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Steuerventil-Anordnung
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Die Erfindung betrifft eine Steuerventil-Anordnung, mit einem Thermostatelement,
das axial'in dem Ventilkörper angeordnet ist, wobei das Thermostatelement einen
verschiebbaren Betätigungsstift aufweist und so angeordnet ist, daß es eine Steuerung
als Funktion der Temperatur des eintretenden Mediums am Ventileinlaß ausführt, mit
einer im Ventilkörper angeordneten und mit einem Ausgang des Ventils verbundenen
Ventil-Anordnung, wobei die Ventil-Anordnung einen axial verschiebbaren Ventilkegel
aufweist, der so angeordnet ist, daß er einen Kontakt mit einem Ventilsitz in dem
Ventilkörper herstellt und wobei der Ventilkegel so angeordnet ist, daß er durch
den Betätigungsstift des Thermostatelementes betätigbar ist.
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In bekannten Steuerventilen kann der Wasserfluß als Funktion des einströmenden
Wassers gesteuert werden. Ein Typ einen derartigen Steuerventils enthält einen Einlaß
und einen ersten und zweiten Auslaß und ein Thermostatelement, das in dem Ventilkörper
angeordnet ist. Damit kann eine permanente Verbindung vom Einlaß zum ersten Auslaß
hergestellt werden.
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Das Thermostatelement ist so angeordnet, daß es bei einer Wassertemperatur,
die eine vorherbestimmte Temperatur übersteigt, einen Ventilkolben betätigt, der
die Verbindung zum zweiten Auslaß schließt. Bei einer Wassertemperatur, die unterhalb
der vorbestimmten Temperatur ist, ist die Verbindung zum zweiten Auslaß geöffnet.
Ein bisher verwendetes Steuerventil dieses Typs weist einen Ventilkegel auf, der
durch eine Feder vom Ventilsitz abgehoben gehalten wird.
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Der Ventilkegel kann gegen den Sitz durch den Betätigungsstift im
Thermostatelement gedrückt werden aufgrund der Wirkung dieser Feder. Das Thermostatelement
ist in einer Halterung befestigt, die in dem Ventilgehäuse vorgesehen ist, wobei
eine Anzahl Löcher am Umfang des Halters vorgesehen sind, durch die Wasser hindurchtreten
kann.
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Der Betätigungsstift in dem Thermostatelement ist durch eine Membran
oder ein Gummielement räumlich festgelegt.
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Die Membran oder das Gummielement stehen in Kontakt mit einer temperaturempfindlichen
Substanz in dem Thermostatelement. Wenn die Temperatur des Wassers, das den Thermostaten
umgibt, ansteigt, expandiert beispielsweise diese Substanz, was zu einem Verschieben
der Membrane oder des Gummielementes und damit des Betätigungsstiftes führt. Dieser
wiederum verschiebt den Ventilkegel, der wiederum gegen seinen Sitz gedrückt wird.
Wenn die Temperatur fällt, bewegt sich
die Membrane oder das Gummielement
und mit ihnen der Betätigungsstift zurück. Der Ventilkegel hebt dann von dem Sitz
ab und öffnet den Durchgang.
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Die Bewegung des Ventilkegels von der geöffneten in die geschlossene
Stellung ist entsprechend dem Abstand ausgelegt, der von dem Betätigungsstift innerhalb
eines gegebenen Temperaturbereiches überstrichen wird. Wenn die Wassertemperatur
das berechnete Maximum übersteigt, steigt auch die Temperatur der temperaturempfindlichen
Substanz und sie wird höher sein als es erwartet war. Demzufolge wird die Verschiebung
des Betätigungsstiftes größer sein als die Sollverschiebung. Bei bekannten Ausführungsformen
zeigte es sich daher, daß, nachdem der Betätigungsstift den Ventilkegel gegen den
Sitz gedrückt hat, er einen weiteren Druck auf den Kegel ausgeübt hat. Als Folge
dieser sich daraus ergebenden mechanischen Beanspruchung erlitten der Stift und
das Thermostatelement Beschädigungen und das Steuerventil arbeitete nicht mehr zufriedenstellend.
Ein bestimmter Betrag des zur Verfügung stehenden Weges für eine extra lange Verschiebung
des Betätigungsstiftes, welcher für hohe Temperaturen benötigt wird, kann auch zum
Ausgleich von Alterungsphänomenen in der temperaturempfindlichen Substanz benötigt
werden. Wegen der Beschädigung, die als Ergebnis der hohen Temperaturen und des
Alterungsüberschusses an dem Thermostatelement verursacht werden kann, sind die
bekannten Ausführungsformen nicht zufriedenstellend.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Steuerventil-Anord nung der
eingangs genannten Art zu schaffen, bei der diese Nachteile verhindert werden.
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Diese Aufgabe wird mit den Maßnahmen des kennzeichnenden Teils des
Anspruchs 1 gelöst. Die Steuerventil-Anordnung ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet,
daß in dem Ventilkörper ein axial verschiebbarer Mitnehmer derart angeordnet ist,
daß er einen das Thermostatelement betätigenden Stift betätigt, daß der Ventilkegel
in dem Steuerventil zwischen der Thermostatelement-Halterung und dem Mitnehmer angeordnet
ist, daß der Ventilkegel ein Loch aufweist, durch welches der Betätigungsstift hindurchgelangt,
daß zwischen dem Ventilkegel und der Halterung eine erste Feder angeordnet ist,
die den Ventilkegel gegen den Ventilsitz des Steuerventils und gegen den Mitnehmer
während des Bewegungsablaufes des Betätigungsstiftes drückt, und daß zwischen der
Halterung und dem Ventilkegel eine zweite Feder angeordnet ist, die den Mitnehmer
gegen den Ventilkegel und gegen den Betätigungsstift drückt.
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Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher
erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist.
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Die einzige Figur zeigt einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße
Ausgestaltung einer Steuerventil-Anordnung.
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Das Steuerventil enthält einen Ventilkörper 1, der einen Einlaß 2,
einen ersten Auslaß 4 und einen zweiten Auslaß 3 aufweist. Zwischen dem Einlaß und
dem ersten Auslaß besteht eine permanent offene Verbindung. In der Verbindung zwischen
dem Einlaß und dem zweiten Auslaß sind eine Regelvorrichtung und ein Rückschlagventil
angeordnet. Die Regelvorrichtung besteht aus einem Thermostatelement 5, das in einer
Halterung 6 angeordnet ist, die wiederum in dem Ventilkörper angeordnet
ist
und mit axialen Löchern versehen ist. Die Halterung ist durch einen Sicherungsring
7 gesichert. Das Thermostatelement 5 umfaßt einen Betätigungsstift, einen sogenannten
Kolben 9. Die Regelvorrichtung enthält auch einen axial verschiebbaren Ventilkegel
10, der auf einen Ventilsitz 12 im Ventilkörper hin verschiebbar ist. Der Ventilsitz
hat eine zentrale, axiale Bohrung, durch welche der Kolben 9 ragt. In dem Ventilkörper
ist auch ein axial verschiebbarer Mitnehmer 13 in Form einer kreisförmigen Scheibe
mit axialen Öffnungen, durch die Wasser hindurchtreten kann, angeordnet.
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Zwischen dem Ventilkegel 10 und dem Halter 6 ist eine erste Feder
11 vorgesehen, welche den Ventilkegel 10 gegen den Mitnehmer 13 und den Ventilsitz
12 drückt. Zwischen der entgegengesetzten Seite des Ventilkegels 10 und einer Aussparung
17 ist eine zweite Feder 16 vorgesehen, welche den Mitnehmer 13 gegen den Ventilkegel
10 und den Betätigungsstift 9 drückt.
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In der dargestellten Ausführungsform ist in dem zweiten Auslaß 3 ein
bereits erwähntes Rückschlagventil angeordnet.
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Das Rückschlagventil besteht aus einem Kegel 18, der so ausgebildet
ist, daß er in Kontakt mit einem Sitz 19 in dem Ventilkörper gelangen kann. Der
Kegel 18 ist an einem Schaft (stem) befestigt, der wiederum von einer Stoßplatte
21 gehaltert wird, die mit axialen Löchern 23 versehen ist.
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Das Steuerventil arbeitet wie folgt: In einer normalen Position, d.
h. wenn die Temperatur des Wassers, das durch den Einlaß 2 eintritt, unterhalb eines
vorbestimmten
Wertes ist, wird der Ventilkegel 10 durch die Feder 16 über den Mitnehmer 13 von
dem Ventilsitz 12 weggehalten. Das Wasser kann dann vom Einlaß 2 durch Löcher in
dem Halter 6 zwischen den Ventilkegel und den Ventilsitz und durch Löcher 14 in
dem Mitnehmer 13 strömen.
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Das Wasser stößt dann auf die Rückseite des Kegels 18 des Rückschlagventils
und gelangt durch Löcher 23 zum zweiten Auslaß 3.
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Wenn die Wassertemperatur am Einlaß 2 den vorbestimmten Wert übersteigt,
beginnt das Thermostatventil 5 zu arbeiten und der Kolben 9 wird vom Thermostatelement
5 wegbewegt.
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Wie bereits oben erwähnt, passiert der Kolben den Kegel und betätigt
den Mitnehmer 13 dahingehend, daß er diesen verschiebt. Die Wirkung der Feder 11,
die den Kegel 10 gegen den Mitnehmer 13 drückt, bewirkt, daß der Kegel auch in die
gleiche Richtung verschoben wird. Eventuell gelangt der Kegel 10 bis zum Ventilsitz
12 und verschließt damit die Verbindung. Wenn die Temperatur des das Thermostatelement
umgebenden Wassers unterhalb eines vorbestimmten Wertes sinkt, bewegt sich der Kolben
in die entgegengesetzte Richtung. Der Mitnehmer 13 wird dann durch die Feder 16
in die gleiche Richtung bewegt. Während der Bewegung des Mitnehmers wird der Ventilkegel
10 ebenfalls bewegt, wodurch er vom Ventilsitz 12 abhebt und die Verbindung wieder
öffnet.
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Wie eingangs ausgeführt, kann die Verschiebung des Kolbens 9 größer
sein als die berechnete nominelle Verschiebung, wenn die Temperatur des eintretenden
Wassers zu hoch ist oder ebenso, wenn eine Bewegung wegen des Alterungsprozesses
im Verbund des Thermostatelementes übrig bleibt. Diese zusätzliche
Verschiebung
des Kolbens kann dennoch erlaubt werden, ohne daß das Thermostat deswegen notwendigerweise
beschädigt wird. Wie bereits erwähnt, verschiebt im Normalfall der Kolben 9 den
Mitnehmer 13 so weit, daß der Ventilkegel 10 gegen seinen Sitz gedrückt wird. Wenn
die Kolbenverschiebung nun größer wird als normal, was einfach heißt, daß der Mitnehmer
13 weiter axial in den Ventilkörper gestoßen wird, unterliegen der Kolben und das
Thermostatventil nicht irgendwelchen nachteiligen mechanischen Beanspruchungen bei
dieser Ausgestaltung eines Ventiles.
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Oben ist angegeben, daß das Medium, das durch das Steuerventil strömt,
Wasser ist, aber selbstverständlich kann die beschriebene Anordnung auch für andere
Media verwendet werden. Die Anordnung ist darüber hinaus auch nicht auf die oben
beschriebene Ausführungsform beschränkt und es sind selbstverständlich andere Ausgestaltungen
möglich, die ebenfalls in den Schutzbereich der Erfindung fallen.
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L e e r s e i t e