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Die
Erfindung betrifft einen Thermostataufsatz für ein Heizungs- oder Kälteventil
mit einem Gehäuse,
einem Thermostatelement, dessen wirksame Länge sich mit einer Temperatur ändert, und
einem in eine Betätigungsrichtung
bewegbaren Betätigungselement,
wobei das Thermostatelement in einem Betätigungsstrang zwischen dem
Gehäuse
und dem Betätigungselement
angeordnet ist.
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Ein
derartiger Thermostataufsatz ist beispielsweise aus
DE 101 62 608 A1 bekannt.
Das Thermostatelement stützt
sich hierbei mit einem Ende an der inneren Stirnseite des Gehäuses ab. Das
Thermostatelement weist eine Dehnzone in Gestalt eines inneren Galgens
auf. Dieser Balgen umgibt eine Öffnung,
in die ein Betätigungselement
eingesetzt ist. Dieses Betätigungselement
liegt im montierten Zustand an einem Stößel eines Ventils an. Mit zunehmender
Raumtemperatur, die auf das Thermostatele ment wirkt, wird das Betätigungselement
aus dem Thermostatelement herausgedrückt und drückt dadurch auf den Stößel des
Ventils, so daß das
Ventil weiter gedrosselt wird. Mit abnehmender Temperatur sinkt
das Volumen des Thermostatelements, so daß der Stößel des Ventils, der in Öffnungsrichtung
beaufschlagt ist, das Betätigungselement
weiter in das Thermostatelement hineindrücken kann.
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Aufgrund
von Energiesparvorschriften sind heutzutage die überwiegende Anzahl von Heizkörpern mit
thermostatisch gesteuerten Ventilen ausgerüstet, wobei zu den meisten
dieser Ventile ein entsprechender Thermostataufsatz gehört. Viele
derartiger Thermostataufsätze
haben auch eine Sollwerteinstellung. Beispielsweise kann die Lage
des Thermostatelements im Gehäuse
durch Verdrehen eines Drehgriffs geändert werden.
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Die
Raumtemperaturregelung mit einem derartigen Thermostataufsatz funktioniert
im allgemeinen zufriedenstellend, d.h. die vom Benutzer eingestellte
oder auf andere Weise vorgegebene Soll-Temperatur wird mit ausreichender
Genauigkeit tatsächlich
erzielt.
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Allerdings
kann man beobachten, daß bei unveränderter
Sollwert-Vorgabe die Raumtemperatur mit einer Periode von etwa einem
Jahr um etwa 1 bis 2°C
schwankt. Diese Schwankung wird vielfach nicht bemerkt, weil in
vielen Räumen
die Sollwert-Einstellung über
das Jahr verändert
wird. Gleichwohl ist eine derartige Schwankung ungünstig.
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Man
hat daher in
DE 43
19 814 C1 ein Thermostatventil für Heizkörper vorgeschlagen, bei dem die
Hubbewegung des Thermostatelements nicht direkt auf den Stößel des
Ventils übertragen
wird, sondern über
ein Zwischenstück
mit zwei gegenläufigen Gewinden,
die unterschiedliche Steigungen aufweisen. Dadurch läßt sich
theoretisch eine Vergrößerung des
Hubs bewirken. Allerdings ergeben sich hier hohe Reibungskräfte und
damit verbunden eine relativ große Hysterese, so daß ein zufriedenstellendes Regelverhalten
nicht zu erwarten ist.
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DE 1 032 993 A zeigt
ein thermostatisch gesteuertes Ventil mit einem Kolben, der als
Thermostatelement wirkt. Bei einer Temperaturänderung wird aus dem Kolben
eine Flüssigkeit
in einen Balgen verdrängt,
der von heißem
Dampf umgeben ist, so daß die
Flüssigkeit
hier verdampft. Eine damit verbundene Druckerhöhung bewirkt einerseits eine
Ausdehnung des Galgens gegen die Kraft einer Feder, andererseits
aber auch eine Druckerhöhung
in einem anderen Druckraum, in dem ein druckempfindliches Glied
angeordnet ist. Mit der Druckerhöhung
wird dieses druckempfindliche Glied zusammengedrückt gegen die Kraft einer Feder.
Bei diesem Zusammendrücken
wird über
einen Stößel ein
Vorratsbehälter
verkleinert, der die gleiche flüchtige
Flüssigkeit
enthält, die
auch im übrigen
System vorhanden ist. Diese aus dem Vorratsbehälter verdrängte Flüssigkeit gelangt in den vom
Balgen umschlossenen Druckraum, verdampft dort und führt wiederum
zu einer Erhöhung des
Drucks, der zu einer Verlagerung eines mit dem Faltenbalg verbundenen
Ventilelements führt.
Diese Vorgehensweise setzt sich so lange fort, bis die von den Dampfdrücken hervorgerufenen
Kräfte
mit der Kraft der Feder im Gleichgewicht stehen.
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DE 1 167 136 A zeigt
ein Mischventil mit thermostatischer Steuerung. Dieses Mischventil
weist einen Schieber auf, der sich unter der Wirkung von zwei Faltenbalgen
gegenüber
einer Buchse verschiebt. Die Faltenbalge sind in einem aus zwei
Elementen bestehenden geschlossenen Mantel angeordnet, wobei die
Ausdehnungsflüssigkeit
in der Kammer zwischen den Faltenbalgen und dem Mantel enthalten
ist. Dementsprechend ist die Menge gering. Die Faltenbalge haben
unterschiedliche Durchmesser. Dementsprechend wirkt der Druck in
der Kammer zwischen den Faltenbalgen und der Wand lediglich auf
die Differenz zwischen den Durchmessern der Faltenbalge.
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DE 1 059 257 B zeigt
ein Mischventil, bei dem mehrere Federbälge vorgesehen sind, die sich in
ihrer Länge
im wesentlichen überdecken
und sich gegenseitig abstützen,
so daß sich
ihre Hübe
addieren. Der Gesamthub ergibt sich dann durch die Summe der Einzelhübe der einzelnen
Federbälge.
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WO 87/02 114 A1 zeigt
einen Durchflußregler
mit einem Ventilelement, das als Membrane ausgebildet ist. Auf eine
Seite der Membrane wirkt ein volumenveränderbares Material, dessen
Volumen sich mit der Temperatur ändert.
Die Änderung
der Temperatur kann durch elektrische Widerstände bewirkt werden, die eine
Verlustwärme
abgeben.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Thermostataufsatz kompakt
zu gestalten.
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Diese
Aufgabe wird bei einem Thermostataufsatz der eingangs genannten
Art dadurch gelöst, daß im Betätigungs strang
ein fluidbetriebener Änderungsverstärker angeordnet
ist, der eine Änderung der
wirksamen Länge
des Thermostatelements in eine größere Änderung der Länge des
Betätigungsstranges
umsetzt.
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Mit
dieser Ausgestaltung reagiert der Thermostataufsatz mit einer steileren
Kennlinie auf Temperaturänderungen.
Wenn das Thermostatelement eine Längenänderung von x mm/°C aufweist,
dann sorgt der Ausdehnungsverstärker
dafür,
daß der
Betätigungsstrang
um y mm/°C
verlängert
(oder verkürzt)
wird, wobei y = a·x
und a > 1 ist. Beispielsweise kann
der Verstärkungsfaktor
in der Größenordnung von
2 bis 3 liegen. Dementsprechend wird die Kennlinie des Thermostatelementen
sehr viel steiler gemacht, ohne daß es erforderlich ist, das
Thermostatelement in entsprechender Weise zu verlängern. Wenn
man eine entsprechend steile Kennlinie nicht benötigt, dann kann man den Ausdehnungsverstärker benutzen,
um ein kleineres Thermostatelement zu verwenden. Durch die Verwendung
eines Fluids als Verstärkungsmedium
bleiben zusätzliche
Verluste, etwa durch Reibungskräfte,
klein und damit unbedeutend. Das Fluid kann dabei sowohl als Flüssigkeit als
auch als Gas ausgebildet sein.
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Vorzugsweise
weist der Änderungsverstärker zwei
miteinander verbundene, längenveränderbare
Druckräume
auf, die mit einem Fluid gefüllt
sind, das von einem Druckraum zum anderen verlagerbar ist, wobei
sich die beiden Druckräume
in ihrem wirksamen Querschnitt unterscheiden. Mit dieser Ausgestaltung
wird eine besonders effektive Form des Änderungsverstärkers zur
Verfügung
gestellt. Wenn der Änderungsverstärker beispielsweise
durch eine thermische bedingte Ausdehnung des Thermostatelements
mit einer Kraft beaufschlagt wird, dann wird der Druckraum mit der
größeren wirksamen
Querschnittsfläche
(im folgenden "größerer Druckraum" genannt) sich verkleinern
und das in ihm befindliche Fluid in den Druckraum mit der kleineren
wirksamen Querschnittsfläche
(im folgenden "kleinerer
Druckraum" genannt)
verdrängen.
Diese Verdrängung
wird zu einer Verlängerung
des Änderungsverstärkers führen, weil
sich durch die unterschiedlichen wirksamen Querschnitte der beiden
Druckräume
eine Art Druckübersetzer
ergibt. Wenn man beispielsweise ein Querschnittsverhältnis von
2,5 hat, dann bewirkt die Verdrängung
des Fluids vom größeren in
den kleineren Druckraum eine entsprechende Verstärkung um 2,5. Wenn also das
Thermostatelement allein eine Verlängerung um 1 mm bewirken würde, dann wird
der Ausdehnungsverstärker
eine Verlängerung des
Betätigungsstranges
insgesamt um 2,5 mm bewirken.
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Vorzugsweise
ist zumindest ein Druckraum durch ein Balgenelement begrenzt. Balgen
werden vielfach in Thermostatelementen verwendet. Sie ermöglichen
es, einen Raum mit einer flexiblen und damit längenveränderbaren Wand zu umgeben.
Die Balgen können
aus Metall oder Kunststoff oder einer Kombination daraus gebildet
sein. Beispielsweise kann der Kunststoff (Gummi wird hier als Kunststoff angesehen),
die elastische Funktion und das Metall die Dichtigkeit sicherstellen.
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Bevorzugterweise
grenzen die beiden Druckräume
aneinander an. Dies hat bauliche Vorteile. Der Thermostataufsatz
kann in Betätigungsrichtung
kleingehalten werden. Auch die Abdichtung beim Übergang von einem Druckraum
zum anderen Druckraum wird konstruktiv einfach, weil keine Leitungen
nach außen
geführt
werden müssen.
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Auch
ist von Vorteil, wenn die beiden Druckräume ineinander geschachtelt
sind. Dies hält
den Bedarf an zusätzlicher
Baulänge
für den Änderungsverstärker klein.
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Vorzugsweise
ist einer der Druckräume
im Innern des Thermostatelements ausgebildet. Auch dies verringert
weiter den Bedarf an Baulänge.
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Hierbei
ist besonders bevorzugt, daß der größere Druckraum
durch das Thermostatelement gebildet ist. Man verwendet also den
ohnehin im Innern des Thermostatelementen vorhandenen Raum, der
mit einem wärmeausdehnbaren
Fluid gefüllt
ist, als größeren Druckraum.
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Vorzugsweise
weist das Thermostatelement einen inneren Balgen auf, in den ein
Betätigungsstift hineinragt,
der sich am Gehäuse
abstützt,
wobei das Thermostatelement im Gehäuse in Betätigungsrichtung beweglich ist.
Das Thermostatelement wird also gegenüber herkömmlichen Thermostataufsätzen umgedreht,
d.h. der Betätigungsstift
ragt nicht mehr in Richtung auf das Ventil vor. Die Beaufschlagung des
Ventils erfolgt vielmehr nun über
das bewegliche Thermostatelement, wobei zwischen dem Thermostatelement
und dem Ventil der Änderungsverstärker oder
ein Teil davon vorgesehen sein kann.
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Bevorzugterweise
stehen die beiden Druckräume über ein
Kapillarrohr miteinander in Verbindung. Ein Kapillarrohr gibt größere Freiheiten
bei der Gestaltung. Man muß die
beiden Druckräume
nicht mehr räumlich
unmittelbar benachbart vorsehen, wenngleich dies nach wie vor möglich ist.
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Vorzugsweise
ist der Druckraum mit der kleineren wirksamen Querschnittsfläche durch
eine fluiddichte Membran begrenzt. Da man beim kleineren Druckraum
keine größeren Längenänderungen
benötigt,
sondern eine zusätzliche
Ausdehnung im Bereich von 1 bis 5 mm ausreicht, reicht der Ausschlag aus,
den eine Membran bei Druckbeaufschlagung leisten kann.
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Hierbei
ist bevorzugt, daß die
fluiddichte Membran einen Zylinder stirnseitig begrenzt, in dem ein
Kolben angeordnet ist, wobei die fluiddichte Membran auf den Kolben
wirkt. Dadurch wird die Beanspruchung der Membran kleingehalten.
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Die
Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen
in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:
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1 eine
schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines Thermostataufsatzes,
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2 eine schematische Darstellung des Wirkprinzips
des Änderungsverstärkers,
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3 eine
zweite Ausführungsform
eines Thermostataufsatzes,
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4 eine
dritte Ausführungsform
eines Thermostataufsatzes,
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5 eine vierte Ausführungsform eines Thermostataufsatzes
mit einer Einzelheit in vergrößerter Darstellung
und
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6 eine
fünfte
Ausführungsform
eines Thermostataufsatzes.
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Ein
Thermostataufsatz 1 weist ein Gehäuse 2 auf, in dem
ein Thermostatelement 3 angeordnet ist. Das Thermostatelement 3 stützt sich
an einer Stirnwand 4 des Gehäuses 2 ab. Die Stirnwand
ist an einem Einsatz 5 ausgebildet, der mit Hilfe eines Drehgriffs 6 in
Axialrichtung verlagert werden kann, um einen Temperatur-Sollwert
vorzugeben.
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Das
Thermostatelement 3 weist einen Innenraum 7 auf,
der mit einer wärmedehnbaren
Flüssigkeit
(oder einem Gas) gefüllt
ist, deren Volumen sich mit der Temperatur ändert. Dieser Innenraum 7 ist
an seiner Innenseite durch einen Faltenbalg 8 begrenzt. In
dem Faltenbalg 8 ist ein Betätigungsstift 9 angeordnet,
der mit einem Fortsatz 10 zusammenwirkt. Im Innern des
Betätigungsstiftes 9 ist
eine Überdruckfeder 11 angeordnet.
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Bis
dahin entspricht der Aufbau des Thermostataufsatzes 1 demjenigen
eines herkömmlichen Thermostatventilaufsatzes.
Wenn die Raumtemperatur ansteigt und das Thermostatelement 3 beeinflußt, dann
dehnt sich die Füllung
im Innenraum 7 aus und verdrängt den Betätigungsstift 9 nach
unten, bezogen auf die Darstellung der 1. Der Betätigungsstift 9 wirkt
dann mit dem Fortsatz 10 auf einen Stößel 13 eines nicht
näher dargestellten
Ventils, wodurch dieses gedrosselt wird. Dadurch wird die Zufuhr
von Wärmeträgerflüssigkeit
vermindert. Die Temperatur sinkt. Dadurch verringert die Füllung des
Innenraums 7 ihr Volumen. Der Betätigungsstift 9 kann
weiter in das Thermostatelement 3 eingedrückt werden,
weil der nicht näher
dargestellte Ventilstößel in der
Regel durch eine Öffnungsfeder
in Öffnungsrichtung
belastet ist. Die Zufuhr von Wärmeträgerflüssigkeit
wird vergrößert. Dieser
Vorgang wiederholt sich solange, bis ein stabiler Zustand erreicht
ist. Das Thermostatelement 3 bewirkt also sozusagen eine
P-Regelung (proportionale Regelung).
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Der
Fortsatz 10 wirkt nun nicht mehr direkt auf den Stößel des
Ventils. Vielmehr ist zwischen dem Thermostataufsatz 3 und
seinem Fortsatz 10 und einem Betätigungselement 12,
das auf den schematisch dargestellten Stößel 13 des Ventils
wirkt, ein Änderungsverstärker 14 angeordnet.
Der Änderungsverstärker 14 ist
bei der Ausführungsform
nach 1 als Zusatzteil ausgebildet, das nachgerüstet werden
kann. Anstelle dieser losen Einheit kannman aber auch eine fest
eingebaute Einheit verwenden.
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Der Änderungsverstärker 14,
der auch als "Ausdehnungsverstäker" bezeichnet werden
kann, weist einen ersten Druckraum 15, der von einem ersten
Faltenbalg 16 in Umfangsrichtung begrenzt ist, und einen
zweiten Druckraum 17, der von einem zweiten Faltenbalg 18 in
Umfangsrichtung begrenzt ist auf. Um die beiden Druckräume 15, 17 voneinander
unterscheiden zu können,
ist eine Trennwand 19 eingezeichnet. In der Trennwand 19 ist
eine Verbindungsöffnung 20 angeordnet.
Tatsächlich
ist die Trennwand 19 aber entbehrlich.
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Die
Trennwand 19 ist über
eine Halterung 22 und eine Stütze 21 im Gehäuse ortsfest
gehalten. Auf das Betätigungselement 12 wirkt
der Stößel 13 mit
einer Kraft, die so gerichtet ist, daß sie den zweiten Druckraum 17 verkleinert.
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Der
erste Druckraum 15 weist einen größeren wirksamen Querschnitt
als der zweite Druckraum 17 auf. Der erste Druckraum 15 wird
deswegen auch als "größerer Druckraum" bezeichnet, während der zweite
Druckraum 17 auch als "kleinerer
Druckraum" bezeichnet
wird. Tatsächlich können die
Volumina beider Druckräume 15, 17 aber
gleich sein. Der Querschnittsunterschied bewirkt, daß sich bei
der Verlagerung eines Fluids von einem Druckraum 15 zum
anderen Druckraum 17 im Druckraum 17 eine Verlängerung
ergibt, die größer ist
als eine durch die Verlagerung bewirkte Verkürzung des ersten Druckraums 15.
Wie oben erwähnt,
werden die beiden Druckräume
nur unterschieden, um die Funktion des "Druckübersetzers" besser erläutern zu können. Die Wirkungsweise verändert sich
nicht, wenn man beide Druckräume 15, 17 zu
einem einzigen größeren Raum
zusammenfaßt.
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Dies
soll anhand von 2 näher erläutert werden. 2 zeigt schematisch den Änderungsverstärker 14 in
zwei Phasen einer Betätigung.
Gleiche Teile wie in 1 sind mit den gleichen Bezugszeichen
versehen. Im Unterschied zu 1 sind die
beiden Druckräume 15, 17 jedoch
nicht von Faltenbalgen 16, 18, sondern von Kolben 16a, 18a begrenzt.
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Der
größere Druckraum 15 hat
dabei einen Querschnitt A, der beispielsweise 2,5 mal so groß ist wie
der Querschnitt B des zweiten Druckraums 17.
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2a zeigt
den Ausgangspunkt. Um die Situation mit späteren Zuständen vergleichen zu können, ist
eine obere Linie 23 und eine untere Linie 24 eingezeichnet.
Die obere Linie 23 gibt die Lage des oberen Endes des Kolbens 16a an,
während
die untere Linie 24 die Lage des unteren Ende des Kolbens 18a angibt,
wenn sich der Änderungsverstärker 14 in einer
Ausgangssituation befindet.
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Wenn
nun beispielsweise die Temperatur ansteigt, dann wird der Betätigungsstift 9 aus
dem Thermostatelement 3 (1) verdrängt und
drückt
den oberen Kolben 16a nach unten. Das Fluid wird aus dem
ersten Druckraum 15 in den zweiten Druckraum 17 gedrückt. Dementsprechend
verlagert sich auch der untere Kolben 18a, so daß der Stößel 13 (1) des
Ventils eingedrückt
wird, um das Ventil weiter zu drosseln. Allerdings dehnt sich der
zweite Druckraum 17 in Betätigungsrichtung um das Verhältnis der Querschnitte
der beiden Druckräume 15, 17 stärker aus,
als die axiale Erstreckung des ersten Druckraums 15 sinkt.
Wenn das Verhältnis
der Querschnitte zwischen dem ersten Druckraum 15 und dem zweiten
Druckraum 17 5 beträgt,
dann wird, wenn der obere Kolben 16a um die Strecke a eingedrückt wird, der
untere Kolben 18a um die Strecke b = 5 a herausgedrückt.
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Bei
einer erhöhten
Temperatur verstärkt
der Änderungsverstärker 14 also
die Betätigungslänge des
Thermostatelements. Die Kennlinie des Thermostataufsatzes 1 wird
also steiler, so daß das
Ventil bei steigender Temperatur überproportional stärker gedrosselt
wird verglichen mit einem herkömmlichen Thermostataufsatz.
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Die
Verwendung des in 1 und 2 dargestellten Änderungsverstärkers 14 hat
allerdings den Nachteil, daß die
Baugröße des Thermostataufsatzes 1 in
erheblichem Maße
vergrößert wird.
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3 zeigt
daher eine abgewandelte zweite Ausführungsform, bei der gleiche
Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie in 1 versehen
sind.
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Im
Unterschied zu 1 ist der Änderungsverstärker 14 nun
durch zwei Balgenelemente gebildet, die ineinander geschachtelt
sind. Der Balgen 16 umgibt also den ersten Druckraum 15.
In dem ersten Druckraum 15 ist die Trennwand 19 mit
der Verbindung 20 angeordnet. Die Trennwand 19 ist
in diesem Fall becherförmig
ausgebildet, wobei ihre Öffnung nach
unten weist. Innerhalb der Trennwand 19 ist der zweite
Faltenbalg 18 angeordnet, wobei sich der zweite Druckraum 17 zwischen
der Trennwand 19 und dem Faltenbalg 18 befindet.
Der Boden des zweiten Faltenbalgs 18 wirkt dann auf das
Betätigungselement 12.
Das Betätigungselement 12 kann auch
durch ein anderes gleichwirkendes Element ersetzt werden, beispielsweise
den Boden des zweiten Faltenbalgs 18.
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Auch
hier ist eine Sollwertverstellung durch Verdrehen eines Drehgriffs 6 möglich.
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Der Änderungsverstärker 14 ermöglicht es, das
Thermostatelement 3 kleiner auszuführen. Man geht davon aus, daß das Balgenelement
auf die Hälfte
reduziert werden kann.
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4 zeigt
eine weiter abgewandelte Ausführungsform,
bei der gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie in 1 und 3 versehen sind.
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Der
erste Druckraum 15 ist in dieser Ausführungsform durch den Innenraum 7 des
Thermostatelements 3 gebildet. Das Thermostatelement 3 ist
hier über
Kopf in das Gehäuse 2 eingesetzt,
d.h. die vom Faltenbalg 8 umgebene Ausnehmung öffnet sich nach
oben, also zur Stirnwand 4 des Gehäuses 2 hin. In den
Faltenbalg 8 ist eine Stange 25 eingesetzt, die sich
an der Stirnwand 4 abstützt.
Das Thermostatelement 3 ist axial, d.h. in Betätigungsrichtung,
ortsfest im Gehäuse 2 gelagert,
beispielsweise mit Hilfe der Stütze 21.
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An
der geschlossenen Stirnseite des Thermostatelements 3,
also an der dem Faltenbalg 8 abgewandten Seite, ist der
zweite Druckraum 17 angeordnet, der vom Balgen 18 umgeben
ist. Der erste Druckraum 15 und der zweite Druckraum 17 sind über die
Verbindung 20 miteinander verbunden.
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Der
zweite Faltenbalg 18 wirkt über einen Käfig 26 auf das Betätigungselement 12.
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Die
Funktion dieser Ausführungsform
ist ähnlich
wie in den 1 bis 3. Allerdings
erfolgt hier eine Verlängerung
des Änderungsverstärkers 14 mit
erhöhter
Temperatur auf direktem Weg.
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Mit
der Erhöhung
der Temperatur ist auch eine Erhöhung
des Drucks im ersten Druckraum 15, d.h. im Innenraum 7 des
Thermostatelements 3 verbunden. Diese Druckerhöhung bewirkt,
daß sich
die Flüssigkeit
oder das Gas aus dem Innenraum 7 durch die Verbindung 20 in
den zweiten Druckraum 17 verlagert. Da der zweite Druckraum 17 eine
wesentlich kleinere wirksame Querschnittsfläche als der erste Druckraum 15 hat,
wird der zweite Faltenbalg 18 stärker verlängert als der Faltenbalg 8 des
Thermostatelements 3 verkürzt wird. Insgesamt ergibt
sich also mit steigender Temperatur eine stärkere Verlängerung des aus Thermostatelement 3 und
Faltenbalg 18 zusammengesetzten Änderungsverstärkers 14. Die
Verlängerung
ist größer als
eine entsprechende Verlängerung
des Faltenbalgs 3 alleine.
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5 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform.
Diese Ausführungsform
entspricht im wesentlichen der Ausführungsform von 4.
Gleiche Elemente sind dementsprechend mit den gleichen Bezugszeichen
versehen.
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Der
zweite Druckraum 17 ist bei dieser Ausführungsform nicht von einem
Faltenbalg begrenzt, sondern von einer elastischen Membran 27,
die mit einem Zylindergehäuse 28 verbunden
ist, das an die Kapsel des Thermostatelements 3 angeschweißt ist. Eine
Schweißverbindung 29 ist
schematisch dargestellt. Man kann das Zylindergehäuse 28 auch
an die Kapsel 30 des Thermostatelements 3 ankleben.
Auf jeden Fall muß die
Verbindung gegenüber
dem Fluid im Innenraum 7 des Thermostatelements 3 dicht sein.
Die Membran 27 muß natürlich ebenfalls
gegenüber
diesem Fluid dicht sein. Deswegen wird sie auch als "fluiddichte Membran" 27 bezeichnet.
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Der
Käfig 26 weist
einen Kolbenvorsprung 31 auf, der in eine Zylinderbohrung 32 des
Zylindergehäuses 28 hineinragt.
Die fluiddichte Membran 27 wirkt auf den Kolbenvorsprung 31.
Wenn also der Druck im zweiten Druckraum 17 erhöht wird,
dann wird der Kolbenvorsprung 31 aus dem Zylindergehäuse 28 verdrängt und
damit der Käfig 26 mit
dem Betätigungselement 12 nach
unten verlagert. Hier kann es zweckmäßig sein, entweder den Kolbenvorsprung 31 oder
die Membran 27 mit einer reibungsvermindernden Schicht
zu versehen. Die Membran 27 kann auf ihrer dem Druckraum 17 zugewandten Seite
auch mit einer dünnen
Metallschicht versehen sein, um eine Diffusion durch die Membran 27 zu
verbinden.
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Die
Kapsel 30 weist in ihrer Stirnseite eine Öffnung 33 auf,
durch die Fluid aus dem ersten Druckraum 15 in den zweiten
Druckraum 17 gelangen kann. Diese Öffnung 33 bildet die
Verbindung 20. Der dann erzeugte höhere oder niedrigere Druck
im zweiten Druckraum 17 dazu führt, daß der Kolbenvorsprung 31 mehr
oder weniger weit aus dem Zylindergehäuse 28 verdrängt wird.
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Man
kann die beiden Druckräume 15, 17 auch
in nicht näher
dargestellter Weise durch eine elastische Wand voneinander trennen,
so daß sie
mit unterschiedlichen Fluiden gefüllt werden können. Eine
derartige Wand kann beispielsweise die Öffnung 33 kuppelartig überwölben.
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6 zeigt
eine weitere Ausführungsform, bei
der gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind.
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Die
beiden Druckräume 15, 17 sind
hier über ein
Kapillarrohr 36 miteinander verbunden.
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Der
Druckraum 17 ist wiederum von einer Membrane 27 abgeschlossen,
die auf einen Kolbenvorsprung 31 wirkt. Diesbezüglich ist
die Ausgestaltung ähnlich
wie in 5.
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Die
Erfindung wurde am Beispiel eines Heizkörper-Ventilaufsatzes beschrieben.
Sie ist aber in ähnlicher
Weise bei einem Kälteventil
für Kältedecken
oder ähnliche
Wärmetauscher
anwendbar. In diesem Fall ist übli cherweise
zwischen dem Thermostataufsatz 3 und dem Betätigungselement 12 noch eine
Wirk-Umkehreinrichtung (nicht dargestellt).