DE3601894A1

DE3601894A1 - Hydraulischer wegegeber

Info

Publication number: DE3601894A1
Application number: DE19863601894
Authority: DE
Inventors: Rudolf Anschuetz
Original assignee: ANSCHUETZ REGELTECHNIK OPTIK
Current assignee: ANSCHUETZ REGELTECHNIK OPTIK
Priority date: 1986-01-23
Filing date: 1986-01-23
Publication date: 1987-07-30

Description

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Wegegeber mit einem Ausdehnungsmittel, das entsprechend der ihn umgebenden Temperatur auf ein Stellteil, insbesondere ein Ventilstellglied, einwirkt.

Es sind hydraulische Wegegeber bekannt, die in einem geschlossenen Behälter ein Ausdehnungsmittel mit hohem Ausdehnungskoeffizienten aufweisen. Vom Behälter geht ein Kapillarrohr aus, das zu einer Membrane führt, die insbesondere über einen Stößel das Stellglied eines Ventils betätigt. Da bei dieser bauweise das Ausdehnungsmittel an einer Seite der Membrane anliegt, kann es geschehen, daß die Membrane vom Ausdehnungsmittel angegriffen wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen hydraulischen Wegegeber der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß bei einfacher Bauweise das die Ausdehnung umsetzende Teil mit dem Ausdehnungsmittel nicht in Berührung kommt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Ausdehnungsmittel eine Übertragungsflüssigkeit verdrängt, die das Stellteil betätigt und in ihrer Zusammensetzung unterschiedlich zum Ausdehnungsmittel ist.

Bei einem solchen hydraulischen Wegegeber wird die Ausdehnung des Ausdehnungsmittels nicht direkt auf das zu bewegende Teil übertragen, sondern es befindet sich dazwischen eine Übertragungsflüssigkeit, die wenig aggressiv sein kann und allein der Druckübertragung dienen muß. Dies führt auch zu dem Vorteil, daß auf dem Übertragungsweg einwirkende Temperaturänderungen sich auf den Stellweg nicht auswirken. Deshalb wird auch vorgeschlagen, daß die Übertragungsflüssigkeit einen geringen Ausdehnungskoeffizienten besitzt.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Übertragungsflüssigkeit ein Gemisch aus Wasser und Frostschutzmittel ist. Auch wird vorgeschlagen, daß die Übertragungsflüssigkeit eine Hydraulikflüssigkeit ist. Vorzugsweise kann die Übertragungsflüssigkeit ein Kalium-Natrium-Gemisch sein.

In einer weiteren Ausgestaltung wird vorteilhafterweise vorgeschlagen, daß das Ausdehnungsmittel flüssig, fest oder gasförmig und insbesondere Wachs oder Kunststoff ist. Hierbei kann bei einem gasförmigen Ausdehnungsmittel zusätzlich ein Absorptionsmittel angeordnet sein.

Vorzugsweise kann das Ausdehnungsmittel teilweise oder ganz von der Übertragungsflüssigkeit umgeben sein. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Ausdehnungsmittel in einem Hohlkörper eingeschlossen ist. Eine einfache Herstellung und sichere Arbeitsweise wird dann erreicht, wenn in der Übertragungsflüssigkeit ein oder mehrere mit Ausdehnungsmittel gefüllte Hohlkörper angeordnet sind.

Hierbei können der oder die Hohlkörper kugel-, zylinder-, tabletten- oder balgförmig sein.

In einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, daß die Außenwand des oder der Hohlkörper(s) abwechselnd Erhebungen und Vertiefungen zur Vergrößerung der Oberfläche aufweisen. Hierzu kann auch der Hohlkörper ihn durchquerende Kanäle aufweisen.

Um eine zusätzliche Steuerung des Ausdehnungsgrades zu erreichen, wird vorgeschlagen, daß im oder am Hohlkörper ein Heizelement befestigt ist. In einer weiteren vorteilhaften Alternative wird vorgeschlagen, daß das Ausdehnungsmittel und die Übertragungsflüssigkeit durch einen Kolben oder eine Membran voneinander getrennt sind.

Auch wird vorgeschlagen, daß zwei oder mehr Hohlkörper angeordnet sind, deren Ausdehnungsmittel jeweils ein unterschiedliches Ausdehnungsverhalten aufweist.

Hierdurch kann auf einfachste Weise ein unterschiedliches Regelverhalten erreicht werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen mit Übertragungsflüssigkeit gefüllten Behälter, in dem ein einziger Ausdehnungskörper angeordnet ist;

Fig. 2 einen Behälter nach Fig. 1 mit mehreren kugel- oder zylinderförmigen Ausdehnungskörpern;

Fig. 3 einen Behälter mit innen einliegendem länglichem Ausdehnungskörper und angeschlossenem Kapillarrohr, das zu einer Membran führt;

Fig. 4 einen Behälter nach Fig. 3 mit Ausdehnungskörper, der Querkanäle aufweist, die von der Übertragungsflüssigkeit durchströmt sind und über Kapillarrohr angeschlossenem Balg;

Fig. 5 einen Behälter mit innen einliegendem balgförmigem Ausdehnungskörper;

Fig. 6 einen Behälter nach Fig. 5 mit einer Heizspirale innerhalb des Ausdehnungskörpers; und

Fig. 7 einen zylindrischen Behälter mit einliegendem Kolben, der Ausdehnungsmittel und Übertragungsflüssigkeit voneinander trennt.

Ein insbesondere zylindrischer Behälter 1 ist mit einer Übertragungsflüssigkeit 2 gefüllt. Die Übertragungsflüssigkeit kann eine nichtaggressive Hydraulikflüssigkeit, Wasser, insbesondere mit Frostschutzmittel, ein Kalium-Natrium-Gemisch oder aber eine andere nichtaggressive Flüssigkeit von geringem Ausdehnungskoeffizienten sein. Innerhalb der Übertragungsflüssigkeit befindet sich ein dehnbarer Hohlkörper 3, der mit einem Ausdehnungsmittel 4 vollständig gefüllt ist. Das Ausdehnungsmittel weist einen hohen Ausdehnungskoeffizienten auf, kann aggressiv sein und ist flüssig, fest oder gasförmig, insbesondere aus Wachs oder Kunststoff. Bei einem gasförmigen Ausdehnungsmittel kann zusätzlich innerhalb des Hohlkörpers 3 ein Absorptionsmittel angeordnet sein.

Die Wände des Hohlkörpers sind aus Metall, Kunststoff oder Gummi, insbesondere auch aus einer Kunststoffolie und so flexibel, daß das Ausdehnungsverhalten des Mittels 4 sich auf die Übertragungsflüssigkeit überträgt. In den Behälter 1 reicht ein Balg 5 hinein, dessen Inneres nach außen hin offen ist und dessen Boden 6 eine Übertragungsstange 7 betätigt, die insbesondere mit einem Ventilstellglied verbunden sein kann. Das Verhalten der Hohlkörperwandung ist so flexibel, daß sie sich beim Erwärmen des Ausdehnungsmittels ausdehnt, beim Erkalten des Ausdehnungsmittels auch wieder zusammenzieht.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 unterscheidet sich von dem nach Fig. 1 dadurch, daß mehrere Hohlkörper 3 als Ausdehnungskörper vorgesehen sind, die zylindrisch oder kugelförmig sein können und mit Ausdehnungsmittel 4 gefüllt sind. Bei einer solchen Anordnung können zwei oder mehr Hohlkörper Ausdehnungsmittel mit unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten aufweisen. Eine besonders einfache Übertragungsflüssigkeit ist Wasser.

In Fig. 3 ist ein zylindrischer Behälter 1 dargestellt, in dem koaxial ein Hohlkörper 3 insbesondere aus Gummi oder dehnbarem Kunststoff einliegt, der mit einer Ausdehnungsflüssigkeit oder Wachs gefüllt ist. Die ihn umgebende Übertragungsflüssigkeit 2, insbesondere Wasser, wird über ein Kapillarrohr 8 zu einer Membran 9 aus Metall oder Gummi geführt. Diese betätigt die gewünschte Vorrichtung.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 unterscheidet sich von dem nach Fig. 3 dadurch, daß der Hohlkörper 3, wie in Fig. 4 oben in einem Schnitt dargestellt, eine gewellte oder gezahnte Außenwandung aufweist, um hierdurch die Fläche der Außenwand zu vergrößern und damit eine Übertragung von Temperaturunterschieden zu erleichtern und zu beschleunigen. Hierzu ist auch der Hohlkörper mit quer angeordneten Kanälen 9 versehen. Das Kapillarrohr 8 führt zu einem Balg 10, der die gewünschten Bewegungen ausführt.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 unterscheidt sich von dem nach Fig. 3 dadurch, daß der Hohlkörper balgförmig und am oberen Ende des Behälters 1 befestigt ist. Ferner ist dargestellt, daß die Membran 9 ein bzw. Stange 7 betätigt.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 unterscheidet sich von dem nach Fig. 5 dadurch, daß innerhalb des balgförmigen Hohlkörpers 3 eine Heizspirale 11 befestigt ist, durch die unabhängig von der Umgebungstemperatur das Ausdehnungsverhalten des Ausdehnungsmittels 4 gesteuert werden kann.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 zeigt einen zylindrischen Behälter 1, in dem ein zylindrischer Kolben 12 von nur wenig geringerem Durchmesser axial verschieblich einliegt. Der Kolben 12 ist durch einen Dichtungsring 13 gegenüber der Innenwand des Behälters 1 abgedichtet. Der größere Bereich des Behältervolumens ist mit dem Ausdehnungsmittel 4 gefüllt, und der Kolben 12 ist in Richtung des Ausdehnungsmittels durch eine Feder 14 beaufschlagt. Der verbleibende Innenraum des Behälters 1 ist mit der Übertragungsflüssigkeit 2 gefüllt, die über ein Kapillarrohr 8 zur Membran 9 führt. Durch den Kolben 12 werden das Ausdehnungsmittel 4 und die Übertragungsflüssigkeit 2 voneinander sicher getrennt.

Claims

1. Hydraulischer Wegegeber mit einem Ausdehnungsmittel, das entsprechend der ihn umgebenden Temperatur auf ein Stellteil, insbesondere ein Ventilstellglied, einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausdehnungsmittel (4) eine Übertragungsflüssigkeit (2) verdrängt, die das Stellteil betätigt und in ihrer Zusammensetzung unterschiedlich zum Ausdehnungsmittel (4) ist.

2. Wegegeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungs flüssigkeit (2) einen geringen Ausdehnungskoeffizienten besitzt.

3. Wegegeber nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsflüssigkeit (2) ein Gemisch aus Wasser und Frostschutzmittel ist.

4. Wegegeber nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsflüssigkeit (2) eine Hydraulikflüssigkeit ist.

5. Wegegeber nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsflüssigkeit (2) ein Kalium-Natrium-Gemisch ist.

6. Wegegeber nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausdehnungsmittel (4) flüssig, fest oder gasförmig und insbesondere Wachs oder Kunststoff ist.

7. Wegegeber nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem gasförmigen Ausdehnungsmittel (4) zusätzlich ein Absorptionsmittel angeordnet ist.

8. Wegegeber nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausdehnungsmittel (4) teilweise oder ganz von der Übertragungsflüssigkeit (2) umgeben ist.

9. Wegegeber nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausdehnungsmittel (4) in einem Hohlkörper (3) eingeschlossen ist.

10. Wegegeber nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in der Übertragungsflüssigkeit (2) ein oder mehrere mit Ausdehnungsmittel (4) gefüllte Hohlkörper (3) angeordnet sind.

11. Wegegeber nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Hohlkörper (3) kugel-, zylinder-, tabletten-, balg- oder schlauchförmig sind.

12. Wegegeber nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwand des oder der Hohlkörper(s) (3) abwechselnd Erhebungen und Vertiefungen zur Vergrößerung der Oberfläche aufweist.

13. Wegegeber nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (3) ihn durchquerende Kanäle (9) aufweist.

14. Wegegeber nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß im oder am Hohlkörper (3) ein Heizelement (11) befestigt ist.

15. Wegegeber nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausdehnungsmittel (4) und die Übertragungsflüssigkeit (2) durch einen Kolben (12) oder eine Membran voneinander getrennt sind.

16. Wegegeber nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr Hohlkörper (3) angeordnet sind, deren Ausdehnungsmittel (4) jeweils ein unterschiedliches Ausdehnungsverhalten aufweist.