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DE19910751A1 - Circuit arrangement to adjust position of valve tappet; moves tappet temperature-dependent extension body that is heated by voltage proportional to voltage to move total amount - Google Patents

Circuit arrangement to adjust position of valve tappet; moves tappet temperature-dependent extension body that is heated by voltage proportional to voltage to move total amount

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Publication number
DE19910751A1
DE19910751A1 DE19910751A DE19910751A DE19910751A1 DE 19910751 A1 DE19910751 A1 DE 19910751A1 DE 19910751 A DE19910751 A DE 19910751A DE 19910751 A DE19910751 A DE 19910751A DE 19910751 A1 DE19910751 A1 DE 19910751A1
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DE
Germany
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valve
voltage
microprocessor
tappet
actuator
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DE19910751A
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German (de)
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DE19910751B4 (en
Inventor
Andreas Moehlenhoff
Rainer Drescher
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Moehlenhoff GmbH
Original Assignee
Individual
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Abstract

The circuit arrangement has a temperature-dependent extension body provided with a working piston, which moves a valve spring axially between two end positions. The extension body is heated by an electric resistance connected to a voltage source (2). An electric switch (6) controlled by a microprocessor (1) is arranged between the resistor and the voltage supply. A measuring unit (4) coupled to the to the microprocessor with a position member conducts electric position signals from the position member to the microprocessor. The microprocessor forms and stores a control stretch between a minimum voltage corresponding to the closed valve and a maximum voltage corresponding to the open valve. By connecting a control voltage source (5) to the microprocessor, which has an adjustable control voltage between 0% and 100% that is assigned to the voltage in the stored control stretch, the tappet is positioned in a position, where the position, as a percentage ratio, from the maximal stroke corresponds to the adjusted percentage control value of the control voltage source.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Einstellung der Position des Stößels eines Ventils, auf den eine Ventilfeder einwirkt und der zwischen zwei Endstellungen in axialer Richtung verstellbar ist, wobei zur Verstellung des Stößels ein mit einem in seiner Achsrichtung bewegbaren Arbeitskolben ausgerüsteter, temperaturabhängiger Dehnkörper am Ventil befestigt ist, der durch einen an eine Spannungsquelle anschließbaren, elektrischen Widerstand beheizbar ist und dem ein an der Stirnseite des Stößels anliegendes Stellglied zugeordnet ist, auf welches eine Druckfeder einwirkt, welche das Ventil bei nicht beheiztem Widerstand entgegen der Wirkung der Ventilfeder geschlossen hält und welche bei beheiztem, sich ausdehnendem Dehnkörper durch das dabei von demselben bewegte Stellglied zusammengedrückt wird, so daß das Ventil durch die Ventilfeder geöffnet wird.The invention relates to a circuit arrangement for adjusting the position of the Valve tappet on which a valve spring acts and between two End positions in the axial direction is adjustable, with the adjustment of the plunger a working piston which is movable in its axial direction, temperature-dependent expansion body is attached to the valve by one to one Connectable voltage source, electrical resistance is heated and the an actuator resting on the end face of the tappet is assigned to which a compression spring acts on the valve when the resistor is not heated against the action of the valve spring keeps closed and which when heated, expanding body by the actuator moved by it is compressed so that the valve is opened by the valve spring.

Ventile, auf welche sich die Erfindung bezieht, werden beispielsweise in der Heizungs- und Lüftungstechnik eingesetzt. Sie können grundsätzlich überall dort verwendet werden, wo durch ein Ventil eine Verstellbewegung durchgeführt werden soll. Es können dadurch beispielsweise Klappen bewegt oder lichte Rohrquerschnitte verändert werden, wodurch die Menge eines durch ein Rohrsystem fließenden bzw. strömenden Mediums, wie beispielsweise Wasser oder Luft, verändert werden kann.Valves to which the invention relates are, for example, in the Heating and ventilation technology used. You can basically go anywhere be used where an adjustment movement is carried out by a valve shall be. For example, flaps can be moved or cleared Pipe cross sections can be changed, reducing the amount one by one Pipe system flowing or flowing medium, such as water or air, can be changed.

Bei dem durch die DE-C-31 40 472 bekannten Verfahren wird der Stößel eines Ventils durch Einwirkung von elektrischem Strom bewegt. Die entsprechende Vorrichtung ist mit einem temperaturabhängigen Dehnkörper ausgerüstet, an dem ein elektrischer Widerstand als Heizelement angebracht ist. Ein beispielsweise von einem Thermostat geliefertes Signal bewirkt, daß der Widerstand mit Strom versorgt wird. Durch die dann erzeugte Wärme wird der Arbeitskolben des Dehnkörpers verstellt. Der Stößel des in Ruhestellung geschlossenen Ventils wird dadurch entlastet und durch eine Ventilfeder in Richtung "Öffnung des Ventils" bewegt. Dieses bekannte Verfahren und die entsprechende Vorrichtung haben sich in der Praxis bewährt. Die Stellung des Stößels des Ventils, d. h. die Strecke, welche derselbe bei Erwärmung des Dehnkörpers zurücklegt, ist aber nicht definiert.In the method known from DE-C-31 40 472, the plunger becomes one Valve moved by the action of electrical current. The corresponding  Device is equipped with a temperature-dependent expansion body on which an electrical resistor is attached as a heating element. An example of A signal supplied to a thermostat causes the resistor to be powered is supplied. Due to the heat then generated, the working piston of the Expansion body adjusted. The plunger of the valve closed in the rest position is thereby relieved and by a valve spring in the direction of "opening the valve" emotional. This known method and the corresponding device have become proven in practice. The position of the tappet of the valve, i.e. H. the distance, which it covers when the expansion body is heated is not Are defined.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung anzugeben, mit der eine Aussage über die Stellung des Stößels eines Ventils in jeder Position zwischen dessen Öffnungs- und Schließstellung gemacht werden kann.The invention has for its object to provide a circuit arrangement with a statement about the position of the tappet of a valve in any position can be made between its open and closed positions.

Diese Aufgabe wird mit einer Schaltungsanordnung der eingangs geschilderten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst,
This object is achieved with a circuit arrangement of the type described at the outset in accordance with the invention in that

  • - daß zwischen dem Widerstand und der Spannungsquelle ein durch einen Mikroprozessor zu betätigender, elektrischer Schalter angeordnet ist,- That one between the resistor and the voltage source Microprocessor-operated electrical switch is arranged,
  • - daß an den Mikroprozessor eine mit dem Stellglied gekoppelte Meßeinrichtung angeschlossen ist, die von der Position des Stellgliedes abhängige elektrische Spannungswerte an den Mikroprozessor liefert, aus denen vom Mikroprozessor eine zwischen einer der Schließstellung des Ventils entsprechenden minimalen Spannung und einer einem vorgegebenen, maximalen Hub des Stößels, bei welchem das Ventil voll geöffnet ist, entsprechenden maximalen Spannung liegende Regelstrecke gebildet und gespeichert wird, und- That a measuring device coupled to the actuator to the microprocessor is connected, the electrical depending on the position of the actuator Supplies voltage values to the microprocessor, from which the microprocessor one between a minimum corresponding to the closed position of the valve Tension and a predetermined maximum stroke of the ram, at which the valve is fully open, corresponding maximum voltage lying controlled system is formed and stored, and
  • - daß beim Anschließen einer Steuerspannungsquelle an den Mikroprozessor, deren zwischen 0 und 100% einstellbare Steuerspannung durch den Mikroprozessor den Spannungswerten der in demselben gespeicherten Regelstecke proportional zugeordnet werden, der Stößel des Ventils in eine Position gebracht wird, deren Entfernung von seiner der Schließstellung des Ventils entsprechenden Position in Prozent vom maximalen Hub desselben dem eingestellten prozentualen Spannungswert der Steuerspannungsquelle entspricht.- that when connecting a control voltage source to the microprocessor, whose control voltage can be set between 0 and 100% by the Microprocessor the voltage values of those stored in it The control valve is proportionally assigned to the tappet of the valve in one Position is brought, the distance from its the closed position of the Position corresponding to the valve in percent of the maximum stroke of the same  set percentage voltage value of the control voltage source corresponds.

Bei dieser Schaltungsanordnung wird von der Erkenntnis ausgegangen, daß der maximal mögliche Hub des Arbeitskolbens bekannter Dehnkörper größer als der Weg ist, den der Stößel eines Ventils zwischen seiner Schließstellung einerseits und seiner Offenstellung andererseits zurücklegt. Die Länge dieses Weges des Stößels ist bekannt. Sie wird hier für die Hubbewegung des Arbeitskolbens des jeweiligen Dehnkörpers als maximaler Hub vorgegeben. Die maximale, von der Meßeinrichtung gelieferte Spannung entspricht diesem maximalen Hub des Arbeitskolbens des Dehnkörpers und damit dem Weg des Stößels des Ventils zwischen seinen beiden Endstellungen. Das Ventil kann nach Bildung und Speicherung der Regelstrecke durch den Mikroprozessor mittels einer an denselben angelegten Steuerspannung gezielt in jede zwischen den beiden Endstellungen liegende Position gebracht werden. Mit dem Wort "Mikroprozessor" soll jede intelligente elektronische Schaltung mit Speicherfunktion erfaßt sein. Solche Schaltungen werden beispielsweise auch als "Mikrocontroler" bezeichnet. Wenn das Ventil zum Durchlaß der maximal möglichen Menge eines strömenden Mediums voll geöffnet sein soll, wird dem Mikroprozessor die maximale Steuerspannung zugeführt, welche der maximalen Spannung der Regelstrecke entspricht. Soll der Stößel des Ventils zur Reduzierung der Menge des strömenden Mediums beispielsweise nur die Hälfte seines Maximalhubs zurücklegen, dann beträgt die Steuerspannung nur 50% ihres Maximalwerts. Das gilt analog für jeden anderen prozentualen Wert von Steuerspannung und Maximalhub.This circuit arrangement is based on the knowledge that the maximum possible stroke of the working piston known expansion body larger than that Is gone, the tappet of a valve between its closed position on the one hand and, on the other hand, his open position. The length of this path of the Stößels is known. It is used here for the stroke of the working piston given expansion body as the maximum stroke. The maximum of which The voltage supplied by the measuring device corresponds to this maximum stroke of the Working piston of the expansion body and thus the path of the tappet of the valve between its two end positions. The valve can after education and Storage of the controlled system by the microprocessor using one of the same applied control voltage specifically in each between the two end positions position. With the word "microprocessor" everyone should intelligent electronic circuit with memory function. Such Circuits are also referred to as "microcontrollers", for example. If the valve for passage of the maximum possible amount of a flowing Medium should be fully open, the microprocessor will be the maximum Control voltage supplied, which is the maximum voltage of the controlled system corresponds. The valve tappet is designed to reduce the amount of flowing Medium, for example, only cover half of its maximum stroke, then the control voltage is only 50% of its maximum value. The same applies to any other percentage of control voltage and maximum stroke.

Jede durch die Steuerspannung einstellbare Stellung des Stößels des Ventils kann bei dieser Schaltungsanordnung sehr genau eingehalten werden. Wenn der Arbeitskolben infolge Abkühlung des Dehnkörpers entgegen einer vorangehenden Hubbewegung zurückbewegt wird, dann wird der Widerstand jeweils wieder eingeschaltet, und zwar so lange, bis der Arbeitskolben seine der jeweiligen Hubbegrenzung entsprechende Position wieder erreicht hat. Zur Einhaltung dieser Position wird der Widerstand also im Wechsel von der Spannungsquelle getrennt und wieder mit derselben verbunden. Any position of the valve tappet that can be adjusted by the control voltage can be adhered to very precisely with this circuit arrangement. If the Working piston due to cooling of the expansion body against a previous one Stroke movement is moved back, then the resistance in each case again switched on, until the working piston is the same as the respective one Stroke limit has reached the corresponding position again. To comply with this Position, the resistance is alternately separated from the voltage source and reconnected to it.  

Durch die Begrenzung des Hubes des vom Dehnkörper bewegten Arbeitskolbens kann der Energieaufwand für die Einstellung eines Ventils wesentlich verringert werden. Wenn der Arbeitskolben des Dehnkörpers seinen eingestellten maximalen Hub ausgeführt hat, bei dem das zu betätigende Ventil voll geöffnet ist, wird die Stromzufuhr an den Widerstand unterbrochen. Es findet dann, bis auf einen Ruhestrom der Schaltungsanordnung, kein Energieverbrauch mehr statt. Neben dem verminderten Energieaufwand ergibt sich bei Einsatz dieser Schaltungsanordnung auch eine wesentlich niedrigere Erwärmung des Dehnkörpers. Das führt nicht nur zu einer erhöhten Lebensdauer desselben, sondern insgesamt auch zu einer schnelleren Reaktion der ganzen Anordnung. Wenn ein Ventil beispielsweise geschlossen werden soll, wird die Stromzufuhr an den Widerstand unterbrochen. Der Stößel des Ventils gelangt dann sehr schnell in die Schließstellung, da erstens der Arbeitskolben des Dehnkörpers nur einen durch die Hubbegrenzung bedingten kurzen Weg zurücklegen muß und weil zweitens der Dehnkörper wegen seiner geringeren Erwärmung schnell abkühlt.By limiting the stroke of the working piston moved by the expansion body can significantly reduce the energy required to adjust a valve become. When the working piston of the expansion body reaches its set maximum Has executed stroke, in which the valve to be actuated is fully opened, the Power supply to the resistor interrupted. It then takes place, except for one Quiescent current of the circuit arrangement, no more energy consumption instead. Next the reduced energy expenditure results when using this Circuit arrangement also a much lower heating of the Expansion body. This not only increases its lifespan, but overall also to a faster response of the whole arrangement. For example, if a valve is to be closed, the power supply is turned on interrupted the resistance. The valve tappet then gets in very quickly the closed position, because firstly the working piston of the expansion body only through one the stroke limitation must travel short distance and second because of Expansion body cools down quickly due to its lower heating.

Die Schaltungsanordnung nach der Erfindung wird anhand der Zeichnungen als Ausführungsbeispiel erläutert.The circuit arrangement according to the invention is shown in the drawings as Exemplary embodiment explained.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine Schaltungsanordnung nach der Erfindung als Blockschaltbild. Fig. 1 shows a circuit arrangement according to the invention as a block diagram.

Fig. 2 und 3 eine mit der Schaltungsanordnung arbeitende Anordnung im Schnitt und als Draufsicht in schematischer Darstellung. Fig. 2 and 3 operating with the circuit arrangement in section and in plan view in schematic illustration.

Fig. 4 eine in der Schaltungsanordnung einsetzbare opto/elektrische Einheit. Zentrales Element der Schaltungsanordnung ist ein intelligentes elektronisches Schaltungsteil mit Speicherfunktion, ein Mikroprozessor 1. Er wird aus einer Spannungsquelle 2, die beispielsweise eine Wechselspannung von 24 V liefert, über ein Netzteil 3 gespeist, an dessen Ausgang beispielweise 5 V Gleichspannung zur Verfügung stehen. An den Mikroprozessor 1 sind außerdem eine Meßeinrichtung 4, eine Steuerspannungsquelle 5 und ein Schalter 6 angeschlossen. Fig. 4 shows a circuit arrangement which can be used in the opto / electrical unit. The central element of the circuit arrangement is an intelligent electronic circuit part with a memory function, a microprocessor 1 . It is fed from a voltage source 2 , which, for example, supplies an AC voltage of 24 V, via a power supply unit 3 , for example 5 V DC voltage is available at its output. A measuring device 4 , a control voltage source 5 and a switch 6 are also connected to the microprocessor 1 .

Mit der Schaltungsanordnung kann eine Vorrichtung 7 gesteuert werden, wie sie prinzipiell aus Fig. 2 hervorgeht. Die Vorrichtung 7 wird auf ein nur schematisch angedeutetes Ventil 8 aufgesetzt. Das Ventil 8 hat einen Stößel 9, der unter der Wirkung einer der Einfachheit halber nicht mit dargestellten Ventilfeder steht und in Richtung des Doppelpfeiles 10 zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung verstellbar ist. Der Stutzen des Ventils 8 ist beispielsweise mit einem Gewinde ausgerüstet, auf welches ein Halter 11 aufgeschraubt werden kann. Der beispielsweise aus Kunststoff bestehende Halter 11 dient zur Festlegung eines Gehäuses 12 der Vorrichtung 7 am Ventil 8. Dazu können im Gehäuse 12 beispielsweise federnd einrastende Haken angebracht sein, die in Montageposition in Ausnehmungen 13 und 14 des Halters 11 eingreifen. Das Gehäuse 12 kann aber auch auf andere Art und Weise am Ventil 8 befestigt werden, beispielsweise mittels einer Überwurfmutter.A device 7 can be controlled with the circuit arrangement, as can be seen in principle from FIG. 2. The device 7 is placed on a valve 8 , which is only indicated schematically. The valve 8 has a tappet 9 , which is under the action of a valve spring (not shown for the sake of simplicity) and is adjustable in the direction of the double arrow 10 between an open position and a closed position. The nozzle of the valve 8 is equipped, for example, with a thread onto which a holder 11 can be screwed. The holder 11 , for example made of plastic, is used to fix a housing 12 of the device 7 on the valve 8 . For this purpose, resiliently engaging hooks can be attached in the housing 12 , which engage in recesses 13 and 14 of the holder 11 in the mounting position. The housing 12 can also be attached to the valve 8 in a different manner, for example by means of a union nut.

Die Vorrichtung 7 selbst besteht - ohne Gehäuse 12 und Halter 11 - aus einem temperaturabhängigen Dehnkörper 15, einem topfartigen Stellglied 16 und einer Druckfeder 17. Der Dehnkörper 15 hat einen Arbeitskolben 18. Am Dehnkörper 15 ist außerdem ein als Heizelement dienender elektrischer Widerstand 19 angebracht, der über eine elektrische Leitung 20 und einen elektrischen Kontakt 21 an die Spannungsquelle 2 anschließbar ist.The device 7 itself - without the housing 12 and holder 11 - consists of a temperature-dependent expansion body 15 , a pot-like actuator 16 and a compression spring 17 . The expansion body 15 has a working piston 18th An electrical resistor 19 serving as a heating element is also attached to the expansion body 15 and can be connected to the voltage source 2 via an electrical line 20 and an electrical contact 21 .

Die Schaltungsanordnung nach den Fig. 1 und 2 arbeitet beispielsweise wie folgt:
Der maximale Hub des Arbeitskolbens 18 des Dehnkörpers 15 wird vorgegeben. Er entspricht dem Weg des Stößels 9 zwischen der Schließstellung und der Offenstellung des Ventils 8. Dieser maximale Hub soll beispielsweise 3 mm betragen. Die Bewegung des Arbeitskolbens 18 wird von der Meßeinrichtung 4 überwacht, die dazu im dargestellten Ausführungsbeispiel mit dem Stellglied 16 gekoppelt ist. Am Ausgang der Meßeinrichtung 4 liegt eine elektrische Spannung an, die von der Position des Stellglieds 16 abhängt und sich bei einer Bewegung desselben ändert. Sobald der Schalter 6 geschlossen ist, wird der Widerstand 19 erwärmt. Der Dehnkörper 15 dehnt sich aus, wodurch sein Arbeitskolben 18 aus demselben herausgedrückt wird. Er nimmt das Stellglied 16 in Richtung des Pfeiles 22 mit. Dadurch wird die Druckfeder 17 zusammengedrückt. Der Stößel 9 wird entlastet, so daß das Ventil 8 durch seine Ventilfeder geöffnet wird. Wenn der Arbeitskolben 18 des Dehnkörpers 15 seinen maximalen, vorgegebenen Hub zurückgelegt hat, wird die Stromzufuhr an den Widerstand 19 abgeschaltet. Der Stößel 9 des Ventils 8 befindet sich dann in der Offenstellung desselben mit maximaler Durchflußmenge des strömenden Mediums. Die zu diesem Zeitpunkt von der Meßeinrichtung 4 gelieferte Spannung ist die maximal mögliche Spannung für den vorgegebenen Hub des Arbeitskolbens 18. Dieser Spannungswert wird vom Mikroprozessor 1 als Maximalwert gespeichert.The circuit arrangement according to FIGS. 1 and 2 works, for example, as follows:
The maximum stroke of the working piston 18 of the expansion body 15 is specified. It corresponds to the path of the tappet 9 between the closed position and the open position of the valve 8 . This maximum stroke should be 3 mm, for example. The movement of the working piston 18 is monitored by the measuring device 4 , which is coupled to the actuator 16 in the exemplary embodiment shown. An electrical voltage is present at the output of the measuring device 4 , which voltage depends on the position of the actuator 16 and changes when the latter is moved. As soon as the switch 6 is closed, the resistor 19 is heated. The expansion body 15 expands, whereby its working piston 18 is pressed out of the same. He takes the actuator 16 in the direction of arrow 22 . As a result, the compression spring 17 is compressed. The plunger 9 is relieved, so that the valve 8 is opened by its valve spring. When the working piston 18 of the expansion body 15 has traveled its maximum, predetermined stroke, the current supply to the resistor 19 is switched off. The plunger 9 of the valve 8 is then in its open position with the maximum flow rate of the flowing medium. The voltage supplied by the measuring device 4 at this time is the maximum possible voltage for the predetermined stroke of the working piston 18 . This voltage value is stored by the microprocessor 1 as the maximum value.

Wenn der Arbeitskolben 18 des Dehnkörpers 15 seinen maximalen Hub durchgeführt hat, wird der Schalter 6 durch den Mikroprozessor 1 geöffnet. Dadurch wird der Widerstand 19 von der Spannungsquelle 2 getrennt. Der Dehnkörper 15 kühlt ab und Arbeitskolben 18 sowie Stellglied 16 gehen in ihre Ausgangsposition zurück. Diese ist erreicht, wenn das Ventil 8 sich wieder in seiner Schließstellung befindet. Die von der Meßeinrichtung 4 gelieferte Spannung ändert sich dann nicht mehr. Sie bleibt auf dem in dieser Position gemessenen Wert stehen. Dieser Spannungswert wird vom Mikroprozessor 1 als Minimalwert gespeichert. Zwischen dem oben erläuterten Maximalwert der von der Meßeinrichtung 4 gelieferten Spannung und ihrem Minimalwert liegt eine im Mikroprozessor 1 gespeicherte, unterschiedlichen Spannungswerten entsprechende Regelstrecke, mittels derer die Position des Stößels 9 des Ventils 8 zwischen dessen Schließstellung und Offenstellung beliebig eingestellt werden kann.When the working piston 18 of the expansion body 15 has performed its maximum stroke, the switch 6 is opened by the microprocessor 1 . Thereby, the resistor 19 is separated from the voltage source 2 . The expansion body 15 cools and the working piston 18 and actuator 16 return to their starting position. This is achieved when the valve 8 is again in its closed position. The voltage supplied by the measuring device 4 then no longer changes. It remains at the value measured in this position. This voltage value is stored by the microprocessor 1 as a minimum value. Between the above-explained maximum value of the voltage supplied by the measuring device 4 and its minimum value there is a control system, corresponding to different voltage values and stored in the microprocessor 1 , by means of which the position of the plunger 9 of the valve 8 between its closed position and open position can be set as desired.

Dazu kann die Steuerspannungsquelle 5 verwendet werden, die eine zwischen 0 und 100% liegende Steuerspannung zur Verfügung stellen kann. Handelsübliche Steuerspannungsquellen liefern beispielsweise eine zwischen 0 V und 10 V liegende Gleichspannung. Die Steuerspannung wird vom Mikroprozessor 1 nach Anschluß der Steuerspannungsquelle 5 den Spannungswerten der Regelstrecke proportional zugeordnet. Den 10 V (100%) der Steuerspannungsquelle 5 entspricht also der Maximalwert der Regelstrecke, während die 0 V dem Minimalwert derselben zugeordnet sein können. Wenn das Ventil 8 für eine maximale Durchflußmenge eines Mediums voll geöffnet sein soll, liefert die Steuerspannungsquelle 5 also eine Steuerspannung von 10 V. Wenn der Stößel 9 zur Reduzierung der Durchflußmenge des Mediums beispielsweise nur 50% seines Stellweges zurücklegen soll, wird dem Mikroprozessor 1 eine Steuerspannung von 5 V zugeführt.For this purpose, the control voltage source 5 can be used, which can provide a control voltage between 0 and 100%. Commercially available control voltage sources, for example, supply a DC voltage between 0 V and 10 V. After the control voltage source 5 has been connected, the control voltage is proportionally assigned to the voltage values of the controlled system by the microprocessor 1 . The 10 V (100%) of the control voltage source 5 thus corresponds to the maximum value of the controlled system, while the 0 V can be assigned to the minimum value thereof. If the valve 8 is to be fully open for a maximum flow rate of a medium, the control voltage source 5 thus delivers a control voltage of 10 V. If the plunger 9 is to cover only 50% of its travel range for reducing the flow rate of the medium, the microprocessor 1 becomes one Control voltage of 5 V supplied.

Die Steuerspannungsquelle 5 kann beispielsweise zentral in einem Heizkreisverteiler angeordnet sein. Die Steuerspannung kann von Hand oder automatisch, beispielsweise durch einen Raumthermostat, eingestellt werden.The control voltage source 5 can, for example, be arranged centrally in a heating circuit distributor. The control voltage can be set manually or automatically, for example by a room thermostat.

Als Schalter 6 eignet sich beispielsweise ein Triac. Zu seiner Betätigung ist der Einsatz einer Sonde sinnvoll, welche jeweils den Nulldurchgang der speisenden Wechselspannung feststellt und sicherstellt, daß der Triac im Nulldurchgang geschaltet wird.A triac is suitable as switch 6 , for example. To operate it, it makes sense to use a probe, which detects the zero crossing of the supplying AC voltage and ensures that the triac is switched at the zero crossing.

Die Meßeinrichtung 4 ist gemäß Fig. 4 vorzugsweise eine gestrichelt umrandete opto/elektrische Einheit mit zwei Fotostrecken F1 und F2. Teile dieser Einheit können mit dem Stellglied 16 der Vorrichtung 7 verbunden sein. Andere Teile derselben können an deren Gehäuse 12 angebracht sein.The measuring device 4 is in accordance with Fig. 4 is preferably a dashed circled opto / electrical unit with two photo series F1 and F2. Parts of this unit can be connected to the actuator 16 of the device 7 . Other parts of the same can be attached to the housing 12 thereof.

Die Fotostrecke F1 weist einen optischen Sender 23 und einen optischen Empfänger 24 auf. Der Sender 23 kann eine Leuchtdiode sein, während es sich beim Empfänger 24 um einen Phototransistor handeln kann. Beide Teile sind feststehend mit dem Gehäuse 12 der Vorrichtung 7 verbunden. In den Bereich zwischen Sender 23 und Empfänger 24 ragt ein Schwert 25 hinein, daß am Stellglied 16 angebracht und in Richtung des Doppelpfeils 26 bewegbar ist. Die Lichtstrecke zwischen Sender 23 und Empfänger 24 ist unterbrochen, wenn das Schwert 25 sich zwischen beiden Teilen befindet.The photo section F1 has an optical transmitter 23 and an optical receiver 24 . The transmitter 23 can be a light-emitting diode, while the receiver 24 can be a phototransistor. Both parts are fixedly connected to the housing 12 of the device 7 . A sword 25 protrudes into the area between transmitter 23 and receiver 24 , which is attached to actuator 16 and can be moved in the direction of double arrow 26 . The light path between transmitter 23 and receiver 24 is interrupted when the sword 25 is between the two parts.

Die Fotostrecke F2 besteht aus einem optischen Sender 27 (Leuchtdiode) und einem optischen Empfänger 28 (Phototransistor), zwischen denen eine lichtundurchlässige Barriere 29 angebracht ist. Diese Teile sind wieder feststehend mit dem Gehäuse 12 der Vorrichtung 7 verbunden. Zur Fotostrecke F2 gehört auch ein Reflektor 30, der ebenso wie das Schwert 25 mit dem Stellglied 16 verbunden und damit in Richtung des Doppelpfeils 26 bewegbar ist. Das Schwert 25 ist vorzugsweise am Reflektor 30 angebracht. Das vom Sender 27 ausgesandte Licht wird vom Reflektor 30 reflektiert und fällt dann auf den Empfänger 28.The photo section F2 consists of an optical transmitter 27 (light-emitting diode) and an optical receiver 28 (phototransistor), between which an opaque barrier 29 is attached. These parts are again fixedly connected to the housing 12 of the device 7 . The photo series F2 also includes a reflector 30 which, like the sword 25, is connected to the actuator 16 and can thus be moved in the direction of the double arrow 26 . The sword 25 is preferably attached to the reflector 30 . The light emitted by the transmitter 27 is reflected by the reflector 30 and then falls on the receiver 28 .

Die Schaltungsanordnung nach der Erfindung arbeitet mit einer Einheit nach Fig. 4 wie folgt:
Das Schwert 25 befindet sich in der Ausgangsstellung zwischen dem Sender 23 und dem Empfänger 24. Der Dehnkörper 15 dehnt sich - wie bereits erwähnt - bei Einschaltung der Spannungsquelle 2 aus. Das dadurch bewegte Stellglied 16 nimmt den Reflektor 30 und damit auch das Schwert 25 mit. Wenn das Schwert 25 dabei aus dem Bereich von Sender 23 und Empfänger 24 herausgelangt, empfängt der Empfänger 24 deutlich mehr Licht. Er erzeugt dadurch an seinen Anschlüssen eine deutlich höhere, am Mikroprozessor 1 anliegende Spannung. Dadurch erkennt der Mikroprozessor 1, daß der Arbeitskolben 18 seinen maximalen Hub ausgeführt hat. Er öffnet den Schalter 6, so daß der Widerstand 19 von der Spannungsquelle 2 abgetrennt wird. Gleichzeitig wird die zu diesem Zeitpunkt am Empfänger 28 der Fotostrecke F2 anstehende Spannung als Maximalwert der vom Mikroprozessor 1 zu bildenden Regelstrecke in demselben abgespeichert.The circuit arrangement according to the invention works with a unit according to FIG. 4 as follows:
The sword 25 is in the starting position between the transmitter 23 and the receiver 24 . As already mentioned, the expansion body 15 expands when the voltage source 2 is switched on. The actuator 16 moved thereby takes the reflector 30 and thus also the sword 25 with it. If the sword 25 comes out of the range of transmitter 23 and receiver 24 , the receiver 24 receives significantly more light. As a result, it generates a significantly higher voltage at the microprocessor 1 at its connections. As a result, the microprocessor 1 recognizes that the working piston 18 has performed its maximum stroke. He opens the switch 6 so that the resistor 19 is disconnected from the voltage source 2 . At the same time, the voltage present at the receiver 28 of the photo section F2 is stored therein as the maximum value of the controlled section to be formed by the microprocessor 1 .

Beim jetzt folgenden Abkühlen des Dehnkörpers 15 wird das Stellglied 16 in seine Ausgangsstellung zurückbewegt. Dabei wird auch der Reflektor 30 mitgenommen, der näher an Sender 27 und Empfänger 28 der Fotostrecke F2 herangelangt. Die sich dabei ändernde Spannung am Ausgang des Empfängers 28 wird vom Mikroprozessor 1 kontrolliert. Wenn diese Spannung sich nicht mehr ändert, hat das Stellglied 16 seine Ausgangsposition erreicht. Sie entspricht der Schließstellung des Ventils 8. Die dabei am Ausgang des Empfängers 28 anstehende Spannung wird als Minimalwert der Regelstrecke im Mikroprozessor 1 gespeichert. When the expansion body 15 now cools, the actuator 16 is moved back into its starting position. In this case, the reflector 30 is also carried, which comes closer to the transmitter 27 and receiver 28 of the photo section F2. The changing voltage at the output of the receiver 28 is controlled by the microprocessor 1 . When this voltage no longer changes, the actuator 16 has reached its starting position. It corresponds to the closed position of valve 8 . The voltage present at the output of the receiver 28 is stored in the microprocessor 1 as the minimum value of the controlled system.

Maximalwert und Minimalwert der am Ausgang des Empfängers 28 anstehenden Spannung werden durch eine geeignete (inverse) Schaltung betragsmäßig also solche gebildet, obwohl die Intensität des auf den Empfänger 28 fallenden Lichts und damit die Höhe seiner Ausgangsspannung mit abnehmender Entfernung des Reflektors 30 zunehmen.The maximum value and minimum value of the voltage present at the output of the receiver 28 are formed by a suitable (inverse) circuit in terms of amount, although the intensity of the light falling on the receiver 28 and thus the level of its output voltage increase with the distance of the reflector 30 .

Die geschilderte Funktionsweise der Schaltungsanordnung nach Fig. 1, insbesondere in Verbindung mit Fig. 4, gilt jedesmal, wenn eine entsprechend ausgerüstete Vorrichtung 7 auf ein Ventil 8 aufgesetzt und an die Spannungsquelle 2 angeschlossen wird. Der Aufbau und die Charakteristik des jeweiligen Ventils sind dabei nicht von Bedeutung. Die Vorrichtung 7 lernt mit dieser Schaltungsanordnung jeweils das Ventil kennen und der Mikroprozessor 1 bildet eine für das jeweilige Ventil individuelle Regelstrecke.The described operation of the circuit arrangement of FIG. 1, in particular in connection with FIG. 4, applies each time a correspondingly equipped device 7 attached to a valve 8 and is connected to the power source 2. The structure and characteristics of the respective valve are not important. With this circuit arrangement, the device 7 gets to know the valve and the microprocessor 1 forms an individual controlled system for the respective valve.

Zur Berücksichtigung von eventuellen temperaturbedingten Änderungen und Schmutzablagerungen an bzw. in den Fotostrecken F1 und F2 kann der geschilderte Kalibriervorgang jederzeit wiederholt werden. Der Mikroprozessor 1 bildet dann gegebenenfalls eine neue Regelstrecke.In order to take into account possible temperature-related changes and dirt deposits on or in the photo sections F1 and F2, the described calibration process can be repeated at any time. The microprocessor 1 then optionally forms a new controlled system.

Claims (3)

1. Schaltungsanordnung zur Einstellung der Position des Stößels eines Ventils, auf den eine Ventilfeder einwirkt und der zwischen zwei Endstellungen in axialer Richtung verstellbar ist, wobei zur Verstellung des Stößels ein mit einem in seiner Achsrichtung bewegbaren Arbeitskolben ausgerüsteter, temperaturabhängiger Dehnkörper am Ventil befestigt ist, der durch einen an eine Spannungsquelle anschließbaren, elektrischen Widerstand beheizbar ist und dem ein an der Stirnseite des Stößels anliegendes Stellglied zugeordnet ist, auf welches eine Druckfeder einwirkt, welche das Ventil bei nicht beheiztem Widerstand entgegen der Wirkung der Ventilfeder geschlossen hält und welche bei beheiztem, sich ausdehnendem Dehnkörper durch das dabei von demselben bewegte Stellglied zusammengedrückt wird, so daß das Ventil durch die Ventilfeder geöffnet wird, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß zwischen dem Widerstand (19) und der Spannungsquelle (2) ein durch einen Mikroprozessor (1) zu betätigender, elektrischer Schalter (6) angeordnet ist,
  • - daß an den Mikroprozessor (1) eine mit dem Stellglied (16) gekoppelte Meßeinrichtung (4) angeschlossen ist, die von der Position des Stellgliedes (16) abhängige elektrische Spannungswerte an den Mikroprozessor (1) liefert, aus denen vom Mikroprozessor (1) eine zwischen einer der Schließstellung des Ventils (8) entsprechenden minimalen Spannung und einer einem vorgegebenen, maximalen Hub des Stößels (9), bei welchem das Ventil (8) voll geöffnet ist, entsprechenden maximalen Spannung liegende Regelstrecke gebildet und gespeichert wird, und
  • - daß beim Anschließen einer Steuerspannungsquelle (5) an den Mikroprozessor (1), deren zwischen 0 und 100% einstellbare Steuerspannung durch den Mikroprozessor (1) den Spannungswerten der in demselben gespeicherten Regelstecke proportional zugeordnet werden, der Stößel (9) des Ventils (8) in eine Position gebracht wird, deren Entfernung von seiner der Schließstellung des Ventils (8) entsprechenden Position in Prozent vom maximalen Hub desselben dem eingestellten prozentualen Spannungswert der Steuerspannungsquelle (5) entspricht.
1.circuit arrangement for adjusting the position of the tappet of a valve, on which a valve spring acts and which is adjustable between two end positions in the axial direction, with a temperature-dependent expansion body equipped with a working piston movable in its axial direction being attached to the valve to adjust the tappet, which can be heated by an electrical resistor which can be connected to a voltage source and which is assigned an actuator which bears against the end face of the plunger, on which acts a compression spring which keeps the valve closed against the action of the valve spring when the resistor is not heated and which when the resistor is heated expanding body is compressed by the actuator moved thereby by the same, so that the valve is opened by the valve spring, characterized in that
  • - That between the resistor ( 19 ) and the voltage source ( 2 ) is arranged by a microprocessor ( 1 ) to be operated, electrical switch ( 6 ),
  • - That to the microprocessor ( 1 ) with the actuator ( 16 ) coupled measuring device ( 4 ) is connected, which supplies dependent on the position of the actuator ( 16 ) electrical voltage values to the microprocessor ( 1 ), from which the microprocessor ( 1 ) a control system is formed and stored between a minimum voltage corresponding to the closed position of the valve ( 8 ) and a maximum voltage corresponding to a predetermined maximum stroke of the tappet ( 9 ), in which the valve ( 8 ) is fully open, and
  • - That when connecting a control voltage source ( 5 ) to the microprocessor ( 1 ), whose between 0 and 100% adjustable control voltage by the microprocessor ( 1 ) is proportionally assigned to the voltage values of the control path stored in the same, the plunger ( 9 ) of the valve ( 8 ) is brought into a position whose distance from its position corresponding to the closed position of the valve ( 8 ) in percent of its maximum stroke corresponds to the set percentage voltage value of the control voltage source ( 5 ).
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßeinrichtung (4) eine opto/elektrische Einheit verwendet wird.2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that an opto / electrical unit is used as the measuring device ( 4 ). 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß eine opto/elektrische Einheit mit zwei Fotostrecken (F1, F2) verwendet wird, von denen jede einen optischen Sender (23, 27) und einen optischen Empfänger (24, 28) hat,
  • - daß zwischen Sender (23) und Empfänger (24) der einen Fotostrecke (F1) ein mit dem Stellglied (16) verbundenes Schwert (25) bewegbar angeordnet ist und
  • - daß das vom Sender (27) der anderen Fotostrecke (F2) ausgehendes Licht dem Empfänger (28) derselben über einen Reflektor (30) zugeführt wird, der an das Stellglied (16) gekoppelt ist und dessen Position relativ zu den feststehenden Teilen Sender (27) und Empfänger (28) veränderbar ist.
3. Circuit arrangement according to claim 2, characterized in that
  • - That an opto / electrical unit with two photo sections (F1, F2) is used, each of which has an optical transmitter ( 23 , 27 ) and an optical receiver ( 24 , 28 ),
  • - That between the transmitter ( 23 ) and receiver ( 24 ) of a photo gallery (F1) a with the actuator ( 16 ) connected sword ( 25 ) is movably arranged and
  • - That the light emitted by the transmitter ( 27 ) of the other photo gallery (F2) is fed to the receiver ( 28 ) of the same via a reflector ( 30 ) which is coupled to the actuator ( 16 ) and whose position is relative to the fixed parts of the transmitter ( 27 ) and receiver ( 28 ) is changeable.
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