DE2722362C2 - Temperaturgesteuertes Ventil - Google Patents
Temperaturgesteuertes VentilInfo
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- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
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- G05D23/185—Control of temperature with auxiliary non-electric power
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Description
Die Erfindung betrifft ein temperaturgesteuertes Ventil mit einem Ventilgehäuse, das je einen Ehlaß für
ein heißes und ein kaltes Medium sowie einen Auslaß für das erzeugte Gemisch aufweist, und mit einem
Dosierventil, das unter der Steuerung eines Thermostaten zum Einstellen des Mischungsverhältnisses innerhalb des Ventilgehäuses verstellbar ist
is Beispielsweise ist in dem japanischen Gebrauchsmuster Nr. 1 57 019/1976 vom 9. Juni 1975 (OT 14. Dezember 1976) des gleichen Anmelders ein derartiges
temperaturgesteuertes Ventil offenbart, dessen Aufbau in der anliegenden Fi g. 1 dargestellt ist Die Einzelheiten dieses Ventils werden im folgenden mit Bezug auf
F i g. 1 näher erläutert
eine als Thermofühler ausgebildete Säule 1, die mit sich
unter Temperaturerhöhung ausdehnenden Material 5,
beispielsweise Wachs, gefüllt und innerhalb eines
einer ersten Einlaßleitung C für die Zufuhr eines kalten
eine gemeinsame Auslaßleitung M für die Abgabe eines
einer Hülse 3a befestigt ist, die wiederum mit einem
ausgebildet ist, unter der Wirkung einer Druckfeder 4
steht, um eine Verbindung zwischen der ersten
einerseits zu unterbrechen und andererseits um gemäß
der Zeichnung eine Verbindung zwischen der zweiten
tritt eine unter Druck stehende Arbeitsflüssigkeit, die
einem Einlaß IN zugeführt wird, weder in eine
noch wird sie durch einen Außlaß OUT abgegeben.
der zweiten Einlaßöffnung H zur gemeinsamen
se Ausdehnung des thermisch expandierbaren Materials S
innerhalb der Säule 1 wird eine Betätigungsstange 5.
deren eines Ende sich gleitend innerhalb der Säule 1
erstreckt und in Berührung mit dem Material Ssteht und
deren anderes Ende gleitend innerhalb eines Steuerven
tils 5 eingepaßt ist und von diesem umgeben wird, gegen
eine Rückholfeder 7 nach oben verschoben. Durch die
erste Leitung 6a, die in dem Steuerventil 6 ausgebildet
ist, einen ringförmigen Raum um der Betätigungsstange
5 zwischen einem Paar im Abstand angeordneter Stege
5a und 5b auf der Betätigungsstange 5 und über eine
zweite Leitung 6b, die in dem Steuerventil 5 ausgebildet
ist, mittels einer oder mehrerer Leitungen 8, wobei das
unter Druck stehende Arbeitsmedium, das dem Einlaß
wird, wodurch der Servokolben 3 abeesenkt wird.
Gleichzeitig mit dc·.-; Absenken des Servokolbens 3
wird das Steuerventil 6 gegen eine Druckfeder 9 nach oben verschoben, und zwar durch Einströmen des
Arbeitsmediums vom Einlaß IN in die Arbeitskammer Wa. Da jedoch die Federkraft der Druckfeder S höher ■>
ist als die der Druckfeder 4, ist der Hub des Servokolbens 3 größer als der des Steuerventils 6, v.nd
außerdem besteht eine Zeitverzögerung zwischen dem
Moment, zu dem sich der Servokolben 3 und das Steuerventil 6 nach unten bzw. nach oben zu bewegen
beginnen, sowie dem Zeitpunkt, zu dem die Verbindung zwischi-f! dsn Leitungen 6a und 66 durch den Steg 5a
unterbrochen wird.
Nachdem der Servokolben 3 abgesenkt worden ist und während der oben beschriebenen Zeitverzögerung,
ermöglicht das Dosierventil 2, das so mit dem Servokolben 3 abgesenkt worden ist, ein Zuströmen des
Mediums aus der ersten Einlaßleitung Q damit es sich mit dem Medium aus der zweiten Einlaßleitung H
vermischt und zur gemeinsamen Auslaßleitung M abströmt
Danach und beim Zusammenziehen des Materials 5 innerhalb der Säule 1 wird die Stange 5 na,:h unten
verschoben, wobei der Steg 5a so eingestellt wird, daß das Arbeitsmedium innerhalb der Leitung 6b und
außerdem innerhalb der Arbeitskammer Wa nach außen durch die Auslaßleitung OUT abgegeben wird,
wodurch der Servokolben 3 in die Ausgangsstellung zurückgeführt werden kann, wobei das Dosierventil 2 so
eingestellt wird, daß die Verbindung zwischen der Einlaßleitung C und der gemeinsamen Auslaßleitung M
unterbrochen wird.
Dieses Ventil arbeitet zufriedenstellend, da eine geringe Bewegung der Stange, hervorgerufen durch die
Ausdehnung oder Kontraktion des Materials innerhalb der Säule zu einem großen Bewegungshub des
Servokolbens führt. Dies bedeutet, daß das Dosierventil schnell auf Temperaturänderungen des aus dem Ventil
austretenden Mediums reagiert.
Da jedoch bei dem oben beschriebenen Ventil eine Rückkehrbev igung, d. h. eine Verschiebung nach oben
des Servokolbens, die dann stattfindet, wenn der Servokolben nicht mehr nach unten vorgespannt wird,
ausschließlich auf der Druckfeder beruht, behindert ein erhöhter Widerstand gegen die Bewegung des Dosier- «
ventils, beispielsweise aufgrund der Bildung von Kesselstein an den Gleitflächen des Dosierventils mit
der umgebenden Wand des Ventilgehäuses, in unerwünschter Weise die Rückkehrbewegung des Servokolbens,
so daß die Ansprechgeschwindigkeit des Ventils so gegen Temperaturänderüngen des aus dem Ventil
austretenden Mediums verringert wird.
Außerder.i erfordert das oben beschriebene Ventil eine Verkleidung 10, die sich innerhalb der Hülse 3a und
außerhalb der Stange 5 erstreckt, so daß der Zusammenbau dieses Ventils Schwierigkeiten bereitet.
Bei einem vorbekannten Ventil der eingangs genannten Art (DE-AS 10 31 071) entspricht der Verstellhub
des Dosierventils dem Verschiebungsweg des Thermostaten. Dieser Verschiebungsweg ist naturgemäß
begrenzt. Aus diesem Grunde verwendet die Entgegenhaltung bereits zwei Thermostatelemente. Dennoch
bleibt der Regelbereich gering. Dies wirkt sich insbesondere dann nachteilig aus, wenn der Regelbereich
den vollen Verstellhub des Dosierventils zwischen der oberen und der unteren Schließlage umfassen soil.
Ist nämlich dieser Verstellhub klein, so ist auch der maximale GesamtdurchsSz des Ventils gering.
Der Erfindung Hvgt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Vorrichtung mit einem Servoantrieb zu
versehen, der hydraulisch die VcRteiibewegunjien des
"iosierventils betätigt.
Pie erfindungsgemäße Lösung hesteht darin, daß
zwei Folgeventile mit jeweils einem Steuer- und einem Tuigekolben vorgesehen sind, von denen de; erste
Steuerkolben von dem Thermostaten verschiebbar ist und einen Steuersteg aufweist, durch den ein Kanal in
dem ersten Folgekolben steuerbar und jeweils eine Druckseite des ersten Folgekolbens und des zweiten
Steuerkoibens, deren gegenüberliegende Seiten jeweils
von einer Feder belastet und dem Atmosphärendruck ausgesetzt sind, alternativ mit Steuerdruck bzw. mit
Atmosphärendruck beaufschlagbar ist, und der zweite Steuerkolben zwei Steuerstege aufweist, durch die zwei
Kanäle in dem zweiten Folgekolben, der mit dem Ventilverschlußteil des Dosierventils verbunden ist,
steuerbar sind, und der zweite Folgekolben auf einer Seite mit Steuerdruck und auf der anderen Seite mit
Atmosphärendruck und umgekehrt beaufschlagbar ist Der Servoantrieb besteht also aui einem beidseitig
beaufschlagbaren Kolben, der nach dem Folgeprinzip mit einem Schieber zusammenarbeitet, welcher seinerseits
ein Servoventil ist Dieses Servoventil verschiebt sich unter der Wirkung des Auslaßdrucks eines
Folgeventils, dessen Schieber sich in Abhängigkeil von
der Dehnung und Kontraktion des Thermostaten bewegt
Verstellt sich also der Thermostat um einen bestimmten Betrag, so verschiebt sich auch das
Folgeventil um denselben Betrag. Es arbeitet gegen die Wirkung einer Feder, welche den Auslaßdruck des
Folgeventils bestimmt. In Abhängigkeit von diesem Auslaßdruck sowie von der Kraft einer zweiten Feder
bewegt sich sodann das Servoventil. Dessen Hub kann also wesentlich größer als der des Thermostaten sein.
Diesem Hub folgt sodann der doppelt wirkende Kolben, der das Dosierventil betätigt.
Die erfindungsgemäße Anordnung arbeitet zuverlässig und kann durch erhöhten Bewegungswiderstand des
Dos'^rventils, beispielsweise durch Kesselsteinbildung,
nicht einseitig in der Ansprechgeschwindigkeit beeinträchtigt werden.
Im übrigen besitzt die erfindungsgemäße Konstruktion
einen einfachen Aufbau.
Nicht nur gegenüber einem vorbekannten Mischventil (DE-AS 10 31 071) weist der Erfindungsgegenstand
einen technischen Fortschritt auf. In einer weiteren Entgegenhaltung (DE-AS 15 00 239) ist lediglich ein
Hydraulikventil mit einer speziellen Steuerung, die von der Größe der Durc/itrittsöffnungen im Verhältnis zur
Größe der Abdeckschieber abhängt, gezeigt.
Die Erfindung wird im r'olgendeti beispielsweise unter
Bfczugniahme auf die Zeichnungen anhand von vorteilhaften
Ausführungsformell näher erläutert. Es zeigt
Fig. I einen Längsschnitt eines temperaturgesteuerten
Ventils gemäß obiger Beschreibung,
F i g. 2 einen Längsschnitt eines temperaturgesteuerten Ventils einer crr'.en Aasführungsform,
F i g. 3 ein Arbeitsdiagramm des Ventils gemäß F i g. 2 und
Fig. 4 und 5 Ansichten ähnlich Fig. 2 mii weiteren
Ausführungsformen.
In Fig.2 ist ein es'indung<:gemäßef, temperaturgesteutiKS
Ventil dargcstt-lit, mit einem Hauptge·:mi«,*. IO
mit im wesentlichen T-förmigen Umriß mit ersten u~d
zweiten Einlaßleitungen Ci, und Ha, die über Einlaßöff-
niingen C bzw. H mit entsprechenden, nicht dargestellten
Quellen für flüssige und/oder gasförmige Medien verschiedener Temperatur verbunden sind, beispielsweise
kalten und heißen Medien, sowie mit einer gemeinsamen Auslaßleitung Ma, aus dem ein Gemisch
der kalten und heißen Medien von den Einlaßöffnungen Cund Hdurch eine gemeinsame Auslaßöffnung Maus
dem Hauptgehäuse 10 abgegeben wird. Innerhalb des Hauptgehäuses 10 ist eine im wesentlichen hohlzylindrische
Trennwand 11 vorgesehen, die ausgerichtet mit der gemeinsamen Auslaßleitung Ma einstückig mit dem
Gehäuse 10 ausgebildet ist, wobei ein Zwischenabschnitt dieser Trennwand 11 sich radial einwärts
erstreckt, um eine zylindrische Lagerfläche 11a zu bilden. Die Trennwand 11 weist eine erste Bohrung 11 6,
durch die die erste Einlaßleitung Ca mit dem Innereren der Trennwand 11 verbunden ist, und eine zweite
Bohrung Ucauf, durch die die zweite Einlaßleitupg Ha
mit ό~? !nnsp.seiie dsr Trennv/snd Ii verbunden im,
wobei das Innere der Trennwand 11 wiederum mit der gemeinsamen Auslaßleitung Ma in der im folgenden
näher beschriebenen Weise verbunden ist.
Das Hauptgehäuse 10 weist eine Befestigungsbohrung 10a, die gegenüber der zylindrischen Lagerfläche
11 a ausgerichtet ist, sowie ein Dosierventil 12 auf, das in
der zylindrischen Lagerfläche 11a gelagert ist und sich zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung in
einer Richtung parallel zur Längsachse dieser Lagerfiäche 11a bewegen kann. Dieses Dosierventil 12 weist
eine Nabe 12a, die starr am unteren Ende einer Betätigungsstange befestigt ist, sowie einen zu der Nabe
12a koaxial angeordneten zylindrischen Rand 126 auf, der mittels zweier oder mehrerer Verbindungsteile 12c,
beispielsweise Speichen oder Verbindungsplatten, die sich radial zwischen der Nabe 12a und dem Rand 126 im
gleichen Abstand zueinander erstrecken, mit der Nabe 12a verbunden ist oder in anderer Weise einstückig mit
dieser ausgebildet ist.
Zwischen der äußeren Umfangsfläche des Randes \2b des Dosierventils 12 und der zylindrischen Lagerfläche
1 la ist ein Führungsring 14 angeordnet und starr an der LagTfläche 11a befestigt, wobei der Führungsring 14
vorzugsweise aus einem Metall besteht, das eine hohe Abriebfestigkeit aufweist und wobei der Innendurchmesser
des Führungsrings 14 größer ist als <Jer Außendurchmesser des Randes 126. Der Führungsring
14 weist mindestens einen elastischen Dichtungsring 15 auf, der von dem Ring 14 einerseits getragen wird und
der andererseits die äußere Umfangsfläche des Randes 126 berührt. Dieser Dichtring 15 dient nicht nur dazu,
um eine leichte Bewegung des Dosierventil 12 zwischen der ersten und der zweiten Stellung zu
erleichtern, sondern auch dazu, um den möglichen Einschluß fester Teilchen in dem Berührungsbereich der
äußeren Umfangsfläche des Randes 126 mit dem Führungsring 14 zu vermeiden.
Abhängig von der Art jedes der durch die erste und die zweite Einlaßöffnung Cbzw. //eingeleiteten Medien
ist der Dichtring 15 nicht immer erforderlich, wobei in diesem Fall der Führungsring einen Innendurchmesser
haben sollte, der im wesentlichen gleich oder geringfügig größer ist als der Außendurchmesser des Randes
12b des Dosierventils 12. Alternativ kann ohne Verwendung des Führungsrings 14 der Dichtring 15 an
der zylindrischen Lagerfläche 11a vorgesehen sein. Wie
sich insbesondere aus der Ausführungsform gemäß F i g. 5 ergibt, ist die Verwendung des Führungsrings 14
mit dem Dichtring 15 nicht immer erforderlich, wobei dies von der Art eines der verwendeten Medien
abhängt.
Bei der in F i g. 2 gezeigten Stellung befindet sich das Dosierventil 12 zwischen der ersten und der zweiten
Stellung; durch Verschieben des Dosierventils 12 nach oben in die erste Stellung in eine Richtung von der
gemeinsamen Auslaßöffnung M weg kann eine größere Menge des kalten Mediums von der ersten Einlaßöffnung
C in die gemeinsame Auslaßleitung Ma fließen als das heiße Medium aus der zweiten Einlaßöffnung H;
durch Verschieben des Dosierventils 12 nach unten in die zweite Stellung in Richtung auf die gemeinsame
Auslaßöffnung M zu kann eine größere Menge des heißen Mediums aus der zweiten Einlaßöffnung Hin die
gemeinsame Auslaßleitung Ma fließen und als kalte Flüssigkeit aus der ersten Einlaßöffnung C. Wenn
jedoch die obere, ringförmige Endfläche des Randes 12Z), wie später beschrieben, in Eingriff mit dem oberen
VpntiUii/ knmml. wenn das Dosierventil 12 seine erste
Stellung einnimmt, so kann die Verbindung zwischen der zweiten Einlaßleitung Ha und der gemeinsamen
Auslaßleitung Ma über Zwischenräume, die durch die Verbindungsteile 12c zwischen der Nabe 12a und dem
Rand \2b definiert werden, vollständig unterbrochen werden. Wenn umgekehrt die ringförmige untere
Endfläche des Dosierventils 12 in Eingriff mit dem untereu ringförmigen Ventilsitz 106 in dem Hauptgehäuse
Ό kommt, wenn das Dosierventil seine zweite Stellung einnimmt, so kann die Verbindung zwischen
der ersten Einlaßleitung Ca und der gemeinsamen Auslaßleitung Ma vollständig unterbrochen werden.
Um die Bewegung des Dosierventils 12 in der oben
beschriebenen Wei?e in Abhängigkeit von Temperaturänderungen
des Gemisches des kalten und des heißen Mediums zu beeinflussen, weisi das e.findupn^fmäße
Ventil einen mit einem Druckmittel betätigten Zylinder 20 auf. der in dem Hauptgehäuse 10 angeordnet ist und
dessen Einzelheiten im folgenden näher beschrieben werden.
Gemäß Fig. 2 weist dieser druckmittelbetätigte Zylinder 20 ein Zylindergehäuse 21 mit einem
Zylinderabschnitt 22 auf. wobei dessen eines Ende durch eine Kappe 23 und dessen anderes Ende durch einen
Bodendeckel 21a abgeschlossen ist, der einstückig mit dem Gehäuse 21 ausgebildet ist. Der Zylinder ist starr
auf dem Hauptg-^nuse 10 befestigt, wobei der
Bodendeckel 21a die Befestigungsbohrung 10a in dem Hauptgehäuse dicht abschließt. Die Kappe 23 weist
einen Hohlraum 23a, dessen Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser des Zylinderabschnitts 22. sowie eine
Auslaßöffnung 236 auf.
Innerhalb des Abschnitts 22 des Gehäuses 21 ist ein Kolben 24 eingepaßt, dessen Durchmesser im wesentlichen
gleich oder geringfügig kleiner ist als der Durchmesser des Zylinderabschnitts 22, wobei der
Kolben 24 einen zylindrischen Hohlraum aufweist, dessen eines Ende offen und dessen anderes Ende durch
eine Bodenwand 24a abgeschlossen ist Dieser Kolben 24 weist an seinen einander gegenüberliegenden Enden
Abschnitte 246 und 24c mit verringertem Durchmesser auf, die dem offenen Ende des Kolbens 24 bzw. der
Bodenwand 24a am anderen Ende des Kolbens 24 benachbart sind, und außerdem wird der Kolben 24
innerhalb des Abschnitts 22 derart gehalten, daß der Abschnitt 246 mit verringertem Durchmesser innerhalb
des Hohlraums 23a in der Kappe 23 gleitend eingepaßt ist. Dieser Kolben 24 ist zwischen einer oberen und
einer unteren Stellung in einer weiter unten beschriebe-
nen Weise bewegbar, wobei die Bewegung des Kolbens 24 auf das Dosierventil 12 durch die Betätigungsstange
13 übertragen wird, deren eines Ende starr mit dem Dosierventil 12 jemäß obiger Beschreibung und deren
anderes Ende starr mit der Bodenwand 24a verbunden ist oder einstückig mit dieser ausgebildet ist. Die
Betätigungsstange 13 ist in Form einer Hülse ausgebildet, iVren eines Ende den Temperaturfühler 1 aufnimmt,
der auf der Stange abnehmbar aufgeschraubt ist, und deren anderes Ende in Verbindung steht mit dem
zylindrisches Hohlraum 25 über eine Öffra'ng, die in der
Bodenwand 24a ausgerichtet mit dem Hohlraum in der Betätigungsstange 13 ausgebildet ist.
Der Kolben 24 weist auf der äußeren Umfangsfläche eine Ringnut 26 auf, die über einen Einlaß 216 in dem
Zylindergehäuse 21 in Verbindung steht mit einer nicht dargestellten Quelle für ein Druckmittel. Die Ringnut 26
weisi eine Breite auf, die so ausgewählt ist, daß /iiminrlesl pinp l.niliing 27. (Ir in rlem Kolben 24
ausgebildet ist und die ein1, radial äußere Endöffming
zur Nut 26 und eine radial innere Endöffnung 27;) auf der inneren Umfangsfläche des Kolbens 24 aufweist, immer
mit der Druckmittelquelle durch die Nut 26 über den Einlaß 216unabhängig von der Position des Kolbens 24
innerhalb des Abschnitts 22 verbunden ist. In dem Kolben 24 sind außerdem zumindest eine erste und eine
Zweite L-förmige Versorgungsleitung 28 bzw. 29 vorgesehen. Die eine Endöffnung 28a der ersten
Versorgungsleitung 28 ist an der inneren Umfangsfläche des Kolbens 24 und die gegenüberliegende Endöffnung
dies· ' Versorgungsleitung 28 steht in Verbindung mit
einer der zwei Arbeitskammern des Abschnitts 22, der so durch den Kolben 24 unterteilt ist, wobei diese
Arbeitskammer des Abschnitts 22 mit der Bezugszahl 22a gekennzeichnet ist, während die andere Arbeitskammer
mit 226 gekennzeichnet ist. Dagegen ist die eine Endöffnung 29a der zweiten Versorgungsleitung 29
an der inneren Umfangsfläche des Koibens 24, und die andere Endöffnung dieser Versorgungsleitung 29 steht
in Verbindung mit der Arbeitskammer 226 des Abschnitts 22. Die Lage der offenen Enden 27a, 28a und
29a der entsprechenden Leitungen 27, 28 und 29 wird weiter unten naher beschrieben.
Der Kolben 24 weist ein hohlzylindrisches Steuerventil 30 auf, das innerhalb des Hohlzylinders 25 für eine
Auf- und Abbewegung eingepaßt ist. Das eine Ende des Steuerventils 30 öffnet sich zur Bodenwand 24a des
Kolbens 24 hin, und das andere Ende ist durch einen Deckel 30a mit einer Bohrung 306 abgeschlossen.
Dieses Steuerventil 30 weist eine äußere Umfangsfläche mit drei Stegen 31, 32 und 33 auf, die mit gleicher
Abmessung radial nach außen vorspringen und die in Gleitverbindung stehen mit der inneren Wand des
Kolbens 24. Ein Paar Ringnuten 34, 35 sind zwischen den Stegen 31 und 32 bzw. zwischen den Stegen 32 und
33 vorgesehen und sind über Leitungen 36 und 37, die sich in dem Steuerventil 30 radial erstrecken, mit
Ringnuten 38 bzw. 39 verbunden, die auf einer äußeren Uir.iaiiB&.liLch" "ines hohlzylindrischen Folgev^ntüs 40
ausgebildet sind, das iiintri.^ - !~s Hohlraums des
Steuerventils 30 mit diesem ausgerichtet koay;··'
eingepaßt ist Das Steuerventil 30 ist nach unten durch eine Druckfeder 41 vorgespannt, die zwischen der
Kappe 23 und dem Deckel 30a angeordnet ist, und während dieses Betriebszustandes (obwohl das Ventil 30
in F i g. 2 im wesentlichen zwischen der oberen und der unteren Stellung angeordnet ist) ist die Leitung 37 mit
der Leitung 27 in dem Kolben 24 über die Nut 35 verbunden, die wiederum mit der Arbeitskammer 22b
über die zweite Versorgungsleitung 29 verbunden ist. Die untere Stellung des Steuerventils 30 wird bestimmt
durch die Bodenwand 24a, an der sich eine ringförmige Endfläche des Ventils 30 in der Nähe des offenen Endes
abstützt, wo eine Anzahl radial sich erstreckender Nuten 30c vorgesehen sind.
Das Folgeventil 40 ist gleitend innerhalb des Hohlraums des Steuerventils 30 koaxial zu diesem
ίο ausgerichtet eingepaßt, damit es sich zwischen einer
oberen und einer unteren Stellung bewegen kann; dies wird weiter unten näher beschrieben. Das Folgeventil 40
weist mindestens eine Leitung 42, deren eines Ende auf der inneren Umfangsfläche endet und deren anderes
Ende in Verbindung steht mit deren Nut 39 auf der äußeren Umfangsfläche, sowie mindestens eine im
wesentlichen L-förmige Leitung 43 auf. Das eine Ende der Leitung 43 steht in Verbindung mit der Nut 38 auf
der äußeren Umfangsfläche des Folgeventils 40. und das andere Ende öffnet sich in den Hohlraum in dem
Steuerventil 30, der wiederum verbunden ist mit der Ablaßöffnung 23b in der Kappe 23 über die Bohrung
306 in dem Deckel 30a auf dem Steuerventil 30.
Dieses Folgeventil 40 ist normalerweise gegen die untere Stellung durch eine Druckfeder 44 vorgespannt,
die innerhalb des Hohlraums des Steuerventils 30 zwischen dem Deckel 30a und einer der gegenüber!!?
genden Enden des Ventils 40 im Abstand zu der Bodenwand 24a angeordnet ist. Die untere Stellung des
:o Folgeventils 40 wird bestimmt durch die Bodenwand 24a, nn der eine ringförmige Endfläche des Ventils 40
gegenüber dem genannten Ende des Ventils 40 anliegt und wo eine Anzahl radial sich erstreckender Nuten 40a
ausgebildet sind.
Das Folgeventil 40 weist außerdem mindestens eine im wesentlichen umgekehrte L-förmige Leitung 45 auf,
deren eines Ende sich in eine Arbeitskammer 46 öffnet, die einen Teil des Hohlraums 25 des Kolbens 24 bildet
und die durch das Steuerventil 30 und das Folgeventil 40 begrenzt wird. Das andere Ende 45a der Leitung 45
befindet sich an der inneren Umfangsfläche des Folgeventils 40, wobei die genaue Anordnung weiter
unten näher beschrieben wird.
Ein Regelventil 47 in Form einer länglichen Stange mit einem Durchmesser, der gleich oder geringfügig
kleiner ist als der Innendurchmesser des Folgeventils 40, ist gleitend innerhalb des Hohlraums des Folgeventüs 40
eingepaßt, um sich zwischen einer ausgedehnten und einer zusammengezogenen Stellung zu bewegen, und ist
durch eine Ringnut 48, die auf der Umfangsfläche des Regelventils 47 ausgebildet ist, in einen Hauptabschnitt
und einen Steg 47a unterteilt. Das eine Ende des Regelventils 47, das entferni zu dem Steg 47a liegt, steht
in gleitendem Eingriff mit einer Aussparung 49 in der Bodenwand 24a, wobei die Tiefe der Aussparung 49 so
ausgewählt ist, daß sie im wesentlichen gleich oder größer ist als der maximal mögliche Hub des
Regelventils 47 aus der zusammengezogenen Stellung in die ausgedehnte Stellung. Dieses Regelventil 47 ist
normalerweise in die zusammengezogene Stellung durch eine Druckfeder 50 vorgespannt, die innerhalb
des iiohir:":."-- in dem Steuerventil 30 zwischen dem
Deckel 30a und einer Endfläche des Regelventils 47 neben dem Steg 47a angeordnet ist.
Bei dieser Ausführungsform sind unter der Voraussetzung, daß keinerlei Druckmittel durch den Einlaß 216
von der nicht dargestellten Quelle zugeführt worden ist, die verschiedenen Ventile 30,40 und 41 in ihren unteren,
abgesenkten bzw. zusammengezogenen Stellungen mit Hilfe der zugeordneten Druckfedern 41, 44 bzw. 30
gehalten, und daher wird auch der Kolben 24 in der unteren Verschiebestellung gehalten. Zu diesem Zeitpunkt
sind das offene Ende 27a der Leitung 27 und das offene Ende 29a der zweiten Versorgungsleitung 29 mit
der Nut 35 ausgerichtet, während das offene Ende 28a der ersten Vrrsorgungsleitung 28 in Verbindung steht
mit der AblaOöffnung 23b über einen Ringabschnitt des
Hohlraums 25, der zwischen der inneren Umfangsfläche des Kolbens 24 und der äußeren Umfangsfläche des
Steuerventils 30 ausgebildet ist. Gleichzeitig stehen die Leitungen 42 und 43 in dem Folgeventil 40 in
Verbindung mit den Leitungen 37 bzw. 36 in dem Steuerventil 30, während die Lage und die Größe des
offenen Endes 45a der Leitung 45 so ausgewählt sind, daß sie entweder durch den Steg 47a des Regelventils 47
geschlossen sind oder in Verbindung stehen mit der Ablaßöffnung 23b über den Hohlraum in dem
Steuerventil 30, ohne dab eine Verbindung besteht zur Ringnut 48 auf dem Regelventil 47. Die Ringnut 48 steht
jedoch in Verbindung mit der Leitung 42 in dem Folgeventil 40.
Das Regelventil 47 ist betrieblich verbunden mit dem Temperaturfühler 1 über eine Schubstande 51, die sich
axial Dewegbar zwischen dem Regelventil 47 und einer Betätigungsstange la des Temperaturfühlers 1 durch
einen länglichen Hohlraum 13a in der Betätigungsstange 13 erstreckt.
Der Temperaturfühler 1 ist in bekannter Weise aufgebaut, und daher wird dieser nicht näher erläutert.
Die Betätigungsstange la wird derartig betätigt, daß durch Expansion und Kontraktion des sich bei
Temperatureinwirkung ausdehnenden Materials S innerhalb des Fühlers, das durch Temperaturänderungen
in dem Gemisch, das aus dem gemeinsamen Auslaß M austritt, beeinflußt wird, die Betätigungsstange la nach
außen vorgeschoben bzw. nach innen zurückgezogen wird. Daher wird bei Expansion des Materials S die
Betätigungsstange la nach außen vorgeschoben, um das
Regelventil 47 in die ausgefahrene Stellung zu bewegen, während die Rückkehrbewegung des Regelventils 47 in
die zurückgezogene Stellung durch die Druckfeder 50 bewirkt wird nachdem sich aufgrund der Kontraktion
des Materials S die Betätigungsstange la nach innen zurückgezogen hat.
Der Deckel 21a des Zylindergehäuses 21 weist einen Hohlraum 52 auf, der die Betätigungsstange 13 umgibt
und der dazu dient, das aus dem Inneren des Gehäuses 10 und/oder aus der Arbeitskammer 22a einströmende
Medium zu sammeln, das dann durch eine Leitung 53 abgeführt wird, die ebenfalls in geeigneter Weise in dem
Deckel 21a ausgebildet ist. Der Deckel 21a weist außerdem eine äußere Oberfläche mit einem ringförmigen
Ventilsitz 21c auf, wodurch die erste Stellung des Dosierventils 12 festgelegt wird und wobei die
Verbindung zwischen der zweiten Einlaßleitung Ha und der gemeinsamen Ausbreitung Ma vollständig unterbrochen
werden kann.
Die Ablaßöffnung 236 kann entweder mit der Außenluft, wenn das durch den Einlaß 21 b eingeführte
Druckmittel Luft ist. oder mit einem Druckmittelreservoir verbunden werden, wenn das durch den Einlaß 21 b
zugeführte Druckmittel ein hydraulisches Druckmittel ist, wobei das Reservoir dann weiter verbunden sein
kann mit der Druckmiitelqueiie, aus der das Druckmittel
dem Einlaß 21 b zugeführt wird.
Im folgenden wird die Arbeitsweise des oben beschriebenen temperaturgesteuerten Ventils näher
erläutert.
Während des gesamten Betriebsablaufs des temperaturgesteuerten Ventils wird das Druckmittel, das im
folgenden als Treibmittel bezeichnet wird, kontinuierlich von der Quelle dem Einlaß 21 bzugeführt.
In F i g. 2 befindet sich das Material 5 in dem Temperaturfühler 1 in einem Gleichgewichtszustand
und daher ist das Dosierventil 12 so eingestellt, daß es beispielsweise das Zumischen gleicher Mengen des
heißen und des kalten Mediums in dem Gehäuse 10 gestattet. D. h. es wird angenommen, daß die Temperatur
des aus dem gemeinsamen Auslaß M austretenden Gemisches einen vorbestimmten oder gcv/ünschten
Wert aufweist, wenn das Material Sin dem Thermofühler 1 im Gleichgewichtszustand ist ohne expandiert oder
kontrahiert zu sein. Nachdem das erfindungsgemUGe Ventil an einem Rohrleitungssystem angeschlossen :st,
d. h. die heiße Rohrleitung Ha, die kalte Rohrleitung Ca
und die gemeinsame Leitung Ma sind verbunden mit der heißen Quelle, der kalten Quelle bzw. mit einer
Verarbeitungsstation, in der ein Medium mit vorbestimmter oder gewünschter Temperatur erforderlich ist.
nehmen die verschiedenen beweglichen Teile des temperaturgesteuerten Ventils die in F i g. 2 dargestellten
Positionen ein, wobei das Arbeitsmedium kontinuierlich von der zugehörigen Quelle dem Einlaß 21 b
zugeführt wird. D. h. während des Zustandes gemäß F i g. 2 sind die Enden 28a. 29a und 45a der zugehörigen
Versorgungsleitungen 28 und 29 der Leitung 45 durch die Stege 33 und 32 bzw. den Stegabschnit; 47a
geschlossen, während das Regelventil 47 an einer Stelle festgelegt ist. die im wesentlichen zwischen der
expandierten und der kontrahierten Stellung sich befindet; daher befinden sich das F^lgeventil 40 und das
Steuerventil 30. wie dargestellt, zwischen der oberen und der unteren Stellung. Die Druckfeder 41 übt auf das
Steuerventil 30 eine axiale Druckkraft aus. und zwar in einer Größe, die gleich oder größer ist als die Summe
der axialen Druckkraft der Druckfeder 44 und der der Druckfeder 50.
Ausgehend von dem in Fig. 2 dargeste.iten Zustand
wird bei Temperaturanstieg des Gemisches über einen bestimmten Wert. das in Berührung mit dem Temperaturfühler
1 ist. die Betätigungsst2nge la des Temperaturfühlers 1 nach außen aufgrund der Ausdehnung des
Materials S verschoben, so daß das Regelventil 47 sich in die ausgedehnte Stellung bewegt. Gleichzeitig damit
oder kurzzeitig nach der Bewegung des Regelventils 47 in die expandierte Stellung aus der dargestellten
Stellung, gestattet der Stegabschnitt 47a eine allmähliche öffnung des offenen Endes 45a der Leitung 45 in
dem Folgeventil 40. Wie weiter unten näher beschrieben wird, wird das offene Ende 45a der Leitung 45 zyklisch
geöffnet und geschlossen mit Hilfe des Stegabschnitts 47a während der fortschreitenden Bewegung des
Regeiventils 47 in die expandierte Stellung, was solange erfolgt, wie sich das Material Sfortlaufend ausdehnt.
v/ährer;ci <!er Öffnung des offenen Endes 45a der
Leitung 45 in dam Ventil 47 fließt das Arheiis.:i;iU!i;TV
das in die Ringnut 48 aus dem Einlaß 21b durch die
Leitungen 27, 37 und 42 eingeströmt ist durch die Leitung 45 in die Arbeitskammer 46, um das Folgeventil
40 und das Steuerventil 30 in ihre oberen Stellungen gegen die Druckfedern 50 bzw. 41 zu bewegen. (Dabei
ist festzustellen, daß selbst dann, wenn die Ventile 40
und 30 sich in ihren unteren Stellungen befinden, beide durch das Arbeitsmedium nach oben bewegt werden
können, und zwar mit Hilfe der radialen Nuten 40a, durch die der Druck in der Leitung 45 auf die Ventile 40
und 30 einwirkt.) Das Folgeventil 40 bewegt sich daher infolge der Bewegung des Regelventil 47, und daraus
ergibt sich der Wiederholungszyklus mit der öffnung und dem Schließen des offenen Endes 45a der Leitung
45 bis die Temperatur des Gemisches, die durch den Temperaturfühler 1 festgestellt wird, wieder auf dem
gewünschten Wert ist.
Anderer seits bewirkt die Bewegung des Steuerventils 30 in die angehobene Stellung aus der in Fig. 2
dargestellten Stellung mit Hilfe des in die Arbeitskammer 46 einströmenden Arbeitsmedium"; eine gleichzeitige
Öffnung der offenen Enden 28a und 29a der Leitungen .?8 bzw. 29. die durch die dazu ausgerichteten
Stege 33 und 32 geschlossen worden sind. Die Folge ist. daß das Arbeitsmedium, das der Ringnut 35 aus dem
Einiaß 216 durch die Leitung 27 zugeführt wird, in die
ersto Versorgungsleitung 28 durch das offene Ende 28a
Arbeitskammer 22a. während das in der Arbeitskammer 226 befindliche Medium durch die Leitung 29 über das
offene Ende 29a zur Ablaßöffnung 236 abgegeben wird, wobei dann das Ende 29a geöffnet wird und mit der Nut
34 verbunden wird, die wiederum in Verbindung steht mit der Leitung 43 über die Leitung 36 mit Hilfe der Nut
38. Das Arbeitsmedium wird in die Arbeitskammer 22a eingeleitet und bewirkt eine Verschiebung des Kolbens
24 aus der dargestellten Position in die obere Stellung, und daher wird das Dosiervent:1 12 mit dem Kolben 24
r.ach oben in die erste Stellung bewegt.
Die so bewirkte Verschiebung des Kolbens 24 nach oben durch das in die Arbeitskammer 22a einströmende
Arbeitsmedium setzt sich fort bis das offene Ende 28a der Leitung 28 vollständig durch den Steg 33 an dem
Steuerventil 30 geschlossen ist, während das offene Ende 29a der Leitung 29 entweder vollständig durch den
Steg 32 geschlossen sein kann oder teilweise mit der Nut 34 in Verbindung steht. Wenn jedoch eine Ausfall-Druckfeder
54. die gestrichelt eingezeichnet ist. verwendet wird und innerhalb der Arbeitskammer 22b
angeordnet ist, um den Kolben 24 nach oben vorzuspannen — zu einem Zweck, der weiter unten
beschrieben wird, so sollte das offenen Ende 29a der Leitung 29 relativ zu dem offenen Ende 28a der Leitung
28 so angeordnet sein, daß diese offenen Enden 28a und 29a durch die zusammengehörigen Stege 33 und 32
während der Bewegung des Steuerventils 30 relativ zum Kolben 24 gleichzeitig geschlossen werden können.
Wie oben beschrieben, führt die Verschiebung des Dosierventils 12 nach oben dazu, daß eine geringere
Menge des heißen Mediums ,■■< die Auslaßleitung Ma
fließt als von dem kaiicii Medium, so dab die einmal
erhöhte Teinperatnr des Ueinisches auf den vorbestimmten
oder gewünschten Wert reduziert wird. Während dieser Ternperaturerniedrig-jp.g des Gemisches
auf den vorbestimmten oder gewünschten Wert findet eine thermische Kontraktion in dem Material 5
statt, das dann wieder in den Gleichgewichtszustand übergeht
Bei der Kontraktion des Materials S wird das Regelventil 47 in die zusammengezogene Stellung unter
der Wirkung der Druckfeder 50 gevegt, wobei der Stegabschnitt 47a das offene Ende 45a der Leitung
öffnet, so daß der innerhalb der Arbeitskammer 46 befindliche Druck durch die Öffnung 30ή zur Ablaßöffnung
236 hin übertragen werden kann. Dadurch wird das Foigeventil 40 und das Steuerventil 30 gie-cr.zeiug
unter der Wirkung der Druckfedern 44 bzw. 41 in d:2
unteren Stellungen bewegt. Durch die Bewegung des Steuerventils 30 in die untere Stellung wird das offene
Ende 2Ba der Leitung 28 geöffnet und dadurch mit dem Hohlraum 25 in dem Kolben verbunden, und das offene
Ende 29a der Leitung 29 wild geöffnet und mu der Ringnut 35 verbunden.
Daher wird der sich innerhalb der Arbeitskammer 22a befindliche Druck über die Leitung 28 und den
Hohlraum 25 in dem Kolben 24 zur Ablaßöffnung 23t übertragen, während das Arbeitsmedium, das der Nut 35
zugeführt wird, durch die Leitung 29 in die Aibeitskammer
226 eintritt, so daß sich der Kolben 24 in die untere Stellung bewegt. Dies setzt sich fort, bis das einmal
ις ixpandierte Material 5 wieder in den Gleichgewichtszustand
zurückgeführt wird, wobei die verschiedenen beweglichen Teile des Ventils in der in Fib·. 2
dargestellten Weise angeordnet sind.
Aus der obigen Beschreibung ergibt sich unmittelbar,
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4U IJtIi-' UO3 V. I I ItIUUI Ig3gl,l ιιαωτ- ντ-ιιιιι im ·τ v3i.lltlll.Ml.ll in
umgekehrter Weise arbeitet, wenn die Menge dec
zugeführten kalten Medium:, größer ist als die des heißen Mediums, wobei der Temperaturfühler in der
gemeinsamen Auslaßleitung Ma eine Temperaturabnähme
des Gemisches unter den vorbestimmten oder gewünschten Wert feststellt.
Aus der obigen Beschreibung geht außerdem hervor, daß beispielsweise während der kontinuierlichen Expansion
des Materials 5, d. h. während der kontinuierlichen Bewegung des Regelventils 47 in die expandierte
Stellung gefolgt durch die Bewegung des Folgeventils 40 und des Steuerventils 30, sich der Kolben 24 weher in
die obere Stellung bewegt. D. h. die Bewegung des Kolbens 24 in die obere Stellung setzt sich solange fort.
wie die Expansion des Materials ^stattfindet, und daher
ist es klar, daß eine geringe Bewegung des Regelventils 47 einen im wesentlichen verstärkten Hub des Kolbens
24 verursacht. Dies ergibt sich aus dem Diagramm der F i g. 3, bei dem die Abszisse die von dem Temperaturfühler
I festgestellte Temr°ratur 7"des Gemisches und
die Ordinate die entsprechende Änderungen des Bewegungsweges 1 des Foigeventils 40 angeben, die
sich aus der Expansion des Materials S, dem Druck P innerhalb der Arbeitskammer 46 und dem Abstr.'d L für
die Bewegung des Kolbens 24 ergeben. Während der
Druck Pirn wesentlichen parallel zum Bewegungsweg 1 des Folgeventils 40 verläuft, ist der Bewegungsweg L
des Kolbens im wesentlichen viermal so groß wie der des Folgeventils 40. Der Bewegungsweg des Kolbens 24
relativ zu dem des Folgeventils kann a.rch geeignete
Auswahl der D-ucif-'?dcr 41 eingestellt werden.
Bc^cpieisweise ist der Bewegungsweg des Kolbens 24
um so größer je kleiner die Federkonstante der Druckfeder 41 ist.
Das erfindungsgemäße Ventil kann aufweisen eine EinstelLmöglichkeii zum Einstellen der axialen Expansionskraft,
die durch die Druckfeder 4i auf das Steuerventil 30 einwirkt, und/oder eine Anzeige zum
sichtbaren Darstellen der Lage des Kolbens 24 und damit des Dosierventils 12, beispielsweise gemäß F i g. 4.
Die in Fig.4 dargestellte Ausführungsform weist
sowohl die Einstelimöglichkeii ais auch die Anzeige auf
Jüd unterscheidet sich von der in F i g 2 dargestellter.
Ausfühningsform.
In F i g. 4 ist die Leitung, die der I.eitur.g 4* in F i g. 2
entspricht und dorl in dem Feig·-·»»;"·;; 40 angeordnet
ist, mit dei BezugaziPter Ϊ3' in den Kolbe:) 24 bezeichnet,
■mrf daher sind Γ:·: Rinenut 38 und die Leitung 36; die in
der ersten Ausführungsform im Zusammenwirken mit der Leitung 43 verwendet worden sind, v. eggelassen, da
bei der Ausführungsform der F i g. 4 diese Nut 38 und die Leitung 36 nicht mehr erforderlich sind. Während
bei der Ausführungsform der F i g. 2 das Regelventil 47 und die Schubstange 51 durch getrennte und unabhängige
Teile gebildet werden, ist das Regelventil 47 in der Ausführungsform der F i g. 4 einstückig mit der Schubstange
47' ausgebildet Außerdem ist die Bodenwand 24'a auf den Abschnitt 24a mit verringertem Durchmesser
des Kolbens 24 aufgeschraubt, während sie lose das Ende der Betätigungsstange 13 derartig abstützt, daß
diese eine seitliche Radialbewegung ausführen kann. Die Verbindung der Betätigungsstange 13 mit der
Bodenwand 24'a gemäß Fig.4 und obiger Beschreibung ist deshalb vorteilhaft, da jegliche Verdrehung der
Stange 13 relativ zum Kolben 24 vermieden werden kann.
Um außerdem den Zusammenbau des erfindungsgemäßen Ventils zu vereinfachen, insbesondere des durch
Druckmittel betätigten Hauptzylinders, weist das Zylindergehäuse 21, das bei der ersten Ausführungsform
einen einstückig damit verbundenen Bodendeckel 21a aufweist, einen Bodendeckel 21 'a auf, der mit dem
Gehäuse 21 mit Hilfe einer Anzahl Feststellbolzen 55 verbunden ist. Außerdem weist der Bodendeckel 21 'a
eine Lagerhülse 56 zum Abstützen der Betätigungsstange 13 auf.
Die Einstellmöglichkeit zum Einstellen der axial wirkenden Kraft, die durch die Druckfeder 41 auf das
Steuerventil 30 einwirkt, weist eine Einstellschraube 57 auf, deren eines Ende innerhalb des Hohlraums 23a
anliegt und deren anderes Ende mit einem Flanschkopf ausgebildet ist, wobei sich ein Zwischenabschnitt
einstellbar durch die Wand der Kappe 23 ausgerichtet mit der Längsachse des Regelventils 47' erstreckt. Diese
Einstellschraube 57 weist eine Ringscheibe 58 auf, die mit dem zuerst erwähnten Ende der Schraube 57
verbunden ist, wobei das eine Ende der Druckfeder 41, das zu dem Steuerventil 30 entfernt liegt, in Eingriff mit
dieser Scheibe 58 steht. Ersichtlich kann durch Drehen der Einstellschraube in einer bestimmten Richtung die
Länge der Druckfeder 41 variiert werden, und daher kann die axial wirkende Kraft der Druckfeder 41
eingestellt werden.
Durch die Einstellschraube 57 erstreckt sich einstellbar eine Sicherheitsschraube 59, die bei einem
Zwischenfall in eine Feststellrichtung verdreht werden kann, um das Steuerventil 30 in die untere Stellung zu
drücken. Das Feststellen der Sicherheitsschraube 59 kann erfolgen im Hinblick auf die Anzeige, die die
Stellung des Kolbens 24 anzeigt, wie dies weiter unten näher erläutert wird.
Die Anzeige weist eine Meßstange 60 auf. die sich axial beweglich durch eine verlängerte Halterung 61
erstreckt, die in die Kappe 23 eingeschraubt ist, und zwar ist die Bewegungsrichtung der Meßstange 60
parallel zur Längsachse des Zylindergehäuses 21. Diese Meßstange 60 ist durch eine Druckfeder 62 in einer
Richtung vorgespannt, wobei das eine Ende der Stange dauernd mit dem Kolben 24 in Eingriff steht. Das andere
Ende der Meßstange 60 dient als Zeiger, der die Stellung des Kolbens 24 innerhalb des Zylinderabschnitts 22
anzeigt und der gegenüber einer nicht dargestelllcn Skala ausgerichtet ist, die entlang dem Bewegungsweg
des anderen Endes der Meßstange 60 in der Halterung 61 kalibriert ist.
Wenn die Sicherheitsschraube 59 und die Anzeige gemäß F i g. 4 verwendet werden, ist es vorteilhaft, die
bei der Ausführungsform der F i g. 2 fakultativ beschriebene Druckfeder 54 zu verwenden. Wenn beispielsweise
aufgrund einer Fehlfunktion der Druckmittelquelle der Hauptzylinder 20 nicht durch das Arbeitsmedium
betätigt wird, wird der Kolben 24 durch die Druckfeder 54 nach oben verschoben, während das Regelventil 47,
das Folgeventil und das Steuerventil 30 in die zusammengezogene bzw. untere Stellung durch die
ίο Wirkung der Druckfedern 50, 44 bzw. 41 gedrückt
werden, wie dies der Fall ist bei der Ausführungsform der Fig.2. Wie oben beschrieben führt die Verschiebung
des Kolbens 24 nach oben zu einer Bewegung des Dosierventils 12 in die erste Stellung, so daß lediglich
is das kalte Medium aus der Leitung Ca in die Leitung Ma
einströmen kann.
Jedoch kann bei der Ausführungsform der Fig.4 durch Feststellen der Sicherheitsschraube 59 der
Kolben 24, der durch die Druckfeder 54 nach oben verschoben worden ist, im wesentlichen zwischen der
oberen und der unteren Stellung eingestellt werden, nachdem zumindest das Steuerventil 30 vollständig in
die untere Stellung gedrückt worden ist, wobei das innere Ende der Schraube 59 in Eingriff mit dem Deckel
30a steht. Die Anzeige mit der Meßstange 60, deren Ende mit einer der kalibrierten Skalen ausgerichtet ist,
ermöglicht eine sichtbare Anzeige der Lage des Kolbens 24 innerhalb des Zylinderabschnitts 22. Daher
kann selbst dann, wenn das Arbeitsmedium nicht auf den Hauptzylinder 20 einwirkt, die Temperatur des
durch die gemeinsame Auslaßleitung Ma abzugebenden Gemisches auf einen vorbestimmten oder gewünschten
Wert aufrechterhalten werden, nachdem die Sicherheitsschraube 59 in der oben beschriebenen Weise
eingestellt worden ist.
Sowohl bei der Ausführungsform der F i g. 2 als auch bei der der Fig.4 ist der Temperaturfühler 1 an der
Betätigungsstange 13 gehaltert, die sich zusammen mit dem Kolben 24 bewegt. Falls es jedoch erwünscht ist,
den Temperaturfühler an einer Rohrleitung zu installieren, die sich von der gemeinsamen Auslaßöffnung M aus
erstreckt, oder an einer festen Stelle innerhalb des Gehäuses 10 getrennt von der Betätigungsstange 13, so
ist die Ausführungsform der F i g. 5 bevorzugt.
Bei der Ausführungsform der F i g. 5 ist der Temperaturfühler 1 in ein zylindrisches Gehäuse 100
eingeschraubt, das abnehmbar an dem Gehäuse 10 befestigt ist, wobei der Temperaturfühler in der
gemeinsamen Auslaßleitung Ma angeordnet ist. Innerhalb des Gehäuses 100 ist ein Folgeventil 140
angeordnet, das zwischen einer linken und einer rechten Stellung bewegbar ist und normalerweise nach links
durch eine Druckfeder 144 vorgespannt ist. Dieses Folgeventil 140 weist eine äußere Umfangsfläche mit
einer Ringnut 139 auf, die dauernd mit einer Quelle FS für ein Druckmittel durch eine Einlaßöffnung 100a in
Verbindung steht, die in dem Gehäuse 100 ausgebildet ist. Das Folgeventil 140 weist außerdem mindestens eine
im wesentlichen L-förmige Leitung 145 auf, deren eine Endöffnung 145a auf der inneren Umfangsfläche
angeordnet ist und deren anderes Ende sieh in eine Arbeitskammer 100b öffnet, die in Verbindung steht mit
einem Auslaß 100c in dem Gehäuse 100 für das Arbeitsmedium.
Durch den Hohlraum des Folgeventils 140 erstreckt sich gleitend ein Regelventil 147. das zwischen einer
zusammengezogenen und expandierten Stellung beweglich ist und das normalerweise durch eine
Druckfeder 150 in die zusammengezogene Stellung vorgespannt ist, wobei die Druckfeder 150 koaxial und
parallel zur Druckfeder 144 angeordnet ist und wobei das eine Ende des Regelventils 147 dauernd in Eingriff
steht mit der Betätigungsstange la des Temperaturfühlers 1. Das andere Ende des Regelventils 147 weist einen
Stegabschnitt 145a auf. Auf atr äußeren Umfangsfläche
des Regelventils 147 ist an einer Steile in der Nänt. Je^:
Stegabschnitts 147a eine Ringnut 148 vorgesehen, die in dauernder Verbindung mit der Nut 139 steht, und zwar
über eine Leitung 142 in dem Folgeventil 140.
Die Position des offenen Endes 145a relativ zu dem Stegabschnitt 147a ist so ausgewählt, daß dann, wenn
das Regelventil 147 und das Folgeventil 140 in der linken bzw. in der zusammengezogenen Stellung sind oder
wenn das Material S in dem Temperaturfühler 1 sich gemäß obiger Beschreibung in Verbindung mit der
Ausführungsform der Fig.2 im Gleichgewichtszustand
befindet, das offenen Ende 145a durch den Stegabschnitt 147a geschlossen ist.
Vorausgesetzt, daß das Arbeitsmedium unter Druck aus der Quelle FS zugeführt wird und wenn des Material
S sich beispielsweise aufgrund einer erhöhten Temperatur des Gemisches in der gemeinsamen Auslaßleitung
Ma ausdehnt, so wird das Regelventil 147 axial in die ausgedehnte Stellung gegen die Druckfeder 150
verschoben, so daß das Arbeitsmedium dauernd in die Ringnut 148 strömen kann, um in das offene Ende 145a
der Leitung 145 einzuströmen. Daher wird das Arbeitsmedium in die Arbeitskammer 1006 durch die
Leitung 145 zugeführt und bewirkt eine Verschiebung des Folgeventils 147 in die rechte Stellung gegen die
Druckfeder 144 mit dem Regelventil 147 und wird dann durch den Auslaß 100c abgegeben. Das offene Ende
145a der Leitung 145 wird in einem Wiederholungszyklus durch die Stegabschnitte 147a während der
fortlaufenden Expansion des Materials 5 in dem Fühler 1 geöffnet und geschlossen. Falls das Material S sich
zusammenzieht, während das Regelventil 147 und das Folgeventil 140 gemäß F i g. 5 positioniert sind, arbeiten
beide im wesentlichen in umgekehrter Weise, und das Arbeitsmedium innerhalb der Arbeitskammer 100/? wird
aus dem Gehäuse 100 durch eine Ablaßöffnung 100c/ abgegeben, die in dem Gehäuse 100 ausgebildet ist, und
zwar über eine andere Arbeitskammer in dem Gehäuse 100, die der Arbeitskammer 1006 gegenüberliegt und in
der die Druckfedern 144 und 150 eingepaßt sind.
Gemäß Fig.5 ist das Dosierventil 12 starr an einer
Betätigungsstange 130 gehaltert, die sich durch den Bodendeckel 21a von einem Kolben 240 aus nach außen
erstreckt und mit diesem einstückig ausgebildet ist. Das eine Ende des Kolbens 240 ist einstückig mit der
Betätigungsstange 130 und das andere Ende weist eine Verlängerung 240a auf, die sich von dem Kolben 240
nach außen erstreckt und mit der Längsachse des Kolbens 240 oder der Betätigungsstange 130 ausgerichtet ist; die Gleitführung wird im folgenden näher
beschrieben. Der Kolben 240 weist eine Längshohr.mg
250a auf, die sich vollständig durch die gesamte Länge der Verlängerung 240a und außerdem des Kolben 240
zu diesem koaxial erstreckt und die in der Betätigungsstange 130 endet; außerdem weist der Kolben 240 eine
Ringnut 260 auf, die auf der äußeren Umfangsfläche ausgebildet ist und dauernd in Verbindung steht mit der
Quelle FS für das Arbeitsmedium über den Einlaß 21 b in dein Gehäuse 21 während der Bewegung des Kolbens
240 zwischen der oberen und der unteren Stellung.
und 4 weist der Kolben 240 mindestens eine im wesentlichen L-förmige Versorgungsleitung 280 auf,
deren eines Ende in der Arbeitskammer 22a endet und deren anderes Ende 280a in der Bohrung 250 endet;
außerdem ist mindestens eine weitere zweite im wesentlichen L-förmige Versorgungsleitung 290 vorgesehen, deren eines Ende in der Arbeitskammer 226
endet und deren anderes Ende 290a unterhalb des offenen Endes 280." Her Leitung 280 angeordnet ist und
ίο sich in die Bohrung 250 öffnet Dsr Kolben weist
außerdem eine Leitung 270 auf, deren eines Ende sich in die Nut 290 auf der äußeren Umfangsfläche des Kolbens
240 öffnet und deren anderes Ende sich in die Bohrung 250 an einer Stelle öffnet, die im wesentlichen zwischen
is den offenen Enden 280a und 290a der Leitungen 280
bzw. 290 ist
Eine Kappe 230 ist starr auf der oberen öffnung des
Zylindergehäuses 21 befestigt und weist einen Hohlraum 230a auf und wird im wesentlichen begrenzt durch
eine scheibenförmige Wand 2306. Die Wand 2306 weist eine Führungsbohrung 230c auf, durch die sich die
Verlängerung 240a des Kolbens gleitend erstreckt. Die
Kappe 230 weist eine Einlaßöffnung 230c/ auf, die in
Verbindung steht mit der Quelle FS für das Arbeitsme
dium.
Der Hohlraum 230a in der Kappe 230 ist unterteilt in zwei Arbeitskammern 23Oe und 230/ durch einen
Kolben 301, der einen Teil eines im folgenden beschriebenen Steuerventils 300 bildet.
Das Steuerventil 300 ist in Form einer länglichen Stange ausgebildet, deren Durchmesser kleiner ist als
der Durchmesser der Bohrung 250 und deren eines Ende einstückig mit dem Kolben 301 ist und deren anderes
Ende ein Paar Stege 300a und 3006 aufweist, deren
Abstand zueinander dem Abstand zwischen den offenen Enden 280 und 290a der entsprechenden Leitungen 280
und 290 entsprich»., wobei jeder der Stege 300a und 3006 einen Durchmesser aufweist, der im wesentlichen gleich
ist dem Durchmesser der Bohrung 250. Das Steuerventil
w 300 weist eine im wesentlichen T-förmige Leitung mit
einem axialen Leitungsabschnitt 302 auf, der zu der Längsachse des Steuerventils 300 koaxial ist und der
sich zur einen Endfläche des Ventils 300 entfernt von dem Kolben 301 liegend öffnet; außerdem weist die
« T-förmige Leitung einen quer verlaufenden Leitungsabschnitt 303 auf, der sich radial nach außen in
entgegengesetzte Richtungen vom anderen Ende des Leitungsabschnitts 302 aus erstreckt und dessen beide
Enden sich in einen Ringspalt öffnen, der bestimmt wird
so durch die Durchmesserdifferenz zwischer- dem Ventil 300 und der Bohrung 250.
Das Steuerventil 300 ist innerhalb der Bohrung 250 zwischen einer oberen und einer unteren Stellung
bewegbar und wird normalerweise in. die obere Stellung
durch eine Druckfeder 410 vorgespannt, die innerhalb
der Arbeitskammer 230/Um das Steuerventil 300 und
zwischen dem Kolben 301 und der Wand 2306
angeordnet ist.
angeordnet, daß, solange das Material S mit dem Regelventil 147 im Gleichgewichtszustand ist und sich
das Fofgeventil 140 in der in Fig.5 dargestellten Position befindet, das Steuerventil 300 im wesentlichen
zwischen der oberen und der unteren Endstellung, wie
dargestellt, gehalten wird, wobei die Stege 300a und
3006 die offenen Enden 280a bzw. 290a schließen. In dem in Fig.5 dargestellten Zustand gleicht der Druck,
der innerhalb der Arbeitskammer 230a auf den Kolben
301 einwirkt, um das Steuerventil 300 in die untere Stellung zu drücken, die Kraft der Druckfeder 410 aus,
die auf den Kolben 301 einwirkt, um das Steuerventil 300 nach unten zu drücken. Zusätzlich wird der Druck
innerhalb der Arbeitskammer 22b außerdem zu dem Druck innerhalb der Arbeitskammer 22 ausgeglichen.
Ausgehend von dem in F i g. 5 dargestellten Zustand führt die Ausdehnung des Materials S zu einer
Bewegung des Folgeventils 140 infolge des Regelventils 147, das dann in die ausgezogene Stellung bewegt wird,
iü daß Druckmittel von der Quelle FS in die Arbeitskammer 1006 einströmen kann, das dann der
Arbeitskammer 23Oe zugeführt wird. Wenn das Druckmittel der Arbeitskammer 23Oe zugeführt wird,
wird das Steuerventil 300 gegen die Druckfeder 410 nach unten bewegt, und daher werden die offenen
Enden 280a und 290a der Leitungen 280 bzw. 290, die durch die zugehörigen Stege 300a und 3006 des
Steuerventils 300 geschlossen waren, üunrnehr geöffnet.
Durch Öffnen dieser offenen Enden 280a und 290a strömt das Arbeitsmedium innerhalb der Arbeitskam-[tier
22a durch die Leitung 280 über die Arbeitskammer 230/ nach außen, die mit der Außenseite über eine
Ablaßöffnung 230g in der Kappe 230 in Verbindung steht, und andererseits kann das der Einlaßöffnung 216
zugeführte Arbeitsmedium in die Arbeitskammer 22b eindringen, und zwar über die Leitung 270, einen
Zwischenraum, der um dem Steuerventil 300 zwischen den Stegen 300e und 300ώ ausgebildet ist, und schließlich
über die Leitung 290. Während der Bewegung des Steuerventils 300 in die untere Stellung gemäß obiger
Beschreibung kann der in der Bohrung 250 vorhandene Druck nach außen durch die T-förmige Leitung in dem
Steuerventil 300 abgegeben werden.
Dies bedeutet, daß der Kolben 240 durch den Druck innerhalb der Arbeitskammer 226 unter Überwindung
des Drucks innerhalb der Arbeitskammer 22a in die untere Stellung gedrückt wird, so daß das Dosierventil
12, das durch die Betätigungstange 130 von dem Kolben 240 getragen wird, so axial abgesenkt wird, daß das
heiße Medium aus der Leitung Ha sich mit einem Strom des kalten Mediums aus der Leitung Ca in geringerer
Menge vermischen kann.
Nachdem das durch die Leitung Ma strömende Gemisch die vorbestimmte oder gewünschte Temperatur
erreicht hat, zieht sich das zuvor expandierte Material S zusammen. Durch diese Kontraktion wird
das Arbeitsmedium innerhalb der Arbeitskammer 23Oe durch die Arbeitskammer lOOi über die Leitung 145 und
die Ablaßöffnung 100c/in dem Gehäuse 100 nach außen
abgegeben, und daher kann das Steuerventil 30 unter der Wirkung der Druckfeder 40 in die ursprüngliche,
dargestellte Position zurückbewegt werden.
Wie sich aus der obigen Beschreibung ergibt, dient die Ausführungsform gemäß Fig.5 dem gldchen Zweck
wie die der F i g. 2 und 4.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (8)
1. Temperaturgesteuertes Ventil mit einem Ventilgehäuse, das je einen Einlaß für ein heißes und ein
kaltes Medium sowie einen Auslaß für das erzeugte Gemisch aufweist, und mit einem Dosiermittel, das
unter der Steuerung eines. Thermostaten zum Einstellen des Mischungsverhältnisses innerhalb des
Ventilgehäuses verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Folgeventile mit
jeweils einem Steuer- und einem Folgekolben vorgesehen sind, von denen der erste Steuerkolben
(47,147) von dem Thermostaten (1) verschiebbar ist und einen Steuersteg (47a, 147a^ aufweist, durch den
ein Kanal (45, 145) in dem ersten Folgekolben (40, 140) steuerbar und jeweils eine Druckseite des
ersten Folgekolbens (40, 140) und des zweiten Steuerkolbens (3ö, 300}, deren gegenüberliegende
Seiten jeweils von einer Feder (44, 144 und 41,410) belastet und dem Atmosphärendruck ausgesetzt
sind, alternarjv mit Steuerdruck bzw. Atmosphärendruck beaufschlagbar ist, und der zweite Steuerkolben (30,300) zwei Steuerstege (32,33 und 300a, 3006;
aufweist, durch die zwei Kanäle (28,29 und 280,290) in dem zweiten Folgekolben (24, 240), der mit dem
Ventilverschlußteil {12b) des Dosierventils (12) verbunden ist, steuerbar sied und der zweite
Folgekolben (24, 240) auf einer Seite mit Steuerdruck und auf der anderen Seite mit Atmosphärendruck und umgekehrt beaufschlagbar ist.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kanal (45,145) des ersten Folgekolbens
(40, 140) mit dessen sfzts vor.· Atmosphärendruck
beaufschlagter Seite verbindbar ist.
3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Kanal (28, 280) des
zweiten Folgekolbens (24, 240) mit der stets vom Atmosphärendruck beaufschlagten Seite des zweiten Steuerkolbens (30,300) verbindbar ist.
4. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (290) des
zweiten Folgekolbens (240) über einen durch den zweiten Steuerkolben (300) führenden Kanal (303)
mit der stets vom Atmosphärendruck beaufschlagten Seite des zweiten Steuerkolbens verbindbar ist.
5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- und
Folgekolben der beiden Folgeventile koaxial ineinander angeordnet sind, wobei der erste Steuerkolben (47) das innerste und der zweite Folgekolben
(24) mit seinem Zylinder (21) das äußerste Elemem bildet.
6. Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Kanal (29) des zweiten
Folgekolbens (24) über einen durch den zweiten Steucrkolben (30) führenden Kanal (36) und einen
daran anschließenden, durch den ersten Folgekolben (40) führenden Kanal (43) mit der stets vom
Atmosphärendruck beaufschlagten Seite des ersten Folgekolbens verbindbar ist.
7. Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Kanal (29) des zweiten
Folgekolbens (24) über einen weiteren Kanal (34) in zweiten Steucrkolben (30) und einen durch den
zweiten Folgekolben führenden dritten Kanal (43') mit der stets mit Atmosphärendruck beaufschlagten
Seite des zweiten Steuerkolbens (30) verbindbar ist.
8. Ventil nach einem der Ansprüche I bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kraft der den zweiten Steuerkolben (30) belastenden Feder (41)
verstellbar ist.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Family Applications (1)
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