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Flüssigkeitsthermostat od. dgl. temperaturabhängiges Verstellorgan
Die Erfindung bezieht sich auf einen Flüssigkeitsthermostaten oder ein ähnliches
temperaturabhängiges Verstellorgan, welches insbesondere für hohe Drücke geeignet
ist.
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Es sind Flüssigkeitsthermostaten bekanntgeworden, deren mit einer
Ausdehnungsflüssigkeit gefüllter-Arbeitsraum durch einen Balgkärper, ein Federrohr
oder ein ähnliches Dichtungsglied abgesperrt ist, welches die bei Erwärmung des
Thermostaten von der Ausdehnungsflüssigkeit entwickelten Druckkräfte nach außen
auf ein kraftableitendes Organ überträgt. Die Arbeitsweise eines solchen Thermostaten
ist durch die Festigkeit der Federrohre nach oben begrenzt. Man kann daher die Druckenergie,
welche das Ausdehnungsmittel abzugeben in der Lage wäre, nicht voll ausnutzen und
mu ß, wenn größere Rei@bungs;kräfte zu überwinden oder höhere Arbeitsleistungen
zu vollibr.inge@n sind, Servomotoren ver'wen@den, welche ihrerseits durch die Thermostaten
gesteuert werden.
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Durch die Erfindung wird bezweckt, einen Flüssigkeitsthermostaten
od. dgl. zu schaffen, welcher wesen @tlich höhere Kräfte als die bisher bekannten
Verste-lllorgane dieser Art abzugeben: in der Lage ist. Außerdem bezweckt die Erfindung
eine Vereinfachung .dieser Einrichtungen.
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Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß der durch Wärmedehnung
des Ausdehnungsmittels hervorgerufene Druck durch ein zähes, hochviskoses oder ähnliches
Druckmittel über ein DichtungäglIed, vorzugsweise einen Arbeitskolben, nach außen
übertragen wird.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist zwischen,
dem Ausdehnungs:mttelr.anlm und dem Druckmittelraum eine Trennwand aus einem verschiebibiar
gelagerten Kolben -oder aus. einem -dünnwandigen, beispielsweise sackförmigen oder
membranförmigen Körper aus elastisch nachgiebigem Material, wie z. B. Gummi od.,dgl.,
.angeordnet.
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Als Druclanittel kann eine möglichst zähe Flüssigkeit oder zähflüssige
Masse verwendet werden, wie z. B. ein hochsiedendes Getriebefett, niedri'gsie-dender
Asphalt, hochviskose Lösungen organischer Stoffe oder ähnliche Substanzen. Gemäß
einer vorteilhaften Ausiges,taltung der Erfindung kann als Druckmittel auch ein
soigenannter strukturviskoiser Stoff verwendet wenden. Unter strukturviskosen Stoffen
sind solche Stoffe zu vers,tehen, die :seich bei Ruhe wie ein fester Körper und
bei Bewegung wie eine Flüssigkeit verhalten. Als Stoffe dieser Art kommen z. B.
Wachse oder wachsartige Massen in Frage. Der Unterschied zwischen einer zähen Druckflüseigkeit
und einem strukturviskosen Stoff besteht darin, daß die Flüsisigkeit dem Poiseuilleschen
Vigkositäts.gesetz gehorcht; dies besagt, idaß sich auch bei kleinsten Kräften zwei
benachbarte Flüs:sigkeitste@ile gegeneiniander verschieben lassen. Bei ,solchen
Stoffen haften die nebeneinanderliiegenden Teile mit einer gewisisen Kraft aneinander.
Erst wenn diese Kraft überwunden. ist, d. h. wenn das Nachbarteilchen gegenüber
idem betrachteten Teilchen in Bewegung ist, werden die Kräfte zur weiteren Verschiebung
klein. Dies :bedeutet bei der Einrichtung ;gemäß der Erfindung, daß bei kleinen
Bewegungsigeschwindigkeiten im Abdichtungsspalt die strukturviskosen Stoffe einem
Durchtritt mehr Widerstand entgegensetzen als eine zähe Flüssigkeit mit Poiseuilleschem
Viskositätsverhalten.
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Weitere Einzelheiten des Thermos taten sind in der Beschreibung näher
erläutert.
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In der Zeichnung ist die Erfindung schemarisch in zwei Ausifülirungsformen
beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigt Fig. i im abgebrochenen Längsschnitt
die Anwendung einer elastisch dehnbaren Trennwand in einem Thermostaten gemäß der
Erfindung, während Fig. 2 im Längsschnitt einen Thermostaten mit kolbenartiger Trennwand
veranschaulicht.
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Gemäß Füg. i ist ein zylindrischer Thermos.tatkörper i in abgebrochener
Darstellung veranschaulicht. Der Innenraum :des Zylinders i iiist durch eine dünnwandige,
.dehnbare Trennwand 2 in einen Au.sdehnungsmittelraum 3 und einen Druckmittelraum
4 getrennt. Der Körper 2 hat im Ausiführung-sbeispiel .die Form eines Sackes aus
Gummi, dessen Öffnungsrand bei 5 in den Zylinder eingedichtet .ist. Der Druckrnittelraum
4 setzt sich in einen Druckzylinder 6 fort, in welichem ein, Aribeits- . kolben
7 mit feiner Toleranz eingeschliffen und dicht schließend verschiebbar ist. Der
Ausdehnungsraum 3 ist mit einer Ausdehnungsflüssi.gkeit oder einer Ausdehnungsmasse
gefüllt, während der Druckmittelruum 4 eine Druckmittel- und Abdichtungsflüssi:gkeit
oder Druck- und Abdichtungsmasse enthält, wofür erfinclungsgemilß vorzugsweise zähe,
zähflüssige oder strukturviskose Stoffe in Frage kommen.
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Die Anordnung kann auch umgekehrt erfoilgen, indem der Rauur 3 .das
Druck- und Abdichtungs.-mittel und der Raum 4 das Ausidehnungsmittel enthält. In
diesem Fall würde der in dem oberen, nicht mehrdargestellten Teil des Raumes 3 verschieYbar
gelagert sein, und der Teil 7 würde z. B. ein Kapi ilarrohr .darsteIlen, -#velches
mit einem Wärmefühler verbunden ist.
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Bei der Ausführungisform gemäß Fig. 2 ist der Aus;dehnungsmittelraum
3 .des Zylinders i ,durch: ein Kapil,liarrohr 8 mit einem Temperaturfühler g verbunden.
Als Trennwand zwischen idem Ausdehnungs:mdttelraum 3 und dem D.ruckmiittelraum 4
ist ein Kolben, io vorgesehen, welchen in .den Zylinder i dicht ischließend eingeschliffen
ist. In den Druckmittelrau:m 4 ragt der Arbeitskolben 7, welcher in den Zylinder
i mit so feiner Toleranz eingeschliffen .eist, daß .sich :gegebenenfali1s idie Anordnung
einer besonderen Dichtungsmanschette erübrigt.
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Um .dien Druckmittelraum 4 mit Druckflüssigkeit oder Druckmittelmasse
nachfüllen zu können, ist der Raum 4 durch eine Leitung i i mit einem kleinen Vorratsraum
12 verbindbar, in, welchen eine von ,außen ein.sitellb,are Druckschraube 13 einschraubbar
ist. Zwischen dem Vorratsraum 12 und der in den Druckmittelraum 4 führenden Bohrung
i i ist an S,telile eines Rücksichlagventils, ein normalles Aibschlu.ßventil 14
vorgesehen, welches in einfacher Weise aus einem von außen mittels einer Schrawbspindel
15 einstelIb:aren Ventilkegel besteht; der mit einem an der Mündung der Bohrung
i i in den Vorratsraum 12 vorgesehenen Ventilsitz zueammenarbeltet.
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Die Erfindung beschränkt sich selbstverständlich nicht auf die vorstehend
beschriebenen und dargestellten schematIschen Ausführungsbeispiele, sondern sie
umfaßt a11le Varianten und Kombinationen im Rahmen der wesentlichen Erfindungsmerkmale.