Die vorliegende Erfindung betrifft einen thermostatischen Mischer, der eine Vorrichtung zur dynamischen Regelung des Kaltwasserflusses enthält, der den Mischer versorgt.

Die thermostatischen Mischer, die dafür geeignet sind, einen großen Durchfluss zu bewältigen, funktionieren regelmäßig dann nicht, wenn der Durchfluss, der von ihnen angefordert wird, viel kleiner als der maximale Durchfluss ist, für den sie ausgelegt sind, wie es beispielsweise auftritt, wenn ein zum Versorgen einer Anlage mit mehreren Duschen geeigneter thermostatischer Mischer zum Versorgen einer einzigen Dusche verwendet wird. Unter diesen Umständen verlieren die thermostatischen Mischer ihre Stabilität und versetzen sich in Schwingung, so dass- der von ihnen abgeleitete Wasserflusses ständigen Änderungen des Verhältnisses der Mischung zwischen kaltem Wasser und warmem Wasser unterliegt und somit Temperaturschwankungen erleidet, die für den Benutzer unangenehm sind und gefährlich werden können. Dieser Nachteil kann dadurch behoben werden, dass dem dem thermostatischen Mischer zugeführten Fluss des kaltem Wassers ein Widerstand entgegengesetzt wird, wenn kleine Durchflüsse von Mischwasser gefördert werden sollen, und dieser Widerstand unterdrückt oder reduziert wird, wenn große Durchflüsse von Mischwasser gefördert werden sollen. Diese Operation wird automatisch von Vorrichtungen zur dynamischen Regelung des Flusses ausgeführt, bei denen vorgesehen ist, den dem ankommenden kalten Wasser zur Verfügung gestellten Durchgangsquerschnitt zu reduzieren, wenn der aufgenommene Durchfluss reduziert ist, und einen größeren Durchgangsquerschnitt wiederherzustellen, wenn ein größerer Durchfluss angefordert wird.

Dennoch besitzen die bekannten Vorrichtungen zur dynamischen Regelung des Flusses verschiedene Nachteile. Vor allem müssen sie angesichts ihres Aufbaus und ihrer Abmessungen notwendigerweise Elemente sein, die in Serie zum Zulauf des kalten Wassers zum Mischer in die Anlage einzufügen sind und nicht in den Mischer selbst eingebaut werden könnten. Daraus folgt für eine korrekte Funktionsweise der Vorrichtung, dass die Last der Rückholfeder abhängig vom Zulaufdruck des kaltem Wassers eingestellt werden muss. Dies bringt es mit sich, dass die Vorrichtung bei ihrer Installation an die in der Anlage vorhandenen Druckbedingungen angepasst werden muss und dass andererseits die Funktionsweise der Vorrichtung nicht mehr regulär ist, wenn beträchtliche Variationen im Zulaufdruck des kalten Wassers auftreten.

Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen thermostatischen Mischer zu schaffen, der eine Vorrichtung zur dynamischen Regelung des kalten ^J Zulaufwassers enthält, deren Aufbau so einfach sein muss, dass ihr Einbau in den thermostatischen Mischer ermöglicht wird, und deren Funktionieren in weiten Bereichen unabhängig vom Zulaufdruck sein muss, so dass die Vorrichtung bei der Durchführung ihrer Installation keine Einstellungen erfordern darf und selbst dann nicht irregulär funktionieren darf, wenn beträchtliche Variationen des Zulaufdrucks auftreten.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen derartigen thermostatischen Mischer zu schaffen, der eine Vorrichtung zur dynamischen Regelung des Flusses enthält, der von einfacher Konstruktion ist, kostengünstig im Vergleich zu einem ähnlichen thermostatischen Mischer ist, der für sich genommen keine Vorrichtung zur dynamischen Regelung des Flusses enthält und mit einer separaten Vorrichtung zur dynamischen Regelung des Flusses ausgerüstet ist, und der eine große Zuverlässigkeit und eine lange Lebensdauer gewährleistet.

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß gelöst mit einem thermostatischer Mischer, umfassend, in einem Körper, der mit einem Zulaufdurchgang für das kalte Wasser, einem Zulaufdurchgang für das warme Wasser und einem Ablaufdurchgang für das gemischte Wasser versehen ist, einen Schieber, der zur Verschiebung in axialer Translation in dem Körper und zum verengenden Einwirken auf die Zulaufdurchgänge für das warme Wasser und für das kalte Wasser in gegenläufigen Richtungen vorgesehen ist, so dass deren Mischungsverhältnis verändert wird, ein Dehnungsthermoelement, das mit dem Schieber zu dessen Betätigung verbunden ist und sich in dem Ablaufdurchgang für das gemischte Wasser erstreckt, eine auf das Thermoelement und den Körper der Vorrichtung wirkende Feder, Mittel zum Einstellen der Ruheposition des Thermoelements und eine Stange, die das Thermoelement und die Mittel zur Einstellung von dessen Position verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren des Schiebers im Bereich des Zulaufdurchgangs des kalten Wassers eine ringförmige Zulaufkammer gebildet ist; dass der Mischer außerdem einen hohlen Zylinder aufweist, der im Inneren des Schiebers angeordnet und zur Verschiebung in axialer Translation zwischen einer ersten Position, in der er den Durchgang zwischen der* ringförmigen Kammer und dem Raum innerhalb des Schiebers und des Kolbens selbst verengt, und einer zweiten Position, in der der Kolben diesen Durchgang nicht verengt, vorgesehen ist; dass der Mischer eine zweite Feder umfasst, die zwischen dem Schieber und dem Kolben in derjenigen Richtung wirkt, dass sie den Kolben zur ersten Position hin beaufschlagt; dass der Kolben mit beschränkten radialen Durchgängen versehen ist, die ihn durchsetzen und sich im Bereich der ringförmigen Zulaufkammer befinden, wenn sich der Kolben in seiner ersten Position befindet; und der Kolben eine transversale Wand aufweist, die den Raum im Inneren des Kolbens in eine Zwischenkammer und eine Ablaufkammer unterteilt und in der sich ein axialer

begrenzter Durchgang für den Fluss befindet, der von der Stange zur Verbindung zwischen dem Thermoelement und den Mitteln für die Einstellung von dessen Position durchsetzt ist.

Auf diese Weise verengt der Kolben den Einlass des Mischers nur beim kalten Wasser, wenn er sich in seiner ersten Position (der Ruhe) befindet, und ermöglicht einen Fluss mit einem beschränkten Durchsatz, der, obwohl er viel kleiner als derjenige ist, für den der thermostatische Mischer ausgelegt ist, dank des Vorhandenseins der Verengung des Einlasses des kalten Wassers keine Störungen der Funktionsweise des thermostatischen Mischers verursacht.

Der Druck, der sich in der Zwischenkammer ausbildet, ist durch den Druckabfall bestimmt, den der Fluss beim Durchgang von der Zulaufkammer über die beschränkten radialen Durchgänge zur Zwischenkammer erleidet, und der in der Ablaufkammer herrschende Druck ist kleiner als der erstgenannte aufgrund des Druckabfalls, den der Fluss beim Durchqueren des in der transversalen Wand des Kolbens vorhandenen axialen begrenzten Durchgangs erleidet. Die auf den Kolben in axialer Richtung und in entgegengesetzter Richtung wie diejenige der Rückholfeder ausgeübte Wirkung beruht im Wesentlichen auf der Differenz zwischen dem in der Zwischenkammer herrschenden Druck und dem in der Ablaufkammer herrschenden Druck; diese Druckdifferenz wirkt auf den transversalen Abschnitt des Kolbens und neigt dazu, die Kraft der Rückholfeder zu ^' überwinden. Eine geeignete Dimensionierung hinsichtlich des Querschnitts der im Mantel des Kolbens vorgesehenen beschränkten Durchgänge, des freien Querschnitts des in der transversalen Wand des Kolbens vorgesehenen begrenzten Durchgangs und der Kraft der Rückholfeder wiederum ermöglicht es zu erreichen, dass sich der Kolben nicht aus seiner ersten Position in seine zweiten Position verschiebt, so lange ein Fluss abgeleitet wird, der

kleiner als der maximale Fluss ist, der eine Instabilität in dem thermostatischen Mischer hervorrufen kann.

Wenn jedoch von der Ablaufkammer ein Fluss angefordert wird, der größer als der oben definierte ist, fällt der in der Zulaufkammer vorhandene Druck aufgrund des Druckabfalls ab, den dieser größere Fluss beim Durchqueren des in der transversalen Wand des Kolbens vorgesehenen axialen begrenzten Durchgangs erleidet, und die auf den Kolben wirkende Druckdifferenz nimmt zu und überwindet die Kraft der Rückholfeder; dann verschiebt sich der Kolben in seine zweiten Position, wodurch er den Durchgang des Flusses von der Zulaufkammer zur Zwischenkammer und dann zum Ablaufdurchgang freigibt.

Da dasjenige, das die Verschiebung des Kolbens steuert bzw. regelt, nicht der in den Kammern der Vorrichtung herrschende Absolutdruck, sondern die Druckdifferenz zwischen der Zwischenkammer und der .Ablaufkammer ist, die von dem Fluss und den sich diesem widersetzenden Widerständen abhängt, aber nicht von dem Absolutdruck, ist das Funktionieren der Vorrichtung in großem Umfang unabhängig von dem Zulaufdruck, und die Vorrichtung wiederum erfordert beim Vorgang ihrer Installation keinerlei Anpassung und zeigt keine Unregelmäßigkeit des Funktionierens, selbst wenn der Zulaufdruck erheblich variiert.

Angesichts der großen Einfachheit der eben beschriebenen Vorrichtung zur dynamischen Regelung des Flusses und ihrer reduzierten Abmessungen bereitet ihr Einbau in den thermostatischen Mischer keine Probleme und ermöglicht erfindungsgemäß die Herstellung eines thermostatischen Mischers, der in sich selbst die Vorrichtung zur dynamischen Regelung des Flusses enthält, die beim Stand der Technik notwendigerweise ein gesondertes Zusatzteil bilden musste.

Diese und weitere Charakteristika, Aufgaben und Vorteile des Gegenstands der vorliegenden Erfindung gehen besser aus der folgenden Beschreibung einiger Ausführungsformen unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen hervor, die nicht beschränkende Beispiele darstellen, von denen:

Fig. 1 in Axialschnitt einen erfindungsgemäßen thermostatischen Mischer darstellt, der eine Vorrichtung zur dynamischen Regelung eines Flusses enthält.

Fig. 2 nur die Teile des Mischers der Fig. 1, welche die Erfindung betreffen, im Ruhezustand bzw. im Zustand des Ablaufs mit einem reduzierten Fluss darstellt.

Fig. 3 die gleichen Teile des Mischers der Fig. 2 darstellt, jedoch im Zustand des Ablaufs eines erhöhten Flusses.

Fig. 4 und 5 analog zu den Fig. 2 und 3 eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung darstellen.

In Fig. 1 ist in Axialschnitt ein thermostatischer Mischer dargestellt, der erfindungsgemäß eine Vorrichtung für die dynamische Regelung eines eintretenden Kaltwasserflusses enthält, welche die Funktion aufweist, die Funktionsweise des thermostatischen Mischers zu stabilisieren. Der Mischer umfasst einen Körper 1, der oben nach Art eines Stöpsels von dem oberen Teil des Körpers 2 einer in den Körper 1 eingesetzten Kartusche verschlossen wird. Der Körper 1 bildet einen Zulaufanschluss 3 für das kalte Wasser, einen Zulaufanschluss 4 für das warme Wasser und einen Ablaufanschluss 5 für das gemischte Wasser. Der Zulaufanschluss 3 für das kalte Wasser und der Zulaufanschluss 4 für das warme Wasser erstrecken sich in jeweilige ringförmige Zulaufdurchgänge 6 bzw. 7 im Körper 1, und diesen ringförmigen Durchgängen entsprechen jeweilige Zulaufdurchgänge 8 bzw. 9, die im Körper der Kartusche 2

gebildet sind. Im Inneren der Kartusche 2 ist axial verschieblich ein Schieber 10 montiert, der dafür ausgelegt ist, die Zulaufdurchgänge 8 und 9 in gegenläufigen Richtungen zu verengen, um in gegenläufiger Richtung die Durchflüsse des kalten Wassers und des warmen Wassers zu modifizieren, die in den Schieber 10 eintreten, und somit das Mischverhältnis und die Temperatur des gemischten Wassers zu modifizieren, das zum Ablaufanschluss 5 geschickt wird. Der Schieber 10 weist eine von Durchgängen durchsetzte transversale Wand 11 auf, an der ein Dehnungsthermoelement 12 befestigt ist, das sich zum Ablaufanschluss 5 des gemischten Wassers hin erstreckt und sich abhängig von der Temperatur des gemischten Wassers dehnt und dadurch den Schieber 10 verschiebt. Auf diese Anordnung wirkt eine Feder 13, während eine Regel- und Sicherheitsvorrichtung 26, die auf der der Feder 13 entgegengesetzten Seite angeordnet und für den Benutzer zur Regelung zugänglich ist, die Ruheposition des Schiebers 10 über eine Stange 24 bestimmt. Geeignete Dichtungen sind in bekannter Weise dort angeordnet, wo Wasserdichtigkeit herrschen muss, und sind nicht weiter beschrieben. Die bisher beschriebenen Teile stellen den herkömmlichen Aufbau eines thermostatischen Mischers dar, wobei dieser Aufbau und dessen Funktionsweise dem Fachmann bekannt sind.

Erfindungsgemäß bildet der Schieber 10 im Bereich der Zulaufdurchgänge 8 für das kalte Wasser eine ringförmige Zulaufkammer 19, und im Inneren des Schiebers 10 ist axial verschieblich ein hohler Zylinder 14 montiert, der einen zylindrischen Mantel 15 besitzt, der von begrenzten Durchgängen 16 durchsetzt ist. Der Zylinder 14 kann sich zwischen einer ersten Position (gemäß der Zeichnung nach oben verschoben) , in der der Mantel 15 den Durchgang von der ringförmigen Zulaufkammer 19 in den Innenraum des Schiebers 10 und des hohlen Zylinders 14 verengt, und einer zweiten Position (gemäß der Zeichnung nach unten verschoben) verlagern, in der der Mantel 15 den Durchgang nicht verengt.

Außerdem weist der hohle Zylinder 14 eine transversale Wand 17 auf, in der sich ein axialer begrenzter Durchgang 18 öffnet, der von der Stange 24 durchsetzt ist, welche das Thermoelement 12 mit den Regelmitteln 26 verbindet. Zwischen der transversalen Wand 17 des Zylinders 14 und der transversalen Wand 11 des Schiebers 10 ist eine Rückholfeder 20 angeordnet, die den Zylinder 14 zur ersten Position hin beaufschlagt, welche die Ruheposition ist.

Der Mantel 15 und die transversale Wand 17 des Zylinders 14 begrenzen eine Zwischenkammer 21, während zwischen der transversalen Wand 17 des Zylinders 14 und der transversalen Wand 11 des Schiebers 10 eine Ablaufkammer 22 begrenzt ist.

Es ist festzuhalten, dass in der Ruheposition die beschränkten radialen Durchgänge 16 einem begrenzten Fluss erlauben, von der Zulaufkammer 19 zur Zwischenkammer 21 zu gelangen, die sich im Inneren des Kolbens befindet, und dann durch den axialen Durchgang 18 und die Ablaufkammer 22 bis zum Ablaufanschluss 5 weiterzugehen, wodurch die ganze Vorrichtung durchquert wird. Wenn ein derartiger begrenzter Fluss vorhanden ist, ist der Druck in der Zulaufkammer 19 der Zulaufdruck des kalten Wassers, ist der Druck in der Zwischenkammer 21 aufgrund des Druckabfalls, den der Fluss durch das Durchqueren der beschränkten Durchgänge 16 erlitten hat, kleiner als der Zulaufdruck, und ist der Druck in der Ablaufkammer 22 aufgrund des Druckabfalls, den der Fluss durch das Durchqueren des axialen begrenzten Durchgangs 18 erlitten hat, weiter, reduziert. Durch die Differenz zwischen dem in der Zwischenkammer 21 herrschenden Druck und dem in der Ablaufkammer 22 herrschenden geringeren Druck wird der Kolben dahingehend beaufschlagt, sich von der Zulaufkammer 19 zu entfernen, und gegen diesen Vorgang wirkt die Rückholfeder 20.

Dagegen wird der Kolben 14 von dem in der Zulaufkammer 19 vorhandenen Zulaufdruck praktisch nicht beeinflusst, da dieser Druck auf den Mantel 15 des Kolbens 14 in radialer Richtung wirkt. Andererseits hängen die vom Fluss erlittenen Druckabfälle nur von der Intensität des Flusses und von den diesem entgegengesetzten Widerständen ab und nicht vom Absolutwert des Drucks. Das Verhalten des Kolbens 14 wiederum wird nicht nennenswert vom Wert des Zulaufdrucks und von dessen Änderungen beeinflusst.

Die beschränkten radialen Durchgänge 16, der begrenzte axiale Durchgang 18 und die Rückholfeder 20 müssen relativ zueinander proportioniert werden, so dass die Wirkung der Feder 20 im Wesentlichen der Kraft entspricht, die dazu neigt, den Kolben 14 aus der ersten Position in die zweite Position zu verschieben, wenn der maximale Fluss abgeleitet wird, der eine Instabilität in einem thermostatischen Mischer verursachen kann. Der Kolben 14 wiederum behält seine in Fig. 2 dargestellte erste Position bei, solange der angeforderte Fluss unterhalb des genannten Maximalwerts bleibt.

Wenn hingegen vom Ablaufanschluss 5 ein Durchfluss verlangt wird, der größer als der oben definierte maximale ist, reduziert sich der Druck in der Ablaufkammer 22, und die auf den Kolben 14 wirkende Druckdifferenz übersteigt die Kraft der Rückholfeder 22 . Nun verschiebt sich der Kolben 14 in seine in Fig. 3 dargestellte zweite Öffnungsposition. Der Mantelabschnitt 15 hört auf, den Durchgang zwischen der Zulaufkammer 18 und der Zwischenkammer 21 zu verengen, und der Durchgang des Flusses von der Zulaufkammer 18 zur Ablaufkammer 22 wird im Wesentlichen frei.

Wenn danach der angeforderte Durchfluss von neuem reduziert oder ganz abgeschaltet wird, übersteigt die Wirkung der Rückholfeder 22 wieder die auf den Kolben 14 wirkende

Druckdifferenz, und dieser bewegt sich von neuem in seine erste Schließposition gemäß Fig. 2 .

Bei der beschriebenen Ausführungsform sind die beschränkten radialen Durchgänge 16 aus kleinen Ausnehmungen gebildet, die im Rand des Endes des Mantelabschnitts 15 des Kolbens 14 vorgesehen sind. In diesem Fall ist es günstig, wenn der Mantelabschnitt 15 dünn ist, um eine reduzierte und im Allgemeinen vernachlässigbare Komponente des Zulaufdrucks, die in axialer Richtung auf den Kolben unter Einwirkung auf den Querschnitt der beschränkten radialen Durchgänge 16 wirkt, auf ein Minimum zu reduzieren.

Die Fig. 4 und 5 zeigen eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung. In diesen Figuren sind die Teile, die gleich sind oder den Teilen der ersten Ausführungsform entsprechen, mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet.

Die zweite Ausführungsform gemäß Fig. 4 und 5 unterscheidet sich von der vorhergehenden durch die Tatsache, dass die beschränkten Durchgänge zwischen der Zulaufkammer 18 und der Zwischenkammer 21 aus einem oder mehreren kleinen Löchern 23, die in dem Mantelabschnitt 15 vorgesehen sind, bestehen und nicht aus kleinen Ausnehmungen 16 bestehen, die im Rand des Endes des Mantelabschnitts 15 des Kolbens 14 vorgesehen sind. In diesem Fall fehlt auch die vernachlässigbare Komponente des Zulaufdrucks, die bei der vorhergehenden Ausführungsform in axialer Richtung auf den Kolben wirkt, und es hat keine Bedeutung, dass der Mantelabschnitt 15 des Kolbens 14 dünn sein soll.

Die Fig. 4 und 5 zeigen auch, dass ein kleiner Zwischenraum 25 zwischen dem Kolben 14 und dem Schieber 10 vorgesehen sein kann. Dieser Zwischenraum bildet selbst einen beschränkten Durchgang und kann mit der Wirkung der beschränkten

Durchgänge 16 oder 23 zusammenwirken oder auch gegebenenfalls deren Funktion gänzlich übernehmen.

Wie aus dem Vorstehenden hervorgeht, ermöglicht die Erfindung die Realisierung eines thermostatischen Mischers, der in sich selbst eine Vorrichtung zur dynamischen Regelung des Zuflusses von kaltem Wasser enthält, die praktisch nicht gegenüber Variationen des Zulaufdrucks empfindlich ist und die Funktionsweise des thermostatischen Mischers stabilisiert. Es ist nicht erforderlich, die Last der Rückholfeder abhängig von dem in der Anlage vorhandenen Zulaufdruck einzustellen, und es ist selbst dann keinerlei Defekt des Funktionierens der Vorrichtung zu beobachten, wenn sich aus irgendwelchen Gründen dieser Zulaufdruck in größerem Ausmaß ändert.

Es ist festzuhalten, dass die Erfindung nicht auf die beschriebenen und als Beispiele dargestellten Ausführungsformen beschränkt ist. Es sind verschiedenste Modifikationen beschrieben worden, und weitere gehören zum Können eines Fachmanns. Diese und weitere Modifikationen sowie jegliche Ersetzung durch technische Äquivalente können dem Beschriebenen und Dargestellten hinzugefügt werden, ohne dass damit der Schutzbereich der Erfindung und dieses Patentes verlassen würde.