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Die
Erfindung betrifft eine Kartusche für eine Sanitärarmatur,
wobei das Gehäuse der Kartusche, das von einer Bodenplatte
verschlossen wird, umschließt: eine Ventilsitzscheibe mit
Einlassöffnungen für Kalt- und Heißwasser
und eine Ausströmöffnung, die in den Ausfluss
der Sanitärarmatur mündet, eine zur Ventilsitzscheibe
verschiebbar angeordnete Steuerscheibe, die eine Mischkammer enthält,
die die Einlassöffnungen und die Ausströmöffnung
der Ventilsitzscheibe in Verbindung bringt und in der die Mischung
des heißen mit dem kalten Wasser erfolgt sowie eine Abdeckscheibe,
die auf der der Ventilsitzscheibe abgewandten Seite der Steuerscheibe
mit dieser verbunden ist und mit einem Stellhebel zum Verschieben
der Scheiben in Wirkverbindung steht, der mit dem Betätigungshebel
der Armatur bewegt wird und in einer Buchse gelagert ist, wobei
zur Verhinderung oder mindestens zur Dämpfung der Fließgeräusche
im Bereich der Mischkammer ein strukturierter Körper angeordnet
ist.
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Fließgeräusche
treten immer dann auf, wenn eine strömende Flüssigkeit
auf Hindernisse trifft oder abrupte Änderungen der Fließrichtung
erfährt und dadurch verwirbelt wird oder zwei Flüssigkeitsströme zusammentreffen.
In der Regel treten zusätzlich noch Druckänderungen
in der Flüssigkeit auf, wobei, insbesondere bei Wasser,
gelöste Gase freigesetzt werden, deren Blasen in der strömenden
Flüssigkeit ebenfalls Geräusche verursachen.
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Aus
dem Stand der Technik ist es bekannt, zur Minderung der Fließgeräusche
feine Netze oder Geflechte aus Draht in die Mischkammer einzusetzen,
wie es aus der
DE-OS
2622179 bekannt ist. Solche Gebilde aus Draht sind anfällig
für Korrosion und die kleinen Öffnungen können
sich durch so genannte Kalkablagerungen oder aus den Zuleitungen
abgelösten Ablagerungen zusetzen, so dass die Dämpfungswirkung
verloren geht.
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Eine
Kartusche, deren Mischkammer zur Minderung der Fließgeräusche
mit einem strukturierten Körper zur Dämpfung der
Fließgeräusche ausgestattet ist, ist aus der
DE 10 2004 056 568
A1 bekannt. Der die Fließgeräusche beeinflussende
Körper befindet sich im Bereich der Wand des Überströmkanals
zwischen Einlass- und Ausströmöffnung und ist
ein Ringelement. Das Ringelement besteht aus einem massiven Flachmaterial.
An der der Ventilsitzscheibe zugekehrten Stirnseite ist wenigstens im
Bereich der Wassereinlassöffnungen eine Reihe von mit Abstand
zueinander angeordneten Stiften angeformt, die sich bis zum Bereich
einer Lagerfläche der Ventilsitzscheibe erstrecken.
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Bei
so genanntem harten, kalkhaltigem Wasser besteht die Gefahr, dass
sich Ablagerungen an den Stiften des die Fließgeräusche
beeinflussenden Körpers bilden und die Zwischenräume
zusetzen, so dass die Dämpfungswirkung verloren geht.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Kartusche zusammen
mit dem die Fließgeräusche verhindernden oder
zumindest dämpfenden Körper so zu gestalten, dass
die Möglichkeit von Ablagerungen möglichst vermieden
wird und in jeder Stellung der Steuerscheibe eine optimale Durchflussmenge
erreicht wird.
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Die
Lösung der Aufgabe erfolgt mit Hilfe der kennzeichnenden
Merkmale des ersten Anspruchs. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen
der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen
beansprucht.
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Bei
der erfindungsgemäßen Kartusche ist die Mischkammer
zur Verhinderung oder Dämpfung der Fließgeräusche
erfindungsgemäß so gestaltet, dass in der Steuerscheibe
oder zwischen der Steuerscheibe und der Abdeckscheibe ein die Fließgeräusche
verhindernder oder zumindest dämpfender Körper
angeordnet ist. Dazu kann die Steuerscheibe im Bereich der Mischkammer
einen Durchbruch zur Abdeckscheibe aufweisen und in diesem Durchbruch kann
der Körper so eingesetzt sein, dass er ihn überdeckt
und die Mischkammer zur Abdeckscheibe hin abgedichtet ist. Der Körper überwölbt
die Mischkammer im Wesentlichen hohlkugelförmig, in Form
einer Halbkugel oder zumindest eines Kugelabschnitts, einer Kalotte,
und in dieser hohlkugelförmigen Überwölbung
sind parallel zueinander angeordnete Rippen angeordnet. Die Rippen
sind, je nach Stellung der Steuerscheibe, im Wesentlichen in Richtung
der Wasserströmung zwischen den Einlassöffnungen und
der Ausströmöffnung ausgerichtet. Die Rippen können
vorzugsweise zur Ausbildung laminarer Strömungen gleichen
Abstand voneinander haben. Sie haben können dieselbe Höhe
haben oder abwechselnd in der Höhe variieren. Die höchsten
Rippen reichen nahezu bis auf die Ventilsitzscheibe. Die Rippen und
auch der Grund zwischen den Rippen können vorteilhaft abgerundet
sein, um Wirbelbildung an Kanten zu verhindern.
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Innerhalb
der Kartusche erfolgt eine Umleitung der Wasserströme von
den Zuleitungen, von der Einlassöffnung für das
Kaltwasser und von der Einlassöffnung für das
Warmwasser, zur Ausströmöffnung um 180 Winkelgrade.
Die hohlkugelartige Ausgestaltung des Körpers ermöglicht
vorteilhaft ein Einströmen des Wassers aus den Einlassöffnungen
in die Mischkammer aus allen Richtungen, ohne dass das Wasser gegen
Kanten strömt. Dadurch werden Verwirbelungen und Ablagerungen
im Strömungsbereich des Wassers wirkungsvoll vermieden.
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Insbesondere
wenn in einer der beiden Einlassöffnungen das Wasser mit
einem höheren Druck einströmt, kommt es dort zur
Expansion des Wasserstroms und zu starken, geräuschbildenden
Verwirbelungen. Der Radius der hohlkugelförmigen Überwölbung
der Mischkammer ist vorteilhaft so gewählt, dass das einströmende
Wasser in einem optimalen Bogen von 180 Winkelgraden in die Ausströmöffnung geleitet
wird. Die in der hohlkugelförmigen Überwölbung
angeordneten Rippen sind in der Schließstellung der Kartusche
so ausgerichtet, dass sie senkrecht zu einer Verbindungslinie der
beiden Einlassöffnungen verlaufen. Überdeckt die
Mischkammer beide Einlassöffnungen gleichzeitig, wird das
einströmende Wasser durch die Rippen an einer Verwirbelung
gehindert und die Wasserströme verlaufen weitgehend parallel
zueinander in einer laminaren Strömung. Dadurch wird vorteilhaft
die Entstehung von Wirbel- und Strömungsgeräuschen
verhindert.
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In
vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung besteht der Körper
aus einem Elastomer, beispielsweise aus Gummi. Ein Körper
aus einem Elastomer hat gegenüber einem starren Körper
den Vorteil, dass er sich unter dem Einfluss des Wasserdrucks verformen
kann. Dadurch wird die Bildung von Ablagerungen, insbesondere von
so genannten Kalkablagerungen, wesentlich erschwert, weil bereits
sich bildende Ablagerungen durch die Verformung wieder abplatzen.
Außerdem ist ein Elastomer nicht korrosionsanfällig
und kann in lebensmittelrechtlich unbedenklicher Zusammensetzung
hergestellt werden.
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Durch
die hohlkugelförmige Ausbildung des Körpers ist
es möglich, zwischen der Abdeckscheibe und dem Körper
einen Hohlraum vorzusehen, der ein Luftpolster enthält.
Ein solcher Hohlraum kann auch nur im Bereich der Einlassöffnungen
oder insbesondere im Bereich der Ausströmöffnung
vorgesehen sein. Dadurch wird die Verformbarkeit des Körpers unterstützt.
Der Körper kann auch insbesondere in dem Bereich dieses
Hohlraums besonders elastisch ausgebildet sein. Bei plötzlichem
Druckwechsel in dem zuströmenden Wasser können
die Druckstöße auf Grund der Elastizität
des Körpers und des dahinter befindlichen Luftpolsters
abgemildert oder sogar absorbiert werden.
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Der
Körper kann vorteilhaft gleichzeitig die Dichtfunktion
zwischen der Steuerscheibe und der Abdeckscheibe übernehmen.
Dabei reicht er zwischen die beiden Scheiben und umgibt den Durchbruch
in der Steuerscheibe vollkommen. Eine erhöhte Dichtfunktion
wird durch einen angeformten Ring oder Wulst erreicht, der den Körper
umgibt und in entsprechende Nuten der Scheiben eingelegt wird. Dadurch
wird gegenüber dem Stand der Technik eine zusätzliche
Dichtung eingespart.
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Der
Körper kann auch auf seiner der Hohlkugel abgewandten Seite
einen Steg oder Zapfen tragen, der in eine entsprechen geformte
Nut oder Vertiefung der Abdeckscheibe hineinreicht. Durch diese Einrichtung
wird die lagerichtige Montage des Körpers erleichtert.
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Die
Buchse mit dem in ihr gelagerten Stellhebel kann sich mit einer
konisch geformten Fläche auf einer ebenfalls konisch geformten
Fläche der Stirnwand des zylindrisch geformten Gehäuses
abstützen. Diese Fläche dient als Lagerfläche
der Buchse bei der Betätigung der Steuerscheibe für
die Mischung des Heiß- und Kaltwasserstroms. Damit entfällt
die ansonsten horizontale und gegebenenfalls zusätzliche
vertikale Lagerfläche in der Gehäusestirnwand.
Insbesondere zwei Lagerflächen führen zu erhöhten
Reibungswiderständen. Bei den gleichzeitigen Schwenk- und
Kippbewegungen des Stellhebels ist die Krafteinleitung in das Gehäuse
wesentlich günstiger als bei einer herkömmlichen
Lagerung der Buchse. Zur Herabsetzung der Reibung zwischen Buchse
und Gehäuse können auf diesen Lagerflächen
Fettkammern vorgesehen sein.
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An
Hand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher
erläutert. Es zeigen:
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1 eine
Aufsicht auf die Kartusche in symmetrischer Schließstellung
mit eingezeichneten Schnittverläufen,
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2 eine
Ansicht der Kartusche entsprechend dem Schnittverlauf A-A,
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3 eine
Ansicht der Kartusche entsprechend dem Schnittverlauf B-B,
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4 eine
Ansicht der Kartusche entsprechend dem Schnittverlauf C-C,
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5 eine
Aufsicht auf die Kartusche, in symmetrischer Mischstellung, geöffnet,
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6 eine
Ansicht der Kartusche entsprechend dem Schnittverlauf A-A,
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7 eine
Ansicht der Kartusche entsprechend dem Schnittverlauf B-B,
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8 eine
Ansicht der Kartusche entsprechend dem Schnittverlauf C-C,
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9 eine
Aufsicht auf den Körper zur Verhinderung oder mindestens
zur Dämpfung der Fließgeräusche in Richtung
auf die hohlkugelförmige Wölbung,
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10 eine
Aufsicht auf die Oberseite des Körpers mit eingezeichneten
Schnittverläufen,
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11 eine
Ansicht des Körpers entsprechend dem Schnittverlauf A-A
und
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12 eine
Ansicht des Körpers entsprechend dem Schnittverlauf B-B.
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In 1 ist
eine Aufsicht auf die Kartusche 1 in Schließstellung
dargestellt. Über das Gehäuse 2, aus
dem der Stellhebel 3 zur Betätigung der Steuerscheibe
herausragt, sind die Schnittlinien gelegt, unter denen die Schnitte
durch die Kartusche verlaufen, die in den nachfolgenden Figuren
dargestellt sind.
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In
den 2, 3 und 4 ist jeweils eine
Ansicht eines Schnitts durch die Kartusche 1 in Schließstellung
entsprechend den Verläufen A-A, B-B und C-C dargestellt.
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Das
Gehäuse 2 wird auf der Unterseite durch eine Bodenplatte 4 mit
den Anschlussöffnungen 5 und 6 für
das kalte bzw. heiße Wasser und der Anschlussöffnung 7 für
das abströmende Mischwasser abgeschlossen. Darüber
liegt die Ventilsitzscheibe 8, von der die Einlassöffnungen 9 bzw. 10 und
die Ausströmöffnung 11 mit den Öffnungen 5 bzw. 6 und 7 der
Bodenplatte 4 korrespondierenden.
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Der
Schnitt A-A verläuft gerade durch die Einlassöffnung 10 und
die Ausströmöffnung 11. Der Schnitt B-B
verläuft mittig durch die Einlassöffnung 10 und
knickt im Mittelpunkt des Stellhebels 3 ab, um ab da mittig
durch die Ausströmöffnung 11 zu verlaufen.
Der Schnitt C-C verläuft senkrecht zum Schnittverlauf A-A,
durch den Mittelpunkt des Stellhebels 3.
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Über
der Ventilsitzscheibe 8 liegt verschiebbar die Steuerscheibe 12,
hier in Schließstellung. Sie verschließt die Einlassöffnungen 9 und 10.
Die Steuerscheibe 12 weist bei diesem Ausführungsbeispiel mittig
einen kreisförmigen Durchbruch 13 auf, in den der
Körper 14 zur Verhinderung oder Dämpfung
der Fließgeräusche eingesetzt ist. Im vorliegenden
Ausführungsbeispiel besteht er aus einem Elastomer. Darüber
liegt die Abdeckscheibe 15. Zur Abdichtung des Durchbruchs 13 überdeckt
der Körper 14 die Steuerscheibe 12 mit
einem ringförmigen Wulst 16 als Dichtelement,
der in eine entsprechend geformte Nut 17 der Abdeckscheibe 15 gelagert
ist. In eine Nut oder Vertiefung 18 der Abdeckscheibe 15 greift
der Mitnehmerzapfen 19 des Stellhebels 3 ein.
Der Stellhebel 3 ist mit einem zylinderförmigen
Schwenklager 20, ohne mechanische Schwenkachse, in einer Buchse 21 gelagert,
die von dem Gehäuse 2 umschlossen wird. Zur Herabsetzung
der Reibung können auf einer der Lagerflächen
des Schwenklagers bzw. der Buchse Fettkammern vorgesehen sein.
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Der
Körper 14 zur Verhinderung oder Dämpfung
der Fließgeräusche überwölbt
die Mischkammer 23 der Ventilsitzscheibe 8 hohlkugelförmig 22.
Wie aus den Figuren ersichtlich, insbesondere aus 4, sind
in dieser Hohlkugel 22 parallel verlaufende, an ihrem Ende
abgerundete Rippen 24 angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel
haben die Rippen dieselbe Höhe. Weiterhin ist der Abstand
zwischen den äußeren Rippen kleiner als der Abstand
zwischen den inneren Rippen. Der Körper 14 trägt
auf seiner der Hohlkugel 22 abgewandten Seite einen Steg
oder Zapfen 25, der zur Zentrierung in eine entsprechen geformte
Nut oder Vertiefung 26 der Abdeckscheibe 15 hineinreicht.
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Oberhalb
der Hohlkugel 22 des Körpers 14, zwischen
der Abdeckscheibe 15 und dem Körper 14, hier
im Bereich der Ausströmöffnung 11, ist
im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Hohlraum 27 zu
sehen, der ein Luftpolster enthält. Durch die Elastizität des
Körpers 14 kann bei auftretenden Druckschwankungen
der Körper 14 in diesen Raum 27 nachgeben und
die auftretenden Druckstöße dämpfen.
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Die
Zapfen 29 dienen der Zentrierung und Befestigung in der
Armatur.
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Die 5 zeigt
eine Aufsicht auf die Kartusche in voll geöffneter Stellung
der Steuerscheibe bei paritätischer Mischung des Kalt-
und des Warmwasserzuflusses. Die eingezeichneten Schnittverläufe A-A,
B-B und C-C entsprechen denen, die in den 2, 3 und 4 dargestellt
sind.
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Wie
aus den dargestellten Schnittverläufen ersichtlich ist,
ist die Steuerscheibe 12 vollständig nach rechts,
in die Stellung zur Öffnung der Einlassöffnungen 9 und 10 geschoben
worden. Diese Öffnungen sind jeweils zu einem gleichen
Anteil geöffnet worden, so dass, gleicher Wasserdruck in
beiden Anschlussöffnungen 5 und 6 vorausgesetzt,
jeweils die gleiche Menge Wasser in die Mischkammer 23 einströmt.
Die Hohlkugel 22 mit den Rippen 24 unterdrückt
die geräuschbildenden Verwirbelungen des durch die Einlassöffnungen 9 und 10 einströmenden Wassers 28,
in dem es dem einströmenden Wasser laminare Strömungsbahnen
vorgibt. Wie aus den 6 und 7 außerdem
ersichtlich, kann das Wasser 28 in einem optimalen Kreisbogen
von 180 Winkelgraden die Mischkammer 23 zur Ausströmöffnung 11 hin
durchströmen. Die Durchmischung des Kaltwasser- und des
Warmwasserstroms erfolgt also in einem gleichmäßigen
Durchdringung der beiden Wasserströme in der Mischkammer 23 bis
zur Ausströmöffnung 11 hin.
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In
den 9 bis 12 ist der Körper 14 zur Verhinderung
oder Dämpfung der Fließgeräusche dargestellt. 9 zeigt
eine Ansicht des Körpers in Richtung der Hohlkugel 22 mit
den darin parallel verlaufenden Rippen 24. Im vorliegenden
Ausführungsbeispiel sind es fünf. Die in 10 dargestellt
Aufsicht zeigt auch zwei Schnittverläufe A-A und B-B durch
den Körper, die in den 11 bzw. 12 dargestellt
sind.
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Auf
der Oberseite des Körpers 14, in 10, ist
der Steg 25 zu sehen, der zum lagerichtigen Einbau und
zur Fixierung in der Abdeckscheibe dient. In 11 ist
der Körper 14 entsprechend dem Verlauf A-A durch
eine Rippe 24 geschnitten. Der im Bereich der Ausströmöffnung 11 liegende
Teil des Körpers 14 ist auf seiner Oberseite so
geformt, dass er im zusammen gebauten Zustand mit der Abdeckscheibe den
der Dämpfung dienenden Hohlraum 27 bildet. Der
ringförmige Wulst 16 umgibt den Körper 14 und dient
der Abdichtung zwischen Steuerscheibe und Abdeckscheibe.
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In
der Ansicht des Schnitts B-B in 12 sind
die hohlkugelförmige Gestaltung 22 des Körpers 14 zur
Mischkammer hin sowie die darin angeordneten, parallel verlaufenden
Rippen 24 mit gleicher Höhe mit abgerundeten Kanten
erkennbar. Der Körper 14 hat auf seinem äußeren
Umfang eine zur Mischkammer hin konische Gestalt, mit der er in
den entsprechend geformten Durchbruch der Steuerscheibe eingesetzt
ist. Die Abmessungen des Körpers im vorliegenden Ausführungsbeispiel
sind folgende: Der Durchmesser des hohlkugelförmigen Bereichs 22 beträgt
etwa 12 mm, die Höhe der Rippen kann zwischen 2 mm bis
5 mm liegen. Der größte Durchmesser des konischen
Bereichs beträgt etwa 16 mm, der Durchmesser des ringförmigen
Wulstes 16 zur Abdichtung gegen die Abdeckscheibe hat einen
Durchmesser von etwa 21 mm, seine Dicke beträgt etwa 2
mm. Die Gesamthöhe des Körpers 14 beträgt
etwa 7 mm.
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Im
vorliegenden Ausführungsbeispiel stützt sich die
Buchse 21 mit dem in ihr gelagerten Stellhebel 3 mit
einer konisch geformten Fläche 30 auf einen ebenfalls
konisch geformten Teil 31 der Stirnwand 32 des
zylindrisch geformten Gehäuses 2 unter einem Winkel
von 40 Grad ab. Diese Fläche ist die Lagerfläche
der Buchse 21 bei der Betätigung der Steuerscheibe 12 für
die Mischung des Heiß- und Kaltwasserstroms.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 2622179
A [0003]
- - DE 102004056568 A1 [0004]