DE2508725C3

DE2508725C3 - Mischventil für das Sanitärfach

Info

Publication number: DE2508725C3
Application number: DE2508725A
Authority: DE
Inventors: Lars Dipl.-Ing. 5750 Menden Nordentoft
Original assignee: Friedrich Grohe Armaturenfabrik GmbH and Co
Current assignee: Grohe Water Technology AG and Co KG
Priority date: 1975-02-28
Filing date: 1975-02-28
Publication date: 1978-04-13
Also published as: LU74445A1; IN144199B; FI760517A; JPS51142127A; IT1055927B; SE7602181L; DE2508725A1; BE838995R; DK75676A; PT64851A; FR2302464A1; NL7601905A; FR2302464B3; DE2508725B2; PT64851B; GR60369B; ZA761077B; BR7601052A; IL49113A0; ES445631A1

Description

so

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Mischventil des Sanitärfachs für Kalt- und Warmwasser mit einer verschiebbare Ventilkolben und eine Taumelscheibe aufweisenden Ventileinrichtung, bei dem mit einem einzigen Handgriff sowohl das Mischungsverhältnis als auch die Ausflußmenge einstellbar ist

Es sind bereits Mischventile dieser Art bekannt. In der DT-PS 3 88 900 wird bereits eine Vorrichtung zum Mischen von Kali* und Warmwasser beschrieben. &, Hierbei wiikt eine in der Schräglage einstellbare, um eine Achse drehbare Schräg- oder Taumelscheibe auf zwei unter der Scheibe angeordnete, diametral gegenüberliegende Zuflußventile für Kalt- und Warmwasser ein. Durch eine Veränderung der Schräglage der A₅ Taumelscheibe IaBt sich die Gesamtausflußmenge regulieren. Durch eine Verdrehung der Taumelscheibe zu den auf einem Durchmesser senkrecht zur Drehachse angeordneten Ventilen für Kalt- und Warmwasser läßt sich das Öffnungsverhältnis der beiden Ventile zueinander verändern und somit das Mischungsverhältnis steuern.

In der DT-AS 12 05 786 ist ein, der vorbeschriebenen Einrichtung ähnliches Mischventil beschrieben, bei dem an den Ventilkolben Konturen zur Beeinflussung der Öffnungscharakteristik der Kalt- und Warmwassereinlässe vorgesehen sind.

Ferner wird in der CH-PS 4 82 965 ein Mischventil dargestellt, bei dem die beiden Ventilkolben aus dem durch die Drehachse gehenden Durchmesser der Taumelscheibe geringfügig in Richtung der Schwenkachse versetzt zur Anlage gelangen.

Bei Mischventilen für das Sanitärfach ist es von großer Wichtigkeit zwischen den Endstellungen »Kalt« und »Warm« einen relativ großen Schwenkwinkel oder Einstellstrecke für den Temperaturbereich von 30 — 45"C zu haben. Dieser der Körpertemperatur des Benutzers naheliegende Temperaturbereich sollte leicht und relativ genau einstellbar sein, denn schon geringe Abweichungen von etwa 1 — 2°C von der gewünschten Temperatur sind spürbar. Temperaturen die über 45° C oder unter 30⁰C liegen, werden vom menschlichen Körper entweder als zu warm oder als zu kalt empfunden.

Bei den bekannten, eingangs näher beschriebenen, Mischventilen ändert sich das Mischungsverhältnis relativ zum Dreh- oder Verschwenkungswinkel des Bedienungsgriffs im Temperaturbereich 30 — 45°C sehr stark, so daß zum Einstellen dieses bevorzugten Bereichs nur eine sehr kleine Einstellstrecke zur Verfügung steht Dadurch läßt sich das gewünschte Mischungsverhältnis nur ungenau einstellen, so daß schlimmstenfalls Verbrühungen oder Kälteschocks nicht auszuschließen sind.

Schließlich sei noch auf die DT-AS 1600 946 hingewiesen, in der ein Mischventil mit einem hohlen Steuerkolben als Steuerglied gezagt ist, wobei mit Hilfe eines besonders geformten EinlaDschlitzes für das KaIt- und Warmwasser ein Einstellbereich vergrößert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs vorbeschriebenen Mischventile so zu verbessern, daß eine komfortable und genaue Einstellung der Mischwassertemperatur, insbesondere zwischen 30 und 45° C ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die beiden Ventilkolben aus dem durch die Drehachse gehenden Durchmesser der Taumelscheibe von deren Schwenkachse weg versetzt mit ihren Kolbenstangen an der Taumelscheibe anliegen, und daß an den Ventilkolben oder den Ventilsitzen Konturen zur Beeinflussung der Öffnungscharakteristik der Kalt- und Warmwassereinlässe vorgesehen sind.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch die Verrückung der Ventilkolben aus dem Durchmesser der Taumelscheibe in einen vorgezogenen Bereich die Hebelarme der Taumelscheibe zu den Ventilkolben verlängert werden, wodurch die wesentliche Vergrößerung des Drehwinkels des Bedienungsgriffes im Mischwassertemperaturbereich von 30 — 45° C erreicht wird. Auch kann durch die Verlängerung der Hebelarme der Kippwinkel der Taumelscheibe bei gleichem Ventilhub verringert werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigt

Fig, I ein erfindungsgemäßes Mischventil im Längsschnitt;

Fig.2 eine sehematisebe Darstellung der Taumelscheibe mit den Anlagepunkten der Ventilkolben in s mittlerer Mischstellung;

Fig.3 die Taumelscheibe nach Fig,2 um 45° gedreht;

Fig,4 einen Ventilkolben mit einem zur Fig, I abgewandelten Ventilsitz (in vergrößerter Darstellung);

Fig,5 ein Schaubild der Durchtrittsmenge an KaIt- und Warmwasser in Abhängigkeit der Drehstellung der Taumelscheibe.

In Fig. 1 bezeichnet Γ einen Grundkörper des Mischventils. An dem Grundkörper ist ein Ansatz 2 ,_s vorgesehen, mit dem das Mischventil an einem Waschtisch etc. befestigt werden kann und in den die Versorgungsleitungen für Kalt- und Warmwasser 3, 4 einmünden. Auf dem Grundkörper ist ein zylindrischer Ventilkörper 5 gedichtet befestigt In Vertikalbohrungen sind in dem Ventilkörper parallel zueinander zwei Ventilkolben 6 angeordnet, welche mit den Ventilsitzen 7 zusammenwirken und mittels Kolbenstangen 8 in den Bohrungen geführt und von einer Taumelscheibe 9 gesteuert werden. Die Ventilkolben 6 werden durch Federn im Ventilkörper 5 in Schließrichtung gestrammt An der zylindrischen Mantelfläche des Ventilkörpers ist, mit O-Ringen gedichtet, ein Schwenkauslauf IO vorgesehen. Am oberen Teil des Ventilkörpers ist zur axialen Sicherung des Schwenkauslaufs sowie zur Aufnahme des Steuermechanismus für die Ventilkolben ein Kopfgehäuse 11 aufgeschraubt In dem Gehäuse 11 ist eine axial festliegend verspannte, drehbare Hülse 12 angeordnet, die die Taumelscheibe 9 umfaßt. Senkrecht zur Drehachse 13 der Hülse 12 ist auf einer Sekante mittels eines Achsbolzens 14 die Taumelscheibe in der Hülse gelagert. Zur Verstellung der Taumelscheibe in ihrer Schräglage und ihrer Drehstellung ist ein Hebel 27 vorgesehen, welcher mit einem Achsbolzen 15 senkrecht zur Drehachse 13 im Durchmesser der Hülse 12 gelagert ist und mit einer exzentrischen Nuß 16 auf der Taumelscheibe 9 im Punkt 22 aufliegt

Durch Anheben oder Absenken des Hebels 27 läßt sich die Gesamtausflußmenge regulieren. Durch diese Bewegung wird die exzentrische Nuß 16 verdreht, so _4J daß sich die Taumelscheibe 9 um d:n Achsbolzen 14 in ihrer Schräglage verändert und somit auch die Lage der beiden federgestrammten Ventilkolben gleichsinnig verschiebt.

Die Ventilkolben * sind zweckmäßig in einer strömungsgünstigen Form ausgebildet, wobei der untere Teil 6a eine Halbkugelform hat, an die sich ein Kegelstück 66 als Übergangsstück zur Kolbenstange anschließt, so daß die Ventilkolben 6 von einem etwa tropfenförmigen Körper gebildet werden. Das Kegelstück 6b bewirkt dabei mit seiner Mantelfläche an dem Ventilsitz 7 den dichten Abschluß, Wobei der Wasserdruck der Versorgungsleitungen 3, 4 die Ventilkolben neben der Federverspannung in Schließrichtung drückt

Durch ein Drehen oder Verschwenken des Hebels 27 wird die mit ihm gekoppelte Taumelscheibe um die Drehachse 13 zu den Kolbenstangen 8 verdreht, so daß das Öffnungsverhältnis der beiden Ventilkolben 6 über den Schwenkbereich (0-180°) sich von der Stellung »Kalt« bis zur Stellung »Warm« stufenlos ändert und 6; somit das Mischungsverhältnis von Warm- und Kaltwasser in der Mischkarrner 28 einstellbar ist.

Wie aus F i g. 2 ersichtlich, liegen die Kolbenstangen 8

der Ventilkolben 6 an den Punkten 17, 18 an der Unterseite der Taumelscheibe 9 an. Die Punkte 17, 18 sind vom Durchmesser der Taumelscheibe auf einem Kreisbogen 19 so weit vorgelagert, so daß noch eine einwandfreie Lagerung der Ventilkolben im zylindrischen Ventilkörper 5 gegeben ist Dieses ist etwa bei einer Verrückung um den Betrag von 0,45 des Radius des Kreises 19 gegeben. Die Kolbenstangen gleiten beim Drehvorgang mit ihren Anlagepunkten 17,18 auf der Taumelscheibe auf dem Kreis 19, der bei Schräglage der Taumelscheibe eine leicht elliptische Form annimmt

Um in den Endstellungen (0° oder 180° Scliwenkwinkel) nur kaltes oder warmes Wasser zu zapfen, ist es erforderlich, die Mittellinie des Achsbolzens 14 auf einer Sekante zum Kreis 19 anzuordnen, deren Sehnenabstand 25 zum Kreisbogen sich aus der Lage der Punkte 17, 18 und der Sicke der Taumelscheibe ergibt Die Mittellinie des Achsbolzens muß also so angeordnet werden, daß sie in den Endstellungen etwas vor dem Anlagepunkt des nicht zu öffnende·! Ventilkolbens liegt

Mit der vorbeschriebenen Anordnung wird erreicht, daß sich das Öffnungsverhältnis der Ventilkolben 6, ausgehend von der mittleren Mischstellung (50% KaIt- und 50% Warmwasser) wie in Fig.2 gezeigt sich anfangs relativ zum Drehwinkel der Taumelscheibe wenig und zum Ende der Drehbewegung im Bereich der Hebelstellungen »Kalt« oder »Warm« beschleunigt ändert Die Zu- bzw. Abnahme der Durchflußmenge von Kalt- und Warmwasser erfolgt also im mittleren Mischbereich, wie es zu einer feinfühligen Einstellung im . Mischwassertemperaturbereich von 30—45° C erforderlich ist, unterproportional im Verhältnis zum Drehwinkel der Taumelscheibe und in den Bereichen der Endstellungen überproportional.

Auch wird mit der Vorverlagerung der Anlagepunkte 17, 18 erreicht, daß, wie aus Fig.2 ersichtlich, die gestrichelt gezeichneten Hebelarme 20, 21 vom Achsbolzen 14 zu den Anlagepunkten 17, 18 wesentlich verlängert sind und sich das Längenverhältnis der beiden Hebelarme (s. Fig. 3) in mittleren Mischstellungen im Gegensatz zur Anordnung der Anlagepunkte auf den Durchmesser 24 wesentlich geringer ändert Hieraus ergibt sich die oben beschriebene feinfühlige Einstellung des Temperaturbereichs von 30 — 45° C.

In Fig.4 ist ein Ventilkolben 6 mit einem abgewandelten Ventilsitz 7 gezeigt. Im Gegensatz zu Fig. I übernimmt hier der Ventilsitz 7 nur die Aufgabe des dichten Absperrens.

Die eigentliche Öffnungscharakteristik des Einlasses wird durch eine den Kolben 6 umfassende Regulierhülse 26 bestimmt. In der innenliegenden Mantelfläche der Hülse sind in Öffnungsrichtung, etwa beginnend etwas unterhalb der Berührungsstelle des Ventilkolbens mit der Hülse in Schließstellung, sich im Querschnitt erweiternde Schlitze 27 vorgesehen. Hierdurch wird erreicht, daß erst nach dem Absenken des Kolbens 6 um etwa die Strecke 29 die Schlitze 27 der Regulierhülse 26 Durchtrittsöffnungen freigeben, während der Ventilsitz 7 schon weit geö'fnet ist. so daß die Öffnungscharakteristik allein durch die Regulierhülse bestimmt wird. Durch entsprechende Wahl der Dimensionierung und der Anzahl der Schlitze läßt sich da¹; Misch- und Regulierverhalten der erfindungsgemäßen Mischbatterie noch weiter verfeinern.

Das in Fig.Z dargestellte Schaubild zeigt die Durchlaufmenge von Kalt- und Warmwasser in Abhängigkeit von der Drehstellung der Taumelscheibe, wobei auf der Ordinate die Durchflußmenge pro Minute

aufgetragen ist und auf der Abszisse die Drehwinkelgrade λ des Hebels 27. Die Geraden 20 und 21 zeigen eine porportional zum Drehwinkel der Taumelscheibe sich ändernde Durchflußmenge von Kalt- und Warmwasser. Die Kurven 22 und 23 zeigen die Durchlaufmeßwerte von Kalt- und Warmwasser in Abhängigkeit des Drehwinkels der Taumelscheibe bei den erfindungsgemäß angeordneten Ventilkolben. Die Kurven zeigen im mittleren Bereich, also im Temperaturbereich von 30 bis 45" C einen sehr flachen Anstieg, so daß über einen relativ großen Drehwinkel die Mischwassertemperatur sehr feinfühlig eingestellt werden kann. In den Endbereichen »Kalt« und »Warm« zeigen die Kurven ein überproportionales Ansteigen, so daß die Mischwassertemperatur, bezogen auf den Drehwinkel, sich rasch ändert. Dieses ist ebenfalls von Vorteil, da in diesen Temperaturbereichen ohnedies entweder nur kaltes oder heißes Wasser erwünscht ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Mischventil des Sanitärfachs far Kalt- und Warmwasser mit einer verschiebbare Ventilkolben und eine Taumelscheibe aufweisenden Ventileinrichtung, bei dem mit einem einzigen Handgriff sowohl das Mischungsverhältnis als auch die Ausflußmenge einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Ventilkolben (6) aus dem durch die _|0 Drehachse (13) gehenden Durchmesser (24) der Taumelscheibe (9) von deren Schwenkachse (14) weg versetzt mit ihren Kolbenstangen (8) an der Taumelscheibe (9) anliegen, und daß an den Ventilkolben (6) oder den Ventilsitzen (7) Konturen zur Beeinflussung der Öffnungscharakteristik der Kalt- und Warmwassereinlässe vorgesehen sind.

2. Mischventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstangen (8) mit den Anlagepbnkten (17, 18) auf der Kreislinie eines Kreises (!9) vom Durchmesser (24) etwa um 0,45 des Radius des Kreises (19) versetzt an der Taumelscheibe (9) anliegen.

3. Mischventil nach Anspruch I — 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagepunkte (17, 18) der _2J Ventilkolben (6) so weit aus dem Durchmesser (24) der Taumelscheibe versetzt sind, daß das Öffnungsverhältnis der Einlaßventile bei einer Verdrehung der Taumelscheibe (9) um die Längsachse (13) über einen Bereich von ca. 60° im Mittelfeld des Schwenkbereichs zur Einstellung des Mischungsverhältnisses nur geringfügig, in den Endbereichen verstärkt geändert wird.

4 Mischventil nach Anspruch 1 — 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vei.iilkclben (6) je von einem Ventilsitz (7) und einer Regulierhülse (26) umgeben sind, wobei am Ventilsitz (7) der dichte Abschluß erzielt, in der Regulierbüchse (26) die Durchflußnu-nge oder der Öffnungsgrad bestimmt wird. ^₀

5. Mischventil nach Anspruch 4, dadurch gekenn· zeichnet, daß die Regulierhülse (26), in der der Ventilkolben (6) gelagert ist, so ausgebildet ist, daß in der inneren Mantelfläche der Hülse in Öffnungsrichtung, beginnend etwas unterhalb der Berührungs- _4S stelle des Ventilkclbens mit der Hülse in Schließstellung, sich im Querschnitt erweiternde Schlitze (27) vorgesehen sind.