DE1010792B

DE1010792B - Temperature-dependent control apparatus

Info

Publication number: DE1010792B
Application number: DEG17421A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dr Josef Goettinger
Original assignee: JOSEF GOETTINGER DIPL ING DR
Current assignee: JOSEF GOETTINGER DIPL ING DR
Priority date: 1954-07-28
Filing date: 1955-06-20
Publication date: 1957-06-19

Description

DEUTSCHESGERMAN

Durch Bimetallspiralen gesteuerte Regelapparate werden verwendet, wo Flüssigkeitsströme in Abhängigkeit von der Temperatur automatisch umgeleitet oder gedrosselt werden sollen, z. B. zum Mischen zweier Flüssigkeiten von verschiedener Temperatur zwecks Erzeugung einer Mischflüssigkeit von gewünschter Temperatur oder bei wassergekühlten Motoren zum Drosseln oder Umleiten des Kühlwassers in Abhängigkeit von der abzuführenden Wärmemenge. Die bekannten Apparate verwenden als Steuerorgane entweder Hähne, Schieber und Ventile, die durch Verschmutzen steckenbleiben können oder zum Betätigen einen großen Kraftaufwand erfordern, oder Klappern, bei denen aber in der üblichen Bauart mit fixer Drehachse schwer ein dichter Abschluß zu erzielen ist; man hat auch, um die Reibung und damit die Verstellkraft niedrig zu halten, Apparate konstruiert, bei denen sich ein Verschlußkörper mit einer gekrümmten, konvexen Fläche auf der die Zuleitungsschlitze enthaltenden, nach außen gewölbten Fläche abwälzt, so daß die Krümmungsradien entgegengerichtet sind; die Mischung erfolgt durch die ungleich große Freigabe der beiden Schlitze. Infolge der gegensinnigen Krümmung der beiden konvexen Dichtungsflächen liegen diese in keiner' Stellung satt aufeinander, so daß ein Dichthalten dieser Ventile nur mittels einer nachgiebigen. Packung möglich ist, die dem Abwälzen des Ventilkörpers Widerstand entgegensetzt und abgenutzt wird, besonders dort, wo sie unter dem gleichzeitigen Einfluß der heißen Flüssigkeit steht.Regulating devices controlled by bimetal spirals are used where liquid flows are dependent should be automatically diverted or throttled by the temperature, e.g. B. for mixing two liquids of different temperature for the purpose of creating a mixed liquid of the desired one Temperature or, in the case of water-cooled motors, to throttle or divert the cooling water depending on the amount of heat to be dissipated. Use the known devices as control organs either taps, slides and valves, which can get stuck due to contamination or require a great deal of force to operate, or rattling, but with which in the usual Construction with a fixed axis of rotation is difficult to achieve a tight seal; one also has to reduce the friction and thus to keep the adjusting force low, devices are constructed in which there is a locking body with a curved, convex surface on the outwardly curved surface containing the feed line slots Surface rolls off so that the radii of curvature are opposite; mixing takes place through the unequal clearance of the two slots. As a result of the opposite curvature of the two convex ones Sealing surfaces do not lie close to one another in any position, so that these valves can only be held tight by means of a yielding. Packing is possible, which opposes the rolling of the valve body resistance and is worn out, especially where it is under the simultaneous influence of the hot Liquid.

Eine Schwäche der mit stetiger Regelung durch verschieden großes Offenhalten der Zuleitungsschlitze arbeitenden Mischapparate besteht darin, daß beim Ausbleiben, des Druckes in der einen Leitung die Flüssigkeit aus der anderen Leitung einströmen kann, wodurch z. B. heißes Wasser in ein Wasserversorgungsnetz gelangen kann. Ein weiterer grundsätzlicher Nachteil der Apparate mit stetiger Regelung liegt in dem Umstand begründet, daß bei einer Änderung der Temperatur- oder Druckverhältnisse in den Zuleitungen eine Abweichung der Temperatur des Mischwassers eintreten muß, weil nur durch diese Abweichung vom Sollwert die Kraft zum Verstellen der Abschlußorgane, das durch die geänderten Verhältnisse auf der Zuleitungsseite notwendig wird, vom temperaturempfmdlichen Organ, z. B. einer Bimetallspirale, erzeugt werden kann. Die unvermeidliche Reibung in dem Übertragungsmechanismus zwischen dem Einstellhebel für die Mischtemperatur und den Abschlußorganen bewirkt, daß bei einer Verstellung dieses Einstellhebels zwecks Änderung der gewünschten Mischtemperatur ein Zurückbleiben des erreichten Temperaturwertes gegenüber dem gewünschten Wert eintritt.A weakness of having steady regulation through different large hold open the feeder working mixing apparatus is that when If there is no pressure in one line, the liquid from the other line can flow in, whereby z. B. hot water can enter a water supply network. Another fundamental one The disadvantage of the devices with continuous regulation is based on the fact that when the Temperature or pressure conditions in the supply lines result in a deviation in the temperature of the mixed water must occur because it is only through this deviation from the nominal value that the force for adjusting the closing organs, which is necessary due to the changed conditions on the supply side, from the temperature-sensitive Organ, e.g. B. a bimetal spiral can be generated. The inevitable friction in the transmission mechanism between the setting lever for the mixing temperature and the closing organs has the effect that when this setting lever is adjusted to change the desired mixing temperature the reached temperature value falls short of the desired value.

Temperaturabhängiger RegelapparatTemperature-dependent control device

Anmelder:Applicant:

Dipl.-Ing. Dr. Josef Göttinger,
Langenzersdorf, Wien (Österreich)Dipl.-Ing. Dr. Josef Göttinger,
Langenzersdorf, Vienna (Austria)

Vertreter: Dipl.-Ing. E. Adam, Patentanwalt,
München-Obermenzing, Dandlerstr. 10Representative: Dipl.-Ing. E. Adam, patent attorney,
Munich-Obermenzing, Dandlerstr. 10

Beanspruchte Priorität:
Österreich vom 28. Juli 1954Claimed priority:
Austria from July 28, 1954

Dipl.-Ing. Dr. Josef Göttinger, Langenzersdorf,Dipl.-Ing. Dr. Josef Göttinger, Langenzersdorf,

Wien (Österreich),
ist als Erfinder genannt wordenVienna, Austria),
has been named as the inventor

Die vorliegende Erfindung bezweckt, einen Regelapparat zu schaffen, dessen Abschlußorgan in der ge-The aim of the present invention is to create a regulating apparatus, the closing element of which in the general

as schlossenen Stellung gut dichtet und zum Verstellen eine geringe Kraft erfordert, so daß eine Bimetallspirale von kleinen Abmessungen ausreicht.The closed position seals well and can be adjusted requires a small force, so that a bimetallic spiral of small dimensions is sufficient.

Die Erfindung bezieht sich auf einen durch eine Bimetallspirale gesteuerten temperaturabhängigen Regelapparat mit einem auf der die beiden Einlaßschlitze enthaltenden Fläche sich abwälzenden Verschlußorgan. The invention relates to a temperature-dependent device controlled by a bimetal spiral Control apparatus with a closure member rolling on the surface containing the two inlet slots.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die die beiden Einlaßschlitze enthaltende Fläche eben ist und daß das Verschlußorgan als V-förmige Doppelklappe ausgebildet ist, auf deren konvexer Seite die ebenen Dichtungsflächen der beiden Flügel durch eine zylindrische Wälzfläche verbunden sind und auf deren konkaver Seite sich ein Wälzkörper abwälzt, der mittels einer Feder an die Doppelklappe angedrückt wird, und deren Umkippen aus einer ihrer beiden durch die Bimetallspirale jeweils bestimmten Endlagen die andere bewirkt. Der Kraftbedarf zum Steuern des Regel app ar ates ist gering, weil die Bewegung des Wälzkörpers angenähert senkrecht zu der von der Feder ausgeübten Kraft erfolgt. Die Einhaltung der gewünschten Mischtemperatur erfolgt durch abwechselndes, verschieden langes Offenhalten der Zuleitungsschlitze. Das Umschalten wird von der Bimetallspirale bei einer bestimmten Abweichung der Temperatur der Mischflüssigkeit von dem gewünschten Wert nach oben oder unten bewirkt.The invention is characterized in that the surface containing the two inlet slots is flat and that the closure member is designed as a V-shaped double flap, on the convex side of which flat sealing surfaces of the two wings are connected by a cylindrical rolling surface and on their On the concave side, a rolling element rolls off, which is pressed against the double flap by means of a spring is, and their overturning from one of its two end positions determined by the bimetallic spiral the other causes. The force required to control the rule app ar ates is low because the movement of the rolling element takes place approximately perpendicular to the force exerted by the spring. Compliance The desired mixing temperature is achieved by alternately holding open for different lengths of time the feeder slots. The switch is made by the bimetallic spiral at a certain deviation of the Temperature of the mixed liquid caused by the desired value up or down.

Da eine der beiden Zuleitungen immer geschlossen gehalten wird, kann auch beim Ausbleiben des DruckesSince one of the two supply lines is always kept closed, even if there is no pressure

709 549/225709 549/225

in einer von ihnen kein Überströmen von Flüssigkeit aus der anderen Zuleitung eintreten. Die im Mischraum herrschende Temperatur schwankt um den zum Umschalten notwendigen Betrag um den Mittelwert; in einiger Entfernung vom Apparat gleichen sich diese periodischen Temperaturschwankungen in der Mischflüssigkeit aus. Der gewünschte Mittelwert wird aber bei veränderlichen Druck- und Temperaturverhältnissen auf der Zuleitungsseite genauer als bei den Apparaten mit stetiger Regelung eingehalten, weil auch unter diesen Umständen das Umschalten des Abschlußorgans stets bei dem gleichen unteren und oberen Temperaturwert erfolgt und lediglich die Dauer der Öffnungszeit sich ändert. Die Reibung in den Übertragungselementen beeinträchtigt nicht die Genauigkeit des Mittelwertes der erzielten Mischtemperatur, weil sich die durch sie verursachten Verzögerungen des Umschaltens beim obersten und untersten Temperaturwert aufheben.no overflow of liquid from the other supply line occurs in one of them. The one in the mixing room The prevailing temperature fluctuates around the mean value by the amount necessary for switching; at some distance from the apparatus, these periodic temperature fluctuations are similar in the mixed liquid the end. The desired mean value is, however, given changing pressure and temperature conditions adhered to more precisely on the supply side than in the case of the devices with continuous control, because even under these circumstances, the switching of the closing organ always with the same lower and upper temperature value takes place and only the duration of the opening time changes. The friction in the transmission elements does not affect the accuracy of the mean value of the achieved mixing temperature, because they cause delays in switching between the top and cancel the lowest temperature value.

An Hand der Zeichnung wird eine Ausführungsform der Erfindung als automatisches Mischventil, z. B. zur Bereitung von Badewasser aus zugeleitetem kaltem und heißem Wasser, beschrieben und anschließend die Wirkungsweise erläutert.Based on the drawing, an embodiment of the invention is shown as an automatic mixing valve, z. B. for the preparation of bath water from supplied cold and hot water, described and then explains how it works.

Fig. 1 stellt einen Längsschnitt durch den Regelapparat vor,Fig. 1 presents a longitudinal section through the control apparatus,

Fig. 2 einen Querschnitt in der Ebene II-II von Fig. 1.Fig. 2 shows a cross section in the plane II-II of Fig. 1.

1 ist das Gehäuse mit dem vorderen Gehäusedeckel 2 und dem hinteren, Gehäusedeckel 3; 4 bzw. 5 sind die Anschluß stutzen für das kalte bzw. heiße Wasser, 6 ist der Anschluß stutzen für die Mischwasserleitung. Auf der Dichtungsfläche 7 des Gehäuses befinden sich die Schlitze 8 bzw. 9 für die Zuleitung des kalten bzw. heißen Wassers in das Innere des Gehäuses. Die Dichtungsflächen 11, 12 der beiden Flügel der V-förmigen Doppelklappe 10 stehen den Schlitzen 8, 9 des Gehäuses gegenüber und sind durch die konvex zylindrisch gewölbte Wälzfläche 13 miteinander verbunden. Zwei Zäpfchen 14, die aus der Dichtungsfläche 7 des Gehäuses herausragen, greifen in zwei Bohrungen 15 in der Doppelklappe ein und verhindern ein Verschieben der Doppelklappe 10 auf der Dichtungsfläche 7.1 is the housing with the front housing cover 2 and the rear housing cover 3; 4 or 5 are the connection nozzles for the cold or hot water, 6 is the connection nozzle for the mixed water pipe. The slots 8 and 9 for the supply line are located on the sealing surface 7 of the housing of the cold or hot water into the interior of the housing. The sealing surfaces 11, 12 of the two The wings of the V-shaped double flap 10 face the slots 8, 9 of the housing and are through the convex cylindrically curved rolling surface 13 connected to one another. Two suppositories 14 coming from the Sealing surface 7 of the housing protrude, engage in two bores 15 in the double flap and prevent the double flap 10 from shifting on the sealing surface 7.

Mittels der Achse 16 ist der Lenkarm 17 drehbar 4-5 im Gehäuse gelagert. Seine Bewegung wird durch die Anschläge 18,19 begrenzt. Zwei Zapfen 15', die mit dem äußeren Ende 21 der Bimetallspirale 20 verbunden sind, greifen in passende Bohrungen des Lenkarmes 17 ein und kuppeln dadurch diesen mit der Bimetallspirale. Die Bimetall spirale sitzt mit ihrem inneren Ende 22 auf der Spindel 23 fest, die durch die Stopfbüchse 24 den vorderen Gehäusedeckel durchdringt und den Einstellhebel 25 trägt. Dieser bildet die Lagerung für den mit dem Handgriff 27 verbundenen Stift 26, der von einer Feder 28 in eine der am vorderen Gehäusedeckel befindlichen Rasten 29 gedrückt wird.The steering arm 17 is rotatably supported 4-5 in the housing by means of the axis 16. Its movement is through the Limits stops 18.19. Two tenons 15 'with the outer end 21 of the bimetallic spiral 20 are connected, engage in matching holes in the steering arm 17 and thereby couple this with the bimetallic spiral. The bimetal spiral sits with its inside End 22 fixed on the spindle 23, which penetrates the front housing cover through the stuffing box 24 and the adjustment lever 25 carries. This forms the storage for the one connected to the handle 27 Pin 26, which by a spring 28 in one of the front Housing cover located notches 29 is pressed.

Die Rolle 30 wird mit ihrer Achse 31 in zwei Langlöchern 32 des Lenkarmes 17 geführt. In die Achse 31 ist der Bügel 33 eingehängt, an dem ein Ende der Feder 34 angreift und der unter dem Einfluß dieser Feder die Rolle 30 an die Doppelklappe 10 andfückt. In der in Fig. 2 gezeichneten Stellung drückt die unter dem Druck der Feder 34 stehende Achse 31 der Rolle 30 den Lenkarm 17 an den Anschlag 18 und die Dichtungsfläche 12 der Doppelklappe 10 an den Schlitz 9, der die Zuleitung für das heiße Wasser bildet. Durch den freigegebenen Schlitz 8 strömt kaltes Wasser; es sinkt die Temperatur des Mischwassers im Gehäuse und damit die Temperatur der ßimetallspirale. Bei ihrer Abkühlung übt die Bimetallspirale auf den Lenkarm ein Drehmoment im Uhrzeigersinn aus. Wenn die Abkühlung der Bimetallspirale genügend weit fortgeschritten ist, überwindet das von ihr auf den Lenkarm 17 ausgeübte Drehmoment das ihm entgegenwirkende Drehmoment, das vom Druck der Rollenachee 31 auf die Seitenfläche des Langloches 32 im Lenkarm herrührt, mitsamt den Reibungswiderständen, und verdreht den Lenkarm im Uhrzeigersinn, bis er an den Anschlag 19 anstößt. Während der Verdrehung des Lenkarmes rollt die Rolle 30 über die konkave Seite der Doppelklappe 10, die sich mit ihrer konvexen Wälzfläche 13 auf der Dichtungsfläche 7 des Gehäuses abwälzt und dabei derart umlegt, daß sie den Schlitz 9 freigibt und mit ihrer Dichtungsfläche 11 den Schlitz 8 abschließt. Unter dem Einfluß der Kraft der Feder 34 drückt die Rolle die Doppelklappe fest an die Dichtungsfläche 7 des Gehäuses und zugleich über ihre Achse 31 den Lenkarm 17 an den Anschlag 19 an. Das aus dem Schlitz 9 ausströmende heiße Wasser setzt die Temperatur des Mischwassers hinauf und erwärmt die Bimetallspirale, die infolgedessen ein Drehmoment entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn auf den Lenkarm ausübt. Nun tritt ein dem oben beschriebenen Vorgang entgegengesetzter Vorgang ein, durch den der in Fig. 2 dargestellte Zustand wieder hergestellt wird. Dadurch, daß abwechselnd die Zuleitungen für das kalte und für das heiße Wasser abgesperrt werden, pendelt die Temperatur des Mischwassers im Gehäuse um einen kleinen Betrag um den gewünschten Mittelwert. Eine Änderung der gewünschten Mischtemperatur erfolgt durch Verdrehen des inneren Endes 22 der Bimetallspirale mittels des Verstellhebels 25, nachdem mit dem Handgriff 27 der Stift 26 aus der Rast 29 herausgehoben wurde.The roller 30 is guided with its axis 31 in two elongated holes 32 of the steering arm 17. In the axis 31, the bracket 33 is suspended, on which one end of the spring 34 engages and which is under the influence of this Spring the roller 30 andfückt on the double flap 10. In the position shown in Fig. 2, the presses under the pressure of the spring 34 standing axis 31 of the roller 30 the steering arm 17 to the stop 18 and the Sealing surface 12 of the double flap 10 to the slot 9, which is the supply line for the hot water forms. Cold water flows through the released slot 8; the temperature of the mixed water drops in the housing and thus the temperature of the ßimetallspirale. The bimetal spiral exercises as it cools down clockwise torque on the steering arm. When the cooling of the bimetal spiral has progressed sufficiently, overcomes the torque exerted by it on the steering arm 17 the counteracting torque caused by the pressure of the roller axis 31 on the side surface of the elongated hole 32 in the steering arm originates, together with the frictional resistances, and rotates the steering arm in the Clockwise until it hits stop 19. While the steering arm is twisted, the rolls Roller 30 on the concave side of the double flap 10, which is with its convex rolling surface 13 on the Sealing surface 7 of the housing rolls and thereby folds over so that it exposes the slot 9 and with its sealing surface 11 closes the slot 8. Under the influence of the force of the spring 34 presses Roll the double flap firmly to the sealing surface 7 of the housing and at the same time on its axis 31 Steering arm 17 to the stop 19. The hot water flowing out of the slot 9 sets the temperature of the mixed water and heats the bimetallic spiral, which consequently generates a torque exerts counterclockwise on the steering arm. The process described above now occurs the opposite process by which the state shown in FIG. 2 is restored. Because the supply lines for the cold and hot water are alternately shut off, the temperature of the mixed water in the housing fluctuates by a small amount around the desired value Average. The desired mixing temperature can be changed by turning the inner end 22 of the bimetallic spiral by means of the adjusting lever 25, after with the handle 27 of the pin 26 from the Rast 29 has been lifted out.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Temperature-dependent regulating device controlled by a bimetal spiral with one on the the surface rolling closure member containing the two inlet slits, characterized in that that the surface containing the two inlet slots is flat and that the closure member is designed as a V-shaped double flap (10), on the convex side of which the flat Sealing surfaces (11,12) of the two wings are connected by a cylindrical rolling surface (13). a rolling element (30) rolling on the concave side of the throttle valve by means of a spring (34) is pressed against the double flap (10) and its overturning from one of its causes both stable end positions in the other.

2. Temperature-dependent control apparatus according to claim 1, characterized in that the Rolling body (30) is designed as a roller, the axis (31) of which engages one end of the spring (34), in elongated holes (32) one between two stops (18, 19) oscillating with one End (21) of the bimetallic spiral (20) connected steering arm (17) is guided.

Documents considered: German Patent No. 551978; U.S. Patent No. 2,185,889.

1 sheet of drawings