DE2731809A1

DE2731809A1 - Eingriffmischventil

Info

Publication number: DE2731809A1
Application number: DE19772731809
Authority: DE
Inventors: Rolf Behrenberg; Hans-Joachim Dipl Ing Eckel; Juergen Humpert
Original assignee: Friedrich Grohe Armaturenfabrik GmbH and Co
Current assignee: Grohe Water Technology AG and Co KG
Priority date: 1977-07-14
Filing date: 1977-07-14
Publication date: 1979-01-18
Also published as: IT1212258B; JPS6127627B2; NL186340B; DE2731809C2; NL7807273A; US4187880A; JPS5448334A; IT7825403A0; FR2397577B1; NL186340C; FR2397577A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Eingriffmischventil mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Bei den bekannten Mischventilen dieser Gattung sind die Steuer- und Führungselemente für das warme und kalte Wasser in einer sogenannten Steuerkartusche zusammengefaßt, die in das Ventilgehäuse eingeschoben und gesichert werden kann. Mit Hilfe eines danach aufgesetzten Hebeloder Griffkopfteils kann dann in Einhandbedienung durch Drehen eines in der Kartusche gelagerten Hohlkolbens die Mischwassertemperatur von voll warm über Mischwasser bis voll kalt oder umgekehrt und durch Ziehen bzw. Drücken des Hohlkolbens, die ausfließende Wassermenge von geschlossen bis voll geöffnet oder umgekehrt reguliert werden. Beide Betätigungsabläufe können dabei unabhängig voneinander ausgeführt werden.

Bei diesen bekannten Mischventilen hat es sich als nachteilig erwiesen, daß die erforderlichen Rundschnurgummiringe zur Abdichtung des mit Durchtrittsöffnungen versehenen Hohlkolbens nur relativ geringe Lebensdauer haben und darüberhinaus im Bereich der Durchtrittsöffnungen relativ starke Fließgeräusche auftreten, die insbesondere bei in Wohnhäusern installierten Mischventilen als Belästigung empfunden werden können.Schließlich sind bei diesen bekannten Mischventilen gesonderte Maßnahmen erforderlich, um bei geschlossenem Ventil ein überströmen, sogenannter Querfluß, zwischen den beiden Zuflußleitungen bei unterschiedlichen Drücken zu verhindern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Mischventil der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei dem die Reibung und der Verschleiß der Dichtelemente auf ein Minimum reduziert ist, Querfluß im geschlossenen Zustand unterbunden ist und die im Bereich der Dichtelemente ent-

805883/0510

stehenden Fließgeräusche auf einem niedrigen Niveau gehalten werden, wobei es mit zur Aufgabe gehört, diese Ziele mit möglichst geringem Aufwand und in raumsparender, also kompakter Bauweise zu erreichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2-8 angegeben.

Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung Wird erreicht, daß die Dichtelemente in einfacher Weise hergestellt werden können und der Dichtteil des Dichtschnurringes ungeschwächt mit seinem ganzen Kreisquerschnitt die Abdichtfunktion erfüllen kann, dabei jedoch durch den Formkörper sicher in seiner Lage gehalten wird. Durch das Zusammenwirken der Dichtelemente und den erfindungsgemäß ausgebildeten Längsschlitzen auf dem Wandungsumfang des Hohlkolbens wird eine optimal vergrößerte Lebensdauer des Dichtelements erzielt, wobei die in diesem Bereich entstehenden Fließgeräusche durch die im Hohlkolben gehalterten Lochscheiben erheblich vermindert werden. Selbstverständlich können im Rahmen der Erfindung auch andere geräuschdämpfende Einrichtungen, z.B. poröse Hülsen, Körper etc., im Kolben angeordnet sein.

Ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrie ben. Es zeigt

Figur 1 ein Mischventil im Längsschnitt mit teilweise dargestelltem Ventilgehäuse und ohne Betätigungskopfteil ;

Figur 2 einen Schnitt der Figur 1 auf der Linie A-B;

809883/0510

Figur 3 ein Verriegelungselement zur

Arretierung des Kartuschenteils im Armaturengehäuse;

Figur 4 ein Dichtelement gemäß Figur 1 in vergrößertem Maßstab im Schnitt;

Figur 5 einen abgewickelten Teil des

Wandungsumfangs des Hohlkolbens im Bereich der Längsschlitze in vergrößertem Maßstab.

In einer zylindrischen Sackbohrung 2 des nur teilweise dargestellten Ventilgehäuses 1 mit seinen diametral gegenüberliegend angeordneten Zuflüssen 3,4 für Warmund Kaltwasser und einer stromaufwärts gelegenen Mlschwasserauslauföffnung 5 sind in Form einer geschlossenen Baueinheit (Kartusche) die Steuer- und Führungselemente für das warme und kalte Wasser eingeschoben und mit Hilfe des nicht gezeichneten Betätigungskopfteils in ihrer axialen Lage gesichert. Die Baueinheit besteht im wesentlichen aus einer Hülse 6 und einem in der Hülse gelagerten Hohlkolben 7. Der Hohlkolben ist dabei durch einen spangenartig federnd ausgebildeten Riegel 14 axialbegrenzt verschiebbar in der Hülse 6 gehaltert, wobei die beiden federnden Arme 141 des Riegels in einen eingeschnürten Bereich 71 des Hohlkolbens einfassen. Gleichzeitig wird mit dem Riegel durch eine angeformte Nase 142, die in eine Nute im Ventilgehäuse 1 einfaßt, eine Verdrehsicherung für die Hülse 6 erreicht.

Zur Abdichtung der Zuflüsse 3,4 zwischen der Wandung der zylindrischen Bohrung 2 des Ventilgehäuses 1 und der Wandung des Hohlkolbens 7 sind in zwei einer einander diametral gegenüberliegenden radial in der Hülse 6 vorgesehenen Bohrungen 8 mit Stutzgrund 81 (siehe Fig. 2)

809883/0510 _ ₄ _

Dichtelemente 9 angeordnet. Das Dichtelement besteht aus einem Dichtschnurring 11 und einem mit einer zentralen Durchtrittsöffnung 101 versehenen Formkörper 10. Der Formkörper ist dabei felgenartig ausgebildet und der Krümmung des Hohlkolbenmantels angepaßt.

Der Dichtschnurring 11 besteht im wesentlichen aus einem im Querschnitt kreisrunden Dichtteil 111 und einer an der Innenseite des Ringes angeformte umlaufende Wulst 112. Der Dichtschnurring ist dabei mit seiner Wulst in einer entsprechenden Ausnehmung auf dem Formstück 10 aufgeknöpft, wobei der Durchmesser a so bemessen ist, daß mit hinreichender Vorspannung eine Abdichtung zur Wandung der Bohrung 2 und des Hohlkolbens 7 erfolgt.

Zur Steuerung der Wasserausflußmenge, sowie des Mischungsverhältnisses, sind auf einem Teil, etwa zwei Drittel, der Umfangsflache des Hohlkolbens in zwei Reihen Längsschlitze 12 ausgebildet. Die Mischwasseraustrittsöffnungen 16 befinden sich stromaufwärts ebenfalls in der Wandung des Hohlkolbens. Im Zuflußbereich ist der Hohlkolben darüber hinaus mit einer axialen Öffnung versehen, in die eine Spindel 15 eingeführt und mit einem Gewinde 153 gedichtet befestigt ist. Die Spindel trägt im Bereich der Längsschlitze 12 zwischen zwei Schultern verspannte, aus Blech gestanzte Lochscheiben 13. Zur Abstandhaltung und sicheren Führung ist an jeder Lochscheibe ein Distanzteil mitangeformt. Die Lochscheiben tragen je zwei Lochkreise 131 mit Durchtrittsbohrungen 132, deren Durchmesser der Breite e der Längsschlitze 12 im Hohlkolben entsprechen. Auf der Spindel 15 ist weiterhin ein Stopfen

151 angeordnet, mit dem die axiale Öffnung des Hohlkolbens verschlossen wird. Schließlich ist zur Be- und Entlüftung der Hohlkolbenunterseite in der Spindel ein Kanal

152 integriert.

803833/0510 " ⁵ "

- r-

In der in Figur 1 dargestellten Lage des Hohlkolbens ist das Mischventil voll geöffnet. Eine Verschiebung des Hohlkolbens in Fließrichtung des Wassers (siehe Pfeile in Figur 1) bewirkt die allmähliche Schließung, indem sukzessive die Längsschlitze 12 an den Dichtelementen 9 vorbeigleiten, bis der Zufluß von KaIt- und/oder Warmwasser völlig abgesperrt ist. Die Öffnung erfolgt in umgekehrter Richtung. Durch eine Verdrehung des Hohlkolbens gelangen die beiden Zuflüsse 3 und 4 für das warme und kalte Wasser mehr oder weniger in den Bereich der sich etwa auf zwei Drittel des Umfangs des Hohlkolbens erstreckenden Längsschlitze, so daß je nach dem eingestellten Drehwinkel kaltes Wasser, Hischwasser oder heißes Wasser gezapft werden kann.

Als besonders günstige Werte haben sich für die Bemessung der Dichtelemente und der zugehörigen Längsschlitze im Hohlkolben nachfolgende Werte, bezogen auf den Durchmesser des Querschnitts des Dichtteils a - 1,

erwiesen, wenn die maximale Wulstbreite b = 0,6 beträgt und der Breite des Formkörpers 10 entspricht und die Querschnittsform der Wulst von einem Kreisbogen mit dem Durchmesser c - O,25 bestimmt ist, wobei dessen Hittelpunkt auf dem Kreisbogen des Dichtteils 111 liegt, und die Verbindung zur maximalen Wulstbreite von Tangenten gebildet wird (siehe Figur 4). Die Schlitze 12 im Wandungsumfang des Hohlkolbens 7 sind dabei an den Stirnseiten halbrund ausgebildet und haben eine Länge d - 0,9 und eine Breite e - O,4, wobei die einzelnen Schlitze zueinander einen Abstand f - 0,28 und einzelnen Schlitzreihen zueinander einen Abstand g - 0,27 haben (siehe Figur 5).

Zur kostengünstigen Bearbeitung der auf den Dichtelementen gleitenden Hantelfläche des Hohlkolbens, ist diese

809883/0510

■ f-

im wesentlichen mit einem einheitlichen Außendurchmesser hergestellt. Die entsprechenden Dichtelemente und Dichtringe sind dabei in der Hülse 6 eingelagert, wobei die Hülse mit einer durchgehenden, zylindrischen Bohrung 17 versehen ist. Zur Optimierung der Gleiteigenschaften des Hohlkolbens wird nach demEinbringen der Längsschlitze 12, der Mischwasseraustrittsöffnungen 16 und der Kalibrierung, die zylindrische Oberfläche einer Bürstenbehandlung unterzogen, mit der ein einwandfreier, harmonischer übergang zwischen der zylindrischen Wandung und den Schlitzkanten vor der endgültigen Oberflächenbearbeitung erzielt wird.

Anstatt der im Ausführungsbeispiel beschriebenen und in den Figuren gezeigten Lochscheiben 12 zur Fließgeräuschverringerung, kann auch auf der Spindel 15 im Bereich der Längsschlitze 12 ein etwa zylindrischer, poröser Körper angeordnet sein, so daß ein achsparalleler Ringkanal im Hohlkolben gebildet wird. Dadurch strömt das ausfließende Wasser an der Mantelfläche des porösen Körpers, z.B. ein auf der Spindel aufgewickeltes Siebgeflecht, entlang, womit ebenfalls eine wesentliche Fließgeräuschsenkung im Bereich der Dichtelemente und der Längsschlitze erzielt wird.

809883/0510

Claims

ANSPRÜCHE

Eingriffmischventil, insbesondere fur Warm- und Kaltwasser, mit einem drehbaren und axial verschiebbaren Hohlkolben zum voneinander unabhängigen Einstellen des Mischungsverhältnisses (Temperatur) und der Durchlaufmenge, wobei der Hohlkolben in einer im wesentlichen zylindrischen, in das Ventilgehäuse einschiebbaren, mit Dichtungen versehenen, Hülse gelagert ist und die Zu- und Abflüsse radial am Hohlkolben erfolgen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abdichtung der Zuflüsse (3,4) in der Hülsenwandung in Bohrungen (8) Dichtelemente (9), bestehend aus einem felgenartigen, der Krümmung des Hohlkolbenmantels angepaßten Formkörper (1O) mit zentraler Durchtrittsöffnung (101) und einem auf dem Formkörper aufgeknöpften Dichtschnurring (11), angeordnet sind, die sowohl an der Wandung des Hohlkolbens (7) als auch an der Wandung des Ventilgehäuses (1) dichtend anliegen, und daß an einem Teil des Wandungumfangs des Hohlkolbens radial in Achsrichtung verlaufende Längsschlitze (12) ausgebildet sind, deren Länge und Breite kleiner als der Querschnittsdurchmesser des Dichtschnurrings ist, wobei im Hohlkolben, quer zur Längsachse im Bereich der Längsschlitze mit Abstand zueinander angeordnete Lochscheiben (13) vorgesehen sind.

2. Eingriffmischventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in dem Dichtelement (9) angeordnete Dichtschnurring (11) aus einem im Querschnitt kreisrunden Dichtteil (111) und einer an der Innen-

809883/0510 - 8 -

ORIGINAL INSPECTED

seite des Ringes angeformte umlaufende Wulst ( I 1 'J) besteht, wobei die Wulst und die Breite des Formkorpers (IC)), bezogen auf den Durchmesser (a) dtin Dichtteils als Einheit, so bemessen ist, dull die maximale Wulstbreite (b) etwa O, (> betragt und tier Breite des Formkörpers (It)) entspricht, und daß die Querschnittsform der Wulst von einem Kreisbogen mit dem Durchmesser (c) von etwa O,25, dessen Mittelpunkt auf dem Kreisbogen des Dicht teils Liegt, und anschließenden Tangenten zur maximalen Breite (b) bestimmt ist.

.Ί. Eingriffmischventil nach den Ansprüchen 1-1!, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Teil des Wandtingumfangs des Hohlkolbens (7) zwei parallel zueinander angeordnete Reihen von an den Stirnseiten halbrund ausgebildeten Ii.'ingsschl It zen (12) vorgesehen sind, und daß die Schlitze, bezogen auf den Durchmesser (α) dos Dichtschnurrings (11) als Einheit, so bemessen sind, dall die Länge (d) etwa 0,9 und die Breite (e) etwa O, 1 betragt, wobei die einzelnen Schlitze zueinander einen Abstand (f) von etwa 0,2H und die Sch L itzrt! ihen zueinander einen Abstand (g) von etwa O,27 haben.

1. Eingriffmischventil nach den Ansprüchen 1-;), dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkolben (7) im Zuflußbereich axial eine Öffnung hat, in die auf einer Spindel (Ii)) quer zur Achsrichtung mit Abstand zueinandergehalterte Lochscheiben (13) einfuhrbar und in Höhe der Langsschlitze (12) festsetzbar sind, wobei am Ende der Spindel ein Stopfen (151) zum Verschließen des Hohlkolbens vorgesehen und in der Spindel ein Kanal (152) zur Be- und Entlüftung der Hohlkolbenunterseite integriert ist.

809883/0510

5. Eingri i finischvent il nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochscheiben (13) mit angeformt em Distanzteil aus Riech hergestellt sind und einen oder mehrere Lochkreise (131) von Bohrungen (132) mit einem Durchmesser entsprechend der Breite der Längssohlit ze (12) haben.

(j. Eingriffmischventil nach den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (6) die Dichtmittel trägt und mit einer durchgehenden zylindrischen Bohrung (17) zur Aufnahme des mit einer i» wesentlichen durchlaufenden

zylindrischen Mantelfläche versehenen Hohlkolbene (7) ausgestattet ist.

7. Ilingrif fmischvent il nach den Ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Einbringen der Schlitzt? und der Kalibrierung der Mantelfläche des Hohlkolbens (7) die Kanten der Schlitze (12) «it einem Burst verfahren vor der abschließenden Oberflächenbearbeitung verrundet sind.

8. Eingriffmischventil nach Anspruch 1 und/oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß anstatt der Lochscheiben ein etwa zylindrischer, poröser Körper auf der Spindel im Bereich der Längsschlitze im Hohlkolben angeordnet ist, wobei der poröse Körper im Querschnitt so bemessen ist, daß zwischen der inneren Wandung des Hohlkolbens und der Mantelfläche des porösen Körpers ein achsparalleler Ringkanal zur Wasserführung gebildet wird.

80^r ^ « τ / P ο 1 0