DE2420213A1

DE2420213A1 - Stellantrieb, insbesondere fuer eine thermostatisch gesteuerte ventilspindel

Info

Publication number: DE2420213A1
Application number: DE2420213A
Authority: DE
Inventors: Bernhard W Braukmann; Rudolf Vollmer
Original assignee: BRAUKMANN ARMATUREN AG ROTHRIST (SCHWEIZ); Braukmann Armaturen AG
Current assignee: Honeywell Braukmann GmbH
Priority date: 1974-04-26
Filing date: 1974-04-26
Publication date: 1975-11-06
Also published as: IT1037642B; NL158273B; FR2269141A1; FR2269141B1; DE2420213C2; GB1498161A; US4000848A; NL7504839A; BE828401A; CH587536A5

Description

Patentanwalt DIPL.-ING.BERTHOLD SCHMID STUTTGART 1 ■ FALBENHENNENSTRAS SE 17 · FERNSPRECHER (0711) 608893

UNSER ZEICHEN

11 25¹» D/wi

Braukmann Armaturen AQ

Rothrist/Schweiz
Bahnweg 2

Stellantrieb, insbesondere für eine thermostatisch gesteuerte Ventilspindel

Die Erfindung bezieht sich auf einen Stellantrieb für ein thermostatisch gesteuertes Versehiebeglied, insbesondere eine Spindel eines Heizungsventils, mit einem schwenkbaren, federbeaufschlagten, ein Reglerelement, vorzugsweise ein Dehnstoffelement tragenden Betätigungshebel, wobei das Arbeitsglied des Reglerelements ortsfest und das Verschiebe· glied am Betätigungshebel abgestützt sind. Bei sogenannten Zonenventilen von Heizungsanlagen sind Stellantriebe dieser Art bereits bekannt. Als Reglerelement wird dabei ein

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thermostatisches Dehnstoffelement verwendet, welches am Betätigungshebel befestigt ist. Je nach Abstand des Re/^lerelements von der Schwenkachse des Betätigungshebels und maximalen Schwenkwinkel des letzteren, nimmt das Dehnstoffeleiiierit in der extremen Versehwenklage eine starke Sehrägstellun^ gegenüber der Längsachse der Ventilspindel bzw. den abstützenden (leh^useboden des Stellantriebs ein. Hierdurch treten starke Seitenkräfte auf, welches sich über den Stössel des Dehnstoffelements auf dessen Inneres übertragen und dabei die Führung des Stössel beschädigen oder zumindest erhöhte Stösselreibunß erzeugen. Außerdem wird der Stöpsel an seinem Kopfteil stark beansprucht und abgenutzt. Beides beeinflußt In Dauerbetrieb sowohl die Verstellgenauigkeit als auch die Lebensdauer des Stellantriebs.

Demzufolge liegt die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen Stellantrieb der genannten Gattung zu schaffen, bei dem ohne Verringerung des Betätigungshebel-Sehwenkwinkels eine verringerte Belastung des Regierelements und damit erhöhte Lebensdauer erreicht wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Stellantrieb der eingangs beschriebenen Art erfindungsgeBiäß vorgeschlagen, daß das Reglerelement schwenkbar am Betätigungshebel gelagert ist. Die schwenkbare Lagerung kann so ausgelebt werden, daß das Reglerelement eelbsteinstellend, jeweils

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die günstigste Lage einnimmt und damit die unerwünschte SehrSgstellung seines Arbeitselements unterbleibt oder jsumindest stark reduziert wird. Zur Vermeidung einer unnötig starken Relativyerschwenkung zwischen Reglerelement und Betätigungselement wird gem&ß einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgeschlagen, daß die Schwenkbewegung des Reglerelements durch mindestens einen Anschlag begrenzt ist· Eine andere Ausgestaltung der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß das Reglerelement an einem schwenkbar am Betätigungshebel gelagerten Halter, insbesondere einer Schwenkplatte befestigt ist. Diese Konstruktion ermöglicht nicht nur das Auswechseln des Reglerelements, sondern auch die Verwendung verschiedenartigster Reglerelemente,

Die Schwenkplatte besitzt vorzugsweise zwei etwa parallel zur Schwenkachse des Betätigungshebels verlaufende Lagerglieder, insbesondere Lagerzapfen, die in zugeordneten Lagerschalen des Betätigungshebels gelagert sind, d. h» das Reglerelement ist in derselben Ebene verschwenkbar wie der Betätigungshebel oder in einer dazu etwa parallelen Eben·«

Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die Lagerschalen des Betätigungshebels als sogenannte Halbschalen ausgebildet und die Lagerzapfen durch die Kraft der Belastungsfeder des Betätigungehebels in die Halbschalen gedrückt sind.

Pur den notwendigen Halt der Lagerzapfen in den offenen Lager-

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schalen sorgt selbstverständlich auch die der Federkraft entgegenwirkende Kraft des Reglerelements, also beispielsweise die Druckkraft des Dehnstoffs im Innern den Dehnstoffelements. Zwischen diesen beiden Kräften herrscht bekanntlich ein Gleichgewicht, so lange eich die Regelgröße, also beispielsweise die Umgebungstemperatur des Reglerelements oder auch die Andrückkraft des Verschiebeglieds nicht Sndern·

In der Zeichnung sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung näher erläutert und die eich hieraus ergebenden Wirkungen und Vorteile aufgeführt.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Hierbei stellen dar:

Fig. 1 einen vertikalen Längsmittelschnitt durch den erfindungsgemäßen Stellantrieb,

Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie II - II der Fig. 1, Pig· 3 einen Schnitt gemäß der Linie III - III der Fig.

Der Betätigungshebel 1 ist schwenkbar im Gehäuse 2 des Stellantriebs gelagert· Er besitzt su diesem Zwecke zwei nach unten ragende Lagerlappen 3» durch welche die in entsprechenden Lagerbohrungen des Gehäuses 2 steckende Lagerachse k hindurchragt. Er ist als zweiarmiger Hebel ausgebildet, wobei der eine Hebelarm 5 zur Abstützung einer Belastungsfeder 6 dient,

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deren unteres Ende am Boden 7 des Stellantriebgehäuses 2 anliegt. Das obere Ende der Belastungsfeder 6 ist in einer topfförmigen Ausprägung 8 gehalten. Der andere Hebelarm 9 des Betätigungshebels 1 ist an seinem freien Ende gegabelt, wobei zwischen den beiden Gabelzinken Io und 11 eine Schwenkplatte 12 gelegen ist· Diese besitzt eine zentrische Bohrung 13» durch welche ein Dehnstoffregler oder -element 14 hindurchgeschoben ist* Dessen Gehäuse besitzt einen unterhalb der Schwenkplatte 12 gelegenen Wulst 15 und an seinem anderen Ende eine Ringnut 16. Der Wulst 15 stützt das Dehnstoffelement von unten her ab, während die obere Abstützung von einem Befestigung3ring 17 übernommen wird, welchen ein in die Ringnut 16 eingelassener Sprengring 18 festhält. Der Befestigungsring 17 stellt gleichzeitig eine Beheizungaeinrichtung für das Dehnstoffelement 14 dar, d. h. er kann zu diesem Zwecke mit einer elektrischen Heizwicklung oder dgl. versehen sein. Das Arbeitsglied 19 des Dehnstoffelements 14 ragt nach unten heraus und ist in einer sich konisch verengenden, am inneren Ende hohlkugelförmig ausgebildeten Ausnehmung 2o des Gehäusebodens 7 abgestützt.

Durch die Kraft der Belastungsfeder 6 einerseits und den Druck im Inneren des Dehnstoffelements 14 andererseits werden die beiden seitlich an die Schwenkplatte 12 angeformten und geringfügig nach unten abgekröpften Lagerzapfen 21 in die als Halbschalen 22 ausgebildeten, an den Gabelzinken

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-βίο, 11 angebrachten Lager gedrückt. Die Gabelzinken sind zu diesem Zwecke nach unten abgewinkelt.

Der Betätigungshebel 1 trägt im Bereich seiner Lagerlappen 3 einen Schalter 23» dessen Betätigungsorgan 2k beim Verschwenken des Betätigungshebels gegen einen festen Ansehlag bzw. von diesen weg bewegbar ist. Außerdem ist mit dem Gabelzinken 11 ein weiterer Schalter 25 fest verbunden, der ebenfalls bei der Verschwenkbewegung des Betätigungshebels 1 geschaltet werden kann. Der Schalter liegt im Stromkreis der Heizung des Befestigungsrings 17» während der weitere Schalter 25 für andere Schaltzwecke ausgenutzt werden kann, beispielsweise sum Ein- und Ausschalten einer Pumpe der Heizungsanlage, welche das mit dem erfindungsgemäßen Stellantrieb zu versehende Heizungsventil aufweist.

Zwischen der Lagerachse 4 des Betätigungshebels 1 und dem Dehnstoffelement 14 liegt an der Unterseite des Betätigungshebels 1 die Kuppe oder Schneide eines Betätigungsbolzens an. Er ist in einer an den Boden 7 angeformten Hülse 27 auf und ab verschiebbar, wobei im Zwischenraum 28 zwischen beiden noch eine Spiraldruckfeder eingesetzt werden kann* Mit dem nach unten weisenden Ende des Betätigungsbolzens 28 ist das obere Ende des Verschiebeglieds bzw. einer Spindel eines Heizungsventils oder sonstigen Absperrorgans kuppelbar. Beide

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können auch lose aneinander anliegen. Der nach unten ragende rohrförmige Ansatz 29 des Gehäuses 1 kann auf das Ventil aufgesetzt werden, wobei die Verbindung zwischen beiden mittels einer Überwurfmutter 3o hergestellt wird.

An der rechten Seite des Gehäuses 1 bzw. des abnehmbaren Gehäusedeckels 31 befindet sieh ein Drehknopf 32. Er ist über eine im Gehäuse drehbar gelagerte Welle 33 mit einem Hubexzenter 3M verbunden. Diese Teile können auch einstückig gefertigt sein. Der Hubexzenter 3*f dient zum manuellen Hochschwenken des in Pig· I rechten Hebelarms des Betätigungshebels 1, wodurch letzterer im Gegenuhrzeigersinne verschwenkt wird. Man erreicht dadurch eine Anhebung bzw. Entlastung des Verschiebeglieds oder der Ventilspindel.

Die Schwenkplatte 12 befindet sich wie gesagt zwischen den beiden Gabelzinken Io und 11. Ihr gegen die Lagerlappen 3 weisendes Ende ist zweimal gegenläufig nach oben abgekröpft, wobei sich das freie Ende oberhalb des Betätigungshebels 1 befindet. Es bildet einen Anschlag 35, der mit der zugekehrten nach oben weisenden Fläche des Schwenkhebels 1 zusammenwirkt, welche eine Ansehlagfläche 36 bildet. Da die Längsmittelachse des Arbeite· glieds 19 senkrecht auf der mittleren Verbindungslinie der

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beiden Lagerzapfen 21 und 22 steht, richtet sich das Dehnstoff element 14 mit seiner Schwenkplatte 12 gegenüber dem Betätigungshebel 1 in jeder Verschwenklage desselben automatisch aus. Die Verschvrenkbewegung ist lediglich durch den Anschlag 35» 36 oder gegebenenfalls einen in anderer Drehrichtung des Dehnstoffelements wirksamen weiteren Anschlag begrenzt« Die Lagerzapfen 21 besitzen keinen kreisrunden Querschnitt, vielmehr ist beim Ausführungsbeispiel ein kreisringabschnittförmiger Querschnitt vorgesehen. Aufgrund der schwenkbar gelagerten Anbringung des Dehnstoffelements bzw« allgemein gesprochen, des Reglerelements am Betätigungshebel 1 erreicht man beim Hochschwenken des rechten Hebelarms 9 eine zumindest verringerte Schrägeteilung des Reglerelements bzw. des Arbeitsglieds und damit geringere Seitenkräfte und höhere Lebensdauer. Dazu trägt selbstverständlich auch die ballige Ausbildung des freien Arbeitsglledendes und die entsprechend gestaltete Ausnehmung 2o sur Abstützung desselben bei.

Die Belastungsfeder kann auch als Zugfeder ausgebildet sein, wobei sie dann an der Oberseite des Betätigungshebels 1 anzugreifen hätte. Bei einen einarmigen Hebel müßte die Druckfeder an der Oberseite des rechten Hebelarms 9 einliegen, während eine Zugfeder unten am anderen Hebelarm einzuhängen wäre.

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Claims

Ansprüche

Stellantrieb für ein thermostatisch gesteuertes Vorschubglied, insbesondere eine Spindel eines Heizungsventils, mit einem schwenkbaren, federbeaufschlagten, ein Reglerelement, vorzugsweise ein Dehnstoffelement tragenden Betätigungshebel, wobei das Arbeitsglied des Reglerelements ortsfest und das Verschiebeglied am Betätigungshebel abgestützt sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Reglerelement schwenkbar am Betätigungshebel (1) gelagert ist.

2. Stellantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkbewegung des Reglerelements (14) durch mindestens einen Anschlag (35) begrenzt ist.

3· Stellantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Reglerelement (14) an einem schwenkbar am Betätigungshebel (1) gelagerten Halter, insbesondere einer Schwenkplatte (12) befestigt ist.

4. Stellantrieb nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkplatte (12) zwei etwa parallel zur Schwenkachse (4) des Betätigungshebels (1) verlaufende Lagerglieder insbesondere Lagerzapfen (21) besitzt, die in zugeordneten Lagerschalen (22) des Betätigungshebels (1) gelagert sind.

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- Io -

5. Stellantrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerschalen des Betätigungshebels (1) als sogenannte Halbschalen (22) ausgebildet und die Lagerzapfen (21) durch die Kraft der Belastungsfeder (6) des Betätigungshebels

(1) in die Halbschalen gedrückt sind.

6. Stellantrieb nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet» daß die Schwenkplatte (12) zwischen den Gabelzinken (lo, 11) eines gabelförmigen Betätigungshebelendes angeordnet ist, wobei die Gabelzinken die Schwenklager (22) aufweisen·

7. Stellantrieb nach Anspruch 2 und einem oder mehreren der Ansprüche 3 bi3 6» dadurch gekennzeichnet, daß ein Ansatz oder dgl. der Schwenkplatte (12) als Sehwenkanschlag (35) ausgebildet ist, der mit einer Anschlagfläche (36) oder -kante des Betätigungshebels (1) zusammenwirkt.

8. Stellantrieb nach Anspruch 6 und 7» dadurch gekennzeichnet, daß das entgegen den freien Gabelzinkenenden weisende Ende der Schwenkplatte (12) zur Bildung eines Schwenkanschlags (35) zweimal gegenläufig umgebogen ist, wobei die entgegen dem Arbeitsglied (19) des Reglerelements (14) weisende Fläche des Schwenkhebels (1) als Anschlagfläche (3β) dient.

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9· Stellantrieb nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Reglerelement (Ik) die Schwenkplatte (12) durchsetzt und die Mittelachse seines Arbeitsglieds (19), insbesondere Arbeitskolbens, die Verbindungslinie der Lagerglieder bzw. -zapfen (21) kreuzt, vorzugsweise senkrecht dazu verläuft,

Io· Stellantrieb nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse des Reglerelements (lh) einen Befestigungsbund, Wulst (15) oder dgl. aufweist, der an der einen Fläche der Schwenkplatte (12) anliegt, während an der gegenüberliegenden Schwenkplattenfläche ein über das Reglerelementgehäuse geschobener Befestigungsring (17) angedrückt ist, der insbesondere durch einen Sprengring (18) oder dgl. gehalten ist.

11· Stellantrieb nach einen oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Reglerelement (IH) mit einer Heiseinrichtung versehen ist·

12· Stellantrieb nach Anspruch Io und 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungsring (17) eine elektrische Heizwicklung oder dgl, besitzt.

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13. Stellantrieb nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkhebel (1) wenigstens einen elektrischen Schalter (23) der Heizwicklung trögt, welcher mit einem ortsfesten Schaltglied zusammenwirkt oder daß der Schwenkhebel (1) als Betätigungsorgan für einen ortsfest angebrachten Schalter der Heizwicklung ausgebildet ist.

HU Stellantrieb nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkhebel (1) mittels einer Hilfsvorrichtung, insbesondere einem von Hand betätigbaren Hubexzenter (3Ό versehwenkbar ist.

15. Stellantrieb nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkhebel (1) als doppelarmiger Hebel ausgebildet ist, wobei am einen Hebelarm (5) die Belastungsfeder (6), insbesondere eine Schraubendruckfeder angreift, während der andere Hebelarm (9) das Reglereleaent (IM) trägt und als Betätigungsorgan für das Verschiebeglied (26) ausgebildet ist.

16, Stellantrieb nach Anspruch 15# dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Verschiebeglied bzw. Ventilspindel und Schwenkhebel (1) ein in einem Gehäuse (2) des Stellantriebs verschiebbarer Betätigungsbolzen (26) geschaltet ist.

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