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Thermoelektrisch gesteuerte, kombinierte Gasabsperreinheit und Zündflammensicherung
Die Erfindung betrifft eine thermoelektrisch gesteuerte kombinierte Gasabsperreinheit und Zündflam- mensicherung mit einem in axialer Richtung mittels einer Spindel von Hand verschiebbaren Eintrittsven- til, das in offener Stellung entgegen der Wirkung einer Federkraft von einem Elektromagneten, der von einem durch eine Zündflamme heizbaren Thermoelement mit Strom gespeist wird, festgehalten wird, und in Schliessstellung die Eintrittsöffnung der Einheit von einem sowohl mit der Hauptflamme als auch mit der Zündflamme in Verbindung stehenden Raum absperrt, in dem ein durch Drehen der Spindel verstellbarer Ventilkörper zur Regelung des Gasstromes angeordnet ist.
Eine solche kombinierte Gasabsperreinheit und Zündflammensicherung bietet den Vorteil, dass die Verwendung eines besonderen Absperrorganes vermieden wird, welches üblicherweise als ein Kükenhahn ausgebildet ist, der getrennt bedient werden muss und nur durch Verwendung von Gashahnfett dicht ge- macht werden kann, das die Neigung hat, sich in den verhältnismässig kleinen Durchströmungskanälen zur Zündflamme abzulagern. Ein weiterer Vorteil kombinierter Gasabsperreinheiten der beschriebenen Art besteht darin, dass mittels eines einzigen Betätigungshandgriff es die Gaszufuhr zur Zündflamme und zur Hauptflamme gesteuert werden kann.
Bei einer aus der österr. Patentschrift Nr. 201825 bekannten Gasabsperreinheit der beschriebenen Art ist der durch Drehen der Betätigungsspindel verstellbare Ventilkörper zur Regelung der Gasströmung in axialer Richtung von und zu einem ebenen Ringsitz verstellbar. Die axiale Verstellbewegung wird hiebei durch einen mit der Spindel verbundenen Stift erzeugt, der beim Drehen der Spindel an einer entsprechend profilierten Steuerfläche gleitet, die sehr genau ausgebildet sein muss und eine umständliche Herstellung erfordert. Ferner können sich an der ebenen Ringsitzfläche Verunreinigungen ansetzen, die durch den axial auftreffenden Ventilkörper nicht entfernt werden können und eine häufige Reinigung erfordern.
Bei dieser bekannten Gasabsperreinheit kann durch den Regelventilkörper nur die Zuleitung zur Hauptflamme abgesperrt werden.
Die Erfindung zielt nun darauf ab, eine Gasabsperreinheit der einleitend beschriebenen Art so auszubilden, dass bei einfachem Aufbau Verunreinigungen an allen Teilen der Einheit vermieden werden und mit dem Regelventil sowohl die Zündflamme als auch die Hauptflamme gesteuert werden kann.
Diese Ziele werden gemäss der Erfindung im wesentlichen dadurch erreicht, dass bei einer thermoelektrisch gesteuerten, kombinierten Gasabsperreinheit der einleitend beschriebenen Art in dem mit der Zündflamme und der Hauptflamme verbundenen Raum eine Ventilscheibe angeordnet ist, die eine mittlere Eintrittsöffnung, durch die gleichachsig die von Hand betätigbare Spindel verläuft, eine kreisbogenförmige Öffnung, deren Anfangsteil durch Drehen der Spindel aus einer Schliessstellung über eine mit der Zündflamme verbundene Öffnung in einer darunter liegenden Stützfläche in eine Zündstellung verdrehbar ist, bei der zwecks Überführung des Eintrittsventils in die offene Stellung die Spindel in axialer Richtung verschiebbar ist, und ein durchgehendes Loch aufweist, das in jener Winkellage der Spindel, welche dem voll geöffneten Durchgang der Gasabsperreinheit entspricht,
vor einer mit der Hauptflamme verbundenen Öffnung in der Stützfläche liegt, wobei gleichzeitig der Endteil der kreisbogenförmigen Öffnung noch immer die Öffnung freilässt, die mit der Zündflamme verbunden ist.
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Die Ventilscheibe reinigt, wie dies von Gasabsperr- und Regeleinrichtungen anderer Art, z. B. nach der deutschen Patentschrift Nr. 916281 bekannt ist, bei jeder Verdrehung durch die schleifende Bewegung die Öffnungsränder der anschliessenden Gaskanäle, so dass sich keine Verunreinigungen anlagern können.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemässen Gasabsperreinheit besteht darin, dass der Gasdruck im- mer auf die Oberseite der Ventilscheibe einwirkt und dadurch zur Verbesserung der Dichtung beiträgt.
Die Zündflamme ist nicht nur durch das Eintrittsventil (Hauptventil) absperrbar, sondern auch durch die
Ventilscheibe, so dass auch dann noch vollkommene Dichtheit der Zündflammenleitung gewährleistet bleibt, falls das Eintrittsventil, z. B. infolge Federbruchs, undicht werden sollte.
Eine solche Gasabsperreinheit ist wegen ihrer einfachen Bauart billig herzustellen sowie robust und wird lediglich durch Bedienung eines Griffes an der Spindel sicher gesteuert. Eine Fehlbedienung ist ausgeschlossen, weil das Eintrittsventil nur offen bleibt, solange die Zündflamme brennt, d. h. wenn die
Spindel in axialer Richtung in die Zündstellung zurückgezogen ist, aus welcher Stellung sie zum Öffnen der Zündflamme weitergedreht werden kann.
Nach der Erfindung sind die Öffnungen zur Haupt - und Zündflamme in der Stützfläche zweckmässig von je einem in eine Rille der Fläche eingelegten O-Ring umgeben, der einen Ventilsitz bildet. Hiedurch wird eine hohe Dichtigkeit ohne Verwendung von Gashahnfett erreicht. Das Gas, das von dem Eintrittsventil durch die mittlere Eintrittsöffnung der Ventilscheibe strömt, wirkt zur Vergrösserung des Schliessdruckes zwischen der Ventilscheibe und den O-Ringen mit.
Gemäss der Erfindung ist es ferner zweckmässig, in der Ventilscheibe noch ein durchgehendes Loch vorzusehen, dessen Durchströmungsquerschnitt im Verhältnis zum Querschnitt der Öffnung in der Stützfläche, die zur Hauptflamme führt, klein ist und das auf der Abströmungsseite des Gases von einer konischen Versenkung in der Scheibe umgeben ist, wobei der Abstand zwischen diesem Loch und dem Loch, das voll offener Hauptflamme entspricht, kleiner ist als der Durchmesser des Ventilsitzes, der die zur Hauptflamme führende Öffnung umgibt. Mit Hilfe dieses kleinen Loches wird eine genau definierte minimale Verbrennung in der Hauptflamme erreicht, ohne Gefahr, dass diese so weit heruntergeschraubt wird, dass sie erlischt ; die Kegelfläche auf der Abgangsseite verhindert, dass das kleine Loch durch Fett oder Schmutz aus dem Gas zugestopft wird.
Eine bevorzugte Ausführungsform einer Gasabsperreinheit gemäss der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel zum Fixieren der Stellungen der Ventilscheibe mit einer Nockenscheibe fest verbunden ist, welche in der äussersten Stellung der Spindel an einer inneren Endfläche im Gehäuse der Absperreinheit anliegt und dieser zugekehrt eine oder mehrere radial vorstehende Rippen aufweist, die bei voll offener Stellung der Ventilscheibe in entsprechende Vertiefungen in der Endfläche einrasten, wobei das Gehäuse der Einheit eine in der Längsrichtung der Spindel verlaufende, innen vorstehende Führungskante hat, die in der Zündstellung mit einem Einschnitt in der Nockenscheibe zur Steuerung der axialen Verschiebung der Spindel in die Einheit hinein zusammenwirken kann und die an der Endfläche einen Einschnitt hat,
der ein Drehen der Nockenscheibe zwischen zwei Endlagen bei voll offener bzw. geschlossener Gasabsperreinheit erlaubt, welche Endlagen mit Hilfe von an den Enden einer peripherischen Aussparung in der Nockenscheibe gebildeten Zähnen, die an die Steuerkante innerhalb des Einschnittes anschlagen können, festgelegt sind. Hiedurch erreicht man ein robustes Fixieren der verschiedenen Stellungen der Ventilspindel ohne Verwendung von Stiften, so wie es bei Kükenhähnen der Fall ist.
Gemäss der Erfindung ist es ferner zweckmässig, an der Spindel zwei entgegengesetzte, hervorstehen- de Führungslippen vorzusehen, die mit zwei von vier kreuzförmig ausgebildeten Schlitzen in einem um die Eintrittsöffnung der Ventilscheibe hervorstehenden Kragen zusammenwirken können, welcher eine Führung für eine zwischen Nockenscheibe und Ventilscheibe um die Spindel angebrachte Schraubenfeder bildet.
Die Schraubenfeder verschiebt die Spindel in axialer Richtung zurück. wenn der Handgriff losgelassen wird, nachdem die Zündflamme das Thermoelement angeheizt hat, so dass der Elektromagnet das Eintrittsventil offen hält, und die kreuzförmig angebrachten Schlitze bewirken, dass ein Deckel, in dem die Spindel angebracht ist, immer so angebracht werden kann, dass eine Skala, die in Verbindung mit einem Zeiger an der Spindel deren Stellung anzeigt, immer nach oben gekehrt ist, ungeachtet der Montage der Absperreinheit.
Um die Reibung bei dem Drehen der Ventilscheibe zu vermindern, kann diese Scheibe erfindungsgemäss auf der der Stützfläche zugekehrten Seite mit einem reibungsmindernden Stoff, wie Teflon, überzogen sein.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erklärt. Es zeigt Fig. 1 eine Gasabsperreinheit nach der Erfindung, wobei die einzelnen Teile auseinandergezogen dargestellt sind, Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch die Gasabsperreinheit, Fig. 3 die Ventilscheibe in Draufsicht, d. h. von
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jener Seite her gesehen, die der Stützfläche abgekehrt ist, Fig. 4 die Ventilscheibe, von der entgegen- gesetzten Seite her perspektivisch gesehen, Fig. 5 den unteren Teil des Gehäuses einer Absperreinheit, wobei die Stützfläche der Ventilscheibe nach oben gekehrt ist, Fig. 6 den Gehäuseoberteil einer Absperr- einheit mit Führung für die Nockenfläche in Ansicht von unten, Fig. 7 die Ventilspindel, die Fig.
8 bis
11 Schnitte durch den Gehäuseoberteil einer Absperreinheit rechtwinkelig zur Spindel unmittelbar unter- halb der Nockenscheibe, samt der Spindel in verschiedenen Stellungen und die Fig. 12 bis 15 eine sche- maische Übersicht über die verschiedenen Stellungen der Ventilplatte gegenüber den Öffnungen in der
Stützfläche.
Die Gasabsperreinheit besteht aus einem Gehäuse mit einem Unterteil 1 und einem Oberteil 2. Der
Unterteil hat eine Austrittsöffnung 3, die mit einer nicht gezeigten Hauptflamme in Verbindung steht, und eine Eintrittsöffnung 4. Der Oberteil 2 umschliesst einen Raum, in dem über dem Unterteil eineven- tilscheibe 5 an einer Spindel 6 gelagert ist, welch letztere aus einem Stück mit einer Nockenscheibe 7 gefertigt ist, die normalerweise an einer inneren Endfläche des umschlossenen Raumes anliegt. Wenn die
Spindel mit Hilfe eines Handgriffes 9 aus der Schliessstellung in die Zündstellung gedreht wordend, kann sie zusammen mit der Nockenscheibe 7 in axialer Richtung verschoben werden, wodurch sie ein Eintritts- ventil 10 entgegen der Einwirkung einer Feder 11 abwärts in die offene Stellung pressen kann.
In dieser
Ventilstellung ruht ein am Ventil angebrachter Magnetanker 8 auf einem Elektromagneten 12 auf, dem
Strom von einem nicht gezeigten Thermoelement zugeführt wird, welches erwärmt wird, wenn die Zünd- flamme gezündet ist.
Die Ventilscheibe 5 hat einen hochstehenden Kragen mit vier paarweise gegenüberliegenden Schlit- zen 13, in welche an der Spindel angebrachte Führungslippen 14 eingreifen, so dass die Spindel in der
Längsrichtung gegenüber der Ventilscheibe 5 verschoben, aber nicht gedreht werden kann, ohne die Ven- tilscheibe mitzunehmen. Wie aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich ist, hat die Ventilscheibe ein längliches, kreisbogenförmiges Loch 15, ein kreisrundes grosses Loch 16 und ein kreisrundes kleineres Loch 17. Die
Ventilscheibe 5 liegt auf einer Stützfläche 20, die, wie Fig. 5 zeigt, kreisrunde Öffnungen 18 bzw. 19 hat, von denen die erstere mit der Zündflamme und die letztere mit der Hauptflamme in Verbindung steht.
Die verschiedenen Stellungen der Ventilscheibe 5 im Verhältnis zu den Öffnungen in der Stützfläche 20 gehen aus den Fig. 12 - 15 hervor, wo die Öffnungen in der Stützfläche voll ausgezogen sind, während die Löcher in der Ventilscheibe punktiert gezeichnet sind. In Fig. 12 befindet sich die Ventilscheibe in geschlossener Stellung, da kein Loch der Ventilscheibe eine Öffnung der Stützflache überlappt. Ein mittleres Loch 21 in der Ventilscheibe steht jedoch ständig mit der Abgangsseite des Eintrittsventils 10 in Verbindung, so dass Gas, wenn dieses Ventil geöffnet wird, durch das Loch 21 strömen kann und dazu beiträgt, die Ventilscheibe gegen die Stützfläche zu pressen.
Wenn die Ventilscheibe in die in Fig. 13 gezeigte Stellung gedreht wird, so kann das Gas durch das Loch 15 und die Öffnung 18 zur Zündflamme strömen, sobald das Eintrittsventil geöffnet wird, was durch Verschieben der Spindel in ihrer Längsrichtung entgegen der Wirkung der Feder 11 geschieht. Wenn die Zündflamme gezündet ist, wird sie im Laufe ganz kurzer Zeit das Thermoelement anheizen, so dass der Elektromagnet 12 jetzt das Eintrittsventil offen halten kann, auch wenn die Spindel 6 in ihre ursprüngliche Stellung zurückgeführt wird. Aus der Stellung nach Fig. 13 können die Spindel und die Ventilscheibe 5 weiter in die in Fig. 14 gezeigte Stellung gedreht werden, wobei dann das Loch 16 der Ventilscheibe gegenüber der Öffnung 19 liegt, so dass Gas zur Hauptflamme und gleichzeitig Gas durch die Öffnung 18 zur Zündflamme strömt.
Beifortgesetzter Drehung der Ventilscheibe wird die Menge des Gases, das durch die Öffnung 19 zur Hauptflamme strömt, herabgesetzt ; bevor aber das Loch 16 ganz an der Öffnung 19vorbeigedreht worden ist, wird das kleine Loch 17 bis über diese Öffnung geführt, so dass die Hauptflamme nicht gelöscht wird. Fig. 15 zeigt die Lage der Ventilscheibe bei kleinster Hauptflamme. Durch Zurückdrehen der Ventilscheibe in die Schliessstellung (Fig.
12) werden sowohl die Haupt- als auch die Zündflamme durch eine einzige Bewegung gelöscht.
Die Öffnungen 18 und 19 sind von je einem O-Ring 18'bzw. 19'umgeben ; diese Ringe bilden einen Ventilsitz und sind in Nuten der Stützfläche 20 eingelegt.
Wenn die Spindel nicht von Hand in das Gehäuse hineingedrückt wird, so wird die Nockenscheibe 7 von einer Feder 22 gegen die innere Endfläche des Oberteiles 2 gehalten. Die Nockenscheibe 7 hat radial vorspringende Rippen 23, die in der offenen Stellung der Ventilscheibe (Fig. 14) in entsprechende Vertiefungen in der Wand des Oberteiles gedrückt werden, so dass die der voll offenen Hauptflamme entsprechende Stellung fixiert ist. In der zylindrischen Wand des Oberteiles 2 ist eine vorspringende Führungkante 24 ausgebildet, die mit einem Einschnitt 25 in der Nockenscheibe 7 zusammenwirkt, wenn die Spindel und die Ventilscheibe in die Zündstellung gedreht sind (Fig. 9 und 13).
Die Spindel 6 kann somit nur in ihrer Längsrichtung in die Zündstellung verschoben werden und kann nur gedreht werden, wenn
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sie von der Feder 22 in ihre äussere Endlage gepresst worden ist. in der ein Einschnitt 26 in der Führungskante 24 ein Drehen der Nockenscheibe erlaubt, u. zw. aus der geschlossenen Stellung (Fig. 8), in der ein Zahn 27 an der Führungskante 24 innerhalb des Einschnittes 26 anliegt, in die der kleinsten Hauptflamme entsprechende Stellung (Fig. 11). in der ein entsprechender Zahn 28 an der Führungskante 24 anliegt.
Der Oberteil sowie die Spindel mit Nockenscheibe können mit Hilfe der beiden gegenüberliegenden Führungslippen 14 an der Spindel, die in gegenüberliegende Schlitze 13 im Kragen der Ventilscheibe einrasten, in vier verschiedene Winkellagen bezüglich der Ventilscheibe eingestellt werden. Ein Zeiger 29 auf der Spindel und eine entsprechende Skala am Gehäuseoberteil können dabei immer von oben sichtbar angeordnet werden.
Zur Herabsetzung des Reibungswiderstandes gegen Drehen der Ventilscheibe kann diese mit Teflon überzogen sein ; dieses Material sowie die O-Ringe vertragen Temperaturen, die bedeutend höher sind als die Temperaturen, bei denen die Verwendung von Kükenhähnen möglich ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Thermoelektrisch gesteuerte, kombinierte Gasabsperreinheit und Zündflammensicherung mit einem in axialer Richtung mittels einer Spindel von Hand verschiebbaren Eintrittsventil, das in offener Stellung entgegen der Wirkung einer Federkraft von einem Elektromagneten, der von einem durch eine Zündflamme heizbaren Thermoelement mit Strom gespeist wird, festgehalten wird, und in Schliessstellung die Eintrittsöffnung der Einheit von einem sowohl mit der Hauptflamme als auch mit der Zündflamme in Verbindung stehenden Raum absperrt, in dem ein durch Drehen der Spindel verstellbarer Ventilkörper zur Regelung des Gasstromes angeordnet ist, gekennzeichnet durch eine in diesem Raum angeordnete, mit der Spindel auf Drehung gekuppelte Ventilscheibe (5), die eine mittlere Eintrittsöffnung (21),
durch die gleichachsig die von Hand betätigbare Spindel (6) verläuft, eine kreisbogenförmige Öffnung (15), deren Anfangsteil durch Drehen der Spindel (6) aus einer Schliessstellung über eine mit der Zündflamme verbundene Öffnung (18) in einer darunter liegenden Stützfläche (20) in eine Zündstellung verdrehbar ist, bei der zwecks Überführung des Eintrittsventils (10) in die offene Stellung die Spindel (6) in axialer Richtung verschiebbar ist, und ein durchgehendes Loch aufweist (16), das in jener Winkellage der Spindel (6), welche dem voll geöffneten Durchgang der Gasabsperreinheit entspricht, vor einer mit der Hauptflamme verbundenen Öffnung (19) in der Stützfläche (20) liegt, wobei gleichzeitig der Endteil der kreisbogenförmigen Öffnung (15) noch immer die Öffnung (18) freilässt, die mit der Zündflamme verbunden ist.