DE3541564C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Thermostatventil nach der Gattung des Hauptanspruchs. Thermostatventile dieser Gattung (DE 30 25 893 A 1) haben den Vorteil, daß ein schleichendes Freigeben und Absperren des Gases vermieden ist und daß wegen der verhältnismäßig großen Schwenk­ winkel des Federelementes und des Klapphebels beim Be­ wegen des Schwenkhebels von der einen in die andere End­ stellung die Federkräfte gut beherrschbar und verhält­ nismäßig große Kräfte erzielbar sind, ohne daß die Stütz- bzw. Schwenklager der Teile unerwünscht hoch be­ lastet werden. Als Federelement kann vorzugsweise eine mit negativer Krümmung vorgespannte Blattfeder dienen. Ein Problem ergibt sich bei Thermostatventilen dieser Gattung, wenn der Schaltzustand des Ventils erfaßt oder wenn beim Schalten des Ventils ein Signal zum Steuern anderer Elemente des Gerätes, z. B. einer Zündeinrichtung und einer Zündsicherungsvorrichtung, abgeleitet werden soll. Bei einer bekannten thermoelektrischen Zündsicherungs­ vorrichtung (DE 76 17 832 U 1) ist am Schließglied des Ventils ein Permanentmagnetkörper vorgesehen, dessen Magnetfeld einen am Ventilgehäuse außen angebrachten, als Reed-Kontakt ausgebildeten Schalter beeinflußt, welcher in einem Stromkreis eines optischen Anzeige­ instrumentes für den Betriebszustand der Zündsicherungs­ vorrichtung angeordnet ist. Schließglieder von schnappend betätigten Auf-Zu-Ventilen führten jedoch in vielen Fällen nur einen geringen Hub von z. B. 1,5 mm aus, bei welchem ein einwandfreies Betätigen eines als Reed-Kontakt aus­ gebildeten Schalters nicht bei allen baulichen Gegeben­ heiten gewährleistet oder möglich ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Weg anzugeben, daß höhere Schalt­ kräfte erzeugt und somit auch größere Schalter einge­ setzt werden können.

Die erfindungsgemäße Anordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vor­ teil, daß der Permanentmagnetkörper, der den außen am Ventilgehäuse angeordneten Schalter betätigt, beim Schalten des Ventils einen wesentlich größeren Weg als dessen Schließglied zurücklegt.

Eine vorteilhafte Ausführung er­ gibt sich, wenn der Permanentmagnetkörper in ein vor­ zugsweise zu dem zu betätigenden Schalter hin offenes Kunststoffgehäuse eingesetzt ist, welches seinerseits in eine Randaussparung des Klapphebels eingeschoben und darin unverlierbar festgehalten ist. Weitere vorteil­ hafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus der nach­ folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels her­ vor.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher er­ läutert. Es zeigen

Fig. 1 ein Thermostatventil für einen Brauchwasserspeicher im Schnitt,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1 in vergrößertem Maßstab,

Fig. 3 das Schnappschaltwerk des Thermostatventils nach Fig. 1 bei geschlossenem Ventil und

Fig. 4 das Schnappschalt­ werk bei geöffnetem Ventil.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Das Thermostatventil hat ein aus drei Teilen 10, 12, 14 bestehendes Gehäuse mit einer Einlaßbohrung 16 und einer Auslaßbohrung 18 für eine das Gas zum Brenner des Gerätes führende Leitungsinstallation. Die Einlaßbohrung 16 führt in die Einlaßkammer eines in das Gehäuse 10, 12, 14 ein­ gebauten Magnetventils, dessen Auslaßkammer über Bohrungen 20, 22 im Gehäuseteil 14 mit einer Kammer 24 verbunden ist. Diese ist über eine Bohrung 26 mit einer Kammer 28 verbunden, aus der die Auslaßöffnung 18 herausführt.

Am oberen Mündungsrand der Bohrung 26 ist ein Ventilsitz 30 gebildet, dem ein Schließglied 32 zugeordnet ist, welches durch eine Schließfeder 34 belastet ist. Das Schließglied 32 ist mit Hilfe eines Käfigs 36 in der Kammer 24 verschieb­ bar geführt und mit einem Bolzen 38 verbunden, der durch die Bohrung 26 hindurch in die Kammer 28 ragt. Achsparallel zu dem Ventil 30, 32 ist ein mit einem Wärmefühler ver­ bundener Thermostatbalg 40 angeordnet, der entgegen der Kraft einer Feder 42 über einen Stößel 44 und einem bei 46 ab­ gestützten Schwenkhebel 48 auf das Schließglied 32 im Öffnungssinn einwirkt. Das obere Ende des Thermostat­ balgs 40 ist mit einer Schaltachse 50 verbunden, die einen Drehgriff 52 trägt und in Eingriff mit einer Ge­ windebohrung 54 des Gehäuseteils 14 steht.

Der Schwenkhebel 48 wird von einer Schulterfläche 56 des Stößels 44 untergriffen und ist mit einem als Ganzes mit der Bezugszahl 58 bezeichneten Schnappschaltwerk zur schnappenden Betätigung des Ventils 30, 32 verbunden. Das Schnappschaltwerk 58 besteht aus einer Blattfeder 60, welche bei 62 gehäusefest abgestützt ist, und einem starren Klapphebel 64, welcher die freien Enden des Schwenkhebels 48 und der Blattfeder 60 gelenkig mit­ einander koppelt. Die Funktion des Schnappschaltwerkes 58 ist nachstehend anhand der Fig. 3 und 4 noch be­ schrieben.

Der Klapphebel 64 ist mit einem seitlichen Ansatz 66 versehen, welcher bis nahe an die eine Seitenwand 68 des Gehäuseteils 12 heranreicht. Der Rand des Ansatzes 66 ist mit einer Aussparung 70 versehen, in welcher ein einen Permanentmagnetkörper 72 aufnehmendes, gegen die Seitenwand 68 hin offenes Kunststoffgehäuse 74 ein­ geschoben und darin gegen ungewolltes Lösen gesichert festgehalten ist.

An der Seitenwand 68 des Gehäuseteils 12 ist außen ein Schalter 76 in Form eines Reed-Kontaktes so befestigt, daß sich der Schalter 76 und der Permanentmagnetkörper 72 genau gegenüberliegen, wenn das Schnappschaltwerk 58 seine der Offenstellung des Ventils 30, 32 entsprech­ ende Schaltstellung (Fig. 4) einnimmt. Die Teile sind so ausgeführt und aufeinander abgestimmt, daß der Schal­ ter 76 seine Schaltkontakte schließt, wenn das Ventil 30, 32 geöffnet wird und umgekehrt. Der Schalter 76 steuert eine Zündeinrichtung und eine Zündsicherungsvorrichtung, die ihrerseits das in die dargestellte Armatur mit ein­ bezogene Magnetventil überwacht. Diese Steuerung ist nicht Gegenstand der Erfindung und wird daher im Rahmen dieser Anmeldung nicht beschrieben.

Das erfindungsgemäße Thermostatventil regelt den Gas­ durchgang zum Brenner des Gerätes nach Maßgabe des Wärme­ bedarfs, der vom Wärmefühler des Thermostatbalgs 40 er­ mittelt wird. Durch Drehen des Drehgriffs 52 wird die axiale Lage des Thermostatbalgs 40 und damit die Vor­ spannung der Feder 42 verändert, wodurch der Sollwert eingestellt werden kann. Der Thermostatbalg 40 ist am stärksten gedehnt, wenn die von seinem Fühler überwachte Temperatur ihren jeweils am Drehgriff 52 eingestellten Sollwert entspricht. Der Stößel 44 hat dann seine unterste Lage erreicht, in welcher der Schwenkhebel 48 und das Schnappschaltwerk 55 die in Fig. 3 dar­ gestellte Lage einnehmen.

Der Permanentmagnetkörper 72 und das Kunststoffgehäuse 74 sind im Interesse der Deutlichkeit in den Fig. 3 und 4 weggelassen. In der Lage nach Fig. 3 liegen der Stützpunkt 62 der Blattfeder 60, die Längsachse des Klapphebels 64 und daher auch dessen Angriffspunkte 78, 80 am Schwenkhebel 48 und an der Blattfeder 60 auf einer gemeinsamen Geraden 82, die zum Stützpunkt 46 des Schwenkhebels 48 den Normalabstand a hat. Der Klapphebel 64 schließt mit dem Schwenkhebel 48 einen spitzen Winkel b ein und das vom Klapphebel 64 bzw. der Blattfeder 60 auf den Schwenkhebel 48 ausgeübte Drehmoment hat zu einer leichten, in der Zeichnung nicht berücksichtigten Verformung des Schwenkhebels 48 geführt. Die in Fig. 3 dargestellte Lage des Schnappschaltwerkes 58 ist eine stabile Gleichgewichtslage, weil in ihr die Blattfeder 60 ihre größtmögliche Entspannung gefunden hat. In dieser Lage ist das freie Ende des Schwenkhebels 48 so weit nach unten ge­ klappt, daß das Ventil 30, 32 geschlossen ist und die Schaltkontakte des außen angebrachten elektrischen Schal­ ters 76 geöffnet sind.

Nach einer Unterbrechung der Gaszufuhr beginnt sich die überwachte Temperatur langsam abzusenken und der Thermo­ statbalg 40 zusammenzuziehen. Dabei übt die Feder 42 über den Stößel 44 ein zunehmend größeres Drehmoment auf den Schwenkhebel 48 aus, welches zunächst als Ver­ formungsarbeit in diesem gespeichert wird. Nach einer bestimmten Abkühlung und Zusammenziehung des Thermo­ statbalgs 40 überwindet die im Schwenkhebel 48 ge­ speicherte Energie das von der Blattfeder 60 auf den Schwenkhebel 48 ausgeübte Drehmoment, wonach sich die Teile schnappend in die in Fig. 4 dargestellte Lage bewegen.

Diese schnappende Bewegung kommt dadurch zustande, daß sich beim Verschwenken des Schwenkhebels 48 im Uhr­ zeigersinn die Verformung der Blattfeder 60 zwar ver­ größert, der Normalabstand a der Geraden 82 zum Stütz­ punkt 46 jedoch verkleinert und diese Verkleinerung die Vergrößerung der Blattfederkraft überwiegt. Das von der Blattfeder 60 auf den Schwenkhebel 48 ausgeübte Dreh­ moment wird dadurch im Ergebnis kleiner, so daß sich die im Schwenkhebel 48 gespeicherte Verformungsarbeit rasch auslösen kann. In der Stellung nach Fig. 4 geht die Ge­ rade 82 annähernd durch das Stützlager 46, so daß die Blatt­ feder 60 in dieser Stellung überhaupt kein Drehmoment auf den Schwenkhebel 48 mehr ausübt, obzwar sie in dieser Stellung stärker gespannt ist als in der Stellung nach Fig. 3.

In der Stellung nach Fig. 4 hat der Schwenkhebel 48 das Ventil 30, 32 geöffnet und den außenliegenden elektrischen Schalter 76 geschlossen. Dadurch ist auch die Zündein­ richtung und die Zündsicherungsvorrichtung aktiviert, die ihrerseits das dem Ventil 30, 32 im Gasweg vorgeschaltete Magnetventil offen hält, wenn das freigegebene Gas am Brenner ordnungsgemäß entzündet ist. Zur Fixierung der Teile in der Stellung nach Fig. 4 kann die Anordnung so getroffen sein, daß das den Permanentmagnetkörper 72 aufnehmende Kunststoffgehäuse 74 an einer Schulter des Gehäuseteiles 12 anliegt.

Claims (3)

1. Thermostatventil mit Auf-Zu-Funktion, dessen Schließglied von einer Schließfeder und im Öffnungssinn von einem tempe­ raturempfindlichen Arbeitselement über einen Schwenkhebel be­ einflußt ist, der mit einem Schnappschaltwerk gekoppelt ist, welches aus einem gehäusefest abgestützten Federelement und einem die freien Enden des Schwenkhebels und des Federele­ ments gelenkig verbindenden Klapphebel besteht, wobei diese Teile so angeordnet und bemessen sind, daß das vom Schnapp­ schaltwerk auf den Schwenkhebel ausgeübten Drehmoment in der einen Endstellung des Schwenkhebels seinen größten Wert hat und beim Bewegen des Schwenkhebels zur anderen Endstellung hin abnimmt, ferner mit einem elektrischen Schalter, der den Schaltzustand des Ventils signalisiert und dessen Be­ tätigung von der Schwenkhebelbewegung abgeleitet ist, da­ durch gekennzeichnet, daß der elektrische Schalter (76) in an sich bekannter Weise außen am Armaturengehäuse (12) an­ geordnet und durch ein Magnetfeld betätigbar ist, und daß ein das Magnetfeld erzeugender Permanentmagnetkörper (72) an dem Klapphebel (64) des Schnappschaltwerkes (58) be­ festigt ist.

2. Thermostatventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmag­ netkörper (72) in ein Kunststoffgehäuse (74) eingesetzt und dieses in eine Randaussparung (70) des Klapphebels (64) eingeschoben und darin unverlierbar festgehalten ist.

3. Thermostatventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Teile (60, 64) des Schnappschaltwerkes (58) so angeordnet und bemessen sind, daß beim Verschwenken des Schwenkhebels (48) der Klapphebel (64) in der Zeitein­ heit einen größeren Schwenkwinkel als der Schwenkhebel (48) zurücklegt.