专利名称：混合龙头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种按权利要求1的前序部分所述的混合龙头，其用于温度不同的液 体。
背景技术：
已知具有两个旋转调节器(Drehsteller)的混合龙头，它们通过各一个闭合阀或通过一个闭合阀和一个混合阀来控制两个流入的体积流，它们的旋转轴线围成或彼此相距 60°和120°的角度。这种混合龙头的缺点是，流出的体积流的大小和温度只能联合地通过 两个抓取运动(Greifbewegimg)来调节，其中这两个运动可实现敏感的可调性。这通过简 单的、单轴的旋转角度达360°的旋转运动可实现，按经验这是最好的，因为这是最可靠的、 可控制的调节运动。此外，还已知具有调节元件的混合龙头，此调节元件能够以两个自由度运动。在DE1198150A和DE2724429A1中描述了混合龙头，它的调节元件通过在旋转轴方 向上的移动调节流出的体积流的大小，并通过最大150°的旋转运动来调节两个流入的体 积流的大小之间的比例。缺点是，旋转角度限制在150°，这不能确保细微的可调性。纵向 运动在人机工程学上还是不利的，不能产生令人满意的效果。在DE2636517A1中示出了一种具有两个自由度的调节元件。通过在旋转轴方向上 的移动来转换，通过调节元件的最大180°的旋转来控制流出的体积流的大小还是两个流 入的体积流的大小之间的比例。在所述的构造方案中，温度的变化需要两个运动，即首先 是用于换档的纵向运动，然后是旋转运动，这不仅很麻烦，而且在人机工程学上也是不合理 的，因而是不利的。此外，在用于操纵变量的旋转运动中，还要额外地施加牵弓丨力或压力，以 使保持接通位置。这使操作更加困难。因此在直接抓取时，尽管调节元件可直接使用，但实 际上只存在着一个操纵变量。由于旋转角度受到限制，所以不可能敏感地、无偏差地调节。 具有闭合阀和混合阀的复杂阀门结构是易坏的且成本很高，混合阀很难清洁和更换。整个 阀门结构都是陈旧过时的。最众所周知的是所谓的“手柄混合器”(例如DE3411447A1、DE2321364A)，它具有 手柄调节元件，作为具有两个自由度的旋转-翻转调节器，其中首先为了调节流出的体积 流的大小，要把还能旋转的控制活塞的纵向运动转换成手柄的垂直的翻转运动。此时的现有技术是，用由陶瓷制成的孔板_混合阀来装备这种手柄混合器，其中 可移动的孔板与手柄_调节元件处于直接的旋转接触中。借助手柄_调节元件的旋转，通 过两个流入横截面的大小之间的比例来调节温度；并借助同个手柄-调节元件的、与旋转 运动有关的翻转运动，通过流入横截面的大小来调节流出的体积流的大小。在这种手柄农头中，只可实现小于30°的翻转角度和小于120°的旋转角度，这 在人机工程学上是不够的。在同一个调节元件上两个简单的旋转运动或翻转运动的结合， 会导致不可全面掌控且几乎不可控制的三维运动，这在短时间的操作过程中不可直观地控 制。此调节运动必须事后修正，并按经验必须拆分成两个基础运动，其中纯粹的分离很少实现。事实证明，在实践中对于超过90%的人来说，借助联合的旋转-翻转运动都不能按目标地调整这两个独立的操控变量(即流出的体积流的大小和温度)。通过简单的触碰手柄-调 节元件就能轻易地实现无意的移位(如打开阀门)，这在不希望的情况下可能会引起烫伤。由DE10347819A1已知一种无混合阀的混合龙头，其具有两个同轴的、一个接一个 设置的旋转调节器。在此，仅仅通过手柄就能施加所需的高转矩，也可借助中间轴来施加。 在此，每个旋转调节器都操纵一个用于冷水或热水的闭合阀。这无法特意地、明确地调节流 出的体积流的温度或大小，因为温度是从两个旋转调节器的相对旋转角度产生。在此，抓取 方向由于手柄即不是相同的，也不能保持相同，因此不可能实现真正的单手操作，即一只手 的抓取。由于由内齿圈引起的减速，调整角度非常小，这只能通过中间轴略微且不充分地补 偿。同时，这还提高了抓取方向上的差异。借助这一原理，不可能实现敏感、极有把握的调 节。恒温混合器(例如=DE3Il8OO3Al,DE10044684AU EP0242680A2)提供了两个单轴 的旋转调节器，它们虽然对流出的体积流的大小允许180°的旋转角度，并对其温度允许 360°的旋转角度，但却以相对的抓取方向设置得相隔较远，这在人机工程学上是不利的。 这要求两个抓取运动和相对的旋转运动，并因此不可能实现舒适的单手操作。用来进行局部嵌装入墙壁的嵌装式恒温混合器(DE10048041A1)设置有两个同轴 的、依次设置的旋转调节器，其中用于温度的约360°的旋转角度以及用于流出的体积流的 大小的小于90°的旋转角度能够由两个至少邻近的抓取方向来调节。在此，前面的、旋转对 称的用于温度的旋转调节器在端侧是可探测和调节的，后面的、用于流出的体积流的大小 的旋转调节器由于转矩高只能通过径向手柄来探测和调节，这不能实现真正的单手操作。 两个调节运动只能通过两次抓取来实现，其中手柄的抓取方向在调节运动时绝对地且特别 是相对于前面的旋转调节器的抓取方向进行变化。调节流出的体积流的温度比调节它的大 小可更接近且更容易地实现，它在人机工程学上是不够的，因为体积流的起动通过调节它 的大小来实现，这对于操作具有最高的优先权。此外，嵌装式恒温器在复杂的墙壁安装后是 平的，因此不适合用于常见且更普遍得多的“装饰”性冲洗、盥洗台、喷淋架和沐浴架。
发明内容
本发明的目的是，提供一种混合龙头，其允许尽可能直接、舒适、明确且相互独立 地允许按目标地且目标可靠地调节两个目标变量，即流出的体积流的大小和温度，其中可 避免不小意的操作、例如无意的碰触，原则上还创造用于沿持续的抓取方向真正的单手操 作的前提条件，并且即使在恒温混合器中也能以较少的额外费用应用已被证明有效的阀门 技术。按本发明，此目的通过变换传动装置(Wandelgetriebe)得以实现。通过此变换传 动装置，控制变量的运动方式、运动位置和/或运动量可转换成在尤其是与孔板阀的滑动 面平行的平面中的第一旋转调节变量。这个变换传动装置很有效，使得它无须增大手柄，只 借助两个指尖就能灵活地在旋转调节器的外表面的相互对置的侧面上在基本上伸出的手 的仅仅一个位置上可选择地在整个调节区域的范围内独立、明确且可靠地调节两个旋转调 节变量。在混合龙头的这个构造方案中，这个简单且成本划算的变换传动装置通过运动的转换例如错位和/或转向，将由阀门技术预先规定的、孔板阀的控制部件的自由度作为控 制变量转换为在人机工程学上有利的、用于操作的调节运动，并因此实现不同的、已被证明有效的阀门技术例如陶瓷-孔板阀、恒温控制的阀门的应用，在必要时为了优化可以改变 它们的构造。
变换传动装置开创了原理上远大于2的传动比的简单的方案，而且还可创造前提 条件，用来以人机工程学上优化的运动位置、以优化的运动方式、以优化的形式是调节范围 和调整力的运动量相互独立地来调节使两个目标变量，亦即流出的体积流的温度和大小有 计划地、明确地且按目的地进行调节。为此，前提条件是两个调节运动决不耦合在一起。按本发明的、具有一个或多个变换传动装置的构思可实现这样的构造方案，即借 助两个指尖在人机工程学上最有利的位置上相互独立地实现人机工程学上最简单且最精 确的、用于操作的单轴的旋转运动，所述指尖可贴靠在旋转调节器的相对于它的调节运动 基本无变化的、无杠杆的外表面的相互对置的侧面上。每个旋转调节器都只有一个相对于 位置固定的外壳可旋转的自由度，原则上可避免不小心的操作。不变性可实现与旋转调节器的实际角度位置无关地抓取。这意味着，抓取不需要 确切的手夹持。这对操作是很舒适的，因为对于抓取，既不需要识别旋转调节器的当前的角 度位置，也不需要相应地配合手夹持，而且还是用于两个旋转调节器之间容易转换的前提 条件。不变性通过相对于旋转轴线的旋转对称性得以实现。在最简单的情况下，它是指具 有作为对称轴线的旋转轴的光滑圆柱体。为了在指尖和外表面之间实现可靠的形锁合，与旋转对称略微的偏离是有利的， 例如由倒圆的多边形如三边圆形(Dreirund)、四边圆形(Vierrund)。但对它应这样地限 制，即在抓取时不需要特别的位置或手夹持，以便不会限制操作舒适性。可选的是，为了实现可靠的磨擦锁合或形锁合，旋转调节器的外罩表面在轴向上 是滚花的，或也设置厚1至2mm且高达3mm的纵向筋条，或设置深1至2mm的沟槽。它们可 以这样地设置，即旋转调节器的旋转对称以及它的不变性相对于围绕着旋转轴线的旋转基 本不会受到限制，或对于手夹持来说只会受到最少的、可忽略的限制。此外，借助本发明，可以在构造上设置两个具有相同抓取方向的旋转调节器，使得 当手基本只从一个位置上伸出之后，这些旋转调节器只通过手指的活动就能可选择得进行 舒适亦即灵活地操作。这创造了前提条件，即通过两个指尖就能实现真正的、与已知的“单 手混合器”是明显不同的明确的且稳固的单手操作。此外，在人机工程学上正确的是，在抓取方向上能够轻易地实现体积流大小的更 重要的调节，并因此可实现并可调节布置成，使得所有这些优点的综合可实现最高的操作 舒适性。通过使用由例如注塑材料制成的简单且平的变换传动装置，只会产生很少的额外 费用，所以孔板-混合阀的成本与手柄混合器、中等等级的普通混合器的成本相类似，或恒 温阀的成本与嵌装式恒温器的成本相类似。本发明实现了非常紧凑、稳固的构造方式，外壳和旋转调节器既可由薄的不锈钢 管构成，也可由黄铜铸件或塑料构成。因此，变换传动装置与无杠杆的单手手指旋转调节器按本发明的结合开启了许多 造型上的和谐的设计方案的路径。
在本发明的其它构造方案中，伸出的手的手指的调节运动可选地转换成两个旋转 调节变量中的一个，无须移动手臂且手无须显著地移动。由此，即使在抓取时调节这两个旋 转调节变量时，也可实现最舒适的单手操作。这在针对老人的浴室设备中是尤其是有利的， 从而例如也提供给卫生区域的适用于残疾人的设备。此变换传动装置通过控制变量以1.6至4的传动比转换成相应的旋转调节变量实现以在实践中任意的、可限制的转矩来确定及确保所述调节，并因此确定及确保旋转调节 变量的灵活性。同时，可实现几乎任意大的高达250°的调节角度。由此，以敏感且极有把 握的调节来实现在人机工程学上最高的操作舒适性。变换传动装置的传动也可通过额外的 传动装置来实现或加强。如果变换传动装置在它的整个形状上都构造成圆盘，其与孔板阀的滑动面平行且 相隔一段距离地设置，则得到完整的圆柱形的最紧凑的构造，因为变换传动装置的中轴线 与旋转调节器的所有旋转轴线及旋转调节变量都是相同的。如果旋转调节变量和相配的旋转调节器的旋转轴线分别或甚至全部相交，它们在 最简单的情况下是相同的，则可简化结构。如果旋转调节变量的旋转轴线与孔板的滑动面 是垂直的，并相对于控制变量所处的平面是垂直的，则可进一步实现简化。这既适于将可移 动孔板的可旋转控制变量通过例如行星齿轮变速器转换成旋转调节变量，也适于将平移的 控制变量转换成旋转调节变量。如果旋转调节变量是单轴的旋转，它们的旋转轴线尤其是与各旋转调节器的旋转 轴线是相同的，则为以下最简单的外形构造创造了前提条件，即所述外形构造成相对于调 节运动不变化的圆柱体的基本形状且在旋转轴线的方向上具有端侧的抓取方向。既基于人机工程学上的原因，也基于艺术造型方面的原因，还有利的是，旋转调节 器的旋转轴线相对于旋转调节变量的旋转轴线成>0°的角度，例如在30°的范围内。如 果它们相交，则构造更简单。用于调节的最小费用的、最舒适且最符合人机工程学的方案这样得以实现，即分 别只有两个、三个指尖从一直相同的抓取方向能够可选择地且与旋转调节器的实际相对位 置无关地放置在一个或两个旋转对称的外置面上，它们可借助指尖进行旋转，无须手的移 动，甚至根本无须手臂的移动。此变换通过手指的细微移动来实现，同样无须手的移动和手 臂的移动，要么从外表面到外表面，要么借助外表面。在人机工程学上，体积流的大小的调节应该在抓取时以更高的优选权，即“盲式” 自动地来实现。这意味着更直接、更简单且更容易。这在构造上这样得以实现，即用于调 节体积流大小所需的转矩小于或至少不明显高于用于调节温度所需的转矩，可换档的旋转 调节器与用来调节体积流的大小的旋转调节变量耦合，作为固定的预调节，或在两个旋转 调节器的情况下，在抓取时其中一个首先用来调节大小的旋转调节变量。在设计成简单的混合龙头时，通过作为混合阀的两板式孔板阀来实现计量和混合 功能，其中它的两个控制变量分别借助旋转调节变量几乎可相互独立地进行调节。经由旋 转调节变量通过两个经由流入孔流入混合阀中的、温度不同的体积流的大小之间的比例能 够用手来调节流出的体积流的温度。在按本发明的构成为单手恒温器的实施例中，设置两板式孔板阀作为闭合阀，其 具有65至90°的常规的用于流出的体积流的大小的旋转角度作为控制变量。它的温度在作为混合阀的恒温阀中通过恒温元件按用于温度的旋转调节变量作为额定值进行控制。在现有技术中，构造一个具有同轴的、抓取方向相同的旋转调节器的恒温混合器，此恒温混合器包括内部壳体和外壳，其中用于温度_额定值的旋转调节器支承在内部壳体 中，此内部壳体将用于体积流大小的旋转调节变量从环状的旋转调节器传递到孔板阀上， 此旋转调节器设置在端侧的、用于温度的旋转调节器的后面。这既不与体积调节的人机工 程学上的优选权相应，也不能提供独立的调节运动。人机工程学上正确的操作这样得以实现，即内部壳体和外壳被局部地穿透。此外 壳划分为最外部件和最内部件，在其中位置固定地支承用于温度的旋转调节变量的旋转 轴。此内部壳体设置在最外部件和最内部件之间并设置有缺口，最内部件的朝最外部件敞 开的支撑杆通过此缺口居中地搭接直到支撑接触，支撑杆的宽度、缺口的大小和两者数量 在圆周上这样地协调，使得内部壳体相对于两件式外壳能够转动孔板阀的最大旋转角度。在具有单轴的用于第二旋转调节变量的第二旋转调节器的按本发明的混合龙头 的实施方式中，能够对每个旋转调节变量实施直接的抓取。因此，这两个旋转调节变量可分 别借助宽大的、可简单控制的、单轴的旋转直接且明确进行调节，而没有不可理解的且加大 难度的额外费用。对于单手操作，第二旋转调节器的旋转轴应该是相隔紧密的且与第一旋转调节器 的旋转轴应该尽可能平行。具有抓取方向的旋转调节器设置得越紧密，单手操作就越舒适。 如果它们的旋转轴是相同的，则这两个旋转调节器可只用一个手抓取就能操作。如果它们 是直接一个接一个地设置，则指尖只需轻易地移动约2cm，以更换所希望的旋转调节器，从 而把手指的旋转运动转换成这两个旋转调节变量中的一个。在旋转轴线方向上在端侧进行 抓取时，这在人机工程学上实现了最佳的构造。相对于调节运动，旋转调节器构成了基本上 不变化的旋转体。借助径向的手柄，可明确地显示旋转位置，并且还可额外地降低调整力，但这在本 发明只也是节省的。但在宽大的、待精确调节的调整角度中使调节运动更复杂，在两个旋转 调节器的情况下不能实现真正的单手操作。抓取方向随着实际的相对位置进行改变，此抓 取方向在抓取和调节过程开始之前就已识别到，以便能协调抓取运动。换档传动装置构成为按本发明设计的变换传动装置，这例如通过变换离合器，能 可选择地实现将手指在旋转调节器上的旋转运动转换成两个旋转调节变量。具有附加自由 度的用来在两个旋转调节变量之间进行转换的旋转调节器当然对两个调节运动具有统一 的抓取方向和相同的旋转轴线。它可以在最短的路径上能直接地够得到。旋转调节变量可 明确地借助单轴的旋转来调节。如果弹簧将旋转调节器固定在用于第一旋转调节变量的换 档位置上作为预调节，则只有第一个旋转调节变量是直接抓取并且是简单的旋转。第二旋 转调节变量的调节在旋转运动之前需要转换，在旋转运动时则需要保持力，此保持力必须 由调整力代替。对于转换最简单的情况是，要么通过挤压要么通过拉伸来在旋转轴的方向上进行 推移运动。同样还可能的是，推移运动与旋转轴线的方向是垂直，如旋转调节器或混合龙头 的一部分的摆动运动或翻转运动。作为变换耦合，还可以考虑摩擦离合器亦或齿轮离合器，作为径向的、轴向的或锥 形离合器。摩擦离合器的优点是，在旋转调节变量的每个相对旋转位置上可实现较短的转换路径和实现无问题的耦合。齿轮离合器的优点是保持力小和在进行耦合过程之后可靠地 转矩传递，它作为较高的法向力不必产生必需的附着-摩擦力，而只需克服换档弹簧。按本发明的构思应用在单手恒温器中时，活动的孔板约90°的旋转角度通过完全 设置在旋转调节器的内部的行星齿轮传动装置在输入端通过接块或空心轮转换成太阳轮 上的旋转调节变量。控制变量的由于密封和密封油而高的转矩以及微小的旋转角度通过超 过3倍的传动比可转换成在人机工程学上舒适的调节运动。作为由陶瓷构成的混合阀的两板式孔板阀适于作为简单的可止动的用于混合和 定量两个功能的阀门，它的控制变量可以是移动和旋转或是两个相互垂直且因而相互独立 的移动，因此在调节温度时不会改变体积流的大小，反之亦然。目标变量(温度和大小)可 明确地、相互独立地确定。具有穿孔的活动的孔板与固定在外壳中的孔板通过油脂处于表 面接触中，其在接触表面中具有两个流入孔和一个流出孔。原则上，控制部件和活动的孔板是相同的。但出于构造技术方面的原因，建议通过 一个控制部件把控制变量传递到孔板上，此控制部件与活动的孔板处于直接的支撑接触。可选地，能够选择第二控制变量，作为可移动第三孔板的自由度。阀的控制部件的第二控制变量要么通过第一变换传动装置的额外自由度，要么通 过自已的第二变换传动装置转换成第二旋转调节变量。但在旋转的自由度情况下，它自身也可作为旋转调节变量直接来用。对于合适的、平面的变换传动装置来说，非常优雅的解决方案是，由构成为环的螺 旋槽圆盘和滑块构成的凸轮盘传动装置，它的连杆插入螺旋状的导向槽中，其中螺旋的中 心优选设置在螺旋槽圆盘的旋转轴线上。此滑块具有带动件，此带动件嵌入控制部件的凹 槽中，它的长度相当于它的宽度和其它自由度的位移。此穿孔使第二滑块的带动件穿进去， 和/或使凸轮盘可旋转地支承在轴上，轴的外径与孔的外径相一致。当然，运动学上的转向 在此也是可能的，其中导向槽通过在凸轮盘上的导向肋条来代替，连杆通过在滑块中的凹 槽来代替。如果旋转调节变量和所属的凸轮盘的旋转轴线是相同的，则会产生最简单的、最 对称且最紧凑的结构。为此，如果旋转调节器的各个旋转轴线都是相同的并且甚至本身是 相同的，则所有可旋转的部件都能支承在共同的轴、例如圆筒的颈部上。此外，旋转调节器 和凸轮盘可抗扭地彼此相连，或设计成一体的。圆筒将阀门和变换传动装置连接成一个结构单元。它减小了噪音通过空气的发 散，并使所有的阀门零件和传动装置元件实现引导和固定。因此，滑块可圆筒的凹槽中移 动，并且凸轮盘借助穿孔或衬套支承在圆筒的轴上，或借助轴或它的外边缘支承在圆筒的 穿孔中，或也可旋转地支承在圆形的圆筒外罩的内表面上。在更换阀或变换传动装置时，圆 筒也用来实现简易的安装。在使用用于活动孔板的两个自由度的两个优选平的变换传动装置时，有利的是， 以面接触的方式上下重叠地设置变换传动装置，其中前提条件是，变换传动装置具有在机 架固定的缺口，例如在凸轮盘传动装置中具有与凸轮盘的旋转轴线同轴的穿孔，以便能导 引另一个的力传递。在凸轮盘传动装置具有槽盘的情况下，槽盘和滑块分别交替地呈块状地上下重叠 地堆叠在一起。它实现了相互的引导和固定。这实现了最紧凑、最稳固的构造，在凸轮盘的旋转轴相同的情况下在原则上还实现了最简单的构造，其中变换传动装置的大部分部件都 可安装在旋转调节器的内部。
由权利要求和以下结合附图的描述中得出了本发明的其它特征和优点，在这些附图上示意性地示出了本发明的内容的两个实施例。其中在附图中示出了 图1以透视图示出了按本发明的混合龙头，其中为了简明易懂，没有示出通常的 出口臂和入口接口；图2以另一透视图示出了相同的实施例，其中为了更好的观察，只以分解的方式 在垂直方向上分别相隔5mm示出了阀门和变换传动装置，并删去了旋转调节器、圆筒和外 壳；图3以另一透视图示出了相同的实施例，其中以分解的方式在垂直方向上与贴靠 的部件相隔20mm示出了旋转调节器，其具有所属的凸轮盘，并删去了外壳；图4以透视图示出了按本发明的混合龙头的两个实施例，其中没有示出通常的出 口臂和入口接口；图5以象征性的剖面图示出了按本发明的混合龙头的简单示出的第二实施例的 调整机构，其中具有恒温元件45的恒温阀2只是构成为黑盒子，缺口 64和穿透它的支撑杆 63作为粗、点状线来描述，并且删去了出口臂和接口。
具体实施例方式图1示出了具有常规外观的混合龙头。两个相对于它们的调节运动不变化的圆柱 形旋转调节器31、32直接地上下重叠地设置，此旋转调节器31、32分别具有单轴的、可旋转 的自由度311、321。它们的抓取方向6是相同的并在整个调节区域内都是不变的。它们的 外表面都是滚花的，以便用沾有肥皂的手指也能保证可靠的磨擦接触。它们的旋转轴线与 同样呈圆柱形的外壳170的中轴线是相同的。这个竖立的布置使混合龙头适合用在冲刷或 盥洗盆上。抓取的手在端侧上与旋转轴线平行地从上方伸来。在两个旋转调节器31、32的 下方，外壳170的长度在人机工程学上优选在45至200mm之间。两个旋转调节器31、32的优选外径在25至50mm之间。如果外壳170的外径与旋 转调节器31、32的外径相一致，则在40至50mm之间。它们的高度按直径优选在15至40mm， 以便在一只手抓取时能够保证操作。当在沐浴装置或浴缸上使用混合龙头时，此混合龙头转动90°地设置在水平位置 上，因此这两个旋转调节器31、32向前指向使用者。在旋转调节器31、32后的外壳长度则 约为65mm。图2在下部区域中示出了孔板-混合阀1，其由固定在未示出外壳中的第一孔板 11和第二孔板12构成，此第一孔板11具有用于热水和冷水的各一个流入孔180和一个 用于混合水的流出孔190，此第二孔板12借助第一孔板11在接触平面140中以面接触的 方式设置，并以两个相互垂直的可相互平移的自由度作为控制变量51、52可相对于第一 孔板11移动，此第二孔板12通过形锁合与控制部件150相连。一方面，此控制部件150 的任务是，使流入的冷水水流和热水水流转向180°，另一方面它带有两个控制凹槽121、122，它们的主要延伸方向分别与两个控制变量51、52中的一个相对应，用来容纳带动件(Mitnehmer)111、112。在控制部件150的上方，作为变换传动装置41、42的两个凸轮盘传动装置以面接触的方式成块状地上下叠加在一起。它们的零件相互支撑并因此相互引导。在此，分别在 环状的槽盘下设置滑块101、102，此槽盘作为凸轮盘71、72分别具有单轴的、可旋转的自由 度，此自由度作为旋转调节变量21、22在本实施例中分别对应于旋转调节器31、32的自由 度311、312，此槽盘与旋转调节器31、32抗扭地相连，所述滑块101、102借助在螺旋状的导 向槽91、92中的连杆81、82在槽盘的下表面上引导。这两个凸轮盘传动装置将两个通过阀 门结构预先规定的、相互垂直的移动(作为孔板12的控制变量51、52)转换成凸轮盘71、72 的单轴旋转，此凸轮盘71、72的单轴旋转具有受限的转矩和宽大的调整角度作为旋转调节 变量21、22。两个凸轮盘71、72的旋转轴线是相同的并且相对于它的外表面是同中心的并 且相对于两个孔板11、12的接触表面140是垂直的。上部的变换传动装置41的带动件111穿过下部的变换传动装置42的凸轮盘72的缺口 13 —直伸入控制部件150的控制凹槽122中。此缺口 13是一个环形的、位于中心 的并与凸轮盘72的旋转轴线同心的孔口，它具有足够的间隙，确保了上部的滑块101的控 制变量51的移动并且是与机架固定的(gestellfest)，因为它的中轴线与下部的凸轮盘72 的旋转轴线是相同的。图3公开了两个具有相同抓取方向6的旋转调节器31、32与两个变换传动装置41、42之间的内在联系，还示出了与机架固定的圆筒200，此圆筒200确定了变换传动装置 41、42及孔板-混合阀1的未示出的第一孔板的所有零件的相对位置。它本身固定在未示 出的外壳中，并在它的底部具有两个用于流入的冷体积流和热体积流的流入孔180，还具有 一个用于混合水流的流出孔190。它的下部件构成为几乎封闭的圆柱体，它包围孔板-混合阀1和控制部件150。此 圆柱体的上端部具有凹槽212，用来在它的作为控制变量52的移动的方向上容纳和引导下 部的变换传动装置42的滑块102。此圆筒200朝上延伸到具有环形横截面的颈部中，其通过另一凹槽211中断，此凹 槽211用来在它的作为控制变量51的移动的方向上容纳和引导上部的变换传动装置41的 滑块101。此颈部构成一个共同的轴220，两个凸轮盘71、72以及两个与其分别成对的、抗扭 相连的旋转调节器31、32以它们的自由度311、321可旋转地支承在所述共同的轴220上。 因此，旋转调节器31、32的旋转轴、两个凸轮盘71、72的旋转轴以及旋转调节变量21、22的 旋转轴都是相同的。旋转调节器31、32的自由度311、321也是作为旋转调节变量21、22的 两个凸轮盘71、72的自由度，并在此实施例中是相同的。由于整个变换传动装置41和变换传动装置42的大部分都统一地围绕着垂直的中 轴线(作为唯一的共同的旋转轴线)是旋转对称的，所以它们以简单的方式并且自身相互 引导且稳固地设置在旋转调节器32的内部。在图4和5的实施例中，混合龙头是一个真正的单手恒温混合器，其具有恒温阀2， 作为控制用于流入的体积流的混合比例的控制变量的混合阀，此混合比例按由旋转调节变 量22预定的额定值来确定流出的体积流的温度；所述恒温混合器还具有一个用于控制流 出的体积流的大小的控制变量51的孔板阀1作为闭合阀，流出的体积流的大小是通过旋转调节变量21来调节的。通过作为变换传动装置41的换档传动装置(Schaltgetriebe)，两个旋转调节变量21、22从持续的抓取方向6中在一只手抓取时只借助单轴的旋转调节器31就能调节。一 个沿它的可旋转的第一自由度311的旋转轴线的方向上额外的平移的自由度312允许加上 一个径向的变换离合器17、18，它们在它的自由度311旋转时根据在它的自由度312上的 终端位置3121、3122，要么通过中空轴35、行星齿轮传动装置29和内部壳体171与孔板阀 1的可移动的孔板12相耦合，或通过齿圈16、轴线152、螺纹65、推移套筒66与恒温阀2的 恒温控制元件45的调节元件相耦合，因此可旋转的自由度311相应地变为一个或另一个旋 转调节变量21、22。内部壳体171和外壳170在相对侧穿过缺口 64的结构和贯穿的支撑杆63。为此， 外壳170划分成封闭的最外部件62和中断的最内部件61，它们相互抗扭地且可拆卸地连 接在一起，此最内部件61在构成朝内敞开的支撑杆63的情况下用于与最外部件62支撑接 触。用于旋转调节变量22和推进套筒66的轴线152支承在此最内部件61中。内部壳体 171设置在这两个部件61、62之间，并设置有缺口 64，外壳170的最内部件61的支撑杆63 通过此缺口 64 —直定中心地并支撑接触地抓到最外部件62上。支撑杆63的宽度和缺口 64的大小是这样进行协调的，使得内部壳体171相对于两部分的外壳170以最大的控制变 量51作为孔板-混合阀1的可活动孔板12的旋转角度转动约65至80°。控制变量51通过内部壳体171用来转动行星齿轮架25。空心轮26固定在外壳 170的最外部件62中。由此造成的太阳轮27以受限的转矩和扩大的、优选超过250°的旋 转角度的旋转构成了旋转调节变量21。传动比优选为1.6至4，建议值超过2。变换离合器 17、18和行星齿轮架29 —起构成作为变换传动装置41的换档传动装置。通过弹簧19，变换离合器17、18作为预调整装置在终端位置3121中，因此总是能 直接、可靠且在实践中“盲式”自动地实现旋转调节变量21的调节，而无须额外的耦合过 程。这对应于人机工程学上的优先权，用来调节流出的体积流的大小，这也决定了水龙头的 起动和关闭。为了转换到终端位置3122并因此用于旋转调节变量22，则弹簧力通过在抓取 方向6上的压力来克服并在调节的整个持续时间内保持不变。如果旋转调节器31的高度选 择大于空腔的深度或为了例如通过沟槽保证带有空腔的端部表面310可靠的磨擦接触时， 这在沿抓取方向6上抓住的手的空穴中能够通过旋转调节器31的上端部表面310的止挡 实现。相应地，在权利要求的范围内还可考虑其它方面的构造方案和变化方案。本发明 的内容并不局限在附图中所示的、以上描述的实施例中。
权利要求
一种用于两种不同温度的液体的混合龙头，包括混合阀、孔板阀(1)和至少一个旋转调节器(31)，该孔板阀(1)具有确定流出的体积流的大小的控制变量(51)，此旋转调节器(31)相对于位置固定的外壳(170)以一个旋转的自由度(311)支承并相对于它的外部形状上是基本上无变化的，并且所述旋转调节器具有端侧的抓取方向(6)，通过所述旋转调节器的旋转能调节两个相互独立的、同轴的用来控制流出的体积流的大小或温度的旋转调节变量(21、22)中的至少一个第一个旋转调节变量，其特征在于，设有至少一个变换传动装置(41)，通过所述变换传动装置，控制变量(51)的运动方式、运动位置和/或运动量能转为在尤其是与孔板阀(1)的滑动面平行的平面上的第一旋转调节变量(21)。
2.按权利要求1所述的混合龙头，其特征在于，至少一个、优选两个旋转调节变量(21) 能借助为了容易操作可限定的转矩来调节，尤其是至少控制变量(51)优选通过与所述控 制变量相配的变换传动装置(41)能转换成第一旋转调节变量(21)。
3.按权利要求1或2所述的混合龙头，其特征在于，尤其是平的变换传动装置(41)相 对于它的作为旋转调节变量(21)的旋转轴线的驱动轴线构造成基本上旋转对称的，优选 构造成基本上圆盘的整体形状。
4.按权利要求1至3之任一项所述的混合龙头，其特征在于，旋转调节器(31)和第一 旋转调节变量(21)的旋转轴线是相交的，特别是所述两个旋转轴线是相同的。
5.按权利要求1至4之任一项所述的混合龙头，其特征在于，混合龙头构成为单手混合 器，其中在沿尤其是持续的抓取方向(6)仅仅单手抓取之后从优选基本上仅仅一个手位置 可选择地能调节两个旋转调节变量(21、22)中的一个。
6.按权利要求1至5之任一项所述的混合龙头，其特征在于，两个旋转调节变量(21、 22)的至少一个、尤其是每一个都能借助两个分别可贴靠在旋转调节器(31)的外表面的彼 此对置的侧面上的指尖来选择，并因此只借助优选在整个调节范围持续地一个位置上停留 的、尤其是在抓取方向上停留的手来可选择地能调节所述两个旋转调节变量(21、22)。
7.按权利要求1至6之任一项所述的混合龙头，其特征在于，用来调节流出的体积流 的大小的旋转调节变量(22)从抓取方向(6)能直接地、尤其是通过端侧的旋转调节器(31) 并以不明显高于用于调节温度的旋转调节变量(21)的转矩进行调节。
8.按权利要求1至7之任一项所述的混合龙头，其特征在于，孔板阀(1)是混合阀，并 且通过旋转调节变量(22)能够用手来调节从两个经由流入孔(180)流入混合阀中的体积 流的比例。
9.按权利要求1至7之任一项所述的混合龙头，其特征在于，孔板阀(1)是闭合阀， 并且流出的体积流的温度通过作为混合阀的恒温阀(2)按照作为额定值的旋转调节变量 (22)控制。
10.按权利要求9所述的混合龙头，其特征在于，混合龙头包含外壳(170)和内部壳体 (171)，它们在构成支撑杆(63)和缺口(64)的情况下被局部地穿透，其中此外壳(17)尤其 是两件式地由最内部件(61)和最外部件(62)构成，内部壳体(171)的至少一部分设置在 最内部件和最外部件之间。
11.按权利要求1至10之任一项所述的混合龙头，其特征在于，设有一个尤其是抓取 方向(6)相同的第二旋转调节器(32)，所述第二旋转调节器以一个旋转的自由度(321)支 承并相对于它的旋转轴线基本上是旋转对称的，借助该第二旋转调节器通过它的自由度(321)能调节第二旋转调节变量(22)，其中伸出的手的指尖的调节运动在两个旋转调节 器(31、32)的至少几乎每个相对旋转位置中尤其是通过指尖从一个旋转调节器到另一个 (31,32)的移动可选择地能转换为两个旋转调节变量(21、22)中的一个。
12.按权利要求11所述的混合龙头，其特征在于，两个旋转调节器(31、32)优选在具 有端侧的抓取方向(6)的旋转轴线上依次设置，因此移动基本在它们的旋转轴线方向上进 行。
13.按权利要求1至10之任一项所述的混合龙头，其特征在于，变换传动装置(41)是 一个尤其是带有变换离合器(17、18)的换档传动装置，通过所述换档传动装置能够将旋转 调节器(31)的旋转优选通过旋转调节器(31)的轴向移动可选择地转换成两个旋转调节变 量(21、22)中的一个。
14.按权利要求1至13之任一项所述的混合龙头，其特征在于，设有一个至少一大部分 优选设置在旋转调节器(31)内部的行星齿轮传动装置作为变换传动装置(41)，它的太阳 轮(27)尤其是能够与具有相同旋转轴线的旋转调节器(31)抗扭地相连。
15.按权利要求1至14之任一项所述的混合龙头，其特征在于，至少一个控制变量 (51,52)是孔板阀(1)的可运动的第一孔板(12)相对于第二孔板(11)的移动，所述第二孔 板与第一孔板在接触表面(140)中处于面接触，并且固定在外壳(170)中并设有两个流入 孔(180)和一个流出孔(190)。
16.按权利要求1至15之任一项所述的混合龙头，其特征在于，设有第二控制变量 (52)，其尤其是优选作为混合阀的孔板阀(1)的第三孔板的自由度，所述第三孔板相对于 设置在其接触表面(140)中成面接触设置的第一孔板(12)和/或第二孔板(11)是可移动 的。
17.按权利要求1至15之任一项所述的混合龙头，其特征在于，设有两个控制变量 (51、52)，它们是第一孔板(12)相对于尤其是作为混合阀的孔板阀(1)的第二孔板(11)的 相互独立的自由度，优选是相互垂直的移动。
18.按权利要求16或17之任一所述的混合龙头，其特征在于，第二控制变量(52)与第 二旋转调节变量(22)是相同的，所述第二旋转调节变量尤其是第二旋转调节器(32)的旋 转。
19.按权利要求16或17之任一项所述的混合龙头，其特征在于，设有尤其是平的第二 变换传动装置(42)，作为混合阀的孔板阀(1)或第二阀的第二控制变量(52)借助此变换传 动装置(42)可转换成第二旋转调节变量(22)。
20.按权利要求1至19之任一项所述的混合龙头，其特征在于，至少一个变换传动装 置(41、42)是凸轮盘传动装置，它尤其是由一个构成为凸轮盘(71、72)的槽盘和一个通过 连杆(81、82)在导向槽(91、92)中引导的滑块(101、102)构成，它优选沿作为控制变量 (51,52)的移动的方向可移动地支承在圆筒(200)的凹槽(211、212)中，尤其是通过带动件 (111、112)嵌入控制部件(150)的控制凹槽(121、122)中，它与可移动的第二孔板(12)处 于直接的支撑嵌接。
21.按权利要求21所述的混合龙头，其特征在于，导向槽(91、92)构成为螺旋状，其中 螺旋的中心尤其是位于凸轮盘(71、72)的旋转轴上。
22.按权利要求20或21之任一项所述的混合龙头，其特征在于，至少一个旋转调节变量(21、22)和至少一个凸轮盘(71、72)的旋转轴是相同的，尤其是至少一个旋转调节器 (31,32)和一个凸轮盘(71、72)可旋转地支承在共同的轴(220)上，优选支承在圆筒(200) 的颈部上，两者尤其是抗扭地彼此相连并且优选设计成一体的。
23.按权利要求19至22之任一项所述的混合龙头，其特征在于，两个尤其是平的变换 传动装置(41、42)以面接触的方式相互重叠地设置，其中至少第二变换传动装置(42)使在 机架固定的缺口(13)敞开，用于第一变换传动装置(41)的力传递，其中尤其是凸轮盘(71、 72)在凸轮盘传动装置中在中间穿孔构造成环，并在两个凸轮盘传动装置中，凸轮盘(71、 72)和滑块(101、102)交替地沿所述凸轮盘传动装置的凸轮盘(71、72)的优选相同的旋转 轴线上下重叠地设置。
全文摘要
本发明涉及一种能敏感地可靠地有目的地明确地调节的、紧凑的、成本低廉的用于温度不同的液体的混合龙头，用来独立地调节混合物的流出的体积流的大小和温度，它也作为在一只手抓取时真正的单手混合器。适合应用陶瓷-孔板和/或恒温混合阀。控制变量(51、52)可通过变换传动装置(41、42)这样转换成在人机工程学上都最佳的运动方式、运动量和/或运动位置的旋转调节变量(21、22)，使得旋转调节变量(21、22)在从持续的抓取方向(6)中伸出一只手后，在手部位置上通过仅仅两个指尖借助可限制任意灵活性的转矩和大的旋转角度在相配的旋转调节器(31、32)上进行调节，其中，用于流出的体积流的大小的旋转调节变量(21)可在抓取方向(6)上在人机工程学上正确地轻易地实现并能够进行调节。
文档编号F16K11/065GK101809347SQ200880108985
公开日2010年8月18日 申请日期2008年9月28日 优先权日2007年9月27日
发明者西格弗里德·黑克洛茨 申请人:西格弗里德·黑克洛茨