DE2625561A1

DE2625561A1 - Regelkreis zur durchflussregelung eines fluessigen oder gasfoermigen mediums

Info

Publication number: DE2625561A1
Application number: DE19762625561
Authority: DE
Inventors: Friedrich Ing Grad Bauer; Manfred Kurz; Roland Ing Grad Saur
Original assignee: Behr Thomson Dehnstoffregler GmbH and Co
Current assignee: Behr Thomson Dehnstoffregler GmbH and Co
Priority date: 1976-06-05
Filing date: 1976-06-05
Publication date: 1977-12-08
Also published as: DE2625561B2

Description

"Regelkreis zur Durchflußregelung eines flüssigen oder
gasförmigen Mediums Die Erfindung betrifft einen Regelkreis zur Durchflußregelung eines flüssigen oder gasförmigen Mediums.
Es besteht oft die Aufgabe, in Abhängigkeit einer physikalischen Größe, wie beispielsweise Temperatur, ein flüssiges oder gasförmiges Medium mit genau bestimmbaren Volumen einem Kreis zuzuführen, beispielsweise zwei gleichartige Medien verschiedener Temperatur miteinander zu mischen, um eine bestimmte Endtemperatur zu erreichen.
So ist es beispielsweise bekannt, zur Regelung der Temperatur der Ansaugluft von Brennkraftmaschinen vorgewärmte Luft einem Kaltluftstrom zuzuführen um ein sicheres Starten auch bei wechselnder oder extremer Außentemperatur zu ermöglichen.
Es ist ferner bei Zentralheizungsanlagen erwünscht, beispielsweise in Abhängigkeit von einem Thermostaten, eine Volumsregelung für den Heizungsvorlauf zu ermöglichen.
Ein Regelkreis besteht im Normalfall aus einem Meßfühler, einem Stellmotor und einem Stellglied.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen derartigen Regelkreis so auszubilden, daß eine sichere und genaue Durchflußregelung in Abhängigkeit der Temperatur mit einfachen Mitteln sichergestellt wird, wobei das Fühlglied selbst den Stellmotor ohne zusätzliches Schaltelement wie Meßwertumwandler oder dergl. betätigt.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung im wesentlichen dadurch gelöst, daß ein elektrisches Schaltglied vorgesehen ist und ein in einem Stellmotor angeordnetes mittels eines PTC-Widerstandes beheizbares temperaturabhängiges Antriebselement, daß das elektrische Schaltglied die Stromversorgung des PTC-Widerstandes steuert und daß das temperaturabhängige Antriebselement des Stellmotors ein das Durchflußvolumen des Mediums steuerndes Stellglied betätigt.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn als elektrisches Schaltglied ein Zweipunkt-Regler verwendet wird, der in Verbindung mit dem PTC-beheizten Antriebselement im Stellmotor ein quasistetiges Regelverhalten erzielt. Durch entsprechende Ausbildung des Schaltgliedes läßt sich erreichen, daß die jeweilige Stellgröße auf Grund relativ hoher Schaltfrequenz und durch das nahezu trägheitslose Ansprechen des PTC-Widerstandes die bleibende Regelabweichung sehr klein wird und praktisch vernachlässigt werden kann.
Gemäß einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird ein temperaturabhängiges elektrisches Schaltglied verwendet.
In vorteilhafter Weise enthält das elektrische Schaltglied einen wärmedehnfähigen Stoff, der über einen verschiebbaren Kolben ein Schaltelement betätigt.
Eine vorteilhafte Ausbildung ergibt sich dann, wenn das dem elektrischen Schaltglied zugeordnete Schaltelement druckempfindlich ist. Dabei weist das druckempfindliche Schaltelement in einem deformierbaren elastischen Isolator eingebettete Leiterpartikel auf. Durch Anlegen eines entsprechenden Drucks an den elastischen Isolator werden die Leiterpartikel untereinander in Kontakt gebracht und ergeben eine bestimmte Leitfähigkeit des Schaltelements.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält der temperaturabhängig PTC-geheizte Stellmotor einen wärmedehnfähigen Stoff, der auf einen verschiebbaren Kolben wirkt. Der verschiebbare Kolben dient dann zur Betätigung des jeweilig« Stellgliedes, beispielsweise eines Ventils, einer Klappe oder dergleichen.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen in Verbindung mit der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt: Fig. 1 schematisch einen erfindungsgemäßen Regelkreis, Fig. 1a ein abgewandeltes Schema. Fig. 2 ein AusrunrungsPeispiei eines ertlndungsgemäzen elektrischen Antriebselementes für einen Stellmotor, Fig. 3 ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel, Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel eines Stellmotors zum Aufbringen bestimmter Schließkräfte, Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel eines temperaturabhängigen Antriebs elementes zur Heizungsventilbetätigung, Fig. 6eine Teilansicht des Ausführungsbeispiels nach Fig.5, Fig. 6b ein abgewandeltes Detail des Ausführungsbeispiels nach Fig. 5 in Vorderansicht, Fig. 6c das Ausführungsbeispiel nach Fig. 6b in Seitenansicht, Fig. 7 das Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 um 900 gedreht, Fig. 8 ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel gegenüber den Fig. 5 bis 7, Fig. 9 das Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 um 900 dreht, Fig. 10 ein Ausführungsbeispiel mit integriertem PTC-Widerstand, und Fig.11 ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel.
In Fig. 1 ist schematisch ein erfindungsgemäßer Regelkreis dargestellt. Dabei ist ein elektrisches Schaltglied 1 als Meßfühler vorgesehen, das ein temperaturabhängiges Antriebselement 3 in einem Stellmotor 4 steuert. Der Stellmotor 4 betätigt ein Stellglied 5, welches in einer Leitung 6 den Durchfluß eines flüssigen oder gasförmigen Mediums durch entsprechende Verstellung eines Ventils oder einer Klappe 7 regelt. In Fig. 1 ist angedeutet, daß das elektrische Schaltglied 1 ein druckempfindliches Schaltelement 8 aufweisen kann.
Druckempfindliche Schaltelemente, bei denen in einem elastischen Isolator leitende Partikel eingebettet sind, die bei Ausübung eines entsprechenden Drucks auf den Isolator mit einander in Verbindung treten und dadurch einen Strompfad bilden, sind an sich bekannt. Die Verwendung eines druckempfindlichen Schaltelementes empfiehlt sich besonders dann, wenn das elektrische Schaltglied 1 als Fühler ein temperaturabhängiges Schaltelement enthält, beispielsweise ein temperaturabhängiges Arbeitselement, bei dem in einem Gehäuse ein sich bei Erwärmung ausdehnender Stoff untergebracht ist, der über eine elastische Hülle einen verschiebbaren Kolben betätigt. Dieser-Kolben kann dann wiederum auf das druckempfindliche Schaltelement 8 wirken. Dadurch werden rasches Ansprechen auf Temperaturänderung und sehr kleine Schaltdifferenzen erreicht.
Der Regelkreis kann nach Fig. la mit einem Hauptschalter 8a anstelle des Reglers 1 und 8 versehen und mit einer beliebigen Stromquelle verbunden sein.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird erreicht, daß das elektrische Schaltglied 1 in Abhängigkeit von einer physikalischen Größe beispielsweise einer Temperatur, ein mittels eines PTC-Widerstandes beheiztes temperaturabhängiges Antriebselement 3 steuert PTC-Widerstände, d. h. sog. Kaltleiter, sind bekannt. Derartige PTC-Widerstände leiten im Kaltzustand einen entsprechenden Strom und erwärmen sich dabei außerordentlich rasch. Mit steigender Eigentemperatur steigt der Innenwiderstand, so daß schließlich bei einem bestimmten, jeweils gegebenen Temperaturwert, der Innenwiderstand so hoch wird, daß keine Leitung mehr stattfindet. Der PTC-Widerstand kann sich somit nicht mehr weiter erwärmen. Bei absinkender Temperatur nimmt der Widerstand wiederum ab, so daß eine Stromleitung wieder stattfinden kann. Durch diese thermostatischenEigenschaften lassen sich PTC-Widerstände sehr gut für temperaturabhängige Regelvorgänge anwenden, da durch diese Eigenschaften die durch Wärmeleitung bzw. Abstrahlung entstehenden Verluste nahezu trägheitslos und außerordentlich genau dosiert ersetzt werden.
Nach der Erfindung ist vorgesehen, daß ein temperaturabhängiges Antriebselement 3 im Stellmotor 4 angeordnet ist, vorzugsweise ein temperaturabhängiges Arbeitselement, bei dem in einem Gehäuse ein wärmedehnfähiger Stoff 9 angeordnet ist, der einen verschiebbaren Kolben 10 betätigt. Der Kolben 10 kann dann,wie erläutert, ein Stellglied 7 in Form eines Ventils oder einer Klappe betätigen.
Wenn das temperaturabhängige elektrische Schaltglied 1 als Zweipunkt-Regler aufgebaut ist, kann in Verbindung mit dem PTC-beheizten temperaturabhängigen Antriebselement 3 ein quasistetiges Regelverhalten erzielt werden.
In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel eines temperaturabhängigen Antriebselementes 3 im Längsschnitt dargestellt.
In einem Gehäuse ist dabei ein wärmedehnfähiger Stoff 9 angeordnet, der über eine Membrane 17 auf den verschiebbaren Kolben 10 wirkt. Der verschiebbare Kolben 10 ist dabei in einem Deckelteil 12 geführt, der eine Hülse 11 übergreift, beispielsweise durch Einbördelung eines Randes.
Zwischen dem oberen Ende des Gehäuses des temperaturabhängigen Antriebs elementes 3 und der Innenwandung des Deckelteiles 12 ist eine Federscheibe 13 angeordnet. Am kolbenfernen Ende des Gehäuses ist ein PTC-Widerstand 2 vollflächig anliegend an das Gehäuse angeordnet. Die Hülse 11 weist an ihrem unteren Endteil 14 einen elektrischen Anschluß 15 auf, der vorzugsweise über ein Federelement 16 in Form einer Kreuz feder oder dergl. mit dem PTC-Widerstand 2 in elektrisch leitender Verbindung steht. Die Hülse 11 ist aus Isoliermaterial, so daß der PTC-Widerstand 2 einerseits über den elektrischen Anschluß 15 mit einer Stromquelle und über den elektrisch leitenden Deckelteil 12 mit einem anderen Pol, beispielsweise Masse, verbunden ist.
Die Isolierhülse kann stegartig oder geschlossen ausgebildet sein. Die geschlossene Ausbildung ist besonders dann vorteilhaft, wenn höhere Spannungen für die Beheizung des PTC-Widerstandes Verwendung finden, da dann die Isolierhülse 11 einen Be-rUhrungsschutz bietet.
Auch dann, wenn die Energie zur Aufrechterhaltung des Hubes am PTC-Widerstand klein gehalten werden soll, empfiehlt sich eine geschlossene Isolierhülse 11, da sich dann in der Hülse 11 ein erwärmtes isolierendes Luftpolster bildet. Der PTC-Widerstand 2 braucht dann nur noch die sehr geringen Wärmeverluste zu ersetzen, wofür nur eine geringe Energie benötigt wird.
Während bei temperaturabhängigen Antriebselements im allgemeinen Hubbegrenzungsmittel nötig sind, beispielsweise durch einen Endschalter für die Heizwicklung, können wegen der Charakteristik des PTC-Widerstandes 2 derartige Hubbegrenzungsmittel entfallen, da die Hubbegrenzung über die einen vorbestimmten Hub des mit temperaturabhängigen Ausdehnungsstoffes gefüllten Antriebs elementes entsprechende vorwählbare Temperatur gelöst wird.
Der verschiebbare Kolben 10 wird im allgemeinen durch externe Mittel, z. B. einer nicht dargestellten Rückstellfeder, bei Abkühlung des PTC wieder zurückbewegt.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten abgewandelten Ausführungsbeispiel ist wiederum ein temperaturabhängiges Antriebs element 3 vorgesehen, mit in einem Gehäuse angeordneten wärmedehnfähigen Stoff 9, der über eine Membran 17 auf einen verschiebbaren Kolben 10 wirkt. Der verschiebbare Kolben 10 ist in einem Deckelteil oder Führungsteil 12 geführt, wobei der Deckelteil noch ein Gewinde 18 zum Anschluß aufweisen kann. Im übrigen entspricht die Ausbildung des Antriebselementes 3 der Ausbildung nach dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2, insbesondere hinsichtlich der vollflächigen Anlage des PTC-Widerstandes 2 am kolbenfernen Ende des Gehäuses unter Zwischenschaltung eines Federelementes 16 zu einem elektrischen Anschluß 15 im unteren Endteil 14 der Hülse 11.
Das Federelement 16 kann dabei als Kreuz£eder oder andere Sternfeder mit Armen ausgebildet sein. Es ist aber auch ohne weiteres möglich, als Federelement 16 eine Zylinder-Spiralfeder oder dergl. vorzusehen.
Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist dazu am elektrischen Anschluß 15 eine Scheibe 19 vorgesehen, die als Widerlager für eine Feder 20 dient, wobei die Feder 20 sich andererseits an eine Ringscheibe 21 abstützt, die am PTC-Widerstand 2 anliegt.
Zwischen dem leitenden Deckelteil 12 und der Isolierhülse-ll ist bei diesem Ausführungsbeispiel eine Isolierscheibe 22 angeordnet, die mindestens einen Kontaktstift 28 aufweist, der mit dem Gehäuse des temperaturabhängigen Antriebselementes 3 in leitender Verbindung steht. Der verschiebbare Kolben 10 ist in einer Durchgangsöffnung 29 der Isölierscheibe 22 geführt und weist eine Isolierkappe 23 auf. Mit der Isolierkappe 23 steht ein bertragungskolben 24 in Wirkverbindung. Bei Erwärmung des wärmedehnfähigen Stoffes 9 durch den PTC-Widerstand 2 wird der Kolben 10 aus dem Gehäuse gedrückt, und verschiebt über die Isolierkappe 23 den Übertragungskolben 24. Dieser Kolben 24 wirkt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel gegen ein Stellelement 25, welches mit einer Rückstellfeder 26 gegen eine Anlage 26a sich abstützt. Dieses Ausführungsbeispiel eignet sich besonders dann, wenn istimste Schließkräfte gefordert werden. Der Kolben 10 bzw. der Übertragungskolben 24 arbeitet mit der Kraft der Feder 20 gegeneinenfesten Anschlag 27. Dadurch ist es möglich, einen in weiten Grenzen beliebigen PTC-Widerstand und einen beliebigen wärmedehnfähigen Stoff zu verwenden.
Ist die Schließkraft erreicht oder überschritten, dann hebt das temperaturabhängige Antriebslement 3 von der Isolierscheibe 22 ab, so daß der Stromzufluß zum PTC-Widerstand 2 unterbrochen wird.
Die Feder 20 ist dabei stromführend.
In den Fig. 5 bis 7 ist ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel dargestellt, welches sich insbesondere zur Heizungsventilbetätigung bei Zentralheizungsanlagen oder dergl. eignet. In Fig. 5 ist dabei ein Längsschnitt dargestellt, während Fig. 6a,b-,.c Ansichten in Richtung des Pfeiles A der Fig. 5 im Detail zeigt und Fig. 7 einen Längsschnitt entsprechend Fig. 5 jedoch um 90° verdreht.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Grundkörper 30 vorgesehen, in dem das temperaturabhängige Antriebselement 3 angeordnet ist, wobei ein mit dem Kolben 10 des Antriebselementes 3 zusammenwirkender Steg 31 vorgesehen ist sowie ein im Grundkörper 30 verschiebbar gelagerter, federbelasteter Bügel 32 mit durch den Steg 31 untereinander verbundenen Armen 33', 33''.
Der verschiebbare Kolben 10 des temperaturabhängigen Antriebselementes 3 stützt sich dabei gegen den Steg 31. Der Steg 31 ist dabei in Öffnungen 34 der Bügelarme 33' und 33'' eingehängt. Das temperaturabhängige Antriebselement 3 ist in einem Sitz des Grundkörpers eingesetzt, der einen Schlitz 37 aufweist. Durch diesen Schlitz 37 sind Stromzuführungen 39 und 40 zu einer in einem abgetrennten Raum-47 angeordneten Anschluß« klemmenleiEte 48 geführt. Der Raum 47 ist mit einer Kabeldurchführung 49 versehen und durch einen Deckel 50 verschlossen.
Mit dem Bügel 32 ist ein Übertragungsstößel 36 verbunden, der in einen Ringstutzen 59 des Grundkörpers 30 ragt Der Ringstutzen 59 ist zweckmäßigerweise mit Schlitzen 60 versehen sowie mit einer Ringnut 61, in die eine Befestigungsmutter 62 elastisch einrasten kann, die dann unverlierbar aber drehbar mit dem Grundkörper 30 verbunden ist.
Der Grundkörper 30 trägt ein zylindrisches Abdeckgehäuse 46, welches mit dem Grundkörper 30, wie angedeutet, durch Schrauben verbunden ist.
In zweckmäßiger Weiterbildung des Ausführungsbeispiels weist der Verbindungssteg 31 einen Ansatz 41 auf, in dem ein Kontaktstift 42 gegen die Wirkung einer Feder 44 verschiebbar gelagert ist. Der Kontaktstift 42 kann dann (Fig. 6a) auf einen Betätigungsstift eines Schaltelementes 43, beispielsweise eines Mikroschalters, wirken. Das Schaltelement 43 ist mit Anschlüssen 45', 45 " versehen, die zweckmäßig ebenfalls zur AnschluSklemmenleite 48 im abgetrennten Raum 47 des zylindrischen Abdeckgehäuses 46 führen.
Bei dem abgewandelten Ausführungsbeispiel nach Fig. 6b weist der Steg 31 einen Absatz 41'mit einem etwa rechtwinklig abgebogenen Ende 41'' zur Betätigung für das zusätzliche Schaltelement 43 auf.
Besonders zweckmäßig ist es, wenn das rechtwinklig abgebogene Ende 41" einen Längsschlitz 38 zum Toleranzausgleich des Abstandes zwischen rechtwinklig gebogenem Ende 41' und einem Betätigungselement des zusätzlichen Schaltelementes 43 aufweist. Dabei wirkt das Ende 4l"des abgewinkelten Bleches direkt auf das Betätigungselement, beispielsweise einem Betätigungsstift eines Mikroschalters. Um den Einschaltpunkt korrigieren zu können, ist der abgebogene Teil 4l"des Steges 41 mit einem Schlitz 38 versehen. Dadurch besteht die Möglichkeit, mit Hilfe eines Werkzeuges, beispielsweise eines Schraubenziehers, den unteren Teil des Winkels nach oben oder unten abzubiegen. Hierdurch können Längstoleranzen ausgeglichenoder auch der Schaltpunkt entsprechend verändert werden.
Das zweite Schaltglied 43 kann für eine Hilfssteuerung dienen, beispielsweise die Anzeige eines Schaltzustandes, Betätigung eines Betriebsstundenzählers oder dergl. mehr.
Wird bei Erwärmung des dehnfähigen Stoffes 9 im temperaturabhängigen Antriebselement 3 der Kolben 10 aus dem Gehäuse gefahren, dann wird zunächst der Bügel 32 in Verbindung mit dem Steg 31 in der Zeichnung nach oben verschoben bis eine Hubbegrenzung auftritt, die durch das temperaturabhängige Verhalten des PTC-Widerstandes 2 in Verbindung mit der temperaturabhängigen Ausdehnungscharakteristik des dehnfähigen Stoffes 9 im temperaturabhängigen Antriebselement 3 gegeben ist.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 5 bis 7 kann auch eine Handverstellung vorgesehen sein, beispielsweise in Form einer Einrichtung 51, die aus einer verdrehbaren kreisringartigen schiefen Ebene 52 besteht, die mit einem Führungsbolzen 53 an einem Arm 33' zusammenwirkt. Durch entsprechende Verdrehung des Handgriffes 55 in einen Schlitz 54 des Abdeckgehäuses 46 wird zusammenwirkend mit dem Führungsbolzen 53 der Bügel 32 gehoben und damit gleichzeitig der übertragungsstößel 36, unabhängig vom Temperaturzustand des temperaturabhängigen Antriebselementes 3. Der Grundkörper 30 weist dabei zweckmäßigerweise eine Randleiste 58 auf, die dem Schlitz 54 etwa diametral gegenüberliegt. Da der Schlitz 54 bei Vorhandensein der Handverstellvorrichtung 51 durch die kreisringartige schiefe Ebene 52 abgedeckt wird, ist das Gehäuse 46 praktisch abgeschlossen. Wird hingegen keine Handverstellvorrichtung 51 vorgesehen, dann wird zweckmäßig das Abdeckgehäuse 46 um 1800 verdreht aufgesetzt, so daß der Schlitz 54 des Abdeckgehäuses 46 durch die Randleiste 58 abgedeckt ist.
Zur sicheren Führung der kreisringartigen schiefen Ebene im Gehäuse sind Haltenocken oder Halteleisten 56 an der Innenwand 57 des Gehäues 46 vorgesehen.Die erfindungsgemäße Handverstellvorrichtung 51 dient beispelsweise als Notverstellung bei Stromausfall.
In den Fig. 8 und 9 ist ein gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 5 bis 7 abgewandeltes und vereinfachtes Ausführungsbeispiel dargestellt. Es ist wiederum ein Grundkörper 63 vorgesehen, in den ein Steg 64 eingesetzt ist. Gegen diesen Steg 64 stützt sich das temperaturabhängige Antriebselement 3 mit seinem Kolben 10 ab. Das Gehäuse 65 ist in einer Federhülse 80 verschiebbar gelagert, wobei auf den PTC-Widerstand 2 eine Platte 77 aufliegt, die als Widerlager für eine Feder 68 dient. Die Feder 68 stützt sich andererseits gegen eine Innenwandung 78 eines Abdeckgehäuses 69, wobei an der Innenwandung 78 zugleich ein Kontakt 79 angeordnet ist, der mit einer Anschlußklemmenleiste 73 in einem-abgeteilten Raum 74 des Abdeckgehäuses 69 verbunden ist. Auch hier ist wiederum eine Kabeldurchführung 76 für die elektrischen Leitungen vorgesehen sowie ein Deckel 75, der den abgeteilten Raum 74 abdeckt.
Wie aus Fig. 9 hervorgeht, die eine gegenüber der Fig. 8 um 900 verdrehte Schnittdarstellung zeigt, ist am Gehäuse 65 des temperaturabhängigen Antriebselementes 3 ein I Haltering 71 vorgesehen, an den ein Bügel 66 angreift. Dabei weist der Bügel 66 in seinen Schenkeln 70'und 70'' Öffnungen 72 auf, in die der Haltering 71 eingreift. Mit dem Bügel 66 ist ein Betätigungskolben 67 verbunden, der durch eine Öffnung 81 den Boden 82 des Grundkörpers 63 durchdringt. In ähnlicher Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 5 bis 7 ist eine Befestigungsmutter 83 unverlierbar am unteren Ende des Gehäuses 63 angeordnet. Mit dem Haltering 71 ist eine Stromzuführung verbunden, die ihrerseits zur Anschlußklemmenleiste 73 führt und die Stromversorgung für den PTC-Widerstand 2 darstellt.
Bei Erwärmung des wärmedehnfähigen Stoffes 9 im Gehäuse 65 durch den PTC-Widerstand 2 wird, da der Arbeitskolben 10 sich gegen den Steg 64 abstützt, das Gehäuse 65 nach oben verschoben. Über den Haltering 71 wird der Bügel 66 und damit zugleich der Betätigungskolben 67 angehoben.Die Hubbegrenzung erfolgt durch die thermostatische Wirkung des PTC-Widerstandes 2 in Verbindung mit der temperaturabhängigen Ausdehnungscharakteristik des dehnfähigen Stoffes 9 im temperaturabhängigen Antriebselement 3.
Auch hier kann eine (nicht dargestellte) Notverstellung vorgesehen werden, die ähnlich ausgebildet sein kann, wie bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 5 bis 7.
In Fig. 10 ist ein noch weiteres Ausführungsbeispiel für ein temperaturabhängiges Antriebselement 3 dargestellt, bei dem der PTC-Widerstand89 im Gehäuse eines temperaturabhängigen Arbeitselementes integriert ist. Wie insbesondere aus Fig. 10 ersichtlich, ist in einem Gehäuse 84 ein wärmedehnfähiger Stoff 9 eingefüllt. Ferner ist das Gehäuse 84 an seiner kolbenseitigen Öffnung 85 durch einen Deckelteil 86 verschlossen, der mit einem Gummieinsatz 87 und einer inneren Gehäusewand 88 derartig zusammenwirkt, daß durch entsprechende Verdrängung eines Teils des Gummieinsatzes 87 eine sichere radiale und axiale Abdichtung erzielt wird. Der Gummieinsatz 87 umgibt dabei wiederum in an sich bekannter Weise den verschiebbaren Kolben 10.
Der PTC-Widerstand ist hier als Scheibe 89 ausgebildet, deren Achse im wesentlichen}er Längsachse des Antriebselementes 3 verläuft. Zweckmäßigerweise ist der PTC-Widerstand 89 an seiner Unterseite mit einer Druckscheibe 96 versehen, die gegen einen elektrischen Kontakt 95 anliegt. Der PTC-Widerstand 89 mit Druckscheibe 96 und elektrischem Kontakt 95 ist in einem Verschlußteil 90 aus Kunststoff eingebettet. In zweckmäßiger Weise ist im Gehäuse 84 eine Stufe 93 vorgesehen, in der eine Stützscheibe 94 angeordnet ist, gegen die sich der PTC-Widerstand 89 mittels eines Federrings 92 oder dergl. abstützt. Die Stützscheibe 94 ist jedoch nicht unbedingt notwendig, vielmehr kann sich der Federring 92 direkt an der Stufe 93 abstützen oder in anderer Weise im Gehäuse 84 befestigt sein.
Zur Abdichtung des Gehäuseinneren ist zwischen Verschlußteil 90 und einer entsprechenden Stufe oder dergl. im Inneren des Gehäuses 84 eine Dichtung, beispielsweise in Form eines O-Ringes 99, angeordnet. Der Verschlußteil 90 ist im Gehäuse 84 vorzugsweise durch Umbördeln eines Gehäuserandes 100 einer unteren Öffnung 91 des Gehäuses 84 festgehalten.
Bei dem abgewandelten Ausführungsbeispiel nach Fig. 11 ist der PTC-Widerstand 89 wiederum scheibenförmig ausgebildet, jedoch verläuft seine Achse senkrecht zur Längsachse des Gehäuses 84. Anstelle eines elektrischen Kontakts 95 sind hier zwei elektrische Leitungen 97 und 98 vorgesehen, die beidseits des PTC-Widerstandes 89 angeordnet sind. In diesem Fall ist keine Stützscheibe 94 und keine Druckscheibe 96 sowie auch kein Federring 92 erforderlich. Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 10 bzw. 11 erfolgt ein äußerst rasches Ansprechen des temperaturabhängigen Antriebslementes 3, da kein Zeitverlust durch Wärmeleitung in einem den wärmedehnfähigen Stoff g umgebenden Gehäuse erforderlich ist, vielmehr ist der PTC-Widerstand 89 direkt mit den wärmedehnfähigen Stoff 9 in Verbindung, wobei insbesondere bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 11 der PTC-Widerstand 89 nahezu vollständig von wärmedehnfähigem Stoff umgeben ist. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 10 muß das Gehäuse 84 elektrisch leitend sein, während bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. -11 ein Isoliergehäuse verwendet werden kann, da der PTC-Widerstand 89 über die beiden Anschlüsse 97 und 98 direkt mit Strom versorgt wird.
Durch eine kleine Änderung des Ausführungsbeispiels nach Fig. 10 ist hier eine zweipolige Ausführung möglich, indem nämlich ein (nicht dargestellter) zweiter Kontakt an der Oberseite des PTC-Widerstandes 89 angreift und ebenfalls durch den Verschlußteil 90 und die Öffnung 91 nach unten geführt wird.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Sie umfaßt auch alle fachmännischen Abwandlungen und Weiterbildungen sowie Teil-und Unterkombinationen der beschriebenen und/oder dargestellten Merkmale und Maßnahmen.

- Ansprüche - Bezugszeichenliste

1 elektrisches Schaltglied 26 Ruckstellfeder,26a Anlage

2 PTC-Widerstand 27 9 c88 fester Anschlag

3 temperaturab.Antriebs 28 Kontaktstift

element

4 Stellmotor 29 Durchgangsöffnung

5 Stellglied 30 Grundkörper

6 Leitung 31 Verbindungssteg

7 Ventil oder Klappe 32 BUgel

8 durckempfind t- 33', 33" Arme von 32

9 wärmedebrifähiger Stoff ,,,,, 34 rfnunæ

lo verschiebbarer Kolben 35 Feder

11 HUlse 36 Ubertragungsstößel

12 Deckelteil (FAhrungsteil) 3Y Schlitz in 30

13 Federscheibe 38 Schlitz in 41

L

14 unterer Enteil von 11 39 Stromzuftibrung

15 elektrischer Anschluß 4° StromzufUhrung

16 Federelement ß t 41" Ansåtzevon 31

16 Federelement 51

17 Membrane (Gummieinsatz) 42 Kontaktstift

18 Gewindehülse 1 43 Schaltelement

19 Scheibe 1 44 Feder

20 Feder

2o Feder * 45', 45" elektri5che

Anschliisse

21 Ringscheibe 46 zylindrisches Abdeckgehäuse

22 Isolierscheibe 47 abgetrennter Raum

23 Isdlierkappe g8 Anschlußklemmenleiste

24 Ubertragunskolben 49 KabeldurchfUhrung

25 Stellelement 5 Deckel

Bezugszeichenliste

51 Handverstellvorrichtung 76 Kabeldurchführung

52 kreisringartige schiefe 77 Platte

Ebene

53 Führungsbolzen 78 Innenwandung

54 Schlitz 79 Kontakt

55 Handgriff 80 Federhülse

56 Haltenocke,-leiste 81 Öffnung

57 Innenwand von 46 82 Boden

58 Randleiste 83 Befestigungsmutter

59 Ringstutzen 84 Gehäuse von 3

60 Schlitz 85 kolbenseitige öffnung

(S- Ringnut 86 Deckelteil

62 Befestigungsmutter 87 Gummieinsatz (Membrane)

63 Grundkörper 88 innere Gehäusewand

64 Steg 89 PTC-Widerstand

65 Gehäuse 90 Verschlußteil

67 Betätigungskolben 92 Federring

68 Feder 93 Stufe

69 Abdeckgehäuse 94 Stützscheibe

70',70" Schenkel von 66 95 elektrischer Kontakt

71 Haltering 96 Druckscheibe

72 öffnung 97 elektrische Leiter

73 Anschlußklemmenleiste 98 elektrische Leiter

74 abgeteilter Raum 99 Dichtung

75 Deckel 100 Gehäuserand

Claims

Ansprüche Regelkreis zur Durchflußregelung eines flüssigen oder gasförmigen Mediums, gekennzeichnet durch ein elektrisches Schaltglied (l),durch ein mittels eines PTC-Widerstandes (2) beheizbares temperaturabhängiges Antriebselement (3) in einem Stellmotor (4), wobei das elektrische Schaltglied (1) die Stromversorgung des PTC-Widerstandes (2) steuert und durch ein das Durchflußvolumen des Mediums steuerndes Stellglied (5).
2. Regelkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als elektrisches Schaltglied (1) zur Erzeugung eines quasistetigen'. Regelverhaltens ein Zweipunkt-Regler verwendet ist.
3. Regelkreis nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Schaltglied temperaturabhängig ist.
4. Regelkreis nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Schaltglied (1) einen wärmedehnfähigen Stoff enthält, der über einen verschiebbaren Kolben ein Schaltelement betätigt.
5. Regelkreis nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Schaltglied (1) ein druckempfindliches Schaltelement (8) aufweist.
6. Regelkreis nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das druckempfindliche elektrische Schaltelement (8) in einem deformierbaren, elastischen Isolator eingebettete Leiterpartikel aufweist.
7. Regelkreis nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der temperaturabhängig PTC-geheizte Stellmotor (4) einen wärmedehnfähigen Stoff (9) enthält, der auf einen verschiebbaren Kolben (10) wirkt.
8. Regelkreis nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der PTC-Widerstand (2) an dem Kolben (10) entgegengesetzten Ende des temperaturabhängigen Antriebselementes (3) des Stellmotors (4) vollflächig anliegend angeordnet ist.
9. Regelkreis nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellmotor (4) mit PTC-Widerstand (2) in einer Hülse (11) gelagert ist, daß ein mit der Hülse (11) verbundener Deckelteil (12) als Führungsteil für den Kolben (10) des temperaturabhängigen Antriebselementes (3) ausgebildet ist.
10. Regelkreis nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen temperaturabhängigem Antriebselement (3) und Führungsteil (12) eine Federscheibe (13) angeordnet ist.
11. Regelkreis nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (11) aus Isolierstoff und der Deckelteil (12) aus Leitermaterial ausgebildet ist und die Hülse (11) am unteren Endteil (14) einen elektrischen Anschluß (15) für den PTC-Widerstand (2) aufweist.
12. Regelkreis nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch ein Federelement (16) zwischen einer inneren Kontaktfahne des elektrischen Anschlusses (15) und dem PTC-Widerstand (2).
13. Regelkreis nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (16) als mehrarmige elastische Sternfeder ausgebildet ist.
14. Regelkreis nach Anspruch 9 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (11) als geschlossener Hohlzylinder ausgebildet ist.
15. Regelkreis nach Anspruch 9 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das temperaturabhängige Antriebselement (3) in der Hülse (11) gegen die Wirkung einer Feder (20) verschiebbar gelagert ist.
16. Regelkreis nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Isolierhülse (11) und dem Deckelteil (12) eine Isolierscheibe (22) angeordnet ist, mit mindestens einem elektrischen Kontaktstift (28) und mit einer Durchgangsöffnung (29) für den Arbeitskolben (10) des temperaturabhängigen Antriebselementes (3), wobei der Kolben (10) von einer Isolierkappe (23) abgedeckt ist, und daß die Isolierkappe (23) mit einem Übertragungskolben (24) in Wirkverbindung steht.
17. Regelkreis nach Anspruch 15 oder 16, gekennzeichnet durch eine am PTC-Widerstand (2) anliegende, ein Federwiderlager bildende Ringscheibe (21).
18. Regelkreis nach Anspruch 15 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (20) und Federwiderlager-Ringscheibe (21) elektrisch leitend sind.
19. Regelkreis nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch einen Grundkörper (30) in dem das temperaturabhängige Antriebselement (3) angeordnet, durch einen mit dem Kolben (10) des temperaturabhängigen Antriebselementes (3) zusammenwirkenden Steg (31) und durch einen im Grundkörper (30) verschiebbar gelagerten, federbelasteten Bügel (32) mit durch den Steg (31) untereinander verbundenen Armen (33', 33in)
20. Regelkreis nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,daß der Bügel (32) am stegfreien Ende (35) einen Übertragungsstößel (36) aufweist.
21. Regelkreis nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (30) mindestens einen Schlitz (37) für die Stromzuführung (39, 40) zum PTC-Widerstand (2) am Boden des temperaturabhängigen Antriebselementes (3) und zum temperaturabhängigen Antriebselement (3) aufweist.
22. Regelkreis nach Anspruch 19 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (31) einen Ansatz (41) zur Aufnahme eines Kontaktstiftes (42) für ein zusätzliches Schaltelement (43) aufweist.
23. Regelkreis nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktstift (42) federnd im Stegansatz (41) geführt ist.
24. Regelkreis nach einem oder mehreren der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg 31 einen Absatz (41') mit einem etwa rechtwinklig abgebogenem Ende (41'') zur Betätigung für ein zusätzliches Schaltelement (43) aufweist.
25. Regelkreis nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das rechtwinklig abgebogene Ende (41'') einen Längsschlitz (38) zum Toleranzausgleich des Ab-standes zwischen rechtwinklig gebogenem Ende (41") und einem Betätigungselement des zusätzlichen Schaltelementes (43) aufweist.
26. Regelkreis nach Anspruch 22 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet,daß das zusätzliche Schaltelement (43) ein Mikroschalter ist.
27. Regelkreis nach Anspruch 1 oder folgenden, gekennzeichnet durch ein zylindrisches Abdeckgehäuse (46).
28. Regelkreis nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Abdeckgehäuse (46) einen abgetrennten Raum (47) mit einer Anschlußklemmenleiste (48) und eine Sabeldurchführung (49) für elektrische Leitungen aufweist.
29. Regelkreis nach Anspruch 19 oder folgenden, gekennzeichnet durch eine Handver-stellvorrichtung (51) für den Bügel (32) bzw. den Übertragungsstößel (36).
30. Regelkreis nach Anspruch 29, gekennzeichnet durch eine kreisringartige Verdrehbare schiefe Ebene (52), die mit einem an einem Schenkel (33') des Bügels (32) angeordneten Führungsbolzen (53) zusammenwirkt.
31. Regelkreis nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreisring (52) mit einem in einem Schlitz (54) des Abdeckgehäuses (46) geführten Handgriff (55) versehen ist.
32. Regelkreis nach Anspruch 29 oder folgenden, gekennzeichnet durch Haltenocken oder -leisten (56) an der Innenwandung (57) des Abdeckgehäuses (46) für den Kreisring (52).
33. Regelkreis nach Anspruch 29 oder folgenden,gekennzeichnet durch eine Randleiste (58) am Grundkörper (30) die den Schlitz (54) des Abdeckgehäuses (45) verschließt, falls keine Handverstellung (31) benötigt ist.
34. Regelkreis nach Anspruch 29 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (30) einen geschlitzten Ringstutzen (59) aufweist mit einer äußeren Ringnut (61), in die eine Befestigungsmutter (62) elastisch eingreifen kann.
35. Regelkreis nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch einen Grundkörper (63) in den das temperaturabhängige Antriebselement (3) angeordnet ist, durch einen mit dem Kolben (10) des temperaturabhängigen Antriebselementes (3) zusammenwirkenden Steg (64) und durch einen mit dem Gehäuse (65) des temperaturabhängigen Antriebselementes (3) verbundenen Bügels (66) der mit einem Betätigungskolben (67) zusammenwirkt.
36. Regelkreis nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (64) im Grundkörper (63) ortsfest angeordnet ist, daß der Kolben (10) des temperaturabhängigen Antriebselementes (30) gegen den Steg (4) abstützt und dlß das Gehäuse (65) des temperaturabhängigen Antriebseltmentes (3) gegen die Wirkung einer Feder (68) in einem Abdeckgehäuse (69) verschiebbar gelagert ist.
37. Regelkreis nach Anspruch 35 oder 36, dadurch gekennzeichnet, daß der Bügel (66) U-förmig ausgebildet ist und seine Schenkel (70', 70'') beidseitig des Steges (64) angeordnet sind.
38. Regelkreis nach Anspruch 35 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Bügel (66) in einen am Gehäuse (65) des temperaturabhängigen Antriebselementes (3) angeordneten Haltering (71) einhängbar ist.
39. Regelkreis nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltering (71) elektrisch leitend und mit einer Klemme einer Anschlußklemmenleiste (73) in einem abgeteilten Raum !74) des Abdeckgehäuses (õ9) verbunden ist.
40. Regelkreis nach Anspruch 36 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß einerseits eine am PTC-Widerstand (2) anliegende elektrisch leitende Platte (77) und andererseits ein an einer Innenwandung (78) des Abdeckgehäuses (69) angeordneten elektrischen Kontakt (79) als Federwiderlager dienen.
41. Regelkreis nach Anspruch 35 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungskolben (67) durch eine Öffnung (81) im Boden (82) des Grundkörpers (63) geführt ist.
42. Regelkreis nach Anspruch 35 oder folgenden, gekennzeichnet durch eine mit dem Grundkörper (63) unverlierbar verbundene Befestigungsmutter (83).
43. Regelkreis nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der PTC-Widerstand (89) in einem den wärmedehnfähigen Stoff (9) aufnehmenden Gehäuse (84) des temperaturabhängigen Antriebs-elementes (3) angeordnet ist.
44. Regelkreis nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (84) des temperaturabhängigen Antriebselementes (3) als beidseitig offener zylinderartiger Hohlkörper ausgebildet ist, dessen kolbenseitige Öffnung (85) durch einen Deckelteil (86) abgeschlossen ist, der mit einem den Arbeitskolben (10) teilweise umgebenden Gummieinsatz (87) und einer inneren Gehäusewand (88) zusammenwirkend eine Abdichtung für den wärmedehnfähigen Stoff (9) bildet.
45. Regelkreis nach Anspruch 43 oder 44, gekennzeichnet durch ein den PTC-Widerstand (89) aufnehmenden Verschlußteil (90) für die andere Öffnung (91) des Gehäuses (84) des temperaturabhängigen Antriebselementes (3).
46. Regelkreis nach Anspruch 43 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der PTC-Widerstand (89) scheibenartig ausgebildet ist und seine Achse in Richtung der Längsachse des temperaturabhängigen Antriebselementes (3) verläuft.
47. Regelkreis nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, daß der PTC-Widerstand (89) sich mittels eines Federringes (92) im Gehäuse (84) des tmperaturabhängigen Antriebselementes (3) abstützt.
48. Regelkreis nach Anspruch 47, gekennzeichnet durch eine gegen eine innere Stufe (93) in der Wandung des Gehäuses (84) abstützende Stützscheibe (94) als Widerlager für den Federring (92).
49. Regelkreis nach Anspruch 46 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß im Verschlußteil (90) ein elektrischer Kontakt (95) für den PTC-Widerstand (89) angeordnet ist und daß dieser Kontakt (95) mit einer den PTC-Widerstand (89) tragenden oder mit ihm verbundenen leitenden Druckscheibe (96) zusammenwirkt.
50. Regelkreis nach einem oder mehreren der Ansprüche 43 bis 45, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des PTC-Widerstandes (89) etwa senkrecht zur Längsachse des Gehäuses des temperaturabhängigen Antriebselementes (3) verläuft und daß am PTC-Widerstand (89) unmittelbar zwei den Verschlußteil (90) durchdringende Leiter (97, 98) angeordnet sind.
51. Regelkreis nach Anspruch 43 oder folgenden, gekennzeichnet durch eine Dichtungsanordnung (99) zwischen Gehäuse (84) des temperaturabhängigen Antriebselementes (3) und Verschlußteil (90).
52. Regelkreis nach Anspruch 43 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußteil (90) im Gehäuse (84) des temperaturabhängigen Antriebselementes (3) durch Umbördelung eines Gehäuserandes (100) befestigt ist.