DE1523371A1 - Thermostatisch betaetigter pneumatischer Regler - Google Patents
Thermostatisch betaetigter pneumatischer ReglerInfo
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Description
80 AUGSBURG
t- STBASSB 14
R.
*. Expl.
Augsburg, den 10. August 1965
Robertshaw Controls Company, 1701, Byrd Avenue, Richmond,
Virginia, Vereinigte Staaten von Amerika
Thermostatisch betätigter pneumatischer Regler
Die Erfindung betrifft thermostatisch betätigte pneumatische Regler und insbesondere bimetallbetätigte
pneumatische Thermostaten.
Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines solchen Thermostaten, dessen Herstellungskosten niedrig sind, welcher
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nur eine sehr geringe Anzahl an Teilen und daher einen sehr einfachen Aufbau aufweist und welcher mit großer
Genauigkeit arbeitet, auch wenn der Einbau in freier Montage erfolgt.
Ein derartiger thermostatisch betätigter pneumatischer Regler ist nach der Erfindung durch eine in einem Gehäusekörper
gebildete, einseitig durch eine Membranwand-ung begrenzte
Kammeranordnung mit einer an einem Druckmitteleinlaß des Gehäuses angeschlossenen Steuerdruckkammer, einer mit
einem Steuerdruckauslaß des Gehäuses verbundenen Nebendruckkammer sowie einer mit dieser verbundenen Rückführungskammer,
ferner durch eine über der Membranwandung auf dem Gehäusekörper festgespannte, mit den genannten Kammern jeweils .
entsprechenden Durchbrüchen versehene Druckplatte, weiter durch ein zwischen den Druckmitteleinlaß und die Nebendruckkammer
geschaltetes Regelventil, welches mit einer jeweils in den Bereichen der Steuerdruckkammer und der Hebendruckkammer
an die Membranwandung angeschlossenen Ventilbetätigungseinrichtung verbunden ist, fernerhin durch eine mit der
Steuerdruckkammer verbundene Strömungsdüse und schließlich durch eine dieser Düse zugeordnete, auf Änderungen der
Umgebungstemperatur ansprechende Drosselklappenanordnung gekennzeichnet, auf welch letztere zusätzlich eine im Bereich
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der Ruckfulirungskammer an die Membranwandung angeschlossene
Rückführungseinrichtung im Sinne einer von dem Druck der Nebendruckkammer abhängigen Gegenvorspannung der Drosselklapp
enanordnung einwirkt.
Im folgenden wird die Erfindung durch die beispielsweise
Beschreibung einer bevorzugten Aus führ ungs form unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert.
In den Zeichnungen stellen dar:
Figur 1 einen schematischen Querschnitt
durch den erfindungsgemäßen Thermostaten,
aus welchem der prinzipielle Aufbau desselben sowie der Verlauf der verschiedenen Druckmittel-Verbindungskanäle
hervorgeht,
Figur 2 eine Aufsicht auf eine bevorzugte
Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Thermostaten,
Figur 5 einen Querschnitt entlang der in
Figur 2 angedeuteten Linie 3-5»'
Figur 4- einen Querschnitt entlang der in
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Figur 2 angedeuteten Linie 4—4,
Figur 5 eine, einen Bestandteil des in
Figur 2 dargestellten erfindungsgemäßen Thermostaten bildende
Drosseleinstellvorrichtung in perspektivischer Darstellung,
Figur 6 eine perspektivische Darstellung
einer weiteren Einzelheit aus Figur 2,
Figur 7 A eine schematische Darstellung einer
bestimmten Arbeitsstellung des Bimetallorganes des erfindungsgemäßen
Thermostaten,
Figur 7B eine schematische Darstellung des
Bimetallorganes gemäß Figur 7A in einer weiteren Arbeitsstellung und
Figur 7C eine schematische Darstellung des
Bimetallorganes nach Figur 7A in einer dritten Arbeitsstellung.
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Der in ITigur 1 der Zeichnungen schematisch dargestellte
Thermostat weist einen Gehäusekörper in Form einer Grundplatte 10, sowie, auf dieser starr befestigt, eine Membran
und eine Druckplatte 1A- auf.
Die Grundplatte 10 enthält eine Haupt- oder Einlaßdruckkammer PS, welche über einen Kanal 16 und über eine Drosselstelle
18 mit einer Steuerdruckkammer PP verbunden ist. Die Steuerdruckkammer wird auf einer Seite durch eine Membranwandung
20 begrenzt und ihre Lage ist durch eine entsprechende öffnung bzw. durch eine entsprechende Ausnehmung in der
Grundplatte 10 bzw. in der Druckplatte 14 bestimmt.
Die Grundplatte 10 enthält außerdem eine Nebendruckkammer PB und eine Rückfuhrungskammer PP, welche über einen
weiteren Kanal 22 miteinander in Verbindung stehen. Die Nebendruckkammer PB und die Rückführungskammer PF werden
jeweils durch weitere, von der Membran 12 gebildete Membranwandungen
24· und 26 abgeschlossen, deren Lagen durch einander
entsprechende Durchbrüche bzw. Ausnehmungen in der Grundplatte 10 bzw. in der Druckplatte 14· bestimmt sind.
Die Einlaßdruckkammer PS ist über einen Einlaß 28 an eine in den Zeichnungen nicht dargestellte Druckmittel-
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quelle angeschlossen. Der in der Nebendruckkammer PB
herrschende Druck wird über einen Auslaß 30 einer in den Zeichnungen ebenfalls nicht dargestellten Druckleitung
mitgeteilt.
Die Einlaßdruckkammer PS und die Nebendruckkammer PB
sind jeweils einzeln mit einem Zweiwegeventil mit spindelförmigem Ventilkörper 32 verbunden, dessen unterer Ventilkörperabschnitt
34 innerhalb der Einlaßdruckkammer PS mit einem Ventilsitz 36 zusammenwirkt, welch letzterer in einer
Zwischenwandung der Grundplatte 10 gebildet ist. Innerhalb der Einlaßdruckkammer PS ist außerdem eine Druckfeder 38
angeordnet, welche den unteren Teil 34- des spindelförmigen
Ventilkörpers 32 gegen den Ventilsitz 36 vorspannt. Ein
oberer, eine Entlüftungsfunktion steuernder Teil 40 des
Ventilkörpers 32 reicht durch den Ventilsitz 36 hindurch
in die Nebendruckkammer PB bis in den Bereich des Membranwandungsabschnittes
24.
Ferner ist ein Reglerhebel 42 vorgesehen, welcher sich von einem auf dem Membranwandungsteil 20 aufsitzenden
Pußteil 44 nach einem mit dem Reglerhebel fest verbundenen Entlüftungsventilteil 46 erstreckt, welch letzterer durch
den Membranwandungsteil 24 hindurchragt und an diesem befestigt ist. Der genannte Teil 46 des Entlüftungsventils
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enthält einen Ventilsitz 48, welcher sich innerhalb der Nebendruckkammer PB befindet und mit dem oberen Teil 40
des spindelförmigen Ventilkörpers 32 zusammenwirkt. Durch den Teil 46 des Entlüftungsventiles hindurch führt von dem
Ventilsitz 48 ein Entlüftungskanal 20 nach der freien Atmosphäre. Der Reglerhebel 42 ist auf einer zwischen seinen
Enden gelegenen, auf der Druckplatte 14 angeordneten Unterstützungsstelle 52 schwenkbar gelagert.
Durch die Herstellung bedingte Verschiedenheiten zwischen einzelnen Thermostaten können mittels einer Druckfeder 54
ausgeglichen werden, welche sich gegen den Fußteil 44 abstützt und mittels einer in axialer Richtung verstellbaren,
am Fußteil gegenüberliegenden Ende der Schraubenfeder
angeordneten Einstellschraube 56 in gewünschter Weise gegen
diesen Fußteil hin zusammengedrückt werden kann. Die Einstellschraube
56 ist durch einen geeigneten Bauteil des Reglers hindurchgeschraubt.
Die Steuerdruckkammer EP steht mit der freien Atmosphäre über einen Ausströmkanal 60 in Verbindung, welcher in einer
Strömungsdüse 62 endet, die mit einer konischen Düsenspitze versehen ist. Die Strömung durch den Ausströmkanal 60 wird
durch eine Drosselklappenanordnung 66 beeinflußt, welche einen aus Bimetall bestehenden Drosselklappenhebel 68 und
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einen mit diesem fest verbundenen Drosselhebel 70 enthält,
welche Teile im folgenden genauer beschrieben werden.
Die Drosselklappenanordnung 66 ist um.eine auf einer Seite
der Strömungsdüse 62 angeordnete Unterstützungsstelle 71 in
einer bestimmten Höhe über der Druckplatte 14 schwenkbar gelagert. Auf der jeweils gegenüberliegenden Seite der
Strömungsdüse 62 ist an einem Ende des Drosselhebels 68 ein in vertikaler Richtung einstellbarer Nockendaumen 72 befestigt,
welcher an einer Profilfläche 74 einer Einstellkurvenscheibe
anliegt, welch letztere auf der Druckplatte 14 gelagert ist. Auf diese Weise tenn die Stellung des Drosselhebels 68 der
Drosselklappenanordnung 66 mit Bezug auf die Strömungsdüse 62 jeweils nach Belieben verändert werden.
Die den Regler stabilisierende Rückführungseinrichtung enthält einen biegsamen Rückführungshebel 78, welcher an
seinem Ende 80 auf der Druckplatte 14 befestigt ist und sich
mit einem zwischen seinen Enden gelegenen Fußteil 82 gegen den Membranwandungsteil 26 abstützt, während das andere
Ende 84 dieses Rückführungshebels mit einer die Strömungsdüse 62 aufnehmenden Öffnung versehen ist. Eine als Schraubenfeder
ausgebildete Druckfeder 86 ist konzentrisch zu der
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ORlGiMAL INSPECTED
Strömungsdüse 62 zwischen den Rückführungshebel 78 und den Drosselklappenhebel 68 eingesetzt.
Unter Bezugnahme auf die Figuren 2, 3 und 4 der Zeichnungen wird nunmehr eine praktische, bevorzugte Ausführungsform
des in Figur 1 dargestellten erfindungsgemäßen Thermostaten erläutert, wobei gleiche Teile wie in
Figur 1 auch nLt gleichen Bezugszeichen versehen sind.
Der Reglerhebel 42, welcher in Figur 6 der Zeichnungen im einzelnen dargestellt ist, enthält zwei sich in gleicher
Richtung erstreckende, in einer Ebene gelegene Schenkel und 90, welche durch einen abgesetzten Quersteg 92 miteinander
verbunden sind, welcher eine nach oben weisende Auflagerfläche 94· aufweist. Die einander gegenüberliegenden
Enden der Hebelschenkel 88 und 90 sind über die nach oben weisenden Flächen des Fußteiles 44 und des Ventilteiles 4-6
mit diesen an den Membranwandungsteilen 20 bzw. 24 anliegenden bzw. befestigten Teilen des Reglerhebels fest verbunden.
Von den Schenkeln 88 und 90 des Reglerhebels erstrecken sich jeweils Laschen 96 und 98 nach der Seite, deren Längsachsen'
auf einer innerhalb der Auflagerfläche 94 des VerbindungsSteges 92 parallel zu dieser verlaufenden
Geraden liegen.
An diesen Laschen ist eine flache Blattfeder 100 un-
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regelmäßig E-förmiger Gestalt befestigt, welche zwei äußere Federarme 102 und 104-, deren Enden jeweils mittels Nieten 108"
und 110 an den genannten Laschen 96 und 98 befestigt sind, und außerdem einen mittleren Federarm 106 aufweist.
Die äußeren Federarme 102 und 104 sind außerdem Jeweils zwischen ihrem Anfang und ihrem Ende durch Schrauben 112 und
festgehalten, welche in die Druckplatte 14 eingeschraubt sind. Unter den Federarmen 102 und 104 sind mit Innengewinde
versehene Beilagstücke 116 angeordnet, durch welche die Schrauben 112 und 114 hindurchragen und welche die Blattfeder
100 in einer bestimmten Höhe über der Druckplatte halten.
Die Blattfeder 100 enthält außerdem einen Verbindungssteg
18, unter welchem ein nach unten abgebogener Druckfinger 120 hervorragt, welcher auf der unteren Seite des
mittleren Federarmes 106 in gleicher Richtung mit diesem verläuft. Der Druckfinger 120 weist ein nach unten gebogenes
Ende 122 auf, welches an der Oberfläche der Druckplatte 14 anliegt und ist an seinem nach innen weisenden
Ende 124 kreuzförmig gestaltet. Dieses kreuzförmige Ende überdeckt die Auslaßöffnung 50 und liegt auf der nach
oben weisenden Fläche des Teiles 46 des Entlüftungsventiles auf.. Der Druckfinger 120 ist an dem mittleren Federarm
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mittels eines zylindrischen Ansatzes 126 befestigt, welcher von der Oberseite des Druckfingers 120 wegragt und von einer
Öffnung in dem mittleren Federarm 106 aufgenommen wird. Der
mittlere Feder arm drängt das kreuzförmige Ende 12A- des Druckfingers 120 leicht gegen die Oberseite des Teiles 4-6
des Entlüftungsventiles. Die Kraftwirkungen der Blattfeder
100 und die durch die Membranwandungs ab schnitte 20 und 24-auf
den Reglerhebel 4-2 ausgeübten Kräfte drängen die Auflagerfläche
94 des Verbindungssteges 92 nach oben gegen eine nach unten gerichtete Lagerschneide 128. Diese Lagerschneide
bildet einen Teil einer Stütze 150, welche zwischen den Hebelschenkeln 8ö und 90 nahe dem Membranwandungsabschnitt 24-angeordnet
ist. Eine weitere Stütze 1J2 liegt in der Nähe des Membranwandungsabschnittes 20 ebenfalls zwischen den
beiden Schenkeln 88 und 90 des Reglerhebels. Der Zweck dieser Stütze wird im folgenden noch genauer beschrieben.
Der Rückführungshebel 78 erstreckt sich unterhalb des
Reglerhebels 4-2 und c[uer zu diesem und wird im folgenden
unter Bezugnahme auf die Figuren 2 bis 5 der Zeichnungen beschrieben.
Der Fußteil 82 des Rückführungshebels und der Membranwandungs ab schnitt 26 sind mit Bezug auf die Längsachse des
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Rückführungshebels 78 nach einer Seite hin Versetzt angeordnet. j Auf der gleichen Seite der Längsachse des Rückführungshebels
befindet sich ein nach der Seite wegragender, abgesetzter Federstreifen 134·» welcher einen oberhalb
<Ler Ebene des Rückführungshebels verlaufenden und zu dieser Ebene parallelen
Streifenabschnitt 136 besitzt.
Auf einem erhöhtem Teil 14-2 der Druckplatte 14- ist
mittels einer lösbaren Einstellschraube 14-0 eine schlittenartige Drosseleinstellvorrichtung 138 befestigt, welche
einen gegen den Streifenabschnitt 136 des Federstreifens 134-drückenden
Finger 14-4- aufweist, wobei die Auflagestelle dieses Fingers auf dem Federstreifenabschnitt 136 in Längsrichtung
verstellbar ist.
Unter Bezugnahme auf die Figuren 2, 3 und 4· wird im
folgenden die Drosselklappenanordnung 66 genauer beschrieben.
Der aus Bimetall gefertigte Drosselklappenhebel 68 erstreckt sich über den größten Teil eines Längs schlitz es 14-6
des Drosselhebels 70. Durch den nicht von dem Drosselklappenhebel überdeckten Teil des genannten Längsachlitzes 14-6
des Drosselhebels 70 erstreckt sich eine Kurvenscheibenverstellwelle
14-8. Die gesamte Drosselklappenanordnung ist
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• mittels einer mit SeitenXaschen versehenen U-förmigen Blattfeder 150 oberhalb des Heglerhebels 42 und quer zu
diesem gehaltert. Die Blattfeder 150 ist im Bereich ihres die beiden seitlichen Federarme verbindenden Steges an einem
Ende des Drosselklappenhebels 68 befestigt und die nach der Seite wegragenden Laschen 152 und 154 des Federblattes
150 erstrecken sich bis zu abgeflachten Stellen der Stützen 130 und 132. In die Stützen I30 und 132 sind
• Befestigungsschrauben 156 und 158 eingeschraubt. Außerdem ragen von den. Stützen auf der Längsachse der seitlichen
Laschen 152 und 154 neben den genannten Schrauben gelegene
Sicherungsstifte 160 und 162 empor, welche von Ausnehmungen in den genannten Laschen aufgenommen werden und eine Verdrehung
derselben in ihrer Ebene verhindern.
Die Federarme des U-förmigen Federblattes 150 werden
durch zwei an dem Drosselhebel 70 gebildete Erhebungen
und 166 in einem bestimmten Minimalabstand von dem Drosselhebel gehalten. Die Erhebungen 164 und 166 sind nahe der
beiden Stützen 130 und 132 angeordnet. Der Stegabschnitt des U-förmigen Federblattes 150 und der Drosselklappenhebel
68 sind mittels Meten 168 an dem Drosselhebel 70 befestigt.
Wie aus den Figuren 2, 3 und 4 der Zeichnungen her-
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COPY
4t
vorgeht, hat die Einstellkurvenscheibe 76 die Gestalt eines von der Einstellwelle 48 wegragenden Segmentes, welches
durch einen in die Druckplatte 14 eingelassenen, unmittelbar unterhalb der Profilfläche 74 angreifenden Nocken 170 in
einem bestimmten Abstand über der Druckplatte 14 gehalten wird. Die Einstellkurvenscheibe 76 weist einen kreissegmentförmigen
Schlitz 172 auf, dessen Krümmungsmittelpunkt mit dem Zentrum der Profilfläche 74 zusammenfällt, welcher jedoch
geringeren Durchmesser als diese aufweist. Durch diesen Schlitz erstreckt sich eine Klemmvorrichtung, durch welche
der Auflagerdruck und die Reibung zwischen der Einstellkurvenscheibe
und dem Nocken 170 verändert werden kann, wodurch eine sichere Beibehaltung der gewählten Einstellung
des Proportionalitätsbereiches und des Drosselbereiches
des Thermostaten erreicht wird, da hierdurch zufällige Verstellungen der Einstellkurvenscheibe 76 verhindert
werden.
Auf der Druckplatte 14 sind an einander gegenüberliegenden Enden einer Einstellskala 182 zwei einstellbare Anschläge
und 180 angeordnet, welche jeweils durch Feststellschrauben und 186 festgehalten werden. Die Anschläge 178 und 180 wirken
jeweils mit einem Vorsprung 188 der Einstellkurvenscheibe so zusammen, daß durch diese Anschläge die Grenzen des
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Proportionall) er ei oils des Thermostaten festgelegt werden.
Unter Bezugnahme auf die Figuren 1,2, 3 und 4· wird nun
die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Thermostaten beschrieben,
wobei auf Figur 1 zum Zwecke der Erläuterung der verschiedenen Druckverbindungen Bezug genommen ist.
Zunächst wird durch Verdrehen der Welle 148 zur Betätigung
der Einstellkurvenscheibe ein gewünschter Einstellpunkt ausgewählt, indem der Vorsprung 188 der Einstellkurvenscheibe
76 auf einen gewünschten Skalenwert der Skala eingestellt wird.
Soll auch die Drosselung des Thermostaten verstellt werden, so wird die Feststellschraube 14-0 gelöst und die
schlittenartige Drosseleinstellvorrichtung 138 derart verschoben, daß die wirksame Länge des abgesetzten Federarmes 134- dee
biegsamen Rückführungshebels 78 (Figur 5 der Zeichnungen) verändert
wird, wodurch auch die Kraft verändert wird, welche in Abhängigkeit von den auf die Rückführungskammer übertragenen,
dem Rückführungshebel 78 über den Membranwandungsteil 2Pt
und den Fußteil 82 als Druckkraft mitgeteilten Druckänderungen
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der Nebendruckkammer durch den Rückführungshebel 78 und die
Rückführungsfeder 86 auf die Unterseite des Drosselklappenhebels 68 ausgeübt wird. Sinkt die Temperatur in dem Raum,
dessen Bedingungen von dem erfindungsgemäß.en Thermostaten
aufgenommen werden, auf den der Einstellungstemperatur entsprechenden Wert oder noch darunter ab, so bewirkt die mit
Hilfe des Nockendaumens 72 eingestellte Stellung des Drosselhebels 70 zusammen mit der temperaturbedingten Abbiegung des
aus Bimetall gefertigten Drosselklappenhebels 68 gegen die Wirkung der Rückführungsfeder 86 eine Schließung der Strömungsdüse 60 durch den genannten Drosselklappenhebel 68.
Die Größen des Strömungswiderstandes 18 und der Strömungsdüse 60 sind mit Bezug aufeinander so gewählt, daß bei vollständig
geöffneter Strömungsdüse zwischen den beiden Seiten des Membranwandungsabschnittes 20, d.h. zwischen der durch die
Steuerdruckkammer PP erzeugten Kraftwirkung einerseits und der entgegengesetzt gerichteten Kraft des Fußteiles 4-4
andererseits ein Gleichgewicht herrscht. Zwischen den Stellungen, in welchen der Drosselklappenhebel 68 die
Strömungsdüse vollständig freigibt oder vollständig verschließt, wird der Druck in der Steuerdruckkammer PP in
Abhängigkeit von der Temperatur innerhalb des zur Verfügung stehenden Drosselbereiches des Thermostaten beeinflußt. Es
sei nun angenommen, daß der Drosselklappenhebel 68 die
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Strömungsdüse 60 abgeschlossen habe. Infolgedessen steigt der Steuerdruck in der Steuerdruckkammer PP an, wodurch
mit Bezug auf den Membranwandungsabschnitt 20 eine von der
Steuerdruckkammer PP nach außen gerichtete G-leichgewichtsabweichung
erzeugt wird. Hierdurch wird der Fußteil 44 gegen die Kraft der Druckfeder 54 verschoben, so daß der Reglerhebel
42 um die auf der Auflagerfläche 94 aufsitzende Lagerungssteile 128 herum verschwenkt wird. Hierdurch
•wird der Entlüftungsventilteil 46 und der Membranwandungsabschnitt
24 mit Bezug auf die Nebendruckkammer PB gegen die Kraft der Blattfeder 100 nach innen gedrückt.
Durch diese Bewegung des Ventilteiles 46 wird der
spindelförmige Ventilkörper 32 gegen die Wirkung der Ventilfeder 38 nach unten in die Einlaßdruckkammer PS gedrängt,
wodurch Druckmittel von der Einlaßdruckkammer PS nach der Nebendruckkammer PB gelangen kann. Gleichzeitig wird der
hierdurch erzeugte Druckanstieg in der Nebendruckkammer über den Kanal 22 (Figur 1) der Rückführungskammer YS
mitgeteilt.
Die in der Nebendruckkammer herbeigeführte Druckänderung wird über den Auslaß 30 einem in den Zeichnungen nicht dargestellten
Stelltrieb mitgeteilt, wodurch die in dem betreffenden
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η .
Raum herrschende Temperatur verändert wird, so daß die Umgebungstemperatur
langsam ansteigt. Der Temperaturanstieg führt eine proportionale Abbiegung des Bimetall-Drosselklappenhebels
herbei, was schließlich zu einer proportionalen Veränderung der Öffnungsstellung des Drosselklappenhebels führt, wobei
gleichzeitig das Einlaßventil 34 nach einer different ie Il en
Temperaturänderung innerhalb des Drosselbereiches des Thermostaten wieder geschlossen wird.
Ein Überschreiten der oberen Grenztemperatür wird
sowohl durch die Rückführungseinrichtung, welche über die
Rückführungsfeder 86 auf den Drosselklappenhebel 68 einwirkt, als auch durch das Entlüftungsventil 40 verhindert, welches
sich von dem Ventilsitz 48 abhebt und die Nebendruckkammer EB nach der freien Atmosphäre entlüftet, sobald der
Nebendruck das Bestreben hat, über den Einstellungs- und
Drosselbereich des Thermostaten anzusteigen. Da alle Druckänderungen
der Nebendruckkammer im wesentlichen gleichzeitig der Rückführungskammer PF mitgeteilt werden, besteht eine
enge Koppelung zwischen der Stellung des Reglerhebels 42 einerseits und des Drosselklappenhebels 68 andererseits,
so daß Pendelungen des erfindungsgemäßen Reglers verhindert werden.
Unter Bezugnahme auf die Figuren 2, 3, 4, 7A, 7B und 70
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wird im folgenden die Wirkungsweise der Drosselklappenanordnung
66 erläutert.
Der Drosselhebel 70» das im wesentlichen U-förmige
Federblatt 150 und der aus Bimetall gefertigte Drosselklappenhebel
68, welche mittels der von der Blattfeder seitlich abstehenden Laschen 152 und 154- verschwenkbar an
den Stützen 130 und 132 befestigt sind, wirken im Sinne der Einhaltung einer parallelen Stellung" des Drosselklappenhebels
68 mit Bezug auf die ebene Mündungsfläche der konischen
Spitze 64- der Strömungsdiise 62 während der Abbiegungen des
Drosselklappenhebels 68. Ohne diese Parallelführung ist weder ein genaues Zusammenarbeiten der Strömungsdüse 60
und des Drosselklappenhebels 68 im Sinne der Erzeugung eines auf die Steuerdruckkammer PP zurückwirkenden, veränderlichen
Staudruckes, noch ein vollständiges Verschließen der Strömungsdüse durch den Drosselklappenhebel 68 möglich.
Geometrisch ausgedrückt ist die Drosselklappenanordnung 66 so ausgebildet, daß die Mündungsfläche der Düsenspitze 64
ungeachtet der Krümmung des Bimetall-Drosselklappenhebels im Berührungsbereich zwischen Düsenspitze und Drosselklappenhebel
stets tangential zu dem von dem Drosselklappenhebel
68 beschriebenen Bogen verläuft.
Die Laschen 152 und 154- des Federblattes 150 stellen
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%o
eine gemeinsame Lagerung für den Drosselklappenhebel 68 und
den Drosselhebel 70 dar, welche auf halber Strecke zwischen
den miteinander verbundenen Enden der beiden genannten Hebel und der Strömungsdüse 60 gelegen ist. Gleichzeitig
wird durch die im wesentlichen U-förmige Blattfeder 150
eine bestimmte, auf die beiden genannten Hebelenden wirkende Kraft erzeugt. Auf diese Weise ist der Drehpunkt der Drosselklappenanordnung
in die Mitte der wirksamen Länge des Bimetall-Drosselklappenhebels 68 gelegt.
In Figur 7 A der Zeichnungen ist der Bimetall-Drosselklappenhebel
68 und die U-förmige Blattfeder 150 in vollständig
neutraler Stellung dargestellt und der Drosselhebel nimmt hierbei eine durch entsprechende Verstellung der
Profilfläche 7^· der Einstellkurvenscheibe 76 herbeigeführte
waagrechte Stellung eine
In Figur 7B ist der Drosselhebel 7-0 in einer "negativ"
geneigten Stellung gezeigt, welche durch ein Absenken des hinteren Hebelendes zusammen mit dem Nockendaumen 72 durch
entsprechende Verstellung der Einstellkurvenscheibe 7^
erzeugt wurde. Die U-förmige Blattfeder 150 wirkt dem dadurch entgegen, daß sie sich um die von den Laschen 152 und 154·
gebildeten Lagerstellen abbiegt. Auch der Bimetall-Drosselklappenhebel
68 wirkt der am Drosselhebel herbeigeführten
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Stellungsänderung entgegen und schließt hierbei die
Strömungsdüse 60 so lange, bis sich die Umgebungstemperatur
so weit geändert hat, daß eine entsprechende Abbiegung des Drosselklappenhebels 68 herbeigeführt wird, wodurch die
Strömungsdüse 60 freigegeben und der erfindungsgemäße Haumthermostat wieder ins Gleichgewicht gebracht wird»
In Figur 7C der Zeichnungen ist die Drosselklappenanordnung
66 in entsprechend entgegengesetzter·, "positiv" geneigter Stellung dargestellt.
Es sei darauf hingewiesen, daß die in den Figuren 7-Ä-,
7B und 7C der Zeichnungen abgebildeten Stellungen der
Drosselklappenanordnung aus Gründen besserer Deutlichkeit übertrieben gezeichnet sind. Tatsächlich bewegt sich die
Abbiegung des Bimetall-Drosselklappenhebels 68 in der Größenordnung von 0,6 mm und weniger. Aus dem Vorstehenden und
aus den soeben genannten Zeichnungen geht jedoch hervor, daß zwischen dem Drosselklappenhebel 68 und der ebenen
Mündungsfläche der Düsenspitze 64- stets eine tangentiale
Stellung eingehalten wird.
Der erfindungsgemäße Thermostat kann leicht von einer
positiven Regelcharakteristik auf eine negative Regelcharakteristik und umgekehrt umgeschaltet werden, indem
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die Neigung der Profilfläche 7^ der Einstellkurvenscheibe 76·
umgedreht wird und indem eine entgegengesetzte Abbiegungscharakteristik des Bimetall-Drosselklappenhebels 68 ausgewählt
wird. Die Wirkungsweisen der beiden Ausführungsformen
der Erfindung entsprechen einander.
Die Verwendung einer einzigen Membran 12 zur Bildung der einzelnen Membranwandungen der Nebendruckkammer PB,
der Rückführungskammer PF und der Steuerdruckkammer PP
ermöglicht die Schaffung eines pneumatischen Thermostaten, welcher eine sehr geringe Anzahl von einzelnen Teilen
aufweist. Außerdem wird durch die unmittelbare Zuführung des Nebendruckes an die Rückführungseinrichtung eine auf
den Bimetall-Drosselklappenhebel wirkende, direkt proportionale Rückführungskraft erzeugt, welche eine sehr stabile Regelung
sicherstellt, durch die der Drosselbereich des Thermostaten
genau festgelegt wird und durch welche in Systemen, die mit der erfindungsgemäßen Einrichtung ausgerüstet sind, eine
sehr stetige und pendelfreie Regelung erzielt wird.
Es zeigt sich außerdem, daß durch die besondere Lagerung der Einstellkurvenscheibe 76 und des Reglerhebels 4-2 eine
Robustheit des erfindungsgemäßen Thermostaten sichergestellt
wird, durch welche ein Nachjustieren, welches durch Montage
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und Herstellungsungenauigkeiten im allgemeinen während
oder nach dem Einbau vorgenommen werden muß, weitgehend vermieden wird.
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Claims (1)
- I bZ 3 3IfPatentansprüche1. Thermostatisch betätigter^ pneumatischer Regler, gekennzeichnet durch eine in einem GehäusekSrper (10) gebildete, einseitig durch, eine Membranwandung (12) begrenste Eammeranordnung (PS, PB, PP, PF) mit einer an einen Druekmitteleinlad (28) des Gehäuses angeschlossenen Steuerdruckkammer (PS), einer mit einem SteuerdruokaualaS (30) des Gehäuses verbundenen Hebendruckkammer (PB) sowie einer mit dieser verbundenen (22) HückfUhrungskammer (PT), ferner durch eine über der Membranwandung auf dem GehäusekSrper festgespennte, mit den genannten Kammern jeweils entsprechenden Durchbrüchen versehene Druckplatte (14), weiter durch ein «wischen den DruckmitteleinlaB und die Nebendruckkammer geschaltetes Regelventil (32, 34, 36, 48), welches mit einer jeweils la den Bereichen (20r 24) der Steuerdruckkammer und der Hebendruckkammer an die Membranwandung angeschlossenen Tentilbetätigungseinriehtung (46, 42, 44 bzw. 46, 88, 90, 44) verbunden ist, fernerhin durch eine mit der Steuerdruekkammer verbundene Strdmungsdüae (60, 62, 64) und schließlich durch eine dieser Düse zugeordnete, auf änderungen der umgebungstemperatur ansprechende DrosselklappenanordAung (66), auf welche zusätzlich eine im Bereich (26)-24- -r^909815/0706152337Tder Rückführungskamaer an die Membranwandung angeschlossene Rückführung»einrichtung (78, 80, 82, 84, 36) im Sinn» einer Ton dem Druck der Hebendruckkammer abhängigen GegenTorspannung der Drosselklappenanordnung einwirkt.2. Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilbetätigungseinrichtung (46, 42, 44 bzw. 46, 88, 90, 44) einen auf der Druckplatte (14) schwenkbar ge lagerten Reglerhebel (42 bzw« 88, 90) aufweist, welcher ._sich einerseits gegen den die Steuerdruckkaamer (PP) begrenzenden Teil (20) der Membranwandung (12) abstützt und andererseits an dem die Nebendruckkammer (PB) begrenzenden IEeIl (24) der Membranwandung befestigt ist.3» Regler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilbetätigungseinrichtung (46, 88, 90, 44) ein sich einerseits gegen den Reglerhebel (88, 90) und andererseits gegen die Druckplatte (14) abstützendes Blattfederelement (100) aufweist«4. Regler nach Anspruch 2 oder 3« dadurch gekennzeichnet, daß das Reglerventil (32, 34, 36, 48) ein Entlüftungsrentil (36, 48) mit einem Ventilsitz (48) enthält, welcher yon dem die Nebendruckkammer (PB) begrenzenden !Ceil (24) der liembranwandung (12) gehalten wird und mit einem sich«ι *- 25 - 9098 15/0706 — ·durch die Befestigtingestelle (46) des Begierhebele an der Mentoranwandung eretreckenden Sntlüftungskanal (50) rerbunden ist·5. Hegler nach einem der Ansprüche 1 bis 4f dadurch. gekennzeichnet, daß die Drosselklappenanordnung (66) einen Drosselhebel (70) enthält, an dessen einem Ende eine Drosselklappe (68) angeordnet ist und dessen anderes Snde einen Bockendaumen (72) tragt, welcher mit einer auf der Druckplatte (14) angeordneten Einstellkurrenscheibe (7*» 76) zusammenwirkt»6· Regler nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselklappenanordnung (66) ein Blattfederelement (150) enthält, welches einerseits an der Drosseklappe (68) und dem Drosselhebel (70) und andererseits im Bereich der mittleren Querachse der Drosselklappe über der Druckplatte ( an dieser befestigt ist«7· Hegler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführungseinrichtung (78, 80, 82, 84, 86) einen federnden Hebel (78) aufweist, welcher an einem Snde (80) an der Druckplatte (14) befestigt ist und an seinem anderen Ende (84) eine öffnung hat, durch welche- 26 -909815/0706dl· Benennte StrSmungsdüse (60, 62» 64-) hindurehragt.8« Regler nach Anspruch. 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführungseinrichtung (78, 80, 82, 84-, 86) ein· Schraubenfeder (86) enthält, welche zwischen den die Öffnung (84-) aufweisenden Ende des federnden Hebels (78) und der Drosselklappe (68) eingesetzt ist.9· Regler nach Anspruch 7t dadurch gekenn«©lehnet, daß die Rückführungseinrichtung (78, 80, 82, 84-, 86) eine Torrichtung (134, 136, 138, 140, 142) sur Einstellung des Dross elbereiches aufweist, welche die form einstellbar vorgespannt er Federmittel hat, welche auf den federnden Hebel (78) entgegen der Wirkung des von der Membranwandung (26) auf diesen Hebel übertragenen Druckes in der Rückführungskammer (PF) einwirken.- 27 -909815/0706
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US388823A US3302879A (en) | 1964-08-11 | 1964-08-11 | Bimetallically controlled pneumatic thermostat |
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Cited By (1)
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DE1983304U (de) | 1968-04-11 |
GB1057799A (en) | 1967-02-08 |
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