DE1673458A1 - Stellantrieb mit thermostatischem Arbeitselement mit Dehnstoff-Fuellung und Heizung - Google Patents

Description

• I'Stellantrieb mit thermostatischem Arbeitselement mit

  Dehnstoff-Füllung und Heizung

  Die Erfindung betrifft einen Stellantrieb mit einem thermo-

  .:t.atischem Arbeitselement mit Dehnstoff-Füllung und Heizungo

  her=i,r@igu Stellantriebe mit Dehnstoff-Arbeitselementen sind

  bekannt. Dabei wird unter Wärmeeinwirkung die in einem form-

  atelfen und druckfesten Behälter eingebrachte Dehnstoff-Füllung

  ziuri Serimelzun gebracht. Die erzeugtƒ Yolunienzunahme des Dehn-

  ;r try f fri;r durch Schmelzvorgang wird unmittelbar für die Stell-

  bowegung beriuLzt» wobei ein Arbeitskolben eine entsprechende

  fiubbewegung ausführt.

  uiri 2otzeit cier".irtigr:r ätel'I.r.intr-iebe hürigt ab vom Dohnstoff-

  vaLiwieri, vors dur jeweils verwendeten Art (los Dehnatoffea und

  aur;h von dir- jeweiligen fieizle L;; tunk.

  JoLL Frlri darrlrtigor, bekaririLer ätellantriub, der aich bei-

  spielsweise auf normaler Raumtemperatur befindet, in Tätig-

  keit gesetzt werdent dann mussq bei Verwendung eines Dehn-

  stoffes mit zum Beispiel 700C Schmelztemperatur durch die

  Heizung eine entsprechende Erwärmung stattfinden. Es ist eine

  relativ große Temperaturdifferenz zu überwindeng so dass eine

  große Totzeit entsteht.

  Eine Erniedrigung der Dehnstoff-Schmelztemperatur ist nach-

  teilig, weil bei der Abkühlung die Temperaturdifferenz zu

  klein würde.

  Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Stellantrieb

  der eingangs erläuterten Art derart auszubilden, dass die Tot-

  zeit klein wird, eine schnelle Betätigung ermöglicht ist und

  die Stellgeschwindigkeit ausreichend groß wird.

  lese Aufgabe wird nach der Erfindung im wesentlichen dadurch

  gelöst, dass bei einem Stellantrieb der eingangs erläuterten

  Art Mittel zur Vorheizung des Arbeitselementes auf eine wenig

  unter der Schmelztemperatur des Dehnstoffes liegenden Bereit-

  schaftstemperatur vorgesehen werden.

  Durch diese Vorwäriiiung wird die `Tenipt;raturdifferenz zwi:,ction

  der Bereitschaftstciniperatur und der Schmelztemperatur .auf

  wenige (grad verringert. Nach Einschalten der, vollen Reiz-

  leistung ergibt sLoh uirie äußerst kleine Totzeit und eirio

  schnulle Betätigung.

  Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der -Erfindung wird eine wahlweise zuschaltbare Zusatzheizung zur fremdgesteuerten Heizung vorgesehen.
• Hei einer abgewandelten Ausführungsform ist mit dem elektrische Heizkörper des Arbeitselementes ein schaltbarer Vorwiderstand in Reihe geschaltet.
• Nach einer vorteilhaften Weiterbildung wird der Vorwiderstand veränderbar ausgebildet.
• Eine andere Ausführungsform der Erfindung ergibt sich dann, wenn als zur Heizung dienenaerWiderstand ein temperaturabhängiger Widerstand verwendet wird. Dadurch wird ein Überschwingen oder Übersteuern vermieden. Der Widerstand der Heizspirale nimmt danng'je nach dem verwendeten temperaturabhängigen Widerstand bzw. Widerstandsdraht um ca. 10 bis 15 während der Stellzeit zu.
• Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann der Heizwiderstand und/oder der Vorwiderstand in Abhängigkeit vom Hub des Arbeitselementes einstellbar ausgebildet sein.
• In Weiterbildung der Erfindung wird ein an sich bekannter Iiubbegrenzungsschalter im Stromkreis des Heizwiderstandes vorgesehen.
• Weitere Einzelheiten und Merkmale der rirfindung werden anhand

  ein

  der Zeichnung nä,:er erläutert, dieschematiscr@ Ausführungs-

  führungsbeispiel darstellen. Dabei zeigt; Fig. 1 schematisch einen erfindungsgemäßen Stellantrieb, Fig. 2 die Anordnungen der Zeitungen und Schaltelemente. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist in einem Gehäuse 1 an einer Wand 2 ein Dehnstoffarbeitselement 3 befestigt. Dabei ist das mit Dehnstoff gefüllte Gehäuse 4 fest gelagert, während ein Arbeitskolben 5 über ein Zwischenstück 6 auf eine Stellstange 7 wirkt. Zur Rückstellung ist eine Rückstellfeder 8 vorgesehen, die sich gegen einen Anschlußflansch 9 einerseits und eine Schaltscheibe 10 am Verbindungsstück 6 abstützt. Die Schaltscheibe 10 kann mit einem, vorzugsweise über eine Spindel 11 längsverschiebbaren, Schalter 12 zusammenwirken. Dieser Schalter 12 dient als einstellbare Hubbegrenzung für den Arbeitskolben 5,. Um das Gehäuse 4- des Dehnstoff-Arbeitslementes 3 ist eine elektrische Heizung, beispielsweise in Form eines Heizwiderstandes 13 ,angeordnet. Erfindungsgdmäß ist eine weitere Heizwicklung 14 über dem Gehäuse 4 vorgesehen. Die Heizung 14 ist über einen (nicht dargestellten) Schalter 15 wahlweise zu- bzwo abschaltbar, Aus Fig. 2 ist ersichtlich, dass die Heizwicklung 14 zwischen einer Versorgungsleitung 16 und einer Zeitung 17 in Reihe mit dem Schalter 15, dem Hubbegrenzungsschalter 12 und der Heizwicklung bzw. dem Heizwiderstand 13 angeordnet ist.. Wie gezeigt, kann der Vorwiderstand 14 veränUerbar ausgebildet sein, wobei eine Verstellmöglichkeit durch ein nicht näher dargestelltes Verbindungsglied 18 zum Arbeitskolben 5 Verwendung finden kann, Es besteht ferner die Möglichkeit,

  verstellbares

  ein durch den Arbeitskolben 5 bzw.. die Stellstange 7 . Po-

  tentiometer 19 im Stromkreis des Heizwiderstandes 13 anzuordnen, welches in Abhängigkeit vom Arbeitshub verstellt wird.
• Der erfindungsgemäße Stellantrieb kann nun prinzipiell auf zwei verschiedene Weisen betrieben werden. Einerseits ist es möglich, den Widerstand 14 als Vorwiderstand zum Heizwiderstand 13 auszubilden, so dass während der Betriebsbereitschaft der Heizwiderstand 13 eine verringerte Heizleistung abgibt, derart, dass die Temperatur des Dehnstoffes knapp unterhalb der Sc melztemperatur gehalten wird. Durch Betätigung des Schalters 15 wird der Vorwiderstand 14 abgeschaltet und der Heizwiderstand liegt voll an der Speisespannung, so dass nunmehr die entsprechende Betätigungstemperatur rasch erreicht werden kann und der Stellhub beginnt.
• Andererseits ist es auch möglich, den Widerstand 14 als Yorheizwiderstand auf dem Gehäuse des Dehnstoffarbeitselementes selbst anzuordnen, der, mit verkleinerter Heizleistung, den Dehnstoff bis zur Bereitschaftstemperatur erwärmt, während zur Auslösung des Hubes die Heizwicklung 14 abgeschaltet und die Arbeitswicklung 13 zugeschaltet wird.
• Bei der in Fig. 2 dargestellten Schaltung wird der Widerstand 14 als Vorwiderstand verwendet. .Der Schalter 15 kann dabei fernbetätigbar sein und durch irgendeine beliebige physikalische Meßgröße ausgelöst werden,. .Andererseits kann die Stromversorgung der Heizung 13 über die Leitungen 16 und 17 durch einen Regler beeinflußt werden, . Durch die Ausbildung des Vorwiderstandes 14 als veränderbaren Widerstand.ergibt sich die Möglichkeit, die Temperaturdifferenz zwischen Bereitschaftstemperatur und-Arbeitstemperatur beliebig einzustellena«Damit kann die Totzeit und die Stellzeit den jeweiligen Arbeitsbedingungen angepaßt werden.
• Der Hubbegrenzungsschalter 12 schaltet in an sich bekannter Weise die Heizurig vollständig ab,- so dass kein weiterer Hub mehr erfolgt. Das bei Stellantrieben mit Dehnstoffarbeitselement sonst auftretende Überschwingen kann durch Verwendung eines temperaturabhängigen Widerstandsmaterials für die Heizwicklung 13 wesentlich verringert bzw. ganz beseitigt werden. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Schalter 12 verstellbar angeordnet, so dass er wahlweise bei unterschiedlichen Hublängen betätigbar ist. Die erfindungsgemäße Ausbildung ermöglicht da:er eine weitgehende Anpassung sowohl der Totzeit als auch der Schalttemperatur, des Hubweges, der Ansprechgeschwindigkeit und der Steuerung der Hubbewegung,.
• Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt,. Sie umfasst auch alle vorteilhaften Teil- und Unterkombinationen der beschriebenen und/oder dargestellten Merkmale.

Claims (1)

1. Patentansprüche 1. Stellantrieb mit thermostatischem Arbeitselement mit Dehnstoff-Füllung und Heizung! gekennzeichnet durch Mittel zur Yorheizung des Arbeitselementes auf eine wenig unter der Schmelztemperatur des Dehnstoffes liegenden Bereitschaftstemperatur, 2, Stellantrieb nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine wahlweise zuschaltbare Zusatzheizung zur fremdgesteuerten Hei-. zungo 3o Stellantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem elektrischen Heizkörper des Arbeitselementes ein schaltbarer Vorwiderstand in Reihe geschaltet ist. 4, Stellantrieb nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorwiderstand veränderbar ist. 5. Stellantrieb nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass als zur Heizung dienender Widerstand ein temperaturabhängiger Widerstand verwendet ist, 6,.Stellantrieb nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizwiderstand und/oder der Vorwiderstand in Abhängigkeit vom Hub des Arbeitselementes einstellbar ist bzw. sind. 7. Stellantrieb nach Anspruch 1 oder folgenden, gekenn- zeichnet durch einen an sich bekannten Hubbegrenzungsschalter im Stromkreis des Heizwiderstandes. B. Stellantrieb nach Anspruch l oder folgenden, dadurch ge- kennzeichnet, dass im Stromkreis des Heizwiderstandes ein in Abhängigkeit vom Hub verstellbares Potentiometer geschaltet ist. 9. Stellantrieb nach Anspruch 1 und einen oder mehreren der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter für den Yorwiderstand bzwo die Vorheizung fernbetätigbar ist..