DE10225576A1

DE10225576A1 - Thermisch gesteuerte Einrichtung zur Betätigung einer Ventilöffnung

Info

Publication number: DE10225576A1
Application number: DE2002125576
Authority: DE
Inventors: Lutz Pahlke; Horst Holzhauser
Original assignee: INTER CONTROL Hermann Koehler Electrik GmbH and Co KG
Current assignee: INTER CONTROL Hermann Koehler Electrik GmbH and Co KG
Priority date: 2001-02-10
Filing date: 2002-06-10
Publication date: 2004-01-08
Anticipated expiration: 2022-06-11
Also published as: DE10225576B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine thermisch gesteuerte Einrichtung zur Betätigung einer Ventilöffnung mit einem thermomechanischem Element (2), das an einem Trägerelement (3) befestigt ist, und mit einem flexiblen Durchflusselement (4) mit einem zwischen Bimetallelement (2) und Trägerelement (3) angeordneten querschnitssveränderbaren Abschnitt, wobei das Bimetallelement (2) und/oder das Trägerelement (3) und/oder das Durchflusselement (4) derart ausgewählt und/oder ausgebildet und/oder angeordnet ist, dass die Ventilöffnung bei einer vorbestimmten ersten Temperatur (T1) vollständig geschlossen ist, und die Ventilöffnung bei einer vorbestimmten zweiten Temperatur (T2) vollständig geöffnet ist, und außerdem die Ventilöffnung bei einer Temperatur (T) innerhalb des von (T1) und (T2) vorgegebenen Temperaturintervalls eine Funktion der Temperatur und vorteilhaft eine lineare Funktion der Temperatur ist. Nach einer vorteilhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung wird die thermische Einrichtung (1) als Drip-Stop Ventil in einem Dampfbügeleisen verwendet, wobei außerdem die vorstehende erste Temperatur (T1) niedriger als die vorstehende zweite Temperatur (T2) ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine thermisch gesteuerte Einrichtung zur Betätigung einer Ventilöffnung und insbesondere ein Drip-Stop Ventil insbesondere für den Einsatz in Dampfbügeleisen. Die thermisch gesteuerte Einrichtung weist ein thermomechanisches Element und insbesondere ein Bimetallelement auf, dessen Form und/oder räumliche Lage eine Funktion der Temperatur ist.

Derartige Vorrichtungen sind z. B: aus der DE 196 45 102 C1 bekannt, die eine an einem Trägerelement befestigte Bimetallsprungscheibe mit einem daran angeordneten Übertragungshebel vorschlägt, der auf eine Schließeinrichtung eines Ventils einwirkt. Zur Behebung des aus der DE 196 45 102 C1 bekannten aufwendigen und somit nachteiligen Einbaus an den Bestimmungsort und der ebenso aufwendigen Justierung wurde von der Anmelderin der vorliegenden Erfindung in der unveröffentlichten Deutschen Patentanmeldung Nr. 10106141.2 eine thermisch gesteuerte Einrichtung zur Betätigung einer Ventilöffnung vorgeschlagen, die zu einer sicheren Abdichtung des Ventils führt und auf einfache Weise zu montieren ist und dabei nur wenige nämlich die folgenden Funktionsteile aufweist: Die Ventilöffnung wird durch einen querschnittsveränderbaren Abschnitt eines schlauch- und/oder rohrartigen Durchflußelements gebildet, und der Rand oder Randbereich einer Bimetallsprungscheibe beaufschlagt unmittelbar den querschnittsveränderbaren Abschnitt.

Die vorstehende thermisch gesteuerte Einrichtung zur Betätigung einer Ventilöffnung mittels der Bimetallsprungscheibe unterscheidet jedoch lediglich zwischen einer ersten Schließstellung der Einrichtung unterhalb der Sprungtemperatur und einer zweiten Öffnungsstellung bei der Sprungtemperatur oder höheren Temperaturen, so dass die Ventilöffnung entweder vollständig geöffnet oder vollständig geschlossen ist.

Für viele Anwendungen ist es wünschenswert eine thermisch gesteuerte Einrichtung zur Betätigung einer Ventilöffnung anzugeben, die funktionssicher ist, nur wenige Funktionsteile aufweist, auf einfache Weise zu montieren ist, und die die Ventilöffnung als Funktion der Temperatur steuert, und hierbei insbesondere als Funktion der Temperatur innerhalb eines vorgegebenen Temperaturintervalls zwischen einem ersten niedrigen und zweiten höheren Temperaturwert steuert.

Die vorstehende Aufgabe wird mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der vorliegenden Erfindung sind in den Merkmalen der Unteransprüche und/oder der nachfolgenden Beschreibung angegeben, die von schematischen Zeichnungen begleitet ist.
Hierzu zeigt:

1a eine Temperaturkennlinie einer thermischen Einrichtung 1 gemäß einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung;
1b eine Temperaturkennlinie einer thermischen Einrichtung 1 gemäß einer zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung;
2a einen vergrößerten Ausschnitt der Temperaturkennlinie von 1a;
2b eine schematische Stellung der Ventilöffnung einer thermischen Einrichtung 1 mit der Temperaturkennlinie von 1a und 2a;
3 eine Draufsicht auf eine thermische Einrichtung 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
4a eine Seitenansicht der thermischen Einrichtung 1 von 3; und 4b einen schematischen Schnitt durch einen Teilbereich einer Abwandlung der thermischen Einrichtung von 4a;
5 eine weitere Seitenansicht der Einrichtung 1 von 3;
6 eine perspektivische Darstellung der Einrichtung 1 von 3;
7 eine Seitenansicht einer Abwandlung der thermischen Einrichtung 1 von 3;
8 eine Ansicht der Einrichtung 1 von 7 von unten;
9 eine perspektivische Darstellung einer Montage der Einrichtung 1 von 3 zusammen mit einem weiteren Temperaturschaltelement 5; und
10 eine weitere perspektivische Darstellung der Montage der Einrichtung 1 von 9;

Die vorliegende Erfindung geht von der Überlegung aus, eine thermisch gesteuerte Einrichtung 1 zur Betätigung einer Ventilöffnung mit einem thermomechanischen Element 2 vorzusehen, das geeigneter weise mittels einem Bimetallelement 2 bereitgestellt ist, das an einem Trägerelement 3 befestigt ist, und bei der ein flexibles Durchflußelement 4 mit einem querschnittsveränderbaren Abschnitt zwischen dem Bimetallelement 2 und dem Trägerelement 3 angeordnet ist, und wobei das Bimetallelement 2 und/oder das Trägerelement 3 und/oder das Durchflußelement 4 derart ausgewählt und/oder ausgebildet und/oder angeordnet sind, dass die Ventilöffnung bei einer vorbestimmten ersten Temperatur T1 vollständig geschlossen ist, und die Ventilöffnung bei einer vorbestimmten zweiten Temperatur T2 vollständig geöffnet ist, und ausserdem die Ventilöffnung bei einer Temperatur T innerhalb des von T1 und T2 vorgegebenen Temperaturintervalls eine Funktion der Temperatur ist.
Anstelle des oben genannten Bimetallelements 2 kann das thermomechanische Element (2) auch mittels einem geeignet ausgebildeten Memory Metall und/oder einer geeigneten temperaturabhängigen Membrane bereitgestellt werden, was ebenso für die nachfolgend beschriebenen Ausführungen der vorliegenden Erfindung gilt.
Eine erfindungsgemäße thermische Einrichtung 1 mit der Funktion der temperaturabhängigen Steuerung des Durchflusses einer Flüssigkeit und/oder eines Gases innerhalb eines vorbestimmten Temperaturbereichs zwischen einer ersten T1 und zweiten T2 Temperatur kann viele Anwendungen finden und insbesondere auch als Drip-Stop Ventil insbesondere auch eines Dampfbügeleisens eingesetzt werden, wobei das Bimetallelement 2 und/oder das Trägerelement 3 und/oder das Durchflusselement 4 der thermischen Einrichtung vorteilhaft derart ausgewählt und/oder ausgebildet und/oder angeordnet sind, dass die Ventilöffnung innerhalb dem von der ersten T1 und zweiten Temperatur T2 vorgegebenen Temperaturintervall etwa eine lineare Funktion der Temperatur T ist.
Ebenfalls insbesondere auch für die vorteilhafte Anwendung als Drip-Stop Ventil eines Dampfbügeleisens ist die thermische Einrichtung 1 geeigneter Weise ausserdem derart ausgebildet, dass die Ventilöffnung bei einer Temperatur T, die kleiner ist als eine erste niedrige Temperatur T1, vollständig geschlossen ist, und die Ventilöffnung ausserdem bei einer Temperatur T, die größer ist als eine zweite höhere Temperatur T2, vollständig geöffnet ist.
Für die vorstehend genannte Anwendung umfasst das Durchflusselement 4 geeigneter Weise ein schlauch und rohrartiges Element mit einer Größenordnung wie es in Dampfbügeleisen zur Zufuhr von Wasser zu einer Verdampfungskammern an der Sole des Bügeleisens üblich ist, wonach das Durchflusselement einen Durchmesser im Bereich von 1 mm bis 10 mm und vorteilhaft etwa 2 bis 5 mm und eine Wandstärke von etwa 0.4 bis 1 mm und vorteilhaft etwa 0.6 mm aufweist. Es ist klar, dass die Dimensionen des Bimetallelements 2 und des Trägerelements 3 auf die Dimension und Elastizität des Durchflusselements 4 abgestimmt ausgebildet sind, so dass die sichere Funktionsfähigkeit der thermischen Einrichtung 1 bereitgestellt ist.
Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die vorstehend genannte Anwendung beschränkt und kann nach einer Abwandlung beispielsweise auch derart ausgebildet sein, dass die Ventilöffnung bei einer Temperatur T, die kleiner ist als eine erste niedrige Temperatur T1, vollständig geöffnet ist, und die Ventilöffnung ausserdem bei einer Temperatur T, die größer ist als eine zweite höhere Temperatur T2, vollständig geschlossen ist.
Für andere Anwendungen etwa in der Heizungs- und Kühltechnik von Flüssigkeiten und/oder Gasen und beispielsweise auch in der Labor und Medizintechnik können Durchflusselemente 4 mit Dimensionen gleicher, kleinerer oder grösserer Größenordnung und entsprechend angepasster Ausbildung und Dimensionierung des Bimetallelements 2 und Trägerelements 3 bereitgestellt werden.
Beispielsweise kommen insbesondere miniaturisiert ausgebildete flächenhafte Strukturen aus Kunststoff mit Kanalsystemen zum Transport von sehr geringen Flüssigkeits- und/oder Gasmengen insbesondere für biologische chemische und medizinische Anwendungen zum Einsatz, wobei die flächenhaften Strukturen mittels Verfahren der Mikrostrukturtechnik hergestellt sind.
Eine entsprechend miniaturisert ausgebildete Abwandlung der thermischen Einrichtung 1 der vorliegenden Erfindung kann auch eine einfache und funktionssichere temperaturgesteuerte Ventilfunktion für wenigstens einen Kanal in einer im wesentlichen zweidimensional ausgebildeten elastischen Kunststoffstruktur vorteilhaft bereitstellen.
Als weiteres Anwendungsbeispiel seien hier noch Kühlsysteme von elektronischen Bauelementen genannt, die ein Kanalsystem mit einer zirkulierenden Kühlflüssigkeit aufweisen. Zur thermisch optimierten Regelung des Flüssigkeitskreislaufs kann der Einsatz der thermischen Einrichtung 1 ebenfalls auf einfache Weise bereitgestellt werden, indem beispielsweise eine erfindungsgemäße Einrichtung 1, die an die Dimension des zu kühlenden elektronischen Bauteils und die Arbeitstemperatur der Kühlflüssigkeit angepasst ist, mit dem Trägerelement in geeigneten thermischen Kontakt mit dem zu kühlenden Bauelement gebracht wird.
Als weitere Anwendungen seien hier ausserdem noch Kühlsysteme von Verbrennungsmotoren genannt.
Für Anwendungen zur thermischen Durchflußsteuerung von insbesondere Wasser und/oder Wasserdampf ist die thermische Einrichtung 1 geeigneter Weise derart ausgebildet, dass die erste Temperatur T1 aus einem Temperaturbereich von 60°C bis 160°C, vorteilhaft 80°C bis 120°C, noch vorteilhafter 100°C bis 110°C ausgewählt ist, und dass die zweite Temperatur T2 aus einem Temperaturbereich von 80°C bis 200°C, vorteilhaft 100°C bis 180°C, noch vorteilhafter 120°C bis 160°C ausgewählt ist, wobei der Abstand zwischen den Temperaturen T1 und T2 geeigneter Weise zwischen 10°C und 120°C und vorteilhaft zwischen 20°C und 100°C, noch vorteilhafter zwischen 20°C und 60°C beträgt.
Insbesondere für die oben genannte Anwendung als Drip-Stop Ventil eines Dampfbügeleisens ist die thermische Einrichtung 1 geeigneter Weise derart ausgebildet, dass die erste Temperatur T1 aus einem Temperaturbereich von 100°C bis 120°C ausgewählt ist und vorteilhaft etwa 110°C entspricht, und die zweite Temperatur T2 aus einem Temperaturbereich von 120°C bis 160°C ausgewählt ist und vorteilhaft etwa 150°C entspricht.
Das Durchflusselement 4 einer erfindungsgemäßen Einrichtung 1 ist zumindest im Bereich der Ventilöffnung geeigneter Weise mittels einem dauerelastischen schlauch und rohrartigen Element mit einem in geöffneter Ventilstellung kreisförmigen oder ovalen Querschnitt bereitgestellt, das vorteilhaft Silikon umfasst.
Das Trägerelement 3 einer erfindungsgemäßen Einrichtung 1 kann vorteilhaft einstückig und/oder in direktem Kontakt mit einem Körper sein, dessen Temperatur variiert, und dessen Temperaturänderung die Ventilöffnung steuern soll, und/oder in den Körper integriert sein. Bei der oben genannten vorteilhaften Anwendung als Drip Stop Ventil insbesondere eines Dampfbügeleisens wird geeigneter Weise die Sole des Bügeleisens als der genannte Körper verwendet.
Nach einer vorteilhaften Abwandlung der vorliegenden Erfindung, die geeignet ist auch Ventilöffnungen mit verhältnismäßig großem Querschnitt zu steuern, kann das Trägerelement 3 als zweites Bimetallelement 3 ausgebildet sein, das dem Bimetallelement 2 entgegenwirkt. Es ist klar, dass bei dieser Abwandlung das erste 2 und/oder zweite 3 Bimetallelement ebenfalls wie vorstehend beschrieben in möglichst guten Temperaturkontakt mit einem Körper angeordnet sind, dessen Temperatur Ausgangspunkt zur Steuerung der Ventilöffnung ist.
Eine erfindungsgemäße thermische Einrichtung 1 kann ausserdem auch vorteilhaft in Kontakt mit einem oder mehreren weiteren thermischen Steuerelementen 5, wie insbesondere mit einem elektrischen Temperaturschalter und/oder Temperaturregler montiert sein, wobei das Trägerelement 3 und/oder das Bimetallelement 2 in thermischem und mechanischem Kontakt mit einem Bimetallelement 51 des Temperaturschalters 5 und/oder Temperaturreglers angeordnet sein kann, und/oder das Bimetallelement 2 mit einem Bimetallelement 51 eines oder mehrerer weiterer Steuerelemente einstückig sein kann.
Ein Bimetallelement 2 und/oder ein Trägerelement 3 einer erfindungsgemäßen thermischen Einrichtung 1 kann auf geeignete und besonders einfache Weise streifenförmig ausgebildet sein, wobei das Trägerelement 3 an seinem einen Ende einen ersten und zweiten äußeren abgewinkelten Vorsprung 31 und einen dritten mittleren Vorsprung 32 aufweisen kann, und das Durchflusselement 4 derart zwischen dem Bimetallelement 2 und dem Trägerelement 3 angeordnet sein kann, dass der erste und zweite Vorsprung 31 auf einer Seite des Durchflusselements 4 und der dritte Vorsprung 32 auf der anderen Seite des Durchflusselements 4 angeordnet ist, und auf diese Weise von dem ersten, zweiten 31 und dritten 32 Vorsprung gehalten wird.
Nach einer vorteilhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung kann an dem Bimetallelement 2 und/oder dem Trägerelement 3 ausserdem ein geeigneter geringer Vorsprung in Kontakt mit dem Durchflusselement 4 und gegenüber dem Bimetallelement 2 zur Sicherstellung der Dichtung der Ventilöffnung angeordnet sein. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung kann das Bimetallelement 2 und/oder das Trägerelement 3 geringfügig abgewinkelt sein, so dass das Durchflusselement 4 von dem Bimetallelement 2 und dem Trägerelement 3 im wesentlichen senkrecht beaufschlagt ist.
1a zeigt eine gepunktet dargestellte Temperaturkennlinie einer thermischen Einrichtung 1 gemäß einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung. Der Zeichnung kann entnommen werden, dass eine thermisch gesteuerte Einrichtung 1 zur Betätigung einer Ventilöffnung geeigneter Weise derart ausgebildet ist, dass die Ventilöffnung bei einer vorbestimmten ersten Temperatur T1 vollständig geschlossen ist, und die Ventilöffnung bei einer vorbestimmten zweiten Temperatur T2 > T1 vollständig geöffnet ist, und ausserdem die Ventilöffnung bei einer Temperatur T innerhalb des von T1 und T2 vorgegebenen Temperaturintervalls geeigneter Weise eine lineare Funktion der Temperatur ist.
1b zeigt eine gepunktet dargestellte Temperaturkennlinie einer thermischen Einrichtung 1 gemäß einer zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung. Der Zeichnung kann entnommen werden, dass eine thermisch gesteuerte Einrichtung 1 zur Betätigung einer Ventilöffnung geeigneter Weise derart ausgebildet ist, dass die Ventilöffnung bei einer vorbestimmten ersten Temperatur T1 vollständig geöffnet ist, und die Ventilöffnung bei einer vorbestimmten zweiten Temperatur T2 > T1 vollständig geschlossen ist, und ausserdem die Ventilöffnung bei einer Temperatur T innerhalb des von T1 und T2 vorgegebenen Temperaturintervalls geeigneter Weise eine lineare Funktion der Temperatur ist.
Je nach Anwendung einer erfindungsgemäßen thermischen Einrichtung 1 kann es vorteilhaft sein, die Einrichtung 1 gemäß der Ausführung von 1a und/oder die Ausführung der Einrichtung 1 gemäß 1b vorteilhaft zur Steuerung des Durchflusses einer Flüssigkeit und/oder eines Gases bereitzustellen.
Für die vorteilhafte Anwendung als Drip Stop Ventil insbesondere eines Dampfbügeleisens wird geeigneter Weise eine thermische Einrichtung gemäß der ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung bereitgestellt.
2a zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der Temperaturkennlinie von 1 der ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung und 2b zeigt eine schematische Darstellung der zugehörigen Stellung der Ventilöffnung einer thermischen Einrichtung 1 mit der Temperaturkennlinie von 1a und 2a am Beispiel einer schlauchförmigen Ventilöffnung mit kreisförmigen Querschnitt im geöffneten Zustand. 2a zeigt den erfindungsgemäßen etwa linearen Temperaturverlauf innerhalb des Temperaturintervalls zwischen den Temperaturen T1 und T2 als gepunktete Linie und ausserdem eine genauere Näherung des wahren Temperaturverlauf der Ventilöffnung bei Verwendung eines elastischen Durchflusselements 4 mit kreisförmigen Querschnitt bei geöffneter Ventilstellung. Erfindungsgemäß sind das Bimetallelement 2, dessen Geometrie und die Geometrie des Trägerelements 3 und das Material und die Geometrie des Durchflusselements 4 derart ausgewählt bzw. ausgebildet, dass die Temperaturkennlinie des Ventilstellung innerhalb des Intervalls T1, T2 möglichst linear mit der Temperatur verläuft. Hierfür ist ein Durchflusselement 4 mit kreisförmigen Querschnitt bei geöffneter Ventilstellung vorteilhaft und noch vorteilhafter ein in den Zeichnungen nicht dargestelltes Durchflusselement 4 mit ovalem Querschnitt, das die Abweichungen von der Linearität insbesondere in der Nähe der Temperatur T2 weiter minimiert. Bei einem Durchflusselement 4 mit kreisförmigen Querschnitt in Öffnungsstellung des Ventils wirken sich nämlich Änderungen der Lage des temperaturproportionalen Bimetallelements 2 in der Nähe der Temperatur T2 nur gering auf das Durchlassvolumen der Ventilöffnung aus, wie in 2b schematisch dargestellt ist. Eine weitere Optimierung der Linearität kann mittels geeigneter Ausbildung des Bimetallelements 2 und des Trägerelements 3 an ihren Kontaktenden mit dem Durchflusselements 4 bereitgestellt werden, was nachfolgend beschrieben wird.
Erfindungsgemäß sind Bimetallelement 2, Trägerelement 3 und Durchflusselement 4 ausserdem derart ausgewählt und ausgebildet, dass in 2a nicht dargestellte Hystereseeffekte minimiert sind. Hystereseeffekte des Temperaturverlaufs wirken sich bei der ersten Ausführung der Erfindung von 1a und 2a insbesondere auf den Übergang des Ventils in seine Schließstellung in der Umgebung der Temperatur T1 aus, da hier das Ventil von seiner Schließstellung in eine Stellung übergeht, in der es teilweise geöffnet ist. Andererseits sind Hystereseeffekte in der Umgebung der Temperatur T2 von geringerem Einfluß, da hier das Ventil in jedem Fall geöffnet ist. Zur weiteren Optimierung von Hystereseeffekten in der Umgebung der Temperatur T2 kann eine thermische Einrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung vorteilhaft auch mit einer thermischen Einrichtung gemäß der Eingangs genannten deutschen Patentanmeldung Nr. 10106141.2 der Anmelderin hintereinander geschaltet werden, bei der an Stelle der erfindungsgemäßen etwa linearen thermischen Einrichtung eine Bimetallsprungscheibe mit eingeprägter sehr genau definierter Sprungtemperatur verwendet wird.
3 zeigt eine Draufsicht auf eine thermische Einrichtung 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die für eine thermische Einrichtung 1 gemäß der vorstehend beschriebenen ersten und zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung geeignet ist. Die efindungsgemäße Ausführungsform der thermischen Einrichtung 1 umfasst ein geeigneter Weise streifenförmig ausgebildetes Bimetallelement 2, das an seinem einen dem Durchflusselement 4 abgewandten Ende in festen mechanischen Kontakt und in besonders guten Temperaturkontakt mit einem ebenfalls geeigneter Weise streifenförmig ausgebildetem Trägerelement 3 angeordnet ist. Beispielsweise kann das Bimetallelement 2 und das vorteilhaft ebenfalls metallische Trägerelement 3 miteinander verschweisst sein. Zur einfachen Montage an einem Körper, dessen Temperaturverlauf die thermische Einrichtung 1 steuern soll, ist an dem vorstehend genannten Ende ausserdem eine Bohrung 34 vorgesehen, über die die Einrichtung 1 auf einfache Weise mit dem genannten Körper und/oder mittels z.B: Schraub oder Nietverbindungen in sicheren mechanischen und guten thermischen Kontakt gebracht werden kann. Es ist klar, dass die thermische Einrichtung 1 jedoch auch mit dem genannten Körper verschweisst oder verklebt sein kann und/oder dass das Trägerelement 3 mit dem Körper einstöckig sein kann und/oder in den Körper integriert sein kann. Ausserdem kann die thermische Einrichtung 1 über die Bohrung 34 mit anderen funktionalen Elementen verbunden sein, was nachfolgend beschrieben wird.
An dem anderen Ende des Trägerelements 3 kann geeigneter Weise ein erster und zweiter äußerer Vorsprung 31 und ein dritter mittlerer Vorsprung 32 ausgebildet sein, und außerdem das Durchflusselement 4 als schlauch und röhrenförmiges Durchflusselement 4 ausgebildet sein, das zwischen dem ersten und zweiten Vorsprung 31 auf der einen Seite und dem dritten Vorsprung 32 auf der anderen Seite angeordnet ist, und ausserdem geeigneter Weise mit seiner Durchflußrichtung im wesentlichen senkrecht zu der Längsachse des streifenförmig ausgebildeten Bimetallelements 2 und Trägerelements 3 angeordnet ist.
An dem Ende des Bimetallelements 2 und/oder des Trägerelements 3 mit Berührungskontakt zu dem Durchflusselement 4 kann ausserdem ein zur Optimierung der vorstehend beschriebenen Linearität geeigneter Vorsprung 33 ausgebildet sein.
4a zeigt eine Seitenansicht der Ausführungsform der thermischen Einrichtung 1 von 3, wonach das streifenförmige Bimetallelement 2 an seinem Ende 21 mit Beaufschlagung der Ventilöffnung gegenüber dem ebenfalls streifenförmig ausgebildeten Trägerelement 3 geringfügig abgewinkelt ist.
4b zeigt einen schematischen Schnitt durch einen Teilbereich einer Abwandlung der thermischen Einrichtung von 4a, bei der im Bereich der Beaufschlagung des Durchflusselements 4 das Trägerelement 3 ebenfalls geringfügig abgewinkelt ist, so dass das Ende Bimetallelements 21 und das Trägerelement 3 dort etwa parallel angeordnet sind, so dass das Durchflusselement 4 etwa senkrecht beaufschlagt ist;
5 zeigt eine weitere Seitenansicht und 6 zeigt eine perspektivische Darstellung der Ausführungsform der Einrichtung 1 von 3, zur Verdeutlichung der erfindungsgemäßen Funktion der thermischen Ventilsteuerung mittels quetschen eines elastischen Durchflusselements 4, das geeigneter Weise schlauchförmig ausgebildet sein kann und mit seiner Längsachse geeigneter Weise im wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung des Bimetallelements 2 und ausserdem senkrecht zu der Längsrichtung eines im wesentlichen streifenförmigen Bimetallelements 2 angeordnet ist.
7 zeigt eine Seitenansicht einer Abwandlung der Ausführungsform der thermischen Einrichtung 1 von 3, und 8 eine Ansicht der thermischen Einrichtung 1 von 7 von unten. Die Ausführungsform der thermischen Einrichtung 1 von 7 and 8 umfasst ebenfalls ein Bimetallelement 2, ein Trägerelement 3 und ein schlauchförmig ausgebildetes Durchflusselement 4, die im wesentlichen entsprechend der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform von 3 ausgebildet sind, weshalb hier auf die diesbezügliche vorstehende Beschreibung verwiesen wird. Im Unterschied zu der obigen ersten Ausführungsform von 3 ist hier jedoch die Längsachse des Durchflusselements 4 parallel zu der Längsachse des Bimetallelements 2 und des Trägerelements 3 angeordnet und das Durchflusselement 4 über eine zweite Bohrung 35 in dem Trägerelement 3 nach unten geführt angeordnet und/oder mit einem geeigneten Anschluß zu einem weiteren Durchflußelement und/oder Hohlraum verbunden.
9 und 10 zeigen jeweils eine perspektivische Darstellung einer Montage der Einrichtung 1 von 3 zusammen mit einem weiteren Temperaturschaltelement 5, das beispielsweise ein zweites Bimetallelement 51 umfassen kann, wobei das Trägerelement 4 und das Bimetallelement 2 und ausserdem das Bimetallelement 51 von einer gemeinsamen Befestigungseinrichtung gehalten sind.
Hierdurch wird die gemeinsame Montage der Einrichtung 1 und des weiteren Steuerelements 5 vereinfacht.
Ausserdem ist das Bimetallelement 2 vorteilhaft in Berührungskontakt mit dem Bimetallelement 51 montiert, so dass über die Einwirkung der gleichen Temperatur auf die beiden Elemente 2 und 51 ein gleicher Wärmeübergang des Bimetallelements 2 und 51 erzielt wird.
Nach einer vorteilhaften Abwandlung der vorstehend beschriebenen Kombination einer thermischen Einrichtung 1 mit einem weiteren Temperaturschaltelement kann das Bimetallelement 2 auch mit dem Bimetallelement 51 einstückig ausgebildet sein.

1: Thermische Einrichtung
2: Bimetallelement
21: Abgewinkeltes Ende
3: Trägerelement
31: Äußerer Vorsprung
32: Mittlerer Vorsprung
33: Vorsprung
34: Bohrung
35: Bohrung
4: Durchflusselement
5: Steuerelement
51: Bimetallelement

Claims

Thermisch gesteuerte Einrichtung zur Betätigung einer Ventilöffnung (2) mit: einem thermomechanischem Element (2), das an einem Trägerelement (3) befestigt ist, und einem flexiblen Durchflußelement (4) mit einem zwischen dem thermomechanischem Element (2) und dem Trägerelement (3) angeordneten querschnittsveränderbaren Abschnitt, wobei das thermomechanische Element (2) und/oder das Trägerelement (3) und/oder das Durchflußelement (4) derart ausgewählt und/oder ausgebildet und/oder angeordnet ist, dass die Ventilöffnung bei einer vorbestimmten ersten Temperatur (T1) vollständig geschlossen ist, und die Ventilöffnung bei einer vorbestimmten zweiten Temperatur (T2) vollständig geöffnet ist, und ausserdem die Ventilöffnung bei einer Temperatur (T) innerhalb des von (T1) und (T2) vorgegebenen Temperaturintervalls eine Funktion der Temperatur ist.
Einrichtung nach Anspruch 1, wobei: das thermomechanische Element (2) und/oder das Trägerelement (3) und/oder das Durchflusselement (4) sind derart ausgewählt und/oder ausgebildet und/oder angeordnet, dass die Ventilöffnung innerhalb dem von der ersten (T1) und zweiten Temperatur (T2) vorgegebenen Temperaturintervall etwa eine lineare Funktion der Temperatur (T) ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei: die erste Temperatur (T1) ist niedriger als die zweite Temperatur (T2) ist, und die Ventilöffnung ist bei einer Temperatur (T), die niedriger als die erste Temperatur (T1) ist, vollständig geschlossen, und die Ventilöffnung ist bei einer Temperatur (T), die gleich hoch oder höher als die zweite Temperatur (T2) ist, vollständig geöffnet.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei: die erste Temperatur (T1) ist niedriger als die zweite Temperatur (T2), und die Ventilöffnung ist bei einer Temperatur (T), die niedriger als die erste Temperatur (T1) ist, vollständig geöffnet, und die Ventilöffnung ist bei einer Temperatur (T), die gleich hoch oder höher als die zweite Temperatur (T2) ist, vollständig geschlossen.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei: die erste Temperatur (T1) ist aus einem Temperaturbereich von 60°C bis 160°C, vorteilhaft 80°C bis 120°C, noch vorteilhafter 100°C bis 110°C ausgewählt, und die zweite Temperatur (T2) ist aus einem Temperaturbereich von 80°C bis 200°C, vorteilhaft 100°C bis 180°C, noch vorteilhafter 120°C bis 160°C ausgewählt, und der Abstand zwischen den Temperaturen (T1) und (T2) beträgt zwischen 10°C und 120°C und vorteilhaft zwischen 20°C und 100°C, noch vorteilhafter zwischen 20°C und 60°C
Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei: das Durchflusselement (4) wird zumindest im Bereich der Ventilöffnung mittels einem dauerelastischen schlauch und rohrartigen Element mit einem in geöffneter Ventilstellung kreisförmigen oder ovalen Querschnitt bereitgestellt.
Einrichtung nach Anspruch 6, wobei: das Durchflusselement (4) umfasst Silikon und das thermomechanischem Element (2) wird mittels einem geeigneten Bimetallelement (2) bereitgestellt.
Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei: das Trägerelement (3) ist als zweites thermomechanisches Element (3) ausgebildet, das dem thermomechanischem Element (2) entgegenwirkt.
Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei: das Trägerelement (3) ist einstückig und/oder in direktem Kontakt mit einem Körper, dessen Temperatur variiert, und/oder in den Körper integriert.
Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei: die Einrichtung (1) wird zur temperaturabhängigen Steuerung des Durchflusses eines flüssigen und/oder gasförmigen Mediums verwendet.
Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 10, wobei: die Einrichtung (1) wird als Steuerelement eines Transport und/oder Heiz und/oder Kühlsystems mittels Flüssigkeiten und/oder Gasen in der Haustechnik oder für ein Haushaltsgerät oder für Verbrennungsmotoren oder für elektronische Bauteile oder in der Heiz und Klimatechnik oder in der Medizintechnik angewandt
Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei: die Einrichtung (1) wird als Drip-Stop Ventil für ein Dampfbügeleisen verwendet, und die erste Temperatur (T1) ist aus einem Temperaturbereich von 100°C bis 120°C ausgewählt und entspricht vorteilhaft etwa 110°C, und die zweite Temperatur (T2) ist aus einem Temperaturbereich von 120°C bis 160°C ausgewählt und entspricht vorteilhaft etwa 150°G.
Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei: die Einrichtung (1) ist zusammen mit einem elektrischen Temperaturschalter und/oder Temperaturregler montiert.
Einrichtung nach Anspruch 13, wobei: das Trägerelement (3) und/oder das thermomechanische Element (2) ist in thermischen und mechanischen Kontakt mit einem thermomechanischen Element (51) des Temperaturschalters und/oder Temperaturreglers angeordnet und/oder das thermomechanische Element (2) ist einstückig mit dem thermomechanischen Element (51) ausgebildet.
Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei: das Bimetallelement (2) und/oder das Trägerelement (3) sind streifenförmig ausgebildet, und das Trägerelement (3) weist an seinem einen Ende einen ersten und zweiten äußeren abgewinkelten Vorsprung und einen dritten mittleren Vorsprung auf, und das Durchflusselement (4) ist zwischen dem thermomechanischen Element (2) und dem Trägerelement (3) angeordnet, wobei der erste und zweite Vorsprung auf einer Seite des Durchflusselements (4) und der dritte Vorsprung auf der anderen Seite des Durchflusselements (4) angeordnet ist, und das Bimetallelement (2) und das Trägerelement (3) sind an ihrem anderen Ende fest miteinander verbunden.
Einrichtung nach Anspruch 15, wobei: an dem Trägerelement (3) und/oder dem thermomechanischen Element (2) ist ein geeigneter geringer Vorsprung in Kontakt mit dem Durchflusselement (4) und gegenüber dem thermomechanischen Element (2) zur Sicherstellung der Dichtung der Ventilöffnung angeordnet, und/oder das thermomechanische Element (2) und/oder das Trägerelement (3) ist geringfügig abgewinkelt ausgebildet, so dass das Durchflusselement (4) von dem thermomechanischen Element (2) und dem Trägerelement (3) senkrecht beaufschlagt ist.