DE3236371A1

DE3236371A1 - Thermostatventil

Info

Publication number: DE3236371A1
Application number: DE19823236371
Authority: DE
Inventors: Jens Jorgen Molbaek; Svend Peder 6430 Nordborg Pedersen; Soren Naesselund 6400 Sonderborg Wrang
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1982-10-01
Filing date: 1982-10-01
Publication date: 1984-04-05
Also published as: SE448771B; GB2129555A; FR2533993A1; SE8305266L; DK430183D0; CA1216565A; DK430183A; GB8326256D0; DK158476C; JPS6030873B2; SE8305266D0; FR2533993B1; DK158476B; DE3236371C2; US4508263A; GB2129555B; JPS59137678A

Description

DANFOSS A/S, Nordborg, Dänemark

Thermostatventil

10

Die Erfindung bezieht sich auf ein Thermostatventil mit einem Ventilgehäuse und ei-nem Thermo st at auf satz, dessen Sockelfuß zur Stirnfläche hin offene Schlitze besitzt, mit einer Lagerfläche auf eine Stützfläche an einem den Ventilschaft umgebenden Gehäusevorsprung aufgeschoben ist und von einem Ring umgeben ist, der zum Zweck einer axialen Festlegung mit einer Anschlagfläche an einer Mitnahrneflache des Sockelfußes anliegt und sich mittels einer Verstellvorrichtung axial relativ zum Gehäuse verstellen läßt.

Bei einem bekannten Thermostatventil dieser Art (DE-OS 30 28 658) ist der aus Kunststoff bestehende Sockel an seinem Fuß mit axialen Lüftungsschlitzen versehen.

Die verbleibenden Fußabschnitte weisen nahe dem freien Ende einen radial nach außen vorstehenden Kragen auf, hinter den eine Innenrippe einer aus Metall bestehenden Überwurfmutter greift, deren Inrtengewinde auf ein Außenge winde des Ventilgehäuses aufschraubbar ist und dabei die Stirnfläche des Sockelfußes gegen eine entsprechende gehäusefeste Stirnfläche drückt.

Bei derartigen Thermostatventilen ergibt sich wegen
der Axialschlitze eine verhältnismäßig geringe Stabilität
gegenüber radialen oder Querkräften. Die Schlitze müssen
so lang sein, daß die verbleibenden Fußabschnitte ausreichend weit nach innen federn können, damit der Innenflansch
der Überwurfmutter über den Kragen des Sockelfußes geschoben
werden kann. Diese Federungseigenschaft kann entweder
durch einen dünnwandigen Sockelfuß oder durch lange
Schlitze erzielt werden. Beides führt aber zu der erwähnten
geringen Stabilität.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein
Thermostatventil der eingangs beschriebenen Art anzugeben,
dessen Thermostataufsatz eine außerordentlich große
Stabilität gegenüber quer zu seiner Achse auftretenden

Kräften hat. ' j

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß . j

der Sockelfuß jenseits der Schlitze eine ringförmige S zweite Lagerfläche aufweist und daß der Gehäusevorsprung ;

bis in den Bereich dieser zweiten Lagerfläche reicht j

- ι

und für diese eine zweite Stützfläche bildet. !

■ " ■ i

Bei dieser Ausgestaltung wird die Querkraft bereits ;

von der zweiten Stützfläche abgefangen, so daß die federn- ^;

den Abschnitte des Sockelfußes nicht mehr in nennenswertem f Maße durch Biegung beansprucht werden. Es lassen sich

auch verhältnismäßig große Biegemomente auf das Ventil- i

gehäuse übertragen., weil die beiden Lagerflächen von \

entgegengesetzten Seiten her an die axial versetzten j

Stützflächen angedrückt werden und der Ring Abhebekräfte, j

die am freien Ende der federnden Füßabschnitte auftreten, |

aufnimmt und als Druckkräfte auf die gegenüberliegende j

Seite überträgt. Versuche haben gezeigt, daß es auf _:'

diese Weise möglich ist, einen Thermostataufsatz mit j dünnwandigem Sockelfuß sicher zu halten, auch wenn er

in Radialrichtung durch das Gewicht einer erwachsenen Person belastet ist.

Vorzugsweise erstreckt sich der Ring axial etwa über die Länge der Schlitze und umgibt den Sockelfuß mit höchstens geringem Spiel. Auf diese Weise werden auch Abhebekräfte im Bereich der zweiten Stützfläche vom Ring aufgenommen, so daß sie auf der gegenüberliegenden Seite als Druckkräfte wirken. Außerdem kann auch ein Verwölben der federnden Sockelabschnitte zwischen den beiden Lagerflächen im wesentlichen verhindert werden.

Günstig ist es auch, wenn die Widerlagerfläche am Sockelfuß und die Anschlagfläche am Ring Konusflächen sind.

Dies hat zur Folge, daß bei der axialen Fixierung des Sockelfußes die federnden Teile radial nach innen gegen zumindest die erste Lagerfläche gepreßt werden, was wegen des fehlenden Spiels zu einer besonders hohen Stabilität führt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist dafür gesorgt, daß die Verstellvorrichtung eine am Gehäusevorsprung angeordnete, vom Ring überdeckte Nut mit einer eine Komponente in Axialrichtung aufweisenden Schrägfläche und einen mit der Schrägfläche zusammenwirkenden vom Ring verstellbar gehaltenen Keil aufweist. Eine solche Verstellvorrichtung benötigt nicht - wie bei einer Überwurfmutter - ein Gewinde am Ventilgehäuse im Anschluß an die erste Stützfläche. Aus diesem Grund kann die erste Stützfläche mit geringerem Abstand vom Ventilsitz angeordnet werden, so daß die Gesarnthöhe des mit Vorsprung versehenen Ventilgehäuses trotz des Vorhandenseins der zweiten Stützfläche innerhalb der üblichen Abmessungen liegen kann. Der Ring hat, auch wenn er die Schlitze im wesentlichen überlappt, eine normale;, ästhetisch

ansprechende Breite! Das freie Ende des Sockels ist zum Aufstecken auf das Ventilgehäuse gut sichtbar, ohne daß man dem Ring eine axiale Beweglichkeit relativ zum Sockelfuß geben müßte.

Bei einer sehr einfachen Ausführungsform ist der Keil die konusförmige Spitze einer in einem radial stehenden Gewinde des Rings angeordneten und durch den Sockelfuß, insbesondere durch einen Schlitz des Sockelfußes, greifenden Schraube. Durch Verdrehen einer solchen Pinolschraube ergibt sich eine sehr sichere Befestigung.

Eine andere Möglichkeit mit ähnlichem Vorteil besteht darin, daß der Keil an einem Element ausgebildet ist, das sich in einem Schlitz des Sockelfußes erstreckt, in Axialrichtung am Ring abstützt und durch eine in einem radial stehenden Gewinde des Rings angeordnete Schraube verstellbar ist.

Insbesondere sollte die Schraube eine Stiftschraube mit Innenmehrkant sein. Eine solche Stiftschraube läßt sich mit einem Steckschlüssel sehr leicht verstellen, auch wenn das Ventil in einer an sich schlecht zugänglichen Stelle angeordnet ist. Es ist daher eine sichere Befestigung auch noch in Fällen möglich, in denen man mit. einem Schraubenzieher oder einer Rohrzange keine Möglichkeit des Zugangs mehr hätte.

Mit besonderem Vorteil ist die Nut eine Ringnut mit einer konusförmigen Schrägfläche. Auf diese Weise läßt sich unabhängig von der Einbaulage des Ventilgehäuses der Ring immer so einstellen, daß entweder die Schraube besonders gut erreichbar ist oder daß sich der Keil

oben befindet, was die Kraftübertragung auf die Stützflächen bei einer Belastung des Thermostataufsatzes von oben verbessert..

Zweckmäßigerweise ist am Ring eine Nase angebracht, die in einen Schlitz des Sockelfußes greift. Damit läßt sich schon vor dem Aufbringen des Aufsatzes des Ventilgehäuses die gewünschte Drehwinkelstellung des Ringes fixieren.

Mit Vorzug kann die Nase abgeschrägte Kanten aufweisen. Man kann dann den Ring jeweils unter federnder Verbiegung der Sockelfußabschnitte in eine neue durch einen Sockelfußschlitz definierte Drehwinkelstellung bringen, ohne daß der Ring vom Aufsatz abgezogen werden müßte. Vielmehr kann der Ring bei losem Aufsatz durch die Anlage der Anschlagfläche an der Widerlagerfläche des Sockelfußes gegen Abfallen gesichert sein.

Es empfiehlt sich ferner, wenn der Sockelfuß achsparallele Führungsrippen aufweist, die in entsprechenden Nuten zumindest der einen Stützfläche eingreifen. Damit ist auch die Drehwinkellage des Sockels gegen eine unerwünschte Verstellung gesichert.

Da der Sockel noch im Bereich der zweiten Stützfläche mit dem Vorsprung des Ventilgehäuses in Kontakt steht, ist in weiterer Ausbildung dafür gesorgt, daß auf der den Schlitzen abgewandten Seite der zweiten Lagerfläche eine aus steife Durchbrüche zwischen sich aufweisenden Sockelteilen bestehende Wärmesperre vorgesehen ist. Da diese Wärmesperre nur aus steifen Teilen besteht, kann Sie auch genügend stabil ausgebildet werden, um Querkräfte bis zur zweiten Stützfläche zu übertragen. Dies gilt auch, wenn der Sockel aus Gründen schlechter Wärmeleitung aus einem Kunststoff besteh*.

Insbesondere können zwischen einem die zweite Stützfläche tragenden Verbindungsring und einem axial versetzten Montagering dünnwandige Radialwände verlaufen. Radialwände haben eine große Steifigkeit gegenüber Querkräften. Sie besitzen auch eine große Oberfläche, welche die Wärmeabfuhr durch Konvektion und Strahlung begünstigt.

Zur weiteren Querversteifung können die Radialwände am inneren Ende Verbreiterungen aufweisen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung dargestellter, bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

^5 Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt eines j gemäß der Erfindung auf ein Ventilgehäuse aufge- j setzten Thermostataufsatzes, ;

Fig. 2 eine Ansicht von links auf den Sockel des Thermostat- j i aufsatzes mit aufgeschnapptem Ring, der gegenüber

Fig. 1 um 90° verdreht ist, ί

Fig. 3 in einem Teilquerschnitt eine abgewandelte Ausfüh- |

ι rungsform der Befestigungsstelle und '

I Fig. 4 in einem Teilquerschnitt eine weitere Ausführungs- j

form der Befestigungsstelle. !

Das Thermostatventil der Fig. 1 besitzt ein Ventilgehäuse 1 und einen Thermostataufsatz 2. Am Ventilgehäuse gibt es einen den Ventilschaft umgebenden Vorsprung 3 der eine erste zylindrische Stützfläche 4 und, axial versetzt hierzu, eine zweite zylindrische Stützfläche 5 aufweist. Dieser Vorsprung enthält in üblicher Weise eine Dichtung, über die ein den Ventilschaft betätigender Stift nach außen geführt ist.

Der Thermostataufsatz 2 weist einen feststehenden Sockel 7 und einen Drehgriff 8 auf, der in üblicher Weise ein thermostatisches Arbeitselement umgibt und eine Einstellvorrichtung umfaßt. In Abhängigkeit von der Temperatur und der Sollwert-Einstellung kann sich ein Stellglied 9 zur Betätigung des Stiftes 6 und damit des Verschlußstückes des Ventils verlagern. Der Sockel 7 besitzt einen Sockelfuß 10, der Axialschlitze 11 aufweist, so daß sich mehrere, im vorliegenden Fall vier, federnde Fußabschnitte 12 ergeben. An diesen Fußabschnitten sind achsparallele Führungsabschnitte 13 vorgesehen, die beim Aufschieben auf den Gehäusevorsprung in entsprechende Nuten 14 in der Stützfläche 4 greifen. Die Fußabschnitte 12 besitzen eine auf einer Ringfläche liegende Mitnahmefläche 15, an der eine ringförmige Anschlagfläche 16 eines aus Metall, wie Silumin, bestehenden Ringes 17 ! angreift, um die Stirnfläche 18 des Sockelfußes gegen J eine Schulter 19 des Venti!gehäuses 1 zu drücken. Eine j Verstellvorrichtung 20 besitzt aus eine Schraube 21, ■ 20 die in ein radial stehendes Gewinde 22 des Ringes 17

eingeschraubt ist, die als Stiftschraube mit Innensechskant i
! 23 ausgebildet ist und einen Keil 24 in Form einer konus- ! förmigen Schrägfläche vorzugsweise mit einem Winkel ! von 45°, trägt. Dieser Keil greift in eine Ringnut 25

am Vorsprung 4, die ebenfalls mit einer Schrägfläche i
ί 26 versehen ist. Beim Einschrauben der Schraube 21 wird der Ring 17 und damit der Sockelfuß 10 in Richtung auf die Stirnfläche 19 des Gehäuses verschoben.

,3ö Die Axialschlitze 11 haben eine solche Länge, daß die Fußabschnitte 12 sich radial ausreichend weit verformen lassen, da nur der Ring 17 über den vorderen, die Mitnahmefläche 16 tragenden Teil des Sockelfußes verschoben

werden kann. Die axiale Länge des Ringes 17ist so 35

- 11 -

bemessen, daß die Schlitze 11 nahezu vollständig überdeckt sind. Im Bereich des Gewindes 22 hat der Ring 17 eine Rastnase 27, die in einen der Schlitze 11 eingreift. Die Federungseigenschaft der Fußabschnitte 12 erlaubt es, den aufgesetzten Ring 17 in Stufen von jeweils zu verdrehen, wenn der Thermostataufsatz 2 noch nicht auf das Ventilgehäuse 1 aufgesetzt worden ist. Zu diesem Zweck weist die Rastnase abgeschrägte Kanten 28 auf.

Der Innenumfang der Fußabschnitte 12 bildet eine erste Lagerfläche 29, die auf der ersten Stützfläche 4 aufsitzt. Die Fußabschnitte sitzen an einem Verbindungsring 30, dessen Innenumfang eine zweite Lagerfläche 31 bildet, die auf der zweiten Stützfläche 5 aufsitzt. Wenn daher auf den Thermostataufsatz 2 eine Querkraft P wirkt, ist die zweite Stützfläche 5 durch eine Druckkraft Q und die erste Stützfläche 4 durch eine.Druckkraft R belastet. Außerdem verhindert der Ring 17, daß sich die federnden Fußabschnitte 12 in nennenswertem Maße von dem Vorsprung 3 abheben. Die Biege- und Zugbelastungen

j der federnden Fußabschnitte sind daher außerordentlich gering. Selbst bei einer großen Querkraft P, beispielsweise 750 Newton ist auch bei dünnwandigem Sockelfuß eine ausreichende Stabilität gewährleistet.

! Zwischen dem Verbindungsring 30 und einem dem Drehgriff

8 benachbarten Montagering 32 erstrecken sich dünnwandige Radialwände 33, die im Ausführungsbeispiel einen Winkelabstand von 45° haben. Am inneren Ende der Radialwände sind Verbreiterungen 34 zur .Querversteifung vorgesehen.

Der Verbindungsring 30 besitzt einen zylindrischen Fortsatz 35, um einen sicheren Anschluß der Radialwände 33 zu gewährleisten. Auf diese Weise ergibt sich im Anschluß an den Sockelfuß 10 eine Wärmesperre 41.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 werden um 100 erhöhte Bezugszeichen für der Fig. 1 entsprechende Teile benutzt. Hier ist als Keil 124, der mit der Schrägfläche 126 der Ringnut 125 zusammen wirkt, ein Fortsatz an einem Mitnehmer 136, vorgesehen, der in einer Axialriut 111 eingelegt ist, durch eine Schraube 121 belastet wird und mit einer Nase 137 in eine Vertiefung 138 des Ringes greift. Beim Verdrehen der Schraube 121 dringt der Keil 124 radial nach innen, wodurch der Ring 117 und damit der Sockelfuß 110 nach links bis zur Anlage am Gehäuse 101 verschoben werden. Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 werden um 200 erhöhte Bezugszeichen gegenüber Fig. 1 und 2 benutzt. Der Ring 217 ist als Überwurfmutter ausgebildet und greift mit einem Gewinde 239 auf ein Außengewinde 240 des Gehäuses 201. In diesem Fall ist sowohl die Widerlagerfläche 215 am Sockelfuß 210 als auch die Anschlagfläche 216 am Ring 217 als Konusfläche ausgebildet. Beim Festschrauben des Ringes 217 werden daher die Fußabschnitte 212 nicht nur gegen das Gehäuse 201 gezogen, sondern auch radial nach innen gedruckt, so daß sich eine spielfreie Anlage an der ersten Stützfläche 204 ergibt.

Die beschriebene Befestigungsvorrichtung ist unabhängig davon anwendbar, nach welchem Prinzip der Thermostataufsatz arbeitet, ob er einen eingebauten Fühler oder einen Fernfühler besitzt, ob die temperaturabhängige Verstellung durch einen Dampfdruck oder die volumetrische Ausdehnung einer Flüssigkeit oder eines Feststoffes erfolgt u.

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Leerseite

Claims

DR.-ING. ULRICH KNOBLAUCH

PATENTANWALT ^β FRANKFURT/main ι, den i'äSE

KÜHHORNSHOFWEG 10

POSTSCHECK-KONTO FRANKFURT/M. 3425-605 K/RU

DRESDNER BANK, FRANKFURT/M. 2300308 TELEFON; 561078

TELEGRAMM: KNOPAT „. ~_oo TELEX: 411877 KNOPA D

Patentansprüche

fl.) Thermostatventil mit einem Ventilgehäuse und einem Thermostataufsatz, dessen Sockelfuß zur Stirnfläche hin offene Schlitze besitzt, mit einer Lagerfläche auf eine Stützfläche an einem den Ventilschaft umgebenden Gehäusevorsprung aufgeschoben ist und von einem Ring umgeben ist, der zum Zweck einer axialen Festlegung mit einer Anschlagfläche an einer Mitnahmefläche des Sockelfußes anliegt und sich mittels einer Verstellvorrichtung axial relativ zum Gehäuse verstellen läßt, dadurch gekennzeichnet, daß der Sockelfuß (7; 107; 207) jenseits der Schlitze (11; 111; 211) eine ringförmige zweite Lagerfläche (31; 131; 231) aufweist und daß der Gehäusevorsprung (3; 103; 203) bis in den Bereich dieser zweiten Lagerfläche reicht und für diese eine zweite Stützfläche (5; 105; 205) bildet.

2. Thermostatventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (17; 117) sich axial etwa über die Lange der Schlitze erstreckt und den Sockelfuß mit höchstens geringem Spiel umgibt.

3. Thermostatventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerlagerfläche (216) am Sockelfuß (207) und die Anschlagfläche (215) am Ring (217) Konusflächen sind.

4. Thermos tat ventil nach einem der Ansprüche,. 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellvorrichtung (20; 120) eine am Gehäusevorsprung (3; 103) angeordnete vom Ring (17; 117) überdeckte Nut (25; 125) mit einer eine Komponente in Axialrichtung aufweisenden Schrägflä- *che (26; 126) und einen mit der Schrägfläche zusammenwirkenden, vom Ring verstellbar gehaltenen Keil (24; 124) aufweist. ,

5. Thermostatventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Keil (24) die konusförmige Spitze einer in einem radial stehenden Gewinde (22) des Rings (17) angeordneten und durch den Sockelfuß (7) greifenden Schraube (23) ist.

6. Thermostatventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraube (21) durch einen Schlitz (11) des Sockelfußes (7) greift.

7. Thermostatventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Keil (124) an einem Element (136) ausgebildet ist, das sich in einem Schlitz (111) des Sockelfußes (107) erstreckt, in Axialrichtung am Ring (117) abstützt und durch eine in einem radial stehenden

j 25 Gewinde des Rings angeordnete Schraube (121) verstellbar ist.

8. Thermostatventil nach einem der Ansprüche 5 bis 7, j dadurch gekennzeichnet, daß die Schraube (21; 121) ; 30 eine Stiftschraube mit Innenmehrkant (23; 123) ist.

' 9.-Thermostatventil nach einem der Ansprüche 4 bis 8,

dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (25; 125) eine Ringnut mit einer konusförmigen Schrägfläche (26; ί 35 126) ist.

β ι«

10. Thermostatventil nach einemjder Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß am Ring (17) eine Nase

(27) angebracht ist, die in einen Schlitz (11) des Sockelfußes (7) greift.

11. Thermostatventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Nase (27) abgeschrägte Kanten

(28) aufweist.

12. Thermostatventil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Sockelfuß (7) achsparallele Führungsrippen (13) aufweist, die in entsprechende Nuten (14) zumindest der einen Stützfläche (4) eingreifen.

13. Thermostatventil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß auf der den Schlitzen (11) abgewandten Seite der zweiten Lagerfläche (31; 131; 231) eine aus steifen, Durchbrüche zwischen sich aufweisenden Sockelteilen bestehende Wärmesperre

(41) vorgesehen ist.

14. Thermostatventil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem die zweite Anlagefläche (31; 131; 231) tragenden Verbindungsring (30;130; 230) und einem axial versetzten Montagering (32) dünnwandige Radialwände (33; 133; 233) verlaufen.

15. Thermostatventil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Radialwände (33). am inneren Ende Verbreiterungen (34) zur Querversteifung aufweisen.