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11Thermostatisches Radiatorventil" Die Erfindung betrifft ein thermostatisches
Radiatorventil mit einem Ventilunterteil und einem von diesem abnehmbaren Uhermostatoberteil,
bei dem ein Handrad einen insbesondere mit einer Feststoffüllung versehenen Thermostaten
umgibt und gegen die Kraft einer Feder auf eine Hülse aufgeschraubt ist, auf der
es zur Einstellung eines Regelbereiches des Uhermostaten um ein begrenztes Maß verdrehbar
und zur Einstellung weiterer Regelbereiche nach Lösen weiterverdrehbar und danach
wieder feststellbar ist.
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Thermostatische Radiatorventile mit Blüssigkeits- oder Beststofffüllungen
regeln innerhalb eines vorgegebenen Temperaturbereiches, beispielsweise in einem
Bereich von 40 C proportional.
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Dieser Bereich kann durch die Einstellung des Handrades verschoben
werden. In der Praxis genügt zumeist ein Bereich zwischen + 100 o und + 270 C. Dieser
gesamte Regelbereich ist in Ueilbereiche aufgeteilt, in denen durch eine festgelegte
Drehung des Handrades jeweils die Temperatur gewählt werden kann, welche
durch
den Thermostaten geregelt wird.
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Es ist wesentlich, daß thermostatische Radiatorventile sich hinsichtlich
ihrer Tröge, insbesondere ihrer Länge nicht wesentlich von einfachen Radiatorventilen
unterscheiden, damit sie bedarfsweise derartige Ventile ersetzen können. Trotz der
insbesondere in axialer Richtung beschränkten Länge des Ventil es sollen die mit
der Feder belasteten Teile des Thermostatoberteiles richtig beansprucht werden.
Dabei ist zu berücksichtigen, daß insbesondere die Hülse aus einem schwer wärmeleitenden
Kunststoff bestehen muß, um den Einfluß des Heizmediums auf den Thermostaten auszuschalten.
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Weitere Forderungen, die an ein geeignetes, thermostatisches Radiatorventil
zu stellen sind, werden weiter unten näher erläutert.-Es sind thermostatische Radiatorventile
mit Feststoffmeßwerk bekannt, bei denen das Thermostatventil abnehmbar ist und durch
eine Kappe mit einer Stellschraube ersetzt werden kann. Dadurch ergibt sich der
Vorteil, daß das empfindliche Thermostatoberteil erst nach Abschluß der Bauarbeiten
an einerHeizung eingesetzt zu werden braucht, das Heizungsventil aber während der
Bauarbeiten reguliert werden kann. Bei solchen Ventilen ist es erforderlich, im
Thermostatoberteil eine Feder vorzusehen, welche dort die Einzelteile unter Vorspannung
hält. Bei den bekannten Ventilen handelt es sich hierbei um die Überlastungsfeder
des Ventils.
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Ihr Zweck besteht darin, Beschädigungen oder Zerstörungen des Thermostaten
durch einen Nothub zu vermeiden, der beispielsweise bei direkter Sonneneinstrahlung
auf den ghermostaten ausgenutzt wird.
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Bei vielen bekannten thermostatischen Radiatorventilen wird bei der
Einstellung des Regelbereiches auf eine bestimmte Temperatur
die
Feder des Thermostatoberteils zwischen dem Handrad und der Hülse axial gespannt,
wobei sie durch die Verdrehung der Teile auf Torsion beansprucht wird. Da es sich
um eine Schraubenfeder handelt, ist diese Belastung der Feder ebenso wie die entsprechende
Belastung der verdrehbaren Teile ungünstig. Die änderung eines Regelbereiches erfordert
bei den vorbekannten thermostatischen Radiatorventilen außerdem, daß eine Stellschraube
gelöst wird, worauf das Handrad verdreht und erneut justiert werden muß.
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Der stechnische Aufwand ist hierbei verhältnismäßig groß, und die
Handhabung des Ventils wird dadurch kompliziert.
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Die Erfindung bezweckt insbesondere die Beseitigung dieser Nachteile
und hat sichmit diesem Ziel die Aufgabe gestellt, das Thermostatoberteil so auszubilden,
daß seine Teile, insbesondere die in ihm untergebrachte Feder ausschließlich axial
belastet werden.
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Erfindungsgemäß ist zur Lösung dieser Aufgabe vorgesehen, daß die
Hülse zwei axial verschiebliche, unverdrehbare Abschnitte aufweist, zwischen denen
die Feder eingespannt ist, wobei der untere Abschnitt das Gegengewinde für das Handrad
trägt und als Führungshülse für das Ventilunterteil dient, während der obere Abschnitt
als Tragkörper für den Thermostaten ausgebildet ist und sich in einer Haube abstützt,
welche zur Lagerung des Handrades und zur Einstellung des ersten Regelbereiches
dient, wobei das Handrad zur Wahl weiterer Regelbereiche in von seinem Lager auf
der Haube durch Zusammendrücken der Feder abhebbar ist.
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Die Aufteilung der Hülse in zwei axial unverdrehbare Abschnitte ermöglicht
die Abstützung der bei Verdrehung des Handrades auftretenden
Torsionen
auf der Hülse bzw. in der Haube, so daß die Feder nur mit axialen Kräften belastet
ist. Ein Teilbereich des gesamten Regelbereiches wird durch Verdrehung des Handrades
eingestellt. Da das Handrad von seinem Haubenlager gegen die Kraft der Feder abhebbar
ist, läßt sich die Änderung eines eilbereiches durch bloße Formgebung bestimmter
Teile erzielen, so daß durch besondere Justierschrauben entfallen. Hierdurch unWdie
rein axiale Belastung der Teile ergibt sich die Möglichkeit einer guten Raumausnutzung,
so daß das erfindungsgemäße thermostatische Radiatorventil keine größeren Abmessungen
als die üblichen Heizungsventile ohne Regeleinricht8ng aufweist.
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Es ist besonders wesentlich, die gleichen Ventile einzusetzen, wenn
mit losem Fühler statt mit dem üblicherweise in derartigen Ventilen vorgesehenen
festen Fuhlelliement gearbeitet werden muß.
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Diese Notwendigkeit ergibt sich, wenn das Ventil beispielsweise hinter
einem Heizkörper angeordnet und daher dem unmittelbaren Einfluß der Raumtemperatur
entzogen ist. Der Fühler liegt dann außerhalb des Ventils und ist über eine Leitung
mit dem Oberteil verbunden.
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Erfindungsgemäß werden zu diesem Zweck die Außengewindegänge der Führungshülse
und/oder der hieran anschließende äußere Bereich der Hülsenwand mit einer oder mehreren
axialen Ausnehmungen zur Aufnahme einer Zuleitung zu einem losen Fühler des Thermostaten
versehen.
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Diese Möglichkeit beruht auf der fl Axialverschiebung der beiden Teile
der Führungshülse, wodurch ein Abdrehen der Zuleitung zu dem losen Fühler beim Verstellen
des Handrades ausgeschlossen wird.
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Bei dem erfindungsgemäßen Radiatorventil läßt sich das Außengewinde
der Führungshülse auf zwei Gewindesegmente reduzieren, die sich auf der Hülse gegenüberstehen.
Hierdurch wird eine weitere, starke Vereinfachung erzielt.
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Die Verdrehsicherung der beiden Abschnitte, in die die Hülse erfindungsgemäß
aufgeteilt wird, erfolgt durch eine oder mehrere axiale Rippen, die auf den Umfang
eines Hülsenabschnittes angeordnet sind und durch den Rippen entsprechende Schlitze
im anderen Abschnitt der Hülse. Dadurch wird außerdem eine gegenseitige axiale Führung
der Hülsenabschnitte erzielt. Diese Anordnung läßt sich mit Kunststoffteilen besonders
leicht verwirklichen.
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Da die Feder im Thermostatoberteil sämtliche Einzelteile unter axialer
Vorspannung hält, ergibt sich auch eine Vereinfachung des Problems, wie die Hülse
in der Haube gegen Verdrehungen gesichert werden kann. Erfindungsgemäß erfolgt dies
durch eine Zahnung und eine Gegenzahnung, die auf den sich aufeinander abstützenden
Flächen der Hülse und der Haube angebracht sind.
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Da sich auf diese Weise die Haube in dem Thermostatoberteil nicht
auf der Hülse drehen kann, genügt zur Sicherung des Handrades gegen Abdrehen von
der Hülse eine sehr einfache Vorrichtung.
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Diese besteht gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung aus einem
Vorsprung, der auf der Haube angebracht ist und einem mit diesem zusammenwirkenden
Nocken, der sich am Gegenlager der Haube befindet. Das Handrad läßt sich dann auf
dem Gegenlager der Haube um annähernd 3600 verdrehen, wbei der Vorsprung sich jeweils
am Ende und am Anfang der Drehung auf dem Nocken abstützt.
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Die Haube erhält zweckmäßig einen zylinderförmigen Abschnitt, der
an einem Flansch endet, der als Lager für das Handrad dient. Auf
diese
Weise kann durch Aufbringen eines axialen Druckes auf die Haube und entsprechende
Verschiebung der Haube im Handrad der Vorsprung den Nocken überspringen, wodurch
ein weiterer Regelbereich eingestellt wird.
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Der Flansch erhält zweckmäßig mehrere Durchbrechungen, zwischen denen
Zahnlücken gebildet werden; für diese Lücken ist im Handrad eine Feststellschraube
vorgesehen. Wenn die Schraube, die als Madenschraube ausgebildet wird, damit sie
nicht von Unbefugten betätigt werden kann, in eine der Lücken gedreht wird, ist
eine weitere Verdrehung des Handrades auf dem Flansch ausgeschlossen. Dadurch wird
die Einstellung des Regelbereiches blockiert, was bei manchen Modellen erwünscht
ist.
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Der Zylinderabschnitt der Haube geht bei einer bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Radiatorventiles in einem aus dem Handrad nach außen vorstehenden
konischen Abschnitt über.
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Auf diesem Abschnitt wird zweckmäßig eine Markierung angebracht, die
zusammen mit auf der Stirnseite des Handrades angeordneten Ziffern den jeweils eingestellten
Regelbereich wiedergibt. Die Haube hat außerdem zweckmäßig eine Ausnehmung für den
Durchtritt des Fühlers.
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Innerhalb des Proportionalitätsbereiches bestimmt eine Vergleichsfeder
die jeweilige Öffnung des eigentlichen Ventils, das im Ventilunterteil untergebracht
ist. Bei bekannten thermostatischen Radiatorventilen ist die den Nothub bei Überlastungen
sichernde Uberlastungsfeder des Ventils axial hinter der Vergleichsfeder und so
angeordnet, daß sich der Thermostat mit jeweils einem seiner beiden Enden auf einer
dieser Federn abstützt.
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Dadurch ergibt sich aber der Nachteil, daß die Federn unterschiedliche
Abmessungen benötigen. Außerdem entsteht bei dieser
Anordnung der
Nachteil, daß sich zunächst der Federweg der Vergleichsfeder erschöpft und sich
dann die Schließkraft des Ventils auf die Kraft der Uberlastungsfeder reduziert.
Da es aber andererseits im Interesse einer einwandfreien Funktion des Ventils liegt,
daß die Schließkraft bei geschlossenem Ventil anwächst, ist diese Federanordnung
ungünstig.
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Zur Beseitigung dieses Nachteils, insbesondere an thermostatischen
Radiatorventilen mit einem IChermostatoberteil, wie es oben beschrieben worden ist,
löst die Erfindung das Problem, wie mit Hilfe der beiden Federn anwachsende Schließkräfte
erzeugt werden können.
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Das erfolgt erfindungsgemäß dadurch4 daß die Überlastungsfeder und
die Vergleichsfeder koaxial angeordnet sind und die Ventilspindel von einer zweiteiligen
Hülse gebildet wird, deren beide Teile axial mit der Uberlastungsfeder außen vorgespannt
sind.
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In der Vergleichsfeder sind der Arbeitshub des Thermostaten und ein
Sicherheitshub gespeichert. Infolge der kYeiteiligkeit der Hülse steht bei geschlossener
Armatur und Erschöpfung des Regelbereiches der Hub der Überlastungsfeder zur Verfügung,
wobei sich die Federkraft zu der der Sicherheitsfeder addiert.
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Zweckmäßig wird einer der Hülsenteile mit einem Außenflansch zur Abstützung
der Vergleichsfeder und mit einem Deckel versehen, der außen ein Gegenlager für
einen Stößel,auf den der hermostat wie bekannt über ein Isolierstück wirkt, versehen.
Der Deckel trägt innen einen Zapfen zur Führung der innen liegenden Überlastungsfeder.
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Die Einzelheiten und weiteren Merkmale der Erfindung ergeben sich
aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeíspieles anhand der Figuren
in der Zeichnung; es zeigen Fig. 1 in Seitenansicht und im Schnitt ein thermostatisches
Radiatorventil gemäß der Erfindung mit losem Fühler, Fig. 2 in der mittleren Darstellung
in Ansicht sowie im oberen und unteren Teil jeweils in Draufsicht auf eines der
Enden den als Tragkörper dienenden oberen Abschnitt der Hülse, Fig. 3 in der oberen
Darstellung in Ansicht und in der unteren Darstellung in Draufsicht den als PUhrungshülse
für das Ventilunterteil dienenden unteren Abschnitt der Hülse, Fig. 4 die Haube
und zwar im unteren Teil in Ansicht und im oberen Teil in Draufsicht, sowie Fig.
5 das Handrad und zwar im oberen Teil in Ansicht und in der unteren Darstellung
in Draufsicht.
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Das in Fig. 1 wiedergegebene thermostatische Radiatorventil-hat ein
mit 1 bezeichnetes Ventilunterteil. Mit Hilfe einer tberwurlmutter 2, die auf einen
mit -Mußengewinde versehenen Teil 3 des Ventilunterteils aufgeschraubt wird, ist
ein allgemein mit 4 bezeichnetes Thermostatoberteil lösbar mit dem Unterteil 1 verbunden.
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Das Thermostatoberteil hat ein Handrad 5, das einen mit einer Feststoffüllung
versehenen Thermostaten 6 umgibt.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich der Fühler
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des Thermostaten außerhalb des Radätorventiles und ist über eine Leitung 8 mit dem
Meßwerk 6 verbunden. Das Prinzip derartiger Thermostaten ist bekannt. Es besteht
im wesentlichen darin, durch eine bei Temperaturänderungen eintretende Volumenänderung
der pastösen Füllung des Meßwertes einen Zapfen 9 zu betätigen, der über ein Isolierstück
10 auf einen Stößel 11 wirkt. Der Stößel ist mit zwei O-Ringen 12 bzw. 13 abgedichtet
und aus einem Gehäuse 14 des Ventilunterteils herausgeführt, das mit dem Körper
1 fest verschraubt ist. Dabei liegen ein Teil des Stößels 11, die beiden O-Ringe
12 und 13 sowie eine puhrungsbuchse 15, die zwischen den beiden Ò-Ringen angeordnet
ist, in einer mit Fett gefüllten Kammer 16 des Gehäuses 14.
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Der Stößel wirkt auf die allgemein mit 17 bezeichnete Ventilspindel,
die sich ihrerseits auf einer Vergleichsfeder 18 abstützt, in der der Arbeitshub
und ein Sicherheitshub gespeichert Ahd. Am Ende der Ventilspindel 17 sitzt das eigentliche
Ventil, nämlich ein Ventilteller 19, der sich bei geschlossenem Ventil auf einen
entsprechenden Sitz 20 im Gehäuse 1 auflegt.
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Die Überwurfmutter 2 kann sich auf einer Schrägfläche 21 der Hülse
frei drehen. Diese Hülse besteht aus zwei Abschnitten. Der untere Abschnitt 23 ist
in Fig. 3 dargestellt und trägt das Außengewinde für das Handrad 5. Dieses Außengewinde
besteht bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus zwei Gewindeseginenten 24
bzw. 25, die sich auf der Hülse 23 diametral gegenüberliegen.
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Der andere Abschnitt der Hülse ist mit 22 bezeichnet und in Fig.
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2 wiedergegeben. In ihm ist auf einer konischen Fläche 26 der Thermostat
6 gelagert. Die konische Fläche 26 besitzt zwei halbrunde Ausnehmungen 28 bzw. 29
zur Unterbringung des letzten Abschnittes 30 der Leitung 8, die zum Fühler 7 führt.
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Der obere Abschnitt hat zwei sich diametral gegenüberliegende axiale
Schlitze 31, 32, welche bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in den beiden
halbrunden Ausnehmungen 28, 29 enden. Die se Schlitze dienen zur Aufnahme von axialen
Rippen 33 bzw. 34, die auf der Innenseite 35 des unteren Abschnittes 23 der Hülse
angebracht sind. Dadurch sind die beiden Hülsenabschnitte 23 und 22 axial ineinander
geführt und gegen Verdrehung gesichert.
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Eine Schraubenfeder 37 stützt sich mit ihrem oberen Ende auf einem
ringförmigen Kragen 38 im oberen Hülsenabschnitt 2? und mit ihrem unteren Ende auf
einem ringförmigen Kragen 39 des unteren Hülsenabschnittes 23 ab.
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Axiale Schlitze 40, die um jeweils 60 Bogengrade versetzt angeordnet
sind, durchbrechen den unteren Abschnitt der Hülse 23 einschließlich des ringförmigen
Kragens 39. Dadurch ist dieser Abschnitt radial nachgiebig, wodurch sich die Überwurfmutter
auf diesem Abschnitt aufschieben läßt, bis sie auf der Schrägfläche 21 liegt.
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Der obere Abschnitt 22, der als Tragkörper für den Thermostaten 6
dient, stützt sich in einer Haube 42 ab, die in Fig. 4 wiedergegeben ist.
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Diese Haube dient zur Lagerung des Handrades. Sie hat einen zylindrischen
Abschnitt 43, der an einem Ringflansch 44 endet.
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Auf der Fläche 45 des Ringflansches 44 stützt sich das Handrad mit
einer Ringfläche 46 ab.
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Nachzutragen ist noch, daß die Außengewindegänge der Führungshülse
und/oder der hieran anschließende äußere Bereich der Hülsenwand mit einer oder mehreren
axialen Ausnehmungen 70, 71 zur Aufnahme i einer Leitung 8, 30 zu einem losen Fühler
7 des Thermostaten versehen ist.
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Der Ringflansch 44 hat gleichmäßig über seinen Umfang verteilt angeordnete
Durchbrechungen 47. In diese Durchbrechungen läßt sich eine Madenschraube 48 einschrauben,
die von der Oberseite des Handrades her zugänglich ist. Dadurch wird eine Verdrehung
des Handrades auf der Bläche 45 der Haube 42 ausgeschlossen.
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Der Ringflansch 44 hat außerdem einen radialen Vorsprung 49, der mit
einem Nocken 50 zusammenwirkt, welcher sich im Inneren des Handrades 4 befindet.
Durch Anschlag des Nockens 50 auf einer der beiden Seiten des Vorsprunges 49 wird
die Drehung des Handrades auf etwa 3600 begrenzt.
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Der zylindrische Teil 43 der Haube 42 geht in einen konischen Abschnitt.
51 über. Dieser steht bei fertig montiertem Thermostatoberteil aus der Stirnseite
durch eine entsprechende Ausnehmung 52 des Handrades nach außen vor. In der Stirnseite
53 der Haube befindet sich eine Ausnehmung 54, durch die ein Fühler des Thermostaten
6 nach außeforstehen kann.
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Die Haube trägt auf ihrer Innenseite eine Ringfläche iD, welche Ausnehmungnzur
Bildung einer Verzahnung aufweist, die allgemein mit 55 bezeichnet sind.
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Eine Gegenzahnung befindet sich auf der äußeren Stirnseite 56 des
oberen Hülsenabschnittes 22. Dort sind die Ausnehmungen mit 57 bezeichnet.
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Bringt man auf die Stirnseite 53 der Haube einen axialen Druck auf,
so läßt sich das Handrad 5 auf dem Äußengewinde 24, 25 des unteren Hülsenabschnittes
23 um mehr als 3600 verdrehen, weil der Vorsprung 49 von dem Nocken 50 übersprungen
wird. Dadurch läßt sich der Regelbereich ändern. Eine Justierung ist durch die Zahnung
55 und die Gegenzahnung 7 möglich.
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Das Unterteil des Ventils hat zwei koaxial angeordnete Federn.
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In der oben bereits erwähnten Vergleichsfeder 18 ist der Arbeitshub
des Thermostaten 6 sowie ein Sicherheitshub gespeichert.
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Koaxial zur Feder 18 ist im Inneren der hülsenförmigen Ventilspindel
eine Uberlastungsfeder 60 angebracht. Diese stützt sich auf einer zapfenförmigen
Führung 61 eines Deckels 62 ab, der eine Hülse 64 verschließt. Diese Hülse trägt
einen äußeren Flansch 67 als Widerlager für die Feder 18. Der Deckel ist mit dem
Flansch 63 vernietet. Seine Außenseite bildet das Widerlager für den oben beschriebenen
Stößel 11.
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In der Hülse 64 ist axial verschieblich eine weitere Hülse 65 gelagert,
welche zusammen mit der Hülse 6;4 die Ventilspindel 17 bildet. Durch die Überlastungsfeder
sind die beiden Hülsenteile axial nach aßen vorgespannt. Bei Erschöpfung des Regelbereiches
und des in der Feder 18 gespeicherten Sicherheitshubes läßt sich die Ventilspindel
gegen die Kraft der Überlastungsfeder axial verkürzen. Dabei addieren sich die Kräfte
beider Federn.
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Patentansprüche