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Sollwerteinsteller für Flüssigkeitsthermostate Die Erfindung bezieht
sich auf einen Sollwerteinsteller für Flüssigkeitsthermostate mit einem in den Ausdehnungsflüssigkeitsbehäker
tauchenden Federrohrkolben od er Balg, welcher durch eine mittels eines Steckschlüssels
od. dgl. verdrehbare, von einer Pufferfeder abgestützte und mit der Kolbenstange
des Federrohrkolbens oder Balges verschraubte Gewindespindel auf den gewünschten
Temperatursollwert einstellbar ist.
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Bei derartigen Flüssigkeitsthermostaten ist eine Voreinstellung des
Temperaturreglers nicht nur von einer tieferen auf eine höhere Regeltemperatur,
sondern umgekehrt auch von einer höheren auf eine tiefere Regeltemperatur je nach
dem Sollwert notwendig. Dies geschieht durch eine Verdrehung der mit ihrem Spindelkopf
aus dem Thermostatgehäuse herausragenden Gewindespindel mit Hilfe des aufsteckbaren
Schlüssels, dessen Mitnehmer, z. B. eine Vierkant- oder Sechskantausnehmung oder
eine innere Abflachung, .mit einem entsprechenden Mitnehmer der Gewindespindel,
z. B. einem Vier- oder Sechskant oder einer seitlichen Abflachung des Spindelkopfes,
zusammenarbeitet. Bei einer Verdrehung der Gewindespindel verschraubt sich die z.
B. mit einem Außengewinde versehene Kolbenstange des Federrohrkolbens oder Balges
in einem Innengewinde der hohl ausgebildeten Gewindespindel, wodurch der Federrohrkolben
oder Balg mehr oder weniger tief in den Ausdehnungsflüssigkeitsbehälter eingeschoben
wird. Bei einer Vergrößerung des Flüssigkeitsraumes zwecks Einstellung eines höheren
Sollwertes bereitet dies keine Schwierigkeiten.
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Wenn dagegen der Sollwert auf eine tiefere Regeltemperatur voreingestellt
werden soll, muß die Gewindespindel derart gedreht werden, daß sich der Federrohrkolben
oder Balg tiefer in den Flüssigkeitsraum des Thermostaten einschiebt. Dies ist zunächst
nur so lange möglich, bis das von dem Thermostaten betätigte Stellglied seine Endstellung
erreicht, z. B. im Falle eines Ventils dasselbe geschlossen ist. Dann hat die Ausdehnungsflüssigkeit
keine weitere Ausweichmöglichkeit mehr. Trotzdem kann noch eine weitere Herabstellung
der Sollwerteinstellung vorgenommen werden, weil zwischen dem unteren Ende der Gewindespindel
und dem die Anzeigeorgane aufnehmenden Teil des Gehäuses die Pufferfeder eingeschaltet
ist, welche an sich zur Aufnahme von Überbrücken im Ausdehmungsflüssigkeirsbehälter
dient. Solange diese Pufferfeder nachgeben kann, ist eine weitere Drehung der Gewindespindel
möglich, welche sich aber, weil der Federrohrkolben oder Balg nicht mehr nach unten
in den Ausdehnungsflüssigkeitsraum nachgeben kann, bei diesem Vorgang unter entsprechender
Zusammendrückung der Pufferfeder in axialer Richtung aus dem Gehäuse des Thermostaten
herausschiebt.
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Wenn nun die Pufferfeder hierbei so stark zusammengedrückt ist, daß
ihre Federwindungen zusammenstoßen und sie daher nicht weiter nachgeben kann, ist
das Ende der zulässigen Herabstellmöglichkeit erreicht. Im allgemeinen kann der
Sollwert bei solchen Thermostaten nur um etwa 20 bis 30° im voraus herabgestellt
werden. Sobald- die Gewindespindel trotzdem z. B. .aus Unachtsamkeit mit Hilfe des
Schlüssels gewaltsam weitergedreht wird, kann dies eine Zerstörung oder wenigstens
eine Beschädigung des Thermostaten zur Folge haben, weil dann der Federrohrkolben
oder sonstige Verdrängerkörper mit Gewalt in den Ausdehnungsflüssigkeitsraum hineingedrückt
wird, ohne daß dort oder in der Pufferfeder ein Spielraum für ein weiteres Ausweichen
vorhanden ist. In der Praxis wurde die obige Vorschrift nicht immer beachtet, so
daß Schäden unvermeidbar waren. Tatsächlich war es bisher notwendig, daß der Benutzer
der Vorrichtung so lange warten muß, bis die zu regelnde Temperatur abgesunken ist,
worauf infolge der Zusammenziehung der Ausdehnungsflüssigkeit eine weitere Nachstellmöglichkeit
besteht.
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Um die erwähnten Schäden zu vermeiden und den Sollwerteinsteller zusätzlich
gegen überdrehen zu sichern, ist nach einem älteren Vorschlag ein zusätzlich nachgebendes
Glied zwischen dem Kopf der Gewindespindel und dieser selbst eingeschaltet, z. B.
in Form einer Ratsche, die bei überschreiten eines zulässigen Drehmomentes beim
Einstellen nachgibt.
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Mit der Erfindung wird ein anderer Weg zur Sicherung des Sollwerteinstellers
gegen überdrehen beschritten. Unter Ausnutzung der Tatsache, daß beim
Zusammendrücken
der Pufferfeder unter Überlast der Spindelkopf aus dem Gehäuse des Thermostaten
heraustritt, sind erfindungsgemäß folgende Maßnahmen zugleich getroffen: Der Spindelkopf
der Gewindespindel ist hinterdreht, so däß eine mitnehrnerfreie Zone gebildet wird;
das in bekannter Weise oben am Thermostatgehäuse befindliche Führungsstück mit Führungshals
für einen Hohlschlüssel zum Einstellen des Sollwertes und des Schlüssels selbst
sind so bemessen, daß sich der Schlüssel allein auf dem. Führungsstück abstützt;
auch der Hohlschlüssel. hat eine Hinterdrehung, in die der Spindelkopf beim Überdrücken
-der Pufferfeder hineingelangt, während der Mitnehmerteil des Schlüssels der rnitnehmerfreien
Zone des Spindelkopfes gegenüberliegt.
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Durch die Erfindung wird erreicht, daß sich der abgeflachte Spindelkopf
der Gewindespindel bei einem Herausheben derselben aus dem Thermostatgehäuse in
dem Hohlraum des Schlüssels hochschiebt, bis er in den Bereich der Hinterdrehung
des Schlüssels gelangt. Die Mitnehmerfläche oder Abflachung des Spindelkopfes findet
dann keine Gegenfläche des Schlüssels mehr vor, so daß sich der Schlüssel bei einer
weiteren Betätigung leer auf dem oberen Ende der Regulierspindel dreht, wobei er
sich allein auf dem Führungsstück des Thermostatgehäuses abstützt. Die formschlüssige
Verbindung zwischen dem Schlüssel und der Gewindespindel ist damit automatisch gelöst,
und der Benutzer ist nicht mehr in der Lage, die Spindel auf normale Weise weiter
in der gleichen Richtung zu verdrehen. Ein Überdrücken des oder der Federrohre oder
sonstigen Teile des Thermostaten wird dadurch verhindert.
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Trotzdem ist es auch jetzt noch möglich, die Spindel im Sinne einer
Erhöhung des Sollwertes wieder zurückzudrehen, ohne die Rückverschiebung der Spindel
in ihre Normalstellung abwarten zu müssen. Zu diesem Zweck genügt es, den Schlüssel
etwas anzuheben, bis die untere Mitnehmerfläche des Schlüssels wieder in die Mitnehmerfläche
des Spindelkopfes eingreift. Dieser Vorgang erfordert aber eine besondere Willensäußerung
des Benutzers, welcher dadurch gewarnt wird, eine weitere Tieferstellung des Sollwertes
mit Gewalt vorzunehmen.
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Vorteilhaft ist es auch, daß der Hohlschlüssel eine von den üblichen
Vierkantschlüsseln abweichende Form hat, so daß nur der hierfür bestimmte Sicherheitsschlüssel
zum Einstellen des Sollwertes des Thermostaten verwendet werden kann.
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In der Zeichnung ist die Erfindung in einer Ausführungsform beispielsweise
an Hand der Beschreibung veranschaulicht: Fig. 1 zeigt im Längsschnitt, teilweise
abgebrochen, einen Thermostaten mit Sollwerteinsteller gemäß der Erfindung; Fig.
2 zeigt in Vorderansicht den oberen Teil des Thermostatgehäuses mit der Skala; Fig.
3 zeigt einen Querschnitt nach der Linie A-B der Fig. 1 durch den Kopf des Sollwerteinstellers;
-Fig. 4 zeigt im Längsschnitt den oberen Teil des Sollwerteinstellers in der unwirksamen
Stellung des Hohlschlüssels, und Fig. s zeigt einen Querschnitt durch die Vorrichtung
bzw. den Schlüssel nach der Linie C-D der Fig. 4.
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In der Zeichnung ist mit 1 der Oberteil eines zur Aufnahme der Ausdehnungsflüssigkeit
dienenden Behälters bezeichnet, welcher mittels eines an einen Stutzen 2 angeschlossenen
Kapillarrohrs mit einem in der Zeichnung nicht dargestellten Arbeitskörper in Verbindung
steht. In den mit einer Bohrung 3 versehenen Oberteil 1 des Behälters ist das obere
Ende eines in den Behälter tauchenden Wellrohrbalges oder Federrohrs 4 eingedichtet,
mit dessen nicht dargestelltem Boden eine Balgstange 5 verbunden ist, welche frei
beweglich durch die Bohrung 3 des Behälteroberteils 1 nach außen durchgeführt ist.
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Auf den Behälteroberteil ist ein zweckmäßig rohrförmiges Gehäuse aufgeschraubt.
In diesem Gehäuse 6 ist eine Gewindespindel 7 drehbar und axial verschiebbar gelagert,
deren oberes Ende mit einem Spindelkopf 8 versehen ist, der mit einem Betätigungsorgan
zusammenarbeitet. Die Gewindespinde17 ist hülsenartig mit einer zylindrischen Aussparung
9 versehen, deren unterer Teil ein Innengewinde 10
trägt. Mittels dieses Innengewindes
10 ist die hohle Gewindespindel ? auf die mit einem entsprechenden Außengewinde
versehene Balgstange 5 aufgeschraubt.
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Eine Pufferfeder 11 ist zweckmäßig in dem Gehäuse 6 zwischen der Anzeigevorrichtung
und dem unteren, mit einem Bund 12 und einem eingelegten Kugellager 13 versehenen
Ende der Gewindespindel 7 eingespannt.
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Ein gehäuseförmiger Skalenträger 14 ist bei 15 mit dem oberen Verschlußstück
des Gehäuses 6 verbunden. Das Verbindungsglied, welches die Drehbewegung der Gewindespindel
7 auf die Anzeigevorrichtung überträgt, besteht aus einer Schnecke 16, die auf einer
Mitnehmerfläche 17 der Gewindespindel 7 gleitend gelagert ist und die mit einem
auf dem Skalenträger 14 gelagerten Schneckenrad 18 zusammenarbeitet.
Das Schneckenrad 18 ist unmittelbar mit einem Zeiger 19 gekuppelt, der über einer
kreisförmigen Skala 20 spielt, wobei das Schneckenrad 18 und der Zeiger 19 auf einer
Achse 21 sitzen. Die Mitnehmerfläche 17 ist in einfachster Weise durch eine einseitige,
parallel zur Spindelachse verlaufende Abflachung des im übrigen runden Querschnitts
der Gewindespindel 7 gebildet, während die Innenwandung der durchbohrten Schnecke
16 eine der Abflachung 17 entsprechende innere Anschlagfläche aufweist. Die Schnecke
16 ruht auf einer Auflagerfläche 22 des Gehäuses 6 und wird von einer Feder 23 festgehalten,
die sich mit ihrem anderen Ende gegen einen Federteller 24 des Skalenträgers
14 stützt.
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Der mit einer Mitnehmerfläche in Form einer seitlichen Abflachung
25 versehene Spindelkopf 8 der Gewindespindel 7 ist von der mit der Schnecke 16
zusammenarbeitenden Mitnehmerfläche 17 der Spindel 7 durch eine Hinterdrehung 26,
d. h. durch eine mitnehmerfreie Zone getrennt. Das obere Ende der Gewindespindel
7 kann sich axial in einem durchbohrten Führungsstück 27 verschieben, welches mittels
einer Hülse 28 auf dem Skalenträger 14 befestigt ist. In einen oberen
Führungshals 29 des Führungsstückes 27 kann ein Hohlschlüssel 30 eingesteckt werden,
dessen unter Öffnung eine der Abflachung 25 des Spindelkopfes 8 entsprechende innere
Abflachung 31 hat (Fig. 3). Darüber erweitert sich die Ausnehmung des Schlüssels
zu einer Hinterdrehung 32, die keine innere Abflachung aufweist und deren Innendurchmesser
etwas größer als der Außendurchmesser des Spindelkopfes 8 ist.
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Die Wirkungsweise des vorstehend beschriebenen Sollwerteinstellers
ist folgende:
Um den Thermostaten von einer niedrigen auf eine höhere
Regeltemperatur oder umgekehrt von einer höheren auf eine tiefere Regeltemperatur
einzustellen, wird die Gewindespindel? mittels des über den Spindelkopf 8 geschobenen
Hohlschlüssels 30 in der einen oder anderen Richtung gedreht, wobei die Balgstange
5 mehr oder weniger in die Aussparung 9 der Spindel ? hineingeschraubt wird. Der
Federrohrkolben 4 wird dadurch verkürzt bzw. verlängert, und damit wird der Raum
für die Ausdehnungsflüssigkeit vergrößert bzw. verkleinert. Bei der Drehung der
Gewindespindel 7 wird die Schnecke 16 von der Mitnehmerfläche 17 mitgenommen, wodurch
der Zeiger 19 über das Schneckenrad 18 verstellt wird, so daß das Maß der Drehung
und damit der eingestellte Sollwert der Temperatur auf der Skala 20 abgelesen werden
kann.
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Wenn bei einer Einstellung von einer höheren auf eine tiefere Regeltemperatur
infolge der den Aufnahmebehälter zunächst noch vollständig ausfüllenden Ausdehnungsflüssigkeit
eine axiale Verschiebung der Gewindespindel ? entgegen der Wirkung der Pufferfeder
11 eintritt, so gleitet die Gewindespindel 7 mit ihrer Mitnehmerfläche 17 in der
Schnecke 16 nach oben, ohne daß die Schnecke 16 und die übrigen Teile der Anzeigeeinrichtung
diese Verschiebungsbewegung mitmachen. Wenn die Nachgiebigkeit der Pufferfeder 11
erschöpft ist, indem die Federwindungen praktisch zusammenstoßen, wie Fig. 4 zeigt,
hat sich der Spindelkopf 8 in dem Hohlraum des Schlüssels 30 aus der in Fig.
1 gezeigten Lage in die in Fig. 4 dargestellte Lage nach oben verschoben. Die Mitnehmerfläche
23 ist damit in den Bereich der Hinterdrehung 32 gelangt (Fig. 4), welche keine
Gegenanschlagfläche mehr aufweist. Der Schlüssel 30 nimmt daher, wenn er weitergedreht
wird, die Gewindespindel 7 nicht mehr - mit, d. h., er dreht sich leer um den Spindelkopf
B. Erst wenn nach Abkühlung und Zusammenziehung der Ausdehnungsflüssigkeit die Gewindespindel
7 von der Pufferfeder 11 wieder herabgedrückt wird, bis sich der Bund 12 auf den
Oberteil des Flüssigkeitsbehälters 1 auflegt, gelangt der Spindelkopf
8 mit seiner Abflachung 25
wieder in den unteren Bereich des Schlüssels
30, in dem die Schlüsselmitnehmerfläche 31 vorgesehen ist. Die Abflachung
17 der Spindel 7 gleitet hierbei ebenfalls innerhalb der Schnecke 16 abwärts, ohne
daß die Skalenanzeige dadurch verändert wird. Nunmehr kann man durch Drehung des
Schlüssels 30 im Bedarfsfalle eine weitere Tieferstellung des Temperatursollwertes
vornehmen. Dann wird auch der Zeiger 19 von der sich drehenden Spindel wieder verstellt.
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In der gleichen Weise kann sich übrigens die Gewindespindel heben
und senken, ohne die Zeigerstellung zu beeinflussen, wenn sie bei einer überhitzung
des Thermostaten entgegen der Wirkung der Pufferfeder 11 nachgibt. Der Hohlschlüssel
würde diese Bewegung nicht behindern, indessen wird er im allgemeinen von der Spindel
abgezogen, wenn er nicht zur Einstellung des Thermostaten benötigt wird.