DE20302759U1

DE20302759U1 - Sanitäres Umstellventil

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Description

PATENTANWÄLTE ""

DR. ULRJCH OSTERTAG DR. REINHARD OSTERTAG

EIBENWEG 10 D-70597 STUTTGART TEL.+49-71 1-766845 FAX +49-711-7655701

Sanitäres Umstellventil

Anmelderin: Hansa Metallwerke AG Sigmaringer Str. 107

70567 Stuttgart Anwaltsakte: 8469.5

AUN.277-181

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Sanitäres Umstellventil

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Die Neuerung betrifft ein sanitäres Umstellventil mit

a) einem Gehäuse, das einen Zulauf und zwei Ausläufe für Wasser aufweist;

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b) einem im Gehäuse angeordneten Doppelventilkegel, der zwischen zwei Positionen in axialer Richtung hin und her bewegbar ist, wobei er in einer ersten Position an einem ersten Ventilsitz anliegt, der im Strömungsweg zwischen dem Zulauf und dem ersten Auslauf liegt, und in einer zweiten Position an einem zweiten Ventilsitz anliegt, der im Strömungsweg zwischen dem Zulauf und dem zweiten Auslauf liegt;

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c) einem axial beweglichen Ventilschaft, der aus dem Gehäuse herausgeführt ist und in Mitnähmeverbindung mit dem Doppelventilkegel steht.

Umstellvorrichtungen dieser Art sind seit langem in unterschiedlichsten Ausführungsformen bekannt und praktisch in jedem Haushalt zu finden. Sie werden hauptsächlich dazu eingesetzt, das in einer entsprechenden Armatur auf die gewünschte Mischtemperatur gebrachte Wasser 0 wahlweise einer Badewanne oder einer Brause zuzuführen. Die Umstellung von einem Wasserverbraucher zum anderen geschieht dadurch, dass mit Hilfe des aus dem Umstellventil herausragenden Ventilschaftes, an dem im Allgemeinen ein Handgriff befestigt ist, der Doppelventilkegel in die entsprechende Position gebracht wird. In den meisten

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Fällen ist der Doppelventilkegel dabei so federbelastet, dass er sich ohne Einwirkung äußerer Kräfte und ohne Wasserfluss an denjenigen Ventilsitz anlegt, der die Wasserströmung zur Brause beherrscht. Dies bedeutet, dass normalerweise das Wasser zuerst zur Badewanne fließt.

Bei den bisher bekannten sanitären Umstellventilen dieser Art ist es nicht möglich, den Zufluss des Wassers in das Umstellventil insgesamt abzustellen oder die Menge dieses zufließenden Wassers zu variieren. Dies ist jedoch in manchen Fällen erwünscht.

Ein sanitäres Umstellventil, mit dem sowohl das Wasser wahlweise auf einen von zwei Verbrauchern geleitet als auch die Menge des fließenden Wassers eingestellt werden kann, ist aus der CH 396 550 A bekannt. Bei diesem finden statt eines Doppelventilkegels zwei Kolbenschieber Verwendung, die mittels eines komplizierten Mechanismus bei einer Axialbewegung des Handgriffes gemeinsam und durch 0 Verdrehung des Handgriffes getrennt voneinander axial bewegt werden können. Die Konstruktion ist nicht nur sehr aufwändig sondern unterscheidet sich grundlegend von der bisherigen Bauweise der eingangs genannten Umstellventile.

Aufgabe der vorliegenden Neuerung ist es, ein sanitäres Umstellventil der eingangs genannten Art derart auszugestalten, dass mit einfachen Mitteln eine vollständige Absperrung des durchfließenden Wasserstromes oder eine Mengeneinstellung möglich ist.

Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß dadurch gelöst, dass

d) innerhalb des Gehäuses im Strömungsweg hinter den Zulauf und vor den beiden Ventilsitzen ein Scheibenventil angeordnet ist, das aufweist:

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da) eine stationäre Grundscheibe mit mindestens einer Wasserdurchtrittsoffnung;

db) eine an der Grundscheibe anliegende und gegenüber dieser verdrehbare Steuerscheibe mit mindestens einer Wasserdurchtrittsoffnung;

e) der Ventilschaft zusätzlich um seine Achse verdrehbar und mit dem Scheibenventil über eine Drehverbindung verbunden ist, die bei einer Axialbewegung des Ventilschaftes erhalten bleibt.

Das neuerungsgemäße sanitäre Umstellventil behält, was die Umstellung des Wasserstromes zwischen den beiden Wasserverbrauchern betrifft, die konventionelle Bauweise bei, erfordert also diesbezüglich wenig Konstruktionsaufwand und kann auch von Teilen Gebrauch machen, die bisher schon bei bekannten Umstellventilen der eingangs genannten 0 Art eingesetzt werden. Das zur Mengensteuerung und zur Absperrung verwendete Scheibenventil ist eine bewährte, robuste und langlebige Einrichtung, die sich im Sanitärbereich schon seit Jahrzehnten bestens bewährt. Sie "benötigt wenig Platz. Um nun dieses Steuerscheibenventil betätigen zu können, muss der Ventilschaft zusätzlich um seine Achse verdreht werden können. Allerdings darf die Drehverbindung zwischen dem Ventilschaft und dem Scheibenventil in keiner Axialposition des Ventilschaftes verloren gehen, wofür eine geeignete Drehverbindung 0 sorgen muss.

Zweckmäßiger Weise ist diese Drehverbindung zwischen Ventilschaft und Scheibenventil ein Formschluss. Dieser Formschluss kann so gestaltet werden, dass die aneinander anliegenden Flächen des Ventilschaftes und des Scheiben-

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ventiles bei der Axialbewegung des Ventilschaftes aneinander gleiten.

Vorzugsweise ist am innerhalb des Gehäuses liegenden Ende des Ventilschaftes ein Mitnahmekopf vorgesehen, der in eine Mitnahmeöffnung des Scheibenventiles eingreift. Mitnahmekopf und Mitnahmeöffnung müssen in diesem Falle eine solche axiale Länge haben, dass der Mitnahmekopf auch in derjenigen Position, in welcher der Ventilschaft von dem Scheibenventil weggezogen ist, noch in die Mitnahmeöffnung des Scheibenventiles eingreift.

Wenn die Mitnahmeöffnung des Scheibenventiles ein seitlich offener Schlitz ist, ist die Montage des Umstellventiles leichter durchzuführen, da dann der Mitnahmekopf auch von der Seite her eingeführt werden kann.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Neuerung ist die Mitnahmeöffnung des Scheibenventils in einem Mitnahme-0 teil ausgebildet, das in Drehverbindung mit der verdrehbaren Steuerscheibe steht. Dann liegt die komplizierte, durch die Mitnahmeöffnung bedingte Form in dem als Kunststoff spritzbaren Mitnahmeteil, während die im Allgemeinen aus Keramikmaterial hergestellte verdrehbare Steuerscheibe ein geometrisch einfaches und damit preiswert herstellbares Teil bleibt.

Ein Ausführungsbeispiel der Neuerung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung näher beschrieben; es zeigen 30

Figur 1 einen Axialschnitt in der Mittelebene eines Umstellventiles;

Figur 2 einen Schnitt in einer Ebene, die unter einem Winkel von +2 0° zur Schnittebene der Figur 1

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liegt.

Das in der Zeichnung dargestellte und insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 versehene Umstellventil dient dazu, einen Wasserstrom wahlweise auf zwei unterschiedliche Wasserverbraucher lenken und gleichzeitig den Wasserstrom abstellen oder allgemein in seiner Menge verändern zu können. Es kann in dieser Bauweise sowohl in eine Sanitärarmatur direkt eingefügt werden, beispielsweise in eine Bade-Brause-Armatur, oder auch für sich alleine stehen.

Das Umstellventil 1 besitzt ein als Gussteil ausgeführtes Gehäuse 2, dessen Innenraum 3 in Figur 1 von unten her über einen Einlass-Stutzen 4 zugänglich ist und das an seinem dem Einlass-Stutzen 4 gegenüber liegenden Ende eine nach außen führende Gewindebohrung 5 aufweist. In seinem mittleren Bereich 2a ist das Gehäuse 2 etwas erweitert und an seiner Innenseite mit zwei verhältnismäßig breiten 0 Ringnuten 6, 7 versehen, die in axialem Abstand voneinander angeordnet sind und deren Sinn weiter unten deutlich wird. Die in der Zeichnung obere Ringnut 6 kommuniziert mit einem ersten Auslass-Stutzen 8, der etwa unter rechtem Winkel zur Achse des Gehäuses 2 verläuft. Die untere Ringnut 7 kommuniziert mit einem zweiten Auslass-Stutzen 9, der sich zunächst unter spitzem Winkel zur Achse des Gehäuses 2 von diesem weg erstreckt und dann so umgebogen ist, dass er parallel zur Gehäuseachse 2 verläuft.

0 In den Innenraum 3 ist von oben her ein erster Einsatz 10 eingeführt, der mit seiner unteren Stirnseite über eine nicht mit Bezugszeichen versehene Paßscheibe auf einer Stufe 11 an der Innenfläche des Gehäuses 2 aufliegt. Auf den ersten Einsatz 10 ist, koaxial zu diesem, ein zweiter Einsatz 12 unter Beifügung einer Dichtung aufge-

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setzt, der sich nach oben koaxial zu dem Gehäuse 2 aus diesem heraus erstreckt. Der zweite Einsatz 12 besitzt in seinem oberen, aus dem Gehäuse 2 herausragenden Bereich einen im Durchmesser verjüngten Hals 13. Ein Schraubteil 14, welches in die Gewindebohrung 5 des Gehäuses 2 eingeschraubt ist, ist an seiner Innenmantelfläche so abgestuft, dass seine Form komplementär zur Außenfläche des zweiten Einsatzes 12 im Bereich der Stufe ist, die zwischen dem Bereich größeren Durchmessers des zweiten Einsatzes 12 und dessen Hals 13 gebildet ist. Das Schraubteil 14 drückt somit den zweiten Einsatz 12 nach unten gegen den ersten Einsatz 10 und diesen wiederum über die Paßscheibe gegen die Stufe 11 an der Innenfläche des Gehäuses 2.

Der erste Einsatz 10 überbrückt die in den Figuren untere Ringnut 7, ist beidseits von dieser gegen das Gehäuse 2 abgedichtet und begrenzt so nach innen einen ersten Ringraum 15. Das in den Figuren obere Ende des ersten Einsatzes 10 und das benachbarte untere Ende des zweiten Einsatzes 12 überbrücken die obere Ringnut 6, sind beidseits von dieser gegen das Gehäuse 2 abgedichtet und begrenzen auf diese Weise nach innen einen zweiten Ringraum 16.

Der erste Einsatz 10 wird von oben nach unten von einer Stufenbohrung 17 koaxial durchsetzt. Diese Stufenbohrung 17 weist einen obersten Abschnitt 17a mit einem mittleren Durchmesser, einen sich hieran unten anschließenden Abschnitt 17b mit einem kleinen Durchmesser, einen sich 0 an diesen unten anschließenden dritten Abschnitt 17c wieder mit mittlerem Durchmesser und einen unteren Abschnitt 17d mit großem Durchmesser auf.

Der unterste Abschnitt 17d der Stufenbohrung 17 nimmt ein in seiner grundsätzlichen Bauweise bekanntes Keramik-

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scheiben-Absperrventil 18 auf. Das Absperrventil 18 umfasst oberhalb einer Dichtung 19 eine feststehende, also weder axial bewegliche noch verdrehbare Grundscheibe 20, die mindestens eine Wasserdurchtrittsoffnung 21 (vgl. Figur 2) aufweist. Auf der Grundscheibe 20 liegt, gegenüber dieser um die Achse des Gehäuses 2 verdrehbar, eine Steuerscheibe 22 auf, die ebenfalls eine Wasserdurchtrittsof fnung 23 besitzt. Durch Verdrehen der Steuerscheibe 22 gegenüber der Grundscheibe 2 0 kann das Ausmaß der Überlappung zwischen den Durchtrittsöffnungen 23 und 21 in diesen beiden Keramikscheiben 20, 22 verändert und so die Menge des durchfließenden Wassers eingestellt werden.

Die Steuerscheibe 22 steht in Drehverbindung mit einem oberhalb der Steuerscheibe 22 in dem Bereich 17d der Stufenbohrung 17 drehbar geführten Mitnahmeteil 24. Das Mitnahmeteil 24 besitzt einen sich zur oberen Stirnseite und zur Mantelfläche hin öffnenden Schlitz 25 mit parallelen Seitenwänden, in den ein im Querschnitt rechteckiger Mitnahmekopf 27 eines Ventilschaftes 26 eingeführt ist. Der Ventilschaft 26 verläuft durch die Bereiche 17c, 17b und 17a der Stufenbohrung 17 des ersten Einsatzes 10 nach oben, wird dabei durch den im Durchmesser engsten Bereich 17b der Stufenbohrung 17 geführt und ist mit Hilfe einer Dichtung 28, die im obersten Bereich 17a der Stufenbohrung 17 angeordnet ist, gegen den ersten Einsatz 10 abgedichtet.

Der unterste Bereich 17d der Stufenbohrung 17 ist mit der 0 oberen Stirnfläche des ersten Einsatzes 10 über mehrere etwa achsparallele, außerhalb der Achse des Einsatzes 10 verlaufende Durchgangsbohrungen 2 9 verbunden. Eine dieser Durchgangsbohrungen 2 9 ist in Figur 1 erkennbar. Ein weiterer Satz von Durchgangsbohrungen 3 0 im ersten Einsatz 10, die gegenüber dem ersten Satz von Durchgangs-

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bohrungen 29 winkelmäßig versetzt sind, verbindet den obersten Bereich 17a der Durchgangsbohrung 17 mit der Mantelfläche des ersten Einsatzes 10 in einer axialen Höhe, die der axialen Höhe des unteren Ringraumes 15 entspricht.

Die Kante, die sich am Übergang der oberen Stirnseite des Einsatzes 10 zum obersten Bereich 17a der Stufenbohrung 17 bildet, dient als Ventilsitz für einen Doppelventilkegel 31, der an dem Ventilschaft 26 befestigte ist.

Auch der auf dem ersten Einsatz 10 aufsitzende zweite Einsatz 12 wird von einer zur Achse des Gehäuses 2 koaxialen Stufenbohrung 32 durchsetzt. Diese Stufenbohrung 32 besitzt einen obersten Abschnitt 32a mit kleinem Durchmesser, der dem Außendurchmesser des die Stufenbohrung 32 durchsetzenden Ventilschaftes 2 6 entspricht, so dass der Ventilschaft 26 in diesem Abschnitt 32a geführt ist. An den Abschnitt 32a der Stufenbohrung 32 schließt 0 sich nach unten ein im Durchmesser vergrößerter Abschnitt 32b, ein erneut geringfügig im Durchmesser vergrößerter Abschnitt 32c und ein deutlich im Durchmesser vergrößerter Abschnitt 32d an.

An der oberen, ringförmigen Stirnfläche des Abschnittes 32b der Stufenbohrung 32 ist eine Dichtung 33 vorgesehen, welche den Ventilschaft 26 gegen den zweiten Einsatz abdichtet. An der Dichtung 33 liegt von unten her ein Federteller 34 an. Eine Druckfeder 35 streckt sich zwischen 0 diesem Federteller 34 und der oberen Stirnseite des Doppelventilkegels 31 koaxial zum Ventilschaft 26. Die Druckfeder 35 ist in den Figuren nur gestrichelt angedeutet.

Der Bereich 32c der Stufenbohrung 32 des zweiten Einsatzes 5 12 ist über eine Mehrzahl von schräg zur Achse verlaufenden

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Durchgangsbohrungen 3 6 mit der Außenmantelfläche des zweiten Einsatzes 12 in einer axialen Höhe verbunden, die der axialen Höhe des oberen Ringraumes 16 entspricht.

Die Kante, die sich zwischen der oberen ringförmigen Stirnfläche des im Durchmesser größten Abschnitts 32d der Stufenbohrung 32 im zweiten Einsatz 12 und dem sich an diesen nach oben anschließenden Abschnitt 32c bildet, dient als zweiter Ventilsitz für den Doppelventilkegel 31.

Auf das oben aus dem zweiten Einsatz 12 herausragende Ende des Ventilschaftes 26 ist ein Handgriff 37 aufgesetzt, mit dem der Ventilschaft 26 sowohl um die Achse der Einsätze 10, 12 verdreht als auch axial in den Stufenbohrungen 32 bzw. 17 der beiden Einsätze 12, 10 verschoben werden kann.

Zur nachfolgenden Beschreibung der Funktion des Umstellventiles 1 sei angenommen, dass es zur wahlweisen Speisung einer Badewanne bzw. einer Brause dienen soll. Der Einlass-Stutzen 4 ist in diesem Falle mit einer Wasserleitung verbunden, über welches Mischwasser zugeführt wird. Der erste Auslass-Stutzen 8 ist mit der Badewanne und der zweite Auslass-Stutzen 9 mit der Brause verbunden.

Zunächst sei angenommen, dass das Absperrventil 18 im unteren Bereich des ersten Einsatzes 10 durch eine entsprechende Verdrehung der Steuerscheibe 22 gegenüber der Grundscheibe 20 verschlossen ist. Der Doppelventilkegel 31 ist durch die Kraft der Druckfeder 35 an den unteren, vom ersten Einsatz 10 gebildeten Ventilsitz angedrückt. Soll nun der Wasserfluss frei gegeben werden, so wird mit Hilfe des Handgriffes 17 der Ventilschaft 26 um die Achse der beiden Einsätze 10, 12 verdreht.

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Diese Drehbewegung überträgt sich durch den Formschluss
zwischen dem Mitnahmekopf 2 7 am unteren Ende des Ventilschaftes 2 6 und dem Mitnahmeteil 24 sowie den Formschluss zwischen dem Mitnahmeteil 24 und der Steuerscheibe 22
auf letztere. Die Steuerscheibe 22 wird nun so verdreht, dass ihre Wasserdurchtrittsoffnung 23 mehr oder weniger
mit der Wasserdurchtrittsoffnung 21 in der Grundscheibe
2 0 überlappt.

Das Wasser beginnt jetzt aus dem Zulaufstutzen 4 in das
Innere des Umstellventiles 1 einzuströmen, füllt den
unteren Bereich 17d der Stufenbohrung 17 des ersten
Einsatzes 10 aus, durchströmt die ungefähr achsparallelen Durchtrittsbohrungen 29 im ersten Einsatz 10 und gelangt so in die Bereiche 32d, 32c und 32b der Stufenbohrung 32 des oberen Einsatzes 12. Der Eintritt des Wassers in den Bereich 17a der Stufenbohrung 17 des unteren Einsatzes
10 dagegen ist durch den Doppelventilkegel 31 versperrt. Aus dem Abschnitt 32c der Stufenbohrung 32 strömt das

0 Wasser über die schräg gestellten Durchgangsbohrungen
36 des oberen Einsatzes 12 in den Ringraum 16 und von
dort über den ersten Auslass-Stutzen 8 zur Badewanne.
Die Menge des hier ausfließenden Mischwassers kann durch die Wahl der Drehstellung des Handgriffes 37 beeinflusst werden.

Soll nunmehr auf Brausebetrieb umgeschaltet werden,
so wird der Doppelventilkegel 31 durch Zug an dem Ventilschaft 26 von dem unteren Einsatz 10 abgehoben und gegen den am oberen Einsatz 12 ausgebildeten Ventilsitz angelegt Auf Grund des Druckes des nunmehr an der Unterseite
des Doppelventilkegels 31 angrenzenden Wassers verbleibt der Doppelventilkegel 31 in dieser Position, auch wenn
der Benutzer den Handgriff 37 loslässt. Der weitere

Zustrom des Wassers in den Bereich 32c der Stufenbohrung

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32 des oberen Einsatzes 12 ist jetzt versperrt, so dass kein Wasser mehr zur Badewanne gelangt. Stattdessen strömt das Wasser unterhalb des Doppelventilkegels in den nunmehr freigegebenen oberen Bereich 17a der Stufenbohrung 17 des unteren Einsatzes 10 ein und von dort über die schräg gestellten Durchgangsbohrungen 30 zum Auslass-Stutzen 9, so dass es aus der Brause ausströmen kann.

Der Mitnahmekopf 27 des Ventilschaftes 26 bewegt sich bei der Umstellung vom Wannen- auf den Brausebetrieb nach oben in den Bereich 17c der Stufenbohrung 17 hinein, bleibt dabei jedoch in Eingriff mit der Nut 25 des Mitnahmeteiles 24. Es kann also auch in der dem Brausebetrieb dienenden Position des Doppelventilkegels 31 durch Verdrehen des Ventilschaftes 26 die Menge des zur Brause fließenden Wassers eingestellt werden.

Wird der Wasserzufluss entweder an einem dem beschriebenen 0 Umstellventil 1 in Strömungsrichtung vorgeschalteten Ventil oder durch Betätigung des Absperrventiles 18 innerhalb des Umstellventils 1 abgestellt, so baut sich der auf die Unterseite des Doppelventilkegels 31 wirkende Wasserdruck ab. Der Doppelventilkegel 31 wird nunmehr durch die Kraft der Druckfeder 35 wieder gemeinsam mit dem Ventilschaft 2 6 nach unten bewegt und legt sich erneut an den von dem unteren Einsatz 10 gebildeten Ventilsitz an. So wird in an und für sich bekannter Weise eine Vorzugsposition des Doppelventilkegels 31 geschaffen, bei 0 der Wasser, welches das Umstellventil 1 durchströmt, zunächst immer den Weg zum ersten, mit der Badewanne verbundenen Auslauf-Stutzen 8 nimmt.

Claims

1. Sanitäres Umstellventil mit

a) einem Gehäuse, das einen Zulauf und zwei Ausläufe für Wasser aufweist;

c) einem axial beweglichen Ventilschaft, der aus dem Gehäuse herausgeführt ist und in Mitnahmeverbindung mit dem Doppelventilkegel steht; dadurch gekennzeichnet, dass

d) innerhalb des Gehäuses (2) im Strömungsweg hinter dem Zulauf (4) und vor den beiden Ventilsitzen ein Scheibenventil (18) angeordnet ist, das aufweist:

a) eine stationäre Grundscheibe (20) mit mindestens einer Wasserdurchtrittsöffnung (21);

b) eine an der Grundscheibe (20) anliegende und gegenüber dieser verdrehbare Steuerscheibe (22) mit mindestens einer Wasserdurchtrittsöffnung (23);

e) der Ventilschaft (26) zusätzlich um seine Achse verdrehbar und mit dem Scheibenventil (18) über eine Drehverbindung verbunden ist, die bei einer Axialbewegung des Ventilschaftes (26) erhalten bleibt.

2. Umstellventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehverbindung zwischen Ventilschaft (26) und Scheibenventil (18) ein Formschluss ist.

3. Umstellventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass am innerhalb des Gehäuses (2) liegenden Ende des Ventilschafts (26) ein Mitnahmekopf (27) vorgesehen ist, der in eine Mitnahmeöffnung (25) des Scheibenventils (18) eingegreift.

4. Umstellventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeöffnung (25) des Scheibenventils (18) ein seitlich offener Schlitz ist.

5. Umstellventil nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnahmeöffnung (25) des Scheibenventils (18) in einem Mitnahmeteil (24) ausgebildet ist, das in Drehverbindung mit der verdrehbaren Steuerscheibe (22) steht.