DE3503793A1

DE3503793A1 - Mischventil

Info

Publication number: DE3503793A1
Application number: DE19853503793
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl.-Ing. 4770 Soest Pawelzik
Original assignee: Friedrich Grohe Armaturenfabrik GmbH and Co
Current assignee: Grohe Water Technology AG and Co KG
Priority date: 1985-02-05
Filing date: 1985-02-05
Publication date: 1986-08-07
Anticipated expiration: 2005-02-06
Also published as: FR2577003B1; IT1188316B; DK53386A; FR2577003A1; IT8619184A0; DE3503793C2; ES292012U; DK53386D0; US4621659A

Description

Friedrich Grohe Armaturenfabrik GmbH & Co.

GRP- 605

Mischvent il

Die Erfindung betrifft ein Mischventil für den Sanitärbereich mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Bei Mischventilen zur Temperierung von Wasser im Sanitärbereich ist es wesentlich zwischen den Endstellungen "kalt" und "warm" einen relativ großen Schwenkwinkel oder eine relativ große Einstellstrecke für den Temperaturbereich von 30 bis 45° C zu haben. Dieser der Körpertemperatur des Benutzers naheliegende Temperaturbereich sollte leicht und relativ genau einstellbar sein, denn schon geringe Abweichungen von 1 bis 2 C von der ge-

wünschten Temperatur sind spürbar. Bei den bekannten Mischventilen der eingangs genannten Gattung erfolgt die Einstellung des Mischungsverhältnisses relativ proportional zum Drehwinkel des Handgriffs, so daß bei einem Gesamtschwenkwinkelbereich von 110° vielfach für den Mischwassertemperaturbereich von 30 bis 45° nur ein Schwenkwinkel von etwa 20° zur Verfügung steht und eine feinfühlige Einstellung Schwierigkeiten bereiten kann.

Aus der Druckschrift DE-OS 32 44 121 ist zur Verbesserung des Einstellverhaltens im bevorzugten Mischwasserbereich, der sogenannten Komfortzone,vorgeschlagen, die Drehachse der Steuerscheibe exzentrisch zur Ventilsitzscheibe anzuordnen. Hierbei ist u.a. jedoch ein Ventilgehäuse mit exzentrisch zueinander ausgebildeten Aufnahmelagern für die Ventilscheiben erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebene Mischventil zu verbessern, so daß eine komfortable und genaue Einstellung der Mischwassertemperatur,insbesondere zwischen 30 und 45° C,ermöglicht ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 6 angegeben.

Mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen wird erreicht, daß der Einstellschwenkwinkel für Mischwasser im Temperaturbereich von 30 bis 45 C,die sogenannte Komfortzone, auf 34 bei einem Gesamtschwenkwinkel von der Stellung "kalt" bis zur Stellung "warm" von 110° erhöht werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert.

Es zeigt

Figur 1 eine Mischventilbaueinheit bzw.

Ventilkartusche im Längsschnitt, wie sie in Sanitärarmaturen ein

gesetzt wird;

Figur 2 eine Ventilsitzscheibe gemäß

Figur 1 in Draufsicht; 10

Figur 3 eine Steuerscheibe gemäß Figur 1

in Druntersicht;

Figur 4 eine Draufsicht der beiden Ventilscheiben gemäß Figur 1 in ver

größerter Darstellung, wobei die beiden Scheiben sich in einer Stellung (Stellwinkel 0°) zueinander befinden, in der der volle Durchfluß und eine Mischung gleicher

Anteile von Kalt- und Warmwasser erfolgt;

Figur 5 Ventilscheiben gemäß Figur 4 in der voll geöffneten Kaltwasser

stellung (Stellwinkel 55°);

Figur 6 ein Schaubild, in dem,bezogen zum

Schwenkwinkel, Durchflußmengen und die Mischwassertemperatur angegeben

sind, wie sie beim Mischventil mit konzentrisch angeordneten Durchtrittsöffnungen gemessen worden sind;

Figur 7 ein Schaubild, in dem, bezogen zum Schwenkwinkel, die Durchflußmengen und die Mischwassertemperatur angegeben sind, wie sie bei einem Mischventil mit exzentrisch angeordneten Durchtrittsöffnungen gemessen worden sind.

Das Mischventil ist in einem zylindrischen Ventilgehäuse zu einer Baueinheit zusammengefaßt, die insgesamt in eine Sanitärarmatur eingesetzt werden kann. Im Bodenbereich des Ventilgehäuses 1 ist eine Ventilsitzscheibe 2 aus keramischem Material ortsfest gelagert und mit einer Durchtrittsöffnung 21 für Kaltwasser, einer Durchtrittsöffnung 22 für Warmwasser sowie einer Durchtrittsöffnung 23 für Mischwasser versehen, welche mit entsprechenden Kanälen in der in der Zeichnung nicht dargestellten Sanitärarmatur verbindbar sind. An der Ventil-Sitzscheibe 2 ist eine aus keramischem Material hergestellte Steuerscheibe 3 mit einem Überströmkanal 31 angelagert. Die beiden Scheiben liegen mit feinstbearbeiteten Oberflächen aneinander, so daß eine wasserdichte Lagerung gewährleistet ist. Die Steuerscheibe 3 ist hierbei mit einer Abdeck- und Führungshaube 32 an der von der Ventilsitzscheibe 2 abgekehrten Stirnseite formschlüssig verbunden und verschließt somit an der einen Stirnseite den als glatten Durchbruch ausgebildeten Überströmkanal 31. Die Abdeck- und Führungshaube 32 wird andererseits von einem drehbar im Ventilgehäuse 1 gelagerten Drehkörper 4 aufgenommen, wobei außerdem in diesem Drehkörper auf seiner Drehachse 41 ein doppelarmiger Hebel 42 angeordnet ist, der neben den gemeinsamen Drehmöglichkeiten mit dem Drehkörper 4 noch um eine senkrecht zur Drehachse 41 liegende Kippachse 43 ausgelenkt werden kann. Der

Hebel 42 ist außerdem mit seinem inneren Hebelarm mit der Abdeck- und Führungshaube 32 im Bereich der Anlenkachse 38 verbunden. Erfährt nun der Hebel 42, z.B. durch ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Griffstück, eine Auslenkung, so wird die Abdeck- und Führungshaube 32 mit der Steuerscheibe 3 radial zur Ventilsitzscheibe 2 verschoben, wodurch die Durchflußmengenregulierung erfolgt. Durch ein Drehen des Hebels 42 und des Drehkörpers 4 wird die Abdeck- und Führungshaube 32 zusammen mit der Steuerscheibe 3 entsprechend zur Ventilsitzscheibe 2 verdreht, wodurch die Bestimmung des Mischungsverhältnisses des zufließenden kalten und warmen Wassers erreicht wird.

Die Ventilsitzscheibe 2 ist, wie insbesondere aus Figur 2 zu entnehmen ist, im wesentlichen kreisförmig ausgebildet, wobei die Durchtrittsöffnungen 21,22 symmetrisch in einer Hälfte der Ventilsitzscheibe 2 angeordnet sind, während etwa in der anderen Hälfte die Durchtrittsöffnung 23 für die Rückführung von Mischwasser ausgebildet ist. Die Durchtrittsöffnungen 21,22 sind auf einem Kreisbogen mit einem Radius 20 von ca. 13 mm Länge ausgebildet, wobei der Mittelpunkt um eine Strecke 28 von 1 mm in die gegenüberliegende Hälfte der Ventilsitzscheibe 2 verschoben ist. Die beiden Durchtrittsöffnungen 21,22 erstrecken sich,jeweils von der Symmetrieachse 25 ausgehend, über einen Bogen von 5 bis 75 Winkelgrade. Die auf dem Kreisbogen mit dem Radius 20 angeordneten Durchtrittsöffnungen 21,22 haben etwa eine maximale Dicke von 3,6 mm an der der Symmetrieachse 25 zugekehrten Stirnseite 29 und sind zur gegenüberliegenden Stirnseite,sich dem äußeren Kreisbogen annähernd, verjüngend ausgebildet, wobei die Dicke dieser Stirnseite etwa 0,75 der maximalen Dicke beträgt. An der Innenseite der Durchtrittsöffnungen 21,22 ist jeweils eine Einschnürung 24 von etwa einem Drittel

der Bogenlänge der Durchtrittsöffnung eingeformt, wobei die Einschnürung von der der Symmetrieachse 25 zugekehrten Stirnseite einen Abstand 27 von etwa 0,4 der Bogenlänge der Durchtrittsöffnung hat. Die Stirn-Seiten der Durchtrittsöffnungen 21,22 sind an ihrer Austrittsseite halbkreisförmig ausgebildet.

Die Steuerscheibe 3 ist, wie insbesondere Figur 3 zu entnehmen ist, mit einem als Durchbruch ausgebildeten, symmetrisch zur Mittelachse 37 geformten Überströmkanal 31 versehen. Im Bereich der Durchtrittsöffnungen 21,22 ist der Überströmkanal 31 von einer bogenförmigen Stirnkante 34 begrenzt, die einen maximalen Abstand 39 zur Anlenkachse 38 von etwa 9,5 mm hat, wobei der Radius der bogenförmigen Kante etwa 10 mm beträgt. Die maximale Breite 33 der Stirnkante 34 beträgt etwa 15 mm, wobei die Ecken 35 der Stirnkante 34 mit einem Radius von etwa 2,5 mm gerundet sind. Die an der Stirnkante 34 an beiden Seiten anschließenden geraden Seitenwände 36 haben eine Neigung von jeweils 7,5° zur Mittelachse 37. Im Bereich f der Durchtrittsöffnung 23 für die Rückführung des Mischwassers ist der Überströmkanal 31 so ausgebildet, daß in jeder Ventilstellung ein hinreichender Querschnitt für die Rückführung des Mischwassers gewährleistet ist.

ί In der Figur 6 ist ein vorstehend beschriebenes Mischventil ohne Mittenversatz bzw. ein Mischventil, bei dem die Durchtrittsöffnungen 21,22 um die Strecke 0 verschoben sind, in seinem Mischungsverhalten gezeigt. Die in der graphischen Darstellung angegebenen Werte wurden in einem Versuch mit 3,3 bar druckaufweisendem Kalt-und Warmwasser, bei freiem Auslauf sowie bei Vorlauftemperaturen von 15°C des Kaltwassers und 7O°C des Warmwassers ermittelt. Auf der Abszisse ist der Schwenkwinkel in Grad des Stellhebels aufgetragen, während auf der rechten Ordinate die Temperatur des

Mischwassers in Grad Celsius und auf der linken Ordinate die Wassermenge in Liter pro Minute aufgetragen ist. Die Kurve 5 zeigt in Abhängigkeit zum Schwenkwinkel die Temperatur des austretenden Mischwassers, während die Kurven 6 und 7 die Mengen des zufließenden Kalt- und Warmwassers anzeigen. Wie ersichtlich, beträgt der Schwenkwinkel des Hebels 42 bei einer Temperaturänderung des Mischwassers von 30 auf 45°C 28 Winkelgrade. Die sogenannte Komfortzone umfaßt also einen Schwenkwinkel

von 28°.

In der Figur 7 ist das Mischungsverhalten des vorstehend beschriebenen Mischventils gezeigt, wobei die Durchtrittsöffnungen 21,22 um eine Strecke 28 von einem Millimeter verschoben angeordnet sind. Bei den gleichen Ver-Suchsbedingungen, wie sie zu der Figur 6 eingesetzt waren, kann mit dem Mittenversatz der Hebel 42 im Temperaturbereich von 30 bis 45 C um 34 verschwenkt werden, wie aus dem Schaubild ersichtlich ist. Die sogenannte Komfortzone umfaßt somit einen Schwenkwinkel von 34°, wobei der maximale Schwenkwinkel des Mischventils 110° beträgt.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das vorbeschriebene Beispiel beschränkt, sondern kann auch bei Mischventilen verwirklicht werden, bei denen eine Mischwasserrückführung durch die Ventilsitzscheibe nicht vorgesehen ist. Beispielsweise kann der Überströmkanal 31 radial aus der Steuerscheibe herausgeführt sein oder koaxial durch die Steuerscheibe hindurchgeführt sein.

Bei der letzteren Ausführung kann der Überströmkanal 31 auf eine etwa sichelförmige Durchtrittsöffnung mit bogenförmiger Stirnkante 34 begrenzt werden.

Claims

Friedrich Grohe Armaturenfabrik GmbH & Co. GRP - 605 ANSPRÜCHE

1. Sanitäres Mischventil mit einer durch ein Griffstück zu einer ortsfest gehalterten, Wasserdurchtrittsöffnungen aufweisenden Ventilsitzscheibe verstellbaren Steuerscheibe, mit der durch Drehung das Mischungsverhältnis und durch radiales Verschieben die Auslaufmenge des Mischwassers einstellbar ist, j*^v wobei die Durchtrittsöffnungen für Kalt- und Warm- ^ wasser symmetrisch in einer Hälfte der Ventilsitz- ^H scheibe etwa als Ringstücke auf einem Kreisbogen ausgebildet sind und ein in der Steuerscheibe ausgebildeter überströmkanal über eine bogenförmige Stirnkante mit den Durchtrittsöffnungen wahlweise in Überlappung bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Durchtrittsöffnungen (21,22) auf der Austrittsseite zur Steuerscheibe (3) an ihrer Innenseite jeweils eine Einschnürung (24) von etwa einem Drittel ihrer Bogenlänge aufweisen und die Einschnürung (24) von der der Symmetrieachse (25) zugekehrten Stirnseite einen Abstand (27) von etwa 0,4 der Bogenlänge der Durchtrittsöffnung (21,22) hat.

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2. Mischventil nach Anspruch 1, mit einer im wesentlichen kreisförmigen Ventilsitzscheibe, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümraungsmittelpunkt der beiden Durchtrittsöffnungen (21,22) parallel zur Symmetrieachse (25) vom Mittelpunkt der Ventilsitzscheibe (2) in Richtung auf die gegenüberliegende Hälfte um eine bestimmte Strecke (28) verschoben angeordnet ist.

3. Mischventil nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bogenförmigen Durchtrittsöffnungen (21,22) an der der Symmetrieachse (25) zugekehrten Stirnseite (29) die maximale Dicke aufweisen und zur anderen Stirnseite verjüngend ausgebildet sind, wobei diese Stirnseite eine Dicke von etwa 0,75 der maximalen Dicke hat und die Einschnürung (24) in entsprechend verjüngend ausgebildeter Form etwa 0,5 bis 0,3 der maximalen Dicke beträgt.

4. Mischventil nach Anspruch 2 und wenigstens einem weiteren Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsmittelpunkt der beiden Durchtrittsöffnungen (21,22) um eine Strecke (28) von etwa 1 mm verschoben ist und der Radius (20) des äußeren Kreisbogens der Durchtrittsöffnungen (21,22) etwa 13 mm beträgt, wobei die beiden Stirnseiten der Durchtrittsöffnungen (21,22) an ihrer Austrittsseite einen Halbkreis bilden und die Durchtrittsöffnungen (21,22) jeweils von der Symmetrieachse (25) beginnend, sich über einen Bogen von etwa 5 bis 75 Winkelgrade erstrecken und eine maximale Dicke von etwa 3,6 mm haben.

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5. Mischventil nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche mit einer Ventilsitzscheibe, in der außerdem eine Durchtrittsöffnung für die Rückführung des Mischwassers vorgesehen ist,und einer Steuerscheibe, in der ein als Oberflächenkanal ausgebildeter Überströmkanal zur wahlweisen Verbindung der Durchtrittsöffnungen ausgebildet ist , dadurch gekennzeichnet, daß der Überströmkanal (31) trapezförmig von den beiden Seitenwänden (36) in Richtung auf die Durchtrittsöffnung (23) für das Mischwasser verengt ist.

6. Mischventil nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Breite (33) des Überströmkanals (31) etwa 15 mm beträgt und die bogenförmige Stirnkante (34) einen Radius von etwa lO mm hat, deren Ecken (35) mit einem Radius von etwa 2,5 mm gerundet sind, und der maximale Abstand (39) zur Anlenkachse (38) etwa 9,5 mm beträgt, wobei an der Stirnkante (34) die Seitenwände (36) mit jeweils 7,5 Grad Neigung zur Mittelachse (37) anschließen.