DE1810308C3 - Regel- und Absperrventil mit Antrieb durch ein unter Temperaturerhoehung ausdehnungsfaehiges Mittel und einem zusaetzlichen Handantrieb - Google Patents
Regel- und Absperrventil mit Antrieb durch ein unter Temperaturerhoehung ausdehnungsfaehiges Mittel und einem zusaetzlichen HandantriebInfo
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Description
I 810308
1 2
sperrventil, das durch ein unier Temperaturerhöhung entgegengesetzten linde das Verschluütei! trügt
aiisilehiHingsrähiges Mittel angetrieben wird. und in der die Schraubspindel derart geführt ist,
gegen Irschülterunf.en gesichert ist, sich jedoch nicht c) cj||cr J|n Inncr|) dcr ,I0,,,cn ,Schraubspindel an-
uiif '/.wischcnslc! iingmi einstellen läßt. Ferner ist es geordneten Druckfeder, die in allen Stellungen
grundsätzlich bekannt, durch eine Gewindespindel, Üer Schraubspindel dem aus dieser und der
die in einem Muttergewinde beweglich ist, sowohl io Mult|}r ^ι,;^,, Handantrieb eine möglichst
einen J laiuhnlrieb als auch eine Hubbegrenzung zu gr||ß|} Lünge ni BrtcHe|1 sucht und stärker ist als
schalten. ,,„,.,,.., . n ,
die zwischen der Schraubenmutter und dem
/aim Stande der I echnik gehört ferner cm Regel- Gegenlager des Gehäuses eingespannte Rückventil, das auf die Temperatur einer ausdehnungs- stellfeder
fähigen Flüssigkeit anspricht und hintereinander ge- 15
schaltet ist mit einem Mandantrieb. Bei dem be- Weitere Merkmale ergeben sich aus den übrigen
kannten Ventil ist die Einrichtung, die den Auf- Unteraiisprüchen.
nahincbehälter für die Flüssigkeit e::lhiilt, ebenso wie In der Zeichnung ist ein AusfUlirungsbeispicl der
die Kapillare, die die Flüssigkeit zuführt, in einem Erfindung dargestellt. Fs zeigt
beweglichen Teil eingebaut. Beim Verstellen von ao Fig. I einen Längsschnitt durch ein Ventil in der
so daß das Ventil sehr empfindlich ist. lirschülterun- F i g. 2 einen Querschnitt gemäß der Linie 2-2 der
gen, wie sie beispielsweise in einem Fahrzeug vor- Fig. 1, und
kommen, können leicht zu Beschädigungen führen. F i g. 3 bis 5 zeigen Darstellungen des in F i g. 1
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein »5 gezeigten Ventils in verschiedenen Stellungen.
Ventil, bei dem ein selbsttätiges Steuerorgan und ein Das Ventil besteht aus einem Ventilgehäuse 1 mit
von Hand zu betätigendes Korrektions- oder Steuer- einem Eingangsrohr 2, an das das unter Temperaturorgan hintereinander geschaltet sind, so auszubilden, erhöhung ausdehnungsfähige Mittel liefernde Aggredaß es unempfindlich ist und daher auch in Fahr- gat angeschlossen ist, und einem senkrecht dazu
zeuge eingebaut werden kann. 30 stehenden Ausgangsrohr 3, das zu dem abgeschlosse-
Ausgchend von einem Regel- und Absperrventil nen Raum führt, dessen Temperatur geregelt werden
bekannter Bauart mit Antrieb durch ein unter soll. Der Ventilsitz 4 Hegt senkrecht zur Achse X-X
Temperaturerhöhung ausdehnungsfähiges Mittel, das des Ventils und wird durch die obere Randleiste des
in einem Behälter eingeschlossen ist und in Schließ- hier mit einer Erweiterung 34 versehenen Eingangsrichtung auf einen Kolben wirkt, der mit dem Vcr- 35 rohres 2 gebildet. Gegenüber dem Eingangsrohr 2
schlußteil in Verbindung steht, sowie mit einer hat das Ventilgehäuse 1 eine erheblich verbreiterte
Rückstellfeder für die öiTnungsbcwegung und einem Bohrung 5, in die eine glockenförmige Hülse 6 ein·
zusätzlichen Handantrieb, besteht die Erfindung gesteckt wird, die auf einen ringförmigen Steg? gedarin, daß der Behälter in starrer Verbindung mit preßt ist. Der Steg 7 bildet den äußeren Rand und
dem Ventilgehäuse und damit dem Ventilsitz steht 40 die Dichtung des Verschlußtcils S aus Gummi oder
und daß der Handantrieb aus zwei Teilen besteht, einem ähnlichen Werkstoff.
von denen der eine in unmittelbarer Berührung mit Die glockenartige Hülse 6 umschließt in ihrer
dem Kolben steht, während der andere das Ver- Achsausdehnung das Aufnahmegerät der thermo-
schlußteil trägt, und daß die beiden Teile unter Ein- statischen Anordnung A und einen Handantrieb B
wirkung eines Hebels oder des Kolbens entgegen der 45 für die Verstellung von Hand, die zwischen dem
bar sind, daß damit die Länge der zwischen dem der mit B bezeichneten Einrichtung getragen wird.
weglichen Teile veränderlich ist. Art: Es besteht in der Hauptsache aus einem Ge-
gemäß vorliegender Erfindung ist nicht störanfällig, Kapillare 10 ist eingesetzt in einen durchbohrten
besteht aus weniger Einzelteilen als die bekannten Stopfen 11, dieser sitzt Ui einem Rohrstück 12, der
feder zwischen einem Teil des Handantriebs und das Kragenstück eines elastischen Behälters 14, der
einem Gegenlager, das in starrer Verbindung mit die Form eines Handschuhfingcrs hat und das Auf-
dcm Gehäuse steht, eingespannt ist. 60 nahmegcrät für die thermostalischc Anordnung A
folgenden Teilen: Behälter 14 sind mit einer Flüssigkeit gefüllt, die
. . ,. . , ... , ... .... sich mit der Erwärmung ausdehnt. Ein Kolben IS,
a) einer Schraubenspindel, an der sich der IIcbel d(jr - dem Rohrstücki2g(uitcn kann, liegt an einem
befindet und üie mn ucm einen linde an; KoUks öj. Kis?cji SÄ „ „af da5 du-^kuJonilüche des Behälters
.miiegt, 14 cinwixktr die sich unter der Einwirkung der
b) einer Schraubenmutter, die in axialer Richtung Steuerflüssigkeit zu heben und zu senken vermag,
in einer mit dem Gehäuse starr verbundenen Am unteren Ende bildet der Kolben IS eine Kugel-
3 4
17, die sich auf einer entsprechenden Flache maximalen Ollmingsv.ciu· I lies ν
Μ»»« 17. diu- Md, auf einer entsprechenden Flach ^ ^ jJ^
18" des HH„duil(lh.-l«0 abstützt. Die I-inrlclilungÄ. de Wert/., «kr ^ ltischt. Wnun». am
die μ,.Η.η wie das Aufnahmegerät der thermo- · wunn d* nc m ^ lh lttUwhB
stniisclicii Anordnung in der Achse X-KmM ist, l' ^ ' ^ "b" "^1, JrIoIgI, man doch in der Uli«
siclli ein beweglich.«. Teil dar, das cmerse. s aus 5 k"™ä^,udCI. Hebel 26 zu schlielki. Inder
einer in der ,V^-Achse angeordnete* Schraub- s.d.^1 , ™^
spindel V), anderseits aus einer Schraubenmutter I*»«« ^f ch nhrvirkung auf das hnde
besUht. .n der die Spindel geführt ist. X, HebelsT Da die Mutter 20 dl Jisichcr im Ou-
[)ie Spindel 19. deren Kopf die erwähnte Flache des Hcbd -0. ua ß Sc|)raubspiIU « in
innerhalb der Mutler 20 schraubenförmig bewegen, Ul\M^r^^ussmg des Hebels kann ubngens
indem sie sieh um die Achse Jf-X dreht. Sie kann jjf ^, J^r aus größerer Entfernung
aber auch eine axiale Translationsbewegung aus- cnlWLdcr unm.u
führen infolge des axialen Spiels α welches zw.- ertönen. k u HÜIsc6| welche in d.-j
sehen dem Schraubengewinde der Spindel 19 ι nd ,5 Durch uκ y kntilgchuuses I eingesetzt
der schraubenlinienförmig verlaufenden Nut 22 der W^^rUmtan&sug des mcmbrunartigcn Ver-
sehen dem Schraubengewinde der Sp kntilgchuuses I eing
der schraubenlinienförmig verlaufenden Nut 22 der W^^rUmtan&sug des mcmbrunartigcn Ver-
renü uie inui ti. uer iviuim ω ..,■·.... .-..&β
rechteckigen Querschnitt hat, wobei die kürzere zukommen:
Die Mutter kann in der Hülse 6 gleiten dank der gehäuse 1 fest; es wird den Kräften Widerstand entradialen Nocken 23, die von dem Kragenstück 24 gegengesetzt, die durch mechanische oder thermische
der Mutter getragen werden und in Längsschlit/en 35 Einwirkungen zustande kommen und auf eine
der Hülse 6 gleiten. Sie ist auf diese Weise dreh- Trennung der glockenartigen Hülse 6 von dem
sicher geführt. Ventilgehäuse 1 hinwirken;
radialen Hebels 26 relativ zur Mutter 20 gedreht Ventils;
werden. Dieser Hebel ist an der Schraubspindel be- 30 sie dienen weiter als Widerlager einer Rückstellfestigt und kann um einen Winkel χ (F i g. 2) in feder 32; diese Feder hat die Tendenz, den Handeinem waagerechten Schlitz 27 des Gehäuses ge- antrieb B nach oben zu bewegen, d. h. letzten Endes
schwenkt werden, und zwar zwischen der ausgezogen das Verschlußteil 8 vom Sitz 4 abzuheben. Es ist
gezeichneten Stellung der Fig.2 und der mit 26a wichtig, daß die Kraft der Rückstellfeder32 erhebbezeichneten strichpunktiert gezeichneten Stellung in 35 lieh schwächer ist als die der Feder 28.
der gleichen Figur. Das in der Form nachgiebige Verschlußteil 8 hat
der Schraubspindel 19 ist eine Axialfedcr 28 unter- Die ringförmige Stützfläche auf dem Ventilsitz 4
gebracht. Sie stützt sich einerseits auf dem Kopfteil ist eben, aber auf der Unterseite ist ein pyramidender Schraubspindel, andererseits auf dem Bodenteil 40 stumpfförmiges Ansatzstück 33 vorgesehen, das vorder Mutter 20 ab, der ebenfalls nach außen abge- zugsweise aus einem Stück mit dem Verschlußteil 8
schlossen ist. Die Feder 28 hat das Bestreben, in besteht und der in der Form derjenigen der ebenaxialer Richtung die Schraubspindel und die Mutter falls kegelstumpfförmig ausgebildeten Innenwand des
voneinander zu entfernen, also auf eine maximale oberen Endes 34 des Ventilgehäuses 1 angepaßt ist,
Länge des aus Schraubspindel 19 und Mutter 20 be- 45 wobei ein gewisses Spiel zwischen beiden Teilen vorstehenden Handantriebs B hinzuwirken. In jeder gesehen ist Dieses rockartige Ansatzstück 33 hat
Winkelstellung der Schraubspindel 19 innerhalb der eine Anzahl von radialen Schlitzen 35 (in der Zeich-Mutter 20 ist die maximale Verlängerung begrenzt nung sind vier dargestellt) mit einem Querschnitt, der
durch die gegenseitige Berührung zwischen den sich nach der Grundfläche des Kegelstumpfes, d. h.
Flächen (Fig. 1) des Gewindeganges21 und den 50 nach dem Schlitzgrund, verjüngt.
Radialflächen der Nut 22. Die Höhe h des rockartigen Ansatzstückes 33, die
Das untere Ende der Mutter ist kegelstumpfförmig Querschnitte der Schlitze 35 und ihre Anzahl und
gestaltet, es ist dort :ne Umfangsnut 29 vorgesehen, geometrische Gestaltung, ferner das Spiel zwischen
in welche eine innt._ Ringleiste 30 des Verschluß- dem Ansatzstück 33 und der Rohröffnung 34 stellen
teils 8 eingreift. Diese Anordnung erlaubt einerseits 55 eine Reihe von Parametern dar, mittels deren man
einen leichten Aufbau des Ventils und setzt die Ge- die Veränderung des zu steuernden Wärmcmittcls in
fahr einer Zerstörung herab, der das Ventil bei den Abhängigkeit von der Temperatur steuern kann, die
Relativbewegungen der Mutter 20 in bezug auf den durch die Volumenausdehnung der Steuerflüssigkeit
Ventilsitz 4 unterworfen ist. mittels der Kapillare übertragen wird, mit dem Ziel,
Es muß betont werden, daß die Länge des Hand- 60 ein Umpumpen des regelnden Mittels zu vermeiden,
antriebs B — zwischen der Kugelkalottc 17, an der _. . . ., ... . · . A- t ι ι
sich der Kolben 15 abstützt, und der Innenfläche des Die Arbeitsweise der Anordnung ist die folgende.
~ " ·—1— A^. «!,.!,,„„hcninilel Gefäß 9 auf einer Temperatur, die gleich oder noch
ben 15 abstützt, und der Innenfläc
ils S — verändert werden kann durch Bei der Darstellung nach F i g. 1 befindet sich das
e Drehung zwischen der Schraubspindel Gefäß 9 auf einer Temperatur, die gleich oder noch
ert L1, wie er in F i}?. 1 erkennbar wird, Versteilbewegung beginnt. Der Handantrieb B bs-
i Stll bei der die Höhe L ihren untersten
Verc
eine relative
19 und der Minier20. Die länge kann von ein
untersten Wert L1, wie er in F i}?. 1 erkennbar wird,
zu einem HöchstwertL2 gemäß Fig.4 ansteigen. findet sich durch Einwirkung auf den Hebel26 in
Wcrl L1 hat. Der Hebel befindet sich in der Stellung,
in der er ausgezogen in Fig.2 dargestellt ist.
Die Gesamtheit der Teile, welche den Handantrieb B und das Aufnahmegerät der thcrmostatischcn
Anordnung A bilden, sind in Richtung vom Sitz 4 des Ventils fort durch die Feder 32 bewegt
worden, welche sich einerseits auf die Klammern 31, andererseits auf das obere kragenförmige
Ansatzstück 23 der Mutter 20 abstützt.
Das Ventil ist vollständig geöffnet, und das Wärmemittel, z. B. heißes Wasser, kann in vollem
Strom qaer durch das Ventilgehäuse 1 in Richtung auf den zu erwärmenden Raum fließen. Das Gefäß 9,
welches in diesem Raum sich befindet, wird die aufgenommene Wärme an die darin befindliche Flüssigkeit
übertragen, diese dehnt sich aus, verformt den Behälter 14, welcher seinerseits über das elastische
Kissen 16 auf den Kolben 15 einwirkt (vgl. Fig. 3).
Die Translationsbewegung des Kolbens IS überträgt
sich auf die Schraubspindel 19, die über die Feder 28 auf die Mutter 20 einwirkt. Die Mutter 20
drückt durch ihr kragenartiges Ansatzstück 23 die Feder 32 mit einer Kraft zusammen, die geringer ist
als die der Feder 28, und das Verschlußteil 8 nähert sich, dabei seine Gestalt verändernd, dem Ventilsitz
4. Der Durchgangsquerschnitt für das Wärmemiitcl nimmt ab, bis sich das Ventil schließt (F i g. 3),
wenn die Temperatur in dem Gefäß 9 eine bestimmte Höhe erreicht hat.
Wenn die Temperatur in dem Gefäß 9 von neuem sinkt, ergibt sich eine Bewegung im umgekehrten
Sinne. Die Verstellung des Durchgangsquerschnittes wild durch aufeinanderfolgende öffnungs- und
Schließbewegungen sichergestellt.
Schwankungen oder ein Schlagen oder Flattern um die Gleichgewichtslage können dadurch herabgesetzt
werden, daß man eine bestimmte Beziehung zwischen der öffnungsweite des Verschlußteils 8 und
der hindurchgehenden Menge des Wärmemittels herslellt.
bei der der Durchgang möglichst konstant bleibt. Dies läßt sich durch die Auswahl der Größe
und der Gestalt des rockartigen Ansatzstückes 33 des Wrschlußtcils 8 einerseits 'und der Querschnittsbemcssunp
des Ventilkörners andererseits erreichen.
In der Stellung, die in Fig. 4 dargestellt ist, hat die dehnbare Flüssigkeit im Gefäß 9 begonnen, sich
zu erhitzen, und eine leichte Verstellung des Kolbens 15 bewirkt. Der Handantrieb/? ist nunmehr so eingestellt
worden, daß seine Gesamtlänge auf den Maximalwert L2 durch Betätigung des Hebels 26 gebracht
worden "ist, der dabei seine andere Grenzsiclhmg26a
(Fig. 2 und 4) angenommen hat.
in diesem Fall befindet sich das Verschlußtcil 8 bereits auf seinem Sitz 4, und die kleine Verstellung
des Kolbens 15 wird aufgenommen durch die Feder 28. die in entsprechendem Maße zusammengedrückt
wird; die oberen Flanken der langgestreckt rechteckigen Nut 22 der Mutter 20 und der im Querschnitt
quadratische Gewindegang 21 der Schraubspindel 19 berühren sich nicht mehr.
Bei der Darstellung der Fig. 5 ist angenommen,
daß sich die Flüssigkeit in der Hülse 9 auf der Maximal-Tempcralur befindet, für die die Anordnung
ausgelegt ist. Der Kolben 15 befindet sich in einer Stellung größten Vortriebes auf Grund der
Dehnung des ilnndschiihfingcrs durch die dehnbare
Flüssigkeit.
IVr I IcIiL1I ilc«; Handantriebs H ist bei 26 η
cim c
(Fig. 2) in einer solchen Stellung, daß, weift die Einrichtung frei wäre, ihre Länge den Maximalwert
L2 der F i g. 4 hätte, so daß, selbst bei niedriger
Temperatur der Flüssigkeit im Gefäß 9, das Vcrschlußteil 8 sich in der Schließstellung befände. Da
aber nun die Flüssigkeit, erwärmt ist, muß jetzt der Handantrieb/? die Stellkraft ausgleichen, die durch
den Kolben 15 hervorgerufen wird. Dies ist möglich durch das axiale Spiel a, welches zwischen den in
ίο radialen 'Ebenen verlaufenden Begrenzungsflächen
der rechteckigen Nut der Mutter 20 und dem mit quadratischem Querschnitt ausgestatteten Schraubengewindesteg
der Schraubspindel 19 besteht; die Stellkraft wird aufgenommen durch Zusammendrücken
der Feder 28.
Man versteht leicht, daß die beschriebene Anordnung die Kräfte begrenzt, die auf die einzelnes
Teile des Hahnes einwirken, und ebenso den Arbeitsdruck der dehnbaren Flüssigkeit, die in dem Gefäß 9
ao enthalten ist; auch der Schließdruck des Verschlußteils 8 auf dem Sitz 4 ist auf diese Weise auf einen
durch die Konstruktion gegebenen Wert begrenzt. Der besondere Vorteil der Erfindung besteht,
darin, daß es möglich ist, einen thermostatisch ge-
a5 steuerten Absperrhahn für ein Wärmemittel aus
Werkstoffen mii mäßigen mechanischen Werten herzustellen, die keinen großen wirtschaftlichen Aufwand
erfordern. Die einzelnen Teile werden im Betrieb nicht besonders beansprucht, so daß sich eine
lange Lebensdauer ergibt.
Claims (7)
1. Regel- und Absperrventil mit Antrieb durch ein unter Temperaturerhöhung ausdehnungsfähiges
Mittel, das in einem Behälter eingeschlossen ist und in Schließrichtung auf einen Kolben
wirkt, der mit dem Verschlußteil in Verbindung steht, einer Rückstellfeder für die Öffnungsbcwe"
gung und einem zusätzlichen Handantrieb, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter
(14) in starrer Verbindung mit dem Ventilgehäuse (1) und damit dem Ventilsitz (4) steht, und daß
der Handantrieb (ß) aus zwei Teilen (19, 20) besteht,
von denen der eine in unmitlelbarcr Berührung mit dem Kolben (15) steht, während der
andere das Verschlußteil (8) trägt und daß die beiden Teile (19, 20) unter Einwirkung eines
Hebels (26) oder des Kolbens (15) entgegen der Kraft einer Feder (28) derart gegeneinander längsvcrstcllbar
sind, daß damit die Länge der zwischen dem Kolben (15) und dem Verschlußteil (8) angeordneten, beweglichen Teile veränderlich
ist.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellfeder (32) zwischen
den einen Teil (20) des Handantriebs (B) und ein
Gcgcnlager(31), das in starrer Verbindung mit dem Gehäuse (1) steht, eingespannt ist.
3. Ventil gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Handantrieb (B) aus folgenden
Teilen besteht:
u) einer Schraubspindel (19), an der sich der
Hebel (26) befindet und die mit dem einen Ende am Kolben (15) anliegt,
b) einer Schraubniutter (20), die in axialer Richtung
in einer mit dem Gehäuse (1) starr verbundenen Hülse (6) gleiten kann und an dem
zum Kolben (15) entgegengesetzten Ende das Verschlußteil (8) trägt und in der die
Schraubspindel derart geführt ist, daß die
den Gewindegang (21) der Schraubspindel ' (19) aufnehmende Schraubnut (22) der Mut- S
ter (20) ein axiales Spiel beider Teile zuläßt, und
c) einer im Innern der hohen Schraubspindel (19) angeordneten Druckfeder (28), die in
allen Stellungen der Schraubspindel (19) dem aus dieser und der Mutter (20) gebildeten
Handantrieb (B) eine möglichst große Länge zu erteilen sucht und stärker ist als die zwischen der Schraubenmutter (20) und dem
Gegenlager (31) des Gehäuses (1) einge-1S
spannte Rückstellfeder (32).
4. Ventil nach Anspruch 3, dadurch ,gekennzeichnet, daß die Schraubspindel Flachgewinde
hat, wobei der Querschnitt der Schraubaut (22) *>
ein parallel zur Achse (X-X) langgestrecktes
Rechteck, der Querschnitt des in der Nut geführten Gewindeganges (21) ein Quadrat bildet,
dessen Kante gleich der kürzeren Rechteckseite ist.
5. Ventil nach einem der Ansprüche 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (6) in
einen vorstehenden hoblzylindrischen Ansatz (5)
des Ventilgehäuses (1) eingeklemmt und durch Klammern (31) darin festgehalten wird.
6. Ventil nach entern der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in Längsschlitzen
(25) der Hülse (6) die Mutter (20) mit radial vorstehenden Ansätzen (23) drehsicher geführt ist.
7. Ventil nach einem der Ansprüche S bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die im entgegengesetzten Sinne zu der aosdehmingsf ähigen Flüssigkeit auf die Stelleinrichtung (19, 20) einwirkende
Rückstellfeder (32) sich einerseits auf den in die Hülse (6) hineinragenden oberen Schenkel der
Klammern (31), andererseits auf radial vorstehenden Ansätzen (23) der Mutter (20) abstützt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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