DE2205266A1 - Temperaturabhängiges Betätigungselement - Google Patents

Description

Temperaturabhängiges Betätigungselement

Die Erfindung bezieht sich auf ein temperaturabhängiges Betätigungselement.

Ein Ziel der Erfindung besteht darin, ein hoch temperaturempfindliche s, dauerhaftes und einfach herstellbares Betätigungselement mit verbesserter Abdichtung zu schaffen,

Ein Betätigungselement der genannten Art ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch ein wärmeleitfähiges Gehäuse, durch eine unter Bildung einer ringförmigen Kammer fest in daß Gehäuse eingesetzte, von einer Axialbohrung durchsetzte Führungsbuchse, durch einen g3,eitend in der Bohrung rrofühT't;on EetäüiprungBctoßel, durch einen mit einer Seite

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in Anlage an einem Ende der, Betätigungsstößels in der Bohrung geführten, zumindest mit seinen beiden Endet? eine flüypx keitsdichte ;Abdichtung der Führungsbuchse bildenden Dichtungsstopfen und durch eine in der ringförmigen Kammer eingeschlossene, an den Stopfen hinanreichende und unter. Wärmeeinwirkung ausdehnungsfähige

Substanz, bei" derenΓ Ausdehnung infolge ^:- einer

Wärmeeinwirkung auf das Betätigungselement,aer.Betätigungsstößel über ..das untere Ende des Stopfens in der "Bohrung der 5¹Uh--■rungsbuchse auswärts bewegbar ist. _

Gemäß einer bevorzugten, .. Ausführung der Erfindung ..erweitert sich der Dichtungsstopfen an beiden Enden, die konvexe Endflächen

haben und mit ;. der Innenwandung der Führungsbuchse

jeweils stumpfe Winkel bilden, so daß ..._.. der Dichtung ε st op- · fen _.... in der Bohrung der Buchse gut gleitbeweglich xm^rl dadurch länger haltbar ist.

Nach ■ einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung sicBTamäußeren Ende der metallischen Füjirungsbuchse eine den in der Bohrung beweglichen Betätigungsstößel umschließende einstückige Miniatur-Dichtungspackung, die insbesoMeref'als Lippendichtung ausgebildet und von einer\ Ausnehmung zur Aufnahme von Schmiermittel angeordnet sein kann. Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Darin zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen temperaturabhängigen Betätigungselements vor "einer Erwärmung»

Fig. 2 eine Schnittansieht des Betätigungselementο nach Fig. 1 in erwärmtem Zustand,

ORIGINAL INSPECTED

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Fig. 3 eine Schnittansieht einer Dichtungspackung,

Fig, 4, 5 und 6 die aufeinanderfolgenden Schritte beim

Anbringen der Dichtungspackung am äußeren .offenen . Ende der Führungsbuchse,

Fig. 7 eine Seitenansicht eines aus Gummi oder einem ähnlichen Werkstoff gefertigten Dichtungsstopfens,

B¹Xg. 8.eine -Schnittansicht zur Darstellung der Verteilung des Anlagedrucks des in Fig. 7 gezeigten Stopfens an der Wandung der Führungsbuchse,

Fig. 9 die Kennlinie einer Betätigungseinrichtung mit Flüssigkeitsfüllung und

Fig. 10 die Kennlinie einer Betätigungseinrichtung mit Wachsfüllung.

Das in Fig. 1 gezeigte Betätigungselement hat ein Gehäuse mit einem erweiterten Kopfteil 12. In das Gehäuse 10 ist eine aus Metall gefertigte Führungsbuchse 13 eingesetzt und abdichtend eingebördelt. Die Führungsbuchse 13 ist von einer Axialbohrung durchsetzt. In die zentrale Axialbohrung der Führungsbuchse 13 ist ein aus Gummi oder einem . ähnlichen Werkstoff gefertigter Dichtungsstopfen 14 einge~ führt. Eine zwischen dem wärmeleitfähigen Gehäuse 10 und der Führungsbuchse 13 gebildete Kammer ist mit einer unter Wärmeeinwirkung ausdehnungsfähigen Substanz 15 gefüllt.

In der Axialbohrung der Führungsbuchse 13 ist ein Betätigungsstößel 16 geführt. Bei Ausdehnung der Substanz 15 un-.ter Wärmeeinwirkung verschiebt sie den in enger Anlage an der Innenwandung der IPührungsbuchse 13 befindlichen .Dichtungsstopfen 14 und über/'diesen den Betätigungsstößel 16 gegen die Belastung 17 einer Feder in der Bohrung auswärts.

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Zwischen''dom Dichtungcctopfon '1'J- und dem inneren Ende <i^c Betk^;igur>gs?tößelß 16 r-itat cine auf- verschJ. eißf esters V/■>.-:. cL-· plastikmöberial gebildete roibungsiflindcrnde Scheibe Io ♦

Iu einer- ringförmigen Ausnehmung 21 im äußeren offenen Ende der Pührungsbuchro Ί3 ir,t eine Hiniatui-Diolituiu.:;¹?- packung; 20 einge s et >-,t uud durch 'Jk bördeln der au frech -j stehenden dünnen Wandung der Buchse 13 in abdichtender Stellung gesichert,, Die ciy/'-^.-lnen Schritte beim Anbr-inp;-;^:--n der Bichtungspackung 20 im off en:?:;. linde der Führungnbuchc-c 13 sind in Pig. ^ζί· bis 6 £^G"°ib^< ßi'"- ^ichtunjspGc]r.u:ag weist zwei Innenränder 23 und '2k aaf, von denen der eiuio Rand 23 das Eindringen von Fremdstoffen in das Element und der andere Rand 24 den Austritt von Schmierstoff verhindert. Eine unterhalb der DichtungiBpackung 20 gebildete Ausnehmung 25 dient der Aufnahme von öchmierirtoff zum Schmieren der gleitenden Teile bei der Bewegung .des Beth« tigungsstößels 16 in der erforder.lichen Menge.

Der Dichtungsstopfen 14· aus Gummi oder einem ähnlichen Werkstoff erweitert sich in entspanntem Zustand nach beiden Enden hin (Fig_P 7)· Durch seine Druck ^spannung ist er dauernd in abdichtender Anlage a.n der InnenwandvmS der metallischen Führungsbuchse I3 geführt. Wie man aus Fig. 8 erkennt, erreicht der Anlagedruck ρ seinen Höchstwert an den Stellen, an denen der Dichtungsstopfen 14 mit der wärmedehnungsfähigen Substanz Vj und. dem inneren Ende des Betätigungsstößels 16 in Berührung steht. Daraus ergibt sich an diesen Stellen eine hermetische Abdichtung zwischen dem Dichtungsstopfen 14 und der Innenvandung der Führungsbuchse 13.

Der Dichtungsstopfen 14 weist zwei konvexe Stirnflächen auf, co daß sich tv/j sehen ihn on und dp;* Innen wemlunf der· Führungr.buchse 1* jeweils sUimpfo B^iühiun^swi n.k*?l a ergeben (Fig.8), Bei der Hin- und Jlcfbcwogm·»:'; dos Dj eh-tungsstopfens 14 bewirkt der r-bui!ip.iV iVruhivngi-w.-inko!¹.

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-¹ 5 .-

einen leichten Gang des Stopfens und verlängert damit
seine Lebensdauer.

Temperaturabhängige Betätigungselemente lassen sich aufgrund ihrer Wirkungsweise allgemein in zwei Klassen einteilen, nämlich in solche mit kurzem Hub des Betätigungs- "" stößeis über einen großen Temperaturbereich und in solche mit langem Hub des Betätigungsstößels in entsprechend engem Temperaturbereich. Nach der Erfindung wird bei der ersten Art eine unter Wärmeeinwirkung ausdehnungsfähige Flü,ssigkeit und bei der zweiten Art Wachs oder ein diesem .ähnlicher Stoff als Ausdehnungsmedium benutzt.

Bei einem Betätigungselement mit Flüssigkeitsfüllung bewirkt die Erwärmung des Elements das Ausdehnen der Flüssigkeit unter Druckbelastung des Dichtungsstopfens 14 an seinem unteren Ende. Dadurch schiebt der Stopfen 14 den Betätigungs-• stößel 16 gegen die Federkraft 17 in der Führungsbuchse auswärts.

Der an der Berührungsflächen zwischen dem Stopfen 14 und
der Innenwand der Fü-hrungsbuchse 13 vorhandene Anlagedruck wird durch den Druck der sich ausdehnenden Flüssigkeit zusätzlich verstärkt, so daß sich ein hoher Anlagedruck P ergibt und keine Flüssigkeit zwischen dem Dichtungsstopfen 14 und der Innenwand der Buchse 13 austreten Kann.

Sinkt die Umgebungstemperatur wieder ab, so verringert sich auch die Temperatur der FlussigkeitGfüllung und damit ihr Volumen, so daß der Betätigungsstößel 16 durch die Federbelactung 17 wieder in der Führungsbuchse 13 zurückgeschoben wird.

Bei f;olchOn Tempernturändej-urj^on bewegt eich der Lrennenu.

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zwischen der Flüssigkeit 15 und dem Bot-ätigungestöDol •sitzende Dichi>ungsstoT.)i'eri 14 in der Axialbohrung ner Bnehr 13 hin und her, Dabei behält er unabhängig von der Länge des Hubs seine unter der Anlagespannung angenommene aylindrische Form, Die konvexem Stirnflächen dec Di ch tu ng.S--stopfens 14 bilden dabei mit der Innenv.'undung der Buchse '> einen stumpfen Winkel nrjl erleichtern damit die Hin- und TI bewegung des Stopfens in der Buchse.'

Wie man aus Fig. 9 ersieht, ist diese Art des Betätigungselement s in einem Temperaturbereich zwischen -40 C und 80 ⁰C verwendbar. Die durch die Kennlienie dargestellte Beziehung zwischen der Temperatur und dem Hub des Betätigungsstößels zeigt, daß die Temperatur dem Hub direkt proportional ist.

Bei temperaturabhängige!) Betätigungselementen mit einer Füllung aus V/achε oder einer diesem ähnlichen Substanz wird die große Volumenänderung solcher Stoffe beim durch Erwärmen bewirkten Übergang vom festen in den flüssigen Zustand ausgenützt.

Abgesehen von der Verwendung von Wachs oder einer wachsähnlichen Substanz anstelle von Flüssigkeit hat ein solches Betätigungselement die gleiche Wirkungsweise wie ein mit Flüssigkeit gefülltes. Die in Fig. 10 gezeigte Kennlinie eines Elements mit Wachsfüllung stellt die Beziehung zwischen der Temperatur und dem Hub des Betatigimgsstößels dar.

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Claims (6)

1. Patentansprüche

   Η·) Temperaturabhängiges Betätigungselement, gekennzeichnet durch ein wärmeleitfähiges Gehäuse (10, '·*· durch eine "unter Bildung einer ringförmigen Kammer fest in das Gehäuse eingesetzt, von einer Axialbohrung durchsetzte metallische Führungsbuchse (13), durch einen gleitend in der Axialbohrung geführten Betätigungsstößel (16), durch einen mit einer Seite in 'Anlage an einem Ende des Betätigungsstößels in der Bohrung ge- . führten, zumindest mit seinen beiden Enden eine flüssigkeitsdichte Abdichtung der Führungsbuchse (13) bildenden Dichtungsstopfen (1A-) und durch eine in der ringförmigen Kammer eingeschlossene, an den Stopfen hinanreichende unter Wärmeeinwirkung ausdehnungsfähige Substanz (15)» wobei deren Ausdehnung infolge einer Wärmeeinwirkung auf das Betätigungselement der Betätigungsstößel (16) über das untere Ende des Dichtungsstopfens (1A-) in der Bohrung der Führungsbuchse auswärtsbewegbar ist.
2. 2. Betätigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsstopfen (14) sich an beiden Enden erweitert und konvexe Endflächen hat» die mit der Innenwand der Führungsbuchse (13) jeweils stumpfe Winkel (a) bilden, so daß der Dichtungsstopfen (14-) in der Bohrung der Buchse (13) gut gleitbeweglich und dadurch länger haltbar ist.
3. 3. Betätigungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g ekennzeich.net, daß zwischen dem Betätigungsstößel (16) und dem Dichtungsstopfen (14) in der Führungsbuchse (13) eine insbesondere aus verschleißfestem Weichioinstntof f bestehend reibunccraindernde Scheibe (18) angeordnet ist.

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4. 4. Betätigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch .gekennz ei chnet, daß im äußeren Ende der die metallische Führungsbuchse (13) durchsetzenden Bohrung eine den Betätigungsstößel (16) umschließende .einstückige Hiniatur-Dichtungspackung (20) „ ^ angeordnet ist.
5. 5* Betätigungselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im . Bereich der Miniatur-Dichtungspackung (20) «ine 'ring- "" förmige Ausnehmung (25) für die Aufnahme von' Schmierstoff zum Schmieren der gleitenden Teile bei der Hin- und Herbewegung des Betätigungsstößels (16_t) gebildet ist.
6. 6. Betätigungselement nach Anspruch 4 oder 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Miniatur-Dichtungspackung (20) Lippen (23,24) aufweist, die ein Eindringen von Fremdstoffen in das Betätigungselement und ein Austreten seiner Eigenstoffe wie Schmiermittel und Ausdehnungsmedium verbinden und mit Anlageflächen (27i28) am Betätigungsstößel (16) abdichtend anliegen.

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