DE112016005598T5

DE112016005598T5 - Einarmige thermostatische kartusche und mischbatterie, ausgestattet mit einersolchen kartusche

Info

Publication number: DE112016005598T5
Application number: DE112016005598.6T
Authority: DE
Inventors: Jean Chamot
Original assignee: Vernet SA
Current assignee: Vernet SA
Priority date: 2015-12-07
Filing date: 2016-12-06
Publication date: 2018-09-13
Also published as: GB2560460A; GB2560460B; US20180364745A1; FR3044782B1; GB201807569D0; FR3044782A1; US11175684B2; WO2017097757A1; CN108604101B; CN108604101A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine einarmige thermostatische Kartusche, ausgestattet mit keramischen Scheiben mit einem Steuerorgan (9a) eines Durchsatzes und einer Temperatur eines Mischfluids, der ein thermostatischen Element (8) verschiebt, indem es die Temperatur des Mischfluids zwischen extremen Regulierungspositionen reguliert, eine Überhubfeder (10), die zwischen einem Regulierungsschieber (7) und einem thermostatischen Element (8) angebracht ist, indem sie um einen Überhub zwischen den extremen Regulierungspositionen komprimiert ist. Versenkbare Mittel zur Blockierung (11, 12), die vorübergehend (1) die Regulierung der Temperatur des Mischfluids in einer Zwischenposition des Steuerorgans (9a) zwischen den extremen Regulierungspositionen blockieren, die in dieser Zwischenposition ermöglichen, den Überhub um die Hälfte mit Bezug auf die Systeme zu reduzieren, die im Stand der Technik vorhanden sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine thermostatische Kartusche mit Scheiben aus Keramik und reduzierter Abmessung zur Verwendung in einer thermostatischen Mischbatterie.
Derartige Kartuschen können hauptsächlich thermostatische Batterien für Duschen, Badewannen, Waschbecken, Spülen ausstatten.
Die mechanischen keramischen Kartuschen oder die thermostatischen Batterien sind im Stand der Technik bekannt.
Das Dokument FR- A-2 841 348 beschreibt eine thermostatische Kartusche vom Typ umfassend einen Körper, in dessen Inneren eine Mischfluidkammer, eine feste Scheibe mit Bezug auf den Körper und eine mobile Scheibe mit Bezug auf die feste Scheibe angeordnet sind. Die feste Scheibe ist mit mehreren Eingangs- bzw. Ausgangsdurchlässen von kaltem Fluid und heißem Fluid ausgestattet, und die mobile Scheibe ist mit Durchlässen ausgestattet, die ausgelegt sind, um die Eingangs- und Ausgangsdurchlässe der festen Scheibe miteinander in Verbindung zu bringen.
Dieses Dokument bietet eine Lösung, um die Temperatur des Ausgangsfluids wirksam zu stabilisieren, d. h. des Fluids, das im Inneren der Kartusche gemischt wurde und im Folgenden als Mischfluid bezeichnet wird. Dennoch können der Druck und/oder die Temperatur mindestens eines der Eingangsfluide, d. h. hauptsächlich kaltes Wasser oder heißes Wasser, auf bedeutende und/oder plötzliche Weise variieren. Es wurden somit Kartuschen dieser Art vorgeschlagen, die mit einem thermostatischen Element ausgestattet sind, um die Temperatur des Ausgangsfluids zu regulieren.
Zu diesem Zweck umfasst die Kartusche Mittel zur thermostatischen Regulierung, umfassend einen Regulierungsschieber, der in der Mischfluidkammer angeordnet ist, ein thermostatisches Element, das sich mindestens teilweise im Inneren der Mischfluidkammer befindet, mit dem der Regulierungsschieber mechanisch verbunden ist, und ein Steuerorgan des Durchsatzes und der Temperatur des Mischfluids. Dieses Steuerorgan ist gleichzeitig ausgelegt, um die mobile Scheibe in Rotation und in Translation mit Bezug auf die feste Scheibe zu versetzen, und um das thermostatische Element im Inneren der Mischfluidkammer auf die korrekte Position zu regulieren.
Der Körper des thermostatischen Elements umfasst ein thermostatisches Element, das eine vorbestimmte Menge von dehnbarem Wachs enthält. Das Wachs dehnt sich, indem es das Volumen erhöht, wenn es unter dem Einfluss einer Temperaturerhöhung vom festen Zustand in den flüssigen Zustand übergeht. Es zieht sich unter dem Einfluss einer Temperaturverringerung zurück.
Es muss notwendigerweise eine Rückstellfeder auf den Kolben des thermostatischen Elements angebracht werden, um eine gesteuerte Rückkehr dieses sicherzustellen, wenn die Temperatur wieder sinkt.
Bei allen Konstruktionen einer thermostatischen Kartusche, die durch ein Element mit Wachsdehnung reguliert werden, steuert das thrermostatische Element einen Schieber zur Mischung von heißem Fluid/kaltem Fluid, um ein Mischfluid zu erhalten, das mit der gewünschten Temperatur austritt, die durch einen Schalthebel außerhalb der Kartusche reguliert ist.
Dieser Schalthebel arbeitet mit einem Steuerorgan, getragen von der Kartusche, für die Übertragung der Betätigung des Schalthebels im Inneren der Kartusche zusammen. Dieses Steuerorgan ist auf regulierbare Weise mit dem Kolben des thermostatischen Elements assoziiert, das zwischen dem Steuerorgan und diesem angeordnet ist.
Das Steuerorgan öffnet den Ausgang von Mischfluid der Kartusche zwischen Öffnungspositionen, die einer minimalen kalten Temperatur und maximalen heißen Temperatur entsprechen.
Bei der Verwendung kann bei den Regulierungen mit dem Schalthebel ganz plötzlich von einer Temperatur zu einer anderen übergegangen werden. Zum Beispiel ist es möglich, von einer minimalen kalten Temperatur zu einer maximalen heißen Temperatur überzugehen. Dies verursacht die weite Öffnung des Schiebers der Seite des heißen Fluids ohne Problem für das thermostatische Element.
Dagegen wird, bei einem Übergang von der maximalen heißen Temperatur zu einer minimalen kalten Temperatur die weite Öffnung des Schiebers auf der Seite des kalten Fluids verursacht und führt zum Rückzug des dehnbaren Kolbens des thermostatischen Elements. Dieser Rückzug ist nicht unmittelbar: er hängt von der Reaktionszeit des thermostatischen Elements ab. Um die Verzögerung des Rückzugs des Kolbens des thermostatischen Elements zu berücksichtigen muss eine Überhubfeder vorgesehen werden, die den Hub von einer maximalen Temperatur zu einer minimalen Temperatur des thermostatischen Elements, im Folgenden als C1 bezeichnet, aufnehmen muss.
Somit ist diese Überhubfeder zwischen dem Schieber zur Regulierung des thermostatischen Elements im Inneren der Mischfluidkammer und die die heißeste maximale Temperatur zur kältesten minimalen Temperatur ist, angebracht.
Diese Überhubfeder ermöglicht die Blockierung des sich ausdehnenden Kolbens, was ein Risiko eines Bruchs oder einer „Dekalibrierung“ des thermostatischen Elements zur Folge hat.
Dieser Überhub ist bei der Konstruktion der Kartusche sehr nachteilig, das er die Gesamtlänge dieser vergrößert. Es ist üblich, eine Überhubfeder vorzusehen, die einen Überhub von ungefähr mindestens 4 mm aufweisen muss, was eine Federlänge von 12 bis 15 mm impliziert, wodurch die Abmessung der Kartusche erhöht wird.
Somit gibt es eine starke Nachfrage danach, eine einarmige thermostatische Kartusche, umfassend ein dehnbares Element, mit keramischen mechanischen Kartuschen mit reduzierten Abmessungen gemäß den gegenwärtigen Normen, z. B. einer Kartusche, die einen Außendurchmesser von 40 mm, eine Höhe von 43 mm aufweist, oder einer Kartusche, die einen Außendurchmesser von 35 mm und eine Höhe von 41 mm aufweist, austauschbar zu machen.
Das grundlegende Problem der vorliegenden Erfindung ist, eine thermostatische einarmige Kartusche für eine Mischbatterie ausgehend von einem kalten Fluid und einem heißen Fluid zu entwerfen, die eine wirksame Regulierung der Temperatur und des Durchsatzes des Mischfluids ermöglicht, und gleichzeitig die kleinstmöglichen Abmessungen aufweist, um den vorhandenen Standards zu entsprechen.
Zu diesem Zweck hat die Erfindung eine thermostatische Kartusche, wie in Anspruch 1 definiert, zur Aufgabe.
Bei der Erfindung wird der Wert des erforderlichen Überhubs C1 dank zwei aufeinanderfolgenden Schritten durch zwei geteilt.
Es sind versenkbare Blockiermittel vorhanden, die vorübergehend die Regulierung der Temperatur des Mischfluids in einer Zwischenposition des Steuerorgans zwischen den zwei extremen Regulierungspositionen blockieren. Die Kompression der Überhubfeder von ihrer maximalen heißen Position in die Zwischenposition erlaubt einen Überhub, der höchstens gleich ungefähr der Hälfte der Hubs C1 ist, d. h. 2 mm anstatt 4 mm.
Es ist daher möglich, eine verringerte Federlänge vorzusehen, die ausreichend ist, um einen geringeren Überhub als den erforderlichen Überhub einer Feder im Stand der Technik zu garantieren, und somit eine Abmessung mit geringerer Länge. Dies wird aufgrund der Tatsache erhalten, dass die Kartusche gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht, den Überhub dank der versenkbaren Blockierung in die Zwischenposition durch zwei zu teilen.
Es kann gemäß dem Stand der Technik ein versenkbarer Anschlag vorhanden sein, der vorübergehend eine Regulierung der kalten Temperaur hin zur heißen Temperatur bei einer Zwischentemperatur, bezeichnet als Komfortemperatur, verhindert. Dieser Anschlag ist versenkbar, um auf die maximale heiße Temperatur zu regulieren. Sie ist in der Richtung maximale heiße Temperatur zu maximaler kalten Temperatur unwirksam und somit einseitig gerichtet.
Ein derartiger Anschlag ähnelt den versenkbaren Blockiermitteln gemäß der Erfindung nicht, da in der Erfindung der versenkbare Anschlag in den zwei Richtungen wirkt. In der Richtung von der minimalen Temperatur zur maximalen Temperatur durch Blockieren bei einer Komforttemperatur, wie in den existierenden Batterien, und in der Richtung einer maximalen Temperaturvariation zu einer minimalen kalten Temperatur. Sie ist somit zweiseitig ausgerichtet, im Gegensatz zu existierenden Batterien.
Es ist somit möglich, einen Anschlag des Stands der Technik für eine Kartusche gemäß der vorliegenden Erfindung beizubehalten, wobei dieser Anschlag eine völlig verschiedene Aufgabe als die versenkbaren Mittel zur Blockierung haben und nicht mit demjenigen interferieren, der auf den thermostatischen Batterien, die auf dem Markt sind, vorhanden ist.
Wahlweise umfasst die Erfindung außerdem mindestens eine beliebige der Eigenschaften, die in den abhängigen Ansprüchen beschrieben sind.
Gemäß einer weiteren Aufgabe der Erfindung ist eine thermostatische Mischbatterie vorgesehen, wie in Anspruch 10 definiert.
Weitere Eigenschaften, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung erscheinen bei der folgenden Lektüre der detaillierten Beschreibung und mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, die als nicht einschränkende Beispiele angegeben sind, und in denen:

- 1 eine schematische Darstellung einer längs gerichteten Schnittansicht gemäß einer ersten Ebene, eines Ausführungsbeispiels einer thermostatischen Kartusche gemäß der Erfindung ist, wobei ein äußerer Schalthebel mit der Kartusche assoziiert ist, wobei die Kartusche mit weit geöffneter Batterie dargestellt ist.
- 2 eine schematische Darstellung einer längs gerichteten Schnittansicht gemäß einer zweiten Ebene des Ausführungsbeispiels einer thermostatischen Kartusche, gezeigt in 1, ist, mit Blockiermitteln in einer Zwischenposition zwischen einer Position von kaltem Mischfluid und einer Position mit der Temperatur, die in dieser Position sichtbar sind. Es ist zu sehen, dass andere versenkbare Anschlagmittel durch äußere Betätigung durchgeführt werden können, die auf dem Schalthebel der Temperatur und des Durchsatzes platziert sind,

- 3 eine schematische Darstellung einer Ansicht von oben eines Ausführungsbeispiels einer festen Scheibe ist, die einen Teil der Kartusche gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt,
- 4 eine schematische Darstellung einer Ansicht von oben eines Ausführungsbeispiels einer mobilen Scheibe ist, die einen Teil der Kartusche gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt,
- 5 eine schematische Darstellung einer längs gerichteten Schnittansicht eines thermostatischen Elements ist, das einen Teil der Kartusche gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt,
- 6 eine Kurve veranschaulicht, die den Hub des Kolbens des thermostatischen Elements darstellt, je nach der Temperatur des Mischfluids, das aus einer Kartusche gemäß der vorliegenden Erfindung austritt.
- 7 bis 9 auf schematische Weise verschiedene Durchsatzpositionen der mobilen Scheibe auf der festen Scheibe in der Zwischentemperaturposition darstellen.

Unter Bezugnahme auf alle Figuren und insbesondere auf 1 und 2 betrifft die vorliegende Erfindung eine einarmige thermostatische Kartusche 1 vom Typ umfassend einen Körper 2, in dessen Inneren eine Mischfluidkammer 3, eine feste Scheibe 4 mit Bezug auf den Körper 2 und eine mobile Scheibe 5 mit Bezug auf die feste Scheibe 4 installiert ist. Das Mischfluid ist am häufigsten Wasser, dessen Temperatur mit Hilfe eines thermostatischen Elements 8 und Elementen, die diesem assoziiert sind, reguliert werden können.
Die feste Scheibe 4 ist mit mindestens zwei kalten Eingangsdurchlässen 20a und mindestens zwei Ausgangsdurchlässen 19s und zwei heißen Eingangsdurchlässen 22a und mindestens zwei Ausgangsdurchlässen 21s ausgestattet.
Die mobile Scheibe 5 ist mit Durchlässen 23, 24 ausgestattet, die ausgelegt sind, um die Eingangsdurchlässe der kalten Seite 20a und die Ausgangsdurchlässe 19s und der heißen Seite Eingang 22a und Ausgang 21a der festen Scheibe 4 miteinander in Verbindung zu bringen. Dies ist besser mit Bezug auf 3 und 4 zu sehen.
Die Kartusche 1 umfasst Mittel 6 zur thermostatischen Regulierung, umfassend einen Regulierungsschieber 7, der in der Mischfluidkammer 3 angeordnet ist. Ein thermostatisches Element 8 befindet sich mindestens teilweise im Inneren der Mischfluidkammer 3, mit der das thermostatische Element 8 mit Hilfe der Überhubfeder verbunden ist. die den Regulierungsschieber 7 immobilisiert. Eine Regulierungsfeder 19 des Schiebers 7 stellt den Kolben des thermostatischen Elements zurück. Er weist einen Lastwert von weniger als ungefähr der Hälfte der Last der Überhubfeder auf, die den Schieber in der Regulierungsposition immobilisiert.
Die Regulierungen des Durchsatzes und der Temperatur des Mischfluids, das die Kartusche 1 verlässt, erfolgen durch ein Steuerorgan 9a, das gleichzeitig ausgelegt ist, um die mobile Scheibe 5 in Rotation und in Translation mit Bezug auf die feste Scheibe 4 zu versetzen, und um je nach der gewünschten Temperatur den Kolben des thermostatischen Elements 8 im Inneren der Mischfluidkammer 3 zu regulieren. Das Steuerorgan 9a kann den Durchsatz der Kartusche schließen.
In diesem Fall tritt kein Fluid aus der Kartusche 1 aus, das Steuerorgan 9a ermöglicht auch, die Temperatur des Mischfluids, das die Kartusche 1 durch Rotation verlässt, zu regulieren.
Somit kann das Steuerorgan die Kartusche 1 zwischen extremen Positionen der Temperaturregulierung, die einerseits einem Mischfluid entsprechen, das aus der Kartusche 1 mit einer minimalen kalten Temperatur austritt, und andererseits einem Mischfluid platzieren, das aus der Kartusche 1 mit einer maximalen heißen Temperatur austritt. Zwischen diesen zwei Positionen können Zwischen-Öffnungspositionen vorhanden sein, wobei ein mehr oder weniger heißes Mischfluid aus der Kartusche 1 austritt.
Somit steuert, wie bei allen Konstruktionen einer thermostatischen Kartusche, die durch ein Element mit Wachsdehnung reguliert werden, wobei das Wachs im thermostatischen Element 8 aufgenommen ist, wie schließlich mit Bezug auf 5 detailliert dargestellt wird, das thermostatische Element 8 einen Kolben zur Regulierung 16 der Mischung aus heißem Fluid und kaltem Fluid, um das Mischfluid zu erhalten, das mit der gewünschten durch das Steuerorgan 9a geregelten Temperatur austritt. Dieses Steuerorgan 9a ist vorgesehen, um mit einem Schalthebel 9 außerhalb der Kartusche 1 fest verbunden zu sein und kann von der Hand eines Benutzers betätigt werden.
Dank dem Wachs, das im thermostatischen Element 8 enthalten ist, dehnt sich, wenn es zu einer Unterbrechung des kalten Fluids kommt und eine Versorgung mit heißem Fluid fortgesetzt wird, das thermostatische Element 8 aus und verursacht den Verschluss des heißen Fluids, was den Verbrühschutz darstellt.
Eine Regulierungsfeder 19 stellt den Kolben des thermostatischen Elements zurück, wenn die Temperaturregulierungsphase des gemischten Ausgangsfluids aufgerufen ist. Es ist erforderlich, eine Überhubfeder 10 vorzusehen, die den Schieber in der Phase der Temperaturregulierung des Mischfluids immobilisiert.
Die Überhubfeder 10 ist auf einen Wert lasttariert, der ungefähr zweimal höher als der Wert der Regulierungsfeder 19 ist. Die Regulierungsfeder 19 wirkt nur in der Temperaturregulierungsphase des Mischfluids.
Die Überhubfeder 10 wirkt nur in den folgenden Fällen:

- im Fall eines Verbrühschutzes, wenn die Verwendung der Unterbrechung des kalten Wassers aufgerufen ist, wobei das heiße Wasser weiterhin versorgt wird. Der Überhub ist immer geringer als 2 mm in diesem Fall, somit geringer als derjenige, der Teil des Rahmens der vorliegenden Erfindung ist.
- im Fall einer geschlossenen Batterie, die bei einer Temperatur von 15°C reguliert bleibt, jedoch platziert in einer Umgebgungstemperatur von 30 °C oder mehr. Der Überhub ist immer geringer als 2 mm in diesem Fall, somit geringer als derjenige, der Teil des Rahmens der vorliegenden Erfindung ist.
- bei schnellen Verschiebungen des Schalthebels 9 durch den Bediener, wobei zwei Fälle auftreten können:
- schnelle Verschiebung des Schalthebels von der minimalen kalten Temperatur zur Komforttemperatur (38 oder 40 °C): der Schieber öffnet das heiße Fluid weit, und der Kolben erweitert sich bis zu dieser Komforttemperatur dank dem versenkbaren Anschlag 12. Das gleiche gilt von der Komforttemperatur zur maximalen heißen Temperatur.

In den zwei Fällen öffnet der Schieber den Eintritt des heißen Fluids weit. Der Kolben des thermostatischen Elements verschiebt sich mit einer gewissen Verzögerung ohne Auswirkungen auf die Blockierung des Kolbens des thermostatischen Elements, das sich ausdehnen kann, ohne vorgespannt zu werden.

- schnelle Verschiebung der Position der maximalen heißen Temperatur hin zur minimalen kalten Temperatur. In diesem Fall öffnet der Schieber den Durchlass des kalten Wassers weit, und das Element zieht sich mit einer gewissen Verzögerung zurück. Die Überhubfeder muss den Hub C1 aufnehmen, der als Wert die Differenz der Position des Kolbens der maximalen heißen Temperatur zur minimalen kalten Temperatur aufweist, wie in 5 gezeigt.

Es ist diese Betriebssituation, die den maximalen Überhub darstellt, der Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, wobei vorübergehend die Verschiebung der Regulierung der maximalen Temperatur auf die Zwischentemperatur blockiert wird, und die zur Folge hat, den Wert dieses Überhubs dank dem versenkbaren Anschlag 12 durch zwei zu teilen. Es ist die nachteiligste Funktionsbedingung für die Überhubfeder.
Das gleiche gilt für den Übergang von der Position der Zwischentemperatur zur minimalen kalten Position, die die andere Hälfte des Überhubs C1 darstellt.
Der maximale erforderliche Überhub tritt bei einer Regulierung der Temperatur hin zu niedrigeren Temperaturen auf. Die versenkbaren Mittel zur Blockierung 11, 12, sind somit beim Übergang von einer sehr heißen Temperatur von Mischfluid. z. B. mit der extremen Temperatur zu einer minimalen kalten Temperatur hin zu einer Zwischenposition betriebsbereit, die einer mittleren heißen Temperatur entspricht, z. B. einer Temperatur, die als Komforttemperatur bezeichnet wird.
Die Erfindung besteht hauptsächlich aus der Verwendung einer Überhubfeder 10, die einen Hub aufweist, der kleiner als die Hälfte des Werts von Hub C1 ist, der in den vorhandenen standardmäßigen thermostatischen Kartuschen erforderlich ist. Im Fall, dargestellt in 6, veranschaulicht dies einen Überhub, der bei der Konstruktion der Kartusche gemäß der Erfindung in Betracht gezogen wird, der 2 mm anstatt 4 mm bei einer vorhandenen Konstruktion beträgt.
Ein Überhub von 2 mm stellt eine Länge der Feder von 6 mm dar, während in einer Konstruktion gemäß dem Stand der Technik ein erforderlicher Überhub 4 mm wäre, was eine Länge von 12 mm darstellt, d. h. eine Zunahme der Abmessung der Kartusche um 6 mm, die vollständig auf die Abmessung der Kartusche zu übertragen ist, die der Erfindung entspricht, mit Bezug auf eine existierende Kartusche gemäß dem Stand der Technik. Dies wird durch die versenkbaren Mittel zur Blockierung 11, 12, erhalten, die einen vorübergehenden und zeitlich begrenzten Stopp der Regulierung der Zwischentemperatur ermöglichen, um den Hub der Überhubfeder 10 einzuholen.
Eine Zunahme von 6 mm auf der gesamten Länge der Kartusche 1 ist somit durch die Reduzierung der Länge der Überhubfeder 10 möglich. Der Wert des Überhubs von 2 mm im beschriebenen Fall ist ausreichend, da die Regulierung der Temperatur, vorteilhafterweise durch die Verschiebung eines Schalthebels, dank der versenkbaren Mittel zur Blockierung 11, 12, die dann den versenkbaren Anschlag bilden, auf zweimal erfolgt.
Diese versenkbaren Mittel zur Blockierung 11, 12, sind beim Durchlass in eine Zwischenposition der Einstellung der Temperatur effektiv, vorzugsweise der Komforttemperatur zwischen 38 und 40 °C, wie schließlich beschrieben wird. Dies ermöglicht dem thermostatischen Element 8, sich auf der Komforttemperatur oder auf der vollständig kalten Temperatur zu stabilisieren, um den Überhub der Feder 10 einzuholen.
Es ist vorteilhaft, dass die Zwischenposition auf einer im Wesentlichen mittleren Temperatur zwischen den zwei extremen Regulierungspositionen ist, wobei sich eine Zwischentemperatur ungefähr in der Mitte der Temperaturen der extremen Positionen befindet. Somit kann die Hälfte des Überhubs des beim Erreichen der, dann beim Stopp auf der Zwischenposition annulliert werden, wodurch der gesamte Überhub zurückgezogen wird.
Zum Beispiel können bei einem Überhub von 4 mm, wobei es sich um einen bei einer Überhubfeder 10 einer thermostatischen Kartusche 1 oft erreichten Überhub handelt, durch die Wahl einer sinnvollen Zwischenposition 2 mm Überhub wiedergewonnen werden. Die Überhubfeder 10, die einen theoretischen Überhub von 4 mm aufweisen müsste, kann somit entworfen werden, um nur zwei mm Überhub zu tolerieren, wodurch eine Reduktion seiner Länge ermöglicht, die gesamte Höhe der Abmessung der Kartusche 1 zu verringern.
Der Körper 2 kann eine Kappe 17 umfassen, die eine Antriebsmutter 13 aufnimmt, in die eine Stellschraube 14 eingefügt ist, die mit einem äußeren Gewindeschnitt versehen ist, der mit einem inneren Gewindeschnitt der Antriebsmutter 13 eingreift. Die Stellschraube 14 kann einerseits gegen den Kolben 16 des thermostatischen Elements 8 aufliegen. Andererseits kann ein Vierkantstift 9a, der ausgelegt ist, um mit einem Schalthebel 9 fest verbunden zu sein, der als Steuerorgan dient, die Stellschraube 14 antreiben, um die Rotationsbewegung des Bedienungshebels in vertikale Translation im Körper 2 umzuwandeln, um die Temperatur einzustellen.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, die in den Figuren nicht gezeigt ist, kann das Steuerorgan, vorzugsweise in Form eines Vierkantstifts, schwenkend um eine Achse montiert werden, die die Antriebsmutter quert und sich senkrecht zu einer Längsachse des Steuerorgans erstreckt.
Die Antriebsmutter 13 ist in der Kappe 17 drehbar. Der Vierkantstift 9a, der als Steuerorgan dient, ist mit der Antriebsmutter 13 in Rotation verbunden und treibt einen Wagen an, der sich zwischen der Antriebsmutter 13 und der mobilen Scheibe 5 befindet. Der Wagen 29 verschiebt sich radial und in Rotation für den Antrieb der mobilen Scheibe 5.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weisen die versenkbaren Blockiermittel 11, 12 die Form einer Feder 11 auf, die in eine Aufnahme eingeführt ist, die in der Antriebsmutter 13 angeordnet ist, und einer Kugel 12. Die Kugel 12 kann sich gegenüber der inneren Wand der Kappe 17 befinden, und von der Feder, die von der Antriebsmutter 13 vorspringt, zurückgerufen werden, um in eine Nut einzudringen, die im Inneren durch die Kappe 17 in der Zwischenposition des Steuerorgans 9a.
Es können weitere Systeme umgesetzt werden, um außerhalb des Hebels die die Auslöschung des versenkbaren Anschlags zu steuern.
In einem bevorzugten praktischen Fall kann die extreme Position der kalten Temperatur eines Mischfluids, das die Kartusche 1 verlässt, ungefähr 15 °C betragen. Die extreme Position der heißen Temperatur kann 50° betragen, und die im Wesentlichen mittlere Zwischentemperatur von diesen zwei Temperaturen, kalt und heiß, kann eine Komforttemperatur zwischen 38 oder 40 °C sein, um 23 bis 25° höher mit Bezug auf die extreme kalte Temperatur und um 10 bis 12 °C niedriger als die heiße Temperatur. Dies ist nicht einschränkend.
Die Erfindung betrifft auch eine thermostatische Mischbatterie, die mit einer derartigen Kartusche ausgestattet ist. Die Mischbatterie umfasst einen Schalthebel 9 des Durchsatzes und der Temperatur des Mischfluids. Dieser Schalthebel 9, sichtbar in 2, ist fest mit dem Steuerorgan 9a der Kartusche 1 verbunden.
In einem Verfahren zur Öffnung einer thermostatischen Mischbatterie, umfassend eine Kartusche 1 gemäß der vorliegenden Erfindung, ebenso wie zur Regulierung der Temperatur des Mischfluids, das aus der Kartusche 1 austritt, kann diese Temperatur zwischen einer extremen kalten Temperatur und einer extremen maximalen heißen Temperatur reguliert werden, die in Frankreich auf 50 °C normalisiert ist, um Verbrühungen insbesondere von Kindern zu verhindern.
Die Öffnung der Batterie und die Regulierung der Temperatur des Mischfluids, das aus der Kartusche 1 austritt, erfolgt durch die Betätigung der Hand eines Benutzers auf dem Schalthebel 9, der diese Betätigung auf das Steuerorgan 9a, getragen von der Kartusche 1, überträgt.
Gemäß der Erfindung ist, bei der Betätigung des Schalthebels 9 zwischen den extremen heißen und kalten Temperaturen bei Verringerung der Temperatur, der Schalthebel 9 vorübergehend auf dem Zwischenwert blockiert und übt einen Widerstand gegen seine gewünschte Betätigung durch den Benutzer aus, wobei dieser Widerstand vom Benutzer bemerkbar sein kann, dies beim Übergang in die Zwischenposition des Schalthebels 9, der einer Temperatur des Mischfluids zwischen den zwei extremen Temperaturen entspricht.
Diese Blockierung erfolgt bei einer absteigenden Regulierung der Temperatur von einer heißen Temperatur, z. B. der maximalen heißen Temperatur von 50 °C hin zu einer Zwischentemperatur, z. B. der Komforttemperatur gegen 40 °C.
Diese Blockierung oder dieser Widerstand kann dennoch vom Benutzer überwunden werden, der einen leicht stärkeren Druck auf dem Schalthebel 9 ausübt. Es kann auch möglich sein, ein Mittel zur Entblockierung außer einem Druck auf den Schalthebel 9 vorzusehen.
Das Wichtige ist, dass eine ausreichend lange Unterbrechung, z. B. im Bereich einer Sekunde, in dieser Zwischenposition erhalten wird, damit der Überhub der Überhubfeder 10 ausreichend ist. um den Überhub von 2 mm aufzunehmen, der zwischen der maximalen heißen Temperatur und der Zwischen- oder Komforttemperatur vorhanden ist.
Diese Blockierung oder dieser Widerstand kann so gering wie möglich sein, verglichen mit der Antwortszeit des thermostatischen Elements. Die Verwendung eines thermostatischen Elements mit sehr kurzer Antwortszeit kann in diesem Fall in Betracht gezogen werden, z. B. ein Element der neuesten Generation mit Wachsmischung mit Folien-Kupferpulver oder expandiertem Graphit, um die thermische Leitfähigkeit der thermostatischen Mischung, somit die Reaktionszeit des thermostatischen Elements zu verbessern, und um die Unterbrechungszeit bei der Zwischentemperatur zu reduzieren.
Dann, für die Verringerung der Temperatur von der Zwischentemperatur, z. B. einer Komforttemperatur von 38 oder 40 °C, die einer minimalen kalten Temperatur, z. B. 23 oder 25 °C, wird eine Entblockierung der versenkbaren Blockiermittel 11, 12 durch den Benutzer durchgeführt. Dies kann genau bei der Durchführung einer neuen Betätigung des Schalthebels mit gegebenenfalls, am Beginn dieser neuen Betätigung, der Ausübung einer stärkeren Betätigungskraft auf den Schalthebel 9 durchgeführt werden.
Alternativ kann ein Mittel zum Versenken der Blockiermittel 11, 12 unabhängig vom Schalthebel 9 verwendet werden, z. B. ein Druckknopf, der vom Benutzer betätigt wird, wenn er die Betätigung des Schalthebels 9 wieder aufnehmen möchte.
In der Nähe der Position der maximalen heißen Temperatur kann ein fester Anschlag vorgesehen sein, um einen Kinder-Verbrühschutz sicherzustellen, der keine Betätigung des Schalthebels 9 in der Richtung einer Erhöhung der Temperatur des Mischfluids, das aus der Kartusche 1 austritt, mehr ermöglicht. Dieser feste Anschlag hat dennoch eine andere Funktion als die Blockiermittel 11, 12 gemäß der Erfindung.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist zunächst von der maximalen heißen Temperatur zur Zwischentemperatur, vorzugsweise der Komforttemperatur zwischen 38 und 40 °C, eine Unterbrechung von ungefähr einer Sekunde bei dieser Komforttemperatur zu beobachten, eine Unterbrechung, die von den versenkbaren Blockiermitteln 11, 12 hervorgerufen wird. Die Unterbrechungszeit hängt von der Entblockierungskraft des versenkbaren Anschlagsystems durch die Betätigung des Schalthebels 9 ab.
In einer zweiten Zeit der Zwischenposition, vorzugsweise der Komforttemperatur zu vollständig kalten Temperatur, nach dem Betätigen oder Versenken der Blockiermittel 11, 12, wird ein Überhub von 2 mm durchgeführt, der ausreichend ist, um den Hub des Kolbens des thermostatischen Elements zwischen diesen beiden Temperaturen aufzunehmen.
In der Tat erfolgt die Verschiebung des Schalthebels 9 auf unterbrochene Weise von der maximalen heißen Temperatur zu vollständig kalten Temperatur mit einer kurzen Unterbrechung im Bereich von einer Sekunde bei einer Zwischemtemperatur, vorteilhafterweise der Komforttemperatur von 38 bis 40 °C, und dann von der Zwischentemperatur zur vollständig kalten Temperatur.
Zusätzliche Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden nun in Einzelheiten dargestellt.
Wie in 1 und 2 zu sehen ist, kann die Überhubfeder 10 radial im Inneren einer Nabe 18 aufgenommen sein, die Teil des Regulierungsschiebers 7 ist.
Wie in 3 und 4 zu sehen ist, kann die mobile Scheibe 5 mindestens einen Durchlass von heißem Fluid 24 umfassen, der ausgelegt ist, um den oder die Eingangsdurchlässe und den oder Ausgangsurchlässe des heißen Fluids der festen Scheibe 4 und mindestens eines Durchlass von kalte Fluid miteinander in Verbindung zu bringen, der ausgelegt ist, um die Eingangsurchgänge zum Eingang und die Ausgangsdurchlässe von heißem Fluid 23 der festen Scheibe 4 miteinander in Verbindung zu bringen
Mit Bezug auf 3 umfasst die feste Scheibe 4, für ein gleiches kaltes oder heißes Fluid, zwei Eingangsdurchlässe 20a und 22a, die voneinander getrennt sind, und zwei Ausgangsdurchlässe 19s und 21s, die voneinander getrennt sind. Die Eingangsdurchlässe zum Eingang 20a und 22a und die Ausgangsdurchlässe 19s und 21s, für ein gleiches kaltes oder heißes Fluid, können auf der festen Scheibe 4 auf alternierende Weise verteilt sein, vorteilhafterweise in Form eines konzentrischen Abschnitts von Kronen im Zentrum der Kartusche.
Immer noch mit Bezug auf 3 sind, auf der festen Scheibe 4 die Eingangs- 20a und 22a und Ausgangsdurchlässe 19s und 21s mindestens zwei pro kaltem und heißem Fluid.
Diese Durchlässe von Fluid sind abgemessen, um über einen Abschnitt des Durchlass des Fluid so groß und so gleichförmig wie möglich in allen Positionen zur Regulierung der Temperatur zu verfügen.
Es können somit 2 × 4 Öffnungen in der festen Scheibe 4 einer Kartusche gemäß der vorliegenden Erfindung vorhanden sein, anstatt 2 × 5 Öffnungen in einer festen Scheibe, wie im Stand der Technik durchgeführt.
Die Kartusche 1 kann mindestens zwei Dichtungen mit flacher Form auf der Basis von Metall und aufgeformtem Gummi aufweisen. Diese Dichtungen ersetzen herkömmliche Dichtungen aus Gummi. Dies ermöglicht weiter, den Durchmesser der Kartusche zu verringern, um z. B. 40 mm zu erreichen.
5 zeigt eine längs gerichtete Schnittansicht eines thermostatischen Elements 8, das einen Teil der Kartusche gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt, In dieser Figur ist der thermosensible Teil 25a oder der thermostatische Teil zu sehen, gebildet aus einem Behälter, der eine Mischung 25 aus Wachs und Kupfer- oder Graphitpulver umfasst.
Der thermosensible Teil 25a ist im Inneren des thermosatischen Elements 8 durch eine verformbare Membran 27 geschlossen, die die Ausdehnung oder den Rückzug des Wachses an den Kolben 16 überträgt. Der Kolben 16 erstreckt sich vorspringend vom thermostatischen Element 8 indem er teilweise in eine Führung 26 eingeführt ist, die den thermosensiblen Teile 25 hin zum Kolben 16 verlängert. Ein Absatz 28 einer Kupelle des thermosensiblen Teils 25a ist auf die Führung 26 eingepasst, um die Dichtigkeit der Mischung aus Wachs 25 dank einer Gummimembran 27 zu erhalten.
6 zeigt eine Kurve, die den Hub des Kolbens des thermostatischen Elements in Funktion der Temperatur des Mischfluids, das aus einer Kartusche gemäß der vorliegenden Erfindung austritt, darstellt. In dieser Figur ist die minimale kalte Temperatur des Mischfluids 15 °C und entspricht einem Hub des Kolbens von ungefähr weniger als 2 mm mit Bezug auf die Komforttemperatur, z. B. im Bereich von 40 °C.
Der Komfort-Temperaturbereich der sich von 35 °C bis 45 °C erstreckt, entspricht einem Hubbereich des Stifts von - 0,8 mm bis +0,8 mm mit einer geradlinigen Erhöhung des Hubs mit Bezug auf die Temperatur in Form einer Geraden, die eine ausgeprägtere Neigung der Vergrößerung des Hubs für den Bereich der Komforttemperatur als die Neigung im vorhergehenden Bereich zwischen 15 °C bis 35 °C aufweist. Die Neigung im Komfortbereich kann etwa 0,15 Millimeter pro Grad Celsius, d. h. 0,15 mm/°C in diesem Bereich betragen.
Ab dem Komfortbereich bleibt diese Neigung der Vergrößerung des Hubs bis zu einer maximalen heißen Temperatur von ungefähr 50 °C, vorteilhafterweise 53 °C die gleiche, wobei für diese Temperatur einen Hub von 2 mm erreicht wird. Dann, von 53 °C bis zu höheren Temperaturen, z. B. bis zu 70 °C, schwächt sich die Neigung der Erhöhung des Hubs auf ungefähr 0,05mm/°C für eine flüssige Phase des Wachses ab.
Die Verwendung eines thermostatischen Elements mit schnellen Reaktionszeiten kann die Nachverfolgung der Kurve Geschwindigkeit/Verschiebung des Stifts mit einem Überhub von weniger als 2 mm im vorliegenden Beispiel begünstigen.
Die Eigenschaften Geschwindigkeit/Verschiebung können durch eine Laborinstrumentierung der Kartusche überprüft werden, ausgestattet mit Verschiebungsensoren und Messung der Reaktionszeit des thermostatischen Elements.
Dann wird die Einstellung der Kraft der Feder des versenkbaren Anschlags je nach den Ergebnissen der Instrumentierung im Labor vorgenommen.
Diese Konstruktion, beschrieben in der Erfindung, ermöglicht, die Zuverlässigkeit des thermostatischen Elements nicht zu verändern, unabhängig von den Verwendungsbedingungen, da dieses thermostatische Element nie eine Blockierung mit Ausdehnung unterzogen wird, die das Risiko eines möglichen Berstens oder einer Dekalibrierung des thermostatischen Elements mit sich bringt.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht, eine thermostatische Mischbatterie des Badezimmers zu erhalten, die besonders wirksam und widerstandsfähig ist. Sie ermöglicht auch, die Rückschlagventile de herkömmlichen thermostatischen Mischer von Badezimmer und Duschen zu beseitigen, ebenso wie jeden Teil der Batterie zur Einstellung des Durchsatzes mit der gegenwärtigen Technologie erforderlich ist.
Eine Verringerung des Gewichts und der Abmessung kann für eine Batterie unter Verwendung einer Kartusche gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten werden, da das Volumen des Körpers der Batterie auf bedeutende Weise mit Bezug auf die Technologie abnimmt, die im Stand der Technik bekannt ist.
Das System zur Versetzung in Rotation und Translation im oberen Teil der Kartusche ist nicht in Einzelheiten dargestellt, das es im Stand der Technik bekannt ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

FR 2841348 A [0004]

Claims

Thermostatische Kartusche (1), umfassend einen Körper (2), in dessen Inneren eine Mischfluidkammer (3), eine feste Scheibe (4) mit Bezug auf den Körper (2) und eine mobile Scheibe (5) mit Bezug auf die feste Scheibe (4) installiert ist, wobei die feste Scheibe (4) mit mindestens zwei Eingangsdurchlässen (20a, 22a) und mindestens zwei Ausgangsdurchlässen (19s, 21s), jeweils von kaltem Fluid und von heißem Fluid versehen ist, und die mobile Scheibe (5) mit Durchlässen (23, 24) versehen ist, die für jedes des kalten und heißen Fluids angepasst sind, um die Eingangs- (20a, 22a) Ausgangsdurchlässe (19s, 21s) der festen Scheibe (4) miteinander in Verbindung zu setzen, Mittel (6) zur thermostatischen Regulierung, umfassend einen Regulierungsschieber (7), der in der Mischfluidkammer (3) angeordnet ist, ein thermostatisches Element (8), das sich mindestens teilweise im Inneren der Mischfluidkammer (3) befindet, mit der ein Regulierungsschieber (7) und ein Steuerorgan (9a) eines Durchsatzes und einer Temperatur des Mischfluids mechanisch verbunden ist, das gleichzeitig dazu ausgelegt ist, um die mobile Scheibe (5) in Rotation und in Translation mit Bezug auf die feste Scheibe (4) zu versetzen, und um die Position des thermostatische Elements (8) im Inneren der Mischfluidkammer (3) zu regulieren, wobei das Steuerorgan (9a) die Temperatur des Mischfluids zwischen extremen Regulierungspositionen reguliert, die jeweils einer minimalen kalten Temperatur und einer maximalen heißen Temperatur des Mischfluids entsprechen, eine Überhubfeder (10) zwischen dem Schieber und dem thermostatischen Element gestellt ist, indem sie in das Innere des Schiebers platziert ist, um ihn in einer Regulierungsphase von einer minimalen Temperatur zu einer maximalen Temperatur zu immobilisieren, mit einer Belastung von ungefähr zweimal größer als die Belastung einer Regulierungsfeder (19) und vorgesehen, um einen Überhubwert aufzunehmen, der bei plötzlichen Temperaturänderungen erforderlich ist, dadurch gekennzeichnet, dass versenkbare Blockiermittel (11, 12) vorübergehend die Regulierung (1) der Temperatur des Mischfluids in einer Zwischenposition des Steuerorgans (9a) zwischen den zwei extremen Regulierungspositionen blockieren, die in dieser Zwischenposition ermöglichen, den Überhub um die Hälfte mit Bezug auf den erforderlichen Überhubwert zu verringern.
Kartusche nach Anspruch 1, wobei der Körper (2) eine Kappe (17) umfasst, die eine Antriebsmutter (13) aufnimmt, in die eine Temperaturstellschraube (14) eingefügt ist, der mit einem äußeren Gewindeschnitt in Eingriff mit einem inneren Gewindeschnitt der Antriebsmutter (13) versehen ist, wobei die Stellschraube (14) gegen einen Kolben (16) des thermostatischen Elements (9) anliegt, wobei ein Vierkantstift (9a), der ausgelegt ist, um mit einem Schalthebel (9) verbunden zu sein, als Steuerorgan dient, das die Stellschraube (14) im Körper (2) in Translation versetzt.
Kartusche (1) nach Anspruch 2, wobei die versenkbaren Blockiermittel (11, 12) die Form einer Feder (11) aufweisen, die in eine Aufnahme eingeführt ist, die in der Antriebsmutter (13) angeordnet ist, und einer Kugel (12), wobei sich die Kugel (12) gegenüber einer inneren Wand der Kappe (17) befindet, und von der Feder (11), die von der Antriebsmutter (13) vorspringt, zurückgerufen wird, um in eine Nut einzudringen, die im Innern durch die Kappe (17) in einer Zwischenposition des Steuerorgans (9a) getragen wird.
Kartusche (1) nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Überhubfeder (10) radial im Inneren einer Nabe des Regulierungsschiebers (7) aufgenommen ist.
Kartusche (1) nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mobile Scheibe (5) mindestens einen kalten Fluiddurchlass (23) umfasst, der ausgelegt ist, um den oder die Eingangsdurchlässe (20a) und den oder die Ausgangsdurchlässe (19s) des kalten Fluids der festen Scheibe (4) und mindestens einen heißen Fluiddurchlass (24) miteinander in Verbindung zu bringen, der ausgelegt ist, um den oder die Eingangdurchlässe (22a) mit dem oder den Ausgangsdurchlässen (21s) von heißem Fluid der festen Scheibe (4) miteinander in Verbindung zu bringen.
Kartusche (1) nach Anspruch 5, wobei die feste Scheibe (4) für jedes des kalten und heißen Fluids zwei Eingangsdurchlässe (20a und 22a), die voneinander getrennt sind, zwei Ausgangsdurchlässe (19s und 21s), die voneinander getrennt sind, umfasst, wobei die Eingangsdurchlässe (20a und 22a)und die Ausgangsdurchlässe (19s und 21s) für das kalte und heiße Fluid auf der festen Scheibe (4) auf alternierende Weise verteilt sind.
Kartusche (1) nach Anspruch 6, wobei auf der festen Scheibe (4) die Eingangs- (20a und 22a) und Ausgangsdurchlässe (19s und 21s) mindestens zwei pro jedem des kalten und heißen Fluids sind.
Kartusche (1) nach einem beliebigen der Ansprüche 5 bis 7, wobei mindestens der Teil der Eingangs- (20a und 22a) und Ausgangsdurchlässe (19s und 21s) Formen von konzentrischen alternierenden Kronen mit Bezug auf die feste Scheibe (4) aufweisen.
Kartusche (1) nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, die mindestens zwei Dichtungen mit flacher Form, die die Eingangs- und Ausgangsöffnungen des kalten und heißen Fluids umgeben, auf der Basis von Metall und aufgeformtem Gummi aufweisen.
Thermostatische Mischbatterie, ausgestattet mit einer Kartusche (1) nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Schalthebel (9) des Durchsatzes und der Temperatur des Mischfluids umfasst, der fest mit dem Steuerorgan (9a) der Kartusche (1) verbunden ist.