Zusatzpatent zum Hauptpatent Nr. 336338 Das Hauptpatent betrifft eine Mischbatterie zur Erzeugung eines Mischwasserstromes vorbestimmter Temperatur aus je einem Heiss- und einem Kaltwasser strom, wobei die Temperatur des Mischwassers von einem Temperaturfühler ermittelt und zur Steuerung von Ventilen verwendet wird.
Die Mischbatterie gemäss dem Hauptpatent zeich net sich aus durch ein Ventilgehäuse mit je einer axial hintereinander angeordneten Heisswasserkam- mer, Mischwasserkammer und Kaltwasserkammer, wobei die Mischwasserkammer durch zwei in ihrem gegenseitigen Abstand veränderliche Tellerventile gegen die benachbarten Kammern verschliessbar ist, durch eine in der Mischwasserkammer angeordnete, mit einem in dem gesamten Temperaturbereich im Sattdampfzustand verharrenden Steuermedium teil weise gefüllte Steuerkammer,
durch ein mit der Steuerkammer verbundenes Druckübertragungssystem zur Ausübung einer in axialer Richtung verlaufenden Steuerkraft auf die beiden Tellerventile, durch eine einstellbare Feder zur Ausübung einer axial gerich teten Gegenkraft und durch eine von Hand betätig- bare Verstelleinrichtung für die Veränderung des axialen Abstandes der beiden Tellerventile.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine weitere Ausgestaltung dieser Mischbatterie. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Mischbatterie nach dem Patentanspruch des Hauptpatentes und ist da durch gekennzeichnet, dass die den äusseren Wasser kammern zugewandten Oberflächen der Ventilteller mindestens angenähert gleich der Oberfläche derjeni gen beweglichen Teile sind, die diese Kammern an den jeweils entgegengesetzten Enden abschliessen.
Durch diese Massnahme wird erreicht, dass der Druck in den beiden äussern Kammern keine Kraft komponente auf die Ventile ausübt, so dass die Tem peratur des Mischwassers unabhängig von dem Druck in den beiden äusseren Kammern und weiterhin unab hängig von dem Druck in der Mischwasserkammer ist.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
Die Mischbatterie der Fig. 1 besteht aus dem Ven tilgehäuse 21, einer Kaltwasserzuleitung 23, einer Warmwasserzuleitung 22 und einer Mischwasser ableitung 24.
Innerhalb des Ventilgehäuses 21 mündet die Heiss wasserleitung 22 in die Kammer 25, die einerseits durch die Abdichtung 26 und anderseits durch den Ventilteller 27 abgeschlossen ist. Der Ventilteller 27 ragt mit einem hohlen Schaft 28 durch die Heiss wasserkammer 25 hindurch, trägt die an ihm flüssig keitsdicht angebrachte Abdichtung 26, und setzt sich jenseits der Kammer 25 in die Federkammer 29 fort, wo er einen Teller 30 trägt, gegen den eine Feder 31 drückt. Das andere Ende der Feder 31 (nicht sicht bar) ruht auf einer Gewindemuffe 32, die über das Ventilgehäuse 21 gestülpt ist, durch Drehung auf das Ventilgehäuse 21 aufschraubbar ist und durch die dabei sich ergebende Axialverschiebung den Druck der Feder 31 auf den Federteller 30 reguliert.
Eine Marke 33 auf der Gewindemuffe 32 und eine auf dem Ventilgehäuse 21 angebrachte Skala ermöglichen die reproduzierbare Einstellung des Federdrucks auf den Teller 30.
Unterhalb des Federtellers 30 befindet sich ein auf dem Schaft 28 aufgeschraubter Ring 12, der als Aufläge und Befestigung für die flexible Abdich tung 26 dient. Die Abdichtung enthält einen Wulst, der sich bei einer axialen Verschiebung abrollt. Durch diese Anordnung wird erreicht, dass der Schaft 28 sich praktisch widerstandslos und reibungsfrei in Längs richtung bewegen kann, wobei jedoch die Kammern 25 und 29 völlig gegeneinander abgedichtet bleiben. Der Abstand zwischen zwei gegenüberliegenden Temperaturabhängige Mischbatterie Wulstpunkten, beispielsweise den Punkten 65 und 66, ist dabei ungefähr gleich dem wirksamen Durch messer des Ventiltellers 27.
Dies ist deswegen er forderlich, damit eine Druckänderung in der Kammer 25 keine Längsverschiebung der Ventile verursachen kann. Die wirksamen Angriffsflächen in beiden Rich tungen, das heisst nach oben und unten, sind gleich gross, so dass sich die durch einen in der Kammer herrschenden Druck verursachten Kräfte aufheben.
Die Heisswasserkammer 25 mündet über eine vom Ventilteller 27 verschliessbare Öffnung in die Misch kammer 34, die mit der Austrittsleitung 24 verbun den ist. Innerhalb der Mischkammer 34 befindet sich ein Hohlkörper 35, der die Steuerkammer für das Dehnungsmedium bildet. Der Hohlkörper 35 ist relativ zum Ventilteller 27 in axialer Richtung ver schiebbar, und zwar mittels eines durch den hohlen Schaft 28 hindurchragenden Drehstiftes 36, der mit dem Drehgriff 37 von ausserhalb des Ventilgehäuses 21 verstellbar ist. Bei einer Betätigung des Dreh griffes 37 verschiebt sich der Hohlkörper 35 in einer am Ventilteller 27 befestigten Führung.
An der dem Ventilteller 27 gegenüberliegenden Seite ist die Misch kammer 34 durch einen zweiten, am Hohlkörper 35 starr befestigten Ventilteller 38 abgeschlossen, der sich samt dem Hohlkörper 35 bei Betätigung des Dreh griffes von seinem Ventilsitz abhebt.
Der Ventilteller 38 verschliesst die Mischkammer 34 gegen eine mit der Kaltwasserzuleitung 23 ver bundene Kammer 39, deren gegenüberliegender Ab schluss durch ein Dichtungsorgan 40 gebildet wird, das an einer hohlen Buchse 41 bzw. an der Innenwan dung der Kammer 39 entsprechend der obenliegen- den Dichtung 26 luftdicht angebracht ist. Die hohle Buchse 41 ragt durch die Kammer 39 hindurch und kann sich in einer Führung 42 des Ventiltellers 38 in axialer Richtung relativ zu diesem und zum Ventil gehäuse 21 bewegen.
Der Innenraum 43 des Hohl körpers 35 steht über eine sehr enge Bohrung 44 mit dem Kanal 45 der Buchse 41 in Verbindung, der seinerseits mit seitlichen Bohrungen in einen Hohl raum 46 mündet.
Dieser, einerseits durch das an der Buchse 41 befestigte Dichtungsorgan 47 und anderseits durch die Stirnwand des Ventilgehäuses 21 gebildete Hohl raum 46 stellt zusammen mit dem Kanal 45, der Boh rung 44 und dem Innenraum 43 die Steuerkammer samt Druckübertragungssystem dar. Zwischen den beiden an der Buchse 41 befestigten Dichtungsorga nen 40 und 47 befindet sich eine Kammer 48; die über Bohrungen 49 im Ventilgehäuse 21 mit der Aussenluft in Verbindung steht. Die Buchse 41 wird, ausser durch die Führung 42, auch noch durch eine Bohrung 50 in der Stirnwand des Ventilgehäuses 21 axial verschiebbar gehalten.
Die Kammer 46, der Kanal 45, die Bohrung 44 und ein Teil des Innenraumes 43 ist mit einer Deh nungsflüssigkeit, beispielsweise Freon, gefüllt, so dass im Oberteil des Innenraumes 43 ein Sattdampfdruck entsprechend der Temperatur in der Mischkammer 34 herrscht. Durch die sehr enge Bohrung 44 findet nur eine sehr geringe Wärmeübertragung zum Kanal 45 und zur Kammer 46 statt.
In der gezeichneten Ruhestellung ist der Zustrom zur Mischkammer 34 durch die beiden Ventilteller 27 und 38 abgeschlossen, wobei der Drehstift 36 über das Gewinde 51 einerseits den Ventilteller 38 auf seinen Sitz nach abwärts drückt, und anderseits mit tels des Bundes 52 den Ventilteller 27 an dessen Ven tilsitz presst. Wird nunmehr der Drehgriff 37 in der Öffnungsrichtung betätigt, so schraubt sich das Ge winde 51 in den Hohlkörper 35 hinein, und der unter dem Druck der Feder 31 stehende Schaft 28 folgt dem Bund 52 nach, so dass sich der Ventilteller 27 von seinem Sitz abhebt, aus der Leitung 22 Warm wasser in die Mischkammer 34 strömt und über die Leitung 24 abläuft. Am Drehgriff 37 kann dabei die austretende Wassermenge durch mehr oder weniger weites Öffnen des Ventils zwischen den Kammern 25 und 34 reguliert werden.
Da durch geeignete Ausbil dung der Kammern 25 bzw. 39 dafür gesorgt ist, dass der vom Wasser der Leitungen 22 bzw. 23 aus geübte Druck sich bezüglich des Schaftes 28 bzw. der Buchse 41 kompensiert, wirkt auf die Ventilteller 27 und 38 nur noch der Druck der Feder 31.
Kurz nach dem Öffnen des Ventiltellers 27 wird das in die Mischkammer 34 strömende Wasser noch kalt sein. Sobald jedoch Warmwasser durch die Mischkammer 34 läuft, beginnt die Steuerkammer 43 zu wirken, der Sattdampfdruck im Innenraum 43 ver grössert sich, überträgt sich hydraulisch in die Kammer 46, bewirkt einen zunehmenden Druck auf die Mem bran 47 und damit einen über die Buchse 41 und die Führung 42 sich auf den Schaft 28 übertragenden Gegendruck gegen die Wirkung der Feder 31.
Bei einer bestimmten, von der Einstellung der Feder 31 abhängigen Temperatur in der Mischkammer 43 übertrifft der Sattdampfdruck etwas den Druck der Feder 31, so dass sich der Hohlkörper 35 samt dem Ventilteller 38 in Richtung auf die Kammer 25 ver schiebt, wodurch der Kaltwasserzufluss aus der Kam mer 39 in die Mischkammer 34 beginnt und der Warmwasserzufluss aus der Kammer 25 gedrosselt wird. Es stellt sich somit bei einer bestimmten Misch wassertemperatur in dem Temperaturfühler ein Gleichgewichtszustand zwischen dem Druck der Feder 31 und dem Sattdampfdruck in der Steuerkammer 43 her.
Durch Veränderung des Federdruckes mittels der Gewindebuchse 32 kann die Temperatur, bei welcher dieser Gleichgewichtszustand eintritt, also die Tem peratur des aus der Leitung 24 strömenden Misch wassers, auf einen gewünschten Wert eingestellt wer den, der dann von der beschriebenen Steuereinrich tung automatisch hergestellt und aufrechterhalten wird.
Bei hohen Temperaturdifferenzen empfiehlt es sich, bei der beschriebenen Mischbatterie ferner Mittel vorzusehen, durch die erreicht wird, dass das Fühlorgan tatsächlich nur mit dem bereits gemischten Wasser in Berührung kommt. Diese Mittel bestehen bei der Mischbatterie der Fig. 1 aus zwei ungefähr halbkreisförmigen Zwischenwänden 54, die sym metrisch zu dem Mischwasserausfluss 24 in der Höhe der Endflächen des zylindrischen Fühlorgans 35 an- g <B>U</B> ebracht sind.
Es wird dadurch erreicht, dass das heisse und kalte Wasser nicht direkt zu dem Ausfluss strömen kann, sondern zunächst in Richtung der Pfeile an die dem Ausfluss 24 gegenüberliegende Seite. Hier findet eine weitgehende Mischung statt, so dass die Umfangsfläche des Fühlorgans tatsächlich mit Wasser der Mischtemperatur in Berührung kommt. Ferner können die Stirnflächen des Fühlorgans 35 mit Isolierungen 55 versehen sein, so dass das kalte bzw. heisse Wasser nicht direkt auf das Fühlorgan ein wirken kann.
In Fig.2 ist ein weiteres Beispiel einer Misch batterie dargestellt, die in einigen Punkten von der in Fig. 1 dargestellten Mischbatterie abweicht. Gleiche Teile sind dabei mit gleichen Bezugsziffern bezeich net.
Eine Mischbatterie der vorliegenden Bauart wird vorzugsweise so ausgebildet, dass bei einer waagrech ten Anordnung sich die Betätigungsknöpfe rechts be finden. Da jedoch die Heisswasserleitung meistens (auf die Batterie gesehen) links von der Kaltwasserleitung angeordnet ist, kann dies durch eine symmetrische Vertauschung der in Fig. 1 beschriebenen Mischbat terie nicht erreicht werden. Die nachstehend beschrie bene Mischbatterie ist entsprechend umgebildet, so dass sie für den Anschluss an normal angeordnete Heiss- bzw. Kaltwasserleitungen geeignet ist und trotz dem die Betätigungsgriffe an der rechten Seite be sitzt.
Die Mischbatterie der Fig. 2 besteht ebenfalls aus drei axial hintereinander angeordneten Kammern 25, 34 und 39, die durch die Ventile 38 und 27 getrennt sind. Die beiden äusseren Kammern sind wiederum durch die Dichtungsorgane 26 und 40 abgeschlossen. Die Schliessrichtung der Ventilteller 27 und 38 ist diesmal von aussen nach innen gerichtet, da sonst die Betätigungsknöpfe nicht an der rechten Seite des Ventils angeordnet werden könnten.
Zur Druckkompensation müssen Scheiben 60 auf der axialen Ventilführung angebracht sein, die den Wasserstrahl umlenken. Diese Scheiben bewirken, dass das in die Mischkammer strömende Wasser seine kinetische Energie an die Scheiben 60 abgibt, so dass der auf die Ventilteller wirkende Rückstoss ausge glichen wird, das heisst, dass durch die Strömung keine längsgerichtete Kraft auf die Achse einwirkt.
Das Fühlorgan 35 befindet sich hier in dem Ausfluss des bereits gemischten Wassers. Es wird dadurch er reicht, dass das Fühlorgan tatsächlich nur die Tem peratur des gemischten Wassers annehmen kann und die Regelung somit nach der tatsächlichen Mischtem peratur erfolgt. Ferner können in dem Ausfluss 24 Leitflächen vorgesehen sein, die das Mischwasser in dem Ausfluss zum besseren Temperaturausgleich in Drehung versetzen. In Fig. 2 sind diese Flächen bei 62 angedeutet. Um die Zuleitung 59 zu dem Fühlorgan 35 ist ferner eine Isolierschicht 61 angeordnet, die eine Beeinflussung des Fühlorgans durch das noch unge mischte Wasser verhindern soll.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Anlage ist derjenigen von Fig. 1 ähnlich. Erhöht sich bei einer bestimmten, gewünschten Mischtemperatur die Tem peratur des heissen Wassers, so dehnt sich zunächst das Medium in dem Fühlorgan.35 aus, wodurch der Druck in der Kammer 46 erhöht wird. Hierdurch wird die Feder 31 etwas weiter komprimiert, und der Ventilteller 38 rückt in der Darstellung der Fig.2 etwas weiter nach unten, womit der Anteil des aus der Zuleitung 22 strömenden heissen Wassers an dem Mischwasser vermindert wird. Da bei dieser Anord nung die Expansionskammer 46 hinter der Heiss wasserzuleitung angeordnet ist, ist die Drucküber tragung pneumatisch.
Durch die Kapillare 44 wird ein Eindringen von Flüssigkeit in den Expansionsraum 46 verhindert.
Durch die beschriebenen Anordnungen ist einer seits der Vorteil einer guten Raumausnutzung ge geben, ferner werden sämtliche Abschliessfunktionen im Gegensatz zu bereits existierenden Systemen von nur zwei Ventilen erfüllt. Durch die Veränderung des Abstandes zwischen den Ventiltellern können beide Ventile geschlossen werden, so dass einerseits kein Wasser ausströmt, anderseits aber auch kein Wasser von dem Heisswasserzufluss in den Kaltwasserzufluss strömen kann oder umgekehrt, falls in den Zu leitungen ein unterschiedlicher Druck herrschen sollte.