DE4409498B4

DE4409498B4 - Wassermischventil

Info

Publication number: DE4409498B4
Application number: DE19944409498
Authority: DE
Inventors: Werner Gnauert; Frank-Thomas Luig
Original assignee: Grohe Water Technology AG and Co KG
Current assignee: Grohe Water Technology AG and Co KG
Priority date: 1994-03-19
Filing date: 1994-03-19
Publication date: 2005-05-04
Anticipated expiration: 2014-03-20
Also published as: DE4409498A1

Abstract

Wassermischventil mit einem wenigstens je eine Zulauföffnung für das kalte und warme Wasser sowie eine Ablauföffnung für das Mischwasser aufweisenden Gehäuse, in dem ein von einer Temperaturvorwähleinrichtung stellbarer Thermostat mit einem zwischen zwei Ventilsitzen axial verschiebbaren Ventilglied angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (4) für den Kaltwassereinlaß gedichtet axial verschiebbar in dem Gehäuse (1) ausgebildet und mit einer im Querschnitt zum Ventilglied (3) größeren Stirnfläche versehen ist, an dessen dem Ventilglied (3) zugekehrten Stirnseite der Druck des zufließenden Kaltwassers und an dessen vom Ventilglied (3) abgekehrten Stirnseite der Druck des abfließenden Mischwassers zur Wirkung gelangt, wobei der Ventilsitz (4) von einem Federmittel gegen einen gehäusefesten Anschlag (14) gedrückt ist, derart, daß bei zunehmender Druckdifferenz zwischen dem Kaltwasser und dem Mischwasser der Ventilsitz (4) entgegen der Kraft des Federmittels vom Ventilglied (3) entsprechend wegbewegt und der Regelspalt (6) vergrößert wird, während bei abnehmender Druckdifferenz der Regelspalt (6) wieder entsprechend verringert...

Description

Die Erfindung betrifft ein Wassermischventil mit einem wenigstens je eine Zulauföffnung für das kalte und warme Wasser sowie eine Ablauföffnung für das Mischwasser aufweisende Gehäuse, in dem ein von einer Temperaturvorwähleinrichtung stellbarer Thermostat mit einem zwischen zwei Ventilsitzen axial verschiebbaren Ventilglied angeordnet ist.

Ein derartiges Wassermischventil ist aus der Druckschrift EP 0 242 680 B1 bekannt. Diese thermostatgeregelten Mischventile sind in der Regel für eine mittlere Durchflußmenge pro Zeiteinheit ausgelegt. Bei Abweichungen von der mittleren Durchflußmenge wird das Regelverhalten des Mischventils zunehmend ungünstiger. Aus der Druckschrift DE 38 00 305 C1 ist außerdem ein thermostatisches Mischventil bekannt, bei dem das Kalt- und Warmwasserregelventil jeweils ein Mengeneinstellventil vorgeschaltet ist, um unerwünschte Temperaturschwankungen des Mischwassers bei Mengenänderungen und/oder Druckschwankungen zu mindern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Mischventil zu verbessern und insbesondere so auszubilden, daß sowohl bei einer hohen als auch bei einer relativ niedrigen Mischwassermengenleistung ein etwa gleich gutes Regelverhalten erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Ventilsitz für den Kaltwassereinlaß gedichtet axial verschiebbar in dem Gehäuse ausgebildet und mit einer im Querschnitt zum Ventilglied größeren Stirnfläche versehen ist, an dessen dem Ventilglied zugekehrten Stirnseite der Druck des zufließenden Kaltwassers und an dessen vom Ventilglied abgekehrten Stirnseite der Druck des abfließenden Mischwassers zur Wirkung gelangt, wobei der Ventilsitz von einem Federmittel gegen einen gehäusefesten Anschlag gedrückt ist, derart, daß bei zunehmender Druckdifferenz zwischen dem Kaltwasser und dem Mischwasser der Ventilsitz entgegen der Kraft des Federmittels vom Ventilglied entsprechend wegbewegt und der Regelspalt vergrößert wird, während bei abnehmender Druckdifferenz der Regelspalt wieder entsprechend verringert wird.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 10 angegeben.

Mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen wird es ermöglicht, ein Mischventil zu schaffen, das für eine hohe Durchflußmenge pro Zeiteinheit ausgelegt werden kann, welches auch bei geringen Durchflußmengen ein gutes Regelverhalten aufweist. Dadurch, daß der Staudruck im Mischwasserablauf des Mischventils wesentlich von der Durchflußmenge pro Zeiteinheit abhängig ist, kann mit den vorgeschlagenen Maßnahmen der Regelspalt für das Kaltwasser bzw. die Regelspalte für Kalt- und Warmwasser entsprechend der jeweiligen Durchflußmenge pro Zeiteinheit auf hydraulischem Wege günstig für das Regelverhalten verändert werden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorteilhaft der Ventilsitz für den Kaltwassereinlaß so dimensioniert werden, daß die vom Kaltwasser beaufschlagte Fläche etwa 20 bis 30% größer ist als die von der Stirnseite des Ventilglieds erfaßten Fläche.

Zweckmäßig kann der Ventilsitz für den Kaltwassereinlaß mit dem Federmittel so dimensioniert werden, daß eine Ventilsitzverschiebung von der Anschlagposition erst ab einer Druckdifferenz von einem bar zwischen dem Kaltwassereinlaß und dem Mischwasserauslaß erfolgt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Form eines Mischventils in schematischer Weise im Schnitt dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
In einem schematisch als Block dargestellten Gehäuse 1 mit jeweils einem Anschluß für einen Kaltwasserzulauf 11, einen Warmwasserzulauf 12 und einen Mischwasserablauf 13 ist in einer Bohrung 18 ein als Baueinheit ausgebildetes Mischventil eingesetzt. Diese Baueinheit wird im wesentlichen von einer Temperaturvorwähleinrichtung 7 mit einem Kopfstück 71, an dem ein Thermostat 2 mit einem Ventilglied 3 und einem Ventilsitz 4 angeordnet ist, gebildet, wobei das Kopfstück 71 mittels Gewinde 72 gedichtet in der Bohrung 18 befestigbar ist. Im Grund der Bohrung 18 ist außerdem mittels Gewinde ein rohrförmiger Ventilsitz 5 im Gehäuse 1 angeordnet.
Der Kaltwasserzulauf 11 ist mit einer etwa konzentrisch in der Bohrung 18 ausgebildeten Ringkammer 110 verbunden. Der Warmwasserzulauf 12 ist mit einer entsprechend axial versetzten Ringkammer 120 verbunden. Die Bohrung 18 mündet in einer Mischwasserabgangskammer 17, die mit dem Mischwasserablauf 13 verbunden ist. Die Mischwasserabgangskammer 17 ist außerdem über einen Gehäusekanal 16 mit einer im Bereich des Kopfstücks 71 ausgebildeten Druckkammer 15 verbunden. Das zwischen den Ventilsitzen 4 und 5 axial beweglich angeordnete, rohrschieberartig ausgebildete Ventilglied 3 bestimmt somit in Abhängigkeit von seiner Axiallage den Regelspalt 6 für den Kaltwasserdurchtritt und für den Warmwasser durchtritt. Das Ventilglied 3 ist mit dem Thermostaten 2 fest verbunden. Andererseits ist der Thermostat 2 mit einem Rohrstück 21 gedichtet in das Kopfstück 71 axial verschiebbar hineingeführt, wobei eine Rückstellfeder 22 das Ventilglied 3 mit dem Thermostaten 2 in Richtung auf den Ventilsitz 4 strammt. Aus dem Rohrstück 21 ist ein Stößel 23 des Thermostaten 2 herausgeführt und liegt über eine Überlastsicherung 73 an einem Druckstift 74 eines Drehgriffs 75 an. Der Drehgriff 75 kann mittels eines Bewegungsgewindes 76 den Druckstift 74 axial verschieben. In Abhängigkeit von der Drehstellung des Drehgriffs 75 kann somit die axiale Position des Thermostaten 2 mit dem Ventilglied 3 im Gehäuse 1 und damit die Mischwassertemperatur vorbestimmt werden. Durch eine axiale Verschiebung des Ventilglieds 3 ist somit eine gegenläufige Änderung der beiden Regelspalte 6 für den Kaltwasserzulauf und den Warmwasserzulauf ermöglicht. Wird nun von einem Fühlkörper 24 des Thermostaten 2 eine Temperaturänderung festgestellt, so wird entsprechend ein Austreiben bzw. Zurückziehen des Stößels 23 durch die Ausdehnung oder Schrumpfung des im Thermostaten 2 vorgesehenen Dehnstoffs erfolgen, so daß gleichsinnig oder gegensinnig zur Kraft der Rückstellfeder 22 eine entsprechende Axialverschiebung des Ventilglieds 3 erfolgt und die Größe der beiden Regelspalte 6 entsprechend gegenläufig geändert wird, bis die Sollwerttemperatur etwa wieder erreicht ist.
Die in der Zeichnung dargestellte Position der Ventilsitze 4 und 5 zeigt das Mischventil in der Mischposition bei einer geringen Durchflußmenge pro Zeiteinheit. Der Ventilsitz 4 ist hierbei als Kolbenscheibe auf der zylindrischen Mantelfläche des Rohrstücks 21 und in der Bohrung 18 verschiebbar angeordnet. Der scheibenförmig ausgebildete Ventilsitz 4 wird von einer Schraubenfeder 42, die einerseits sich an einer Stirnseite des Kopfstücks 71 und andererseits an der von dem Ventilglied 3 abgekehrten Stirnseite des Ventilsitzes 4 abstützt. Der Ventilsitz 4 ist außerdem mit O-Ringdichtungen 41 gegen eine zylindrische Wandung 151 der Druckkammer 15, die Teil der Bohrung 18 ist, und dem Rohrstück 21 gedichtet. Der Ventilsitz 4 ist dabei gegen einen Anschlag 14 am Gehäuse 1 in der in der Zeichnung dargestellten Position gedrückt.
Wird nun die Durchflußmenge pro Zeiteinheit durch das Mischventil mit einer Erhöhung der Abnahmemenge aus dem Mischwasserablauf 13 vergrößert, so sinkt der Staudruck in der Mischwasserabgangskammer 17. Dieser Druckabfall wird über den Gehäusekanal 16 in die Druckkammer 15 übertragen, wodurch nun der gleichbleibende Kaltwasserzuflußdruck im Bereich der Ringkammer 110 den Ventilsitz 4 entgegen der Kraft der Schraubenfeder 42 vom Ventilglied 3 wegbewegt, so daß nunmehr der Spalt 6 zu dem Ventilsitz 4 für Kaltwasser vergrößert wird. Hierdurch wird der Kaltwasserzufluß vergrößert, so daß die Mischwassertemperatur sich verringern wird. Das Absinken der Mischwassertemperatur wird aber durch den Thermostaten 2 korrigiert, so daß anteilsmäßig beide Regelspalte 6 für das Kaltwasser und Warmwasser vergrößert werden, so daß nunmehr die größere Mischwassermenge bei gutem Regelverhalten abgegeben werden kann. Wird dagegen die Mischwasserentnahmemenge wieder gedrosselt, so erhöht sich der Staudruck in der Mischwasserabgangskammer 17. Der erhöhte Druck wird über den Gehäusekanal 16 wieder in die Druckkammer 15 eingeleitet, so daß nunmehr der erhöhte Druck zusammen mit der Schraubenfeder 42 den Ventilsitz 4 wieder in Richtung auf das Ventilglied 3 zurückbewegt, so daß auch bei einer geringen Entnahmemenge das günstige Regelverhalten beibehalten wird.
In dem Ausführungsbeispiel ist der Außendurchmesser des Ventilsitzes 4 etwa 13% größer als der Außendurchmesser des Ventilglieds 3. Als günstig hat sich erwiesen, wenn der Ventilsitz 4 etwa eine 1,2 bis 1,3-fache Stirnfläche des Ventilglieds 3 aufweist. Die Schraubenfeder 42 und der Außendurchmesser des Ventilsitzes 4 ist hierbei so ausgelegt, daß erst bei einem Differenzdruck von etwa einem bar zwischen dem Kaltwassereinlaß 11 und der Mischwasserabgangskammer 17 eine Axialbewegung des Ventilsitzes von seiner Lage am Anschlag 14 des Gehäuses 1 erfolgt.
Bei dem vorstehenden Ausführungsbeispiel ist der Ventilsitz 4 als gedichtete Scheibe oder Kolbenschieber ausgebildet. Selbstverständlich kann der Ventilsitz 4 auch an einer im Gehäuse 1 eingespannten Membran oder eines Federbalgs etc. angeordnet sein. Anstatt der Schraubenfeder 42 können auch anders ausgebildete Federelemente oder Federbälge eingesetzt sein.

Claims

Wassermischventil mit einem wenigstens je eine Zulauföffnung für das kalte und warme Wasser sowie eine Ablauföffnung für das Mischwasser aufweisenden Gehäuse, in dem ein von einer Temperaturvorwähleinrichtung stellbarer Thermostat mit einem zwischen zwei Ventilsitzen axial verschiebbaren Ventilglied angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (4) für den Kaltwassereinlaß gedichtet axial verschiebbar in dem Gehäuse (1) ausgebildet und mit einer im Querschnitt zum Ventilglied (3) größeren Stirnfläche versehen ist, an dessen dem Ventilglied (3) zugekehrten Stirnseite der Druck des zufließenden Kaltwassers und an dessen vom Ventilglied (3) abgekehrten Stirnseite der Druck des abfließenden Mischwassers zur Wirkung gelangt, wobei der Ventilsitz (4) von einem Federmittel gegen einen gehäusefesten Anschlag (14) gedrückt ist, derart, daß bei zunehmender Druckdifferenz zwischen dem Kaltwasser und dem Mischwasser der Ventilsitz (4) entgegen der Kraft des Federmittels vom Ventilglied (3) entsprechend wegbewegt und der Regelspalt (6) vergrößert wird, während bei abnehmender Druckdifferenz der Regelspalt (6) wieder entsprechend verringert wird.
Wassermischventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (4) eine etwa 1,2 bis 1,3-fache Stirnfläche des Ventilgliedes (3) aufweist.
Wassermischventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (4) einen etwa 10 bis 15% größeren Durchmesser als das Ventilglied (3) hat.
Wassermischventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Federmittel so dimensioniert ist, daß eine Verschiebung des Ventilsitzes (4) ab einer Druckdifferenz von einem bar erfolgt.
Wassermischventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (4) als Kolbenscheibe mit O-Ringdichtungen (41) ausgebildet ist.
Wassermischventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (4) an einer im Gehäuse (1) eingespannten Membran oder Federbalg angeordnet ist.
Wassermischventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Federmittel eine Schraubenfeder (42) vorgesehen ist.
Wassermischventil nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaltwasserzuführung an der der Temperaturvorwähleinrichtung (7) zugekehrten Seite des Ventilglieds (3) erfolgt und der Ventilsitz (4) mit einer Bohrung auf einer zylindrischen Mantelfläche (21) des Thermostaten (2) sowie an einer zylindrischen Wandung (151) einer Druckkammer (15) im Gehäuse (1) gedichtet geführt ist, wobei die Druckkammer (15) über einen Gehäusekanal (16) mit einer Mischwasserabgangskammer (17) verbunden ist.
Wassermischventil nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenfeder (42) oder das Federmittel in der Druckkammer (15) angeordnet ist und sich einerseits an der Stirnwand des Ventilsitzes (4) und andererseits an der Stirnseite eines die Druckkammer (15) im Gehäuse (1) schließenden Kopfstücks (71) der Temperaturvorwähleinrichtung (7) abstützt.
Wassermischventil nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (4) zusammen mit dem Kopfstück (71) der Temperaturvorwähleinrichtung (7), dem Thermostaten (2), dem Ventilglied (3) eine in eine Bohrung (18) des Gehäuses (1) einsetzbare Baueinheit bildet.