DD205557B1 - Thermostat fuer gasschalter - Google Patents

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Thermostat für Gasschalter an Raumheizgeräten mit einem am Gehäuse des Gasschalters starr befestigten Aufsatzteil, das außer einer die Verbindung mit dem Gehäuse herstellenden Grundplatte noch einen im wesentlichen rohrförmigen Gehäusestutzen aufweist, der außen mit einem Stellgewinde versehen ist, mit einem Sollwertsteller, bestehend im einzelnen aus einem im wesentlichen rohrförmigen Gewindering, einer auch im Überlastfall wirksamen Sollwertfeder, einem zum Gewindering ortsfesten Widerlager und einem längsbeweglichen Federteller, zwischen denen die Sollwertfeder eingespannt ist, wobei der Gewindering innen mit einem — demjenigen des Gewindestutzens entsprechenden — Stellgewinde versehen ist und dadurch der Gewindering und der Gehäusestutzen so miteinander verbunden sind, daß der Sollwertsteller gegenüber dem Aufsatzteil axial leicht verschiebbar ist, wobei ferner an einer Ringschulter des Gewinderinges ein Zuganker dergestalt eingehängt ist, daß dessen mindestens zwei, vom Gasschalter und von der Ringschulter wegweisende Ankerstege in — ihrer Breite entsprechenden — Ausnehmungen der Ringschulter geführt und auf der dem Gewindering abgewandten Seite miteinander einstückig so verbunden sind, daß der Verbindungssteg auch das Widerlager der Sollwertfeder bildet, weiterhin mit einem Metallbalg, der über ein Kapillarrohr mit einem Temperaturfühler verbunden ist und mit diesem zusammen ein mit einer Ausdehnungsflüssigkeit gefülltes Maß- und Stellsystem bildet, wobei der Metallbalg zwischen dem Federteller des Sollwertstellers und einem Anschlag auf einer Stellspindel angeordnet ist, welche die temperaturabhängige Bewegung des Metallbalges oder dessen Verschiebung unter dem Einfluß des Sollwertstellers auf ein schnappend betätigtes Regelventil für den Gasstrom überträgt und dazu in einer zentrisch zum Aufsatzteil vorgesehenen Durchführung im Gehäuse des Gasschalters gelagert ist, ferner mit einer Rückstellfeder, die konzentrisch zur Stellspindel ist und einerseits ortsfest am Gehäuse des Gasschalters und andererseits am Anschlag der Stellspindel anliegt, und schließlich mit einem Drehknopf, der über den Sollwertsteller aufgeschoben und axial unbelastet ist, lediglich das Bedienmoment auf den Sollwertsteller überträgt und an seinem den Gasschalter zugekehrten Ringrand einen Zapfen aufweist, der zusammen mit einem Anschlag des Aufsatzteiles den Bereichswinkel des Sollwertstellers festlegt.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es sind seit langem thermostatische Gasschalter bekannt, bei denen man die Sollwertfeder zwischen dem Metallbalg und dem Betätigungsmechanismus für das Regelventil angeordnet hat; ein Beispiel dafür ist in DE-OS 2614458 gezeigt. Bei einer solchen räumlichen Gliederung erfährt das Meß- und Stellsystem beim Betrieb des Thermostaten fortwährend einen Innendruck, dessen Höhe im Arbeitsbereich von der für das Regelventil aufzubringenden Betätigungskraft abhängt; die Kraft der Sollwertfeder ist dabei relativ konstant, sie nimmt aber dann gegebenenfalls erheblich zu, wenn das Meß- und Stellsystem überlastet bzw. der (Temperatur-) Sollwert vermindert wird. Nach einer gewissen Zeit stellt sich im letzteren Fall im Meß- und Stellsystem der dem Betriebszustand der Regelung entsprechende Innendruck wieder ein.

Solange dieser Innendruck relativ gering ist, das heißt bei niedriger Schaltkraft, ist dessen Einfluß auf die Lebensdauer des Meß- und Stellsystems und den Verschleiß der beteiligten bewegten Bauelemente vernachlässigbar. Sind jedoch höhere Schaltkräfte erwünscht, ist eine Dauerbelastung des Meß- und Stellsystems mit dem dann wesentlich höheren Innendruck ungünstig. Eine solche gegenüber anderen Anordnungen erhöhte Schaltkraft erfordert beispielsweise ein Doppelschnapper, wie er in DD-PS 113069 beschrieben und insbesondere für die Anwendung bei Gasschaltern vorteilhaft ist.

In Verbindung mit einem Doppelschnapper ist demzufolge die vorbekannte Reihenfolge von Meß- und Stellsystem, Sollwertfeder und Betätigungsmechanismus wenig geeignet; der auch im Arbeitsbereich konstant hohe Innendruck würde die Lebensdauer des Meß- und Stellsystems verkürzen und den Verschleiß der bewegten Bauteile beschleunigen. Bei proportional arbeitenden Regeleinrichtungen ist es nicht selten, daß die Sollwertfeder durch einen Anschlag in ihrer Längenausdehnung beschränkt wird, und zwar so, daß im Regelbetrieb nicht die volle Kraft der Sollwertfeder auf das Meß- und Stellsystem wirkt, sondern nur dann, wenn der (Temperatur-) Sollwert mit Hilfe des Sollwertstellers stark vermindert oder kurzzeitig auch bei Regelbetrieb der (Temperatur-) Istwert am Temperaturfühler durch rasche Temperaturzunahme in der Regelstrecke erhöht wird. Eine solche Ausführung ist beispielsweise in DD-PS 93072 beschrieben; sie läßt sich jedoch nicht ohne weiteres auf die relativ einfach und raumsparend zu haltenden Thermostate an Gasschaltern übertragen. Insbesondere ist es bei diesen unmöglich, die Sollwertverstellung durch die Änderung des für die Ausdehnungsflüssigkeit zur Verfügung stehenden Raumes herbeizuführen, wie das bei der vorbekannten Anordnung geschieht, weil Meß- und Stellsysteme an Gasschaltern definierte Rauminhalte besitzen, bei denen die Beeinflussung des (Temperatur-) Sollwertes auf die Veränderung des dem Metallbalg verfügbaren Weges beschränkt bleibt. Ein weiterer Nachteil der vorbekannten Anordnung besteht darin, daß die Sollwertfeder erst bei dem endgültigen Zusammenbau des Sollwertstellers auf ihre Betriebslänge gespannt wird; dies ist auch besonders dann ungünstig, wenn der Sollwertsteller auseinandergenommen werden muß. Je nach ihrer Länge in entspanntem Zustand sind für die Vorspannung der Sollwertfeder erhebliche Kräfte aufzubringen; die Sollwertfeder kann dabei auch verdrillt werden. Durch den Aufbau des Sollwertstellers aus vielen, teilweise empfindlichen Einzelteilen ist dabei die Verwendung von entsprechenden Montagevorrichtungen nicht ohne weiteres möglich.

Ziel der Erfindung

Durch die Erfindung soll ein Thermostat für Gasschalter gewährleisten, daß auch bei relativ hoher Schaltkraft im Regelbetrieb nur ein solcher Innendruck im Meß- und Stellsystem wirksam ist, wie er von dieser für die Betätigung des Regelventils erforderlichen Schaltkraft hervorgerufen wird.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, einen Thermostaten der eingangs erwähnten Art so zu gestalten, daß der Sollwertsteller unter Einschluß der Sollwertfeder eine am Gasschalter leicht montier- und wechselbar, vormontierfähige Baugruppe bildet, daß weiterhin der (Temperatur-) Sollwert des Gasschalters erst dann justiert ist, wenn der Drehknopf über den Sollwertsteller geschoben ist, und daß schließlich ein einziges, möglichst billig herzustellendes Bauteil des Sollwertstellers sowohl das Bedienmoment vom Drehknopf auf den Sollwertsteller überträgt als auch zugleich das ortsfeste Widerlager für die Sollwertfeder und auch die Verdrehsicherung des Federtellers bildet.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Federteller, der bei entlasteter Sollwertfeder an der von der Ringschulter gebildeten Stirnseite des Gewinderinges anliegt, ebenfalls — der Breite der Ankerstege entsprechende — Ausnehmungen besitzt, in denen sich die Ankerstege während des gesamten Weges des Federtellers befinden, und daß an mindestens einem der Ankerstege eine Führungslasche vorgesehen ist, die zusammen mit einer Führungsnut von vielen an der Innenseite des Drehknopfes eine formschlüssige, nur bei dessen willkürlicher Drehung wirksame Kupplung bildet. Es ist vorteilhaft, wenn die Ankerstege im Bereich der Ringschulter eingezogen sind, wenn die Ausnehmungen im Federteller in diesem Bereich größer sind als die Ausnehmungen der Ringschulter und wenn die Ringschulter hier so verformt ist, daß die Ankerstege den Gewindering nicht durch Aufspreizen verlassen können. Zweckmäßigerweise besitzen die Ankerstege an ihrem an der Ringschulter befindlichen Ende Haltelaschen zur Aufnahme der Kraft der Sollwertfeder. An der Innenseite des Drehknopfes befindet sich ein Ringanschlag, der gegen die Stirnseite des Gewinderinges dann anschlägt, wenn mehrere, gleichfalls an der Innenseite des Drehknopfes vorgesehene flache Nocken gerade über die Ringschulter hinweggeglitten sind. Der erfindungsgemäße Thermostat ist ferner dadurch gekennzeichnet, daß das Kapillarrohr in einem Schlitz des Gehäusestutzens herausgeführt und daß schließlich der Zapfen des Drehknopfes dann unwirksam ist, wenn der Ringanschlag des Drehknopfes noch nicht an der Stirnseite des Gewinderinges anliegt.

Es ist zwar bei einem Radiatorthermostat gemäß DE-AS 1907 231 bekannt, daß der Sollwertsteller eine vormontierbare Baugruppe darstellt, über die der Drehknopf geschoben wird und das Bedienmoment dann über einen Mitnehmer auf den Sollwertsteller überträgt. Als Überlastsicherung ist hier jedoch lediglich ein Festanschlag vorgesehen, wie er so für Radiatorthermostate vertretbar ist. Bei Gasschaltern hingegen ist der Temperaturfühler oft, wenn auch kurzzeitig, solchen Temperaturen ausgesetzt, die eine nachgiebige Überlastsicherung erfordern. Demzufolge läßt sich das vorbekannte Prinzip auch mit umfangreichen konstruktiven Änderungen für das eingangs beschriebene Anwendungsgebiet nicht ausnutzen. Durch die Erfindung wird ein überraschend einfacher Thermostat geschaffen, der den in der Aufgabenstellung geschilderten

Anforderungen an die zweckmäßige Wirkungsweise und die für eine Massenfertigung unerläßliche bequeme Montage und Justierung genügt sowie auch den leichten Wechsel des Meß- und Stellsystems und eine einfache Nachjustierung beim Betreiben gestattet. Der Innendruck im Meß- und Stellsystem überschreitet im Arbeitsbereich in keinem Fall den zur Schalterbetätigung erforderlichen; die Sollwertfeder bleibt dabei stets in Ruhe.

Insbesondere ergibt sich durch die Ausnutzung eines einzigen, billig herzustellenden Stanz- und Biegeteiles, nämlich des Zugankers, sowohl als festes Widerlager für die Sollwertfeder als auch als Drehsicherung und Führung des Federtellers als auch als ein Teil der Kupplung zwischen dem Drehknopf und dem Sotlwertsteller eine sehr kompakte Ausführung des Thermostaten, die den heute üblichen geringen Abmessungen der Gasschalter entgegenkommt, ohne an die Genauigkeit der Fertigung der Einzelteile und deren Zusammenbau übertrieben hohe Anforderungen stellen zu müssen; dabei ist auch gleichzeitig die Anzahl der verwendeten Bauteile auf ein kaum noch zu unterschreitendes Minimum gesenkt worden. Es konnte insbesondere die Anzahl der spanend herzustellenden Teile auf zwei, nämlich die das Stellgewinde enthaltenden, beschränkt werden, was für eine rationelle Herstellung großer Stückzahlen entscheidend ist.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1: eine Gesamtansicht des Thermostaten im Längsschnitt,

Fig. 2: eine Seitenansicht zu Fig. 1,

Fig.3: den erfindungsgemäßen Sollwertsteller gemäß Fig.!, aber in auseinandergezogener, perspektivischer Darstellung und

Fig.4: den Drehknopf aus Fig. 1 als Einzelteil und geschnitten.

Der Thermostat nach der Erfindung besteht im wesentlichen aus einem Sollwertsteller 1, einem Meß- und Stellsystem 2, einem Drehknopf 3 und einem Aufsatzteil 4, das starr mit dem Gehäuse 5 verbunden, beispielsweise vernietet ist.

Der erfindungsgemäße Sollwertsteller 1 ist seinerseits zusammengesetzt aus einem Gewindering 11, einem Federteller 12, eineV-Sollwertfeder 13 und einem Zuganker 14, deren jeweilige Einzelheiten besser in Fig.3 zu erkennen und weiter unten beschrieben sind.

Das Meß- und Stellsystem 2 entspricht dem Stande derTechnik und besitzt als Stellmotor einen Metallbaig 21, der mit einem Boden 211 und einem Anschlußstück 212 verschlossen ist. Ein nicht dargestellter Temperaturfühler ist mit dem Anschlußstück 212 über ein Kapillarrohr 22 verbunden.

Eine Stellspindel 6 ist in einer Durchführung 51 des Gehäuses 5 gelagert, dessen gasführender Innenraum 52 nach außen mit Hilfe einer Rindringdichtung 53 abgedichtet ist. Eine Rückstellfeder 7 versucht, die Stellspindel 6 über einen Anschlag 61 aus dem Gehäuse 5 zu ziehen; am vollständigen Verlassen der Durchführung 51 wird die Stellspindel 6 von einer Sicherungsscheibe 62 gehindert.

Die Stellspindel 6 dient zugleich als Axialführung des Metallbalges 21 und taucht zu diesem Zweck in dessen Boden 211 ein, der im übrigen auf der der Rückstellfeder? abgewendeten Seite des Anschlages 61 an diesem anliegt. Am Anschlußstück 212 befindet sich ein Führungszapfen 213, der in eine Bohrung 121 des Federtellers 12 ragt und das Ausknicken des unter Last stehenden Metallbalges 21 verhindert.

Das Meß- und Stellsystem 2 wird konzentrisch von einem Gehäusestutzen 41 des Aufsatzteiles 4 umgeben, dessen Stellgewinde 411 zur Verschiebung des Sollwertstellers 1 dient. Ein durch einen Schlitz 412 am Gehäusestutzen 41 gebildeter Ra,um, der innen vom Metallbalg 21 und außen vom Gewindering 11 teilweise abgedeckt ist, gestattet die Herausführung des Kapillarrohres 22 aus dem Thermostaten. Die mit dem Gehäusestutzen 41 fest verbundene Grundplatte 42 besitzt einen Anschlag 421, wie das in Fig. 2 zu sehen ist; ein Zapfen 31 des Drehknopfes 3 verhindert, daß der Sollwertsteller 1 über eine volle Drehung hinaus verstellt werden kann.

In Fig.3 ist der Sollwertsteller 1 vor seinem Zusammenbau in Sprengdarstellung gezeigt. Am Gewindering 11 ist eine Ringschulter 111 zu erkennen, die aber an zwei gegenüberliegenden Stellen mit Ausnehmungen 112 versehen ist, durch welche Ankerstege 141 nach innen gezogen sind (vgl. Fig. 1). Die Ankerstege 141 sind in Fig.3 ebenfalls gut zu erkennen. An ihren freien Enden sind jeweils zwei Haltelaschen 142 vorgesehen, die in einer Ringnut 113 des Gewinderinges 11 unter dem Einfluß der Sollwertfeder 13 gegen die Ringschulter 111 gezogen werden. Beide Ankerstege 141 sind durch einen Verbindungssteg 143 einstückig, dessen Durchziehung ein Widerlager 144 für die Sollwertfeder 13 ist. Andererseits wird die Sollwertfeder 13 vom Federteller 12 aufgenommen, dessen Ringwand 122 bei entspannter Sollwertfeder 13 an der Stirnseite 114 des Gewinderinges 11 anliegt. Zwei Ausnehmungen 123 sichern die verdrehfeste Führung des Federtellers 12 durch die Ankerstege 141, wenn die Sollwertfeder 13 zusammengedrückt wird. Diese Ausnehmungen 123 sind größer als die entsprechenden Ausnehmungen 112 in Gewindering 11, so daß die Stirnseite 114 im Bereich der Ankerstege 141 von dem Federteller 12 nicht voll bedeckt werden kann.

Die sich ergebende Restfläche wird dazu benutzt, um durch Kömerschläge oder dgl. nach dem Zusammenbau des Sollwertstellers 1 die Ringschulter 111 rechts und links von den Ausnehmungen 112 so zu verformen, daß die Ankerstege 114 nicht gespreizt werden können; damit ist trotz unter Umständen erheblicher Federkraft der Sollwertfeder 13 eine Gefährdung während des Zusammenbaus des Thermostaten, insbesondere bevor der Drehknopf 3 aufgeschoben ist, ausgeschlossen.

Schließlich besitzt der Gewindering 11 innen ein Stellgewinde 115 zur längsbeweglichen Befestigung des Sollwertstellers 1 am Gehäusestutzen 41.

An einem der Ankerstege 141 befindet sich ferner eine Führungslasche 145, die zusammen mit einer der in Fig. 5 zu sehenden Führungsnuten 34 eine Kupplung bildet, die das auf den Drehknopf 3 aufgebrachte Bedienmoment ihrerseits auf den Sollwertsteller 1 überträgt. In Fig. 5 ist ferner ein Ringanschlag 32 zu erkennen, der beim Aufsetzen des Drehknopfes 3 auf den Sollwertsteller 1 gegen die Stirnseite 114 zu liegen kommt, wenn die Nocken 33 die Ringschulter 111 gerade passiert haben, wie in Fig. 1 zu sehen.

DeF Zusammenbau des Thermostaten ist denkbar einfach. Zunächst wird das Aufsatzteil 4 mit dem Gehäuse 5 verbunden; vorher oder nachher wird die Stellspindel 6 einschließlich der Rückstellfeder 7 montiert. Nachdem das Meß- und Stellsystem 2 eingelegt ist, wird der bereits fertig zusammengebaute Sollwertsteller 1 so aufgeschraubt, daß — bei festgehaltener Temperatur am

Temperaturfühler— das Regelventil beispielsweise gerade schließt. In dieser Stellung des Sollwertstellers 1 kann nun der Drehknopf 3 unter Einführung der Führungslasche 145 in eine Führungsnut 34 bis zum Auftreffen des Ringanschlages 32 aufgeschoben werden, wobei der Drehknopf 3 wegen seiner Nocken 33 hörbar einrastet. Die Teilung der Führungsnuten 34 gestattet es, daß dabei der Zapfen 31 nahe an einer Seite des Anschlages 421 zu liegen kommen kann.

Claims (6)

1. Erfindungsanspruch:

   1. Thermostat für Gasschalter an Raumheizgeräten mit einem am Gehäuse des Gasschalters starr befestigten Aufsatzteil, das außer einer die Verbindung mit dem Gehäuse herstellenden Grundplatte noch einen im wesentlichen rohrförmigen Gehäusestutzen aufweist, der außen mit einem Stellgewinde versehen ist, mit einem Sollwertsteller, bestehend im einzelnen aus einem im wesentlichen rohrförmigen Gewindering, einer auch im Überlastfall wirksamen Sollwertfeder, einem zum Gewindering ortsfesten Widerlager und einem längsbeweglichen Federteller, zwischen denen die Sollwertfeder eingespannt ist, wobei der Gewindering innen mit einem — demjenigen des Gehäusestutzens entsprechenden — Stellgewinde versehen ist und dadurch der Gewindering und der Gehäusestutzen so miteinander verbunden sind, daß der Sollwertsteller gegenüber dem Aufsatzteil axial leicht verschiebbar ist, wobei ferner an einer Ringschulter des Gewinderinges ein Zuganker dergestalt eingehängt ist, daß dessen mindestens zwei, vom Gasschalter und von der Ringschulter wegweisende Ankerstege in — ihrer Breite entsprechenden — Ausnehmungen der Ringschulter geführt und auf der dem Gewindering abgewandten Seite miteinandereinstückig so verbunden sind, daß der Verbindungssteg auch das Widerlager der Sollwertfeder bildet, weiterhin mit einem Metallbalg, der über ein Kapillarrohr mit einem Temperaturfühler verbunden ist und mit diesem zusammen ein mit einer Ausdehnungsflüssigkeit gefülltes Meß- und Stellsystem bildet, wobei der Metallbalg zwischen dem Federteller des Sollwertstellers und einem Anschlag auf einer Stellspindel angeordnet ist, welche die temperaturabhängige Bewegung des Metallbalges oder dessen Verschiebung unter dem Einfluß des Sollwertstellers auf ein schnappend betätigtes Regelventil für den Gasstrom überträgt und dazu in einer zentrisch zum Aufsatzteil vorgesehenen Durchführung im Gehäuse des Gasschalters gelagert ist, ferner mit einer Rückstellfeder, die konzentrisch zur Stellspindel ist und einerseits ortsfest am Gehäuse des Gasschalters und andererseits am Anschlag der Stellspindel anliegt, und schließlich mit einem Drehknopf, der über den Sollwertsteller aufgeschoben und axial unbelastet ist, lediglich das Bedienmoment auf den Sollwertsteller überträgt und an seinem dem Gasschalter zugekehrten Ringrand einen Zapfen aufweist, der zusammen mit einem Anschlag des Aufsatzteiles den Bereichswinkel des Sollwertstellers festlegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Federteller (12), der bei entlasteter Sollwertfeder (13) an der von der Ringschulter (111) gebildeten Stirnseite (114) des Gewinderinges (11) anliegt, ebenfalls—der Breite der Ankerstege (141) entsprechende — Ausnehmungen (123) besitzt, in denen sich die Ankerstege (141) während des gesamten Weges des Federtellers (12) befinden, und daß an mindestens einem der Ankerstege (141) eine Führungslasche (145) vorgesehen ist, die zusammen mit einer Führungsnut (34) von vielen an der Innenseite des Drehknopfes (3) eine formschlüssige, nur bei dessen willkürlicher Drehung wirksame Kupplung bildet.
2. 2. Thermostat nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerstege (141) im Bereich der Ringschulter (111) eingezogen sind, daß die Ausnehmungen (123) im Federteller (12) in diesem Bereich größer sind als die Ausnehmungen (112) der Ringschulter (111), und daß die Ringschulter (111) hier so verformt ist, daß die Ankerstege (141) den Gewindering (11) nicht durch Aufspreizen verlassen können.
3. 3. Thermostat nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerstege (141¹) an ihrem an der Ringschulter (111) befindlichen Ende Haltelaschen (142) zur Aufnahme der Kraft der Sollwertfeder (13) besitzen.
4. 4. Thermostat nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehknopf (3) an seiner Innenseite einen Ringanschlag (32) besitzt, der gegen die Stirnseite (114) des Gewinderinges (11) dann anschlägt, wenn mehrere, gleichfalls an der Innenseite des Drehknopfes (3) vorgesehene flache Nocken (33) gerade über die Ringschulter (111) hinweggeglitten sind.
5. 5. Thermostat nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kapillarrohr (22) in einem Schlitz (412) des Gehäusestutzens (41) herausgeführt ist.
6. 6. Thermostat nach Punkt 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (31) des Drehknopfes (3) dann unwirksam ist, wenn der Ringanschlag (32) des Drehknopfes (3) noch nicht an der Stirnseite (114) des Gewinderinges (11) anliegt.

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