-
Vorrichtung zur selbsttätigen Regelung der Temperatur von in Wärmesystemen
strömenden Medien Den Gegenstand der Erfindung bildet eine Vorrichtung, die dazu
dient, die Temperatur von strömenden Medien in einem. Wärmnesystem innerhalb eines
bestimmten Bereiches konstant zu halten, wobei ein vom Medium durchströmter Regelhahn
einmal den Weg zum Heiz- oder Kühlkreislauf und das andere Mal zu einer Umgehungsleitung
freigibt.
-
Es ist bekannt, zu diesem Zwecke Grenzwertregler zu verwenden, deren
Regelglied lediglich zwei Stellungen: ganz auf, ganz zu, einnehmen kann und so gesteuert
wird, daß es von der einen Stellung plötzlich in die andere übergeht. Dieses plötzliche
Umschalten des Regelgliedes wird z. B. durch ,eine Feder oder Membran bewirkt, die
von einem temperaturempfindlichen Körper gespannt wird und bei Erreichung einer
kritischen Spannung das Regelglied von der einen Grenzlage in die ,andere schnellt.
Diese Art der Temperaturregelung ist verhältnismäßig einfach und kommt insbesondere
dort zur Anwendung, wo gewisse Temperaturschwankungen des Mediums zulässig sind.
-
Die vorliegende Erfindung bietet durcheine neuartige konstruktive
Ausbildung die Möglichkeit, dem Prinzip des an sich bekannten Grenzwertr eglers
auch ohne Verwendung einer zusätzlichen Verstellkraft, z. B. Öldruck, Elektrizität
usw., viele neue Amvendungsgebiete zu eröffnen. Insbesondere läßt sich die Temperatur
des Kühlmittelkreislaufs der Brennkraftmaschinen z. B. bei Kraftfahrzeugen vorteilhaft
mit dieser Vorrichtung regeln.
-
Derartige Regler müssen konstruktiv einfach, kleinen Ausmaßes und
billig sein. Die Abhängigkeit vom Strömungsdruck des Mediums darf gewisse Grenzen
nicht überschreiten, der Durchflußwiderstand des Reglers soll gering sein. Auch
soll der Ausdehnungskörper
gut vom Medium umspült sein, um ein
schnelles Ansprechen des Reglers zu erreichen.
-
Die bekannten Grennvertregler erfüllen nur zum Teil alle diese Forderungen,
während die vorliegende Erfindung durch eine neuartige Ausbildung der Schnappvorrichtung
und deren Zusammenwirkung mit dem Regelhahn alle gestellten Forderungen erfüllt.
-
Das Wesen der Erfindung beruht darin, daß der :Ausdehnungskörper eine
Feder spannt, die unmittelbar den Regelhahn bei C'berschreitung eines kritischen
Punktes aus der einen in die andere Grenzlage schaltet.
-
In der Abb. i und 2 ist der grundsätzliche .:'üfbau und in Abh.3 und
,1 sind zwei Ausführungsformen dargestellt.
-
Abb. i zeigt geschnitten einen äußeren Hahnkörpera mit dem Eintrittsstutzen
b und den beiden Austrittsstutzen c und d.
-
Ein im Innern befindliches drehbares Hahnküken e ist durch
einen Anschlag k in seiner Bewegung so begrenzt, daß es -zwei Endlagen einnehmen
kann, bei denen das immer bei b einfließende Medium durch eine Bohrung entweder
bei c oder bei d ausströmen kann; dies sind beide Grenzstellungen.
-
Im Hahnküken e ist fest angeordnet der Ausdehnungskörper j, der über
ein übersetzungsgetriebe g am Hebel h angreift. Dieser Hebel ist drehbar am Küken
e befestigt. Eine Feder! verbindet das Ende des Hebels h,
das durch
die Mittelachse des Hahnes schwingt, mit dem äußeren Hahngehäuse a durch den Anschlag
Az. Falls der Hebel lt
wie in der Abb. i durch den Ausdehnungskörper/ und
das Übersetzungsgetriebe g nach rechts gedrückt ist, übt die Feder i ein
Drehmoment auf das Küken e aus. Das Küken e ist durch die Feder i an den Anschlag
k gedrückt, der hier der Einfachheit halber gleichzeitig der Festpunkt der Feder
i ist. Dabei kann das Medium vom Stutzen b durch das Küken e zum Stutzen c strömen.
Dies ist die eine Grenzlage.
-
Dehnt sich nun der Ausdehnungskörperl aus, so drückt das G bersetzungsgetriebe
g den Hebellt auf die linke Seite, und das vorher rechtsdrehende Drehmoment kehrt
um, so daß das Küken e .auf die andere Seite des Anschlags schnappt, wie es in der
Abb.2 dargestellt ist. Dabei hat die Bohrung im Küken e, die vorher den Stutzen
c freigegeben hat, jetzt einen Weg für das Medium nach dem Stutzend geschaffen.
Dies ist die andere Grundlage.
-
Beim Zusammenziehen des Ausdehnungskörpers fkehrt sich der geschilderte
Vorgang um, und das Küken e schnappt wieder in die in Abb. i gezeichnete Lage zurück.
Es ist nur eine Frage der Kraft des Ausdehnungskörperl, des Übersetzungsgetriel,es,
der Reibung des Kükens im Hahn und der Federvorspannung, daß die Temperaturempfindlichkeit
des Reglers auf eine gewünschte Größe gebracht werden kann. Beim Arbeiten eines
Reglers in einem Wärmesystem genügen schon wesentlich kleinere Wege des Hebels h,
vom Mittelpunkt aus gerechnet, als in Abb. i und 2, um ein Umschnappen des Kükens
zu bewirken.
-
In der Abb. i und 2, die nur zur Erklärung der Wirkungsweise dienen
sollen, ist der Ausclehnungskörper f, Übersetzungsgetriebe g und Hebel
h mit dein Küken verbunden. Man kann diese Teile auch fest am Gehäuse anordnen,
nur muß dann die Feder i am Hebel h und am Küken e außen und nicht
am Gehäuse befestigt sein. Es ist dies lediglich eine Umkehrung; während im ersten
Falle beim Umschnappen der Befestigungspunkt der Feder am Hebel lt verschoben
wird, steht im zweiten Falle dieser Punkt fest, und der Befestigungspunkt der Feder
am Küken wird bewegt.
-
Der Ausdehnungskörper fist in Abb. i als Federrohr z. B. mit Ätherfüllung
dargestellt; inan könnte auch einen Bimetallstab o. dgl. verwenden. Ebenso ist man
nicht an ein bestimmtes Übersetzungsgetriebe gebunden. Der Weg des Ausdehnungskörpers
muß nur so übersetzt werden, daß eine Bewegungsrichtung senkrecht zur Drehachse
des Kükens durch den Mittelpunkt entsteht. Für das Küken selbst kann auch eine andere
Konstruktion genommen werden, z. B. eine Art Klappe, die nur jeweils die öffnungen
eines der Austrittsstutzen c oder d verschließt. Die Feder i kann z. B. auch eine
vorgespannte Druckfeder sein; es kehrt sich dann nur die Drehbewegungsrichtung um.
-
In Abb.3 und 4 sind beispielsweise zwei Ausführungsformen der Erfindung
dargestellt. Abb.3 zeigt perspektivisch den Hahnkörper a mit dem Eintrittsstutzen
b und den AustrittssttitzeI1c und cl. Der Ausdehnungskörper/ ist hier im Küken senkrecht
zur Mittelachse angeordnet. Er kann auch achsengleich finit dem Küken eingebaut
werden (s. Abb.4).
-
Das Übersetzungsgetriebe g verschiebt in Abb. 3 ein Gleitstück 1.
auf einer Schiene in. Die bespannte Feder i ist am Gleitstück l und ain Anschlag
k befestigt. Man kann auch, ohne die Wirksamkeit zu beeinträchtigen, den Anschlag
für das Küken und den Aufhängepunkt der Feder am Hahngehäuse trennen.
-
Bei der in Abb. 3 dargestellten Ausführungsforin ist statt des Heb
eis h der Abb. i und 2 eine Geradführung gewählt, die denselben Zweck erfüllt. Am
Drehpunkt des Übersetzungsgetriebes gr ist eine elastische Platten angeordnet, welche
die beweglichen Teile im Küken gegen die Flüssigkeit abdichtet
und
schützt. Das Kükene selbst ist in Spitzen gelagert, um geringe Reibungswiderstände
zu haben.
-
In Abb. q. ist im Schnitt eine andere Art des übersetzungsgetriebes
ä vom Ausdehnungskörper 1 zum Hebel lt dargestellt. Der Ausdehnungskörper f endet
in einem Steilgewindezapfen,9, der ein Mutternstückp, das in der Längsrichtung gehalten
ist, verdreht. Dieses Mutternstückp faßt mit einem Zapfen g in einen Längsschlitz
des Hebels h und verdreht ihn, wodurch dieselbe Wirkung, wie in Abb. i und 2 besprochen
ist, eintritt.