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Selbsttätige Sicherheitsgassperre Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf eine selbsttätige Sicherheitsgassperre für die einem Gasherd oder ähnlichen
Geräten mit einer oder mehreren Brennstellen vorgeschaltete Ventilanordnung, .die
über verschiedene teils von Hand, teils durch Wärme gesteuerte Kontakte elektromagnetisch
beeinflußt wird. Die selbsttätige Gassperrung nach vorausgegangenem, akustischem
oder optischem Alarm wird erreicht, sobald aus irgendwelchen Gründen, sei es durch
Unachtsamkeit, Leichtsinn oder einen unglücklichen Zufall, bei einem Gaskocher oder
-herd Gas ausströmt, ohne daß es am dafür vorgesehenen Brenner gezündet wurde oder
das bereits gezündete Gas aus irgendwelcher Ursache verlöschte und somit Leben und
Gesundheit von Menschen gefährdete.
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Vorrichtungen zum Schutze gegen Gasausströmungen sind bekannt. Ihren
praktischen Zweck aber kann eine solche Vorrichtung nur dann erreichen, wenn sie
in erster Linie die hohen Anforderungen, welche von seiten der Gaswerke an solche
Apparate vor ihrer Zulassung gestellt werden, restlos erfüllt.
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Eine Gassicherung für den Haushalt soll neben einer vollen Sicherheit
in ihrer selbsttätigen Arbeit in der Bedienung denkbar einfach sein und keine Zwischenhandlung
durch die Hausfrau erforderlich machen.
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Meist sind mit dem Gashahn unmittelbar gekuppelte Uhrwerke bekannt,
die ein Schließen des Hahnes erreichen sollen. Ist nun solch ein Uhrwerk oder Zuführungsseil,
wie solche dabei verwendet werden, gestört, so ist die weitere Benutzung des Gashahnes
oft unmöglich und macht, um den Gaskocher oder -herd wieder benutzen zu können,
die sofortige Inanspruchnahme eines Fachmannes erforderlich. Bei einer anderen Gassicherung
muß, um den eigentlichen Gashahn öffnen zu können, zuerst eine Schraube gelockert
werden, die dann später wieder durch die Hausfrau festgezogen werden muß, um den
festen. Sitz des Hahnes zu gewährleisten. Manche Sicherungseinrichtungen sind mit
Gestängen oder Seilzügen ausgestattet; bei einer solchen Einrichtung würden bei
einem vierflammigen Gasherd mit zwei Bratrohrflammen 1a Drahtseile bzw. Metallschläuche
vom Gasherd zum Gashahnuhrwerk führen. Abgesehen von der Verunstaltung des Gasgerätes
durch so viele Zuleitungen sind diese für die Benutzung und insbesondere auch für
die Reinigung des Gasgerätes äußerst hinderlich. Das Wegnehmen
des
Gaskochers durch die Hausfrau ist unmöglich, da die Seilzüge und Schläuche jener
Einrichtung nur vom Fachmann entfernt werden können. Ferner gibt es Gassicherungen,
bei denen Thermostaten verwendet werden. Bei einer solchen ist der Thermostat seiner
Bauart gemäß einer längst veralteten Gaslampe angepaßt und für neuzeitliche Gaskocher
oder -herde völlig ungeeignet. Eine andere Gassicherheitseinrichtung, welche physikalisch
in das Gebiet der Thermoelektrizität fällt, ist zur Verwendung für die gebräuchlichen
Haushaltgaskocher oder -herde nicht zu verwenden, denn die empfindlichen Thermoelemente
würden bei der robusten Verwendungsart eines Haushaltgaskochers u. dgl. sehr bald
verbrennen und unbrauchbar werden. So tragen fast alle unter verschiedenen Namen
auf den Markt kommenden bzw. bekannten Gasabsperrvorrichtungen derartige Mängel
an sich, daß sie von selten der Gaswerke für Haushaltgaskocher oder -herde nicht
zugelassen werden. Bei der vorliegenden Erfindung sind alle die genannten Mängel
dadurch beseitigt, daß in der Gasströmungsrichtung unmittelbar hinter dem Wandhahn
ein unter Federwirkung stehendes Sicherheitsventil eingebaut ist. Durch eine von
einem Elektromagneten auslösbare Sperrvorrichtung wird das Ventil stets in. Offenstellung
gehalten, solange kein Gefahrenmoment vorliegt. Bei Gasausströmung öder wenn bei
geöffnetem- Wandhahn und geschlossenen Brennerregelhähnen der Gasschlauch unter
dem Druck der Gasleitung steht und somit bei undichtem Schlauch eine große Gefahr
bestünde,- wird .das Ventil selbsttätig in die Sperrstellung gebracht. Diese Selbstsperrung
wird dadurch erreicht, daß an eine Stromquelle mehrere Stromkreise angeschlossen
sind, in deren Hauptstromkreisleitung ein vom Wandhahn, ein vom Sicherheitsventil,
ein vom Brennerregelhahn und ein durch die Wärmewirkung des Brenners gesteuerter
Kontakt sowie ein Relais eingeschaltet sind, das ein Schritt- oder Zeitschaltwerk
für einen Warnstromkreis und für den Sperrstromkreis des Sperrvorrichtungsmagneten
steuert.
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In den Zeichnungen ist eine Ausführungsform der selbsttätigen Sicherheitsgassperre
mit Alarmeinrichtung dargestellt.
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Abb. i stellt die Gassperre in Ansicht von vorn dar bei abgenommenem
Abschlußdeckel; Abb. 2 zeigt die Gassperre in Seitenansicht bei geöffnetem Gashahn;
Abb.3 ist ein Schaltplan des Zeitschaltwerkes in Verbindung mit der Gassperre und
dem -Gaskocher oder -herd; Abb. 4 zeigt die Gasabsperrvorrichtung in Sperrstellung
bei geöffnetem Gashahn unmittelbar nach der selbsttätigen Auslösung; Abb.5 stellt
die Rückführeinrichtung in Seitenansicht dar; Abb.6 zeigt eine Schaltungsübersicht
der Einrichtung in Grundschaltung.
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Mit dem Ende einer Gasrohrleitung a (Abb. i) ist ein Metallgehäuse
b und zugleich eine Sperrventileinrichtung bei a1 fest verschraubt. Die - vier Winkel
b1 bis b4 dienen zur Befestigung des Abschlußdeckels. Die Sperrventileinrichtung
besteht aus einem Zylinder c, dem ein gebräuchlicher Gashahnverschluß cl vorgelagert
ist. Unmittelbar nach dem Abschlußhahn cl bildet die kegelförmige Öffnung c2 eine
Verbindung von der Gaszuführung d über Hahn cl mit dem eigentlichen Innenraum des
Ventils. In diesem befindet sich ein zylindrischer Kolben d. An dessen oberem Ende
ist ein Metallkegel dl gelagert. Dieser ist bei d2 nach allen -Seiten hin beweglich,
so daß er sich in der Sperrstellung der kegelförmigen Öffnung c2 einwandfrei anpaßt
und einen sicheren Gas-, abschluß gewährleistet. Mit dem unteren Ende des Kolbens
d ist die Verschlußstange e verschraubt. Über diese ist die Druckfeder f gesteckt,
die ihren Stützpunkt in dem Abschlußplättchen f1 findet. Der Kolben wird durch diese
Feder nach oben gedrückt. In der Grundstellung des Kolbens wird die Feder dadurch
gespannt erhalten, daß in der Nut e1 die Sperrklinke eingreift, was durch den Zug
der Feder g1 erreicht wird. Auf die Sperrklinke ist ein Winkelstück g2 genietet,
auf dessen oberemSchenkel sich dieAnschlagschraube g3 befindet. Wird nun der Elektromagnet
h mit Strom beschickt, so zieht der Magnetpolschuh lal den Anker lag an,
der bei las drehbar gelagert ist. Dadurch drückt der mit dem Anker verschraubte
Stift 1a, gegen die Anschlagschraube g3, und somit wird gleichzeitig die Sperrklinke
g, welche bei g4 drehbar gelagert ist, aus der Nut e1 gedrückt. Die Druckfeder f
schnellt nun den Kolben nach oben und preßt den Konus dl in die kegelförmige Öffnung
c2.
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Auf diese Weise ist die Gaszufuhr selbst bei geöffnetem Gashahn unmittelbar
nach dem Gashahnverschluß cl abgeriegelt. In der Grundstellung des Kolbens d und
bei geöffnetem Gashahn, so wie es in der Abb. i dargestellt wird, strömt das Gas
durch den geöffneten Gashahn cl über die kegelförmige Öffnung c2 durch das seitlich
ins Ventil einmündende Rohrstück i. Dieses ragt unten ein Stück aus dem Gehäuse
b. Auf dieses Endstück il wird die Gummimuffe i2 eines Metall- oder Gummischlauches
ig gesteckt, der an seinem anderen Ende an den Gasherd oder -kochen angebracht wird.
Auf diese
Weise gelangt das Gas zur Brennstelle. Auf der Verschlußstange
e ist mit der Schraube hl ein Klemmstück h befestigt; in diesem sitzt, festgehalten
durch die Schraube h2, ein Beinstift h3, der in der Grundstellung auf die Flachfeder
h eines Federsatzes drückt und dadurch bei l einen Kontakt herstellt. In der Sperrstellung
des Ventils ist dieser Kontakt geöffnet, weil dann die Feder h nach oben nachfedern
kann. Mit dem Öffnen des Gashahnes dreht sich auch die Metallplatte in. Auf ihr
ist mit der Ansatzschraube mal die Schiene n drehbar gelagert. Das untere Ende der
Schiene 7a ist mittels der Ansatzschraube 1a1 wiederum drehbar auf der Schiene o
befestigt. Diese Schiene kann sich ihrer Lagerung gemäß zwischen den Lagerböcken
p und p1 senkrecht bewegen. Diese Bewegung wird ausgenutzt, um bei r;, und r, einen
Kontakt zu schließen oder zu öffnen, was dadurch erreicht wird, daß auf der Schiene
o eine Turbaxleiste qae befestigt ist, welche die Bewegung der Schiene o zwangsläufig
mitmacht. Diese Turbaxleiste ist rechts- und linksseitig mit einer Kerbe qul und
qu, versehen. Auf der unteren Fläche der Metallplatte y befinden sich zwei Metallstege
r1 und r2. Auf jedem Steg ist ein Federsatz mit je einer gekröpften Schleiffeder
r3 und 74 befestigt. In der Stellung Gashahn geschlossen ist die Turbaxleiste qu
so weit nach unten verschoben, daß in die Kerbe qul die Kröpfung der Feder r3 und
in die Kerbe qu.. die Kröpfung der Feder r4 gleiten konnte, und somit sind die Kontakte
r5 und 'y, geöffnet; während schon beim geringsten Öffnen des Gashahnes beide Schleiffedern
aus den Kerben geschoben werden und dabei die Kontakte y, und r, sofort schließen.
Zum Schließen der Federsätze r3, r4 und h sowie des Elektromagneten la an
das Leitungsnetz der Einrichtung ist die Klemmleiste s mit sechs Leitungsklemmen
s1 vorgesehen. Die sechs erforderlichen Leitungsdrähte sind an den unteren Schrauben
der Leitungsklemmen angeschlossen und führen über den Metallschlauch i4 zu einem
Zeitschaltwerk. (Die Leitungsdrähte sind in Abb. z weggelassen.) Dieses Zeitschaltwerk
(Abb.3) besteht aus einem kleinen Gleichstrommotor 111 mit dem Fliehkraftregler
R und dem Getriebe Getr. Vor- und Rücklauf des Motors werden durch das Umschaltrelais
UR gesteuert. Mit dem Getriebe ist eine Gewindeleitspindel verbunden, auf welcher
sich ein Transportstück bewegt. Ferner sind als Schaltorgane die Federsätze Z1 und
Z2 sowie ein Quecksilberkippkontakt QuK sowie der Ladekippschalter LKS vorgesehen.
Als Stromquelle für die ganze Einrichtung wird eiere 4.-Volt-Akhurnulatorenbatterie
benutzt. Die Ladung der Batterie erfolgt in Dauerladung aus dem z ro/22o-Volt-Lichtnetz
über einen kleinen Kupferoxydgleichrichter im Pufferbetrieb mit rund 5o Milliampere
Ladestrom. Für den Fall, daß die Einrichtung längere Zeit unbenutzt bleibt, dient
zur Unterbrechung der Ladung der bereits erwähnte Ladekippschalter LKS. Als Alarmorgan
dient ein Gleichstromwecker W. Ferner ist als optisches Warnsignal eine Glimmlampe
GL vorgesehen diese wird durch den Kontakt ro eingeschaltet. Sie leuchtet demgemäß
schon auf, wenn der Gashahn nur um ein ganz geringes aus der Grundstellung Gashahn
geschlossen gebracht wird.
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Statt des beschriebenen Zeitschaltwerkes kann auch ein Schrittschaltwerk,
ähnlich, wie solche in der Fernmeldetechnik Verwendung finden, benutzt werden. Ein
solches wäre vorteilhaft da zu verwenden, wo kein Lichtstromnetz vorhanden ist,
da solch ein Schrittschaltwerk noch weniger Arbeitsstrom benötigt und eine q.-Volt-Batterie
lange Zeit als Stromquelle dienen kann. So ein Schrittschaltwerk kann auch vorteilhaft
mit der Sperreinrichtung in ein gemeinsames Gehäuse eingebaut werden.
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Am Gaskocher oder -herd (Abb. 3) ist jede Brennstelle Br
I und BrII mit einer Thermokontakteinrichtung versehen. Eine solche besteht
jeweils aus einem stabförmigen Ausdehnungskörper TStl und TSt2 (aus rostfreiem Stahl).
Dieser Thermostab wird entweder von der Hauptflamme oder einem Hilfsflämmchen erwärmt,
wenn das Gas ordnungsgernäß gezündet wurde. Der Thermostab ist mit einem Ende in
dem Klemmstück t, mit dem anderen Ende bei t1 gelagert. Wenn sich nun der Stab durch
die Erwärmung ausdehnt, drückt er mit seinem Ende t1 auf den Hebel v1 (v2) und dieser
auf einen Kontaktsatz T.I (T II). Durch das gewählte Hebelverhältnis genügt eine
Ausdehnung von o, r 5 mm des Thermostabes um eine genügende Kontaktöffnung von rd.
r mm zu erreichen. Verlischt die Flamme, so zieht sich der Stab wieder zusammen
und die Kontakte T I (T II) schließen selbsttätig. Jeder Regelhahn am Gaskocher
oder -herd ist noch mit einem Federkontakt RKtl (RKt2) versehen, der sich beim Öffnen
des Regelhahnes schließt. Diese Kontakte haben den Zweck, nur immer den jeweils
benutzten Brenner in die Schaltung einzubeziehen.
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In der Gassperre selbst ist noch eine Rückführeinrichtung eingebaut
(Abb.5). Sie ermöglicht es, die Gaszufuhr nach einer selbsttätig erfolgten Gassperrung
wieder freizugeben. Dies geschieht auf folgende Weise: Durch die Erregung des Elektromagneten
la (Abb. q.) wurde der Anker h2 angezogen und
dadurch die Sperrklinke
g aus der Nut e1 der Verschlußstange e gedrückt. Die Verschlußstange wurde nun durch
die Druckfeder f nach oben gedrückt und zugleich zwangsläufig auch der Kolben d
mit Konus dl, welcher bei c2 das Gas absperrte. Drückt man nun auf den Hebel e7,
so schiebt sich nach Überwindung der Federkraft der Feder en die Rückführstange
es nach unten; an deren oberem Ende aber ist ein Gabelstück e4 verschraubt. Die
Gabel greift über die Verschlußstange e und drückt somit bei e2 die Verschlußstange
e so weit nach abwärts, bis die Klinke g in die Nut ei einklinkt, und nun ist die
Gaszufuhr wieder frei und die Sperrung aufgehoben. Daß diese Freigabe tatsächlich
erfolgte, wird durch die Farbscheibe K4 ersichtlich gemacht. Diese Farbscheibe ist
an dem Klemmstück K befestigt und macht daher jede Auf- und Abwärtsbewegung der
Verschlußstange e mit. Die Farbscheibe ist durch eine rechteckige fensterförmige
Öffnung b, am Verschlußdeckel b5 der Gassperre von außen sichtbar und zeigt im regelrechten
Betriebe # ein weißes Bild, nach einer selbsttätigen Gassperre aber ein rotes Bild.
Drückt man nun nach einer selbsttätig erfolgten Gassperre auf den Hebel e7, so verschwindet
das rote Farbbild und es erscheint ein weißes, zum Zeichen, daß die Gaszuführung
wieder frei ist.
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Es folgt nun beispielsweise eine Beschreibung der Schaltvorgänge für
den Fall, daß das Gas ordnungsmäßig gezündet wurde, später aber durch eine überkochende
Flüssigkeit die Flamme verlöschte.
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i. Gashahn cl wird geöffnet (Kontakte y5 und r(; schließen), Glimmlampe
leuchtet, Motor M im Zeitschaltwerk läuft; z. Brennerregelhahn i wird geöffnet (Kontakt
RKtl schließt); 3. Gas von Brenner I (Br I) wird gezündet.
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Stromlauf i : Batterie plus, Zeitschalt= werk P", P14, Gaskocher PI,
Kontakt T Il, Kontakt RKtl, P2, Zeitschaltwerk Pls, P19, Gassperre P4, Kontakt y5,
Kontakt i, P3, Zeitschaltwerk P1, Wicklung UR, Plo, Batterie minus. UR legt an.
Kontaktsätze UR I, UR II, UR III steuern um.
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Stromlauf 2: Batterie plus, P13, Kontakt UR III, rechte Feldwicklung
des Motors, linke- Feldwicklung, Kontakt UR Il, Ankerkohle 2, Ankerwicklung, Ankerkohle
i, Kontakt UR IIl, P12, Batterie minus. Vorwärtslauf des Motors. Transportstück
auf der Leitspindel bewegt sich nach rechts. Quecksilberkippkontakt QuK schließt
(vorbereitender Vorgang für den Rücklauf). Thermostab TStl hat sich inzwischen erwärmt
und ausgedehnt und drückt auf Hebel v1, Kontakt T Il und T 1. öffnen. UR
stromlos (Anker fällt ab), Kontaktsätze UR I, UR II, UR III steuern um. UR I2 schließt,
UR II2 schließt, UR III öffnet.
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Stromlauf 3: Batterie plus, _P,3, QuK, rechte Feldwicklung des Motors,
linke Feldwicklung, Kontakt UR I2, Ankerkohle i, Ankerwicklung, Ankerkohle 2, Kontakt
UR II2, P12, Batterie minus. Rücklauf des Motors. Transportstück bewegt sich
nach links und hebt später QuK, QuK öffnet, Motor steht. Gaszufuhr noch unbeeinflußt.
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Flamme verlischt durch überkochende Flüssigkeit. Gas strömt aus. Der
Thermostab TStl kühlt sich ab und zieht sich zusammen. Kontakte T Il und
T I2 schließen.
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Stromlauf 4: Batterie plus, P13, P14, Gaskocher P1, Kontakt T Il,
Kontakt RKtl, P2, Zeitschaltwerk P15, Plo, Gassperre P4, Kontakt r5, Kontakt i,
Pg, Zeitschalter P", Wicklung UR, PI" Batterie minus. UR legt an. Kontaktsätze UR
I, UR II, UR III steuern um: Stromlauf'5: Batterie plus, P", Kontakt UR III, rechte
Feldwicklung des Motors, linke Feldwicklung, Kontakt UR Il, Ankerkohle 2, Ankerwicklung,
Ankerkohle i, Kontakt UR IIl, P12, Batterie minus.
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Vorwärtslauf des Motors. Transportstück auf der Leitspindel bewegt
sich nach rechts. QuK schließt (vorbereitender Vorgang für den Rücklauf), Transportstück.
erreicht den Kontakt Zl, Z1 schließt.
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Stromlauf 6: Zeitschaltwerk Pl7 (plus), P8, Wecker W, P, Zl, Pll,
Batterie minus. Alarmwecker W ertönt, Transportstück bewegt sich noch weiter nach
rechts und schließt Kontakt Z2.
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Stromlauf 7: Batterie plus, P13, P14, P181 Gassperre P2, Wicklung
des Auslösemagneten da, PI, Zeitschaltwerk P19, Z2, P9, Batterie minus.
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Auslösemagnetanker wird -angezogen und somit auch Klinke g aus der
Sperrnut e1 gedrückt. Verschlußstange e wird mit Kolben d
und Konus
dl durch Feder f nach oben gedrückt. Sperrkonus dl sperrt bei c2 die Gaszufuhr.
Rotes Schauzeichen erscheint gleichzeitig (Abb. 5). Kontakt i wird geöffnet und
somit der Haltestrom für UR und zugleich auch der Weckerstromkreis (Stromlauf 6)
unterbrochen. Die Kontakte UR I, UR II, UR III steuern um. Motor erhält Rücklaufstrom.
Das Transportstück bewegt sich nach links. Kontakt Z2 öffnet. Transportstück hebt
etwas später QuK, QuK wird geöffnet. Motor steht. Glimmlampe leuchtet noch, da Kontakt
ro noch geschlossen ist. Das rote Schauzeichen der Gassperre kennzeichnet die Sperrstellung.
Die Sperrstellung wurde schließlich beobachtet, der Gashahn cl wird
geschlossen
und dann auf den Hebel e7 gedrückt (Abb.5). Die Gabel e4 drückt die Verschlußstange
e nach unten. Die Sperrklinke g klinkt in die Nut el, zugleich erscheint das weiße
Schauzeichen. Grundstellung.
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Von vorliegender Sicherungseinrichtung werden noch folgende Fälle
erfaßt. Eine Selbstsperrung erfolgt auch dann, wenn nach Benutzung des Gaskochers
zwar die Brennerregelhähne geschlossen wurden, jedoch der Zuführungshahn aus Bequemlichkeit
nicht geschlossen wird (Schlauch unter Gasdruck, somit Gasausströmungsgefahr bei
beschädigtem Schlauch). Ferner tritt Selbstsperre ein, wenn von mehreren Flammen
eine verlischt (Explosionsgefahr).