DE8404437U1 - Temperaturabhaengige schaltvorrichtung - Google Patents
Temperaturabhaengige schaltvorrichtungInfo
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- F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Description
tm.\m, HANS LICHTI
HiINER LICHTI
HiINER LICHTI
Die Erfindung betrifft eine temperaturabhängige Betätigungsvorrichtung,
insbesondere ate temperaturabhängig sehattbares Ventil, wie für Heizkostenverteiler
naeh dem Verdunstungsprireip, mit mindestene einem
bei einer bestimmten Sehälttemperatur schaltbaren, bewegliehen Setättgungs*
oder VersehluSglied.
Temperaturabhängige Schaltvorriehtungen sind in verschiedener Ausgestaltung
bekannt. Zu vielen Sinsätazwecken in vielen Ausgestaltungen ist das aktive
Schaltelement eine eimetaN-Scsheibe, die aufpund des untersehledl iehen
Ausdehnungsverhattensi zweier zusammengefügter Metalfe bei (Dbsrsehfeiten
der Sehalttemperatur aus einer ersten in eine zweite stellung umschaltet«
Wenn von einer bestimmten Söhaltternperatur die Rede ist» ist genauer ein
©nger Bereich gemeint, daß derartige Eleminte ihre bei den Bewegungsöd§r
Schaltvörgangeri au^uncl eines Hyst@FeseveTf@fteri3 bei wenig unterschiedlichen
Temperaturen ausführen.
Als bevorzugtes konkretes Anwendungsgebiet der erfindungsgemäBen Betätigungsvorrichtung
sei das Gebiet der Heizkostenverteiler nach dem Verdiarstungsprrnzip
genannt. Derartige Heizkostenverteiler weisen ein in einem mit einer
Skala versehenen Gehäuse eingesetztes Röhrchen auf, das eine Flüssigkeit
- 2-
•nthMlt, die bei eingeschaltetem Heizkörper verdunstet, wobei die Verdunstuwgemenge
proportional zur Temperatur und zur Slnsehializelt des
Heizkörpers sein soll. Aus der verdunsteten Meng» wird dann auf den
relativen Wärmeverbrauoh geschlossen und entsprechend werden die
Hel2kosten auf mehrero Verteiler und Heizkörper verteilt. Bei derartigen
Hei2kostenverteilern nach dem Verdunstungsprinzip ist aber seil langer
Zelt das Problem der sogenannten Kaltverdunstung bekannt. Das heißt, auch
wenn ein Heizkörper imrrer ausgeschaltet Ist, verdunstet doch eine
bestimmte Menge der Meßflüssigkeit. Dies wird dadurch zu berücksichtigen versucht, daß das Röhrchen etwas mehr Flüssigkeit aufweist, als es dem
Nullpunkt der Metskala entspricht. Der durch Verdunstung auch bei ausgeschaltetem
Heizkörper entstehende Meßfehler kann auch hierdurch nicht
vollständig ausgeschlossen werden. Es wurden verschiedene Vorsehläge zur
Lösung dieses Problems gemacht. So wurde vorgeschlagen in Entfernung
vom Heizkörper ein Referenzmeeröhrehen anzuordnen, dessen Plüsslgkefts«
inhalt praktisch nur die KaKverdunstung erleitet, so daß hierdurch auf den
Kaltverdunstungsantell des Röhrchen am Heizkörper geschlossen werden
kann (DE-PS 333 452), Weiterhin wurde vorgeschlagen, statt der Verdunstungsflüssigkeit
eine schmelzende feste Masse vorzusehen, deren Verdunstung bei kaltem Heizkörper, wenn die sieh in ihrem festen Zustand
feefindet, relativ gering sein soll (Dl-PS 379 704). Schließlich wurden for
Heizkörper Venti!einrichtungen vorgesehlagen, bei denen die aktiven
temperaturabnängigen Seteltelemente BimetalI-Elemente sind (CH-PS
272 307, OS-AS 10 75 §63) - Alle diese Lösuftgsversuefe haben zu keinem
befriedigendem Ergebnis geführt, waren tails aufwendig und kempt iziert
sowie fcestertifitensiv, teils weiterhin ziemHeh ungenau
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine weitere temperaturabhängige
Betätigungsvorrichtung,insbesondöre aid temperaturabhängig schaltbares
Ventil für Herzkosterwrerteiler naeft dem Verdunstungsprinzip zu
schaffen, die preiswert ist und ein zu«^riässiges Schaltverhalten aufweist,
ec dad insbesondere bei den genannten MeI zkoetenvertel lern die Kaltverdunstung
ausgeschaltet tow» weitgehend untedrückt wird*
Erf Indungsgemiß wird die genannte Aufgabe durch eine temperaturabhängig«
Betätigungsvorrichtung gelöst,welche gekennzeichnet ist durch einen
Permanentmagneten, ein magnetielerbaree Element mit Im Bereich
der Schalttemperatur stark temperaturabhängig veränderlicher Magnetisierung
und durch mindestens ein Federelement, webet der Magnet und/oder magnet lsi erbares Element ate Sehalt- oder VerschrußgHed ausgebildet eindi.
Dass öffnen bzw. Schließen dee Ventile wird durch einen Magneten verursacht,
der einen Körper aus einem speziellen weiehmagnetfsehen Werkstoff
mit starker temperatmrabhängiger Magnetisierung im Bereich der gewünschten
Schelttemperatur , die Insbesondere nahe der Ourle-Temperatur
des Werkstoffe Hegt, anzieht. Gegenkräfte zu der durch den Magneten
verursachten Bewegung worden durch eine oder mehrere Federn bewirkt, die der Magnetkraft entgegenwirken. Entsprechende Werkstoffe sind ansich
bekannt und werden insbesondere dazu eingesetzt, einen Temperaturgang
bei Anzeigen von Meßgeritten, wie bei llektrizMätszählem, Tachometern
und Drehspul instrumenten z<a unterdrücken; entsprechende Werkstoffe wurden
auch schon für Retais vorgesehlagen. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung
fassen sieh äußeret geringe Hysteresebereiche gegenüber Bimetal !elementen
bei langen Bewegungswegen erreichen, wobei dennoch ein we^ehend
momentanes Schnappverhalten erzielbar ist«
Unterhalb einer gewünschten charakteristischen Temperatur steigt die
temperaturabhängige Magnetisierung des magnetsi erbaren Elements
stark an, se dall ab einer gewissen kritischen Temperatur die Magnetkraft
ausreicht, daß sie die Federkräfte überwiegt und das magnetisierbare
Element anziehen kann, wodurch beispielsweise ein Ventil geschlossen
wird. Fällt die Temperatur ab, so unterschreiten ab einer gewissen Temperatur die Magnetkräfte die Federkräfte, so daß die Federn das magnetisierbare
Element vom Magneten fortdrücken können und beispielsweise cfas Ventil
öffnen. Die Temperaturen beim Schließen und beim ÖÄten stimmen in der
Regel nicht überein, sondern zeilen eine gewisse Hysterese. Gemäß einer
äußerst bevorzugten Ausgestaltung wird daher vorgeschlagen, daß sowohl
die Feder eine relativ weiche Feder mit langem Federweg ist,als auch
die Feder eine relativ harte Feder mit kurzem Federweg ist. Bei einer solchen bevorzugten Ausgestaltung wird aufgrund des unterschiedlichen
Kraft-Wegverhaltens von mechanischen Federkräften und magnetischen
Kräften eine Verminderung der Differenz der Einschalt- und Ausschalttemperaturen
bzw. Öffnungs- und Schließtemperaturen bis zu unterhalb von einem halben Grad erreicht. Die harte Feder dient dabei dazu, die relativ
starke Anziehung des Magnets bei kleinem Abstand zu kompensieren, während die weiche Feder einen langen Federweg und damit einen großen
Schaltweg oder einen großen Öffnungsweg bei einem Ventil ermöglicht.
axialen Durchlaß und «ine den Durchlaß senkrecht kreuzende Bohrung
zur Aufnahme von Ventil elementen aufweist, wobei weiterhin in der U
wobei zwischen einer Schulter des Körperteile und einem Ringflansch ,
des Gleitteils eine relativ weiche Feder derart angeordnet ist, daß sie |
das Gleitteil vorn Magneten fortzidrücken versucht und die Bohrung im '
streckenden Schütz durchquert wird und daß in dem Schlitz eine den \
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen
und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungs- j
bei spiel der erflndungegemäöen Vorrichtung im einzelnen erläutert ist. j
Dabei zeigt:
Vorrichtung in Offenetellung Im Vertlkmlschnitt
entsprechend l-l dar Figur 2;
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-5-
Arvhand der Figuren wird erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Ausgestaltung
als Ventil für die öffnung eines Heizkostenverteilers nach dem
Verdunstungsprinzip erläutert. Ein sdcher Heizkostenverteiler nach dem
Verdunstungsprinzip weist ein Röhrchen 1 auf, das eine Verdunstungsflüssigkeit
2 aufnimmt. Üblicherweise ist das Röhrchen mit einer eingesetzten, in
der Figur 1 angedeuteten Kappe 3 verschlossen, die lediglich eine Durchlaßöffnung
mit gegenüber dem Durchmesser des Röhrchens verminderten Durchmesser aufweist (im einzelnen nicht dargestellt). Die erfindungsgemäße
Vorrichtung in Form eines Ventils 4 ist unterhalb der normalerweise aus Kunststoff
bestehenden Kappe 3 in das Röhrchen 1 reibschlüssig eingesetzt. Sie weist ein elastisches Körperteil 6 mit einem zentralen axialen Durchfaß
auf. Im Körperteil 6 ist ein radiales Sackloch 8 ausgebildet, das über eine
Schutter 9 zum Inneren hin verjüngt ist. Im Bereich des axialen Durchlasses
7 , der etwa einen Durchmesser von 2 mm aufweist, und etwas versetzt zur Achse ist ein sich senkrecht zum Sackloch 8 erstreckender
schmaler Schlitz oder eine schmale Nut 11 im Körper 6 ausgebildet,
die im dargestellten Ausführungsbeispiel bis zum Rand des Körpers 6 und
damit zu dem Röhrehen 1 , ggffs. aber auch an den seitlichen Rändern geschlossen
sein könnte. Die Sackbohrung θ erstreckt aich mit ihrem Grund
12 über den Schlitz 11 hinaue. In dem sich über den Schlitz 11 hinauseretreekenden
Teil der Sackbohrung 8 ist ein Permanentmagnet 13 gleitbar eingesetzt, d.h. unter vernaehliesigbaren Reibungekräften. Die Reibungskräfte
kennen durch geeignete bekannte Maßnahmen , Beschichten mit PTFE
etc. vermindert werden. Der Permanentmagnet 13 wird aneich In seiner in der
Figur 2 gezeigton Stellung durch die Kraft einer relativ starken Blattfeder
gehalten, die in den Schlitz 11 eingesetzt Ist, eich mit Ihren Enden an der
dem eingesetzten Magneten 13 gegenüberliegenden Wand 16 dee Sehlltzes
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-6-
und mitihrer Mitte gegen den Magneten 13 abstützt. In die öffnung der
Sackbohrung 8 ist weiterhin eine relativ (durch Stärke der Blattfeder 14 ) weiche Spiralfeder 17 eingesetzt, die sich mit ihrem einen Ende an der
Schulter 9 abstützt. Nach der Feder 17 ist in die Sackbohrung 8 ein Gleitteil
18 eingesetzt, welches an seinem rückwirkenden Ende einen Ringflansch 19 aufweist, an dem die Spiralfeder 17 mit ihrem anderen Ende
anliegt. Das Gleitteil 18 ist derart in die Sackbohrung 8 eingesetzt, daß
es innerhalb der Bohrung entgegen der Kraft der Spiralfeder 17 ebenfalls mit möglichst Reibung gleiten kann. Das Gleitteil 18 besteht aus einem
magnetischen Werkstoff, dessen Sättigungsmagnetisierung im Bereich der gewünschten Schalttemperatur , die beispielsweise im Bereich zwischen
20 und 50°, je nach verwendetem Heizkörper gewählt werden kann, ein relativ steiles Temperaturverhalten aufweist und dessen Curie-Punkt innerhalb
des genannten Temperatu rbereichs, insbesondere nahe der gewünschten
Schalttemperatur liegt. Geeignete Materialien sind sogenannte Häusler'sehe
Legierungen, die Curie-Temperaturen unterhalb von 100° aufweisen oder
aber Nickeleisen-Legierungen, wobei durch die Zusammensetzung derartiger Legierungen die Curie-Temperatur variabel ist. Geeignete Werkstoffe
lassen sich auch aus entsprechenden Tabellenwerten entnehmen.
Die der in den Figuren 1 und 2 dargesteilte Schaltstellung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung ist die Öffnungsstelle des Ventils und damit des
Durchlassee 7 , die eingenommen wird, wenn sich die Vorrichtung in
erhöhter Temperatur befindet. In diesem Falle ist die Sättigungsmagnetisierung
so gering, daß sie nicht zur Überwindung Insbesondere der Federkraft der Feder 17 ausreicht oder aber der Werkstoff des Gleitteils 18 befindet sich
schon in seiner paramagnetischen Phase.
Fälil* dlefeirapecatur ab, eo wechselt der Werkstoff des Gleitöle 1β In
seine ferromagnetische Phase, die Sattlgunflgmagnetlslerung steigt art, bis
dl· vom Magneten 13 auf das Gleitteil 10 auegeübte magnetische Kraft aus-
- 7-
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- 7-
reicht, um das Gleitteil 18 entgegen der Wirkung der Spiralfeder 17
auf den Magneten 13 zuzuziehen, bis das Gleitteil 18 die weiche Feder 17 in der Stellung der Figur 3 weitgehend zusammengedrückt hat. Es sind
Nasen 21 als Anschläge für das Gleitteil 18 vorgesehen, die deren Bewegung auf den Magneten 13 zu begrenzen · Da die Magnetkräfte
gegenüber dem I inearen Kraft-Wegverhalten mechanischer Federn
mit abnehmender Entfernung stark ansteigt, werden die vom
Magneten auf das Gleittetl 18 in der in Figur 3 gezeigten Stellung des
Gleitteils ausgeübten Kraftwirkungen so stark, daß , da das Gleitteil 18 sich nicht weiterbewegen kann, nun der Magnet selbst und gegen<
der Wirkung der relativ starken Feder 14 gegen das Gleitteil gezogen wird, bis
die Feder 14 am Gleitteil 18 anliegt und damit der Durchlaß 7 vollständig
geschlossen ist (Figur 3) . Hierdurch wird die Kaltverdunstung (die Figur
3 zeigt die Tieftemperaturstellung der erfindungsgemäeen Vorrichtung 4)
unterdrückt oder zumindest so weitgehend reduziert, daß sie tatsächlich
vernachlässigbar wird.
Steigt nun durch Erwärmung des Heizkörpers , an dem das Verdunstungsröhrchen
mit der erfindungsgemäBen Schaltvorrichtung angebracht ist, die
Temperatur wieder an, so reduziert sich die Sättigungsmagnetisierung bis das Material dee Gleitteile 18 wieder paramagnetisch wird. Ab einer gewissen
Temperatur , die durch Wahl dee Curie-Punktes und der Fbderstärken
in weiten Sereichen bestimmbar und damit den jeweiligen Anforderungen
anpaßbar ist, reichen die magnetischen Kraftwirkungen nicht mehr aus, um die Blattfeder 14 in ihrer in Figur 3gezeigten Stellung
zu halten. Sei einer gewiesen Temperatur drückt die Blattfeder zunächst
den Magneten 13 aus öor Stellung der Figur 3 von dsm Gleitkörper 19 fort
In die Stellung der Figur 2. Damit lassen die magnetischen Kraftwirkungen
auch den Gleitkörper 18 aber aufgrund der Entfernungsinderung zwischen ihm
und derniMagneten 13 schnell nach, so daß die Kraft der relativ schwachen
Feder 17 ausreicht, das Glelttell 18 aus Miner Stellung dsr Figur 3 In de
öffnungsstellung der Figur 2 zu drücken. Damit ist dsr Durchlaß? bsi einer
gewissen <tAlndsettemperatur übersehreitenden Temperaturen; wieder geöffnet,
so daß die verdunetungsffüssigkeit verdunsten kann. Es wurde selen gesagt,
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die Sehalttemperetuf weltgehend wählbar let, wobei eich durch die
dargestellte beveraigte Ausstattung insbesondere erreichen IM(Bt,
daß die Hysterese oder die Unterschiede Im ein- und Ausschalten oder
eahfleSen und öffnen weniger ale ein halbe© Grad betragen kennen. Bei
geeigneter Auslegung der Federn wurde eleh ayeh §tatt dem beim dargs·
stellten AusfQhrungsbel spiel praMieeh diskreten SohlΙ·(3·η und öffnen
euch eine über bestimmte Bereiche hin stetige oder progressive Bewegung
erreichen lassen.
Der Erfindungsgsdanke IMt Abwandlungen und verschiedenartigste Einsatzmegiiehkeltten
einer erflndunflsgemÄSen Vorrichtung zu. Die In der
vorstehenden Beschreibung, in der 2eiehnun/| sowie in den Ansprüchen
offenbarten Merkmale der Irf indung können sowohl »Inseln als ayeh In
geeigenten Kombinationen für die Verwirk! lehung der Erfindung in Ihren
versehiedenen Ausfuhrungeformen wesentlich sein.
Claims (10)
1. Temperaturabhängige Betätigungsvorr ichtung, insbesondere al s
temperaturabhängig schaltbares Ventil, wie für Heizkostenverteiler
nachdem Verdunstungsprinzip, mit mindestens einem bei einer bestimmten Schalttemperatur schaltbaren,beweglichen Berätigungsodes
Verschlußglied, gekennzeichnet durch einen Permanentmagneten
(13). ein magnet! eier bares Element (18) mit im Bereich
der Schalttemperatur stark temperaturabhängig verändert icher Magnetisierung und durch mindestens ein FedereIement (14,17),
wobei der Magnet (13) und/oder magnetisi erbares Element (18) als Betötigungs- oder Verschtußglied ausgebildet sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das magnet!eierbare Element (16) aus einem Werkstoff besteht,
dessen Curie-Temperatur im Bereich der gewünschten Schalttempeatur
liegt.
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- 2-
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
das magnetische Element als Betätigungs-oder VerschluBglied (18)
ausgebildet und gegen die Wirkung des Federelements (17) beweglich angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Feder (17) eine relativ weiche Feder mit langem Federweg ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder eine Spiralfeder (17) ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet (13) zumindest in einem beschränkten Bereich gegen die Wirkung einer Feder (14) verschiebt
ich angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine
Feder eine relativ harte Feder (14) mit kurzem Federweg isi.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die harte Feder eine Blattfeder (14) let.
9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß ein in ein Röhrehen (1) eines Heizkosten verteuere
elntetzbaree Körperteil (β) vorgesehen ist, da· einen axialen
Durchlaß (7) und eine den Durehlaß senkrecht kreuzende Bohrung (β)
zur Aufnahm· von VetitHelementen (13,14,17,18) aufweist.
-3-
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10. Vorrichtung nach Anepfuöh 9, dadurch gekennzeichnet, daß
In der Bohrung (8) sowohl* der Magnet (13) al·.auch dae QIeItt«li
(18) angeordnet sind, wobei swliehen mimt Schulter (9)
dee Körperteils (β) und einem Rin'gfianeeh (19) dee QleltteHs
(1B)^IaItV welche Feder (17) derart angeordnet fet, daß tie
das Gleitteil (18) vom Magneten (13) fartzudrücken versucht.
* Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeiahnet,
daß die Bohrung (Θ) im Bereich des Durchlasses (?) durch einen
sieh senkrecht zur Bohrung (8) erstreckenden Schlitz (11) durchquert
wird und daß in dem Seftite elf» den Magneten (18) vom
Element (1S) fortdruekende Blattfeder (14) gelagert Ist.
12« Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, födureh
gekennzeichnet, daß mindestens ein den Weg des Elements (18)
begrenzender Anschlag (21) vorgesehen Ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19848404437U DE8404437U1 (de) | 1984-02-15 | 1984-02-15 | Temperaturabhaengige schaltvorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19848404437U DE8404437U1 (de) | 1984-02-15 | 1984-02-15 | Temperaturabhaengige schaltvorrichtung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE8404437U1 true DE8404437U1 (de) | 1985-04-25 |
Family
ID=6763537
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19848404437U Expired DE8404437U1 (de) | 1984-02-15 | 1984-02-15 | Temperaturabhaengige schaltvorrichtung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE8404437U1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0525529A1 (de) * | 1991-07-30 | 1993-02-03 | Italset s.r.l. | Mehrwegeventil, insbesondere für Kühlkreisläufe |
-
1984
- 1984-02-15 DE DE19848404437U patent/DE8404437U1/de not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0525529A1 (de) * | 1991-07-30 | 1993-02-03 | Italset s.r.l. | Mehrwegeventil, insbesondere für Kühlkreisläufe |
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