DE1291963B

DE1291963B - Overload protection for thermostat-controlled radiator valves

Info

Publication number: DE1291963B
Application number: DE1964A0046845
Authority: DE
Inventors: Braas Alfred; Leztel Helmut
Original assignee: Niederscheld Armaturwerk GmbH
Current assignee: Niederscheld Armaturwerk GmbH
Priority date: 1964-08-13
Filing date: 1964-08-13
Publication date: 1969-04-03
Also published as: GB1077963A; NL6510356A; CH445069A; AT261863B

Description

Die Erfindung betrifft eine überlastsicherung für thermostatgesteuerte Heizkörperventile. Es ist bekannt, als überlastsicherung eine Feder zu verwenden, die erst nach Erreichen des größtmöglichen Thermostathubes nachgibt, um so ein Überdrücken bei Auftreten von Übertemperaturen zu verhindern. Diese Pufferfedern arbeiten mit Faltenbälgen zusammen, welche die Ausdehnungskräfte der Medien im Thermostatkörper auf das Ventil übertragen. Abgesehen von der bekannten Störanfälligkeit derartiger Faltenbälge und ihrer Nachgiebigkeit, die keine lineare Regelung zuläßt, ist in allen Fällen der wirksame Querschnitt zur Ausübung der normalen Arbeitsbewegung des Thermostaten und der Bewegung bei Übertemperaturen praktisch gleich groß. Das bedeutet, daß in beiden Fällen je Grad Temperatur der gleiche Hubweg eintritt. Da der normale Regelbereich eines Heizkörperthermostaten mit etwa 20° C auskommt, aus Sicherheitsgründen aber ein Übertemperaturbereich von zuzüglich 40° C berücksichtigt werden muß, folgt daraus, daß entweder die Pufferfeder oder der den Hub übertragende Faltenbalg oder beide Teile insgesamt eine dreimal größere Länge aufweisen müssen, was zu langen und damit aufwendigen Bauteilen führt.The invention relates to an overload protection device for thermostat-controlled devices Radiator valves. It is known to use a spring as overload protection, which gives way only after reaching the greatest possible thermostat stroke, so overpressure to prevent in the event of excess temperatures. These buffer springs work with Bellows together, which the expansion forces of the media in the thermostat body transferred to the valve. Apart from the known susceptibility of such Bellows and their flexibility, which does not allow linear regulation, is in in all cases the effective cross-section for performing normal work movements of the thermostat and the movement in the event of excess temperatures are practically the same. That means that in both cases the same stroke occurs per degree of temperature. There the normal control range of a radiator thermostat gets by with around 20 ° C For safety reasons, however, an overtemperature range of plus 40 ° C has been taken into account must be, it follows that either the buffer spring or the transferring the stroke The bellows or both parts must be three times longer in total, which leads to long and therefore complex components.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, diese Nachteile zu vermeiden und eine überlastsicherung zu schaffen, die ohne Faltenbälge auskommt und dazu durch Einschalten einer Übersetzung zwischen der normalen Hubbewegung des Thermostaten und der durch Übertemperaturen verursachten Bewegung zu einer gedrungenen, wenig aufwendigen Bauart führt.-Zur Lösung der Aufgabe wird ausgegangen von einer bekannten Ventilbauart, bei der ein mit Quecksilber gefüllter Wärmefühler eingebaut ist, der bei seiner Ausdehnung einen Kolben treibt, der mit zunehmender Volumenvergrößerung auf Schließen des Heizkörperventils wirkt.The invention has set itself the task of avoiding these disadvantages and to create an overload protection device that works without bellows and to do so Switching on a translation between the normal stroke movement of the thermostat and the movement caused by excess temperatures to a squat, little complex design leads.-To solve the problem, a known one is used as the starting point Valve design in which a mercury-filled heat sensor is installed, the as it expands, it drives a piston that increases in volume with increasing volume acts on closing the radiator valve.

Erfindungsgemäß ist der den Kolben bewegende Thermostat in an sich bekannter Weise außerhalb des Ventilkörpers angeordnet, und der Kolben ist in einem konzentrischen Kolben geführt, der seinerseits nach beiden Seiten hin mit unterschiedlich starken Federn belastet in einem Zylindergehäuse gleitet, das an dem oberen Rand des Thermostaten befestigt ist.According to the invention, the thermostat moving the piston is inherent known manner arranged outside the valve body, and the piston is in one guided concentric piston, which in turn on both sides with different strong springs loaded in a cylinder housing that slides on the upper edge of the thermostat is attached.

Durch diese Anordnung von zwei konzentrischen Kolben ergibt sich am Innenkolben bei der normalen Arbeitsbewegung mit zunehmender Volumenvergrößerung des Ausdehnungsmediums im Thermostat je Grad Temperaturanstieg ein regeltechnisch notwendiger relativ großer Hub. Muß nach Erreichen des größtmöglichen Hubes des Innenkolbens übertemperatur aufgenommen werden, dann tritt der im Durchmesser und in der Fläche wesentlich größere Außen-: kolben nur mit relativ kleinen Hubbewegungen in Tätigkeit. Diese Übersetzung zwischen dem großen Hub bei der normalen Arbeitsbewegung und dem kleinen Hub bei der übertemperaturbewegung erlaubt eine gedrungene kurze Bauart des Führungsgehäuses beider Kolben, wobei diese Hubbewegungen zudem linear mit den Volumenänderungen des Ausdehnungsmediums im Thermostat erfolgen.This arrangement of two concentric pistons results in the Inner piston during normal working movement with increasing volume of the expansion medium in the thermostat for every degree of temperature increase necessary relatively large stroke. Must after reaching the largest possible stroke of the Inner piston are absorbed in excess temperature, then occurs in diameter and Outer pistons that are much larger in area: pistons only with relatively small stroke movements in action. This translation between the large stroke in the normal work movement and the small stroke in the overtemperature movement allows a short and short one Design of the guide housing of both pistons, these stroke movements also being linear take place with the volume changes of the expansion medium in the thermostat.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind an dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel erläutert, welches den Querschnitt zeigt.Further details of the invention are shown in the drawing Embodiment explained, which shows the cross section.

Zunächst sei kurz die Stellmechanik des Ventils erläutert, obwohl diese nicht zur Erfindung gehört. Das Übertragungssystem für die Stellbewegungen der Ventilspindel besteht aus einem Kurvenstück 1, auf dessen Kurvenfläche in Form einer Wendelbahn ein um seinen Festpunkt drehbarer Nocken 2 mit seinem einen Finger aufliegt, während sein zweiter Finger am einen Ende des den Ventilteller 6 tragenden Ventilstiftes 3 anliegt. Der Ventilteller wird durch eine Rückholfeder 4 gegen einen festen Anschlag 5 in den Ventilkörper zurückgezogen. Der Ventilteller 6 steht unter der Einwirkung der Schließfeder 7, die sich gegen einen Anschlag 5 des Ventilstiftes 3 abstützt. Nach dem Schließen des Ventiltellers 6 kann der Ventilstift gegen die Kraft der Schließfeder 7 durch den Ventilteller als Überlastsicherung hindurchgedrückt werden. Der Nocken 2, der drehbar um seine Befestigungsachse gelagert ist, überträgt die vom Kurvenstück 1 ausgehende, senkrechte Bewegung in einem bestimmten Übersetzungsverhältnis in eine waagerechte Bewegung auf den Ventilstift und damit auf das Ventil.First, the actuating mechanism of the valve will be briefly explained, although this does not belong to the invention. The transmission system for the positioning movements the valve spindle consists of a curved piece 1, on whose curved surface in the form a spiral track a rotatable about its fixed point cam 2 with its one finger rests, while his second finger on one end of the valve disk 6 carrying Valve pin 3 is applied. The valve plate is by a return spring 4 against a fixed stop 5 withdrawn into the valve body. The valve plate 6 is below the action of the closing spring 7, which is against a stop 5 of the valve pin 3 supports. After closing the valve plate 6, the valve pin can against the Force of the closing spring 7 pushed through the valve plate as overload protection will. The cam 2, which is rotatably mounted about its fastening axis, transmits the vertical movement starting from the curve piece 1 in a certain transmission ratio in a horizontal movement on the valve pin and thus on the valve.

Das Vorwahlsystem des Ventils ist wie folgt aufgebaut. Gegenüber dem Ventilstift ist der Ventilkörper durch.ein Lager 8 abgeschlossen, in welchem ein Kegelrad 9 gelagert ist, das seinerseits auf gleicher Achse mit dem Einstellkopf 10 drehsicher befestigt ist. Das durch den Einstellkopf verdrehbare Kegelrad greift in ein um 9U° versetztes zweites Kegelrad 11, welches das vom Einstellkopf eingeleitete Drehmoment drehgesichert auf die im Kegelrad 11 verschiebbar gelagerte Achsel a auf das Kurvenstück 1 überträgt, wodurch ein Heben oder Senken des dem Nocken 2 fest zugeordneten Kurvenpunktes erfolgt. Das auf der Achse 1 a des Kurvenstückes 1 sitzende Kegelrad 11 ist in einer innen ausgebohrten Sechskantschraube gelagert, die den Abschluß des Ventilkörpers nach oben hin bildet. Durch eine Feder 12 wird das Kegelradpaar ständig in einem elastischen Eingriff gehalten. Der im Ventilkörper befindliche Sehschlitz 13 sorgt für eine genaue Einstellung bzw. Zuordnung des Fühlerstiftes 14 zum Kurvenstück 1. Die Schraube 16 ist dazu bestimmt, das thermostatgesteuerte Heizkörperventil auch mit einem Handeinstellbereich betreiben zu können.The valve preselection system is structured as follows. Compared to the valve pin, the valve body is closed by a bearing 8 in which a bevel gear 9 is mounted, which in turn is fastened in a rotationally secure manner on the same axis as the adjusting head 10. The rotatable by the adjustment head bevel gear engages in a staggered to 9U ° second bevel gear 11 which is secured against rotation the introduced from the adjustment head torque on the displaceably mounted in the bevel gear 11 axis l a is transferred to the cam piece 1, whereby a lifting or lowering of the cam 2 fixed assigned curve point takes place. The bevel gear 11, which is seated on the axis 1 a of the cam piece 1, is mounted in an internally drilled hexagon screw which forms the top of the valve body. The pair of bevel gears is constantly held in elastic engagement by a spring 12. The viewing slot 13 located in the valve body ensures a precise setting or assignment of the feeler pin 14 to the curve piece 1. The screw 16 is intended to be able to operate the thermostat-controlled radiator valve with a manual setting range.

Die erfindungsgemäße überlastsicherung ist wie folgt ausgebildet. Zunächst ist der Thermostat 15 außerhalb des Ventilgehäuses angeordnet. Das im Thermostat befindliche Ausdehnungsmedium wird am oberen Ende durch zwei Kolben 17 und 18 abgeschlossen. Dabei ist der kleinere Innenkolben 17 konzentrisch im Außenkolben 18 geführt und letzterer wieder im Gehäuse 22, gegen welches sich der Kolben 18 mit unterschiedlich starken Federn 20 und 21 nach beiden Seiten hin abstützt. Das Gehäuse 21 mit den beiden Kolben 17 und 18 sitzt am oberen Ende des Thermostaten und wird am anderen Ende in einen entsprechenden Anschlußstutzen am Ventilkörper eingeschraubt. Die Kolben sind untereinander und gegenüber dem Gehäuse - wie angedeutet -mit O-Ringen abgedichtet, die in entsprechende Ringnuten eingelegt sind.The overload protection device according to the invention is designed as follows. First of all, the thermostat 15 is arranged outside the valve housing. That in the thermostat The expansion medium located is closed at the upper end by two pistons 17 and 18. The smaller inner piston 17 is guided concentrically in the outer piston 18 and the latter again in the housing 22, against which the piston 18 is differently strong springs 20 and 21 supported on both sides. The housing 21 with the two pistons 17 and 18 sits at the top of the thermostat and is at the other End screwed into a corresponding connection piece on the valve body. the Pistons are with O-rings one below the other and opposite the housing - as indicated sealed, which are inserted into corresponding annular grooves.

Das Ausführungsbeispiel arbeitet wir folgt. Mit dem Temperatureinstellkopf 10 wird die gewünschte Raumtemperatur eingestellt. Das vom Verstellen des Einstellkopfes 10 eingeleitete Drehmoment wird durch das Kegelradpaar 9 und 11 auf die im Kegelrad 11 verschiebbare Achse 1 a des Kurvenstücks 1 übertragen, wodurch der dem Nocken 2 auf der Kurvenbahn 13 a des Kurvenstückes fest zugeordnete Kurvenpunkt entsprechend dem Drehsinn des Einstellkopfes 10 nach oben oder unten wandert. Diese Bewegung wird vom Nocken selbst wiederum in einem bestimmten übersetzungsverhältnis auf den Ventilstift 3 übertragen, der an seinem anderen Ende den Ventilteller trägt, der das Ventil und somit den Zulauf des Heizmediums drosselt. Kühlt sich die Raumluft und zugleich damit der Thermostat 15 ab, zieht sich das Ausdehnungsmedium zusammen. Dadurch wird der Kolben 17 entsprechend der Volumenverringerung nach unten gezogen. Dieser Bewegung folgen das Kurvenstück 1, der Nocken 2 und der Ventilkolben 3 mit dem Ventilteller unter der Wirkung der Rückholfeder 4 nach. Das Ventil öffnet sich wieder, der Umlauf des Heizmediums beginnt, die Raumtemperatur erhöht sich. Zugleich erwärmt sich auch das Ausdehnungsmedium im Thermostat 15, und das Ventil beginnt durch die Expansion des Ausdehnungsmediums sich in umgekehrter Reihenfolge wieder zu schließen.The exemplary embodiment works as follows. The desired room temperature is set with the temperature setting head 10. The torque introduced by adjusting the adjusting head 10 is transmitted through the bevel gear pair 9 and 11 to the axis 1a of the cam piece 1, which can be moved in the bevel gear 11, whereby the cam point permanently assigned to the cam 2 on the cam track 13a of the cam piece corresponds to the direction of rotation of the adjusting head 10 moves up or down. This movement is in turn transmitted by the cam itself in a certain transmission ratio to the valve pin 3, which carries the valve disk at its other end, which throttles the valve and thus the supply of the heating medium. If the room air cools down and at the same time the thermostat 15 cools down, the expansion medium contracts. As a result, the piston 17 is pulled downwards in accordance with the reduction in volume. This movement is followed by the cam piece 1, the cam 2 and the valve piston 3 with the valve disk under the action of the return spring 4. The valve opens again, the heating medium begins to circulate and the room temperature increases. At the same time, the expansion medium also heats up in the thermostat 15, and the valve begins to close again in the reverse order due to the expansion of the expansion medium.

Der Kolben 18 dient im Zusammenwirken mit dem Kolben 17 als überlastsicherung. Zunächst bewegt sich bei der Expansion des Ausdehnungsmediums im Thermostat 15 der kleine Kolben 17 mit relativ großem Hubweg je Temperaturgrad und damit der Fühlerstift 14 nach oben. Sobald diese Bewegung nicht weiter möglich ist, aber der Expansionsdruck z. B. durch Übertemperatur weiter steigt, schiebt sich der im Querschnitt größere Außenkolben 18 jedoch mit kleinerem Hub je Temperaturgrad nach oben. Dabei spannt sich die Feder 20 und bremst schließlich die Aufwärtsbewegung, bis nach einer eintretenden Abkühlung sich das Ausdehnungsmedium im Thermostat 15 zusammenzieht und damit der Kolben 17 mit dem Fühlerstift 14 zurückgeht. Am Außenkolben 18 stellt sich dann eine Gleichgewichtslage ein, die aus den von beiden Seiten her einwirkenden Federkräften resultiert.The piston 18, in cooperation with the piston 17, serves as an overload protection device. First, when the expansion medium expands in the thermostat 15, the small piston 17 moves with a relatively large stroke per temperature degree and thus the sensor pin 14 moves upwards. As soon as this movement is no longer possible, but the expansion pressure z. B. rises further due to excess temperature, the outer piston 18, which is larger in cross section, moves upwards with a smaller stroke per degree of temperature. In the process, the spring 20 tensions and finally brakes the upward movement until the expansion medium in the thermostat 15 contracts after cooling has occurred, and the piston 17 with the feeler pin 14 therefore retreats. An equilibrium position is then established on the outer bulb 18, which results from the spring forces acting from both sides.

Falls es gewünscht oder z. B. aus Raumgründen erforderlich ist, den Thermostat getrennt vom Ventil anzuordnen, so ist dieser aus dem Ventilkörper herauszuschrauben und an dessen Stelle das entsprechende Anschlußstück mit Kapillarrohr anzuschrauben.If desired or e.g. B. is required for reasons of space, the If the thermostat is to be arranged separately from the valve, it must be unscrewed from the valve body and screw on the corresponding connection piece with capillary tube in its place.

Claims

Claim: Overload protection for thermostat-controlled radiator valves, in which the thermal expansion medium in the thermostat as it expands The piston drives the closing of the hot body valve as the volume increases has the effect that the thermostat (15) is on is arranged in a known manner outside the valve body and the piston (17) is guided in a concentric piston (18), which in turn to both sides slides loaded with springs of different strength in a cylinder housing, attached to the top of the thermostat.