DE4421838A1 - Einhebel-Mischarmatur zur Steuerung der Abgabemenge und des Mischverhältnisses von warmem und kaltem Wasser - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einhebel- Mischarmatur zur Steuerung der Abgabemenge und des Mischver­ hältnisses von warmem und kaltem Wasser nach Art der EP -A1- 0 096 005.

Derartige Mischarmaturen haben sich in der Praxis grundsätz­ lich bewährt und gewährleisten eine lineare Einstellung der Temperatur, in Abhängigkeit des Drehwinkels am Handgriff, bei konstanter Durchflußmenge. Ebenso bewirkt eine Veränderung des Kippwinkels, bei konstanter Temperatur, einen linearen Verlauf der Durchflußmenge, wobei insbesondere für Dusch­ zwecke ein hoher Komfort, mit einfachen und betriebssicheren Stellorganen, erzielt wird.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß zu bestimmten Tageszeiten, vor allem morgens, durch eine mögliche rasche Betätigung des Kipphebels und der dadurch bewirkten impulsartigen Zu- oder Abschaltung des Warm- und Kaltwassers, Schläge in den Lei­ tungsnetzen entstehen. Dieses "Schlagschließen" ist uner­ wünscht, da sich dadurch insbesondere bei Mehrfamilienhäu­ sern, aber auch in ganzen Wohnquartieren, impulsartige Druck­ schwankungen im ganzen Netz einstellen und sich oft in ihren Amplituden überlagern. Einerseits resultieren dadurch in den Rohrleitungssystemen bzw. an deren Befestigungsstellen stö­ rende akustische Emissionen, andererseits beinhalten sie die Gefahr des Berstens von hochbeanspruchten Leitungen und von Dichtungselementen. Zudem können Gebäudeschäden entstehen durch wiederkehrende gleiche mechanische Stöße an den glei­ chen Bauteilen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Einhebel- Mischarma­ tur zu schaffen, welche keine nachteiligen Auswirkungen auf das Leitungsnetz erzeugen kann und zudem die Vorteile des Stands der Technik (EP -A1- 0 96 005) aufweist; nämlich bei optimalen Bewegungsübertragungen Änderungen der Mischtempera­ tur des Wassers ohne Änderung der Durchflußmenge und Ände­ rungen der Durchflußmenge ohne unerwünschte Veränderungen der Mischtemperatur zu gewährleisten.

Diese Aufgabe wird durch eine Kombination der Merkmale nach Anspruch 1 gelöst.

Die Umsetzung der Drehbewegung über eine Umwandlungsvorrich­ tung und einen Kipphebel in eine lineare Bewegung ergibt einen präzisen mechanischen Gleichlauf des Steuerkörpers mit seinen beiden Durchlässen und damit der Durchflußmenge des warmen und des kalten Wassers. Die Umwandlungsvorrichtung ist zweckmäßiger als Gewindespindel oder Ritzel mit Zahnstange oder durch einen Exzenterbolzen gebildet. Die leicht kon­ struktiv und in weiten Grenzen bestimmbaren optimalen Kopp­ lungsverhältnisse verhindern auch bei einer raschen manuellen Drehbewegung des Handriffs impulsartige Durchflußänderungen; die Einstellung erfolgt völlig ruckfrei. Zusätzlich stellt sich ein Spareffekt ein, da die Wassermenge problemlos bis zur gewünschten Einstellung asymptotisch reguliert werden kann.

In abhängigen weiteren Ansprüchen sind vorteilhafte Ausge­ staltungen des Erfindungsgegenstandes charakterisiert.

In bezug auf eine Feineinstellung der Wassermenge wirkt sich das in Anspruch 2 erwähnte große Übersetzungsverhältnis zwi­ schen der Gewindespindel und dem Steuerkörper bei diesem Aus­ führungsbeispiel sehr vorteilhaft aus.

Konstruktiv einfach und sehr betriebssicher ist die Ausge­ staltung nach Anspruch 3.

Die Verbindung zwischen der Gewindespindel und einem Füh­ rungskörper mit mehreren Gleitflächen wirkt nach Anspruch 4 als Drehsicherung und gewährleistet eine spiel freie Bewegung des Steuerkörpers.

Die Ausgestaltung nach Anspruch 5 stellt eine sehr zweckmäßige Abdichtung des wasserführenden Gehäuses zum Gehäuse­ oberteil 23 dar und ist nur einer geringen Abnutzung unter­ worfen.

Der Anspruch 6 zeigt eine einfache Möglichkeit, den Kipphebel mit dem Mitnehmerkörper beweglich zu verbinden.

Die Ausbildung des Kipphebels mit einem Mitnehmerzapfen nach Anspruch 7 erlaubt Fertigungstoleranzen auszugleichen, ohne daß die Einstellgenauigkeit des Steuerkörpers darunter lei­ det.

Die Verwendung von zwei oder mehreren Halteschrauben, An­ spruch 8, gewährleistet einen sehr einfachen Ausbau der Mischarmatur im Falle ihrer Reinigung bzw. des Ersatzes der Steuerkörper und Steuerplatte.

Anspruch 9 führt eine sehr praktische Ausgestaltung der Hub­ einstellung der Gewindespindel und damit der Begrenzung der Wassermenge auf.

Die Ausbildung des drehbaren Handgriffs mit der in Anspruch 10 erwähnten zeigeförmigen Rippe ermöglicht ein reproduzier­ bares Einstellen der Wassermenge. Zum Einstellen der Wasser- Mischtemperatur kann ein notorisch bekannter Schwenkhebel dienen.

Nachfolgend sind drei besonders vorteilhafte Ausführungsbei­ spiele des Erfindungsgegenstandes anhand von Zeichnungen in ihren Einzelheiten dargestellt. Gleiche Teile sind in allen Figuren mit denselben Bezugsziffern versehen.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung durch eine Einhebel-Misch­ armatur, dargestellt mit geöffneten Durchgängen für Warm- und Kaltwasser, mit einer Gewindespindel,

Fig. 2 Einzelheiten der Armatur Fig. 1 im Bereich ihrer Gewindespindel,

Fig. 3 die Darstellung der Fig. 2, jedoch in gesperrtem Zustand,

Fig. 4 einen Längsschnitt in der Kippebene des Kipphebels durch eine Ausführungsform mit einem Ritzel und ei­ ner Zahnstange,

Fig. 5 einen Längsschnitt durch die Ausführungsform gemäß Fig. 4, jedoch senkrecht zu der Kippebene des Kipp­ hebels, und

Fig. 6 eine dritte beispielsweise Ausführungsform der Er­ findung, bei der der Hauptteil der Umwandlungsvor­ richtung ein Exzenterbolzen bildet.

In Fig. 1 ist mit 1 eine an sich bekannte Halteplatte mit Durchlässen 1′ und zugehörigen Gummidichtungen 2 dargestellt. Darüber befindet sich dicht anliegend eine feststehende Steu­ erplatte 3, auf welcher sich ihrerseits ein ebenfalls an sich bekannter beweglicher Steuerkörper 4 mit einer O-Ring-Dich­ tung 5 befindet.

Das Ganze ist in einem Gehäuse 6 mit einem peripheren O-Ring 7 eingelassen und wird in ein hier nicht näher dargestelltes Armaturenteil 100 mit seinen Einlaufschenkeln für Warm- und Kaltwasser, Z1 und Z2, eingesetzt und angeschlossen. Ein Aus­ gang A dient als Ausfluß für das gemischte Wasser.

Über dem oberen flanschartig ausgebildeten Teil des Gehäuses 6 befindet sich eine sogenannte Anpreßmutter 8, auf welcher ein erster Farbring (Markierung) 9 aufliegt und in welche An­ preßmutter 8 Halteschrauben 10 eingreifen. Ebenfalls ist eine Gleitscheibe 18 zwischen der Anpreßmutter 8 und einem Gehäuse-Oberteil 23 eingelegt.

Im Steuerkörper 4 endet ein siebartiger Geräuschdämpfer 11 - ein Strömungs-/Beruhigungsgitter -, welches in einem topfför­ migen Mitnehmer 12 befestigt ist, in dessen kragenartiges Endteil 12a der Mitnehmerzapfen 22a eines Kipphebels 22 greift, der in seinem kugelförmigen Mittelteil 22b, durch einen O-Ring 15 gedichtet, auf einer Welle 16 in einer Füh­ rungsbuchse 20 schwenkbar gelagert ist.

Zwischen der Führungsbuchse 20 und ihrer flanschartigen Auf­ lage im Gehäuse 6 befindet sich stirnseitig ein Gleitring 13; peripher ist ein dichtender O-Ring 14 in der Buchse 20 einge­ lassen.

Analog zur gegenüberliegenden Seite befindet sich ein zweiter Farbring 17 (rot = Heißwasserstellung), der ebenfalls durch eine weitere Halteschraube 10 fixiert ist.

Zusätzlich befindet sich zwischen der Führungsbuchse 20 und dem Gehäuse-Oberteil 23 ein mit einer Verzahnung versehener Anschlagring 19 zur genauen Positionierung der Buchse 20.

Das aus dieser Führungsbuchse 20 herausragende Schaftteil 22c des Kipphebels 22 weist eine Ausnehmung 22d mit einem darin gelagerten Mitnehmerkörper 21 auf, der seinerseits in der Nase 24a einer Spindel 24 mit einem Gewinde 24c orthogonal fixiert ist.

Das Gewinde 24c, ein Trapezgewinde, geht einstückig über in einen Führungskörper 24b mit sechs Gleitflächen 24′ und ist im länglichen Teil des Gehäuse-Oberteils 23 auf korrespondierenden Gleitflächen 23′ geführt und zentriert.

Im Innern der Spindel 24 ist zudem eine Gewindebuchse 25 ein­ gesetzt und durch eine Anschlagbuchse 27 gehalten, vgl. Fig. 2 und 3.

Durch eine am Ende des Gehäuse-Oberteils 23 eingeschraubte weitere Führungsbuchse 28 ist ein Übertragungsstück 30 mit einem Innen-Trapezgewinde 30′ drehbar gelagert und durch einen Sicherungsring 29 mit Gleitscheibe 26 axial geführt.

Ein Handgriff 33 mit einer zeigerförmigen Rippe 34 ist in be­ kannter Weise form- und kraftschlüssig auf das Übertragungs­ stück 30 aufgesetzt.

Der Erfindungsgegenstand ermöglicht eine feine und ruckfreie Einstellung der Ausflußmenge des Mediums; ein Kleben bzw. Anhaften des aus Keramik bestehenden Steuerkörper 4 kann durch den Spindeltrieb nicht entstehen.

Es lassen sich handelsübliche Mischeinsätze verwenden; durch einfaches Lösen der Halteschrauben 10 können diese problemlos ausgewechselt werden; der Kipphebel 22 mit seiner Ausnehmung 22d läßt sich leicht wieder funktionsgerecht mit der Spindel 24 verbinden.

Durch Drehen des Handgriffs 33 wird das Übertragungsstück 30 mitgedreht und die Spindel 24 über das Gewinde 24c im Ge­ häuse-Oberteil 23 axial verschoben. Die Spindel 24 ist durch den polygonalen Führungskörper 24b gegen Verdrehen gesichert.

Diese axiale Bewegung wird über den Mitnehmerkörper 21, der in die Ausnehmung 22d des Kipphebels 22 eingreift, in eine Drehbewegung umgesetzt. Der am kugelförmigen Mittelteil 22b angeordnete Mitnehmerzapfen 22a bewegt dabei den Mitnehmer 12 mit seinem Steuerkörper 4 über die Durchlässe 1′, so daß die Durchflußmenge des Wassers (kalt und warm) in bekannter Weise eingestellt wird.

Das Mischverhältnis zwischen Kalt- und Warmwasser wird durch Verschwenken des Gehäuse-Oberteils 23 mit der darin raumfest angeordneten Welle 16 bewirkt. Wiederum bewegt der Mitnehmer­ zapfen 22a den Mitnehmer 12 mit dem zugehörigen Steuerkörper 4, diesmal aber auf einer Kreisbahn über die Durchlässe 1′.

Auf einfache Weise läßt sich die maximale Durchflußmenge der Mischarmatur vorbestimmen:

Eine zentrale Hubbegrenzung mit Verstellschraube 32 welche ein Gewinde 32′ aufweist und eine Gleitscheibe 31, Fig. 2 und 3, begrenzt den Hub H der Spindel 24 und damit den Weg des Steuerkörpers 4 über den Durchlässen 1′.

Durch Verstellen der mit einem Innensechskant versehenen Ver­ stellschraube 32 wird die Gewindebuchse 25 und damit der mög­ liche Weg der Spindel 24 verlängert oder verkürzt.

Fig. 2 zeigt die Verstellschraube 32 bei geöffneten Durchläs­ sen 1′; Fig. 3 im gesperrten Zustand. Eingezeichnet ist der maximal mögliche Hub H zwischen den beiden Figuren.

Die Begrenzung der Mischtemperatur erfolgt in an sich bekann­ ter Weise durch ein Umstecken des Anschlagrings 19 an der Führungsbuchse 20, Fig. 1.

Fig. 4 und 5 zeigen eine zweite beispielsweise Realisation der Erfindung. In diesem Fall ist die Umwandlungsvorrichtung U zur Umwandlung der Drehbewegung des drehbaren Handgriffs 33 in die lineare Bewegung des Steuerkörpers 4 mittels eines axial angeordneten Ritzels 35 und einer Zahnstange 36 gebil­ det. Das Ritzel 35 ist axial in der inneren Fläche des dreh­ baren Handgriffs 33 befestigt und greift in eine Zahnstange 36 ein, die in einem wannenartigen Träger 40 gelagert ist.

Dieser Träger 40 mit der Zahnstange 36 gleitet horizontal in der Kippebene des Kipphebels 22 und bewegt somit die gabelar­ tige Verlängerung 41 des Trägers 40, die über den Mitnehmer­ körper 21 den Kipphebel 22 beeinflußt. Der wannenartige Trä­ ger 40 ist mit Gleitschienen 42 geführt. Im oberen Teil des drehbaren Handgriffs 33 ist ein Zentrierring 37 eingesetzt und mit einer Abstützung 39 fixiert. Die Umwandlungsvorrich­ tung U erfüllt die Funktion der im ersten Beispiel in Fig. 1 gezeigten Gewindespindel 24. Übrige Teile mit ihren Bezugs­ ziffern und Funktionen wurden schon bei der Beschreibung des ersten Beispiels gemäß Fig. 1, 2 und 3 erläutert. Dies be­ trifft auch die Konstruktion und Funktion des unteren Teiles der Einhebel-Mischarmatur. Dieser Teil gehört zum Stand der Technik und ist nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Aus diesem Grund und wegen der Übersichtlichkeit ist der un­ tere Teil der Einhebel-Mischarmatur zwar in Fig. 1 voll dar­ gestellt, jedoch in weiteren Figuren nur teilweise ange­ deutet.

Die Umwandlungsvorrichtung U gemäß Fig. 4 und 5 bewegt den Kipphebel 22 in seiner Kippebene und sein Mitnehmerzapfen 22a steuert den Mitnehmer 12. Weil der obere und der untere Teil der Einhebel-Mischarmatur koaxial sind, kann der obere Teil, der nicht wie im Beispiel gemäß Fig. 1 schräg angeordnet ist, als Hebel zur Einstellung der Mischtemperatur nicht die­ nen. Für diese Funktion ist ein Schwenkhebel 44 vorgesehen, der mit dem Gehäuse-Oberteil 23 verbunden ist und somit die Einstellung des Verhältnisses Kaltwasser/Warmwasser ermög­ licht. Die Lage des Schwenkhebels 44 zeigt die eingestellte Mischtemperatur des Wassers.

In Fig. 5, die einen Schnitt im rechten Winkel zum Schnitt in Fig. 4 darstellt, sind zusätzlich zu den schon beschriebenen Teilen noch Schrauben 38 gezeigt, die den Zentrierring 37 mit dem Gehäuse-Oberteil 23 verbinden.

Fig. 6 veranschaulicht eine dritte Ausgestaltung gemäß der Erfindung. Im drehbaren Handgriff 33, der innen einen Klemm­ ring 45 und einen Gleitring 46 enthält, ist in einer vorbe­ stimmten Entfernung von der Achse ein Exzenterbolzen 43 befe­ stigt, der mit einem Mitnehmerkörper 21 nach unten endet und in die Ausnehmung 22d im Schaftteil 22c des Kipphebels 22 eingreift. Während der Drehung des drehbaren Handgriffs 33 gleitet der Mitnehmerkörper 21 in der nutenartigen Ausnehmung 22d senkrecht zur Kippebene des Kipphebels 22 und gleichzei­ tig um die Achse der Einhebel-Mischarmatur. Der Druck an die Wände der nutartigen Ausnehmung 22d bewirkt die notwendige Kippbewegung des Kipphebels 22. Die weiteren Funktionen ent­ sprechen den bereits bei Fig. 1 bis 5 beschriebenen.

Es ist selbstverständlich, daß der Erfindungsgegenstand auf die dargestellten Beispiele nicht beschränkt ist. Auch andere Umwandlungsvorrichtungen U können innerhalb des drehbaren Handgriffs 33 angesetzt werden. In der oberen inneren Fläche des drehbaren Handgriffs 33 kann eine spiralförmige Nut her­ gestellt werden, in die der Mitnehmerkörper 21 des Kipphebels 22 direkt eingreift, wobei er frei in einer nutartigen Aus­ nehmung des Kipphebels 22 senkrecht zu seiner Kippebene glei­ tet und auf den Kipphebel die Komponente des Druckes in der Kipprichtung überträgt.

Bezugszeichenliste

 1 Halteplatte
 1′ Durchlässe
 2 Gummidichtung
 3 Feststehende Steuerplatte
 4 Steuerkörper
 5 O-Ring
 6 Gehäuse
 7 O-Ring
 8 Anpreßmutter
 9 Farbring (blau)
10 Halteschraube
11 Geräuschdämpfer (siebartig)
12 Mitnehmer
12a Endteil von 12
13 Gleitring
14 O-Ring
15 O-Ring
16 Welle
17 Farbring (rot)
18 Gleitscheibe
19 Anschlagring
20 Führungsbuchse
21 Mitnehmerkörper
22 Kipphebel
22a Mitnehmerzapfen von 22
22b Mittelteil (kugelförmig)
22c Schaftteil
22d Ausnehmung in 22c
23 Gehäuse-Oberteil
23′ Gleitflächen
24 Gewindespindel
24′ Gleitfläche
24a Nase von 24
24b Polygonaler Führungskörper von 24
24c Gewinde (Trapezgewinde)
25 Gewindebuchse
26 Gleitscheibe
27 Anschlagbuchse
28 Führungsbuchse
29 Sicherungsring
30 Übertragungsstück mit 30′
30′ Innen-Trapezgewinde
31 Gleitscheibe
32 Verstellschraube
32′ Gewinde
33 drehbarer Handgriff
34 zeigerförmige Rippe
35 Ritzel
36 Zahnstange
37 Zentrierring
38 Schrauben des Zentrierrings 37
39 Abstützung
40 wannenartiger Träger der Zahnstange 36
41 gabelartige Verlängerung des Trägers 40
42 Gleitschienen für den Träger 40
43 Exzenterbolzen
44 Schwenkhebel
45 Klemmring
46 Gleitring
100 Armaturenteil (wasserführend)
A Ausgang (Ausfluß)
H Hub
U Umwandlungsvorrichtung
Z1 Warmwasserzuleitung
Z2 Kaltwasserzuleitung

Claims (10)

1. Einhebel-Mischarmatur zur Steuerung der Abgabemenge und des Mischverhältnisses von warmem und kaltem Wasser mit einer feststehenden Steuerplatte (3), welche zwei, je mit der Warmwasser- (Z1) und der Kaltwasserzuleitung (Z2) in Verbindung stehende Durchlässe (1′) aufweist und auf welcher ein relativ zu dieser beweglicher Steuerkör­ per (4) mit weiteren Durchlässen angeordnet ist, welcher durch einen um eine Welle (16) kippbaren Kipphebel (22) und eine am Kipphebel (22) vorgesehene Ausnehmung (22d), in welche Ausnehmung ein Mitnehmerkörper (21) greift, der durch eine über einen Handgriff (33) betätigte Um­ wandlungsvorrichtung (U) in der Rotationsachse des Steu­ erkörpers (4) schwenkbar ist, wobei die Vorrichtung (U) zur Umwandlung des Drehwinkels am Handgriff (33) in eine lineare Bewegung des Steuerkörpers (4), wie eine Gewin­ despindel (24) oder ein Ritzel (35) und eine Zahnstange (36) oder ein Exzenterbolzen (43) die Durchflußmenge des Wassers begrenzt und wobei der Schwenkwinkel des Handgriffs (33) um die Rotationsachse des Steuerkörpers (4) diesen über die Durchlässe der Warmwasser- und der Kaltwasserzuleitung (Z1, Z2) verschwenkt und damit das Mischverhältnis einstellt.

2. Einhebel-Mischarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Übersetzungsverhältnis zwischen der Drehbewegung am Handgriff (33) und der linearen Bewegung des Steuerkörpers (4) zur Durchflußmengeneinstellung ein bis vier Umdrehungen pro Hub (H) beträgt.

3. Einhebel-Mischarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Gewindespindel (24) ein Trapezgewinde (24c) und ein Übertragungsstück (30) mit einem Innen- Trapezgewinde (30′) linear bewegt.

4. Einhebel-Mischarmatur nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Gewindespindel (24) mit einem mehr­ kantigen Führungskörper (24b) in Wirkverbindung ist, welcher auf seinen Gleitflächen (24′) auf weiteren Gleitflächen (23′) im Gehäuse-Oberteil (23) linear be­ weglich und drehgesichert ist.

5. Einhebel-Mischarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kipphebel (22) ein kugelförmiges Mit­ telteil (22b) aufweist, welches dichtend auf einem O-Ring (15) aufliegt.

6. Einhebel-Mischarmatur nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kipphebel (22) ein Schaftteil (22c) aufweist, in welches in eine schlitzartige Ausnehmung (22d) der Mitnehmerkörper (21) eingreift.

7. Einhebel-Mischarmatur nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß am kugelförmigen Mittelteil (22b) ein Mitnehmerzapfen (22a) angeordnet ist, welcher in das Mittelteil eines topfförmigen Mitnehmers (12) eingreift.

8. Einhebel-Mischarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwei oder mehrere Halteschrauben (10) vorgesehen sind, welche in eine im Gehäuse (100) der Mischarmatur eingelassene Anpressmutter (8) eingreifen.

9. Einhebel-Mischarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in der Gewindespindel (24) eine Gewinde­ buchse (25) vorgesehen ist, welche über eine Verstell­ schraube (32) den Hub (H) der Spindel (24) gegenüber dem Übertragungsstück (30) begrenzt.

10. Einhebel-Mischarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß am Handgriff (33) eine zeigerförmige Rippe (34) und/oder am Gehäuse-Oberteil (23) ein Schwenkhebel (47) angeordnet ist.