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Bezeichnung: Te.rpera-urregler für Ventile oder dergleichen Unser
Zeichen: 243 pg 721 Die Erfindung betrifft einen Temperaturregler für Ventile oder
dergleichen mit einem Temperaturfühlers der mit einer Ausdehnungsflüssigkeit gefüllt
ist und über eine Leitung mit dem Arbeitsbalg des zu regelnden Ventils in Verbindung
steht. Die Erfindung betrifft hierbei in erster Linie ein sogenanntes Schließventil,
bei welchem das Schließglied des Ventils, z. B. ein Ventilteller, in der Weise beeinflußt
werden soll, daß bei steigender Temperatur am Fühler der Schließkörper des Ventils
eine Schließbewegung vollführt. Bei dieser Art von Ventilen ist eine Öffnungsfeder
vorgesehen, welche das Schließorgan entgegen der beschriebenen Regelwirkung des
Fühlers und des Arbeitsbalges in die Öffnungsstellung zu führen trachtet, so daß
sich im Fühlersystem ein sich aus Federkraft und Kolbenfläche des Arbeitsbalges
ergebender Druck aufbaut, wobei in der jeweiligen Stellung Federdruck und Kolbendruck
einander das Gleichgewicht halten und bei ansteigender Fühlertemperatur der Kolbendruck
derart ansteigt, daß die Bewegungswiderstände des Schließorgans und der übrigen
Teile überwunden werden, um den neuen Gleichgewichtszustand
zu
erreichen.
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Diese bekannten Temperaturregler für Schließventile haben den Nachteil,
daß be UndichXierden des Fühlersystems der Druck im System fehlt und infolgedessen
die Öffnungsfeder das Schließglied i die Ofrnungslage bringt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, hiergegen eine Sicherung zu schaffen
um zu erreichen, daß bei Undichtwerden des Flüssigkeitssystems das Schließglied
in die Schließlage geführt wird.
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Man hat zur Lösung dieser Aufgabe bereits vorgeschlagen, in Wirkrichtung
des Schließbalges und auf der dem Ventil abgelenen Seite dieses Balges einen weiteren
Balg vorzusehen, der einen größeren Kolbendurchmesser aufweist als der Schließbalg
und im gleichen Gehäuse wie dieser vorgesehen ist, daS demgemäß stufenförmig erweitert
sein muß (OS 2 031 633). Die Größe dieses Kolbens ist dabei so bemessen, daß durch
ihn eine Feder gespannt wird, die so stark ist, daß sie bei Undichtwerden des Fühlersystems
das Schließglied entgegen der Wirkung seiner Öffnungsfeder in die Schließlage drückt.
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Diese ausführung hat folgende Nachteile: Zum einen wird ein entsprechend
großer Hubraum für den Sicherungskolben erforderlich, so daß also das gesamte Fühlersystem
und insbesondere der Fühler selbst entsprechend groß ausgelegt werden müssen. Zum
anderen steht das Fühlersystem unter dem verhaltnismäßig hohen Druck der
Sicherungsfeder,
so daß dieses auch in dieser Hinsicht entsprechend stark ausgelegt werden muß. Zum
dritten ist es erforderlich, den Sicherungskolben und die Sicherungsfeder mit vergroßertem
Durchmesser vom Schließglied aus gesehen hinter dem Schließbalg und axial zu ihm
anzuordnen, was zwar durchaus möglich ist und sogar zweckmäßig sein kann, jedoch
eine andere Anordnung, die in anderen Fällen erforderlich oder wünschenswert sein
mag, d möglich macht. Außerdem wirkt sich diese Anordnung im Hinblick auf die Größe
des Sicherungskolbens nachteilig aus.
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Die Erfindung geht deshalb einen grundsätzlich anderen Weg zur Lösung
der Aufgabe. Sie geht nämlich nicht mehr von einem Temperaturregler für Schließventile
sondern im Gegensatz dazu von einem solchen für Öffnungsventile aus, bei welchem
also der Temperaturfühler auf einen Öffnungsbalg einwirkt, der bei ansteigender
Fühlertemperatur das Ventil aus seiner geschlossenen Lage in eine Öffnungslage überführt,
wobei das Schließglied dieser bekannten Ventilart über eine Schließfeder in die
Schließstellung geführt wird und gleichzeitig für das Entstehen des erforderlichen
Druckes im Fühlersystem sorgt.
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Gemäß der Erfindung soll ein solches Öffnungsventil in ein schließventil
umgewandelt werden, wobei die Sicherungsfunktion durch die Schließfeder des bekannten
Öffnungsventils sichergestellt sein soll.
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Dies gelingt gemäß der Erfindung durch einen vom gleichen Temperaturfühler
beaufschlagten
Schließbalg, der kraftschlüssig auf das Schließglied in Schließrichtung einwirkt
sowie durch eine seiner Vorschub-, d. h. seiner Schließbewegung entgegenwirkende
Spannfeder. Sorgt man nun weiterhin dafür, daß bei steigendem Druck im Eühlersystem
die Kraft der Spannfeder kleiner ist als die Kraft der Schließfeder, vermehrt um
die Kraft des Schließbalges und vermindert un die Kraft des Öffnungsbalges, so erreicht
man, daß dieses bekannte und ohne Sicherung arbeitende Öffnungsventll nunmehr als
Schließventil mit Sicherungswirkung dient, die Rahmenaufgabe der Schaffung einer
Sicherung also zuverlässig gelöst ist, weil bei Undichtheiten im Fühlersystem die
x Schließfeder für einen zuverlässigen Verschluß sorgt.. Hierbei wird sie durch
die Spannfeder keineswegs behindert, da nach der Erfindung der Schließbalg nur kraftschlüssig
an der Spindel des Schließgliedes anliegt, die also der Schließbewegung unter dem
einfluß der Schlleßfeder ohne weiteres folgen kann, sobald. Undichtheiten im System
herrschen, da der entgegenwirkende Druck auf den Schließbalg fehlt. Aus diesem Grunde
braucht die Schließfeder auch nur schwach bemessen zu werden, während andererseits
auch die Spannfeder lediglich so zu'bemessen ist, daß durch sie ein Druck im Fühlersystem
aufgebaut wird, der genügend hoch ist, um den Öffnungskolben entgegen der Wirkung
der Schließfeder wirksam werden zu lassen, sobald die Fühlerflüssigkeit sich ausdehnt.
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Hieraus ergibt sich auch, daß - wie bereits vorstehend erwähnt -die
Spannfeder eine nur geringe Kraft aufwenden muß, die sich nach der Kraft der Schließfeder
richtet, wobei naturgemäß das Verhältnis der Kolbendurchmesser zwischen Öffnungs-
und x des Ventils
Schließkolben zu berücksichtigen ist.
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Ein weiterer Vorteil gegenüber der bekannten Ausführung besteht darin,
daß nach der Erfindung ein Öffnungskolben mit einem Schließkolben kombiniert werden,
so daß beide entgegengesetzte Bewegungsrichtung aufweisen: Wenn also die Fühlerflüssigkeit
sich ausdehnt, so arbeitet der Schließkolben und drückt hierbei den Öffnungskolben
zusammen, so daß die Flüssigkeit aus dem Öffnungskolben über die Verbindungsleitungen
in den Schließkolben ein tritt und umgekehrt, d. h. also, so daß ein Pendeln der
Flüssig keit zwischen den beiden Kolbensystemen erfolgt, durch welches die Flüssigkeit
im Fühler selbst nicht beeinträchtigt wird. Das Ausdehnungsvolumen wird also gemäß
der Erfindung in noch besserer Weise nutzbar in Regelbewegung umgesetzt, als bei
den bisher bekannten, nicht gesicherten Ventilen. Bei der bekannten Ausführung dagegen
werden beide Kolben entweder zusammengedrückt oder ausgedehnt, so daß das Ausdehnungsvolumen
nur zum geringeren Teil in Regelbewegung umgesetzt werden kann.
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Während vorstehend mit der Erfindung der durch die bekannte Ausführung
eines Sicherungsventis gegebene Lösungsweg grundsätzlich verlassen wurde, bei welchem
der zweite Arbeitsbalg von sich aus das Schließen des Ventils vornehmen soll und
die Erfindung darin gesehen wird, daß die Schließwirkung eines Schließventiis bei
fehlendem Druck im Fühlersystem durch. die Verwendung eines Öffnungsventils mit
einer unmittelbar auf das Schließglied wirkenden Schließfeder ersetzt wird, um auf
diese Weise das Öff-1
nungsventil, von welchem die Erfindung ausgeht,
in seiner Wirkung umzukehren und zu einem Schließventil zu machen, ergibt sich aus
den vorstehenden Betrachtungen, daß durch geeignete Auswahl der beiden auch gemäß
der Erfindung verwandten Kolben nicht nur - wie vorstehend entwickelt - ein Schließventil
mit Sicherv1rg erstellt werden kann, sondern in gleicher Weise auch ein Öffnungsventil
mit Sicherung: Gemäß der Erfindung müssen notwendigerweise die beiden Kolben unterschiedliche
Durchmesser aufweisen, weil sie sonst mit gleichen Kräften gegeneinander wirken
würden und dem Fühlersystem keine Möglichkeit zur Ausdehnung gegeben wäre. Wenn
dagegen gemäß der Erfindung der eine Kolben größer als der andere gewählt wird,
so hat die Ausdehnungsflüssigkeit die Möglichkeit, bei ihrer Ausdehnung jeweils
in den größeren Kolben überzutreten.
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Nimmt man nun im Sinne des im Rahmen der Erfindung beschriebenen ersten
Lösungsweges den Fall eines Schließventils an, so wird der vorstehend als Sicherungskolben
bezeichnete Kolben den größeren Durchmesser aufweisen müssen und praktisch als Arbeitskolben
dienen, während der Öffnungskolben einen demgegenüber kleineren Durchmesser aufweist.
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Wird dagegen ein zweiter Lösungsweg zur Schaffung eines Öffnungsventils
ni4v Scherung beschritten, so werden diese Verhältnisse umgekehrt: Der Schließkolben
muß der. kleineren, der Öffnungskolben den gröberen Durchmesser aufweisend der letztere
wird damit zum eigentlichen Arbeitskolben, der erstere zum Sicherungskolben.
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Die Erfindung soll an einigen Beispieles für ein Schließventil mit
Sicherung erläutert werden. Hierbei zeigen Fig. 1 eine schematische Darstellung
eines Temperaturreglers und eines Schließventils gemaß der Erfindung wobei die beiden
Kolben an entgegengesetzten Seiten des Ventilgehäuses angeordnet sind, Fig. 2 eine
abgewandelte Ausführungsform in gleicher Darstellung, wobei die Kolben auf der gleichen
Seite des Ventilgehäu ses angeordnet sind, Fig. 3 eine gegenüber der Fig. 2 abgewandelte
Ausführungsform mit einer anderen, konstruktiven Ausbildung.
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In den Figuren ist ein Ventilgehäuse 5 mit einem Ventilsitz 6 und
einem Ventilteller 7 dargestellt, der mit einer Spindel 8 verbunden ist und unter
dem Druck einer Schließfeder 9 zunächst in Schließlage gebracht wird. Die Schließfeder
9 stützt sich dabei einerseits am Ventilteller 7, andererseits an einer gehäusefesten
Scheibe 10 ab.
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Ein mit Ausdehnungsflüssigkeit gefüllter Thermostat 11 ist, iber eine
Leitung 12 mit einem Öffnungskolben 13 verbunden, der in einem Gehäuse 14untergebracht
und durch nne Öffnungsbalg 15 abgedichtet ist, wobei das Gehäuse 14 an den Ventilkörper
5 angeflanscht ist. Der Kolben 13 wirkt aut eine Hilfsspindel 16 ein,
die
bei Ausdehnen der Flüssigkeit im FüLler 10 den-Ventilteller 7 von Sitz O abhebt.
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Soweit, wie bisher beschrieben, stellt dieses Ventil ein übliches
Öffnungsventil ohne Sicherung gegen Undichtwerden des Fühlersystems dar, von welchem
die Erfindung ausgeht, um aus ihm ein Schließventil mit Sicherung zu schaffen.
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Dies geschieht durch Anordnen eines Schließzylinders 17 mit Schließkolben
18, der kraftschlüssig an der Spindel 8 anliegt und über eine Spannfeder 19 vom
Spindelende abgehoben zu werden trachtet, Die Spannfeder legt sich dabei mit ihrem
einen Ende gegen den Kolben 18, mit ihrem anderen gegen die Scheibe 10, die demgemäß
lediglich die Differenzkräfte zwischen den beiden Federn aufzunehmen hat und entsprechend
leicht gehalten werden kann, da sie ausschließlich dazu dient, beiden Federn einen
Festpunkt zu geben. Die Lage dieses Festpunktes, die Länge und die Stärke der Federn
beeinflußt dabei die Öffnungs- bzw. Schließcharakteristik des Ventils, wobei in
Abwandlung dieser Ausführungsform auch Mittel vorgesehen sein können, um diese Lage
zu verändern und hierbei es ebenso möglich ist, anstelle zweier Federn eine durchgehende
Feder vorzusehen und diese lediglich an einem festen oder in seiner Lage veränderbaren
Punkt zwischen seinen beiden runden gehäusefest zu halten.
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Es versteht sich, daß der Schließzylinder 17 über eine Leitung 20
ebenfalls an das Fühlersystem angeschlossen ist.
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Bei dieser Ausführung als Sch2.ießventil muß einerseits die Fläche
desSchließkolbens 18 größer sein als die des Öffnungskol bens 12, damit der Schließkolben
seine Funktion erfüllen kann.
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Zum anderen muß die Kraft der Feder 19 derart auf die Fläche des Öffnungskolbens
12 abgestimmt sein, daß damit die rat der Feder 9 überwunden wird, da sonst das
Ventil bei kaltem Fühlersystem nicht in die Öffnungslage gelangen kann.
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Umgekehrt kann der Öffnungskolben 12 größer ausgelegt werden als der
Schließkolben 18, so daß dann die Schließfeder 9 den Ventilteller 7 bei kaltem Zustand
auf den Sitz 6 drückt und der Öffnungskolben über die Hilfsspindel 16 den Ventilteller
7 von seinem Sitz 6 abhebt.
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In beiden Ausführungsfällen schließt das Ventil, sobald der Druck
im Fühlersystem, z. B. durch Undichtigkeiten, absinkt.
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In Figur 2 sind die entsprechenden Teile mit den entsprechenden Bezugszeichen
versehen. Der Öffnungskolben 13 ist hier unmittelbar an der Spindel 8 vorgesehen
und bildet mit ihr ein Teil. Er wird abgedichtet über einen Doppelbalg 15'. Der
Schließkolben 18 mit seinem Zylinder 17 liegt - vom Ventilteller 7 aus gesehen -hinter
dem Öffnungskolben 13 und dem Öffnungszylinder 14, die Spannfeder 19 stützt sich
gehäusefest gegen eine Platte 10' ab, während die Schließfeder 9 sich gegen den
Zylinderflansch 10' des Öffnungszylinders 14 abstützt.
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Diese Ausführungsform hat gegenüber derjenigen nach Figur 1 den Vorteil,
daß das gesamte Fühlersystem auf nur einer Gehäuseseite liegt und sich demgemäß
einfacher auswechseln läßt sowie besser zugängig ist.
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Gemäß Figur 3 ist die Spindel 8 besonders ausgebildet und weist einen
fersterartigen Teil 20 auf, in welchem der Öffnungszylinder 14 angeordnet ist, der
über eine Schraube 21 gehäusefest gehalten ist. Hier findet wiederum die Hilfsspindel
16'gemäß der Ausführung nach Figur 1 Verwendung, wenn auch in abgewandelter Form,
wobei der Öffnungskolben 13 über einen einfachen Balg 15 gegenüber seinem Gehäuse
14 abgedichtet ist, so daß sich insoweit gegenüber der Ausführung nach Figur 2 bei
gleicher Lage der Zylinder eine einfachere Ausführungsform ergibt. Allerdings ist
hierbei noch eine O-Ring-Dichtung 22 an- der Haltescheibe 10 für die Spannfeder
9 erforderlich.
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Ansprüche