DE102019003193A1 - Thermostatic cartridge for a sanitary fitting - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Thermostatkartusche für eine Sanitärarmatur zum Mischen von Kaltwasser und Heißwasser und zur Einstellung einer Mischwassertemperatur auf eine, mittels eines Bedienelements (7) nutzerseitig vorgebbare Soll-Mischwassertemperatur, welches Bedienelement (7) über ein Linearhubelement (25) mit einem axial hubverstellbaren Ventilschieber (31) zusammenwirkt, bei dessen Hubverstellung die Strömungsquerschnitte von Kalt- und Heißwasserringspalten (45, 47) variierbar sind, wodurch ein Mischungsverhältnis zwischen Kalt- und Heißwasser einstellbar ist, und wobei der Ventilschieber (31) in einem Kartuschengehäuse (21) angeordnet ist, in dem ein Doppelventilsitz (35) des Ventilschiebers (31) zwischen einem gehäusefesten, als Axialanschlag ausgebildeten Heißwassersitz (41) und einem gehäusefesten, als Axialanschlag ausgebildeten Kaltwassersitz (43) hubverstellbar ist, wobei der Doppelventilsitz (35) des Ventilschiebers (31) zusammen mit dem Heißwassersitz (41) den Heißwasserringspalt (45) definiert und zusammen mit dem Kaltwassersitz (43) den Kaltwasserringspalt (47) definiert. Erfindungsgemäß ist zumindest einer der Ringspalte (45, 47), insbesondere der Heißwasserringspalt (45), mitsamt seinem Wasser-Zulaufkanal (49) nach radial außen von einer Strömungswand (50) des Kartuschengehäuses (21) begrenzt.The invention relates to a thermostatic cartridge for a sanitary fitting for mixing cold water and hot water and for setting a mixed water temperature to a target mixed water temperature that can be specified by the user by means of an operating element (7), which operating element (7) has a linear stroke element (25) with an axially stroke-adjustable valve slide (31) cooperates, with the stroke adjustment of which the flow cross-sections of cold and hot water ring gaps (45, 47) can be varied, whereby a mixing ratio between cold and hot water can be set, and the valve slide (31) is arranged in a cartridge housing (21), in which a double valve seat (35) of the valve slide (31) is stroke adjustable between a hot water seat (41) fixed to the housing, designed as an axial stop and a cold water seat (43) fixed to the housing, designed as an axial stop, the double valve seat (35) of the valve slide (31) together with the hot water seat (41) the hot water ring gap (45) and defines the cold water ring gap (47) together with the cold water seat (43). According to the invention, at least one of the annular gaps (45, 47), in particular the hot water annular gap (45), together with its water inlet channel (49) is delimited radially outward by a flow wall (50) of the cartridge housing (21).
Description
Die Erfindung betrifft eine Thermostatkartusche für eine Sanitärarmatur nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Zudem betrifft die Erfindung eine Sanitärarmatur sowie ein Verfahren zum Zusammenbau einer solchen Sanitärarmatur.The invention relates to a thermostatic cartridge for a sanitary fitting according to the preamble of claim 1. In addition, the invention relates to a sanitary fitting and a method for assembling such a sanitary fitting.
Die obige Sanitärarmatur kann in einem Dusch- und/oder Badewannensystem sowohl zur Einstellung der Mischwassertemperatur als auch zur Einstellung der Durchflussmenge zu einem oder mehreren Endverbrauchern eingesetzt werden, zum Beispiel zu einem Badewannenauslauf, einer Handbrause oder einer Kopfbrause.The above sanitary fitting can be used in a shower and / or bathtub system both for setting the mixed water temperature and for setting the flow rate to one or more end users, for example a bathtub spout, a hand shower or an overhead shower.
Aus der
In der
Eine konventionelle Thermostatkartusche ist in ein hohlzylindrisches Armaturengehäuse (etwa ein Messing-Gehäuse) der Sanitärarmatur einsetzbar. Die Innenseite des Messing-Gehäuses begrenzt radial außen die zu den Heiß- und/oder Kaltwasserringspalten führenden Heiß- und/oder Kaltwasser-Zulaufkanäle. Von daher ist das über die Zulaufkanäle in die Heiß- und/oder Kaltwasserringspalte einströmende Wasser in direktem Kontakt mit der Innenseite des Messing-Gehäuses der Sanitärarmatur. Die Innenseite des Messing-Gehäuses weist zudem für eine Strömungsleitung eine geometrisch komplexe Strömungskontur auf.A conventional thermostat cartridge can be inserted into a hollow cylindrical fitting housing (such as a brass housing) of the sanitary fitting. The inside of the brass housing delimits the hot and / or cold water inlet channels leading to the hot and / or cold water ring gaps radially on the outside. Therefore, the water flowing into the hot and / or cold water ring gaps via the inlet channels is in direct contact with the inside of the brass housing of the sanitary fitting. The inside of the brass housing also has a geometrically complex flow contour for a flow line.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Thermostatkartusche bereitzustellen, mittels der im Vergleich zum Stand der Technik zusätzliche Freiheitsgrade beim Einbau der Thermostatkartusche in eine Sanitärarmatur ermöglicht sind.The object of the invention is to provide a thermostat cartridge by means of which, compared to the prior art, additional degrees of freedom are made possible when installing the thermostat cartridge in a sanitary fitting.
Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.The object is achieved by the features of claim 1. Preferred developments of the invention are disclosed in the subclaims.
In Abkehr zum obigen Stand der Technik ist der zum Heißwasserringspalt führende Heißwasser-Zulaufkanal nicht mehr direkt von der Innenseite des Messing-Gehäuses begrenzt. Vielmehr ist gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 zumindest einer der Ringspalte, insbesondere der Heißwasserringspalt, mitsamt seinem Wasser-Zulaufkanal nach radial außen von einer Strömungswand des Kartuschengehäuses begrenzt. Auf diese Weise ist das durch den Wasser-Zulaufkanal und durch den Ringspalt strömende Wasser strömungstechnisch vollständig entkoppelt von der Innenseite des hohlzylindrischen Armaturengehäuses der Sanitärarmatur. Das hohlzylindrische Armaturengehäuse der Sanitärarmatur kann daher mit hoher Materialflexibilität realisiert werden, z.B. auch aus Zinkdruckguss oder anderen Materialien, die nicht in Kontakt mit Trinkwasser kommen dürfen.In a departure from the above prior art, the hot water inlet channel leading to the hot water ring gap is no longer bounded directly by the inside of the brass housing. Rather, according to the characterizing part of claim 1, at least one of the annular gaps, in particular the hot water annular gap, together with its water inlet channel, is delimited radially outward by a flow wall of the cartridge housing. In this way, the water flowing through the water inlet channel and through the annular gap is completely decoupled from the inside of the hollow cylindrical fitting housing of the sanitary fitting in terms of flow. The hollow cylindrical fitting housing of the sanitary fitting can therefore be realized with a high degree of material flexibility, e.g. also made of die-cast zinc or other materials that must not come into contact with drinking water.
Die Innenseite des hohlzylindrischen Armaturengehäuses ist daher nicht mehr für die Funktionsfähigkeit der Thermostatkartusche erforderlich. Von daher kann die Innenseite des Armaturengehäuses geometrisch vereinfacht werden. Gegebenenfalls kann das Armaturengehäuse der Sanitärarmatur sogar gänzlich weggelassen werden, da die Wasser-Zulaufkanäle sowie die Ringspalte komplett im Material (bevorzugt Kunststoff) des Kartuschengehäuses integriert sind.The inside of the hollow-cylindrical fitting housing is therefore no longer required for the thermostat cartridge to function. The inside of the fitting housing can therefore be geometrically simplified. If necessary, the fitting housing of the sanitary fitting can even be omitted entirely, since the water inlet channels and the annular gaps are completely integrated in the material (preferably plastic) of the cartridge housing.
Bevorzugt kann sich der Wasser-Zulaufkanal in axialer Richtung bis zum Heiß- oder KaltwasserRingspalt erstrecken. Der Wasser-Zulaufkanal kann sich ausgehend vom Heiß- oder KaltwasserRingspalt in axialer Richtung bis zu einer Anschlußöffnung erstrecken, die an einer, dem Bedienelement abgewandten stirnseitigen Gehäuseboden des Kartuschengehäuses ausgebildet ist.The water inlet channel can preferably extend in the axial direction as far as the hot or cold water ring gap. The water inlet channel can extend, starting from the hot or cold water ring gap, in the axial direction to a connection opening which is located on one of the operating elements facing away from the front housing bottom of the cartridge housing is formed.
In weiterer Abkehr zum obigen Stand kann das Kopfstück (das heißt das Kartuschengehäuse) der Thermostatkartusche nicht mehr einteilig mit daran einstückig angeformten Kaltwassersitz ausgebildet, sondern vielmehr zumindest zweiteilig ausgebildet sein, und zwar aus einem radial äußeren, hohlzylindrischen Gehäuse-Außenteil und einem radial inneren Kaltwassersitz-Element. Am Kaltwassersitz-Element ist der Kaltwassersitz materialeinheitlich und einstückig ausgebildet. Das Kaltwassersitz-Element kann als ein separates Bauteil am Innenumfang des Gehäuse-Außenteils lösbar angebunden sein, insbesondere mittels (durch Kleben oder Schweißen fixierbarer) Schraubverbindung. Im Gegensatz zum Kaltwassersitz kann dagegen der Heißwassersitz nicht an einem separaten Heißwassersitz-Element ausgebildet sein. Vielmehr kann der Heißwassersitz unmittelbar einstückig am Innenumfang des Gehäuses-Außenteils angeformt sein, wodurch sich eine Bauteilreduzierung ergeben kann.In a further departure from the above state, the head piece (i.e. the cartridge housing) of the thermostatic cartridge can no longer be designed in one piece with a cold water seat molded thereon, but rather be designed in at least two parts, namely a radially outer, hollow cylindrical outer housing part and a radially inner cold water seat -Element. On the cold water seat element, the cold water seat is made of the same material and is made in one piece. The cold water seat element can be detachably connected as a separate component to the inner circumference of the outer housing part, in particular by means of a screw connection (which can be fixed by gluing or welding). In contrast to the cold water seat, on the other hand, the hot water seat cannot be formed on a separate hot water seat element. Rather, the hot water seat can be formed directly in one piece on the inner circumference of the outer housing part, which can result in a reduction in the number of components.
Mit der Erfindung wird ein hoher Durchfluss bei kompakter Bauweise erzielt.With the invention, a high flow rate is achieved with a compact design.
In einer technischen Umsetzung kann der Innenumfang des Gehäuse-Außenteils der Thermostatkartusche einen radial inneren Einbauraum begrenzen, in dem der Ventilschieber, das Kaltwassersitz-Element, das Liniearhubelement und weitere Funktionskomponenten angeordnet sind, etwa eine Vorspannfeder, ein Sicherungsring oder Dichtelemente. Erfindungsgemäß ergibt sich in Abgrenzung zum Stand der Technik eine neue Zusammenbau-Abfolge beim Zusammenbau der Thermostatkartusche: Demnach wird zunächst das noch leere hohlzylindrische Gehäuse-Außenteil bereitgestellt, dessen Innenumfang einen Einbauraum begrenzt. In einem ersten Einbauschritt wird der Ventilschieber axial in Richtung auf den Heißwassersitz in das Gehäuse-Außenteil eingesetzt. Darauffolgend wird in einem zweiten Einbauschritt das Kaltwassersitz-Element in gleicher Richtung eingesetzt. Anschließend erfolgt ein dritter Einbauschritt, in dem das Linearhubelement in das Gehäuse-Außenteil eingesetzt wird.In a technical implementation, the inner circumference of the outer housing part of the thermostat cartridge can delimit a radially inner installation space in which the valve slide, the cold water seat element, the linear displacement element and other functional components are arranged, such as a preload spring, a locking ring or sealing elements. According to the invention, in contrast to the prior art, there is a new assembly sequence when assembling the thermostat cartridge: Accordingly, the still empty hollow-cylindrical outer housing part is first provided, the inner circumference of which delimits an installation space. In a first installation step, the valve slide is inserted axially in the direction of the hot water seat into the outer part of the housing. The cold water seat element is then inserted in the same direction in a second installation step. This is followed by a third installation step in which the linear stroke element is inserted into the outer part of the housing.
Im Zusammenbauzustand weist die Thermostatkartusche zwischen dem Heißwassersitz und dem Kaltwassersitz einen Ringspalt auf, in den der Doppelventilsitz des Ventilschiebers einragt. Demgegenüber ist bei noch ausgebautem Kaltwassersitz-Element der Ringspalt in der Einbaurichtung axial offen. Erst mit dem Einbau des Kaltwassersitz-Elementes in das Gehäuse-Außenteil wird der Ringspalt axial geschlossen, und zwar mittels des Kaltwassersitz-Elements.In the assembled state, the thermostat cartridge has an annular gap between the hot water seat and the cold water seat, into which the double valve seat of the valve slide protrudes. In contrast, when the cold water seat element is still removed, the annular gap is axially open in the installation direction. Only when the cold water seat element is installed in the outer housing part is the annular gap closed axially, specifically by means of the cold water seat element.
In einer konkreten Ausführungsvariante der Thermostatkartusche ist das Linearhubelement über einen Gewindetrieb mit einem nutzerseitigen Dreh-Bedienelement trieblich verbunden. Mit Hilfe des Gewindetriebs wird eine nutzerseitige Drehbetätigung in eine lineare Hubverstellung des Linearhubelementes umgewandelt. Das Linearhubelement ist wiederum in Bewegungskopplung mit dem Ventilschieber. Der Ventilschieber sowie das Linearhubelement sind, in Axialrichtung betrachtet, auf gegenüberliegenden Seiten des Kaltwassersitz-Elementes angeordnet. Im Hinblick auf eine einfache Bewegungskopplung ist es bevorzugt, wenn das Kaltwassersitz-Element in der Axialrichtung von einem Durchführungskanal durchsetzt ist, durch den der Ventilschieber und das Linearelement in Bewegungskopplung (das heißt in Druckanlage) bringbar sind.In a specific variant of the thermostatic cartridge, the linear stroke element is drivingly connected to a user-side rotary control element via a screw drive. With the help of the screw drive, a rotary actuation by the user is converted into a linear stroke adjustment of the linear stroke element. The linear stroke element is in turn in motion coupling with the valve slide. The valve slide and the linear lifting element, viewed in the axial direction, are arranged on opposite sides of the cold water seat element. With regard to a simple movement coupling, it is preferred if the cold water seat element is penetrated in the axial direction by a duct through which the valve slide and the linear element can be brought into movement coupling (that is to say in a pressurized system).
Im Zusammenbauzustand sind sowohl der Ventilschieber, das Kaltwassersitz-Element als auch das Linearhubelement mit Bezug auf eine Thermostatkartuschen-Längsachse koaxial hintereinander im Gehäuse-Außenteil angeordnet. Im Hinblick auf einen einfachen Einbau des Kaltwassersitz-Elements ist es bevorzugt, wenn das Kaltwassersitz-Element am Außenumfang ein Außengewinde aufweist, das mit einem, am Innenumfang des Gehäuse-Außenteils ausgebildeten Innengewinde in Gewindeeingriff ist.In the assembled state, both the valve slide, the cold water seat element and the linear stroke element are arranged coaxially one behind the other in the housing outer part with reference to a thermostat cartridge longitudinal axis. With a view to simple installation of the cold water seat element, it is preferred if the cold water seat element has an external thread on the outer circumference which is in thread engagement with an internal thread formed on the inner circumference of the outer housing part.
Wie oben erwähnt, ist die Thermostatkartusche Bestandteil einer Sanitärarmatur. Die Sanitärarmatur kann ein hohlzylindrisches Armaturengehäuse, insbesondere aus Zinkdruckguss, aufweisen, in das das Thermostatkartusche einsetzbar ist. Bevorzugt kann ein Außenumfang des Gehäuse-Außenteils der Thermostatkartusche in unmittelbarem Kontakt mit dem Innenumfang des Armaturengehäuses sein. Bei einem solchen Aufbau kann - im Vergleich zum Stand der Technik - eine wesentlich größere Thermostatkartusche in die Sanitärarmatur eingebaut werden. In einer einfachen Ausführungsvariante kann der Innenumfang des Armaturengehäuses komplett glattzylindrisch ausgebildet sein. In gleicher Weise kann auch der Außenumfang des Gehäuse-Außenteils glattzylindrisch ausgebildet sein, mit Ausnahme von darin verlaufenden Dichtnuten. In diesem Fall sind die Einbaukontur der Sanitärarmatur und die Außenkontur der Thermostatkartusche im Vergleich zum Stand der Technik wesentlich vereinfacht.As mentioned above, the thermostatic cartridge is part of a sanitary fitting. The sanitary fitting can have a hollow-cylindrical fitting housing, in particular made of die-cast zinc, into which the thermostat cartridge can be inserted. Preferably, an outer circumference of the outer housing part of the thermostat cartridge can be in direct contact with the inner circumference of the fitting housing. With such a structure - in comparison to the prior art - a much larger thermostat cartridge can be installed in the sanitary fitting. In a simple variant, the inner circumference of the fitting housing can be designed completely smooth cylindrical. In the same way, the outer circumference of the housing outer part can also be designed to be smooth cylindrical, with the exception of sealing grooves running therein. In this case, the built-in contour of the sanitary fitting and the outer contour of the thermostat cartridge are significantly simplified compared to the prior art.
In einer ersten Zusammenbau-Abfolge kann das Gehäuse-Außenteil der Thermostatkartusche zunächst als ein separates Bauteil in das Armaturengehäuse der Sanitärarmatur eingesetzt werden. In einem folgenden Zusammenbauschritt können die Funktionskomponenten, das heißt der Ventilschieber, das Kaltwassersitz-Element, das Linearhubelement und dergleichen, in das Gehäuse-Außenteil eingebaut werden.In a first assembly sequence, the outer housing part of the thermostat cartridge can initially be inserted as a separate component into the fitting housing of the sanitary fitting. In a subsequent assembly step, the functional components, that is to say the valve slide, the cold water seat element, the linear lifting element and the like, can be installed in the outer part of the housing.
In einer zweiten Zusammenbau-Abfolge können dagegen - noch unabhängig vom Armaturengehäuse - zuerst die Funktionskomponenten in das Gehäuse-Außenteil der Thermostatkartusche eingebaut werden, und zwar unter Bildung einer Vormontageeinheit. Bei einem folgenden Zusammenbauschritt kann diese Vormontageeinheit in das Armaturengehäuse der Sanitärarmatur eingesetzt werden.In a second assembly sequence, on the other hand, the functional components can first be installed in the outer housing part of the thermostat cartridge - still independently of the fitting housing - with the formation of a pre-assembly unit. In a subsequent assembly step, this pre-assembly unit can be inserted into the fitting housing of the sanitary fitting.
Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Figuren beschrieben.An exemplary embodiment of the invention is described below with reference to the accompanying figures.
Es zeigen:
-
1 in einer Teilschnittdarstellung eine Sanitärarmatur mit eingebauter Thermostatkartusche; -
2 eine Schnittdarstellung der Thermostatkartusche in Alleinstellung; und -
3 in einer Ansicht entsprechend der1 die Sanitärarmatur mit eingebautem Gehäuse-Außenteil der Thermostatkartusche sowie noch ausgebauten Funktionselementen.
-
1 a partial sectional view of a sanitary fitting with a built-in thermostat cartridge; -
2 a sectional view of the thermostat cartridge in isolation; and -
3 in a view corresponding to the1 the sanitary fitting with built-in outer housing part of the thermostatic cartridge and functional elements that have not yet been removed
In der
Nachfolgend ist der grundsätzliche Aufbau sowie die Funktionsweise der Thermostatkartusche
Wie aus der
In der
Wie aus der
Im weiteren Axialverlauf schließt sich an den Gehäuseboden
Gemäß den
In der
Nachfolgend wird eine erste Zusammenbau-Abfolge der Sanitärarmatur beschrieben: Demzufolge wird in einem ersten Zusammenbau-Schritt das noch leere Gehäuse-Außenteil
Alternativ zur obigen Zusammenbau-Abfolge kann der Zusammenbau der Thermostatkartusche
In der
Alternativ zum obigen Ausführungsbeispiel können das Gehäuse-Außenteil
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- hohlzylindrischen Armaturengehäusehollow cylindrical valve body
- 33
- ThermostatkartuscheThermostatic cartridge
- 55
- erstes Drehelementfirst rotating element
- 77th
- zweites Drehelementsecond rotating element
- 99
- Kappecap
- 1111
- SicherungsringLocking ring
- 1313
- GleitringSlip ring
- 1515th
- InnenumfangInner circumference
- 1717th
- Gehäuse-AußenteilHousing outer part
- 1919th
- Kaltwassersitz-ElementCold water seat element
- 2020th
- Kartuschen-AußenumfangCartridge outer circumference
- 2121st
- KartuschengehäuseCartridge housing
- 2323
- GewindetriebScrew drive
- 2525th
- LinearhubelementLinear stroke element
- 2727
- ÜberlasteinheitOverload unit
- 2828
- Innensechskant-HohlprofilHexagon socket hollow profile
- 2929
- StößelPlunger
- 3131
- Ventilschieber bzw. Ventilschieber-BaugruppeValve slide or valve slide assembly
- 3333
- ThermoelementThermocouple
- 3535
- DoppelventilsitzDouble valve seat
- 3737
- MischwasserhülseMixed water sleeve
- 3838
- RingschulterRing shoulder
- 3939
- VorspannfederPreload spring
- 4141
- HeißwassersitzHot water seat
- 4343
- KaltwassersitzCold water seat
- 4545
- HeißwasserspaltHot water gap
- 4646
- stirnseitiger Gehäusebodenfront case back
- 4747
- KaltwasserspaltCold water gap
- 4848
- AnschlußöffnungConnection opening
- 4949
- Heißwasser-ZulaufkanalHot water inlet channel
- 5050
- StrömungswandFlow wall
- 5151
- HeißwasseranschlussHot water connection
- 5252
- AnschlußöffnungConnection opening
- 5353
- KaltwasseranschlussCold water connection
- 5454
- KaltwasserwegCold water path
- 5555
- Mischwasser-KammerMixed water chamber
- 5656
- StrömungselementFlow element
- 5757
- DurchführungskanalImplementation channel
- 5858
- HeißwasserleitungHot water pipe
- 5959
- GewindeeingriffThread engagement
- 6060
- MischwasserleitungMixed water pipe
- 6363
- Dichtring-NutenSealing ring grooves
- 6565
- EinbauraumInstallation space
- RR.
- RingspaltAnnular gap
- EE.
- EinbaurichtungInstallation direction
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 102015001025 A1 [0003, 0004]DE 102015001025 A1 [0003, 0004]
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DE102019003193.8A DE102019003193A1 (en) | 2019-05-07 | 2019-05-07 | Thermostatic cartridge for a sanitary fitting |
Applications Claiming Priority (1)
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DE102019003193.8A DE102019003193A1 (en) | 2019-05-07 | 2019-05-07 | Thermostatic cartridge for a sanitary fitting |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE102019003193A1 true DE102019003193A1 (en) | 2020-11-12 |
Family
ID=72943811
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE102019003193.8A Pending DE102019003193A1 (en) | 2019-05-07 | 2019-05-07 | Thermostatic cartridge for a sanitary fitting |
Country Status (1)
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