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Die Erfindung betrifft Thermostate, die mit einer
Wachskapsel betrieben werden, die auf Grund der durch
die Wärmeausdehnung des Wachses hervorgerufenen
Relativbewegung zwischen dem Gehäuse und dem Kolben der
Wachskapsel vorgesehen ist, um im Normalbetrieb in
öffnungsrichtung auf eine auf einem Fluidkreislauf
angeordnete Hauptklappe einzuwirken, sobald die
Temperatur dieser Wachskapsel einen bestimmten Schwellenwert
überschreitet.
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Unter den geläufigsten Anwendungen solcher
Thermostate lassen sich die Flüssigkeits-Kühlkreisläufe von
verbrennungsmotoren nennen. In diesem Fall sind die
Thermostate derart auf dem Kühlflüssigkeitskreislauf
des Motors angeordnet, daß sie den mit diesem Motor
assoziierten Kühler durch Kurzschließen überbrücken,
wenn die Temperatur der aus dem Motor austretenden
Kühlflüssigkeit unterhalb des genannten Schwellenwerts
liegt, und im gegenteiligen Fall durch den Kühler
leiten, um dort die Kühlflüssigkeit, die aus dem Motor
kommt, abzukühlen, bevor diese nach Abkühlung wieder
zum letzteren zurückgeführt wird.
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Derartige Thermostate arbeiten im allgemeinen
zufriedenstellend, es kann jedoch trotzdem vorkommen, daß
sich der Kolben der Wachskapsel in seinem Gehäuse in
einer solchen Position verklemmt, daß die Hauptklappe
geschlossen gehalten wird, auch wenn die Temperatur der
Wachskapsel den Schwellenwert erreicht und
überschreitet. Es besteht die Gefahrf daß dies beim Motor
schwere Schäden hervorruft, welche die Lebensdauer des
Motors und/oder die Garantie des Herstellers aufs Spiel
setzen, vor allem, wenn es sich um einen
Kraftfahrzeugmotor handelt. Wenn der Benutzer des Kraftfahrzeugs,
dessen Motor einen solchen Schaden erlitten hat, die
Garantie in Anspruch nehmen will, ist es für den
konzessionierten Kraftfahrzeugmechaniker sehr schwierig,
zu ermitteln, ob dieser Schaden tatsächlich auf eine
Fehlfunktion des Thermostats zurückzuführen ist oder
auf eine Nachlässigkeit des Kraftfahrzeugbenutzers, der
zum Beispiel unterlassen haben könnte, die
Temperaturanzeige der Kühlflüssigkeit zu beobachten und den Motor
weiterhin betrieben haben könnte, ohne die Maßnahmen zu
ergreifen, die in einem ähnlichen Fall geboten sind.
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Ähnliche Störungen können bei Heizkesseln
vorkommen, die mit solchen Thermostaten ausgestattet sind,
wie nachstehend mittels der Figuren erklärt werden
wird.
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Die Erfindung hat zum Ziel, eine
Sicherheitsvorrichtung für einen Thermostat zu schaffen, die einfach
und zuverlässig funktioniert und die eventuelle
Fehlfunktionen des Thermostats und insbesondere seiner
Wachskapsel behebt und dem Verwender gestattet, das
Auftreten einer solchen Fehlfunktion festzustellen. Die
Erfindung hat außerdem zum Ziel, eine
Sicherheitsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor zu schaffen, die
es gestattet, unbestreitbar festzustellen, ob die durch
Überhitzung der Kühlflüssigkeit hervorgerufenen Schäden
durch die Beachtung der notwendigen Überwachungs- und
Wartungsmaßnahmen seitens des Benutzers hätten
verhindert werden können.
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Um die oben angestrebten Ziele zu erreichen,
beschreibt das Dokument GB-A-1.091.666 einen Thermostat
für einen Motor-Kühlkreislauf, der im übrigen nicht mit
einer Wachskapsel betrieben wird und dessen Hauptklappe
mit einer Öffnung versehen ist, die normalerweise durch
eine Verschlußplatte verschlossen wird, welche durch
eine Schmelzlegierung am Platz gehalten wird. Im Falle
einer Überhitzung schmilzt die Legierung und legt die
Öffnung durch Freigabe der Verschlußplatte frei. Eine
derartige Sicherheitsvorrichtung besitzt, wenn sie
irreversibel ist, wie es die vorliegende Erfindung
verlangt, den Nachteil, daß die Gefahr einer Verstopfung
des Kühlkreislaufs des Motors durch Mitnahme des
geschmolzenen Lötmittels besteht.
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Andere Thermostate, welche eine Klappe umfassen,
die mit durch eine Schmelzlegierung verschlossenen
Öffnungen versehen ist, oder eine Klappe, die durch
eine Schmelzlegierungsverbindung an dem Thermostat
befestigt ist, sind in der FR-A-2 529 254 und EP-A-
0 333 687 beschrieben. Diese Ausführungsformen weisen
beschriebene.
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Die Erfindung hat zum zusätzlichen Ziel, den
Thermostat mit einer irreversiblen
Sicherheitsvorrichtung auszustatten, das heißt, mit einer
Sicherheitsvorrichtung, die zwecks Reparatur oder Austausch
des Thermostats den Eingriff eines Fachmanns erfordert,
ohne daß jedoch dieser Fachmann einen Eingriff am
übrigen Flüssigkeitskreislauf vornehmen muß, um
beispielsweise, wie oben angesprochen, aus diesem das
mitgenommene Lötmittel zu entfernen.
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Zu diesem Zweck hat die Erfindung einen Thermostat
der im Oberbegriff definierten Art zum Gegenstand, der
Mittel umfaßt, die in den Thermostat eingebaut und
derart vorgesehen sind, daß sie nicht in den Betrieb
dieses letzteren eingreifen, solange ihre Temperatur
unterhalb eines zweiten Schwellenwerts liegt, der etwas
höher als der erste Schwellenwert ist, jedoch bei
Überschreitung dieses zweiten Schwellenwerts auf den
Kreislauf des Pluids in dem Thermostat in der gleichen Weise
einwirken, wie wenn die Wachskapsel normal funktioniert
hätte, und zwar unabhängig vom Zustand der Wachskapsel,
dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Mittel
wenigstens zum Teil aus einer Metallegierung mit
Formerinnerungsvermögen von einfacher Wirkung bestehen, wobei
diese Legierung mit Formerinnerungsvermögen so gewählt
ist, daß ihre Umwandlungstemperatur etwa dem
angestrebten zweiten Schwellenwert entspricht. Gemäß einer
bevorzugten,
für einen Kühlflüssigkeitskreislauf
verwendeten Ausführungsform umfassen diese Mittel eine in den
Thermostat eingebaute, mit der Hauptklappe parallele
Hilfsklappe, die normalerweise durch Rückhaltemittel
aus einer Legierung mit Formerinnerungsvermögen
geschlossen gehalten wird, wobei diese Rückhaltemittel so
vorgesehen sind, daß sie nach Umwandlung der Legierung
zumindest bei Umlauf des Fluids die Öffnung der
Hilfsklappe bewirken.
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Es ist bekannt, daß die Legierungen mit
Formerinnerungsvermögen, die meistens Kupferlegierungen wie
CuZnAl, CuZnAlNi und CuAlNi sind, die Eigenart
besitzen, daß sie ihre mechanischen Eigenschaften und
insbesondere ihre Form bewahren (Legierung mit
Formerinnerungsvermögen), wenn sie unter ihrer
Umwandlungstemperatur (oder -temperaturintervall) gehalten
werden, jedoch jenseits dieser Temperatur, die mit
einer ausreichenden Genauigkeit durch Einstellung der
Zusatzmetall-Gehalte geregelt werden kann, mechanische
Eigenschaften und insbesondere die Form ändern. Unter
diesen Legierungen unterscheiden sich jene mit
einfacher Wirkung und von denen mit doppelter Wirkung
durch die Tatsache, daß ihre Umwandlung nicht völlig
reversibel ist. Sie sind im Handel insbesondere bei der
französischen Firma TREFIMETAUX oder der amerikanischen
Firma RAYCHEM erhältlich.
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Der mit der erfindungsgemäßen
Sicherheitsvorrichtung ausgestattete Thermostat funktioniert wie ein
herkömmlicher Thermostat, solange die Temperatur seiner
Kapsel nicht seinen Regelungsschwellenwert
überschreitet. Wenn infolge eines Versagens der Wachskapsel
dieser Schwellenwert überschritten wird und er die
Umwandlungstemperatur der Legierung, welche das
Rückhaltesystem bildet, erreicht und überschreitet, hört
dieses gemäß einer bevorzugten Ausführungsform auf zu
wirken, und die Hilfsklappe öffnet sich dauerhaft,
zumindest solange sich das Kühlfluid in Umlauf befindet,
was es ermöglicht, dieses Fluid auf einer Temperatur
unterhalb des genannten Schwellenwerts zu halten.
Aufgrund der Tatsache, daß das Metall mit
Formerinnerungsvermögen von einfacher Wirkung ist, kann das
Rückhaltesystem erst nach Ausbau des Thermostats wieder richtig
positioniert werden, und im Falle eines Thermostats für
einen Kraftfahrzeugmotor kann der Fahrer das Auftreten
der Fehlfunktion und ihre provisorische Behebung durch
Öffnung der Hilfsklappe feststellen, indem er
beobachtet, daß die Temperatur des Motors und im Winter die
der Kabine, welche durch Entnahme von Kalorien aus dem
Kühlkreislauf beheizt wird, ungewöhnlich niedrig
bleibt. Bei der folgenden Reparatur des Fahrzeugs legt
die Untersuchung des Thermostats ohne Gefahr eines
Irrtums offen, ob sich die Sicherheitsvorrichtung infolge
eines technischen Versagens des Thermostats oder
infolge einer Nachlässigkeit des Benutzers eingeschaltet
hat.
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Die Sicherheitsvorrichtung funktioniert auf
analoge Weise, wenn sie keine Hilfsklappe, sondern
beispielsweise eine Feder aus einer Legierung mit
Formerinnerungsvermögen enthält, die gegen die Hauptfeder
arbeitet, welche bestrebt ist, die Hauptklappe zu
schließen, die dann als einzige vorhanden ist.
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Es ist anzumerken, daß das Eingreifen der
Legierung mit Formerinnerungsvermögen von einfacher Wirkung
ohne Mitnahme von Material erfolgt, welches den
Kühlkreislauf verstopfen kann, im Gegensatz zum Fall des
Dokuments GB-A-1.091.666.
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Es ist ebenfalls anzumerken, daß bereits
verschiedene Sicherheitsvorrichtungen vorgeschlagen wurden,
welche Legierungen mit Formerinnerungsvermögen nutzen
(siehe zum Beispiel die Dokumente JP-A-59 6480,
60 69371 und 60 69372), es sich hierbei jedoch um
Legierungen mit Formerinnerungsvermögen von doppelter
Wirkung handelt, so daß die Sicherheitsvorrichtung
reversibel ist und nach einem Ereignis keine Überprüfung
gestattet, ob sie eingegriffen hat oder nicht und ob
folglich der Benutzer versäumt hat, die notwendigen
Maßnahmen der Überwachung und Wartung durchzuführen.
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Die Erfindung wird nun mittels der in den
beigefügten Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele
näher beschrieben werden.
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Figur 1 und 2 erläutern schematisch zwei
Kühlkreisläufe, die für Verbrennungsmotoren gebräuchlich
sind.
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Figur 3 und 4 zeigen im Axialschnitt einen
herkömmlichen Thermostat, der einer ersten Ausführungsform
der Erfindung entspricht, bzw., gesehen in Richtung des
Pfeils IV von Figur 3, die Hauptklappe dieses
Thermostats.
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Figur 5 und 6 zeigen im Axialschnitt einen
herkömmlichen Thermostat, der einer zweiten
Ausführungsform der Erfindung entspricht, bzw., gesehen in
Richtung des Pfeils VI von Figur 5, die Hauptklappe dieses
Thermostats.
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Figur 7 zeigt ein Detail im Schnitt gemäß der
Linie VII von Figur 6.
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Figur 8 und 9 zeigen im Axialschnitt einen
herkömmlichen Thermostat, der einer dritten
Ausführungsform der Erfindung entspricht, bzw., gesehen in
Richtung des Pfeils IX von Figur 8, die Hauptklappe dieses
Thermostats.
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Figur 10 ist ein Schnitt entlang der Linie X von
Figur 8.
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Figur 11 zeigt im vergrößerten Maßstab das in
Figur 8 mit XI bezeichnete Detail.
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Figur 12 und 13 zeigen im Axialschnitt einen
herkömmlichen Thermostat, der einer vierten
Ausführungsform der Erfindung entspricht, bzw., gesehen in
Richtung
des Pfeils XIII von Figur 12, die Hauptklappe
dieses Thermostats.
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Figur 14 ist ein Schnitt entlang der Linie XIV von
Figur 13.
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Figur 15 und 16 stellen im Axialschnitt zwei
herkömmliche Thermostate gemäß einer fünften bzw. einer
sechsten Ausführungsform der Erfindung dar.
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Figur 17 erläutert, getrennt durch eine vertikale
Mittelachse, zwei herkömmliche Thermostate gemäß einer
siebten und einer achten Ausführungsform der Erfindung.
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Figur 18 erläutert gleichfalls, getrennt durch
eine vertikale Mittelachse, zwei herkömmliche
Thermostate gemäß einer neunten und einer zehnten
Ausführungsform der Erfindung.
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Figur 19 stellt schematisch die Verwendung der
erfindungsgemäßen Sicherheitsvorrichtung bei einem
Zugregler für einen Festbrennstoff-Heizkessel dar.
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Figur 20 erläutert schließlich die Funktionsweise
der Sicherheitsvorrichtung von Figur 19.
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Vor Beschreibung der Erfindung erscheint es
nützlich, mittels Figur 1 und 2 ins Gedächtnis
zurückzurufen, wie die üblichen Kühlkreisläufe für
Verbrennungsmotoren aufgebaut sind. Die Kühlflüssigkeit des
Motors 1, die durch eine Pumpe 2 in Richtung der Pfeile
in Umlauf gesetzt wird, durchströmt, wenn ihre
Temperatur einen bestimmten Schwellenwert überschreitet, einen
Kühler 3, mit dem ein Ventilator 4 assoziiert ist. Wenn
ihre Temperatur unterhalb dieses Schwellenwerts liegt,
wird die Kühlflüssigkeit durch einen Thermostat 5 über
einen Nebenweg 6 umgelenkt, wobei der Kühler 3
infolgedessen überbrückt wird. Der Thermostat 5 kann entweder
am Ausgang des Motors 1, wie es Figur 1 zeigt, oder am
Eingang desselben montiert sein, wie es Figur 2 zeigt.
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Wie in Figur 3 zu erkennen, wird der Thermostat 5
mit einer Wachskapsel 7 von bekannter Art betrieben,
die ein Gehäuse 8 und einen Kolben 9 sowie ein
wärmedehnbares
Wachs (nicht dargestellt) umfaßt, das sich in
dem Gehäuse 8 befindet und gegen das sich der Kolben 9
abstützt, im allgemeinen mittels einer dichten Membran
(nicht gezeigt). Das Wachs und die Membran sind in
Figur 12 sichtbar, wo sie jeweils mit 29 und mit 30
bezeichnet sind. Der Thermostat 5 besitzt ein relativ
starres Skelett, das obere 10 und untere Rippen 11
umfaßt (wobei die Worte "obere" und "untere" einfach der
Darstellung von Figur 3 entsprechen), die zwischen sich
freie Durchgänge lassen, sowie einen
kegelstumpfförmigen Sitz 12, der nach außen durch einen
Befestigungsflansch 13 fortgesetzt wird. Der Kolben 9 stützt
sich auf den oberen Rippen 10 ab, und das Gehäuse 8 ist
in einer Weise, die nachstehend noch genauer
beschrieben werden wird, mit einer Hauptklappe 14
verbunden, die durch eine Feder 15, welche sich auf den
unteren Rippen 11 abstützt, in Richtung auf den Sitz 12
belastet wird. Es ist begreiflich, daß, wenn die
Kapsel 7, die in der aus dem Motor 1 austretenden
Kühlflüssigkeit badet, kühl ist, der Kolben 9 zu einem
großen Teil in das Innere des Gehäuses 8 zurückgezogen
ist und die Feder 15 die Hauptklappe 14 gegen den
Sitz 12 drückt, was verhindert, daß Flüssigkeit durch
den Sitz 12 strömt. Man befindet sich dann in der
Situation von Figur 1, wo diese Flüssigkeit über den
Nebenweg 6 umgelenkt wird. Wenn dagegen die Kapsel 7 heiß
ist, tritt der Kolben 9 weiter aus dem Gehäuse 8 aus,
wobei sich die Kapsel 7 verlängert, was zur Senkung des
Gehäuses 8 und somit der Hauptklappe 14 gegen die
Federwirkung 15 führt und zumindest einem Teil der
durch die Pumpe 2 in Umlauf gesetzten Kühlflüssigkeit
ermöglicht, durch den Sitz 12 zum Kühler 3 von Figur 1
zu strömen.
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Gemäß der Erfindung wird dieser bekannte
Thermostat 5 mit einer Sicherheitsvorrichtung kombiniert, die
von einer Hilfsklappe 16 gebildet wird, welche parallel
mit der Hauptklappe 14 in den Thermostat 5 eingebaut
ist und normalerweise durch Rückhaltemittel aus einer
Legierung mit Formerinnerungsvermögen von einfacher
Wirkung geschlossen gehalten wird, wobei diese
Legierung so gewählt ist, daß ihre Umwandlungstemperatur
geringfügig über dem angestrebten Schwellenwert liegt,
und die Rückhaltemittel so vorgesehen sind, daß sie
nach Umwandlung der Legierung zumindest bei Betrieb des
Thermostats 5 die Öffnung der Hilfsklappe 16 bewirken.
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Bei der bevorzugten Anwendung auf Flüssigkeits-
Kühlkreisläufe von Verbrennungsmotoren 1, insbesondere
auf hermetisch abgeschlossene Kühlkreisläufe, wählt man
eine Legierung, deren Umwandlungstemperatur in der
Größenordnung von 140ºC ± 5ºC liegt, wobei sich der
Schwellenwert für den Normalbetrieb des Thermostats bei
Normalregelung im allgemeinen in der Größenordnung von
90 bis 100ºC bewegt, mit Spitzen bei 130ºC.
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Gemäß einer vorteilhaften Lösung ist der
Thermostat 5 derart beschaffen, daß die Hilfsklappe 16 nach
Freigabe durch die Rückhaltemittel durch den von der
Kühlflüssigkeit in Umlaufrichtung auf ihre
stromaufwärtige Seite ausgeübten Druck in Richtung ihrer
Öffnung bewegt wird.
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Während bei den herkömmlichen Thermostaten die
Hauptklappe 14 nicht durchbrochen ist und ganz allein
die Abdichtung auf der Höhe des Sitzes 12
gewährleistet, wenn sie gegen diesen gedrückt wird, weist die
erfindungsgemäße Hauptklappe 14 im Innern eines
durchgehenden Ringes 17 (siehe Figur 4) Fenster 18 auf,
beispielsweise drei, deren äußere Kontur von einem Kreis
mit dem Durchmesser ∅B begrenzt wird, wobei der
Ring 17 durch Arme 20 mit einer zentralen Nabe 19
verbunden ist.
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Die Hilfsklappe 16, deren Durchmesser ∅A größer
ist als der Durchmesser ∅A wird normalerweise durch
Rückhalteklemmen 21 von L-förmigem Profil aus einer
Legierung mit Formerinnerungsvermögen verriegelt, die
mit dem Rand 22 einer Hülse 23 zusammenwirken, in
welcher das Gehäuse 8 untergebracht ist. Wenn die
Temperatur der Kühlflüssigkeit unter dem Schwellenwert
liegt, wird die Hauptklappe 14, die aus Metall besteht,
das mit Kautschuk umspritzt ist, außen gegen den festen
Sitz 12 gedrückt, und innen werden ihre Fenster 18 von
der Hilfsklappe 16 verschlossen. Wenn die Temperatur
der Kühlflüssigkeit über diesen Schwellenwert ansteigt,
bewirkt die Wärmeausdehnung der Kapsel 7 normalerweise
die gleichzeitige Senkung der Hauptklappe 14 und der
Hilfsklappe 16, wobei der Sitz 12 geöffnet wird. Wenn
infolge einer Fehlfunktion der Kapsel 7 diese Senkung
nicht erfolgt, steigt die Temperatur der
Kühlflüssigkeit bis zur Umwandlungstemperatur des Metalls mit
Formerinnerungsvermögen der Klemmen 21 weiter an,
worauf diese von der Form, die in Figur 3 in einer
durchgezogenen Linie dargestellt ist, in die gestrichelt
dargestellte Form übergehen, wobei die Hilfsklappe 16
freigegeben wird, die durch den Druck der von der
Pumpe 2 (Figur 1) aufgestauten Flüssigkeit in bezug auf
Figur 3 nach oben getrieben wird, aus der in
durchgezogener Linie dargestellten Position in die
gestrichelt dargestellte. Die Flüssigkeit kann von nun an
den Thermostat 5 durch die Fenster 18 durchströmen,
unabhängig davon, wie ihre Temperatur ist.
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Figur 5 bis 7 stellen einen herkömmlichen
Thermostat dar, der einer zweiten Ausführungsform der
Erfindung entspricht, wobei hier Teile, die mit den
Teilen der ersten Ausführungsform der Erfindung
identisch oder zu diesen analog sind, mit denselben
Bezugszeichen versehen sind. Hinsichtlich der allgemeinen
Konstruktion läßt sich bemerken, daß die
Rückstellfeder 15 hier kegelstumpfförmig ist und nicht
zylindrisch, daß die Hülse 23 nicht dem Boden des Gehäuses 8
als Abstützung dient, sondern dem Kragen 24 dieses
letzteren und daß die Fenster 18 und Arme 20 in einer
Zahl von vier statt drei vorhanden sind, es sich jedoch
um Details handelt, die nicht die Funktionsweise des
Thermostats 5 beeinflussen. Tatsächlich besteht der
einzige nennenswerte Unterschied darin, daß die
Hilfsklappe 16, die hier annähernd eben ist, normalerweise
stromabwärts der Fenster 18 durch zwei Klemmen 25 aus
einer Legierung mit Formerinnerungsvermögen verriegelt
wird, die an zwei diametral gegenüberliegenden Armen 20
der Hauptklappe 14 verhakt sind. Die Klemmen 25 sind so
vorgesehen, daß sie jenseits der Umwandlungstemperatur
der Legierung eine Form annehmen, die sie zur Freigabe
der Arme 20 zwingt, wobei die unter Druck stehende
Kühlflüssigkeit die Hilfsklappe 16 nach oben
wegschieben kann.
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Die Ausführungsform von Figur 8 bis 11
unterscheidet sich von der vorangegangenen durch die Art und
Weise, in welcher die Hilfsklappe 16 normalerweise mit
dem Gehäuse 8 der Kapsel 7 verbunden ist. In diesem
Fall trägt die Hilfsklappe 16 Fortsätze 26, und die
Hülse 23 trägt entgegengesetzte Fortsätze 27, wobei die
Fortsätze 26 und 27 derart gebogen sind, daß sie
gemeinsam eine Art unterbrochene, nach außen offene Rille
bilden, in die ein Rückhalte-Sicherungsring 28 aus
einer Legierung mit Formerinnerungsvermögen eingreift,
der so vorgesehen ist, daß er sich nach Überschreiten
der Umwandlungstemperatur nach außen hin verformt, von
der in Figur 11 in durchgezogener Linie dargestellten
Position in die gestrichelt dargestellte, was zur
Freigabe der Hilfsklappe 16 führt und ermöglicht, daß
sie bezogen auf Figur 8 nach oben geschoben wird.
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Gemäß den vorstehend beschriebenen
Ausführungsformen öffnet sich die Hauptklappe 14 gegen den Strom,
und die Hilfsklappe 16 öffnet sich mit dem Strom
(schematisch durch Pfeile dargestellt). Natürlich kann
sich die Hauptklappe 14 bekannterweise auch in Richtung
des Stromes öffnen, wie nun als Beispiel hinsichtlich
Figur 12 bis 15 beschrieben werden wird.
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Die Ausführungsform von Figur 12 bis 14
unterscheidet sich von derjenigen von Figur 5 bis 7 nur
dadurch, daß die Feder 15 auf die Hauptklappe 14
einwirkt, indem sie sich auf den oberen Rippen 10
abstützt, daß der Kolben 9 in umgekehrter Richtung auf
die Hauptklappe 14 einwirkt, um sie in Richtung des
Stromes zu öffnen, und daß das Gehäuse 8 an den unteren
Rippen 11 befestigt ist. Gemäß dieser Ausführungsform
ist der Kolben 9 in bezug auf das Skelett 10, 11
beweglich und nicht das Gehäuse 8, die Funktionsweise der
Baugruppe findet sich jedoch nicht verändert.
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Gemäß den soeben beschriebenen Ausführungsformen
ist die Wachskapsel 7 stromaufwärts des Stroms, der den
Sitz 12 vom Motor 1 zum Kühler 3 durchfließt,
angeordnet. Gemäß den Ausführungsformen von Figur 15 und 16
ist die Wachskapsel 7 stromabwärts des Stroms, der den
Sitz 12 vom Kühler 3 zum Motor 1 durchfließt,
angeordnet. Die Modifikationen, die folglich am
Thermostat 5 vorzunehmen sind, bleiben dem Fachmann
überlassen. Man erkennt insbesondere, daß sich die
Ausführungsform von Figur 15 nicht wesentlich von
derjenigen der Figuren 5 bis 7 unterscheidet, abgesehen
von der Anbringung der Hilfsklappe 16 unter der
Hauptklappe 14, das heißt wiederum stromabwärts in
Umlaufrichtung durch den Sitz 12. Desgleichen unterscheidet
sich die Ausführungsform von Figur 16 nicht wesentliche
von derjenigen der Figuren 12 bis 14, abgesehen von der
Anbringung der Hilfsklappe 16 unter der Hauptklappe 14,
das heißt wiederum stromabwärts vom Sitz 12.
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Bei sämtlichen oben beschriebenen
Ausführungsformen, die sich auf die Kühlung von
Verbrennungsmotoren beziehen, entspricht der Querschnitt der
Hilfsklappe oder Sicherheitsklappe 16 etwa 75% des Querschnitts
der Hauptklappe 14. Nach Abkühlung und
Wiederherstellung
der Temperatur wird der Lenker des Fahrzeugs
feststellen, daß die Temperatur des Kühlwassers
ungewöhnlich niedrig bleibt, und wird das Auftreten einer
Unregelmäßigkeit bemerken.
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Bei den bisher in Hinblick auf die Figuren 3 bis
16 beschriebenen Ausführungsformen wird die
Formveränderung eines Elements wie 21, 25 und 28 aus einer
Legierung mit Formerinnerungsvermögen nach
Überschreiten der Umwandlungstemperatur genutzt. Es können aber
auch die Veränderungen anderer mechanischer
Eigenschaften wie der Elastizität von Legierungen mit
Formerinnerungsvermögen genutzt werden, wie anhand der vier
auf den linken und rechten Seiten von Figur 17 und 18
dargestellten Ausführungsformen genauer beschrieben
werden wird, wo eine Feder 31 aus einer Legierung mit
Formerinnerungsvermögen gegen die Feder 15 arbeitet,
welche bestrebt ist, die Hauptklappe 14 zu schließen,
ohne daß in diesem Fall der Einsatz einer Hilfsklappe
wie 16 erforderlich ist.
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Die Ausführungsform auf der linken Seite von
Figur 17 (die dem Schema von Figur 1 entspricht) ähnelt
derjenigen von Figur 3, jedoch ist ihre Hauptklappe 14
in der Lage, den Sitz 12 ganz allein zu verschließen.
Der Feder 15 entgegengesetzt, die sich auf den unteren
Rippen 11 abstützt und die Hauptklappe oder einzige
Klappe 14 in Schließrichtung belastet, ist eine Feder
31 aus einer Legierung mit Formerinnerungsvermögen
vorgesehen, die, indem sie auf die Hülse 23 einwirkt,
welche als Stütze für das Gehäuse 8 dient, bestrebt
ist, dieses letztere nach unten zu ziehen. Auf der
rechten Seite von Figur 17 (die dem Schema von Figur 2
entspricht) schiebt die Feder 31 aus einer Legierung
mit Formerinnerungsvermögen das Gehäuse 8, statt an ihm
zu ziehen, indem sie sich auf den oberen Rippen 10
abstützt, wobei dieselbe Wirkung erzeugt wird. Die
Ausführungsform auf der linken Seite von Figur 18 (die dem
Schema von Figur 1 entspricht) ähnelt derjenigen von
Figur 16, jedoch ist ihre Hauptklappe 14 in der Lage,
den Sitz 12 ganz allein zu verschließen. Der Feder 15
entgegengesetzt, die sich auf den oberen Rippen 10
abstützt, ist eine Feder 31 aus einem Metall mit
Formerinnerungsvermögen vorgesehen, die, indem sie sich auf
dem Gehäuse 8 und/oder den unteren Rippen 11 abstützt,
bestrebt ist, die Hauptklappe oder einzige Klappe 14 zu
öffnen. Die Ausführungsform auf der rechten Seite von
Figur 18 (die dem Schema von Figur 2 entspricht) ähnelt
derjenigen von Figur 12, umfaßt aber wiederum eine
antagonistische Feder 31 aus einer Legierung mit
Formerinnerungsvermögen.
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Bei sämtlichen Ausführungsformen von Figur 17 und
18 ist die Feder 31 aus einer Legierung mit
Formerinnerungsvermögen derart kalibriert, daß sie vor
Überschreitung der Umwandlungstemperatur dieser Legierung
eine schwächere Kraft ausübt als die Hauptfeder 15,
nach Überschreitung dieser Umwandlungstemperatur jedoch
eine stärkere Kraft als die Hauptfeder 15 ausübt und
auf diese Weise unabhängig von der relativen Position
des Kolbens 9 und des Gehäuses 8 die Öffnung der
Klappe 14 bewirkt.
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Obwohl die Erfindung ihre Hauptanwendung bei der
Kühlung von Verbrennungsmotoren findet, kann sie
ebenfalls vorteilhaft bei Zugreglern von Heizkesseln,
insbesondere von Festbrennstoff-Heizkesseln, verwendet
werden, wobei in diesem Fall das Fluid, dessen
Durchflußmenge zu regeln ist, nicht eine Kühlflüssigkeit,
sondern die Verbrennungsluft ist.
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Eine solche Anwendung ist in Figur 19 und 20
dargestellt. Wie in Figur 19 zu erkennen, umfaßt ein
derartiger Regler eine Klappe für die Zufuhr der
Verbrennungsluft in den Kessel, wobei diese Klappe in der
geschlossenen Position mit 40 und in der offenen Position
mit 40a bezeichnet ist und die zugeführte Luft
schematisch
durch einen Pfeil F dargestellt ist. Diese Klappe
40 wird mittels einer Kette 41 durch einen Hebel 42
betätigt, der so montiert ist, daß er um eine Achse 43 am
Körper 44 des Reglers schwenken kann. Der Hebel 42 wird
gegen die Wirkung einer Feder 49 von einer
verschiebbaren Stange 45 geschoben, deren axiale Position von
einer Wachskapsel 7 bestimmt wird. Diese Kapsel ist in
einem Rohr 46 untergebracht, das in von dem Kessel 48
aufgeheiztes Wasser 47 eintaucht.
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Zwischen dem Kolben 9 der Kapsel 7 und der
Stange 45 ist eine erfindungsgemäße
Sicherheitsvorrichtung angeordnet. Diese Vorrichtung umfaßt eine
Hülse 50, die normalerweise die Bewegungen des Kolbens 9
auf die Stange 45 überträgt, und zwar mittels eines
elastischen Rückhalte-Sicherungsringes 51, der in einer
inneren Rille der Hülse 50 angeordnet ist und
normalerweise eine Feder 52, die im Innern der Hülse 50
untergebracht ist, ohne Möglichkeit zur Entspannung
zusammengepreßt hält. Diese Feder 52 ist stärker als die
Regelungsfeder 49. Der Sicherungsring 50 ist derart aus
einer Legierung mit Formerinnerungsvermögen gefertigt,
daß er, wenn seine Temperatur den
Regelungsschwellenwert des Reglers, zum Beispiel 100ºC, überschreitet,
sich in das Innere der Hülse 50 zurückzieht und auf
diese Weise die Feder 52 freigibt, die dann die
Stange 45 in Richtung der Schließung der Klappe 40
wegschiebt. Die Flamme des durch die Klappe 40 mit
Verbrennungsluft gespeisten Brenners ist schematisch
unter 53 dargestellt. Das so erfolgte Kleinstellen des
Heizkessels signalisiert dem Verwender des Kessels das
Auftreten eines Zwischenfalls. Die erfindungsgemäße
Sicherheitsvorrichtung ist gesondert in Figur 20
dargestellt, die auf ihrer linken Seite die Position ihrer
Elemente zeigt, wenn die Temperatur des Wassers
zwischen 20º und 95ºC beträgt, und auf ihrer rechten Seite
die Position, die sie nach Überschreitung von 100ºC
einnehmen.