DE7701010U1 - Einstellventil - Google Patents

Description

Olpl.-Ing. R. H. BAHR

Olpl.-Phy.s. E. BETZLER
Blpl.-ing. W. HERftMANN-TRENTEPOHl

Patentanwälte

■000 München Eltenacher Straß· 17

MO 5769

PONT-A-MOussoN s.a.

Nancy/Frankreich

Einstellventil

Die Erfindung betrifft ein Einstellventil insbesondere für die Heizungskörper einer Zentralheizungsanlaqe. Ein derartiges Ventil hat üblicherweise ein Einstellglied, das an einem festen Sockel angeordnet ist.

Wenn die Anlage eine zentrale Quelle hat, die ein Strömungsmittel an Räume abgibt, die von einer bestimmten Anzahl von Personen benutzt werden, kann es erwünscht sein, zu jedem Zeitpunkt ausgehend von einer zentralen Station die Einstellung des Einstellgliedes jedes Einstellventils zu kennen, um z.B. den Verbrauch jedes B'—utzers abzuleiten. Dies ist insbesondere bei Zentralheizungsanlagen von Gebäuden der Fall, um ständig den Wärmebedarf jeder Wohnung zu kennen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Einstellventil zu schaffen, das es ermöglicht, in einfacher und wirtschaftlicher Weise die Stellung des Einstollgliedes zu einer zentralen Uberwachungs- und ggf. Berechnungsstation jedes Benutzers zu übertragen.

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Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch einen elektrischen Widerstand, der in Abhängigkeit von der Stellung des Einstellgliedes veränderbar ist.

Bei einer besonders einfachen Ausführungsform besteht der veränderbare Widerstand aus zwei festen Leiterelementen und einem an dem Einstellglied befestigten Schieber, der mit einem Verbindungskontakt versehen ist, der die beiden Leiterelemente ständig kontaktiert.

Die Erfindung kann insbesondere auf die Überwachung der Einhaltung gesetzlicher Vorschriften angewandt werden, die bestimmte Länder für die maximale Temperatur von Wohnräumen aufgestellt haben. Wenn das Einstellglied mit einem temperaturempfindlichen Element und äußeren Markierungen versehen ist, die bestimmten Nenntemperaturen entsprechen, kann die zentrale Station direkt die Temperatur jedes Raumes überwachen. Diese Überwachung ist umso genauer, wenn jedes Ventil ein Glied zur Feineinstellung der tatsächlichen Temperatur entsprechend jeder Stellung des Einstellgliedes hat.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren 1 bis 6 beispielsweise erläutert. Es zeigt:

Figur 1 eine Außenansicht eines Thermostatventils gemäß der Erfindung,

Figur 2 eine Fig. 1 entsprechende Ansicht, bei der jedoch der Ventilkopf im Axialschnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 5 dargestellt ist,

Figur 3 perspektivisch eine Teildarstellung einer Einzelheit der Fig. 2 mit deren beiden Elementen in auseinandergezogener Anordnung,

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Figur 4 perspektivisch eine Abwicklung des einen Elements der Fig. 3,

Figur 5 eine Darstellung des Ventils der Fig. 1 und 2 im Schnitt längs der Linie 5-5 in Fig. 2, und

Figur 6 einen Schnitt längs der Linie 6-6 in Fig. 2.

Das Thermostatventil der Fig. 1 besteht aus einem T-Anschluß ί, der am Ventilkopf 2 befestigt ist. Der Anschluß 1 hat ein Einlaßrohr 3 und ein Auslaßrohr 4 für das wärmeführende Strömungsmittel, das in den Anschluß 1 entsprechend dem Teil f eintritt und entsprechend dem Pfeil g austritt. Der Kopf 2 ist an dem Ende des dritten Rohres 5 des Anschlusses 1 mittels eines Gewinderinges 6 befestigt, der außen geriffelt ist. Die Rohre 3 und 5 haben ebenso wie der gesamte Kopf 2 eine gemeinsame Achse X-X. Wenn das Ventil an dem Heizkörper, der dai-^t ausgestattet wird, befestigt wird, ist die Achse X-X horizontal. In der folgenden Beschreibung wird jedoch die Achse X-X aus Zweckmäßigkeitsgründen vertikal angenommen.

Der Kopf 2 hat einen Sockel 7, dessen unterer Teil von Ausnehmungen 7a durchsetzt ist, um vier Stützen 7b zu bilden. Der Sockel trägt eingerastet an seinem unteren Teil und frei drehbar den Haltering 6. Auf den Sockel 7 ist ein Betätigungsknopf G aufgeschraubt, der mehrere äußere Markierungen 9 trägt, die wahlweise gegenüber einer einzigen Stellenmarke 10 eingestellt werden können, die von dem Sockel 7 getragen wird. Die verschiedenen Einstellagen entsprechen mehr oder weniger eingeschraubten Stellungen des Knopfes 8. Der Knopf 8 ist außen geriffelt und an seinem oberen Teil durch einen abnehmbaren Deckel 11 geschlossen, der eine zentrale öffnung hat, so daß das eine Ende eines temperaturempfindlichen Elements 12 über den Kopf 2 vorstehen und so der Umgebungstempe-

ratur ausgesetzt werden kann, die um das Thermostatventil herrscht.

Fig. 2 zeigt das Innere des Ventilkopfes 2. Das obere Ende der Einstellstange 13 eines Ventilelements (nicht gezeigt), das innerhalb des Anschlusses 2 angeordnet ist und die Durchsatzmenge des wärmeführenden Strömungsmittel? über diesen Anschluß 1 bestimmt, ragt über das Rohr 5 und den Ring 6 nach außen. Die Stange 13 ist nach oben, d.h. in ihre maximale Öffnungsstellung des Ventilelements durch eine Spiralfeder ( nicht gezeigt), die im Inneren des Anschlusses 1 angeordnet ist, verstellt.

über seinen Ausnehmungen 7a hat der Sockel 7 eine zylindrische Wand 14, deren Außenfläche 15 ein Gewinde trägt, um den Betatigungsknopf 8 aufnehmen zu können, der ein Innengewinde 16 hat. Der Knopf 3 hat in einem bestimmten Abstand von seinem oberen Ende einen radialen Bund 17, der eine zentrale Öffnung 18 bildet, wodurch eine obere Ausnehmung 19 gebildet wird, die einen Flansch 20 aufnimmt, der von dem Deckel 11 na^h unten gerichtet ist.

Das temperaturempfindliche Element 12 hat einen zentralen erweiterten Teil 21, einen unteren schmalen Gewindeteil 22, der in einen Ring 23 geschraubt ist, und einen Betätigunosstift 24, der unten über diesen Ring vorsteht. Der untere Teil des Ringes 23 und der Teil 21 des Elements 12 bilden zwei gegenüberliegende Schultern, zwischen denen eine Platte gehalten wird, die an dem Umfang der Öffnung 18 und dem oberen Ende einer Stütze 2β anliegt, die etwa die Form eines Kohlzylinders mit durchbrochener Wandung hat. Das andere Ende der Stütze bildet einen äußeren Bund 27, der von dem oberen Bund 17 des Knopfes 18 durch eine relativ starke Spiralfeder 28 entfernt gehalten, die zwischen diesen beiden Bünden zusammengedrückt wird.

Der Sockel 7 nimmt in einer zentralen unteren Bohrung einen Hohlkolben 30aif, in dessen unteren Teil eine

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Schraube 33 geschraubt ist, die sich mit ihrem Kopf 32 an dem unteren Umfang der Bohrung 29 abstützt. Das andere Ende des Kolbens 30 hat eine äußere Schulter 33. Eine relativ schwache Spiralfeder 34 stützt sich einerseits an dieser Schulter 33 und andererseits an dem oberen Umfang der Bohrung 29 derart ab, daß der Kolben 30 ständig nach oben gedrückt wird.

Der Kolben 30 ist an seinem oberen Teil mit einer ebenen oder durchbrochenen Platte zur Abstützung des Stiftes 24 des temperaturempfindlichen Elements 12 versehen. Somit stützt sich der Kopf 32 der Schraube 31 ständig an dem Ende der Stange 13 des Veiitilelements ab, und wenn die Umgebungstemperatur derart ist, daß der Stift 24 nur um eine Strecke über den Ring 23 vorsteht, die zu gering ist, um die Platte 35 zu erreichen, was in Fig. der Fall ist, stützt sich der Kopf 32 auch unter der Wirkung der Feder 34 an dem unteren Umfang der Bohrung 29 ab. Die Feder 28 ermöglicht es dem Element 12 und der Stütze 26 sich zu heben, wenn bei geschlossenem Ventilelement (der Kopf 32 liegt an der Stange 13 an und der Stift 24 an der Platte 35) die Temperatur weiter ansteigt.

Die zylindrische Wandung 14 des Sockels 7 hat an ihrem oberen Teil eine ringförmige Nut 36, in der ein fester Anschlag 37 (Fig. 6) angeordnet ist. Die Nut 36 begrenzt eine äußere Wand 38 und eine untere schmälere Wand 39 (Fig. 2, 3 und 6). Im Axialschnitt (Fig. 2 bis 4) ist die äußere Wand 38 gerade, während die untere Wand 39 eine Ausnehmung 40 hat, die zwei gegenüberliegende Schultern 41, 42 bildet. Die obere Schulter 41 entspricht einer Einrastkante 43. Zwei parallele elektrische Kontaktzungen sind in der Ausnehmung 40 befestigt. Diese Kontaktzungen erstrecken sich nahezu über den gesamten Umfang der Nut 36, wobei der Anschlag 37 zwischen ihren

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Enden liegt. Zwei elektrische Leitungen 45 gehen von den entsprechenden Enden der Kontaktzungen 44 aus.

Zwischen den Wänden 38 und 39 ist ein geboqener Schieber 46 angeordnet, der in der Nut 36 verschiebbar und über der Kante 43 eingerastet ist. Der Querschnitt der. Schiebers 46 entspricht dem der Nut 36, und eine Ausnehmung 46a ist in der Stirnfläche des Schiebers vorgesehen, die gegen die Achse X-X gerichtet ist. Am Boden dieser Ausnehmung ist der zentrale Teil eines U-förmigen Verbindungskontaktes vorgesehen, der zwei elastische Arme hat, die in Anschlüssen 48 enden. Wenn der Schieber 46 in der Nut 36 angeordnet ist, liegen die Anschlüsse 4 8 auf einer Kontaktzunge 44 der Wandung 39 auf.

Der Schieber 40 ist mit dem Knopf 8 in folgender Weise drehfest verbunden: Der obere Bund 17 des Knopfes 8 trägt zwei Paare axiale Stifte 49, 50, die in die Nut 36 eingreifen und dazu bestimmt sind, die Drehung des Knopfes 8 beim Anstoßen an dem Anschlag 37 (Fig. 6) auf einen Wert kleiner als 360° zu begrenzen.

Das erste Paar besteht aus zwei festen, da bei der Herstellung in zwei Vorsprüngen 51 verkeilten, die an dem Bund 17vorges ehen sind, Stiften49. Der Schieber 46 wird zwischen diesen beiden Stiften 49 (Fig. 3) gehalten, die ihn in den beiden Richtungen in der Nut 3 6 drehen, wenn der Knopf 8 gedreht wird. Der obere Bund 17 hat zwischen den Vorsprüngen 51 eine Ausnehmung 52 (Fig. 5), die es ermöglicht, bei der Montage die Stifte 49 auf beiden Seiten des Schiebers 46 richtig anzuordnen.

Das zweite Paar Stifte besteht aus zwei auswechselbaren Stiften 50. Wenn man die Drehung des Knopfes 8 auf einen Teil derjenigen begrenzen will, die sich durch das alleinige Vorhandensein der festen Stifte 49 ergibt, ordnet man die Stifte 50 in zwei beliebigen Ausnehmungen

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einer Reihe von Ausnehmungen 53 an, die hierzu in dem Bund 17 vorgesehen sind. Dieser Vorgang erfolgt bei der Montage des Thermostatventils an den Heizkörper entsprechend den Wünschen des Verbrauchers.

Die aus der Nut 36, den Kontakten 44, dem Schieber 46 und dem Verbindungskontakt 47 bestehende Anordnung bildet einen Rheostat, wobei sich der Widerstand des Kreises, der die beiden Leitungen 45 verbindet, in Abhängigkeit von der Stellung des Schiebers 46 ändert. Die Gesamtgröße dieses Widerstandes, den man erhält, wenn sich der Schieber 46 nahe den Enden der Kontaktzungen 44 entgegengesetzt zu denen, die die Leitung 45 tragen, wird in Abhängigkeit von der Heizleistung des auszustattenden Heizkörpers gewählt. Zwei gleiche Heizkörper werden mit Thermostatventilen ausgestattet, deren Kontaktzungen 44 gleich sind (gleicher Gesamtwiderstand). Je größer die Heizleistung eines Heizkörpers ist, umso größer ist der Widerstand der Kontaktzungen 44. Dieser Widerstand wird proportional der Heizleistung des Heizkörpers gewählt. Das Thermostatventil ist mit einem Potentiometer versehen, das jeder Stellung des Knopfes 8 und damit jeder Raumtemperatur einen Wert einer meßbaren Größe beim Auftreten eines elektrischen Widerstandswertes entsprechen läßt.

Das beschriebene Ventil wird in der Praxis in einer Zentralheizungsanlage eines Gebäudes verwendet. Z.B. hat das Gebäude eine bestimmte Anzahl von Wohnungen mit jeweils mehreren Zimmern und jedes Zimmer wird von einem Heizkörper geheizt, der mit einem derartigen Thermostatventil versehen ist.

In einem hierfür vorgesehenen Raum ist eine zentrale Station A vorgesehen, in die alle Leitungen 4 5 führen. Die Leitungen 4 5 der selben Wohnung und damit die Widerstände der verschiedenen Ventile dieser Wohnung sind

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In Reihe oder parallel geschaltet, damit nur ein einziges Paar Leitungen aus jeder Wohnung führt.

Die Zentrale Station A hat eine elektrische Stromquelle B, um alle Kontaktzungen 44 zu versorgen, und wenigstens ein Organ C zur Messung des Widerstandes, der zu jedem Zeitpunkt für jede Wohnung festgestellt wird. Die Ergebnisse können z.B. ausgedruckt und regelmäßig oder ständig kontrolliert werden, wobei die Ablesung selbstverständlich

die mittlere Temperatur jedes Raumes ergeben kann, da diese Temperatur und der Gesamtwiderstand desselben Raumes einander entsprechen.

Die Station A kann außerdem Rechner D haben, die die von jeder Wohnung verbrauchte elektrische Energie summieren.

Da der Widerstand jedes Ventils von der Stellung seines

I) Einstellknopfes abhängt, ist die verbrauchte elektrische

Energie direkt von dem tatsächlichen Wärmebedarf des Verbrauchers abhängig. Die Rechner D können daher in einfacher Weise diesen Bedarf angeben.

Es ist von Vorteil, der Station A eine Abrechnunaszentrale E zuzuführen, die ausgehend von den Ergebnissen, die von den Rechnern D geliefert werden, jede Wohnung z.B. in der folgenden Weise abrechnet:

Ein erster Abschnitt berücksichtigt nur von dem Bedarf der Heizkörper unabhängige Paktoren (Stockwerk, Lage, Verglaste Flächen, Anzahl der Zimmer usw.) und ein zweiter Abschnitt entspricht dem tatsächlichen, durch die.· ' Rechner D berechneten Bedarf. Die Zentrale E kann

selbstverständlich auch mit einer Vorrichtuna versehen sein, die die Abrechnungen direkt ausgibt.

Alle diese Elemente, die die Station A bilden, sind im Handel erhältlich oder leicht herstellbar. Sie werden

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daher im einzelnen nicht beschrieben.

Um eine derartige Anlage in Betrieb zu nehmen, wird zunächst ein Ventil an jedem Heizkörper angeordnet, indem man den Anschluß 1 mit der Achse X-X horizontal anordnet. Das Ende der Ventilstange 13 befindet sich in der Stellung für maximalen Auslaß. Es wird ein Sockel 7 gewählt, der Kontaktzungen 44 trägt, deren Gesamtwiderstand der Heizleistung des ausgestatteten Heizkörpers entspricht. Weiß man z.B., daß die von einem Gußheizkörper mit Elementen von 1 m Heizfläche unter den Bedingungen Tm = mittlere Temperatur des Heizkörpers = 80°C, Ta = Raumumgebungstemperatur = 20°C abgegebene Heizleistung 500 kcal/h beträgt, wird der elektrische Gesamtwiderstand derart gewählt, daß er 500 Ohm beträgt, wenn die Markierung des Knopfes 8, die gegenüber der Stellmarke 10 angeordnet ist, der Nennöffnung des Ventilelements für eine Temperatur von 20°C am Ort des Einstellventils, d.h. nahe dem temperaturempfindlichen Element 12 beträgt=

Wenn man jeden Verbraucher in Abhängigkeit von seinem tatsächlichen Bedarf messen und/oder abrechnen will, der von der Lage des Einstellknopfes 8 direkt abhängt, muß man zu einer Feineinstellung am Ort jedes Ventils übergehen, um sicherzustellen, daß die Lage des Knopfes 8 möglichst genau der thermostatischen Einstelltemperatur entspricht, für die es vorgesehen ist ■ unter Berücksichtigung aller örtlichen Bedingungen. Dazu befestigt man den Kopf 2 an dem Anschluß 1, bringt den Knopf 8 in eine bestimmte Stellung und mißt die mittlere Temperatur des Raumes. Wenn man eine Abweichung zwischen dieser mittleren Temperatur und der vorgesehenen Nenntemperatur feststellt, entfernt man den Kopf 2 und dreht die Schraube 31 in der gewünschten Richtung, wobei man durch Konstruktion weiß, daß sine Umdrehung der Schraube einer bestimmten Anzahl

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von Graden entspricht. Schließlich wird der Kopf 2 durch Aufschrauben des Ringes 6 wieder befestigt.

Die zentrale Station A kann zu jeden Zeitpunkt und genau und gerecht die Beheizung jeder Wohnung kontrollieren und/oder abrechnen. Die Tatsache/ daß der Verbrauch in einen elektrischen Widerstand umgewandelt wird, ermöglicht eine leichte übertragung der Daten zu der Station A und einfache Rechner.

In Abwandlung können die Kontaktzungen 44 an der Innenseite der Außenwand 38 angeordnet werden, wobei der unförmige Verbindungskontakt 47 auf der konvexen Außenseite des Schiebers 46 läuft.

Die Versorgung mit elektrischem Strom der Kontaktzungen 44 kann aufgrund des Joule-Effekts eine bestimmte Erwärmung dieser Kontaktzungen hervorrufen. Diese Erwärmung ist sehr niedrig, da der verwendete Strom selbst eine sehr geringe Stärke hat. Außerdem schützen zwei Ausbildungen das thermostatische Element 12 vor jeder Störung durch den Joule-Effekt: Die Kontaktzungen 44 sind zwischen zwei Trennwänden 38 und 39 eingeschlossen und die Ausnehmungen 7a des Sockels 7 verringern die Erscheinungen der Wärmeleitung von dem Anschluß 1 aus und ermöglichen die Umwälzung der Umgebungsluft in dem Kopf 2, die noch durch die Ausnehmungen der zylindrischen Stütze 26 begünstigt wird.

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Claims (9)

Pont-a-ftousscn S.A. 28. Februar 1977 / Schutzansprüche

1. Einstellventil, insbesondere für Heizkörper einer Zentralheizungsanlage mit einem auf einem festen Sockel angeordneten Betätigungsknopf, dadurch gekennzeichnet , daß am Sockel (7) zwei Kontaktzungen (44) angeordnet sind, über denen ein mit dem Betätigungsknopf (8) fest verbundener Schieber (46) verschiebbar ist, der einen die Kontaktzungen überbrückenden Verbindungskontaktstreifen (47) trägt.

2. Einstellventil mit einem drehbaren Betätigungsknopf, dadurch gekennzeichnet , daß der Sockel (7) mit einer ringförmigen Nut (36) versehen ist, in der der Schieber (46) angeordnet ist und daß die beiden Kontaktzungen (44) an der gleichen Wand (39) der Nut (36) befestigt sind.

3. Einstellventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß sich die Kontaktzungen (44) über nahezu den ganzen Umfang der Nut (36) erstrecken und daß ein Gegenanschlag (37) des Schiebers (46) zwischen den Enden dieser Elemente angeordnet ist.

4. Einstellventil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden Kontaktzungen (44) in einer Ausnehmung (40) der entsprechenden Wand (39) der Nut (36) angeordnet sind und daß der Schieber (46) in die Nut eingreift und in dieser eingerastet ist.

5. Einstellventil nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Schieber (46) zwischen zwei Stiften (49) gehalten ist, die an einem mit dem Betätigungsknopf (8) verbundenen Bund (17) befestigt sind und in die Nut (36) eingreifen.

6. Einstellventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Bund (17) Öffnungen (53) aufweist, in die zusätzliche Stifte (50) einsetzbar ist, die in die Nut (36) eingreifen und den Hut des Drehschiebers (46)

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durch Eingriff mit dem Anschlaq (37) begrenzen.

7. Einstellvenu.il nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch g e k e η η zeichnet , daß der Betätigungsknopf (8) mit einem temperaturempfindlichen Element (12) versehen ist,

8. Einstellventil nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch ein Organ (31) zur Feineinstellung.

9. Einstellventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß der Sockel (7) an einem Stützanschluß (1) abnehmbar befestigt ist.

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