DE2923462C2 - Thermostatventil mit einem als Temperaturfühler dienenden und mit einem Heizwiderstand beheizbaren Arbeitselement - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Thermostatventil mit einem als Temperaturfühler dienenden Arbeitselement, das durch einen an eine Stromquelle anschließbarcn Heizwiderstand beheizbar ist und das mit einer bei geschlossenem Ventil ansprechenden und ein Ausweichen des Arbeitselementes in Richtung des Arbeitshubes erlaubenden Überdrückfeder gehalten ist.

Bei einem bekannten Thermostalventil der eingangs genannten Art (DE-OS 15 23 383, Fig. t und 3) ist das Arbeitselement mit einem als Heizwendel ausgebildeten Heizwiderstand fest verbunden. Wenn die elektrische Beheizung fortgesetzt wird, nachdem das Ventil geschlossen ist, führt ein weiteres Verschieben des Kolbens des Arbeitselementes dazu, daß sich das Arbeitselement selbst entgegen der Richtung des Arbeitshubes bewegt, so daß eine Überlastung und damit verbundene Beschädigung ausgeschlossen wird. Wenn ein derartiges Thermostatventil zur Regelung einer Raumheizung eingesetzt werden soll, bei der eine gewünschte Raumtemperatur normalerweise durch das als Temperaturfühler eingesetzte Arbeitselement eingestellt werden soll, während außerdem zusätzlich durch den Heizwiderstand eine Nachtabsenkung um 5 bis 10⁰C ermöglicht wenden soll, bereitet die Auslegung des Heizwiderstandes und seine Stromversorgung erhebliche Probleme. Es muß dann vorgesehen werden, daß die Leistung des Heizwiderstandes begrenzt wird, um die gewünschte Temperaturabsenkung durch eine Temperaturerhöhung an dem Arbeitselement zu erhalten. Besonders schwierig ist es. den Heizwiderstand so auszubilden und so anzuordnen, daß er unter allen möglichen Betriebsbedingungen des Thermostatventils, insbesondere bei geringer oder auch bei starker Luftzirkulation seine Heizleistung in der gleichen Weise an das Arbeitselement überträgt. Ein mit einem leistungsbegrenzten Heizwiderstand ausgerüstetes Thermostatventil muß daher zwangsläufig relativ ungenau arbeiten. Eine exakte Regelung wäre nur dann möglich, wenn anstelle einer Leistungsbegrenzung eine Temperaturerfassung an dem Arbeitselement vorgenommen würde, was jedoch für die Praxis einen zu hohen Aufwand bedeutet. Bei der Verwendung eines ίο leistungsbegrenzten Heizwiderstandes sind außerdem nur relativ langsame Regelspiele möglich.

Es ist auch bei Regelventilen bekannt (DE-OS 18 14 223). als Heizwiderstand einen PTC-Widerstand vorzusehen, dessen Widerstandskurve und dessen is Abmessung derart gewählt sind, daß er bei Anschluß an die Stromquelle eine Temperaturerhöhung in dem Arbeitselement von einer gegebenen Höhe bewirkt. Dabei wird ausgenutzt, daß der PTC-Widerstand seine Heizleistung selbst durch seine temperaturabhängige Widerstandänderung einregelt. Damit läßt sich eine relativ genaue Regelung durchführen, jedoch ist die Geschwindigkeit der Regelspiele durch die Heizleistung des PTC-Widerstandes begrenzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Thermostatventil der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine exakte Einstellung der gewünschten Temperaturabsenkung erhalten wird, wobei durch eine möglichst hohe Heizleistung des Heizwiderstandes schnelle Regelspiele ermöglicht werden. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Heizwiderstand derart im Ventil gehalten ist, daß sich das Arbeitselement bei Ansprechen der Überdrückfeder von dem Heizwiderstand löst.

Bei dieser Ausbildung wird ausgenutzt, daß der

Wärmeübergang zwischen dem Hei/widerstand und

dem Arbeitselement wesentlich größer ist, solange eine

direkte Berührung zwischen den beiden gegeben ist.

Wenn sich das Arbeitselemcni von dem Heizwiderstand löst, so wird der Wärmeübergang wesentlich verringert.

;o Dadurch ist es möglich, einen Heizwiderstand mit

relativ großer Leistung zu verwenden, da diese Leistung

zu ihrem wesentlichen Teil mir dann übertragen wird.

wenn eine direkte Berührung zwischen dem Arbeitselement und dem Heizwiderstand gegeben ist. Die größere

■45 Heizleistung für zu einem schnelleren Ansprechen des

Thermostatventils und schnelleren Einregeln auf die gewünschte abgesenkte Temperatur.

in der Zeichnung ist die Erfindung in einer Ausführungsform dargestellt.

Die Zeichnung zeigt einen Teilschnitt durch eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Thermostatventils mit von dem Arbeitselement unabhängig angebrachtem Heizwiderstand.

Das Arbeitselement 3 besitzt ein einseitig geschlossenes zylindrisches Gehäuse 6, das aus einem gut wärmeleitenden Werkstoff besteht, beispielsweise Messing. In das aufgeweitete, einen Ringbund 12 bildende andere Ende des Gehäuses 6 ist ein Einsatz eingepreßt, der das Innere des Gehäuses nach außen abdichtet. Das Gehäuse 6 enthält in dem zylindrischen Teil einen Dehnstoff, der einen Gummieinsatz umschließt, der sich im Bereich des Ringbundes erweitert und der den Bereich, in welchem der Dehnstoff aufgenommen ist, nach außen abdichtet. In den Gummieinsatz taucht ein durch den Einsaiz geführter Kolben 11 ein, der nach außen über das offene Ende des Gehäuses 6 und den Einsatz hervorsteht. Bei einer Erwärmung des Dehnstoffes dehnt sich dieser aus und drückt über das

Gummielement den Kolben 11 aus dem Gehäuse 6 heraus. Dieser Kolbenhub wird auf einen Stößel eines Heizkörperventils übertragen. Der Stößel ist mit einem in einem Ventilgehäuse befindlichen Ventilteller versehen, dem ein Ventilsitz des Ventilgehäuses zugeordnet ist. Der Ventilstößel ist mit einer Druckfeder belastet, die den Ventilteller in Öffnungsrichtung belastet.

Das Arbeitselement 3 spricht acf die Raumtemperatur an, indem schon bei der Raumtemperatur eine mehr oder weniger starke Ausdehnung des Dehnstoffes erhalten wird, wodurch eine Regelung des Thei Tiostatventils erfolgt.

Um bei gegebener und von dem Thermostatventil über das Arbeitselement 3 korreia eingeregelter Raumtemperatur eine Temperaiurabsenkung zu erhalten, insbesondere eine sogenannte Nachtabsenkung, wird vorgesehen, daß das Arbeitselement eine gegenüber der Raumtemperatur um einen bestimmten Wert erhöhte Temperatur erhält, so daß es auf diese erhöhte Temperatur einregelt, die dem Arbeitselement 3 als Raumtemperatur vorgetäuscht wird.

Bei der Ausführungsform ist das Arbeitselement 3 mit einer Überdrückfeder 21 derart nachgiebig in einem beispielsweise aus Kunststoff bestehenden Gehäuseteil 24 gehalten, daß sich das Arbeitselement 3 entgegen der Richtung des Arbeitshubes verlagert, wenn der von dem Kolben 11 verstellte Ventilteller den Ventilsitz erreicht hat. Am Gehäuseteil 24, der in nicht näher dargestellter Weise, beispielsweise mittels eines Gewindes an einem ortsfest mit dem Heizkörperventil zu verbindenden Bauteil in Richtung des Arbeitshubes versteilbar gehalten ist, ist ein Anschlag 23 vorgesehen, gf gen den in Richtung des Arbeitshubes das Arbeitselement 3 mit der Überdrückfeder 21 angedrückt wird. Die Überdruckfeder 21, die eine kegelförmige Gestalt besitzt, stützt sich mit einem Ende gegen eine in den Ringbund 12 des Gehäuses 6 des Arbeitselementes 3 übergehende Kegelfläche und mit dem anderen Ende an einem Ringbund 27 des Gehäuseteils 24 ab. Sie drückt das Gehäuse 6 des Arbeitselementes 3 gegen den Anschlag 23. Zwischen dem Anschlag 23 und der Stirnfläche des Gehäuses 6 ist ein PTC-Widerstand 22 angeordnet, der eine scheibenförmige Gestalt aufweist und der flächig an der mit der Austrittsöffnung für den Kolben 11 versehenen Stirnfläche des Gehäuses 6 anliegt. Der Anschlag 23 ist mit einer Durchtrittsöffnung 25 für den Kolben 11 versehen, die ebenso wie die Durchtrittsöffnung 26 für den Kolben 11 in dem scheibenförmigen PTC-Widerstand 22 einen relativ großen Abstand zu dem Kolben 11 einhält, so daß ein Luftspalt einer bestimmten Größe gegeben ist. Der PTC-Widerstand 22 ist auf einer Seite, beispielsweise der dem Anschlag 23 zugewandten Seite, mit einer elektrischen Zuleitung 4 und auf der anderen Ssite mit einer einen Masseanschluß bildenden Leitung 28 versehen.

Der PTC-Widerstand 22 ist an dem Gehäuseteil 24 derart gehalten, daß sich bei einem Ansprechen der Überdruckfeder das Gehäuse 6 des Arbeitselementes 3 von dem PTC-Widerstand 22 abhebt. Bei einem Abheben des Gehäuses 6 von dem PTC-Widerstand 22 wird der Wärmeübergang wesentlich verschlechtert und somit die übertragbare Wärmemenge wesentlich verringert. Dieser Effekt ksnn noch gesteigert werden, wenn sichergestellt wird, daß durch den zwischen dem Gehäuse 6 des Arbeitselementes 3 und dem PTC-Widerstand 22 entsprechenden Spalt eine Luftzirkulation entstehen kann, was dur-'h die relativ großen Durchtrittsöffnungen 25 und 26 begünstigt wird. Unter Umständen ist es zweckmäßig, Luftziitrittsöffnungen in dem dem Arbeitselement 3 bezüglich des Anschlages 23 abgewandten Bereich des Gehäuseteils 24 vorzusehen.

Durch diese Möglichkeit der Verringerung des Wärmeübergangs und damit der Verringerung der übertragbaren Heizleistung kommt es nicht mehr so sehr auf eine exakte Festlegung einer Abschalttemperatur des PTC-Widerstandes 22 an. Diese Abschalttemperatur braucht nur noch in relativ groben Grenzen festgelegt werden. Es kommt vielmehr darauf an, daß der PTC-Widerstand 22 eine bestimmte Heizleistung aufbringen kann, die zu einer vorgegebenen Erwärmung des Arbeitselementei- 3 führt, solange sich der PTC-Widerstand 22 und das Gehäuse 6 des Arbeitselementes 3 berühren. Es ist deshalb auch möglich, anstelle eines PTC-Widerstandes 22 einen anderen elektrischen Heizwiderstand in gleicher Weise anzuordnen, der auf eine bestimmte, konstante Heizleistung ausgelegt ist und der sich nicht selbst bezüglich der Temperatur regelt. Es besteht ierner die Möglichkeit, den PTC-Widerstand 22 oder den elektrischen Heizwiderstand in einem Schaltkreis anzuordnen, der abhängig von der gewünschten abgesenkten Temperatur die Heizleistung des Widerstandes, z. B. mittels eines von dem Thermostatvcntil unabhängig angeordneten Raumthermostaten steuert. Durch die Möglichkeit der Trennung des PTC-Widerstandes bzw. des Heizwiderstandes von dem Gehäuse 6 des Arbeitselementes 3 wird der Vorteil erreicht, dcß ein Heizwiderstand mit relativ großer Leistung verwendet werden kann, da diese Leistung zu ihrem wesentlichen Teil nur dann an das Arbeitselement 3 übertragen wird, wenn durch die direkte Berührung ein guter Wärmeübergang gewährleistet ist. Diese größere Heizleistung führt zu einem schnelleren Ansprechen des Thermostatventils und Einregeln aul die abgesenkte Temperatur, ohne daß eine zu tiefe Temperaturabsenkung auch bei extremen Bedingungen erhalten wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Thermostatventil mit einem als Temperaturfühler dienenden Arbeitselement, das durch einen an eine Stromquelle anschließbarcn Heizwiderstand beheizbar ist und das mit einer bei geschlossenem Ventil ansprechenden und ein Ausweichen des Arbeitselements in Richtung des Arbeitshubes erlaubenden Überdruckfeder gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizwiderstand (22) derart im Ventil gehalten ist, daß sich das Arbeitselement (3) bei Ansprechen der Überdrückfeder (21) von dem Heizwiderstand (22) löst.

2. Thermostatventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Heizwiderstand (22) ein PTC-Widerstand vorgesehen ist.

3. Thermostatventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (6) des Arbeitselementes (3) in Richtung des Arbeitshubes mit der Überdrückfeder (21) gegen einen Anschlag (23) eines Gehäuseteils (24) angedrückt ist, der eine Durchtrittsöffnung (25) für den Kolben (11) aufweist, und daß der Heizwiderstand (22) zwischen dem Gehäuse (6) und dem Anschlag (23) an dem Gehäuseteil (24) fest angebracht ist.

4. Thermostatventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der vorzugsweise scheibenförmige Heizwiderstand (22) und der Anschlag (23) Durchtrittsöffnungen (25, 26) für den Kolben (11) aufweisen, die zu dem Kolben (11) einen Luftspalt belassen.