CH643928A5 - Thermostatic valve, in particular for the sanitary sector - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Thermostatventil, insbesondere für den Sanitärbereich, mit einem Gehäuse, in dem sich ein Kaltwassereinlauf, ein Warmwassereinlauf und ein Mischwasserauslauf befinden, mit einem temperaturempfindlichen 5 Regelelement; mit einem vom Regelelement axial verschiebbaren Regelkolben, der auf jeweils einer Seite den Regelspalt für Kalt- bzw. Warmwasser begrenzt; mit einer Dichtung, welche den Regelkolben gegen das Gehäuse abdichtet.

Bei bekannten Thermostatventilen dieser Art besteht die io Dichtung zwischen dem Regelkolben und dem Gehäuse aus einem O-Ring. Zwischen dem O-Ring und dem Regelkolben bzw. dem Gehäuse findet bei der axialen Regelbewegung des Regelkolbens eine Relativverschiebung statt. Die damit verbundenen Reibungskräfte führen zu einem Verschleiss der O-Ringdichtung, die nach einer gewissen Betriebsdauer ausgetauscht werden muss. Ausserdem werden bei dieser Konstruktion die zur Bewegung des Regelkolbens erforderlichen Stellkräfte erhöht.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Thermo 2o statventil der eingangs genannten Art so auszubilden, dass der Verschleiss der zwischen Regelkolben und Gehäuse wirkenden Dichtung weitgehend herabgesetzt und die auf den Regelkolben aufzubringende Stellkraft vermindert ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, 25 dass die Dichtung eine ringförmige, elastische Membran ist, die am Innenumfang am Regelkolben und am Aussenumfang am Gehäuse befestigt ist.

Auf diese Weise findet zwischen Dichtung und Regelkolben ebenso wenig wie zwischen Dichtung und Gehäuse eine 30 Relativbewegung statt. Reibungskräfte und hierdurch bedingte Kraftverluste sowie Verschleiss treten nicht ein.

Ein weiterer Vorteil der beschriebenen Bauweise ergibt sich dann, wenn das Thermostatventil gleichzeitig mit einer Mengenregulierung ausgestattet ist. Eine solche Mengenregu-35 lierung findet üblicherweise dadurch statt, dass die Summe der Breiten der Regelspalte für Kalt- und Warmwasser verändert wird, indem eine Ventilsitzfläche axial verstellt wird. Bei den bekannten Thermostatventilen, die mit einer solchen Mengenregulierung ausgestattet sind, bestehen die zusam-40 menwirkenden Ventilsitzflächen aus Metall. Auf diese Weise ergibt sich in der vollkommenen Schliessstellung nur eine unzulängliche Dichtung. Wird, wie erfindungsgemäss vorgesehen, eine elastische Membran als Dichtung zwischen Regelkolben und Gehäuse verwendet, so kann diese gleichzeitig als 45 eine Ventilsitzfläche eingesetzt werden. Beim Auftreffen auf die zugehörige Gegen-Ventilsitzfläche wird der entsprechende Regelspalt vollständig wasserdicht abgeschlossen.

Zweckmässigerweise besteht die genannte Membran aus Gummi. Sie kann am Innenumfang mit einem hohlzylindri-50 sehen Schraubteil am Regelkolben verklemmt sein. Vorteilhafterweise ist die Membran ausserdem am Aussenumfang mittels eines hohlzylindrischen Teils gegen eine Schulter des Gehäuses verklemmt.

Es ist von besonderem Vorteil, wenn die Membran mit ei-55 nem freien Rand eines gehäusefesten Teils den Regelspalt für Kalt- oder Warmwasser bildet. Das gehäusefeste Teil kann ein in das Gehäuse eingeschraubter, becherförmiger Einsatz sein.

60 Handelt es sich um ein Thermostatventil, bei dem die Menge des ausfliessenden Mischwassers durch axiales Verstellen einer Ventilsitzfläche veränderbar it, so kann diese verstellbare Ventilsitzfläche von einer weiteren ringförmigen Membran gebildet werden, die am Aussenumfang am Ge-65 häuse befestigt ist und am Innenumfang axial ausbiegbar ist. Im auszubiegenden Bereich der Membran wird dann zweckmässigerweise ein Druckring angeordnet, der von ausserhalb des Gehäuses axial bewegbar ist.

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Eine Möglichkeit hierzu besteht darin, dass der Druckring Durchtrittsöffnung 33 mit einem Ringraum 34, der von oben von einer Mehrzahl über den Umfang verteilter Druckstifte her in den sonst im wesentlichen zylindrischen Körper des Rebeaufschlagt ist, die axial verschiebbar und abgedichtet aus gelkolbens 31 eingebracht ist. Auf diese Weise entsteht am dem Gehäuse herausgeführt sind. Die Druckstifte können in Regelkolben 31 ein freier Rand 35, der mit der Membran 19 einem Teil enden, das axial verschiebbar auf dem Hals eines s in noch zu beschreibender Weise als Warmwassersitz zusam-gehäusefesten Teils angeordnet ist. Dabei ist vorteilhafter- menwirkt.

weise das gehäusefeste Teil ein in das Gehäuse eingeschraub- Die Betätigungsspindel 29 des Dehnstoffelements 15 er-ter Einsatz. In diesem Falle lässt sich die zweite Membran mit streckt sich koaxial durch das Schraubteil 30, den becherför-

dem Einsatz gegen eine Schulter des Gehäuses klemmen. migen Innenraum 32 des Regelkolbens 31 und durch eine

Das auf dem Hals des gehäusefesten Teiles axial ver- io Axialbohrung 36 in die Zylinderbohrung 37 eines Halses 38 schiebbare Teil wird vorteilhafterweise mit einer spiraligen des Regelkolbens 31. Die Betätigungsspindel 29 weist beim Kugellauffläche versehen, auf der Lagerkugeln abrollen kön- Eintritt in die Zylinderbohrung 37 des Halses 38 eine Stufe nen, wobei eine ebenfalls spiralige Gegenlauffläche an einem auf, an der ein erster Federteller 39 anliegt. An diesem Feder-Handdrehgriff ausgebildet ist, der verdrehbar aber nicht axial teller 39 stützt sich eine Sicherheits-Spiralfeder 40 ab, die geverschiebbar über dem Teil mit der Kugellauffläche ange- is gen einen zweiten, im Hals 38 eingebördelten Federteller 41 bracht ist. Diese Bauweise stellt sicher, dass bei der Mengen- verspannt ist. Die Sicherheitsfeder 40 ist verhältnismässig regulierung nur ein sehr geringer Kraftaufwand erforderlich steif, so dass sich unter normalen Bedingungen die Bewegung ist. der Betätigungsspindel 29 auf den Regelkolben 31 überträgt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend Ist jedoch die Bewegung des Regelkolbens 31 in axialer Rich-anhand der Zeichnung näher erläutert; die einzige Figur zeigt 20 tung aus irgend einem Grunde blockiert, so nimmt die Sicherein Thermostatventil im Schnitt. heitsfeder 40 die Bewegung der Betätigungsspindel 29 auf.

Das dargestellte Thermostatventil besitzt ein Gehäuse 1, Auf diese Weise wird die Beschädigung von Teilen des Ther-

das eine Einlassöffnung 2 für Warmwasser, eine Einlassöff- mostatventils bei blockiertem Regelkolben 31 verhindert,

nung 3 für Kaltwasser und eine Auslassöffnung 4 für Misch- An einer Stufe des Halses 38 des Regelkolbens 31 liegt ein wasser aufweist. In das Gehäuse 1 ist in der Zeichnung von 25 Federteller 42 an. Zwischen diesem und der oberen, inneren unten her ein Einsatz 5 eingeschraubt, der das Gehäuse 1 nach Stirnseite des weiteren Einsatzes 17 ist eine Spiralfeder 43 ver-

unten verschliesst. Er erstreckt sich becherförmig in das Ge- spannt, die schwächer als die Sicherheitsfeder 40 ist. Sie hält häuseinnere und besitzt dort einen freien Rand 6. In der Nähe den Kraftverschluss zwischen der Betätigungsspindel 29 und der Kaltwasser-Einlassöffnung 3 besitzt der Einsatz 5 einen dem Regelkolben 31 aufrecht.

Bereich kleineren Durchmessers, wodurch sich zwischen ihm 30 Über der Membran 19 liegt ein Druckring 44, an dem sich und dem Gehäuse 1 ein Ringraum 7 ergibt. In entsprechender mehrere über den Umfang verteilte Druckstifte 45 abstützen.

Weise ist der Durchmesser des Einsatzes 5 im Bereich der Nur einer dieser Druckstifte 45 ist in der Zeichnung erkenn-

Mischwasser-Auslassöffnung 4 verringert, so dass hier zwi- bar. Er ist - wie die anderen - abgedichtet durch den weiteren sehen Einsatz 5 und Gehäuse 1 ein Ringraum 8 verbleibt. Der Einsatz 17 hindurchgeführt und endet in einem ringförmigen

Ringraum 8 steht über Durchtrittsöffnungen 9 mit dem Inne- 35 Kurventeil 46. Dieses ist auf der äusseren Zylinderfläche des ren des Einsatzes 5 in Verbindung. Es ist zudem beidseitig Halses 25 des weiteren Einsatzes 17 axial verschiebbar.

mittels O-Ringen 10,11 gegen das Gehäuse 1 abgedichtet. Im Kurventeil 46 ist eine nach oben weisende, spiralige

Der Einsatz 5 weist einen nach aussen ragenden zylindri- Kurvenfläche 47 eingearbeitet, auf der Kugeln 48 laufen. Die sehen Ansatz 12 auf, in dem ein Hand-Temperaturwählgriff ebenfalls spiralige Gegenlauffläche 49 der Kugeln 48 ist an ei-

13 axial verschraubbar ist. Am Temperaturwählgriff 13 stützt 40 nem Handdrehgriff 50 angeformt, der in noch zu beschreiben-

sich der Druckstift 14 eines herkömmlichen Dehnstoffele- der Weise der Mengeneinstellung des ausfliessenden Misch-

ments 15 ab, der abgedichtet durch eine Axialbohrung 16 des wassers dient. Der Handdrehgriff 50 ist über dem Kurventeil

Einsatzes 15 geführt ist. 46 verdrehbar; er lässt sich jedoch axial nicht bewegen. In der

In das Gehäuse 1 ist in der Zeichnung von oben her ein einen Richtung wird diese Axialbewegung durch den Halteweiterer zweiter Einsatz 17 eingeschraubt. Zwischen dem un- 45 ring 26 verhindert; in der anderen Richtung kann die Axialbeteren Rand des weiteren Einsatzes 17 und einer Schulter 18 wegung beispielsweise dadurch unterbunden werden, dass der des Gehäuses 1 ist eine ringförmige Membran 19 verklemmt. untere Rand 51 des Handdrehgriffes 50 an einem ortsfesten An der Membran 19 stützt sich ein hohlzylindrisches Teil 20 Teil entlanggleitet.

ab, welches seinerseits eine zweite Membran 21 gegen eine Das oben beschriebene Thermostatventil funktioniert wie weitere Schulter 22 des Gehäuses 1 drückt. Im Bereich der 50 folgt:

Warmwasser-Einlassöffnung 2 ist zwischen dem Teil 20 und Das Warmwasser strömt über die Einlassöffnung 2 in den dem Gehäuse 1 ein Ringraum 23 ausgeformt, der über Durch- Ringraum 23 ein. Von dort gelangt es durch die Durchtritts-

trittsöffnungen 24 mit dem Inneren des Teiles 20 kommu- Öffnungen 24 im hohlzylindrischen Teil 20 zu dem Regelspalt,

niziert. der einerseits vom freien Rand 35 des Regelkolbens 31, ande-Der weitere Einsatz 17 besitzt einen in der Zeichnung nach 55 rerseits von der Membran 19 gebildet wird. Das Warmwasser oben weisenden, zylindrischen Hals 25, an dessen oberer fliesst weiter in den Ringraum 34 am Regelkolben 31, durch

Stirnseite ein Haltering 26 angebördelt ist. die Durchtrittsöffnungen 33, den becherförmigen Innenraum

Von der oberen Stirnseite des Halses 25 erstreckt sich ein 32, das Schraubteil 30 in den becherförmigen Innenraum des zylindrischer Einatz 27 nach innen, der eine Führungsboh- in der Zeichnung unteren Einsatzes 5.

rung 28 zur Aufnahme des freien Endes der Betätigungsspin- 60 Hier vermischt sich das Warmwasser mit dem Kaltwasser,

del 29 des Dehnstoffelementes 15 aufweist. Dieses gelangt an diese Stelle von der Einlassöffnung 3 über

Der Innenumfang der Membran 21 ist mittels eines ring- den Ringraum 7 sowie den Regelspalt, der einerseits vom förmigen Schraubteils 30 an einem Regelkolben 31 ver- freien Rand 6 des Einsatzes 5 und andererseits von der Mem-

klemmt, der in noch zu beschreibender Weise vom Dehnstoff- bran 21 begrenzt wird.

element 15 über die Betätigungsspindel 29 axial verstellbar ist. 65 Das Mischwasser strömt am Dehnstoffelement 15 vorbei,

Der Regelkolben 31 besitzt einen becherförmigen Innen- beaufschlagt dieses, und fliesst an der Auslassöffnung 4 aus.

räum 32, der über das Schraubteil 30 zugänglich ist. Dieser Das Mischungsverhältnis und damit die Temperatur des kommuniziert über schräg nach aussen und oben gerichtete Mischwassers werden in erster Linie durch das Verhältnis der

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Breiten der beiden Regelspalte bestimmt. Dieses Verhältnis axial durchbiegt. Hierdurch wird zunächst nur die Breite des kann durch Drehen des Temperatur-Wählgriffes 13 verändert Warmwasser-Regelspaltes direkt beeinflusst. Die sich erge-werden. Dies hat nämlich zur Folge, dass die gesamte Regel- bende, kurzzeitige Änderung der Mischwasser-Temperatur einheit, welche das Dehnstoffelement 15 und den Regelkol- wird jedoch sofort vom Dehnstoffelement 15 durch Verstellen ben 31 umfasst, axial verschoben wird. Eine Bewegung des s des Regelkolbens 31 ausgeregelt, so dass das Verhältnis der Regelkolbens 31 in der Zeichnung nach oben verschmälert Breiten der Regelspalte im Idealfalle unabhängig von der den im Strömungsweg des Warmwassers liegenden Regelspalt Drehstellung des Griffes 50 ist.

an der Membran 19 und verbreitert den im Strömungsweg des Am Griff 50 kann das auslaufende Mischwasser auch Kaltwassers liegenden Regelspalt an der Membran 21 : Das ganz abgestellt werden. Dann liegt die Membran 19 am freien auslaufende Mischwasser wird kälter, ohne dass sich dabei io Rand 35 des Regelkolbens 31 (wie in der Zeichnung) und die die Menge verändern würde. Bei Bewegung des Regelkolbens Membran 21 am freien Rand 6 des Einsatzes 5 an.

31 in der Zeichnung nach unten wird das ausfliessende Misch- Die Verwendung der Membran 21 anstelle herkömm-wasser aufgrund entsprechender Vorgänge an den Regelspal- licher O-Ringe hat den ausserordentlich grossen Vorteil, dass ten wärmer. bei der Bewegung des Regelkolbens 31 praktisch keine Rei-

Die Menge des auslaufenden Mischwassers ist in erster Li- is bungskräfte mehr auftreten. Dadurch, dass die elastische nie durch die Summe der Breiten der beiden Regelspalte be- Membran 21 gleichzeitig einen Teil des Kaltwasser-Ventilsit-stimmt. Diese Summe der Breiten hängt von der Entfernung zes bildet, also auf der einen Seite den Kaltwasser-Regelspalt ab, welche die Unterseite der Membran 19 vom freien Rand 6 begrenzt, kann der Kaltwasserweg tropffrei abgesperrt wer-des Einsatzes 5 trennt. Diese Entfernung kann durch Verdre- den. Der gleiche Vorteil wird durch die Verwendung der hen des Griffes 50 verändert werden. Aufgrund der spiraligen 20 Membran 19 am Warmwasser-Regelspalt erzielt.

Laufflächen 47 und 49 hat die Verdrehung des Griffes 50 eine Die praktisch als Kugellager wirkenden Kugeln zwischen axiale Bewegung des Kurventeiles 46 zur Folge. Diese über- dem Handdrehgriff 50 und dem Kurventeil 46 vermindern die trägt sich über die Druckstifte 45 auf den Druckring 44, der zur Einstellung der Mischwassermenge erforderlichen Kräfte, seinerseits die Membran 19 in entsprechendem Ausmasse

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (14)

643 928 PATENTANSPRÜCHE

1. Thermostatventil, insbesondere für den Sanitärbereich, mit einem Gehäuse, in dem sich ein Kaltwassereinlauf, ein Warmwassereinlauf und ein Mischwasserauslauf befinden; mit einem temperaturempfindlichen Regelelement; mit einem vom Regelelement axial verschiebbaren Regelkolben, der auf jeweils einer Seite den Regelspalt für Kalt- bzw. Warmwasser begrenzt; mit einer Dichtung, welche den Regelkolben gegen das Gehäuse abdichtet, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung eine ringförmige, elastische Membran (21) ist, die am Innenumfang am Regelkolben (31) und am Aussenum-fang am Gehäuse (1) befestigt ist.

2. Thermostatventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (21) aus Gummi ist.

3. Thermostatventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (21) am Innenumfang mit einem hohlzylindrischen Schraubteil (30) am Regelkolben (31) verklemmt ist.

4. Thermostatventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (21) am Aussenum-fang mittels eines hohlzylindrischen Teils (20) gegen eine Schulter (22) des Gehäuses (1) verklemmt ist.

5. Thermostatventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (21) mit einem freien Rand (6) eines gehäusefesten Teiles (5) den Regelspalt für Kaltwasser bildet.

6. Thermostatventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (21) mit einem freien Rand eines gehäusefesten Teils (5) den Regelspalt für Warmwasser bildet.

7. Thermostatventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das gehäusefeste Teil ein in das Gehäus (1) eingeschraubter, becherförmiger Einsatz (5) ist.

8. Thermostatventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die Menge des ausfliessenden Mischwassers durch axiales Verstellen einer Ventilsitzfläche veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilsitzfläche von einer weiteren ringförmigen Membran (19) gebildet ist, die am Aussenum-fang am Gehäuse (1) befestigt ist und am Innenumfang axial ausbiegbar ist.

9. Thermostatventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass am auszubiegenden Bereich der Membran (19) ein Druckring (44) anliegt, der von ausserhalb des Gehäuses (1) axial bewegbar ist.

10. Thermostatventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckring (44) von einer Mehrzahl über den Umfang verteilter Druckstifte (45) beaufschlagt ist, die axial verschiebbar und abgedichtet aus dem Gehäuse (1,17) herausgeführt sind

11. Thermostatventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckstifte (45) in einem Teil (46) enden, das axial verschiebbar auf dem Hals (25) eines weiteren gehäusefesten Teiles (17) verschiebbar ist.

12. Thermostatventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere gehäusefeste Teil (17) ein in das Gehäuse (1) eingeschraubter weiterer Einsatz (17) ist.

13. Thermostatventil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Membran (19) mit dem weiteren Einsatz (17) gegen eine Schulter (18) des Gehäuses (1) geklemmt ist.

14. Thermostatventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Teil (46) mit einer spiraligen Kugellaufflä-che (47) versehen ist, auf der Lagerkugeln (48) abrollen können, wobei die ebenfalls spiralige Gegenlauffläche (49) an einem Handdrehknopf (50) ausgebildet ist, der verdrehbar aber nicht axial verschiebbar über dem Teil (46) mit der Kugellauffläche (47) angebracht ist.