DE1077495B - Thermostatisch gesteuertes Ventil - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft thermostatisch gesteuerte Flüssigkeits- und Gasventile und insbesondere solche mit einem Hebel, an dem der Thermostat angreift, und mit dem der Ventilstößel durch eine Klammer federnd verbunden ist.

Bei dieser Art Ventile ist gewöhnlich der Hebel an seinem einen Ende auf einer ortsfesten Schwenkachse, z. B. auf einem Zapfen, gelagert, während das andere Ende mit dem oberen Ende einer Ventilstange in Berührung steht. Um den Hebel mit der Ventilstange antriebsmäßig zu verbinden, damit das Ventil den Bewegungen des Hebels folgt, benutzt man eine Federklammer, deren eines Ende an der Oberseite des Hebels angelenkt ist und deren anderes Ende unter einen Stößelkopf am oberen Ende der Ventilstange greift. Der Hebel wird seinerseits von einem Thermostaten angetrieben, dem eine Feder entgegenwirkt. Bei verschiedenen bekannten Anordnungen läßt sich die Federkraft mit Hilfe einer Schraube verändern, so daß der Temperaturbereich einstellbar ist, in dem das Ventil vom Thermostaten über den Hebel betätigt, also geschlossen oder geöffnet werden soll.

Es ist vorgeschlagen worden, die Schwenkachse des Hebels verstellbar anzuordnen und auf diese Weise den Temperaturbereich des Ventils zu verändern.

Ein Ziel der Erfindung ist es, eine Feder zwischen dem Haupthebel, dessen Schwenkachse verstellbar angeordnet ist, und dem Gehäuse so anzubringen, so daß sich eine Einstellung der Federkraft von außen erübrigt.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Verbindung zwischen dem Haupthebel und der Ventilstange anzugeben, von der auf die Ventilstange nur axial gerichtete Kräfte übertragen werden, so daß sich ein Verklemmen der Ventilstange vermeiden läßt.

Bei einem thermostatisch gesteuerten Ventil mit einem Hebel, an dem der Thermostat angreift und mit dem der Ventilstößel durch eine Klammer federnd verbunden ist, greift die Feder, die im Wirkungsbereich des Thermostaten dessen Ausdehnung entgegenwirkt und sich mit ihrem einen Ende am Gehäuse abstützt, mit ihrem anderen Ende an einem zweiten, am Haupthebel gelagerten Hebel an, der über die Klammer auf den Ventilstößel wirkt und diesen im Wirkungsbereich des Thermostaten kraftschlüssig mit dem Haupthebel verbindet.

Zum besseren Verständnis des Erfindungsgegenstandes werden die Figuren beschrieben.

Fig. 1 ist eine Seitenansicht einschließlich eines Führungsarmes, Steuerzugs und Fühlelements;

Fig. 2 ist ein Längsschnitt durch die Vorrichtung nach Fig. 1, wobei der Schnitt um 180° gedreht ist;

Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht der C-förmigen Klammer aus Fig. 2.

Thermostatisch gesteuertes Ventil

Anmelder:

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

ίο Vertreter: Dr.-Ing. W. Reichel, Patentanwalt,

Frankfurt/M. 1, Parkstr. 13

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 28. Juni 1956

Jean Tyler, Irwin, Pa.,

und Frank Vincent Mingrone, MiIford, Conn. (V.St. Α.), sind als Erfinder genannt worden

Die Fig. 1 bis 3 zeigen ein thermostatisch gesteuertes Flüssigkeits- oder Gasventil an einer Montageplatte 10, die auf ihrer Oberseite einen U-förmigen Rahmen 12 und an ihrer Unterseite ein röhrenartiges Ventilgehäuse trägt. Im Innern des Ventilgehäuses befinden sich ein Ventilsitz 20 und ein Ventilteil 24, der in mehrere Stellungen hin- und herbewegbar ist, um die durchlaufende Strömung zu regeln.

Der Ventilteil 24 wird von einer Ventilstange 32 gehalten, auf deren oberem Ende ein kugeliger Kopf 42 sitzt, wie in Fig. 2 gezeigt ist.

Der U-förmige Rahmen 12 ist aus einem Deckelstück 74 und zwei einander gegenüberliegenden Seitenwänden 76 zusammengesetzt, von denen nur eine Seitenwand 76 gezeigt ist. Zwischen den Seitenwänden 76 befindet sich, von diesen gehalten, eine Kurbelwelle 78 mit einer einzigen Kröpfung 80, die durch gestrichelte Linien in Fig. 1 dargestellt ist. Ein Ende der Kurbel 78 (nicht gezeigt) ragt durch eine kreisförmige Öffnung (nicht gezeigt) in einer Seitenwand 76 und ist drehbar in dieser gelagert. In der gegenüberliegenden Seitenwand 76 verläuft die Kurbelwelle 78 durch eine längliche öffnung 82, in der sie drehbar und gleitend gelagert ist.

Ein Ventilhebel 88, der nur in Fig. 2 gezeigt ist, kann von der Kurbelwelle 78 verschoben werden. Er enthält einen Bodenteil 90 und zwei sich gegenüberstehende Wände 92, von denen nur eine Wand 92 dargestellt ist. Zwischen seinen Enden weist er einen U-förmigen Schlitz 94 auf, der in den Wänden 92

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nach oben verläuft. Die U-förmigen Schlitze 94 bieten eine Möglichkeit für eine schwenkbare Lagerung des Hebels 88 auf der Kurbelkröpfung 80, wobei dementsprechend die Lage der Schwenkachse veränderbar ist.

Wie in der Fig. 2 zu sehen ist, kommt der Ventilhebel 88 in der· Nähe seines linken Endes 96 mit dem oberen Kugelkopf 42 der Ventilstange 32 in Eingriff. In der Nähe dieses Berührungspunktes mit dem Kugelkopf 42 der Ventilstange 32 weist der Ventilhebel 88 eine querliegende, etwas nach innen versetzte Furche 98 auf. Diese kann mehrere konusförmige Vorsprünge 100 aufnehmen, die an beiden Seiten eines im wesentlichen L-förmigen Verbindungsgliedes 102 ausgebildet sind. Die Vorsprünge 100 ermöglichen eine schwenkbare Lagerung des Verbindungsgliedes 102 auf dem Bodenteil 90 des Ventilhebels 88. Das Verbindungsglied 102 hat an seinem einen Ende eine kleine Nase oder einen Zapfen 104, der mit dem Glied aus einem Stück hergestellt ist. In der Nähe seines anderen, entgegengesetzten Endes ist es abwärts gebogen und bildet einen Sitz 106 für ein Triebwerk.

Eine Klemmvorrichtung oder C-förmige Klammer 108, wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, kann in das Verbindungsglied 102 eingreifen und es antriebsmäßig mit der Ventilstange 32 verbinden. Die Klammer 108 weist in der Nähe ihres einen Endes eine kleine Öffnung 110 und am anderen, entgegengesetzten, einen darin ausgebildeten V-förmigen Einschnitt 112 auf, der in einem kreisförmigen Loch 114 endigt. Wie in Fig. 2 zu sehen ist, kann die kleine Öffnung 110 in der Klammer 108 den Zapfen 104 am Verbindungsglied 102 aufnehmen, damit das Glied 102 und die Klammer 108 antriebsmäßig verbunden werden. Das Loch 114 am entgegengesetzten Ende der Klammer 108 kann dagegen auf der Unterseite des Kugelkopfes 42 am oberen Ende der Ventilstange 32 in die richtige Lage gebracht werden.

Das Loch 114 in der Klammer 108 ist ein wenig größer als ein Abschnitt 40 mit vermindertem Durchmesser an der Ventilstange 32, damit das Einsetzen der Klammer 108 erleichtert wird. Ebenfalls schafft es eine vergrößerte Berührungsfläche zwischen der Klammer 108 und der Unterseite des Kugelkopfes 42 der Ventilstange 32. Diese vergrößerte Berührungsfläche ist besonders wichtig, wenn der Ventilhebel 88 sich im Uhrzeigersinn dreht, um den Ventilteil 24 in Richtung auf die Schließstellung zu zu bewegen, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Wenn sich der Ventilhebel 88 im Uhrzeigersinn dreht, sucht die durch das Loch 114 hergestellte, vergrößerte Berührungsfläche die den Ventilteil 24 bewegenden Kräfte im wesentlichen längs der Bewegungsachse des Ventilteils zu lenken und dadurch ein Verklemmen oder einen ungünstigen Sitz des Ventilteils auszuschalten.

Der Sitz 106 des Verbindungsgliedes 102 kann das Ende eines Triebwerks, in diesem Fall eine Druckfeder 116, aufnehmen. Das gegenüberliegende Ende der Druckfeder 116 sitzt in einem ringförmigen Flansch 118, der in einem überwölbten Abschnitt 120 eines Gehäuseteils 122 auf dem Deckelstück 74 des U-förmigen Rahmens 12 hergestellt ist. Die Druckfeder 116 in ihrem Sitz 106 übernimmt, wie man leicht erkennen kann, mehrere Funktionen. Außer der Vorspannung des Verbindungsgliedes 102 im Uhrzeigersinn und der antriebsmäßigen Kopplung des Ventilhebels 88 mit der Ventilstange 32 übt sie auch eine konstante Spannung auf den Ventilhebel 80 gegen den Uhrzeigersinn aus und hält verschiedene Bestandteile des Ventils zusammen. Der gegenseitige Eingriff des Gliedes 102, der Klammer 108 und der Ventilstange 32 und die Kopplung des Ventilhebels 88 mit der Kurbelkröpfung 80 werden durch die Kraft der Feder 116 bewirkt.

5 Oberhalb des rechten Endes des Ventilhebels 88 befindet sich im Deckelstück 74 des U-förmigen Rahmens 12 ein thermostatisches Element 126, das am besten in der Fig. 2 zu erkennen ist. Es umfaßt einen Körper 128 und einen hin- und herbeweglichen Stempel 130, der sich bei Temperaturschwankungen aus dem Körper 128 hinaus oder in diesen hinein verschiebt. Das thermostatische Element 126 ist fernerhin mit einem zylindrischen Oberteil 132 versehen, in den ein Ende einer Kapillarrohre 134 hineinläuft. Die Kapillare 134 enthält eine Flüssigkeit, deren Volumen sich bei Temperaturänderungen verändert und die auf diese Weise dem Stempel 130 eine Bewegung erteilt, um eine Drehung des Ventilhebels 88 herbeizuführen. Da thermostatische Elemente dieser Art dem Fachmann geläufig sind, ist eine weitere Besprechung nicht notwendig.

Der Körper 128 des thermostatischen Elements ragt durch eine Öffnung 136 im Deckel 74 des U-förmigen Rahmens 12 nach unten. Die Öffnung 136 ist derart angeordnet, daß der Stempel 130 des thermostatischen Elements in einer Ebene mit einer Erhebung 138 des Ventilhebels 88 nahe an dessen rechten Ende 124 liegt. Wie man der Fig. 2 entnehmen kann, schiebt sich der Stempel 130 nach unten, wenn sich infolge einer Temperatursteigerung die Flüssigkeit in der Kapillare 134 ausdehnt, und sucht den Ventilhebel 88 im Uhrzeigersinn zu drehen. Eine Bewegung des Ventilhebels 88 im Uhrzeigersinn bringt eine Bewegung des Ventilteils 24 in Richtung auf seine Schließstellung zu mit sich.

Wie aus Fig. 1 zu erkennen ist, wird die Drehung der Kurbel 78 und die damit verbundene Verschiebung der Drehachse des Ventilhebels 88 durch eine Führungseinrichtung oder einen Führungsarm 150 hervorgerufen. Dieser Führungsarm 150 besitzt eine unregelmäßige Form und ist ebenfalls auf einem querliegenden Stift schwenkbar gelagert. Gemäß Fig. 1 ist der Führungsarm 150 am Rand entlang mit einer entsprechend geformten Führungsfläche versehen, die schiebend und drehend mit einem Zapfen am Ende der Kurbelwelle 78 im Eingriff steht. Wenn diese Führungsfläche ständig mit dem Kurbelzapfen 86 im Eingriff steht, ruft eine Drehung des Führungsarmes 150 eine entsprechende Drehung der Kurbelwelle 86 hervor und verschiebt die Kurbelkröpfung 80, so daß infolgedessen die Lage der Drehachse des Ventilhebels 88 verändert wird. Der Führungsarm 150 wird mit Hilfe eines Steuerkabels 172 geschwenkt, das an einem Vorsprung des Führungsarmes befestigt ist.

Eine Lageänderung des Führungsarmes 150 bewirkt eine Drehung der Kurbel 78, verändert dadurch die Stellung der Kurbelkröpfung 80, und verschiebt die Drehachse des Ventilhebels 88. Wie man leicht verstehen wird, ändert die Stellungsänderung der Kurbelkröpfung 80 ebenfalls gleichzeitig die Lage des Ventilhebels 88 und die Stellung des Ventilteils 24 gegenüber seinem Sitz; infolgedessen ist eine größere oder geringere Abwärtsbewegung des Stempels 130 des thermostatischen Elements nötig, um den Ventilteil 24 in die Schließstellung zu bringen. Wenn die Kurbelkröpfung 80 gesenkt wird, wie in den Fig. 1 und 2 zu sehen ist, muß sich der Stempel 130 ein größeres Stück seines ganzen Hubes nach unten schieben, damit die Drehung des Ventilhebels 88 ausreicht, um den Ventilteil 24 in die Schließstellung zu bringen.

Wenn sich die Kurbelkröpfung 80 hebt, werden Ventilhebel 88 und Ventilteil 24 ebenfalls aufwärts geschoben. Der Stempel braucht sich ebenfalls nur ein Ideines Stück seines ganzen Hubes zu bewegen, um den Ventilteil 24 in die Schließstellung zu bringen.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Thermostatisch gesteuertes Ventil mit einem Hebel, an dem der Thermostat angreift und mit dem der Ventilstößel durch eine Klammer federnd verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (116), die im Wirkungsbereich des Thermostaten (126) dessen Ausdehnung entgegenwirkt und sich mit ihrem einen Ende am Gehäuse abstützt, mit ihrem anderen Ende an einem zweiten, am Haupthebel (92) gelagerten Hebel (102) angreift, der über die Klammer (108) auf den Ventilstößel (32) wirkt und diesen im Wirkungsbereich

des Thermostaten kraftschlüssig mit dem Haupthebel (92) verbindet.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klammer (108) eine schmale Öffnung (110) an ihrem einen Ende zur Aufnahme eines kleinen Zapfens (104) des Hebels (102) aufweist, so daß eine lockere Verbindung entsteht und eine Trennung der Klammer von dem Hebel vermieden wird, und daß die Klammer außerdem einen V-förmigen Einschnitt (112), der in einer kreisförmigen Öffnung (114) endigt, an ihrem anderen Ende zur Aufnahme eines Endabschnitts (40) der Ventilstange (32) mit verringertem Durchmesser enthält.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 846 946, 858 182;
USA-Patentschrift Nr. 2 750 117.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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