DE2708622A1 - Absperrhahn, insbesondere fuer heizkoerper - Google Patents

Description

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Absperrhahn/ Insbesondere für Heizkörper

Die Erfindung bezieht sich auf einen Absperrhahn, bestehend aus einem Einstellknopf, der auf einen festen, koaxialen Sockel geschraubt ist und dessen Hub auf eine Drehung kleiner als eine Umdrehung durch zwei etwa zur Drehachse parallele Stifte begrenzt ist, die eine radiale Wand des Einstellknopfes durchsetzen und mit einem festen Anschlag des Sockels zusammenwirken. Derartige Absperrhähne werden insbesondere zur thermostatischen oder nicht-thermostatischen Einstellung von Heizkörpern von Zentralheizungsanlagen verwendet.

Die Stifte müssen in der Lage sein, relativ hohe Biegekräfte auszuhalten, z.B. wenn ein Benutzer auf den Einstellknopf am Ende des Hubes Kraft ausübt. Wenn der Anschlag oder ein Stift beschädigt ist, ist die Grenzstellung des Einstellknopfes verfälscht. Insbesondere wenn der Absperrhahn thermostatisch ist, kann die zulässige Grenztemperatur überschritten werden. Es kann auch eine Beschädigung des Absperrhahns auftreten.

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Bei bekannten Absperrhähnen der zuvor erwähnten Art hat die radiale Wand eine konstante Breite. Wenn der Einstellknopf betätigt wird, um ihn von der einen extremen Stellung in die andere zu bringen, bewirkt sein Ein- oder Ausschrauben seine axiale Verstellung. Daher ist der axiale Abstand zwischen dem festen Anschlag der radialen Wand von einem Stift zum anderen verschieden. Dies bedeutet, daß die beiden Stifte an dem Anschlag mit unterschiedlichen freiliegenden Abschnitten angreifen.

Da die Vergrößerung dieses freiliegenden Abschnittes den mechanischen Widerstand des Stiftes am Ende des Hubes des Einstellknopfes verringert, ist es notwendig, die Stifte bezüglich der am meisten ausgeschraubten Stelluna des Einstellknopfes zu dimensionieren oder aber für die beiden Grenzstellungen des Einstellknopfes verschiedene Stifte vorzusehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Absperrhahn zu schaffen, der diesen Nachteil beseitigt, d.h., in der Lage ist, mit zwei gleichen Anschlagstiften im wesentlichen gleiche Drehmomente in seinen beiden Grenzstellungen auszuhalten.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß die radiale Wand unterschiedliche axiale Dicken an den Stellen hat, an denen die beiden Stifte sie durchsetzen und daß der Unterschied der beiden Dicken in der gleichen Größenordnung wie die axiale Verschiebung des Einstellknopfes zwischen diesen beiden GrenzStellungen liegt.

Wenn außerdem die radiale Wand in jeder Grenzstellunq des Einstellknopfes von dem Anschlag um eine Strecke entfernt ist, die etwa Null ist, kann das am Anschlag aufgenommene Drehmoment sehr hoch sein.

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Die Erfindung ist vor allem mit Vorteil anwendbar, wenn die Stifte lösbar sind und an mehreren Umfangsstellen der radialen Wand angeordnet werden können. Wenn die Breite dieser Wand zwischen zwei extremen Stellen von einer zur nächsten fortschreitend zunimmt, ist der freiliegende Abschnitt der Stifte und damit das aufgenommene Drehmoment unabhängig von deren Umfangsstellungen im wesentlichen konstant.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren 1 bis beispielsweise erläutert. Es zeigt:

Figur 1 eine Seitenansicht eines thermostatischen Absperrhahns gemäß der Erfindung,

Figur 2 eine teilweise Aufsicht bei abgenommenen Deckel,

Figur 3 eine Fig. 1 entsprechende Darstellung, wobei jedoch der obere Teil im Axialschnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 2 in einer ersten Grenzstellung des Einstellknopfes gezeigt ist, und

Figur 4 eine Fig. 3 entsprechende Teildarstellung, aus der jedoch der Einstellknopf in einer zweiten Grenzstellung hervorgeht.

Der in Fig. 1 gezeigte thermostatische Absperrhahn besteht aus einem T-Verzweigungsstück 1, auf dem ein Thermostatkopf 2 angeordnet ist. Das Verzweigungsstück 1 hat ein Eingangsrohr 3 und ein Ausgangsrohr 4 für das wärmeabführende Strömungsmittel, das in das Verzweigungsstück 1 in Richtung des Pfeils f eintritt und in Richtung des Pfeils g austritt. Der Kopf 2 ist an dem Ende des dritten Rohrs 5 des VerzweigungsstUcks 1 mittels eines Gewinderinges 6 befestigt, der äußere Rillen trägt. Die Rohre 3 und 5 haben ebenso wie der Kopf 2 eine gemeinsame Achse X-X.

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Wenn das Ventil an einem Heizkörper montiert wird, der damit ausgestattet ist, ist die Achse X-X horizontal. In der folgenden Beschreibung wird die Achse X-X der Einfachheit halber als vertikal angenommen.

Der Kopf 2 hat einen Sockel 7, dessen unterer Teil durch öffnungen 7a durchbrochen ist, um vier Vorsprünge 7b zu bilden. Der Sockel trägt an seinem unteren Teil eingerastet und frei drehbar den Gewindering 6. Auf den Sockel 7 ist ein Betätigungsknopf 8 aufgeschraubt, der mehrere äußere Markierungen 9 trägt, die wahlweise gegenüber einer einzigen Markierung an dem Sockel 7 angeordnet werden können, um die jeweiligen vorgeschriebenen Temperaturen festlegen zu können. Die verschiedenen Einstelllagen entsprechen mehr oder weniger eingeschraubten Lagen des Knopfes 8. Diese Knopf 8 ist außen geriefelt und an seinem oberen Teil durch einen abnehmbaren Deckel 11 verschlossen, der eine zentrale öffnung hat, durch die ein Ende eines temperaturempfindlichen Elements über den Kopf 2 nach außen vorstehen und so der Umgebungstemperatur ausgesetzt werden kann, die um den thermostatischen Absperrhahn besteht.

Fig. 3 zeigt das Innere des Thermostatkopfes 2. Das obere Ende einer Steuerstange 13 eines Ventile (glicht gezeigt), das in dem Verzweigungsstück 1 angeordnet ist und die Durchflußmenge des wärmeabführenden Strömungsmittels durch das Verzweigungsstück 1 bestimmt, steht von dem Rohr 5 nach außen und über den Ring 6 vor. Die Stange 13 ist nach oben, d.h. in die maximale Öffnungsstellung des Ventils, durch eine Schraubenfeder (nicht gezeigt) vorgespannt, die in dem Verzweigungsstück 1 angeordnet ist.

über den öffnungen 7a hat der Sockel 7 eine Zylinderwand 14, deren Außenfläche 15 mit einem Gewinde versehen ist, um den Einstellknopf 8 aufzunehmen, der ein Innengewinde 16 hat. Der Knopf 8 hat in einem bestimmten

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Abstand von seinem oberen Ende einen radialen Ring 17, der eine zentrale öffnung 18 bildet, die eine obere Ausnehmung 19 begrenzt, die eine nach unten gerichtete Buchse 20 des Deckels 11 aufnimmt.

Das temperaturempfindliche Element 12 weist einen zentralen erweiterten Teil 21, einen schmalen unteren Teil 22 mit einem Gewinde, der in einen Ring 23 geschraubt ist, und einen verstellbaren Betätigungsstift 24 auf, der über diesen Ring nach unten vorsteht. Der untere Teil des Ringes 23 und der Teil 21 des Elements 12 bilden zwei Schultern, zwischen denen eine Platte 25, die an dem Umfang der öffnung 18 anliegt, und das obere. Ende eines Trägers 26 etwa in Form einem Hohlzylinders mit durchbrochener Wand festgeklemmt sind. Das untere Ende dieses Trägers bildet einen äußeren Ring 27, der von dem oberen Ring 17 des Knopfes 18 durch eine Schraubenfeder 18 entfernt gehalten wird, die zwischen diesen beiden Ringen relativ stark zusammengedrückt ist.

Der Sockel 7 nimmt in einer zentralen unteren Bohrung 29 einen hohlen Kolben 30 auf, in dessen unteren Teil eine Schraube 31 geschraubt ist, die mit ihrem Kopf 32 auf dem unteren Umfang der Bohrung 29 aufliegt. Das andere Ende des Kolbens 30 hat eine äußere Schulter 33. Eine relativ schwache Schraubenfeder 34 liegt einerseits auf dieser Schulter 33 und andererseits auf dem oberen Umfang der Bohrung 29 auf und drückt den Kolben 30 ständig nach oben.

Der Kolben 30 ist mit einer ebenen oder durchbrochenen Scheibe zur Auflage des Stiftes 24 des temperaturempfindlichen Elements 12 versehen. Der Kopf 32 der Schraube 31 liegt somit ständig an dem Ende der Ventilstange 13 an, und wenn die Umgebungstemperatur derart ist, daß der Stift 24 nur um eine sehr geringe Strecke über den Ring 23 vorsteht, so daß er die Scheibe 35 erreicht, was iri Fig. 2 der

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Fall ist, liegt der Kopf 32 auch unter der Wirkung der Feder 34 an dem unteren Umfang der Bohrunn 29 an. Die Feder 28 ermöglicht auch das Anheben des Elements 12 und des Trägers 26, wenn bei geschlossenem Ventil, wobei der Kopf 32 an der Stange 13 und der Stift 24 an der Scheibe

35 angreift, die Temperatur fortschreitend ansteigt.

Wie Fig. 2 zeigt, in der der Deckel 11 der Klarheit halber entfernt ist, ist der Ring 17 von axialen öffnungen

36 durchsetzt, die über seinen Umfang im gleichen Abstand von der Achse X-X und radial zum Inneren der Zylinderwand 14 des Sockels 7 verteilt sind, über zwei dieser öffnungen, die mit 36a bezeichnet sind, ist ein angegossener Vorsprung 37 angeordnet. In jeden dieser Vorsprünge ist ein Stift 38 eingesetzt, der die entsprechende öffnung 36a durchquert und unter dem Ring 17 vorsteht.

Zwei weitere verstellbare Stifte 39a und 39b gleicher Länge wie die festen Stifte 38 können lösbar von oben nach unten in zwei der anderen öffnungen 36 eingesetzt werden, wobei ihr Kopf an der Oberseite des Ringes 17 anliegt. Zwei dieser öffnungen, die mit 36b bezeichnet sind, liegen auf dem kleinen Bogen von 30°, der die beiden öffnungen 36a trennt. Eine große Anzahl von öffnungen 36c ist auf dem komplementären großen Bogen vorgesehen.

Wie Fig. 3 zeigt, trägt die Zylinderwand 14 des Sockels 7 an einer Umfangssteile einen Anschlag 40, der axial nach oben gerichtet ist und auf der Bahn der Stifte 38 bzw. 39a und 39b liegt, wenn der Knopf 8 betätigt wird. Dieser Anschlag 40 wirkt mit einem Teil des Endes dieser Stifte zusammen, der unter dem Ring 17 liegt.

Wenn die verstellbaren Stifte entweder herausgezogen oder in den beiden öffnungen 36b angeordnet sind, ist

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der Hub des Knopfes 8 dadurch begrenzt, daß der eine oder andere der festen Stifte 38 mit dem Anschlag 40 in Berührung kommt. Dadurch wird der maximale Hub des Knopfes auf etwas weniger als eine vollständige Drehunq begrenzt. Wenn dagegen die beiden verstellbaren Stifte in öffnungen 36c angeordnet sind, wie Fig. 2 zeigt, und dies in der Praxis allgemein der Fall ist, ist der Hub des Knopfes 8 verringert und auf den Kreisbogen begrenzt, der zwischen diesen beiden Stiften 39a und 39b liegt und die festen Stifte 38 nicht enthält.

Die Innenseite des Ringes 17 ist mit einer Zylinderwand versehen, die axial nach unten vorsteht. Diese Wand 41, deren radiale Abmessung konstant ist und deren mittlerer Radius gleich dem Abstand der öffnungen 36 von der Achse X-X ist, erstreckt sich über den gesamten großen Boqen, der die beiden öffnungen 36b trennt, so daß diese Wand von den beiden öffnungen 36a und allen öffnunaen 36c durchsetzt ist.

Die axiale Breite e des Ringes 17 (Fig. 3) ist in dem Bereich konstant, der die öffnungen 36 enthält. Die Breite h der Hand 41 nimmt in Uhrzeigerrichtung, wenn man den Absperrhahn in Fig. 2 von oben betrachtet, auf ihrer gesamten Länge regelmäßig zu. Die Stirnfläche des freien Endes 42 der Wand 41 bildet eine schraubenförmige Rampe, deren Steigung die gleiche Größe und die gleiche Richtung wie die Schraubverbindung hat, die durch die Gewinde 15 und 16 des Sockels 7 und des Knopfes 8 gebildet wird.

Die axiale Strecke j bzw. der Zwischenraum zwischen dem Anschlag 40 der schraubenförmigen Stirnfläche 42 ist sehr gering und bleibt aufgrund deren Form unabhängig von der Lage des Knopfes 8 konstant. Der Abstand j liegt z.B. in der Größenordnung von 1 mm und ist in der Praxis unter Berücksichtigung der Herstellungstoleranzen so klein wie möglich. Die Läge e + h der öffnungen 36 nimmt

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in Uhrzeigerrichtung von einer öffnung 36b zur anderen regelmäßig zu.

Die Arbeitsweise des Absperrhahns ist folgende:

Es wird angenommen, wie die Fig. 2 und 3 zeigen, daß die beiden verstellbaren Stifte 39a und 39b jeweils in einer öffnung 36c angeordnet sind. Der Hub des Knopfes ist dadurch begrenzt, daß der untere Teil dieser beiden Stifte an den beiden Außenseiten des Anschlags 40 anliegt, und beträgt bei dem gezeigten Beispiel etwa eine halbe Umdrehung.

Da die Länge der Stifte die gleiche ist, verschiebt sich die Strecke, auf der sie über die spiralförmige Stirnfläche 42 nach unten vorstehen, entsprechend ihrer Drehstellung. Der verstellbare Stift 39a, der in den Fig. 2 und 3 links liegt, steht um eine größere Strecke als der andere vor (d1 und d2 in Fig. 3), wobei die Beziehung 31 + h1 = d2 + h2 erfüllt ist, wenn h1 und h2 die jeweiligen Größen der Längen h entsprechend den Stellungen der beiden Stifte 39a und 39b sind. In der ersten Grenzstellung des Knopfes 8, die in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, wirkt der linke Stift 39a somit mit dem Anschlan 40 auf einer Strecke d1 - j zusammen, die etwas kleiner als d1 ist.

Wenn man ausgehend von dieser Stellung den Knopf 8 in Gegenuhrzeigerrichtung bis in seine andere Grenzstellung dreht, erhält man die Anordnung der Fig. 4, in der der Anschlag 8 um etwa eine halbe Drehung bezüglich des Sockels 7 gedreht und folglich um etwa die halbe Steigung der Schraubverbindung 15-16 gehoben ist. In dieser Stellung liegt der Stift 39b an dem Anschlag 40 auf einer Länge d2 - j an.

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Im Laufe der Bewegung des Knopfes 8 wird die Verstellung dieses Elements ständig durch die Änderung der Breite h der Wand 41 kompensiert, so daß der Zwischenraum j konstant bleibt, unabhängig von den Stellungen der verstellbaren Stifte stoßen diese stets an dem Anschlag 40 an, wobei der gleiche freiliegende Abschnitt, der etwa Null und gleich diesem Zwischenraum j ist, besteht. Das gleiche gilt für die beiden festen Stifte 38, wenn die verstellbaren Stifte in den beiden öffnungen 36b angeordnet sind. Da die Größe des freiliegenden Abschnittes j den mechanischen Widerstand der anliegenden Stifte bestimmt, kann jede Verformung dieser Stifte oder des Anschlags vermieden werden, wenn die Bedienungsperson am Ende des Hubs ein Drehmoment auf den Knopf 8 ausübt, das höher· als notwendig ist. Dieser kann somit am Anschlag bei einem Ausführungsbeispiel Drehmomente bis zu 0,8 und sogar bis 1 mkg aushalten.

Ein derartiger Absperrhahn ist daher für alle Verbraucher zufriedenstellend, die wirtschaftliche Vorrichtungen benötigen, die in der Lage sind, hohe Betätiguncrsdrehmomente auszuhalten, wie z.B. Verwaltungen, Schulen, Krankenhäuser usw.

Bei dem gezeigten Beispiel garantiert die erzielte Sicherheit, daß die für das temperaturempfindliche Element vorgesehenen Grenzstellungen genau beachtet werden und daß insbesondere die maximal zulässige Temperatur nicht überschritten wird. Selbstverständlich kann die Erfindung auf andere Arten von thermostatischen oder nicht-thermostatischen Absperrhähnen mit manueller Steuerung angewandt werden, vorausgesetzt, daß der maximal ausnutzbare Hub des Betätigungsknopfes kleiner als eine vollständige Umdrehung ist.

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L e e r $ϊ i t e

Claims (6)

1. Ansprüche

   .> Absperrhahn, bestehend aus einem Einstellknopf, der auf einen festen, koaxialen Sockel geschraubt ist und dessen Hub auf eine Drehung kleiner als eine Umdrehung durch zwei etwa zur Drehachse parallele Stifte begrenzt ist, die eine radiale Wand des Einstellknopfes durchsetzen und mit einem festen Anschlag des Sockels zusammenwirken, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Wand (17 - 41)

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   unterschiedliche axiale Dicken (e+h , e+h ) an den Stellen hat, an denen die beiden Stifte (39a, 39b) sie durchsetzen und daß der Unterschied der beiden Dicken in der gleichen Größenordnung wie die axiale Verschiebung des Einstellknopfes (8) zwischen diesen beiden Grenzstellungen liegt.
2. 2. Absperrhahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dickenunterschied (h2-h1) gleich der axialen Verschiebung ist.
3. 3. Absperrhahn nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Grenzstellung des Einstellknopfes (8) die radiale Wand (17 - 41) von dem Anschlag (40) um eine Strecke (j) gleich Null entfernt ist.
4. 4. Absperrhahn nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stifte lösbar sind und an mehreren Umfangestellen der radialen Wand angeordnet werden können, und daß die Dicke dieser Wand (17 - 41) zwischen zwei extremen Stellen von der einen zur nächsten fortschreitend zunimmt.
5. 5. Absperrhahn nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der radialen Wand (17 - 41) zwischen den beiden extremen Stellen regelmäßig zunimmt und eine Rampe (42)

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   ORIGINAL INSPECTiD

   bildet, die über die gegen den Anschlag (40) gerichtete Fläche dieser Wand vorspringt.
6. 6. Absperrhahn nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rampe (42) schraubenförmig ist und eine Steigung gleich der Steigung (16) des Einstellknopfes (8) aufweist.

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