Verfahren zur Steuerung eines in Abhängigkeit von der Raumtemperatur selbsttätig einstellbaren Ehilassabsperrorgans eines Heizkörpers Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Verfahren zur Steuerung eines in Abhängigkeit von der Raumtem peratur selbsttätig einstellbaren Einlassabsperrorgans eines Heizkörpers sowie eine Vorrichtung zur Durchfüh rung des Verfahrens.
Um in einem Wohngebäude in den verschiedenen Räumen individuell die Temperatur einstellen zu kön nen, wurden thermostatisch gesteuerte Heizkörperventile entwickelt. Diese gesteuerten Heizkörperventile werden anstelle der bekannten von Hand betätigbaren Ventile am Radiator angeschlossen und regulieren den Heizwas- serdurchfluss durch den Radiator in Abhängigkeit von der Raumtemperatur.
Diese gesteuerten Heizkörperven- tile arbeiten nach dem nachfolgend beschriebenen Prinzip. Der Innenraum eines, in seinem Volumen veränderlichen, zylindrischen, balgförmigen Behälters ist mit einem als Fühler ausgebildeten, rohrförmigen Behälter druckdicht verbunden.
Der durch diese beiden Behälter umschlossene Hohlraum ist mit einer Flüssig keit gefüllt, welche sich in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur des Fühlers ausdehnt oder zu- sammenzieht. Die Flüssigkeit wird zweckmässigerweise unter dem Druck einer auf den balgförmigen Behälter wirkenden Feder vorkomprimiert. In diesen baIgförmi- gen Körper hinein ragt ein zweiter zylindrischer balgförmiger Körper, welcher bei steigendem Flüssig keitsdruck nach aussen geschoben wird.
Die Verschie bung dieses zweiten balgförmigen Körpers wird auf einen Ventilteller übertragen, welcher durch das Zusam menwirken mit einem Ventilsitz in einem Ventilkörper den Leitungsquerschnitt in der Zuführungsleitung für das Heizwasser zum Radiator verändert. Die Dimensio- nierung des zweiten Balges hängt von drei Faktoren ab, nämlich, vom Gesamtvolumen der Flüssigkeit, vom notwendigen Schliessdruck für das Ventil und von dem Übersetzungsverhältnis einer Volumenänderung der Flüssigkeit in eine Längsverschiebung des zweiten Balges.
Ventile bekannter Art haben den Nachteil, dass wenn sie an grosse Radiatoren angeschlossen sind, oder wenn sie in der Zuführungsleitung zu mehreren in Serie geschalteten Radiatoren angeordnet sind, im ersten Fall die dem Wassereintritt gegenüberliegenden Radiatoren elemente oder im zweiten Fall die hintersten Radiatoren der Serie nicht mehr warm werden.
Dieser Nachteil der bekannten gesteuerten Heizkörperventile beruht darauf, dass die pro Zeiteinheit in Abhängigkeit von der Zeit dem Radiator bzw. den in Serie geschalteten Radiatoren zugeführte Heizwassermenge eine flache Sinuskurve ergibt, welche um einen Mittelwert pendelt, der derjeni gen Wassermenge pro Zeiteinheit entspricht, welche notwendig ist, um die im Raum gewünschte und eingestellte Temperatur zu halten.
Dabei wird während dieses Steuervorganges das Ventil weder ganz geöffnet noch ganz geschlossen, da der Durchtrittsquerschnitt um jenen Wert herumpendelt, welcher für den Durchtritt der erwähnten mittleren Heizwassermenge erforderlich ist. Diese mittlere Wassermenge reicht nun jedoch oft nicht aus, um grosse Radiatoren vollständig, oder mehrere in Serie geschaltete Radiatoren vollständig aufzuheizen.
Ein weiterer Nachteil der bekannten gesteuerten Heizkörperventile liegt darin, dass sie, bedingt durch ihren konstruktiven Aufbau, relativ teuer sind und sich demzufolge im Heizungsbau nicht allgemein einführen konnten. Ein weiterer Nachteil besteht in der Überset zung der Volumenveränderung der Flüssigkeit in eine Längsverschiebung, indem, eine grosse Übersetzung nur durch eine Vergrösserung der äusseren Abmessungen oder des Ventils, oder durch eine Verringerung des Schliessdruckes den der Ventilteller auf den Ventilsitz ausübt, zu erreichen ist.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Steuerung eines Einlassabsperror- ganes zu einem Heizkörper sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, wobei die äusseren Abmessungen der Vorrichtung diejenige bekannter Ventile nicht überschreiten darf und deren konstruktiver Aufbau so vereinfacht ist, dass die Gestehungskosten um ein Mehrfaches geringer sind als bei den bekannten selbsttätig gesteuerten Reizkörperventilen.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch ge kennzeichnet, dass man das Einlassa'bsperrorgan entwe der nur die indestens angenähert geschlossene oder nur die mindestens angenähert offene Stellung einnehmen lässt.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist gekennzeich net durch Mittel zur Übertragung und Übersetzung der Bewegung eines Temperaturfühlers auf das Einlassab- sperrorgan, welche Mittel aus einem Hebelsystem bestehen, und durch ein Einlassabsperrorgan mit einem drehbaren Schieberkörper.
Ein Vorteil der Verwendung eines Schiebers besteht darin, dass das Absperrorgan selbst bei sehr hohen Leitungsdrucken eine vollständige Absperrung des Heiz- mediums gewährleistet.
Ein weiterer Vorteil bei der Herstellung der erfin- dungsgemässen Vorrichtung besteht darin, dass die Flüssigkeit im Fühler nicht unter Vakuum eingefüllt zu werden braucht.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die mechani sche Hebelübersetzung für die Bewegung des Tempera turfühlers sich aus gestanzten Blechteilen herstellen lässt. wodurch die Produktionskosten verringert werden.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemässen Vor richtung besteht darin, dass die mindestens angenähert offene und die mindestens angenähert geschlossene Stellung des Absperrorgans in einem 10 x kleineren Raumtemperaturbereich als bei bekannten Vorrichtun gen einstellbar ist.
Anhand der beiliegenden schematischen Zeichnung, welche ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäs- sen Vorrichtung darstellt, wird das erfindungsgemässe Verfahren beispielsweise erläutert. Es zeigen: Fig. 1, eine Frontansicht eines Absperrorganes, Fig. 2, einen Schnitt nach der Linie 11-II der Fig. 3, Fig. 3, eine Seitenansicht zu Fig. 1 teilweise geschnitten und Fig. 4, einen Schnitt längs der Linie VI-VI nach Fig. 2.
In Fig. 1 ist über einem Fühler 20, welcher mit einer unter dem Einfluss der Raumtemperatur volumenverän derlichen Flüssigkeit gefüllt ist, ein Gehäuse 17 befestigt, in welchem ein Hebelsystem zur üe'brtragung der Bewegung des Temperaturfühlers auf einen drehbaren Schiebekörper untergebracht ist. Weiter sind im Gehäuse Elemente untergebracht, mit deren Hilfe das Absperror gan von Hand betätigbar ist. Aus dem Gehäuse heraus ragt ein Teil eines Sektors eines drehbaren Handrades, welches eine Temperaturskala aufweisen kann. Das Handrad ist drehbar und dient der Einstellung der gewünschten Raumtemperatur.
An Hand der Fig. 1 und 2 werden nachfolgend die einzelnen Bestandteile sowie deren Funktion beschrie ben. In der Zuführungsleitung für das Heizmedium zu einem nicht dargestellten Radiator bzw. zum ersten Radiator einer Reihe von in Serie geschalteten Radiato ren wird durch Schraubenmuffenverbindungen ein T- förmiger Körper 1 angeordnet, durch welchen das Heizmedium in Richtung der in Fig. 3 eingezeichneten Pfeile hindurchströmt.
Der T-förmige Körper 1 weist eine zylindrische Bohrung 2 auf, in welche ein zylindrischer Schiebesitz 3 hineingeschoben und mit einer überwurfmutter 4 festklemmt ist. Zwischen dem Einlauf und dem Auslauf stutzen 5 bzw. 6 des T-förmigen Körpers 1 ist eine Dichtung 7 angebracht, gegen welche der Schiebersitz durch Festziehen der überwurfmutter 4 gepresst wird. Der Schiebersitz 3 weist ferner eine Ringnut 8 auf in welcher eine Ringdichtung 9 angeordnet ist, welche ein Austreten des Heizmediums längs der Innenfläche der zylindrischen Bohrung 2 verhindert.
Der Schiebersitz 3 weist ferner eine zweite ringförmige Nut 10 auf sowie eine zu seiner Längsachse axiale Bohrung. Auf dem Grund der Ringnut 10 sind in Richtung der Mantellinien des zylindrischen Schiebersitzes 3 rechteckige Schlitze 11 angeordnet. Die Schlitze 11 sind in gleichmässiger Entfernung voneinander angeordnet, und die gegenseiti ge Entfernung benachbarter Schlitzkanten beträgt min destens Schlitzbreite, wobei sämtliche Schlitze 11 die gleichen Abmessungen haben.
In der Bohrung 12 ist ein hohlzylindrischer Schieberkörper 13 drehbar angeordnet, der mit seiner Aussenfläche dicht an der Innenfläche der Bohrung 12 anliegt. Der Schieberkörper 13 ist gegen den Eintrittsstutzen 5 offen. Ferner weist er dieselbe Anzahl rechteckiger Schlitze 11a auf wie in der Ringnut 10 vorhanden sind, deren Abmessungen ähnlich denjenigen der Ringnut sind und die ebenfalls gleichmässig ausein- anderliegend angeordnet sind, wobei auch hier die Entfernung zwischen benachbarten Schlitzkanten zweier Schlitze mindestens die Breite eines Schlitzes beträgt.
An der dem offenen Ende gegenüberliegenden Ende ist der Schieberkörper 13 abgeschlossen und mit einer durch eine Bohrung im Schiebersitz hindurchgeführte und darin gelagerte Achse 14 verbunden, deren freies Ende über den Schiebersitz 3 hinausragt. Am Schiebersitz 3 ist mittels zwei Schrauben 15, 16 ein Gehäuse 17 mit .einem Gehäusedeckel 18 fest angeschraubt, welches eine Bohrung aufweist, durch welche das freie Ende der Achse in das Gehäuse hineinragt. Mit dem freien Ende der Achse ist ein Arm 45 starr verbunden. Auf der Unterseite des Gehäuses 17 ist eine Bohrung 19 angeordnet, durch welche ein am Gehäuse 17 befestigter Temperaturfühler 20 in das Gehäuse 17 hineinragt.
Der Temperaturfühler 20 besteht aus einem zylindrischen Mantelteil 21, dessen unteres Ende mit einer scheiben förmigen Platte 22 druckdicht verschlossen ist. Der Mantel 21 ist mit einer Flüssigkeit 23 gefüllt die unter dem Einfluss der Umgebungstemperatur eine starke Volumenveränderung aufweist. In die Flüssigkeit 23 ist ein Balg 24 eingetaucht, der mit seinem oberen Ende an einer Hülse 25 mit einer zentralen Bohrung 26 druckdicht angelötet ist. Die Hülse 25 ist bei 27 mit dem Mantel 21 druckdicht verlötet. Am unteren Ende ist der Balg 24 mit einer kreisrunden Scheibe 28 verlötet, mit welcher ein Führungsstift 29 starr verbunden ist.
Auf der der Flüssigkeit 23 zugewendeten Seite der Scheibe 28 ist ein Zapfen 30 mit dieser starr befestigt, welcher eine kreuzförmige Scheibe 31 mit Hilfe eines Sprengringes 32 trägt, welche der Führung des unteren Endes des Balges dient, in dem die Kreuzschenkel (3a) der kreuzförmigen Scheibe längs der zylindrischen Innenwand des Mantels 21 geführt sind. Der Stift 29 ist in einer Hülse 33 mit einem Flansch 34 und mit einem Innengewinde 33a geführt. In das Innengewinde 35 ist das mit einem Gewinde versehene Ende eines zylindrischen Bolzens 36 eingeschraubt.
Der Bolzen 36 weist eine zylindrische Verdickung 38 mit einem Flansch 37 auf, mit welchen er in der Bohrung 26 geführt ist und trägt an seinem oberen Ende ein winkelförmiges Teil 39, an dessen vertikalem Schenkel ein Hebelglied 40 angelenkt ist. Um den Bolzen 36 herum sind zwei Schrauben 41, 42 angeord net. Die eine 42 ist zwischen dem Flansch 34 und der Scheibe 35 angeordnet, wobei die Scheibe 35 durch die Feder 42 gegen einen in der Bohrung 26 der Hülse 25 festsitzenden Sprengring 43 gepresst wird.
Die andere Feder 41 ist zwischen dem Flansch 37 der Verdickung 38 und dem horizontalen Schenkel des Winkelstückes 39 angeordnet und presst das Winkelstück 39, welches auf dem Bolzen 36 verschiebbar ist gegen einen auf dem Bolzen 36 festsitzenden Sprengring 44. Das freie Ende des Armes 45, welches zwischen den zwei am Gehäuse 17 befestigten Anschlägen 46, 47 schwenkbar ist, weist einen damit starr verbundenen Zapfen 48 auf, an welchem das Hebelglied 40 mit einem Ende angelenkt ist.
Das freie Ende des Hebelgliedes 40 weist einen mit ihm starr verbundenen Zylinderzapfen 49 auf, welcher in einem horizontalen Schlitz einer Kulisse 50 verschieb- und drehbar gelagert ist. Ferner weist die Kulisse 50 zwei übereinander angeordnete vertikale Schlitze auf, durch welche die Achsen 51 und 52 hindurchragen, welche die Kulisse bei einer Verschiebung in der Senkrechten führen. An der Kulisse 50 ist ein Nocken 53 starr befestigt, welche in eine Spiralnut 54 in einer kreisrunden Scheibe 55 hineingreift, welche um die Achse 52 drehbar ist.
Durch eine Drehung der Scheibe 55 wird die Kulisse 50 in Richtung der Senkrechten gehoben und gesenkt. Die Scheibe 55 weist einen Stutzen 56 mit einer zylindrischen Bohrung 57 auf, durch welche die Achse 52 hindurchgeführt ist. Die Achse 52 ist mit einem Ende mit dem Gehäuse 17 starr verbunden. Eine in der Bohrung 57, um die Achse 52 herum angeordnete Schraubenfeder 58 drückt die Scheibe 55 gegen die Kulisse 50 und bewirkt eine Bremsung der leicht drehbar auf der Achse sitzenden Scheibe 55. An äusseren Ende des Stutzens 56 ist ein Zahnkranz 59 angeordnet, in welchen ein Handrad 60, welches auf der Achse drehbar ist, hineingreift. Durch eine Drehung am Handrad 60 wird die Scheibe 55 mitgedreht.
Die beschriebene Vorrichtung funktioniert wie folgt, Befindet sich der Arm 45 am oberen Anschlag 46, so sind die Schlitze 11 und 11a im Schiebersitz 3 und im Schieberkörper 13 derart gegeneinander versetzt, dass der Schieber geschlossen ist. Stösst der Arm 45 mit seinem freien Ende gegen den unteren Anschlag 47 so sind die Schlitze 11, 11a zur gegenseitigen Deckung gebracht, und der Schieber ist vollständig geöffnet. Steigt nun im Raum die Temperatur, so dehnt sich die Flüssigkeit 23 aus und drückt die Scheibe 28 gegen den Druck der Feder 42, welche die Flüssigkeit 23 vorkomprimiert, nach oben. Dadurch wird das Hebel glied 40 um den Zapfen 49 geschwenkt und der Arm 45 wird gegen den oberen Anschlag 46 bewegt.
Befindet sich der Arm 45 am oberen Anschlag 46, wobei der Schieber geschlossen ist, und dehnt sich die Flüssigkeit 23 weiter aus, so schiebt sich der Bolzen 36 gegen den Druck der Feder 41 durch die Bohrung im horizontalen Schenkel des Winkelstückes 39 hindurch, so dass der obere Anschlag 46 unter der Kraft der sich ausdehnen den Flüssigkeit 23 nicht beschädigt wird.
Kühlt sich die Temperatur im Raum ab, so zieht sich die Flüssigkeit 23 zusammen und zieht die Scheibe 28 nach unten wobei sich der Balg 24 streckt und der Arm 45 gegen den unteren Anschlag 47 bewegt wird. Dabei wird der Schieber geöffnet. Hat der Arm 45 den untern Anschlag 47 .erreicht, und zieht sich die Flüssigkeit 23 weiter zusammen, so streckt sich der Balg 24. Beim noch weiteren Zusammenziehen der Flüssigkeit 23 wird die Scheibe 28 von der Hülse 33 gelöst, wobei sie durch den Stift 29 geführt wird, so dass ein Abreissen der Flüssigkeit 23 vom Balg 24 vermieden wird.
Herrscht im Raum eine bestimmte Temperatur und ist das Flüssigkeitsvolumen mit der Umgebungstempera tur im Gleichgewicht, so kann die Raumtemperatur durch eine Drehung am Handrad 60 verändert werden. Soll der Raum auf eine niedere Raumtemperatur gebracht werden, so wird mittels dem Handrad 60 die Scheibe 55 in Fig. 2 im Uhrzeigersinn gedreht, so dass sich die Kulisse 50 nach unten verschiebt. Dadurch wird der Zapfen 49 am Hebelglied 40 nach unten bewegt, das Hebelglied 40 dreht um die Achse 51 und bringt das Ende des Armes 45 gegen den oberen Anschlag 46, wodurch der Schieber geschlossen wird.
Soll die Raumtemperatur höher eingestellt werden, so wird mittels Handrad 60 die Scheibe 55 im Gegenuhrzeigersinn gedreht, der Zapfen 49 wird durch die Kulisse 55 nach oben bewegt, und der Hebel 40 dreht um den feststehenden Drehpunkt 51 und bewegt den Arm 45 gegen den unteren Anschlag 47 und öffnet den Schieber.
Auf dem Gehäusedeckel 18 kann, wie Fig. 1 zeigt, eine Strichmarke 61 angebracht werden. Auf dem Handrad 60 kann eine Temperaturskala angeordnet sein.
Entspricht nun eine bestimmte Schieberstellung einer bestimmten Raumtemperatur, so kann durch ein Lösen der Schraube 62 der Gehäusedeckel 18 abgeschraubt werden, und das Handrad 60 aus dem Eingriff mit der Zahnung des Stutzens 56 von der Scheibe 55 gelöst und derart wieder auf die Scheibe 55 aufgesetzt werden, dass die Zahl auf der auf dem Handrad 60 angeordneten Temperaturskala, welche sich über der Strichmarke 61 befindet, genau der Raumtemperatur entspricht, wo durch das Gerät bereits für einen bestimmten Raum geeicht ist. Diese Eichung muss an jedem Gerät, in jedem Raum vorgenommen werden.