DE8129785U1

DE8129785U1 - Vorrichtung zum betaetigen eines unter der wirkung einer rueckstellfeder stehenden bolzens

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Publication number: DE8129785U1
Application number: DE19818129785
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Priority date: 1981-10-12
Filing date: 1981-10-12
Publication date: 1984-03-29

Description

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Hellmuth Möhlenhoff

HN 13

8. Dez. 1983

Vorrichtung zum Betätigen eines unter der Wirkung einer Rückstellfeder stehenden Bolzens ^:

Die Neuerung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Betätigen eines unter der Wirkung einer Rückstellfeder stehenden Bolzens entsprechend dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1. ; Eine solche Vorrichtung ist in der DE-PS 16 00 713 beschrieben .

Ein unter der Wirkung einer Rückstellfeder stehender Bolzen ί χ kann beispielsweise der Schieber eines Thermostatventils i sein. Ein solcher Bolzen kann aber auch als Betätigungsele- | ment für Luftklappen und Heizungsklappen oder ganz allgemein für fernbediente Verschiebungen eingesetzt werden. Im folgenden wird die Vorrichtung - stellvertretend für alle anderen Einsatzfflügliehkeiten - am Beispiel eines in einem Heißwasser«

IS kreislauf einer Heizungsanlage angeordneten Ventils erläutert.

Mit der bekannten Vorrichtung nach der DS-PS 16 00 713 ist die Bewegungerichtung eines unter Feuerwirkung stehenden Bolzens bei Temperaturerhöhung umkehrbar. Zwischen dem Bolzen und dem Arbeitskolben des Dehnkörpers sind ein gehäusefester Bügel

und ein von diesem geführter, bewegbarer Bügel sowie die auf den bewegbaren Bügel einwirkende Druckfeder angebracht. Außerdem ist an dem bewegbaren Bügel noch ein Ventilstößel befestigt, der 7.UI Anlage an der Stirnfläche des zu betätigenden Bolzens vorgesehen ist. Mit diesem Zonenventil kann unter Einsatz des elektrischen Heizelements beispielsweise ein durch den Bolzen verschlossenes Ventil jederzeit geöffnet werden. Eine damit ausgerüstete Heizungsanlage kann also jederzeit gezielt eingesetzt werden. Der Nachteil dieser bekannten Vorrichtung besteht darin, daß sie relativ viel Einzelteile benötigt und außerdem eine in vielen Fällen störende große Höhe hat. Diese große Höhe macht sich insbesondere beim Einsatz an Heizkörpern unliebsam bemerkbar, die sichtbar in zu beheizenden Räumen installiert sind.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Betätigung eines Bolzens unter Einsatz eines temperaturabhängigen, elektrisch beheizbaren Dehnkörpers anzugeben, die unter Beibehaltung der beliebigen Verstellbarkeit des Bolzens mit wenigen Einzelteilen auskommt und eine sehr niedrige Bauhöhe aufweist.

Diese Aufgabe wird entsprechend den kennzeichnenden Merkmalen des Schutzanspruchs 1 gelöst.

Die Bauhöhe dieser Vorrichtung wird im wesentlichen durch die axiale Länge des Dehnkörpers bestimmt, über den die Druckfeder nur um die Länge des für den Bolzen benötigten Verstellweges hinausragt. Ein gehäusefester Bügel zur Abstützung der Druckfeder wird nicht benötigt, da diese Abstützung vom Gehäuse der Vorrichtung selbst übernommen wird. Das bewegbare Druckelement ist außerdem als ebene Platte ausgebildet, so daß sich auch hier eine sehr einfache Gestaltung mit geringen Abmessungen ergibt.

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Bei Erwärmung des Dehnkörpers mittels des elektrischen Heizelements drückt der Dehnkörper, der über die Stifte am Gehäuse des Bolzens abgestützt ist, den Zwischenkörper vom Bolzen weg. Der Zwischenkörper nimmt dabei über seine Erweiterung die Druckfeder mit. Hierdurch werden das Druckelement und damit auch der Bolzen entlastet, so daß die Rückstellfeder wirksam werden kann. Sie kann damit den Bolzen in Richtung auf das Dehnelement zu bewegen und so beispielsweise den vorher durch einen mit dem Bolzen verbundenen Ventilteller abgeriegelten Weg für ein Heizmedium freigeben.

Wenn der Zwischenkörper als geschlossener Napf ausgebildet wird, ergibt sich gleichzeitig ein gehäuseartiger Schutz für den umschlossenen Dehnkörper.

Als Heizelement wird vorzugsweise ein PTC-Widerstand mit seinen vorteilhaften Eigenschaften Strombegrenzung und Temperaturregelung eingesetzt. Ein solcher Widerstand hat außerdem sehr kleine Abmessungen, so daß dadurch die Abmessungen der Vorrichtung kaum beeinflußt werden.

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Neuerung ist in den Zeichnungen dargestellt.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch die Vorrichtung. Fig. 2 einen Schnitt durch Fig. 1 längs der Linie II - II.

Mit 1 ist ein Bolzen bezeichnet, der beispielsweise ein Arbeitskolben eines Ventile sein kann und in Richtung des Doppelpfeiles 2 hin- und herbewegbar ist. Am freien Ende dieses Bolzens befindet sich beispxelsweise ein Ventilteller 3, mit dem der freie Querschnitt einer nicht mit dargestellten Rohrleitung verschließbar ist. Der Bolzen 1 ist in einem starren Gehäuse 4 untergebracht. Er steht unter der Wirkung einer Rück-

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stellfeder 5_; welche dan Bolzen 1 ständig in Richtung des Pfeiles 6 zu bewegen sucht. In dieser Richtung würde der Ventilteller 3 von der Verschlußstelle der Rohrleitung abgehoben und in eine Offenstellung bewegt werden.

Auf der Stirnfläche des Bolzens 1 liegt eine als Druckelement verwendete Platte 7, auf welche eine Druckfeder 8 unter Zwischenschaltung eines weiteren Elements drückt. Die Druckfeder 8 hat eine größere Federkraft als die Rückstellfeder, so daß der Bolzen 1 in der Ruhestellung der Vorrichtung die Position einnimmt, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist. In dieser Position befindet sich der Bolzen 1 bezüglich seines Ventiltellers 3 in der Schließstellung.

Die Druckfeder 8 ist als Schraubenfeder ausgebildet. Sie umschließt einen Dehnkörper 9 von außen, in welchem sich ein Medium befindet, das sich bei Temperaturerhöhung ausdehnt. Der Dehnkörper 9 hat einen Stützkörper 10, der in einer Ausnehmung des Dehnkörpers untergebracht ist.,Zwischen Druckfeder 8 und Dehnkörper 9 ist ein käfigförroiger Zwischenkörper 11 angebracht, der mit seinem Bodenteil 12 direkt oder indirekt an dem Dehnkörper 9 anliegt und an seinem freien Ende eine nach außen weisende Erweiterung 13 hat. Die Druckfeder 8 liegt auf dieser Erweiterung 13 auf, die ihrerseits wieder auf der Platte 7 aufliegt. Um die einzelnen Elemente Druckfeder 8, Dehnkörper 9 und Zwischenkörper 11 herum ist ein mechanisch festes Gehäuse 14 gelegt, das mit seinem unteren Ende am Gehäuse 4 des Bolzens 1 festgelegt sein kann. Dieses Gehäuse 14 dient als Festpunkt für die Druckfeder 8, die an ihrem oberen, über den Dehnkörper 9 hinausragenden Ende in diesem Gehäuse festgelegt ist.

Der käfigförmige Zwischenkörper 11 ist vorzugsweise als rundum geschlossener Napf ausgebildet. Er kann dann gleichzeitig als Schutz für den umschlossenen Dehnkörper 9 dienen. Der Zwischenkörper 11 kann aber auch als Käfig mit drei oder

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mehr parallel zum Dehnkörper 9 verlaufenden Streben ausgeführt sein, die am Bodenteil 12 zusammengehalten sind und an ihren freien Enden Erweiterungen 13 aufweisen. In diesem Fall müßten die Enden mit den Erweiterungen ausreichend stabilisiert werden, wozu beispielsweise ein Innenring verwendet werden kann. Der Bodenteil 12 kann als geschlossene Scheibe ausgeführt sein. Er kann aber auch durch einen Ring mit einer zentralen Ausnehmung gebildet sein.

Am freien Ende des Stützkörpers 10 sind Stifte 15 angebracht, vcn denen in Fig. 1 zwei zu sehen sind. Es sollen mindestens zwei solche Stifte vorgesehen sein, die mit ihren freien Enden auf dem Gehäuse 4 des Bolzens 1 aufliegen. Zweckmaßigerweise werdeii hier drei Stifte 15 verwendet, die jeweils um 120° gegeneinander versetzt sind, so daß sich ein mechanisch stabiles, nicht verkantendes Gebilde ergibt. Die Stifte 15 können von vornherein mit dem Stützkörper 10 mechanisch verbunden werden. Es ist jedoch auch möglich, dieselben in einem gesonderten Bauteil anzubringen, auf dem der Stützkörper 10 und der Dehnkörper 9 aufliegen.

Die als Druckelement dienende Platte 7 kann vorzugsweise als kreisrunde Scheibe ausgebildet sein. Es ist jedoch auch möglich, eine Platte mit beliebiger geometrischer Form zu ver- ( wenden. Vorzugsweise werden die Stifte 15 durch Löcher 16 durch die Platte 7 hindurchgeführt, so daß die Stifte die Platte 7 durchdringen und sich an der Stirnseite des Gehäuses 4 auf demselben abstützen. Bei entsprechender Gestaltung könnten die Stifte 15 auch außen um die Platte 7 herumgelegt werden.

Die Vorrichtung nach der Neuerung arbeitet wie folgt:

Ausgehend von der in Fig. 1 dargestellten Ruhestellung wird der Dehnkörper 9 durch ein elektrishes Heizelement 17 erwärmt. Hier kann es sich vorzugsweise um einen PTC-Widerstand

handeln, der in besonders kleinen x:nd mechanisch stabilen Abmessungen zur Verfügung steht. Die Leiter der Stromzuführung für den Widerstand sind der Einfachheit halber nicht mit eingezeichnet. Sie durchdringen den Zwischenkörper 11 und werden zu einer Stromquelle geführt. Der PTC-Widerstand kann vorzugsweise auf der Stirnfläche des Dehnkörpers 9 angebracht werden, so daß er zwischen dem Boden 12 des Zwischenkörpers und dem Dehnkörper 9 liegt. Durch die Erwärmung des Dehnkörpers 9 dehnt sich derselbe aus. Diese Ausdehnung kann nur nach oben erfolgen, da der Dehnkörper durch den Stützkörper 10 und die Stifte 15 nach unten fest abgestützt ist. Der Zwischenkörper 11 wird dadurch in Richtung des Pfeiles 18 nach oben gedrückt. Hierdurch wird auch die Druckfeder 8 über die Erweiterung 13 des Zwischenkörpers 11 mitgenommen, so daß die Platte 7 entlastet wird.

Wegen dieser Entlastung kann die Rückstellfeder 5 des Bolzens 1 wirksam werden, die jetzt den Bolzen in Richtung des Pfeiles 6 nach oben schieben kann und dabei auch die Platte nach oben drückt. Die Bewegung dieser Platte wird durch die Stifte 15 nicht behindert, da dieselben ja durch die Löcher 16 durch die Platte 7 hindurchgreifen. Durch die Bewegung das Bolzens 1 wird der Ventilteller 3 mitgenommen, so daß die Rohrleitung geöffnet wird. Es kann auf diese Weise durch das Einschalten eines elektrischen Stromkreises und die damit zusammenhängende Wärmeentwicklung des Heizelements 17 erreicht werden, daß ein beliebiger Heizkörper oder mehrere beliebige Heizkörper oder einzelne Heizkreise jederzeit zu einer gewünschten Zeit eingeschaltet werden können.

Die Bewegung des Dehnkörpers 9 kann zusätzlich noch mit einem Endschalter gekoppelt sein, der die Stromzufuhr an das Heizelement 17 dann abschaltet, wenn in dem zu beheizenden Raum oder in dem zu beheizenden Teil (Zone, Heizkreis) eines Raumes die gewünschte Temperatur erreicht ist. Der Bolzen 1 wird dann durch die Druckfeder 8 wieder in seine Ausgangsstellung zurückgebracht, so wie sie aus Fig. 1 hervorgeht.

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Der elektrische Stromkreis zur Einschaltung des Heizelements 17 kann außderdem auch mit einer Schaltuhr gekoppelt sein, die es ermöglicht, die Einschaltung einer Heizung bzw. eines Heizkreises zu einer ganz beliebigen Zeit vorzunehmen, die vorher programmiert werden kann.

Claims

HM 13 8. Dez. 1983 Schutzansprüche

1. Vorrichtung zum Betätigen eines unter der Wirkung einer Rückstellfeder stehenden Bolzens, der in seiner Achsrichtung bewegbar in einem festen Gehäuse gelagert ist, bestehend aus einem temperaturabhängigen, durch ein elektrisches Heizelement beheizbaren Dehnkörpei und einer auf einer Seite an einem Festpunkt eines alle Teile der Vorrichtung umschließenden Gehäuses anliegenden und auf der anderen Seite unter Zwischenschaltung eines starren, bewegbaren Druckelements auf den Bolzen entgegen der Wirkung der Rückstellfeder einwirkenden Druckfeder mit gegenüber der Rückstellfeder höherer Federkraft, dadurch gekennzeichnet.

- daß die Druckfeder (8) als den Dehnkörper (9) von außen umfassende, über denselben axial hinausragende und an diesem Ende am Gehäuse (14) der Vorrichtung anliegende Schraubenfeder ausgebildet ist,

- daß das Druckelement a.Ts «bene Platte (7) ausgebildet ist, die quer zur Achsrichtung von Druckfeder (8) und Dehnkörper (9) angeordnet ist,

- daß zwischen Dehnkörper (9) und Druckfeder (8) ein käfigförmiger Zwischenkörper (11) angeordnet ist, der an seinem freien Ende eine radial nach außen abstehende Erweiterung (13) aufweist und mit seinem Bodenteil (12) am Dehrikörper (9) anliegt,,

- daß die Platte (7) an der Stirnseite des Bolzens (1) anliegt,

- daß auf der anderen Seite der Platte (7) in der Ruhestellung der Vorrichtung der Zwischenkörper (11) mit seiner Erweiterung (13) anliegt,

- dnß die Druckfeder (8) mit ihrem freien Ende auf der Erweiterung (Ij) des Zwischenkörpers (11) aufliegt und

- daß der Dehnkörper (9) über mindestens zwei in Achsrichtung verlaufende Stifte (15) am Gehäuse (4) des Bolzens

(1) anliegt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (7) Löcher (16) aufweist, durch welche die Stif te <15) hindurchragen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzejchnet, daß drei Stifte (15) verwendet werden.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet . daß der Zwischenkörper (11) als geschlossener Napf ausgebildet ist.