Temperaturempfindliche Ventilvorrichtung Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine temperaturempfindliche Ventilvor richtung, mit einem Gehäuse, welches eine Wandung mit der Ventilöffnung aufweist, und einem schwenkbar gelagerten Ventilteil, der verschiedene Winkelstellungen einneh men kann, um eine die Öffnung durchsetzende Flüssigkeitsströmung zu steuern.
Die erfindungsgemässe Ventilvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass federnde Mittel mit dem Gehäuse verbunden sind, um den Ventilteil in einer Richtung vorzuspan nen, und dass ein temperaturempfindliches Organ in dem Gehäuse schwenkbar gelagert ist und einen beweglichen Teil enthält, der mit dem Ventilteil in Arbeitsverbindung steht, um ihn entgegen der Vorspannung zu bewegen.
In der<B>-</B>folgenden Beschreibung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegen- standes erläutert, das in der Zeichnung dar gestellt ist. In dieser ist: Fig. 1 eine Seitenansicht, zum Teil im Schnitt, einer temperaturempfindlichen Ven tilvorrichtung gemäss' der Erfindung; Fig. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 1;
Fig. 3 ein Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 2, der gegenüber der Fig. 1 um 90 gedreht ist; Fig. 4 ein Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 2, der gegenüber Fig. 1 um 90 ge dreht ist<B>-,</B> Fig. 5 eine schaubildliche Ansicht eines Einzelteils in grösserem Massstab, und Fig. 6 eine Ansicht, ähnlich Fig. 3,
bei der die Teile des Ventils sich in einer andern Betriebslage befinden.
Der in der Zeichnung dargestellte Tempe raturregler stellt einen einheitlichen, ge schlossenen Bauteil dar, der ohne weiteres in eine geeignete Leitung, wie z. B. einen Teil eines Automobilkühlsystems oder dgl. ein gebaut werden kann. Zu diesem Zweck ent hält der Regler einen Rahmen oder ein Ge häuse 10, das an der einen Seite eine durch brochene Wandung aufweist.
Ein Drossel klappenteil oder. -flügel 14 ist in dem Gehäuse 10 schwenkbar gelagert, um die Flüssigkeits strömung durch die Öffnung der Wandung in an sich bekannter Weise zu steuern. Ein temperaturempfindliches Organ 16 ist ,vor gesehen, um den Ventilteil 14 um seine Schwenkachse zu bewegen, und dieses Organ arbeitet entgegen der Wirkung von zwei Federn 18, welche das Bestreben haben, den Ventilteil 14 in geschlossener Lage zu halten.
Das-Gehäuse 10 enthält eine Platte 20, die an ihrem äussern Rand 22 abgesetzt ist, um sie montieren zu können. Die Platte 20 ist mit einer in der Mitte angeordneten Öffnung oder mit einem Ventildurchgang 24 versehen, de.z durch zwei diametral einander gegenüber- liegende fluchtende Schlitze 26 in zwei Hälf ten geteilt wird,
wobei die Schlitze an den Rändern der Platte 20 liegen, welche die Ventilöffnung 24 begrenzen.
Die Teile der Platte 20, die unmittelbar neben den Schlitzen 26 liegen, sind so ein gedrückt, dass sie zwei halbzylindrische Buckel 28 bilden. Die untere Seite der Buckel 28 bildet zwei in der gleichen Richtung lie gende Lagervertiefungen zur Aufnahme der Enden einer Achse 30. Die Achse 30 erstreckt sich über die Öffnung 24 und wird in ihrer Stellung gegenüber der Platte 20 durch einen im wesentlichen U-förmigen Bügel 32 ge halten. Die Enden des Bügels 32 liegen gegen die Achse 30 an und werden durch eine An zahl, im vorliegenden Fall vier Zapfen 34 des Bügels 32, die durch die Platte 20 hindurch gehen, festgehalten.
Die Enden der Zapfen 34 sind vernietet, um die Platte 20 und den Bügel 32 fest zu verbinden, so dass sie eine Einheit bilden, welche das Gehäuse 10 dar stellt.
Der Ventilteil 14 enthält zwei seitlich ver setzte, ebene Flügel 36 und 38, die an gegen überliegenden Seiten eines dazwischenliegen den, verbindenden Abschnittes 40 befestigt sind, und durch einen nach aussen vorstehen den mittleren Teil 42 zusammenhängen. Der Teil 42 geht mit einem Rand 44 in den Flügel 36 über, während die Verbindung mit dem versetzten Flügel 38 durch einen Rand 46 hergestellt wird.
Wenn sich der Abschnitt 40 in Betriebsstellung in der Ventilöffnung 24 befindet, dann liegt er teilweise innerhalb der Schlitze 26 der Platte 20.
Der Ventilteil 14 hat im allgemeinen kreis- förmige Gestalt. Der Flügel 36 hat einen sol chen Durchmesser, dass er sich über die ganze Hälfte der Ventilöffnung 24 auf der linken Seite der Mittellinie der Fig. 2 und 3 erstreckt.
Der Flügel 38 hat einen solchen Durchmesser, dass er den Abschnitt -der Ventilöffnung 24, der nach Fig. 2 und 3 auf der rechten Seite der Mittellinie liegt, vollständig von der Unterseite her bedeckt und daher schliesst. Der Rand des Ventilteils 14 erstreckt sich über die Ränder der Ventilöffnung 24 hinaus und berührt die Platte 20, so dass sich eine Absperrung der Flüssigkeit ergibt, wenn der Ventilteil die in Fig. 1-4 dargestellte Lage aufweist.
An der Unterseite des mittleren Teils 42 des Ventilteils 14 ist ein Steg 48 befestigt, der mit zwei im Abstand voneinander befind- lichen, nach un'aen ragenden Ansätzen 50 ver sehen ist. Jeder Ansatz<B>50</B> enthält eine läng liche Öffnung 52, welche die Achse 30 lose aufnimmt. Die gelochten Ansätze 50 und die Achse 30 bilden daher eine lose, gelenkige Lagerung für den Ventilteil 14, der daher quer zur Achse 30 eine begrenzte Schwenk Bewegung ausführen kann.
Der Ventilteil 14 kann sich daher auf der Achse 30 frei bewe gen, wenn er die geöffnete Stellung einnimmt, und kann sich quer zur Achse 30 frei einstel len, wenn er in die geschlossene Lage gebracht wird und in Berührung mit der -Platte 20 kommt.
Das Öffnen und Schliessen des Ventilteils 14 wird durch ein temperaturempfindliches Organ 16 bewirkt, das ein Gehäuse 54, einen Kolben 56, der in dem Gehäuse 54 gleitet, und ein in dem Gehäuse 54 befindliches, nicht dargestelltes, ausdehnungsfähiges Material enthält. Das ausdehnungsfähige Material in dem Gehäuse 54 dehnt sich bei Temperatur änderungen aus oder zieht sich zusammen und übt bei der Ausdehnung eine Schubkraft auf den Kolben 56. aus, so dass dieser aus dem Gehäuse 54 herausbewegt wird.
Das untere Ende des Gehäuses 54 ragt durch eine Öffnung 58, die in dem Bogenteil des U-förmigen Bügels 52 vorgesehen ist. Der Durchtritt des Gehäuses 54 durch die Öffnung 58 wird durch einen Ansatz 60 verhindert, der an dem Gehäuse 54 vorgesehen ist und sich gegen zwei Buckel 62 legt, die in dem Bogenteil des Bügels 32 neben der Öffnung 58 angeordnet sind. Der Ansatz 60 berührt die Buckel 62 auf einer Linie, so dass sich eine gelenkige Unterstützung oder schwenkbare Lagerung für das Gehäuse 54 ergibt.
Das Ende des Kolbens 56, welches aus dem Ge häuse 54 herausragt, ist mit einem Betäti gungshebel 64 gelenkig verbunden.
Wie am besten aus den Fig. 4 und 5 her vorgeht, besteht der Betätigungshebel 64 im wesentlichen aus einem etwa U-förmigen Teil, der zwei zueinander ausgerichtete Öffnungen 66 in seinen beiden Endteilen aufweist. Die Öffnungen 66 nehmen die Achse 30 lose auf, so dass sie eine gelenkige Unterstützung für den Hebel 64 bilden, und dieser eine Bewe gung im wesentlichen um die gleiche Achse wie der Ventilteil 14 ausführen kann.
In dem nach unten ragenden, mittleren Teil des Hebels.64 sind zwei weitere, mitein ander fluchtende Öffnungen 68 angeordnet, die geeignet sind, einen Niet 70 aufzunehmen, der durch den Kolben 56 des temperatur- empfindlichen Organs 16 hindurchgeht und die gewünschte gelenkige Verbindung zwi schen dem Kolben 56 und dem Hebel 64 her stellt. Die Enden des Betätigungshebels 64, die den Öffnungen 66 gegenüberliegen, sind nach aussen gebogen, so dass sie zwei Haken 72 bilden, die mit den Federn 18 verbunden werden können.
Der Bügelteil des U-förmigen Hebels 64 ist bei 74 eingekerbt, um den Schaft 78 einer Schraube 76 lose aufzunehmen. Der Schaft 78 hat einen kleineren Durchmesser als die En den der Schraube 76, und die Länge des Schaftteils 78 ist ein wenig grösser als die 'Dicke des Materials, aus dem der Hebel 64 besteht, und zwar an den Rändern der Ein kerbung 74 gemessen. Die Schraube 76 kann sich daher axial gegenüber dem Hebel 64 über eine begrenzte Strecke bewegen, so dass diese Verbindung ein gewisses Spiel aufweist.
Die Schraube 76 ist in einen mit einer Öffnung versehenen Ansatz 80 eingeschraubt, der in dem mittleren Teil 42 des Ventilteils 14 vor gesehen ist, so dass hierdurch eine Verbindung zwischen dem Betätigungshebel 64 und dem Ventilteil 14 zur Übertragung der Bewegung gebildet wird.
An gegenüberliegenden Seiten des tempe raturempfindlichen Organs 16 sind am Ge häuse 10 zwei Zapfen 82 vorgesehen, die z. B. aus dem Bügel 32 herausgestanzt sind und in Richtung auf das Gehäuse 54 des temperatur empfindlichen Organs 16 nach, innen gebogen sind. Die Federn 18 sind einerseits an den Haken 72 des Betätigungshebels 64 befestigt, während sie anderseits mit ihren gegenüber liegenden Enden an den Zapfen 82 angebracht sind. Die Federn 18 sind vorzugsweise als Schraubenfedern ausgebildet und stehen bei der in der Zeichnung dargestellten Lage so unter Spannung, dass der Betätigungshebel 64 nach Fig. 3 und 6 entgegen dem Uhrzeiger- ; sinn vorgespannt ist.
Die zueinander ausgerichteten Buckel 62, welche die gelenkige Unterstützung des tem- peraturempfindlichen Organs 16 bilden, sind in einer Ebene angeordnet, die auch durch die , Achse 30 des Ventilteils 14 hindurchgeht. Die Zapfen 82 liegen ebenfalls in dieser Ebene, und zwar zwischen den Buckeln 62 und der Achse 30.
Da der Kolben 56 des temperatur- empfindlichen Organs 16 mit dem nach unten, sich erstreckenden, mittleren Teil des Be tätigungshebels 64 verbunden ist, geht die Achse des Kolbens 56 durch die Ebene hin durch, welche die Achsen der Federn 18 ent hält, wenn der Ventilteil 14 sich in der ge schlossenen Stellung nach Fig. 3 befindet.
Bei einer solchen Anordnung bewegen sich. die Wirkungslinien der Kräfte, die von den Federn 18 ausgeübt werden, gegenüber der Achse 30 schneller als die Wirktuigslinie der Kraft, die von dem Kolben 56 ausgeübt wird, wenn sich der Ventilteil 14 in die offene Stellung bewegt.
Die infolge der Dehnung der Federn 18 bei einer Bewegung des Ventilteils 14 in die offene Stellung zunehmenden Federkräfte ergeben daher nur eine kleine oder überhaupt keine zunehmende Belastung des temperatur empfindlichen Organs 16, da die Ventil- öffnungsbewegung die Hebelarme dieser Kräfte verringert, während die Kräfte zu nehmen, und das von den Federn ausgeübte Gesamtmoment abnimmt.
Für das Schliessen des Ventilteils 14 kann daher eine relativ hohe Anfangsbelastung verwendet werden, ohne dass die maximale Belastung für das temperaturempfindliche Organ 16 überschrit ten wird, wenn das Ventil sich in weitgeöffne- ter Stellung befindet.
Da der Kolben 56 des temperaturempfind lichen Organs 16 .mit dem nach. unten ragen- den, mittleren Teil des Betätigungshebels 64 verbunden ist, vergrössert die Anfangsaus dehnung des Kolbens 56 tatsächlich den He belarm der von dem Kolben 56 ausgeübten Kraft, so dass das Betätigungsmoment ver grössert wird und die Kompensation für die zusätzliche Vorspannung, die sich aus der Längung der Federn 18 ergibt, weiter zu nimmt.
Die Vorrichtung hat folgende Arbeits weise Angenommen, dass die Vorrichtung die in Fig. 1 bis 4 dargestellte Lage hat, bei der der Ventilteil 14 gegen die Platte 20 anliegt, um den Flüssigkeitsdurchtritt durch die Ventil öffnung 24 zu verhindern, und dass die Tem peratur, welcher das temperaturempfindliche Organ 16 ausgesetzt ist, erhöht wird, dann bewegt sich der Kolben 56 aus dem Gehäuse 54 heraus und dreht den Betätigungshebel 64 gegen die Vorspannung der Federn 18.
Nach dem der Hebel 64 sich so weit bewegt hat, dass das Spiel zwischen ihm und der Schraube <B>76</B> überwunden ist, wird der Ventilteil 14 mit dem Betätigungshebel 64 mitgenommen, wo bei er sich um die Achse 30 dreht und die Schliessstellung gegenüber der Platte 20 ver lässt.
Es sei darauf hingewiesen, dass in der geöffneten Stellung des Ventilteils 14 die Vorspannung der Federn 18 durch den Be tätigungshebel 64 direkt auf den Kolben 56 übertragen wird, wobei der Ventilteil 14 von der Vorspannung durch die das Spiel auf weisende Verbindung zwischen der Schraube 76 und dem Betätigungshebel 64 befreit wird.
Der Ventilteil 14 kann sich daher frei auf der Achse 30 bewegen, und es besteht keine Mög lichkeit, dass sich der Ventilteil auf der Achse festfrisst. Bei einer Abkühlung des temperatur- empfindlichen Organs 16 wird die auf den Kolben 56 ausgeübte Schubkraft aufgehoben, so dass die Federn 18 den Betätigungshebel 64 entgegen der Uhrzeigerrichtung nach Fig. 3 und 6 bewegen können, und den Kolben 56 in das Gehäuse 54 des temperaturempfind lichen Organs 16 hineinbewegen. Wenn sich der Betätigungshebel so bewegt;
wird der Ventilteil 14 in Eingriff mit der Platte 20 gebracht. Wenn er die Platte 20 berührt, dann wird er gegenüber der Achse 30 und dem Betätigungshebel 64 verschoben, so dass sich eine gleichmässige Berührung mit der Platte 20 ergibt.
Diese Verschiebung kann durch die mit Spiel behaftete Verbindung zwischen der Einstellschraube 76 und dem Betätigungs hebel 64 sowie durch die lose Verbindung zwi schen dem Ventilteil 14 und der Achse 30 zustandekommen. Eine weitere Bewegung des Betätigungs hebels 64 entgegen dem Uhrzeigersinu gleicht das Spiel zwischen diesem Hebel und der Ein stellschraube 76 wieder aus, so dass die Vor spannung der Federn 18 direkt auf den Ventil teil 14 wirkt. Die volle Kraft der Federn 18 wird nun benutzt, um den Ventilteil auf sei nem Sitz festzuhalten.
Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass nur ein ganz geringer Bruch teil dieser Belastung erforderlich war; um den Ventilteil 14 in die geschlossene Stellung zurückzuführen.
Um das beschriebene Ventil zu eichen, wird das temperaturempfindliche Organ 16 in ein Flüssigkeitsbad gebracht, welches die Temperatur aufweist, bei der der Ventilteil 14 sich öffnen soll. Nachdem das temperatur empfindliche Organ 16 in dem Bad erwärmt worden ist, wird die Einstellschraube 76 so verstellt, dass die Winkelbeziehung zwischen dem Ventilteil 14 und dem Betätigungshebel 64 derart verändert wird, dass der Ventilteil 14 bei der Temperatur des. Bades sich gerade zu öffnen beginnt. Die genaue Eichung des Ventils kann also mit einer einfachen Vor richtung durchgeführt werden.