DD201619A5

DD201619A5 - Zylindrische dichtmembran fuer ein wasserventil

Info

Publication number: DD201619A5
Application number: DD81232477A
Authority: DD
Inventors: Fritz Muellers
Original assignee: Ta Rokal Gmbh
Priority date: 1980-09-05
Filing date: 1981-08-07
Publication date: 1983-07-27
Also published as: RO82347B1; RO82347A2; FR2489920A1; NO813011L; PL232901A1; GB2083171A; IT8123567A0; IT1139394B; FI812182A7; BE889985A; DE3033460C2; NL8103662A; FI812182L; SE8104503L; DE3033460A1; DK366581A

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine zylindrische Dichtmembran fuer ein Wasserventil und wird insbesondere in Mischventilen mit Eingriffbedienung, in denen die Warmwasserzufuehrung ueber einen Durchlauferhitzer erfolgt, eingesetzt. Ziel ist es, eine schnelle Bereitstellung des Mischwassers in der gewuenschten Temperatur zu ermoeglichen und insbesondere laengere Einstellzeit und damit einen hoeheren Wasserverbrauch zu vermeiden. Die Aufgabe besteht darin, eine Dichtmembran zu schaffen, die bereitwillig auf Verlagerungen des Druckkoerpes reagiert. Als Loesung wird vorgeschlagen, dass die Dichtmembran in einer schmalen Zone laengs den Zulauf umgebenden Linie in ihrer Dicke geschwaecht ist. Hierdurch ist eine Art Fenster gebildet, welches im wesentlichen unabhaengig von den aussen umgebenden Bereichen der Dichtmembran beweglich ist. Schon bei relativ geringer Verlagerung des Druckkoerpers gibt die Dichtmembran unter dem Druck des am Zulauf anstehenden Wassers willig einen Durchlauf frei. Fig. 4

Description

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Zylindrische Dichtmembran für ein Wasserventil

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf eine zylindrische Dichtmembran für ein Wasserventil und wird insbesondere in Mischventilen mit Singriffbedienung, in denen die Warmwasser zuführung über einen Durchlauferhitzer erfolgt, eingesetzt.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Ss ist bereits eine zylindrische Dichtmembran (DE-AS 1 176 943) bekannt, die aus kautschukelastischem Material besteht und für ein Wasserventil, insbesondere Mischventil mit Eingriffbedienung, bestimmt ist» Das Ventil hat eine zylindrische Kammer, die etwa den gleichen Durchmesser wie der Außenumfang der Dichtmembran aufweist. In deren Umfang mündet mindestens ein Zulauf, und die Dichtmembran ist so einsetzbar, daß sie den Zulauf überdeckt. Im Inneren der Kammer bzw. der Dichtmembran ist ein Druckkörper angeordnet, der durch eine Betätigung des Betätigungsgriffes des Wasserventils radial von innen im Bereich 'des Zulaufs gegen den Innenumfang der Dichtmembran drückbar ist, die dadurch am Rand des Zulaufs dichtend zur Anlage kommt und den Zulauf verschließt.

Bei dieser Ausführungsform handelt es sich um ein Mischventil mit Eingriffbedienung,_._.bei dem in die zylindrische Kammer an einander gegenüberliegenden Stellen ein Zulauf für Kaltwasser und- ein Zulauf für Warmwasser münden, Der Druckkörper ist in einer Kulissenführung parallel zur Verbindungslinie der beiden Zuläufe beweglich geführt.und wird durch einen in ihn eingreifenden Exzenter bev/egt,

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der durch Verschwenkung des Betätigungsgriffes des Ventils betätigbar ist. In der einen Extremsteilung werden der Druckkörper und damit die Dichtmembran ganz vor den einen Zulauf gedruckt, aus dem somit kein Wasser mehr austreten kann. In der anderen Extremstellung wird der andere Zulauf geschlossen. Zwischenstellungen ergeben Mischungsverhältnisse, die zu einem Mischwasser bestimmter Temperatur führen* Das fasser zwängt sich bei freigegebenem Zulauf durch den Spalt zwischen der Dic.htmembran und dem Innenumfang der zylindrischen Kammer vorbei in Achsrichtung an der Dichtmembran entlang und wird im Innern der Dichtmembran fortgeleitet.

Die Punktion eines solchen Mischventils hängt wesentlich von der Steifigkeit bzw» Nachgiebigkeit der Dichtmembran ab. Bei der bekannten Ausführungsform hat die Dichtmembran in den beiden Dichtbereichen eine im wesentlichen gleichbleibende Dicke. Dies führt dazu, daß sie in sich relativ steif ist und der Betätigungsgriff des Mischventils über einen relativ großen Winkel verschwenkt werden muß, um bestimmte Übertrittsmengen an den Zuläufen zu erzielen«. Dies macht sich besonders bemerkbar, wenn es sich um ein Mischventil handelt, in dessen Warmwasserzulauf ein Durchlauferhitzer angeordnet ist, der zum Starten eine gewisse Minde st -Durchlauf menge bzw. einen gewissen Min.de st-Druckunterschied benötigt. Die Eigenart der bekannten Dichtmembran, infolge ihrer unvermeidlichen Steifigkeit den betreffenden Zulauf relativ zögernd freizugeben, führt dazu, daß der Betätigungsgriff um einen recht großen Winkel verschwenkt werden muß, bis der Durchlauferhitzer anspringt. Dann aber schließt der Druckkörper den Kaltwasserzulauf schon teilweise, so daß bei einsetzendem Warmwasseraulauf ein gewisser Warmwasserüberschuß vorhanden ist und das Mischwasser sogleich sehr heiß wird. Der Verstellbereich

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des .Betätigungsgriffes zur Bestimmung verschiedener Temperaturen ist nicht allzu groß bzw, umgekehrt: der Temperaturanstieg von Kaltwassertemperatur bis zur vollen Warmwassertempera tür erfolgt in einem relativ geringen Schwenkbereich, was eine gewisse Aufmerksamkeit bei der Einstellung der Mischwassertemperatur erfordert,

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, eine schnelle Bereitstellung des Mischwassers in der gewünschten Temperatur zu ermöglichen und insbesondere längere Sinstellzeiten und damit einen höheren Wasserverbrauch zu vermeiden»

Darlegung; des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine zylindrische Dichtmembran für ein Wasserventil, insbesondere Mischventil mit Eingriffbedienung, mit einer zylindrischen Kammer, die etwa den gleichen Durchmesser wie der Außenumfang der Dichtmembran, die aus kaut schuke la stis ehern BSa te rial besteht, aufweist, in deren Umfang mindestens ein Zulauf mündet und in die die Dichtmembran so einsetzbar ist, daß sie den Zulauf überdeckt, und mit einem im Innern der Kammer bzw. der Dichtmembran angeordneten Druckkörper,-.. der durch eine Betätigung des Betätigungsgriffes des Wasserventils radial von innen im Bereich des Zulaufs gegen den Innenumfang der Dichtmembran drückbar ist, die dadurch am Rand des Zulaufs dichtend zur Anlage kommt und den Zulauf verschließt, zu schaff en', "'die bereitwilliger auf Verlagerungen des Druckkörpers reagiert.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Dichtmembran in einer schmalen Zone längs einer den Zulauf außen umgebenden Linie in ihrer Dicke geschwächt ist.

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Ss ist dadurch erreicht, daß der die Abdichtung bewirkende bzw» den Obertritt des Wassers gestattende Bereich in der Umgebung des Zulaufs durch die geschwächte Zone von den umgebenden Bereichen der Wandung der Dichtmembran getrennt ist und.sich unter Verformung der geschwächten Zone gegenüber diesen Bereichen relativ leicht radial verlagern kann. Es ist eine Art Penster gebildet, welches im wesentlichen unabhängig von den außen umgebenden Bereichen der Dichtmembran beweglich ist. Jedenfalls geht die Bewegung leichter vonstatten als wenn die Dichtmembran überall die gleiche Wanddicke hätte und die Bewegung des unmittelbar vor dem Zulauf liegenden Teils derselben unter Biegung der Wandung und -Verformung derselben über ihre ganze Stärke vonstatten gehen müßte.

Es hat sich bei Versuchen herausgestellt, daß durch die Erfindung schon bei geringer Verlagerung des Druckkörpers die Dichtmerabran unter dem Druck des am Zulauf anstehenden Wassers willig einen Durchlauf freigibt» Handelt es'sich um ein "Mischventil mit Eingriffbedienung, so wird dadurch am Warmwasser zulauf schon bei geringen SchwenJcwiiikeln des Betätigungsgriffes ein zum Starten eines Durchlauferhitzers ausreichender Wasserdurchlauf erzielt. Bei diesen geringen Schwenkwinkeln ist der Kaltwasserzulauf noch fast ganz freigegeben, so daß das Mischwasser noch einen relativ hohen Kaltwasseranteil enthält und somit schon bei geringen Schwenkwinkeln des Betätigungsgriffes ein lauwarmes Wasser zur Verfügung steht, γ/elches in seiner Temperatur über einen großen Schwenkwinkel des Betätigungsgriffes gesteigert werden kann. Die Zunahme der Mischwassertemperatür mit dem Schwenkwinkel verläuft wesentlich flacher, und es ist die Einstellung der Mischwassertemperatur dadurch wesentlich weniger kritisch als bei der bekannten Ausführung.

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Außerdem hat sich überraschenderweise ergeben, daß die Geräuschentwicklung' deutlich geringer ist als bei der bekannten Dichtmembran.

Die Schwächung der Dichtmembran kann durch eine Hut in deren Umfangsfläche gebildet sein, die vorzugsweise auf der Außenseite der Dichtmembran vorgesehen ist, um Komplikationen beim Zusammenwirken mit dem Druckkörper vorzubeugen.

Eine wichtige Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die innere radiale Begrenzung der Hut unter Bildung einer den Zulauf umgebenden Dic.htlippe hinterschnitten ist.

Das durch die rTut begrenzte Fenster ist auf diese Weise von einer sich gegen den Innenumfang der zylindrischen Kammer in dem Wasserventil liegenden Dichtlippe umgeben, die die. Abdichtung des ge sperren Zulaufs unter der V/irkung des Wasserdrucks fördert.

Die ülut auf dem Außenumfang der Dichtmembran weist eine etwa ü-förmige Gestalt auf, und die Schenkel des "U" reichen bis zum Rand der Dichtmembran,

Diese Ausführungsvariante gibt die bevorzugte Gestalt der den Anlagebereich der Dichtmembran an dem Zulauf umgebenden Hut wieder.

Die Dichtlippe kann auch praktisch ganz um den Zulauf herum ausgedehnt werden, wenn der Rand der Dichtmembran eine in Achsrichtung gehende, sich über einen wesentlichen Teil des zwischen den Schenkeln des "U" gelegenen Bereiches des Randes erstreckende", eine gegen den Außenumfang der Dichtmembran wirkende Dic.htlippe bildende Vertiefung aufweist.

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Ausführung gb e i'api e 1

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen

Pig. 1: einen Vertikalschnitt durch ein Mischventil mit Eingriffbedienung, bei welchem die Erfindung verwirklicht ist;

Pig, 2: eine Ansicht der in Pig. 1 enthaltenen Dichtmembran von unten;

Pig, 3: einen Schnitt nach der Linie III - III in Pig. 2;

Pig. ^"4: eine Seitenansicht der Dichtmembran;

Pig, 5: einen Schnitt nach der Linie 1 - Y in Pig. 4;

Pig, 6: ein Diagramm der Mischwassertemperatur, aufgetragen über den Schwenkwinkel des Betätigungsgriff s,-

In Pig, 1 ist ein Sinhebel-Mischventil als Ganzes mit 10 bezeichnet. Es umfaßt ein Gehäuse 1 mit einem Einloch-Befestigungsansatz 2 mit den Zulaufen 5; β des Kalt- bzw, Warmwassers sowie einem Auslauf 3 für die Abgabe des Mischwassers # In dem Gehäuse 1 ist eine zylindrische Kammer 4 gebildet, in deren zylindrische Umfangsflache 4^T die Zulaufe 5; ο für Warmwasser und für Kaltwasser münden. In der zylindrischen Kammer 4 ist eine zylindrische- ringförmige Dichtmembran 7 aus kautschukelast!sehern Material angeordnet, die die Zuläufe 5; 6 überdeckt und in einem Ring 8 gehalten ist, JDi e- Dichtmembran 7 erstreckt sich nicht über die ganze Höhe der zylindrischen Kammer~4""> sondern läßt deren unteren Teil 9 frei. Die Dichtmembran 7 ist von einer solchen Ausbildung, daß sie unter dem Druck des an dem Zulauf β eintretenden Warmwassers bzw, des an dem Zulauf 5 eintretenden Kaltwassers vom Innenumfang 4' der zylindrischen Kammer 4

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weggedrückt werden kann, so daß Wasser: zwischen dem Innenumfang 4^f der zylindrischen Kammer 4 und der Dichtmembran 7 in den unteren Kammerteil 11 gelangen kann, wo eine Vermischung des Wassers aus,den beiden Zuläufen 5; 6 stattfindet und das Mischwässer in den Kanal 12 übertritt, von wo es in den Auslauf 3 gelangt.

Im Innern der Dichtmembran 7 ist ein Druckkörper 14 angeordnet, der parallel zur Verbindungslinie zwischen den Zuläufen 5; 6 in einer Kulissenführung geführt ist und durch einen in ihn eingreifenden Exzenter 43 von einer Stellung entsprechend Pig. 1, in der der Druckkörper 14 auf der Seite des Zulaufs von innen an der Dichtmembran 7 anliegt und diese verschleißt, in eine Stellung verschoben werden kann, in der der Druckkörper 14 .im Bereich des Zulaufs an der Innenseite der Dichtmembran 7 anliegt. Die Darstellung des Wassers in Pig, 1 entspricht der'Situation, daß. vorher Mischwasser abgegeben worden ist und soeben auf Kaltwasser umgeschaltet und der Auslauf geschlossen wurde.

Die Betätigung des Exzenters 43 erfolgt durch Verschwenken des Oberteils 16 des Mischventils 10 an dem Betätigungshebel 15 um die Achse 14^f. Die Einstellung der Gesamt-Ausflußmenge erfolgt durch Auf- und Fiederschwenken des Betätigungshebels 15 im Sinne der Pfeile. Dadurch wird eine Keramikscheibe bewegt, die zwischen z\vei weiteren Keramik scheiben 19; 20 angeordnet ist, die im Oberteil 16 des Mischventils 10 gelagert sind. Die Keramikscheiben 18; .19; 20 liegen mit ihrer Plachseite dichtend aufeinander an und besitzen Durchlässe 22, die durch Verschwenken des~Betätigungshebels 15 in Pfeilrichtung mehr oder weniger zur Deckung gebracht werden können, wodurch ein Durchlaßquersc.hnitt für das aus dem Auslaß austretende Mischwasser entsteht.

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Die Dichtmembran 7 .bat die Form eines kurzen RohrabSchnitts und ist im einzelnen in den Pig. 2 bis 5 dargestellt. Sie besitzt auf den Seiten, die vor den Durchlässen 5; 6 liegen, jeweils eine den Anlagebereich umgebende !Tut 23j die im wesentlichen U-förmig verläuft und mit den Schenkeln des "U" am unteren Rand 24 der Dichtmembran 7 ausmündet. Die Hut stellt einen in der Dicke geschwächten Bereich der Dichtmembran 7 dar, so daß sich der fensterartige innere Teil (Pig, 4), der unmittelbar vor den Durchlässen 5; β liegt, unter bevorzugter Verformung der geschwächten Teile im Bereich der Hut 23 in radialer Richtung verlagern kann. Die zur Abdichtung bzw. zur Preigabe eines Durchflußquerschnittes an den die Zuläufe 5; 6 umgebenden Bereichen 25 der Dichtmembran 7 dienende Zone derselben kann also relativ leicht verlagert werden, ohne daß dadurch eine wesentliche Verbiegung der Wandungsteile in der Umgebung der Zuläufe 5; β erforderlich wäre.

Die Hut_23 weist gegen den inneren Bereich 25 eine Hinterschnei dung '26 auf, so daß eine um den Zulauf 5j 6 im wesentlichen umlaufende Dichtlippe gegeben ist, die die Abdichtung schon unter der Wirkung des Innendrucks innerhalb der Dichtmembran 7 erleichtert. Damit die Dichtlippenwirkung auch am unteren Rand 24 der Dichtmembran 7 eintritt, ist diese in praktisch dem gesamten in den Bereich 25 fallenden Anteil des Umfangs mit einer V-förmigen Hut 27 versehen, wie aus den Pig. 3 bis 5 ersichtlich ist. Auch die Hut 27 bildet eine Dichtlippe 37, die sich mit der Dichtlippe 28 in der U-förmigen Hut 23 ergänzt.-

Der Druckkörper 14.wirkt innerhalb der Bereiche 25 radial gegen den Innenumfang der Dichtmembran 7. In den dazwischen liegenden Bereichen 29 ist eine flache Ausnehmung 30 vorgesehen, die zur Verminderung der Dicke der Dichtmembran in

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in diesen Bereichen und damit zur Erhöhung der Beweglichkeit der Bereiche 25 dient.

In Pig. 6 ist bei einein Mischventil mit Eingriff Bedienung, bei welchem in der Warmwasserzuleitung ein Durchlauferhitzer angeordnet ist, die Temperaturkurve des Mischventils über den Winkel der '/erscfovenkung des Betätigungshebels 15 um die Achse 14^f aufgetragen.

Die Kurve 31 bezeichnet eine iemperaturabhangigke.it bei einem Mischventil der bisher üblichen Ausführung, während in der Kurve 32 die Temperaturverteilung bei einem Mischventil mit einer erfindungsgemäßen Dichtmembran wiedergegeben ist.

Der in der Warmwasserleitung angeordnete Warmwassererhitzer bedarf zum Anspringen einer gewissen Strömungsmenge, Durch die unvermeidliche relative Steifigkeit der bekannten zylindrischen Dichtmembranen wurde dieser Punkt erst nach einem ziemlich erheblichen Schwenkwinkel erreicht, der in dem Ausführungsbeispiel etwa 70 beträgt. Der Warmwassererhitzer springt bei der bekannten Ausführungsform also an dem Punkt 33 an.

Bei der neuen Ausführungsform, die durch die Kurve 32 repräsentiert ist, erfolgt das Anspringen des Warmwassererhitzers schon bei einer viel geringeren Verschwenkung des Betätigungshebels 15, nämlich bei nur 40° an dem Punkt 34. Der durch die Klammer angeordnete Kurvenbereich 35, der Mischtemperaturen umfaßt,-die-üblicherweise als angenehm empfunden werden, verläuft viel flacher als der entsprechende Bereich der Kurve 31» die der alten Ausführungsform entspricht, In dem Bereich 35, der sich in dem Ausführungsbeispiel von etwa 50° bis 120° Schwenkwinkel erstreckt, er-

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folgt der Anstieg der Mi schwas se rteinpera tür viel langsamer als bei der der alten Ausführungsfοrm entsprechenden Kurve 31* Die gewünschte, im Bereich von 30 bis 40 ⁰C liegende Mischtemperatur läßt sich dadurch leichter einstellen.

Claims

Erfindungsanspruch

1* Zylindrische Dichtmembran für ein Wasserventil, insbesondere Mischventil mit Eingriffbedienung, mit einer zylindrischen Kammer, die etwa den gleichen Durchmesser wie der Außenumfang der Dichtmembran, die aus kautschukelastischem Material besteht, aufweist, in deren Umfang mindestens ein Zulauf mündet und in die die Dichtmembran so einsetzbar ist, daß sie den Zulauf überdeckt, und mit einem im Innern der Kammer bzw« der Dichtmembran angeordneten Druckkörper, der durch eine Betätigung des Betätigungsgriffes des Wasserventils radial von innen im Bereich des Zulaufs gegen den Innenumfang der Dichtmembran drückbar ist, die dadurch am Rand des Zulaufs dichtend zur Anlage kommt und den Zulauf verschließt, gekennzeichnet dadurch, daß die Dichtmembran (7) in einer schmalen Zone längs einer den Zulauf (5; 6) außen umgebenden Linie in ihrer Dicke geschwächt i3t«

2. Dichtmembran nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Schwächung durch eine Nut (23)- in der Umfangsflache der Dichtmembran (7) gebildet ist.

3* Dichtmembran nach Punkt 2₅ gekennzeichnet dadurch, daß die JTut (23) auf der Außenseite der Dichtmembran (7) vorgesehen ist.

4· Dichtmembran nach Punkt 2 oder 3, gekennzeichnet dadurch, daß die innere radiale Begrenzung der Nut unter Bildung einer den Zulauf (5; 6) umgebenden Dichtlippe (28) hintersc.hnitten ist.

5. Dichtmembran nach einem der Punkte 2 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß die 'ITut (23) auf dem Außenumfang der

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Dichtmembran (7) eine etwa U-förmige Gestalt aufweist und die Schenkel des "U" bis zum Rand (24) der Dichtmembran (7) reichen,

6. Dichtmembran nach einem der Punkte 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß der Rand (24) der Dichtmembran (7) eine in Achsrichtung gehende, sich über einen wesentlichen Teil des zwischen den Schenkeln des "TJ" gelegenen Bereichs des Randes (24) erstreckende, eine gegen den Außenumfang der Dichtmembran (7) wirkende Dichtlippe (37) bildende Vertiefung (27) aufweist.

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