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Thermostatisch betätigtes Ventil Zusatz zur Anmeldung: D 40561 XII
/ 47 g-Die deutsche Patentanmeldung D 40561 XII/47 g betrifft ein thermostatisch
betätigtes Ventil, bei dem ein unter Dampfdruck stehendes, am festen Gehäuse abgestütztes
Arbeitselement, eine diesem entgegenwirkende einstellbare Sollwert-Feder und ein
axial verstellbares Gegenlager für die Sollwert-Feder koaxial zueinander an einem
Ende des Ventilstößels angeordnet sind und das Gehäuse im Bereich des Gegenlagers
Durchbrüche aufweist. Hierbei besteht das Kennzeichen darin, daß das Gegenlager
selbst durch die Durchbrüche nach außen greift und an seinem Umfang ein Außengewinde
trägt und daß eine an sich bekannte, in Axialrichtung festgehaltene Hülse mit Innengewinde
auf das Außengewinde geschraubt ist.
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Dieses Ventil kann eine konstruktiv noch einfachere Gestaltung erhalten,
wenn erfindungsgemäß das Arbeitselement am Gehäuse befestigt ist und der hohlzylindrische
Drehknopf durch die Kraft der Sollwert-Feder gegen das Arbeitselement gedrückt wird
sowie mit einer Vorrichtung zur Drehbegrenzung versehen ist.
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Bei dieser Kombination steht die Sollwert-Feder immer unter einer
gewissen Spannung, denn die Vorrichtung zur Drehbegrenzung verhindert, daß der Drehknopf
in eine Stellung gedreht werden kann, in der die Sollwert-Feder entspannt ist. Wenn
aber die Sollwert-Feder unter Spannung steht, drückt sie den Drehknopf gegen das
gehäusefeste Arbeitselement, so daß auf diese Weise der Drehknopf dauernd in Axialrichtung
festgehalten wird. Man braucht in diesem Fall kein am Gehäuse befestigtes, den Drehknopf
festhaltendes überwurfglied. Man braucht auch nicht zu befürchten, daß der Drehknopf
versehentlich von der übrigen Regelvorrichtung abgeschraubt wird.
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Bei einer besonders einfachen Ausführungsform trägt der Drehknopf
einen unter das Außengewinde des Gegenlagers greifenden Stift. Sobald die Endstellung
erreicht ist, in der die Sollwert-Feder nicht weiter entspannt werden darf, legt
sich dieser Stift an die Unterseite des Außengewindes an und verhindert so eine
weitere Drehung des Knopfes.
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Bei einer anderen sehr vorteilhaften Ausführungsform besitzt die Balgkapsel
des Arbeitselements einen festen radialen, vorzugsweise an einem Vorsprung an der
Stirnseite der Balgkapsel sitzenden Anschlag, während der Drehknopf einen entsprechenden,
mit ihm beweglichen Gegenanschlag aufweist.
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In beiden Fällen kann man den Drehknopf zunächst in seine Arbeitsstellung
schrauben, dabei die Sollwert-Feder spannen und dann erst den am Drehknopf sitzenden
Begrenzungsstift oder Begrenzungsanschlag anbringen. Da ,der Begrenzungsanschlag
demnach mit Vorteil ein vom Drehknopf trennbares Element ist, bereitet es auch keine
Schwierigkeiten, den Begrenzungsanschlag verstellbar zu machen, so daß er nicht
nur in dem erfindungsgemäß geforderten Sinne als Sicherungselement dient, sondern
gleichzeitig - beispielsweise in Verbindung mit einer Skala und einer Markierung
- Justieraufgaben übernehmen kann.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn der verstellbare Anschlag an einem
abnehmbaren Stirnboden des Drehknopfes sitzt und die einander zugekehrten Flächen
von Stirnboden und übrigem Drehknopf eine ineinandergreifencLe Verzahnung aufweisen.
Eine solche Verzahnung ermöglicht eine sehr feinstufige Relativdrehung des Anschlags
zum übrigen Drehknopf. In diesem Zusammenhang kann auch noch ein zweiter, im Verhältnis
zum Stirnboden verstellbarer Anschlag an einem Ring vorgesehen werden, der mit dem
Stirnboden über eine ineinandergreifende Verzahnung verbunden, diesem gegenüber
verstellbar und in der gewünschten Lage zwischen Stirnboden und übrigem. Drehknopf
festgehalten ist. Mit Hilfe dieses zweiten Anschlags am Drehknopf, der ebenfalls
mit dem festen Anschlag an der Balgkapsel zusammenwirken kann, ist es möglich, den
vom Drehknopf zu bestreichenden Drehwinkel festzulegen.
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Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel kann der Stirnboden des Drehknopfes
mit einer zentrischen
Öffnung und mit radialen Rippen an der Innenseite
versehen sein, die den Stirnboden in einem geringen Abstand von der Balgdosenkapsel
halten. Auf diese Weise wird der Drehknopf an dem Arbeitselement abgestützt, ohne
daß die freie Zirkulation der zu überwachenden Raumluft an der durch den Kapselboden
gebildeten Hauptfühlerfläche behindert wird. Außerdem kann man eine Skala auf der
Außenseite des Stirnbodens und eine Markierung auf der Stirnfläche der Balgdosenkapsel
innerhalb der zentrischen Stirnbodenöffnung vorsehen, so daß eine eindeutige Ablesung
der Drehknopfstellung möglich ist. Da diese Ablesung auf der Stirnfläche vor sich
geht und da Skala und Markierung immer die gleiche axiale Lage zueinander behalten,
ergibt sich eine deutliche Ablesung ohne Parallaxefehler. Insbesondere sollte die
Markierung auf der Balgdosenkapsel dem festen Anschlag und eine zur Skala zusätzliche
Markierung auf dem Stirnboden dem beweglichen Anschlag räumlich zugeordnet sein.
Man kann dann auch an der übereinstimmung der beiden Markierungen erkennen, daß
die Endlage des Drehknopfes erreicht ist.
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Bei der hier geschilderten Anordnung wird der Drehknopf nur über das
Gegenlager in radialer Richtung geführt. Auch das Gegenlager selbst wird in radialer
Richtung nur indirekt geführt. Aus diesem Grunde ist es empfehlenswert, wenn das
Gehäuse unterhalb des Gegenlagers radial nach außen ragende Vorsprünge zur Zentrierung
des Drehknopfes und des damit verbundenen Gegenlagers besitzt.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand mehrerer Ausführungsbeispiele
erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen Regelaufsatz für ein thermostatisch betätigtes
Ventil gemäß der Erfindung, F i g. 2 eine Draufsicht auf die Stirnseite dieses Regelaufsatzes,
F i g. 3 einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel eines Regelaufsatzes
für ein thermostatisch betätigtes Ventil gemäß der Erfindung, F i g. 4 eine Draufsicht
auf die Stirnseite dieses Aufsatzes und F i g. 5 eine auseinandergezogene räumliche
Darstellung des Drehknopfes der Konstruktion nach den F ig. 3 und 4.
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In den F i g. 1 und 2 ist ein thermostatischer Regelaufsatz veranschaulicht,
bei dem der Kranz 1 des Gehäuses 2 über einen entsprechenden Kranz des Ventils geschoben
und daran mit Hilfe von durch die Löcher 3 greifenden Schrauben befestigt wird.
Von dem Ventil ist lediglich ein Teil der Ventilspindel 4 gezeigt, die beim Aufschieben
des Regelaufsatzes auf das Ventilgehäuse in die Kupplungsvertiefung 5 des Schaftes
6 des Regelsystems greift. Das Arbeitselement 7, das aus einer Kapsel 8, einer Balgdose
9 mit Deckel 10 und einem Verbindungsflansch 11 besteht, ist mit Fortsätzen
12 an der Kapsel 8 mittels Stiften 13 am Gehäuse 2 befestigt. Auf den Boden 10,
gegen den sich der Schaft 6 abstützt, wirkt die Sollwert-Feder 14, deren anderes
Ende auf dem am Schaft 6 geführten Gegenlager 15 aufliegt. Dieses
greift mit Radialarmen 16 durch Durchbrüche im Gehäuse 2 und trägt außen Kranzabschnitte
17 mit Außengewinde 18. Das Außengewinde greift in das Innengewinde 19 eines einteiligen
Drehknopfes 20, der durch die Kraft der Sollwert-Feder 14 mit Radialrippen
21 gegen die Stirnwand 22 der Kapsel gedrückt wird. Ein Stift 23 greift
unter die Kranzteile 17 mit dem Außengewinde 18 und bildet damit eine Drehbegrenzung
für den Knopf 20 derart, daß die Sollwert-Feder 14 nicht vollständig
entspannt werden kann.
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Zwischen den Radialrippen 21 befinden sich seitliche Durchbrüche 24.
Außerdem ist in der Mitte des Stirnbodens 25 des Drehknopfes 20 eine Öffnung 26
vorgesehen. Die Radialrippen 21 sorgen für einen solchen Abstand des Stirnbodens
26 von der Stirnfläche der Kapsel 8, daß die dort befindliche Fühlerfläche
27 frei von der Raumluft bestrichen werden kann. Diese Fläche wirkt deshalb als
Fühlerfläche, weil die gesamte Flüssigkeitsfüllung 28 des Arbeitselements sich zwischen
dieser Fläche 27 und einer Trennwand 29 mit zentrischer Öffnung sammelt.
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An der Außenseite der Fühlerfläche 27 ist eine Markierung
30 vorgesehen, während auf der Außenseite des Stirnbodens 25 eine Skala 31
aufgetragen ist. Die Steigung des Gewindes 18, 19 ist so gewählt, daß der gesamte
Einstellbereich in weniger als einer Umdrehung des Drehknopfes durchlaufen wird.
Die eine Begrenzung wird hierbei durch den Stift 23 besorgt, die andere Begrenzung
kann durch das Ende des Innengewindes 19 gegeben sein.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der F i g. 3 bis 5 ist wiederum das Gehäuse
33 des Regelaufsatzes mit einem Kranz 34 :versehen, der über einen entsprechenden
Kranz am Ventilgehäuse geschoben wird, Zur Verbindung zwischen den beiden Teilen
dient eine Federbandklammer 35 mit Stiften 36, die durch Schlitze bzw. eine Bohrung
in dem Kranz 34 bis in entsprechende Ausnehmungen am Kranz des Ventilgehäuses
greifen. Von dem Ventil ist lediglich ein Teil der Ventilspindel veranschaulicht,
die beim Aufsetzen auf das Ventil in eine Kupplungsvertiefung 38 am Schaft 39 des
Regelaufsatzes greift. Das Arbeitselement 40 besteht aus einer Kapsel
41, einer Balgdose 42 mit Deckel 43 und einem Verbindungsflansch
44. An der Kapsel ist ein die Kontraktion der Balgdose begrenzendes Rohr
45 über einen Ringflansch 46 angebracht, aus dessen Ebene Laschen 47 herausgebogen
sind, mit deren Hilfe das Arbeitselement am Gehäuse 33, beispielsweise durch die
Schrauben 48, befestigt werden kann. Der Schaft 39 ist mit einer Stützplatte
49 vernietet, die am Deckel 43 anliegt. An dieser Stützplatte greift auch
die Sollwert-Feder 50 an, deren anderes Ende vom Gegenlager 51 gehalten
wird, das durch Durchbrüche im Gehäuse 33 greift und außen an einem Kranz 52 ein
Außengewinde 53 trägt. Über dieses greift ein Innengewinde 54 am Drehknopf 55, so
daß dieser mit seinen Radialrippen 56 gegen die Stirnwand 57 der Kapsel
41 gedrückt wird.
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Wiederum ist ein vorgezogener Teil der Kapsel als Fühlerfläche 58
ausgebildet, weil sich die Flüssigkeitsfüllung 59 des Arbeitselements zwischen
dieser Fühlerfläche 58 und einer mit Mittelöffnung versehenen Trennwand 60 sammelt.
Die Zirkulation der Luft an dieser Fühlerfläche ist wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel
sichergestellt. An der Seite dieses Fühlerflächenvorsprunges befindet sich ein radialer
Anschlag 61, der mit verstellbaren Anschlägen am Drehknopf 55 zusammenwirken kann,
wie nachstehend näher beschrieben wird.
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Der Drehknopf 55 besteht aus drei Teilen, nämlich einem etwa zylindrischen
Rumpf 62_ einem Stirnboden 63 und einem Ring 64 (vgl. F i g. 5). Der
Rumpf
62 trägt das Innengewinde 54 und die Radialrippen 56. Zwischen letzteren erstrecken
sich Luftzirkulationsdurchbrüche 65. Des weiteren ist ein Innenzahnkranz 66 vorgesehen,
in welchen der Außenzahnkranz 67 des Stirnbodens 63 eingreifen kann. Schließlich
ist noch der Rastrand 68 wichtig, in welchen der Rand 69 des Stirnbodens 63 beim
Darüberschieben fest einrastet. Im Stirnboden ist des weiteren ein Innenzahnkranz
70 vorgesehen, in welchen der Außenzahnkranz 71 des Ringes 64 eingreift. Beim Zusammensetzen
von Rumpf 62 und Stirnboden 63 wird der Ring 64 zwischen der Fläche 72 des Stirnbodens
und den vorgezogenen Rippen 73 des Rumpfes festgehalten. Am Stirnboden sitzt ein
Anschlag 74, am Ring 64 ein Anschlag 75. Beide Anschläge können mit dem festen Anschlag
61 an der Kapsel 41 zusammenwirken. Die beiden Anschläge 74 und 75 können wegen
der Verzahnung 70, 71 eine beliebige Lage zueinander erhalten. Das so vorgegebene
Anschlagpaar kann wegen der Verzahnung 66, 67 eine beliebige Lage zum Rumpf 62 erhalten.
Jeder der Anschläge 74, 75 wirkt für sich als Drehbegrenzung im Sinne der Erfindung.
Außerdem ermöglichen es aber die beiden Anschläge, jeden beliebigen Regelbereich,
insbesondere auch relativ kleine Regelbereiche festzulegen.
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Durch die Öffnung 76 im Stirnboden 63 ist wiederum eine Markierung
77 auf der Fühlerfläche 58 sichtbar. Auf dem Stirnboden selbst befindet sich eine
Skala 78, so daß die Einstellungen jeweils genau ablesbar sind. Außerdem ist eine
feste Markierung 79 auf dem Stirnboden angebracht, die sich räumlich oberhalb des
Anschlages 74 befindet. Wenn dafür gesorgt ist, daß die Markierung 77 im Bereich
des festen Anschlages 61 sich befindet, kann man durch Übereinstimmung der Markierungen
77, 79 die Endlage der Drehknopfeinstellung erkennen.
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Die Drehknöpfe 20 bzw. 55 werden an ihren unteren Enden
durch am Gehäuse angebrachte Führungen zentriert. Diese Führungen bestehen aus einzelnen
Vorsprüngen, von denen der Vorsprung 80
in F i g. 1 zu sehen ist.