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Mischbatterie mit automatischer Regelung des ausfließenden Wassers
Die Erfindung betrifft eine Mischbatterie mit automatischer Regelung der Temperatur
des ausfließenden Wassers, mit koaxial zueinander angeordneter Heißwasser-, Mischwasser-
und Kaltwasserkammer, wobei die Heißwasserkammer und die Kaltwasserkammer über je
ein Ventil mit der Mischwasserkammer verbunden sind, in der Mischwasserkammer ein
Temperaturfühler vorgesehen ist, der die Ventile über ein in der Achsrichtung bewegliches,
die Ventilorgane und den Temperaturfühler umfassendes System steuert und wobei die
Ventilorgane und das den Fühler umfassende System axial mit einer von Hand betätigbaren
Verstelleinrichtung für die Veränderung des Abstandes zur Regulierung der ausfließenden
Gesamtwassermenge verbunden ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Mischwassertemperatur
möglichst genau der eingestellten Temperatur entsprechend zu halten, und zwar unabhängig
von den Schwankungen der Heißwassertemperatur. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß
dadurch gelöst, daß die Ventile und das System in einem die Mischwasserkammer völlig
umgebenden Innengehäuse angeordnet sind und mit diesem eine Einheit bilden, welche
Einheit von einem Außengehäuse unter Bildung eines Kaltwasser führenden Ringraumes
umgeben ist, der sich über die gesamte Länge der Mischkammer erstreckt und an dem
dem Heißwasserventil zugewandten Ende der Mischwasserkammer in diese einmündet.
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Durch die Erfindung wird vor allem erreicht, daß das den Temperaturfühler
umgebende Gemisch keiner Beeinflussung durch das heiße Wasser ausgesetzt ist, sondern
ausschließlich von kaltem Wasser umgeben ist, dessen Temperatur als praktisch konstant
angesehen werden kann und das bewegliche System ohne Schwierigkeit ein- und ausgebaut
werden kann, ohne daß es vom Installateur nachjustiert werden muß. Es wird also
der Einbau eines bereits genauestens justierten Systems auf einfache Weise ermöglicht,
ohne daß nach dem Einbau ein Nachjustieren erforderlich ist.
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Im einzelnen wird die Wirkungsweise nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels
näher beschrieben. In den Zeichnungen stellt dar F i g. 1 eine Mischbatterie im
Längsschnitt, F i g. 2 einen Schnitt durch ein Detail der Mischbatterie der F i
g. 1 in größerem Maßstab.
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Das Außengehäuse 1 der Mischbatterie gemäß der F i g.1 enthält einen
Kaltwasserzuflußstutzen 3, einen Heißwasserzuflußstutzen 4 und einen Mischwasserabflußstutzen
5. Der Kaltwasserzuflußstutzen ist mit einer Kaltwasserkammer 6 verbunden und der
Heißwasserzuflußstutzen 4 mit einer Heißwasserkammer 7. Zwischen beiden liegt die
mit 8 bezeichnete Mischwasserkammer, die innerhalb eines Innengehäuses 2 angeordnet
und mit dem Mischwasserabflußstutzen 5 verbunden ist. Die Heißwasserkammer 7 ist
mit der Mischwasserkammer 8 über ein Ventil 9 verbunden. Das Ventil 9 enthält einen
Ventilsitz 9 a sowie ein bewegliches Ventilorgan 9d, das, wie gezeigt, auf
einem Übertragungsorgan 10 befestigt ist und mit diesem in axialer Richtung
bewegt werden kann. An der dem Ventilsitz 9 a zugewandten Fläche des beweglichen
Ventilorganes 9 d ist ein O-Ring 9 e eingespannt, der in der Schließstellung des
Ventils 9 auf dem Ventilsitz 9a aufliegt und die Verbindung zwischen der Heißwasserkammer
7 und der Mischwasserkammer 8 unterbricht. Eine im wesentlichen gleiche Ventilkonstruktion
11 ist in der Kaltwasserkammer 6
vorgesehen, wobei ein bewegliches
Ventilorgan 11 d mit einem Ventilsitz 11 a zusammenwirkt.
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Die Kaltwasserkamrner 6 schließt sich an eine mit 12 bezeichnete
Zwischenkammer an, in die das Kaltwasser zunächst gelangt, wenn das allgemein mit
11
bezeichnete Ventil bei der Kaltwasserkammer 6 geöffnet ist. Die Zwischenkammer
steht über einige Öffnungen 13 in dem Innengehäuse 2 mit dem Ringraum zwischen diesem
Innengehäuse 2 und mit dem Außengehäuse in Verbindung. Dieser ringförmige Kanal
bzw. Zwischenraum ist mit 14 bezeichnet und leitet das Kaltwasser zu der im Innern
des Innengehäuses 2 befindlichen Mischwasserkammer. In der
Darstellung
unmittelbar über dem Ventilsitz 9a sind zu diesem Zweck eine Reihe von Öffnungen
15 vorgesehen, durch die das in dem Kanal 14 befindliche Kaltwasser in die Mischkammer
8 gelangt. Damit das in dem Ringraum 14 befindliche kalte Wasser nicht direkt zu
dem Mischwasserabfluß 5 gelangen kann, ist die Öffnung des Mischwasserstutzen 5
von einem O-Ring 16 umgeben, der an dem Innengehäuse 2 anliegt, und weiterhin eine
Öffnung 17 in diesem Innengehäuse umgibt. Diese Öffnung 17 stellt somit die
Verbindung zwischen der Mischwasserkammer und dem Mischwasserabflußstutzen 5 dar.
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In der Mischwasserkammer 8, die gegen die Zwischenkammer 12
durch eine mit dem Gehäuse 2 verbundene Wand 25 abgetrennt ist, befindet sich der
allgemein mit 20 bezeichnete Temperaturfühler. Er besteht aus einem Temperaturfühlergehäuse
20a,
welches, wie bei 20 b gezeigt ist, mit dem übertragungsorgan
10 verschraubt ist. Im Innern des Gehäuses 20 a ist ein Faltenbalg
20 c vorgesehen, welcher an dem in der Zeichnung unteren Ende mit dem Übertragungsorgan
10 verbunden ist und an dem oberen Ende mit einem Teller 20 d. Der
Teller 20 d ist mit einer Druckstange 20 e verbunden, die sich durch
eine axiale Bohrung 10a in dem übertragungsorgan 10 erstreckt. Das
in der Darstellung untere Ende der Druckstange 20e liegt auf einen Widerlager
21 auf, dessen axiale Lage verstellt werden kann.
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Durch Veränderung der axialen Lage des Widerlagers 21 oder
vorzugsweise durch Verändern der Vorspannung der dieses Widerlager umgebenden Ausgleichsfeder
21a kann eine Feinregulierung des Temperaturwertes bzw. eine Justierung entsprechend
einer vorgegebenen Skala des weiter unten zu beschreibenden Temperatureinstellorganes
vorgenommen werden.
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Der Zwischenraum zwischen dem Faltenbalg 20 c und dem Temperaturfühlergehäuse
20a ist, wie bei 20f angedeutet, mit einem Steuermedium gefüllt. Bei
Temperaturerhöhung verdampft ein mehr oder weniger großer Anteil der flüssigen Phase
des Steuermediums, was eine Druckerhöhung zur Folge hat. Nachdem der Teller
20d sich über die Druckstange 20e abstützt und somit keine Bewegung
in axialer Richtung durchführen kann, bewegt sich das Fühlergehäuse 20a in der Darstellung
nach oben. Mit dieser Aufwärtsbewegung des Gehäuses ist eine Aufwärtsbewegung der
beweglichen Ventilorgane 9 d und 11d verbunden. Durch die Aufwärtsbewegung
der beweglichen Ventilorgane 9 d und 11 d wird der Heißwasserzufluß gedrosselt und
der Kaltwasserzufluß verstärkt, was eine Temperaturabnahme des Mischwassers zur
Folge hat.
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Zur Regulierung der ausfließenden Gesamtwassermenge kann der Abstand
zwischen den beiden beweglichen Ventilorganen verändert werden. Zu diesem Zweck
schließt sich an das Temperaturfühlergehäuse 20 a ein Körper 23 an,
der mit der Schraube 24 gegen Verdrehung gesichert ist. An den Körper 23
schließt sich eine Zugstange 26 an, die sich durch eine axiale Bohrung 27
in dem beweglichen Ventilorgan 11 d erstreckt. Die Zugstange 26 läuft in
der Darstellung oben in ein Gewinde 26a ein, welches mit einer Mutter
18 in Eingriff steht. Die Mutter 18 ist mit einem Vierkant
28 drehverbunden, wobei jedoch eine Relativbewegung zwischen der Mutter
18 und dem Vierkant 28 in axialer Richtung möglich ist. Mit dem Vierkant
28 ist über eine Stange 29 ein Einstellknopf 30 für die Gesamtwassermenge
verbunden.
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Zur Steuerung der Temperatur des ausfließenden Wassers besitzt die
Mutter 18 eine mit 18a bezeichnete Schulter, auf die ein Ring
31 aufliegt. Der Ring 31 weist an einer Seite einen Vorsprung
31a auf, der in einen achsparallelen Schlitz 32 des Innengehäuseteiles
2 a ragt. Durch die Elemente 31 und 32 wird somit verhindert, daß sich der Ring
31 gemeinsam mit der Mutter 18 dreht.
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Auf dem Ring 31 liegt das eine Ende einer Feder 33 auf. Das
entgegengesetzte Ende der Feder liegt an einen Ring 34 an, der auf einen Gewindekörper
35 geführt ist, der mit einem Einstellknopf 36 fest verbunden ist. Der Ring
34 ist in gleicher Weise gegen Verdrehung gesichert, wie dies an Hand des
Ringes 31 beschrieben worden ist.
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Wenn nun der Einstellknopf 36 in der einen Richtung gedreht wird,
bewegt sich der mit einem Innengewinde versehene Körper 34 nach unten, was
die Vorspannung der Feder 33 erhöht. Eine Folge hiervon ist, daß die Kraft, mit
der die Feder auf den Ring 31 einwirkt, erhöht wird. Die Kraft wirkt über die Stange
26 auf das gesamte bewegliche System ein, welches, wie bereits ausgeführt, die in
ihrem Abstand zueinander veränderlichen beweglichen Ventilorgane 9 d und l1 d umfaßt,
sowie den Körper 23, das Gehäuse 20a des Temperaturfühlers und das Übertragungsorgan
10. Das Widerlager zu der Feder 33 bildet das Dehnungsmedium 20f in dem Temperaturfühlergehäuse
20a. Das beschriebene, in Achsrichtung des Gehäuses bewegliche System nimmt
nun eine Ruhelage ein, die dadurch gegeben ist, daß der Federdruck mit dem Druck
im Gleichgewicht steht, mit welchem das Steuermedium auf die Oberfläche des Tellers
20 d einwirkt. Es ist somit zu ersehen, daß durch den Einstellknopf 36 die
Temperatur des ausfließenden Wassers geregelt bzw. eingestellt werden kann.
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Wenn sich während des Betriebes beispielsweise die Temperatur des
durch den Stutzen 4 zufließenden heißen Wassers verringert, wird der Temperaturfühler
abgekühlt, so daß ein Teil des Steuermediums kondensiert und der Druck in dem Temperaturfühler
abnimmt. Eine Folge hiervon ist, daß sich das gesamte in axialer Richtung bewegliche
System zufolge der Einwirkung der Feder 33 nach unten bewegt, was die Kaltwasserzufuhr
drosselt und die zufließende Heißwassermenge erhöht. Die gleichen Folgen treten
ein, wenn der Druck der Feder 33 durch entsprechende Drehung des Knopfes
36
erhöht wird, wobei die Temperatur des ausfließenden Wassers zunimmt.
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Es sei an dieser Stelle angemerkt, daß die gesamte Mischbatterie zusammengebaut
und abschließend in das Gehäuse 1 eingeschoben werden kann. Es ist ohne weiteres
zu ersehen, daß alle übrigen Bestandteile an dem Innengehäuse angebracht werden
können, während das Außengehäuse 1 nur als Hülse dient. Gegebenenfalls muß das Innengehäuse
gegen Verdrehung gesichert werden. Dies kann beispielsweise durch eine Madenschraube
40 geschehen, wie dies am untern Ende der Darstellung gezeigt ist.
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Die Genauigkeit der Temperatur des ausströmenden Wassers hängt in
entscheidendem Maße davon ab, welchen Widerstand das gesamte in axialer Richtung
bewegliche System einer Steuerkraft entgegensetzt.
Es sei daher
angemerkt, daß bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel das erwähnte bewegliche System
nur mit zwei Dichtungs-O-Ringen, d. h. mit dem O-Ring 9 g und dem entsprechenden
O-Ring 11g bei dem Ventil 9 und 11 mit der einen Wand des Innengehäuses in Verbindung
steht. Diese beiden O-Ringe 9g und 11g bewirken einerseits eine Abdichtung der Kaltwasserkammer
6 und der Heißwasserkammer 7 und andererseits die Lagerung des Systems. Hierbei
ist darauf zu achten, daß die vorgesehenen Führungs- bzw. Halterungsorgane für das
bewegte System keine Kräfte entwickeln, die eine Funktion der jeweiligen Lage des
beweglichen Systems sind. Bei größeren Hüben ist nun der Fall denkbar, daß die O-Ringe9g
und 11g, die sich an der Innenwand des Innengehäuses 2 abwälzen, auf das bewegte
System eine Kraft übertragen, die bestrebt ist, dieses System in die Ausgangslage
zurückzubewegen. Um derartige Einflüsse von Seiten dieser O-Ringe auszuschalten,
kann eine Konstruktion gewählt werden, wie sie in F i g. 2 veranschaulicht ist,
wobei die gleichen Bezugszeichen verwendet sind, wie bei F i g. 1. F i g. 2 zeigt
in größerem Maßstab den in der Darstellung der F i g. 1 linken Teil des Dichtungsringes
9 g. Aus F i g. 2 kann ersehen werden, daß der mit O-Ring 9g in Kontakt stehende
Teil des Innengehäuses 2 abgeschrägt ist, wie dies bei 45 gezeigt ist. In gleicher
Weise ist das bewegliche Ventilorgan 9 d an der mit dem O-Ring 9 g in Kontakt stehenden
Auflagefläche abgeschrägt, wie dies bei 46 gezeigt ist. Die beiden kegelförmigen
Auflageflächen 45 und 46 für den Ring 9 g bilden somit einen ringförmigen Spalt,
der sich in Richtung des abzudichtenden Druckes, d. h. in der Richtung des Pfeiles
47 verjüngt. Bei einer derartigen Anordnung des Dichtungs- bzw. O-Ringes
9 g wird dieser bei einer Axialbewegung des Ventilorganes 9 d bzw. des beweglichen
Systems abgerollt, ohne daß irgendwelche Kräfte in der Bewegungsrichtung entstehen.
Die Bewegungsrichtung ist in F i g. 2 durch den Pfeil 48 veranschaulicht.
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Vor dem Einschieben des Innengehäuses 2 in das Außengehäuse 1 kann
zunächst der obere Abschlußkörper 41 aufgeschraubt werden. Nach dem Einschieben
des Innengehäuses wird mit der Ausgleichsfeder 21 a die Feineinstellung der
Temperatur des ausfließenden Wassers vorgenommen, worauf auch der in der Darstellung
untere Abschlußkörper 43 aufgeschraubt werden kann. Aus der Darstellung ist
ohne weiteres zu ersehen, daß ein Einbau des Innengehäuses auch nach der Montage
des Außengehäuses vorgenommen werden kann; diese Tatsache ist insbesondere bei Reparaturen
von Bedeutung, da das Innengehäuse 2 als vorfabrizierte Einheit gegen die entsprechende
schadhafte Einheit an Ort und Stelle ausgewechselt werden kann.
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Wie aus der Darstellung ohne weiteres ersehen werden kann, wird nun
sowohl das Temperaturfühlergehäuse 20a als auch das Verbindungsglied
10
vollständig vom Mischwasser umspült, weswegen die Temperatur des Steuermediums
nur vom Mischwasser beeinflußt wird. Durch das Einführen des Kaltwassers von der
Einstellseite der Mischbatterie her werden einerseits die Verbindungsglieder 23
und 26 nur vom Kaltwasser beaufschlagt, während andererseits durch Zuführung des
Kaltwassers in Nachbarschaft des Heißwasserventils 9 eine Mischung der beiden Ströme
schon im Bereich des Verbindungsgliedes 10 stattfindet, so daß dieses an seinem
mit dem Temperaturfühler in Verbindung stehenden Teil die Temperatur des Mischwassers
annimmt. Zudem wird die Mischwasserkammer durch die Umhüllung mit Kaltwasser gegen
die sonst durch das Heißwasser hervorgerufene thermische Beeinflussung abgeschimt.
Ferner wird durch diese vorbeschriebene Anordnung bewirkt, daß das Außengehäuse
bis auf die Zone in unmittelbarer Nachbarschaft des Heißwasserventils die Temperatur
des Kaltwassers annimmt. Da aber die Temperatur des Kaltwassers gegenüber jener
des Heißwassers praktisch als konstant angesehen werden kann, sind auch die Temperaturschwankungen
der den Temperaturfühler beeinflussenden Komponenten praktisch konstant, was eine
gegenüber den bekannten Mischern wesentlich genauere Justierung der erfindungsgemäßen
Mischbatterie erlaubt.