DE1814600A1 - Thermostatischer Regler - Google Patents

Description

• Thermostatischer Regler Die Erfindung betrifft einen thermostatischen Regler für eine Absperreinrichtung oder ein Ventil, insbesondere für ein Vierwegeventil für Warmwasserheizungsanlagen.
• Thermostatische Regler der vorgenannten Art sind bekannt und arbeiten auf der Basis, daß eine Flüssigkeitssäule zur Steuerung und Regelung der Absperr- und Ventilmittel benutzt wird. Die zur Regelung benutzten Volumenänderungen der Flüssigkeitssäule werden über einen Balg auf geeignete Mittel zur Betätigung der Absperr- und Ventilmittel übertragen. Dies bedingt den Nachteil einer unzureichenden Lebensdauer, denn nach einer bestimmten Betriebszeit ist eine einwandfreie Funktionsweise des Balges nicht mehr gewährleistet.
• Ausgehend von- diesem Stand der Technik ist es nun Aufgabe der Erfindung, dem vorgenannten Nachteil abzuhelfen und einen verbesserten thermostatischen Regler in Vorschlag zu bringen, der eine erhöhte Lebensdauer aufweist, darüber hinaus sehr einfach und robust aufgebaut ist und gegen statischen Druck arbeiten kann. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß ein unter Einwirkung von Umgebungs-, insbesondere Raumlufttemperatur, stehender Bimetallstreifen vorgese -hen ist, der mit seinem einen Ende an einem einstellbaren Festpunkt und mit seinem anderen Ende mit einem Betätigungselement für die Absperreinrichtung oder das Ventil verbunden ist.
• Im Vergleich zu den vorgenannten, bekannten thermostatischen Reglern ergibt sich erfindungsgemäß der Vorteil, daß die Lebensdauer nahezu unbegrenzt ist und daß der erfindungsgemäße Regler denkbar einfach und robust ausgebildet ist. Weiterhin ist es sehr vorteilhaft, daß der erfindungsgemäße Regler ohne Schwierigkeit und ohne Beeinträchtigung seiner einwandfreien Funktionsweise auch gegen einen statischen Druck arbeiten kann, da der Bimetallstreifen auch unter einer hierbei auftretenden Vorspannung zuverlässig arbeitet.
• Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Bimetallstreifen in Form einer Spiralfeder ausgebildet. Es ist hierbei zweckmäßig, die Spiralfeder in einem zylindrischen Gehäuse anzuordnen, welches den einstellbaren Festpunkt bildet und zur Einstellung einer bestimmten Temperatur drehbar angeordnet ist. Das Gehäuse kann Durchtrittsöffnungen für die UmgebungsIuft, insbesondere die Raumluft, haben.
• Das Betätigungselement für die Absperreinrichtung oder das Ventil kann als Welle ausgebildet sein, die einerseits mit einem vorzugsweise rechtwinklig abgebogenen Ende der Spiralfeder aus Bimetall und andererseits mit einem Absperrkörper oder Ventilkörper der Absperreinrichtung bzw. des Ventiles in Eingriff steht.
• Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist mit dem zylindrischen Gehäuse ein Betätigungsstift verbunden, der einen Zeiger betätigt, welcher längs einer Skala verschieblich ist, auf welcher die einzustellende Temperatur abgelesen werden kann. Es ist zweckmäßig, zwischen dem Betätigungsstift und dem Zeiger eine Hebeltibersetzung oder eine andere geeignete Übersetzung vorzusehen.
• Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind Anschläge zur Begrenzung des T emperaturregelbereiches vorgesehen.
• Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist ein weiteres dekkelartiges Gehäuse vorgesehen, in welchem das erstgenannte 2;ylindrische Gehäuse drehbar angeordnet ist und welches den Zeiger, die Hebelübersetzung und die Begrenzungsanschläge aufnimmt. Dieses deckelartige Gehäuse ist vorzugsweise ebenfalls zylindrisch ausgebildet und kann eine konzentrische Öffnung zur Durchführung der Betätigungswelle aufweisen.
• Die Welle für die Betätigung der Absperreinrichtung oder des Ventiles kann mit einem äußeren Schraubengewinde versehen sein, welches mit einer Gewindebohrung in dem deckelartigen Gehäuse in Eingriff steht, so daß die Welle zur Betätigung des Ventilkörpers nicht nur eine Drehbewegung, sondern auch eine Axialverschiebung ausführen kann.
• Es ist von Vorteil, wenn eine Zusatzfeder zum Spielausgleich der Betätigungswelle vorgesehen ist.
• Das die Spiralfeder umgebende Gehäuse und das deckelartige Gehäuse sind zweckmäßigerweise aus. Kunststoff hergestellt.
• Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausflihrungsformen und anhand der beiliegenden Zeichnung ersichtlich.
• Es zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen thermostatischen Reglers; Fig. 2 eine perspektivische Teilansicht der Anordnung gemäß Fig. 1 mit abgenommenem deckelartigem Gehäuse; Fig. 3 eine Ansicht von unten des deckelartigen Gehäuses der Anordnung gemäß Fig. 1; Fig. 4 eine Seitenansicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen ther mostatischen Reglers; Fig. 5 zwei Schnitte durch einen bevorzugten erfindungsgemäßen und 6 Regler, der mit einem Vierwegeventil verbunden ist.
• Die Erfindung wird zunächst anhand der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten ersten bevorzugten Ausführungsform erläutert.
• Wie Fig. 2 zu entnehmen, ist in einem zylindrischen Gehäuse 1, welches vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt ist, ein in Form einer Spiralfeder ausgebildeter Bimetallstreifen 2 angeordnet. Ein äußeres Ende 3 des Bimetallstreifens 2 ist mit dem zylindrischen Gehäuse 1 - z.B. durch eine Schraube - fest verbunden. Das andere Ende, d. h.
• ein inneres Ende 4 des Bimetallstreifens 2, ist rechtwinklig abgebogen und steht mit einem als Welle 5 ausgebildeten Betätigungselement für eine Absperreinrichtung oder ein Vierwegeventil A - siehe Fig. 5 und 6 -in Verbindung. Die Welle 5 besteht aus zwei Teilen 6 und 7, die z.B.
• durch einen leichten Preßsitz miteinander verbunden sind. Beide Teile 6 und 7 weisen jeweils einen Schlitz 8 bzw. 9 auf. Der Schlitz 8 steht mit dem rechtwinklig abgebogenen inneren Ende 4 der Spiralfeder in Eingriff. Der Schlitz 9 steht mit einem Ventilkörper B des Ventiles über einen Hebel C in Verbindung Das Gehäuse 1 weist am äußeren Umfang eine Reihe von schlitzartigen Öffnungen 10 auf, die für den Zutritt der Umgebungsluft zu der Spiralfeder dienen und wodurch federnde, zungenartige Schenkel 10' gebildet werden. Eine weitere Verbindung zwischen der Spiralfeder und der Umgebungsluft ist dadurch geschaffen, daß das - in der Zeichnung untere -Ende des Gehäuses 1 offen ist. Hierdurch ist sichergestellt, daß die Spiralfeder aus Bimetall Umgebungstemperatur bzw. Raumtemperatur hat.
• Durch die am - in der Zeichnung oberen - stirnseitigen Rand des die Spiralfeder aus Bimetall umgebenden Gehäuses vorgesehenen schlitzartigen Öffnungen werden - wie vorstehend erwähnt - zungenartige federnde Schenkel 10' gebildet, die mit einer Ausnehmung in dem deckelartigen Gehäuse in Eingriff stehen. Aufgrund der Tatsache, daß die Schenkel 10' bis zu einem gewissen Grad nachgiebig und federnd sind, wird eine besonders einfache Dreh- und Steckverbindung zwischen deckelartigem Gehäuse 14 und dem die Spiralfeder umgebenden Gehäuse 1 gewährleistet und die beiden Gehäuse können durch leichten Druck drehbar miteinander verbunden werden.
• Am - in der Zeichnung oberen - stirnseitigen Rand des Gehäuses 1 ist ein Betätigungsstift 11 vorgesehen, welcher mit einer schlitzartigen Ausnehmung 12 eines Zeigers 13 in Verbindung steht. Der Zeiger 13 ist in einem deckelartigen Gehäuse 14 um einen Drehpunkt 15 schwenkbar angeordnet. Entsprechend der Lage des Drehpunktes - siehe Fig. 3 -ist eine große Hebelübersetzung zwischen dem Weg des Betätigungsstiftes 11 bzw. des drehbaren Gehäuses 1 und dem Weg einer Spitze 16 des Zeigers 13 gewährleistet.
• Wie Fig. 3 zu entnehmen, ist auf einer Stirnfläche des deckelartigen Gehäuses eine Skala 17 angeordnet, längs der die Spitze des Zeigers verschieblich ist. Auf der Skala kann die gewünschte Temperatur eingestellt werden.
• rege Zur Begrenzung des Temperatupbereiches sind zwei Anschläge 18 in dem deckelartigen Gehäuse 14 angeordnet, die den Verschiebe- und Verstellweg des Zeigers seitlich begrenzen. Die beiden Anschläge 18 bestehen aus jeweils einer Schraube. Zur Veränderung des Temperaturregelbereiches sind, wie Fig. 3 zu entnehmen, mehrere Öffnungen 19 vorgesehen, in welche die beiden Schrauben je nach Größe des gewünschten T emperaturregelbereiches eingeschraubt werden können, Wodurch in sehr einfacher Weise verschiedene große Temperaturregelbereiche gewählt werden können.
• Das deckelartige Gehäuse 14, welches ebenfalls zylindrisch bzw. kreisförmig ausgebildet ist, ist durch einen leichten Schiebesitz mit dem die Spiralfeder umschließenden Gehäuse 1 verbunden und weist eine konzentrische Öffnung 20 zur Durchführung der Welle für die Betätigung der Absperreinrichtung auf.
• Wie Fig. 4 zu entnehmen, ist die Welle zur Betätigung der Absperreinrichtung bzw. des Ventiles mit einem Außengewinde 21 versehen. Die Durchführungsöffnung weist sodann bei der in Fig. 4 dargestellten zweiten Ausführungsform ein entsprechendes Innengewinde auf, welches mit dem Außengewinde in Eingriff steht. Hierdurch wird bewirkt, daß bei einer Wärmedehnung der Spiralfeder die Welle für die Betätigung der Absperreinrichtung oder des Ventiles sich nicht nur dreht, sondern auch in axialer Richtung verschiebt, denn das deckelartige Gehäuse ist mit dem Vierwegeventi A durch Schrauben fest verbunden und dreht sich bei einer Verdrehung der Welle nicht mit.
• Wie Fig. 4 ferner zu entnehmen ist dr die piralfeder aufnehmende Gehäuse 1 an seinem - in der Zeichnung eberen - Rand mit einer Ausnehmung 22 versehen, welche der Skala gegenüber liegt und in welcher sich die Spitze des Zeigers frei bewegen kann.
• Die über die Stirnseite des deckelartigen Gehäuses 14 hervorstehende Welle ist in das Innere des Vierwegeventils A hindurchgeführt, wo sie über den Hebel C mit dem Ventilkörper B des Ventils A in Eingriff steht.
• Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen thermostatischen Reglers ist die folgende: Durch ;sie leichte Drehung des die Spiralfeder aus Bimetall umgebenden Ges sets 1 wird die hiermit fest verbundene Spiralfeder verdreht, was aufgrund der Tatsache, daß die Betätigungswelle mit dem inneren, rechtwl lig abgebogenen Ende der Spiralfeder fest verbunden ist, eine entsprechende Verdrehung der Welle für die Betätigung des Ventiles A zur Folge hat, so daß der Ventilkörper B, der mit dem Ende der Welle über den Hebel C in Verbindung steht, in eine bestimmte Regelstellung gebracht wird. Das Ausmaß der Verdrehung bzw. der hierdurch bedingten Regelung und Verstellung kann an der Skala bzw. an der Verschiebung des Zeigers abgelesen werden. Aufgrund der großen Hebel-Übersetzung zwischen dem Weg des die Spiralfeder umschließenden Gehäuses 1 sowie der Betätigungswelle einerseits und dem Zeigerweg andererseits wird die Ablesung auf der Skala erleichtert.
• Nachdem nun die gewünschte Temperatur eingestellt worden ist, erfolgt die Temperaturregelung selbsttätig mittels der Spiralfeder aus Bimetall, durch welche entsprechend den Änderungen der Temperatur in einem zu beheizenden Raum die Welle für die Betätigung des Ventiles A verdreht wird. Aufgrund der durch Temperaturänderungen bedingten Langenänderungen der Spiralfeder aus Bimetall werden entsprechende Verdrehwege oder Axialverschlebewege der Welle für die Betätigung des Ventiles A erzeugt, die den gewÜnschten Regelvorgang zur Konstanthaltung der eingestellten Temperatur auslösen.
• Wenn z.B. in dem Raum, dessen Temperatur auf einen bestimmten Wert gehalten werden soll, die Raumtemperatur unter den eingestellten Sollwert absinkt, so hat dies eine entsprechende Längenänderung der Spiralfeder aus Bimetall zur Folge. Hierdurch wird das innere9 necht winklig abgebogene Ende verdreht und diese Drehbewegung, welche die Betätigungswelle gleichfalls ausführt, bewirkt ein stärkeres öffnet des nachgeschalteten Ventiles A, bis der eingestellte Sollwert der Raumtemperatur wieder erreicht ist. Bei einem Ansteigen der Temperatur über den eingestellten Sollwert gilt Entsprechendes.
• Mit Hilfe der beiden als Schrauben ausgebildeten Anschläge 18 kann in sehr einfacher Weise die Größe eines gewünschten Temperaturregelbereiches begrenzt werden, d. h. es ist gewährleistet, daß die Raumtemperatur die Grenzen des eingestellten T emperaturregelbereiches nicht überschreitet.
• Wie schon erwähnt, ist es sehr vorteilhaft, wenn eine Zusatzfeder - in der Zeichnung nicht dargestellt - zum Ausgleich eines etwaigen Spieles in dem erfindungsgemäßen Regler vorgesehen ist. Hierdurch können störende Einflüsse ausgeglichen werden, die auf die Unterschiede zwischen dem dynamischen und statischen Druck in der Warmwasserheizungsanlage im Bereich des Ventiles A zurückzuführen sind.
• Der erfindungsgemäße Regler zeichnet sich vor allem durch einen besonders einfachen Aufbau und eine nahezu unbegrenzte Lebensdauer aus, ohne daß die Regelgenauigkeit hierdurch beeinträchtigt wird. Vorteilhaft ist ferner, daß auch ein Arbeiten gegen einen statischen Druck möglich ist.

Claims (14)

Patentansprüche

1. Thermostatischer Regler für eine Absperreinrichtung oder einen til, insbesondere für ein Vierwegeventil, für Warmwasserheizungsanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß ein unter Einwirkung von Umgebungs-, insbesondere Raumlufttemperatur, stehender Bimetallstreifen (2) vorgesehen ist, der mit seinem einen Ende (3) an einem einstellbaren Festpunkt und mit seinem anderen Ende (4) mit einem Betätigungselement für die Absperreinrichtung oder das Ventil (A) verbunden ist.

2. Thermostatischer Regler gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bimetallstreifen (2) als Spiralfeder ausgebildet ist.

3. Thermostatischer Regler gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiralfeder in einem zylindrischen Gehäuse (1) angeordnet ist, welches den einstellbaren Festpunkt bildet und zum Zwecke der Einstellung einer bestimmten Temperatur drehbar angeordnet ist.

4. Thermostatischer Regler gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse (1) Durchtrittsöffnungen (10) für die Umgebungs-, insbesondere Raumluft, zu der Spiralfeder aus Bimetall vorgesehen sind.

5. Thermostatischer Regler gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement fur die Absperreinrichtung oder das Ventil (A) aus einer Welle (5) besteht, die mit ihrem einen Ende mit dem (inneren) Ende (4) der Spiralfeder und mit ihrem anderen Ende über einen Hebel (C) mit einem Absperr-oder Ventilkörper (B) der Absperreinrichtung bzw. des Ventiles (A) verbunden ist.

6. Thermostatischer Regler gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Ende (4) der Spiralfeder rechtwinklig abgebogen ist.

7. Thermostatischer Regler gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das die Spiralfeder umgebende Gehäuse (1) einen Betätigungsstift (11) trägt, der mit einem Zeiger (13) verbunden ist, dessen Spitze (16) längs einer Skala (17) verschieblich ist, auf welcher die gewünschte Temperatur eingestellt und abgelesen werden kann.

8. Thermostatischer Regler gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Betätigungsstift (11) und der Spitze (16) des Zeigers (13) eine Hebelübersetzung vorgesehen ist.

9. Thermostatischer Regler gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Anschläge (18) zur Begrenzung des Temperatur regelbereiches vorgesehen sind.

10. Thermostatischer Regler gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein deckelartiges Gehäuse (14) vorgesehen ist, welches mit dem zu regelnden Ventil (A) fest verbunden ist und in welchem das die Spiralfeder umgebende Gehäuse (1) drehbar angeordnet ist.

11. Thermostatischer Regler gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das deckelartige Gehäuse (14) kreisförmig bzw. zylindrisch ausgebildet ist und eine konzentrische Öffnung (20) zur Durchführung der Welle (5) hat.

12. Thermostatischer Regler gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) und das deckelartige Gehäuse (14) aus Kunststoff hergestellt sind.

13. Thermostatischer Regler gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zusatzfeder für einen etwaigen Spielausgleich vorgesehen ist.

14. Thermostatischer Reglertgemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet. daß die Welle (5) mit einem Außengewinde (21) und die konzentrische Öffnung (20) in dem deckelartigen Gehäuse (14) mit einem entsprechenden Innengewinde versehen ist, welches mit dem Außengewinde (21) der Welle (5) in Eingriff steht L e e r s e i t e