DE1816558A1

DE1816558A1 - Valve arrangement

Info

Publication number: DE1816558A1
Application number: DE19681816558
Authority: DE
Inventors: Hans Meier
Original assignee: Joh Vaillant GmbH and Co
Current assignee: Vaillant GmbH
Priority date: 1968-12-23
Filing date: 1968-12-23
Publication date: 1970-06-25
Also published as: ES372206A1; NL6914766A; US3625476A; FR2026851A1; DE1816558B2; AT301120B; BE742189A

Description

J oh. V a ill a nt KG, R em scheidYeah V a ill a nt KG, R em Scheid

VentilanordnungValve arrangement

Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung mit einem mittels eines elektromechanischen Stellmotors gegen eine Rückstellkraft betätigbaren Ventil und einem Schaltkontakt im Stromkreis des Stellmotors.The invention relates to a valve arrangement with a means of a electromechanical servomotor against a return force actuatable valve and a switching contact in the circuit of the servomotor.

Es ist häufig erforderlich, die Schaltbewegung des Ventils beiIt is often necessary to change the switching movement of the valve

Schließen oder Öffnen des Schaltkontaktes zu verzögern, um Ventil- A Delay closing or opening of the switching contact in order to control valve A

schlage und störende Geräusche zu vermeiden. Es ist bekannt, zu diesem Zweck Bremsen oder Geschwindigkeitsregler vorzusehen.to avoid hitting and annoying noises. It is known to provide brakes or speed regulators for this purpose.

Solche Anordnungen sind jedoch sehr aufwendig.However, such arrangements are very complex.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Ventilanordnung der eingangs erwähnten Art eine ruhige, nicht schlagartige Umschaltung des Ventils mit einfachen Mitteln zu erreichen.The invention is based on the object of a valve arrangement of the type mentioned above to achieve a smooth, non-sudden switchover of the valve with simple means.

Erfindungs gemäß wird das dadurch erreicht, daß in den Stromkreis des Stellmotors ein temperaturabhängiger Halbleiterwiderstand zu dem Schaltkontakt in einer die Umschaltbewegung des Stellmotors (|According to the invention this is achieved in that a temperature-dependent semiconductor resistor is added to the circuit of the servomotor the switching contact in a switching movement of the servomotor (|

bremsenden Weise und derart angeordnet ist, daß sich seine stromflußbestimmte Temperatur in einer die bremsende Wirkung vermindernden Weise ändert.braking manner and is arranged in such a way that its current flow determined Temperature changes in a manner that reduces the braking effect.

Solche ternperaturabhängigen Halbleiterwiderstände sind an sich bekannt. Sie zeichnen sich dadurch aus, daß ihr elektrischer Widerstand mit steigender Temperatur entweder sehr stark ansteigt (PTC-Widerstände) oder sehr stark abnimmt (NTC-Widerstände). Solche Widerstände sind im Stromkreis des Stellmotors in einer solchen Weise angeordnet, daß sie zunächst der durch die Betätigung des Schaltkontaktes angestrebten Wirkung, also der Abschaltung oder Anschaltung des Stellmotors, entgegenzuwirken suchen.Such temperature-dependent semiconductor resistors are known per se. They are characterized by the fact that their electrical resistance either increases very sharply with increasing temperature (PTC resistors) or decreases very sharply (NTC resistors). Such resistors are arranged in the circuit of the servomotor in such a way that they are first of all due to the actuation the desired effect of the switching contact, i.e. the switching off or switching on of the servomotor, to counteract.

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Dabei sind sie aber so geschaltet, daß durch die Halbleiterwiderstände bei einer der Schaltstellungen des Schaltkontaktes ein Strom fließt und sich durch die Umschaltung die Temperatur des betreffenden Halbleiterwiderstandes in einer die bremsende Wirkung vermindernden Weise ändert.But they are switched so that through the semiconductor resistors a current flows in one of the switch positions of the switch contact and the temperature of the semiconductor resistor concerned is increased by the switchover changes in a manner that reduces the braking effect.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist die Anordnung so getroffen, daß ein Ventil durch einen Motor gegen die Wirkung einer Feder aus einer ersten in eine zweite Stellung verstellbar und zusammen mit dem Motor in die erste Stellung zurückkehrt, wenn der Motor mittels eines im Motorstromkreis liegenden Schaltkontaktes abgeschaltet wird, und daß parallel zu dem Schaltkontakt ein PTC-Wider stand liegt.In one embodiment of the invention, the arrangement is made so that a valve by a motor counteracts the action of a The spring can be adjusted from a first to a second position and returns to the first position together with the motor when the motor is switched off by means of a switching contact located in the motor circuit, and that a PTC resistor parallel to the switching contact stood lies.

Bei einer solchen Anordnung kann durch das Ventil beispielsweise ein Radiator aus einem Heizwasserkreis ausgeschaltet und durch eine Kurzschlußleitung überbrückt werden. Das geschieht mittels eines von einem Raumthermostaten gesteuerten Ventils. Dabei erhält der Motor nach Öffnen des Thermostatkontaktes über den PTC-Widerstand zunächst immer noch Strom, da der Widerstandswert des PTC-Widerstandes im kalten Zustand relativ gering ist. Sobald aber jetzt Strom über den PTC-Widerstand fließt, erwärmt sich der PTC-Widerstand, wodurch sich sein Widerstandswert erhöht. Entsprechend wird die an dem Stellmotor wirksame Spannung langsam heruntergeregelt. Im Augenblick des kleinsten Kraftüberhanges wird das Ventil durch die Rückstellfeder langsam umgestellt. Bei ausreichendem Kraftüberhang der Rückstellfeder nimmt das Ventil allmählich die dem stromlosen Zustand entsprechende Arbeitslage an. Der PTC-Widerstand vergrößert noch weiterhin'seinen Eigenwiderstand bis zu einem AVert, der nur noch einen bedeutungslosen Reststrom über den Motor fließen läßt. Bei erneuter Umschaltung des Ventils wird der Schaltkontakt wieder geschlossen und damit der PTC-Widerstand überbrückt. DerIn such an arrangement, for example, through the valve Radiator switched off from a heating water circuit and through a short-circuit line be bridged. This is done by means of a valve controlled by a room thermostat. The engine receives After opening the thermostat contact via the PTC resistor, there is initially still current, because the resistance value of the PTC resistor when cold is relatively low. But as soon as current flows through the PTC resistor, the PTC resistor heats up, which increases its resistance value. Correspondingly, the voltage acting on the servomotor is slowly regulated down. At the moment of the smallest force overhang, the valve is slowly switched over by the return spring. With sufficient power overhang After the return spring, the valve gradually assumes the working position corresponding to the de-energized state. The PTC resistor continues to increase its own resistance up to an AVert, which only lets a meaningless residual current flow through the motor. When the valve is switched over again, the switching contact becomes closed again and thus the PTC resistor bridged. Of the

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PTC-Widerstand kühlt ab und erreicht wieder seinen Ausgangszustand.PTC resistor cools down and returns to its original state.

Eine solche Anordnung kann auch benutzt werden, um bei einer Umlaufheizungsanlage mit Gebrauchswasserbereitung eine Umschaltung vom Heizkreis auf den Gebrauchswasserkreis zu bewirken.Such an arrangement can also be used in a circulating heating system to effect a switchover from the heating circuit to the domestic water circuit with domestic water preparation.

Eine andere Anwendung besteht darin, daß im Stromkreis mit der Magnetwicklung eines !Magnetventils der Schaltkontakt sowie damit in Reihe ein NTC-Widerstand liegt. ,Another application is that in the circuit with the magnet winding a! solenoid valve the switching contact and thus in series an NTC resistor. ,

Hierbei gilt es, ein allmähliches Anziehen des !Magneten und damit eine stetige Betätigung des Magnetventils zu erreichen. Bei Schließen des Schaltkontaktes liegt in Reihe mit diesem zunächst der relativ hochohmige NTC-Widerstand. Durch den Stromfluß bei Schließen des Schaltkontaktes erwärmt sich der NTC-Widerstand und vermindert seinen Widerstandswert. Es ergibt sich somit ein stetiger Anstieg des Stromes durch die Magnet wicklung des Magnetventils.It is important to gradually attract the! Magnet and thus a to achieve continuous actuation of the solenoid valve. When the switching contact is closed, the relatively high-resistance one is in series with it NTC resistance. Due to the current flow when the switch contact is closed, the NTC resistor heats up and decreases its resistance value. There is thus a steady increase in the current through the magnet winding of the solenoid valve.

In weiterer Ausbildung er Erfindung kann die Anordnung so getroffen sein, daß der NTC-Widerstand durch einen bei voller Erregung der Magnetwicklung schließenden Hilfskontakt überbrückbar ist. Wenn das Magnetventil also betätigt ist, dann wird der NTC-Widerstand "überbrückt und kann wieder abkühlen, so daß bei der nächsten Betätigung die gleiche Wirkung eintritt.In a further embodiment of the invention, the arrangement can be made This means that the NTC resistor can be bridged by an auxiliary contact that closes when the magnet winding is fully excited. if the solenoid valve is actuated, then the NTC resistor "is bridged and can cool down again, so that the next time it is actuated the same effect occurs.

Die Erfindung gestattet gegebenenfalls die Verwendung eines Magnetventils ohne Bremseinrichtung mit einer Rückstellfeder oder Rückstellfedern, die eine nichtlineare Kennlinie der Rückstellkraft erzeugen. Dadurch kann erreicht werden, daß die Öffnungsbewegung des Ventils nach Durchfahren einer ersten Stufe der Kennlinie kurzzeitig verhält und erst dann das Ventil zur Vollöffnung bringt.The invention allows the use of a solenoid valve if necessary without a braking device with a return spring or return springs that generate a non-linear characteristic curve of the return force. As a result, the opening movement of the valve can be achieved for a short time after passing through a first stage of the characteristic curve behaves and only then brings the valve to full opening.

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Die Erfindung ist nachstehend an zwei Ausführungsbcispielen unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert:The invention is illustrated below in two exemplary embodiments Explained in more detail with reference to the accompanying drawings:

Fig. 1 zeigt schematisch eine erste Ausführungsform derFig. 1 shows schematically a first embodiment of the

Erfindung mit einem an den Vorlauf und den Rücklauf einer Heizanlage angeschlossenen Radiator.Invention with a radiator connected to the flow and return of a heating system.

Fig. 2 stellt einen anderen Schaltzustand des Ventils dar.Fig. 2 shows another switching state of the valve.

Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung mit einem !Magnetventil.Fig. 3 shows another embodiment of the invention with a solenoid valve.

Ein Radiator 1 ist über ein Dreiwegeventil 3 an die Vorlauf- und Rücklaufleitung Vf bzw. Rf eines Heizkreises angeschlossen. Das Dreiwegeventil 3 ist von einem Raumthermostaten 2 mittels eines Motors 4 gegen die Wirkung einer Feder 5 verstellbar. In einem ersten Zustand des Magnetventils (Fig. 2) ist der Radiator 1 aus dem Heizkreis ausgeschaltet und durch eine Kurzschlußleitung K überbrückt. In der zweiten Schaltstellung des A^entils (Fig. 1) ist der Radiator 1 in den Heizkreis eingeschaltet. Wenn der Kontaktakt 2 des Thermostaten schließt, dann bringt der Motor 4 das Ventil 3 gegen die Wirkung der Feder 5 aus dem ersten in den zweiten Zustand. Parallel zu dem Schaltkontakt 2 des Thermostaten liegt ein PTC-Widerstand. Dieser Widerstand ist bei geschlossenem Kontakt 2 kurzgeschlossen und relativ kalt. Wenn der Kontakt öffnet, so ergibt sich ein Stromfluß über den PTC-Widerstand zum Motor 4. Dieser Stromfluß ist zunächst relativ groß, da der PTC-Widerstand bei niedriger Temperatur einen relativ geringen Wert hat. Wenn der PTC-Widerstand sich jedoch durch den Stromfluß erwärmt, so erhöht sich sein Widerstandswert. Der Stromfluß vermindert sich entsprechend. In dem Maße, wie sich der Stromfluß durch den Motor 4 vermindert, überwindet die Feder 5 die Kraft des Motors 4 und stellt das Ventil 3 stetig um.A radiator 1 is connected to the flow and return lines via a three-way valve 3 Vf or Rf of a heating circuit connected. The three-way valve 3 is from a room thermostat 2 by means of a motor 4 against the effect of a spring 5 adjustable. In a first state of the solenoid valve (FIG. 2), the radiator 1 is switched off from the heating circuit and bridged by a short-circuit line K. In the second switching position of the valve (Fig. 1), the radiator 1 is in the heating circuit switched on. If contact 2 of the thermostat closes, then the motor 4 brings the valve 3 against the action of the spring 5 from the first to the second state. Parallel to switching contact 2 of the thermostat is a PTC resistor. When contact 2 is closed, this resistor is short-circuited and relatively cold. When the contact opens, there is a current flow via the PTC resistor to the motor 4. This current flow is initially relatively large, because the PTC resistance has a relatively low value at low temperature. However, if the PTC resistor is through the If the flow of current is heated, its resistance value increases. The current flow is reduced accordingly. As the current flows reduced by the motor 4, the spring 5 overcomes the force of the motor 4 and changes the valve 3 continuously.

^ Während bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 mittels eines ^ · PTC-Widerstandes die Arbeitsspannung eines Stellmotors langsam abgebaut wird, die Motorkraft also langsam abnimmt, bis die Rückstellkraft der Feder das Ventil umstellt, wird in der Ausführungsform nach Fig. 3 die Arbeitsspannung eines Magnetventils 6 mit einer Ver-^ While in the embodiment of FIGS. 1 and 2 by means of a ^ · PTC resistor slows the working voltage of a servomotor is reduced, so the motor force slowly decreases until the restoring force the spring moves the valve, in the embodiment according to FIG. 3, the working voltage of a solenoid valve 6 is

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zögerungseinrichtung 9 langsam aufgebaut. Das geschieht dadurch, daß sich der Eigenwiderstand des in Reihe mit dem Magnetventil geschalteten NTC-Widerstandes durch die Eigenerwärmung stetig verkleinert, bis die Magnetkraft die dem Öffnungshub entgegenwirkenden Kräfte überwindet. Diese Kräfte sind hauptsächlich die Schließfeder des Ventils und die Bremseinrichtung 9. Bei Magnetventilen mit Anzugsverzögerung ist es erwünscht, daß ein bestimmter Arbeitshub \vährend einer vorgegebenen Zeit durchfahren wird, wodurch man eine gewisse Dosierung des durchfließenden Mediums erhält. Es ist bekannt, diese Anzugsverzögerung durch einen Bremskolben zu erzielen. Dabei e'rgeben sich verhältnismäßig große Schwankungen. Das liegt daran, daß die Magnetkraft in erheblichem Maße von der Temperatur der Magnet spule und der Spannung abhängig ist. Da aber die Bremseinrichtung auch bei maximaler Magnetkraft die gewünschte Verzögerung bringen muß, ist eine entsprechend große Bremseinrichtung erforderlich. Bei der erfindungsgemäßen Steuerung mit einem NTC-Widerstand baut sich die Arbeitsspannung und damit die Magnetkraft langsam auf. Dadurch verkleinert sich der Arbeitsbereich der Bremseinrichtung erheblich. Die Bremseinrichtung 9 kann kleiner und weniger aufwendig sein. Sie kann gegebenenfalls sogar entfallen, wenn entweder die Ventilfeder eine geeignete Kennlinie aufweist oder aus zwei nacheinander wirksam werdenden Federn besteht, so daß die Öffnungsbewegung des Ventils nach Durchfahren der ersten Federstufe kurzzeitig verhält und erst dann das Ventil zur Vollöffnung bringt.delay device 9 slowly built up. This happens because the inherent resistance of the connected in series with the solenoid valve NTC resistance is steadily reduced by self-heating until the magnetic force overcomes the forces counteracting the opening stroke. These forces are mainly the closing spring of the valve and the Braking device 9. In the case of solenoid valves with a pull-in delay, it is desirable that a certain working stroke should occur during a given Time is passed through, whereby a certain dosage of the medium flowing through is obtained. It is known to cause this pull-in delay to achieve a brake piston. There are relatively large fluctuations. This is due to the fact that the magnetic force to a considerable extent of the temperature of the solenoid coil and the voltage is dependent. But since the braking device provides the desired deceleration even at maximum magnetic force must bring, a correspondingly large braking device is required. In the control according to the invention with an NTC resistor The working voltage and thus the magnetic force builds up slowly. This reduces the working range of the braking device considerable. The braking device 9 can be smaller and less expensive. It may even be omitted if either the valve spring has a suitable characteristic curve or consists of two springs that take effect one after the other, so that the opening movement of the valve behaves briefly after passing through the first spring stage and only then brings the valve to full opening.

Parallel zu dem NTC-Widerstand liegt ein Schalter 7, der bei voll geöffnetem Magnetventil 8 geschlossen ist und damit den NTC-Widerstand überbrückt.In parallel with the NTC resistor is a switch 7, which is closed when the solenoid valve 8 is fully open, and thus the NTC resistor bridged.

Wenn der Schalter 2' „ etwa ein Thermostatschaltkontakt, geschlossen wird, fließt elektrischer Strom von eier Klemme R über den NTC-Widerstand und die Magnetspule 6 zu der Klemme Mp. Die anfängliche Spannung ist so niedrig, daß das Magnetfeld-noch nicht ausreicht, um die Gegenkraft, gegeben durch die Schließfeder des Ventils 8 und die Bremsein-When the switch 2 ', for example a thermostat switch contact, is closed, electrical current flows from a terminal R via the NTC resistor and the magnetic coil 6 to the terminal Mp. The initial voltage is so low that the magnetic field is not yet sufficient to the counterforce, given by the closing spring of valve 8 and the brake

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richtung 9_f zu überwinden. Durch diesen elektrischen Strom erwärmt sich jedoch der NTC-Widerstand, so daß dieser stetig seinen Eigenwiderstand verringert. Damit verstärkt sich fortlaufend der über die Magnetspule 6 fließende elektrische Strom und·damit das Magnetfeld, bis das Magnetfeld die Ventilfeder überwindet und das Ventil langsam öffnet. Im voll geöffneten Zustand des Magnetventils 8 überbrückt der Schalter den NTC-Widerstand, so daß dieser auskühlt und für eine neue Einschaltung in gleicher Weise bereit ist.direction 9 _f to overcome. However, this electric current heats up the NTC resistor, so that it steadily reduces its inherent resistance. The electric current flowing through the magnetic coil 6 and thus the magnetic field increase continuously until the magnetic field overcomes the valve spring and the valve slowly opens. When the solenoid valve 8 is fully open, the switch bridges the NTC resistor so that it cools down and is ready for a new switch-on in the same way.

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Claims

■. Claims

1) Valve arrangement with a valve that can be actuated against a restoring force by means of an electromechanical servomotor and a switching contact in the circuit of the servomotor, characterized in that a temperature-dependent semiconductor resistor (PTC, NTC) to the switch contact (2, 2 ') is arranged in a manner which brakes the switching movement of the servomotor (4, 6) and in such a way that its current flow-determined temperature changes in a manner which reduces the braking effect.

2) Valve arrangement according to claim 1, characterized in that a valve (3) by a motor (4) against the action a spring (5) from a first (Fig. 2) to a second position (Fig. 1) is adjustable and together with the Motor (4) returns to the first position when the motor (4) by means of a lying in the motor circuit Switching contact (2) is switched off, and that a PTC resistor is parallel to the switching contact.

3) Valve arrangement according to claim 1, characterized in that in the circuit with the magnetic winding (6) of a solenoid valve (8) the switching contact (2) and thus an NTC resistor in series.

4) Valve arrangement according to claim 3, characterized in that the NTC resistor by one at full excitation the auxiliary contact (7) closing the magnet winding (6) can be bridged.

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5) Valve arrangement according to claim 3 or 4, characterized by the use of a solenoid valve without a braking device with a return spring or return springs that generate a non-linear characteristic curve of the return force.

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