DE2649978C2 - Thermomotor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Thermomotor mit einem Gehäuse, das eine Druckkammer begrenzt, die ein durch Wärme ausdehnbares Material enthält, das durch ein elektrisches Heizelement aufheizbar ist, sowie mit einem im Gehäuse hin- ued herbt geglichen Kolben, der mit einem ersten Abschni't eine am einen Ende der Druckkammer vorgesehene Bohne j des Gehäuses mit einer darin angeordneten, an die Druckkammer angrenzenden Dichtung durchsetzt und in die Druckkammer eingreift, und der mit einem zweiten aus dem Gehäuse vorstehenden Abschnitt an einem zu betätigenden Element angreift, wobei der maximale Arbeitshub des Kolbens durch einen im Stromkreis des Heizelementes liegenden Grenzschalter begrenzt ist.

Ein derartiger Thermomotor ist bekannt (US-PJ 31 66 892 oder US-PS 30 29 595). Üblicherweise wird ein derartiger Thermomotor als temperaturgesteuertes Verstellglied verwendet. Normalerweise begrenzt der Grenzschalter den maximalen Arbeitshub. Fällt hingegen der Grenzschalter aus irgendwelchen Gründen aus. wird der Kolben solange aus der Druckkammer ausgetrieben, solange in der Druckkammer keine Druckentlastung stattfindet. Arbeitet nun der Kolben gegen einen bestimmten Widerstand, kann es in einem solchen Fall geschehen, daß der Kolben mit großer Kraft schlagartig aus der Druckkammer ausgetrieben wird. Dies kann mit entsprechenden Zerstörungen oder Gefährdungen von Personen einhergehen.

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Thermomotor der angegebenen Art dahingehend zu verbessern, daß bei Überschreiten eines vorgegebenen maximalen Arbeitshubes des Kolbens automatisch eine Druckentlastung in der Druckkammer eintritt.

Diese Aufgabe wird bei einem Thermomotor der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der erste Kolbenabschnitt einen sich axial erstreckenden, gegenüber dem Kolbendurchmesser radial zurückliegenden Umfangsabschnitt aufweist, der bei Überschreiten des maximalen Arbeitshubes im Bereich der Dichtung einen Entlastungsdurchgang für die Druckkammer herstellt.

Beim erfindungsgemäßen Thermomotor ist bei Erreichen des maximalen Arbeitshubes ein Auslaß für die Druckkammer geschaffen, welche sonst normalerweise mit Hilfe der um den Kolben herum angeordneten Dichtung verschlossen ist Ein derartiger Auslaß oder Durchgang sichert eine automatische Druckentlastung in der Druckkammer, wenn der Kolben seinen maximalen Arbeitshub erreicht hat Auf die·-·; Weise wird in jedem FaJl verhindert, daß infolge zu großen Druckaufbaus in der Druckkammer der Kolben geschoßartig ausgetrieben werden kann.

Der radial zurückliegende Umfangsabschnitt kann z. B. von einer Nut oder einer Abflachung gebildet sein.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher beschrieben.

Die einzige Figur zeigt das Grundprinzip eines Thermomotors nach der Erfindung im Schnitt

Ein Thermomotor 1 ist einer aus einem Gebläse und einer Kältemittelschlange 3 bestehenden Einheit zugeordnet, die eine bewegliche Drosselklappenanordnung 5 aufweist Die Drosselklappenanordnung besitzt eine Drosselklappe 7, die zwischen wahlweisen Stellungen beweglich ist, um den Luftstrom über eine Kältemittelschlange zu steuern. Die Drosselklappe 7 ist an einer drehbaren Welle 9 befestigt Die Welle 9 wird durch einen Heb*?¹. 11 gedreht der mittels einer Mutter-Schraubenanordnung 13 auf der Welle 9 festgeklemmt ist Der Hebel 11 wird durch eine Feder 15 im Gegenuhrzeigersinn belastet wobei ein Ende der Feder am Hebel 21 eingehakt und das andere Ende durch eine Mutter-Schraubenanordnung 17 gehalten ist

Der Thermomotor 1 dient dazu, die Drosselklappe 7 im Uhrzeigersinne gegen die Kraft der Feder 15 zu drehen. Der Thermomotor 1 weist einen Kolben 19 auf, der aufwärts getrieben wird, wenn der Motor betätigt wird. Ein Stößel 21 ist in der Bewegungsbahn des Kolbens 19 angeordnet, der am Hebel 11 angreift, wenn der Kolben 19 aufwärts bewegt wird. Der Motor ist an einem StOtzjoch 23 festgeschraubt, üas seinerseits an einem Stützkonsol 25 befestigt ist Das Stützkonsol 25 ist an einer nicht dargestellten Wand der Gebläse-Kältemittelschlangeneinheit festgeschraubt

Ein Lagerbauteil 27 ist zwischen dem Thermomotor 1 und dem Hebel 11 am Stützkonsol befestigt. Das Lagerbauteil 27 weist zwei parallele horizontale Schenkel 29 und 31 auf, die sich in der Ebene der Zeichnung erstrecken. Die Schenkel 29 und 31 sind mit fluchtenden runden Löchern versehen, in denen zylinderische Kunststofflager 33,35 koaxial angeordnet sind. Die Lager nehmen den Stößel 21 gleitend auf. Der Stößel 21 ist koaxial zum Kolben 19 angeordnet und mit diesem bewegbar. Eine runde Federstützplatte 37 ist am Stößel 21 befestigt wobei die dem Kolben 19 zugekehrte Stirnfläche der Stützplatte 37 flach ausgebildet und senkrecht zur Achse des Stößels 21 angeordnet ist. Das gegenüberliegende Ende 39 des Stößels 21 ist gerundet und greift gleitend an einer Fläche 41 des Hebels 11 an.

Zwischen dem Schenkel 31 des Lagerbauteils 27 und der Federstützplatte 37 ist eine Schraubendruckfeder 43 angeordnet, die vom Stößel 21 gehalten wird, der sich entlang der Achse der Feder durch dieselbe erstreckt. Die Eigenschaften des Thermomotors 1 und der Feder 43 sind derart, daß wenn sich der Kolben 19 in Ansprache auf die Erregung des Thermomotors wie nachfolgend noch zu beschreiben ist, aufwärts bewegt, die Kraft ausreicht, um die Feder 43 zusammenzudrük-

ken. Wenn jedoch der Thermomolor entregt wird, reicht die Kraft der Feder 43 aus, um den Kolben abwärts in dab Gehäuse des Thermomotors zu drücken.

Die den Hebel 11 im Gegenuhrzeigersinne beaufschlagende Feder 15 hat eine ausreichende Kraft, um den Hebel 11 im Gegenuhrzeigersinne zu drehen, wenn der Thermomotor 1 entregt wird. Die Feder 15 ist jedoch nicht stark genug, um die Drehung im Uhrzeigersinne des Hebels 11 zu verhindern, wenn der Kolben 19 in Ansprache auf die Betätigung des Thermomotors 1 aufwärts gedrückt wird.

Der Thermomotor 1 weist ein Hochdruckgehäuse 45 auf, das einen zylindrischen Querschnitt hat und an einem Ende durch einen Lagerblock 47 verschlossen ist, der mit einem Außengewinde 49 in ein ein Innengewinde aufweisendes Hülsenteil 51 des Gehäuses 45 eingeschraubt ist. Das gegenüberliegende Ende des Gehäuses 45 ist durch eine einteilig mit dem Gehäuse ausgebildete Wand 53 verschlossen, in der Elektroden 55 angeordnet sind. Elektrische Leitungen 57 durchgreifen öffnungen in einer Endhülse 59, die in das Gehäuse 45 eingeformt ist.

Der Kolben 19 ist in einem Lager 6i des Lagerbioeks 47 angeordnet, wobei das Kolbenende sich in eine Hochdruckkammer 63 des Gehäuses 45 erstrsckt Die Druckkammer 63 enthält ein elektrisches Heizelement 65 und ist vollständig mit einem Material, beispielsweise Paraffin oder einem anderen geeigneten ausdehnbaren und zusammenziehbaren Material gefüllt, das den Kolben 19 bei einer thermischen Ausdehnung betätigt. Gehäuse 45, Lagerblock 47 und Lager 61 sind aus Messing.

Der Kolben 19 weist einen Abschnitt 67 mit kleinerem Durchmesser auf, der einteilig mit einem Abschnitt 69 größeren Durchmessers verbunden ist Der Kolbenabschnitt 67 ist mit einer Nut 87 versehen.

Di:r Lagerblock 47 hat eine zylindrische Bohrung 73, entlang deren Achse sich der Kolben 19 bewegt. Der im Durchmesser größere Kolbenabschnitt 69 hat einen Gleitsitz in der Bohrung 73.

Eine Dichtung 75 ist im offenen Ende der Druckkammer 63 zwischen den aneinander angreifenden Flächen des Gehäuses 45 und des Lagerblocks 47 eingeschlossen. Die Dichtung 75 hat eine Bohrung 77, in de,- mit engem Gleitsitz die zylindrische Fläche des Kolbenabschnitts 67 aufgenommen ist. Die Dichtung 75 hält das Paraffin in der Druckkammer 63 zurück. Die Nut 87 befindet sich in der Bohrung 77 der Dichtung 75, wenn sich der Kolben 19 über seinen maximalen Arbeitshub hinaus bewegt. Die Nut 87 unterbricht die Flüssigkeitsdichtung zwischen dem Kolben 19 und der Dichtung 75 und entlastet den Druck in der Druckkammer 63.

Die Betätigung der Drosselklappe 7 wird vorzugsweise durch einen nicht dargestellten Thermostaten gesteuert, der elektrisch mit dem Thermomotor 1 verbunden ist, um die Erregung des Heizelementes 65 zu steuern. Die Drosselklappe 7 ist der Kältemittelschlange zugeordnet, um den Luftstrom darüber hinweg zu leiten, so daß die Drosselklappe den Luftstrom über die Schlange blockiert, wenn die Raumtemperatur unter dem eingestellten Wert des Thermostaten ist und gestattet einen Luftstrom über die Schlange, wenn sich die Zimmertemperatur über dem eingestellten Wert befindet. Wenn der Thermostat eine Temperatur unter dem eingestellten Wert feststellt, wird ein geeigneter Schalter geschlossen, um das Heizelemem 65 zu erregen. Das Material in der Druckkammer 63 dehnt sich bei der Erwärmung aus und übt einen hohen Druck auf den Boden 85 des Kolbenabschnitts 67 aus, der in die Hochdruckkammer 63 eingreift, wie in der Zeichnung gestrichelt dargestellt ist. Der auf den Kolben 19 ausgeübte Druck treibt ihn aufwärts und drückt den Stößel 21 gegen den Hebel 11. Die Kraft des Kolbens 19 reicht aus, um die Gegenkräfte der Federn 15 und 43 zu überwinden, wobei der Stöße! 21 den Hebe! 11 und die Drosselklappe 7 im Uhrzeigersinne dreht.

Um den Hub des Kolbens 19 zu begrenzen, ist am Stützkonsol 25 ein Grenzschalter 79 angebracht, der einen in der Bewegungsbahn des Hebels 11 liegenden Kipphebel 81 aufweist Der Grenzschalter 79 liegt im Stromkreis des Heizelementes 65, so daß letzteres entregt wird, wenn der Kipphebel 81 betätigt wird. Wenn das Heizelement 65 entregt ist, drückt die Feder 43 den Kolben 19 abwärts, so daß der Kolbenabschnitt 67 in die Druckkammer 63 zurückbewegt wird (gestrichelt gezeigte Stellung). Gleichzeitig dreht die Feder 15 den Hebel 11 im Gegenuhrzeigersinne bis entweder der im Durchmesser größere Kolbenabschnitt 69 an einer inne^ren Ringschulter 83 des Lagerblocks 47 angreift oder bis das Heizelement 65 wieder in Ansprache auf ein Signal des Thermostaten erregt wird.

Wenn die Raumtemperatur unter dem "ingestellten Wert des Thermostaten bleibt, wird das Heizelement 65 wiederholt erregt, um eine Drehung des Hebels 11 im Ub zeigersinne gegen den Kipphebel 81 zu bewirken. Da der Grenzschalter 79 das Heizelement 65 entregt, wird dasselbe wiederholt erregt und entregt, wenn der Hebel 11 den Kipphebel 81 betätigt, so daß der Hebel durch die Feder 15 im Gegenuhrzeigersinne dreht, bis der Kipphebel 81 freigegeben wird. Solange daher die Raumtemperatur unter dem eingestellten Wert des Thermostaten bleibt, schwingt der Hebel 11 um ein Maß, das gleich dem Abstand zwischen der Ein- und Ausstellung des Kipphebels 81 liegt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1
Patentanspruch:

Thermomotor mit einem Gehäuse, das eine Druckkammer begrenzt, die ein durch Wärme ausdehnbares Material enthält, das durch ein elektrisches Heizelement aufheizbar ist, sowie einem im Gehäuse hin- und herbeweglichen Kolben, der mit einem ersten Abschnitt eine am einen Ende der Druckkammer vorgesehene Bohrung des Gehäuses mit einer darin angeordneten, an die Druckkammer angrenzenden Dichtung durchsetzt und in die Druckkammer eingreift, und der mit einem zweiten aus dem Gehäuse vorstehenden Abschnitt an einem zu betätigenden Element angreift, wobei der maximale Arbeitshub des Kolbens durch einen im Stromkreis des Heizelementes liegenden Grenzschalter begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kolbenabschnitt (67) einen sich axial erstreckenden, gegenüber dem Kolbendurchmesser rariial zurückliegenden Umfangsabschnitt (87) aufweist, der bei Oberschreiten des maximalen Arbeitshubes (L) im Bereich der Dichtung (75) einen Entlastungsdurchgang für die Druckkammer (63) herstellt

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