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    EineBewegungssteuervorrichtung zur Steuerung der Bewegung eines Funktionselementsum eine erste Achse und um eine zweite Achse umfaßt einenSchaft (35), der einen Sockel und einen Steuerarm (34) hat, wobeider Sockel eine erste Achsenöffnung definiert.Die Vorrichtung umfaßtdes weiteren ein zylindrisches Drehelement (47), das in die ersteAchsenöffnung eingefügt und zurersten Achse konzentrisch ist. Das Drehelement (47) definiert einezweite Achsenöffnung(125) und die Vorrichtung weist auch einen zylindrischen Schwenkzapfen(36) auf, der in die zweite Achsenöffnung eingefügt und zurzweiten Achse konzentrisch ist. Der Schaft ist ausgestaltet, umin einer ersten Richtung um die erste Achse und in einer zweitenRichtung um die zweite Achse zu verschwenken, wobei die erste unddie zweite Achse rechtwinklig zueinander stehen. Bei einem Ausführungsbeispiel isteine sechseckige Bremsfeder (48) zwischen dem Drehelement und demSchaft eingefügt,um die Reibungsbremsung füreine der zwei Bewegungsrichtungen zu beeinflussen.
    公开号:DE102004015480A1
    申请号:DE200410015480
    申请日:2004-03-26
    公开日:2004-10-21
    发明作者:Hans-Christoph San José Haenlein
    申请人:Masco Corp of Indiana；
    IPC主号:E05D3-10
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf eine Bewegungssteuervorrichtungin der Form eines Reibungsgelenks, das zwei Freiheitsgrade hat.Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen kardanischenMechanismus, bei welchem die zwei Freiheitsgrade um zwei rechtwinkligstehende Achsen vorliegen. Eines der Merkmale der vorliegenden Erfindungbesteht in der Einbeziehung einer Bremsreibungskomponente, um ein "nicht symmetrisches" kardanisches Verhaltenzu erzeugen. Bei einem Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung wird die Bremsreibungskomponente durchein Paar von sechseckigen Federhülsenbereitgestellt.
    [0002] Während dievorliegende Erfindung eine breite Anwendung auf einer Vielzahl vonGebieten für eineVielzahl von verschiedenen Vorrichtungen hat, wird ein Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung im Kontext eines Fluidsteuerventils beschrieben.Andere Vorrichtungen und Anwendungen für das Reibungsgelenk gemäß der vorliegendenErfindung sind mechanische Verbindungen, wie Drehgelenkverbindungen,bei denen ein Wackeln ein Problem darstellen kann. Die vorliegendeErfindung weist zum Beispiel eine Anwendbarkeit als ein Teil einerVorrichtung auf, bei der es eine Bewegung eines Abschnitts relativzu einem anderen, typischerweise feststehenden, Abschnitt und einenWunsch gibt, eine Reibkraft hinzuzufügen, welche die Schwerkraft überschreitet.Auf diese Weise ist die hinzugefügte Reibung,die zu überwindenist, um eine Bewegung einzuleiten, dazu vorgesehen, ein Wackelndes beweglichen Abschnitts zu verhindern.
    [0003] ImHinblick auf die Nutzung der vorliegenden Reibungsgelenk-Erfindungin dem Kontext eines Fluidsteuerventils ist festzuhalten, daß Einhandhebel-Wasserhahn-Steuerventilemit verschiedenen mechanischen Anordnungen zur Steuerung der verfügbaren Bewegungsrichtungen,des Bereichs der Bewegung und des Typs oder der Art der Bewegung für den Handhebelangeboten worden sind. Eine Art des Steuerventils von dem beschriebenenTyp weist einen Handhebel auf, der im allgemeinen in eine Seitwärtsrichtung(von links nach rechts und von rechts nach links) bewegt wird, umdie Mischung von Warmwasser und Kaltwasser für die gewünschte Temperatur einzustellen.Bei dieser Art von Wasserhahn-Steuerventil-Anordnung wird der Handhebeltypischerweise in eine Aufwärts-oder Vorwärtsrichtung,weg von dem Benutzer bewegt, um die Durchflußmenge und das Volumen zu vergrößern. Der Handhebelwird typischerweise in eine Abwärts-oder Rückwärtsrichtungauf den Benutzer zu bewegt, um die Durchflußmenge und das Volumen zu verringern oderden Durchfluß vonWasser aus dem gesteuerten Hahn vollständig abzustellen.
    [0004] Einhandhebel-Steuerventiledes oben beschriebenen Typs könnenaufgrund der Einhandhebel-Konstruktion und der Art und Weise, wieder Handhebel bewegt werden kann, als Typ mit einem Joystick-Steuerhandhebelbezeichnet werden. Die Richtungen und der Bereich der Bewegungenwerden durch die innere Struktur des Ventilmechanismus und durchdie Auswahl und Anordnung der Bestandteile bestimmt. Einige diesererwähntenBestandteile umfassen die Bestandteile des Reibungsgelenks gemäß der vorliegendenErfindung. Vorbekannte Einhandhebel-Wasserhahn-Steuerventile sindtypischerweise unter Berücksichtigungdes Typs an zuzuführendemFluid, der Endnutzung, des Endnutzers und der Umstände hinsichtlichdes Komforts und der Sicherheit für den Benutzer ausgebildet,die vorliegen, wenn das Ventil betätigt oder geöffnet wird.
    [0005] Aufdem Gebiet der Wasserzufuhrhähneist eine Art eines Einhandhebel-Steuerventils (hier als "Typ Eins" bezeichnet, nurzur Bezugnahme) derart ausgebildet, daß es eine Gleitbewegung ineiner ersten Richtung und eine Drehbewegung in einer zweiten Richtunggibt. Bei einem Steuerventil vom Typ Eins kann die ausgewählte Wassertemperaturbeibehalten werden, wenn der Wasserdurchfluß eingestellt oder abgedrehtwird. Dies ist möglich,weil die erste Bewegungsrichtung von der zweiten Bewegungsrichtung "entkoppelt" ist.
    [0006] Eineandere Art eines Einhandhebel-Steuerventils (im Folgenden als "Typ Zwei" bezeichnet, nur zurBezugnahme) ist derart ausgebildet, daß die Bewegung in einer erstenRichtung und die Bewegung in einer zweiten Richtung nicht entkoppeltsind. Dies bedeutet, daß dieBewegung des Handhebels in eine Richtung möglich ist, die ein Vektorproduktder zwei Primärrichtungenist. Bei einer spezifischen Bauform eines Steuerventils vom TypZwei kehrt der Handhebel in die mittlere oder neutrale Temperaturposition zurück, wennder Wasserdurchfluß abgesperrtwird. Bei einem Ausführungsbeispieleines Steuerventils vom Typ Zwei kommt eine modifizierte Kugel-und Sockel-Kombination mit einer Stift-Schlitz-Anordnung zur Anwendung,um die "Rückkehr zurNeutrallage"-Charakteristikwie beschrieben zu steuern. Einige der Hähne mit der MarkenbezeichnungDELTA®-Hähne, angebotenvon der Delta Faucet Company of Indiana, sind auf diese Art undWeise gestaltet.
    [0007] Beiden Steuerventilen vom Typ Eins liegt eine Bewegung des Handhebelsin zwei verschiedenen Richtungen vor, die voneinander verschieden sind.Das Wort "verschieden" soll hier eine Steuerventilbewegungdefinieren, bei der eine Bewegung des Handhebels in einer Richtung,um eine der zwei Wasservariablen zu steuern oder einzustellen, keine Wirkungauf die andere Wasservariable hat und umgekehrt. Genauer gesagthaben Steuerventile dieser Art einen Aufbau, der eine Dreh- oderSchwenkbe wegung in einer Richtung, um einen Wasserparameter zu steuern,und eine Gleitbewegung in einer zweiten Richtung ermöglicht,um einen zweiten Wasserparameter zu steuern. Bei Steuerventilendieses Typs ist eine Von-vorn-nach-hinten- (oder eine Von-hinten-nach-vorn-)Kipp- oder Gleitbewegung fürdie AN-AUS-Steuerungund eine Drehung um eine Steuerachse für die WARM-KALT-Einstellung vorgesehen. Die erwähnte "Steuer"achse kann bei bestimmtenHahngestaltungen eine vertikale Achse und/oder in Abhängigkeitvon der Hahngestaltung die Z-Achse und/oder die Längsachsedes Ventilkörpersoder des Handhebels sein. Die Mechanismen oder Anordnungen, diezur Fluidsteuerung bei diesem Typ oder dieser Art von Steuerventilausgewähltwurden, haben schon an sich Grenzflächen mit hoher Reibung, wobeiAnstrengungen in Form von Änderungendes Aufbaus unternommen wurden, um zu versuchen, diese Reibungskräfte zu reduzieren,so daß derSteuerhebel einfacher bewegt werden kann.
    [0008] AnFluidsteuerventilen, bei denen eine Bewegungsart vom Typ Eins gegebenist, gibt es Aspekte, die verbessert werden können. Beispielsweise machenes der Aufbau dieser Art und die Mechanismen, die genutzt werden,um die Bewegung in der ersten und zweiten Richtung zu bewirken,zunehmend schwieriger, die Durchflußtemperatur einzustellen, wennsich das Steuerventil seiner vollen EIN-Stellung annähert. Diesist darauf zurückzuführen, daß der Hebelarmdes Hebels um die Durchflußsteuerachsetypischerweise verkürztwird, wenn sich der Durchflußhebelin der EIN-Stellung befindet. Es ist ebenfalls typischerweise schwieriger,die Durchflußmengezu steuern, wenn sich die Temperatur einer der äußersten Positionen (ganz heiß oder ganz kalt)annähert,da der Hebel bei diesen Extremen normalerweise, verglichen mit dergünstigerenwarmen Position, in eine weniger günstige Position verschwenktworden ist. Ein Vorteil dieser Bewegung vom Typ Eins besteht jedochdarin, daß beidieser Anordnung in wünschenswerterWeise eine Entkopplung der Steuerbewegungen für die zwei Wasserdurchflußvariablen,nämlichdie Wasserdurchflußmengeund die Wassertemperatur, gegeben ist. Diese zwei Variablen können aufeinfache Weise unabhängigvoneinander mittels dieser Bewegung vom Typ Eins gesteuert werden.
    [0009] Wennein Fluidsteuerventil fürdie Zufuhr und Steuerung von Wasser in privaten Haushalten verwendetwird, sind Komfort und Sicherheit für den Benutzer wichtig. Beidem Steuerventil vom Typ Eins kann der Benutzer, wenn der Handhebelin eine "Aus"-Stellung bewegt ist, die Wassertemperaturstellungaber angehoben bleibt, anfangs Wasser mit einer höheren Temperaturals erwünschterhalten. Bei dem Steuerventil vom Typ Zwei wird die anfängliche Zufuhrvon Wasser höhererTemperatur vermieden, indem der Steuerhebel in eine temperaturneutrale Stellungzurückgestelltwird, wenn der Wasserdurchfluß abgesperrtwird. Das Steuerventil vom Typ Zwei führt jedoch zu einer neuen Überlegung.Aufgrund der Freiheit der Bewegung des Fluidsteuerventils und derverschiedenen Bewegungsrichtungen, die eine zum Einstellen der Wassertemperaturund die andere zum Einstellen der Durchflußmenge (Volumen), muß der Benutzerfür dasgewünschteGleichgewicht von sowohl der Wassertemperatur als auch der Wasserdurchflußmenge denHandhebel sorgfältigpositionieren. Nachdem zum Beispiel das ausgewählte Gleichgewicht von Temperaturund Durchflußmengeerreicht und danach eine erhöhteDurchflußmengegewünschtist, muß mansich Mühegeben, Änderungender Temperatur zu vermeiden, wenn der Handhebel bewegt wird, umdie Fluiddurchflußmengeeinzustellen. Eine ähnliche Überlegungist angebracht, wenn die gewünschteDurchflußmengevoreingestellt ist und dann die Wassertemperatur eingestellt werdenmuß. Wenngleichdie Freiheit der Handhebelbewegung keine Frage der Sicherheit ist,könntenes einige potentielle Käufervon Wasserhähnen diesesallgemeinen Typs bevorzugen, in der Lage zu sein, einen Wasserparameter,Temperatur oder Durchflußmenge,einzustellen, ohne unbeabsichtigt den anderen Wasserparameter zu ändern.
    [0010] EineGegebenheit bei einem Steuerventil vom Typ Zwei, welches eine modifizierteKugel und einen modifizierten Sockel aufweist, besteht darin, daß bei derKugel in Ruhe eine Haftreibung vorliegt, welche die Anfangskraftbeeinflußt,die erforderlich ist, um die Kugel "frei zu bekommen" und die Bewegung einzuleiten. Wenndie Kugel in Bewegung ist, fühltder Benutzer die Wirkung der Bewegungsreibung, wobei die Bewegungsreibunggeringer ist als die Haftreibung, die zu überwinden ist, um die Bewegungeinzuleiten. Da bei dem Steuerventil vom Typ Zwei die Bewegung oderder Bewegungsablauf in einer ersten Richtung nicht von der Bewegungoder dem Bewegungsablauf in einer zweiten Richtung entkoppelt ist,ist es, wenn die Haftreibung an der Kugel überwunden ist, für den Benutzerschwierig, einen Unterschied in den zwei Bewegungsrichtungen oder ineiner Kombination dieser zwei Richtungen wie zum Beispiel dem Vektorproduktzu fühlen.Selbst wenn der Benutzer eine Richtung als seine "bevorzugte" Bewegungsrichtungausgewählthat, ist es schwierig zu spürenoder zu fühlen,ob es eine Abweichung von dem gewählten Weg gibt. Da die Richtungender Bewegung oder des Bewegungsablaufs nicht entkoppelt sind, bedeutetdas Freibekommen der Kugel für dieAnfangsbewegung in einer Richtung auch das Freibekommen der Kugelin der anderen Richtung.
    [0011] Nach Überprüfung dervorhandenen Bewegungssteuermechanismen im allgemeinen und derjenigenTypen, die fürFluidsteuerventile verwendet werden, der Merkmale, die für Verbraucherinteressant oder wichtig sind, und der verfügbaren Produkte, kamen dieErfinder der vorliegenden Erfindung zu dem Schluß, daß es für solche Bewegungssteuermechanismeneine Verbesserung darstellen würde, wennein verbessertes Reibungsgelenk geschaffen würde. Eine Anwendung für ein solchesverbessertes Reibungsgelenk bestündeim Zusammenwirken mit einem Fluidsteuerventil. Die Erfinder dervorliegenden Erfindung stellten sich auch vor, daß es eineVerbesserung fürdie Fluidsteuerungstechnologie darstellen würde, wenn der Nutzen und dieVorteile der einhand hebelgesteuerten Bewegung mit der entkoppeltenSteuerung der zwei Wasserdurchflußvariablen, Temperatur undDurchflußmenge, ähnlich wie beider Bewegung vom Typ Eins kombiniert werden könnte. Die Erfinder der vorliegendenErfindung stellten sich ferner vor, daß die strukturelle Ausbildung desFluidsteuerventilmechanismus durch Nutzung des verbesserten Reibungsgelenkszwei entkoppelte Richtungen der Handhebelbewegung um zwei sich schneidendeorthogonale Achsen haben würde,und daß dieReibkraft in einer Richtung der Handhebelbewegung sich von der Reibkraftin der anderen Richtung der Handhebelbewegung unterscheiden würde.
    [0012] DieErfinder der vorliegenden Erfindung stellten sich ferner vor, daß durchgeeignete Wahl einer modifizierten Kugel- und Sockel-Bauform dieGegebenheiten der Haftreibung versus Bewegungsreibung genutzt werdenkönnten.Bei entkoppelten Bewegungsrichtungen wird, wenn der Benutzer die "bevorzugte" Bewegungsrichtunggewähltund die Bewegung eingeleitet hat, die Haftreibung überwunden unddie Reibung wechselt zu der geringeren Bewegungsreibung. Dies beeinflußt nichtdie andere Bewegungsrichtung, welche in einem Haftreibungszustandbleibt. Das Ergebnis besteht aufgrund der geringeren Reibungsstärke darin,daß derSteuerhandhebel leichter in die ausgewählte (d.h. bevorzugte) Richtungzu bewegen ist. Das Steuerventil bevorzugt diese Richtung ebenfalls,da es dort weniger Reibung gibt. Welche der zwei entkoppelten Bewegungsrichtungenanfangs auch immer vom Benutzer ausgewählt wird, diese ist die Richtung,welche eine Wahrnehmung oder ein Gefühl einer geringeren Bewegungsreibkraftoder Reibungsstärkean den Benutzer vermittelt. Dies wird dann die Reibungsbremse, die wahrgenommenwird, um die ausgewählteBewegungsrichtung beizubehalten. Demgemäß ist es leichter, die Bewegungdes Steuerhandhebels in dieser bevorzugten Richtung beizubehalten,als in die andere Richtung zu wechseln. Jegliche Änderungin die andere Richtung wäredann mit der Überwindung derhöherenHaftreibung verbunden, um die Bewegung einzuleiten.
    [0013] DieErfinder der vorliegenden Erfindung berücksichtigten auch als ein Teilder Reibungsgelenkgestaltung die Möglichkeit der wahlweisen Erhöhung derReibung füreine Bewegungsrichtung, so daß die andereRichtung ohne Rücksichtauf die Differenzierung von Haftreibung und Bewegungsreibung bevorzugtwäre. Wennes zum Beispiel bevorzugt wäre, daß die Einstellungder Wasserdurchflußmengeeinfacher (d.h. geringere Reibkraft) als die Einstellung der Wassertemperatur(d.h. höhereReibkraft) vonstatten geht, dann könnte ein Fluidsteuerventilals eine Anwendung fürdas erfindungsgemäße Reibungsgelenkausgestaltet werden. Wenn diese beschriebene Situation bevorzugtist, dann muß die Reibungsbremse,welche der Wassertemperaturrichtung beigefügt wird, größer als die Haft-/Bewegungsdifferenzsein. Auf diese Weise wird, selbst wenn die Wassertemperaturrichtungausgewähltwird und die niedrigere Bewegungsreibung vorliegt, die zusätzlicheReibungsbremse diese Differenz überschreiten, sodaß dieWasserdurchflußmengenrichtungnoch immer bevorzugt ist. Die Erfinder der vorliegenden Erfindunghatten auch die Vorstellung, daß,welcher Mechanismus auch immer genutzt wird, um die Reibkraft zwischenden zwei Bewegungsrichtungen zu verändern, die Reibkraftstärke eingestelltwerden könnte,so daß siejeder besonderen Ausgestaltung des Hahn- oder Steuerventils speziellangepaßtwerden könnte.
    [0014] Ausder Bewertung der vorhandenen Technologie durch die Erfinder dervorliegenden Erfindung begriffen diese die vorliegende Erfindungals eine neuartige, nicht offensichtliche Verbesserung des gegenwärtigen Standsder Technik auf dem Gebiet der Bewegungssteuervorrichtungen. Dievorliegende Erfindung verwendet insbesondere eine strukturelle Konfigurationmit zwei getrennten orthogonalen Achsen, die einen Punkt passieren,mit entkoppelter Steuerung der Bewegung um jede Achse. Als eine Optionkann die Reibkraft um eine ausgewählte Achse wahlweise eingestelltwerden. Es resultiert ein Reibungsgelenk für eine (Joystick-)Bewegungvom Typ Eins, auf der Basis einer modifizierten Kugel- und Sockel-Bauform,das ein "Temperaturerinnerungsvermögen" und eine höhere Reibkraftin Richtung der Wassertemperatureinstellung aufweist, um die Bewegungin Richtung der Durchflußmengen-oder Volumeneinstellung zu "bevorzugen". Wenngleich es verschiedeneAnwendungen fürdas Reibungsgelenk gemäß der vorliegendenErfindung gibt, stellt die ausgewählte Anwendung in dem Kontexteines Fluidsteuerventils ein praktisches Beispiel für den alltäglichenGebrauch dar.
    [0015] Dervorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine im obigenSinne verbesserte Bewegungssteuervorrichtung zu schaffen.
    [0016] DieseAufgabe wird durch die in den Patentansprüchen 1, 17 und 22 angegebenenMerkmale gelöst.Vorteilhafte bzw. zweckmäßige Weiterbildungender Erfindung sind Gegenstand der Patentansprüche 2 bis 16, 18 bis 21 und23 bis 27.
    [0017] EineBewegungssteuervorrichtung zur Steuerung der Bewegung eines Funktionselementsum eine erste Achse und um eine zweite Achse umfaßt gemäß einemAusführungsbeispielder vorliegenden Erfindung einen Schaft, der einen Sockel und einen Steuerarmaufweist, wobei der Sockel eine erste Achsenöffnung definiert, ein Drehelement,das in die erste Achsenöffnungeingefügtist, so daß dasDrehelement zu der ersten Achse konzentrisch ist, wobei das Drehelementeine zweite Achsenöffnungdefiniert, und einen Schwenkzapfen, der in die zweite Achsenöffnung eingefügt ist,so daß derSchwenkzapfen zu der zweiten Achse konzentrisch ist, wobei der Schaftausgebildet und angeordnet ist, um in einer ersten Richtung um dieerste Achse und in einer zweiten Richtung um die zweite Achse zuverschwenken.
    [0018] WeitereMerkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgendenBeschreibung hervor.
    [0019] 1 ist eine Vorderansichteines Fluidsteuerventils, das ein Reibungsgelenk gemäß einemtypischen Ausführungsbeispielder Erfindung aufweist.
    [0020] 2 ist eine Draufsicht aufdas Fluidsteuerventil gemäß 1.
    [0021] 3 ist eine Längsschnittansichtdes Fluidsteuerventils gemäß 1, betrachtet entlang derLinie 3-3 in 2.
    [0022] 4 ist eine Längsschnittansichtdes Fluidsteuerventils gemäß 1, betrachtet entlang derLinie 4-4 in 3.
    [0023] 5 ist eine Längsschnittansichtdes Fluidsteuerventils gemäß 1, betrachtet entlang derLinie 5-5 in 4.
    [0024] 6 ist ein vergrößertes Detaileines Abschnitts des Fluidsteuerventils gemäß 1, wie es in 4 gezeigt ist.
    [0025] 7 ist eine teilweise geschnittenePerspektivdarstellung der Bestandteile, die das Fluidsteuerventilgemäß 1 nach der vorliegendenErfindung aufweist, in auseinandergezogener Anordnung.
    [0026] 8 ist eine teilweise geschnittenePerspektivdarstellung der Bestandteile, die das Fluidsteuerventilgemäß 1 nach der vorliegendenErfindung aufweist, in auseinandergezogener Anordnung.
    [0027] 9 ist eine perspektivischeAnsicht einer Reibungsgelenk-Unterbaugruppe gemäß der vorliegenden Erfindung.
    [0028] 10 ist eine perspektivischeAnsicht eines Schafts, der eine Komponente der Reibungsgelenk-Unterbaugruppegemäß 9 ausbildet.
    [0029] 11 ist eine perspektivischeAnsicht eines Drehelements, das eine andere Komponente der Reibungsgelenk-Unterbaugruppegemäß 9 ausbildet.
    [0030] 12 ist eine perspektivischeAnsicht einer Bremsfeder, die einen Bestandteil der vorliegenden Erfindungausbildet.
    [0031] 13 ist eine perspektivischeAnsicht einer Bremsfeder in anderer Ausgestaltung, die zum Gebrauchmit der vorliegenden Erfindung geeignet ist.
    [0032] 14 ist eine perspektivischeAnsicht noch einer anderen Bremsfeder, die zum Gebrauch mit der vorliegendenErfindung geeignet ist.
    [0033] 15 ist eine perspektivischeAnsicht noch einer anderen Bremsfeder, die zum Gebrauch mit der vorliegendenErfindung geeignet ist.
    [0034] 16 ist eine abgebrocheneLängsschnittansichteines Einachsen-Steuerventils, das eine Bremsfeder gemäß der vorliegendenErfindung aufweist.
    [0035] 17 ist eine Draufsicht aufdas Steuerventil gemäß 16, betrachtet entlang derLinie 17-17 in 16.
    [0036] Imfolgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispieleunter Bezugnahme auf die beigefügtenZeichnungen nähererläutert.
    [0037] Inden 1–5 ist ein Fluidsteuerventil 20 gezeigt,das eine Bewegungssteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindungaufweist. Die spezielle Konstruktion der Bewegungssteuervorrichtung bestehtgemäß der vorliegendenErfindung in einer Reibungsgelenk-Unterbaugruppe. Ein Ausführungsbeispieldieser Reibungsgelenk-Unterbaugruppe ist in den 3–8 gezeigt. Ein anderes Ausführungsbeispielzeigen die 9–11.
    [0038] Gemäß den 1–5 weistdas Ventil 20 als ein Teil seiner Grundbestandteile einenKörper 21, einGehäuse 22 undeine Kappenmutter 23 auf. Diese Bestandteile sind zusätzlich inden 7 und 8 gezeigt. Wie gezeigt undersichtlich, ist ein unterer Abschnitt des Gehäuses 22 nach untenin das hohle Innere 24 des Körpers 21 eingepaßt und einoberer Abschnitt des Gehäuses 22 erstrecktsich aufwärts, über dieund frei von der Seitenwand 25 des Körpers. Der einteilige Körper 21 hateinen ringförmigenHals 26 mit einem Außengewindeund ein mit einem Innengewinde versehener ringförmiger Rand 27 der einteiligenKappenmutter 23 ist mit dem Hals 26 verschraubt.Dieser Gewindeeingriff fesselt einen Radialflansch 30 desGehäuses 22 zwischendem Körper 21 undder Kappenmutter 23. Um das Gehäuse 22 geeignet innerhalbdes Körpers 21 auszurichtenund um jegliche Relativdrehung oder Wendung zwischen dem Körper 21 unddem Gehäuse 22 zuverhindern, ist eine Aussparung 31 an dem Hals 26 vorgesehen undein damit zusammenwirkender Keilvorsprung 32 ist als einTeil des Radialflansches 30 ausgebildet (7).
    [0039] DieKombination des Gehäuses 22 unddes Körpers 21 definierteinen Innenraum 33, der die restlichen Bestandteile aufnimmt,die das Ventil 20 umfaßt.Diese restlichen Bestandteile bilden die Grundbestandteile einesFluidsteuermechanismus, der als ein Teil des Fluidsteuerventils 20 verwendetwird. Die einzigen Abschnitte des offenbarten Aufbaus, die sichnach außerhalbdes Innenraums 33 erstrecken, sind ein Steuerhebelabschnitt 34 eineseinstückigen Schafts 35 unddie Enden eines Schwenkzapfens 36. Die Innenbestandteile,die den Rest des Ventils 20, zusätzlich zum Schaft 35 undzum Schwenkzapfen 36 ausmachen, umfassen eine Einlaßdichtung 40, einunteres Gehäuse 41,eine untere Scheibendichtung 42, eine untere Scheibe 43,eine obere Scheibe 44, eine obere Scheibendichtung 45,eine obere Scheibenauflage 46, ein Drehgelenk 47,eine Bremsfeder 48 und eine Unterlegscheibe 49.Diese Komponenten und die aufeinanderfolgende axiale Anordnung dieserKomponenten sind in den auseinandergezogenen Perspektivdarstellungengemäß den 7 und 8 weiter gezeigt.
    [0040] Wiedetaillierter beschrieben werden wird, sind der Schaft 35,das Drehgelenk 47 und der Schwenkzapfen 36 zueinem ersten Ausführungsbeispielder Reibungsgelenk-Unterbaugruppe gemäß der vorliegenden Erfindungzusammengebaut, und diese Unterbaugruppe wirkt als eine Bewegungssteuervorrichtung.Obgleich die Bremsfeder 48 als ein Teil des bevorzugtenAusführungsbeispielsenthalten ist, ist sie eine optionale Komponente, abhängig vonder Größe oderStärkeder Reibungsbremsung, die füreine der Bewegungsrichtungen des Schafts 35 erwünscht ist.Beim zweiten Ausführungsbeispielder Reibungsgelenk-Unterbaugruppe (siehe die 9–11) wird ein Paar von Bremsfedernverwendet.
    [0041] Ausder folgenden Beschreibung wird auch verständlich, daß das untere Gehäuse 41 unddie Einlaßdichtung 40 ineiner Position relativ zu dem Ventilkörper 21 fixiert sindund tatsächlicheine Ventilkörper-Baugruppebilden. In ähnlicherWeise kann die Kombination der Kappenmutter 23 und desGehäuses 22,die auch in einer Position relativ zu dem Körper 21 fixiert sind,als eine Gehäusebaugruppe betrachtetwerden, ungeachtet der Tatsache, daß das Gehäuse 22 mit den restlichenKomponenten, die im Körper 21 installiertsind, als eine Unterbaugruppe zusammengebaut wird bevor die Kappenmutter 23 aufden Hals 26 aufgeschraubt wird. Während es bei dem bevorzugtenAusführungsbeispielder vorliegenden Erfindung beabsichtigt ist, die restlichen Komponentenals eine Art Schnappverbindungs-Unterbaugruppe auszubilden, istzumindest eine Alternative vorstellbar. Diese Alternative besteht darin,die vorbezeichneten restlichen Komponenten als einen Stapel vonEinzelteilen zusammenzusetzen, die nicht vormontiert sind. Wenndiese alternative Gestaltung gewähltwird, dann könnteder Körper 21 durcheine Hahnbasis oder ein Hahngehäusemit den erforderlichen Fluidöffnungenoder Durchgängen ersetztwerden. Bei dieser alternativen Gestaltung sind die Einlaßdichtung 40 unddas untere Gehäuse 41 nichterforderlich.
    [0042] Dasuntere Gehäuse 41 definiertdrei Öffnungen 41a, 41b und 41c,die mit drei Öffnungen 43a, 43b und 43c axialausgefluchtet sind, welche durch die untere Scheibe 43 definiertwerden. Um rund um die Öffnungen 41a–41c ander Grenzflächeder Oberflächenzwischen dem unteren Gehäuse 41 unddem Körper 21 abzudichten,ist die Einlaßdichtung 40 vorgesehen.Um rund um die Öffnungen 43a–43c ander Grenzflächeder Oberflächenzwischen der unteren Scheibe 43 und der oberen Scheibe 44 abzudichten, istdie untere Scheibendichtung 42 vorgesehen. Um die Gestaltungeinfach und wirkungsvoll zu halten, ist die Einlaßdichtung 40 eineeinteilige Komponente, wenngleich drei separate O-Ring dichtungenfür die drei Öffnungen 41a–41c verwendetwerden. Gleichermaßenist, um die Gestaltung einfach und wirkungsvoll zu halten, die untereScheibendichtung 42 eine einteilige Komponente, wenngleichdrei separate O-Ringdichtungen fürdie drei Öffnungen 41a–41c undfür diedrei Öffnungen 43a–43c verwendetwerden. Wie im folgenden detaillierter beschrieben werden wird,steuert die Bewegung der oberen Scheibe 44 über derOberflächeder unteren Scheibe 43 sowohl die Durchflußmenge alsauch die Wassertemperatur. Die obere Scheibe 44 weist eineinnere Öffnungauf, die überden Öffnungen 43a–43c positionierbarist, um diese Steuerung zu bewirken.
    [0043] DerKörper 21 weisteine ringförmigeSeitenwand 25 auf, die sich zwischen einer Basis 54 und demHals 26 erstreckt. Die Basis 54 definiert einPaar von Stützenausnehmungen 55 und 56 unddrei Durchflußöffnungen.Die Durchflußöffnungen 21a und 21b sindgezeigt, die dritte Öffnungist jedoch nicht dargestellt. Die Verteilung und der Abstand der dreiBasisöffnungenstimmen jedoch mit der Verteilung und dem Abstand der Öffnungen 41a–41c und der Öffnungen 43a–43c überein.Das untere Gehäuse 41 weistein Paar aufrechter Arme 57 und 58 auf, die aufgegenüberliegendenSeiten des unteren Gehäuses 41 positioniertsind. Von einer unteren Fläche 59 desunteren Gehäuses 41 erstrecktsich ein Paar von gegenüberliegendangeordneten Stützen 60 und 61 axialabwärts.Die Stützen 60 und 61 sindderart ausgebildet und angeordnet, daß sie während der Montage des unterenGehäuses 41 indem Körper 21 indie Stützenausnehmungen 55 und 56 passen.Die Ausrichtung und Positionierung der Stützen 60 und 61 inden Stützenausnehmungen 55 und 56 positioniertund fixiert das untere Gehäuse 41 aufgeeignete Weise in dem Körper 21.Wie erläutertwerden wird, sind die aufrechten Arme 57 und 58 derartausgebildet und angeordnet, daß siein Öffnungen 100 des Gehäuses 22 einrasten.Wenn die alternative Gestaltung (ohne Unterbaugruppe) gewählt wird,dann würdendie Arme 57 und 58 und die Öffnungen 100 nicht genutztwerden und sollten weggelassen werden.
    [0044] Dasuntere Gehäuse 41 weisteine Seitenwand 65 auf, die eine Aufnahmeausnehmung 66 und einenradial einwärtsgerichteten Keilvorsprung 67 definiert. Der besonders geformteUmfang der Ausnehmung 66 ist im wesentlichen gleich derUmfangsform der unteren Scheibe 43. Die untere Scheibe 43 definiertgleichfalls eine Vorsprungsausnehmung 68, die ausgebildetund angeordnet ist, um den Keilvorsprung 67 aufzunehmen,wenn die untere Scheibe 43 nach unten in die Ausnehmung 66 desunteren Gehäuses 41 eingebautwird. Wie beschrieben, ist das untere Gehäuse 41 in seiner Positionrelativ zu dem Körper 21 fixiert.Gleichermaßenist die untere Scheibe 43 in ihrer Position relativ zudem unteren Gehäuse 41 fixiert.Was die Einlaßdichtung 40 (eineinteiliger Satz von drei elastischen O-Ringen) betrifft, so ist dieseradial relativ zu dem unteren Gehäuse 41 mittels dreiringförmigerO-Ring-Rillen fixiert, die durch die untere Fläche 59 des unterenGehäuses 41 definiertsind. Abschnitte der Rillen 71a und 71b sind in 8 gezeigt. Die obere Fläche 72 derAusnehmung 66 definiert drei ringförmige O-Ring-Rillen 73a–73c zurAufnahme der unteren Scheibendichtung 42 (ein einteiligerSatz von drei elastischen O-Ringen). Die Aufnahme der unteren Scheibendichtung 42 aufdiese Weise stellt sicher, daß dieuntere Scheibendichtung 42 relativ zu dem unteren Gehäuse 41 undrelativ zu der unteren Scheibe 43 radial fixiert ist (siehe 8).
    [0045] Wiefür Einhandhebel-Steuerventile,die z.B. fürWasserhähnein Wohnungen verwendet werden, bekannt, dient ein ankommendes Leitungsrohroder eine ankommende Leitung der Zufuhr von Warmwasser, eine andereankommende Leitung der Zufuhr von Kaltwasser und eine dritte Leitungdem Auslaß vonWasser, sei es nun warm, kalt oder eine vermengte Mischung. Diesedrei Leitungen korrespondieren zu den drei Öffnungen 41a–41c indem unteren Gehäuse 41,den drei Durchflußöffnungenim Körper 21 (21a und 21b sindnur gezeigt) und den drei Öffnungen 43a–43c inder unteren Scheibe 43.
    [0046] Umin der Lage zu sein, die Durchflußmenge und die Temperatur desWassers einzustellen, das aus dem Hahn oder Auslaß fließt, derdurch das Fluidsteuerventil 20 gesteuert wird, muß es möglich sein,die Lateral- oder Querschnitts-Durchflußfläche der verschiedenen Öffnungen 43a–43c vonoffen bis vollständiggeschlossen zu verändern.Diese Funktion wird durch die Form und Positionierung der bewegbarenKomponenten des Fluidsteuerventils 20 ausgeübt, insbesonderedurch die Art und Weise, wie die obere Scheibe 44 über dieobere Flächeder unteren Scheibe 43 gleitet, wobei die innere Öffnung deroberen Scheibe 44 mit einer, beiden oder keiner der Öffnungen 43a und 43b ausgerichtetwird, währenddie innere Öffnungmit einem Abschnitt der Öffnung 43c ausgerichtetwird.
    [0047] Gemäß den 7 und 8 ist die obere Scheibe 44 eineeinstückige,bewegbare Komponente, die so ausgebildet und angeordnet ist, daß sie gleitend über dieobere Fläche 76 derunteren Scheibe 43 bewegt werden kann. Eine ringförmige Seitenwand 77 definiertein Muster von drei Aussparungen 77a–77c, die gleichmäßig rundum den Umfang der Seitenwand 77 beabstandet sind, und eineninneren Bereich 78, der zur Durchflußlenkung und – steuerung besonderskonturiert ist. Die ringförmigeobere Scheibendichtung 45 (in Form eines O-Rings) ist zwischender oberen Scheibenauflage 46 und der oberen Scheibe 44 positioniertund in einer O-Ring-Rille aufgenommen, die durch die obere Scheibenauflage 46 definiertist.
    [0048] Dieobere Scheibenauflage 46 weist eine Seitenwand 79 auf,die ein Muster von drei sich axial abwärts erstreckenden Vorsprüngen definiert,die derart ausgebildet und angeordnet sind, daß sie jeweils in die Aussparungen 77a–77c passen.Die Vorsprünge 80a und 80c sindgezeigt, währendder Vorsprung 80b in der Ansicht gemäß 8 verborgen ist. Diese Zwischenverbindungzwischen der oberen Scheibenauflage 46 und der oberen Scheibe 44 bewirkt,daß sichdiese zwei Komponenten, wie auch die obere Scheibendichtung 45,zusammen als eine einzelne Einheit bewegen. Die im wesentlichenflache obere Fläche 81 deroberen Scheibenauflage 46 definiert eine Blindaufnahmeausnehmung 82,die ausgebildet und angeordnet ist, um eine Auflagebasis für den Schaft 35 zuschaffen. Die Ausnehmung 82 hat einen vergrößerten mittlerenBereich 82a und sich auswärts erstreckende offene Bereiche 82b und 82c,die auf entgegengesetzten Seiten des vergrößerten mittleren Bereichs 82a gegenüberliegendangeordnet sind.
    [0049] DerSchaft 35 nimmt die Bremsfeder 48 und das Drehgelenk 47 auf,und diese Kombination (hier als das "Reibungsgelenk" 83 bezeichnet) bildet ein teilsphärischesBewegungssteuerelement, das durch das Gehäuse 22 erfaßt und durchden Schwenkzapfen 36 innerhalb des Gehäuses 22 in Positiongehalten ist. Das Gehäuse 22 weistein Paar von gegenüberliegendangeordneten Zapfenbohrungen 84 auf, von denen jede einfreies Ende des Schwenkzapfens 36 aufnimmt. Das Gehäuse 22 paßt abwärts über das Reibungsgelenk 83,wobei sich der Steuerhebelabschnitt 34 durch die mittlere Öffnung 88 hindurcherstreckt. Wenn der Schwenkabschnitt 89 des Reibungsgelenks 83 indie Ausnehmung 82 eingefügt und das Gehäuse 22 positioniertist, wird der Schwenkzapfen 36 durch eine der Zapfenbohrungen 84,durch eine Bohrungsöffnungin dem Reibungsgelenk 83 und schließlich in die gegenüberliegende Zapfenbohrung 84 geschoben.Ein gleitender Sitz des Schwenkzapfens 36 ist annehmbar,da die Kappenmutter 23 beide freie Enden des Schwenkzapfens 36 überdeckt,was eine wahrnehmbare Axialbewegung verhindert, die es gestattenkönnte,daß der SchwenkzapfenaußerEingriff von einer der zwei Zapfenbohrungen 84 gelangt.Zusätzlichist ein enger Paß-("line-to-line") oder Gleitsitzdes Schwenkzapfens 36 erwünscht, um jeg liches Spiel oderjegliche Hysterese in der Bewegung des Schafts 35 zu eliminieren,wenn dieser die Drehrichtung um den Schwenkzapfen 36 ändert. DerSchwenkabschnitt 89 hat eine Form, die im allgemeinen mitder Ausnehmung 82 übereinstimmt,mit einem zylindrischen Abschnitt 89a größeren Durchmessers,an den sich zylindrische Abschnitte 89b kleineren Durchmessers anschließen. Alledrei Abschnitte 89a und 89b liegen bezüglich einergemeinsamen Mittelachse koaxial zueinander.
    [0050] DieUnterlegscheibe 49 ist derart ausgebildet und angeordnet,daß siegegen die Unterfläche 92 einesRadialbundes 93 des Gehäuses 22 paßt. DieUnterlegscheibe 49 ist ein im wesentlichen flaches, einstückiges Element,das eine mittlere Öffnung 94 und eineAusrichtungskerbe 95 hat. Die Unterlegscheibe 49 gleitet über dasReibungsgelenk 83 nach unten und ruht auf der oberen Fläche 81 deroberen Scheibenauflage 46. Auf diese Weise definiert dieUnterlegscheibe 49 den Abstand der axialen Trennung zwischender oberen Scheibenauflage 46 und dem Gehäuse 22.
    [0051] DasGehäuse 22 hatferner eine ringförmige Seitenwand 98,die den hohlen Innenraum 99 begrenzt. Die Seitenwand 98 definiertein Paar Einrastöffnungen 100 undeine Ausrichtungskerbe 101 an ihrer unteren Kante 102.Der Radialbund 93 ist im allgemeinen mit der ringförmigen Seitenwand 98 und miteinem oberen Abschnitt 103 konzentrisch, der die mittlere Öffnung 88 unddas Paar von gegenüberliegendangeordneten Zapfenbohrungen 84 definiert. Die Öffnung 88 istgeformt und konturiert, um den Bereich der Bewegung und die verfügbaren Bewegungsrichtungenfür denSteuerhebelabschnitt 34 des Schafts 35 zu steuernund zu begrenzen. Speziell auf den oberen Abschnitt 103 bezogen,befindet sich dort eine ringförmigeLippe oder ein ringförmiger Bund 104,die/der ein Oberteil 105 von einer Basis 106 trennt.In Abhängigkeitvon den Toleranzen der Bauteile kann eine innere ringförmige Lippe 107 der Kappenmutter 23,die dem Bund 104 benachbart positioniert ist, sogar denBund 104 berühren odervon dem Bund 104 beabstandet sein, wenn die Kappenmutter 23 aufden Hals 26 geschraubt ist.
    [0052] Dieaufrechten Arme 57 und 58 des unteren Gehäuses 41 sindjeweils mit einem ratschenähnlichenEnde 110 versehen, das ausgebildet und angeordnet ist,um in eine korrespondierende der zwei Einrastöffnungen 100 einzurasten,die durch die Seitenwand 98 definiert sind. Die geneigteSchrägedes jeweiligen Endes 110 gestattet es, daß die aufrechten Arme 57 und58 beim Eingriff durch die Seitenwände 98 nach innengebogen werden, bis die Einrastöffnungen 100 getroffenwerden. An diesem Punkt federn die Arme 57 und 58 nachaußen,was es dem Hinterschnitt an der Schräge gestattet, mit der unterenFlächeder jeweiligen Öffnung 100 inEingriff zu gelangen, um dadurch eine Schnappverbindungs-Baugruppeherzustellen. Die Ausrichtungskerbe 101 ist ausgebildetund angeordnet, um einen Vorsprung 111 des unteren Körpers 41 aufzunehmen. DieseAusrichtung stellt sicher, daß diezwei aufrechten Arme 57 und 58 mit den zwei Einrastöffnungen 100 inUmfangsrichtung ausgefluchtet werden. Die axialen Abmessungen undBeziehungen sind derart, daß derEingriff von Kerbe und Vorsprung eintritt bevor die Enden 110 aufdie Öffnungen 100 treffen.Wie vorhergehend bemerkt, sind, wenn die alternative Gestaltungohne Unterbaugruppe gewähltwird, die Arme 57 und 58 und die Öffnungen 100 nichterforderlich.
    [0053] Vordem Hintergrund der Beschreibung der Bestandteile gemäß den 7 und 8 sollte es deutlich sein, daß allesvon der Einlaßdichtung 40 ander Unterseite bis zu dem Gehäuse 22 ander Oberseite auf manuelle Weise zu einer einzigen, intakten Unterbaugruppemontiert werden kann. Einmal montiert, mit allen Komponenten wiebeschrieben ineinander gepaßt,verrastet und verstiftet, kann diese Unterbaugruppe in den hohlenInnenraum 24 des Körpers 21 eingesetztwerden. Einmal positioniert, besteht der verbleibende Schritt darin,die Kappenmutter 23 auf den Hals 26 aufzuschraubenund die Kappenmutter an Ort und Stelle festzuziehen.
    [0054] WeitereDetails des Aufbaus und der Unterbaugruppe sind den 1–6 zu entnehmen. Während infolgeder Schnittebenenwahl in den Schnittansichten der Blick nicht aufjedes strukturelle Detail jedes Bestandteils freigegeben ist, machendie 7 und 8 diesbezügliche Unzulänglichkeitenwett. Die 1–6 zeigen klar, wie die Bestandteilemontiert sind und wie sie mit anderen zusammenwirken, um das Fluidsteuerventil 20 auszubilden.
    [0055] Wieeingangs bereits diskutiert wurde, sind Einhandhebel-Steuerventilein typischer Weise ausgebildet und angeordnet, um zwei Steuerfunktionen zuermöglichen,nämlichdie Steuerung der Durchflußmengevon einem maximalen Durchfluß biszu einem vollständigenAbsperren und die Steuerung der gewünschten Wassertemperatur. DieBewegung und Positionierung der oberen Scheibe 44 über den Schaft 35 sowiedie spezielle Struktur der oberen Scheibe 44 bewirken,daß diedrei Durchflußdurchgänge, diein der unteren Scheibe 43, dem unteren Gehäuse 41 unddem Ventilkörper 21 definiertsind, in sich veränderndemAusmaß geöffnet odergeschlossen werden, wodurch der Zustand oder die Bedingungen desFluidstroms vorgegeben werden. In dem Kontext dieser Beschreibungist festzuhalten, daß diedrei Öffnungenin dem Körper 21,dem unteren Gehäuse 41 undder unteren Scheibe 43 alle axial ausgefluchtet sind, sodaß siezusammenwirken, um die drei beschriebenen Durchflußdurchgänge auszubilden.Ferner ist bei der Beschreibung der Steuerfunktion festzuhalten,daß, wennder Auslaßdurchfluß vollständig geöffnet (d.h.nicht geschlossen) ist, die Durchflußmenge ihren maximalen Wert annimmt.Was die Wassertemperatur angeht, wird das Mischungsverhältnis vonWarmwasser und Kaltwasser durch die laterale Querschnittsfläche derentsprechenden Durchgängeund die Gleitposition der oberen Scheibe 44 auf der unterenScheibe 43 gesteu ert. Ein Verschließen eines Teils des Kaltwasserdurchgangsbewirkt eine höhereWassertemperatur. Eine niedrigere Wassertemperatur kann durch Öffnen desKaltwasserdurchgangs oder durch Schließen eines Abschnitts des Warmwasserdurchgangs oderdurch etwas von beidem erzielt werden. Wenn jedoch eine volle Durchflußmenge erwünscht ist,ist das Öffnender Einlaßwasserdurchgänge zu bevorzugen.Es wird angenommen, daß dieallgemeine Funktion eines Einhandhebel-Steuerventils in dieser Beziehungwohl bekannt ist. Was die vorliegende Erfindung von vorbekanntenGestaltungen unterscheidet, ist der Aufbau und die Anordnung desReibungsgelenks 83, die Verwendung der Bremsfeder 48 und dieGleitbewegung der oberen Scheibe 44 über der unteren Scheibe 43,wobei festzuhalten ist, daß die Gleitwirkungin beiden Bewegungsrichtungen auftritt. Während es eine Anzahl von strukturellenMerkmalen gibt, die mit der Gesamtgestaltung und -konstruktion desFluidsteuerventils 20 verbunden sind, von denen angenommenwird, daß sieVerbesserungen bei der Herstellung der Teile, der Montage und imGebrauch schaffen, sorgt die Ausgestaltung und Anordnung der Bremsfeder 48 für einenneuartigen und nicht offensichtlichen Fortschritt bei der Steuerung, Funktionund beim "Gefühl" des Steuerschafts.Auch die Gleitwirkung der oberen Scheibe 44 relativ zuder unteren Scheibe 43 in beiden Bewegungsrichtungen wirdals ein neuartiger und nicht offensichtlicher Fortschritt auf diesemFachgebiet angesehen.
    [0056] InAnbetracht der Tatsache, daß dasReibungsgelenk 83 den Schaft 35, die Bremsfeder 48 unddas Drehgelenk 47 aufweist, ist festzuhalten, daß der Schaft 35 unddas Drehgelenk 47 mit der dazwischen erfaßten Bremsfeder 48 zusammengebaut sind.Genauer gesagt ist die Bremsfeder 48 durch den Schaft 35 gefesseltund bleibt innerhalb des Schafts 35 fixiert, so daß jeglicheRelativbewegung des Schafts 35 im Vergleich zu dem Drehgelenk 47 eineentsprechende Bewegung der Bremsfeder 48 einbezieht.
    [0057] DerSchaft 35 weist den Steuerhebelabschnitt 34 undeinstückigmit diesem, als eine einteilige Bauform, einen Kugelabschnitt 115 undeinen Schwenkabschnitt 89 auf. Der Kugelabschnitt 115 hateine zentrale Bohrung 116 und senkrecht zu der Achse derzentralen Bohrung einen Seitenkanal 117. Zwei bogenförmige Lippen 118 und 119 befindensich auf gegenüberliegendenSeiten der Bohrungsachse und auf gegenüberliegenden Seiten des Seitenkanals 117.Die sich durch die zylindrischen Abschnitte 89a und 89b erstreckendeMittelachse verläuftim wesentlichen parallel zu der Längsachse der zentralen Bohrung 116.Die Längsachsedes Schwenkzapfens 36 steht im wesentlichen senkrecht zuder Achse der zentralen Bohrung 116 und verläuft im wesentlichensenkrecht zu der Mittelachse der Abschnitte 89a und 89b.Aufgrund der Lage des Schwenkzapfens 36 relativ zu derAchse der zentralen Bohrung 116 wird es verständlich,daß dieLängsachsedes Schwenkzapfens 36 orthogonal zu der Längsachse derzentralen Bohrung 116 liegt und sich diese orthogonalenAchsen in einem Punkt schneiden.
    [0058] DasDrehgelenk 47 hat einen einteiligen Aufbau, mit einem teilsphärischenAbschnitt 122, einem zylindrischen Fortsatz 123,Querarmen 124 und einer Schwenkzapfenbohrung 125,die durch den Fortsatz 123 definiert ist. Die Querarme 124 sindjeweils mit einer gekrümmtenUnterfläche 126 ausgebildet,um einen Zwischenraum zu dem Schwenkzapfen 36 zu erhalten.Bei der Montage des Drehgelenks 47 in dem Schaft 35 wirdder Fortsatz 123 eng in die zentrale Bohrung 116 eingepaßt und dieQuerarme 124 werden in den Seitenkanal 117 eingepaßt. Dereinzige Weg, diese zwei Komponenten zu trennen, besteht darin, dasDrehgelenk 47 und den Schaft 35 in einer Richtungentlang der Längsachsedes Fortsatzes 123 auseinanderzuziehen. Bei der Endmontage wirddiese Art von Bewegung durch die einschließende und erfassende Naturdes Gehäuses 21 (siehedie 3–5) verhindert. Die Längsachsedes Fortsatzes 123 stimmt im wesentlichen mit der Längsachseder zentralen Bohrung 116 überein.
    [0059] DiePositionierung der Bremsfeder 48 zeigen am besten die 3 und 4 und zusätzlich das vergrößerte Detailin 6. Wie dargestelltist, ist die Bremsfeder 48 nach unten in die zentrale Bohrung 116 desKugelabschnitts 115 eingefügt. Die zentrale Bohrung 116 weisteinen ersten Teilabschnitt 116a mit großem Durchmesser auf, der konzentrischzu einem Teilabschnitt 116b mit kleinem Durchmesser ist. DieGrenzflächezwischen den Teilabschnitten 116a und 116b definierteine ringförmigeSchulter 116c. Die Bremsfeder 48 sitzt an derSchulter 116c auf und ist zwischen dem Teilabschnitt 116a unddem zylindrischen Fortsatz 123 positioniert. Der Fortsatz 123 hateinen Paßsitzmit dem Teilabschnitt 116b. Der Schwenkzapfen 36 istan einer Stelle eingesetzt, die den Schwenkzapfen 36 querzum Ende der Bremsfeder 48 plaziert, so daß die Bremsfeder 48 zwischen derringförmigenSchulter 116c und dem Schwenkzapfen 36 sitzt (siehedie 3–6).
    [0060] Wieaus der Montage der Bestandteile, wie sie zum Beispiel in den 3, 4, 7 und 8 gezeigt ist, deutlich wird,ist der Steuerhebelabschnitt 34 in einer ersten Richtungum die Mittelachse des zylindrischen Fortsatzes 123 bewegbar.Die Bewegung des Abschnitts 34 in dieser Richtung wirdan den Bewegungsendpunkten durch die Anlage der Kanten des Seitenkanals 117 andem Schwenkzapfen 36 begrenzt. Da die Drehachse (d.h. dieMittelachse des Fortsatzes 123) zwischen dem Steuerhebelabschnitt 34 unddem Schwenkabschnitt 89 positioniert ist, resultiert eineBewegung des Abschnitts 34 in einer Bewegung des Abschnitts 89 indie entgegengesetzte Richtung. Dies ermöglicht es in der Folge dem Schwenkabschnitt 89,die obere Scheibenauflage 46 in Reaktion auf die Bewegungdes Steuerhebelabschnitts 34 seitlich zu bewegen. Wennsich der obere Scheibenabschnitt 46 und in der Folge dieobere Scheibe 44 mit einer Gleitbewegung bewegen, werdendie Durchflußparameterdes aus dem entsprechenden Wasserhahn fließenden Wassers geändert odereingestellt. In diesem Betriebsmodus bewegen sich die obere Scheibenauflage 46 undinsbesondere die obere Scheibe 44 mit einer Gleitwirkung über die obereFlächeder unteren Scheibe 43. Diese seitliche Gleitbewegung verändert dieQuerschnittsflächen derDurchflußöffnungen 43a und 43b.Da diese zwei Öffnungenmit den Leitungen fürWarmwasser und Kaltwasser korrespondieren, steuert diese erste Bewegungsrichtungdie Wassertemperatur.
    [0061] Dadie Enden des Schwenkzapfens 36 jeweils durch das Gehäuse 22,genauer durch das Paar von Zapfenbohrungen 84 aufgenommensind, ist das Drehgelenk 47 mittels des Schwenkzapfens 36 ineiner Position relativ zu dem Gehäuse 22 fixiert, wennder Steuerhebelabschnitt 34 in der ersten Richtung bewegtwird. Dies ermöglichteine Drehbewegung des Schafts 35 relativ zu dem Drehgelenk 47, wobeidie Bremsfeder 48 an der Bewegungsgrenzfläche positioniertist. Die einstückigeBremsfeder 48 weist einen Keilnutvorsprung 129 auf,der durch eine Keilnutkerbe in dem Schaft 35, genauer imInneren des Kugelabschnitts 115 angrenzend an die zentrale Bohrung 116 aufgenommenist. Welchen Bremskoeffizienten die Bremsfeder 48 auchimmer an der Bewegungsgrenzflächezwischen dem Schaft 35 und dem Drehgelenk 47 erzeugt,er beeinflußtdas Berührungsempfindenoder das Gefühlfür dieBewegung des Abschnitts 34, wenn die Wassertemperatur des Wassereingestellt oder geändertwird, das aus dem entsprechenden Hahn geliefert wird.
    [0062] Dieandere (zweite) dem Steuerhebelabschnitt 34 gestatteteBewegungsrichtung ist eine Drehrichtung um die Mittelachse des Schwenkzapfens 36.Das Reibungsgelenk 83 ist in der Lage, sich als eine einstückige Einheitum den Schwenkzapfen 36 zu drehen. Nachdem sich die Mittelachsedes Schwenkzapfens 36 zwischen dem Abschnitt 34 und demSchwenkabschnitt 89 befindet, bedeutet dies, daß eine Bewegungdes Abschnitts 34 in einer Richtung zu einer Bewegung desSchwenkabschnitts 89 in der entgegengesetzten Richtungresultiert. Die Positionierung des Schwenkabschnitts 89 inder Ausnehmung 82 der oberen Scheibe 46 wandeltdie Bewegung des Steuerhebelabschnitts 34 in eine Gleitbewegungder oberen Scheibe 44 überdie obere Flächeder unteren Scheibe 43 um. Die Bewegung des Abschnitts 34 indieser zweiten Richtung (d.h. die Drehverstellung um den Schwenkzapfen 36)wird verwendet, um die Durchflußmengedes vorhandenen Wasserdurchflusses zwischen einem Zustand mit vollemDurchfluß undeinem abgesperrten Zustand (kein Durchfluß) einzustellen. Die Durchflußmenge wirdmittels des Grades eingestellt, um den die Öffnung 43c geöffnet odergeschlossen wird. "Voller" Durchfluß wird erzielt,indem die Flächeder Öffnung 43c maximiertwird, die nicht durch die obere Scheibe 44 abgedeckt ist.Ein abgesperrter Zustand wird erzielt, wenn die obere Scheibe 44 derartbewegt wird, daß die Öffnungen 43a und 43b vollständig abgedecktsind.
    [0063] Diezwei Drehbewegungsrichtungen fürden Schaft 35, die erste um den zylindrischen Fortsatz 123 unddie zweite um den Schwenkzapfen 36, sind unabhängig voneinander,so daß,sobald die gewünschteTemperatur durch eine Bewegung des Schafts 35 um den zylindrischenFortsatz 123 gewähltist, der Durchfluß eingestelltwerden kann, ohne die gewählteTemperatureinstellung zu verändern.Dies bedeutet, daß dasFluidsteuerventil 20 ein Temperaturerinnerungsvermögen hat,weil es möglichist, die Wassertemperatur im Verhältnis zur Durchflußmenge unabhängig einzustellen,und durch die Ausgestaltung mit zwei unabhängigen Schaftbewegungen.
    [0064] Beider Gestaltung von Fluidsteuerventilen der Einhandhebel- oder Einhebel-Art,die ein quadratisches Bewegungsmuster (nach europäischer Art) haben,wie zum Beispiel das Fluidsteuerventil 20, steuert eineBewegungsrichtung die Wassertemperatur und eine andere Bewegungsrichtungsteuert, unabhängigvon der ersten, die Fluiddurchflußmenge. Wenn der Benutzer desFluidsteuerventils auf manuelle Weise die Wassertemperatur und dieDurchflußmengeeinstellt, ist es möglich,daß eraus Versehen den Joystick-Hebel in eine andere Richtung als erwünscht bewegt.Wenn beispielsweise die gewünschteTemperatur ausgewähltworden ist und die Durchflußmengeeingestellt wird, ist es möglich,den Hebel aus Versehen in der Temperaturrichtung zu bewegen, wodurchgeändertwird, was vorher als die gewünschteTemperatur ausgewähltworden ist. Obgleich diese unabsichtliche Änderung infolge der unabhängigen Bewegungsrichtungenweniger wahrscheinlich ist, bleibt es eine Möglichkeit, insbesondere imHinblick auf den Joystick-Hebel und die Tatsache, daß er inden zwei Richtungen bewegt werden kann. In dem Maße, wiesich die die Freiheit der Bewegung des Joystick-Hebels steuerndenReibungskräftein beiden Richtungen gleichen, gibt es keine Berührungsempfindung oder keinGefühlbei der Handhabung des Joystick-Hebels, die/das den Benutzer indie Lage versetzen würde,zu sagen, wann sich der Joystick-Hebel in eine unerwünschte Richtungbewegt. Die vorliegende Erfindung begegnet diesem Punkt durch Verwendungder Bremsfeder 48.
    [0065] DieBremsfeder 48 hat eine im allgemeinen sechseckige Form,die an einer Ecke offen ist. Die zwei freien Enden grenzen an einemSpalt 48a an. Dieser Spalt oder diese Öffnung gestattet es dem Restdes sechseckigen Körpers,sich zu bewegen und zu biegen, wenn er in seine Position in denKugelabschnitt 115 rund um die zentrale Bohrung 116 undnach oben gegen die ringförmigeSchulter 116c gedrücktwird. Der Preßsitzder Bremsfeder 48 in der zentralen Bohrung 116 bewirkteine geringfügigeReduzierung der Größe des Kreisesoder Zylinders, der durch das Muster des tangentialen (Mittelpunkt)Kontakts jeder Seite der sechseckigen Form der Bremsfeder 48 definiertwird. Infolgedessen wird, wenn der zylindrische Fortsatz 123 desDrehgelenks 47 in die definierte Innenöffnung der Bremsfeder 48 eingefügt wird,ein Preß sitzzwischen der Bremsfeder und dem zylindrischen Fortsatz erzeugt,wodurch entlang jeder Seite der sechseckigen Form an ihrem tangentialenKontaktpunkt mit dem Außendurchmesserdes zylindrischen Fortsatzes 123 eine Reibkraft erzeugt wird.
    [0066] DieBremsfeder 48 wird als eine polygonale Hülse auseiner Auswahl von Metallegierungen einschließlich Phosphorbronze und rostfreiemStahl hergestellt, um zwischen der Bremsfeder 48 und dem zylindrischenFortsatz 123 eine Grenzfläche mit leichtem Lauf zu schaffen.Wie beschrieben und in dem vergrößerten Detailgemäß 6 gezeigt, ist die Bremsfeder 48 indem ringförmigenRaum 130 und zwischen dem Innendurchmesser der zentralenBohrung 116 des Schafts 35 und dem Außendurchmesserdes zylindrischen Fortsatzes 123 positioniert. Obgleichdie sechseckige Form als das bevorzugte Ausführungsbeispiel für die Bremsfeder 48 für die gezeigteAusgestaltung des Fluidsteuerventils 20 ausgewählt wurde,ist eine Reihe von polygonalen Formen möglich, entsprechend den Betriebsbedingungenund in Abhängigkeitvon den verschiedenen Abmessungen. Die radiale Abmessung oder Breitedes ringförmigenZwischenraums 130 ist wichtig und wirkt mit der Durchmessergröße des Fortsatzes 123 zusammen,um die Anzahl von Seiten fürdie bevorzugte polygonale Form der Bremsfeder 48 vorzuschreiben.Die Enden (Ecken) jeder Seite (insgesamt sechs) der Bremsfeder 48 werdendurch den Innendurchmesser der Bohrung 116 berührt, während der Mittelpunktjeder Seite der Bremsfeder 48 den Fortsatz 123 aneinem tangentialen Punkt berührt.Wie aus der Trigonometrie der Beziehung zwischen dem Innendurchmesserder Bohrung 116 und dem Außendurchmesser des Fortsatzes 123 hervorgeht,bestimmen die Längejeder Seite der Bremsfeder 48, der Außendurchmesser des Fortsatzes 123 unddie radiale Breite des ringförmigenRaums 130 die Anzahl der Polygonseiten, die die Bremsfederhaben darf, wenn die beschriebenen Kontaktpunkte, Enden und derMittelpunktkontakt jeder Seite aufrechterhalten werden sollen. Wennder Innendurchmesser der Bohrung 116 auf die Enden jeder Seite,d.h. die "Ecken" der sechseckigenForm drückt,wird die Seite gegen den Außendurchmesserdes Fortsatzes 123 gedrückt.Der Kontaktdruck jeder Sechseckseite gegen den Außendurchmesserdes Fortsatzes 123 erzeugt die Bremsung des Schafts 35,wenn er bewegt wird, um die Wassertemperatur einzustellen. Die Länge jederSeite der sechseckigen Form fürdie Bremsfeder 48 ist bei der Gestaltung auch eine Überlegungwert, da gilt, je kürzerdie Länge,desto "steifer" der "Hebel".
    [0067] DasFluidsteuerventil 20, das durch die strukturelle Anordnungder offenbarten Bestandteile gebildet wird, schafft eine Vorrichtungmit einem quadratischen Bewegungsmuster nach europäischer Art,das zwei unabhängigeSchwenkachsen involviert. Eine Richtung steuert die Temperatur desWassers, währenddie andere Richtung die Durchflußmenge steuert. Da diese Schwenkachsenvoneinander unabhängigsind, hat das Ventil 20 ein "Temperaturerinnerungsmerkmal". Wichtig ist, daß die Drehungdes Hebelabschnitts um die zwei Drehachsen umgewandelt wird in eineGleitbewegung, in beide Richtungen, der oberen Scheibe 44 über dieobere Flächeder unteren Scheibe 43. Dies ermöglicht dann wieder eine gleichmäßige undpräziseSteuerung als Teil des Fluidsteuerventils 20, ob nun dieWassertemperatur eingestellt wird oder die Durchflußmenge.Die Verwendung der Bremsfeder 48 erzeugt eine höhere Reibkraftin der Temperatursteuerrichtung und eine vergleichsweise freiereBewegung in der Durchflußmengenrichtung.
    [0068] Daserste Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung ist derart in einem Fluidsteuerventilintegriert, daß sichdie zwei Bewegungsrichtungen durch den Betätigungshandgriff auf die Wasserdurchflußmenge unddie Wassertemperatur beziehen. Bei dieser speziellen Anwendung werdendie Gestaltung des Schafts 35, des Drehgelenks 47 und desSchwenkzapfens 36 durch den Rest des Steuerventilaufbauswie auch durch die beabsichtigte Funktion beeinflußt. Beider Konstruktion des Reibungsgelenks 83 wird nur eine Bremsfeder 48 verwendet. Imzweiten Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung wird eine geringfügig veränderte Struktur des Reibungsgelenksoffenbart.
    [0069] Gemäß den 9–12 weistdas Reibungsgelenk 150 einen Schaft 151, ein Drehgelenk 152,einen Schwenkzapfen 153 und ein Paar von Bremsfedern 154 auf.Der Schaft 151 hat einen Sockel oder ein Auge ("gudgeon") 155, der/daseine Durchgangsbohrung 156 zur Aufnahme des Drehgelenksoder Gelenkbolzens ("pintle") 152 definiert.Der Schaft 151 weist einen Handgriff 157 odereinen Steuerarm auf, der vom Benutzer oder durch eine andere Vorrichtungzur Bewegung in die eine oder die andere der zwei Bewegungsrichtungenverstellt wird, welche durch den Aufbau des Reibungsgelenks 150 ermöglicht sind.Bei einem anderen Ausführungsbeispiel dervorliegenden Erfindung (siehe die 16 und 17) wird eine Bremsfederzur Reibungssteuerung benutzt, wenn nur eine Drehachse vorgesehenist.
    [0070] Beidem Reibungsgelenk 150 definiert der Gelenkbolzen 152 einezentrale, seitliche Bohrung 158, wobei zusammenwirkendeSchlitze 159 in einer Seitenwand des Auges 155 ausgebildetsind. Wie gezeigt, ist der Gelenkbolzen 152 mit einem Schiebesitz inder Durchgangsbohrung 156 eingefügt, um bündig bis geringfügig zurückgenommenunterhalb der gegenüberliegendenabgeflachten Flächen 160 und 161 desAuges 155 zu liegen. Der Schwenkzapfen 153 istdurch einen der Schlitze 159 eingefügt, in und durch die Bohrung 158 unddurch den Schlitz 159 auf der gegenüberliegenden Seite. Der Schwenkzapfen 153 hateine ausreichende Länge,so daß sichjedes Ende überdie entsprechenden schlitzdefinierenden Flächen des Auges 155 hinauserstreckt. Diese freien Enden 153a und 153b sorgendafür,daß derRest des Reibungsgelenks 150 aufgelagert werden kann. DerSchaft 151 hat ferner eine im allgemeinen sphärische untereAuflage 162, die bezüglichdes Auges 155 und an der Längsachse 157a desHand griffs 157 zentriert ist. Die untere Auflage 162 dientgleichfalls als ein Lager fürden Rest des Reibungsgelenks 150.
    [0071] Derjeden Schlitz 159 umgebende Wandabschnitt des Auges 155 isterhöht,um eine größere (oderbreitere) Kontaktflächezwischen dem Auge 155 und dem Schwenkzapfen 153 zuschaffen. Die äußeren Endabschnitte 156a und 156b der Durchgangsbohrung 156 sindjeweils stirngesenkt und definieren einen entsprechenden ringförmigen Radialbund 156c bzw. 156d.Zwischen dem Außendurchmesserdes Gelenkbolzens 152 und dem maximalen Innendurchmesserder Abschnitte 156a und 156b ist ein einheitlicherdiametraler Zwischenraum vorgesehen. Durch diese Anordnung ist jederabgeflachten Fläche 160 und 161 benachbartein ringförmigerZwischenraum 163 geschaffen, wobei in jeden Zwischenraum 163 eineBremsfeder 154 eingefügt ist.
    [0072] Wiedie 12 zeigt, ist jedeBremsfeder 154 in ihrer Gestaltung und Ausbildung im wesentlichengleich der Bremsfeder 48, einschließlich der Gestalt einer sechseckigenHülse unddes Trennspalts 154a zwischen den freien Enden 154b und 154c.Ein geeignetes Material fürdie Bremsfedern 154 ist rostfreier Stahl, und die Bremsfedern 154 sind derartgestaltet, daß siebeim Einfügennachgeben. Auf diese Weise ist die Vorspannung an jeder Grenzfläche nichtvölligvon den Toleranzen der Teile abhängigund deshalb von Baugruppe zu Baugruppe beständiger.
    [0073] Übereinstimmendmit der Beschreibung des Reibungsgelenks 83 und seinerVerwendung als Teil des Fluidsteuerventils 20 umfassendie verfügbaren Bewegungsrichtungenund -bereiche fürden Handgriff 157 eine erste Richtung einer Schwenkbewegungum eine erste Achse, die der Längsachse 152a desGelenkbolzens 152 entspricht, begrenzt durch die Länge derSchlitze 159. Die zweite Richtung der Schwenkbewegung istum eine zweite Achse, die der Längsachse 153c desSchwenkzapfens 153 entspricht. Das Ausmaß der Bewegungin dieser zweiten Richtung kann auch durch irgend eine umgebende mechanischeStruktur begrenzt sein, die mit dem Reibungsgelenk 150 inVerbindung steht.
    [0074] Dieerste Achse und die zweite Achse sind orthogonal zueinander, wobeisich bei dem bevorzugten Ausführungsbeispieldiese zwei Achsen in einem geometrischen Punkt schneiden, der imInneren des Auges 155 liegt. Es sollte jedoch festgehalten werden,daß diezwei Achsen in Übereinstimmung mitder vorliegenden Erfindung orthogonal zueinander bleiben können, ohnesich zu schneiden. Die Konfiguration des Schwenkzapfens und dessenLage relativ zu der restlichen Reibungsgelenkbaugruppe könnte zumBeispiel zu einem Punkt weiter unten bewegt und an der Schaft- undDrehgelenk-Kombination montiert werden, und noch immer für die zweiBewegungsrichtungen und die zwei Freiheitsgrade mit orthogonalenAchsen sorgen, die sich nicht schneiden. Es ist auch anzumerken,daß dieBremsfeder gemäß der vorliegendenErfindung mit einem Steuerventil verwendet werden kann, das, wiezum Beispiel das Steuerventil gemäß den 16 und 17,eine einzelne Drehachse hat.
    [0075] DasReibungsgelenk 83 ist im Kontext eines Fluidsteuerventilsbeschrieben worden. Das Reibungsgelenk 150 ist als einzweites Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung beschrieben worden, ob es nun als einTeil eines Fluidsteuerventils oder als Teil irgendeiner anderenVorrichtung genutzt wird. Wie bereits eingangs erwähnt, sinddie Reibungsgelenke 83 und 150 gemäß der vorliegenden Erfindungzur Nutzung als Teil von anderen Vorrichtungen geeignet. Wenn zumBeispiel ein Duschkopf und der Wunsch betrachtet wird, daß dieserin einer ausgewähltenOrientierung verbleibt, wenngleich sein Gewicht und die einwirkendeSchwerkraft ausreichend sein können,ihn aus seiner gewünschten Orientierungweg zu bewegen. Wenn mit Hilfe der vorliegenden Erfindung die Reibkraft,welche zwischen den bewegbaren und feststehenden Komponenten besteht,in einer Größe vorliegt,welche den Zug an dem Duschkopf durch die Schwerkraft über schreitet,dann sollte der Duschkopf in seiner ausgewählten Orientierung verbleiben.
    [0076] Dieauswählbareoder einstellbare Größe der durchdie Reibungsgelenke gemäß der vorliegenden Erfindungzu erzeugenden Reibungs "überlagerung" ist das Ergebnisder Abmessungen und Toleranzen an dem Gelenkbolzen 152 undder Bohrung 156 relativ zu den Abmessungen der Bremsfeder(n) 154 (und dasgleiche gilt fürdie entsprechenden Komponenten des Reibungsgelenks 83).Zusätzlichzu den Abmessungen und Toleranzen des Gelenkbolzens 152 und derBohrung 156, ist aus den in den 13–15 dargestellten alternativenGestaltungen und Optionen ersichtlich, daß die Bremsfeder selbst strukturelle Merkmaleaufweisen kann, die zur Änderungdes Grads der Reibungsüberlagerunggeeignet sind. Bei der Entscheidung hinsichtlich der geeignetenStärke derReibungsüberlagerungwird das Gewicht der wahlweise zu positionierenden Komponente berücksichtigtund die Art und Weise oder Beschaffenheit der Schwerkraft, wennvorhanden, die auf diese Komponente in Bezug auf ihre gewählte Ausrichtung wirkt.Bei dem Beispiel eines Duschkopfs kann, wenn der Duschkopf in eineAbwärtsrichtung,in Richtung des durch die Schwerkraft bewirkten Zugs zeigt, der Gradoder die Größe der Reibungsüberlagerungsehr gering sein, um jegliches Wackeln oder jegliche Änderungder Position zu verhindern. Wenn der Duschkopf jedoch mehr in einereinseitig eingespannten oder horizontalen Position orientiert ist,dann könnte derZug aufgrund der Schwerkraft an dem Kopf beträchtlich sein und der Grad oderdie Größe der Reibungsüberlagerungmüßte höher sein.Da der Grad oder die Größe der Reibungsüberlagerungin der Baugruppe zum Zeitpunkt der Herstellung bestimmt wird, muß eine Möglichkeitder Gestaltung fürden "schlimmstenFall" gefunden werden.
    [0077] In Übereinstimmungmit den Lehren de r. vorliegenden Erfindung ist es beabsichtigt,daß, wenn dasBauteil einmal manuell in die gewünschte Ausrichtung bewegt undin dieser positioniert ist, die durch die Bremsfeder und deren Beziehungzu den umgebenden Komponenten erzeugte Reibungsüberlagerung dieses Bauteilin der ausgewähltenPosition hält.Währendeine manuelle Kraft erforderlich ist, um am Anfang die Reibungskräfte unddie Reibungsüberlagerungzu überwinden,soll die bewegbare Komponente, wenn sie einmal positioniert ist,währenddes Gebrauchs in dieser Position verbleiben.
    [0078] Inden 13–15 sind nun drei alternative Bremsfeder-Ausgestaltungengezeigt, und jede wäre geeignet,in Verbindung mit den offenbarten Ausführungsbeispielen der vorliegendenErfindung verwendet zu werden.
    [0079] Hinsichtlichder Ausgestaltung der Bremsfeder 154 (und 48) – siehe 12 – ist zunächst festzuhalten, daß die Bremsfedersechs im wesentlichen flache Seiten und fünf "Ecken" mit einem Trennspalt 154a hat,der sich im allgemeinen an der Stelle der sechsten Ecke befindet.Die freien Enden 154b und 154c begrenzen den Trennspalt 154a.Die Außenkantenflächen 154d und 154e sindim wesentlichen flach und verlaufen parallel zueinander. Die gleiche Grundstrukturliegt bei den in den 13–15 dargestellten Bremsfedernvor, mit den offensichtlichen Ausnahmen aufgrund der Verlegung desTrennspalts und aufgrund der Hinzufügung eines Reibungsvorsprungs.
    [0080] Beider alternativen Gestaltung gemäß 13 ist die Bremsfeder 170 strukturellmit den Bremsfedern 48 und 154 identisch, mitAusnahme der Hinzufügungdes Reibungsvorsprungs 171. Der Vorsprung 171 isteinstückigmit einer Seite 172 der sechseckigen Hülsenform und erstreckt sichweg von dem freien Ende 173. Der Nutzen des Vorsprungs 171 bestehtin der Erhöhungder Reibkraft oder -überlagerung,die entweder auf den Gelenkbolzen oder das Auge ausgeübt wird.Obgleich der Reibungsvorsprung 171 als koplanar mit derSeite 172 dargestellt ist, ist der Reibungsvorsprung 171 inder tatsächlichenAnwendung entweder ein wärtsoder auswärtsgebogen oder geformt, wie beschrieben werden wird.
    [0081] Umdas Reibkraftniveau zu erhöhen,das auf den Gelenkbolzen ausgeübtwird, ist der Reibungsvorsprung 171 einwärts gebogen,um den Gelenkbolzen zu berühren.Der Grad oder das Ausmaß der Überlagerungzwischen Vorsprung und Gelenkbolzen steuert den Betrag oder dieStärkeder hinzugefügten(erhöhten)Reibkraft. Zur Erhöhungdes auf das Auge ausgeübtenReibkraftniveaus ist der Reibungsvorsprung 171 nach außen gebogen,um das Auge zu berühren.Der Grad oder das Ausmaß der Überlagerungzwischen Vorsprung und Auge steuert den Betrag oder die Stärke derhinzugefügten(erhöhten)Reibkraft.
    [0082] Beider Bremsfeder 180 gemäß 14 wird ein geringfügig anderesKonzept in Bezug darauf verfolgt, wie der Trennspalt in die Gestaltungder Bremsfeder einbezogen ist. Wie im Zusammenhang mit den Bremsfedern 48 und 154 beschriebenwurde, ist der Trennspalt an einer "Ecke" dersechseckigen Hülsenstrukturangeordnet. Dies läßt sechsSeiten fürden direkten Kontakt mit dem Gelenkbolzen übrig, während mittels des Auges dieKraft auf die "Enden" jeder Seite aufgebrachtwird. Wenn sich der Trennspalt 181 ungefähr in derMitte einer der Seiten der sechseckigen Hülsenform für die Bremsfeder 180 befindet, wiezum Beispiel die Seite 182, so scheidet dadurch diese Seiteals eine der sechs aus, die normalerweise eine Reibungsbelastungoder Reibungsüberlagerunggegen die Flächedes Gelenkbolzens aufbringen würden.Durch die Anordnung des Trennspalts 181 auf diese Weise(d.h. in einer Seite im Gegensatz zu einer Ecke), wird die gesamteReibkraft, die mittels sechs Kontaktseiten erzeugt werden kann,um ein Sechstel reduziert.
    [0083] DieBremsfeder 190 gemäß 15 ist eine Kombinationder Bremsfeder 180 und der Bremsfeder 170, miteiner weiteren veranschaulichten Option. Die Bremsfeder 190 weisteinen Trenn spalt 191 auf, der ähnlich wie bei der Bremsfeder 180 inder Seite 192 zentriert ist. Zusätzlich hat die Bremsfeder 190 einenReibungsvorsprung 193, der in Struktur und Wirkung demReibungsvorsprung 171 ähnelt.
    [0084] Dieeine weitere Option besteht darin, die freien Enden 194 und 195 entwedereinwärts,wie gezeigt, oder auswärtszu biegen. Durch Biegen oder Drehen der freien Enden 194 und 195 nachaußen wirdein Kontakt mit der Bohrung des Auges hergestellt. Durch Biegenoder Drehen der freien Enden 194 und 195 nachinnen wird ein Kontakt mit dem Gelenkbolzen oder der Welle einerBaugruppe hergestellt. Dieser "Kontakt" vergrößert dieStärkeder Reibung zwischen der Bremsfeder 190 und der entsprechendenKomponente, die durch die freien Enden 194 und 195 berührt wird.
    [0085] Während dieAnordnung des Trennspalts in der Mitte einer Seite (siehe die 14 und 15) auf wirksame Weise verhindert, daß dieseSeite einen Reibungskontakt zu der Baugruppe hinzufügt oderzu diesem beiträgt,wird durch Verwendung des Vorsprungs 193 (einwärts oderauswärtsgebogen) und/oder Verwendung der freien Enden 194 und 195 (einwärts oderauswärtsgebogen) der Baugruppe ein zusätzlicherReibungskontakt oder eine zusätzliche Reibungsüberlagerunghinzugefügt.Was in Bezug auf die Bremsfeder gemäß der vorliegenden Erfindungdargestellt und beschrieben worden ist, ist eine Vielfalt von strukturellenMerkmalen und Optionen, einschließlich des Ortes, wo sich derTrennspalt befindet, nämlichentweder an einer Ecke oder in einer Seite, der Hinzufügung einesReibungsvorsprungs, der einwärtsoder auswärtsgebogen sein kann, um das in der Baugruppe vorhandene Reibungsniveau zuerhöhen,und der Option des Biegens der freien Enden am Trennspalt, entwedereinwärtsoder auswärts,um das Reibungsniveau fürdie Gesamtbaugruppe zu erhöhen.
    [0086] Inden 16 und 17 ist ein Steuerventil 200 gezeigt,das einen feststehenden, ringförmigenKörper 201,eine im allgemeinen zylindrische, drehbare Welle 202 undeine Bremsfeder 203, alles gemäß der vorliegenden Erfindung,aufweist. Das Steuerventil 200 soll eine weitere Anwendungsmöglichkeitfür die vorliegendeErfindung repräsentieren,in diesem Fall eine Vorrichtung, die eine einzelne Drehachse (Welle 202 relativzum Körper 201)hat, wie sie durch die Achse 204 repräsentiert wird. Die Verwendungder Bremsfeder 203 dient in diesem Kontext der Bewegungssteuerung.Ein Anwendungsbeispiel fürdas Steuerventil 200 ist ein Kopfventil, wie es bei Zweihandhebelhähnen mitgetrennten WARM- und KALT-Ventilen vorgesehen ist.
    [0087] DieBremsfeder 203 ist im wesentlichen gleich den Bremsfedern 48 und/oder 154 ausgebildet undangeordnet. Außerdemist die gezeigte und beschriebene Verwendung der Bremsfeder 203 alsTeil des Steuerventils 200 mit den Alternativen und Gestaltungsoptionengemäß den 13–15 kompatibel,wie durch die Bremsfedern 170, 180 und 190 repräsentiert.Genauer gesagt kann, währenddie Grundgestaltung der Bremsfeder 203 im wesentlichen gleich der,in 12 dargestelltenist, die Bremsfeder 203 als eine Option einen Reibungsvorsprungaufweisen und es kann ihr Trennspalt als eine andere Option in einerSechseckseite positioniert sein. Als noch weitere Optionen für die Gestaltung derBremsfeder kann der Reibungsvorsprung einwärts oder auswärts gebogensein und könnendie freien Enden der sechseckigen Hülse (Bremsfeder) einwärts oderauswärtsgebogen sein.
    [0088] DerringförmigeKörper 201 definierteinen zylindrischen Bohrungsabschnitt 205, wobei eine zylindrischeFläche 206 derWelle 202 konzentrisch zu dem Abschnitt 205 ist.Die radiale Trennung zwischen den Abschnitten 205 und 206 definierteinen ringförmigenZwischenraum 207, der die Bremsfeder 203 aufnimmt.Obgleich das Steuerventil 200 in dem Kontext einer Fluidsteuer vorrichtung,wie zum Beispiel WARM- und KALT-Handhebeln für einen Wasserhahn, verwendetwerden kann, dient die Bremsfeder 203 eigentlich den Zweckender Bewegungssteuerung. Es besteht ein Paßsitz der Bremsfeder 203 in demZwischenraum 207, übereinstimmendmit dem, was fürdie Bremsfedern 48 und 154 beschrieben wurde,und was auf die Bremsfedern 170, 180 und 190 anwendbarwäre.
    [0089] EineBewegungssteuervorrichtung zur Steuerung der Bewegung eines Funktionselementsum eine erste Achse und um eine zweite Achse umfaßt einenSchaft, der einen Sockel und einen Steuerarm hat, wobei der Sockeleine erste Achsenöffnungdefiniert. Die Vorrichtung umfaßtdes weiteren ein zylindrisches Drehelement, das in die erste Achsenöffnung eingefügt und zurersten Achse konzentrisch ist. Das Drehelement definiert eine zweiteAchsenöffnung unddie Vorrichtung weist auch einen zylindrischen Schwenkzapfen auf,der in die zweite Achsenöffnung eingefügt und zurzweiten Achse konzentrisch ist. Der Schaft ist ausgestaltet, umin einer ersten Richtung um die erste Achse und in einer zweitenRichtung um die zweite Achse zu verschwenken, wobei die erste unddie zweite Achse rechtwinklig zueinander stehen. Bei einem Ausführungsbeispielist eine sechseckige Bremsfeder zwischen dem Drehelement und demSchaft eingefügt,um die Reibungsbremsung füreine der zwei Bewegungsrichtungen zu beeinflussen.
    权利要求:
    Claims (27)
    [1] Bewegungssteuervorrichtung zur Steuerung derBewegung eines Funktionselements um eine erste Achse und um einezweite Achse, wobei die Bewegungssteuervorrichtung umfaßt: einenSchaft, der einen Sockel und einen Steuerarm aufweist, wobei derSockel eine erste Achsenöffnung definiert; einDrehelement, das in die erste Achsenöffnung eingefügt ist,so daß dasDrehelement zu der ersten Achse konzentrisch ist, wobei das Drehelementeine zweite Achsenöffnungdefiniert; und einen Schwenkzapfen, der in die zweite Achsenöffnung eingefügt ist,so daß derSchwenkzapfen zu der zweiten Achse konzentrisch ist, wobei der Schaft ausgebildetund angeordnet ist, um in einer ersten Richtung um die erste Achseund in einer zweiten Richtung um die zweite Achse zu verschwenken,und wobei die erste und die zweite Achse rechtwinklig zueinanderstehen.
    [2] Bewegungssteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobeisich die erste und die zweite Achse an einem geometrischen Punktschneiden.
    [3] Bewegungssteuervorrichtung nach Anspruch 2, wobeider geometrische Punkt innerhalb des Sockels liegt.
    [4] Bewegungssteuervorrichtung nach Anspruch 3, wobeidie erste Achsenöffnungein Ende des Drehelements umgibt und damit diesem Ende benachbarteinen ringförmigenZwischenraum begrenzt.
    [5] Bewegungssteuervorrichtung nach Anspruch 4, welcheferner eine Bremsfeder aufweist, die in dem ringförmigen Zwischenraumdem einen Ende benachbart positioniert ist.
    [6] Bewegungssteuervorrichtung nach Anspruch 5, wobeidie erste Achsenöffnungein entgegengesetztes Ende des Drehelements umgibt und damit dementgegengesetzten Ende benachbart einen ringförmigen Zwischenraum begrenzt.
    [7] Bewegungssteuervorrichtung nach Anspruch 6, welcheferner eine Bremsfeder aufweist, die in dem ringförmigen Zwischenraumdem entgegengesetzten Ende benachbart positioniert ist.
    [8] Bewegungssteuervorrichtung nach Anspruch 7, wobeider Sockel einen ersten Schwenkzapfenschlitz auf einer Seite desSchwenkelements und einen zweiten Schwenkzapfenschlitz auf einerentgegengesetzten Seite des Schwenkelements definiert.
    [9] Bewegungssteuervorrichtung nach Anspruch 8, wobeider Schwenkzapfen ein Ende hat, das sich aus dem ersten Schwenkzapfenschlitzauswärtserstreckt, und ein entgegengesetztes Ende, das sich aus dem zweitenSchwenkzapfenschlitz auswärtserstreckt.
    [10] Bewegungssteuervorrichtung nach Anspruch 9, wobeider Schaft ferner ein unteres Auflageelement aufweist.
    [11] Bewegungssteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobeidie erste Achsenöffnungein Ende des Drehelements umgibt und damit diesem Ende benachbarteinen ringförmigenZwischenraum begrenzt.
    [12] Bewegungssteuervorrichtung nach Anspruch 11, welcheferner eine Bremsfeder aufweist, die in dem ringförmigen Zwischenraumdem einen Ende benachbart positioniert ist.
    [13] Bewegungssteuervorrichtung nach Anspruch 12, wobeidie erste Achsenöffnungein entgegengesetztes Ende des Drehelements umgibt und damit dementgegengesetzten Ende benachbart einen ringförmigen Zwischenraum begrenzt.
    [14] Bewegungssteuervorrichtung nach Anspruch 13, welcheferner eine Bremsfeder aufweist, die in dem ringförmigen Zwischenraumdem entgegengesetzten Ende benachbart positioniert ist.
    [15] Bewegungssteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobeider Sockel einen ersten Schwenkzapfenschlitz auf einer Seite desSchwenkelements und einen zweiten Schwenkzapfenschlitz auf einerentgegengesetzten Seite des Schwenkelements definiert.
    [16] Bewegungssteuervorrichtung nach Anspruch 15, wobeider Schwenkzapfen ein Ende hat, das sich aus dem ersten Schwenkzapfenschlitzauswärtserstreckt, und ein entgegengesetztes Ende, das sich aus dem zweitenSchwenkzapfenschlitz auswärtserstreckt.
    [17] Bewegungssteuervorrichtung zur Steuerung der Bewegungeines Funktionselements um eine erste Achse und um eine zweite Achse,wobei die Bewegungssteuervorrichtung umfaßt: einen Schaft, dereinen Sockel und einen Steuerarm aufweist, wobei der Sockel eineerste Achsenöffnung definiert; einDrehelement, das in die erste Achsenöffnung eingefügt ist,so daß dasDrehelement zu der ersten Achse konzentrisch ist; und ein Auflageelement,das an die Baugruppe aus Schaft und Drehelement montiert ist, wobeidas Auflageelement konzentrisch zur zweiten Achse positioniert ist,wobei der Schaft ausgebildet und angeordnet ist, um in einer erstenRichtung um die erste Achse und in einer zweiten Richtung um diezweite Achse zu verschwenken, und wobei die erste und die zweiteAchse rechtwinklig zueinander stehen.
    [18] Bewegungssteuervorrichtung nach Anspruch 17, wobeidie erste Achsenöffnungein Ende des Drehelements umgibt und damit diesem Ende benachbarteinen ringförmigenZwischenraum begrenzt.
    [19] Bewegungssteuervorrichtung nach Anspruch 18, welcheferner eine Bremsfeder aufweist, die in dem ringförmigen Zwischenraumdem einen Ende benachbart positioniert ist.
    [20] Bewegungssteuervorrichtung nach Anspruch 19, wobeidie erste Achsenöffnungein entgegengesetztes Ende des Drehelements umgibt und damit dementgegengesetzten Ende benachbart einen ringförmigen Zwischenraum begrenzt.
    [21] Bewegungssteuervorrichtung nach Anspruch 20, welcheferner eine Bremsfeder aufweist, die in dem ringförmigen Zwischenraumdem entgegengesetzten Ende benachbart positioniert ist.
    [22] Bewegungssteuervorrichtung zur Steuerung der Drehungeines Funktionselements um eine erste Achse, wobei die Bewegungssteuervorrichtungumfaßt: einGehäuseelement,das eine innere Bohrung definiert; ein drehbares Wellenelement,das in dem Gehäuseelementpositioniert ist und eine Steuerfläche aufweist, wobei die Steuerfläche unddie innere Bohrung dazwischen einen Zwischenraum begrenzen; und eineBremsfeder, die in dem Zwischenraum angeordnet ist, um die Stärke derReibung an dem drehbaren Wellenelement zu vergrößern.
    [23] Bewegungssteuervorrichtung nach Anspruch 22, wobeidie Bremsfeder in sechseckiger Hülsenformausgebildet und angeordnet ist, die einen Trennspalt aufweist, derdurch zwei freie Enden begrenzt ist.
    [24] Bewegungssteuervorrichtung nach Anspruch 23, wobeidie Bremsfeder einen biegbaren Reibungsvorsprung aufweist.
    [25] Bewegungssteuervorrichtung nach Anspruch 23, wobeider Trennspalt der Bremsfeder an einer Ecke der sechseckigen Hülsenformangeordnet ist.
    [26] Bewegungssteuervorrichtung nach Anspruch 23, wobeider Trennspalt der Bremsfeder in einer Sechseckseite der sechseckigenHülsenformangeordnet ist.
    [27] Bewegungssteuervorrichtung nach Anspruch 26, wobeijedes freie Ende einwärtsbiegbar ist, um die Reibung gegen die Drehwelle zu erhöhen.
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    2004-10-21| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2007-06-28| 8130| Withdrawal|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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