DE19748973B4 - Verfahren zur Befestigung eines Stellorgans an einem Ventil - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Befestigung eines Stellorgans an einem Ventil, welches in einem Ventilkörper einen in seiner Achsrichtung verstellbaren Stößel aufweist, der durch eine Rückstellfeder beaufschlagt ist, und welches mit einem Halter zur Festlegung des Stellorgans ausgerüstet ist, bei welchem ein Stellorgan verwendet wird, das einen in einem Gehäuse untergebrachten, mit einem Arbeitskolben ausgerüsteten, temperaturabhängigen Dehnkörper aufweist, der von einer Druckfeder mit gegenüber der Rückstellfeder des Ventils größerer Federkraft umgeben ist und an dem ein mit einer Spannungsquelle verbindbarer elektrischer Heizwiderstand angebracht ist, bei welchem die Druckfeder bei Erwärmung des Dehnkörpers durch den Heizwiderstand zusammengedrückt wird und bei welchem das Ventil bei an demselben mittels des Gehäuses befestigtem Stellorgan und nicht mit der Spannungsquelle verbundenem Heizwiderstand in der Schließposition gehalten wird,
dadurch gekennzeichnet,
– daß die Druckfeder (10) vor der Montage des Stellorgans mittels eines Werkzeugs (24) um eine Strecke zusammengedrückt wird, die kleiner als der maximale Hub des Arbeitskolbens...

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Befestigung eines Stellorgans an einem Ventil gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ( DE 31 40 472 C2 ).
• Ein derartiges Verfahren wird beispielsweise bei der Montage von Stellorganen in der Heizungs- und Lüftungstechnik eingesetzt. Es kann grundsätzlich überall dort verwendet werden, wo durch ein Ventil eine Verstellbewegung durchgeführt werden soll. Es können dadurch beispielsweise Klappen bewegt oder lichte Rohrquerschnitte verändert werden.
• Bei dem Verfahren nach der eingangs erwähnten DE 31 40 472 C2 wird der Stößel des Ventils durch elektrischen Strom bewegt. Das Stellorgan ist dazu mit einem temperaturabhängigen Dehnkörper ausgerüstet, an dem ein elektrischer Heizwiderstand angebracht ist. Ein beispielsweise von einem Thermostat geliefertes Signal bewirkt, daß der Heizwiderstand eingeschaltet wird. Durch die dann erzeugte Wärme wird der Arbeitskolben des Dehnkörpers so verstellt, daß die Druckfeder zusammengedrückt wird. Der Stößel des in Ruhestellung geschlossenen Ventils wird dadurch entlastet und durch die Rückstellfeder in Richtung "Öffnung des Ventils" bewegt. Dieses bekannte Verfahren und die entsprechende Vorrichtung haben sich in der Praxis bewährt. Durch die relativ kräftige Druckfeder kann es bei der Montage des Stellorgans am Ventil aber Probleme geben. Das kann sich besonders deswegen störend bemerkbar machen, weil nahezu 80 % aller Stellorgane in dieser Ausführungsform eingesetzt werden, bei welcher die entsprechend bestückten Ventile ohne Beheizung des Heizwiderstandes, also „stromlos", geschlossen sind. Diese Stellorgane verbrauchen daher bei warmem Wetter keine Energie.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs geschilderte Verfahren so zu gestalten, daß das Stellorgan einfach und problemlos an einem Ventil angebracht werden kann.
• Diese Aufgabe wird entsprechend den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
• Durch dieses Verfahren wird die Montage des Stellantriebs wesentlich vereinfacht. Die für den Einsatz bei stromlos geschlossenen Ventilen an sich voll wirksame Druckfeder wird für die Montage des Stellorgans vor Beginn derselben so weit zusammengedrückt und in der zusammengedrückten Position fixiert, daß bei der Montage nicht gegen die Federkraft der Druckfeder gearbeitet werden muß. Das Stellorgan kann vielmehr ohne jede Belastung auf einfache Weise und mit üblicher Technik montiert werden. Die Fixierung der Druckfeder in zusammengedrückter Position kann bereits beim Hersteller des Stellantriebs vorgenommen werden. Es ist dann zweckmäßig, wenn die Fixierung nach Montage des Stellantriebs automatisch aufgehoben wird.
• Dazu wird in bevorzugter Ausführungsform ein federndes Halteelement eingesetzt, das im Gehäuse des Stellorgans angebracht ist. Das Halteelement wird zur Fixierung der zusammengedrückten Druckfeder so ausgelenkt, daß ein Teil desselben in den Weg der Druckfeder ragt und von derselben eingeklemmt wird. Bei zusätzlicher Belastung der Druckfeder federt das Halteelement in seine Ausgangsposition zurück, so daß der Weg der Druckfeder freigegeben ist. Diese Belastung erfolgt bei Einschaltung des Heizwiderstandes automatisch, wenn der Arbeitskolben des sich ausdehnenden Dehnkörpers die Druckfeder weiter zusammendrückt.
• Aus der DE 195 45 226 C1 geht zwar bereits ein Verfahren zur Verriegelung einer Druckfeder hervor. Diese Schrift bezieht sich aber auf ein Sperrspannwerk für einen federbetätigten Abtrieb zum beispielsweisen Einsatz in der medizinischen Aerosol-Therapie. Mit diesem Sperrspannwerk wird eine in einem Federgehäuse angeordnete Druckfeder durch Drehen eines oberen Gehäuseteils so weit zusammengedrückt, bis sie unter Zwischenschaltung eines topfartigen Abtriebsflansches durch ein Sperrglied in der zusammengedrückten Form gehalten wird. Durch Drücken einer Auslösetaste schiebt die Druckfeder den Abtriebsflansch nach oben, wodurch ein mit demselben verbundener Kolben in einem Zylinder betätigt wird. Die Druckfeder ist dann entspannt und nicht mehr wirksam. Für einen neuen Einsatz der entsprechenden Vorrichtung muß die Druckfeder erneut gespannt werden.
• Das Verfahren nach der Erfindung wird anhand der Zeichnungen als Ausführungsbeispiel erläutert.
• Es zeigen:
• 1 in schematischer Darstellung eine an einem Ventil angebrachte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung.
• 2 einen Schnitt durch die Vorrichtung nach 1 vor ihrer Festlegung an dem Ventil in vergrößerter Darstellung.
• 3 bis 7 unterschiedliche Positionen der Vorrichtung vor, während und nach ihrer Montage am Ventil im Schnitt.
• Die Erfindung wird im folgenden für den Einsatz in einer Warmwasserheizungsanlage beschrieben, ohne daß dadurch eine Beschränkung auf dieses Einsatzgebiet erfolgt. Dabei wird die zu verwendende Vorrichtung anhand der 1 und 2 nur in ihrem prinzipiellen Aufbau erläutert. Die 3 bis 7 zeigen in genauerer Darstellung die für das Verfahren nach der Erfindung wesentlichen Teile und Positionen.
• In 1 ist ein Abschnitt einer Rohrleitung 1 zur Führung von Heizungswasser dargestellt, in deren Verlauf ein Ventil 2 eingebaut ist. Die auf das Ventil 2 aufgesetzte, mit einem Stellorgan ausgerüstete Vorrichtung 3 zur Betätigung des Stößels 4 desselben ist in 1 nur schematisch wiedergegeben. Der genauere Aufbau des Stellorgans der Vorrichtung 3 und sein Zusammenwirken mit dem Ventil 2 gehen aus den 2 bis 7 hervor.
• Das Ventil 2 hat gemäß 2 einen Stößel 4, der unter der Wirkung einer der Einfachheit halber nicht mit dargestellten Rückstellfeder steht und in Richtung des Doppelpfeiles 5 verstellbar ist. Der Ventilkörper des Ventils 2 ist beispielsweise mit einem Gewinde ausgerüstet, auf welches ein Halter 6 aufgeschraubt werden kann. Der beispielsweise aus Kunststoff bestehende Halter 6 dient zur Festlegung eines Gehäuses 7 des Stellorgans am Ventil 2.
• Das Stellorgan selbst besteht – ohne Gehäuse 7 und Halter 6 – aus einem temperaturabhängigen Dehnkörper 8, einem denselben umgebenden, topfartigen Käfig 9 und einer Druckfeder 10, die eine gegenüber der Rückstellfeder des Ventils 2 größere Federkraft hat. Der Dehnkörper 8 hat einen Arbeitskolben 11. Am Dehnkörper 8 ist außerdem ein beliebig aufgebauter elektrischer Heizwiderstand 12 angebracht, der über eine elektrische Leitung 13 und den elektrischen Kontakt 14 an eine Spannungsquelle anschließbar ist.
• Alle Teile der Vorrichtung 3 sind in dem vorzugsweise aus Kunststoff bestehenden Gehäuse 7 angeordnet. Es ist in Montageposition mit dem Halter 6 zu einer Einheit verbunden. Im Gehäuse 7 befindet sich eine zylindrische, rohrförmige Aufnahme 15, in welcher der Dehnkörper 8 angeordnet ist. Er liegt mit einer umlaufenden Erweiterung 16 im Stirnbereich der Aufnahme 15 an derselben an und ist dadurch in Richtung der Kontaktstelle 14 unverrückbar festgelegt.
• Der topfförmige Käfig 9 umgibt den Dehnkörper 8 und dessen Aufnahme 15. Er besteht ebenfalls vorzugsweise aus Kunststoff und hat in bevorzugter Ausführungsform einen geschlossenen Boden 17 und eine geschlossene Wandung. Der Käfig 9 ist so positioniert, daß der Arbeitskolben 11 des Dehnkörpers 8 gegen seinen Boden 17 drückt. An seinem offenen Ende hat der Käfig 9 einen rechtwinklig nach außen abstehenden, umlaufenden Flansch 18. An der Stirnseite des Käfigs 9 kann außerdem im Bereich seiner Wandung bzw. des Flansches 18 ein in axialer Richtung abstehender Stift 19 angebracht sein, der in axialer Richtung durch eine entsprechende Öffnung im Gehäuse 7 hindurchragt.
• Der umlaufende Flansch 18 des Käfigs 9 ist eine bevorzugte Ausführungsform. Er kann beispielsweise auch durch Stege ersetzt sein, die in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt rund um den Käfig 9 vorhanden sind und zusammen eine Anlagefläche für die Druckfeder 10 ergeben. Die Druckfeder 10 umgibt den Käfig 9. Sie ist vorzugsweise als Schraubenfeder ausgebildet. Mit ihrem einen Ende liegt die Druckfeder 10 am Flansch 18 des Käfigs 9 an. Sie ist am anderen Ende am Gehäuse 7 abgestützt. Der Käfig 9 gleitet bei einer durch den Arbeitskolben 11 des Dehnkörpers 8 einerseits und die Druckfeder 10 andererseits verursachten Bewegung in einem Ansatz 20 des Gehäuses 7.
• Innerhalb des Gehäuses 7 ist außerdem ein federndes Halteelement 21 angebracht. Es ist vorzugsweise als Blattfeder ausgeführt, die am Gehäuse 7 abgestützt und mit einer Konsole 22 versehen ist. Das Halteelement 21 ist durch ein Loch 23 in der Wandung des Gehäuses 7 von außen zugänglich.
• Das Gehäuse 7 mit dem umschlossenen Stellorgan wird wie folgt zur Montage am Ventil 2 vorbereitet und an demselben befestigt: Nach dem Zusammenbau des Gehäuses 7 mit darin enthaltenem Stellorgan hat dasselbe ein Aussehen gemäß 3. Mittels eines Werkzeugs 24, das gegen den Ansatz 19 des Käfigs 9 gedrückt wird, wird derselbe angehoben. Dabei wird die Druckfeder 10 zusammengedrückt. In den dadurch entstehenden Spalt zwischen Käfig 9 und Gehäuse 7 wird dann mittels eines durch das Loch 23 gesteckten Stiftes 25 die Konsole 22 des Halteelements 21 geschoben. Sobald die Konsole 22 ihre aus 4 ersichtliche Position einnimmt, wird das Werkzeug 24 entfernt. Die Druckfeder 10 kann sich dadurch wieder ausdehnen. Sie drückt den Käfig 9 gegen die Konsole 22 und klemmt dieselbe dadurch zwischen Käfig 9 und Gehäuse 7 ein. Die zusammengedrückte Position der Druckfeder 10 ist damit fixiert. Der Stift 25 kann nun ebenfalls entfernt werden. Das Stellorgan hat damit das aus 5 ersichtliche Aussehen.
• Vor der Montage des Stellorgans an einem Ventil wird zunächst die Leitung 13 angeschlossen, die zu einer Spannungsquelle führt und die Stromversorgung für den Heizwiderstand 12 ermöglicht. Danach wird das Gehäuse 7 auf das in Offenstellung befindliche Ventil 2 aufgesetzt und dabei am vormontierten Halter 6 befestigt.
• Wenn danach der Stromkreis des Heizwiderstandes 12 geschlossen wird, dehnt sich der Dehnkörper 8 aus. Sein Arbeitskolben 11 gelangt dadurch in Kontakt mit dem Boden 17 des Käfigs 9 und hebt den ganzen Käfig 9 an. Dadurch wird die Druckfeder 10 weiter zusammengedrückt. Die Konsole 22 des Halteelements 21 wird entlastet. Sie federt in ihre Ausgangsstellung zurück, so wie es in 7 dargestellt ist. Der Weg der Druckfeder 10 ist damit auf ihrer ganzen Verstelllänge frei. Die Vorrichtung ist dementsprechend voll funktionsbereit.
• Die Fixierung der Montageposition der Druckfeder 10 kann bereits im Herstellerwerk vorgenommen werden. Sie kann aber auch vor Ort durchgeführt werden. Statt des federnden Halteelements 21 kann auch ein anderes Fixierelement eingesetzt werden. So könnte beispielsweise bei nicht automatischer Arbeitsweise durch eine geschulte Person auch ein von außen eingeführter Stift geeigneter Abmessung statt der Konsole 22 zwischen Käfig 9 und Gehäuse 7 eingeklemmt und später von Hand wieder entfernt werden.

Claims (4)

1. Verfahren zur Befestigung eines Stellorgans an einem Ventil, welches in einem Ventilkörper einen in seiner Achsrichtung verstellbaren Stößel aufweist, der durch eine Rückstellfeder beaufschlagt ist, und welches mit einem Halter zur Festlegung des Stellorgans ausgerüstet ist, bei welchem ein Stellorgan verwendet wird, das einen in einem Gehäuse untergebrachten, mit einem Arbeitskolben ausgerüsteten, temperaturabhängigen Dehnkörper aufweist, der von einer Druckfeder mit gegenüber der Rückstellfeder des Ventils größerer Federkraft umgeben ist und an dem ein mit einer Spannungsquelle verbindbarer elektrischer Heizwiderstand angebracht ist, bei welchem die Druckfeder bei Erwärmung des Dehnkörpers durch den Heizwiderstand zusammengedrückt wird und bei welchem das Ventil bei an demselben mittels des Gehäuses befestigtem Stellorgan und nicht mit der Spannungsquelle verbundenem Heizwiderstand in der Schließposition gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, – daß die Druckfeder (10) vor der Montage des Stellorgans mittels eines Werkzeugs (24) um eine Strecke zusammengedrückt wird, die kleiner als der maximale Hub des Arbeitskolbens (11) ist, – daß die Druckfeder (10) danach in der zusammengedrückten Position lösbar fixiert wird, – daß daraufhin das Stellorgan über sein Gehäuse (7) fest mit dem Halter (6) des Ventils (2) verbunden wird und – daß abschließend die Fixierung der Druckfeder (10) gelöst wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeder (10) durch ein im Gehäuse (7) angebrachtes, federndes Halteelement (21) in der zusammengedrückten Position gehalten wird, das entgegen seiner Federkraft in den Weg der Druckfeder (10) verschoben und in der dadurch erreichten Verriegelungsstellung nach Entfernung des Werkzeugs (24) durch die Druckfeder (10) eingeklemmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, – daß als Halteelement (21) eine Blattfeder mit einer verschiebbaren Konsole (22) verwendet wird, die mittels eines durch ein Loch (23) im Gehäuse (7) des Stellorgans durchführbaren Stiftes (25) in die Verriegelungsposition gebracht wird, und – daß der Stift (25) wieder entfernt wird, wenn die Konsole (22) durch die Druckfeder (10) eingeklemmt ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fixierung der Druckfeder (10) durch Einschalten des Heizwiderstandes (12) mit dadurch bedingtem Zusammendrücken der Druckfeder (10) durch den Dehnkörper (8) und folgender Entlastung des Halteelements (21) automatisch gelöst wird.