DE1473335C - Thermostat - Google Patents

Description

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D|e Erfindung betrifft einen Thermostaten, indessen doch die Nachteile,-die mit der Verwendung eines Gehäuse ein schmelzbarer und dehnungsfähiger Stoff dünnen bzw. dicken Kolbens verbunden sind, vermeieingeschlossen ist, der mittelbar über einen verform- det. Ferner soll bei diesem Thermostaten die Anfangsbaren Werkstoff auf den im Gehäuse geführten bewegung eine weit größere Kraft pro Atmosphäre Hauptkolben einwirkt. Derartige Thermostate bzw. 5 Innendruck erzeugen als die nachfolgende Bewegung, solche auf Wärme ansprechende Elemente finden Trotz der Verwendung eines dünnen Kolbens und weitverbreitete Anwendung, und zwar als eine Vor- eines hochexpansiven Materials soll die Anfangsrichtung, die in Abhängigkeit von der umgebenden bewegung des Arbeitsgliedes reduziert sein.
Temperatur verschiedene Einzelteile betätigt. Sie be- Es ist bereits ein Thermostat bekanntgeworden, stehen aus dem Gehäuse mit dem schmelzbaren, deh- io der unter anderem zwei Einzelteile aufweist, die man nungsfähigen Stoff, einer Verschlußkappe oder Füh- als Kolben verschiedenen Querschnitts ansehen kann, rung mit einer Bohrung, einem zwischen dem Aus- Er arbeitet jedoch nicht mit einem schmelzbaren dehnungsmaterial und der Verschlußkappe angeord- Stoff, sondern mit einem ausdehnungsfähigen Kauneten Diaphragma oder Schirm und einem Arbeits- tschukmaterial. Dieser Thermostat ist nicht in der glied bzw. dem Hauptkolben, der bewegbar inner- 15 Lage, die gestellte Aufgabe zu lösen, da er nur zu halb der Bohrung und Deckeln sowie im Diaphragma sehr langsamen Kolbenbewegungen fähig ist. In begeführt ist. Wenn die Temperatur des Ausdehnungs- stimmten Anwendungsfällen, wie beispielsweise bei materials auf einen vorbestimmten Punkt angehoben einem Kühlwasserkreislauf eines Automobils, ist es

. wird, dehnt sich das Material aus, und diese Expan- jedoch erforderlich, daß das durch den Thermosta-

sion wird durch das Diaphragma auf das Arbeits- 20 ten betätigte Ventil schnell geöffnet und geschlossen

glied übertragen, das dadurch in eine axiale Bewe- werden kann.

gung innerhalb der Bohrung versetzt wird. Aber auch aus anderem Grund ist die Arbeits-

Die bekannten Thermostate oder Arbeitsglieder weise dieses vorbekannten Thermostaten nicht geeig-

weisen eine Reihe von beachtlichen Nachteilen auf, net, die hier in Frage stehenden Probleme zu lösen,

die ihre Lebensdauer herabsetzen. Das trifft insbeson- 25 da das eine der genannten, als Kolben dienenden

dere für thermische Elemente zu, die langhubige Glieder in Verbindung mit einer Feder und einem

Arbeitsglieder mit einem kleinen Durchmesser haben. Dichtungsring praktisch als Sicherheitsvorrichtung

Eines der Probleme, das bei Umsteuer-Tellerventilen ' dient und nur dann in Tätigkeit tritt, wenn die Bean-

auftritt, liegt darin, daß die anfängliche öffnungsbe- ■ spruchung des als Ausdehnungsstoff dienenden

lastung, die von einem großen Druckabfall am Ven- 3° Gummis einen bestimmten Grenzwert überschreitet,

tilteller herrührt, eine außerordentliche Beanspru- Im normalen Betrieb tritt also dieser kolbenartige

chung der ganzen Anlage verursacht. Bei einem Teil gar nicht in Tätigkeit: Das bedeutet, daß dieser

thermostatisch betätigten Umsteuer-Tellerventil einer Thermostat im wesentlichen als ein mit lediglich

Wasserleitung oder eines Wasserkreislaufs bewirkt einem Kolben, ausgestatteter Thermostat anzusehen

diese Spannung sowohl ein Ausbeulen oder Verbiegen 35 ist. Mit anderen Worten, unter üblichen Betriebsbedin-

des Bügels als auch eine unverhältnismäßig starke gungen muß man je nach Auslegung des normal arbei-

Belastung des einen kleinen Durchmesser aufweisen- tenden Kolbens mit den Nachteilen der zu dünnen

den Arbeitsglieds. Durch diese Spannung und Bean- oder der zu dicken Ausführung rechnen. Dies sind,

spruchung tritt ein vorzeitiger Ausfall des Arbeits- wie gesagt, die Gründe, weswegen diese vorbekannte

elementes ein und verhindert so ein einwandfreies 4° Ausführung für^:das:hier-Vorliegende Problem nicht

Arbeiten des Thermostaten. Es ist durchaus möglich, zu gebrauchen ist.

daß ein Arbeitsglied mit kleinem Durchmesser, das - Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Therfür etwa 6 bis 7,5 kp Belastung bestimmt ist, während mostaten der genannten Art erfindungsgemäß vorder ersten Öffnungsspanne von 0,127 bis 0,2124 cm geschlagen, daß der Hauptkolben konzentrisch von unter einer Belastung von 25 bis 45 kp steht.; Daraus. 45 einem in an sich bekannter. Weise von dem verformresultiert ein Flattern bzw. eine Instabilität des Start- baren Werkstoff berührten Hilfskolben umgebe.n ist, Punktes der Ventilöffnung, die eine übermäßige Ab- der vor dem Schmelzen des schmelzbaren Stoffes an nutzung und Beanspruchung des Ventils und insbe- einer Ringschulter des Hauptkolbens abgestützt ist. sondere des Arbeitsgliedes sowie des Bügels des ._:. derart, daß beim. Schmelzen des, schmelzbaren Stof-Thermostaten bewirkt. 5° fes'beide Kolben gemeinsam" eine Anfangsbewegung Je kleiner der Kolbendurchmesser, um so mehr ausführen. Somit liegt also für die Anfangsbewegung Arbeitsbewegung kann von einer gegebenen Menge eine.einem dicken Kolben entsprechende Angriffs-

. Audehnungsmaterial - erhalten werden. Dies ermög- - fläche -vor,- während- für- den- nachfolgenden- Bewe-

licht es, die Menge des Ausdehnungsmaterials sowie gungsablauf lediglich noch, die, Angriffsfläche des die Größe der Metall- und Gummiteile,^: die zum Auf-' 55 dünneren·Kolbens zur-Verfügung steht. Auf- diese bau eines derartigen Elementes verwendet werden, zu Weise wird die Belastung des Hauptkolbens sowie verringern. Es war jedoch nicht möglich, die vorteil- des Bügels während der Anfangsphase der Bewehaften Eigenschaften der Kolbenelemente mit kleinen gung wesentlich reduziert. Dies bringt eine Erhöhung Durchmessern auszunutzen, da geringe Änderungen der Lebensdauer des Thermostaten sowie eine erhöhte der Temperaturen und Drücke eine stärkere Reak- 60 Betriebssicherheit mit sich. Überdies wird dadurch tion mit sich brachten, als dies bei einem Element das Flattern wirkungsvoll bekämpft,
mit größerem Durchmesser der Fall war. Außerdem Eine Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch geführt die übermäßige Beanspruchung, der die ersteren kennzeichnet, daß die Bewegung des Hilfskolbens, unterworfen werden, zu deren vorzeitigem Bruch. der auf dem Hauptkolberi gleitend gelagert ist, durch Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht 65 einen Anschlag in der Hauptkolbenführung begrenzt nun darin, einen Thermostaten der genannten Art ist. Eine weitere Variante der Erfindung ist dadurch zu schaffen, der sowohl die Vorteile des dünnen als gekennzeichnet, daß der Hauptkolben nur unter Verauch des dicken Hauptkolbens in sich vereinigt, je- mittlung des Hilfskolbens in der Gehäusebohrung

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mittelbar geführt ist. Der Hilfskolben ist dabei in der ohne daß die Größe des Thermostaten erhöht wird, Art einer Gleithülse ausgebildet. da ein kleinerer Kolben verwendet wird, um das

Weiterhin ist es sehr vorteilhaft, daß das untere öffnen zu vervollständigen.

Ende des Hilfskolbens einen'Bund besitzt, der in der In den Fig. 1 und 2 ist ein auf Wärme ansprechenerweiterten Bohrung gleitet. Bei einer anderen Aus- 5 des Element 11 dargestellt. Dieser Thermostat 11 beführungsform der Erfindung ist der Hilfskolben sitzt ein becherförmiges Gehäuse 12, von dessen durch eine Ringscheibe gebildet. Dabei ist es dann offenem Ende sich Flansche 13 nach außen ersehr zweckmäßig, daß das Thermostatgehäuse und strecken. Das Gehäuse 12 enthält eine temperaturder Gehäuseführungsteil aus einem Stück bestehen, empfindliche Substanz, beispielsweise ein mikroin welchem sich der Hilfskolben zwischen zwei inne- io kristallines Wachs, welches schmilzt und sich ausren Anschlagrippen der Gehäusewandung bewegen dehnt, wenn es über eine bestimmte kritische Tempekann. . ' ratur erwärmt wird und das nach Abkühlen unterin der Zeichnung sind verschiedene Ausführungs- halb der kritischen Temperatur auf ein kleineres beispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt Volumen zusammengepreßt werden kann. Die genaue

Fig. 1 einen Längsschnitt eines erfindungs- 15 Natur des Materials 14 wird durch die gewünschten gemäßen auf Wärme ansprechbaren Elementes, Arbeitsleistungen des Arbeitsgliedes bestimmt.

Fig. 2 einen Querschnitt in Längsrichtung der Eine zylindrische Führung weist einen ersten

Ausführungsform gemäß F i g. 1, der einen anschlie- Durchgang 17 auf, der durch die Führung durchgeht, ßend folgenden Arbeitsgang der Vorrichtung zeigt, und einen gegengebohrten zweiten Durchgang 18, der Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine andere Aus- 20 konzentrisch zum ersten Durchgang liegt. Der gegen-'fütirungsform des Arbeitsgliedes gemäß der Erfin- gebohrte Durchgang 18 bildet an einem Ende mit : dung, ■ dem ersten Durchgang einen Vorsprung 19 und läuft

' F i g. 4 einen Teilquerschnitt in Längsrichtung mit am anderen Ende in divergierenden Wänden 21 aus. Teilen im Aufriß einer anderen Ausführungsform des Die divergierenden Wände 21 sind derart gebogen, erfindungsgemäßen auf Wärme ansprechbaren EIe- 25 daß sie der Innenfläche einer sich radial nach außen mentes, ■ , erstreckenden Flansch-Endwand 32 entsprechen. Die

Fig. 5 einen Längsschnitt einer weiteren Aus- Innenfläche dieses Endwändflansches ist stufenartig führungsform der Erfindung, ausgebildet, um einen am Umfang^: erhöhten Ab-

F i g. 6 einen Teilschnitt der Ausführungsform schnitt 23 und einen inneren abgesetzten Teil 24 zu gemäß Fig. 5, der eine Arbeitsphase des Thermo- 30 bilden, der mit der Oberfläche der divergierenden staten zeigt, . Wände 21 zusammentrifft. Der äußere Durchmesser

Fig. 7 einen Längsschnitt einer anderen Aus- des Führungsflansches 22 und" der äußere Durchführungsform eines auf Wärme ansprechbaren EIe- messer des Gehäuseflansches 13 sind ungefähr gleich, mentes, das gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Ein biegsamer Gummischuh 26 umschließt eine

Erfindung gebaut ist. ' 35 zylindrische Bohrung 27, die im wesentlichen in der

'<■ Das erfindungsgemäße auf Wärme ansprechbare Mitte eine konische Bodenwand 28 aufweist. Dieser Element besteht aus einem Gehäuse, das ein zweck- Schuh ist mit einem sich radial nach außen erstreckenmäßiges in Wärme ausdehnbares Material enthält. den Flansch 29 versehen/ Der unterhalt) dieses Flan-Am; Oberteil· des Gehäuses erstreckt sich ein Füh- sches befindliche Abschnitt 30. hat eine zusammen^ rungsglied nach oben und begrenzt einen angesenkten 40 laufende äußere Fläche 31;. die sich; von. einem Ende Durchgang., für das Arbeitsglied.' Das Arbeitsglied des Flansches erstreckt und 'eine abgerundete Boden- besteht.· aus : einem, ersten Kolbenteil mit kleinem fläche 32 bildet. Der vom Flansch nach oben gehende Durchmesser,-'der die Kräfte aufnimmt, die durch Teil 35 weist ebeMalls'-zusämmehläufehde· äußere das Ausdehnungsmaterial ausgeübt werden, und aus Flächen 33'aüf, diesicbTvom anderen Ende des Flaneinem erweiterten Kolbenabschnitt. Ein biegsamer 45 sches 29 bis zu der zylindrischen Außenwand 34 er Schuh oder Diaphragma ist mit dem Arbeitsglied ver- strecken und dann hier die ringförmige Endwand bunden-und:: luftdicht am Gehäuse befestigt. Ein; bildet; Der biegsame; verformbare Gummischuh 26 Kolben'mit "großem Durchmesser ist innerhalb der ist im Gehäuse 12 angeordnet/und zwar wird die, Gegenbohrungrder Führung gleitbar angeordnet," und untere' Fläche 29 α des Flansches 29 auf die obere ein Ende;^;desselben: stößt an den Vorsprung des 50 Fläche des. Gehäüseflansches 13 aufgesetzt; Dabei ^rbeitsgliedesν zwischen/dem dicken und dünnen wird der untere^: Abschnitt 30" in der: Mitte;: des Colbenabschnitt:· an.;: Der Kolben mit dem großen Gehäuses 12 angeordnet, derart, daß .'er vom; ausDurchmesser ist mit dein Diaphragma verbünden/ so dehnbaren Material 14 umgeben ist. Die Führung 16 laß; dann,- wenn? sich? das expansive Material^: aus- mit ihrem Flansch 22/wird in Lage gebracht, so daß lehnt, der¹· Druck zuerst," über eine vorbestimmte 55 die" Innenfläche des Flansches 22 den. Schuhflansch -änge, auf den großen "Kölbenbereich ausgeübt wird. 29 berührt. Der SchuMarisch 29 ist etwas dicker, als Anschließend wirkte dann- der Druck nur" auf^: den der ringförmige erhabene; Abschnitt 23 hoch ist, Colben mit dem kleinen Durchmesser des 'Arbeite- wodurch eine tatsächliche Dichtung erzielt und verr ;liedes. Auf diese Weise kann auf Grund des zunächst hindert wird, daß irgendwelche schädlichen Stoffe in lickeren Kolbens" die Masse des Kolbens'durch; die 60 das Gehäuse 12 eindringen. ^r-, ' ■V. _; \; ;; /.... vömprimierbarkeit. des":■ Ausdehnungsmaterials'-- be- ·'· Die Führung⁷ ist; an dein Gehäuse mittels eines 'egt und die Gummiteile können wesentlich" vermin- zweckmäßigen Klammer- oder Sicherungsringes lertwerden. ■·..'·' : " · - ' ^; ·' ■^:"·'·-- -"v: - befestigt, der über die.äußefen Flächen des Führungsi Demnach wird eine bessere Regeluiig erzielt, da flansche* 22 und des Gehäüseflansches 13 geklemmt as periodische Wiederholen auf Grund'der gerin- 65 wird, um die" Führungs-.und Gehäuseteile in festet eren Bewegung pro Grad Temperaturänderung" zu- Verbindung miteinander, zu halten. .. ·;'·;

ieginn des öffnens herabgesetzt ist, wobei trotzdem " Ein zylindrischer .Kolben 38 mit großem Durchie erforderliche Gesamtöffnung durchgeführt wird', messer ist gleitbar innerhalb- der Gegenbohrung IS

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angeordnet. Der äußere Durchmesser des Kolbens 38 des zylindrischen Kolbens 38 und der des Arbcitsentspricht ungefähr dem Durchmesser der Gegen- kolbens 43, um die anfänglich hohe Belastung, die bohrung, ist aber so angeordnet, daß er hierin gleiten auf die Umsteuerklappe eines Wasserstandsthermokann. Der innere Durchmesser des Kolbens ist kleiner staten ausgeübt wird, zu überwinden und dadurch als der Durchmesser des ersten Führungsdurch- 5 die Beanspruchung und Spannung, die auf dem ganges 17. Arbeitskolben mit kleinem Durchmesser wirkt, wesent-

Die Endwand 39 des zylindrischen Kolbens 38 Hch zu verringern. Auf diese Weise ist es möglich, stößt an die Endwand 36 des Gummischuhs 26 an. einen Arbeitskolben mit einem kleinen Durchmesser Die Länge des zylindrischen Kolbens 38 ist um ein zu schaffen, der sich nur in einer anfangs verhältnisbestimmtes Maß kleiner als diejenige der Gegen- io mäßig geringen Entfernung bewegt und übermäßige bohrung 18, derart, daß der Kolben in dieser Gegen- Abnutzung und Beanspruchung sowohl des Ventils bohrung hin und her schiebbar ist. als auch des kleinen Durchmessers des Arbeitskolbens

Das Arbeitsglied 41 weist einen Abschnitt mit zu verhindern. Wenn sich das expansive Material 14 einem weiteren Durchmesser 42 und einen Abschnitt ausdehnt, übt es auf das Arbeitsglied 41 eine Kraft mit einem kleineren Durchmesser 43 auf. Dieser letz- 15 nach oben aus. Der Oberteil des Arbeitsgliedes 42 tere erstreckt sich konzentrisch von einem Ende des in einem Wasserstandsthermostaten mit Umsteuerbreiteren Abschnittes derart, daß zwischen den beiden klappe ist an einem Bügel befestigt, um sich nicht Abschnitten ein Vorsprung oder eine Schulter 44 ge- axial zu bewegen. Daher werden das Führungsglied bildet wird. Der äußere Durchmesser des weiteren 16 und das Gehäuse 12, wenn sich das Material ausAbschnittes entspricht im wesentlichen dem Durch- 20 dehnt, nach unten gedrückt. Die Entfernung zwischen messer des ersten Führungsdurchganges 17, ist aber dem Vorsprung 19 der Gegenbohrung und dem anso angeordnet, daß er darin gleiten kann. Der Ab- grenzenden Ende des zylindrischen Kolbens 38 ist schnitt 43 mit dem kleinen Durchmesser, im folgenden der Abstand, der benötigt wird, um den Belastungen als Arbeitskolben bezeichnet, hat einen Durchmesser, der Anfangsöffnung standzuhalten, d. h. 0,127 bis der etwas größer ist als der Durchmesser der vom 25 0,2124 cm in einem Wasserstandsthermostaten, der Schuh 26 eingeschlossenen Kammer 27, so daß dieser dazu bestimmt ist, mit dem Arbeitskolben, dessen Kolbenabschnitt fest in diese Kammer eingefügt und Durchmesser etwa 0,3165 cm beträgt und den zylinvon den Seiten derselben gefaßt werden kann. Die drischen Kolben mit einem äußeren Durchmesser von Abmessungen des Arbeitskolbenabschnittes sind fest- etwa 0,5563 cm, eine Belastung von 6 bis 7,5 kp aufgelegt, so daß dann, wenn dieser Abschnitt die 30 zunehmen.

Kammer 27 vollständig ausfüllt, der zylindrische Wenn das Ende des zylindrischen Kolbens gegen

Kolben 38 den Arbeitskolben umgibt, wobei eines den Vorsprung 19 der Führungsbohrung anstößt, wie seiner Enden an das Schuhende36 und das andere in Fig. 2 dargestellt, übt das Ausdehnungsmaterial Ende an die Schulter 44 des Arbeitsgliedes anstößt. 14 seinen gesamten Druck auf den kleinen Kolben 43 Der innere Durchmesser des zylindrischen Kolbens 35 aus, um schnell das Ventil zu öffnen. Diese zweite 38 ist etwa gleich dem äußeren Durchmesser des Druckwirkung des expandierenden Materials lediglich Arbeitskolbens 43, der gleitbar im ersteren angeord- auf den Arbeitskolben mit dem kleinen Durchmesser net ist. Wenn das thermische Ausdehnungsmaterial nutzt die hohe Hubwirkung dieses engen Kolbens in seinem kalten, nicht ausdehnbaren Zustand ist, wie aus, ohne denselben den anfänglichen kritischen in Fig. 1 gezeigt, berührt das eine Ende des zylindri- 40 Temperaturen und Drücken des öffnens zu unterschen Kolbens 38 die Endwand 36, während das werfen. Das doppeltwirkende thermostatische Arbeitsandere Ende dieses Kolbens an der Schulter 44 des element der vorliegenden Erfindung ist in vielerlei Arbeitsglieds anliegt, wobei diese in einem fest- Hinsicht praktisch und vorteilhaft. Die großen und gelegten Abstand 'Von dem Vorsprung 19 der kleinen Kolben sind den Erfordernissen für einen Führungs-Gegenbohrung entfernt ist. 45 bestimmten Anwendungszweck angepaßt. Der große

Im Einsatz kann das auf Wärme ansprechende Kolben ist eingestellt, um die Wucht der Öffnungs-Element 11 beispielsweise in einen geeigneten drucke aufzunehmen, während der Kolben mit dem, Strömungsregler gesetzt werden, in dem das Gehäuse kleinen Durchmesser dazu bestimmt ist, den »er-12 mit Flüssigkeit in Berührung steht, derart, daß es wünschten Hub unter vermindertem Druck des norderen Temperatur wahrnimmt, d. h. ein Wasser- 50 malen Flusses zu geben. Erhöhte Einheitlichkeit des Standsthermostat, bei dem das Gehäuse 12 oberhalb Einstellpunktes wird durch Streuen des anfänglichen des Reglers ist. Ausdehnungsdruckes über eine größere Fläche erzielt,

Wenn die Flüssigkeit die kritische Temperatur des wodurch die Bewegung unabhängiger von den Kräfteexpansiven Materials 14 im Gehäuse erreicht, dehnt änderungen gemacht wird. Bei Wasserstandsthermosich dieses Material aus und übt einen Druck nach 55 staten erhöht das thermostatische Glied die Lebensoben auf den biegsamen, verformbaren Schuh 26 aus. dauer des Gerätes, während gleichzeitig die zur Her-Der Schuh 26 überträgt diese Kraft auf den Arbeits- stellung der Thermostaten erforderliche Menge an kolben 43 und den zylindrischen Kolben 38, in dem Materialien verringert wird.

das Arbeitsglied 42 nur wenig nach oben bewegt wird. In Fig. 3 ist eine andere Ausführungsform eines

Ein Teil des durch das flüssige expandierende Mate- 5o thermostatischen Arbeitselementes 51 dargestellt, das rial ausgeübten Druckes wird auf den zylindrischen jedoch ebenfalls gemäß den Erfordernissen der Erfin-Kolben 38 übertragen. In einem Wasserstandsthermo- dung hergestellt ist. Der Thermostat 51 weist einen staten, der dazu bestimmt ist, eine Belastung von ähnlichen Aufbau auf wie der Thermostat 11 und 6 bis 7,5 kp aufzunehmen und bei dem das Ventil besteht wie dieser aus einem ähnlichen Gehäuse 12. während der ersten Öffnungsspanne von bis 65 einem Ausdehnungsmaterial 14, einem Führungsglied 0,2124 cm unter einer Belastung von 25 bis 45 kp 16 und einem Schuh 26. Dieser Thermostat 51 weist stehen kann, wird eine große Querschnittsfläche des jedoch einen Anti-Scheuerring 52 auf, der zwischen Arbeitsgliedes ausgenützt, nämlich der Querschnitt dem Ende 36 des Schuhes 26 und einem zylindrischen

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Kolben 53 angeordnet ist. Der zylindrische Kolben Wölbungen 66 und 67 sind festgelegt, so daß der ist mit einem erweiterten Unterteil 54 versehen, dessen Kolben zwischen diesen Vorwölbungen in bestimm-Querschnitt demjenigen des Anti-Scheuerringes 52 ten Grenzen bewegt werden kann,
entspricht. Die Endfläche 53 α dieses Unterteiles Der Gummischuh 69 umschließt eine zylindrische

stößt an die Oberfläche 52 α des Anti-Scheuerringes 5 Kammer 71 und ist innerhalb des Bechers 62 über 52 an. Der erweiterte Unterteil 54 hat einen äußeren dem in dessen unterem Teil befindlichen AusDurchmesser, der im wesentlichen dem Durchmesser dehnungsmaterial 14 angeordnet. Der Gummischuh der Gegenbohrung 18 entspricht und ist in dieser glei- ist durch die kegelstumpfförmige ringförmige Wöltend angeordnet. Der zylindrische Kolben 53 ist bung im Becher 62 befestigt, wodurch das Ausinnerhalb des Thermostaten 51 angebracht und hat io dehnungsmaterial innerhalb des unteren Teiles des einen äußeren Durchmesser, der im wesentlichen dem Bechers 62 luftdicht abgeschlossen ist. Die obere äußeren Durchmesser des Führungsdurchganges 17 Fläche des Schuhes 69 stößt gegen den zylindrischen gleicht und in diesem (gleitend angeordnet ist. Der Kolben 68.

Kolben erstreckt sich vom Oberteil der Führung 19 Ein Arbeitsglied 72 hat einen unteren Arbeits-

durch den Führungsdurchgang 17 bis zum Anschlag 15 kolbenabschnitt 73, dessen Durchmesser klein ist, mit dem Anti-Scheuerring 52. Die obere Fläche 56 und einen oberen Abschnitt 74, der sich nach oben des erweiterten geflanschten Unterabschnittes 54 be- aus dem offenen Ende des Bechers 62 erstreckt. Das findet sich vom Vorsprung 19 der Führungsgegen- Arbeitskolbenglied ist in die Kammer 71 des Gummibohrung in einem festgelegten Abstand. Mit dem schuhs und durch den Kolben 68 eingeführt. Der Oberteil des zylindrischen Kolbens ist ein zylindrischer 20 Arbeitskolben hat einen oberen Ansatz 75, gegen den Führungsring 57 ,verbunden. Die Führung 19 bewegt eine Oberfläche 76 des zylindrischen Kolbens stößt, sich relativ zu dem Führungsring 57. Dieser zylindrische Kolben hat einen größeren Durch-

Der Führungsring 57, der zylindrische Kolben 53, messer als dieser Ansatz 75.

de? Anti-Scheuerring 52 und die vom Schuh 26 ein- Während der Arbeit, wenn sich das expansive

geschlossene Kammer 27 sind alle konzentrisch zu- 25 Material 14 ausdehnt, wird der dabei ausgeübte, einander angeordnet und begrenzen einen konzen- Druck zuerst auf den Querschnitt des zylindrischen irischen Durchgang für das Arbeitsglied. Ein zylin- Kolbens 68 und auf den Endbereich des Arbeitsdrischer Kolben 58 mit einem einheitlichen äußeren kolbens 73 übertragen, wobei das Arbeitsglied nach Durchmesser, der dem Durchmesser des Arbeits- oben bewegt wird, bis die obere Fläche 76 des zylinkolbenabschnittes 43 entspricht, dient als Arbeits- 30 drischen Kolbens 68 gegen die Vorwölbung 67 stößt, kolben und ist in dem genannten konzentrischen Dann erfolgt der zweite Arbeitsgang des zweifach Durchgang angeordnet. wirkenden Thermostaten 61, und der Druck des

Ein diesem in F i g. 3 dargestellten Thermostaten expandierenden Materials wird nur auf den Arbeitsähnliches Gerät kann dadurch hergestellt werden, kolben 73 übertragen. Der Arbeitskolben wird in daß der Führungsring 57 aus einem Stück mit dem 35 seine Ausgangsstellung zurückgebracht, wenn die zylindrischen Arbeitsglied 58 gebildet wird. Temperatur gesenkt wird. Dabei zieht sich das Aus-

Der Thermostat 51 arbeitet in einer ähnlichen dehnungsmaterial 14 zusammen, und eine Feder-Weise wie der Thermostat 11. Das Material 14 dehnt anordnung (nicht dargestellt) drückt den Arbeitssichaus und übt einen Druck auf eine Querschnitts- kolben nach unten.

fläche, die dem Querschnitt der großen Kolbenbasis 40 Fig. 5 und 6 zeigen eine andere Ausführungsform 54 entspricht, und auf die konische Endfläche des eines Thermostaten 81, der mit erfindungsgemäßen Kolbens mit dem kleinen Durchmesser des Arbeits- Merkmalen ausgestattet ist. Bei diesem Thermostaten gliedes aus. Der zylindrische Kolben bewegt sich in 81 wird an Stelle eines biegsamen Schuhs mit einer der Führungsgegenbohrung 18 eine festgelegte Strecke den kleinen Kolben umschließenden Kammer ein nach oben, bis seine obere Fläche 56 den Vorsprung 45 Gummistöpsel 82 verwendet, der mit einem zylindri-19 der Gegenbohrung erreicht hat. Der restliche Auf- sehen oberen Ende 83 versehen ist, dessen Fläche 84 wärtshub des Arbeitskolbens 53 wird nur durch den gegen die Endfläche 86 eines Arbeitskolbengliedes 87 Druck des Ausdehnungsmaterials und des Gummi- mit kleinem Durchmesser eines Arbeitsgliedes 88 anschuhes auf diesen Arbeitskolben durchgeführt, stößt. Der zylindrische Stöpsel ist mit einem koni-

Eine weitere Ausführungsform ist in Fig. 4 der 50 sehen Abschnitt89 versehen, dessen Seiten vom Zeichnungen dargestellt. Der Thermostat 61 beruht zylindrischen Oberteil 83 auseinanderlaufen. Von auf demselben Arbeitsprinzip wie die oben beschrie- diesen konischen Wänden 89 erstreckt sich der zylinbenen Vorrichtungen. Er besteht aus einem einzigen drische Bodenabschnitt 91 nach unten. Mit dem Becher62anStelleeinesGehäusesundFührungsgliedes. Bodenabschnitt der zylindrischen Wände 91 ist ein Der Becher 62 umschließt eine zylindrische Kammer 55 Gummidiaphragma 92 verbunden, das am Ende eine 63, die an einem Ende 64 offen ist. In der Nähe der ringförmige Wölbung 93 aufweist. Diese Wölbung ist öffnung sind die inneren Wände dieser zylindrischen luftdicht an einer verbreiterten Basis 94 eines Füh-Kammer 63 mit einem Paar im Abstand voneinander rungsgliedes 96 befestigt, in der sich zu diesem Zweck angeordneten, sich nach innen erstreckenden ring-. .., eine entsprechende ringförmige Nut 97 befindet,
förmigen Vorsprüngen oder Vorwölbungen 66 und 67 60 Das Führungsglied 96 umschließt einen ersten versehen. Die Vorwölbung 66 ist kegelstumpfförmig Durchgang 98 für das Arbeitsglied und einen mit dem ausgebildet, und die Vorwölbung 67 ist ein halb- ersten Durchgang konzentrischen gegengebohrten runder Ansatz. Zwischen diesen Vorwölbungen 66 zweiten Durchgang 99. Dazwischen wird ein Füh- und 67 ist ein zylindrischer oder scheibenförmiger rungsansatz 101 gebildet. Ein zylindrischer Kolben Kolben 68 vorgesehen, dessen äußerer Durchmesser 65 102 mit einer kreisförmigen Endwand 103 steht dem dem Durchmesser der Kammer 63 entspricht und Ansatz 101 gegenüber, und eine konische Endwand darin gleitend gelagert ist. Die Dicke des zylindrischen 104 berührt die konische Wand 89 des Gummi-Kolbens 68 und die Entfernung zwischen den Vor- stöpseis. Die Endwand 103 des Zylinderkolbens stößt

gegen den Ansatz 106, der zwischen dem verbreiterten Abschnitt und dem Abschnitt 87 des engen Arbeitskolbenteiles 87 des Arbeitsgliedes 88 gebildet wird. An der Führung 96 ist ein das Ausdehnungsmaterial 14 enthaltendes Gehäuse 107 befestigt, und das Gummidiaphragma 92 isoliert luftdicht das Ausdehnungsmaterial vom Gummistöpsel 82 und der Führung 96. Wenn das ausdehnbare Material in Ruhelage, also nicht ausgedehnt ist, ist der Abstand zwischen der Kolben-Endwand 103 und dem Führungsansatz 101 festgelegt, derart, daß er der erwünschten anfänglichen Öffnungsentfernung entspricht.

Zu Beginn des Arbeitsganges ist der Thermostat 81 in der in F i g. 6 dargestellten Stellung. Wenn sich das Material 14 ausdehnt, wird Druck auf das Diaphragma 92 ausgeübt und somit auch gegen den ersten großen Querschnittsbereich, der den Querschnitt des zylindrischen Kolbens und denjenigen des Gliedes des Arbeitskolbens 87 umfaßt. Der Druck auf diesen Abschnitt wird so lange fortgesetzt, bis die Endwand 103 des Zylinderkolbens gegen den Führungsansatz 101 anschlägt, wie in F i g. 5 gezeigt ist. Dann wirkt der Druck des expandierenden Materials 14 auf die Fläche des Arbeitskolbens 87 mit kleinem Durchmesser, um so die Arbeit des doppeltwirkenden Thermostaten 81 zu beenden.

Noch eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist aus F i g. 7 ersichtlich. Der Thermostat 111 ist ähnlich wie der Thermostat 81 ausgebildet. Der hierbei verwendete Stöpsel 112 hat jedoch einen zylindrischen. Hülsenteil 113, der eine Kammer 114 für das Glied des Arbeitskolbens 87 begrenzt, in die dieser Kolben 87 mit dem kleinen Durchmesser eingepaßt ist. Die zylindrische Hülse 113 ist mit einer kreisförmigen Endwand 116 versehen, die gegen die Bodenfläche eines zylindrischen oder scheibenförmigen Kolbens 117 stößt. Der scheibenförmige Kolben schlägt mit seiner oberen Begrenzung 118 gegen den Ansatz 106 des Arbeitsgliedes 88 und ist so ausgebildet, daß er an den Ansatz 101 des Führungsgliedes 96 stößt, wenn sich das Material 14 ausgedehnt hat. Fig. 7 zeigt die Phase, in der sich das Material 14 ausgedehnt hat und. die'■ Anfangskraft gegen den, ersten großen Querschnittsbereich, wirkt. Auch hier umfaßt dieser Bereich den Querschnitt des zylindrischen Kolbens 117 und den Querschnitt des Arbeitskolbens 87 mit seinem kleinen Durchmesser, wobei die Endfläche 103 des zylindrischen Kolbens in Anschlag mit dem Führungsansatz 101 gebracht ist. Die zweite Arbeitsphase des Thermostaten erfolgt dann, wenn der Druck des expandierenden Materials nur auf, den Querschnitt des Arbeitskölbens 87 mit dem kleinen Durchmesser ausgeübt wird. ' ■ :'...

Mit dieser Vorrichtung wurde ein temperaturempfindliches Arbeitsgerät geschaffen,..: das eine.

variable Leistungsabgabe und variablen Hub aufweist. Das Arbeitsglied bewegt sich zunächst unter der Einwirkung eines kurzen Hubes mit großer Kraft und dann mit verhältnismäßig geringer Kraft durch einen erheblich größeren Hub. Eine solche Vorrichtung ist insbesondere für Flüssigkeitsregelventile geeignet, die eine Umsteuerklappe verwenden, die in Abhängigkeit von den um den temperaturempfindlichen Teil des Gerätes auftretenden Temperatur-Schwankungen entgegen der Kraft der druckdichten Flüssigkeit geöffnet werden muß. Natürlich können diese Geräte nahezu unbegrenzt in den Fällen angewendet werden, bei denen eine thermostatisch betätigbare Arbeitsquelle erwünscht ist.

. Die Abmessungen der erfindungsgemäßen Thermostate können entsprechend den Funktionen, die sie erfüllen sollen, variiert werden.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Thermostat, in dessen Gehäuse ein schmelzbarer und dehnungsfähiger Stoff eingeschlossen ist, der mittelbar über einen verformbaren Werkstoff auf den im Gehäuse geführten Hauptkolben einwirkt, dadurch, gekennzeichnet, daß der Hauptkolben (41, 58, 72, 88) konzentrisch von einem in an sich bekannter Weise von dem verformbaren Werkstoff berührten Hilfskolben (38, 53, 68, 102, 117) umgeben ist, der vor dem Schmelzen des schmelzbaren Stoffes an einer Ringschulter (44, 57,106) des Hauptkolbens abgestützt ist, derart, daß beim Schmelzen des schmelzbaren Stoffes beide Kolben gemeinsam eine Anfangsbewegung ausführen.

2. Thermostat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Hilfskolbens (38, 53, 68, 102, 117), der auf dem Hauptkolben gleitend gelagert ist, durch einen Anschlag (19, 67,101) in der Hauptkolbenführung (16, 96) begrenzt ist. .;.■.'.,.'; ....:.■

3. Thermostat nach Anspruch Γ oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptkolben (58) .: nur unter Vermittlung des Hilfskolbens (53) in der Gehäusebohrung (17) mittelbar geführt ist.
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4. Thermostat nach Anspruch3, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende des Hilfs-._ kolbens (53) einen_; Bund (54) besitzt, der in der .erweiterten Bohrung (18) gleitet. ' . ·

5. Thermostat nach Anspruch 1\ oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfskolben durch " eine Ringscheibe (68,117) gebildet ist.

;.'.'..'. 6..·,Thermostat nach Anspruch 5, dadurch ge-■ "/;■■ kennzeichnet, daß das Thermostatgehäuse und der Gehäuseführungsteil aus einem Stück (62) bestehen, in welchem" sich ; der Hilfskolben (68) zwischen zwei inneren Anschlagrippen. der , .Gehäusewandung bewegen kann. :

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen