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Die
Erfindung betrifft ein Heizkörperventil, insbesondere
ein Einbauventil, mit einem Einlaßkanal, einem Auslaßkanal,
einem Ventilsitz zwischen dem Einlaßkanal und dem Auslaßkanal,
einem Ventilelement, das mit dem Ventilsitz zusammenwirkt, und einer
Voreinstelleinrichtung.
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Ein
derartiges Heizkörperventil
wird verwendet, um den Durchfluß einer
Wärmeträgerflüssigkeit, beispielsweise
heißes
Wasser, durch einen Heizkörper
zu beeinflussen. Je nachdem, wie weit das Ventilelement vom Ventilsitz
abgehoben wird, fließt
eine größere oder
kleinere Menge von Wärmeträgerflüssigkeit
durch den Heizkörper.
Wenn das Ventilelement am Ventilsitz anliegt, ist der Durchfluß der Wärmeträgerflüssigkeit
in der Regel unterbunden.
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Vielfach
weist ein derartiges Heizkörperventil auch
noch eine Voreinstelleinrichtung auf. Diese Voreinstelleinrichtung
enthält
eine Drossel, die den maximalen Durchfluß der Wärmeträgerflüssigkeit durch das Heizkörperventil
bestimmt. Auch bei voll geöffnetem
Ventil kann durch die Voreinstelleinrichtung dann eine zusätzliche
Begrenzung vorgegeben werden.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Voreinstellung mit geringem
Aufwand zu realisieren.
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Diese
Aufgabe wird bei einem Heizkörperventil
der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß das Ventilelement einen Teil
der Voreinstelleinrichtung bildet.
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Man
verwendet das Ventilelement also nicht nur dazu, einen Öffnungsquerschnitt
zu beeinflussen, der zwischen dem Ventilelement und dem Ventilsitz
gebildet ist. Man verwendet das Ventilelement auch dazu, die Voreinstellung
zu bewirken. Da das Ventilelement ohnehin von aussen betätigt werden muß, ist die
zusätzliche
Betätigung
des Ventilelements, um die Voreinstellung zu bewirken, mit einem geringen
zusätzlichen
Aufwand verbunden.
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Hierbei
ist bevorzugt, daß die
Voreinstelleinrichtung durch ein Verdrehen des Ventilelements einstellbar
ist. In der Regel wird die eigentliche Steuerfunktion des Ventilelements
dadurch bewirkt, daß das
Ventilelement linear bewegt wird, also zum Ventilsitz hin oder vom
Ventilsitz weg. Wenn man nun zusätzlich
eine Bewegungsmöglichkeit
des Ventilelements zuläßt, nämlich das
Verdrehen, dann kann man die Voreinstelleinrichtung unab hängig von
dem Öffnungsquerschnitt
einstellen, der sich zwischen dem Ventilelement und dem Ventilsitz
bildet.
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Vorzugsweise
weist das Ventilelement ein Fenster und ein Drosselelement der Voreinstelleinrichtung
eine Öffnung
auf und das Fenster und die Öffnung
sind relativ zueinander verlagerbar. In Abhängigkeit davon, inwieweit sich
das Fenster und die Öffnung überdecken,
wird die Strömung
der Wärmeträgerflüssigkeit
durch das Ventil stärker
oder weniger stark gedrosselt. Dies läßt sich einfach dadurch bewirken,
daß das
Drosselelement und das Ventilelement relativ zueinander beweglich
angeordnet sind.
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Bevorzugterweise
weist der Einlaßkanal
eine Mündung
auf, die den Ventilsitz bildet und die den Auslaßkanal umgibt. Diese Ausgestaltung
kann beispielsweise dazu genützt
werden, die Kapazität
des Ventils zu vergrössern.
Die Wärmeträgerflüssigkeit, die
durch den Einlaßkanal
fließt,
kann nämlich
vielfach nach zwei Seiten über
die Mündung
abfließen.
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Vorzugsweise
ragt das Drosselelement in das Ventilelement hinein. Damit kann
man gleichzeitig erreichen, daß das
Ventilelement durch das Drosselelement geführt wird.
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Vorzugsweise
ist das Drosselelement stationär
relativ zum Ventilsitz angeordnet. Der Aufbau des Heizkörperventils
wird dadurch relativ einfach. Man muß im Grunde nur das Drosselelement
am Ventilsitz befestigen oder von vornherein das Drosselelement einteilig
mit dem Teil des Ventils ausbilden, das den Ventilsitz trägt.
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Alternativ
dazu kann das Drosselelement relativ zum Ventilsitz und/oder axial
relativ zum Ventilelement bewegbar sein. In diesem Fall läßt sich
das Drosselelement relativ zum Ventilsitz verlagern oder relativ
zum Ventilelement oder relativ zu beiden. Dies ergibt erweiterte
Einstellmöglichkeiten.
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Vorzugsweise
ist das Drosselelement drehfest relativ zum Ventilsitz gehalten.
Eine axiale Bewegung relativ zum Ventilsitz bleibt allerdings möglich. Damit
ist es auf einfache Weise möglich,
durch Verdrehen des Ventilelements das Drosselelement axial zu verlagern.
Hierzu ist lediglich eine Gewindeverbindung zwischen dem Drosselelement
und dem Ventilelement erforderlich.
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Bevorzugterweise
ist das Drosselelement als Buchse ausgebildet, die eine in den Auslaßkanal hineinragende
Stirnseite aufweist, deren Umfangsrand außerhalb einer Ebene verläuft, die
auf einer Bewegungsrichtung des Drosselelements senkrecht steht. In
Abhängigkeit
davon, wie weit das Drosselelement verlagert wird, wird dann der
Umfangsrand vollständig
oder nur teilweise von der Mündung
des Auslaßkanals
abgedeckt, so daß man
auch dadurch eine gewisse Voreinstellung vornehmen kann, also nicht oder
nicht nur durch ein Fenster und eine Öffnung.
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Hierbei
ist bevorzugt, daß der
Umfangsrand gegenüber
der Ebene geneigt ist. Die Stirnseite des Drosselelements ist also "schräg" ausgebildet.
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In
einer alternativen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, daß der Umfangsrand
gegenüber
der Ebene gewellt ist. In Abhängigkeit
davon, wie weit das Drosselelement aus dem Auslaßkanal herausbewegt worden
ist, ergeben sich dann mehrere Öffnungen,
deren Größe von der
Position des Drosselelements gegenüber dem Auslaßkanal abhängt.
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Vorzugsweise
weist das Ventilelement ein Innengewinde auf, das mit einem Außengewinde
am Drosselelement zusammenwirkt. Damit wird der im Innern des Heizkörperventils
zur Verfügung
stehende Platz besonders gut ausgenutzt.
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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
erste Ausführungsform
eines Heizkörperventils,
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2 eine zweite Ausführungsform eines Heizkörperventils
und
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3 eine dritte Ausführungsform eines Heizkörperventils.
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1 zeigt
ein Heizkörperventil 1 in
Form eines Einbauventils. Das Heizkörperventil 1 weist
ein Gehäuse 2 auf,
das mit einem Außengewinde 3 in
einen nicht näher
dargestellten Heizkörper
eingeschraubt werden kann. In das Gehäuse 2 ist von einer
Stirnseite 4 aus ein Ventilsitzelement 5 eingesetzt und
befestigt. Die Befestigung kann dabei beispielsweise durch Schrauben
oder durch Pressen erfolgen. Das Ventilsitzelement 5 weist einen
Einlaßkanal 6 und
einen Auslaßkanal 7 auf.
Der Einlaßkanal
ist ringförmig
ausgebildet und umgibt den Auslaßkanal 7. Der Einlaßkanal 6 weist
eine Mündung
auf, die einen Ventilsitz 8 bildet.
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Mit
dem Ventilsitz 8 wirkt ein Ventilelement 9 zusammen,
das mit einer Dichtung 10 am Ventilsitz 8 anliegt,
wenn das Heizkörperventil 1 geschlossen
ist. Das Ventilelement 9 wird über einen Stößel 11 betätigt, der
einstückig
mit dem Ventilelement 9 ausgebildet ist. Der Stößel 11 wird
durch eine Feder 12 in eine Öffnungsstellung des Heizkörperventils 1 vorgespannt.
In die Schließrichtung
wirkt ein Betätigungsstift 13,
der durch eine Stopfbuchse 14 nach außen geführt ist. Der Betätigungsstift 13 wird üblicherweise von
einem Thermostatventilaufsatz (nicht näher dargestellt) beaufschlagt,
um das Heizkörperventil 1 mehr
oder weniger stark zu drosseln.
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Der
Stößel 11 ist
in einer Stößelführung 15 axial
verschiebbar geführt.
Er ist in der Stößelführung jedoch
drehfest gehalten. Hierzu weist die Stößelführung beispielsweise eine Innenverzahnung 16 auf, die
mit einer entsprechenden Außenverzahnung 17 am
Stößel 11 zusammenwirkt.
Die Stößelführung 15 ist
mit einem Mitnehmer 18, der auf dem der Stirnseite 4 gegenüberliegenden
Ende aus dem Gehäuse 2 herausragt,
drehfest verbunden. Der Mitnehmer 18 wiederum ist mit einem
Betätigungsring 19 drehfest verbunden,
so daß bei
Drehen des Betätigungsrings 19 der
Stößel 11 und
damit letztendlich auch das Ventilelement 9 verdreht werden
kann.
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Der
Auslaßkanal 7 setzt
sich zum Ventilelement hin in einem Drosselelement 20 fort,
das als Rohr ausgebildet und einstückig mit dem Ventilsitzelement 5 ausgebildet
ist. Das Drosselelement 20 ist in das Ventilelement 9 hineingesteckt.
Es dient jedenfalls teilweise auch zur Führung des Ventilelements 9.
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Das
Drosselelement 20 weist eine Öffnung 21 auf, die
in der Umfangswand des Drosselelements 20 angeordnet ist
und von dem dem Stößel 11 zugewandten
Ende des Drosselelements 21 ausgeht. Das Ventilelement 9 weist
ein Fenster 22 auf. Sowohl die Öffnung 21 als auch
das Fenster 22 erstrecken sich nur über einen Teil des Umfangs
von Drosselelement 20 bzw. Ventilelement 9.
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Das
Drosselelement 20 ist ortsfest im Gehäuse 2 angeordnet.
Das Ventilelement 9 hingegen ist nicht nur in der Verlagerungsrichtung
des Stößels 11 bewegbar,
sondern durch den Stößel 11 auch drehbar.
Man kann durch Verdrehen des Ventilelements 9 gegenüber dem
Drosselelement 20 also eine Überdeckung zwischen der Öffnung 21 und
dem Fenster 22 verändern.
Wenn diese Überdeckung
maximal ist, dann wird der größte Strömungsquerschnitt freigegeben.
Wenn diese Überdeckung
minimal ist, dann hat eine Voreinstelleinrichtung, die im wesentlichen
aus dem Ventilelement 9 und dem Drosselelement 20 gebildet
ist, ihre größte Drosselwirkung
und begrenzt damit am stärksten
den Strom von Wärmeträgerflüssigkeit,
der durch Pfeile 23 dargestellt ist.
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Die
Voreinstelleinrichtung kann von außen eingestellt werden, indem
der Betätigungsring 19 verdreht
wird. Gegebenenfalls kann am Betätigungsring 19 eine
Markierung 24 vorhanden sein, um die Position des Fensters 22 anzuzeigen.
Man kann dann von außen
sehen, auf welchen maximalen Durchfluß die Voreinstelleinrichtung
mit Ventilelement 9 und Drosselelement 20 eingestellt
worden ist.
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Wenn
das Ventilelement 9 vom Ventilsitz 8 abgehoben
wird, dann entsteht an der dem Stößel 11 zugewandten
Stirnseite des Drosselelements 20 zwar ein etwas vergrößerter Einströmquerschnitt. Diese
Vergrößerung kann
jedoch im Vorhinein berücksichtigt
werden.
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2 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform
eines Heizkörperventils 1 in
verschiedenen Stellungen des Ventilelements 9 und verschiedenen
Stellungen der Voreinstelleinrichtung 9, 20.
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Gleiche
und einander entsprechende Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen
wie in 1 versehen.
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Während bei
der Ausführungsform
nach 1 das Drosselelement 20 fest mit dem
Ventilsitzelement 5 und damit mit dem Ventilsitz 8 verbunden ist,
ist das Drosselelement 20 nunmehr nur noch über eine
Drehmomentstütze 25 mit
dem Ventilsitzelement 5 verbunden. Das Drosselelement 20 läßt sich also
gegenüber
dem Ventilsitzelement 5 axial bewegen, nicht jedoch drehen.
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Das
Ventilelement 9 ist mit einem Innengewinde 26 und
das Drosselelement 20 mit einem Außengewinde 27 versehen.
Wenn das Ventilelement 9 mit Hilfe des Stößels 11 verdreht
wird, dann wird das Drosselelement 20 innerhalb des Ventilelements 9 verlagert,
wie beispielsweise ein Vergleich der 2a und 2c zeigt.
Dadurch läßt sich
eine axiale Überdeckung
zwischen der Öffnung 21 im
Drosselelement 20 und dem Fenster 22 im Ventilelement 9 verändern. In
der in den 2a und 2b dargestellten
Stellung des Drosselelements 20 relativ zum Ventilelement 9 weist
die Voreinstelleinrichtung ihre geringste Drosselwirkung auf. In
der Stellung des Drosselelements 20 relativ zum Ventilelement 9,
die in 2c und 2d dargestellt
ist, ergibt sich eine kleinere axiale Überdeckung zwischen dem Fenster 22 und
der Öffnung 21 und
damit eine entsprechend größere Drosselung.
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Bei
der in den 2a, 2b dargestellten geringen
Drosselung durch das Ventilelement 9 und das Drosselelement 20 kann,
wie dies durch Pfeile 23 dargestellt ist, die Wärmeträgerflüssigkeit
in zwei Richtungen über
den Ventilsitz 8 abfließen, nämlich radial nach innen und
radial nach außen.
Bei dem Abfluß radial
nach innen erfolgt allerdings keine Drosselung durch die Voreinstelleinrichtung.
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Anders
sieht das aus, wenn die Voreinstelleinrichtung stärker gedrosselt
ist, d.h. das Drosselelement 20 weiter in den Auslaßkanal 7 hineinbewegt worden
ist. Auch hier wird dann beim Abheben des Ventilelements 9 vom
Ventilsitz 8 das Drosselelement 20 aus dem Auslaßkanal 7 etwas
herausgezogen. Das Drosselelement 20 hat jedoch eine abgeschrägte Stirnseite 28,
so daß ein Überströmen der Flüssigkeit über den
Ventilsitz 8 nur über
einen Teil des Umfangs radial nach innen möglich ist. Dort, wo das Drosselelement 20 noch
im Auslaßkanal 7 angeordnet
ist, wird ein Überströmen der
Flüssigkeit über den
Ventilsitz 8 radial nach innen verhindert.
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3 zeigt eine dritte Ausgestaltung, bei
der gleiche und einander entsprechende Elemente mit den gleichen
Bezugszeichen wie in den 1 und 2 versehen
sind.
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Die
Ausgestaltung der 3 unterscheidet sich
von der der 2 im wesentlichen dadurch,
daß sich
das Innengewinde 26 mehr oder weniger über die gesamte innere Länge des
Ventils 9 erstreckt, wobei das Ventilelement 9 nur
mehrere sternförmig
angeordnete Arme aufweist, die einen Ring 28 tragen, an
dem die Dichtung 10 befestigt ist. Auch hier wird aber
die Voreinstellung auf zwei Arten beeinflußt. Zum einen kann die axiale Überdeckung
zwischen den Fenstern 22 im Ventilelement 9 und
den Öffnungen 21 im
Drosselelement 20 verändert
werden. Zum anderen wird das Drosselelement 20 mit seiner
abgeschrägten
Stirnseite 28 bei einer Veränderung der axialen Höhe des Drosselelements 20 gegenüber dem
Ventilelement 9 auch mehr oder weniger aus dem Auslaßkanal 7 herausgezogen,
so daß die
abgeschrägte
Stirnseite 28 einen größeren oder
kleineren Umfang des "inneren" Ventilsitzes 8 für die Überströmung durch
das Wärmeträgermedium 23 freigibt.