus zur Einstellung des Flüssigkeits-Mischungsverhältnisses ausgebildet ist. Die Kartuschenbaugruppe hat einen ersten und zweiten Einlaßdurchgangsweg, welche mit der ersten und zweiten Zufuhröffnung des Gehäuses des Mischventils verbindbar sind, einen ersten und zweiten Auslaßdurchgangsweg, die über ein Ventil zum Ausgleichen von Druckschwankungen in den Zufuhröffnungen mit dem ersten und zweiten Einlaßdurchgangsweg kommunizieren, und zwei Gehäuseteile, welche zur Bildung einer Kammer aneinander befestigt sind, in der das Ventil angeordnet ist. Erfindungsgemäß sind die Gehäuseteile mittels Bajonettkupplungen aneinander befestigt. Im Ergebnis wird eine einfach aufgebaute Kartuschenbaugruppe geschaffen, die leicht montiert und auch ohne großen Aufwand repariert bzw. gewartet werden kann.

Claims

Kartuschenbaugruppe (50) für ein Mischventil für Flüssigkeiten, das ein Gehäuse (12) hat, welches zur Aufnahme der Kartuschenbaugruppe (50) zwischen einer ersten und zweiten Zufuhröffnung (22, 24) und einem Mechanismus zur Einstellung des Flüssigkeits-Mischungsverhältnisses ausgebildet ist, mit einem ersten und zweiten Einlaßdurchgangsweg (68, 69), welche mit der ersten und zweiten Zufuhröffnung (22, 24) des Gehäuses (12) des Mischventils verbindbar sind, einem ersten und zweiten Auslaßdurchgangsweg (70, 71), die über ein Ventil (100) zum Ausgleichen von Druckschwankungen in den Zufuhröffnungen (22, 24) mit dem ersten und zweiten Einlaßdurchgangsweg (68, 69) kommunizieren, und zwei Gehäuseteilen (140, 142), welche zur Bildung einer Kammer (144) aneinander befestigt sind, in der das Ventil (100) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseteile (140, 142) mittels Bajonettkupplungen aneinander befestigt sind.
Kartuschenbaugruppe (50) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Gehäuseteil (140, 142) einen Flansch (146) und eine im wesentlichen U-förmige Klammer (148) aufweist, wobei die Klammer (148) des einen Gehäuseteils (140; 142) zur Aufnahme des Flansches (146) des anderen Gehäuseteils (142; 140) ausgebildet ist.
Kartuschenbaugruppe (50) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klammer (148) des einen Gehäuseteils (140; 142) mit dem Flansch (146) des anderen Gehäuseteils (142; 140) durch eine Relativdrehung der Gehäuseteile (140, 142) zueinander in Eingriff bringbar ist.
Kartuschenbaugruppe (50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Ventil (100) zum Ausgleichen von Druckschwankungen um ein Proportionierungsventil vom Spulentyp handelt, mit einem inneren Kolben (114), der verschiebbar in einer Außenspule (102) angebracht ist, welche durch Dichtringe (104a, 104b, 104c, 104d, 104e) abgedichtet in der Kammer (144) angeordnet ist.
Kartuschenbaugruppe (50) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der an der Fügestelle der Gehäuseteile (140, 142) angeordnete Dichtring (104c) eine Querschnittsform aufweist, die ein Ausbreiten des Dichtrings (104c) gestattet, um einen Spalt zwischen den unter Druckbeaufschlagung auseinander gedrückten Gehäuseteilen (140, 142) abzudichten.
Kartuschenbaugruppe (50) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (104c) im unbelasteten Zustand eine äußere flache Wand (400) sowie eine durch zwei Rippen (405, 406) und eine dazwischenliegende Vertiefung (407) gebildete Innenwand aufweist, wobei sich im eingebauten Zustand des Dichtrings (104c) die äußere flache Wand (400) mit den Gehäuseteilen (140, 142) in Kontakt befindet, während die Rippen (405, 406) an der Außenspule (102) des Ventils (100) anliegen.
Kartuschenbaugruppe (50) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (405, 406) konvex ausgebildet sind, während die dazwischenliegende Vertiefung (407) konkav ausgebildet ist.
Kartuschenbaugruppe (50) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß im unbelasteten Zustand des Dichtrings (104c) die Rippen (405, 406) in zwei sich senkrecht zur äußeren flachen Wand (400) erstreckende Seitenwände (403, 404) übergehen, deren Fußbereiche (401, 402) einwärts abgeschrägt sind, um an die äußere flache Wand (400) anzuschließen.
Kartuschenbaugruppe (50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Gehäuseteil (140, 142) einen rohrförmigen Ansatz (52, 53) aufweist, der in eine zugeordnete Senkbohrung (23, 25) des Gehäuses (12) des Mischventils einsetzbar ist, in welche die erste bzw. zweite Zufuhröffnung (22, 24) mündet.
Kartuschenbaugruppe (50) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Ansatz (52, 53) an seiner Außenwandfläche mit einer Ringnut (54, 55) zur Aufnahme eines Dichtrings (56, 57) versehen ist, welcher der Abdichtung zwischen dem rohrförmigen Ansatz (52, 53) und der zugeordneten Senkbohrung (23, 25) dient.
Kartuschenbaugruppe (50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kartuschenbaugruppe (50) mittels einer Bajonettverriegelung an einer den Mechanismus zur Einstellung des Flüssigkeits-Mischungsverhältnisses aufnehmenden Gehäusekappe (190) des Mischventils anbringbar ist.
Kartuschenbaugruppe (50) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseteile (140, 142) einen im wesentlichen rechteckigen Bajonettvorsprung (128) ausbilden, der mit zugeordneten Bajonettverriegelungsleisten (192, 193) an der Gehäusekappe (190) des Mischventils in Eingriff bringbar ist.
Kartuschenbaugruppe (50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseteile (140, 142) im wesentlichen symmetrisch ausgebildet sind.
Kartuschenbaugruppe (50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseteile (140, 142) aus einem Kunststoffmaterial wie Nylon bestehen.