DE1031071B

DE1031071B - Thermostatisch gesteuertes Mischventil

Info

Publication number: DE1031071B
Application number: DER19322A
Authority: DE
Inventors: Charles David Branson
Original assignee: Robertshaw Fulton Controls Co
Current assignee: Robertshaw Controls Co
Priority date: 1955-08-01
Filing date: 1956-07-27
Publication date: 1958-05-29
Also published as: US2810523A; FR1156591A; BE549976A

Description

DEUTSCHES

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf thermostatisch gesteuerte Ventile zur Flüssigkeitsmischung und auch auf Verteilerventile für die Kühlungsregelung von Verbrennungskraftmaschinen.

Es sind bei derartigen Ventilen Vorkehrungen für den Fall bekannt, daß der Thermostat versagt, z. B. weil der flüssigkeitsgefüllte Federbalg des Thermostaten bricht. Bei einer bekannten Ausführung wird dann das Ventil für die Heißwasserzufuhr abgesperrt, um zu verhüten, daß die Bedienungsperson durch unbeabsichtigte Temperaturerhöhung des ausfließenden Wassers gefährdet wird, während bei einer anderen Ausführung eine besondere Handbedienung vorgesehen ist, die sofort wirksam wird, wenn der Thermostat defekt wird.

Schließlich ist es bekannt, zwei verschiedene Stellglieder für die Thermostateneinstellung und die Handbedienung vorzusehen, um entsprechende Änderungen vornehmen zu können. Dabei wirkt der Thermostat auf ein besonderes Verschlußstück ein.

Gemäß der Erfindung wird eine besonders einfache Vorrichtung geschaffen, durch die Störungen der beschriebenen Art vermieden werden, und zwar bei einem Ventil mit einer Spindel, die auf das das Verschlußstück steuernde Regelorgan einwirkt. Gemäß der Erfindung kann die Spindel auch auf das Verschlußstück selbst wirken, wobei die Bewegung des Verschlußstückes relativ zu dieser Spindel durch Mitnehmer so begrenzt ist, daß die Mitnehmer mit dem Verschlußstück in Eingriff gebracht werden können und dieses dadurch auch bei Ausfall des Regelorgans mittels der Spindel gesteuert werden kann.

Im folgenden wird nunmehr im einzelnen auf die Zeichnung Bezug genommen. Die darin dargestellten Einzelheiten sind nur im Rahmen des Hauptpatentanspruches geschützt.

Die Einlasse 12 und 14 für kalte und heiße Flüssigkeit stehen jeweils mit der Mischkammer 16 im Gehäuse 10 in Verbindung, die auf den Auslaß 18 für temperierte Flüssigkeit im Boden des Gehäuses 10 axial ausgerichtet ist und mit diesem in Verbindung steht.

Der Deckel 22 endet in einer sich ringförmig erstreckenden Schulter 26 in der Kammer 16, welche als Ventilsitz für den Ventilkolben 28 dient. Dieser Ventilkolben 28 sitzt gleitend in einer ringförmigen Führung 30.

Wenn er, wie in der Zeichnung dargestellt, an dem Sitz 26 anliegt, wird die Zufuhr kalter Flüssigkeit in die Kammer 16 verhindert, während die Zufuhr heißer Flüssigkeit in die Kammer 16 möglich ist. Eine Bewegung des Ventilkolbens 28 aus dem Eingriff mit dem Sitz 26 bis zum Anschlag an dem Sitz Thermostatisch gesteuertes Mischventil

Anmelder:

Robertshaw-Fulton Controls Company,
Greensburg, Pa. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. W. Reichel, Patentanwalt,
Frankfurt/M.-Eschersheim, Lichtenbergstr. 7

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 1. August 1955

Charles David Branson, Knoxville, Tenn. (V. St. A.), ist als Erfinder genannt worden

36 stellt eine Verbindung zwischen der Kammer 38 mit kalter Flüssigkeit und der Kammer 16 her und schließt den Einlaß 14 für die heiße Flüssigkeit. Wenn sich der Ventilkolben 28 in der Mitte zwischen diesen beiden Stellungen befindet, dann fließt sowohl heiße als auch kalte Flüssigkeit in die Kammer 16.

Zur Regelung der Temperatur der aus dem Auslaß 18 fließenden temperierten Flüssigkeit ist eine thermostatisch wirkende Vorrichtung in der Nähe des Auslasses 18 angebracht. Sie umfaßt zwei temperaturempfindliche Einheiten 41, 42, welche zur Summierung ihrer Bewegung in Reihe aufgebaut sind. Jede der Einheiten 41 und 42 hat eine übliche Form mit einem tassenförmigen Gehäuse 43, einem beweglichen Teil 44 und einem ausdehnungsfähigen schmelzbaren Material 46. Irgendein geeignetes schmelzbares Material, welches eine große Volumenänderung beim Übergang vom festen in den flüssigen Zustand liefert, kann verwendet werden. Da diese Vorrichtungen zum Stand der Technik gehören, erscheint eine weitere Beschreibung nicht notwendig.

Der Teil 44 der oberen Einheit 41 ist in einem tassenförmigen Behälter 48 befestigt, welcher selbst wieder durch eine neuartige Temperatureinstellvorrichtung, die später noch beschrieben wird, mit dem Ventilteil 28 fest verbunden ist. Die Gehäuse 43, 43 liegen aneinander an, während das Ende 44 der unteren Einheit 42 an einem nicht kreisförmigen Querträger 50 anliegt, welcher über dem Auslaß 18 angebracht ist und axial auf den Auslaß 18 und den Ventilkolben 28 ausgerichtet ist. Der Querträger 50 ist mit dem Ventilkolben 28 mittels zwei im Abstand voneinander

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angebrachter Stangen 52 verbunden. Das andere Ende der Stangen 52 ist mit einer Nabe 54 des Ventilkolbens 28 verbunden.

Die neuartige Vorrichtung zum Handbetrieb des Ventilkolbens enthält eine Welle 62 mit einer von Hand zu bedienenden Kurbel 66. Die Welle 62 erstreckt sich durch eine Bohrung 73 in der Nabe 54. Der Ventilkolben 28 sitzt also gleitend auf der Welle 62, die mit zwei ringförmigen Ausnehmungen versehen ist, welche sich auf entgegengesetzten Seiten des Querträgers 54 befinden und in denen zwei Ringe 85 und 86 fest sitzen. Der Abstand zwischen den Ringen 85., 86 ist so gewählt, daß sich der Ventilkolben 28 über seinen vollen Hub zwischen den Sitzen 26 und 36 in Abhängigkeit von dem Thermostaten 42 bewegen kann, wenn sich die Welle 62 in der eingezeichneten Stellung befindet. Wenn jedoch die Welle 62 durch Handbedienung der Kurbel 66 im Uhrzeigersinn gedreht wird, dann bewegt sich der Wenn es erwünscht ist, den Ventilkolben 28 von Hand einzustellen, um die Temperatur der temperierten Flüssigkeit höher zu halten als die Regeltemperatur des Thermostaten 41, 42, dann kann die Kurbel 66 genügend weit entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn gedreht werden, um die Welle 62 aus dem Gehäuse 10 herauszuschrauben und die Ringe 85, 86 in eine Stellung zu bringen, in der die Nabe 54 an dem unteren Ring 86 anliegt, bevor der Ventilkolben 28 auf dem Sitz 36 aufsitzt. Auf diese Weise tritt eine kontinuierliche Zufuhr heißer Flüssigkeit zur Mischkammer 16 ein.

Der Thermostat 42, welcher die vergrößerte Temperatur der gemischten Flüssigkeit mißt, spricht hierauf an und zeigt das Bestreben, den Ventilkolben 28 in Eingriff mit dem Sitz 36 zu bringen, wobei die Nabe 54 im Eingriff mit dem Ring 86 gehalten wird. Der sich ergebende Überhub des Thermostaten 42 in dieser Stellung des Ventilkolbens 28 resultiert in

obere Ring 58 in axialer Richtung mit der Welle 62 20 einem Nachgeben der Feder 82. Auf diese Weise

und stößt an der Nabe 54 an. Er bewegt den Ventilkolben 28 in Richtung auf den Sitz 36 und legt somit einen neuen Bewegungsbereich für den Ventilkolben 28 fest. Bei einer Drehung der Kurbel 66 entgegen dem Uhrzeigersinn wird der untere Ring 86 zum Anliegen an der Nabe 54 gebracht und der Ventilkolben 28 in Richtung auf den Sitz 26 bewegt. Dadurch wird ein weiterer Bewegungsbereich für den Ventilkolben 28 festgelegt.

Arbeitsweise

Es sei zunächst angenommen, daß sich die Welle 62 in der Stellung befindet, wie sie in der Zeichnung dargestellt ist. Die Ringe 85 und 86 sind dann so angeordnet, daß sie eine Bewegung des Ventilkolbens 28 um den vollen Hub zwischen den Sitzen 26, 36 in Abhängigkeit von dem Thermostaten 41, 42 erlauben. Da sich der Ventilkolben 28 im Eingriff mit dem Ventilsitz 26 befindet, fließt heiße Flüssigkeit aus der mit heißer Flüssigkeit gefüllten Kammer 40 in die Ventilkammer 16, um den Thermostaten 41, 42 herum und aus dem Auslaß IS für die temperierte Flüssigkeit heraus. Die heiße Flüssigkeit heizt das schmelzbare Material 46, 46 auf und ruft damit eine Ausdehnung desselben und eine Bewegung des Querträgers 50 in Richtung auf den Auslaß 18 hervor. Durch diese Bewegung wird der Ventilkolben 28 aus seinem Eingriff mit dem Sitz 26 gelöst und dadurch die Zufuhr kalter Flüssigkeit in die Ventilkammer 16 aus der mit kalter Flüssigkeit gefüllten Kammer 38 ermöglicht.

Die Mischung der kalten Flüssigkeit mit der heißen Flüssigkeit verringert die Temperatur der an dem Thermostaten 41, 42 verbeifließenden Flüssigkeit, wodurch es ermöglicht wird, daß sich der Ventilkolben 28 in Richtung auf den Sitz 26 unter der Vorspannung durch die Feder 58 bewegt. Auf diese Weise stellt der Thermostat 41, 42, welcher die gemischte Temperatur der vorbeifließenden Flüssigkeit mißt, den Ventilkolben 28 so ein, daß er die Zufuhr kalter und heißer Flüssigkeit in die Kammer 16 regelt.

Wenn ein anomaler Zustand auftritt, bei dem die Temperatur der temperierten Flüssigkeit hoch genug ist, um eine Ausdehnung des schmelzbaren Materials 46, 46 hervorzurufen, dann, wenn der Ventilkolben 28 auf dem Sitz 36 aufsitzt, gibt die Feder 82 nach und ermöglicht es dem Thermostaten 41,42, wie oben beschrieben, einen Überhub auszuführen.

arbeitet der Ring 86 mit dem Thermostaten 42 und der nachgebenden Halterung hierfür derart zusammen, daß eine Einstellung des Ventilkolbens 28 von Hand möglich ist, wobei eine hohe Temperatur der gemischten Flüssigkeit erzielt wird.

Wenn es erwünscht ist, eine vollständige Unterbrechung der Zufuhr kalter Flüssigkeit zu erreichen, kann die Kurbel 66 weiterhin entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht werden, bis der Ring 86 den Ventilkolben 28 zum Anschlag an den Sitz 26 bringt. Da der Ventilkolben 28 nun fest gekoppelt im Eingriff mit dem Ventilsitz 26 sitzt, ruft eine Betätigung des Thermostaten 42 bei höherer Temperatur ein Nachgeben der Feder 82 hervor, ohne daß eine unerwünscht starke Beanspruchung der Teile stattfindet.

Wenn es erwünscht ist, durch Einstellung des Ventilteiles 28 von Hand die Temperatur der temperierten Flüssigkeit niedriger zu halten als die Regeltemperatur des Thermostaten 41, 42, kann die Kurbel 66 aus ihrer Anfangsstellung im Uhrzeigersinn gedreht werden, bis die Welle 62 weit genug in das Gehäuse 10 hineingeschraubt ist, um die Ringe 85, 86 in eine Stellung zu bringen, in der die Nabe 54 an dem oberen Ring 85 anliegt, bevor der Ventilkolben 28 auf dem Sitz 26 aufsitzt. In diesem Falle erfolgt eine kontinuierliche Zufuhr von kalter Flüssigkeit in die Mischkammer 16. Der Thermostat 41, 42, welcher die niedrigere Temperatur der gemischten Flüssigkeit mißt, zieht sich zusammen und ermöglicht eine Bewegung des Ventilkolbens 28 unter der Vorspannung durch die Feder 58. Damit bleibt die Nabe 54 an dem Ring 85 anliegen.

Wenn es erwünscht ist, die Zufuhr heißer Flüssigkeit zur Mischkammer 16 vollständig zu unterbrechen, kann die Kurbel 66 weiter im Uhrzeigersinn gedreht werden, bis der Ring 85 den Ventilkolben 28 in Eingriff mit dem Sitz 36 zwingt.

Es wird nun angenommen, daß bei einem normalen thermostatisierenden Betrieb der Anordnung eine Störung an dem Thermostaten 41, 42 auftritt und daß es daher erwünscht ist, den Ventilkolben 28 von Hand in die richtige Stellung zu bringen. Bei dieser Situation hat der Thermostat 41, 42 keine Kontrolle mehr über die Stellung des Ventilkolbens 28, und somit bewegt sich der Ventilkolben 28 unter der Vorspannung durch die Feder 58 bis zum Eingriff mit dem Sitz 26 nach oben. Um den Ventilkolben 258 in seine richtige Stellung zu bringen, kann die Kurbel 66 im Uhrzeigersinn gedreht werden, bis der Ring S4

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an der Nabe 54 ansitzt, worauf der Ventilkolben 28 aus seinem Eingriff mit dem Sitz 26 gelöst wird. Da die Feder 58 nunmehr die Nabe 54 im Eingriff mit dem Ring 85 hält, bestimmt die Stellung des Ringes und damit die Stellung der Welle 62 auch die Stellung des Ventilkolbens 28. Auf diese Weise kann der Ventilkolben 28 unabhängig von dem Thermostaten 41, 42 von Hand eingestellt werden.

Die Beschriftung 90 auf dem Deckel 22 kann mit geeigneten Markierungen oder Zeichen versehen sein, wie dies in der Figur dargestellt ist, welche die verschiedenen Einstellungen der Welle 62 für thermostatischen Betrieb oder Handbetrieb der Anordnung anzeigen, um damit Unklarheiten seitens des Bedienenden zu verhindern.

Claims

Patentanspruchε-1. Selbständiges Regelventil, insbesondere thermostatisch gesteuertes Mischventil, mit einer von Hand einstellbaren Spindel, die auf das das Verschlußstück steuernde Regelorgan wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (62) auch auf das Verschlußstück (28) selbst wirken kann, wobei die Bewegung des Verschluß Stückes relativ zu dieser Spindel durch Mitnehmer (85, 86) so begrenzt ist, daß die Mitnehmer mit dem Verschlußstück in Eingriff gebracht werden können und dieses dadurch auch bei Ausfall des Regelorgans mittels der Spindel gesteuert werden kann.
2. Mischventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hub des Verschlußstückes (28) durch die Spindel (62) mit den Mitnehmern so begrenzt werden kann, daß entweder der Zufluß von heißer oder von kalter Flüssigkeit vom Thermostaten nicht voll abgesperrt werden kann.
3. Mischventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Spindel (62) und dem Thermostaten (43) eine Feder (82) eingeschaltet ist, die den Thermostaten bei Erreichen einer Schließlage oder einer durch die Mitnehmer begrenzten Endstellung vor Überbeanspruchung schützt.
4. Mischventil nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermostat als ein mit einer ausdehnungsfähigen Masse gefülltes System ausgebildet ist.
5. Mischventil nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußstück als Rohrstück (28) ausgebildet ist, das auf einer Trennwand zwischen dem Kalt-und Warmwasserzufluß dicht gleitend geführt ist und dessen Stirnflächen (32, 34) mit den Ventilsitzen (26, 36) zusammenarbeiten.
6. Mischventil nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschluß stück (28) eine Bohrung (73) aufweist, in der die von Hand verstellbare Spindel in axialer Richtung verschiebbar gelagert ist, wobei die Verschiebungsbewegung durch zwei Anschlagringe (85, 86) begrenzt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschrift Nr. 610 912;
USA.-Patentschriften Nr. 1 875 851, 1 984 892,
989 335, 2 250 815, 2 383 215, 2 510 369.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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