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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kartusche für eine Einhebelmischbatterie mit den oberbegrifflichen Merkmalen von Anspruch 1.
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Die erfindungsgemäße Kartusche ist üblicherweise in eine Einhebelmischbatterie einbaubar, die hierzu in der Regel Anschlussmittel zum Anschluss der Kartusche an Kalt- und Warmwasser-Versorgungsleitungen sowie an einen Ausgang für das in der Kartusche gemischte Wasser bereitstellt.
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Die erfindungsgemäße Kartusche hat eine ortsfest zu montierende Ventilsitzscheibe, die eine Kaltwasseröffnung und eine Warmwasseröffnung aufweist. Die Öffnungen für Kaltwasser und Warmwasser sind an die Versorgungsleitungen für Kalt- bzw. Warmwasser anschließbar. Die Ventilsitzscheibe hat ferner eine dritte Öffnung, die als zentrale Öffnung vorgesehen ist und die an einen Ausgang der Kartusche anschließbar ist, an dem das in das Kartusche gemischte Wasser abgegeben wird. Die Ventilsitzscheibe ist üblicherweise in der Einhebelmischbatterie ortsfest vorgesehen und sitzt beispielsweise auf einem Anschlusselement dichtend auf, an welchem Leitungen für Warm- und Kaltwasser und das Mischwasser vorgesehen sind.
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Anliegend an die Ventilsitzscheibe ist eine Steuerscheibe vorgesehen, die eine Warmwassersteueröffnung und eine Kaltwassersteueröffnung aufweist. Diese Steueröffnungen sind mit den entsprechenden Kalt- und Warmwasseröffnungen der Ventilsitzscheibe zur Überdeckung bringbar. Die Steuerscheibe ist zur Veränderung der Wassertemperatur des Mischwassers am Ausgang verschwenkbar gegenüber der Ventilsitzscheibe.
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Beim Stand der Technik ist die Steuerscheibe des Weiteren zum Verschluss der Einhebelmischbatterie translatorisch beweglich.
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Bei Kartuschen für eine Einhebelmischbatterie besteht grundsätzlich das Erfordernis einer kompakten Bauweise. Die Kartuschen müssen in Übertischarmaturen eingebaut werden, die filigran ausgebildet sein sollen. Entsprechendes gilt für Dusch- bzw. Badewannenarmaturen.
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Die Funktionen der Steuerscheibe, sowohl die Einhebelmischbatterie abzusperren als auch die Temperatur des Mischwassers zu verändern, führt üblicherweise dazu, dass die Regelung in einem Wohlfühlbereich relativ ungenau ist. Der Wohlfühlbereich ist derjenige Temperaturbereich, in dem üblicherweise eine Person das von der Einhebelmischbatterie abgegebene Wasser als angenehm empfindet. Eine entsprechende genaue Temperatursteuerung ist insbesondere beim Duschen von besonderer Bedeutung. Hier werden bereits kleinste Temperaturunterschiede als unangenehm und störend empfunden. Man ist daher bemüht, diejenigen Öffnungen mit Blick auf eine möglichst genaue Temperatureinstellung der Einhebelmischbatterie in dem Wohlfühlbereich anzupassen. Dazu wird insbesondere die Geometrie der Warmwasser-Steueröffnung und der Kaltwasser-Steueröffnung modifiziert. Diese sind ringsegmentförmig, wobei die Schlitzbreite innerhalb des Ringsegmentes zusätzlich variieren kann. Die Variation der Breite der Warmwasser- bzw. Kaltwasser-Steueröffnungen ist aber nur in Grenzen möglich. Denn durch Translation der Steuerscheibe soll im Stand der Technik auch ein Verschluss der Einhebelmischbatterie bewirkt werden.
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Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Kartusche für eine Einhebelmischbatterie anzugeben, die eine genauere Einstellung über einen breiteren Verstellwinkel des Wohlfühlbereiches über den einen Hebel der Einhebelmischbatterie erlaubt.
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Zur Lösung dieses Problems wird in der vorliegenden Erfindung eine Kartusche der eingangs genannten Art durch eine Verschlussscheibe weitergebildet, die an der Steuerscheibe anliegt und zum Absperren der Einhebelmischbatterie translatorisch beweglich ist.
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Die erfindungsgemäße Verschlussscheibe befindet sich zwischen der Steuerscheibe und einer Überströmkammer. Die Verschlussscheibe kann diese Überströmkammer auch für sich ausbilden. In dieser Überströmkammer werden die beiden Ströme für Kaltwasser und Warmwasser zusammengeführt und zu der zentralen Öffnung der Ventilsitzscheibe in Richtung auf den Ausgang übergeleitet. Hierzu hat üblicherweise die Steuerscheibe ebenfalls eine zentrale Steueröffnung, die üblicherweise kontinuierlich mit der zentralen Öffnung der Ventilsitzscheibe kommuniziert.
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Um einen Kurzschluss von Kalt- und Warmwasserleitung im abgesperrten Zustand der Kartusche zu vermeiden, erfolgt der Verschluss der Einhebelmischbatterie zwischen der Überströmkammer und der Steuerscheibe.
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In an sich bekannter Weise wird vorzugsweise die Steuerscheibe über ein Stellglied gestellt, welches die Verschwenkbewegung an die Steuerscheibe vermittelt. Auch bei der erfindungsgemäßen Kartusche sollte das hierzu vorgesehene Stellglied auf der der Ventilsitzscheibe gegenüberliegenden Seite der Steuerscheibe vorgesehen sein. Mit Blick darauf wird gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, die Verschlussscheibe translatorisch relativ zu der Steuerscheibe vorzusehen und die Verschlussscheibe zusammen mit der Steuerscheibe verschwenkbar gegenüber der Ventilsitzscheibe vorzusehen. Das Stellglied ist üblicherweise ein in zwei Freiheitsgraden verstellbares Stellglied, regelmäßig ein Hebel, der sich um zwei orthogonal zueinander stehende Achsen verschwenken lässt, um zum einen die Steuerscheibe zum Verschwenken (1. Freiheitsgrad) und zum anderen die Verschlussscheibe translatorisch zu bewegen (2. Freiheitsgrad). Gemäß dieser bevorzugten Weiterbildung ist die Steuerscheibe üblicherweise verschwenkbar mit der Verschlussscheibe gekoppelt.
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Die Verschlussscheibe kann einteilig oder mehrteilig, insbesondere aber zweiteilig ausgebildet sein. So kann die Verschlussscheibe einen an die Steuerscheibe anlegbaren Keramikring und einen Kopplungselement umfassen. Der Keramikring wird dabei üblicherweise formschlüssig und im Grunde fest von dem Kopplungselement gehalten, beispielsweise mittels Formschluss. Der Keramikring ist dabei vorzugsweise als relativ einfach ausgestaltetes Bauelement geformt, üblicherweise mit zwei sich parallel zueinander erstreckenden Hauptseitenflächen, von denen eine unmittelbar an der Steuerscheibe anliegt, die regelmäßig ebenfalls aus Keramik gebildet ist. Der Keramikring hat dabei üblicherweise eine Ausnehmung, in welche ein Vorsprung des vorzugsweise aus Kunststoff spritzgegossenen Kopplungselementes eingreift.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist die Verschlussscheibe mit einer einzigen Verschlussöffnung versehen. Diese Verschlussöffnung kommuniziert in einer ersten Stellung mit den beiden Steueröffnungen. In einer zweiten, die Einhebelmischbatterie absperrenden Stellung verlegt die Verschlussscheibe die beiden Steueröffnungen. Die entsprechende Verschlussöffnung kann so ausgebildet sein, dass der Volumenstrom des abzugebenden Fluides gut regelbar ist. Zu Beginn der Verschwenkbewegung ausgehend von der verschlossenen Armatur sollte daher zunächst lediglich ein geringer Überdeckungsbereich zwischen der Verschlussöffnung und den beiden Steueröffnungen verwirklicht sein.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung weist die erfindungsgemäße Kartusche ein Gelenkelement auf, welches das zuvor erwähnte Stellglied, üblicherweise einen Hebel, verschwenkbar lagert. Dieses Stellglied ist zur Vermittlung der translatorischen Bewegung mit der Verschlussscheibe gekoppelt. Des Weiteren ist dieses Stellglied nach der hier diskutierten Weiterbildung zur Vermittlung der Verschwenkbewegung mit der Verschlussscheibe und der Steuerscheibe gekoppelt. Eine Verschwenkbewegung um eine erste Schwenkachse führt danach lediglich zur translatorischen Verschiebung der Verschlussscheibe, während eine Verschwenkbewegung des Hebels um eine zweite Achse, die rechtwinklig zu der ersten Achse ist, zu einer Verschwenkbewegung der Verschlussscheibe zusammen mit der Steuerscheibe führt und lediglich das Mischungsverhältnis von Warm- und Kaltwasser verändert.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung bildet die Verschlussscheibe die Überströmkammer aus. Dabei ist die Überströmkammer vorzugsweise in einer Kuppel durch Verschlussscheibe verwirklicht, die an ihrer der Überströmkammer abgewandten Stirnseite eine Stellgliedaufnahme ausbildet.
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Es hat sich gezeigt, dass durch Entkopplung der zum Verschließen der Armatur notwendigen Bewegung und der zum Verändern der Temperatur des Mischwassers erforderlichen Verschwenkbewegung ein wesentlich größerer Platz zur Verfügung steht, sodass durch Verschwenken um die zweite Achse der Wohlfühlbereich hinreichend komfortabel eingestellt werden kann. So konnte unter Verwendung des hier beschriebenen Konstruktionsprinzips eine Kartusche für eine Einhebelmischarmatur bereitgestellt werden, die einen Mischwinkel von etwa 45° für eine Temperatursteuerung von zwischen 33°C und 41°C bereitstellt. Dabei ließ der Prototyp der vorliegenden Erfindung eine Steuerung der Temperatur durch Verschwenken um die zweite Achse von ±60° von 11°C bis 63°C zu.
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Das diskutierte Verhalten der Kartusche und damit der Einhebelmischbatterie lässt bei Beachtung der erfindungsgemäßen Ausgestaltung auch dann erreichen, wenn ein die Ventilsitzscheibe, die Verschlussscheibe und die Steuerscheibe umgebender Kartuschenmantel einen Außendurchmesser von nicht mehr als 35 mm, bevorzugt von nicht mehr als 25 mm, aufweist.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung. in dieser zeigen:
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1 eine perspektivische oberseitige Explosionsdarstellung des Ausführungsbeispiels;
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2 eine perspektivische unterseitige Explosionsdarstellung des Ausführungsbeispiels;
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3 eine perspektivische Draufsicht auf der Oberseite der Ventilsitzscheibe des Ausführungsbeispiels;
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4 eine perspektivische Draufsicht auf die Unterseite der Ventilsitzscheibe des Ausführungsbeispiels;
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5 eine perspektivische Draufsicht auf der Oberseite der Steuerscheibe des Ausführungsbeispiels;
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6 eine perspektivische Draufsicht auf die Unterseite der Steuerscheibe des Ausführungsbeispiels;
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7 eine perspektivische Draufsicht auf der Unterseite der Verschlussscheibe des Ausführungsbeispiels;
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8 eine perspektivische Draufsicht auf die Oberseite der Verschlussscheibe des Ausführungsbeispiels;
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9 eine perspektivische Draufsicht auf der Oberseite der Gelenkelement des Ausführungsbeispiels; und
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10 eine perspektivische Draufsicht auf die Unterseite der Gelenkelement des Ausführungsbeispiels;
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Die 1 und 2 zeigen die wesentlichen Komponenten des Ausführungsbeispiels einer Kartusche, wobei Bezugszeichen 10 einen Hebel als Stellglied kennzeichnet, der in einem Gelenkelement 20 verschwenkbar um eine erste Achse I gelagert ist. Das Gelenkelement 20 hat eine Schiebeführung 21, die eine Führung in einer sich rechtwinklig zu der mit Bezugszeichen II gekennzeichneten zweiten Verschwenkachse erstreckende Richtung vorgibt und führt. Des Weiteren hat das Gelenkelement 20 Aufnehmer 22 für eine mit Bezugszeichen 40 gekennzeichnete Steuerscheibe. Die Aufnehmer 22 gehen von seitlichen Wangen 23 der Schiebeführung 21 ab. Das Gelenkelement 20 hat ferner mindestens einen mit Bezugszeichen 24 gekennzeichneten Verdrehstopp.
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Mit Bezugszeichen 30 ist eine Verschlussscheibe gekennzeichnet, die eine mit Bezugszeichen 31 gekennzeichnete Dichtfläche aufweist, innerhalb derer eine zentrale Verschlussöffnung ausgespart ist. Die Dichtfläche 31 wird durch einen scheibenförmigen Bereich 33 der Verschlussscheibe 30 gebildet, die von einem Kuppelsegment 34 überragt ist, welches eine Überströmkammer 35 umgibt und auf der der Dichtfläche 31 gegenüberliegenden Seite eine Hebelaufnahme 36 ausformt, in welcher das freie Ende des Stellgliedes 10 im Eingriff ist. Auf der dem Kuppelsegment 34 zugewandten Oberseite bildet die Verschlussscheibe 30 gegenüberliegende Gleitflächen 37 aus, die mit Gegenflächen der Schiebeführung 21 des Gelenkelementes 20 zusammenwirken. Dabei kooperieren stirnseitige Gleitflächen 38, die die planen Stirnflächen des scheibenförmigen Bereiches 33 ausbilden, mit durch die Wangen 23 innenseitig gebildeten Gegenflächen 25 des Gelenkelementes 20.
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Die Verschlussscheibe 30 liegt gegen eine in den 5 und 6 verdeutlichte Steuerscheibe 40 an. Die an der Verschlussscheibe 30 anliegende obere Oberfläche der Steuerscheibe 40 ist in 5 dargestellt. Sie hat ringsegmentförmige, symmetrisch zueinander vorgesehene Steueröffnungen, nämlich eine Warmwasser-Steueröffnung 41 und eine Kaltwasser-Steueröffnung 42. Mittig ist die Steuerscheibe 40 von einer Steuerscheiben-Auslassöffnung 43 durchsetzt. Auf der Oberfläche sind ferner eine Vielzahl von Schmierausnehmungen 44 vorgesehen, die als Depots für Schmiermittel dienen. Entsprechende Schmiermitteldepots sind auch auf der in 6 gezeigten Unterseite der Steuerscheibe 40 dargestellt und ebenfalls mit Bezugszeichen 44 gekennzeichnet. Die Steuerscheibe hat ferner an gegenüberliegenden Umfangsabschnitten nutförmigen Aussparungen 45.
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An der in 6 gezeigten Unterseite der Steuerscheibe 40 haben die dort mit Bezugszeichen 46 und 47 gekennzeichneten Warmwasser- und Kaltwasser-Steueröffnungen eine andere geometrische Ausgestaltung als auf der Oberseite nach 5. Sie sind angepasst ausgebildet, um mit der Warmwasseröffnung 51 bzw. der Kaltwasseröffnung 52 einer mit Bezugszeichen 30 gekennzeichneten Ventilsitzscheibe zu kommunizieren. Diese Öffnungen 51, 52 sind an der Oberseite der Ventilsitzscheibe 60 ausgespart (vgl. 3). Die Steuerscheiben-Auslassöffnung 43 ist zylindrisch ausgespart, d. h. hat auf der Vorder- wie auf der Rückseite der Steuerscheibe die gleiche Position und Ausgestaltung.
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Die Ventilsitzscheibe 50 hat an ihrer in 4 gezeigten Unterseite im Grunde ringsegmentförmig ausgestaltete Konturen der Warmwasseröffnung 53 und der Kaltwasseröffnung 54. Eine in 3 mit Bezugszeichen 55 gekennzeichnete zentrale Öffnung ist an der in 4 gezeigten Unterseite ebenfalls oval verbreitert und dort mit Bezugszeichen 56 gekennzeichnet. Die Öffnungen 53, 54 und 56 an der Unterseite der Ventilsitzscheibe 50 haben Dichtmittelaufnahmebereiche in Form von abgesetzten Rändern 57. Diese abgesetzten Ränder 57 tragen jeweils Dichtringe, über welche die Ventilsitzscheibe 50 gegenüber einem mit Bezugszeichen 60 gekennzeichneten Anschlusselement (vgl. 1, 2) abgedichtet ist. An ihrem Außenumfang weist die Ventilsitzscheibe 50 ferner drei nutförmige Ausnehmungen 58 auf.
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Im zusammengebauten Zustand greifen die Aufnehmer 22 des Gelenkelementes 20 in die nutförmigen Aussparungen 45 ein, so dass die Steuerscheibe 40 verdrehfest mit dem Gelenkelement 20 gehalten ist. Die Verschlussscheibe 30 ist verschieblich in der Schiebeführung 21 gelagert und über den Hebel 10 stellbar, sofern dieser Hebel 10 um die erste Schwenkachse I verschwenkt wird. Eine Verschwenkbewegung des Hebels 10 um die zweite Achse II führt zu einer Verschwenkbewegung der Verschlussscheibe 30 zusammen mit der Steuerscheibe 40.
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Die Ventilsitzscheibe 50 ist verdrehfest an dem Anschlusselement 60 gehalten, welches einen mit der zentralen Öffnung 56 kommunizierenden Auslass und Einlassöffnungen für das Warmwasser 62 und das Kaltwasser 63 ausbildet. Das Anschlusselement 60 hat dazu Zapfen 64, die in die Nuten 58 eingreifen, um die Ventilsitzscheibe 50 verdrehfest gegenüber dem Anschlusselement 60 zu halten. Auf der Unterseite weist das Anschlusselement 60 die aus dem Stand der Technik bekannten Anschlüsse 65 für Zuflussleitungen für Warmwasser und Kaltwasser sowie einen Anschluss zum Ableiten des Mischwassers, welches durch den Auslass 61 abgeführt wird, auf.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Hebel
- 20
- Gelenkelement
- 21
- Schiebeführung
- 22
- Aufnehmer für Steuerscheibe
- 23
- Wange
- 24
- Verdrehstopp
- 25
- Gegenfläche
- 30
- Verschlussscheibe
- 31
- Dichtfläche
- 32
- Verschlussöffnung
- 33
- scheibenförmiger Bereich
- 34
- Kuppelsegment
- 35
- Überströmkammer
- 36
- Hebelaufnahme
- 37
- Gleitfläche
- 38
- stirnseitige Gleitfläche
- 40
- Steuerscheibe
- 41
- Warmwasser-Steueröffnung
- 42
- Kaltwasser-Steueröffnung
- 43
- Steuerscheiben-Auslassöffnung
- 44
- Schmierausnehmung
- 45
- nutförmige Aussparung
- 46
- Warmwasser-Steueröffnung
- 47
- Kaltwasser-Steueröffnung
- 50
- Ventilsitzscheibe
- 51
- Warmwasseröffnung
- 52
- Kaltwasseröffnung
- 53
- Warmwasseröffnung (Unterseite)
- 54
- Kaltwasseröffnung (Unterseite)
- 55
- zentrale Öffnung
- 56
- zentrale Öffnung (Unterseite)
- 57
- abgesetzter Rand
- 58
- nutförmige Aussparung
- 60
- Anschlusselement
- 61
- Auslass
- 62
- Einlassöffnung (Warmwasser)
- 63
- Einlassöffnung (Kaltwasser)
- 64
- Zapfen
- 65
- Anschlüsse Kalt- und Warmwasser
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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