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Steuervorrichtung Die Erfindung betrifft eine einstellbare Steuervorrichtung,
die eine Feder besitzt, welche ein mit der Vorrichtung verbundenes, auf Druck ansprechendes
Element belastet.
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Gewisse Arten von solchen Vorrichtungen besitzen einen Hebel, der
in entgegengesetzten Richtungen durch ein druckmittel betätigtes, ausdehnbares Element
und eine diesem Element entgegenwirkende Feder bewegt wird, um einen Schalter oder
aber ein Ventil od. dgl. zu betätigen. Vielfach ist es wünschenswert, ein leicht
zugängliches Einstellglied vorzusehen, um die dem ausdehnbaren Element entgegenwirkende
Federspannung wahlweise einzustellen und dadurch die Drücke zu ändern, bei welchen
die Steuervorrichtung durch das Element betätigt wird. Bei vielen Steuervorrichtungen
wird die Einstellung der Federspannung durch Veränderung der Federlänge bewirkt,
und zwar durch Vorrichtungen, die mit einer Schraube oder einem Nocken versehen
sind. Wenn mit diesen Vorrichtungen ein großer Regelbereich bei verhältnismäßig
hoher Federspannung beherrscht werden muß, ist die zur Durchführung der Regelung
erforderliche Kraft größer, als sie durch ein handbetätigtes Glied ausgeübt werden
kann.
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Die Erfindung bezweckt, eine Vorrichtung zu schaffen, mittels deren
die Einstellung der Federwirkung in einen möglichst großen Bereich mit möglichst
geringem Kraftaufwand erfolgt. Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß das eine Ende
der Feder quer zu ihrer Kraftrichtung verschiebbar. Beim Schwenken verlagert sich
dies Ende der Feder oder ein mit diesem Ende verbundenes Glied auf einer mit dem
Hebel verbundenen
Führungskante, vorzugsweise von der Form eines
Kreisbogens, um den Gelenkpunkt der Feder, wobei der Abstand des Angriffspunktes
der Feder am Hebel vom Gelenkpunkt des Hebels sich ändert und infolgedessen auch
der wirksame Hebelarm, mit welchem die Feder auf den Hebel verschwenkend wirkt.
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In der Zeichnung ist eine vorteilhafte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes
dargestellt.
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Fig. i zeigt einen senkrechten Querschnitt durch die Steuervorrichtung,
Fig. 2 einen waagerechten Querschnitt gemäß Linie 2-2 in Fig. i, Fig.
3 eine schematische Darstellung der Vorrichtung.
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Die Erfindung ist besonders anwendbar für Steuervorrichtungen mit
einem Hebel, der dazu dient, Vorrichtungen, wie beispielsweise ein Ventil, durch
Schwingen des Hebels zu betätigen. Der Hebel wird in einer Richtung durch ein ausdehnbares,
auf Druck ansprechendes Element bei Änderungen des Druckes in diesem Element bewegt
und in der entgegengesetzten Richtung durch eine mit dem Hebel verbundene Feder.
Der Erfindung gemäß wirkt die Feder auf einen Ansatz des Hebels ein, auf dem sie
von Hand entlang bewegt werden kann, derart, daß der Hebelarm der Feder, mittels
dessen sie gegen die Wirkung des auf Druck ansprechenden Elements auf den Hebel
einwirkt, durch Verschwenken der Feder in Richtung auf das Hebelgelenk oder von
diesem weg von Hand geändert werden kann.
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Zur Erläuterung der Erfindung ist ein thermostatisch gesteuertes Ventil
für einen fließenden Stoff dargestellt, das insbesondere zur Regelung des Durchflusses
von Heizflüssigkeit oder Dampf durch eine Raumheizvorrichtung geeignet ist; die
Erfindung kann aber auch für andere Arten von Steuervorrichtungen Verwendung finden.
Die dargestellte Steuervorrichtung besitzt eine Grundplatte io, auf der ein U-förrniger
Metallrahmen ii mit seinem offenen Ende angebracht ist. An der Grundplatte ist eine
Ventilkammer 12 befestigt mit einem Einlaß I und einem Auslaß 0. In der Ventilkammer
ist ein Ventil angeordnet; es besteht aus einem Ventilsitz 14 mit einem Durchlaß.
An einem Ende einer Ventilstange 16 ist eine Ventilplatte 15 angeordnet, die in
bezug auf den Ventilsitz 14 bewegt werden kann, um den Ventildurchlaß zu schließen
und zu öffnen, wenn die Ventilstange in ihrer Längsrichtung bewegt wird. Die Ventilstange
16 ragt nach oben aus der Ventilkammer heraus, und zwar durch eine Öff-
nung
der Grundplatte io und eine geeignete Dichtung, wie z. B. eine biegsame Platte,
die zwischen den Wänden der Ventilkammer und der Ventilstange angeordnet ist, um
Undichtigkeiten der Ventilkammer zu verhüten. Sie gestattet die Längsbewegung der
Ventilstange. Die Dichtung ist nicht dargestellt, da sie in irgend einer bekannten
Weise ausgeführt werden kann.
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Zwischen den Wänden des Rahmens i i ist ein kanalförmiger Hebel 17
durch einen Bolzen 18 angelenkt. Die Enden dieses Bolzens sind in den Seitenwandungen
des Rahmens gelagert und durch Öffnungen in den Seitenwandungen des Hebels 17 hindurchgeführt.
Das obere Ende der Ventilstange 16 ist mit dem freien Ende des Hebels
17 durch eine C-förmige Feder ig verbunden, die die Ventilstange federnd
in Eingriff mit der Unterseite des Hebels hält.
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Der Hebel 17 kann um seinen Gelenkbolzen durch ein druckbeeinflußtes
Element 22 bewegt werden, das im Ausführungsbeispiel aus zwei teleskopartig ineinandergefügten
napfförmigen Teilen besteht, die dicht miteinander an ihren ineinandergeschobenen
Kanten verbunden sind. Das Element 22 enthält einen geeigneten Dampf, dessen Druck
sich bei Änderung der Temperatur ändert. Beispielsweise kann Methylchlorid oder
Schwefeldioxyd benutzt werden, selbstverständlich aber auch sonstige geeignete Stoffe.
Auf dem Element 22 ist eine kreisförmige Platte 23 befestigt. Diese Platte
besitzt ein Paar anfragender Lappen 24, 25, die durch entsprechende Öffnungen
des Hebels 17 hindurchragen zwecks Sicherung der Lage des Hebels in bezug auf das
Element.'Die Lappen 24, 25 besitzen Schultern 26, die gegen die Unterseite
des Hebels 17 anliegen. Beim Ansteigen des Druckes innerhalb des Elements 22 ist
es bestrebt, den Hebel 17 entgegengesetzt dem Sinne des Uhrzeigers zu verschwenken
und die Ventilplatte 13 gegen den Ventilsitz 14 zu bewegen.
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Durch eine schraubenförmige Zugfeder 28 kann der Hebel 17 im
Sinne des Uhrzeigers gegen das Element 22 verschwenkt werden. Gemäß der Erfindung
wird die gegen das Element 22 wirkende Federkraft durch wahlweise Änderung des Punktes
erzielt, an welchem die Feder auf den Hebel einwirkt, und zwar stärker oder schwächer,
je nachdem dieser Punkt mehr oder weniger entfernt von der Schwenkachse 18
des Hebels liegt. Die Änderung der gegen das druckempfindliche Element 22 wirksamen
Federkraft dient zur Änderung der Temperaturen, bei welchen das Element in der Lage
ist, das Ventil zu betätigen. Bei der dargestellten Ausführungsform der Erfindung
ist der Hebel 17 mit einem Arm 30 versehen, der sich in der Nähe der Gelenkachse
vom Hebel nach aufwärts erstreckt. Die den Arm 3o bildende Platte besitzt einen
Flansch 32, der, z. B. durch Schweißen, mit dem Hebel 17 verbunden ist. Der
Arm 3o könnte natürlich mit dem Hebel 17 gegebenenfalls aus einem Stück bestehen.
Ein Ende der Feder 28 ist gelenkig am Rahmen ii angeordnet, und zwar durch
eine Vorrichtung, die aus einem Querglied 33 besteht, das an einem Ende des
Rahmens angeordnet ist und eine Öffnung besitzt, durch welche das mit Gewinde versehene
Ende eines Bolzens 34 hindurchgeführt ist. Der Kopf des Bolzens ist größer als die
Öffnung. Der Bolzen kann in dem Querglied schwingen. Eine Mutter 35 ist auf
den Bolzen aufgeschraubt. Außen ist die Mutter mit Gewinde versehen zur Aufnahme
der Endwindungen der Feder, um so die Feder mit der Mutter zu verbinden. An dem
entgegengesetzten Ende der Feder 28 ist ein Haken 36 ausgebildet,
der in ein Auge 37 eines U-förmigen Gliedes 38 eingreift. Das Glied
38 umfaßt den Arm 3o des Hebels 17. Eine mit Ringflanschen versehene
Rolle 39 ist zwischen den Seiten des U-fönnigen Gliedes gelagert und wird
im Eingriff mit der Kante 41 des Armes 3o durch die Federspannung 28 gehalten.
Die Ringflansche der Rolle dienen zur Führung derselben auf der Kante 41, wenn das
Glied 38 senkrecht bewegt wird. Vorteilhaft ist die Kante 41 des Armes
30
kreisbogenförmig. Der Mittelpunkt des Kreisbogens liegt
etwa im Schwingpunkt des Bolzens 34, so daß die auf die Rolle 39 einwirkende
Federspannung im wesentlichen radial zu dem Bogen gerichtet ist und infolgedessen
beim Bewegen der Rolle auf dem Arm 30
in irgendeiner Richtung keinerlei Federkraft
zu überwinden ist. Vorteilhaft besitzt der Arm 3o am oberen Ende eine Schulter 43
als Anschlag zur Begrenzung der Bewegung der Rolle 39 nach aufwärts. Die
Abwärtsbewegung der Rolle wird durch Anschlag am Schwenkbolzen 18 begrenzt.
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Das Glied 38 kann von Hand an dem Arm 30 entlang durch
einen Draht 44 bewegt Weiden. Der Draht 44 besitzt einen Knopf 45 an einem Ende.
Mit dem anderen Ende ist er mittels eines Stiftes 46 mit dem Glied 38
verbunden.
Der Draht 44 kann zu irgendeiner beliebigen Stelle geführt werden, um durch Hineindrücken
oder Herausziehen des Knopfes 45 das Glied 38 und die Rolle 39 an
dem Arm 3o entlang zu bewegen, wie es strichpunktiert in den Fig. i und
3 dargestellt ist. Durch Bewegung des Gliedes 38 an dem Arm
30 entlang, entweder gegen oder von dem Gelenkbolzen 18, wird der wirksame
Federhebelarm, mit dem die Feder gegen das auf Druck ansprechende Element 22 wirkt,
über einen weiten Bereich mit nur geringer auf den Knopf auszuübender Kraft geändert.
Durch Bewegung des Gliedes 38 vom Gelenkbolzen 18 hinweg wird die gegen das
druckempfindliche Element ausgeübte Federkraft gesteigert und umgekehrt durch Bewegung
des Gliedes gegen den Bolzen gemindert. Es sei darauf hingewiesen, daß die Federspannung
durch die Einstellung des Gliedes 38 in bezug auf den Arm 3o nicht geändert
wird. Eine einmalige Einstellung der Federvorspannung braucht nur bei der Herstellung
der Vorrichtung durch Drehung des Bolzens 34 vorgenommen zu werden, um so die Mutter
35 zur Erzielung der gewünschten Spannung einzustellen. Der Draht 44 muß
natürlich genügend steif sein um beim Hineinstoßen des Knopfes 45 das Glied
38
zu bewegen und genügend biegsam, so daß er die Bewegung des Armes 3o nicht
behindert.
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Die Vorrichtung ist billig in der Herstellung und zwecks Veränderung
der wirksamen Federkraft leicht zu betätigen. Bei der Einstellung ist ein Minimum
an Kraftaufwendung erforderlich. Die Einstellung wird durch die Wirkung der Steuervorrichtung
nicht beeinflußt.