DE19716307A1 - Thermostatgeregeltes Mischventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Thermostatmischventil mit einem in zwei Freiheitsgraden bewegbaren Handgriff, der an einem Stellhebel angeordnet ist, mit dem durch eine Drehung um seine Mittelachse das Mischungsverhältnis und durch eine Schwenkbewegung senkrecht zur Mittelach­ se die Durchflußmenge einstellbar ist, wobei zur Men­ genregulierung zwei zueinander bewegliche mit Durch­ trittsöffnungen für das zufließende Kalt- und Warmwas­ ser versehene Ventilscheiben sowie zur Mischung ein auf der beweglichen Ventilscheibe angeordnetes, mit den Durchtrittsöffnungen für Kalt- und Warmwasser verbunde­ nes, eine Mischwasserauslaßöffnung enthaltendes Misch­ ventil aufweist, das zur Regelung der Mischwassersoll­ werttemperatur mit einem federverspannten Dehnstoffele­ ment versehen ist.

Ein Mischventil dieser Gattung ist beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 41 20 024 A1 be­ kanntgeworden. Bei dieser Einrichtung ist für das Mischventil ein mehrteiliges, relativ kompliziertes Verschlußglied erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das im Ober­ begriff des Anspruchs 1 angegebene Ventil zu verbes­ sern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Mischventil von einem glockenförmigen, den Stößel­ bereich des Dehnstoffelements übergreifenden Ventilver­ schlußglied, welches mit einem im Durchmesser vergrö­ ßerten Außenrand in einer Gehäusebohrung axial ver­ schieblich geführt ist, und zwei zu beiden Seiten des Außenrands in der Gehäusebohrung angeordneten ringför­ migen Ventilsitzen gebildet ist, wobei der Außenrand mittels einem oder mehrerer Stege mit dem glockenförmi­ gen Bereich verbunden ist, und die Ventilsitze in Zu­ flußkanäle für das Kalt- und Warmwasser hineinragen.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den An­ sprüchen 2 bis 12 angegeben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeich­ nung dargestellt und wird im folgenden näher beschrie­ ben. Es zeigt

Fig. 1 ein thermostatgeregeltes Misch­ ventil mit einem Bedienungsgriff im Längsschnitt;

Fig. 2 die in Fig. 1 gezeigte Ventil­ kartusche in vergrößerter Dar­ stellung im Längsschnitt;

Fig. 3 die in Fig. 2 gezeigte Ventil­ kartusche in der Schnittebene III;

Fig. 4 die in Fig. 2 gezeigte Ventil­ kartusche in der Schnittebene IV;

Fig. 5 die in Fig. 2 gezeigte Ventil­ kartusche in der Schnittebene V;

Fig. 6 die in Fig. 2 gezeigte Ventil­ kartusche in der Schnittebene VI;

Fig. 7 die in Fig. 2 gezeigte Ventil­ kartusche in der Schnittebene VII;

Fig. 8 die in Fig. 2 gezeigte Ventil­ kartusche in der Schnittebene VIII;

Fig. 9 das in Fig. 2 gezeigte Ventil­ verschlußglied im Längsschnitt.

In Fig. 1 der Zeichnung ist ein thermostatgeregeltes Mischventil gezeigt, bei dem in einem Armaturenkörper 1 in einem Aufnahmeraum 11 eine Ventilkartusche als Bau­ einheit eingesetzt ist. Der Armaturenkörper 1 ist hier­ bei als Wasserzapfarmatur für einen Wasch- oder Spül­ tisch ausgebildet. Selbstverständlich sind auch andere Armaturenkörper z. B. Aufputz- oder Unterputzarmaturen, Bidetarmaturen etc. für den Einsatz der Ventilkartusche geeignet, wenn sie einen entsprechenden Aufnahmeraum 11 aufweisen.

Der Armaturenkörper 1 ist mit einem Befestigungssockel 17 versehen, mit dem er in einen entsprechenden Durch­ bruch des Waschtisches eingeführt und in bekannter Wei­ se befestigt werden kann. An dem Befestigungssockel 17 ist ein Anschlußrohr 120 für Warmwasser und ein An­ schlußrohr 130 für Kaltwasser angeschlossen. Die beiden Rohre 120, 130 münden jeweils in einen Zulaufkanal 12, 13 des Armaturenkörpers 1. Die Ventilkartusche ist in ei­ nem Kartuschengehäuse 2 gekapselt ausgebildet. Stirn­ seitig sind hierbei im Bereich der Zulaufkanäle 12, 13 jeweils Schlauchdichtungen 201 angeordnet, die in einem Boden 20 des Kartuschengehäuses 2 radial abgestützt sind und stirnseitig einerseits im Bodenbereich des Aufnahmeraums 11 und andererseits an einer Stirnseite einer ortsfest gehaltenen Ventilscheibe 6a dichtend an­ liegen. Das in der Ventilkartusche erzeugte Mischwasser wird radial aus dem Kartuschengehäuse 2 in einen Ab­ flußkanal 10 des Armaturenkörpers 1 abgegeben und ge­ langt von hier über ein Auslaufmundstück 100 als Freistrahl ins Wasch- oder Spülbecken. Das Kartuschen­ gehäuse 2 ist zusammen mit einem Deckel 15 von einer Ringschraube 14, die in ein Gewinde 140 des Aufnahme­ raums 11 einschraubbar ist, in der Stecklage gesichert.

Die einzelnen Ventilelemente der Ventilkartusche sind in dem Kartuschengehäuse 2 gekapselt angeordnet. Das Kartuschengehäuse 2 weist hierbei einerseits einen Bo­ den 20 und andererseits einen Deckel 15 auf. Der Deckel 15 dient zur Halterung eines in zwei Freiheitsgraden bewegbaren Stellhebels 8, wie es insbesondere aus Fig. 2 und 8 zu entnehmen ist.

An der Innenseite des Bodens 20 ist eine vorzugsweise aus Keramikwerkstoff hergestellte Ventilscheibe 6a ortsfest gehalten und weist jeweils eine separate Durchtrittsöffnung 121, 131 für das zufließende Kalt- und Warmwasser auf. An der gegenüberliegenden Stirnsei­ te ist eine bewegliche Ventilscheibe 6b aus ebenfalls vorzugsweise Keramikwerkstoff angelagert, wobei die beiden aneinanderliegenden Oberflächen der beiden Ven­ tilscheiben 6a, 6b feinstbearbeitet sind, so daß eine wasserdichte Anlage ermöglicht ist. In der Ventilschei­ be 6b sind entsprechende Durchtrittsöffnungen 121a und 131a vorgesehen. Andererseits ist die Ventilscheibe 6b von einem Führungsgehäuse 4 formschlüssig und gedichtet aufgenommen, wobei das Führungsgehäuse 4 in einem hau­ benförmigen Schiebergehäuse 3 aufgenommen ist. An der gegenüberliegenden Stirnseite des Schiebergehäuses 3 ist ein das Schiebergehäuse 3 und das Führungsgehäuse 4 durchgreifender Exzenter 7 angeordnet. In dem Exzenter 7 ist stirnseitig eine schlitzförmige Öffnung 70 ausge­ bildet, in die der Stellhebel 8 mit einem inneren He­ belarm 80 einfaßt. Im mittleren Bereich des Stellhebels 8 ist eine kugelförmige Verdickung 81 ausgebildet, die von einer Kugelpfannenausbildung 21, 151 des Kartuschen­ gehäuses 2 und des Deckels 15 aufgenommen ist, so daß der Stellhebel 8 sowohl um den Mittelpunkt der kugel­ förmigen Verdickung 81 verschwenkbar als auch um seine Mittelachse drehbar ist.

Bei der in Fig. 1 und 2 dargestellten Stellung der Ven­ tilscheiben 6a, 6b zueinander ist der Durchfluß abge­ sperrt. Wird nun ein an dem Stellhebel 8 befestigter Handgriff 16 in Richtung des Pfeils 160 angehoben, so wird von dem Hebelarm 80 das Schiebergehäuse 3 mit dem Führungsgehäuse 4 und der Ventilscheibe 6b radial nach rechts bewegt, so daß die Durchtrittsöffnungen 121a, 131a der Ventilscheibe 6b synchron in zunehmende Überdeckung mit den Durchtrittsöffnungen 121, 131 der Ventilscheibe 6a gelangen, so daß nunmehr zunehmend in gleichem Maße Kalt- und Warmwasser in die Ventilkartu­ sche einströmen kann. Durch ein entsprechendes Auf- oder Abbewegen des Handgriffs 16 in Richtung des Pfeils 160 kann somit die Wasserausflußmenge pro Zeiteinheit eingestellt werden.

In dem Führungsgehäuse 4 ist in einer Bohrung 41 ein Mischventil 5 angeordnet. Das Mischventil 5 ist in ei­ nem zylindrischen Gehäuse 50, welches mit Dichtringen gedichtet axial verschieblich in der Bohrung 41 ange­ ordnet ist. Das Gehäuse 50 weist eine Gehäusebohrung 501 auf. Im Innenbereich der Gehäusebohrung 501 ist ei­ ne Einschnürung 502 ausgebildet, in der ein Außenrand 520 eines etwa glockenförmig ausgebildeten Ventilver­ schlußglieds 52 mit einem Dichtring 5201 axial ver­ schiebbar gelagert ist. Koaxial zum Außenrand 520 ist zu beiden Seiten ein ringförmiger Ventilsitz 51a, 51b in der Gehäusebohrung 501 mittels Gewinde 5010 angeordnet. Die Stirnseiten der beiden gegenüberliegenden Ventil­ sitze 51a, 51b sind dabei so positioniert, daß zwischen den Stirnflächen des Außenrands 520 ein hinreichender Regelspalt für den Einlaß des kalten und warmen Wassers gebildet ist. Die Ventilsitze 51a, 51b ragen mit einem Ringbereich jeweils in den Zuflußkanal 40a, 40b vor, wo­ bei der Außendurchmesser des vorstehenden Ringbereichs dem Außendurchmesser des Außenrands 520 entspricht, so daß unterschiedliche Zuflußdrücke von Kalt- und Warm­ wasser im wesentlichen keine abträglichen Kräfte auf das Ventilverschlußglied 52 ausüben können.

Der Außenrand 520 ist mittels zwei gegenüberliegender Stege 521 mit dem Ventilverschlußglied 52 verbunden, wie es insbesondere aus Fig. 7 und 9 der Zeichnung zu entnehmen ist. Am glockenförmigen Teil des Ventilver­ schlußglieds 52 sind am Außenmantel zwei mit Abstand zueinander umlaufende Führungsrippen 522 ausgebildet, die in der Stecklage an der Innenwandung 510 des rohr­ förmigen Ventilsitzes 51b anliegen. Außerdem ist an dem Ventilverschlußglied 52 ein im Durchmesser verringerter vorstehender Kopf 523 ausgebildet, in dem eine An­ schlagfläche 524 für einen Stößel 530 eines Dehnstoffe­ lements 53 vorgesehen ist. Darüber hinaus ist am Außen­ bereich des Kopfes 523 eine umlaufende Schulter 525 ausgebildet, an der eine Rückstellfeder 30 abgestützt ist.

Das Dehnstoffelement 53 ist koaxial zu dem Ventilver­ schlußglied 52 in der Gehäusebohrung 501 und den rohr­ förmigen Ventilsitzen 51a, 51b angeordnet und stützt sich am stromabwärts gelegenen Bereich an einer im Schiebergehäuse 3 mittels Gewinde 310 in der Ein­ schraubtiefe variabel einstellbaren Justierschraube 31 ab. Die Justierschraube 31 ist zum Festlegen in der je­ weils erforderlichen Einschraubtiefe mit einer Konter­ mutter 311 versehen. An der gegenüberliegenden Stirn­ seite ist das Ventilverschlußglied 52 mit der Rück­ stellfeder 30 ebenfalls am Schiebergehäuse 3 abge­ stützt, so daß das Ventilverschlußglied 52 mit seinem Außenrand 520 in seiner Position zwischen den beiden Ventilsitzen 51a, 51b von dem Auslenkungsgrad des Stö­ ßels 530 im Dehnstoffelement 53 bestimmt wird. Wird hierbei in einer im Bereich des Ventilsitzes 51a gele­ genen Mischkammer 51 von dem Dehnstoffelement 53 eine zu hohe Mischwassertemperatur erfühlt, so erfährt der Stößel 530 eine weitere Auslenkung, so daß der Regel­ spalt zwischen dem Außenrand 520 und dem Ventilsitz 51b für den Warmwassereinlaß verkleinert wird, während gleichzeitig der Regelspalt zwischen dem Außenrand 520 und dem Ventilsitz 51a um den gleichen Betrag vergrö­ ßert wird, bis die Sollwerttemperatur des Mischwassers erreicht ist. Wird eine zu niedrige Mischwassertempera­ tur in der Mischkammer 51 von dem Dehnstoffelement 53 erfühlt, so erfolgt eine umgekehrte Reaktion.

Um eine Beschädigung des Heißwasserventilsitzes zu ver­ meiden, ist außerdem in der Justierschraube 31 für die Anlage des Dehnstoffelements 53 eine axial verschiebba­ re Platte 312 vorgesehen, die mit einer Feder 313 si­ cher gegen einen Anschlag 314 gedrückt ist. Die Rück­ stellfeder 30 und die Feder 313 sind als Schraubenfe­ dern ausgebildet, wobei die Feder 313 eine größere Här­ te aufweist als die Rückstellfeder 30. Hierdurch ist sichergestellt, daß die Platte 312 im Normalbetrieb von der Feder 313 am Anschlag 314 gehalten ist, und die Auslenkungen des Stößels 530 von der Rückstellfeder 30 aufgenommen werden. Lediglich beim Anschlag des Außen­ rands 520 an dem Ventilsitz 51b wird bei weiterer Aus­ lenkung des Stößels 530 die Platte 312 in die Justier­ schraube 31 hineingeschoben und die Feder 313 entspre­ chend zusammengedrückt.

Der im Schiebergehäuse 3 und dem Führungsgehäuse 4 an­ geordnete Exzenter 7 greift mit einem Exzenteransatz 73 in eine Tangentialnut 503 des Gehäuses 50 ein. Damit eine flächige Anlage ermöglicht ist, greift der Exzen­ teransatz 73 in einen Gleitstein 72, wie es insbesonde­ re aus Fig. 6 sowie Fig. 1 und 2 zu entnehmen ist. Auch der obere Teil des Exzenters 7 ist von einem Gleitstein 71 aufgenommen, wie es insbesondere aus Fig. 5 zu ent­ nehmen ist. Darüber hinaus greift der innere Hebelarm 80 mit Paßflächen 801 in die schlitzförmige Öffnung 70 des Exzenters 7 ein. Der Gleitstein 72 ist dabei eben­ falls in einer Querausnehmung 42 im Schiebergehäuse 3 geführt.

Wird nun der Stellhebel 8 um seine Mittelachse gedreht, so gleitet er in der in Fig. 1 gezeigten Schwenklage an einer als Anschlag ausgebildeten kegelförmigen Ausneh­ mung 153 entlang, so daß der Exzenter 7 eine quer zur Längsachse des Mischventils 5 befindliche Auslenkung erfährt. Der Exzenteransatz 73 wird hierbei aus seiner in Fig. 6 und 8 gezeigten Außenlage gedreht und bewegt sich auf die Mittelachse des Gehäuses 50 zu.

Mit einer Drehbewegung um die Mittelachse des Stellhe­ bels 8 kann somit durch die Drehung des Exzenters 7 das zylindrische Gehäuse 50 des Mischventils 5 axial zum Führungsgehäuse 4 verschoben werden. Hierdurch werden auch die beiden Ventilsitze 51a, 51b zu dem Außenrand 520, dessen Position von dem am Schiebergehäuse 3 abge­ stützten Dehnstoffelement 53 und der Rückstellfeder 30 bestimmt ist, entsprechend verändert, so daß hiermit die Sollwerttemperatur des Mischventils in Abhängigkeit von der Drehstellung des Stellhebels 8 einstellbar ist.

Da der gesamte Bereich des Kartuschengehäuses vom Mischwasser beaufschlagt wird, ist am Deckel 15 am Au­ ßenrand ein Dichtring 150 angeordnet, mit dem der Auf­ nahmeraum 11 des Armaturenkörpers nach außen abgegrenzt ist. Außerdem ist in der Kugelpfannenausbildung 151 ein weiterer Dichtring 152 angeordnet, so daß auch in die­ sem Bereich kein Mischwasser aus dem Aufnahmeraum 11 entweichen kann.

Zur Begrenzung des Schwenkbereichs des Stellhebels 8 ist an dem Deckel 15 die kegelförmige Ausnehmung 153 vorgesehen.

Mit der vorstehend beschriebenen Ventilkartusche kann somit in einem ersten Freiheitsgrad - durch Auf- und Abbewegung des Handgriffs 16 - mit Hilfe der Ventil­ scheiben 6a, 6b die Durchflußmenge bestimmt werden, wäh­ rend durch eine Drehbewegung des Handgriffs 16 um die Mittelachse des Stellhebels 8 die Mischwassertemperatur eingestellt werden kann. Mit der Anordnung des Dehn­ stoffelements 53 wird hierbei die Mischwassertemperatur unabhängig von den Parametern des zufließenden Kalt- und Warmwassers auf die Sollwerttemperatur geregelt.

Claims (12)

1. Thermostatmischventil mit einem in zwei Freiheits­ graden bewegbaren Handgriff, der an einem Stellhe­ bel angeordnet ist, mit dem durch eine Drehung um eine Mittelachse das Mischungsverhältnis und durch eine Schwenkbewegung senkrecht zur Mittelachse die Durchflußmenge einstellbar ist, wobei zur Mengenre­ gulierung zwei zueinander bewegliche mit Durch­ trittsöffnungen für das zufließende Kalt- und Warm­ wasser versehene Ventilscheiben sowie zur Mischung ein auf der beweglichen Ventilscheibe angeordnetes, mit den Durchtrittsöffnungen für Kalt- und Warmwas­ ser verbundenes, eine Mischwasserauslaßöffnung ent­ haltendes Mischventil aufweist, das zur Regelung der Mischwassersollwerttemperatur mit einem feder­ verspannten Dehnstoffelement versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischventil (5) von einem glockenförmigen, den Stößelbereich des Dehnstoff­ elements (53) übergreifenden Ventilverschlußglied (52), welches mit einem im Durchmesser vergrößerten Außenrand (520) in einer Gehäusebohrung (501) axial verschieblich geführt ist, und zwei zu beiden Sei­ ten des Außenrands (520) in der Gehäusebohrung (501) angeordneten ringförmigen Ventilsitzen (51a, 51b) gebildet ist, wobei der Außenrand (520) mittels einem oder mehrerer Stege (521) mit dem glockenförmigen Bereich verbunden ist, und die Ven­ tilsitze (51a, 51b) in Zuflußkanäle (40a, 40b) für das Kalt- und Warmwasser hineinragen.

2. Thermostatmischventil nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß wenigstens ein Ventilsitz (51a, 51b) mittels Gewinde (501) in der Gehäuseboh­ rung (501) fixiert ist.

3. Thermostatmischventil nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des Außenrands (520) von einer Einschnürung (502) in der Gehäusebohrung (501) aufgenommen ist und im Au­ ßendurchmesser dem Außendurchmesser der ringförmi­ gen Ventilsitze (51a, 51b) im Bereich der Zuflußka­ näle (12, 13) entspricht, so daß unterschiedliche Zuflußdrücke von Kalt- und Warmwasser im wesentli­ chen keine abträglichen Kräfte auf das Ventilver­ schlußglied (52) ausüben können.

4. Thermostatmischventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Außenmantel des glockenförmigen Teils des Ventilverschlußglieds (52) Führungsrippen (522) ausgebildet sind, die in der Stecklage von der Innenwandung (510) eines Ven­ tilsitzes (51b) zur Führung aufgenommen sind.

5. Thermostatmischventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilver­ schlußglied (52) einen im Durchmesser verringerten Kopf (523) aufweist, in dem eine Anschlagfläche (524) für den Stößel (530) des Dehnstoffelements (53) vorgesehen ist, wobei im Außenbereich an einer Schulter (525) eine Rückstellfeder (30) abgestützt ist.

6. Thermostatmischventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseboh­ rung (501) in einem etwa zylindrischen Gehäuse (50) angeordnet ist, welches axial begrenzt verschieb­ lich in einer Bohrung (51) eines Führungsgehäuses (4) für die bewegliche Ventilscheibe (6b) angeord­ net ist.

7. Thermostatmischventil nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß im Außenmantel des Gehäuses (50) eine Tangentialnut (503) ausgebildet ist, in die ein im Führungsgehäuse (4) drehbar gelagerter Ex­ zenter (7) einfaßt, so daß durch eine Drehung des Exzenters (7) das zylindrische Gehäuse (50) relativ zum Führungsgehäuse (4) zur Einstellung der Misch­ wassersollwerttemperatur verschiebbar ist.

8. Thermostatmischventil nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in dem Exzenter (7) eine schlitz­ förmige Öffnung (70) ausgebildet ist, in die ein innerer Hebelarm (80) des Stellhebels (8) mit Paß­ flächen (801) drehfest einfaßt, wobei zur radialen Anpassung bei einem aus der Mittelstellung aus­ schwenkbaren Stellhebel (8) der Exzenter (7) von einem radial ausschwenkbaren Gleitstein (72) in ei­ ner Querausnehmung (42) im Führungsgehäuse (4) und von einem radial ausschwenkbaren Gleitstein (71) in der Tangentialnut (503) aufgenommen ist.

9. Thermostatmischventil nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Führungsgehäuse (4) von einem haubenförmigen Schiebergehäuse (3) aufgenommen ist, wobei der Gleitstein (72) des Exzenters (7) auch das Schiebergehäuse (3) durchgreift, so daß die beiden Gehäuse (3, 4) von dem Gleitstein (72) form­ schlüssig verbunden sind.

10. Thermostatmischventil nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Schiebergehäuse (3) in einem Kartuschengehäuse (2) radial begrenzt verschiebbar aufgenommen ist, wobei das Kartuschengehäuse (2) mit einem Boden (20) verschlossen ist, von dem die ortsfeste Ventilscheibe (6a) gehalten ist, und an der Kopfseite im Zentrum eine Kugelpfannenausbil­ dung (21) aufweist, in der der Stellhebel (8) mit einer kugelförmigen Verdickung (81) dreh- und schwenkbar gelagert ist.

11. Thermostatmischventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Kartuschengehäuse (2) in einem zylindrischen Aufnahmeraum (11) eines Arma­ turenkörpers (1) mit Anschlußkanälen (12, 13) für das zufließende Kalt- und Warmwasser und einem Ab­ flußkanal für Mischwasser angeordnet ist, wobei an der Kopfseite ein Deckel (15) mit einer ergänzen­ den Kugelpfannenausbildung (151) für die axiale Fixierung des Stellhebels (8) angeordnet ist, an den in der Einbaulage eine in ein Gewinde (141) des Aufnahmeraums (11) einschraubbare Ringschraube (14) zur dichten und festen Halterung des Kartu­ schengehäuses (2) im Armaturenkörper (1) andrückt.

12. Thermostatmischventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (15) am Außenumfang einen Dichtring (150) zur Abdichtung des Aufnahme­ raums (11) und im Bereich der Kugelpfannenausbil­ dung (151) einen Dichtring (152) zur Abdichtung des Stellhebeldurchgangs im Bereich der kugelför­ migen Verdickung (81) hat.