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Thermostatisch gesteuertes Ventil Die Erfindung betrifft ein thermostatisch
gesteuertes Ventil, insbesondere Zentralheizungsventil, mit einer koaxialen dampf-
oder gasgefüllten Membrancd,zr Balgdose und einer entgegengeschalteten Sollwerteinstellfeder,
die an einem verschraubbaren Gehäuseteil abgestützt ist.
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Derartige thermostatisch gesteuerte Ventile werden z. B. verwendet,
um den Zulauf des Wärmemediums zu einem Heizkörper in Abhängigkeit von der Temperatur
des zu beheizenden Raumes zu regeln. Zu diesem Zweck ist ein Temperaturfühler in
dem Raum angeordnet. der über eine Kapillarrohrleitung mit der Balg- oder Membrandose
des Regelventils in Verbindung steht. Dieses System ist mit Gas oder Dampf gefüllt,
dessen Volumen sich in Abhängigkeit von der Temperatur ändert. Mit Hilfe des verschraubbaren
Gehäuseteils kann man die Spannung der Feder, die dem Dosendruck entgegenwirkt,
so einstellen, daß die Ventilspindel bei bestimmten gewünschten Temperaturwerten
betätigt wird.
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Nachteilig bei diesen Regelventilen ist es, daß sie nur in Regelabhängigkeit
arbeiten können. Wünscht man aus bestimmten Gründen, beispielsweise bei einer Leitungsreparatur,
eine bestimmte Verschluß- oder Öffnungsstellung der Ventilspindel, so ist diese
nicht einstellbar. Geht ein Teil des Regelsystems entzwei, bricht also beispielsweise
die Vorspannfeder oder läuft die Füllung der Balgdose aus, so geht die Ventilspindel
in eine solche Endstellung, die vielfach den gewünschten Sicherheitsmaßnahmen gerade
entgegengesetzt ist, ohne daß man in der Lage ist, die Stellung der Ventilspindel
zu ändern.
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Ziel der Erfindung ist es, einem thermostatisch gesteuerten Regelventil
der oben beschriebenen Art zus;-itzliche willkürliche Verstellbewegungen erteilen
zu können, ohne daß hierfür ein unzumutbarer konstruktiver Mehraufwand erforderlich
ist. Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß zwischen dem verschraubbaren
Gehäuseteil und der von der Dose betätigten Ventilspindel ein Mitnehmer vorgesehen
ist, der es gestattet, die Ventilspindel mittels des Sollwerteinstellers von Hand
zu verstellen.
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Das bereits vorhandene axial verschraubbare Geliäuseteil erhält also
erfindungsgemäß zusätzlich zu seiner Funktion, die Vorspannfeder einzustellen, die
Aufgabe, über den Mitnehmer direkt oder über die Dose auf die Ventilspindel einzuwirken.
Es ist klar, daß die beiden Verstellbewegungen (einmal auf die Feder, zum anderen
auf die Ventilspindel) nicht gleichzeitig wirksam sein können, sondern wahlweise
oder in Abhängigkeit von bestimmten Betriebsverhältnissen durchgeführt werden. So
kann der an dem einen der beiden zu verbindenden Teile (z. B. verschraubbares Gehäuseteil)
fest angebrachte Mitnehmer mit dem anderen Teil (z. B. Ventilspindel) verklinkbar
sein. Hierbei kann man durch Einschalten der Verklinkung wahlweise die gewünschte
Verstellbewegung durchführen. Vor dem Verklinken arbeitet die Ventilspindel in üblicher
Weise in Abhängigkeit von der Temperatur, nach dem Verklinken läßt sich die Ventilspindel
von Hand unabhängig von der Temperatur in jede gewünschte Stellung bringen. Diese
Einstellmöglichkeit ist auch dann vorhanden, wenn die Vorspannfeder oder die Dose
entzwei sein sollten.
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Da in vielen Fällen eine direkte Verstellbewegung nur in außergewöhnlichen
Betriebsverhältnissen erforderlich ist, kann man nach dem später noch genauer erläuterten
Ausführungsbeispiel den an dem einen der beiden zu verbindenden Teile (z. B. verschraubbaren
Gehäuseteil) fest angebrachten Mitnehmer mit dem anderen Teil (z. B. Ventilspindel)
mit Totgang formschlüssig verbinden. Dieser Totgang erlaubt normalerweise die freie
thermostatisch gesteuerte Regelbewegung der Ventilspindel; nach Überwinden des Totganges
kann die Ventilspindel von Hand in einer Richtung verstellt werden.
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Da bei thermostatisch gesteuerten Ventilen die häufigste Fehlerquelle
darin zu sehen ist, daß die Füllung der Dose entweicht bzw. das gefüllte System
undicht ist, empfiehlt es sich, die Anordnung so zu treffen, daß die Mitnahmebewegung
entgegen der Kraftrichtung der Vorspannfeder erfolgt. Dies hat überdies den Vorteil,
daß während der Verstellbewegung die Vorspannfeder entlastet wird.
In
weiterer Ausbildung der Erfindung kann das verschraubbare Gehäuseteil in an sich
bekannter Weise gegen Verdrehung gesichert sein. Das Gehäuseteil überträgt dann
nur rein axiale Verschiebebewegungen, ohne dabei durch eine gleichzeitige Drehung
Torsions-Beanspruchungen auf die Vorspannfeder zu übertragen. Dies ist im vorliegenden
Fall deshalb besonders wertvoll, weil bei der zweiten Art der Verstellbewegung eine
direkte Torsionsbeanspruchung von Dose oder Ventilspindel verhindert wird.
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Es ist zwar bei thermostatisch gesteuerten Ventilen mit einer flüssigkeitsgefüllten
Balgdose bekannt, den Sollwert durch eine Änderung der Länge der Ventilspindel einzustellen.
Hierbei ergibt sich zwangläufig eine Verstellung des Ventilkörpers, so daß man auch
dieses Regelventil mittels des Sollwerteinstellers von Hand verstellen kann. Bei
dampf- oder gasgefüllten Dosen jedoch muß der Sollwerteinsteller grundsätzlich auf
eine Sollwertfeder wirken, so daß hier erst mit Hilfe der Erfindung die Möglichkeit
einer Verstellung der Ventilspindel von Hand gegeben ist.
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Es folgt die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang
mit der Zeichnung, in der ein thermostatisch gesteuertes Ventil gemäß der Erfindung
im Längsschnitt veranschaulicht ist.
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Das thermostatisch gesteuerte Ventil besitzt ein Gehäuse 1, an dessen
Oberseite mittels der Schrauben 2 der Deckel 3 befestigt ist. In diesem Deckel ist
ein Raum 4 vorgesehen, der außer durch den Deckel 3 selbst durch den Einsatz 5,
die Balgdose 6 und die Deckplatte 7 begrenzt ist. Eine Kapillarrohranschlußleitung
8 führt zu dem Temperaturfühler. Das aus dem Fühler und Arbeitsraum 4 bestehende
System ist mit Dampf, gegebenenfalls Dampf und etwas Flüssigkeit, gefüllt. Je nach
der im Fühler gemessenen Temperatur nimmt der Dampfdruck ab oder zu. Diese Druckänderung
macht sich als Druck auf die Deckplatte 7 bemerkbar, da die Balgdose innen mit der
freien Luft in Verbindung steht. Diesem Druck entgegen wirkt eine Vorspannfeder
9, die sich am unteren Ende auf einem verschraubbaren Gehäuseteil 10 und
am oberen Ende auf einem Übertragungselement 11 abstützt. Das verschraubbare Gehäuseteil
10 ist axial verstellbar, so daß die Feder 9 nach Wunsch vorgespannt werden kann.
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Die den Ventilkörper 12 tragende Ventilspindel 13 trägt an ihrem oberen
Ende einen aus Mutter 14 und Schraube 15 bestehenden verdickten Kopf. Unter diesen
Kopf greift eine nach innen vorspringende Kante 16 des Übertragungselements 11.
Von oben her wirkt eine Feder 17, die sich gegen einen Anschlag 18 am Übertragungselement
abstützt. Die Feder 17 ist relativ starr und überträgt die normalen Verstellbewegungen
direkt. Lediglich wenn der Ventilkörper 12 auf seinem Sitz anliegt, puffen diese
Feder eine weitere Verstellbewegung des Übertragungselements 11 ab.
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Wesentlich für die Erfindung ist die hohle Schraubenspindel 19, auf
deren Außengewinde das Gehäuseteil 10 aufgeschraubt ist. Mit einem Fortsatz
20 ist dieses Gehäuseteil in einem Schlitz 21 im Gehäuse geführt. Infolge dieser
Drehsicherung macht das Gehäuseteil 10 bei einer Drehung der Schraubspindel
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eine Axialverschiebung durch. Die Schraubspindel trägt am unteren Ende
ein Kegelzahnrad 22, das von einem zweiten Kegelzahnrad 23 angetrieben wird. Letzteres
steht mit- einer Handkurbel 24 in Verbindung. Durch Drehung der Handkurbel 24 kann
daher das Gehäuseteil 10 auf- und abbewegt werden. Die Schraubspindel ist
am unteren Ende in einem Kugellager 25 abgestützt. Die Ventilspindel 13 ist in dieser
Hohlspindel in zwei Packungen 26 gehalten.
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Eine Mitnehmerhülse 27 ist fest mit dem Gehäuse-, teil10 verbunden.
Sie trägt am oberen Ende einen nach innen gerichteten Rand 28, der mit einer nach
außen gerichteten Kante 29 des Übertragungselements 11 zusammenwirken kann.
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Im Betrieb nimmt die Ventilspindel 13 und der Ventilkörper 12 eine
Stellung an, die von dem Vorspannungsdruck der Feder 9 und dem entgegengesetzt gerichteten,
von oben auf die Balgdose wirkenden Dampfdruck abhängt. Steigt die Temperatur am
Meßort, so strömt infolge der Volumenveränderung Dampf in den Raum 4, und das Ventil
schließt sich. Fällt umgekehrt die Temperatur am Meßort, so nimmt die Dampffüllung
des Raumes 4 ab, und das Ventil öffnet sich, so daß das Wärmemedium in stärkerem
Maße der zu beheizenden Stelle zuströmen kann. Durch Drehung der Handkurbel 24 wird
das verschraubbare Gehäuseteil 10 axial verschoben und damit die Spannung der Feder
9 geändert. Auf diese Weise ergeben sich neue Druckgleichgewichtszustände für das
Öffnen und Schließen des Ventils und damit andere Sollwerte an der Meßstelle.
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Da mit Hilfe der Handkurbel 24 nicht nur das verschraubbare Gehäuseteil
10, sondern auch die Mitnehmerhülse 27 verschoben wird, kann grundsätzlich,
also unabhängig von den äußeren Bedingungen oder von Fehlern im Regelsystem, dem
Ventil eine Schließbewegung von Hand aufgezwungen werden. Dies gilt insbesondere,
wenn das dampfgefüllte System undicht oder sogar der Dampf ganz entwichen ist. In
diesem Fall würde nämlich die Ventilspindel, weil die Kraft der Feder 9 überwiegt,
die größte Öffnungsstellung einnehmen. Durch Herabkurbeln des Gehäuseteils 10 und
der Mitnehmerhülse 27 kann trotzdem das Ventil geschlossen werden.
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Es ist klar, daß mit diesem thermostatisch gesteuerten Ventil nicht
nur Heizsysteme, sondern auch Kühlsysteme ausgestattet werden können. In diesem
Fall muß natürlich das Ventil bei steigender Temperatur am Meßort öffnen und bei
fallender Temperatur schließen. Es ist ferner klar, daß statt der angegebenen, einseitig
wirkenden formschlüssigen Verbindung auch eine willkürlich zu betätigende vollständige
Verriegelung oder Verklinkung zwischen übertragungselement 11 und Mitnehmerhülse
27 vorgesehen werden kann, so daß durch Drehen der Handkurbel 24 jede beliebige
Ventilstellung eingestellt werden kann.