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Tliermostatventil für Heizkörper Die Erfindun(r bezieht sich auf ein
Thermostatventil für Heizkörper mit einem von einer Ausdehnungsflüssigkeit beaufschlagten
Arbeitsbereich für die Betätigung des Ventilkörpers und einem diesen umgebenden
wärmedämmenden Gehäuse sowie mit einem mit diesem verbundenen Wärmefühler im Steuerbalggehäuse,
dessen Volumen einstellbar veränderlich ist.
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Der Fühler soll auf die Temperatur des mit dem Heizkörper zu beheizenden
Raumes ansprechen und bei unerwünschten Temperaturänderungen in diesem Raum einen
Steuerimpuls abgeben, der eine Verstellung des den Wasser- oder Dampfdurchfluß durch
den Heizkörper regelnden Ventils bewirkt. Dieser Steuerimpuls besteht bei den bekannten
Thermostatventilen der genannten Art in einer Druckänderung in der den Fühler fühlenden
Wärmeausdehnungsflüssigkeit, die auch den Raum vor den Balg füllt und somit bei
einer Änderung ihres Druckes auch eine Änderung der Längsausdehnung des Balges herbeiführt.
Der Balg ist über eine Ventilspindel od. dgl. so mit dem Teller, Schieber od. dgl.
des Heizkörperventils verbunden, daß Änderungen seiner Längsausdehnung eine Verstellung
des Ventils bewirken.
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Um eine möglichst genaue Regelung auf die gewünschte Raumtemperatur
zu erwirken, ist es erforderlich, daß die Temperatur der Ausdehnungsflüssigkeit
immer der jeweiligen Raumtemperatur entspricht. Dieser Forderung genügen die bisherig
bekannten Regeltherinostaten nicht, denn bei ihnen wird Wärme vom Heizkörper auf
Teile übergeleitet, die den mit Wärmeausdehnungsflüssigkeit gefüllten Raum begrenzen.
Die mit diesen durch den Heizkörper aufgewärmten Thermostatteilen in Berührung stehende
Wärmeausdehnungsflüssigkeit wird somit auf eine Temperatur aufgeheizt, die über
der Raumtemperatur liegt.
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Der Erfindung hat nun die Aufgabe zugrunde gelegen, diese Nachteile
zu vermeiden und damit die Regelgenauigkeit zu verbessern sowie gleichzeitig noch
zu einer Vereinfachung der Bauweise gegenüber den bekannten Regelthermostaten der
in Betracht kommenden Art zu gelangen.
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Zu diesem Zweck ist bereits vorgeschlagen worden, daß dem Flüssigkeitsraum,
der an den das Vent 11 steuernden Balg angrenzt, ein wärmeabdämmender Teil
vorgeschaltet ist, der eine Wärmeisolierung zwischen diesem und dem Ventilgehäuse
bildet.
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Daher soll der Gehäuseteil, der den Ventilsteuerbalg und den an diesen
angrenzenden Flüssigkeitsraum umgibt, als wärmeabdämmender Teil ausgebildet sein,
z. B. aus einem Werkstoff mit niedriger Wärmeleitzahl hergestellt und außen mit
Kühlrippen versehen sein.
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Die vorliegende Erfindung bezweckt eine Vereinfachung der Herstellung
der bekannten Thermostatventile. Hierbei ist von der überlegung ausgegangen worden,
daß zur Herstellung von Kühlrippen an dem vorgeschlagenen wärmeabdämmenden Teil
Zerspanungsarbeit erforderlich ist, die bei zähen Werkstoffen, wie beispielsweise
dem schlecht wärmeleitenden V2A-Stahl, nicht ganz einfach ist. Es ist daher das
Bestreben gewesen, diese Zerspanungsarbeit überflüssig zu machen und damit die Herstellung
des wärmeabdämmenden Teiles und folglich auch des gesamten Regelthermostaten zu
vereinfachen und dabei noch zu erreichen, daß der wärmeabdämmende Teil seine Aufgabe,
nämlich die Wärme abzuhalten, in vollem Umfange und wesentlich besser als die bekannten
Isolatoren aus Vollmaterial erfüllt. Die Erfindung besteht demgemäß darin, daß als
Gehäuse für den Arbeitsbalg ein dünnwandiges, glattes Rohr verwendet wird, in dessen
fühlerseitiges Ende ein wärmedämmendes Zwischenstück eingesetzt ist, das mit einer
Bohrung für den Durchtritt der Ausdehnungsflüssigkeit vom Steuergehäuse und vom
Fühlergehäuse einerseits zum Arbeitsgehäuse andererseits versehen ist. Hierbei empfiehlt
es sich zur Erhöhung der wärmedämmenden, Wirkung dieses Zwischenstückes, die Bohrung
nahe der unteren Mantellinie der Gehäuseinnenwandung anzuordnen. Weiterhin kann
man die Wirkung erhöhen, indem man eine den Arbeitsbalg an seinem beweglichen, fühlerseitigen
Ende gegenüber seinem Gehäuse abdichtende Stirnplatte aus wärmeabdämmendem Werkstoff
vorsieht. Auch die Aufnahmeräume für das Fühlergehäuse und den Einstellbalg lassen
sich in ihrem besonderen Verhältnis zu dem Raum, welcher den Arbeitsbalg enthält,
nämlich in der Weise anordnen, daß das Fühlergehäuse oberhalb der Bohrung und das
Gehäuse
für den Einstellbalg, das mit diesem gleichachsig liegt,
unterhalb der Bohrung angeordnet wird. Ferner kann eine überdrucksicherung kurz
unterhalb der Bohrung im Fühlergehäuse lose angeordnet sein, wobei weiterhin die
Einstellvorrichtung mit der überdrucksicherung eine Einheit bilden kann.
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Weitere Merkmale und Vorteile eines Regeltherinostaten gemäß der Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zweier beispielsweiser Ausführungsformen
eines Regelthermostaten gemäß der Erfindung an Hand der Zeichnungen.
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Die Einzelheiten der Ausführungsbeispiele sind nur im Rahmen der Erfindung
nach dem Hauptanspruch geschützt, auch soweit Unteransprüche darauf gerichtet sind.
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F i g. 1 zeigt einen Regelthermostaten gemäß der Erfindung
mit gesondertem Einstell- und Sicherungsaggregat im Längsschnitt, und F i
g. 2 zeigt einen Regelthennostaten gemäß der Erfindung mit aus einer Einheit
bestehenden Einstell- und Sicherungsag regat, ebenfalls im Längseg schnitt. Der
dargestellte Regelthermostat setzt sich aus drei Aggregaten zusammen, nämlich einem
den Ventilsteuerbalg enthaltenden Arbeitsaggregat A, einem Einstellaggregat
B und einem Fühler C. Das Arbeitsaggregat A ist in einem sein Gehäuse
bildenden glatten, dünnwandigen Rohrteil 1 aus schlecht wärmeleitendem Werkstoff
untergebracht, das mit seinem freien Ende mittels einer Überwurfmutter 2 od. dgl.
in gleicher Weise wie ein handgesteuertes Heizungsregulierungsventil an einem Radiator
befestigt werden kann. Im Inneren des Rohres 1 befindet sich ein das Heizkörperventil
steuernder Arbeitsbalg 3, der an seinem ventilseitigen Ende über einen Kragen
4 fest mit dem Rohr 1 verbunden ist, während sein anderes Ende im Innern
des Rohres 1 frei beweglich ist. Am freibeweglichen Ende des Arbeitsbalges
3 ist eine aus vorzugsweise schlecht wärmeleitendem Material hergestellte
Stirnplatte 5 angebracht, die auf ein Ende einer von dem Arbeitsbalg
3 umgebenden Spindel 6 einwirken kann. Das andere Ende der Spindel
6 wirkt auf den (nicht dargestellten) Ventilkegel des Heizungsregulierventils.
An seinem dem Heizkörper abgewandten Ende ist in das Rohr 1 ein Zwischenstück
7 aus schlecht wärmeleitendem Material, vorzugsweise Kunststoff, eingesetzt,
entweder dadurch, daß es in festem Zustand in das Rohr eingepreßt oder in flüssigem
Zustand in das Rohr 1 eingegossen worden ist. Das Zwischenstück
7 weist ein mittig angeordnetes Bohrloch 7a oder ein außermittig angeordnetes
(gestrichelt dargestelltes) Bohrlöch7b auf, die den Arbeitsraum10 vor dem Arbeitsbalg3
mit dem Innenraum eines rohrförmigen Gehäuses 8 verbindet, das den Fühler
bildet und senkrecht zu dem Rohr 1 angeordnet ist, das seitlich an ihm angesetzt
ist. Der Arbeitsraum 10 vor dem Arbeitsbalg 3 ist ebenso wie der Innenraum
des Gehäuses 8 mit Wärmeausdehnungsflüssigkeit gefüllt. Die in den Zeichnungen
gestrichelt wiedergegebene Anordnung der Bohrung 7 b, bei der sie in den
unteren Teil des Arbeitsraumes 10 einmündet, ist insofern vorteilhaft, als
durch sie eine Wärmeaustauschzirkulation der Ausdehnungsflüssigkeit vermieden wird.
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Bei der in F i g. 1 dargestellten Ausführungsform eines Heizkörperreglers
gemäß der Erfindung bildet das Einstellaggregat B mit dem Fühler C ein einheitliches,
gleichachsiges Bauteil. Die Einstellvorrichtung besteht aus einem Füdörbalg 12,
der einseitig mit dem Thermostatgehäuse 8 dichtend verbunden ist, während
sein anderes Ende mittels einer Ringdichtung 13 beweglich im Gehäuse
8 geführt ist. Die Ringdichtung 13 bildet ein radial nach außen vorm
stehendes Fußstück eines von dem Balg 12 umgebenen Zwischenstückes 14, das in seinem
unteren Teil hohlzylindrisch ausgebildet ist und mittels einer Regulierspindel
15 axial verschoben werden kann, dabei das untere Ende des Federbalges 12
bewegend. Die Regulierspindel 15 ist in einer das Thermostatgehäuse
8 oben abschließenden Verschlußplatte 16
angeordnet. Sie ist als Hohlspindel
ausgeführt und führt in ihrem mit Gewinde versehenen Innenraum einen Gewindestift
17, der mit dem Zwischenkörper 14 verbunden und mittels einer ebenfalls im
Inneren der Hohlspindel 15 gelagerten Einstellschraube 18
drehbar ist,
die mit einer Kante in einen Schlitz 19
in der oberen Begrenzungsfläche des
Gewindestiftes 11 eingreift. Durch Verstellen einer Einstellschraube
18 kann der Regler stufenlos justiert werden. Ein Handrad 20 ist mit der
Regulierspindel 15 nur in einer ganz bestimmten Stellung zusammensteckbar;
Dieses Handrad 20 dient zur Einstellung der gewünschten Raumtemperatur.
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Im unteren Teil des Thermostatgehäuses 8, also im Fühlerteil
C, ist eine Überdrucksicherung lose angeordnet. Die überdrucksicherung besteht
aus einem Federbalg 21, der ein zum Gehäuse 8 konzentrisches Rohr 22 umschließt,
dessen eines Ende einen Stopfen 23 trägt. Am Stopfen 23 ist auch das
eine Ende des Federbalges 21 befestigt, dessen anderes Ende mit einer Ringdichtung
33 verbunden ist, die vom oberen Ende eines Rohrteiles 24 getragen wird,
der zwischen dem Gehäuse 8 und dem in ihm verschiebbar geführten Rohrteil
22 angeordnet ist.
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Der Rohrteil 24 ist an seinem unteren Ende durch einen Stopfen
15 angeschlossen, durch den ein Rohrteil 26 hindurchgeführt ist, der
zu den Rohren 24 und 12 konzentrisch ist und mit seinem oberen Endteil in das Rohr
22 hineinragt. Am oberen Ende ist das Rohr 26 durch einen Stopfen
27 geschlossen. Zwischen den Rohren 26 und 24 befindet sich eine den
Rohrteil 22 belastende Feder 34; diese ist so ausgelegt, daß die Überdrucksicherung
erst bei einem bestimmten Druck im Thermostaten anspricht. Der Stopfen
25 ist über einen Sockel 29 gegenüber dem unteren Verschlußstopfen
28 des Gehäuses 8 abgestützt. Im Innenraum der überdrucksicherung
herrscht bei normaler Raumtemperatur ein Unterdruck.
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Bei der in F i g. 2 gezeigten Ausführungsform eines Regelthermostaten
bildet die in Fühler C angeordnete überdrucksicherung mit der Einstellvorrichtung
eine Arbeitseinheit. Zu diesem Zwecke ist der Ring 13 nicht als mit dem Zwischenstück
14 zusammenhängender Teil ausgebildet, sondern auf dem hohlzylindrischen Teil des
Zwischenstückes 14 verschiebbar angeordnet und auf dem oberen Rand des Rohres 24
abgestützt. Im inneren des Rohres 24 ist das Zwischenstück 14 mit einem Ringrand
an seinem Ende gelagert. Die Feder 34 stützt sich einerseits gegen den Verschlußstopfen
25 des Rohres 24, und andererseits gegen den Ringrand des Zwischenstückes
14.
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Das von ihr umgebende Rohr 26 ragt in die zylindrische Ausnehrnung
im unteren Teil des Zwischenstu;« ckes 14 hinein. Es ist ebenso wie bei der Ausführtingsform
nach
F i g. 1 mit seinem unteren Ende in den Stopfen 25 eingesetzt und
an seinem oberen Ende durch den Stopfen 27 verschlossen. Abweichend von der
Ausführungsform nach F i g. 1 ist der Verschlußstopfen 25 nicht gegenüber
dem Verschlußstopfen 28 des Gehäuses 8 abgestützt.
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Der Heizkörperregler arbeitet wie folgt: Mittels der Einstellvorrichtung
B kann der Innenraum des Thermostaten, in dem sich die Ausdehnungsflüssigkeit befindet,
durch axiale Verschiebung des Federbalges 12 hinsichtlich seines Volumens und somit
des bei einer bestimmten Temperatur in der Ausdehnungsflüssigkeit herrschenden Druckes
geändert werden. Damit ist es möglich, den Thermostaten auf eine bestimmte Temperatur
einzustellen, die im zu beheizenden Raum gewünscht wird. Die Einstellung des Federbalges
12 erfolgt dabei so, daß der Flüssigkeitsdruck im Fühler C bei einer Temperatur,
die unterhalb der gewünschten Raumtemperatur liegt, so niedrig ist, daß der Arbeitsbalg
3 sich so weit ausgedehnt hat, daß die Spindel 6 in eine Stellung
zurückgezogen ist, in der das Heizkörperventil ganz geöffnet ist. Bei dieser Stellung
des Heizkörperventils ist der Wasser- oder Dampfdurchfluß durch den Heizkörper ganz
freigegeben, so daß eine schnelle Aufheizung des Raumes erfolgt. Steigt demzufolge
die Temperatur des Raumes an, dann erhöht sich auch die Temperatur der Ausdehnungsflüssigkeit
im Fühler C und im Arbeitsraum 10, was eine Druckzunahme in der Flüssigkeit
zur Folge hat, die bewirkt, daß der Arbeitsbalg 3 eine Hubbewegung ausführt.
Hat die Raumtemperatur den Wert erreicht, auf den der Thermostat eingestellt ist,
dann hat der Arbeitsbalg 3 seinen vollen Hub zurückgelegt und dabei das Heizkörperventil
geschlossen, so daß der Wasser- oder Dampfdurchfluß im Heizkörper unterbunden ist
bzw. so weit geschlossen, daß die durch das Ventil dem Heizkörper und damit dem
Raum zugeführte Wärmemenge gleich der vom Raum abgegebenen Wärmemenge ist. Eine
weitere Volumenzunahme der Ausdehnungsflüssigkeit wirkt sich bei geschlosenem Ventil
nun auf die im Fühler C angeordnete überdrucksicherung aus.
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Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt, vielmehr sind mannigfache Abwandlungen derselben möglich, ohne den Grundgedanken
der Erfindung zu verlassen.
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Die Er-findung ist anwendbar nicht nur im Rahmen der nachfolgenden
Schutzansprüche, sondern darüber hinaus aller einzeln oder in beliebiger Verbindung
miteinander verwandten Merkmale aus der Einleitung, der Beschreibung und bzw. oder
der Zeichnung, die dem Fachmann ersichtlich neu und fortschrittlich sind, auch soweit
sie nicht in den nachfolgenden Schutzansprüchen niedergelegt sind.