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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auswählen der
Betriebsweise von Steuerköpfen,
insbesondere für
Thermostatventile.
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Auf
dem technischen Gebiet, das Heizen betrifft, sind so genannte Thermostatventile
bekannt, wobei diese Ventile an den Rohren angebracht sind, welche
das Fluid zuführen,
das innerhalb von Radiatoren oder ähnlichen Heizvorrichtungen
zirkuliert, die in Räumen
angeordnet sind, um die Durchflussrate des Fluids und dadurch die
Temperatur der Umgebung zu regulieren.
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Im
Einzelnen bestehen Thermostatventile aus einem eigentlichen Ventil
und einem Steuerkopf, der einen Knopf aufweist, welcher ein Element
aufweist, das in seinem Inneren angeordnet ist und koaxial im Verhältnis zu
dem Element zum Öffnen/Schließen dieses
Ventils so verschiebbar ist, dass mehr/weniger Öffnen mit darauf folgender mehr/weniger
Zirkulation von heißem
Fluid innerhalb des Radiators verursacht wird.
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Dieses
bewegliche Element wird wiederum durch Betätigungsvorrichtungen betrieben,
welche auf die Temperatur in der Umgebung empfindlich reagieren
und innerhalb des Ventilregelknopfs angeordnet sind und welche,
indem sie auf die höhere/niedrigere
Umgebungstemperatur reagieren, ein Vorschieben/Zurückziehen
dieses beweglichen Elements und dadurch die entsprechende Schließ-/Öffnungsbewegung
des Ventils verursachen.
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Bei
den neuesten Ausführungsformen
ist auch bekannt, dass diese Ventile drei verschiedene Funktionen
ausführen
müssen:
- – Regulierung
der Temperatur mittels manueller Drehung des Regelknopfs durch den
Benutzer;
- – Einstellung,
durch den Benutzer, eines vordefinierten maximalen Skalenendwertes,
bis zu welchem die Temperatur reguliert werden kann, wiederum durch
Drehen des Regelknopfs;
- – Fixieren
des Regelknopfs bei einem durch den Benutzer vorgewählten Wert
der Skala, um Veränderungen
der Temperatur zu verhindern.
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Es
ist auch bekannt, dass Thermostat-Steuerköpfe zu diesem Zweck entwickelt
worden sind, wobei diese Köpfe
im Wesentlichen aus drei Teilen gebildet werden: einem fixierten
Element, das auf dem Versorgungsventil festgelegt werden soll; einem Regelknopf
mit der abgestuften Skala; einem Ring, der zwischen den beiden angeordnet
ist und an dem Steuerkopf während
des normalen Betriebs des Ventils blockiert werden kann, als auch
axial verschoben und im Verhältnis
zu diesem Knopf so gedreht werden kann, dass ein relatives Entriegeln
des Ringes und Knopfs und die gewünschten Betriebseinstellungen
(reduzierte Durchflussrate/feste Einstellung) erlaubt werden, bevor
ein darauf folgendes erneutes Blockieren des Ringes an diesem Knopf
erfolgt.
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Die
drei Teile sind mit unterschiedlichen speziellen Elementen für eine relative
Beeinflussung/Blockierung ausgerüstet,
um die drei vorstehend beschriebenen Betriebsarten zu ermöglichen.
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Ein
Bespiel des vorstehend erwähnten Stands
der Technik ist in
EP 0 903 525 beschrieben.
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Obwohl
diese Köpfe
ihre Funktion erfüllen, weisen
sie allerdings den Mangel auf, dass der Benutzer beim Auswählen der
Einstellungen immer dieselbe abgestufte Skala, die auf dem Knopf
vorhanden ist, verwenden muss, was zu komplizierten Vorgängen führt, welche
für den
Benutzer nicht besonders offensichtlich sind.
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Zusätzlich dazu
ist es bei den bekannten Ausführungsformen
erforderlich, ein Werkzeug zu verwenden, um den Ring von dem Knopf
zu lösen, was
für den
Endbenutzer eine weitere Schwierigkeit bedeutet.
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Das
technische Problem, das sich stellt, besteht deswegen daraus, eine
Vorrichtung zum Auswählen
der Betriebsweise eines Steuerkopfs bereitzustellen, insbesondere
für Thermostatventile,
welche eine einfache und offensichtliche Verwendung durch den Endbenutzer
ermöglicht,
der normalerweise eine Person ohne Sachkenntnis ist.
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Im
Rahmen dieses Problems besteht eine weitere Erfordernis darin, dass
der Ventilkopf während
des Zusammenbaus an die verschiedenen Typen von temperaturempfindlichen
Elementen (Wachs/Flüssigkeit)
einfach angepasst werden kann, welche normalerweise verwendet werden
und innerhalb des Regelknopfs enthalten sind.
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Diese
technischen Probleme werden gemäß der vorliegenden
Erfindung durch eine Vorrichtung zum Auswählen der Betriebsweise von
Steuerköpfen,
gemäß den Eigenschaften
von Anspruch 1, gelöst.
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Weitere
Einzelheiten können
aus der nachfolgenden Beschreibung eines nicht einschränkenden
Beispiels einer Ausführungsform
der Erfindung entnommen werden, das unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
bereitgestellt wird, wobei:
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1 eine
Explosionsansicht des Steuerkopfs des Thermostatventils mit der
Auswahlvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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2 eine
Perspektivansicht des Steuerkopfs ist;
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3 ein
Querschnitt entlang der Ebene ist, die durch III-III in 2 angegeben
ist;
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4 eine
Vorderansicht des Rings zum Auswählen
der Betriebsweise des Knopfs ist;
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5 ein
Querschnitt entlang der Ebene ist, die durch V-V in 6 angegeben
ist;
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6 ein
Querschnitt entlang der Ebene ist, die durch VI-VI in 5 angegeben
ist;
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7 ein
Querschnitt entlang der Ebene ist, die durch VII-VII in 5 angegeben
ist;
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8a, 8b jeweils
ein Querschnitt ähnlich
demjenigen von 3 ist und eine Ansicht des Steuerkopfs
in dem Zustand für
normale Verwendung;
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9 ein
Querschnitt entlang der Ebene ist, die durch IX-IX in 8a angegeben
ist, wobei das Ventil vollkommen geschlossen ist;
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10 ein
Querschnitt entlang der Ebene ist, die durch IX-IX in 8a angegeben
ist, wobei das Ventil vollkommen geöffnet ist;
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11a, 11b jeweils
ein Querschnitt ähnlich
demjenigen von 3 ist und eine Ansicht des Ventils,
während
sich der Ring außer
Eingriff befindet, damit die Drehung des Knopfs begrenzt wird;
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12 eine
Querschnittsansicht entlang der Ebene des Ventils ist, die durch
XII-XII in 11a angegeben ist, wobei der Knopf in die Offenstellung
bis zu der neuen Skalenendeinstellung gedreht ist;
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13 ein
Querschnitt ähnlich
demjenigen von 3 ist, wobei das Ventil in einem
Zustand ist, in welchem der Knopf bei dem vorgewählten Wert fixiert ist;
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14 eine
Vorderansicht des Elements ist, das den Temperatursensor trägt;
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15 ein
Querschnitt entlang der Ebene ist, die durch XV-XV in 14 angegeben
ist;
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16 ein
Querschnitt entlang der Ebene ist, die durch XVI-XVI in 14 angegeben
ist;
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17 eine
Draufsicht einer ersten Ausführungsform
des Elements zum Blockieren des Temperatursensorhalters des Kopfs
ist;
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18 ein
Querschnitt entlang der Ebene ist, die durch XVIII-XVIII in 17 angegeben
ist;
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19 eine
Draufsicht einer zweiten Ausführungsform
des Temperatursensorhalters des Kopfs ist;
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20 ein
Querschnitt entlang der Ebene ist, die durch XX-XX in 19 angegeben
ist; und
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21 ein
Querschnitt entlang der axialen Ebene des Steuerkopfs mit einem
Temperatursensor der Art mit Flüssigkeit
ist.
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Allein
zum Zweck die Beschreibung zu vereinfachen, aber ohne einschränkend zu
sein, sind die relativen Stellungen der unterschiedlichen Teile
des Ventils als „oben
und unten" im Verhältnis zu
ihrer Anordnung in den Figuren definiert, aber es ist offensichtlich,
dass sich im Fall der Drehung des Ventils diese Definitionen der
Stellungen absolut gesehen ändern
können,
allerdings ohne irgendeine Veränderung
relativ gesehen und hinsichtlich der funktionellen Bedeutungen.
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Wie
in 1, 2 und 3 dargestellt, besteht
der Steuerkopf eines Thermostatventils gemäß der vorliegenden Erfindung
im Wesentlichen aus:
- – einem zentralen Körper 10;
- – einem
Ring 20 zum Auswählen
der Betriebsweise des Ventils;
- – einem
Element 30, das den Sensor 40 trägt, welcher
auf die Umgebungstemperaturempfindlich reagiert;
- – einem
Sensor 40 zum Erfassen der Umgebungstemperatur;
- – einem
Element 50 zum Blockieren des empfindlichen Elements 40 in
einer Stellung;
- – einem
federartigen Sicherheitselement 60;
- – einem
Knopf 70, welcher durch den Benutzer drehend betätigt werden
kann, um die Temperatur auszuwählen.
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Noch
ausführlicher
wird der zentrale Körper 10 ausgebildet
durch: einen Zylinder 11, welcher oben offen und innen
hohl ist; der Zylinder weist an seiner inneren Oberfläche ein
aufnehmendes Gewinde 11a auf, während die Fläche der
Außenseite
mit zwei koaxialen ringförmigen
Aufnahmen 11b, 11c versehen ist, die zu der Seite
gegenüberliegend
angeordnet sind, an der sich die oben mit Gewinde versehene Öffnung befindet.
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Der
untere Teil des Zylinders besteht aus elastischen Mitteln 12,
die in der Lage sind, eine Ringmutter 12a zu tragen, um
den Steuerkopf des (nicht gezeigten) Ventils an dem Ventil der Heizvorrichtung
festzulegen, zum Beispiel eines (nicht gezeigten) Radiators.
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Der
Körper 10 sieht
außerdem
einen kreisförmigen
Flansch 13 vor, welcher unter diesen ringförmigen Aufnahmen 11b, 11c angeordnet
ist; in einer vordefinierten Winkelstellung weist dieser Flansch
eine Verlängerung 13a in
die radiale Richtung auf, welche so nach oben gebogen ist, dass
ein fixierter Referenz-Zeiger 14 ausgebildet wird, welcher
vorteilhafterweise die Form eines Pfeils aufweist, der sich parallel
zu der Längsachse
des Ventils erstreckt. Dieser Pfeil weist eine Öffnung 14a auf. Dieser
Flansch weist zwischen der äußeren Oberfläche des
Körpers 11 und
dem Referenz-Zeiger 14 einen Zahn 15 auf, welcher
sich in die Längsrichtung nach
oben erstreckt.
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In
einer Winkelstellung, die diesem Zahn 15 entspricht, weist
der zylindrische Körper 11 einen Vorsprung 16 in
Form eines umgedrehten „L" auf, welches deswegen
einen zweiten länglichen
Zahn 16a ausbildet, der dem ersten Zahn 15 gegenüberliegend
angeordnet ist, als auch eine hohle Aufnahme 16b, welche
zwischen dem eigentlichen Zahn 16a und dem zylindrischen
Körper 11 liegt.
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Der
Auswahlring 20 (4 bis 6) enthält zwei
ringförmige
Flächen,
welche zueinander konzentrisch sind, d.h. eine Außenfläche 21a und
Innenfläche 21b,
welche eine ringförmige
Aufnahme 21c zwischen sich definieren.
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Die
untere Stirnseite 22 des Rings 20 weist eine Vielzahl
von Aufnahmen 22a auf, welche in einem gleichmäßigen Winkelabstand
entlang des Umfangs angeordnet sind, als auch eine axiale Öffnung 22b,
die dem Zahn 16 den Durchgang ermöglichen kann, und dadurch das
Aufsetzen des Rings in axialer Richtung auf den Körper 10.
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Zusätzlich zu
diesen Aufnahmen 22a weist der Ring elastische Mittel 24 auf,
die zum Befestigen des Rings in einer oder der anderen dieser ringförmigen Aufnahmen 11b, 11c des
Körpers 10 geeignet sind.
In einer Stellung neben dieser Öffnung 22b weist
der Ring 20 einen inneren radialen Zahn 23 auf, der
sich über
die gesamte axiale Höhe
des Rings erstreckt (6).
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An
seiner äußeren Oberfläche weist
der Ring 20 eine abgestufte Skala auf, welche in dem Beispiel durch
ungleichmäßige Symbole 25 ausgebildet
ist, welche aber auch mittels einer gleichmäßigen Darstellung 25 verwirklicht
sein können,
welche an sich herkömmlich
und nicht dargestellt ist.
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Wie
in 16 bis 17 dargestellt,
besteht das Element 30, das den Sensorhalter 50 trägt, aus einem
zylindrischen Körper 31,
welcher ein Gewinde 31a aufweist, das zu dem aufnehmenden
Gewinde 11a des Körpers 10 zum
gegenseitigen Festlegen in der axialen Richtung passt.
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An
dem Ende, das dem mit Gewinde versehenen Ende gegenüberliegt,
weist das Trägerelement 30 ein
kreisförmiges
Flachstück 32 auf,
das mit Aufnahmen 32a mit einem Unterschnitt 32b versehen
ist, die in regelmäßigen Winkelabständen angeordnet
sind, als auch mit gezahnten radialen Nasen 32c, die in
dem Beispiel zu Paaren angeordnet sind und zum Eingriff mit dem
Knopf 70 geeignet sind; zwischen den Nasen 32c von
jedem Paar ist außerdem eine
weitere radiale Nase 32d angeordnet, die einen Endanschlag
für die
Abwärtsbewegung
des Knopfs 70 in die axiale Richtung bilden kann.
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Das
Trägerelement
sieht außerdem
zwei weitere koaxiale Teile 33a, 33b zur Verbindung
mit dem Abzweig des Ventils für
die Heizvorrichtung vor; wobei diese an sich bekannten Teile dargestellt
sind, aber nicht ausführlich
beschrieben werden.
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Die
besondere Form des Trägerelements 30 ermöglicht dessen
Eingriff in zwei verschiedene Sensorhalter 50, 150 für den temperaturempfindlichen Sensor 40, 140.
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Insbesondere:
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- – besteht
das in 17 bis 18 gezeigte
Element 50 aus einem Ring 51, von welchem aus sich
vier Arme 52 erstrecken und, auf der den Armen 52 gegenüberliegenden
Seite, einer koaxialen, hohlen ringförmigen Erhöhung 53, die einen Sensor 40 der
in 1 bis 3 dargestellten Art aus Wachs
aufnehmen und die Feder 60 zentrieren kann, welche sich
außerhalb
dieses Blockierelements befindet. Zusätzlich zu der axialen Ausnehmung,
weist die Erhöhung 53 außerdem Öffnungen 53a auf,
damit die Luft in Richtung des Sensors strömen kann;
- – das
in 19 bis 20 gezeigte
Element 150 besteht aus einem Ring 151, von welchem
aus sich vier Arme 152 erstrecken, die in die radiale Richtung
elastisch verformbar sind und an ihren freien Enden mit einem nach
innen gerichteten Vorsprung 152a zum Eingriff in einen
der Unterschnitte 32b des Trägerelements 30 versehen sind.
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Dieses
Element kann mit einem Sensor 140 der in 21 dargestellten
Art mit Flüssigkeit
verwendet werden, wobei eine elastische Ausgleichsvorrichtung innerhalb
des Sensors 140 angeordnet ist; es ist darüber hinaus
vorgesehen, dass der Außendurchmesser
des Rings 151 dem Innendurchmesser des Knopfs 70 entspricht,
damit die Öffnung der
Arme 152 während
der Regulierung des Ventils verhindert wird.
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Der
untere Teil des Betätigungsknopfs 70 besteht
aus zwei ringförmigen
Rändern,
d.h. einem Außenrand 71a und
einem Innenrand 71b, zwischen denen sich eine Aufnahme 71c befindet,
die zum Eingriff in eine axiale Richtung mit den entsprechenden Rändern 21a, 21b des
Rings 20 geeignet ist.
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Der
Knopf weist an seiner äußeren Oberfläche eine
abgestufte Skala auf, die zum Beispiel aus Zahlen 74 besteht,
die den verschiedenen Betriebstemperaturen entsprechen und zum Definieren
eines Betriebsbereichs mit einer Einstellung „Minimum" (Ventil geschlossen) und einer Einstellung „Maximum" (Ventil vollständig geöffnet) geeignet
ist.
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Im
Innern weist der Knopf 70 Vorsprünge 72a und 72b auf,
die sich in eine axiale Richtung erstrecken, als auch Aufnahmen 73,
die zum Eingriff mit diesen Zähnen 32c des
Sensorträgerelements 30 geeignet
sind.
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Unter
Bezugnahme auf die unterschiedlichen, vorstehend beschriebenen Teile
wird der Zusammenbau des Ventils wie folgt durchgeführt:
- – indem
mit dem Körper 10 angefangen
wird und sowie eine Winkelstellung von ihm festgelegt worden ist;
- – wird
die Öffnung 22b des
Rings 20 in eine Winkelstellung gebracht, die dem Zahn 16 entspricht, und
der Ring 20 wird axial dergestalt auf dem Körper 10 angebracht,
dass der Ring an dem Flansch 13 anliegt, sodass der erste
Zahn 15 des letzteren in diese Öffnung 22b eingesetzt
ist, wodurch der Ring drehsicher blockiert wird, während die
Zähne 24 des
Rings dergestalt radial unten in die ringförmige Aufnahme 11c eingreifen,
dass dieser Ring 20 auch axial zu dem zylindrischen Körper blockiert
wird;
- – das
Gewinde 31a des Sensorhalterkörpers 30 wird in das
aufnehmende Gewinde 11a des Körpers 11 geschraubt;
- – der
Sensor 40 wird (in dem Beispiel) eingesetzt und das Blockierelement 50 wird
durch Einsetzen der Arme 52 in die entsprechenden Aufnahmen 32a angebracht;
- – die
Feder 60 wird auf den Ring 51 platziert;
- – der
Knopf 70 wird in der relativen Winkelstellung dergestalt
eingestellt, dass die zwei Vorsprünge 72a, 72b beide
auf derselben Seite im Verhältnis zu
dem Zahn 23 des Rings 20 angeordnet sind, was
einem offenen Zustand des Ventils entspricht, und der Knopf 70 wird
koaxial eingesetzt bis er an den Zähnen 32c der radialen
Arme 32 des Flachstücks 30 sicher
befestigt ist, wodurch er axial blockiert wird.
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Das
Betriebsprinzip des Ventils ist wie folgt:
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A) Normaler Betrieb
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- – Das
gemäß der vorstehend
beschriebenen Reihenfolge zusammengebaute Ventil weist die wie in 8a bis 8b gezeigte
Form auf, und der Knopf 70 kann drehend aus einem vollständig geschlossenen
Zustand (9), in dem der Vorsprung 72a an
einer Flanke des Zahns 16a des Körpers 10 und der Zahn 23 des
Rings 20 gegen die andere Flanke dieses Zahns 16a anliegt,
in einen vollständig
geöffneten
Zustand (10) betrieben werden, bei dem
der Knopf in eine Richtung gegen den Uhrzeigersinn gedreht wird,
bis der Vorsprung 72b an der gegenüberliegenden Seite des Zahns 23 anliegt;
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B) Betrieb mit reduzierter
Durchflussrate
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- – Falls
es erforderlich ist, die Regulierung der Ventilöffnung auf einen maximalen
Wert zu begrenzen, der weniger als der durch die abgestufte Skala
des Knopfs vorgesehene Wert „Maximum" (11a, 11b)
beträgt,
wird die nachfolgende Vorgehensweise angenommen:
- – der
Ring 20 wird axial in Richtung des Knopfs dergestalt verschoben,
dass er in die blockierte Stellung in der ringförmigen Aufnahme 11b gebracht
wird, die diesem Knopf 70 am nächsten liegt, wodurch dieser
Ring aus der drehsicheren Blockierung durch den Zahn 15 des
Flansches 13 befreit wird;
- – der
Ring 20 wird gedreht, bis das Symbol 25 der Skala,
das der vorgewählten
Temperatur „Maximum" entspricht, dem
Referenz-Zeiger 14 des Flansches 13 (11a) gegenüberliegt,
wobei dieser vorgewählte
Wert durch die Öffnung 14a hindurch
sichtbar ist;
- – mit
dieser Drehung wird der innere radiale Zahn 23 des Rings 20 im
Wesentlichen in eine neue Winkelstellung gebracht, welche die neue
Endanschlagsstellung zum Drehen des Knopfs definiert;
- – der
Ring 20 wird axial in die Richtung verschoben, die der
vorherigen Richtung entgegengesetzt ist, so dass er in einen normalen
Arbeitszustand mit einer Aufnahme 22a in axialen Eingriff
mit dem Zahn 15 gebracht wird, welcher das Drehen des Rings 20 verhindert;
- – bei
dieser Anordnung kann der Knopf 70 nur eine Teildrehung
aus der vollständig
geschlossenen Stellung (9) in die neue eingestellte
Endstellung der Skala durchführen
(12), wodurch das Maximum der zirkulierenden Durchflussrate des
Fluids innerhalb der Heizvorrichtung und deswegen der Umgebungstemperatur
wesentlich begrenzt wird.
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C) Festlegen des Ventils
auf einen vorgewählten Durchflusswert
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Wenn
es erforderlich ist, das Ventil auf einen vorgewählten Wert auf der Betriebsskala
zu fixieren, wird die nachfolgende Vorgehensweise angenommen:
- – der
Ring 20 wird axial in Richtung des Knopfs solange verschoben,
bis er in der ringförmigen Aufnahme 11b blockiert
ist, die dem Knopf 70 am nächsten liegt, wodurch dieser
Ring aus der drehsicheren Blockierung durch den Zahn 15 des Flansches 13 befreit
wird;
- – der
Ring 20 wird dergestalt gedreht, dass das Symbol 25 auf
der Skala des Rings 20, welches der vorgewählten Arbeitstemperatur
entspricht, dem Referenz-Zeiger 14 des Flansches (11a) gegenüberliegt;
- – eine
weitere Verschiebung des Rings 20 wird in dieselbe Richtung
wie vorstehend (13) in Richtung des Knopfs dergestalt
durchgeführt, dass
die entsprechende Aufnahme 22a mit dem Teil 16a des
Zahns 16 des Körpers 10 und
eine zweite Aufnahme 22a mit dem Vorsprung 72a, 72b innerhalb
des Knopfs in Eingriff gebracht werden;
- – auf
diese Weise sind sowohl der Ring 20 als auch der Knopf 70 drehsicher
blockiert und eine Veränderung
des vorgewählten
Durchflusswerts wird verhindert.
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Deswegen
wird aus der vorstehend bereitgestellten Beschreibung verständlich,
dass der Betrieb des Steuerkopfs des Ventils für den Endbenutzer einfach und
offensichtlich ist, weil es aufgrund des Fehlens eines stabilen
relativen Eingriffs in axiale Richtung zwischen dem Knopf und dem
Regulierungsring während
des normalen Betriebs des Ventils möglich ist, ausschließlich den
Regulierungsring zu bedienen und nur im Verhältnis zu seiner abgestuften
Skala; auf der Grundlage dieser Skala ist es möglich, alle vorgesehenen Anpassungen
durchzuführen,
ohne dass ergänzende
Betätigungen
des Knopfs notwendig sind.
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Zusätzlich dazu
ist es ersichtlich, dass die axialen Verschiebungen des Regulierungsrings
möglich
sind, ohne dass manuelle Werkzeuge benötigt werden.