[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sanitärarmatur gemäss Patentanspruch 1.
[0002] Gelenke und Gelenkanordnungen unterschiedlicher Art sind in vielfältigsten Anwendungsbereichen
in Verwendung. Ein Joystick mit einem Gelenk ist beispielsweise aus der
GB 2040465 bekannt. Dieser Joystick weist eine Zugfeder auf, welche einseitig fest eingespannt,
mit dem gegenüberliegenden Ende fest mit einem Betätigungshebel verbunden und im mittleren
Bereich frei ist. Die Zugfeder bildet somit ein Gelenk für den Betätigungshebel aus.
Es ist diesem Joystick eigen, dass unmittelbar beim Anliegen einer Kraft am Betätigungshebel
eine entsprechende Auslenkung stattfindet, welche mit Zunahme der Kraft ebenso zunimmt,
basierend auf der Kennlinie der gewählten Druckfeder. Dies hat jedoch zur Folge, dass
im Bereich einer Neutralstellung die relativ geringste Kraft zum Erreichen einer Auslenkung
aufzubringen ist, und bereits ein unabsichtliches Berühren zu einer Auslenkung und
in Folge zu einem Ausgangssignal führen kann.
[0003] Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sanitärarmatur mit einer Gelenkanordnung
bereitzustellen, wobei diese Gelenkanordnung die vorangehend genannten Nachteile vermeidet,
indem eine Auslenkung erst ab einer bestimmten Belastungsgrösse erfolgt wird.
[0004] Diese Aufgabe wird mit einer Sanitärarmatur gelöst, welche die Merkmale des Patentanspruchs
1 aufweist. Besonders bevorzugte Ausführungsformen sind mit den in den abhängigen
Ansprüchen angegebenen Merkmalen ausgestattet. Im vorliegenden Fall wird durch einen
eine Gelenkanordnung aufnehmenden Trägerstutzen eine wenigstens annähernd ebene Anlagefläche
definiert, an der ein Gelenkteil als Teil der Gelenkanordnung mit seiner wenigstens
annähernd ebenen Gegenfläche anliegt, wodurch eine eindeutige Neutralstellung definiert
ist. Die Anlage wird mittels einer Druckfeder, welche ihn gegen den Trägerstutzen
verspannt, sichergestellt. Um nun ein Abheben der Gegenfläche von der Anlagefläche
und somit das Gelenkteil und die mit ihm verbundene Extremität zum Auslenken aus der
Neutralstellung zu bewegen, muss an der Extremität eine äussere Kraft grösser als
eine bestimmte Grenzkraft aufgebracht werden. Diese Kraft bildet ein Moment um einen
Momentenpol, dieses wiederum bewirkt ein Abheben der Gegenfläche von der Anlagefläche
mit Ausnahme des Bereiches mit dem Momentenpol. Der Momentenpol liegt immer in jener
radial äussersten Stelle der Umfangsbegrenzung der ersten Gegenfläche, an der das
geringste Widerstandsmoment entgegenwirkt. Die Grenzkraft sowie das Grenzmoment sind
abhängig von der Vorspannkraft der Druckfeder sowie den herrschenden geometrischen
Verhältnissen. In einem Sonderfall, wenn die Kraft koaxial zur Neutralachse wirkt,
wäre ein vollflächiges Abheben der Gegenfläche denkbar. Der Momentenpol würde im Unendlichen
liegen, die Kraft würde exakt der Federkraft entsprechen und wäre nunmehr nur von
der Federkennrate, jedoch nicht von den geometrischen Verhältnissen abhängig, eine
gezielte Auslenkung wäre nicht möglich. Der Winkel den die Gegenfläche zur Anlagefläche
einnimmt, entspricht dem Winkel den die Extremität zu ihrer Neutralstellung einnimmt.
[0005] Bevorzugt ist die Druckfeder dabei als Spiralfeder ausgeführt, da diese Federart
kostengünstig und weit verbreitet und wartungsfrei ist, eine nahezu unbegrenzte Lebensdauer
hat, und im vorliegenden Fall aufgrund der vorhandenen Geometrievorgaben räumlich
platzsparend eingebracht werden kann. Zudem bietet sie die Möglichkeit, genau angepasste
Federeigenschaften zu realisieren und eine einfache Austauschbarkeit zu gewährleisten.
[0006] Der Trägerstutzen, der mit der Anlagefläche in fester geometrischer Verbindung steht,
definiert eine Längsachse, welche bevorzugt rechtwinklig zur Anlagefläche verläuft
und bevorzugt die Neutralachse für die Neutralstellung der Gelenkanordnung bildet
und in dieser bevorzugten Form eine möglichst raumsparende Lösung auszubilden.
[0007] Während die axiale Ausrichtung des Gelenkteils durch Anlage an der fest angeordneten
Anlagefläche definiert ist, ist dessen radiale Ausrichtung dank seines radialen Anschlags,
der mit einem Gegenanschlag, welcher mit dem Trägerstutzen in fester geometrischer
Verbindung steht, stets bestimmt. Bei Kräften unterhalb der Grenzkraft ist stets die
Neutralstellung, also eine bezüglich der Neutralachse zentrische Ausrichtung des Gelenkteils
und sowie ein vollflächiger Kontakt der Anlage- und Gegenfläche, gewährleistet.
[0008] In einer bevorzugten Ausführungsform ist eine elastische Dichtungsmanschette vorhanden,
welche das Gelenkteil von Umgebungseinflüssen in jeder Lage schützt und nur die Extremität
in die äussere Umgebung ragen lässt.
[0009] In einer bevorzugten Ausführungsform ist der mechanische Teil der Sanitärarmatur
auf zwei bauliche Einheiten aufgeteilt, wobei eine Einheit der Bedienung dient und
die zweite Einheit die Wasserführung übernimmt. Dabei ist die Bedieneinheit als elektromechanischer
Joystick und der wasserführende Teil als Auslaufeinheit ausgeführt. Allfällige weitere
Komponenten, wie Mischeinrichtungen oder eine elektronische Steuerung, können in separaten
Einheiten untergebracht sein.
[0010] Die Vorteile von mehrteiligen Sanitärarmaturen der vorliegenden bevorzugten Art sind
eine grössere Freiheit bei der Gestaltung als auch bei der räumlichen Anordnung am
Einbauort.
[0011] Weiter bestehen vielfältigste Forderungen beispielsweise nach puristischen Bedienelementen,
nach einer möglichst einfachen, intuitiven Bedienbarkeit, erhöhtem Bedienkomfort durch
geringe Bedienkräfte, nach kurzen Bedienwegen oder exakter Dosierbarkeit. Die Forderung
nach Reduktion auf ein einzelnes Bedienelement, welches Zusatzfunktionen auslöst,
etwa durch unterschiedliche Bediengeschwindigkeit, -intervalle oder -dauer, wird im
vorliegenden Fall mittels eines Joysticks realisiert. Dieser Joystick enthält eine
Gelenkanordnung nach Anspruch 1.
[0012] Bei dem Joystick ist die Extremität als Betätigungshebel ausgeführt. Die Auslenkung
der Gelenkanordnung und somit des Betätigungshebels aus der Neutralstellung wird dabei
mittels eines Sensors erfasst.
[0013] Im Speziellen besteht der Sensor aus einzelnen, auf einer gehäusefesten Platine angeordneten
Hallsensoren, welche mit einem Magneten, der starr mit dem ersten Gelenkteil verbunden
ist, zusammenwirken.
[0014] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann dem Benutzer der Status der Sanitärarmatur
durch ein Lichtsignal am freien Ende des Betätigungshebels angezeigt werden.
[0015] In einer weiteren Ausführungsform können dem Betätigungshebel, durch die geometrische
Ausbildung der Gelenkanordnung, widerstandsbedingt bevorzugte Auslenkrichtungen vorgegeben
werden, sodass der Bediener bevorzugt diese ausführt. Zusätzlich ist der Betätigungshebel
verdrehsicher.
[0016] Da bei Sanitärarmaturen vorliegender bevorzugter Art entsprechend dem hohen Stellenwert
des Designs auch die Auslaufeinheit als zweite mechanische Einheit und wasserführender
Teil der Sanitärarmatur filigran gestaltet sein kann, ist das Auslaufrohr möglichst
schlank und somit dünnwandig ausgeführt. Dadurch wird das Auslaufrohr mit zunehmender
Länge empfindlich für Beschädigungen durch nicht beabsichtigte mechanische Stossbelastungen.
Dies kann bei starrer Montage des Auslaufrohrs relativ zu seiner Umgebung, bevorzugt
am Einspannort, wo eine Stosskraft das grösste Moment erzeugt, zu Beschädigungen wie
Verbiegung oder Knickung desselben führen. Als Abhilfe enthält die Auslaufeinheit
im Inneren ihres Trägerstutzens, welcher mit der Umgebung in fester Verbindung steht
und den Grundkörper bildet, eine erfindungsgemässe Gelenkanordnung. Die mit der Gelenkanordnung
verbundene Extremität wird durch das Auslaufrohr gebildet. Eingangsseitig ist dieses
mit einer Mischwasserleitung verbunden.
[0017] Dabei ist vorteilhafterweise unterseitig am Gelenkteil ein Anschlussteil angebracht
und mit dem Auslaufrohr strömungstechnisch verbunden. Dieses Anschlussteil seinerseits
ragt unterseitig aus dem Trägerstutzen heraus.
[0018] Die Sanitärarmatur weist in einer bevorzugten Ausführungsform der Auslaufeinheit
eine ringförmige Zentrierscheibe auf, welche zwischen einer Anschlagfläche und der
Gegenfläche des zweiten Gelenkteils eingebracht ist und einen dämpfenden Einfluss
auf Schwenkbewegungen des Auslaufrohres hat. Zusätzlich kann das Auslaufrohr im zweiten
Gelenkteil drehbar gelagert sein.
[0019] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Sanitärarmatur in der Auslaufeinheit
eine Lichtquelle, vorzugsweise eine LED, auf, deren Licht den Wasserstrahl im Auslaufrohr
beim Austritt erhellt. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist ein zusätzlicher
Lichtleiter im Auslaufrohr vorhanden, welcher Streuungsverluste des emittierten Lichtes
im Auslaufrohr vermindert.
[0020] Die vorliegende Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert. Es zeigen rein schematisch:
- Fig. 1
- in einem Längsschnitt eine erfindungsgemässe Sanitärarmatur mit Bedieneinheit und
Auslaufeinheit in eingebautem Zustand, wobei zusätzlich Stellglieder, Steuerelektronik,
elektrische Kabel und Wasserleitungen dargestellt sind;
- Fig. 2
- im Längsschnitt und gegenüber Fig. 1 vergrössert die Bedieneinheit der erfindungsgemässen
Sanitärarmatur in eingebautem Zustand; und
- Fig. 3
- im Längsschnitt und gegenüber Fig. 1 vergrössert einen Teil der Auslaufeinheit der
erfindungsgemässen Sanitärarmatur in eingebautem Zustand.
[0021] Die in der Fig. 1 gezeigte erfindungsgemässe Sanitärarmatur 10 betrifft eine besonders
bevorzugte Ausführungsform einer Waschtischarmatur. Sie besteht aus einer Bedieneinheit
12 in Form eines Joysticks, einer wasserführenden Auslaufeinheit 14, einer elektronischen
Steuerung 16, die bevorzugt in der Bedieneinheit 12 integriert ist, einer Mischventileinheit
18 mit einer ausgangsseitig verbundenen Mischwasserleitung 20 und einer elektrischen
Verbindungsleitung 22 zwischen der elektronischen Steuerung 16 und der Mischventileinheit
18, wobei die Waschtischarmatur zur Montage in bekannter Art und Weise an einer Tischplatte
24 vorgesehen ist.
[0022] Die Bedieneinheit 12 ermöglicht dem Benutzer vorzugsweise die stufenlose Wahl der
Wassertemperatur durch Auslenkung einer bevorzugt hebelartigen Extremität 26 in einer
ersten Hauptebene sowie die Wahl der Wassermenge durch Betätigung dieser Extremität
26 in einer zweiten Hauptebene, bevorzugt rechtwinklig zur ersten Hauptebene. Es ist
möglich, durch Auslenkung in jeder weiteren Ebene zwischen diesen beiden Hauptebenen,
jeweils unterschiedliche Kombinationen von Wassertemperatur und Wassermenge einzustellen.
Die Bedieneinheit 12 setzt die Wahl des Benutzers in elektrische Signale um, welche
von der elektronischen Steuerung 16 in Stellsignale für die Mischventileinheit 18
ungewandelt werden, an welche eingangsseitig eine Kalt- und eine Warmwasserzuleitung
28 angeschlossen sind sowie ausgangseitig die Mischwasserleitung 20 angeschlossen
ist, welche direkt mit der Auslaufeinheit 14 an deren Eingangsseite verbunden ist.
Da die Steuerung elektronisch erfolgt, können in der Bedieneinheit 12 noch weitere
Zusatzfunktionen wie beispielsweise Beleuchtungen eingebaut werden. In einer bevorzugten
Ausführungsform wird am Betätigungshebel 26 stirnseitig Licht emittiert, welches von
der elektronischen Steuerung 16 angesteuert wird und den Benutzer über den Status
der Sanitärarmatur 10 informiert.
[0023] Die elektronische Steuerung 16 und deren Steuerlogik sind besonders ausführlich in
der zeitgleich eingereichten EP-Patentanmeldung des Anmelders (Vertreterreferenz A18633EP)
offenbart, deren Inhalt durch Referenznahme aufgenommen ist ("incorporation by reference").
[0024] Sanitärarmaturen der vorliegenden Art müssen unterschiedlichste Anforderungen erfüllen,
wie beispielsweise eine möglichst einfache und intuitive Bedienbarkeit, geringe Bedienkräfte,
exakte Dosierbarkeit, kurze Bedienwege oder definierte Schwellwiderstände, und überdies
möglichst puristische Bedienelemente aufweisen.
[0025] Die in Fig. 2 bezüglich Fig. 1 vergrössert dargestellte Bedieneinheit 12 ist in Neutralstellung,
und somit in unbetätigtem Zustand, bei welchem keine äussere Kraft auf sie einwirkt,
gezeigt. Der Joystick 12 ist in dieser Ausführung zur Befestigung in einer Durchgangsbohrung
32 der Tischplatte 24 oder eines Waschbeckens vorgesehen.
[0026] Ein hülsenförmiger Trägerstutzen 34 bildet den tragenden Grundkörper der Bedieneinheit
12. Mit seiner Symmetrieachse, welche im montierten Zustand rechtwinklig zu der Tischplatte
24 verläuft, bildet er für die beweglichen Komponenten der Bedieneinheit 12, insbesondere
einer Gelenkanordnung 36, eine Neutralachse 38 aus. Der Trägerstutzen 34 hat an der
äusseren Mantelfläche 40, an seiner Oberseite, ein Kurzgewinde 44, und von der gegenüberliegenden
Unterseite ausgehend, ein Aussengewinde 46 über nahezu die restliche Länge der zylindrischen
Mantelfläche 40 aufgebracht. Die Länge des gewindefreien Bereichs auf der Mantelfläche
40 darf maximal die Dicke der Tischplatte 24 erreichen. Bevorzugt sind beide Gewinde
44, 46 richtungsgleich. Zudem ist auch ein, über die gesamte Länge des Trägerstutzens
34 durchgängiges, Gewinde denkbar.
[0027] Der Trägerstutzen 34 weist an der bedienerseitigen Oberseite eine in ein Innengewinde
48 eingeschraubte Scheibenmutter 50 auf, welche mit ihrer Aussenseite mit dem Trägerstutzen
34 stirnseitig wenigstens annähernd bündig abschliesst. Die Scheibenmutter 50 besitzt
koaxial zur Neutralachse 38 eine Stufendurchgangsbohrung 52, deren nach innen gewandter
erster Bohrungsabschnitt 54 einen grösseren Durchmesser als deren äusserer, zweiter
Bohrungsabschnitt 56 aufweist. Der Stufensprung bildet eine kreisringförmige, ebene
Anlagefläche 60 aus, die rechtwinklig zur Neutralachse 38 ausgerichtet ist. Im Inneren
des Trägerstutzens 34 ist, ausgehend von seiner Oberseite in Fig.2, im Bereich des
unteren Drittels, eine umlaufende Innenschulter 64 konstanter Tiefe und Breite ausgeformt.
Der Trägerstutzen 34 nimmt zwischen der Innenschulter 64 und der Scheibenmutter 50
ein erstes Gelenkteil 68 auf.
[0028] Das erste Gelenkteil 68 selbst weist einen zylinderförmiger Grundkörper 70 mit einem,
an dessen bedienerseitigen Stirnseite bündig angebrachten, radial vorstehenden und
umlaufenden Kragen 72 auf. An dieser ebenen Stirnseite ist ein stummelartiger Fortsatz
74 geringeren Durchmessers koaxial angeformt, an welchem wiederum eine rohrförmige,
koaxiale Mündung 76 angeformt ist. Das erste Gelenkteil 68 definiert eine Gelenkteilachse
78, welche in ihrer Neutralstellung mit der Neutralachse 38 zusammenfällt.
[0029] Der erste Bohrungsabschnitt 54 der Stufendurchgangsbohrung 50 der Scheibenmutter
50 bildet ein Joystickauflager 82 für das erste Gelenkteil 68, bestehend aus der Anlagefläche
60 und einer zur Neutralachse 38 koaxialen, kreiszylinderförmigen Innenseitenwand
86, welche die Funktion des radialen Anschlags für das Gelenkteil übernimmt. Die Kontur
der Innenseitenwand 86 kann anstatt einer Kreisform die Form eines Vielecks, insbesondere
eines gleichseitigen Achtecks, annehmen.
[0030] Das erste Gelenkteil 68 wird vom Joystickauflager 82 an dessen Fortsatz 74 aufgenommen.
Der Fortsatz 74 ist in Form und Dimension radial und axial dem Joystickauflager 82
angepasst.
[0031] Eine erste plane Stirnfläche des Fortsatzes 74 wirkt als Gegenfläche 90 mit der Anlagefläche
60 zusammen, wodurch in axialer Richtung ein einseitiger Anschlag ausgebildet ist.
[0032] Eine Aussenseitenwand 92 des Fortsatzes 74 ist koaxial zur Gelenkteilachse 78 ausgerichtet
und unter Einhaltung eines möglichst geringen radialen Spiels gegengleich zur Innenseitenwand
86 ausgebildet. Das radiale Spiel dient zum Zwecke des Erhalts der Auslenkbarkeit
aus der Neutralstellung.
[0033] Bei vollständiger Aufnahme des Fortsatzes 74 im Joystickauflager 82 liegen die Anlagefläche
60 und die erste Gegenfläche 90 vollflächig aneinander an und das erste Gelenkteil
68 ist in Richtung der Neutralachse 38 ausgerichtet und somit in Neutralstellung.
[0034] Die Innenseitenwand 86 bewirkt eine radiale Zentrierung des ersten Gelenkteils 68.
Um eine Auslenkung des Fortsatzes 74 des ersten Gelenkteils 68 aus der Neutralstellung
zu ermöglichen, ist ein gewisses radiales Spiel notwendig. Dieses kann durch geeignete
Formgebung der Innen- und Aussenseitenwand 86, 92 vermindert werden, wobei auch punkt-
oder linienförmige Erhebungen sowohl an der Innen- als auch der Aussenseitenwand 86,
92 denkbar sind.
[0035] Der Vorteil bei Ausbildung der Konturen der Innenseiten-und Aussenseitenwand 86,
92 als Vielecke ist, dass ein Verdrehen des ersten Gelenkteils 68 relativ zum Trägerstutzen
34 wirksam verhindert ist. Zudem ist ein Auslenken des ersten Gelenkteils 68 über
die Ecken eines Vielecks kraftaufwändiger als über dessen Seitenkanten, wodurch in
dem Bediener bevorzugte Richtungen beim Auslenkvorgang vorgegeben sind. Die rohrförmige
Mündung 76 des ersten Gelenkteils 68 ragt dabei durch den zweiten Bohrungsabschnitt
56 der Stufendurchgangsbohrung 52 der Scheibenmutter 50 unter Einhaltung eines radialen
Spalts aus dem Trägerstutzen 34 hinaus und bildet mit seinem freien Ende den Anschlag
für die Extremität 26.
[0036] Das erste Gelenkteil 68 weist eine koaxial zur Gelenkteilachse 78 verlaufende Durchgangsbohrung
96 mit einem Durchmesser entsprechend dem Innendurchmesser 98 der rohrförmigen Mündung
76 auf. Weiter befindet sich ein Gewindeabschnitt 100 in dieser Durchgangsbohrung
96. Das der Mündung 76 abgewandte Ende des ersten Gelenkteils 68, welches seine Unterseite
ausbildet, verjüngt sich aussenseitig konisch und ist derart dimensioniert, dass in
Neutralstellung ein definierter radialer Abstand zur Innenschulter 64 gewährleistet
ist. Dieser Abstand bestimmt die maximal mögliche Auslenkung und die Innenschulter
64 dient als begrenzender Anschlag.
[0037] Im Trägerstutzen 34 befindet sich eine zur Neutralachse 38 koaxiale, spiralförmige
Druckfeder 106 und umgreift dabei, unter Einhaltung eines radialen Spiels, das Gelenkteil
68. Axial ist die stets koaxial zum Trägerstutzen 34 ausgerichtete Druckfeder 106
mit ihren Stirnseiten zwischen der der Bedienerseite zugewandten Schulterflanke 104
der umlaufenden Innenschulter 64 und der ihr zugewandten Kragenunterflanke 112 des
Kragens 72 unter Einhaltung einer gewissen Vorspannung eingebracht.
[0038] Diese Druckfeder 106 dient dazu, allfällige Belastungen ausgehend vom ersten Gelenkteil
68 auf den Trägerstutzen 34 zu übertragen sowie in Neutralstellung des ersten Gelenkteiles
68 dieses durch eine gewisse Vorspannung in axialer Richtung in das Joystickauflager
82 zu drücken. Durch die Vorspannung der Druckfeder 106 ist das erste Gelenkteil 68,
bis zu einer bestimmten äusseren Belastung, in der in Fig. 2 dargestellten koaxialen
Neutralstellung gehalten. Durch die Druckfeder 106 und das erste Gelenkteil 68 in
Verbindung mit dem Joystickauflager 82 ist die Gelenkanordnung 36 vollständig definiert.
[0039] Im Trägerstutzen 34 befindet sich unterhalb der umlaufenden Innenschulter 64 ein
Sensor 114, welcher auf der Oberseite einer fest mit dem Trägerstutzen 34 verbundenen
und rechtwinklig zur Neutralachse 38 ausgerichteten Platine 116 aufgebracht ist. Der
Sensor 114 besteht im vorliegenden Fall aus vier Hallsensoren 118, welche vorzugsweise
in Richtung der Hauptebenen und paarweise einander diametral zur Neutralachse 38 gegenüber
angeordnet sind. Ihre Ausgangssignale werden von der elektronischen Steuerung 16 verarbeitet.
Deren Signale werden an flexible elektrische Leiter 120 sowie an eine Signalschnittstelle
in Form einer Steckverbindung 122 an der Unterseite des Trägerstutzens 34 geführt.
Diese Steckverbindung 122 dient der Stromversorgung der elektronischen Steuerung 16
und einer Lichtquelle 123 sowie dem Signalaustausch zwischen der elektronischen Steuerung
16 und externen Einrichtungen, im Speziellen der Mischventileinheit 18. Die elektrischen
Leiter 120 verbinden die elektronische Steuerung 16 mit der Lichtquelle 123. Der gesamte
Bereich des Trägerstutzens 34 zwischen Platine 116 und dem unteren Ende des Trägerstutzens
34 ist mit einem schnell aushärtenden Material, vorzugsweise mit einem Kunstharz 126,
bündig ausgegossen. Die Platine 116 selbst ist zumindest mit ihrer den Hallsensoren
118 abgewandten Seite eingegossen.
[0040] Mit dem ersten Gelenkteil 68 steht eine Extremität 26 in starrer Verbindung. Diese
Extremität 26, welche einen rohrförmigen Betätigungshebel 130 darstellt, ist geradlinig
und rohrförmig ausgebildet und setzt sich durch das erste Gelenkteil 68 bis nahe an
die Platine 116 fort. Im ersten Gelenkteil 68 ist er bis etwa zu einem Drittel seiner
Länge am Gewindeabschnitt 100 eingewindet, die restlichen zwei Drittel ragen, ausgehend
von der rohrförmigen Mündung 76, frei in den Bedienraum hinein. Das eingewindete untere
Drittel ist im Durchmesser verringert und der Durchmesserübergang erfolgt sprungartig,
wodurch eine kreisringförmige Stützschulter 132 ausgeformt ist und mit der Stirnseite
der rohrförmigen Mündung 76 derart zusammenwirkt, dass im eingeschraubten Zustand
der Betätigungshebel 130 gegen des erste Gelenkteil 68 verspannt ist und vorzugsweise
der Gewindeabschnitt 100 mittels Verklebung zusätzlich gesichert ist. An seinem sensorseitigen
Ende trägt der Betätigungshebel 130 einen aus seinem Inneren koaxial auskragenden
Stift 133, an dessen stirnseitigem Ende ein Permanentmagnet 134 angebracht ist, welcher
mit dem Sensor 114 zusammenwirkt, wodurch dieser jede Auslenkung des Betätigungshebels
130 aus der Neutralstellung in eindeutige Signale umwandeln kann.
[0041] Der Betätigungshebel 130 besitzt an seinem bedienseitigen freien Ende eine stirnseitige
Abdeckung 136 aus klarsichtigem Material. Entsprechend Figur 2 ist rohrinnenseitig
hinter dieser Abdeckung 136 die Lichtquelle 123 durch Stromleiter 138, welche im Betätigungshebel
130 geführt sind, mit der elektronischen Steuerung 16 verbunden.
[0042] Alternativ ist eine Anbringung einer Lichtquelle 123 am unteren Endbereich des Betätigungshebels
130 möglich, in diesem Falle würde das Licht via eines hebelinnenseitigen Lichtleiters
an das freie Ende des Betätigungshebels 130 geführt, um dort zu emittieren.
[0043] Vorteilhaft ist, wenn die Lichtquelle 123 mindestens zwei Farbzustände, vorzugsweise
rot und blau, als Information über die Wassertemperatur ausgibt. In einer noch vorteilhafteren
Ausführung bildet die Lichtquelle 123 Farbübergänge zwischen rot und blau aus oder
passt die Leuchtkraft den Gegebenheiten an. Alternativ wären auch unterschiedliche
Leuchtstärken, beispielsweise als Information über die eingestellte Wassermenge, denkbar.
Realisiert wird die Lichtquelle 123 vorzugsweise mittels einer LED.
[0044] Zwischen der Stufendurchgangsbohrung 52 und dem durchgeführten Betätigungshebel 130
bleibt funktionsbedingt ein Freiraum bestehen, durch welchen Fremdstoffe in die Gelenkanordnung
36 eindringen könnten. Um ein Eindringen zu verhindern ist eine Abdichtung vorgesehen,
welche diesen Freiraum bei jeder Auslenkung des Betätigungshebels 130 wirksam abdichtet
und zusätzlich bedienraumseitig der Formensprache der Sanitärarmatur bestmöglich entspricht.
Hierzu ist eine koaxial eingebrachte, ringförmige Manschette 142 aus gummiartigem
Material vorgesehen, welche den gesamten Trägerstutzen 34 überdeckt.
[0045] Mit ihrem Aussenrand 148 ist die Manschette 142 bündig und formschlüssig in einer
oberseitigen, koaxial umlaufenden Nut 144 einer koaxialen Grundplatte 146 eingebracht
und somit fixiert, wobei die bedienraumseitige Oberfläche der Manschette 142 bündig
zur Oberfläche der Grundplatte 146 in diese übergeht. Die Grundplatte 146 besitzt
eine bevorzugt kreisringförmige, viereckige oder alternativ angepasste Aussenkontur
und ist von der Oberseite her auf das Kurzgewinde 44 des Trägerstutzens 34 aufgeschraubt
und fest verspannt, wobei der Bereich mit der umlaufenden Nut 144 axial den Trägerstutzen
34 derart überragt, dass die eingebrachte Manschette 142 allenfalls unbelastet stirnseitig
des Trägerstutzens 34 aufliegt. Mit dem Innenrand 150 ihrer zentrischen Öffnung schmiegt
sie sich tangential am Betätigungshebel 130 derart an, dass sie jeder Auslenkung des
Betätigungshebels 130 folgt, ohne dass der Formschluss und infolge die Dichtheit verloren
gehen.
[0046] An der Unterseite der Grundplatte 146 ist eine umlaufende Dichtung 152 mit rechteckigem
Querschnitt angebracht, welche ein Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit in den
Kontaktbereich der Bedieneinheit 12 mit der Tischplatte 24 verhindert und bei der
Fixierung des Trägerstutzens 34 an der Tischplatte 24 zusätzlich Unebenheiten und
Parallelitätsabweichungen ausgleichen kann. Die Grundplatte 146 definiert die Einbauhöhe
der Bedieneinheit 12 relativ zur Tischplatte 24. Fixiert ist der Trägerstutzen 34
durch eine Befestigungsmutter 154 am unterseitigen Aussengewinde 46 des Trägerstutzens
34, welche gegen die Grundplatte 146 verspannt ist.
[0047] In Fig. 2 ist die Bedieneinheit 12 in Neutralstellung dargestellt. In Neutralstellung,
wenn die Gelenkteilachse 78 und die Neutralachse 38 zusammenfallen, liegen die Anlagefläche
60 und die erste Gegenfläche 90 vollflächig aneinander an und das erste Gelenkteil
68 befindet sich in definierter axialer Lage, demzufolge ist auch der Betätigungshebel
130 koaxial zur Neutralachse 38 ausgerichtet. Die Anlagefläche 60 und die erste Gegenfläche
90 werden durch die in axialer Richtung wirkende spiralförmige Druckfeder 106 bis
zu einem bestimmten Belastungsgrenzwert in vollflächiger Anlage gehalten. Die radiale
Zentrierung des ersten Gelenkteils 68 innerhalb des Trägerstutzens 34 ist durch die
Innenseitenwände 86 in Verbindung mit den Aussenseitenwänden 92 sichergestellt.
[0048] Wird nun durch den Bediener eine Querkraft F radial auf den Betätigungshebel 130
aufgebracht, so entsteht ein Querkraftmoment um einen Momentenpol. Dieser Momentenpol
liegt an jener radial äussersten Stelle, an der sich die Anlagefläche 60 und die erste
Gegenfläche 90 berühren. Im vorliegenden Fall befindet sich der Momentenpol stets
auf dem äussersten Rand der ersten Gegenfläche 90 an dessen Kontur. Als Gegenmoment
um diesen Momentenpol wirkt das Produkt aus resultierender Federkraft der Druckfeder
106 und dem Abstand derselben zum Momentenpol.
[0049] Sobald das durch die Querkraft F aufgebrachte Querkraftmoment ein bestimmtes Gegenmoment
- das Grenzmoment - überschreitet, kommt es zu einer Auslenkung des Betätigungshebels
130 und des damit verbundenen ersten Gelenkteils 68 und es erfolgt ein partielles
Abheben der ersten Gegenfläche 90 des ersten Gelenkteils 68 von der Anlagefläche 60
um diesen Momentenpol. Das erste Gelenkteil 68 und der Betätigungshebel 130 werden
um denselben Winkel aus der Neutralstellung verschwenkt. Der flächige Kontakt zwischen
der Anlagefläche 60 und der ersten Gegenfläche 90 geht in einen Punktkontakt über,
bei einem als Vieleck ausgebildeten Joystickauflager 82 geht der Flächenkontakt in
einen Linienkontakt über.
[0050] Das erste Gelenkteil 68 befindet sich in jeder Schwenklage in einer definierten radialen
Position. Ein unkontrolliertes radiales Verschieben aus der Neutralstellung ist verhindert.
Die Druckfeder 106 bleibt im Wesentlichen in ihrer Neutralstellung. Lediglich der
dem ersten Gelenkteil 68 nahe Bereich der Druckfeder 106 erfährt eine Stauchung. Die
Auslenkung des ersten Gelenkteils 68 wird gemäss Fig. 2 begrenzt, sobald das erste
Gelenkteil 68 mit der Innenschulter 64 des Trägerstutzens 34 in Kontakt tritt.
[0051] Die Auslenkung erfolgt in jener Richtung, in welcher dem Querkraftmoment das geringste
Gegenmoment entgegenwirkt. Das Gegenmoment ist ein Produkt der resultierenden Druckfederkraft
und dem resultierenden Abstand zum jeweiligen Momentenpol, das Grenzmoment ein bestimmtes
Gegenmoment, definiert durch die Vorspannung der Druckfeder in Neutralstellung. Da
bei einer ersten Gegenfläche 90 mit einer als konvexem symmetrischen Vieleck ausgeprägten
Kontur die Ecken stets radial weiter entfernt sind als die geraden Seiten, ist ein
Gegenmoment um die Seiten des Vielecks stets geringer als um dessen Ecken. Somit ergibt
sich eine hinsichtlich des Auslenkens zentrierende Funktion des Vielecks.
[0052] Bei der Montage der Komponenten wird in einem ersten Schritt die Druckfeder 106 in
den Trägerstutzen 34 eingebracht, sodass sie an der Innenschulter 64 aufliegt. In
einem weiteren Schritt wird das erste Gelenkteil 68 eingeführt, bis dessen Kragen
72 auf der Druckfeder 106 aufliegt. Danach wird die Scheibenmutter 50 mit ihrer Stufendurchgangsbohrung
52 über die rohrförmige Mündung 76 geführt und mit ihrem Joystickauflager 82 am Fortsatz
74 in Anlage gebracht und eingedreht, bis die entsprechende Vorspannung gegeben ist.
Dabei ist sie mit ihrer Oberseite etwa bündig zum Trägerstutzen 34 eingeschraubt.
Sie drückt das erste Gelenkteil 68 via Anlagefläche 60 und Kragen 72 gegen die Druckfeder
106, welche sich wiederum am Trägerstutzen 34 abstützt. Durch ein verstärktes Einschrauben
der Scheibenmutter 50 verkürzt sich deren Abstand bis zur Innenschulter 64, die Druckfeder
106 wird komprimiert und es lässt sich der Federwiderstand und somit das Grenzmoment
einstellen. Im Anschluss wird der Betätigungshebel 130 vormontiert samt dem Stift
133, dem Permanentmagneten 134, der Lichtquelle 123, der Abdeckung 136 und den Leitern
120 unter eventueller Zuhilfenahme entsprechenden Klebstoffs am Hebelgewindeabschnitt
124 eingewindet. Hierbei ist es von grossem Vorteil, wenn die Gelenkanordnung 36 ein
verdrehsicheres Joystickauflager 82 aufweist, wodurch ein Verspannen des Betätigungshebels
130 problemlos möglich ist.
[0053] Von der Unterseite des Trägerstutzens 34 wird die Platine 116 mit dem oberseitigen
Sensor 114 und unterseitig angebrachter Steckverbindung 122 mitsamt der elektronischen
Steuerung 16 eingebracht und gleichzeitig werden die Leiter 120 mit der Steckverbindung
122 verbunden. Im Anschluss wird der Hohlraum zwischen Platinenunterseite und dem
unterseitigen Ende des Trägerstutzens 34 mit Füllstoff 126 ausgegossen. Im Anschluss
werden die Grundplatte 146 mit der montierten Manschette 142 von der Bedienerseite
her über den Betätigungshebel 130 eingeführt und mit dem Trägerstutzen 34 derart verschraubt,
dass die Manschette 142 den Trägerstutzen 34 maximal knapp berührt.
[0054] Bei der Montage der Scheibenmutter 50, der Platine 116 mit den Hallsensoren 118 sowie
der Grundplatte 146 ist darauf zu achten, dass alle diese Komponenten in zueinander
rotativ definierter, korrekter Lage montiert werden, um eine korrekte Funktion zu
gewährleisten.
[0055] Am Einbauort wird die gesamte Baugruppe an der Tischplatte 24 in eine Tischbohrung
32 bedienraumseitig eingebracht, bis die Grundplatte 146 mit ihrer Dichtung 152 an
der Tischplatte 24 aufliegt. Am gegenüberliegenden Ende des Trägerstutzens wird eine
Befestigungsmutter 154 als Kontermutter an dessen Aussengewinde 46 von unten her aufgeschraubt
und so die Bedieneinheit 12 kraftschlüssig gegen die Tischplatte 24 fixiert.
[0056] Die in Fig. 3 bezüglich Fig. 1 vergrössert dargestellte Auslaufeinheit 14 ist in
Neutralstellung dargestellt, welche ihre Stellung sowohl bei Betriebsbereitschaft
als auch bei normalem Gebrauch darstellt, solange keine Querkraft F auf sie einwirkt,
welche eine gewisse Belastungsgrenze überschreitet. Die Auslaufeinheit 14 ist in dieser
Ausführung zur Befestigung in einer weiteren Tischbohrung 160 an vorzugsweise derselben
Tischplatte 24 vorgesehen. Als Verbindungselement dient dabei - analog zur Bedieneinheit
12 - ein hülsenförmiger Trägerstutzen 164, der in seinem Inneren eine Gelenkanordnung
36' aufnimmt.
[0057] Der Trägerstutzen 164 bildet den tragenden Grundkörper der Auslaufeinheit 14. Mit
seiner Symmetrieachse, welche im montierten Zustand wenigstens annähernd senkrecht
zur Tischplatte 24 verläuft, bildet er für die beweglichen Komponenten der Auslaufeinheit
14, insbesondere einer in seinem Inneren aufgenommen Gelenkanordnung 36', eine Neutralachse
38' aus. Der Trägerstutzen 164 hat an seiner äusseren Mantelfläche 40', ausgehend
von seiner dem Bediener zugewandten Oberseite ein Kurzgewinde 44' und ausgehend von
der gegenüberliegenden Unterseite ein Aussengewinde 46' über nahezu die restliche
Länge der zylindrischen Mantelfläche 40' aufgebracht. Die Länge des gewindefreien
Bereichs auf der Mantelfläche 40' darf maximal der Dicke der Tischplatte 24 entsprechen.
Bevorzugt sind beide Gewinde 44', 46' richtungsgleich. Alternativ ist auch ein über
die gesamte Länge des Trägerstutzens 164 durchgängig aufgebrachtes Gewinde denkbar.
[0058] Der Trägerstutzen 164 bildet an seiner Oberseite, im Gegensatz zum Trägerstutzen
34 der Bedieneinheit 12, eine Stirnschulter 166 aus. Diese ist radial nach innen gerichtet
und schliesst aussenseitig bündig mit dem Trägerstutzen 164 ab.
[0059] Die Stirnschulter 166 besitzt eine Innenkontur, welche durch eine zur Neutralachse
38' koaxial verlaufende Stufenbohrung 170 gebildet ist. Deren nach innen gewandter
erster Abschnitt 172 weist einen grösseren Durchmesser, als deren nach aussen gerichteter
zweiter Abschnitt 174 auf. Der Stufensprung bildet eine kreisringförmige, ebene Anschlagfläche
176 aus, die rechtwinklig zur Neutralachse 38' ausgerichtet ist und zusammen mit einer
Seitenwand 178 des ersten Abschnitts 172 eine Zentrierscheibe 180 formschlüssig aufnimmt,
wodurch deren Lage axial und radial bestimmt ist.
[0060] Die Zentrierscheibe 180 ist dafür vorgesehenen, ein radial und axial wirkendes Auslaufauflager
182 auszubilden, ein zweites Gelenkteil 184 damit aufzunehmen, und dessen axiale und
radiale Position zu definieren.
[0061] Die koaxialen und radial zentrumsnächsten Flächenbereiche der Zentrierscheibe 180
bilden, bei axialer Betrachtung, eine Kontur aus, welche symmetrisch und vorzugsweise
geschlossen und im vorliegenden Fall kreisförmig ist. In der vorliegenden bevorzugten
Ausführungsform ist die Zentrierscheibe 180 im Querschnitt nahezu rechteckig, wodurch
eine koaxiale Innenseitenwand 86', vergleichbar einer kreiszylindrischen Mantelfläche,
als radialer Anschlag ausgebildet ist.
[0062] Mit dem kreisförmig und zur Neutralachse 38' koaxialen und radial nach aussen erstreckenden
Flächenbereich, welcher parallel zur Anschlagfläche 176 ausgerichteten ist, bildet
die Zentrierscheibe 180 eine kreisringförmige, wenigstens annähernd ebene Anlagefläche
60' aus. Die Anlagefläche 60' und die Innenseitenwand 86' definieren das Auslaufauflager
182.
[0063] Da die Zentrierscheibe 180 bevorzugt aus einem elastischen Kunststoff, in besonders
bevorzugter Version aus POM besteht, ist in Abhängigkeit der herrschenden Druckverhältnisse
mit einer gewissen Deformation der Zentrierscheibe 180 zu rechnen.
[0064] Die Zentrierscheibe 180 verhindert gemäss Fig.3 einen direkten Kontakt eines zweiten
Gelenkteils 184 mit dem Trägerstutzen 164. Die Kraftübertragung vom zweiten Gelenkteil
184 auf den Trägerstutzen 164 erfolgt über die Zentrierscheibe 180. Die Zentrierscheibe
180 dient somit der mindestens annähernd spielfreien, radialen Zentrierung und einseitigen
axialen Begrenzung des zweiten Gelenkteils 184. Die Zentrierscheibe 180 bewirkt zudem
sowohl bei der Auslenkung als auch bei der Rückkehr des zweiten Gelenkteils 184 in
die Neutralstellung, dass Anfangs- und Endstadium dieser Bewegung gedämpft erfolgen.
[0065] Das zweite Gelenkteil 184 selbst weist einen annähernd zylinderförmigen Grundkörper
70' mit einem am bedienerseitigen Endbereich angebrachten, umlaufenden und radial
abstehenden Kragen 72', welcher zudem flächenbündig zur Stirnseite des Grundkörpers
70' ausgebildet ist, auf. An dieser ebenen Stirnseite ist ein stummelartiger, koaxialer
Fortsatz 74' geringeren Durchmessers angeformt, an welchem wiederum eine rohrförmige,
koaxiale Mündung 76' angeformt ist. Das zweite Gelenkteil 184 definiert weiter eine
Gelenkteilachse 78', welche in dessen Neutralstellung mit der Neutralachse 38' zusammenfällt.
In dieser Stellung liegen die Anlagefläche 60' und die Gegenfläche 90' vollflächig
aneinander an.
[0066] Bei der vorliegenden Auslaufeinheit 14 bildet die Kragenoberflanke 75' die Gegenfläche
90' aus und wirkt in axialer Richtung mit der rechtwinklig zur Neutralachse 38' ausgerichteten,
ebenen Anlagefläche 60' an der Zentrierscheibe 180 zusammen. Der zylindrische Fortsatz
74' bildet mit seiner koaxialen Zylindermantelfläche als Aussenseitenwand 92' den
axial umlaufenden Anschlag aus und übernimmt infolge des Zusammenwirkens mit der Innenseitenwand
86' der Zentrierscheibe 180 die radiale Zentrierung des zweiten Gelenkteils 184.
[0067] Das zweite Gelenkteil 184 ragt mit seiner rohrförmigen Mündung 76' stirnseitig durch
den Trägerstutzen 164 hindurch. Die rohrförmige Mündung 76' ist als Gewindestummel
198 ausgebildet, welcher dazu dient, eine Überwurfmutter 200 stirnseitig aufzunehmen.
Die Überwurfmutter 200 wird gegen den Gewindestummel 198 fest verspannt. Das zweite
Gelenkteil 184 besitzt eine zur Gelenkteilachse 78' koaxial ausgerichtete Gelenkteilstufenbohrung
204, wobei der bedienseitige, obere Teilbereich 206 im Durchmesser kleiner ausgeführt
ist als der untere Teilbereich 208, welcher ein innen liegendes Anschlussgewinde 210
aufweist, während der obere Teilbereich 206 glattflächig ausgeführt ist.
[0068] Der obere Teilbereich 206 dient zur indirekten Aufnahme eines Endbereiches der Extremität
26', welche im vorliegenden Fall durch ein Auslaufrohr 214 gebildet ist.
[0069] Der untere Teilbereich 208 der Gelenkteilstufenbohrung 204 mit seinem inwendigen
Anschlussgewinde 210 dient zur Aufnahme eines Anschlussteiles 222, das praktisch als
Verlängerung des zweiten Gelenkteils 184 anzusehen ist. Es wäre denkbar, das Anschlussteil
222 in das zweite Gelenkteil 184 zu integrieren und diese einteilig auszuführen, allerdings
wäre in solch einem Fall auf einen Erhalt der Montierbarkeit zu achten.
[0070] Der Trägerstutzen 164 umfasst eine Vorspannhülse 224, welche konzentrisch in einen
Innengewindeabschnitt 226 in der unteren Hälfte des hülsenförmigen Trägerstutzens
164 eingewindet ist. Die Vorspannhülse 224 bildet mit ihrer dem Inneren des Trägerstutzens
164 zugewandten Stirnseite - funktional analog zur Innenschulter 64 der Bedieneinheit
12 - eine Ringauflagefläche 228 für eine spiralförmige Druckfeder 106' aus und orientiert
sich deshalb bezüglich ihrer Wandstärke an dieser Druckfeder 106'. Sie befindet sich
im Trägerstutzen 164 und ist zur Neutralachse 38' koaxial ausgerichtet.
[0071] Die Druckfeder 106' umschlingt das zweite Gelenkteil 184 mit ausreichendem radialem
Abstand, um ein allfälliges Auslenken desselben in ihrem Inneren nicht zu behindern
und ihr Aussendurchmesser ist kleiner als der Innendruchmesser des Trägerstutzens
164. Axial ist die Druckfeder 106' zuwischen der ihr zugewandten Kragenunterflanke
112' des Kragens 72' und der Ringauflagefläche 228 unter einer gewissen Vorspannung
eingebracht, wodurch der axiale Kontakt des zweiten Gelenkteils 184 an der Zentrierscheibe
180 des Auslaufauflagers 182 garantiert ist.
[0072] Die Druckfeder 106' überträgt auf die Vorspannhülse 224 eine in jedem Fall vorhandene
Vorspannkraft, das Eigengewicht des zweiten Gelenkteils 184 und aller damit verbundenen
Teile inklusive eines Gewichtsanteils der Mischwasserleitung 20. Zudem dient die Druckfeder
106' dazu, allfällig auftretende äussere Belastungen auf das Auslaufrohr 214 und somit
auf das zweite Gelenkteil 184 ab einem bestimmten Belastungsgrenzwert abzufedern.
[0073] Durch eine variable Einschraubtiefe der Vorspannhülse 224 am Trägerstutzen 164 ist
eine bedarfsgerechte Vorspannung der Druckfeder 106' realisierbar. In Neutralstellung
ist die Druckfeder 106' gleichmässig gestaucht mit deren Symmetrieachse ebenfalls
koaxial zur Neutralachse 38' ausgerichtet. Die Anlagefläche 60' und die Gegenfläche
90' sind durch die auf das zweite Gelenkteil 184 wirkende Druckfeder 106' bis zu einem
gewissen Kräftegrenzwert in vollflächiger Anlage gehalten. Auf die Druckfeder 106'
wirken in Neutralstellung keine radialen Kräfte. Die Druckfeder 106' komplettiert
in Verbindung mit dem zweiten Gelenkteil 184 und der Zentrierscheibe 180 die Gelenkanordnung
36'.
[0074] Das Auslaufohr 214 steht koaxial ausgerichtet zur Gelenkteilachse 78' in den Bedienraum
und durchdringt die am Gewindestummel 198 fixierte Überwurfmutter 200, welche hierzu
eine, dem Aussendurchmesser des Auslaufrohres 214 unter Einhaltung eines minimalen
Spiels entsprechende, koaxiale Auslaufbohrung 216 aufweist. Dabei bildet die Überwurfmutter
200 mit ihrem, der Kontur der Auslaufbohrung 216 radial nahen Bereich einen Zuganschlag
für eine Gleithülse 230 aus, welche am aufnahmebeziehungsweise einflussseitigen Ende
des Auslaufrohres 214 fest aufgesetzt ist.
[0075] Die Gleithülse 230 entspricht in Länge und Durchmesser dem oberen Teilbereich 206
der Gelenkteilstufenbohrung 204, wodurch das Auslaufrohr 214 axial formschlüssig im
oberen Teilbereich 206 der Gelenkteilstufenbohrung 204 gehalten ist, sodass ein axiales
Herausziehen in den Bedienraum verhindert ist. Weiter bildet die Gleithülse 230, im
Zusammenspiel mit dem oberen Teilbereich 206 eine, ein Drehen der Gleithülse 230 ermöglichende,
Gleitpassung 232 aus. Vorzugsweise ist die Gleithülse 230 aus einem selbstschmierenden,
korrosionsbeständigen Material gefertigt.
[0076] Die Verbindung des Auslaufrohres 214 mit der Gleithülse 230 erfolgt durch eine Schraubverbindung
234 mit zusätzlicher Verklebung 236, wobei das Auslaufrohr 214 im eingeschraubten
Zustand stirnseitig gegen eine innere Stirnflanke eines Innenkragens 238 der Gleithülse
230 verspannt ist. Die verbleibende stirnseitige Gleithülsenöffnung 240 in der Gleithülse
230 ist kongruent mit dem Innendruchmesser des Auslaufrohres 214, wodurch sich ein
stufenloser Übergang ergibt. Die Gleithülse 230 bildet mit ihrer planen Stirnseite
eine vertikale Standfläche 242 aus, die stirnseitig am eingeschraubten Anschlussteil
222 aufliegt, wodurch die vertikale Lage der Gleithülse 230 samt Auslaufrohr 214 definiert
ist. Im Falle einer Kraft in axialer Gegenrichtung - z.B. durch eine externe Zugkraft
- stützt sich die Gleithülse 230 mit ihrer gegenüberliegenden, bedienerorientierten
Stirnseite an der Überwurfmutter 200 ab. Um ein axial notwendiges Spiel gering zu
halten, entspricht die Länge der Gleithülse 230 wenigstens annähernd der Länge des
oberen Teilbereiches 206 der Gelenkteilstufenbohrung 204. Umfangsseitig trägt die
Gleithülse 230 einen ersten O-Ring 244 in einer Ringnut 246, um eine Abdichtung zur
Vermeidung eines Austritts von Wasser im Bereich der Gleitpassung 232 zu gewährleisten.
Im Bereich des gegenüberliegenden ausflussseitigen Endbereiches ist das Auslaufrohr
214 gemäss Fig 1. gebogen.
[0077] Von der Unterseite her ist fluchtend das Anschlussteil 222 in den unteren Teilbereich
208 der Gelenkteilstufenbohrung 204 fest eingewindet und koaxial ausgerichtet, wobei
ein weiterer O-Ring 248 einer weiteren Ringnut 250 eine Abdichtung gegenüber dem zweiten
Gelenkteil 184 gewährleistet. Das Anschlussteil 222 bildet im eingebauten Zustand
mit seiner eingeschraubten Anschlussteilstirnseite 252 einen axialen Anschlag für
die Gleithülse 230. Zwischen der Gleithülse 230 und dem mit dem zweiten Gelenkteil
184 drehfest verbundenen Anschlussteil 222 findet beim Drehen des Auslaufrohres 214
durch den Bediener im direkten Kontaktbereich eine rotative Relativbewegung statt.
Eine allfällig eingebrachte Dichtung würde diese aufgrund einer notwendigen axialen
Verspannung erschweren, und ist deshalb nicht vorgesehen. Die Abdichtung gegen Leckverluste
erfolgt deshalb indirekt am jeweiligen Kontaktbereich mit dem zweiten Gelenkteil 184
durch die erwähnten ersten und zweiten O-Ringe (244, 248).
[0078] Das Anschlussteil 222 weist eine zylinderähnliche Aussenform auf, wobei diese stellenweise
im Durchmesser verringert ist, um die baulichen Dimensionen des umgebenden Trägerstutzens
164 bzw. der Vorspannhülse 224 möglicht klein zu halten, ohne die Auslenkbarkeit unnötig
einzuschränken. Das Anschlussteil 222 bildet mit seiner Aussenkontur die Fortsetzung
derjenigen des zweiten Gelenkteils 184. Das Anschlussteil 222 besitzt eine zu der
Gleithülsenöffnung 240 in der Gleithülse 230 und dem Innendurchmesser des Auslaufrohres
214 koaxiale Anschlussbohrung 254 vorzugsweise gleichen Durchmessers.
[0079] Das fest und koaxial mit dem zweiten Gelenkteil 184 verbundene Anschlussteil 222
ragt über den Trägerstutzen 164 so weit unterseitig hinaus, sodass sein freies Ende
leicht zugänglich ist. Das Anschlussteil 222 besitzt eine erste Anschlussgewindebohrung
256 für einen Schlauchanschluss 258 und in einer bevorzugten Ausführungsform gemäss
Fig. 3 zusätzlich eine zweite Anschlussgewindebohrung 260 zur Montage eines Beleuchtungsträgers
262. Die erste Anschlussgewindebohrung 256 mündet zwischen Trägerstutzen 164 und dem
freien Ende in radialer Richtung von aussen in die Anschlussbohrung 254. Die zweite
Anschlussgewindebohrung 260 mündet koaxial vom freien Ende ausgehend in die Anschlussbohrung
254. Ein Schlauchanschluss 258 ist starr und dicht in die erste Anschlussgewindebohrung
256 eingeschraubt, er dient zur dichten Aufnahme einer flexiblen Mischwasserleitung
20, welche die Auslenkbewegungen des Anschlussteils 222 nicht behindert.
[0080] Gemäss Figur 3 ist in den Beleuchtungsträger 262 eine weitere Lichtquelle 264 in
Form einer LED eingebracht, deren Licht direkt in axialer Richtung durch die Anschlussbohrung
254 des Anschlussteils 222 in das Auslaufrohr 214 geleitet wird. Aufgrund gleichartiger
Anschlussgewindebohrungen 256, 260 ist ein wechselweiser Anschluss von Beleuchtungsträger
262 und Schlauchanschluss 258 möglich. Selbstverständlich kann statt des Beleuchtungsträgers
262 ein passendes passives Verschlussteil eingebracht sein, wenn eine Beleuchtung
des Wassers nicht erwünscht ist.
[0081] Im Falle einer Beleuchtung wären verschiedene Möglichkeiten denkbar, wobei eine Beleuchtung
nur bei gleichzeitigem Durchfluss des Mischwassers Sinn macht. So kann beispielsweise
eine Beleuchtung durch weisses Licht in Betrieb erfolgen. Denkbar wäre auch, dass
durchfliessende Mischwasser entsprechend zu dessen Temperatur farblich zu erleuchten
und so dem Bediener dessen Temperaturzustand mitzuteilen.
[0082] Zur Minderung der Lichtverluste durch Streuung kann, ausgehend vom Beleuchtungsträger
262 und fest verbunden mit diesem, ein weiterer Lichtleiter 266 im Anschlussteil 222
und Auslaufrohr 214 eingebracht sein. In diesem Falle gelangt das Licht dank des rohrinnenseitigen
Lichtleiters 266 bis nahe an das freie Ende des Auslaufrohes 214, um dort zu emittieren.
Der innere Querschnitt muss dabei ausreichend bemessen sein.
[0083] Zwischen der Stufenbohrung 170 und dem Auslaufrohr 214 bleibt funktionsbedingt ein
Freiraum bestehen, durch welchen Fremdstoffe in die Gelenkanordnung 36' eindringen
könnten. Um ein Eindringen zu verhindern ist eine Abdichtung vorgesehen, welche diesen
Freiraum bei jeder Auslenkung des Auslaufrohrs 214 wirksam abdichtet und zusätzlich
bedienraumseitig der Formensprache der Sanitärarmatur 10 bestmöglich entspricht.
[0084] Hierzu ist eine koaxial eingebrachte, ringförmige Manschette 142' aus gummiartigem
Material vorgesehen, welche den gesamten Trägerstutzen 164 überdeckt.
[0085] Mit ihrem Aussenrand 148 ist die Manschette 142' bündig und formschlüssig in einer
oberseitigen, koaxial umlaufenden Nut 144' einer koaxialen, kreisringförmigen Grundplatte
146' eingebracht und somit fixiert, wobei die bedienraumseitige Oberfläche der Manschette
142' bündig zur Oberfläche der Grundplatte 146' in diese übergeht.
[0086] Die Grundplatte 146' besitzt eine bevorzugt kreisringförmige, viereckige oder spezifisch
angepasste Aussenkontur und ist von der Oberseite her auf das Kurzgewinde 44' des
Trägerstutzens 164 aufgeschraubt und mit ihm fest verspannt, wobei der Bereich mit
der umlaufenden Nut 144' axial den Trägerstutzen 164 derart überragt, dass die eingebrachte
Manschette 142' allenfalls unbelastet stirnseitig des Trägerstutzens 164 aufliegt.
Mit dem Innenrand 150' ihrer zentrischen Öffnung schmiegt sie sich tangential am Auslaufrohr
214 derart an, dass sie jeder Auslenkung desselben folgt, ohne dass der Formschluss
und infolge die Dichtheit verloren gehen.
[0087] An der Unterseite der Grundplatte 146' ist eine umlaufende Dichtung 152' mit rechteckigem
Querschnitt angebracht, welche bei der Fixierung des Trägerstutzens 164 an der Tischplatte
24, zusätzlich zum Abdichten des Kontaktbereiches zwischen denselben gegen ein Eindringen
von Schmutz und Feuchtigkeit, auch Unebenheiten und Parallelitätsabweichungen ausgleichen
kann. Die Grundplatte 146' definiert die Einbauhöhe der Auslaufeinheit 12 relativ
zur Tischplatte 24. Fixiert ist der Trägerstutzen 164 durch eine Befestigungsmutter
154' am unterseitigen Aussengewinde 46' des Trägerstutzens 164, welche gegen die Grundplatte
146' verspannt ist.
[0088] In Fig. 3 ist die Auslaufeinheit 14 in der Neutralstellung dargestellt. In der Neutralstellung,
wenn die Gelenkteilachse 78' und Neutralachse 38' zusammenfallen, liegen die Anlagefläche
60' der Zentrierscheibe 180 und die Gegenfläche 90' des zweiten Gelenkteils 184 vollflächig
aneinander an, das Anschlussteil 222 fluchtet ebenfalls mit der Neutralachse 38' und
die Druckfeder 106' ist gleichmässig gestaucht. Wird nun eine Querkraft F auf das
Auslaufrohr 214 aufgebracht, so entsteht ein Moment um einen Momentenpol. Dieser Momentenpol
liegt in einer virtuellen Ebene, welche sich durch die Neutralachse 38' und die Querkraft
F definiert, an jener radial äussersten Kontaktstelle innerhalb derselben, wo die
Anlagefläche 60' und die Gegenfläche 90' sich berühren.
[0089] Die Anlagefläche 60' und die Gegenfläche 90' werden durch die in axialer Richtung
wirkende spiralförmige Druckfeder 106' bis zu einem bestimmten Belastungsgrenzwert
in vollflächiger Anlage gehalten. Sobald das durch die Querkraft F aufgebrachte Moment
das Grenzmoment überschreitet, kommt es zu einer Auslenkung des Auslaufrohres 214
und des damit verbundenen zweiten Gelenkteils 184 und es erfolgt ein zumindest partielles
Abheben der Gegenfläche 90' des zweiten Gelenkteils 184 von der Anlagefläche 60' um
diesen Momentenpol. Das zweite Gelenkteil 184 und das Auslaufrohr 214 werden um denselben
Winkel aus der Neutralstellung verschwenkt. Der flächige Kontakt zwischen der Anlagefläche
60' und der Gegenfläche 90' geht theoretisch in einen Punktkontakt über.
[0090] Das Gelenkteil 184 befindet sich in jeder Schwenklage in einer definierten radialen
Position. Ein unkontrolliertes radiales Verschieben aus der Neutralstellung wird durch
die Zentrierscheibe 180 verhindert. Die Druckfeder 106' bleibt im Wesentlichen in
ihrer Neutralstellung, der obere Bereich erfährt eine unsymmetrische Stauchung. Die
Auslenkung des zweiten Gelenkteils 184 wird gemäss Fig. 3 begrenzt, sobald das Anschlussteil
222 an der Vorspannhülse 224 in Anlage gerät. Das Grenzmoment ist ein Produkt der
vorbestimmten Federkraft bei Einbaulage und dem resultierenden Abstand derselben um
den jeweiligen Momentenpol. Tritt eine Belastung ausschliesslich in Neutralrichtung
in Richtung Tischplatte 24 auf, so wird beim Überschreiten des Belastungsgrenzwertes
die Druckfeder 106' symmetrisch gestaucht. Die Gegenfläche 90' hebt vollständig von
der Anlagefläche 60' an der Zentrierscheibe 180 ab und der Momentenpol liegt im Unendlichen.
[0091] Durch diese Gelenkanordnung 36' wird erreicht, dass das Auslaufrohr 214 keine allzu
grosse Querschnitte aufweisen muss, um Überbelastungen wie Stösse und Vergleichbares
ohne Formänderung aushalten zu können.
[0092] Das zweite Gelenkteil 184 samt der Druckfeder 106' wird unter Verwendung der Zentrierscheibe
180 von der offenen Stirnseite des Trägerstutzens 164 in diesen eingesetzt, bis die
Zentrierscheibe 180 bestimmungsgemäss anliegt. Danach wird die Vorspannhülse 224 von
unten in den Trägerstutzen 164 eingeschraubt, bis diese an der Druckfeder 106' anliegt
und die gewünschte Federvorspannung, die das Grenzmoment bestimmt, erreicht ist. Dabei
gelangt ihre Ringauflagefläche 226 an der Unterseite der Druckfeder 106' in Anlage
und drückt so das zweite Gelenkteil 184 mit seiner Gegenfläche 90' an die Zentrierscheibe
180. Durch ein verstärktes Einschrauben der Vorspannhülse 224 verkürzt sich deren
Abstand bis zum Kragen 72', die Druckfeder 106' wird komprimiert und der Federwiderstand
und somit das Grenzmoment werden erhöht.
[0093] Im Anschluss wird das Anschlussteil 222 mit eingelegtem zweitem O-Ring 248 samt dem
bereits montierten Beleuchtungsträger 262 im zweiten Gelenkteil 184 eingeschraubt.
[0094] Auf das Auslaufrohr 214 wird die Gleithülse 230 aufgeschraubt und verklebt, anschliessend
der erste O-Ring 244 eingebracht und die gesamte Einheit von oben in das zweite Gelenkteil
184 eingeschoben und mittels der Überwurfmutter 200 axial gesichert. Im Anschluss
wird die Manschette 142' in die Nut 144' eingebracht und die Grundplatte 146' samt
einer Dichtung 152' am Trägerstutzen 164 oberseitig aufgeschraubt.
[0095] Am Einbauort wird der Trägerstutzen 164 der gesamten vormontierten Baugruppe in die
vorgesehene weitere Tischbohrung 160 von der Bedienerseite aus einbracht, bis die
Grundplatte 146' mit der Dichtung 152' auf der Tischplatte 24 aufliegt. Mit einer
von der Unterseite der Tischplatte 24 an seinem Aussengewinde 46' aufzuschraubenden
Befestigungsmutter 154' erfolgt der Befestigungsvorgang. Anschliessend erfolgt der
Anschluss der Mischwasserleitung 20 mittels Schlauchanschluss am Anschlussteil 222.
1. Sanitärarmatur enthaltend eine Gelenkanordnung (36, 36') mit einem eine wenigstens
annähernd ebene Anlagefläche (60, 60') definierenden Trägerstutzen (34, 164), einem
an dieser Anlagefläche (60, 60') mit seiner wenigstens annähernd ebenen Gegenfläche
(90, 90') flächig anliegenden und dabei eine Neutralstellung definierenden Gelenkteil
(68, 184), einer sich einerseits am Trägerstutzen (34, 164) und andererseits am Gelenkteil
(68, 184) abstützenden Feder (106, 106'), welche mit ihrer Federkraft(F, F') das Gelenkteil
(68, 184) mit dessen Gegenfläche (90, 90') an die Anlagefläche (60, 60') drückt, und
einer am Gelenkteil (68, 184) in einem festen Winkel zur Gegenfläche (90, 90') angeordneten
stabförmigen Extremität (26, 26'), wobei das Gelenkteil (68, 184), bei einer auf die
Extremität (26, 26') einwirkenden äusseren Querkraft (F, F') die Neutralstellung beibehält,
bis diese Querkraft (F, F') einen durch die Feder (106, 106') sowie die Anlagefläche
(60, 60') und die Gegenfläche (90, 90') vorgegebenen Grenzwert überschreitet und dabei
die Gegenfläche (90, 90') partiell von der Anlagefläche (60, 60') abhebt und der flächige
Kontakt zwischen der Anlagefläche (60, 60') und der Gegenfläche (90, 90') in einen
Linien- oder Punktkontakt übergeht.
2. Sanitärarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (106, 106') als spiralförmige Druckfeder ausgeführt ist.
3. Sanitärarmatur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerstutzen (34, 164) eine Längsachse als Neutralachse (38, 38') definiert,
welche rechtwinklig zu der Anlagefläche (60, 60') verläuft.
4. Sanitärarmatur nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in Neutralstellung des Gelenkteils (68, 184) die Gelenkteillängsachse (78, 78') mit
der Neutralachse (38, 38') zusammenfällt und vorzugsweise die Extremität (26, 26')
in Richtung der Gelenkteillängsachse (78, 78') verläuft.
5. Sanitärarmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenkteil (68, 184) eine Aussenseitenwand (92, 92') als einen radialen Anschlag
aufweist, welcher mit einer bezüglich des Trägerstutzens (34, 164) fest angeordneten
Innenseitenwand (86, 86') als Gegenanschlag zusammenwirkt, wodurch das Gelenkteil
(68, 184) in jeder Schwenklage in einer definierten radialen Position gehalten ist.
6. Sanitärarmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine elastische Manschette (142, 142') vorhanden ist, welche mit ihrem Innenrand
(150, 150') an der Extremität (26, 26') dichtend anliegt und mit ihrem Aussenrand
(148, 148') mit dem Trägerstutzen (34, 164) in Verbindung steht.
7. Sanitärarmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 6 mit einem Joystick, welcher die Gelenkanordnung
(36, 36') enthält, wobei deren Extremität (26, 26') als Betätigungshebel (130) ausgebildet
ist und ein bezüglich des Trägerstutzens (34) fest angeordneter Sensor (114) die Auslenkung
des Gelenkteils (68) erfasst.
8. Sanitärarmatur nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (114) auf einer mit dem Trägerstutzen (34, 164) fest verbundenen Platine
(116) angebracht ist und dieser Sensor (114) aus Einzelsensoren, vorzugsweise Hallsensoren
(118), besteht, welche mit einem Permanentmagneten (134), der starr mit dem Gelenkteil
(68, 184) verbunden ist, zusammenwirken.
9. Sanitärarmatur nach Anspruch 7 oder 8 dadurch gekennzeichnet, dass im freien Endbereich des rohrförmigen Betätigungshebels (130) ein Lichtsignal emittierbar
ist, wobei eine Lichtquelle (123), vorzugsweise eine LED, entweder im freien Endbereich
angeordnet ist und von einem Stromleiter (138) im Inneren des Betätigungshebels (130)
versorgt wird, oder alternativ Licht mittels eines durch den Betätigungshebel (130)
hindurch verlaufenden Lichtleiters in den freien Endbereich geleitet wird und wahlweise
dieser freie Endbereich durch eine lichtdurchlässige Abdeckung (136) verschlossen
sein kann.
10. Sanitärarmatur nach Anspruch 5 und einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontur der Aussenseitenwand (92) als radialer Anschlag des ersten Gelenkteils
(68) ein erstes Vieleck ausbildet und mit einer Innenseitenwand (86) als Gegenanschlag,
deren Kontur ein zweites Vieleck ausbildet, derart zusammenwirkt, dass das erste Vieleck
in das zweite Vieleck hineingreift, wobei ein radiales Spiel in einem Mass gegeben
ist, dass ein Auslenken des Gelenkteils (68) ohne zu verkanten gerade noch ermöglicht
ist, trotzdem aber eine Verdrehsicherung stets gewährleistet ist.
11. Sanitärarmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 10 mit einer Auslaufeinheit (14), welche
die Gelenkanordnung (36) beziehungsweise eine weitere Gelenkanordnung (36') enthält,
wobei deren Extremität (26, 26') durch ein Auslaufrohr (214) gebildet ist, welches
dazu bestimmt ist, mit einer Mischwasserleitung (20) verbunden zu sein.
12. Sanitärarmatur nach Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet, dass ein Anschlussteil (222) mit dem Auslaufrohr (214) strömungstechnisch verbunden ist
und seinerseits einen Anschluss für die Mischwasserleitung (20) aufweist.
13. Sanitärarmatur nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerstutzen (34, 164) eine ringförmige Zentrierscheibe (180) aufweist, welche
die Anlagefläche (60, 60') und gegebenenfalls mit seiner Innenseitenwand (86') den
radialen Gegenanschlag bildet, und welche vorzugsweise aus Kunststoff, speziell aus
POM besteht.
14. Sanitärarmatur nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslaufrohr (214) im zweiten Gelenkteil (184) drehbar gelagert ist.
15. Sanitärarmatur nach einem Ansprüche 12 bis 14 dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Lichtquelle (264) vorhanden ist, vorzugsweise eine LED, deren Licht
in das Auslaufrohr (214) emittiert wird, wobei vorzugsweise zusätzlich im Auslaufrohr
(214) ausgehend von dieser ein Lichtleiter (266) vorgesehen ist.