DE102006054131A1 - Medium water pressure, temperature and volume fluid technical controlling and regulating method for building e.g. apartment, involves superimposing plug valve to motor-driven or electronically controlled proportional valve - Google Patents

Abstract

The method involves superimposing a magnetically switched or motor-driven controlled hot sided plug valve (15) to a motor-driven or electronically controlled proportional valve (31). The proportional valve is controlled by a drive in a motor-driven and translative manner, and is regulated with open/shut adjustments by a magnetically force-locked switchable coupling. The proportional valve is monitored by a control and/or regulation unit of a position of valve and drive head in a sensory manner. An independent claim is also included for a device for fluid technical controlling and regulation of a pressure, temperature and capacity of medium water in building service engineering.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur fluidtechnischen Steuerung und Regelung von Druck, Temperatur und Volumen, insbesondere für das Medium Wasser, insbesondere für die Gebäudetechnik.The The invention relates to a method and a device for fluid power Control and regulation of pressure, temperature and volume, in particular for the Medium water, especially for the Building technology.

Bei derartigen Steuerungen und Regelungen für Wasser in Gebäuden – vor allem in Privathäusern und/oder Wohnungen – wird aller größter Wert auf Funktion und Design gelegt. Darüber hinaus muß die Einrichtung Besonderheiten hinsichtlich des Komforts aufweisen. Die Bedienfunktionen müssen trotz Vielfältigkeit in der Funktion eine klare Überschaubarkeit und Übersichtlichkeit aufweisen.at such controls and regulations for water in buildings - especially in private homes and / or Apartments - will all the greatest value placed on function and design. In addition, the device must Characteristics of comfort. The operating functions have to despite diversity in the function a clear overview and clarity exhibit.

Die wassertechnische Steuerung und Regelung muß stufenlos erfolgen; sie muß im normalen Leitungsnetz eines Gebäudes mit Normaldrücken < 10 bar und kurzzeitigen Druckschlägen < 35 bar mit handelsüblichen Mitteln und Werkzeugen installierbar sein. Als Installationsart kommt die Unterputz (UP)-, die Aufputz (AP)- und die Inputz (IP)-Installation in Frage mit/ohne Vorwandinstallation. Die Einrichtung muß neben wasser- und gebäudetechnischen Normen (VDE-, EMV-, CE-Zeichen, etc.) die Trinkwassernorm erfüllen. Die Einrichtung besteht üblicherweise aus einer Ventileinheit, die einen Ventilblock und einen elektronischen Steuer- und Regelblock, netz- oder netzgerätversorgt, integriert oder abgesetzt, beinhaltet. Darüber hinaus steht eine abgesetzte Bedieneinheit mit dem Steuer- und Regelblock innerhalb der Ventileinheit elektrisch in Verbindung.The Water control and regulation must be stepless; she must in the normal network a building with normal pressures <10 bar and short-term Pressure surges <35 bar with commercial Means and tools be installable. As installation type comes the flush-mounted (UP), the surface-mounted (AP) and the in-plaster (IP) installation in question with / without pretext installation. The facility must be next to water and building services Standards (VDE, EMC, CE mark, etc.) meet the drinking water standard. The Setup usually exists from a valve unit, which has a valve block and an electronic Control and regulating block, mains or power supply unit supplied, integrated or discontinued, includes. In addition, there is a remote Control unit with the control and regulating block inside the valve unit electrically connected.

Der Warmwasserbereich erstreckt sich üblicherweise von Kaltwasser bis temperiertem Wasser bis ca. 60°C mit einer Genauigkeit in der Temperaturregelung von T = 1°C. Neben einer stufenlosen Durchflußregelung bis ca. 20 l/min wird häufig eine Dosierfunktion in Stufen von 10 ml ... 20 ml gefordert. Es werden zeitliche Anforderungen an die Verfügbarkeit bestimmter Wassertemperaturen und -mengen gestellt. Von dem Ventilblock dürfen keine Rückschläge ins Versorgungsnetz erzeugt werden und die Ventile sind so zu gestalten, daß keine Wasserfließgeräusche auftreten. Manuelle Funktionalität und Sicherheit durch Abschalten des Wasserbezugs bei Stromausfall sind zu gewährleisten. Verbrühschutz durch zusätzliche Sensorabfrage mit Aktorik ist obligatorisch. Rückschlagventile und/oder Rückflußverhinderer sind vorgesehen. Druckschwankungen im Versorgungs- oder Hausnetz sind möglichst auszugleichen.Of the Hot water area usually extends from cold water to tempered water to about 60 ° C with an accuracy in the Temperature control of T = 1 ° C. In addition to a continuous flow control up to approx. 20 l / min becomes common a dosing function in increments of 10 ml ... 20 ml required. It are time requirements for the availability of certain water temperatures and quantities. From the valve block must not setbacks in the supply network be generated and the valves are to be designed so that no Water flow noise occur. Manual functionality and safety by switching off the water supply in case of power failure are to be guaranteed. Scald protection by additional Sensor query with actuators is mandatory. Check valves and / or backflow preventer are provided. Pressure fluctuations in the supply or home network are possible compensate.

Die Beschreibung wird fortgesetzt durch Würdigung des Stands der Technik von Einrichtungen und Verfahren zur fluidtechnischen Steuerung und Regelung von Druck, Temperatur und Volumen, insbesondere für das Medium Wasser in der Gebäudetechnik. Gemäß dem Stand der Technik sind, je nach Anwendungsbezug, eine Vielzahl von Typen von Einrichtungen und Verfahren zur fluidtechnischen Steuerung und Regelung von Druck, Temperatur und Volumen, insbesondere von Wasser, in der Gebäudetechnik bekannt.The Description will be continued by appreciation of the prior art of devices and methods for fluidic control and Control of pressure, temperature and volume, especially for the medium Water in the building technology. According to the state Depending on the application, there are a variety of types of Facilities and methods for fluidic control and regulation of pressure, temperature and volume, especially of water, in building technology known.

In dem europäischen Patentexposé EP 1 128 105 /deutsche Patentschrift DE 601 08 279 wird ein Mischventil mit zwei Wassereinlässen sowie einer Mischkammer für das Mischen der Ströme aus den beiden Einlässen vorgestellt. Über den beiden Einlässen befindet sich ein aus mit Aussparungen versehenen Scheiben bestehendes Regelelement, wobei die Aussparungen Geometrien sich verjüngender Öffnungen aufweisen.In the European Patent Exposé EP 1 128 105 / German patent specification DE 601 08 279 A mixing valve with two water inlets and a mixing chamber for mixing the streams from the two inlets is presented. Above the two inlets is a control element provided with recesses, the recesses having geometries of tapered openings.

Wird die Scheibe gedreht, bewegen sich die verjüngenden Öffnungen über die Wassereinlässe derart, daß die jedem Wassereinlaß dargebotene offene Fläche der Scheibe entsprechend der Bewegung der Verjüngung zu- oder abnimmt. Wird Sorge getragen, daß die größtmögliche Öffnung über einem Einlaß die kleinstmögliche Öffnung über dem anderen Einlaß bedingt und durch Drehung der Scheibe bis zum entgegengesetzten Anschlag das Gegenteil bewirkt wird, folgt daraus ein Proportionalventil, bei dem – bei Vorliegen konstanten Drucks auf beiden Leitungen – stets eine konstante Menge gewünschten temperierten Wassers entnommen werden kann. Eine über der Scheibe angeordnete Wassermischkammer mit Verwirbler sowie ein die Scheibe positionierender Getriebemotor und ein Temperaturfühler an dem Wasserauslaßstutzen komplettieren das Wassermischventil. Als Regelelemente sind auch zylinder-, kegel- oder kugelförmige sich gegen- oder ineinanderdrehende Teile mit entsprechenden Öffnungen vorstellbar.Becomes turned the disc, the tapered openings move over the water inlets in such a way that the every water intake open area the disc increases or decreases according to the movement of the taper. Becomes Carried that the maximum opening above an inlet the smallest possible opening above the inlet other intake conditions and by turning the disc to the opposite stop the opposite is done, it follows a proportional valve, at the - at Presence of constant pressure on both lines - always a constant amount desired Tempered water can be removed. One above the Disc arranged water mixing chamber with swirler as well as a the Disc positioning gear motor and a temperature sensor on the water outlet complete the water mixing valve. As control elements are too cylindrical, conical or spherical counter-rotating or reciprocating parts with corresponding openings imaginable.

Die Veröffentlichung beschreibt ein proportional arbeitendes Wassermischventil; eine Regulierung der gesamten Wassermengen ist nicht vorgesehen.The publication describes a proportional water mixing valve; a Regulation of the total amount of water is not provided.

Weitere Anmeldungen zum Wasser-Mischventil des Anmelders sind die europäischen Schriften EP 1 482 221 , EP 1 589 268 , EP 1 596 110 sowie die englischen Schriften GB 2 359 610 und GB 2 417 058 , die aber allesamt das Proportionalventil zum Gegenstand haben.Further applications to the water mixing valve of the applicant are the European writings EP 1 482 221 . EP 1 589 268 . EP 1 596 110 as well as the English writings GB 2 359 610 and GB 2 417 058 , but all of which have the proportional valve to the object.

Die europäische Anmeldung EP 1 229 418 stellt die zur obigen Anmeldung gehörige Steuer-/Regelungseinheit vor. Diese Steuer-/Regelung weist drei Steuereingänge – die gewünschte Wassertemperatur, die Scheibenposition des Proportionalventils und die Temperatur des Mischwassers – sowie einen Steuerausgang aus – die Motorsteuerung. Der Regler weist Proportional-Differential (PD)-Verhalten auf; die Steuer-/Regelung fährt den Scheibenantrieb zum Abgleich stets in eine Positionier- und Kalibrierposition.The European application EP 1 229 418 presents the control unit associated with the above application. This control has three control inputs - the desired water temperature, the slice position of the proportional valve and the temperature of the mixed water - and a control output - the engine control. The controller has proportional-differential (PD) behavior; the control system always drives the disk drive to a positioning and calibration position for adjustment.

Die Steuer-/Regelung weist nur eine Stellgröße – die Stellung des Proportionalventils – auf.The Control has only one manipulated variable - the position of the proportional valve - on.

Weitere Anmeldungen zu der Steuer-/Regelungseinheit des Anmelders – wie oben – sind die englischen Anmeldungen GB 2 371 634 und GB 2 405 224 .Further applications to the taxpayer of the applicant - as above - are the English applications GB 2 371 634 and GB 2 405 224 ,

Durch die Anmeldungen GB 2 390 136 und GB 2 390 139 offenbart der Anmelder eine zweiventilige schnelle Flußregulierung für Wasserheizer. Während Ventil 1 die durch den Heizer strömende Wassermenge manuell voreinstellt, regelt Ventil 2 den Zufluß von Kalt-Mischwasser zum Warmwasser, wenn ein Sensor auf Basis Wachskapsel oder Bimetallstreifen dies erfordert.By the registrations GB 2 390 136 and GB 2 390 139 Applicant discloses a two-valve rapid flow control for water heaters. While valve 1 manually presetting the amount of water flowing through the heater controls the valve 2 the inflow of cold mixed water to the hot water when a sensor based on wax capsule or bimetallic strip requires it.

Die Schnelligkeit der Regelung wird durch den Sensor – Wachs oder Bimetall – bestimmt.The Speed of regulation is through the sensor - wax or bimetal - determined.

Die englischen Patentschriften GB 2 390 135 und GB 2 390 141 stellen ein Ventil für die Mengenregelung eines Hosenrohrs für einen Wasserheizer vor. Das fließende Medium in einem Leitungsrohr wird über ein zahnstangen- und ritzelgesteuertes Ventil in zwei Leitungsrohre dosiert, wobei die eine Leitung den Warmwasserzulauf für den Heizer und die zweite Leitung den Kalt-Mischwasser-Zulauf darstellt. Die Lösung mittels Getriebe- oder Schrittmotor, Zahnstange und Ritzel erscheint aufwendig und ggf. störanfällig.The English patents GB 2 390 135 and GB 2 390 141 provide a valve for the flow control of a bifurcated tube for a water heater. The flowing medium in a pipe is metered via a rack and pinion-controlled valve in two pipes, one line is the hot water supply for the heater and the second line is the cold mixed water inlet. The solution by means of gear or stepper motor, rack and pinion seems consuming and possibly prone to failure.

Gemäß der deutschen Patentschrift DE 100 42 165 /europäische Anmeldung EP 1 309 760 wird ein Kommunikationssystem aus Leit-, Automations- und Feldebene zur Steuerung und Überwachung von Sanitärarmaturen vorgestellt, wo zumindest ein Teil der batteriegespeisten Sanitärarmaturen funkgesteuert sind. Die funkgesteuerten Sanitärarmaturen arbeiten nicht energieautark, sondern batterie- oder netzgerätgespeist.According to the German patent DE 100 42 165 / European registration EP 1 309 760 A communication system from the control, automation and field level for the control and monitoring of sanitary fittings is presented, where at least part of the battery-powered sanitary fittings are radio-controlled. The radio-controlled sanitary fittings do not work energy self-sufficient, but battery or mains powered.

Die Patentschrift DE 43 09 409 stellt ein Mischventil für kaltes und warmes Wasser vor, welches mit Motor und Getriebe thermostatisch geregelt zwei Ventilkörper mittels durchgehender Achse mit Steuerorganen bewegt, die durch Zuström- und Entlastungsbohrung Gegendruckkammern füllen bzw. entleeren, wodurch das Mischungsverhältnis von kaltem und warmen Wasser genau bestimmbar und keine Bauteilkompensation erforderlich ist.The patent DE 43 09 409 introduces a mixing valve for cold and hot water, which thermostatically controlled with motor and gearbox two valve body by means of a continuous axis with control elements that fill and empty backpressure chambers by inflow and outflow bore, whereby the mixing ratio of cold and warm water exactly determinable and no Component compensation is required.

Das servogesteuerte Mischventil ist ein Proportionalventil, wobei stets beim zufahrenden Ventil die Entlastungsbohrung geschlossen und beim öffnenden Ventil geöffnet wird, so daß die Gegendruckkammer gefüllt wird und ein zeitlicher Versatz um die Verfahrzeit des Steuerorgans in der Gegendruckkammer entsteht.The servo-controlled mixing valve is a proportional valve, always being with the approaching valve the relief bore closed and at the opening Valve opened so that the Back pressure chamber filled and a time offset by the travel time of the controller arises in the back pressure chamber.

Bei der deutschen Patentschrift DE 36 43 519 erfolgt die Ansteuerung des Proportionalventils über ein Dehnstoffelement als Feineinstellung und über einen elektronisch gesteuerten Gleichstrommotor mit Spindelantrieb für die Grobeinstellung.In the German patent DE 36 43 519 The control of the proportional valve via a Dehnstoffelement takes place as a fine adjustment and an electronically controlled DC motor with spindle drive for coarse adjustment.

Die deutsche Offenlegung DE 44 01 637 offenbart eine sanitäre Mischarmatur mit mechanisch arbeitendem Thermostatventil bestehend aus Elektromotor ggf. mit Getriebe und Gehäuse, angeflanscht an das Armaturengehäuse, wobei die Motorantriebswelle in das Armaturengehäuse führt und über eine Schraubspindel ein Ausdehnelement mit Steuerkolben treibt, der – wie ein Proportionalventil arbeitend – auf den Kalt- und/oder Warmwassereinlaß wirkt.The German disclosure DE 44 01 637 discloses a sanitary mixing valve with mechanical thermostatic valve consisting of electric motor possibly with gearbox and housing, flanged to the valve body, the motor drive shaft leads into the valve body and drives via a screw an expansion with control piston, the - working as a proportional valve - on the cold - and / or hot water inlet acts.

Während der Elektromotor mit Getriebe die gewünschte Sollwerteinstellung besorgt, erfolgt die eigentliche Regelung der dann einzuhaltenden Temperatur durch das Ausdehnelement. Das den Motor steuernde Bedienfeld kann extern angeordnet werden.During the Electric motor with gearbox the desired setpoint adjustment Concerned, the actual regulation is then to be followed Temperature through the expansion element. The control panel for the engine can be arranged externally.

Mit den deutschen Anmeldungen – Auslegeschrift AS 1 934 658 , Offenlegungsschrift OS 26 14 509 und Patentschrift DE 28 36 698 – wird ein System von magnetisch geschalteten Ventilen für den Kalt- und Warmwasseranschluß einer elektrisch gesteuerten Mischarmatur offenbart. Während die älteste Anmeldung nur eine Mengenregelung vorsieht, beschäftigt sich die mittlere Anmeldung mit der 'Steuerung der Mischwassertemperatur bei Mischarmaturen mit zwei Magnetventilen'. Die jüngste Anmeldung hat die Mengen- und Temperatursteuerung von Mischarmaturen zum Inhalt. Erfaßt wird nur die Wasser-Auslauftemperatur; die Auslauftemperatur wird durch die Kalt- und Warm-Ventilöffnungszeiten innerhalb der Periode einer Taktzeit vorgegeben.With the German applications - Auslegeschrift AS 1 934 658 , Published patent application OS 26 14 509 and patent DE 28 36 698 - A system of magnetically switched valves for the cold and hot water connection of an electrically controlled mixing valve is disclosed. While the oldest application only provides for volume control, the middle application deals with the 'control of the mixed water temperature in mixing valves with two solenoid valves'. The most recent application deals with the quantity and temperature control of mixing valves. Only the water outlet temperature is recorded; the outlet temperature is set by the cold and warm valve opening times within the period of a cycle time.

Durch Hinzunahme einer Divisionsstufe nach dem Summen-Impulsformer, kann die Summe der Impulsdauern für die Kalt- und Warmwasser-Magnetventile kleiner als die Periode des Taktgebers werden, wobei sich die Menge des temperierten auslaufenden Mischwassers verringert – unter Ausschluß einer Temperaturänderung.By Addition of a division stage after the summation pulse shaper, can the sum of the pulse durations for the cold and hot water solenoid valves are smaller than the period of the Clock, whereby the amount of tempered expiring Mixed water reduced - under Exclusion of one Temperature change.

Ein weiteres proportional arbeitendes Mischventil zum Einbau in eine elektronisch gesteuerte Sanitärarmatur ist durch die Patentschrift DE 103 16 372 / EP 1 471 295 bekannt geworden. Hierbei handelt es sich um einen Drehkolben, der an den Stellen der Wasser-einläufe sich asymmetrisch gegenüberstehende evolventenartige Ausnehmungen besitzt, die in Verbindung mit dem Hohlzylinder der Armatur durch Drehung die Zuläufe mit zunehmendem Volumen öffnet oder abnehmendem Volumen schließt.Another proportional mixing valve for installation in an electronically controlled sanitary fitting is by the patent DE 103 16 372 / EP 1 471 295 known. This is a rotary piston, which has at the points of the water enemas asymmetrically opposed involute-like recesses, in conjunction with the hollow cylinder of the valve by turning the inlets opens with increasing volume or decreasing volume closes.

Die evolventenartigen Ausnehmungen verhindern Ventilgeräusche auch bei geringem Strömungsquerschnitt.The involute recesses prevent valve noise as well at low flow cross section.

Die deutsche Anmeldung DE 39 23 566 stellt eine elektronisch gesteuerte Mischvorrichtung vor, die auf Grund einer Soll-Temperaturvorgabe und eines Ist-Wertabgleichs durch einen Temperatursensor hinter der Mischarmatur über eine Elektronikeinheit ein spannunggesteuertes Dehnelement beeinflußt.The German registration DE 39 23 566 introduces an electronically controlled mixing device, which influences a voltage-controlled expansion element due to a target temperature specification and an actual value adjustment by a temperature sensor behind the mixing fitting via an electronic unit.

Die elektronisch gesteuerte Mischarmatur zeichnet sich dadurch aus, daß die Stromversorgung mittels eines Akkumulators sichergestellt ist, der über einen wasserleitungversorgten Generator – Strömung und Temperatur – nachgeladen wird.The electronically controlled mixing valve is characterized by that the Power supply is ensured by means of a rechargeable battery, which has a water-powered generator - flow and temperature - recharged becomes.

Patentschrift DE 38 12 736 stellt eine elektronisch gesteuerte Temperatur- und Durchflußmischvorrichtung für flüssige Medien vor mit einer Bedieneinheit – einem quadratisch ausgeprägten Tastenfeld – wobei eine Koordinate des Tastenfelds der Temperatur und die andere dem Durchfluß zugeordnet ist.Patent DE 38 12 736 discloses an electronically controlled temperature and flow mixing device for liquid media with a control unit - a square keypad - where one coordinate of the keypad is associated with the temperature and the other with the flow.

Ebenfalls eine Vorrichtung zur digitalen elektronischen Regelung und Bedienung einer Mischwasserbereitungsanlage wird in der deutschen Offenlegung DE 40 26 110 vorgestellt.Also a device for digital electronic control and operation of a mixed water preparation plant is in the German disclosure DE 40 26 110 presented.

Die deutsche Offenlegungsschrift DE 40 14 849 offenbart eine elektronisch zweimotorig gesteuerte Einhand-Mischarmatur mit Keramik-Steuerkulissen für eine Spüle, wobei die händische Neige- und die Drehbewegung des Einhand-Hebelmischers und deren Wirkung auf die Keramikscheiben durch Motorik ersetzt wird.The German patent application DE 40 14 849 discloses an electronically twin-engine controlled single-lever mixing valve with ceramic control slots for a sink, wherein the manual tilt and the rotary motion of the one-hand lever mixer and their effect on the ceramic discs is replaced by motor technology.

Ausgangsseitig gemessen und geregelt wird nur die Temperatur, die Durchflußmenge wird voreingestellt und gesteuert.On the output side is measured and regulated only the temperature, the flow rate is preset and controlled.

Die deutsche Offenlegung DE 37 36 406 sieht eine dreistufig elektronisch gesteuerte Mischvorrichtung vor, bei der eine Steuerung der proportionalen Mischbatterie dient, die zweite Steuerung besorgt die Steuerung der Lotion- und Shampoo-Pumpen und die dritte die zuflußsperrenden Magnetventile im Zulauf von Kalt- und Warmwasser. Die Anordnung ist batteriegespeist und über einen DC-Motor getrieben. Es sind zwei Bedienfelder vorgesehen, in der Dusche und am Duschkopf. In die Motor-Stellung der Mischbatterie kann auch manuell eingegriffen werden.The German disclosure DE 37 36 406 provides a three-stage electronically controlled mixing device, where a control of the proportional mixer tap is used, the second control worries the control of the lotion and shampoo pumps and the third the inflow-locking solenoid valves in the supply of hot and cold water. The arrangement is battery powered and powered by a DC motor. There are two control panels, in the shower and on the shower head. In the engine position of the mixer tap can also be intervened manually.

Die amerikanische Patentschrift US 4 756 030 stellt einen Bad-Kontroller für Dusche und Badewanne vor, der aus zwei unabhängigen motorgesteuerten Stellventilen mit Temperatur und Druckmessung für die Kalt- und Warmwasserzuleitung besteht. Ein Signal-Prozessor mit Eingabetastatur besorgt die Steuerung und Regelung der Antriebe. Handbetrieb ist durch den Umschalter Dusche/Wanne, der auch als Mischer dient, gegeben.The American patent US 4,756,030 introduces a bath controller for shower and bath, which consists of two independent motorized control valves with temperature and pressure measurement for the cold and hot water supply. A signal processor with input keyboard takes care of the control and regulation of the drives. Manual operation is given by the switch shower / tub, which also serves as a mixer.

Das Gebrauchsmuster G 87 07 661.6, die deutsche Patentschrift DE 37 18 039 /euro päische Anmeldung EP 292 860 , die deutsche Patentschrift DE 36 24 799 /europäische Patentschrift EP 253 921 beschreiben umfassend eine elektronisch temperaturgeregelte Mischarmatur, die ein proportionales Regelverhalten aufweist.The utility model G 87 07 661.6, the German patent DE 37 18 039 / European registration EP 292 860 , the German patent DE 36 24 799 / European patent specification EP 253 921 describe comprehensively an electronically temperature-controlled mixing valve, which has a proportional control behavior.

Weiterhin wird in der Anmeldung DE 197 10 800 /europäische Anmeldung EP 968 383 eine elektrisch batteriebetriebene Dusch-Aufputzarmatur vorgestellt, die ein motorisch betriebenes Proportionalventil sowie eine Bedienkonsole mit Anzeigen beinhaltet, die auch für das Nachrüstgeschäft geeignet ist.Furthermore, in the application DE 197 10 800 / European registration EP 968 383 presented an electric battery-operated shower surface-mounted faucet, which includes a motor-driven proportional valve and a control panel with displays, which is also suitable for the aftermarket.

Die europäischen Veröffentlichungen EP 1 672 257 , EP 1 590 715 / WO 2004 68 252 und EP 1 376 291 offenbaren thermostatische Mischventile, wobei die thermostatische Steuerung über eine aus rostfreiem Edelstahl hergestellte Wellenfeder erledigt wird.The European publications EP 1 672 257 . EP 1 590 715 / WO 2004 68 252 and EP 1 376 291 disclose thermostatic mixing valves, where the thermostatic control is done via a wave spring made of stainless steel.

Zusammenfassend gibt der Stand der Technik wieder, daß es sich bei den vorgestellten mechanisch und/oder elektronisch geregelten Mischventilen um Proportionalventile oder um ein oder zwei mechanisch unabhängige Stellventile – Magnetventile oder motorische Stellventile – handelt, die über eine Steuerelektronik verschaltet werden. Additiv können für die Feinjustierung/-einstellung mechanische und/oder elektrische Dehnelemente vorgesehen sein.In summary the state of the art again indicates that it is in the presented mechanically and / or electronically controlled mixing valves around proportional valves or one or two mechanically independent control valves - solenoid valves or motorized control valves - acts, the above a control electronics are interconnected. Additive can be used for fine adjustment / adjustment be provided mechanical and / or electrical expansion elements.

Bei Proportionalventilen ist stets der gleiche Durchfluß gegeben – im gleichen Maß wie die eine Ventilseite schließt, öffnet sich die andere Seite proportional – und die stete Abhängigkeit der beiden Ventilseiten voneinander wirkt sich negativ aus. Weiterhin sind bei Einsatz eines Proportionalventils stets Absperrventile vorzusehen, je nach Anwendung vor oder hinter dem Proportionalventil. Leichte einseitige Druckschwankungen in einer der Leitungen des Zulaufs können nicht ausgeglichen werden.at Proportional valves are always given the same flow - in the same Measure how one side of the valve closes, opens the other side proportionally - and the constant dependence the two valve sides from each other has a negative effect. Farther When using a proportional valve always shut-off valves depending on the application in front of or behind the proportional valve. Slight one-sided pressure fluctuations in one of the lines of the Zulaufs can can not be compensated.

Magnetventile ziehen als induktive Bauelemente einen hohen Strom und öffnen/schließen schnell, was immer mit Geräuschbildung einhergeht; bei Einsatz von Magnetventilen sind ggf. schallisolierende Maßnahmen vorzusehen. Das schlagartige Schließen hat bei unter Druck stehenden Leitungen stets einen Rückstoß, das Öffnen einen sofortigen Druckabfall zur Folge, so daß der Einsatz derartiger Ventile immer den Einsatz von Druckausdehnungsgefäßen voraussetzt.Solenoid valves draw a high current as inductive components and open / close quickly, which is always accompanied by noise; if solenoid valves are used, it may be necessary to provide soundproofing measures. The sudden closing always has a recoil with pressurized lines, opening an immediate Pressure drop result, so that the use of such valves always requires the use of pressure expansion vessels.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zur fluidtechnischen Steuerung und Regelung von Druck, Temperatur und Volumen, insbesondere für das Medium Wasser mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen zu schaffen unter Vermeidung obengenannter Nachteile.Of the The invention is therefore based on the object, a method and a Device for fluidic control and regulation of pressure, temperature and volume, especially for the medium water with the specified in the preamble of claim 1 To create features while avoiding the above-mentioned disadvantages.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung nehmen die Unteransprüchen Bezug.These The object is achieved by the Characteristics specified in the characterizing part of claim 1. On advantageous embodiments of the invention take the dependent claims.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren und eine Einrichtung zur fluidtechnischen Steuerung und Regelung von Druck, Temperatur und Volumen, insbesondere für das Medium Wasser, insbesondere für die Gebäudetechnik, vorgeschlagen, bei dem/der der Einsatz eines Proportionalventils durch Hinzunahme einer weiteren Steuerungskomponente verbessert wird. Bei der vorliegenden Erfindung werden zwei Ventilantriebskonzepte – Proportionalventil- und Einzelventil-Steuerung – in einem Gerät zusammengeführt und wahlweise betrieben.According to the present The invention is a method and a device for fluidic control and control of pressure, temperature and volume, especially for the medium Water, especially for the building technology, proposed in the / the use of a proportional valve by Addition of another control component is improved. In the present invention, two valve drive concepts - Proportionalventil- and single valve control - in a device together and optionally operated.

Aus dem reinen Proportionalventil können applikationsspezifisch zwei unabhängige Einzelventil-Steuerungen abgeleitet werden; es werden einerseits die Vorteile eines Proportionalventils genutzt und andererseits die Schwächen desselben durch Hinzunahme einer weiteren Antriebs- oder Schalteinrichtung beseitigt. Die Ventilanordnung kann auch als erweitertes Proportionalventil oder als Einzelventil-Steuerung mit möglichem Proportionalverhalten bezeichnet werden. Druckschwankungen einer Versorgungsleitung können durch diese Anordnung ausgesteuert oder -geregelt werden.Out The pure proportional valve can be application specific two independent Individual valve controls are derived; it will be on the one hand used the advantages of a proportional valve and on the other hand the weaknesses the same by adding another drive or switching device eliminated. The valve assembly can also be used as an extended proportional valve or referred to as single-valve control with possible proportional behavior become. Pressure fluctuations of a supply line can by this arrangement be controlled or -geregelt.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen in der Universalität des Einsatzes eines solchen Mischventils für verschiedenste Applikationen flüssiger Medien.The achieved with the invention advantages are the universality of the use such a mixing valve for various applications liquid Media.

Der Gegenstand der Erfindung wird nachfolgend anhand der als Anlage beigefügten Zeichnungen von Ausführungsbeispielen weiter verdeutlicht. Es zeigenOf the The invention is based on the following as an investment attached Drawings of exemplary embodiments further clarified. Show it

1 Elektronisch gesteuertes Proportionalventil mit Auf-/Zu-Verstellung 1 Electronically controlled proportional valve with open / close adjustment

2 Elektronisch gesteuertes Proportionalventil mit kontinuierlicher Mengenverstellung
je als Funktionsschaltbild. 2 Electronically controlled proportional valve with continuous volume adjustment
each as a functional diagram.

Gleiche und gleichwirkende Bestandteile der Ausführungsbeispiele sind in den Figuren jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.Same and equivalent components of the embodiments are in the Figures each provided with the same reference numerals.

Die Beschreibung der erfindungsgemäßen Einrichtung wird fortgesetzt anhand der Erläuterungen der Figuren.The Description of the device according to the invention will continue on the basis of the explanations the figures.

Wie aus 1 ersichtlich, besteht die fluidtechnische Steuerung und Regelung von Druck, Temperatur und Volumen aus einem Ventilblock 10, einem Antriebsteil 30 und einer Steuer-/Regelung mit Sensorik und Aktorik 50.How out 1 can be seen, there is the fluid control and regulation of pressure, temperature and volume of a valve block 10 , a drive part 30 and a control / regulation with sensors and actuators 50 ,

Über die Zulauf-Leitungen 11 und 12 steht Warm- und Kaltwasser an den Ventilköpfen der Kegelventile 15 und 16 zur Verfügung. Die gesteuerten Warm- und Kaltwasserleitungen laufen in der Mischkammer 13 zusammen; Mischwasser der gewünschten Temperatur und der gewünschten Menge gelangt in den Auslauf 14.About the inlet lines 11 and 12 is hot and cold water at the valve heads of the conical valves 15 and 16 to disposal. The controlled hot and cold water pipes run in the mixing chamber 13 together; Mixed water of the desired temperature and the desired amount reaches the outlet 14 ,

Die Mischwasserbereitung erfolgt über ein elektronisch gesteuertes Proportionalventil mit Auf-/Zu-Verstellung.The Mixed water preparation takes place via an electronically controlled proportional valve with open / close adjustment.

Das Proportionalventil wird gebildet – ausgehend von der Warmseite – aus dem Kegelventil 15, dem Loslager 17, der Ventilstange 19, dem Gleitlager mit Dichtung 21, der Magnetkupplung 35, dem Kupplungsbecher 36 und der Kupplungsdruckfeder 37. Kaltseitig schließt sich die Ventilstange 20, die Gewindespindel 34, das Gleitlager mit Dichtung 22, das Loslager 18 sowie das Kegelventil 16 an.The proportional valve is formed - starting from the hot side - from the cone valve 15 , the floating bearing 17 , the valve rod 19 , the plain bearing with seal 21 , the magnetic coupling 35 , the coupling cup 36 and the clutch compression spring 37 , On the cold side, the valve stem closes 20 , the threaded spindle 34 , the plain bearing with seal 22 , the floating bearing 18 as well as the cone valve 16 at.

Die Funktionsweise des Proportionalventils erfolgt derart, daß der Antrieb 31 – ausgeführt als Schrittmotor oder geregelter Gleichstrommotor – über das Treibrad 32 – ausgeführt als geradverzahntes Stirnrad – die außengeradverzahnte Mutter 33 antreibt, über deren Innengewinde die Gewindespindel 34 je nach Drehrichtung axial bewegt wird. Auf der Kaltwasserseite 12 bewegt sich das Kegelventil 16 in den oder aus dem Ventilsitz, je nach Dreh- und Bewegungsrichtung von Motor 31 und Ventilstange 20.The operation of the proportional valve is such that the drive 31 - designed as a stepper motor or regulated DC motor - via the drive wheel 32 - designed as a straight-toothed spur gear - the externally toothed nut 33 drives, via the internal thread of the threaded spindle 34 is moved axially depending on the direction of rotation. On the cold water side 12 the cone valve moves 16 in or out of the valve seat, depending on the direction of rotation and movement of motor 31 and valve rod 20 ,

Auf der Warmwasserseite 11 bewegt sich bei bestromter Magnetkupplung 35 – Kupplung 35 und Kupplungsbecher 36 bilden einen Kraftschluß entgegen der Kraft der Druckfeder 37 über das aufgebaute magnetische Feld – das Kegelventil 15 in den oder aus dem Ventilsitz, je nach Dreh- und Bewegungsrichtung von Motor 31 und Ventilstange 20 bzw. Ventilstange 19.On the hot water side 11 moves with energized magnetic coupling 35 - coupling 35 and coupling cup 36 form a frictional connection against the force of the compression spring 37 about the established magnetic field - the cone valve 15 in or out of the valve seat, depending on the direction of rotation and movement of motor 31 and valve rod 20 or valve rod 19 ,

Bei nicht bestromter Magnetkupplung 35 drückt die Kupplungsdruckfeder 37 das Kegelventil 15 über die Ventilstange 19 formschlüssig und dichtend in den warmwasserseitigen Ventilsitz. Eine kaltwasserseitige Dreh- und Bewegungsrichtung von Motor 31 und Ventilstange 20 wird über die Kupplungsdruckfeder 37 in Verbindung mit dem Kupplungsbecher 36 wegmäßig zu Null kompensiert.For non-energized magnetic coupling 35 pushes the clutch pressure spring 37 the cone valve 15 over the valve stem 19 positive and sealing in the hot water side valve seat. A cold water-side direction of rotation and movement of motor 31 and valve rod 20 is via the clutch compression spring 37 in conjunction with the coupling cup 36 wegmäßig compensated to zero.

Die fluidtechnische Steuerung und Regelung 50 von Druck, Temperatur und Volumen des Mischventils erfolgt über die Steuer-/Regeleinheit mit Bedienfeld 51, an die die Druck- und Temperatursensoren warmwasserseitig 52, kaltwasserseitig 53 und mischwasserseitig 54 angeschlossen sind. Die Positionierung der warm- und kalt wasserseitigen Kegelventile 15 bzw. 16 bezogen auf den Ventilsitz wird von der Steuer-/Regeleinheit 51 über die Sensoren 55 bzw. 56 erfaßt; die Positionserfassung dient auch dem Abgleich/Verschleiß und der Kalibrierung von Ventilkopf bzw. -sitz.The fluidic control and regulation 50 of pressure, temperature and volume of the mixing valve via the control unit with control panel 51 to which the pressure and temperature sensors on the warm water side 52 , cold water side 53 and mixed water side 54 are connected. The positioning of the hot and cold water side cone valves 15 respectively. 16 based on the valve seat is of the control unit 51 over the sensors 55 respectively. 56 detected; position sensing also serves to adjust / wear and calibrate the valve head or seat.

Die Position des Proportionalventils kann – je nach Antriebsart, z.B. beim Gleichstrom-Synchronmotor – kaltseitig über den hochauflösenden Drehgeber 58 von der Steuer-/Regeleinheit 51 erfaßt werden. Kommt dagegen ein über den Anschluß 60 zu taktender Schrittmotor zum Einsatz, entfällt die Drehwinkelerfassung 58 oder dient nur Kontrollzwecken.The position of the proportional valve can - depending on the type of drive, for example in the DC synchronous motor - cold on the high-resolution encoder 58 from the control unit 51 be detected. On the other hand, comes over the connection 60 To be clocked stepper motor for use, eliminates the rotation angle detection 58 or for control purposes only.

Die Steuer-/Regeleinheit 51 beinhaltet auch die Steuerung der Aktoren, wie die Magnetkupplung 35 über den Anschluß 59 und den Antrieb des Proportionalventils 31 über den Anschluß 60.The control unit 51 also includes the control of the actuators, such as the magnetic coupling 35 over the connection 59 and the drive of the proportional valve 31 over the connection 60 ,

Die Arbeitsweise der fluidtechnischen Steuerung und Regelung von Druck, Temperatur und Volumen nach 1 kann wie folgt beschrieben werden. Je nach Verwendungszweck kann die Einrichtung elektrisch netzversorgt oder akkumulator- oder niederspannungsversorgt oder energieautark ausgeführt werden. Der Anwender stellt über die Bedieneinheit der Steuer-/Regeleinheit Temperatur und ggf. Wasserdruck bzw. -menge ein. Über die Sensoren der Warm- und Kaltwasserzuführung ist sowohl die Historie als auch der Ist-Zustand von Temperatur und Druck bekannt. Der Abgleich mit den Soll-Daten verstellt ggf. das Proportionalventil, verschließt z.B. den Kaltwasserzulauf oder öffnet ihn, je nach Temperaturstand des Warmwassers. Darüberhinaus besteht die Möglichkeit – je nach Anforderung – eine Auf-/Zu-Verstellung des Warmwasserzulaufs vorzunehmen; wobei die Auf-/Zu-Verstellung auf jeden Fall als Verbrühsicherung arbeitet.The operation of the fluidic control and regulation of pressure, temperature and volume after 1 can be described as follows. Depending on the purpose, the device can be electrically powered or accumulator or low voltage powered or energy self-sufficient executed. The user sets the temperature and, if necessary, the water pressure or quantity via the control unit of the control unit. The sensors of the hot and cold water supply both the history and the actual state of temperature and pressure is known. Adjustment with the setpoint data, if necessary, adjusts the proportional valve, eg closes the cold water inlet or opens it, depending on the temperature level of the hot water. In addition, it is possible - depending on the requirements - to make an on / off adjustment of the hot water supply; in any case, the open / close adjustment works as a scalding device.

Eine weitere Ausprägungsform der erfinderischen Neuheit ist dadurch gegeben, daß die Steuer-/Regeleinheit über einen gespeicherten softwaremäßigen Algorithmus verfügt – die Ventil- und Regelkennlinien des Regelverhaltens sind speichermäßig ebenfalls hinterlegt – der in Abhängigkeit des Ist-Zustands der Einrichtung aktiviert wird. Je nach Zustand des gemischten Wassers in der Mischkammer wird sensorisch ein Abgleich des Proportionalventils vorgenommen. Das Erreichen der gewünschten Mischwassertemperatur kann dem Anwender/Benutzer optisch und/oder akustisch signalisiert bzw. angezeigt werden.A further form of expression the inventive novelty is given by the fact that the control unit via a stored software algorithm features - the valve and control characteristics of the control behavior are also memory deposited - the dependent on the current state of the device is activated. Depending on the condition of the mixed water in the mixing chamber is a sensory adjustment made of the proportional valve. Achieving the desired Mixed water temperature can visually and / or visually for the user / user be acoustically signaled or displayed.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung arbeitet die Einrichtung u.a. in Abhängigkeit ihrer Vorgeschichte und ihres Umfelds. Damit werden die Warm- und Kaltwasserzuläufe angesprochen, deren Wasserdruck und deren mögliche Aufheiztemperaturen. Der Warmwasserzulauf ist ggf. um ein lokales Wasseraufheizgerät zu ergänzen oder der Wasserdruck muß mittels einer lokalen Pumpe eine Druckerhöhung erfahren. Ein weiterer Verfahrenspunkt ist die zeitliche und mengenmäßige Bereitstellung von gewünschtem temperierten Mischwasser. Hier besteht die Möglichkeit, die Mischwasserkammer zu vergrößern und ggf. mit zusätzlicher Pumpe und By-pass-Leitung zu versehen, auch über den Umweg einer erneuten Aufheizung.According to one Another embodiment of the invention, the device works u.a. depending on their Prehistory and its environment. This addresses the hot and cold water supplies, their water pressure and their potential Heating temperatures. The hot water supply may be local Water heating to complete or the water pressure must by means of learn a pressure increase of a local pump. Another Process point is the time and quantity provision of desired tempered mixed water. Here is the possibility of the mixed water chamber to enlarge and if necessary with additional Pump and by-pass line to provide, even over the detour of a renewed Heating.

Auch die Kaltwasserversorgung muß – je nach Installationsort – eine Aufwertung erfahren. Wie bei der Warmwasserversorgung zusätzlich Aufheizgeräte zum Einsatz kommen können, ist bei der Kaltwasserbereitstellung ggf. ein Kühlgerät mit in den Versorgungskreislauf einzubinden.Also the cold water supply must - depending on Installation location - one Appreciation experience. As with the hot water supply additional heaters are used can come, If necessary, a cooling unit is included in the supply circuit during cold water supply integrate.

Eine weitere Ausprägung der Erfindung sieht vor, daß in Abhängigkeit dieser zusätzlichen Maßnahmen entsprechende Arbeitskennlinien in der Steuer-/Regeleinheit hinterlegt werden und der Regelalgorithmus auf das Gesamtsystem einmalig abgestimmt wird. Je nach Steuer-/Regeleinheit-Ausstattung ist der Regelalgorithmus selbstlernend und paßt sich den Benutzergepflogenheiten an.A further characteristic the invention provides that in dependence this additional activities corresponding working curves are stored in the control unit and the control algorithm is tuned once to the overall system becomes. Depending on the control unit equipment is the control algorithm self-learning and fits conform to the user habits.

Wie aus 2 ersichtlich, besteht die fluidtechnische Steuerung und Regelung von Druck, Temperatur und Volumen aus einem Ventilblock 10, einem Antriebsteil 30 und einer Steuer-/Regelung mit Sensorik und Aktorik 50.How out 2 can be seen, there is the fluid control and regulation of pressure, temperature and volume of a valve block 10 , a drive part 30 and a control / regulation with sensors and actuators 50 ,

Über die Zulauf-Leitungen 11 und 12 steht Warm- und Kaltwasser an den Ventilköpfen der Kegelventile 15 und 16 zur Verfügung. Die gesteuerten Warm- und Kaltwasserleitungen laufen in der Mischkammer 13 zusammen; Mischwasser der gewünschten Temperatur und der gewünschten Menge gelangt in den Auslauf 14.About the inlet lines 11 and 12 is hot and cold water at the valve heads of the conical valves 15 and 16 to disposal. The controlled hot and cold water pipes run in the mixing chamber 13 together; Mixed water of the desired temperature and the desired amount reaches the outlet 14 ,

Die Mischwasserbereitung erfolgt über ein elektronisch gesteuertes Proportionalventil mit zusätzlicher kontinuierlicher Warmwasser-Mengenverstellung.The Mixed water preparation takes place via an electronically controlled proportional valve with additional continuous hot water volume adjustment.

Das Proportionalventil wird gebildet – ausgehend von der Warmseite – aus dem Kegelventil 15, dem Loslager 17, der Ventilstange 19, dem Gleitlager mit Dichtung 21, der Gewindespindel 39, der außengeradverzahnten Hutmutter 38 und dem Axiallager 40. Kaltseitig schließt sich die Ventilstange 20, die Gewindespindel 34, das Gleitlager mit Dichtung 22, das Loslager 18 sowie das Kegelventil 16 an.The proportional valve is formed - starting from the hot side - from the cone valve 15 , the floating bearing 17 , the valve rod 19 , the plain bearing with seal 21 , the threaded spindle 39 , the outside straight toothed cap nut 38 and the thrust bearing 40 , On the cold side, the valve stem closes 20 , the threaded spindle 34 , the plain bearing with seal 22 , the floating bearing 18 as well as the cone valve 16 at.

Die Funktionsweise des Proportionalventils erfolgt derart, daß der Antrieb 31 – ausgeführt als Schrittmotor oder geregelter Gleichstrommotor – über das Treibrad 32 – ausgeführt als geradverzahntes Stirnrad – die außengeradverzahnte Mutter 33 antreibt, über deren Innengewinde die Gewindespindel 34 je nach Drehrichtung axial bewegt wird. Auf der Kaltwasserseite 12 bewegt sich das Kegelventil 16 in den oder aus dem Ventilsitz, je nach Dreh- und Bewegungsrichtung von Motor 31 und Ventilstange 20.The operation of the proportional valve is such that the drive 31 - designed as a stepper motor or regulated DC motor - via the drive wheel 32 - designed as a straight-toothed spur gear - the externally toothed nut 33 drives, via the internal thread of the threaded spindle 34 is moved axially depending on the direction of rotation. On the cold water side 12 the cone valve moves 16 in or out of the valve seat, depending on the direction of rotation and movement of motor 31 and valve rod 20 ,

Auf der Warmwasserseite 11 erfolgt die kontinuierliche Mengenverstellung derart, daß der Antrieb 41 – ausgeführt als Schrittmotor oder geregelter Gleichstrommotor – über das Treibrad 32 – ausgeführt als geradverzahntes Stirnrad – die außengeradverzahnte Hutmutter 38 antreibt, über deren Innengewinde die Gewindespindel 39 je nach Drehrichtung axial bewegt wird. Auf der Warmwasserseite 11 bewegt sich das Kegelventil 15 in den oder aus dem Ventilsitz, je nach Dreh- und Bewegungsrichtung von Motor 41 und Ventilstange 19.On the hot water side 11 the continuous quantity adjustment takes place in such a way that the drive 41 - designed as a stepper motor or regulated DC motor - via the drive wheel 32 - designed as a straight toothed spur gear - the externally toothed cap nut 38 drives, via the internal thread of the threaded spindle 39 is moved axially depending on the direction of rotation. On the hot water side 11 the cone valve moves 15 in or out of the valve seat, depending on the direction of rotation and movement of motor 41 and valve rod 19 ,

Von diesem Dreh- und Bewegungsablauf ist die Kaltwasserseite 12 des Proportionalventils 16 über das Axiallager 40 entkoppelt. Für bestimmte Anwendungen kann es zum Vorteil gereichen, das Axiallager 40 auch als schaltbare Kupplung auszuführen.From this rotation and movement is the cold water side 12 of the proportional valve 16 over the thrust bearing 40 decoupled. For certain applications, it may be advantageous for the thrust bearing 40 also designed as a switchable coupling.

Die fluidtechnische Steuerung und Regelung 50 von Druck, Temperatur und Volumen des Mischventils erfolgt über die Steuer-/Regeleinheit mit Bedienfeld 51, an die die Druck- und Temperatursensoren warmwasserseitig 52, kaltwasserseitig 53 und mischwasserseitig 54 angeschlossen sind. Die Positionierung der warm- und kaltwasserseitigen Kegelventile 15 bzw. 16 bezogen auf den Ventilsitz wird von der Steuer-/Regeleinheit 51 über die Sensoren 55 bzw. 56 erfaßt; die Positionserfassung dient auch dem Abgleich/Verschleiß und der Kalibrierung von Ventilkopf bzw. -sitz. Die Position der Gewindespindel 39 in der Sackbohrung mit Gewinde der Hutmutter 38 kann mit Hilfe des Sensors 62 gemessen werden; die Messung dient vorrangig der Sicherheit/Blockierschutz von Gewindespindel und Hutmutter.The fluidic control and regulation 50 of pressure, temperature and volume of the mixing valve via the control unit with control panel 51 to which the pressure and temperature sensors on the warm water side 52 , cold water side 53 and mixed water side 54 are connected. The positioning of the hot and cold water side cone valves 15 respectively. 16 based on the valve seat is of the control unit 51 over the sensors 55 respectively. 56 detected; position sensing also serves to adjust / wear and calibrate the valve head or seat. The position of the threaded spindle 39 in the blind hole with thread of the cap nut 38 can with the help of the sensor 62 be measured; The measurement primarily serves the safety / blocking protection of threaded spindle and cap nut.

Die Position des Proportionalventils kann – je nach Antriebsart, z.B. beim Gleichstrom-Synchronmotor – kaltseitig über den hochauflösenden Drehgeber 58 von der Steuer-/Regeleinheit 51 gemessen werden.The position of the proportional valve can - depending on the type of drive, for example in the DC synchronous motor - cold on the high-resolution encoder 58 from the control unit 51 be measured.

Die Position des Ventils der kontinuierlichen Warmwasser-Mengenverstellung kann – je nach Antriebsart, z.B. beim Gleichstrom-Synchronmotor – kaltseitig über den hochauflösenden Drehgeber 57 von der Steuer-/Regeleinheit 51 gemessen werden.The position of the valve of the continuous hot water volume adjustment can - depending on the type of drive, for example, the DC synchronous motor - cold on the high-resolution encoder 57 from the control unit 51 be measured.

Kommt als Antriebsmotor dagegen ein über den Anschluß 60 bzw. 61 zu taktender Schrittmotor zum Einsatz, entfällt die Drehwinkelerfassung 57 bzw. 58 oder dient nur Kontrollzwecken.Comes as a drive motor, however, on the connection 60 respectively. 61 To be clocked stepper motor for use, eliminates the rotation angle detection 57 respectively. 58 or for control purposes only.

Die Steuer-/Regeleinheit 51 beinhaltet auch die Steuerung der Aktoren, wie den Anschluß 61 des Antriebs des Ventils der Warmwasser-Mengenverstellung 41 sowie den Antrieb des Proportionalventils 31 über den Anschluß 60.The control unit 51 also includes the control of the actuators, such as the connection 61 the drive of the valve of the hot water quantity adjustment 41 and the drive of the proportional valve 31 over the connection 60 ,

Zusätzlich zu der oben beschriebenen Arbeitsweise, ist in 2 statt der Auf-/Zu-Verstellung des Warmwasserventils ein motorisch angetriebenes kontinuierlich zu verstellendes Ventil vorgesehen, was auch softwaremäßig in der Steuer-/Regeleinheit hinterlegt ist. Ein dem Proportionalventil übergeordnetes kontinuierlich zu verstellendes Ventil erlaubt jegliche Druckschwankungen in den wasserführenden Leitungen – verursacht durch eine dem Zufallsprinzip unterliegende Nutzerstruktur – auszugleichen.In addition to the procedure described above, in 2 instead of the open / close adjustment of the hot water valve, a motor-driven valve to be adjusted continuously, which is also stored in the software in the control unit. A proportional valve to be continuously adjusted to the valve allows any pressure fluctuations in the water-carrying lines - caused by a random underlying user structure - compensate.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung stellt sich das motorisch gesteuerte und geregelte Proportionalventil entsprechend dem Bedarfsprofil des Anwenders ein und verfährt ggf. die beiden Ventilköpfe. Je nach Anforderung – sensorisch ermittelt – wird die Warmwasser-Mengenverstellung aktiviert, die jetzt entkoppelt von dem Proportionalventil ihrerseits eine Ventileinstellung vornimmt.According to one Another embodiment of the invention provides the motor-driven and controlled proportional valve according to the demand profile of the user and moves if necessary, the two valve heads. Depending on the requirements - sensory determined - the Hot water volume adjustment enabled, which is now decoupled from the proportional valve in turn makes a valve setting.

Mit dieser erfindungsgemäßen Ausbildung werden von den beiden Antrieben stets rotatorische Drehbewegungen in translatorische Bewegungen umgesetzt, während jedoch der Antrieb des Proportionalventils beide Ventile gleichzeitig steuert, beeinflußt der Antrieb der kontinuierlichen Warmwasser-Mengenverstellung nur das entsprechende Ventil des Warmwasserzulaufs. Die einwandfreie Funktionsweise der Einrichtung wird durch Stellungssensoren und ggf. Drehgebersensoren gewährleistet.With this embodiment of the invention Of the two drives always rotary rotational movements in translational Movements implemented while however, the drive of the proportional valve both valves simultaneously controls, influences the drive of continuous hot water volume adjustment only the corresponding valve of the hot water inlet. The impeccable Functionality of the device is determined by position sensors and possibly encoder encoders guaranteed.

Die zahlreichen Möglichkeiten und Vorteile der Ausgestaltung der Erfindung spiegeln sich in der Anzahl der Schutzrechtsansprüche wider.The numerous possibilities and advantages of the embodiment of the invention are reflected in the number the property rights claims contrary.

1010

VentilValve

1111

Zulauf WarmwasserIntake hot water

1212

Zulauf KaltwasserIntake cold water

1313

Mischkammermixing chamber

1414

Auslauf Mischwasseroutlet mixed water

1515

Kegelventil, warmseitigPlug valve, warm side

1616

Kegelventil, kaltseitigPlug valve, cold side

1717

Loslager, warmseitigbearing, warm side

1818

Loslager, kaltseitigbearing, cold side

1919

Ventilstange, warmseitigValve stem, warm side

2020

Ventilstange, kaltseitigValve stem, cold side

2121

Gleitlager mit Dichtung, warmseitigbearings with seal, warm side

2222

Gleitlager mit Dichtung, kaltseitigbearings with seal, cold side

3030

Antriebdrive

3131

Antrieb Proportionalventildrive proportional valve

3232

Treibrad, geradverzahntdriving wheel, straight teeth

3333

Mutter, außengeradverzahntMother, außengeradverzahnt

3434

Gewindespindelscrew

3535

Magnetkupplung, schaltbarMagnetic coupling, switchable

3636

Kupplungsbecherclutch cup

3737

KupplungsdruckfederClutch pressure spring

3838

Hutmutter, außengeradverzahntcap nut, außengeradverzahnt

3939

Gewindespindelscrew

4040

Axiallagerthrust

4141

Antrieb Ventil, warmseitigdrive Valve, warm side

5050

Steuer-/Regelung, Sensorik, AktorikControl / regulation, Sensors, actuators

5151

Steuer-/Regeleinheit mit BedienfeldControl / regulation unit with control panel

5252

Druck-, Temperatursensor, warmseitigPrint-, Temperature sensor, warm side

5353

Druck-, Temperatursensor, kaltseitigPrint-, Temperature sensor, cold side

5454

Druck-, Temperatursensor, mischwasserseitigPrint-, Temperature sensor, mixed water side

5555

Stellung Kegelventil, warmseitigposition Conical valve, hot side

5656

Stellung Kegelventil, kaltseitigposition Conical valve, cold side

5757

Drehgeber Antrieb Proportionalventil, warmseitigencoders Actuation proportional valve, warm side

5858

Drehgeber Antrieb Proportionalventil, kaltseitigencoders Actuation proportional valve, cold side

5959

Steuerung Magnetkupplungcontrol magnetic coupling

6060

Steuerung Antrieb Proportionalventilcontrol Actuation proportional valve

6161

Steuerung Antrieb Ventil, warmseitigcontrol Drive valve, warm side

6262

Stellung Gewindespindel, warmseitigposition Threaded spindle, warm side

Claims (14)

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur fluidtechnischen Steuerung und Regelung von Druck, Temperatur und Volumen, insbesondere für das Medium Wasser, insbesondere in der Gebäudetechnik, dadurch gekennzeichnet, daß dem motorisch geregelten Proportionalventil ein magnetisch geschaltetes oder motorisch geregeltes Ventil überlagert ist.The invention relates to a method and a device for fluidic control and regulation of pressure, temperature and volume, especially for the medium water, especially in building technology, characterized in that the motor-controlled proportional valve, a magnetically switched or motor-controlled valve is superimposed. Elektronisch geregeltes Mischventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektronisch geregelte Proportionalventil aus Ventilsteuerung, Antriebseinheit und Steuerung mit Sensorik und Aktorik besteht.Electronically controlled mixing valve according to claim 1, characterized in that the electronically controlled proportional valve from valve control, drive unit and control with sensors and actuators. Elektronisch geregeltes Mischventil nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das elektronisch geregelte Proportionalventil motorisch über ein Getriebe translatorisch eingestellt wird.Electronically controlled mixing valve after at least one of the claims 1 and 2, characterized in that the electronically controlled Proportional valve motor over a gear is set translationally. Elektronisch geregeltes Mischventil nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das elektronisch geregelte Proportionalventil mit Auf-/Zu-Verstellung über eine magnetisch kraftschlüssige schaltbare Kupplung verfügt.Electronically controlled mixing valve after at least one of the claims 1 to 3, characterized in that the electronically controlled Proportional valve with open / close adjustment via a magnetically non-positive switchable Clutch has. Elektronisch geregeltes Mischventil nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das elektronisch geregelte Proportionalventil mit kontinuierlicher Mengenverstellung über einen weiteren steuerbaren translatorischen vom Proportionalventil entkoppelten Ventilantrieb verfügt.Electronically controlled mixing valve after at least one of the claims 1 to 4, characterized in that the electronically controlled Proportional valve with continuous flow adjustment via a further controllable translational decoupled from the proportional valve Valve actuator features. Elektronisch geregeltes Mischventil nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das elektronisch geregelte Proportionalventil über eine Steuerungs- und Regeleinheit mit Bedienfeld verfügt.Electronically controlled mixing valve after at least one of the claims 1 to 5, characterized in that the electronically controlled Proportional valve over a control unit with control panel features. Elektronisch geregeltes Mischventil nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das elektronisch geregelte Proportionalventil Temperatur- und Drucksensoren in den Zuläufen und den Abläufen besitzt.Electronically controlled mixing valve after at least one of the claims 1 to 6, characterized in that the electronically controlled Proportional valve temperature and pressure sensors in the inlets and the processes has. Elektronisch geregeltes Mischventil nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das elektronisch geregelte Proportionalventil über gespeicherte Algorithmen verfügt, die aus den Sensordaten der Vergangenheit, dem Ist- und dem Soll-Zustandsdaten sowie den hinterlegten Regelkennlinien Verstellungen des Verfahrwegs des Proportionalventils einschließlich des übergeordneten Ventils vornehmen.Electronically controlled mixing valve after at least one of the claims 1 to 7, characterized in that the electronically controlled Proportional valve over has stored algorithms, that from the sensor data of the past, the actual and the desired state data and the stored control characteristics Adjustments of travel of the proportional valve including the higher-level valve. Elektronisch geregeltes Mischventil nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das elektronisch geregelte Proportionalventil über die Steuer-/Regeleinheit die Stellung der Ventil- und Antriebsköpfe sensorisch überwacht.Electronically controlled mixing valve after at least one of the claims 1 to 8, characterized in that the electronically controlled Proportional valve over the control unit monitors the position of the valve and drive heads sensory. Elektronisch geregeltes Mischventil nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das elektronisch geregelte Proportionalventil über Temperatursensor und Warmwasserventil den Verbrühschutz sicherstellt.Electronically controlled mixing valve after at least one of the claims 1 to 9, characterized in that the electronically controlled Proportional valve over Temperature sensor and hot water valve ensures scalding protection. Elektronisch geregeltes Mischventil nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das elektronisch geregelte Proportionalventil um eine Peripherie wie Aufheizgerät, Kühlgerät, erweiterte Mischkammer, auch mit Bypass-Steuer- und Regelung verfügt.Electronically controlled mixing valve after at least one of the claims 1 to 10, characterized in that the electronically controlled Proportional valve to a periphery such as Aufheizgerät, cooling unit, advanced Mixing chamber, also with bypass control. Elektronisch geregeltes Mischventil nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das elektronisch geregelte Proportionalventil elektrisch netzversorgt, niederspannungsversorgt, batterieversorgt und/oder energieautark betrieben werden kann.Electronically controlled mixing valve according to at least one of claims 1 to 11, characterized in that the electronically controlled proportional valve is electrically network-supplied, low-voltage supplied, battery powered and / or energy ark can be operated. Elektronisch geregeltes Mischventil nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das elektronisch geregelte Proportionalventil fernbedienbar ist.Electronically controlled mixing valve after at least one of the claims 1 to 12, characterized in that the electronically controlled Proportional valve is remotely controllable. Elektronisch geregeltes Mischventil nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das elektronisch geregelte Proportionalventil als Unterputz (UP)-, Aufputz (AP)- und Inputz (IP)-Version installierbar ist.Electronically controlled mixing valve after at least one of the claims 1 to 13, characterized in that the electronically controlled Proportional valve as flush-mounted (UP), surface-mounted (AP) and in-plaster (IP) version is installable.