DE102006006999B3

DE102006006999B3 - Thermostatventil für Heiz- und/oder Kühlkörper

Info

Publication number: DE102006006999B3
Application number: DE102006006999A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Dipl.-Ing. Henke; Ulf Ehrlich; Heinz Eckard Beele; Stefan Kasprik; Jürgen Fuhrmann
Original assignee: Theodor Heimeier Metallwerk GmbH
Current assignee: IMI Hydronic Engineering Deutschland GmbH
Priority date: 2006-02-15
Filing date: 2006-02-15
Publication date: 2007-02-08
Anticipated expiration: 2026-02-16

Abstract

Bei einem Thermostatventil für Heiz- und/oder Kühlkörper mit einem zwecks Einstellung des Temperatursollwertes in seiner Position verstellbaren Ausdehnungskörper, der mit seinem durch thermische Einwirkung verfahrbaren Stößel auf einen den Ventilteller tragenden federbelasteten Stößel einwirkt und mit einem zwischen dem Stößel des Ausdehnungskörpers und dem Stößel des Ventiles sich in der Länge zwecks Veränderung der Sollwerteinstellung veränderbaren Zwischenstück eines Zwischenteiles, wobei das Zwischenstück als ein von einem Elektromotor mit einem Zwischengetriebe verdrehbaren Körper ausgeführt ist, ist der Körper ein mehrteiliger Zwischenstößel, dessen eines Zwischenstößelteil drehfest und axial verschiebbar in einem Getriebeabtriebszahnrad gelagert ist. Das andere Zwischenstößelteil des Zwischenstößels ist drehfest und axial verschiebbar in einem Gehäuse des Zwischenteiles gelagert. Die Zwischenstößelteile sind über ein Gewinde miteinander verbunden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Thermostatventil für Heiz- und/oder Kühlkörper nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE 31 53 654 C2 ist ein derartiges Thermostatventil bekannt, bei dem das Zwischenstück als eine unrunde verdrehbare Scheibe ausgeführt ist, auf deren Mantelfläche die Stößel aufliegen. Dabei ist die Scheibe derart schwimmend gelagert, dass sie eine Bewegung in Achsrichtung der Stößel ausführen kann. Dies ist erforderlich, um unabhängig von der effektiven axialen Länge des Zwischenstückes eine Kraftübertragung vom Thermostatkopfstößel auf den Ventilstößel des Ventilunterteiles zu gewährleisten.

Dieses vorbekannte Thermostatventil weist jedoch den Nachteil auf, dass auf Grund der gewählten konstruktiven Ausführung des Zwischenstückes als verdrehbare Scheibe sich nicht nur eine schwimmende Lagerung in Achsrichtung der Stößel sondern auch in Richtung senkrecht zu den Stößeln ergibt. Dies hat zur Folge, dass die effektive Länge des Zwischenstückes, angetrieben durch den Elektromotor und das Zwischengetriebe, nicht exakt vorgebbar ist. Dies hat wiederum zur Folge, dass sich eine nicht vernachlässigbare Ungenauigkeit in der Voreinstellung der Solltemperatur ergibt.

Die Erfindung hat die Aufgabe, ein Thermostatventil für Heiz- und/oder Kühlkörper mit einem Zwischenteil zu schaffen, bei dem mit einfachen und kostengünstigen kon- struktiven Maßnahmen eine sehr genaue Voreinstellung der Solltemperatur und eine genaue Einregelung auf die gewünschte Solltemperatur gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Körper ein mehrteiliger Zwischenstößel ist, dessen eines Zwischenstößelteil drehfest und axial verschiebbar in einem Getriebeabtriebszahnrad gelagert ist, dessen anderes Zwischenstößelteil drehfest und axial verschiebbar in einem Gehäuse des Zwischenteiles gelagert ist und dass die Zwischenstößelteile über ein Gewinde miteinander verbunden sind.

Durch die gewählte Konstruktion wird das eine Zwischenstößelteil durch das Getriebeabtriebszahnrad mitgenommen und durch diese Mitnahme gegenüber dem anderen Zwischenstößelteil, das drehfest in dem Gehäuse gelagert ist, verdreht. Durch diese Verdrehung ergibt sich eine effektive Längenänderung des Zwischenstößels, weil die beiden Zwischenstößelteile über ein Gewinde miteinander verbunden sind. Dabei gewährleistet die axial verschiebliche Lagerung der Zwischenstößelteile gegeneinander und gegen das Getriebeabtriebszahnrad bzw. das Gehäuse eine freie Verschiebbarkeit des Zwischenstößels gegenüber diesen Teilen und damit eine freie Bewegung des Zwischenstößels zwischen dem Thermostatkopfstößel und dem Ventilstößel.

Durch die erfindungsgemäße konstruktive Ausbildung des Zwischenteiles ist eine sehr genaue Einstellung der effektiven Länge des Zwischenstößels gewährleistet. Dies wird letztlich durch eine gegenüber dem Vorbekannten deutlich vereinfachte Ausbildung des als Zwischenstück wirkenden Zwischenstößels erreicht. Der Zwischenstößel besteht aus zwei einfach insbesondere als Kunststoffspritzteile ausführbaren Teilen, die auf Grund der gewählten Konstruktion auch problemlos die vergleichsweise hohen Betätigungskräfte in einem Thermostatventil übertragen können.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

So ist es besonders vorteilhaft, wenn das eine und/oder das andere Zwischenstößelteil mindestens eine an ihrem Außenumfang angeordnete Axialrippe aufweist, die in korrespondierende Ausnehmungen des Getriebeabtriebszahnrades und/oder des Gehäuses eingreifen. Diese Art der Kraftübertragung ist sehr einfach konstruktiv darstellbar und gewährleistet andererseits eine sichere Übertragung auch hoher Kräfte im Rahmen der Drehbewegung eines Zwischenstößelteiles gegenüber dem anderen.

Zur Gewindeverbindung der Zwischenstößelteile kann ein Zwischenstößelteil vorteilhaft einen axialen Außengewindefortsatz tragen, der in ein Innengewinde eines hülsenförmigen anderen Zwischenstößelteiles eingreift. Mit diesen Maßnahmen kann eine geringe Bauhöhe des Zwischenstößel realisiert werden.

Das Gewinde zur Verbindung der Zwischenstößelteile kann besonders vorteilhaft ein Trapezgewinde sein, das auch vergleichsweise große Kräfte auf Grund der starken Gewindezähne übertragen kann.

Der Zwischenstößel kann besonders vorteilhaft eine so genannte Sicherheitsfederanordnung aufweisen. Derartige Sicherheitsfederanordnungen dienen dazu, eine Beschädigung des Thermostatventils oder seiner Teile zu vermeiden, wenn auf Grund der gegebenen Außentemperaturverhältnisse der Thermostatkopfstößel mit vergleichsweise großer Kraft auf den Ventilstößel im Fall eines bereits voll geschlossenen Ventilunterteiles drückt. Derartige Sicherheitsfederanordnungen sind als Teil von Thermostatköpfen allgemein bekannt und in der Figur der DE 31 53 654 C2 dargestellt. Aus der DE 199 09 097 C2 ist eine derartige Sicherheitsfederanordnung als Teil eines integrierten Thermostatventilaufsatzes mit einem Ausdehnungskörper und mit einem in seiner effektiven Länge veränderbaren Zwischenstück bekannt. Gerade bei Thermostatventilen mit entfernbaren Zwischenteilen stellt sich jedoch das Problem, dass die evtl. im Thermostatkopf vorhandene Sicherheitsfederanordnung zum Schutz des Thermostatventiles nicht mehr ausreicht, weil mittels der durch das Zwischenstück darstellbaren effektiven Längenänderung der Sicherheitshub, der im Thermostatkopf angeordneten Sicherheitsfederanordnung nicht mehr ausreicht.

Hier kann die beanspruchte Sicherheitsfederanordnung als Teil des Zwischenstößels Abhilfe schaffen, wobei diese Sicherheitsfederanordnung entweder als Ersatz einer bereits vorhandenen Sicherheitsfederanordnung oder als zusätzliche Sicherheitsfederanordnung ausgestaltet sein kann. In diesem Zusammenhang kann die Sicherheitsfederanordnung besonders vorteilhaft in einem der Zwischenstößelteile angeordnet sein, wobei das jeweilige Zwischenstößelteil eine axiale Ausnehmung aufweist, in der ein Sicherheitsfederstößel axial verschieblich und durch eine Sicherheitsdruckfeder belastet gelagert ist.

Vorteilhaft kann auch eine Sicherung des Sicherheitsfederstößels gegen herausdrücken aus der axialen Ausnehmung vorgesehen sein, die durch eine in einer Innennut der axialen Ausnehmung angeordnete Sicherungsscheibe gebildet ist. Um eine möglichst gute Führung des Sicherheitsfederstößels in der axialen Ausnehmung zu ge währleisten, kann der Sicherheitsfederstößel einen axialen Fortsatz aufweisen, der in einer Bohrung des Bodens der axialen Ausnehmung verschiebbar geführt ist.

Ein Ausführungsbeispiel eines Thermostatventiles gemäß der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen
1 eine Außenansicht eines Zwischenteiles eines Thermostatventiles gemäß der Erfindung,
2 eine teilweise geschnittene Darstellung des Zwischenteiles von der Thermostatkopfseite betrachtet,
3 einen Schnitt durch das Zwischenteil gemäß der Schnittlinie A-A in 2 und
4 einen Schnitt durch das Zwischenteil gemäß der Schnittlinie B-B in 3.
In der 1 weist das Zwischenteil (1) einen als mehrteiliger Zwischenstößel ausgebildeten Körper oder Zwischenstück (2) auf, dessen thermostatkopfstößelseitige Anlagefläche (24) erkennbar ist. Von diesem mehrteiligen Zwischenstößel (2) ist in der 2 allein ein anderes Zwischenstößelteil (7) erkennbar.
In der 2 sind gleiche oder gleich wirkende Einrichtungsteile mit den selben Bezugszeichen wie in der 1 versehen. Zusätzlich erkennt man in der 2, dass ein Gehäuse (8) des Zwischenteiles (1) Ausnehmungen (13) aufweist, in die korrespondierende Axialrippen (11) des anderen Zwischenstößelteiles (7) eingreifen. Diese Axialrippen (11) und Ausnehmungen (13) gewährleisten eine Bewegung des anderen Zwischenstößelteiles (7) gegenüber dem Gehäuse (8) in Achsrichtung, die senkrecht aus der Zeichnungsebene heraus weist.
Im frei geschnittenen Teil der 2 erkennt man den Elektromotor (3), der über ein Zwischengetriebe (4) ein Getriebeabtriebszahnrad (6) antreibt, das auf Grund der gewählten Schnittebene in der 2 nicht erkennbar ist.
In der 3 sind gleiche oder gleich wirkende Einrichtungsteile wie in den 1 und 2 mit den selben Bezugszeichen dargestellt. In dieser 3 ist das bereits erwähnte Getriebeabtriebszahnrad mit dem Bezugszeichen (6) gekennzeichnet. In diesem Getriebeabtriebszahnrad (6) ist ebenfalls axial verschieblich ein Zwischenstößelteil (5) geführt. D. h., dieses Zwischenstößelteil (5) macht die Drehbewegung des Getriebeabtriebszahnrades mit. Das eine Zwischenstößelteil (5) ist mit dem anderen Zwischenstößelteil (7) über ein Gewinde (9) verbunden, das als Trapezgewinde ausgeführt ist, um große Dreh- und Verschiebekräfte übertragen zu können. Auf Grund der drehfesten Lagerung des anderen Zwischenstößelteiles (7) im Gehäuse (8) führt eine Verdrehung des Getriebeabtriebzahnrades (6) über das Zwischengetriebe (4) und den Elektromotor (3) zu einer Änderung der effektiven Länge des Zwischenstößels (2), weil die Zwischenstößelteile (5 und 7) gegeneinander verdreht und über das Gewinde (9) gegeneinander axial verlagert werden.
Das Gewinde (9) wird gebildet durch einen axialen Außengewindefortsatz (14) des einen Zwischenstößelteiles (5), der in ein Innengewinde (15) des zweiten hülsenförmigen Zwischenstößelteiles (7) eingreift.
Um eine Beschädigung oder Zerstörung des dargestellten Thermostatventiles oder von deren Teilen im Fall eines voll geschlossenen Ventilunterteiles und der weiteren Ausübung von Schließdruck durch den Thermostatkopf zu verhindern, weist das eine Zwischenstößelteil (5) eine Sicherheitsfederanordnung (16) auf, die durch einen Sicherheitsfederstößel (18) gebildet ist, welcher in einer axialen Ausnehmung (17) des einen Zwischenstößelteiles (5) verschieblich gelagert ist. Der Sicherheitsfederstößel (18) ist dabei durch eine Sicherheitsdruckfeder (19) federbelastet und weist in der 3 links eine Anlagefläche (25) für den Ventilstößel des Ventilunterteiles auf. Um ein Herausdrücken des Sicherheitsfederstößels (18) aus der axialen Ausnehmung (17) durch die Sicherheitsdruckfeder (19) zu vermeiden, ist der Sicherheitsfederstößel (18) durch eine Sicherungsscheibe (21) gesichert, die in eine Innennut (20) der axialen Ausnehmung (17) eingedrückt ist.
Zur zusätzlichen axialen Führung des Sicherheitsfederstößels (18) weist dieser Sicherheitsfederstößel (18) einen axialen Fortsatz (22) auf, der verschieblich in einer Bohrung (23) am Boden der axialen Ausnehmung (17) gelagert ist.
In der 4 sind gleiche oder gleich wirkende Einrichtungsteile wie in den 1 bis 3 mit den selben Bezugszeichen versehen. In diesem Schnitt durch das Zwischenteil sind zusätzlich Details der konstruktiven Ausgestaltung des Getriebeabtriebszahnrades (6) und des korrespondierenden einen Zwischenstößelteiles (5) erkennbar. Das Getriebeabtriebszahnrad (6) weist Ausnehmungen (12) auf, in die korrespondierende Axialrippen (10) des einen Zwischenstößelteiles eingreifen, so dass das eine Zwischenstößelteil (5) durch das Getriebeabtriebszahnrad (6) bei dessen Drehung mitgenommen wird. Andererseits ist das eine Zwischenstößelteil (5) gegenüber dem Getriebeabtriebszahnrad (6) verschiebbar, so dass die schwimmende Lagerung des Zwischenstößels (2) gewährleistet ist.

Claims

Thermostatventil für Heiz- und/oder Kühlkörper mit einem zwecks Einstellung des Temperatursollwertes in seiner Position verstellbaren Ausdehnungskörper, der mit seinem durch thermische Einwirkung verfahrbaren Stößel auf einen den Ventilteller tragenden federbelasteten Stößel einwirkt und zwischen dem Stößel des Ausdehnungskörpers und dem Stößel des Ventils ein sich in der Länge zwecks Veränderung der Sollwerteinstellung veränderbares Zwischenstück eines Zwischenteiles eingesetzt ist, wobei das Zwischenstück als ein von einem Elektromotor mit einem Zwischengetriebe verdrehbarer Körper ausgeführt ist, auf dessen gegenüberliegenden Flächen die Stößel aufliegen und der schwimmend derart gelagert ist, dass er eine Bewegung in Achsrichtung der Stößel ausführen kann, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper ein mehrteiliger Zwischenstößel (2) ist, dessen eines Zwischenstößelteil (5) drehfest und axial verschiebbar in einem Getriebeabtriebszahnrad (6) gelagert ist, dessen anderes Zwischenstößelteil (7) drehfest und axial verschiebbar in einem Gehäuse (8) des Zwischenteiles (1) gelagert ist und dass die Zwischenstößelteile (5,7) über ein Gewinde (9) miteinander verbunden sind.
Thermostatventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das eine und/oder das andere Zwischenstößelteil (5, 7) mindestens eine an ihrem Außenumfang angeordnete Axialrippe (10, 11) aufweisen, die in korrespondierende Ausnehmungen (12, 13) des Getriebeabtriebszahnrades (6) und/oder des Gehäuses (8) eingreifen.
Thermostatventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zwischenstößelteil (5) einen axialen Außengewindefortsatz (14) trägt, der in ein Innengewinde (15) eines hülsenförmigen anderen Zwischenstößelteiles (7) eingreift.
Thermostatventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewinde (9) ein Trapezgewinde ist.
Thermostatventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenstößel (2) eine Sicherheitsfederanordnung (16) aufweist.
Thermostatventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitsfederanordnung (16) in einem der Zwischenstößelteile (5) angeordnet ist.
Thermostatventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Zwischenstößelteil (5) eine axiale Ausnehmung (17) aufweist, in der ein Sicherheitsfederstößel (18) axial verschieblich und durch eine Sicherheitsdruckfeder (19) belastet gelagert ist.
Thermostatventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherheitsfederstößel (18) durch eine in einer Innennut (20) der axialen Ausnehmung (17) angeordnete Sicherungsscheibe (21) gesichert ist.
Thermostatventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherheitsfederstößel (18) einen axialen Fortsatz (22) aufweist, der in einer Bohrung (23) des Bodens der Axialen Ausnehmung (17) verschiebbar ist.