DE3448162C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Mischen von Warmwasser und Kaltwasser gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. Sie ermöglicht eine automatische Regelung des aus einem Hahn fließenden Warmwassers.

Die japanische Offenlegungsschrift Nr. 57-1 27 171 be­ schreibt eine solche Vorrichtung nach bekannter Aus­ führung, bei welcher nach Nachweis einer Differenz zwischen der Warmwassertemperatur und Kaltwassertempe­ ratur durch ein Temperaturfühlerelement ein Ventil be­ tätig und dadurch die Temperatur des aus dem Hahn fließenden Warmwassers geregelt wird. Fig. 2 der ge­ nannten Offenlegungsschrift ist in den Fig. 9 und 10 der beiliegenden Zeichnungen wiedergegeben. Ein Ventilgehäuse 50 weist eine Kaltwasserversorgungskam­ mer 52, eine durch eine Trennwand 65 von der Kaltwas­ serversorgungskammer 52 abgetrennte Warmwasserversor­ gungskammer 51, eine Mischwasserkammer 53 und ein längliches Rohrteil 54 auf, das innerhalb der Kammer 53 gelagert ist. Das linke Ende des länglichen Rohr­ teils 54 bildet einen Ventilsitz 56, über welchen kal­ tes Wasser aus der Kaltwasserversorgungskammer 52 in das Teil 54 zugelassen wird. Eine Blindabdeckung 59 ist in eine Schraubenöffnung 58 in der Seitenwand der Warmwasserversorgungskammer 51 geschraubt. Das innere Ende der Blindabdeckung 59 bildet einen Ventilsitz 57. Eine in der Trennwand 65 ausgebildete Öffnung 63 dient als Ventilführung für ein stumpfes Steuerventil 60, das zwischen den Ventilsitzen 56 und 57 eingesetzt ist. Ein Gehäuse 61 zur Aufnahme eines Temperaturfühlerele­ ments 64 ist in das längliche Rohrteil 54 eingepaßt. Eine in der linken Endwand des Gehäuses 61 außermittig ausgebildete Öffnung 62 ist mit einer Vielzahl von Öffnungen 55 in der Nabe des Steuerventils 60 fluch­ tend angeordnet, so daß bei Lösen der linken Ringober­ fläche des Steuerventils 60 von dem Ventilsitz 57 Warmwasser aus der Warmwasserversorgungskammer 51 in das Gehäuse 61 fließen kann und dort mit dem Tempera­ turfühlerelement 64 in Kontakt gelangt.

Diese Vorrichtung nach dem Stand der Technik weist den Nachteil auf, daß während des Warm- und Kaltwasser­ durchlaufs das Steuerventils 60 leicht hin zu der Sei­ te mit geringerem Druck geschoben wird. Dies wird be­ wirkt durch die Tatsache, daß eine Differenz zwischen dem Durchmesser D der Öffnung 63 und dem Durchmesser D ₁ von Kreisen besteht, die durch beide Enden des Tatsache, daß das Steuerventil 60 stumpf ausgebildet ist.

Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Vorrichtung ist darin zu sehen, daß die Empfindlichkeit des Temperatur­ fühlerelements 64 nicht hoch genug ist, so daß das Steuerventil für die Regelung der Strömungsrate rela­ tiv viel Zeit benötigt und der Wasserverlust entspre­ auf den langsamen Wasserstrom durch einen übermäßig großen Raum T zwischen der Innenfläche des Gehäuses 61 und der Außenfläche des Temperaturfühlerelements 64 zurückzuführen.

In der DE-OS 25 48 650 wird eine thermostatische Mischbatterie mit einem Gehäuse beschieben, in welchem ein Einsatz sitzt, der eine Anordnung zum Regeln der Temperatur durch Veränderung des Mischungsverhältnisses von Warm- und Kaltwasser aufnimmt, welche ein warmwasserempfindli­ ches Element enthält, das an einem vom Gehäuse getragenen Temperaturregler angeschlossen ist, wobei Gehäuse und Einsatz jeweils Einlässe für Warm- und Kaltwasser und einen Misch­ wasserauslaß aufweisen und die Warm- und Kaltwassereintritts­ öffnungen des Einsatzes radial in der Seitenwand des Einsatzes angebracht sind, der in dem Gehäuse unter dem Einfluß eines Ausflußregelteiles mit zwei Stellungen, von denen eine die Verbindung zwischen dem Mischwasseraustritt des Einsatzes und dem des Gehäuses unterbricht, beweglich ist, wobei in dem vom Einsatz begrenzten Mischraum zwei Ablenk­ vorrichtungen vorgesehen sind, welche die radiale Einström­ richtung des Warm- und Kaltwassers in eine axiale Strömung umwandeln und dabei das warme Wasser gegen das kalte Wasser leiten. Die Ablenkvorrichtungen sind so ausgestaltet, daß sie eine kreisringförmige Öffnung bilden, die so groß ist, daß das Mischwasser austreten kann, aber doch so klein wie möglich, um an dieser Stelle eine maximale Ausflußgeschwin­ digkeit zu erhalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Empfindlich­ keit des Temparaturfühlerelements einer solchen Mischbatterie zu steigern.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale im kennzeich­ nenden Teil des Patentanspruchs.

Das erfindungsgemäße Temperaturfühlerelement spricht rasch auf eine Änderung der Wassertemperatur an.

Es folgt die Beschreibung einer bevorzugten Ausführungs­ form der Erfindung im Zusammenhang mit den Zeichnungen.

Es zeigt:

Fig. 1 eine zum Teil abgeschnittene Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Mi­ schen von Warmwasser und Kaltwasser in be­ vorzugter Ausführung;

Fig. 2 ein Vertikalschnitt durch die Vorderseite der Vorrichtung gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine Schnittansicht nach der Linie III-III von Fig. 1;

Fig. 4 eine Schnittansicht nach der Linie IV-IV von Fig. 2;

Fig. 5 eine Schnittansicht nach der Linie V-V von Fig. 2;

Fig. 6 eine vergrößerte Schnittansicht eines erfin­ dungsgemäßen Steuerventils;

Fig. 7 eine Seitenansicht des Steuerventils gemäß Fig. 6;

Fig. 8 eine vergrößerte, zum Teil abgeschnittene perspektivische Ansicht eines Gehäuse zur Aufnahme eines erfindungsgemäßen Temperatur­ fühlerelements;

Fig. 9 eine horizontale Schnittansicht einer Vor­ richtung nach der japanischen Offenlegungs­ schrift 57-1 27 171;

Fig. 10 eine vergrößerte Schnittansicht der Vorrich­ tung gemäß Fig. 9.

In den Fig. 1 bis 5 weist die erfindungsgemäße Vor­ richtung zum Mischen von Warmwasser und Kaltwasser ein Gehäuse 1 auf, in welchem eine Warmwasserversorgungs­ kammer 2, eine Kaltwasserversorgungskammer 3 und eine Mischwasserkammer 4 koaxial zueinander ausgebildet und mittels nach innen weisender Flansche 28 voneinander getrennt sind. Die Zuleitung von Warmwasser zur Warm­ wasserversorgungskammer 2 erfolgt über einen Warmwas­ serdurchlauf 8, der über einen Warmwassereinlaß 5 mit der Kammer 2 kommuniziert. Die Zuleitung von Kaltwas­ ser zur Kaltwasserversorgungskammer 3 erfolgt über ei­ nen Kaltwasserdurchlauf 9, der über einen Kaltwasser­ einlaß 6 mit der Kammer 3 kommuniziert. Der Kalt- und Warmwasserdurchlauf 8 und 9 sind mittels einer Trenn­ wand 10 von den Kammern 2, 3 und 4 derart abgetrennt, daß sich die Wasserdurchläufe 8 und 9 in axialer Rich­ tung des Ventilgehäuses 1 parallel zu den Kammern 2, 3 und 4 erstrecken. Die stromabwärtigen Bereiche der Durchläufe 8 und 9 liegen übereinander, wie das in Fi­ gur 3 dargestellt ist.

Ein Ventilgehäuse 24, in welchem ein Hauptventil 17 und ein zylindrisches Steuerventil 18 verschieblich angeordnet sind, ist in die nach innen weisenden Flansche 28 eingepaßt. Warmwasser fließt aus der Warmwasserversorgungskammer 2 durch den Warm­ wassereinlaß 5′ in die Ventilkammer 24, während Kalt­ wasser aus der Kaltwasserversorgungskammer 3 durch den Kaltwassereinlaß 6′ in die Ventilkammer 24′ fließt.

Das rechte Ende des Ventilgehäuses 24 ist mit einem Schraubengewinde 42 versehen, auf welches eine Hutmut­ ter 19 geschraubt ist (Fig. 1 und 2). Eine Ventil­ spindel 23 erstreckt sich durch eine Öffnung, die axial in der Mitte der Hutmutter 19 ausgebildet ist. Ein Ende der Ventilspindel 23 ist in eine Gewindeboh­ rung 43 geschraubt, die axial in dem Hauptventil 17 vorgesehen ist, während das andere Ende der Ventil­ spindel 23 einen Knopf 38 trägt. Durch Drehen des Knopfes 38 ist das Hauptventil 17 axial bewegbar und läßt sich gegen das Steuerventil 18 drücken. Mit Hilfe des Knopfes 38 kann also der Wasserfluß manuell unter­ brochen werden.

Das linke Ende des Ventilgehäuses 24 ist mit dem rechten Ende eines länglich ausgebildeten Rohrkörpers 11 ver­ bunden, der sich durch die Mischwasserkammer 4 hin­ durch erstreckt (Fig. 1 und 2). Das innerhalb der Ventilkammer 24′ angeordnete Ende des Rohrkörpers 11 ist als Ventilsitz 13 ausgebildet, auf welchem das Steuerventil 18 sitzt. Der Rohrkörper 11 weist einen nach außen weisenden Flansch 41 auf. Eine Abschluß­ schraube 16 ist in das linke Ende des Gehäuses 1 ge­ schraubt, so daß der nach außen gerichtete Flansch 41 gegen eine ringförmige Schulter gedrückt wird, die durch den nach innen weisenden, äußersten linken Flansch 28 gebildet wird (Fig. 1). Der Rohrkörper 11 erstreckt sich weiter nach links durch die Abschluß­ schraube 16 hindurch. Der aus der Abschlußschraube 16 heraustretende Bereich des Rohrkörpers 11 weist ein Schraubengewinde 44 auf, auf welches eine Hutmutter 33 geschraubt ist. Eine Spindel 23′ erstreckt sich durch eine Öffnung, die axial in der Mitte der Hutmut­ ter 33 ausgebildet ist. Das äußere Ende der Spindel 23′ ist über eine Keilnut 35 mit einem Knopf 38′ ver­ bunden, während das innere Spindelende über eine Keil­ nut 36 mit einer Abschlußschraube 45 verbunden ist, die in den Rohrkörper 11 eingeschraubt ist.

Eine mit einer Öffnung ausgebildete Zwischenlagscheibe 21 sitzt in dem linken Ende des Steuerventils 18 in Fig. 2, und eine Feder 22 lagert mit ihren entgegenge­ setzten Enden an der Zwischenlagscheibe 21 und einer in dem Hauptventil 17 ausgebildeten ringförmigen Schulter 21′, so daß das Steuerventil 18 gegen den Ventilsitz 13 vorgespannt wird.

In den Fig. 2 bis 7 ist das Steuerventil 18 auf der dem Hauptventil 17 zugewandeten Seite mit einer Ring­ dichtung 15 und auf der dem Ventilsitz 13 zugewandten Seite mit einer weiteren Ringdichtung 15′ ausgestat­ tet. Die Durchmesser D der Ringachsen der Dichtungen 15 und 15′ ist gleich dem Außendurchmesser des Steuer­ ventils 18.

Eine Vielzahl von Öffnungen 14 ist in dem Steuerven­ til 18 parallel zu dessen Achse vorgesehen, so daß Warmwasser aus der Warmwasserversorgungskammer 2 durch den Warmwassereinlaß 5′ und die Öffnungen 14 in das Gehäuse 26 fließen kann, während die Ringdichtung 15 von dem Hauptventil 17 losgelöst ist. In gleicher Wei­ se kann Kaltwasser aus der Kaltwasserversorgungskammer 3 durch den Kaltwassereinlaß 6′ in das Gehäuse 26 fließen, während die Ringdichtung 15′ von dem Ventil­ sitz 13 losgelöst ist.

In den Fig. 2 und 8 ist ein Gehäuse 26 verschieb­ lich in den länglich ausgebildeten Rohrkörper 11 ein­ gepaßt und behaust ein Temperaturfühlerelement 30, das mit einem flüssigen oder gasförmigen Temperaturfühl­ medium gefüllt ist. Auf der dem Steuerventil 18 zuge­ wandten Seite ist das Gehäuse 26 mit einer Vielzahl von Vorsprüngen 27 ausgebildet, die sich mit einer Vielzahl von Ausnehmungen 27′ abwechseln. Durch die Ausnehmungen 27′ verfügt das Temperaturfühlerelement 30 bereits im Frühstadium einer Änderung der Wasser­ temperatur über höchste Empfindlichkeit. Ein Ende des Temperaturfühlerelements 30 springt aus dem Gehäuse 26 vor, so daß bei Anlage der Ringdichtung 15′ an dem Ventilsitz 13 das Ende des Temperaturfühlerelements 30 in geringem Maße in das Steuerventil 18 hineinragt.

Der Wasserstrom fließt durch einen schmalen Zwischen­ raum 29 zwischen der Innenfläche des Gehäuses 26 und der Außenfläche des Temperaturfühlerelements 30 und verläßt das Gehäuse 26 durch Austrittsöffnungen 40. Der Wasserstrom bzw. Wasserfluß ist anhand des Pfeils P ₃ in Fig. 8 gekennzeichnet. Die Drosselwirkung des Gehäuses 26 trägt zu einer sehr hohen Empfindlichkeit des Temperaturfühlerelements 30 bei.

Eine Schubstange 31 ist für den Betrieb des Gehäuses 26 vorgesehen. Die Abschlußschraube 45 weist eine Boh­ rung auf, in welcher eine Scheibe 32 mit tassenförmig gewölbter Oberfläche für eine Haltewirkung gegen das linke Ende der Schubstange 31 axial verschiebbar ist. Die Scheibe 32 ist durch eine Feder 22′ nach rechts vorgespannt. Diese Feder arbeitet entgegengesetzt der Feder 22, und das Steuerventil 18 wird durch die bei­ den Federn normalerweise in Ausgleichslage gehalten. Die Ausgleichslage wird dann aufgehoben, wenn das Tem­ peraturfühlerelement 30 in Abhängigkeit einer Änderung der Temperatur des durch den Zwischenraum 29 fließen­ den Wassers betätigt wird, nämlich zur Regulierung der Warm- und Kaltwasserflußrate. Bezugsziffer 34 bezeich­ net einen Druckknopf für eine nicht abgebildete Si­ cherheitseinrichtung.

Im Normalzustand nehmen die Teile die in Fig. 2 ge­ zeigte Lage ein. Warmwasser wird durch den Warmwas­ serdurchlauf 8 und den Warmwassereinlaß 5 in die Warm­ wasserversorgungskammer 2 gespeist, fließt durch den Warmwassereinlaß 5′ in die Ventilkammer 24′ und dann durch die Öffnungen 14 in das Gehäuse 26, bleibt wäh­ rend des Durchfließens des schmalen Zwischenraums 29 in Kontakt mit der Oberfläche des Temperaturfühlerele­ ments, fließt durch die in dem Gehäuse 26 vorgesehenen Austrittsöffnungen 40 und durch in dem länglichen Rohrkörper 11 ausgebildete Austrittsöffnungen 40′ aus dem Gehäuse 26 und schließlich aus einem Hahn 39.

Das Temperaturfühlerelement 30 arbeitet sehr rasch, wenn es eine Temperaturänderung des über den Zwischen­ raum 29 in die Wassermischkammer 4 gespeisten Warmwas­ sers erfaßt. Dann dehnt sich das Temperaturfühlerele­ ment 30 hin zu dem Steuerventil 18 aus und übt eine Schubwirkung auf letzteres aus, woraufhin der Zwi­ schenraum zwischen dem Steuerventil 18 und dem Haupt­ ventil 17 verringert wird, während sich die Ringdich­ tung 15′ des Steuerventils 18 von dem Ventilsitz 13 löst bzw. wegbewegt. Folglich kann Kaltwasser, das aus der Kaltwasserversorgungskammer 3 über den Kalt­ wassereinlaß 6′ in die Ventilkammer 24′ gespeist wurde, in das Gehäuse 26 fließen und vermischt sich dort wäh­ rend des Durchfließens des Zwischenraums 29 mit Warm­ wasser. Das vermischte Wasser fließt durch die Aus­ trittsöffnungen 40 und 40′ aus dem Gehäuse 26 in die Mischwasserkammer 4 und schließlich aus dem Hahn 39.

Während der Zeitspanne, in welcher die Ringdichtung 15′ des Steuerventils 18 nur ein wenig von dem Ventil­ sitz 13 entfernt ist, gelangt Kaltwasser durch die Ausnehmungen 27′ in das Gehäuse 26, so daß ein Absin­ ken der Wassertemperatur aufgrund des zufließenden Kaltwassers bereits im Frühstadium des Absinkens der Wassertemperatur von dem Temperaturfühlerelement 30 erfaßt werden kann. Dann zieht sich das Temperaturfüh­ lerelement 30 zusammen und reguliert dadurch den Zwi­ schenraum zwischen dem Steuerventil 18 und dem Haupt­ ventil 17, so daß durch den Wasserhahn 39 Wasser mit einer mittleren Temperatur abgegeben wird.

Die vorstehende beschriebene Temperaturregelung wird durch die Tatsache erleichtert, daß das Gehäuse 26 und das Temperaturfühlerelement 30 mittels einer Feder 22′ federelastisch nach rechts vorgespannt sind und daß die Feder 22 entgegengesetzt der Feder 22′ arbeitet, so daß das Steuerventil 18 federelastisch in Aus­ gleichslage gehalten wird.

Ist eine Feinregelung erwünscht, so wird der Knopf 38′ betätigt und die Abschlußschraube 45 dadurch nach in­ nen gedreht. Daraufhin wird die Feder 22′ zusammenge­ drückt und übt über die Scheibe 32 und die Schubstange 31 Druck auf das Gehäuse 26 und das Temperaturfühler­ element 30 aus, so daß der Bewegungsspielraum des Steuerventils 18 verringert wird.

Zur Verringerung der Flußrate von Warmwasser aus dem Hahn 39 wird der Knopf 38 manuell betätigt und da­ durch der Zwischenraum zwischen dem Steuerventil 18 und dem Hauptventil 17 verengt.

Der Wasserfluß läßt sich unterbrechen, indem der Knopf 38 so betätigt wird, daß eine Bewegung bzw. Verschie­ bung des Hauptventils 17 nach links erfolgt (Fig. 2). Daraufhin wird das Hauptventil 17 gegen das Steuerven­ til 18 gedrückt, so daß Warm- und Kaltwasser an der Außenseite der Ringdichtungen 15 und 15′, jeweils ab­ geschnitten wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Mischen von Warm­ wasser und Kaltwasser bietet folgende Vorteile:

(1) Die Stelle , an der Warmwasser abgeschnitten wird, bleibt getrennt von der Stelle, an der Kaltwas­ ser abgeschnitten wird. Durch diese Konstruktion wird von Anfang an die Möglichkeit ausgeschlossen, daß Kaltwasser, dessen Zulaufdruck höher ist als der von Warmwasser, zurückfließt in den Wassererwärmer und da­ durch Wärmeverluste verursacht und/oder den Zündbren­ ner abstellt.

(2) Der Wasserdruck auf beiden Seiten des Steuerven­ tils ist gleich groß, da nämlich die Durchmesser D der Ringachsen der Dichtungen 15 und 15′ gleich dem Außen­ durchmesser des Steuerventils 18 sind. Dadurch ist das Steuerventil 18 frei bzw. unabhängig von Differenz­ druck, der eine Verschiebung des Steuerventils 18 hin zur druckärmeren Seite bewirken und die Einhaltung ei­ ner vorher eingestellten Temperatur durch die Vorrich­ tung schwierig gestalten würde.

(3) Im Falle von Ablagerungen oder an den Oberflä­ chen des Hauptventils 17, des Steuerventils 18 und/ oder des Ventilsitzes 13 haftenden Fremdkörpern in dem Ausmaß, daß die Feinregelung der Warmwassertemperatur behindert wird, können solche Ablagerungen oder Fremd­ körper durch Betätigung des Knopfes 38 abgewaschen werden, so daß das Hauptventil 17, während Warmwasser aus dem Hahn 39 abgelassen wird, mehrere Male hin- und herbewegt wird.

(4) Durch die vorhandenen Ausnehmungen 27′ und den schmalen Zwischenraum 29 verfügt das Temperaturfühler­ element 30 selbst bei plötzlicher Betätigung des Knopfes 38 über ein rasches Ansprechverhalten, wodurch eine gleichmäßige Temperaturregelung erfolgen kann.

(5) Im Gegensatz zu herkömmlichen Vorrichtungen ist die Möglichkeit einer falschen Betätigung der Knöpfe 38 und 38′ bei vorliegender Erfindung ausgeschaltet. Durch die einfache bauliche Ausbildung der erfindungs­ gemäßen Vorrichtung läßt sich die Produktion steigern, während Transport- und Verpackungskosten drastisch ge­ senkt werden.

Obwohl die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben wurde, sind Abwandlungen hinsichtlich der Konstruktion, Kom­ bination und Anordnung von Teilen möglich, ohne dabei vom Rahmen der Erfindung abzuweichen, der in den An­ sprüchen wiedergegeben ist.

Claims (1)

1. Vorrichtung zum Mischen von Warmwasser und Kalt­ wasser, mit einer Warmwasserversorgungskammer (2), die mit Warmwasser aus der Warmwasserleitung gespeist wird, einer Kaltwasserversorgungskammer (3), die mit Kalt­ wasser aus der Kaltwasserleitung gespeist wird, mit einem in der Warmwasserversorgungskammer (2) und der Kaltwasserversorgungskammer (3) behausten Ventilgehäu­ se (24), welches die Ventilkammer (24′) bildet, mit einer Mischwasserkammer (4), die mit den beiden Ver­ sorgungskammern (2, 3) über einen Warmwassereinlaß (5′) und einen Kaltwassereinlaß (6′) im Ventilgehäuse kom­ muniziert und koaxial zu letzterer angeordnet ist, mit einem Hauptventil (17) und einem Steuerventil (18), die in der Ventilkammer (24′) angeordnet und dieser angepaßt sind, mit einem länglich ausgebildeten Rohr­ körper (11), der sich durch die Mischwasserkammer (4) hindurch erstreckt, wobei ein in der Ventilkammer (24′) befindliches Ende des Rohrkörpers (11) als Ven­ tilsitz (13) ausgebildet ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein Zwischenraum (29) zwischen der Innenfläche des Gehäuses (26) und der Außenfläche des Temperaturfühler­ elements (30) eng bemessen ist, wobei ein Ende das Temperaturfühlerelements (30) aus dem Gehäuse vorspringt, so daß bei Anlage dar Dichtung (15′) an dem Ventilsitz (13) dieses Ende das Tempera­ turfühlerelements (30) geringfügig in das Steuerventil (18) eintritt, wobei das Gehäuse (26) auf der dem Steuerventil (18) zugewandten Seite mit einer Vielzahl von Vorsprüngen (27) ausgebildet ist, die sich mit einer Vielzahl von Ausneh­ mungen (27′) abwechseln.