DE69227932T2 - Mischventil mit einem kugelventil mit kragen - Google Patents
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Description
- Diese Erfindung bezieht sich auf ein Hahnmischventil für Flüssigkeiten, das ein Kugelventilelement umfaßt, und insbesondere auf einen Kugelventilmechanismus, der eine Schwenkbewegung um eine feste Längsachse des Ventilkörpers und geformte Durchlässe hat, um basierend auf der Stellung des Kugelventils ein gewünschtes Durchflußmuster bereitzustellen.
- Einhandhähne, üblicherweise als Mischventile bezeichnet, die den Durchfluß sowohl von Warmwasser als auch von Kaltwasser steuern, haben weite Aufnahme beim Verbraucher gefunden. Die Hähne sind herkömmlicherweise derart aufgebaut, daß ein Handgriff oder Knopf in zwei unterschiedlichen Richtungen bewegbar ist, um die Mischung von Warmwasser und Kaltwasser einzustellen und um die Mengenrate oder den Durchfluß einzustellen.
- Die zwei Grundtypen von Einhand-Mischventilen, die weite kommerzielle Aufnahme gefunden haben, sind Plattenventile und Kugelventile. Ein Kugelventilhahn ist berühmt für eine zuverlässige und dauerhafte einstückige Ventilkonstruktion, die leicht montiert werden kann. Der Handgriff ist fest an dem Kugelventilelement befestigt, ohne zwischengefügte, sich bewegende Teile, um einen dauerhaften und zuverlässigen Aufbau zu schaffen. Ein Plattenventilhahn auf der anderen Seite stellt einen Bewegungsmechanismus bereit, der eine Bewegung des Handgriffs in zwei vorbestimmten Richtungen gestattet, die weltweit kommerzielle Aufnahme gefunden hat. Diese international akzeptierte Bewegung des Handgriffs gestattet eine Kreisbewegung des Handgriffs um eine feste Achse des Ventilkörpers und eine Pendel-, d. h. Schwenkbewegung um eine Achse, die sich bezüglich des Ventilgehäuses bewegt, wenn der Hand griff um die feste Achse kreist. Die sich bewegende Achse steht senkrecht zu der festen Achse des Ventilgehäuses.
- Eine Charakteristik dieses Typs der Handgriffbewegung gestattet es, daß der Hahn ausgestellt und das Mischungsverhältnis von Warmwasser und Kaltwasser durch die Stellung des Handgriffs gemerkt werden kann, so daß, wenn der Hahn wieder angestellt wird, man die Option hat, die gleiche Mischung von Warmwasser und Kaltwasser zu erhalten, die durch den Hahn strömt. Diese Bewegungsweise hat Plattenventilhähne kommerziell erfolgreich gemacht, selbst angesichts des komplizierteren Hebelmechanismus, der zwischen dem Handgriff und dem Plattenventilelement notwendig ist.
- Unlängst wurden Kugelventile konstruiert, die es dem Handgriff gestatten, in der gleichen Weise zu arbeiten wie die oben beschriebenen Mischventile vom Plattentyp. Das System ist in dem US-Patent Nr. 4,449,551 offenbart, das am 22. Mai 1984 Lorch erteilt wurde. Ein anderes System ist in der PCT- Anmeldung PCT/US91/07816 (WO-A-9222765) offenbart, die am 22. Oktober 1991 durch Dr. Alfons Knapp eingereicht wurde. Diese Systeme kombinieren den Vorteil einer ergonomisch erwünschten Handgriffbewegung mit der hohen Zuverlässigkeit einer Kugelventil-Hahnkonstruktion.
- Neben der Zuverlässigkeit des Hahns muß ein Mischventil andere Charakteristika aufzeigen, um kommerziell akzeptabel zu sein. Die maximale Durchflußrate muß ausreichend groß sein, und der Geräuschpegel im Betrieb muß ausreichend klein sein. Eine andere Charakteristik ist die, daß der Hahn in einer ergonomiefreundlichen oder intuitiven Weise arbeiten muß. Die ergonomiefreundliche Charakteristik hat mehrere identifizierbare Qualitäten. Erstens müssen die Durchflußmenge und die Temperaturmischung auf der Grundlage einer kontinuierlichen Bewegung des Handgriffs vorhersehbar sein. Keine abrupten oder plötzlichen Änderungen entweder der Durchflußmenge oder der Temperaturmischung sind auf der Grundlage von kleinen Be trägen der Bewegung des Handgriffs akzeptabel. Es ist wünschenswert, daß, wenn die Temperaturmischung eingestellt wird, die Durchflußmenge näherungsweise konstant bleibt. Auf der anderen Seite ist, wenn die Durchflußmenge eingestellt wird, eine wesentliche, plötzliche oder unvorhersehbare Änderung der Temperatur nicht akzeptabel. An dem kalten Ende der Handgriffbewegung sollte eine Totzone vorhanden sein, wo für eine begrenzte Winkelbewegung des Handgriffs von der Vollständig-Kalt-Stellung keine Mischung des Warmwassers auftritt.
- Es ist erwünscht, daß eine Komfortzone vorhanden ist, wobei in einer Mischstellung ein Bereich größerer Bewegung des Handgriffs benötigt wird, um eine vorbestimmte Temperaturänderung zu erzeugen, vergleichen mit der Handgriffbewegung in dem heißen oder kalten Bereich. Die Komfortzone gestattet es, daß der Hahn feiner eingestellt werden kann, wenn die Temperatur in einem bestimmten Bereich ist. Als solches ähnelt das über der Temperatur des abgegebenen Wassers aufgetragene graphische Profil der Handgriffbewegung einer S-Kurve. Jedoch darf die Komfortzone nicht allzu flach sein, sonst tritt eine unzureichende Temperaturänderung auf und eine Bedienperson überkompensiert dann mit einer übermäßigen Handgriffbewegung, wodurch die Komfortzone verlassen wird und überraschende Temperaturänderungen des abgegebenen Wassers erhalten werden. Auch erzeugt wünschenswerterweise die Handgriffbewegung für die Menge bei einer vorbestimmten Komforttemperatur keine Temperaturänderung.
- Die obigen erwünschten Eigenschaften müssen alle erzielt werden durch Wahl eines Kugelventilelements geeigneter Größe, Begrenzung der Betätigungsbewegung des Handgriffs, um Menge und Temperatur des Kugelventilelements einzustellen, und Vorschreiben des Bereichs der Winkel- und Drehbewegung für die zwei begrenzten Betätigungsbewegungen des Handgriffs. Ebenfalls sorgen die korrekten Positionen und Ausbildungen der Einlaßdurchgänge des Ventilgehäuses und der Einlaßöffnungen des Kugelventilelements für die obigen erwünschten Eigenschaften.
- Die Wahl der Größe der Kugel ist verhältnismäßig beschränkt durch die sich ausgleichenden Wünsche der Reduzierung der Größe des Hahnkörpers und der Bereitstellung eines adäquaten Wasserdurchflusses durch das Ventilelement. Die durch kommerzielle Erwünschtheit vorgeschriebene Betätigungsbewegung für den Handgriff ist eine Drehbewegung um eine vertikale Achse für im wesentlichen die Temperaturänderung und eine Schwenkbewegung um eine horizontale Achse für im wesentlichen die Einstellung der Durchflußmenge. Der Bereich der Bewegung für drehende Temperaturänderung ist durch Ergonomie beschränkt auf maximal einhundertachtzig (180) Grad und wünschenswerterweise in dem Bereich von neunzig (90) Grad. Daher werden die Eigenschaften eines erwünschten Hahns ohne plötzliche Temperaturänderungen oder Mengenänderungen und mit einer erwünschten Komfortzone mit vorhersehbaren Durchflußmengen und Temperaturänderungen im Betrieb des Mischventils am zweckmäßigsten erzielt und eingestellt durch geeignete Wahl der Größe, der Position und der Ausbildungen der Einlaßdurchgänge in sowohl dem Gehäuse als auch den Einlaßöffnungen in dem Kugelventil.
- Benötigt wird ein Kugelventil für ein Hahnmischventil, das die kommerziell wünschenswerte Bewegungsweise aufweist, das leicht installiert werden kann und das für Langlebigkeit der vorhandenen Dichtelemente sorgt.
- Ebenfalls benötigt wird ein Einhand-Mischventil für einen Hahn, das ein Kugelventil mit geformten Einlaßöffnungen umfaßt, die für intuitiv vorhersehbare Durchflußraten und Temperaturen des dort hindurch abgegebenen Wassers sorgen.
- Die Erfindung ist durch den unabhängigen Anspruch 1 definiert, wobei der Oberbegriff dieses Anspruchs auf der US-A- 4,449,551 basiert. Die abhängigen Ansprüche beziehen sich auf bevorzugte Ausführungsbeispiele.
- In Übereinstimmung mit einem Aspekt der Erfindung hat ein Hahnmischventil ein Kugelventil, das verschwenkbar in einem Ventilaufnahme-Hohlraum eines Gehäusekörpers montiert ist. Der Körper hat eine Mehrzahl von mit dem Hohlraum fluidverbundenen Durchlässen. Das Kugelventil hat eine Mehrzahl von Öffnungen in einer äußeren, mindestens teilweise kugelförmigen Ventilfläche, wobei die Öffnungen mit den Durchlässen zusammenwirken, um den Flüssigkeitsstrom durch die Durchlässe sowohl in der Durchflußmenge als auch in der Temperaturmischung einzustellen. Der Ventilkörper hat eine durch ihn hindurchgeführte Steueröffnung, wobei eine Längsachse des Ventilkörpers durch die Steueröffnung hindurch verläuft. Das Kugelventil hat einen ersten Vorsprung in der Form eines Steuerschafts, der daran angeschlossen ist und sich durch die Steueröffnung hindurch erstreckt. Ein Bedien-Handgriff ist an dem Steuerschaft befestigt. Das Kugelventil hat einen zweiten Vorsprung, der sich davon weg erstreckt und dessen Achse im wesentlichen senkrecht zu einer Längsachse des Schafts steht. Der zweite Vorsprung hat ein seitliches äußeres Ende, das mit einem ringförmigen Kragenlager verbunden ist, welches sich um das Kugelventil herum erstreckt. Das Kragenlager hat eine untere Fläche, die gleitend an einer ringförmigen Stützfläche in dem Gehäusekörper um das Kugelventil herum anliegt.
- Vorzugsweise ist die ringförmige Lagerfläche ein separates Ringsitzteil, das in dem Ventilhohlraum montiert ist und mindestens einen Bund aufweist, um teilweise eine Kaltbegrenzung und eine Heißbegrenzung auszubilden, um einen Anschlag der Drehbewegung des Kugelventils um die Längsachse des Mischventilkörpers über die Heiß- und Kaltbegrenzungen hinaus zu schaffen. Das Kragenlager hat mindestens einen radial äußeren Nocken, der mindestens eine Seitenkante zum Eingriff gegen den Bund an der Kaltbegrenzung und der Heißbegrenzung des Kugelventils hat. Das Ringsitzteil hat einen sich nach unten erstreckenden Bund, der derart in eine Aussparung in dem Körper eingepaßt ist, daß das Ringteil bezüglich des Körpers um die Längsachse des Körpers drehfest ist.
- Ein flaches Lagerteil ist vorzugsweise derart angeordnet, daß dessen untere Fläche an einer oberen Fläche des Kragenlagers gleitend anliegt und eine obere Fläche des flachen Lagerteils an dem unteren Umfang eines Dichtteils um das Kugelventil herum anliegt. Das flache Lagerteil ist ausgebildet, um im Verhältnis ortsfest zu sein, wenn das Kragenlager und das Kugelventil um die Längsachse des Gehäusekörpers herum gedreht werden.
- Der zweite Vorsprung ist starr an dem Kragenlager befestigt und verschwenkbar mit dem Kugelventil verbunden. Der zweite Vorsprung ist durch ein fernes Ende eines Stifts ausgebildet, der durch das Kugelventil hindurchgeführt ist. Der Stift hat entgegengesetzte ferne Enden, die sich von der Kugelventilfläche nach außen erstrecken und von denen jedes an dem Kragenlagerteil befestigt ist.
- Es ist erwünscht, daß die Mehrzahl von Öffnungen des Kugelventils bezüglich der Durchlässe in dem Ventilkörper an dem Kugelventil derart geformt und angeordnet sind, daß, wenn das Kugelventil sich in einer Position befindet, um eine Mischung von heißem und kaltem Wasser durch das Mischventil bereitzustellen, das Kugelventil eine Temperaturverschiebung in Richtung einer vorbestimmten Komforttemperatur bereitstellt, wenn das Kugelventil von einer gedrosselten Stellung in der Nähe einer Geschlossen-Stellung in Richtung einer voll geöffneten Stellung verstellt wird.
- Vorzugsweise hat das Kugelventil zwei Öffnungen zur Gestattung des Eintritts von kaltem Wasser von einem Kaltwasser- Durchlaß und zwei Öffnungen zur Gestattung des Eintritts von heißem Wasser von einem Warmwasser-Durchlaß. Eine der durch das Kugelventil geführten Öffnungen hat einen konkaven Kan tenabschnitt, um den Strom dort hindurch zu regulieren. Es ist erwünscht, daß eine der Öffnungen mit der konkaven Kante den Eintritt von kaltem Wasser dort hindurch gestattet und eine der Öffnungen mit einer konkaven Kante den Eintritt von heißem Wasser dort hindurch gestattet.
- Die Öffnungen mit der jeweiligen konkaven Kante haben am Umfang eine Form, die durch mindestens fünf radiale Bögen mit einem entsprechenden radialen Zentrum definiert ist. Mindestens vier der radialen Zentren sind am Umfang der jeweiligen Öffnung angeordnet, und ein radiales Zentrum ist außerhalb des Umfangs der Öffnung auf der Seite des konkaven Kantenabschnitts angeordnet. Vorzugsweise haben die verbleibenden Öffnungen konvexe Umfänge, die durch mindestens fünf radiale Bögen mit einem entsprechenden radialen Zentrum definiert sind, und mindestens zwei der radialen Bögen jeder Öffnung sind an einem Punkt zusammengeführt, der eine gemeinsame Tangente teilt. Vorzugsweise ist jeder der radialen Bögen mit einem anderen radialen Bogen an einem Punkt zusammengeführt, der eine gemeinsame Tangente teilt, oder alternativ dazu mit einem geraden Kantenabschnitt an einem Punkt, an dem eine Tangente mit der geraden Kante zusammenfällt.
- In einem Ausführungsbeispiel umfassen die Öffnungen eine vollständige Kaltwasser-Öffnung, die ausgebildet und angeordnet ist, um nur Kaltwasser-Eintritt zu gestatten, wenn der Warmwasser-Durchlaß geschlossen ist, eine gemischte Kaltwasser-Öffnung, die angeordnet und ausgebildet ist, um Kaltwasser-Eintritt gleichzeitig mit Warmwasser-Eintritt von dem Warmwasser-Durchlaß zu gestatten, eine vollständige Warmwasser-Öffnung, die ausgebildet und angeordnet ist, um nur Warmwasser-Eintritt zu gestatten, wenn der Kaltwasser-Durchlaß geschlossen ist, und eine gemischte Warmwasser-Öffnung, die angeordnet und ausgebildet ist, um Warmwasser-Eintritt gleichzeitig mit Kaltwasser-Eintritt von dem Kaltwasser- Durchlaß zu gestatten. Die vollständige Kaltwasser-Öffnung weist eine jeweilige konkave Kante auf, und die gemischte Warmwasser-Öffnung hat eine jeweilige konkave Kante. Zusätzlich hat eine gemischte Kaltwasser-Öffnung einen geraden Kantenabschnitt, der einer Kante des Kaltwasser-Durchlasses gegenüberliegt, wenn das Kugelventil in einer Geschlossen- Misch-Stellung angeordnet ist, und eine gemischte Warmwasser- Öffnung hat einen geraden Kantenabschnitt, der einer Kante des Warmwasser-Durchlasses gegenüberliegt, wenn sich das Kugelventil in der Geschlossen-Misch-Stellung befindet.
- Im folgenden wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, in denen:
- die Fig. 1 eine aufgebrochene Seitenansicht eines Mischventils gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist;
- die Fig. 2 eine perspektivische Explosionsdarstellung des in Fig. 1 gezeigten Mischventils ist;
- die Fig. 3 eine Schnittansicht des unteren Gehäuseteils des Mischventils ist, wobei der Schnitt entlang der in Fig. 1 gezeigten Linie 3-3 liegt;
- die Fig. 4 eine Draufsicht auf das untere Gehäuseteil des Mischventils ist;
- die Fig. 5 eine aufgebrochene Draufsicht auf das Mischventil mit entfernter Kappe und entfernten Dichtelementen ist, die das Kugelventil in der Vollständig-Kalt-Stellung zeigt;
- die Fig. 6 eine der Fig. 5 entsprechende Ansicht ist, wobei das Kugelventil in die Vollständig-Heiß-Stellung gedreht gezeigt ist;
- die Fig. 7 eine Seitenansicht des Kugelventils ist, das in eine Vollständig-Offen-Stellung verschwenkt ist;
- die Fig. 8 eine Seitenansicht des Kugelventils ist, das in eine Geschlossen-Stellung verschwenkt ist;
- die Fig. 9 eine Ansicht von unten auf den kugelförmigen Abschnitt des Kugelventils ist, wobei der Kragen entfernt ist;
- die Fig. 10 eine vergrößerte Ansicht der Kalt-Misch-Öffnung durch das Kugelventil ist;
- die Fig. 11 eine vergrößerte Ansicht der Vollständig- Kalt-Öffnung durch das Kugelventil ist;
- die Fig. 12 eine vergrößerte Ansicht der Heiß-Misch-Öffnung durch das Kugelventil ist;
- die Fig. 13 eine vergrößerte Ansicht der Vollständig- Heiß-Öffnung durch das Kugelventil ist;
- die Fig. 14 eine perspektivische Ansicht durch den Kalt- Durchlaß des Gehäuses ist, wobei sich das Kugelventil in der Geschlossen-Vollständig-Kalt-Stellung befindet;
- die Fig. 15 eine der Fig. 14 entsprechende Ansicht ist, wobei sich das Kugelventil in der Geschlossen-Vollständig- Misch-Stellung befindet;
- die Fig. 16 eine der Fig. 14 entsprechende Ansicht ist, wobei sich das Kugelventil in der Geschlossen-Vollständig- Heiß-Stellung befindet;
- die Fig. 17 eine der Fig. 14 entsprechende Ansicht ist, wobei sich das Kugelventil in der Vollständig-Offen-Vollständig-Kalt-Stellung befindet;
- die Fig. 18 eine der Fig. 14 entsprechende Ansicht ist, wobei sich das Kugelventil in der Vollständig-Offen-Vollständig-Misch-Stellung befindet;
- die Fig. 19 eine der Fig. 14 entsprechende Ansicht ist, wobei sich das Kugelventil in der Vollständig-Offen-Vollständig-Heiß-Stellung befindet;
- die Fig. 20 eine perspektivische Ansicht durch den Heiß- Durchlaß des Ventilgehäuses des Kugelventils in der Geschlossen-Vollständig-Kalt-Stellung ist;
- die Fig. 21 eine der Fig. 20 entsprechende Ansicht ist, wobei sich das Kugelventil in der Geschlossen-Vollständig- Misch-Stellung befindet;
- die Fig. 22 eine der Fig. 20 entsprechende Ansicht ist, wobei sich das Kugelventil in der Geschlossen-Vollständig- Heiß-Stellung befindet;
- die Fig. 23 eine der Fig. 20 entsprechende Ansicht ist, wobei sich das Kugelventil in der Vollständig-Offen-Vollständig-Kalt-Stellung befindet;
- die Fig. 24 eine der Fig. 20 entsprechende Ansicht ist, wobei sich das Kugelventil in der Vollständig-Offen-Vollständig-Misch-Stellung befindet;
- die Fig. 25 eine der Fig. 20 entsprechende Ansicht ist, wobei sich das Kugelventil in der Vollständig-Offen-Vollständig-Heiß-Stellung befindet;
- die Fig. 26 eine Draufsicht auf das Plattenteil ist;
- die Fig. 27 eine Graphik ist, die das Profil der Durchflußrate bei verschiedenen Temperaturen zeigt;
- die Fig. 28 eine Graphik ist, die das Profil der Temperatur bei verschiedenen Durchflußraten zeigt.
- Bezugnehmend auf die Fig. 1 umfaßt ein Mischventil 10 für einen Hahn, der allgemein mit 12 bezeichnet ist, einen Ventilkörper 14 und ein darin betreibbar montiertes Kugelventil 16. Die Kugel 16 ist in einem Hohlraum 17 des Körpers 14 aufgenommen, der zwischen einem unteren Grundteil 18 und einem oberen Körperteil, d. h. Kappenteil 20 begrenzt ist. Das Grundteil 18 hat zwei Einlaßdurchlässe 22 und 24 dort hindurch, die mit dem Hohlraum 17 kommunizieren. Jeder Durchlaß 22 kann herkömmliche federvorgespannte elastomere Dichtungen 23 haben, die an seinem stromabwärtigen Ende montiert sind, wobei die Löcher dort hindurch einen Durchmesser von ungefähr 6,5 mm haben. Die stromabwärtigen Enden der Durchlässe 22 und 24 sind ungefähr 40º oberhalb des Bodens des Hohlraums 17 angeordnet. Ferner sind die Durchlässe, wie in Fig. 4 gezeigt, in Umfangsrichtung ungefähr 15º von der Bezugsebene angeordnet, gemessen von der vertikalen Achse 76.
- Wie deutlicher in Fig. 3 dargestellt ist, hat das Grundteil 18 ebenfalls zwei Auslaßdurchlässe 26 und 28 dort hindurch. Zwei Zuführrohre 30 und 32 sind mit den jeweiligen Einlaßdurchlässen 22 und 24 wirkverbunden. Die zwei Auslaßdurchlässe 26 und 28 führen weg von dem Hohlraum 17 und kommunizieren mit einer queren Auslaßleitung 34. Ein rohrförmiges Gehäuse 36 ist dichtend und gleitend um den Körper 14 herum montiert und bildet eine ringförmige Kammer 38 aus, die mit der Querleitung 34 in Fluidkommunikation steht. Ein Ausfluß 40 ist an dem Gehäuse befestigt und steht über eine Öffnung 41 in dem Gehäuse 36 mit der ringfömigen Kammer 38 in Fluidkommunikation.
- Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, hat das Kugelventil 16 einen kugelförmigen Flächenabschnitt 42 und einen Steuerschaft 44, der sich davon im allgemeinen nach oben erstreckt. Der Schaft 44 ist senkrecht auf der Fläche 42 ausgerichtet, so daß seine Achse 45 das Zentrum 122 des kugelförmigen Abschnitts 42 schneidet. Der kugelförmige Abschnitt kann einen Durchmesser von ungefähr 25 mm haben. Ein Kragen 46 ist um den Äquator 120 des kugelförmigen Abschnitts 42 herum gepaßt. Der Äquator 120 liegt in einer Ebene, die senkrecht zu der Achse 45 des Schafts 44 steht. Der Kragen 46 ist zwischen zwei Sitzringen 48 und 50 eingefügt. Ein Dichtring 52 aus einem elastomeren Material paßt oben auf den Sitzring 50. Der Dichtring wird durch eine Plattenführung 54 am Platz gehalten. Die Plattenführung 54 ist innerhalb des Innenumfangs des Kappenteils 20 durch einen Schraubring 56 am Platz gehalten. Die Plattenführung 54 ist durch ihren Vorsprung 55 drehfest gehalten, der in einen Schlitz 57 an der oberen Kante des Gehäuseteils 18 paßt. Eine federbelastete gewellte Scheibe 58 ist zwischen der Führung 54 und dem Ring 56 eingefügt, um die Führung 54 und den Dichtring 52 nach unten gegen den kugelförmigen Abschnitt 42 des Kugelventils 16 vorzuspannen. Das Kappenteil 20 steht mit dem unteren Grundteil 18 in Schraubeingriff. Eine Sichtblende 60 ist über dem Kappenteil 20 angeordnet.
- Der Sitzring 50, der Dichtring 52, die Plattenführung 54, der Federring 58, die Kappe 20, der Ring 56 und die Blende 60 haben alle jeweilige Aussparungen 62, 64, 66, 68, 70, 72 und 74 dort hindurch, um es dem Steuerschaft 44 des Kugelventils 16 zu gestatten, sich aus dem Körper 14 des Hahns heraus zu erstrecken. Die Längsachse 76 des Hahns erstreckt sich durch die Aussparungen 62-74.
- Der Schaft 44 ist an einem Handgriff 78 befestigt, der einen Bedienhebel 80 und einen abdeckenden Kappenabschnitt 82 hat. Durch manuelle Einflußnahme auf den Handgriff 78 kann entweder einer oder beide der Einlaßdurchlässe 22 und 24 mit den Auslaßdurchgangswegen 26 und 28 über und durch die Einlaß öffnungen 90, 92, 94, 96 und die Auslaßöffnung 98 in dem Kugelventil 16 in Fluidkommunikation gebracht werden, um über den Hahnausfluß 40 abzugeben.
- Wie in den Fig. 5, 6, 7, 8 und 9 deutlicher dargestellt ist, hat der kugelförmige Flächenabschnitt 42 der Kugel ein Stiftteil 84, das durch das Zentrum des kugelförmigen Abschnitts 42 des Kugelventils hinduch verläuft. Der Stift 84 hat eine Längsachse 86, die im wesentlichen senkrecht zu der Längsachse 76 verläuft. Der Stift 84 hat zwei zylindrische entfernte Enden 88, die sich zum Äußeren des kugelförmigen Abschnitts 42 an einem Äquator des kugelförmigen Abschnitts 42 erstrecken. Die Enden 88 sind in zwei Löchern 87 an entgegengesetzten Umfangsenden des Kragens 46 befestigt. Die Enden 88 erstrecken sich durch entgegengesetzte Löcher 89 in dem kugelförmigen Abschnitt 42, um im Bezug dazu um die Längsachse schwenkbeweglich zu sein.
- Diese Schwenkbewegung ermöglicht es dem Schaft 44, in einer verschwenkenden Weise vor und zurück bewegt zu werden, um den kugelförmigen Abschnitt um die Achse 86 des Stifts 84 bezüglich des Kragens zu verschwenken, wie in den Fig. 7 und 8 gezeigt. Die Fig. 8 repräsentiert die Geschlossen-Stellung des Kugelventils, wobei der Schaft 44 um ungefähr 25º nach vorne von der vertikalen Achse 76 angestellt ist. Die Fig. 7 repräsentiert die Vollständig-Offen-Stellung des Kugelventils, wobei der Schaft 44 um ungefähr 10º nach hinten von der vertikalen Achse 76 angestellt ist.
- Das Kugelventil kann ebenfalls um die vertikale Achse 76 von einer Kalt-Stellung, wie in Fig. 5 dargestellt, in eine Heiß- Stellung, wie in Fig. 6 dargestellt, gedreht werden. Die Drehung um die Achse 76 kann auf einen gewünschten Betrag, beispielsweise 90º oder 180º, beschränkt werden. Ein Weg, die Drehung zu beschränken, ist der, den Kragen 46 mit sich radial erstreckenden Nocken 100 zu versehen, die gegen eine Kante 102 eines aufrechtstehenden Flansches 104 in Eingriff gebracht werden können, der sich von dem Sitzring 48 nach oben erstreckt. Der Ring 48 hat, wie deutlich in Fig. 2 gezeigt ist, zwei Bunde 104, die um 180º auseinander angeordnet sind. Der Ring 48 ist im Hohlraum 17 durch eine sich nach unten erstreckende Zunge 106 am Platz befestigt, die in ein Aufnahmeloch 108 in dem Hohlraum 17 eingepreßt ist.
- Der Kragen 46 wird in Umfangsrichtung bewegt, wenn das Kugelventil um die vertikale Achse 76 gedreht wird. Die elastomere Dichtung 52 ist stationär. Um einen Reibungsabrieb der unteren Kante der elastomeren Dichtung 52 durch den Kragen 46 zu verhindern, ist ein glatter metallischer Sitzring 50 zwischen dem Kragen 46 und der Dichtung 52 eingefügt. Der Kragen 46 gleitet gegenüber dem Ring 50, wenn die Kugel um die Achse 76 gedreht wird.
- Alternativ dazu oder zusätzlich zu dem Sitzring 48 kann die Drehung der Kugel um die Achse 76 ebenfalls durch sich radial erstreckende Kanten 110, 111, 112 und 113 an dem Umfang der Aussparung 66 in der Führungsplatte 54 begrenzt werden, wie in den Fig. 2 und 26 gezeigt. Der Schaft 44, wenn er an den Kanten 110-113 anliegt, wird an einer weiteren Bewegung über die jeweiligen Kanten hinaus gehindert. Die Kanten 110 und 111 bilden die Kaltbegrenzung aus, und die Kanten 112 und 113 bilden die Heißbegrenzung aus. Die Kanten 110-113 gestatten es der Kugel, um die vertikale Achse 76 um ungefähr 90º zu drehen. Die Aussparung 66 hat ebenfalls Umfangskanten 114 und 115, die jeweils das Ausmaß der Schwenkbewegung um die Achse 86 des Stifts 84 von der Geschlossen-Stellung zu der Vollständig-Offen-Stellung einstellen, wie in den Fig. 7 und 8 gezeigt.
- Der Kragen 46, der Ring 48 und die Führungsplatte 54 bestimmen die vorbestimmte Bewegung des Steuerschafts 44 und des Handgriffs 78 und das Ausmaß der Bewegung des Schafts 44 und des Handgriffs 78 zwischen der Vollständig-Geschlossen-, der Vollständig-Offen-Vollständig-Kalt- und der Vollständig-Heiß- Stellung. Der Steuerschaft 44 ist frei, um in einer beliebigen Stellung in der Aussparung 66 der Führungsplatte 54 zu sein, um den Durchfluß des Wassers von den Einlaßdurchlässen 22 und 24 zu den Auslaßdurchlässen 36 und 38 zu steuern.
- Das Durchflußprofil von Geschlossen zu Vollständig-Offen und von Heiß zu Kalt bei verschiedenen Durchflußraten wird durch geeignete Wahl der Größe, Anordnung und Ausbildung der Einlaßdurchlässe 22 und 24 an dem Hohlraum 17 und der Einlaßöffnungen 90, 92, 94 und 96 in dem Kugelventil bestimmt. Die Öffnungen 90, 92, 94, 96 und 98 liegen im allgemeinen entlang eines Kreisbogens 118, der mit der Schaftachse 45 einen Winkel von ungefähr 80º ausbildet. Die Ebene des Kreisbogens 118 ist im allgemeinen parallel zu der Achse 86 des Stifts 84.
- Genauer gesagt können die Positionen der Öffnungen in Winkelausdrücken definiert werden. Die Auslaßöffnung 98 kann durch eine Bezugsebene halbiert sein. Die Öffnungen 90 und 92 bilden im Uhrzeigersinn Winkel von ungefähr 50º und 106º mit der die Auslaßöffnung 98 halbierenden Bezugsebene, wie in Fig. 9 gezeigt. Die Öffnungen 94 und 96 bilden gegen den Uhrzeigersinn Winkel von ungefähr 66º und 107 mit der halbierten Auslaßöffnung 98.
- Die vertikale Position kann unter Bezugnahme auf eine Ebene definiert werden, die den Äquator 120 des kugelförmigen Abschnitts und das Zentrum 122 des kugelförmigen Abschnitts 42 enthält. Die Auslaßöffnung 98 bildet mit der Bezugsebene am Zentrum 122 einen Winkel von ungefähr 38º. Die Öffnungen 90 und 92 bilden einen Winkel von 60º. Die Öffnung 94 bildet einen Winkel von ungefähr 39º. Die Öffnung 96 bildet einen Winkel von ungefähr 40º. Alle Winkel sind bezüglich eines bestimmten Zentrums der jeweiligen Öffnung angegeben, das später weiter beschrieben wird.
- Während die Auslaßöffnung 98 eine im allgemeinen kreisförmige Öffnung für den Auslaß von Wasser aus dem Inneren des Kugelventils 16 aufweist, hat jede der Einlaßöffnungen 90, 92, 94 und 96 eine asymmetrische und komplexere Form. Bezugnehmend auf die Fig. 10 hat die Kalt-Misch-Einlaßöffnung 92 eine allgemein mit 125 bezeichnete Umfangskante von verschiedenen konturierten Abschnitten 126-134. Die Umfangskante 125 bildet eine einfache konvexe Form. Der Abschnitt 126 ist definiert als ein 1,42 mm Kreisbogen, der um das radiale Zentrum 135 geschlagen ist. Der Abschnitt 127 ist ein 3,30 mm Kreisbogen, der um das radiale Zentrum 136 geschlagen ist. Der Verbindungspunkt 137 zwischen den Abschnitten 126 und 127 ist der Punkt, der eine gemeinsame Tangente teilt. Der Abschnitt 127 ist mit einem geraden Kantenabschnitt 128 verbunden. Der Verbindungspunkt 138 zwischen den Abschnitten 127 und 128 ist dort, wo die Tangente des Bogenabschnitts 127 mit dem geraden Kantenabschnitt 128 zusammenfällt. Der Bogenabschnitt 129 ist ein 1,02 mm Bogen, der um das radiale Zentrum 139 geschlagen ist und gleichermaßen mit dem geraden Abschnitt 128 an dem Punkt 140 verbunden ist. Der Bogenabschnitt 129 ist mit einem um das radiale Zentrum 141 geschlagenen 9,12 Bogenabschnitt 130 an ihrem gemeinsamen Tangentenpunkt 142 verbunden. Der Bogenabschnitt 130 ist gleichermaßen mit einem um das radiale Zentrum 143 geschlagenen 1,60 mm Bogenabschnitt 131 an ihrem gemeinsamen Tangentenpunkt 144 verbunden. Der Bogenabschnitt 131 ist mit einem geraden Kantenabschnitt 132 verbunden, wo seine Tangente mit dem geraden Kantenabschnitt an dem Punkt 145 zusammenfällt. Der gerade Kantenabschnitt 132 ist gleichermaßen an dem Punkt 146 mit einem um das radiale Zentrum 149 geschlagenen 1,35 mm Kreisbogenabschnitt 133 verbunden. Die Bogenabschnitte 133 und 126 sind an den Punkten 147 und 148 gleichermaßen mit dem geraden Kantenabschnitt 134 verbunden.
- Die radialen Zentren sind passend angeordnet durch Verwendung einer vertikalen Ebene 150, die die Achse 45 des Steuerschafts 44 als eine erste Koordinate und als eine zweite Koordinate eine Achse 152 enthält, die senkrecht dazu steht und das bestimmte Zentrum 154 der Öffnung 92 enthält. Alle Koor dinaten sind in Millimetern gemessen. Die radialen Zentren 135, 136, 139, 141, 143 und 149 sind bei (0,99, 0,91), (-0, 86, 1, 27), (1, 24, -1, 47), (6, 81, -0, 51), (-0, 71, -0, 41) und (0,94, 1,07) angeordnet.
- Die Öffnung 90 für den Vollständig-Kaltwasser-Durchfluß hat, wie in Fig. 11 gezeigt, eine Umfangskante, die allgemein mit 155 bezeichnet ist. Die Umfangskante 155 besteht aus den Abschnitten 156-162. Der Abschnitt 156 ist ein 0,71 mm Kreisbogen, der um das radiale Zentrum 163 geschlagen ist. Der Bogen 156 ist mit einem um das radiale Zentrum 164 geschlagenen 7,44 mm Kreisbogen 157 an dem gemeinsamen Tangentenpunkt 165 verbunden. Gleichermaßen ist der Bogen 157 mit einem um das radiale Zentrum 166 geschlagenen 2,46 mm Kreisbogen 158 an dem gemeinsamen Tangentenpunkt 167 verbunden. Der Bogen 158 ist mit einem um das radiale Zentrum 168 geschlagenen 2,87 mm Kreisbogen 159 an dem gemeinsamen Tangentenpunkt 169 verbunden. Der Bogen 159 ist mit einem um das radiale Zentrum 170 geschlagenen 3,51 mm Kreisbogen 160 an dem gemeinsamen Tangentenpunkt 171 verbunden. Der Bogen 160 ist mit einem um das Zentrum 172 geschlagenen 2,79 mm Kreisbogen 161 an dem gemeinsamen Tangentenpunkt 173 verbunden. Die Abschnitte 156- 161 sind bezüglich des Äußeren der Öffnung 92 konvexe Abschnitte. Der Abschnitt 162 ist ein 2,77 konkaver Bogen, der um das radiale Zentrum 174 geschlagen ist. Der Abschnitt 162 ist mit den Abschnitten 161 und 156 an den jeweiligen gemeinsamen Tangentenpunkten 175 und 176 verbunden.
- Die Koordinaten der radialen Zentren 163, 164, 166, 168, 170, 172 und 174 sind (-0,86, 2,74), (-2,90, -3,66), (0,13, 0,33), (-0, 08, -0, 08), (-0, 36, -0, 53), (0, 08, 0, 71) und (-4, 34, 2, 67) bezüglich einer vertikalen Mittelebene 180 als einer ersten Koordinate und einer senkrechten Achse 182 durch das bestimmte Zentrum 178 als der zweiten Koordinate. Die Koordinaten sind in Millimetern.
- Die Öffnung 94 hat einen einfachen konvexen Umfang 185, der aus Kreisbogenabschnitten 186, 187, 189, 190, 191 und 192 besteht, die jeweils Radien von 2,92 mm vom Zentrum 194, 1,80 mm vom Zentrum 195, 1,17 mm vom Zentrum 196, 1,55 mm vom Zentrum 197 und 4,52 mm vom Zentrum 198 haben. Die Bögen 186 und 187 sind an dem gemeinsamen Tangentenpunkt 200 verbunden. Die Bögen 189-192 sind an den jeweiligen gemeinsamen Tangentenpunkten 201, 202 und 203 verbunden. Die Bögen 186 und 192 sind mit einem geraden Kantenabschnitt 193 an den Punkten 204 und 205 verbunden, wo die Bogentangente mit dem Kantenabschnitt 193 zusammenfällt. Gleichermaßen sind die Bögen 187 und 189 mit einem geraden Kantenabschnitt 188 an den Punkten 206 und 207 verbunden, wo die Tangenten der Bögen mit dem geraden Kantenabschnitt 188 zusammenfallen.
- Die Koordinaten der radialen Zentren 194, 195, 196, 197, 198 und 199 sind (-0,28, -0,25), (-0,36, -1,40), (-1,52, 1,63), (-1,22, 1,37), (-0,66, -1,55) und (-0,10, 0,71) bezüglich einer vertikalen Mittelebene 210 als einer ersten Koordinate und einer senkrechten Achse 212 durch das bestimmte Zentrum 214 als der zweiten Koordinate. Die Koordinaten sind in Millimetern.
- Die in Fig. 12 dargestellte Einlaßöffnung 96 hat einen Umfang, der allgemein mit 215 bezeichnet ist. Der Umfang 215 hat radiale konvexe Abschnitte 216-220 mit Radien von 1,37 mm vom Zentrum 223, 8,05 mm vom Zentrum 224, 1,52 mm vom Zentrum 225, 2,84 mm vom Zentrum 226 und 0,94 mm vom Zentrum 227. Der konkave Abschnitt 221 hat einen Radius von 2,34 mm vom Zentrum 228. Die Abschnitte 216-221 sind an den gemeinsamen Tangentenpunkten 230-235 verbunden. Die Abschnitte 216 und 221 sind mit einem geraden Kantenabschnitt 222 an den Punkten 236 bzw. 237 verbunden, wo die Tangenten mit der geraden Kante 222 zusammenfallen.
- Die Koordinaten der radialen Zentren 223, 224, 225, 226, 227 und 228 sind (1,40, 0,76), (-3,53, 5,28), (-0,97, -0,74), (0,28, 0,28), (-1,45, 0,74) und (-0,89, 3,73) bezüglich einer vertikalen Mittelebene 240 als einer ersten Koordinate und einer senkrechten Achse 242 durch das bestimmte Zentrum 244 als der zweiten Koordinate. Die Koordinaten sind in Millimetern.
- Im folgenden wird auf die Fig. 14-19 Bezug genommen, die das Kugelventil in verschiedenen Stellungen aus der Perspektive das Kaltwasser-Einlaßdurchlasses 22 am Hohlraum 17 darstellen. Das Kugelventil 16 kann um die vertikale Achse 76 kreisbewegt werden, während es sich in der Geschlossen-Stellung befindet, so daß sich die Kugel in der in Fig. 14 gezeigten Kalt-Geschlossen-Stellung, in der in Fig. 15 gezeigten Misch- Geschlossen-Stellung und in der in Fig. 16 gezeigten Heiß- Geschlossen-Stellung befinden kann. Der Schaft 44 kann ebenfalls um den Stift 84 von der in Fig. 14 gezeigten Stellung in die in Fig. 17 gezeigte Kalt-Offen-Stellung, von der in Fig. 15 gezeigten Stellung in die in Fig. 18 gezeigte Vollständig-Misch-Stellung und von der in Fig. 16 gezeigten Stellung in die in Fig. 19 gezeigte Heiß-Offen-Stellung verschwenkt werden.
- Gleichermaßen zeigen die Fig. 20 bis 25 das Kugelventil in verschiedenen Stellungen aus der Perspektive des Warmwasser- Einlaßdurchlasses 24 am Hohlraum 17. Das Kugelventil 16 kann um die vertikale Achse 76 kreisbewegt werden, während es sich in der Geschlossen-Stellung befindet, so daß sich die Kugel in der in Fig. 20 gezeigten Kalt-Geschlossen-Stellung, in der in Fig. 21 gezeigten Misch-Geschlossen-Stellung und in der in Fig. 22 gezeigten Heiß-Geschlossen-Stellung befinden kann. Der Schaft 44 kann ebenfalls um den Stift 84 von der in Fig. 20 gezeigten Stellung in die in Fig. 23 gezeigte Kalt-Offen- Stellung, von der in Fig. 21 gezeigten Stellung in die in Fig. 24 gezeigte Offen-Misch-Stellung und von der in Fig. 22 gezeigten Stellung in die in Fig. 25 gezeigte Heiß-Offen- Stellung verschwenkt werden.
- Nochmals auf die Fig. 14 und 17 bezugnehmend wirkt der konkave Abschnitt 162 des Umfangs 155 der Vollständig-Kalt-Öffnung 90 als eine Führungskante über dem Durchlaß 22 von der Geschlossen- zu der Kalt-Offen-Stellung. Wie in Fig. 14 gezeigt, liegt in der Kalt-Geschlossen-Stellung die konkave Kante 62 des Kugelventils 16 gegenüber und beabstandet von der Einlaßkante 250 des Durchlasses 22. In der Kalt-Offen- Stellung ist nur die Öffnung 90 mit einem der Einlaßdurchlässe 22 und 24 ausgefluchtet, wie in den Fig. 17 und 23 dargestellt.
- Bezugnehmend auf die Fig. 15, 21, 18 und 24 sind, wenn sich das Kugelventil in der Vollständig-Misch-Stellung befindet, nur die Kalt-Misch-Öffnung 92 und die Heiß-Misch-Öffnung 96 mit den jeweiligen Kalt- und Heiß-Einlaßdurchlässen 22 und 24 ausgefluchtet. Wie in den Fig. 23 und 24 gezeigt, liegt in der Kalt-Offen-Stellung die konkave Kante 221 des Kugelventils 16 gegenüber und beabstandet von der Einlaßkante 252 des Heiß-Einlaßdurchlasses 24. Wenn das Kugelventil 16 von der in Fig. 23 gezeigten Kalt-Offen-Stellung in die in Fig. 24 gezeigte Misch-Offen-Stellung gedreht wird, wirkt die konkave Kante 221 der Öffnung 96 als eine Führungskante über der Führungskante 252 des Heiß-Einlaßdurchlasses 24. In der Heiß- Offen-Stellung ist nur die Öffnung 94 mit einem der Einlaßdurchlässe 22 und 24 ausgefluchtet, wie in den Fig. 19 und 25 gezeigt.
- Der oben beschriebene Aufbau für ein Mischventil schafft einen Hahn, der für relativ konstante Durchflußraten sorgt, wenn der Handgriff 78 um die Achse 76 von der mit 0º bezeichneten Vollständig-Heiß-Stellung, wo der Schaft 44 wie in Fig. 26 gezeigt entweder an der Kante 112 oder der Kante 113 der Führung 54 anliegt, in eine mit 90º bezeichnete Vollständig- Kalt-Stellung gedreht wird, wo der Schaft 44 entweder an der Kante 110 oder der Kante 111 der Führung 54 anliegt. Die Kurve 260 repräsentiert das Profil bei vollständigem Durchfluß, wobei der Handgriff 78 angehoben wird, bis der Schaft 44 die Kante 115 berührt. Die Kurve 262 repräsentiert das Profil bei 3/4 der Kapazität, d. h. 3/4 des offenen Durchflusses. Die Kurve 264 repräsentiert das Profil bei 1/2 der Kapazität, d. h. 1/2 des offenen Durchflusses. Die Kurve 264 repräsentiert das Profil bei 1/4 der Durchflußkapazität, d. h. 1/4 des offenen Durchflusses.
- Ferner schafft die beschriebene Konstruktion einen Hahn, der vorhersehbare Temperaturänderungen aufweist. Bezugnehmend auf die in Fig. 28 dargestellte Graphik repräsentieren die Profilkurven 270, 272, 274 und 276 die prozentuale Mischung des abgegebenen Wassers, das die Auslaßdurchlässe 26 und 28 von dem Heiß-Einlaßdurchlaß 24 und dem Kalt-Einlaßdurchlaß 22 bei vollständigem Durchfluß, 3/4 geöffnetem Durchfluß, 1/2 geöffnetem Durchfluß bzw. 1/4 geöffnetem Durchfluß verläßt. Der Prozentsatz von jedem Einlaßdurchlaß 22 und 24 kann in eine Temperatur des abgegebenen Wassers übersetzt werden. Wie in der Graphik gezeigt, ist die Temperatur des abgegebenen Wassers auf der Grundlage der Temperatur von Warmwasser bei 65ºC und von Kaltwasser bei 15ºC berechnet. In der 55º gedrehten Stellung sind die Änderungen der Durchflußrate vollständig unabhängig von der Temperaturänderung. Die 55º gedrehte Stellung repräsentiert die Komforttemperatur von ungefähr 37ºC. Zwischen den 0º bis 55º gedrehten Stellungen, wo die Temperatur des abgegebenen Wassers heißer ist, wird eine Bewegung des Handgriffs von einer Teil-Durchfluß-Stellung zu einem vollständigen Durchfluß begleitet von einer leichten Abnahme der Temperatur in Richtung der bestimmten 37ºC Komforttemperatur. Gleichermaßen wird zwischen den 55º und 90º gedrehten Stellungen, wo die Temperatur des Wassers kälter ist, die Bewegung des Handgriffs von einer Teil-Durchfluß- Stellung zu einem vollständigen Durchfluß begleitet von einer leichten Zunahme der Temperatur in Richtung der bestimmten 37ºC Komforttemperatur.
- Es ist ersichtlich, daß die gleichen Vorteile mit größeren und kleineren Kugeln erhalten werden können. Die Durchlässe und Öffnungen können gleichermaßen vergrößert oder verkleinert werden.
- Andere Variationen und Modifikationen sind möglich, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen, wie er durch die beigefügten Ansprüche definiert wird.
Claims (19)
1. Kugelventil (16) für ein Hahnmischventil (10), mit
einer im wesentlichen kugelförmigen Ventilfläche (42),
einer Mehrzahl von Öffnungen (90-98) in der
Ventilfläche (42), die miteinander in Fluidverbindung stehen, und
einem ersten Vorsprung (44), der sich von der
Ventilfläche (42) weg erstreckt, zum Antreiben des Kugelventils
(16), wenn dieses in einem Ventilkörper (14) montiert ist,
gekennzeichnet durch ein ringförmiges Kragenlager (46),
das um die Ventilfläche (42) herum montiert ist, für eine
Schwenkbewegung der Ventilfläche bezüglich des Kragens um eine
Achse (86), die im wesentlichen senkrecht zu dem ersten
Vorsprung (44) verläuft.
2. Kugelventil (16) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Kugelventil (16) einen zweiten Vorsprung (88) hat, der
sich von der Ventilfläche (42) nach außen erstreckt, wobei der
zweite Vorsprung (88) senkrecht zu dem ersten Vorsprung (44)
angeordnet ist und sich von der Ventilfläche (42) im
wesentlichen in einem rechten Winkel weg erstreckt, wobei der zweite
Vorsprung (88) an dem Kragenlager (46) angeschlossen ist, um
das Kragenlager (46) mit dem Kugelventil (16) schwenkbar zu
verbinden.
3. Kugelventil (16) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der zweite Vorsprung durch einen Stift (84) ausgebildet
ist, der durch das Kugelventil (16) hindurchgeführt ist, wobei
der Stift (84) zentrisch angeordnet ist, um durch das Zentrum
des Kugelventils (16) zu verlaufen, und senkrecht zu dem
ersten Vorsprung (44) steht, wobei der Stift (84) zwei
entgegengesetzte ferne Enden (88) hat, die im Außenbereich der
Ventilfläche (42) angeordnet sind, und an das Kragenlager (46)
an jedem entgegengesetzten fernen Ende (88) angeschlossen ist.
4. Kugelventil (16) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die fernen Enden (88) des Stifts (84) starr an dem
Kragenlager (46) befestigt und an der Ventilfläche (42) montiert
sind, um bezüglich dazu verschwenkbar zu sein.
5. Kugelventil (16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Kragenlager (46) mindestens
einen sich radial nach außen erstreckenden Nockenabschnitt
hat.
6. Hahnmischventil (10) mit einem Kugelventil (16) nach
einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei das Kugelventil (16) verschwenkbar in einem
Ventilaufnahme-Hohlraum (17) eines Gehäusekörpers (14) montiert ist,
der eine Mehrzahl von mit dem Hohlraum (17) fluidverbundenen
Durchlässen (22-28) aufweist, wobei die Öffnungen (90-98)
des Kugelventils (16) angepaßt sind, um mit den Durchlässen
(22-28) zusammenwirken, um den Flüssigkeitsstrom durch die
Durchlässe (22-28) sowohl in der Durchflußmenge als auch in
der Temperaturmischung einzustellen,
wobei der Körper (14) eine durch ihn hindurchgeführte
Steueröffnung (70) hat, wobei eine Längsachse (76) des Körpers
(14) durch die Steueröffnung (70) hindurch verläuft, wobei der
erste Vorsprung des Kugelventils (16) in Form eines
Steuerschafts (44) ist, der daran angeschlossen ist und sich durch
die Steueröffnung (70) hindurch erstreckt,
wobei das Kragenlager (46) eine untere Fläche hat, die an
einer ringförmigen Lagerfläche in dem Körper (14) um das
Kugelventil (16) herum gleitend anliegt.
7. Hahnmischventil (10) nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die ringförmige Lagerfläche durch ein separates
Ringsitzteil (48) ausgebildet ist, das in dem Hohlraum (17)
montiert ist und mindestens einen Bund (104) aufweist, um
teilweise eine Kaltbegrenzung und eine Heißbegrenzung der
Drehbewegung des Kugelventils (16) um die Längsachse (76) des
Körpers (14) herum auszubilden.
8. Hahnmischventil (10) nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, daß der mindestens eine sich radial nach außen
erstreckende Nockenabschnitt des Kragenlagers (46) mindestens
eine Seitenkante zum Eingriff gegen den mindestens einen Bund
(104) aufweist, um die Kaltbegrenzung und die Heißbegrenzung
des Kugelventils (16) auszubilden.
9. Hahnmischventil (10) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch
gekennzeichnet, daß das Ringsitzteil (48) einen sich nach unten
erstreckenden Flansch (106) hat, der in einer Aussparung (108)
in dem Körper (14) eingepaßt ist, so daß das Ringsitzteil (48)
bezüglich des Körpers (14) um die Längsachse (76) des Körpers
(14) drehfest ist.
10. Hahnmischventil (10) nach einem der Ansprüche 6 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß ein flaches Lagerteil (50) derart
angeordnet ist, daß dessen untere Fläche an einer oberen
Fläche des Kragenlagers (46) gleitend anliegt, und daß eine obere
Fläche des flachen Lagerteils (50) an dem unteren Umfang eines
Dichtteils (52) um das Kugelventil (16) herum anliegt, wobei
das flache Lagerteil (50) ausgebildet ist, um im Verhältnis
ortsfest zu sein, wenn das Kragenlager (46) und das
Kugelventil (16) um die Längsachse (76) des Körpers (14) herum gedreht
werden.
11. Hahnmischventil (10) nach einem der Ansprüche 6 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (90-98) des
Kugelventils (16) bezüglich der Durchlässe (22-28) in dem Körper
(14) an dem Kugelventil (16) derart geformt und angeordnet
sind, daß, wenn das Kugelventil (16) sich in einer Position
befindet, um eine Mischung von heißem und kaltem Wasser durch
das Mischventil (10) bereitzustellen, das Kugelventil (16)
eine Temperaturverschiebung in Richtung einer vorbestimmten
Komforttemperatur bereitstellt, wenn das Kugelventil (16) von
einer gedrosselten Stellung in der Nähe einer Geschlossen-
Stellung in Richtung einer voll geöffneten Stellung verstellt
wird.
12. Hahnmischventil (10) nach einem der Ansprüche 6 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß das Kugelventil (16) mindestens
eine Öffnung (90, 92) zur Gestattung des Eintritts von kaltem
Wasser von einem der Durchlässe (22-28) und mindestens eine
Öffnung (94, 96) zur Gestattung des Eintritts von heißem
Wasser von einem anderen der Durchlässe (22-28) hat, wobei eine
(90, 96) der durch das Kugelventil (16) geführten Öffnungen
(90-98) einen konkaven Kantenabschnitt (162, 221) hat, um
den Strom durch die Öffnung (90, 96) zu regulieren.
13. Hahnmischventil (10) nach einem der Ansprüche 6 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß das Kugelventil (16) mindestens
zwei Öffnungen (90, 92) zur Gestattung des Eintritts von
kaltem Wasser von einem der Durchlässe (22-28) und mindestens
zwei Öffnungen (94, 96) zur Gestattung des Eintritts von
heißem Wasser von einem anderen der Durchlässe (22-28) hat,
wobei eine (90) der Öffnungen (90, 92) zur Gestattung des
Eintritts von kaltem Wasser einen konkaven Kantenabschnitt (162)
hat, um den Strom dort hindurch zu regulieren, während eine
(96) der Öffnungen (94, 96) zur Gestattung des Eintritts von
heißem Wasser einen konkaven Kantenabschnitt (221) hat, um den
Strom dort hindurch zu regulieren.
14. Hahnmischventil (10) nach Anspruch 13, dadurch
gekennzeichnet, daß die Öffnungen (90, 96) mit dem jeweiligen
konkaven Kantenabschnitt (162, 221) am Umfang eine Form haben, die
durch mindestens fünf radiale Bögen (156-162, 216-221) mit
einem entsprechenden radialen Zentrum (163-174, 223-228)
definiert ist, wobei mindestens vier der radialen Zentren (163
- 174, 223-228) am Umfang (155, 215) der jeweiligen Öffnung
(90, 96) angeordnet sind, und ein radiales Zentrum (174, 228)
außerhalb des Umfangs (155, 215) der Öffnung (90, 96) auf der
Seite des konkaven Kantenabschnitts (162, 221) angeordnet ist.
15. Hahnmischventil (10) nach Anspruch 14, dadurch
gekennzeichnet, daß die verbleibenden Öffnungen (92, 94) konvexe
Umfänge (125, 185) haben, die durch mindestens fünf radiale
Bögen (126-134, 186-192) mit einem entsprechenden radialen
Zentrum (135-149, 194-199) definiert sind, wobei
mindestens zwei der radialen Bögen (126-134, 186-192) jeder
Öffnung (92, 94) an einem Punkt zusammengeführt sind, der eine
gemeinsame Tangente teilt.
16. Hahnmischventil (10) nach Anspruch 15, dadurch
gekennzeichnet, daß jeder der radialen Bögen (126-134, 186-192)
mit einem der anderen radialen Bögen an einem Punkt
zusammengeführt ist, der eine gemeinsame Tangente und eine gerade
Linie an einem Punkt teilt, an dem eine Tangente mit der geraden
Linie zusammenfällt.
17. Hahnmischventil (10) nach einem der Ansprüche 11 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Öffnungen (90-96) umfassen
eine vollständige Kaltwasser-Öffnung (90), die
ausgebildet und angeordnet ist, um nur Kaltwasser-Eintritt zu
gestatten, wenn der Heißwasser-Durchlaß (24) geschlossen ist,
eine gemischte Kaltwasser-Öffnung (92), die
angeordnet und ausgebildet ist, um Kaltwasser-Eintritt gleichzeitig
mit Heißwasser-Eintritt von dem Heißwasser-Durchlaß (24) zu
gestatten,
eine vollständige Heißwasser-Öffnung (94), die
ausgebildet und angeordnet ist, um nur Heißwasser-Eintritt zu
ge
statten, wenn der Kaltwasser-Durchlaß (22) geschlossen ist,
und
eine gemischte Heißwasser-Öffnung (96), die
angeordnet und ausgebildet ist, um Heißwasser-Eintritt gleichzeitig
mit Kaltwasser-Eintritt von dem Kaltwasser-Durchlaß (22) zu
gestatten,
wobei die vollständige Kaltwasser-Öffnung (90) die
jeweilige konkave Kante (162) aufweist, und die gemischte
Heißwasser-Öffnung (96) die jeweilige konkave Kante (221) hat.
18. Hahnmischventil (10) nach Anspruch 17, dadurch
gekennzeichnet, daß die vollständige Kaltwasser-Öffnung (90) die
jeweilige konkave Kante (162) hat, die einer nahen Kante (250)
des Kaltwasser-Durchlasses (22) gegenüberliegt, wenn das
Kugelventil (16) in einer Geschlossen-Vollständig-Kalt-Stellung
angeordnet ist, während die gemischte Heißwasser-Öffnung (96)
die jeweilige konkave Kante (221) aufweist, die einer nahen
Kante (252) des Heißwasser-Durchlasses (24) gegenüberliegt,
wenn das Kugelventil (16) sich in einer Vollständig-Offen-
Vollständig-Kalt-Stellung befindet.
19. Hahnmischventil (10) nach Anspruch 17 oder 18, dadurch
gekennzeichnet, daß die gemischte Kaltwasser-Öffnung (92)
einen geraden Kantenabschnitt hat, der einer Kante des
Kaltwasser-Durchlasses (22) gegenüberliegt, wenn das Kugelventil
(16) in einer Geschlossen-Misch-Stellung angeordnet ist,
während die gemischte Heißwasser-Öffnung (96) einen geraden
Kantenabschnitt hat, der einer Kante des Heißwasser-Durchlasses
(24) gegenüberliegt, wenn sich das Kugelventil (16) in der
Geschlossen-Misch-Stellung befindet.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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