DE102007038300A1

DE102007038300A1 - Attachment for a valve

Info

Publication number: DE102007038300A1
Application number: DE102007038300A
Authority: DE
Inventors: Bjarne Frederiksen
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 2007-08-14
Filing date: 2007-08-14
Publication date: 2009-02-26
Also published as: WO2009021514A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Aufsatz (1) für ein Ventil, der ein Gehäuse (2) aufweist, in dem zwei Aktoren (4, 5) angeordnet sind. Der Aufsatz (1) soll einen geringen Bauraumbedarf aufweisen. Daher sind die Aktoren (4, 5) mechanisch in Reihe geschaltet, wobei ein Aktor (5) festgelegt und ein Aktor (4) in seiner Wirkrichtung bewegbar ist.The invention relates to an attachment (1) for a valve, which has a housing (2) in which two actuators (4, 5) are arranged. The article (1) should have a small space requirement. Therefore, the actuators (4, 5) are mechanically connected in series, wherein an actuator (5) fixed and an actuator (4) is movable in its direction of action.

Description

Die Erfindung betrifft einen Aufsatz, insbesondere einen Thermostataufsatz, für ein Ventil, der ein Gehäuse aufweist, in dem zwei Aktoren angeordnet sind.The The invention relates to an attachment, in particular a thermostat attachment, for a valve having a housing in which two actuators are arranged.

Aus DE 197 54 837 A1 ist ein Thermostataufsatz für ein Ventil bekannt, das einen als Thermostatelement ausgebildeten Aktor und einen elektrischen Aktor aufweist, der als Schrittmotor ausgebildet sein kann. Zur Sollwerteinstellung befindet sich zwischen dem Thermostatelement und einem Ventilelement eine Einstellvorrichtung, deren Länge mit Hilfe des elektrischen Aktors verändert werden kann. Das Thermostatelement kann dabei über einen zweiarmigen Hebel mit der Einstellvorrichtung in Verbindung stehen.Out DE 197 54 837 A1 a thermostatic attachment for a valve is known which has a designed as a thermostat element actuator and an electric actuator, which may be formed as a stepping motor. For setpoint adjustment is located between the thermostatic element and a valve element, an adjustment whose length can be changed by means of the electric actuator. The thermostatic element can be connected via a two-armed lever with the adjuster in connection.

Aus EP 1 001 327 B1 ist ein Aufsatz für ein Heizungsventil bekannt, wobei ein als Thermostatelement ausgebildeter Aktor über einen zweiarmigen Hebel auf einen Ventilstößel wirkt. Eine ebenfalls am Hebel befestigte Feder wirkt der durch das Thermostatelement erzeugten Kraft entgegen. Die Achse des Ventilelements, des Thermostatelements und der Feder verlaufen dabei parallel zueinander. Eine Verstellung des Sollwertes mit Hilfe eines weiteren Aktors ist nicht vorgesehen.Out EP 1 001 327 B1 an attachment for a heating valve is known, wherein a trained as a thermostat element actuator acts via a two-armed lever on a valve lifter. A likewise attached to the lever spring counteracts the force generated by the thermostatic element. The axis of the valve element, the thermostatic element and the spring extend parallel to each other. An adjustment of the setpoint by means of another actuator is not provided.

Thermostataufsätze für Ventile dienen in der Regel dazu, eine vorgegebene Solltemperatur in einem Raum mit Hilfe eines Heizelements einzustellen bzw. zu regeln. Thermostatventilaufsätze weisen in den meisten Fällen ein Thermostatelement auf, das durch einen balgartigen Körper gebildet ist, der mit einer Füllung gefüllt ist, deren Volumen sich mit der Temperatur ändert. Das Thermostatelement wirkt dabei in der Regel über ein Verbindungselement auf ein Ventilelement des Heizkörperventils. Üblicherweise wird dabei das Heizkörperventil um so stärker gedrosselt, je weiter das Ventilelement eingeschoben ist.thermostat heads for valves usually serve a predetermined Set temperature in a room using a heating element or to regulate. Thermostatic valve heads feature in most Falls a thermostatic element that through a bellows Body is formed, filled with a filling is, whose volume changes with temperature. The Thermostat element acts usually via a connecting element on a valve element of the radiator valve. Usually will while the radiator valve throttled the more the farther the valve element is inserted.

Thermostatventilaufsätze dieser Art sind seit langem eingeführt und arbeiten zufriedenstellend. In einigen Bereichen möchte man jedoch den vorgegebenen Wirkzusammenhang zwischen Thermostatelement und Ventilelement ändern, beispielsweise um den vorgegebenen Sollwert bei einer Nachtabsenkung abzusenken. Die Verstellung des Wirkzusammenhangs erfolgt dabei mit Hilfe eines zweiten Aktors, der beispielsweise ein längenveränderliches Einstellelement zwischen Thermostatelement und Ventilelement betätigt.Thermostatic valve essays This type has long been established and work satisfactorily. In some areas, however, one would like the given Change the relationship between thermostatic element and valve element, for example, the predetermined setpoint at a night reduction lower. The adjustment of the effect context takes place here with the help of a second actuator, for example, a variable-length adjustment operated between thermostatic element and valve element.

Für diese Vorgehensweise ist jedoch ein erheblicher Bauraum insbesondere in Axialrichtung erforderlich.For However, this approach is a considerable amount of space in particular required in the axial direction.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Aufsatz bereitzustellen, der einen geringen Bauraumbedarf aufweist.Of the Invention is therefore based on the object of providing an attachment, which has a low space requirement.

Diese Aufgabe wird bei einem Aufsatz für ein Ventil der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Aktoren mechanisch in Reihe geschaltet sind, wobei ein Aktor festgelegt und ein Aktor in seiner Wirkrichtung bewegbar ist.These Task is an essay for a valve of the beginning mentioned type achieved in that the actuators mechanically are connected in series, with an actuator set and an actuator is movable in its direction of action.

Bei einer Aktivierung des festgelegten Aktors, die beispielsweise zu einer Längenänderung des Aktors führt, wird also der andere, bewegbare Aktor in dessen Wirkrichtung verschoben. Bei einer Aktivierung des bewegbaren Aktors werden die Reaktionskräfte durch den festgelegten Aktor geführt. Eine durch den bewegbaren Aktor erzeugte Verstellbewegung addiert sich also zu einer Verstellbewegung des festgelegten Aktors. Durch den festgelegten Aktor ist daher eine Art "Offset"-Verschiebung möglich. Ein zusätzliches, längenveränderliches Einstellelement ist nicht erforderlich. Dabei sind aufgrund der Reihenschaltung der Aktoren große Stellwege möglich, wobei z. B. Aktoren verwendet werden können, die sich ausschließlich in deren jeweiliger Längsrichtung bewegen. Der Kontakt der Aktoren untereinander kann dabei direkt oder über ein Zwischenelement erfolgen. Unter festgelegt ist zu verstehen, dass der Aktor eine feste Anlage hat, z. B. einen axialen Anschlag, einen Längenanschlag oder einen Rotationsanschlag. Wesentlich ist dabei nur, dass die Längenänderung von einer definierten Anlage ausgehend auf den beweglichen Aktor übertragen wird. Unter Umständen kann dabei auch eine Bewegung des festgelegten Aktors bezüglich der Anlage erfolgen.at an activation of the specified actuator, for example, too a change in length of the actuator leads, Thus, the other, movable actuator is moved in its direction of action. Upon activation of the movable actuator, the reaction forces become guided by the specified actuator. One through the movable Actuator generated adjustment so adds up to an adjustment of the specified actuator. Due to the specified actuator is therefore a kind of "offset" shift possible. An additional, variable-length adjustment is not required. These are due to the series connection of the actuators large travel possible, with z. B. actuators used can be found exclusively in theirs move respective longitudinal direction. The contact of the actuators with each other can directly or via an intermediate element respectively. Under is defined to mean that the actuator a fixed system has, for. B. an axial stop, a length stop or a rotation stop. The only important thing is that the Length change starting from a defined system is transmitted to the movable actuator. In certain circumstances can also be a movement of the specified actuator with respect the plant.

Vorzugsweise stehen die Aktoren über einen zweiarmigen Hebel miteinander in Verbindung. Die beiden Aktoren müssen dadurch nicht in Wirkrichtung hintereinander angeordnet sein, sondern können beispielsweise auch nebeneinander platziert werden. Dabei ist auch eine Übersetzung der Verstellbewegung möglich. Beispielsweise ist der Hebelarm des Hebels länger, der dem festgelegten Aktor zugeordnet ist. Der festgelegte Aktor muss dann nur noch eine geringere Kraft, allerdings bei einem größeren Verstellweg, erzeugen, um eine Verschiebung des bewegbaren Aktors zu bewirken. Wenn besonders große Verstellbewegungen gewünscht sind, ist aber auch eine andere Ausführungsform des Hebels denkbar. Durch den zweiarmigen Hebel ist also eine einfache Anpassung an unterschiedliche Anforderungen möglich.Preferably the actuators are connected with each other via a two-armed lever in connection. The two actuators do not have to can be arranged one behind the other in the direction of action, but can for example, also be placed side by side. It is also a translation of the adjustment possible. For example, the lever arm of the lever is longer, the assigned to the specified actuator. The specified actuator must then only a smaller force, but with a larger one Adjustment path, generate a displacement of the movable actuator to effect. If particularly large adjustment movements desired are, but also another embodiment of the lever is conceivable. The two-armed lever is therefore a simple adaptation different requirements possible.

In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Aktoren zueinander parallele Wirkrichtungen auf. Die Aktoren können also nebeneinander angeordnet werden, wobei die Weg- und Kraftübertragung über den zweiarmigen Hebel erfolgt. Der Aufsatz kann dadurch besonders kompakt gestaltet werden, wobei er in Axialrichtung gegenüber einem Aufsatz ohne Sollwerteinstellung nur unwesentlich verlängert ist, um den Hebel unterzubringen. Die ganze Konstruktion kann dabei sehr steif ausgebildet werden, so dass eine genaue Einstellung des Sollwerts erfolgen kann. Durch entsprechende Wahl der Länge des jeweiligen Hebelarms kann auf einfache Weise die gewünschte Übersetzung eingestellt werden. Dabei sind auch große Verstellwege realisierbar.In a preferred embodiment, the actuators have mutually parallel directions of action. The actuators can therefore be arranged side by side, with the displacement and power transmission via the two-armed lever. The essay This makes it particularly compact, being extended only slightly in the axial direction relative to an attachment without setpoint adjustment to accommodate the lever. The whole construction can be made very stiff, so that an accurate adjustment of the setpoint can be made. By appropriate choice of the length of the respective lever arm, the desired ratio can be adjusted in a simple manner. Here are also large adjustment realized.

Bevorzugterweise ist der bewegliche Aktor mit einem Ventilelement in Wirkverbindung bringbar. Der bewegliche Aktor kann dabei entweder direkt mit dem Ventilelement verbunden werden, oder auch über ein Verbindungs- und/oder ein Betätigungselement. Die Verstellung eines Sollwerts erfolgt also durch eine Lageverschiebung und gegebenenfalls durch eine zusätzliche Längenänderung des beweglichen Aktors. Eine Einstellvorrichtung zwischen dem Aktor und dem Ventilelement ist nicht erforderlich. Eine Einstellvorrichtung besteht in der Regel aus mindestens zwei Elementen, die eine Relativbewegung zueinander ausführen können. Die Verbindung dieser beiden Elemente ist dabei meist spielbehaftet. Durch dieses Spiel wird die Einstellgenauigkeit beeinflusst. Durch die Einsparung der Einstellvorrichtung können zum einen Kosten gespart werden, zum anderen ergibt sich ein Aufsatz mit einem geringeren Bauraumbedarf. Gleichzeitig ist eine genauere Einstellung des Ventilelements möglich.preferably, the movable actuator is in operative connection with a valve element brought. The movable actuator can either directly with the Valve element are connected, or via a connection and / or an actuator. The adjustment of a Reference value thus takes place by a shift in position and possibly by an additional change in length of the movable Actuator. An adjusting device between the actuator and the valve element not necessary. An adjustment device consists in the Rule of at least two elements that move relative to each other can execute. The connection of these two Elements is usually playful. Through this game will be the setting accuracy influenced. By saving the adjustment On the one hand costs can be saved, on the other hand results an essay with a smaller space requirement. simultaneously a more accurate adjustment of the valve element is possible.

Bevorzugterweise ist die Wirkrichtung zumindest des bewegbaren Aktors parallel zu einer Bewegungsrichtung des Ventilelements. Der bewegbare Aktor kann so direkt auf das Ventilelement einwirken, ohne dass ein Getriebe oder eine Umlenkvorrichtung notwendig ist. Die vom Aktor erzeugte Kraft wird dadurch nahezu verlustfrei auf das Ventilelement übertragen. Gleichzeitig verringert sich der Bauraumbedarf.preferably, the direction of action of at least the movable actuator is parallel to a movement direction of the valve element. The movable actuator Can act directly on the valve element, without a transmission or a deflection device is necessary. The generated by the actuator Force is transmitted almost lossless to the valve element. At the same time, the space requirement is reduced.

Bevorzugterweise weist das Gehäuse eine Befestigungsgeometrie auf. Diese Befestigungsgeometrie dient zur einfachen Befestigung des Gehäuses beispielsweise an einem Gehäuse eines Ventils. Die Befestigungsgeometrie kann beispielsweise als Schnappfeder ausgebildet sein, was eine schnelle und sichere Verbindung ermöglicht.preferably, the housing has a mounting geometry. These Mounting geometry is used for easy attachment of the housing for example, on a housing of a valve. The attachment geometry For example, can be designed as a snap spring, which is a fast and secure connection allows.

Vorzugsweise weist der Hebel ein Drehgelenk auf, das parallel zur Bewegungsrichtung des Ventilelements zwischen einer ersten und einer zweiten Begrenzung verlagerbar ist, wobei die erste Begrenzung einen geringeren Abstand zum Ventilelement aufweist als die zweite Begrenzung. Durch den Hebel wird die axiale Lage jeweils eines Endes der beiden Aktoren definiert. Durch eine Verschiebung des Hebels infolge einer Verschiebung des Drehgelenks können dabei Bauteiltoleranzen ausgeglichen werden oder auch eine Anpassung an unterschiedliche Aktoren erfolgen.Preferably the lever has a hinge which is parallel to the direction of movement the valve element between a first and a second boundary is displaceable, wherein the first boundary a smaller distance to the valve element as the second boundary. Through the lever the axial position is defined in each case one end of the two actuators. By a displacement of the lever due to a shift of Rotary joints component tolerances can be compensated or an adaptation to different actuators done.

Dabei ist besonders bevorzugt, dass das Drehgelenk durch eine Feder gegen die erste Begrenzungseinrichtung gedrückt wird. Diese Feder sorgt nun dafür, dass jeder Hebelarm mit einem Aktor in Verbindung steht. Gleichzeitig wird die übertragbare Kraft begrenzt. Erfolgt von einem Aktor auf den anderen eine zu große Kraftübertragung, kann der Hebel ausweichen, wobei es günstig ist, wenn das Drehgelenk parallel zur Bewegungsrichtung des Ventilelements verlagerbar ist. Eine Beschädigung des Aufsatzes wird so verhindert.there is particularly preferred that the swivel joint by a spring against the first limiting device is pressed. This spring ensures now that every lever arm is connected to an actuator stands. At the same time, the transferable force is limited. If one actuator is transmitting too much force to the other, The lever can dodge, and it is favorable if that Swivel joint parallel to the direction of movement of the valve element displaced is. Damage to the attachment is thus prevented.

Vorzugsweise ist der eine Aktor als Dehnstoffelement und der andere Aktor als elektrischer Antrieb ausgebildet. Ein Dehnstoffelement ist dabei ein übliches Thermostatelement. Der Aufsatz kann dadurch auch unabhängig von einer elektrischen Energieversorgung wie ein herkömmlicher Thermostataufsatz arbeiten. Die Regelung der Temperatur, also die Einhaltung der vorgegebenen Solltemperatur, erfolgt dabei ausschließlich über das Dehnstoffelement, wobei keine elektrische Energie notwendig ist. Der elektrische Antrieb dient dabei nur zur Änderung des Sollwertes. Elektrische Energie wird daher nur während einer Verstellung des Sollwerts benötigt. Der Energiebedarf des Aufsatzes ist dadurch sehr gering. Bevorzugterweise weist der Aufsatz mindestens eine Batterie auf. Eine Batterie ist ein sehr kostengünstiges Bauteil, das den elektrischen Antrieb mit Energie versorgen kann. Durch entsprechende Auswahl der Form und Größe sowie der Anzahl an Batterien kann der vorhandene Bauraum im Gehäuse möglichst gut ausgenutzt werden. Eine externe Stromversorgung ist dann nicht mehr notwendig.Preferably is the one actuator as expansion element and the other actuator as formed electric drive. An expansion element is a common Thermostatic element. The essay can thereby also independently from an electrical power supply like a conventional one Thermostatic tower work. The regulation of the temperature, so the Compliance with the specified target temperature, takes place exclusively via the expansion element, with no electrical energy necessary is. The electric drive is used only to change the Setpoint. Electrical energy is therefore only during an adjustment of the setpoint required. The energy requirement the essay is very small. Preferably, the Attach at least one battery. A battery is a very low-cost component that the electric drive with Can supply energy. By appropriate selection of the form and Size as well as the number of batteries can be the existing Space in the housing to be used as well as possible. An external power supply is then no longer necessary.

Bevorzugterweise weist der elektrische Antrieb einen elektrischen Motor, eine Spindel und eine Spindelmutter auf, wobei die Spindelmutter drehfest geführt ist und mit dem Hebel im Eingriff steht. Der elektrische Antrieb ist also ein Linearantrieb, dessen Länge sich bei Betätigung verändert. Dabei kann über die Spindel und die Spindelmutter eine Übersetzung erfolgen. Es ist dadurch möglich, einen relativ schwachen Motor zu verwenden, der mit einer hohen Drehzahl betrieben wird. Ein derartiger Motor kann relativ klein ausgebildet sein.preferably, The electric drive has an electric motor, a spindle and a spindle nut, wherein the spindle nut rotatably guided is and is engaged with the lever. The electric drive So is a linear actuator whose length is when actuated changed. It can over the spindle and the Spindle nut made a translation. It is through possible to use a relatively weak engine, the operated at a high speed. Such an engine can be relative be small.

Dabei ist besonders bevorzugt, dass der elektrische Motor als Schrittmotor ausgebildet ist. Schrittmotoren sind zum einen kostengünstig und genau anzusteuern. Zum anderen ist bei Kenntnis der zurückgelegten Schritte die Lage des Motors immer bekannt, ohne dass zusätzliche Sensoren notwendig sind.there It is particularly preferred that the electric motor as a stepping motor is trained. Stepper motors are cost-effective and to drive exactly. On the other hand, with knowledge of the laid back Steps always know the location of the engine without any additional Sensors are necessary.

Bevorzugterweise ist zwischen Motor und Spindelmutter eine Feder angeordnet. Diese Feder sorgt für eine Kraftentlastung der Spindel, so dass durch den Motor nur noch eine geringere Stellkraft erzeugt werden muss. Dies führt zu einem geringeren Energieverbrauch des Motors und damit auch zu einer Verlängerung der Batterielebensdauer.Preferably, a spring is arranged between the motor and the spindle nut. This spring provides a power relief of the spindle, so that only a smaller force must be generated by the engine. This leads to a lower energy consumption of the engine and thus to an extension of the battery life.

Bevorzugterweise ist der festgelegte Aktor der elektrische Antrieb und der bewegbare Aktor das Dehnstoffelement. Der elektrische Antrieb kann also im Gehäuse fest angeordnet sein. Dadurch ist es besonders einfach, diesen mit elektrischer Energie zu versorgen. Das Dehnstoffelement benötigt keine Energieversorgung. Während der elektrische Antrieb evtl. eine Drehmomentsicherung braucht, ist diese für das Dehnstoffelement nicht notwendig. Insgesamt ergibt sich dadurch ein besonders einfacher Aufbau.preferably, the fixed actuator is the electric drive and the movable one Actuator the expansion element. The electric drive can therefore in Housing be fixed. That's what makes it special easy to provide this with electrical energy. The expansion element does not need any power supply. During the electric drive may need a torque fuse is this is not necessary for the expansion element. Total results This is a particularly simple structure.

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist der festgelegte Aktor das Dehnstoffelement und der bewegbare Aktor der elektrische Antrieb. Dadurch ist es möglich, das Dehnstoffelement in größerer Entfernung zum Ventilelement anzuordnen. Der Einfluss der Temperatur des Mediums, dessen Durchfluss durch das Ventil gesteuert wird, auf das Dehnstoffelement wird damit verringert. Das Dehnstoffelement kann so sensibler auf die Umgebungstemperatur reagieren.In Another preferred embodiment is the specified Actuator the expansion element and the movable actuator of the electric Drive. This makes it possible, the expansion element in greater distance to the valve element to arrange. The influence of the temperature of the medium, its flow through the valve is controlled on the expansion element is thus reduced. The expansion element can be more sensitive to the ambient temperature react.

Vorzugsweise ist im Gehäuse eine Steuereinrichtung angeordnet. Diese Steuereinrichtung dient zur Ansteuerung des elektrischen Antriebs. Die Energieversorgung der Steuereinrichtung kann dabei ebenfalls über eine Batterie erfolgen. Mit Hilfe der Steuereinrichtung kann beispielsweise auch der Einfluss der Temperatur des Mediums auf das Dehnstoffelement berücksichtigt werden. Die Steuereinrichtung kann dabei mit einem Bedienelement verbunden sein, über das ein Benutzer Sollwertvorgaben eingeben kann.Preferably a control device is arranged in the housing. These Control device is used to control the electric drive. The power supply of the control device can also via a battery. For example, with the aid of the control device also the influence of the temperature of the medium on the expansion element be taken into account. The control device can be connected to a control over which a user Can enter setpoint specifications.

Vorzugsweise ist durch die Steuereinrichtung ein elektrisches Strombild des Motors überwachbar. Durch eine Überwachung des Strombilds kann eine Aussage getroffen werden, ob der elektrische Motor aktiv war. Im Störfall kann eine entsprechende Fehlermeldung ausgegeben werden. über das Strombild kann auch die Anzahl von Schritten, die der Motor durchgeführt hat, bestimmt werden. Damit kann überwacht werden, ob die gewünschte Sollwertverstellung durchgeführt wurde. Die Steuereinrichtung kann auch eine Funktion zur Nullpunktkalibrierung aufweisen. Dabei erfolgt eine Betätigung des elektrischen Antriebs, bis das Ventil geschlossen ist. Diese Stellung wird registriert. Diese Kalibrierung kann in regelmäßigen Abständen selbständig durchgeführt werden, so dass eine fehlerhafte Regelung aufgrund einer Fehljustage oder Verstellung verhindert wird.Preferably is monitored by the controller, an electrical current image of the motor. By monitoring the current image, a statement be made, whether the electric motor was active. In case of failure a corresponding error message can be output. about the Current image can also be the number of steps that the motor performed has to be determined. This can be used to monitor whether the desired setpoint adjustment has been carried out. The controller may also have a zero calibration function exhibit. In this case, an actuation of the electrical Drive until the valve is closed. This position is registered. This calibration can be done on a regular basis be carried out independently, so that one faulty control due to misalignment or adjustment is prevented.

Vorzugsweise weist die Steuereinrichtung eine drahtlose Kommunikationseinrichtung mit Antenne auf, wobei die Antenne im Gehäuse angeordnet ist. Die Steuerung kann dadurch mit Hilfe einer zentralen Einheit erfolgen. Die Eingabe eines Sollwerts erfolgt dann z. B. nicht mehr direkt am Aufsatz, sondern an, einer zentralen, gut zugänglichen Stelle. Dabei ist auch denkbar, dass die Sollwerte mehrerer Aufsätze gleichzeitig verstellt werden.Preferably the control device has a wireless communication device with antenna on, with the antenna arranged in the housing is. The controller can thereby by means of a central unit respectively. The input of a setpoint is then z. Eg not anymore directly at the essay, but at, a central, easily accessible Job. It is also conceivable that the setpoints of several essays be adjusted at the same time.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Zeichnungen näher beschrieben. Hierin zeigen:The Invention will be described below with reference to preferred embodiments in conjunction with the drawings described in more detail. Here in demonstrate:

1 einen schematischen Querschnitt durch einen Thermostataufsatz einer ersten Ausführungsform, 1 a schematic cross section through a thermostat attachment of a first embodiment,

2 einen schematischen Querschnitt durch einen Thermostataufsatz einer zweiten Ausführungsform, 2 a schematic cross section through a thermostat attachment of a second embodiment,

3 einen schematischen Querschnitt durch einen Thermostataufsatz einer dritten Ausführungsform, 3 a schematic cross section through a thermostat attachment of a third embodiment,

4 eine Draufsicht auf den Thermostataufsatz gemäß 3 in schematischer Darstellung, 4 a plan view of the thermostatic attachment according to 3 in a schematic representation,

5 einen schematischen Querschnitt durch einen Thermostataufsatz einer vierten Ausführungsform, 5 a schematic cross section through a thermostat attachment of a fourth embodiment,

6 eine Draufsicht auf den Thermostataufsatz gemäß 5 in schematischer Darstellung und 6 a plan view of the thermostatic attachment according to 5 in a schematic representation and

7 einen schematischen Querschnitt durch einen Thermostataufsatz einer weiteren Ausführungsform. 7 a schematic cross section through a thermostat attachment of another embodiment.

1 zeigt einen Aufsatz 1 für ein Ventil, der als Thermostataufsatz ausgebildet ist. Der Aufsatz 1 weist ein Gehäuse 2 auf, in dem ein in diesem Beispiel als Dehnstoffelement 3 ausgebildeter erster Aktor 4 und ein zweiter Aktor 5 angeordnet sind. Das Dehnstoffelement 3 bzw. der Aktor 4 und der Aktor 5 sind über einen zweiarmigen Hebel 6 miteinander verbunden. Der zweite Aktor 5 ist als elektrischer Linearantrieb ausgebildet. Der erste Aktor 4 ist in Richtung seiner Wirkrichtung verschiebbar gelagert, der zweite Aktor 5 ist mit seinem vom Hebel 6 wegweisenden Ende im Gehäuse 2 festgelegt. 1 shows an essay 1 for a valve which is designed as a thermostatic attachment. The essay 1 has a housing 2 in which in this example an expansion element 3 trained first actor 4 and a second actor 5 are arranged. The expansion element 3 or the actuator 4 and the actor 5 are over a two-armed lever 6 connected with each other. The second actor 5 is designed as an electric linear drive. The first actor 4 is slidably mounted in the direction of its direction of action, the second actuator 5 is with his from the lever 6 groundbreaking end in the case 2 established.

Der Hebel 6 ist mit einem Drehgelenk 7 im Gehäuse 2 schwenkbar gelagert. Das Drehgelenk 7 ist dabei parallel zur Wirkrichtung des Dehnstoffelements 3 und des Aktors 5 zwischen einer ersten Begrenzung 8 und einer zweiten Begrenzung 9 in einer Nut 10 bewegbar. Die Nut 10 erstreckt sich dabei parallel zur Wirkrichtung der Aktoren. Mit Hilfe einer Feder 11, die zwischen Gehäuse 2 und Hebel 6 angeordnet ist, wird das Drehgelenk 7 in Richtung der ersten Begrenzung 8 gedrückt. Dadurch wird die Anlage des Hebels 6 an beiden Aktoren 4, 5 sichergestellt.The lever 6 is with a swivel 7 in the case 2 pivoted. The swivel joint 7 is parallel to the effective direction of the expansion element 3 and the actor 5 between a first boundary 8th and a second boundary 9 in a groove 10 movable. The groove 10 extends parallel to the effective direction of the actuators. With the help of a Fe of the 11 that between housing 2 and levers 6 is arranged, the swivel joint 7 towards the first boundary 8th pressed. This will cause the attachment of the lever 6 on both actuators 4 . 5 ensured.

Das Dehnstoffelement 3 weist einen Balg 12 auf, in dem ein Stößel 13 angeordnet ist. Das Dehnstoffelement 3 ist gefüllt mit einem Material, z. B. einer Flüssigkeit, das sich bei Temperaturerhöhung ausdehnt und bei Temperaturabsenkung sein Volumen reduziert. Dementsprechend wird bei einer Temperaturerhöhung der Balg 12 zusammengedrückt und damit der Stößel 13 nach außen verlagert. Dadurch ergibt sich eine Längenänderung des Dehnstoffelements 3.The expansion element 3 has a bellows 12 in which a pestle 13 is arranged. The expansion element 3 is filled with a material, eg. B. a liquid that expands when the temperature increases and reduces its volume when the temperature is lowered. Accordingly, at a temperature increase of the bellows 12 compressed and thus the plunger 13 shifted to the outside. This results in a change in length of the expansion element 3 ,

Das Dehnstoffelement 3 ist mit einem Ventilelement 14 eines Ventils in Wirkverbindung bringbar. Die Bewegungsrichtung des Ventilelements 14 entspricht dabei der Wirkrichtung des ersten Aktors 4. Die Nut 10 erstreckt sich dementsprechend auch parallel zur Bewegungsrichtung des Ventilelements 14. Das Ventil ist beispielsweise ein herkömmliches Heizungsventil, dessen Aufbau als bekannt vorausgesetzt wird. Auf den Aufbau des Ventils wird daher nicht näher eingegangen. Das Dehnstoffelement 3 ist entgegen seiner Ausbreitungsrichtung auf seiner vom Hebel 6 abgewandten Stirnseite durch eine Feder 15 beaufschlagt. Die Feder 15 erzeugt dabei eine Rückstellkraft, die kleiner ist als die durch die Aktoren 4, 5 erzeugbaren Kräfte.The expansion element 3 is with a valve element 14 a valve operatively connected. The direction of movement of the valve element 14 corresponds to the effective direction of the first actuator 4 , The groove 10 Accordingly, it also extends parallel to the direction of movement of the valve element 14 , The valve is for example a conventional heating valve, the structure of which is assumed to be known. On the construction of the valve is therefore not discussed. The expansion element 3 is contrary to its direction of propagation on its lever 6 opposite end face by a spring 15 applied. The feather 15 generates a restoring force that is smaller than that by the actuators 4 . 5 producible forces.

Der zweite Aktor 5, dessen Wirkrichtung in diesem Ausführungsbeispiel parallel zur Wirkrichtung des Dehnstoffelements 3 verläuft und der neben dem Dehnstoffelement 3 angeordnet ist, weist einen elektrischen Motor 16 auf, der eine Spindel 17 antreibt, an der eine Spindelmutter 18 drehfest und längsverschiebbar gelagert ist. Die Spindelmutter 18 ist topfförmig ausgebildet, wobei der Hebel 6 am geschlossenen Ende der Spindelmutter 18 anliegt. Der Motor 16 ist im Gehäuse 2 fest gelagert und als Schrittmotor ausgeführt. Denkbar ist auch, den zweiten Aktor 5 beispielsweise als linearen Schrittmotor auszubilden, wobei dann u. a. auf eine Spindel verzichtet werden kann.The second actor 5 , The effective direction in this embodiment, parallel to the effective direction of the expansion element 3 runs and the next to the expansion element 3 is arranged, has an electric motor 16 on, a spindle 17 drives, at the one spindle nut 18 is rotatably mounted and longitudinally displaceable. The spindle nut 18 is cup-shaped, wherein the lever 6 at the closed end of the spindle nut 18 is applied. The motor 16 is in the case 2 firmly stored and designed as a stepper motor. It is also conceivable, the second actor 5 For example, form as a linear stepper motor, which then can be waived, inter alia, a spindle.

Zur Energieversorgung des elektrischen Motors 16 ist eine Batterie 19 vorgesehen, die jedoch nur schematisch dargestellt ist. Im Gehäuse 2 ist eine Steuereinrich tung angeordnet, die jedoch aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt worden ist. Die Steuereinrichtung weist dabei eine drahtlose Kommunikationseinrichtung mit einer Antenne auf, über die beispielsweise Sollwertvorgaben an die Steuereinrichtung übermittelt werden.To power the electric motor 16 is a battery 19 provided, which is shown only schematically. In the case 2 a Steuereinrich device is arranged, which has not been shown for reasons of clarity. The control device in this case has a wireless communication device with an antenna, via which, for example, setpoint specifications are transmitted to the control device.

Soll beispielsweise eine allgemeine Temperaturerhöhung erfolgen, wird der elektrische Motor 16 über die Steuereinrichtung derart angesteuert, dass sich die Spindel 17 dreht, so dass sich die Spindelmutter 18 vom Motor 16 entfernt und damit die Längenausdehnung des Aktors 5 vergrößert. Die Anzahl der Umdrehungen der Spindel 17 bzw. der Schritte des Motors 16 ist dabei von der gewünschten Temperaturveränderung abhängig. Durch die Bewegung der Spindelmutter 18 erfolgt eine Auslenkung des Hebels 6, der um das Drehgelenk 7 verschwenkt wird. Die Feder 11 ist dabei derart bemessen, dass keine merkbare Verlagerung des Drehgelenks 7 erfolgt.For example, if a general increase in temperature, the electric motor 16 controlled by the control device such that the spindle 17 turns, so that the spindle nut 18 from the engine 16 removed and thus the length of the actuator 5 increased. The number of revolutions of the spindle 17 or the steps of the motor 16 depends on the desired temperature change. By the movement of the spindle nut 18 there is a deflection of the lever 6 who is around the swivel 7 is pivoted. The feather 11 is dimensioned such that no noticeable displacement of the rotary joint 7 he follows.

Die andere Seite des Hebels 6 bewegt sich dadurch nach unten (bezogen auf die Ausrichtung der 1). Dadurch wird auch das gesamte Dehnstoffelement 3 nach unten bewegt und bewirkt so eine Verstellung des Ventilelements 14.The other side of the lever 6 moves downwards (based on the orientation of the 1 ). This will also the entire expansion element 3 moved downwards and thus causes an adjustment of the valve element 14 ,

Das Dehnstoffelement 3 sorgt dann für die Regelung einer konstanten Raumtemperatur. Für diese Temperaturregelung ist also keine Betätigung des elektrischen Motors 16 notwendig. Der Motor 16 benötigt also nur in den kurzen Zeiträumen Energie, in denen eine Verstellung des Sollwerts erfolgt.The expansion element 3 then ensures the regulation of a constant room temperature. For this temperature control is therefore no operation of the electric motor 16 necessary. The motor 16 So only needs in the short periods of energy in which an adjustment of the setpoint takes place.

2 zeigt einen Aufsatz in leicht abgewandelter Form. Das Dehnstoffelement 3 ist dabei um 180° gedreht, so dass der Stößel 13 des Dehnstoffelements 3 mit dem Ventilelement in Wirkverbindung steht und der Hebel 6 direkt am Dehnstoffelement 3 anliegt. Dadurch muss im Bereich des Ventilelements 14 für das Dehnstoffelement 3 weniger Bauraum zur Verfügung gestellt werden. Die Verbindungsstellen zwischen Hebel 6 und Dehnstoffelement 3 bzw. Spindelmutter 18 sind dabei in Form von Kurvengetrieben ausgebildet. Dadurch kann beispielsweise ein nicht lineares Übersetzungsverhältnis erreicht werden. 2 shows an essay in a slightly modified form. The expansion element 3 is rotated 180 ° so that the plunger 13 of the expansion element 3 is in operative connection with the valve element and the lever 6 directly on the expansion element 3 is applied. This must be in the area of the valve element 14 for the expansion element 3 less space can be made available. The joints between levers 6 and expansion element 3 or spindle nut 18 are designed in the form of cam gears. As a result, for example, a non-linear transmission ratio can be achieved.

Zwischen Motor 16 und Spindelmutter 18 ist eine Feder 20 angeordnet, die die Spindelmutter 18 vom Motor 16 wegdrückt. Damit wirkt die Feder 20 der Kraft entgegen, die beispielsweise durch die Feder 15 über das Dehnstoffelement 3 und den Hebel 6 auf die Spindelmutter 18 ausgeübt wird. In der Regel wird auch das Ventilelement 14 mit Hilfe einer Ventilfeder gegen das Dehnstoffelement 3 gedrückt. Diese Federkräfte, die beispielsweise in der Größenordnung von 25 N liegen können, werden nun größtenteils von der Feder 20 kompensiert, die dafür eine Kraft von etwa 20 N einbringen sollte. Der Motor muss nur dann eine große Kraft aufbringen, wenn große Differenzdrücke und statische Drücke auftreten. Dies führt zu einem geringeren Energieverbrauch des Motors, wobei auch kleinere Motoren eingesetzt werden können. Die Drücke wirken dabei über das Ventilelement 14 des Ventils auf das Dehnstoffelement 3.Between engine 16 and spindle nut 18 is a spring 20 arranged the spindle nut 18 from the engine 16 pushes. Thus, the spring acts 20 counteract the force, for example, by the spring 15 over the expansion element 3 and the lever 6 on the spindle nut 18 is exercised. In general, the valve element is also 14 by means of a valve spring against the expansion element 3 pressed. These spring forces, which may for example be in the order of 25 N, are now largely from the spring 20 compensated, which should bring a force of about 20 N for it. The engine only needs to apply a great deal of force when large differential pressures and static pressures occur. This leads to a lower energy consumption of the engine, whereby smaller engines can be used. The pressures act on the valve element 14 of the valve on the expansion element 3 ,

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Batterie 19 an einer anderen Stelle im Gehäuse 2 angeordnet. Die An ordnung der Batterie 19 ist dabei im Prinzip beliebig. Auch die Anzahl der Batterien kann je nach Verwendungszweck variieren.In this embodiment, the battery is 19 in another place in the case 2 is assigns. The arrangement of the battery 19 is in principle arbitrary. Also, the number of batteries may vary depending on the purpose.

3 zeigt einen Thermostataufsatz 1, wobei der zweite Aktor 5 als Dehnstoffelement 3 ausgebildet und im Gehäuse 2 festgelegt ist und der erste Aktor 4 im Gehäuse bewegbar und als elektrischer Antrieb ausgebildet ist. Der Aktor 4 ist also in seiner Wirkrichtung verschiebbar. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass das Dehnstoffelement 3 nicht mit dem Ventilelement 14 in wärmeleitender Verbindung steht. Das Dehnstoffelement 3 wird dadurch im Wesentlichen nur noch von der Umgebungstemperatur beeinflusst. Ansonsten entspricht dieses Ausführungsbeispiel der Ausführung gemäß 1. 3 shows a thermostat attachment 1 , where the second actor 5 as expansion element 3 trained and in the housing 2 is fixed and the first actor 4 movable in the housing and is designed as an electric drive. The actor 4 is thus displaceable in its effective direction. This embodiment has the advantage that the expansion element 3 not with the valve element 14 is in thermally conductive connection. The expansion element 3 This is essentially influenced only by the ambient temperature. Otherwise, this embodiment corresponds to the embodiment according to 1 ,

4 zeigt eine Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel gemäß 3 in schematischer Darstellung. Der Raum innerhalb des Gehäuses 2 ist gut ausgenutzt, so dass der Aufsatz sehr kompakt ist und nur wenig Bauraum benötigt. Im Gehäuse 2 sind dabei vier Batterien 19 untergebracht. 4 shows a plan view of the embodiment according to 3 in a schematic representation. The space inside the housing 2 is well used, so that the essay is very compact and requires little space. In the case 2 There are four batteries 19 accommodated.

5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Thermostatventilaufsatzes. Dabei ist der Hebel 6 länger ausgebildet, so dass der Aktor 5 in größerer Entfernung vom Aktor 4 bzw. vom Dehnstoffelement 3 angeordnet werden kann. Dabei ist auch das Hebelverhältnis geändert, so dass durch den Aktor 5 nur noch geringere Kräfte aufgebracht werden müssen. Zwischen Aktor 5 und Dehnstoffelement 3 sind dabei zwei Batterien 19 angeordnet. Dies ist in 6 dargestellt. Zu erkennen ist dabei, dass durch diese Ausführung ein schlankeres Gehäuse verwendet werden kann. Der erfindungsgemäße Aufsatz kann so an verschiedene Bedingungen angepasst werden. 5 shows a further embodiment of a thermostatic valve top. Here is the lever 6 designed longer, so the actuator 5 at a greater distance from the actuator 4 or from the expansion element 3 can be arranged. In this case, the lever ratio is changed, so that by the actuator 5 only lower forces must be applied. Between actor 5 and expansion element 3 There are two batteries 19 arranged. This is in 6 shown. It can be seen that a sleeker housing can be used with this design. The article according to the invention can thus be adapted to different conditions.

Das in 7 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von den bereits beschriebenen Ausführungsformen dadurch, dass die beiden Aktoren 4, 5 keine parallelen Wirkrichtungen aufweisen. Vielmehr ist der zweite Aktor 5 etwa senkrecht zum ersten Aktor 4 angeordnet, dessen Wirkrichtung der Bewegungsrichtung des Ventilelements 14 entspricht. Die Verbindung zwischen den Aktoren 4, 5 wird über den Hebel 6 hergestellt, wobei eine Längenänderung des zweiten Aktors 5, der einseitig am Gehäuse 2 festgelegt ist, eine Verlagerung des ersten Aktors 4 in dessen Wirkrichtung bewirkt. Die Aktoren 4, 5 sind also miteinander und mit dem Ventilelement 14 mechanisch in Reihe geschaltet.This in 7 illustrated embodiment differs from the embodiments already described in that the two actuators 4 . 5 have no parallel directions of action. Rather, the second actor 5 approximately perpendicular to the first actuator 4 arranged, the effective direction of the direction of movement of the valve element 14 equivalent. The connection between the actuators 4 . 5 gets over the lever 6 manufactured, wherein a change in length of the second actuator 5 , the one-sided on the housing 2 is determined, a relocation of the first actor 4 effected in its direction of action. The actors 4 . 5 So they are together and with the valve element 14 mechanically connected in series.

In diesem Falle ist der erste Aktor 4 als Dehnstoffelement 3 und der zweite Aktor 5 als elektrischer Linearantrieb ausgebildet. Beide Aktoren 4, 5 bewegen sich also ausschließlich in deren jeweiliger Längsrichtung.In this case, the first actor 4 as expansion element 3 and the second actor 5 designed as an electric linear drive. Both actors 4 . 5 So they move only in their respective longitudinal direction.

Durch die Verwendung zweier Aktoren ist es möglich, eine Art Aufgabenverteilung zwischen den Aktoren vorzunehmen. Der eine Aktor dient zur Einstellung eines Sollwertes, wobei der andere Aktor zur Regelung und Überwachung dieses Sollwertes dient. Dadurch ist es möglich, für die jeweiligen Aufgaben einen optimalen Aktor auszuwählen. Erfindungsgemäß erfolgt nun eine Kraftübertragung von einem Aktor jeweils auch auf den anderen Aktor, bzw. durch diesen hindurch. Durch diese Reihenschaltung der Aktoren können Getriebe, die in der Regel zu Reibungsverlusten führen und spielbehaftet sind, weggelassen werden. Dadurch ergibt sich eine Kosteneinsparung und ein geringerer Bauraumbedarf. Dabei lassen sich auch große Verstellwege realisieren. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der als elektrischer Linearantrieb ausgebildete Aktor eine Verstellung von 5 mm bewirken kann. Dadurch ist eine Sollwertverstellung in einem großen Bereich möglich.By the use of two actuators makes it possible to sort of Task distribution between the actuators. The one actor Used to set a setpoint, with the other actuator for control and monitoring this setpoint is used. That's it possible, optimal for the respective tasks Select actuator. According to the invention now a power transmission from an actuator in each case on the other actor, or through it. Through this series connection The actuators can gear, which usually leads to friction losses lead and are game-prone, be omitted. Thereby results in a cost savings and a smaller space requirement. At the same time, large adjustment paths can be realized. For example can be provided that designed as an electric linear drive Actuator can cause an adjustment of 5 mm. This is one Setpoint adjustment possible over a wide range.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 19754837 A1 [0002]
- EP 1001327 B1 [0003]

Claims

Attachment, in particular thermostatic attachment, for a valve having a housing in which two actuators are arranged, characterized in that the actuators ( 4 . 5 ) are mechanically connected in series, wherein an actuator ( 5 ) and an actor ( 4 ) is movable in its direction of action.

Attachment according to claim 1, characterized in that the actuators ( 4 . 5 ) communicate with each other via a two-armed lever.

Attachment according to claim 1 or 2, characterized in that the actuators ( 4 . 5 ) have mutually parallel directions of action.

Attachment according to one of claims 1 to 3, characterized in that the movable actuator ( 4 ) with a valve element ( 14 ) can be brought into operative connection.

Attachment according to one of claims 1 to 4, characterized in that the direction of action of at least the movable actuator ( 4 ) parallel to a direction of movement of the valve element ( 14 ).

Attachment according to one of claims 1 to 5, characterized in that the housing ( 2 ) has a mounting geometry.

Attachment according to one of claims 1 to 6, characterized in that the lever ( 6 ) a swivel joint ( 7 ), which is parallel to the direction of movement of the valve element ( 14 ) between a first boundary ( 8th ) and a second boundary ( 9 ) is displaceable, the first boundary ( 8th ) a smaller distance to the valve element ( 14 ) than the second boundary ( 9 ).

Attachment according to claim 7, characterized in that the pivot ( 7 ) by a spring ( 11 ) against the first limiting device ( 8th ) is pressed.

Attachment according to one of claims 1 to 8, characterized in that the one actuator as an expansion element ( 3 ) and the other actuator is designed as an electric drive.

Attachment according to one of claims 1 to 9, characterized in that it comprises at least one battery ( 19 ) having.

Attachment according to one of claims 1 to 10, characterized in that the electric drive an electric motor ( 16 ), a spindle ( 17 ) and a spindle nut ( 18 ), wherein the spindle nut ( 18 ) is rotatably guided and with the lever ( 6 ) is engaged.

Attachment according to claim 11, characterized in that the electric motor ( 16 ) is designed as a stepper motor.

Attachment according to claim 11 or 12, characterized in that between engine ( 16 ) and spindle nut ( 18 ) a feather ( 20 ) is arranged.

Attachment according to one of claims 9 to 13, characterized in that the fixed actuator ( 5 ) the electric drive and the movable actuator ( 4 ) the expansion element ( 3 ).

Attachment according to one of claims 9 to 13, characterized in that the fixed actuator ( 5 ) the expansion element ( 3 ) and the movable actuator ( 4 ) is the electric drive.

Attachment according to one of claims 1 to 15, characterized in that in the housing a control device is arranged.

An attachment according to claim 16, characterized in that by the control device an electric current image of the motor ( 16 ) is monitorable.

Attachment according to one of claims 16 or 17, characterized in that the control device comprises a wireless communication device with antenna, wherein the antenna in the housing ( 2 ) is arranged.