DE69623658T2

DE69623658T2 - Durchflussmengesteuerungsöffnungen für eine thermostatische mischbatterie

Info

Publication number: DE69623658T2
Application number: DE69623658T
Authority: DE
Inventors: Alfons Knapp
Original assignee: Masco Corp; Masco Corp of Indiana
Current assignee: Masco Corp; Masco Corp of Indiana
Priority date: 1995-06-27
Filing date: 1996-06-24
Publication date: 2003-04-24
Anticipated expiration: 2016-06-25
Also published as: MX9709195A; DK0880734T3; IL122709A0; EP0880734A4; CN1106602C; CA2216146C; DE69623658D1; AU6391696A; TR199701697T1; ES2182999T3; HUP9801235A2; IL122709A; WO1997001807A1; MY132278A; JP3034051B2; PL322885A1; PL180983B1; AR002604A1; EP0880734A1; CN1189225A

Description

TECHNISCHES GEBIET

Das Gebiet der vorliegenden Erfindung befaßt sich mit einem thermostatisch gesteuerten Mischventil und im spezielleren mit einem thermostatisch gesteuerten Mischventil mit einem in dieses integrierten Volumensteuerungsfeature.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Mischventile sind auf dem Gebiet der Installation allgemein bekannt und üblich. Diese Ventile schaffen einen Durchfluß von gemischtem Wasser von getrennten Heißwasser- und Kaltwasser-Versorgungen. Zweitens sind Thermostatsteuerungen für Handmischventile allgemein bekannt. Ein Grund für eine Thermostatsteuerung besteht darin, ein konstantes Nachstellen des Ventils zu eliminieren, wenn die Temperatur der Heißwasserzufuhr schwankt.
Die Temperatur der Heißwasserzufuhr kann beträchtlich variieren. Ferner kann auch der Druck innerhalb der Kaltwasserleitung variieren, so daß sich die Anteile des Heißwasserdurchflusses und des Kaltwasserdurchflusses ändern, wobei in Folge davon auch die Temperatur des gemischten Wassers schwankt.
Bekannte Thermostatventile bieten Unterbringungsprobleme und sind oft bedeutend sperriger als Standardmischventile, die keine Thermostatregulierung beinhalten. Diese Sperrigkeit ist bedingt durch die Durchflußbahn, die schon immer für Thermostat-Wasserhähne verwendet worden ist, d. h. die Zufuhreinlässe nähern sich dem zentral angeordneten Thermostatventil von einer radial äußeren Position her.
Wenn Thermostatventile in Mischventile integriert werden, können die Volumen- oder Durchflußsteuerventile entweder abstromseitig oder aufstromseitig von dem Thermostat-Ventilelement angebracht werden. Wenn die Strömung stromabwärts von dem Thermostatelement in dem gemischten Wasserdurchfluß reguliert wird, ist die Montage von Rückschlagventilen erforderlich, um die Möglichkeit einer Verbindung zwischen der Heißwasserzufuhr und der Kaltwasserzufuhr zu verhindern.
Wenn die Volumensteuerung der Heißwasser- und der Kaltwasserzufuhr stromaufwärts von dem Thermostatventil stattfindet, bevor das Wasser gemischt wird, sind die Rückschlagventile nicht notwendig. Aus diesem Grund der Wirtschaftlichkeit haben die meisten Thermostat-Mischventile die Volumensteuerung stromaufwärts von dem Thermostatelement.
Wenn der Durchfluß in bezug auf die Heißwasserzufuhr und die Kaltwasserzufuhr reguliert wird, ist die Thermostatvorrichtung jedoch aufgrund der Schwankungen der Durchflußraten nicht in der Lage, die konstante Temperatur aufrechtzuerhalten. Es ist allgemein bekannt, daß dann, wenn der Heißwasserzufuhrdruck und der Kaltwasserzufuhrdruck in etwa gleich sind oder der Heißwasserdruck nur geringfügig niedriger ist als der Kaltwasserdruck, die Differenz in der Durchflußrate oder die Schwankung zwischen der Heißwasserzufuhr und der Kaltwasserzufuhr zunimmt, wenn der Gesamtdurchfluß vermindert wird, wobei der Temperaturanstieg manchmal beträchtlich werden kann.
Wenn andererseits der Heißwasserzufuhrdruck wesentlich geringer ist als der Kaltwasserzufuhrdruck, wie dies aufgrund von gesteigerter Korrosion der Heißwasser-Rohrleitungen häufig der Fall ist, wird die Differenz in der Durchflußrate oder die Schwankung in der Durchflußrate zwischen der Heißwasserzufuhr und der Kaltwasserzufuhr geringer, wenn die Gesamtdurchflußrate vermindert wird.
Konturierte Öffnungen in einem Paar von Scheibenplattenventilen sind zum Konturieren des Wasserdurchflußprofils zwischen der Heißwasserzufuhr und der Kaltwasserzufuhr bekannt. Diese Plattenventile sind jedoch derart ausgebildet, daß sie sich sowohl drehbar als auch translationsmäßig relativ zueinander bewegen, um sowohl die Gesamtdurchflußrate als auch die Temperaturmischung des heißen und des kalten Wassers zu steuern.
Es besteht daher ein Bedarf für ein kompaktes Thermostatventil, das sich einfach zusammenbauen läßt und die Temperatur des Mischwasserausgangs steuert. Es besteht ferner ein Bedarf für eine Thermostatsteuerung, die in ein Ventil mit Durchflußsteuerung eingebaut ist und die bei allen Durchflußraten für eine korrekte Thermostatsteuerung sorgt.
Die EP-A-0 616 156 offenbart eine Steuerpatrone für ein Einhebel-Mischventil mit einem Gehäuse, das Anschlüsse für die Zufuhr von Kaltwasser und Heißwasser aufweist, wobei zwei Steuerscheiben übereinander sowie koaxial zueinander angeordnet sind, von denen die erste an dem Gehäuse festgelegt ist und von denen die zweite mittels eines Betätigungselements gedreht werden kann, wobei die erste Steuerscheibe nur zwei Öffnungen aufweist, von denen die erste mit dem Kaltwasseranschluß verbunden ist und die zweite mit dem Heißwasseranschluß verbunden ist, wobei die zweite Steuerscheibe mindestens eine Öffnung aufweist, die mit einem Auslaß verbunden ist, wobei die Einlaßöffnungen der ersten Steuerscheibe sowie die Öffnung der zweiten Steuerscheibe zumindest in etwa auf einer gemeinsamen kreisförmigen Linie derart verteilt angeordnet sind, daß bei Rotation der zweiten Steuerscheibe in Öffnungsrichtung nacheinander die Kaltwasserzufuhr bis in etwa zum Maximum freigegeben wird, danach auch die Heißwasserzufuhr freigegeben wird und anschließend die Kaltwasserzufuhr begrenzt wird.

KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung gibt ein Thermostat-Mischventil an, wie es in den beigefügten Ansprüchen angegeben ist.
Vorzugsweise beinhaltet das Thermostat-Mischventil einen inneren Körperbereich, der einen oberen ringförmigen Flansch aufweist, der den zweiten Sitz über einem ringförmigen, stromabwärtigen Ende der zweiten Einlaßpassage bildet. Der innere Körperbereich weist einen ringförmigen unteren Flansch auf, der den ersten Sitz unter einem ringförmigen stromabseitigen Ende der ersten Einlaßpassage bildet.
Der innere Körperbereich besitzt einen ringförmigen mittleren Flansch, der eine Dichtung mit der ringförmigen Ventiloberfläche bildet, um das ringförmige, stromabseitige Ende der jeweiligen Einlaßpassagen innerhalb der radialen Grenzen der ringförmigen Ventiloberfläche voneinander abzudichten.
Bei einem Ausführungsbeispiel weist der innere Körperbereich einen zentralen Auslaßkanal auf, der sich in Fluidverbindung mit der Mischkammer durch diesen hindurch erstreckt. Das Thermostatelement erstreckt sich axial nach unten in den Auslaßkanal des inneren Körperbereichs und ist mit der ringförmigen Ventiloberfläche durch ein Kragenelement verbunden, wobei das Kragenelement dieses durchsetzende Öffnungen aufweist, um einen Fluiddurchfluß von dem ersten Einlaßkanal durch die Mischkammer hindurch sowie in den Auslaßkanal zu schaffen, der mit dem Auslaß betriebsmäßig verbunden ist.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung weist ein Thermostat-Mischventil einen Kaltwassereinlaßanschluß und einen Heißwassereinlaßanschluß in Verbindung mit einer Basis auf, die zwei Zuführanschlüsse hat. Ein Griffkörper ist an der Basis drehbar angebracht und mit einer ersten Ventiloberfläche mit zwei sie durchsetzenden Einlaßkanälen betriebsmäßig verbunden, die den zwei Zuführanschlüssen benachbart betriebsmäßig positioniert sind, um die Gesamtdurchflußrate in das Gehäuse zu steuern.
Ein Thermostatelement ist mit einer zweiten Ventiloberfläche betriebsmäßig verbunden, um die zweite Ventiloberfläche zwischen einem ersten Sitz und einem zweiten Sitz zu bewegen, um den relativen Durchfluß aus dem ersten und dem zweiten Einlaßkanal in Abhängigkeit von der Temperatur des Fluids in der Mischkammer zu steuern.
Die Anschlüsse und die erste Ventiloberfläche sind in zwei konzentrisch angebrachte Platten integriert, die relativ zueinander gedreht werden können und mit sie durchsetzenden Öffnungen für den gesteuerten Durchtritt des Fluids durch die beiden Platten versehen sind.
Mindestens eine der Öffnungen ist so geformt, daß sie das Verhältnis des Fluiddurchflusses durch den ersten und den zweiten Einlaßkanal derart modifiziert, daß die Modifizierung der Tendenz zu einer Änderung des Verhältnisses der Durchflußraten durch den ersten und den zweiten Einlaßkanal nur als Folge von der Änderung der Durchflußraten durch den ersten und den zweiten Einlaßkanal entgegenwirkt.
Bei einem Ausführungsbeispiel wird während der Bewegung der bewegbaren Platte aus der vollen Durchflußposition in eine geschlossene Position der jeweilige Kaltwasserkanal weniger gedrosselt bzw. verkleinert als der Heißwasserkanal. Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel wird während der Bewegung der bewegbaren Platte aus der vollen Durchflußposition in eine geschlossene Position der jeweilige Heißwasserkanal weniger gedrosselt bzw. verkleinert als der Kaltwasserkanal.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel nimmt der Fluiddurchflußwiderstand in dem jeweiligen Heißwasserkanal mit dem reziproken Verlagerungswinkel der Platten aus der maximalen Durchflußposition in Richtung zu der Schließposition zu, während der Widerstand in dem jeweiligen Kaltwasserkanal im wesentlichen konstant bleibt.
Alternativ hierzu nimmt der Fluiddurchflußwiderstand in dem jeweiligen Kaltwasserkanal mit dem reziproken Verlagerungswinkel der Platten von der maximalen Durchflußposition in Richtung zu der Schließposition zu, während der Widerstand in dem jeweiligen Heißwasserkanal im wesentlichen konstant bleibt.
Auf diese Weise wird eine kompakte Thermostat-Patrone verfügbar. Die Patrone kann in einem Mischventilströmungsregler mit das Volumen oder die Durchflußrate steuernden Scheibenplatten untergebracht werden, die konturierte Öffnungen aufweisen, um vorgegebene Durchflußverhältnisse zwischen der Heißwasserzufuhr und der Kaltwasserzufuhr unabhängig von der Gesamtdurchflußrate durch die Scheibenplatten sicherzustellen.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Im Folgenden wird auf die Begleitzeichnungen Bezug genommen; darin zeigen:
Fig. 1 eine im Schnitt dargestellte Seitenansicht eines Thermostat- Mischventils gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 eine Draufsicht auf eine feststehende Platte für die in Fig. 1 gezeigte Durchflußratenregulierung;
Fig. 3 eine Draufsicht auf die in Fig. 1 gezeigte bewegbare Platte;
Fig. 4 eine Draufsicht auf die beiden Platten, die in einer betriebsmäßigen und vollständig geöffneten Position dargestellt sind;
Fig. 5 eine der Fig. 4 ähnliche Ansicht, wobei die Platten in der teilweise geschlossenen Position gezeigt sind;
Fig. 6 eine Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der feststehenden Platte;
Fig. 7 eine Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels der feststehenden Platte;
Fig. 8 eine Schnittansicht entlang der Linie 8-8 der Fig. 7, in der die bewegbare Platte in der vollständig geöffneten Position dargestellt ist; und
Fig. 9 eine der Fig. 8 ähnliche Ansicht zur Erläuterung eines modifizierten Profils des Anschlusses durch die in Fig. 8 gezeigte feststehende Platte, wobei die bewegbare Platte in eine teilweise geschlossene Position bewegt ist.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS

Wie unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 zu sehen ist, beinhaltet ein Thermostat-Mischventil 10 einen Griffkörper 12, der in einer Rohrvorrichtung 14 oder einer anderen geeigneten Rohrvorrichtung drehbar angebracht ist. Die Rohrvorrichtung 14 beinhaltet eine Kaltwasserzufuhr 16 und eine Heißwasserzufuhr 18. Der Griffkörper 12 ist an einer Wasserhahnbasis 17 drehbar angebracht, die in der Vorrichtung 14 befestigt ist.
Das Mischventil beinhaltet ein Durchflußraten-Steuerventil 20, das zwei Keramikscheibenplatten 22 und 24 aufweist. Eine feststehende Keramikscheibenplatte 22 ist in der Basis 17 angebracht. Eine drehbare Keramikscheibenplatte 24 ist an einem Boden einer Patronenanordnung 25 angebracht.
Die Patronenanordnung 25 beinhaltet ein thermostatisch gesteuertes zweites Ventil 26, das auf der Abstromseite von dem Durchflußsteuerventil 20 in dem Griffkörper 12 angebracht ist, um die Temperatur des gemischten Wassers zu steuern, das zu einem Auslaßkanal 28 fließt. Das Thermostatventil ist in den PCT- Veröffentlichungen WO 95/30940 und 95/30939 ausführlich beschrieben und wird durch Bezugnahme zu einem Bestandteil der vorliegenden Beschreibung gemacht.
Die feststehende Keramikscheibenplatte 22 weist jeweils einen Kaltwasser- und einen Heißwassereinlaßanschluß 30 und 32 sowie einen zentral angeordneten Mischwasser-Auslaßanschluß 34 auf. Die Keramikscheibenplatte 24 ist an dem Drehgriffkörper 12 über ein inneres Körperelement 36 der Patronenanordnung 25 derart angebracht, daß sie zusammen mit dem Griffkörper 12 drehbar ist.
Die bewegbare Keramikscheibenplatte 24 weist einen Kaltwassereinlaß 38 und einen Heißwassereinlaß 40 sowie eine zentral angeordnete Auslaßöffnung 42 auf, die sich in konstanter Ausfluchtung mit dem Auslaßanschluß 34 der feststehenden Keramikscheibenplatte 22 befindet.
Durch Drehung des Griffkörpers 12 dreht sich die Keramikscheibenplatte 24 in bezug auf die Scheibenplatte 22, um die Einlässe 38 und 40 selektiv mit den Einlässen 30 und 32 in Ausfluchtung oder Nicht-Ausfluchtung zu bringen, um die Gesamtdurchflußrate von heißem und kaltem Wasser zu steuern. Die Details der Konturen der Zufuhranschlüsse 30 und 32 sowie der Einlässe 40 und 38 durch die beiden Keramikscheibenplatten 22 und 24 werden im Folgenden noch ausführlicher beschrieben.
Das innere Körperelement 36 weist einen mit dem Heißwassereinlaß 40 ausgefluchteten Heißwassereinlaßkanal 44 und einen mit dem Kaltwassereinlaß 38 ausgefluchteten Kaltwassereinlaßkanal 46 auf. Ein zentraler Auslaß 43 für gemischtes Wasser ist mit den Auslässen 42, 34 und 28 ausgefluchtet. Der Kanal 44 weist ein ringförmig geformtes, abstromseitiges Ende 48 in der Nähe eines ringförmigen Ventilsitzes 50 in dem inneren Körperelement 36 sowie des axial unteren Endes 52 des thermostatisch gesteuerten Ventils 26 auf, das ringförmig ausgebildet ist.
Der Kanal 46 weist ein ringförmig geformtes, stromabseitiges Ende 54 in der Nähe eines ringförmigen Ventilsitzes 56 und des axial oberen Endes 58 des ringförmig ausgebildeten Ventils 26 auf. Der Ventilsitz 56 ist an dem inneren Körperelement 36 befestigt.
Der Kanal 46 erstreckt sich axial durch das ringförmige Ventil 26 innerhalb von dessen radialen Grenzen. Das innere Körperelement 36 weist einen zwischengeordneten Dichtungssitz 60 auf, auf dem eine Dichtung 62 sitzt, die den Kanal 44 von dem Kanal 46 innerhalb der axialen Erstreckung des ringförmigen Ventils 26 abdichtet.
Das ringförmige Ventil 26 ist über einen gewindemäßigen Eingriff an einem Kragen 64 angebracht. Eine Feder 66 spannt das Ventil 26 derart vor, daß dieses an dem Sitz 56 angreift und den Kanal 46 absperrt. Der Kragen erstreckt sich oberhalb des inneren Körperelements 33 und ist an dem Körperbereich 68 des Thermostatelement 70 betriebsmäßig angebracht.
Das Thermostatelement weist einen expandierenden Kolbenschenkel 72 auf, der an einem Sicherheitsfeder-Freigabesitz 74 angreift, der in dem Verstellgriff 76 angebracht ist. Der Verstellgriff 76 ist auf den Griffkörper 12 zusammen mit einer geeigneten Dichtung 75 zum mechanischen Anheben und Absenken der Thermostatanordnung 70 in der Patronenanordnung 75 aufgeschraubt. Der Körperbereich 68 kann sich in den zentralen Auslaßkanal 42 des inneren Körpers 36 hinein erstrecken.
Die Patronenanordnung 25 hält ihre strukturelle Integrität aufrecht, da das ringförmige Ventil 26 zwischen dem Innenkörper-Ventilsitz 50 und dem oberen Sitz 56 eingeschlossen ist. Das Thermostatelement 70 ist an dem Kragen angebracht, der wiederum an dem ringförmigen Ventil 26 angebracht ist. Das Federelement 66 ist ebenfalls zwischen dem inneren Körper 36 und dem Ventil 26 eingeschlossen.
Der Wasserdurchfluß von der Kaltwasserzufuhr 16 erfolgt durch das Steuerventil 20 nach oben sowie durch das innere Körperelement hindurch axial nach oben, wobei das kalte Wasser durch den verstellbar dimensionierten Spalt 78 zwischen dem Sitz 50 und dem ringförmigen Ventil 26 radial nach außen sowie radial in die Mischkammer 80 hinein strömt.
Die Durchflußbahn von dem Heißwassereinlaß 18 verläuft durch das Steuerventil 20 sowie axial nach oben durch das innere Körperelement hindurch, wobei das heiße Wasser durch den verstellbar dimensionierten Spalt 79 zwischen dem Sitz 56 und dem ringförmigen Ventil 26 radial nach außen in die Mischkammer 80 strömt.
Das Wasser wird anschließend gemischt und strömt radial nach innen zurück zu dem zentralen Auslaßkanal 42 sowie aus der Patrone 25 in dem Mischventil 10 hinaus. Durch die Thermostatverstellung wird das Ventil 26 automatisch axial verschoben, um die Größe der beiden Spalten 78 und 79 zu verstellen. Die spezielle Innenkonstruktion des Thermostatelements 70 ist in der Technik allgemein bekannt und im Handel erhältlich.
Das Volumensteuerventil 20 verhindert in seiner geschlossenen Position jegliche Kommunikation zwischen den Wasserzufuhreinrichtungen 16 und 18, so daß der Wasserhahn nicht mit Rückschlagventilen ausgestattet werden muß.
Im Folgenden wird auf die Fig. 3 bis 10 Bezug genommen, um eine ausführlichere Beschreibung der Keramikscheibenplatten 22 und 24 sowie der Formgebung und der Arbeitsweise der Anschlüsse bzw. Öffnungen 30 und 32 in der feststehenden Platte 22 sowie der Einlässe 38 und 40 in der bewegbaren Platte anzugeben.
Zur einfacheren Veranschaulichung sind die beiden Platten mit unterschiedlichen Durchmessern gezeigt, jedoch versteht es sich, daß die Durchmesser der jeweiligen Platten nicht von kritischer Bedeutung für die Erfindung sind, so daß sie auch den gleichen Durchmesser aufweisen können.
Wie bereits beschrieben, verursacht die Reduzierung des Durchflusses in den meisten Fällen einen Anstieg der Temperatur des gemischten Wassers, und genau dieser Anstieg muß korrigiert werden. Fig. 2 zeigt die beiden Öffnungen 30 und 32. Die Öffnung 30 besitzt die normale, bogenförmige Formgebung mit konstanter Breite. Die Heißwasserzufuhröffnung 32 jedoch besitzt eine spezielle Konfiguration, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung offenbart.
Ein Abschnitt 90 besitzt eine konstante und reduzierte Breite und erweitert sich in einen Abschnitt 92 mit größerer Breite. Wie in Fig. 3 zu sehen ist, besitzt die bewegbare Platte 24 zwei Einlässe 38 und 40, deren Konfiguration in der üblichen Weise mit einem Kreisbogen konstanter Breite ausgebildet ist.
Fig. 4 zeigt die beiden Platten in übereinander liegender Weise angeordnet in dem vollen Durchflußzustand, in dem die Öffnungen 30 und 32 vollständig mit den Einlässen 38 und 40 ausgefluchtet sind. Bei Drehung der bewegbaren Platte in die in Fig. 5 gezeigte Position variiert der freie Querschnitt durch die Öffnung 30 und den Einlaß 38 in direkt proportionaler Weise zu dem Verlagerungswinkel, wie man dies bei Volumensteuerventilen üblicherweise vorfindet.
Andererseits wird der Heißwasserdurchtritt durch die Öffnung 32 und den Einlaß 40 in einem größeren Ausmaß gedrosselt bzw. verkleinert, da zu Beginn der Verlagerung der breitere Teil 92 von der bewegbaren Platte 24 bedeckt war, bis in der in Fig. 5 dargestellten Weise nur der schmalere Teil in bezug auf den Einlaß 40 freigelegt bleibt.
Infolgedessen wird das Durchflußvolumen der Heißwasserzufuhr zu Beginn des Regelvorgangs um ein stärkeres Ausmaß reduziert bzw. gedrosselt als bei der Drosselung des Strömungsvolumens der Kaltwasserzufuhr. Dieser Unterschied in der Drosselung wirkt der Tendenz zu einem Anstieg in der Temperatur des gemischten Wassers im Hinblick auf eine Verminderung der Durchflußrate des gemischten Wassers entgegen.
Die Breite sowie das Erstreckungsausmaß der Abschnitte 90 und 92 können ein Profil im Hinblick auf eine bestmögliche Kompensation der Tendenz zu einem Anstieg der Temperatur des gemischten Wassers sowie der Ausbildung der Thermostatvorrichtung zur Ermöglichung einer Korrektur einer jeglichen restlichen Schwankung erhalten.
Wenn man nun die Möglichkeit betrachtet, daß die Öffnung 30 und der Einlaß 38 für den Durchtritt der Heißwasserzufuhrströmung verwendet werden und die Öffnung 32 und der Einlaß 40 für die Kaltwasserzufuhrströmung verwendet werden, so können ein identisches Verhalten und eine identische Kompensation geschaffen werden, wenn die Rotation der beweglichen Scheibenplatte in der umgekehrten Richtung erfolgt.
Wenn die bewegbare Scheibenplatte in dieser umgekehrten Richtung gedreht wird, ändert sich der freie Querschnitt durch die Öffnung 30 und den Einlaß 38, die nun heißes Wasser zuführen, in dieser Situation direkt proportional zu dem Verlagerungswinkel, wie man dies bei Volumensteuerventilen normalerweise vorfindet.
Andererseits wird der Durchtritt durch die Öffnung 32 und den Einlaß 40 (die nun kaltes Wasser zuführen) zu einem geringeren Anteil gedrosselt, da zu Beginn der Verlagerung der schmalere Abschnitt 90 von der beweglichen Platte 24 überdeckt wird, bis nur der breitere Abschnitt 92 in bezug auf den Einlaß 40 freigelegt bleibt.
Infolgedessen wird das Durchflußvolumen der Heißwasserzufuhr zu Beginn des Reguliervorgangs um einen größeren Betrag vermindert oder gedrosselt als bei der Drosselung des Durchflußvolumens der Kaltwasserzufuhr, so daß derselbe Effekt erzielt wird, wie er vorstehend beschrieben wurde.
Ferner ist darauf hinzuweisen, daß die eine Kontur aufweisende Öffnung 32 zwar in der feststehenden Platte 22 dargestellt ist, jedoch kann der gleiche Effekt auch erzielt werden, wenn stattdessen die Öffnung 40 in der bewegbaren Scheibenplatte mit einer Kontur versehen ist.
Es ist auch darauf hinzuweisen, daß der gleiche Effekt auch durch Konturierung entweder der Öffnung 30 oder des Einlasses 38 erzielt werden kann, vorausgesetzt, daß die Kontur in der umgekehrten Weise vorgesehen ist, so daß die Heißwasserzufuhr stärker gedrosselt wird als die Kaltwasserzufuhr, d. h. das kalte Wasser weniger als die Heißwasserzufuhr gedrosselt wird, wenn die Ventile aus der vollen Durchflußposition in Richtung auf die geschlossene Position bewegt werden.
Die vorstehende Erläuterung hat sich zwar auf eine einzige Öffnung beschränkt, jedoch ist erkennbar, daß auch beide Öffnungen in derselben Platte mit einer Kontur versehen werden können oder eine konturierte Öffnung zu der einen Platte gehören kann, während die andere konturierte Öffnung zu der anderen Platte gehören kann. Ferner können die Öffnungen der beiden Platten in zusammenarbeitender Weise konturiert werden, um die gewünschten Resultate der Änderung des Verhältnisses der Durchflüsse zu erzielen.
Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Platte 122, die der in Fig. 2 gezeigten ähnlich ist. Dabei weist jedoch die Öffnung 132 eine allmählich variierende Breite auf. In diesem Fall ist der resultierende Effekt der gleiche wie in dem vorausgehenden Fall, wobei jedoch die Abschrägung entlang des betreffenden Verlagerungsbogens der beiden Platten regelmäßiger ausgeführt ist.
Die vorstehend erläuterten Beispiele offenbaren Platten für eine nicht proportionale Veränderung des Durchflusses für das Heißwasser und das Kaltwasser durch Variieren der Breite von mindestens einer Öffnung, um dadurch die freie querschnittsmäßige Überlappung zu variieren, die zwischen der Wasserzufuhr und dem inneren Kanal durch das Ventil möglich ist. Eine weitere Weise zur Erzielung dieser nicht proportionalen Änderung besteht darin, den Widerstand in dem einen Kanal relativ zu dem anderen Kanal zu verändern.
Wie unter Bezugnahme auf die Fig. 7 und 8 zu sehen ist, ist die Breite einer Öffnung 232 auf einer Fläche 233 in der Platte 222 gleichmäßig, wie dies in Fig. 7 gezeigt ist. Wie jedoch in Fig. 8 gezeigt ist, ist die Öffnung 232 derart stufig ausgebildet, daß an der gegenüberliegenden Oberfläche 236 ein verminderter oder gedrosselter offener Bereich 235 vorhanden ist, der in eine Region 237 an der Oberfläche 233 ausmündet.
Der Durchflußwiderstand nimmt allmählich zu, während sich der freie Querschnitt der Passage von dem Bereich direkt über dem gedrosselten Abschnitt 237 in Richtung nur auf das distale Ende 239 der Region 237 verlagert. Das Resultat ist im wesentlichen identisch mit dem, das durch die Variation der Breite der Öffnung in ihren verschiedenen Bereichen erzielt wird.
Die Öffnung kann in der in Fig. 9 gezeigten Weise weiter modifiziert werden, wobei die Öffnung 332 einen gedrosselten Bereich 335 aufweist, der sich in einen Bereich 337 nach oben öffnet. Der Boden 34I des Bereichs 337 ist von dem Bereich 335 zu dem distalen Ende 339 abgeschrägt, um eine Änderungsrate zu erzielen, die in speziellen Umständen wünschenswerter sein kann.
Die in den Fig. 6 bis 9 dargestellten Konfigurationen können den Variationen des Querschnitts der Öffnungen zugeordnet werden, anstatt als Ersatz für die Änderung der Breite verwendet zu werden. Mit anderen Worten, es können die verschiedenen Merkmale miteinander kombiniert werden, um die Änderung in den relativen Durchflußraten zu erzeugen.
Auf diese Weise ist ein Thermostatventil für eine Mischbatterie in der Lage, die Temperatur des Austrittswassers im Hinblick auf verschiedenartigere Situationen von Installationsbedingungen und Wasserversorgungen zu korrigieren. Die Erfindung steigert die Einsatzfähigkeit thermostatischer Steuerventile für Situationen, in denen die bloße Wirkung derselben ohne das erfindungsgemäße Konzept nicht ausreichend ist, um das Austrittswasser auf der vorgewählten oder gewünschten Temperatur zu halten.

Claims

1. Thermostat-Mischventil, das einen Kaltwassereinlaßanschluß und einen Heißwassereinlaßanschluß hat und folgendes aufweist:

- eine Basis (17), die zwei Zuführanschlüsse (16, 18) hat;

- einen Drehgriffkörper (12), der an der Basis (17) angebracht und mit einer ersten Ventiloberfläche (24) mit einem sie durchsetzenden Heißwassereinlaßkanal (44) und Kaltwassereinlaßkanal (46) betriebsmäßig verbunden ist, die den zwei Zuführanschlüssen benachbart betriebsmäßig positioniert sind, um den Volumendurchfluß in das Gehäuse zu steuern;

- wobei die Anschlüsse und die erste Ventiloberfläche in zwei konzentrisch angebrachte Platten (22, 24) eingebaut sind, die relativ zueinander drehbar und mit sie durchsetzenden Öffnungen (38, 40, 30, 32) für den gesteuerten Durchtritt des Fluids durch die zwei Platten versehen sind;

gekennzeichnet durch

- ein Thermostatelement, das mit einer bewegbaren zweiten Ventiloberfläche (26) betriebsmäßig verbunden ist, die zwischen einem ersten und einem zweiten Ventilsitz bewegbar ist, um den relativen Durchfluß aus dem Kaltwassereinlaßkanal und dem Heißwassereinlaßkanal in Abhängigkeit von der Temperatur des Fluids in einer Mischkammer (80) zu steuern;

- und wobei mindestens eine der Öffnungen so geformt ist, daß sie das Verhältnis des Fluiddurchflusses durch den Heißwassereinlaßkanal und den Kaltwassereinlaßkanal derart modifiziert, daß es der Tendenz zu einer Änderung des Verhältnisses der Durchflußraten durch den Heißwasser- und Kaltwassereinlaßkanal (44, 46) nur als Folge von der Änderung der Gesamtdurchflußrate durch den ersten und den zweiten Einlaßkanal entgegenwirkt.

2. Thermostat-Mischventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während der Bewegung der bewegbaren Platte (24) aus der vollen Durchflußposition in eine geschlossene Position die jeweiligen Öffnungen (30, 38) für den Kaltwasserdurchtritt rascher gedrosselt bzw. verkleinert werden als die Öffnungen (32, 40) für den Heißwasserdurchtritt.

3. Thermostat-Mischventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während der Bewegung der bewegbaren Platte (24) aus der vollen Durchflußposition in eine geschlossene Position die jeweiligen Öffnungen (32, 40) für den Heißwasserdurchtritt rascher gedrosselt bzw. verkleinert werden als die Öffnungen (30, 38) für Kaltwasserdurchtritt.

4. Thermostat-Mischventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluiddurchflußwiderstand der jeweiligen Öffnungen (32, 40) für den Heißwasserkanal mit dem reziproken Verlagerungswinkel der Platten aus der maximalen Durchflußposition in Richtung zu der Schließposition zunimmt, während der Widerstand in dem Kaltwasserkanal im wesentlichen konstant bleibt.

5. Thermostat-Mischventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluiddurchflußwiderstand in dem jeweiligen Kaltwasserkanal mit dem reziproken Verlagerungswinkel der Platten von der maximalen Durchflußposition in Richtung zu der Schließposition zunimmt, während der Widerstand in dem jeweiligen Heißwasserkanal im wesentlichen konstant bleibt.

6. Thermostat-Mischventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch

- eine zweite ringförmige Ventiloberfläche, die innerhalb des Griffs zwischen einem ersten ringförmigen Ventilsitz (50) in der Nähe eines ersten axialen Endes (52) der ringförmigen Ventiloberfläche und einem zweiten ringförmigen Ventilsitz (56) in der Nähe eines gegenüberliegenden zweiten axialen Endes (58) der ringförmigen Ventiloberfläche axial bewegbar ist, um den relativen Fluidanteil aus dem ersten und dem zweiten Einlaß zu steuern;

- wobei der erste Einlaßkanal (44) durch die erste Ventilsitzoberfläche (50) hindurch innerhalb der radialen Erstreckung der ringförmigen Ventiloberfläche nach oben verläuft und ein Ende (48) an der Abstromseite hat, das mit dem ersten Ventilsitz (50) und dem ersten axialen Ende (52) der ringförmigen Ventiloberfläche um einen vollen Umfang der ringförmigen Ventiloberfläche und des Ventilsitzes herum in Fluidverbindung ist, um eine erste ringförmige Durchflußbahn zwischen dem ersten Ventilsitz (50) und der ringförmigen Ventiloberfläche von einem Ort radial innerhalb der ringförmigen Ventiloberfläche zu einem Ort radial außerhalb der ringförmigen Ventiloberfläche zu einer Mischkammer (80) zu bilden;

- wobei der zweite Einlaßkanal (46) durch die erste Ventilsitzoberfläche (50) und durch das Innere der ringförmigen Ventiloberfläche hindurch innerhalb der radialen Erstreckung der ringförmigen Ventiloberfläche nach oben verläuft und ein Ende (54) an der Abstromseite hat, das mit dem zweiten Ventilsitz (56) und um einen vollen Umfang der ringförmigen Ventiloberfläche des zweiten Ventilsitzes herum in Fluidverbindung ist, um eine zweite ringförmige Durchflußbahn zwischen dem zweiten Ventilsitz und der ringförmigen Ventiloberfläche von einem Ort radial innerhalb der ringförmigen Ventiloberfläche zu einem Ort radial außerhalb der ringförmigen Ventiloberfläche zu der Mischkammer (80) zu bilden; und

- wobei der erste Einlaßkanal (44) im Inneren der ringförmigen Ventiloberfläche in bezug auf den zweiten Einlaßkanal (46) von den Zuführöffnungen (16, 18) zu der Mischkammer (80) abgedichtet ist.