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Vorrichtung zum Füllen des Behälters eines Feuerzeuges mit flüssigem Gas
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Füllen des Behälters eines Feuerzeuges mit flüssigem Gas, das in einer Flasche enthalten ist, die mit einem Ventil versehen ist, dessen Gehäuse in einer zylindrischen Hülse endet, in welcher der Schaft eines Federventiles gleitet und welche an ihrem
Ende eine Ausnehmung aufweist, wobei das Feuerzeugventil ebenfalls ein Federventil mit einem Schaft aufweist, so dass die beiden Schäfte zur Öffnung der beiden Ventile miteinander in Berührung treten, wobei die Feder des Flaschenventiles stärker als jene des Feuerzeugventiles ist.
Es ist beim Umfüllen von Flüssiggas in Feuerzeuge bekannt, eine Entlüftung des Feuerzeugraumes vorzusehen und diese Entlüftung in einer solchen Höhe vorzusehen, dass über dem Flüssiggas ein ausreichender
Gasraum verbleibt. In diesem Fall weist der Vorratsbehälter ein Füllventil und ein als Auslasskanal wirkendes Entlüftungsventil auf. Andere Feuerzeugvorratsbehälter wieder sind mit Spezialventilen ausgestattet, die zwei Kanäle aufweisen, nämlich einen Kanal für das Füllen mit flüssigem Gas und einen Kanal, durch den das gasförmige Gemisch ins Freie gedrückt werden kann. Diese verschiedenenAuslasskanäle sind entweder im Feuerzeug selbst oder in einem herausnehmbaren Vorratsbehälter vorgesehen.
Die mit einem Füllventil und einer Entlüftungseinrichtung versehenen Feuerzeuge sind baulich ziemlich verwickelt ; es ist daher vorteilhaft, nur ein einziges Ventil vorzusehen, das sowohl den Einfüllkanal als auch einen Entlüftungskanal aufweist. Bei den meisten bekannten Ausführungsformen befindet sich der Entlüftungskanal in dem Feuerzeuggehäuse selbst. Wegen der sehr kleinen Abmessungen, die der Entlüftungskanal nur haben darf, und weil dieser Kanal nicht gerade ausgeführt sein kann, sondern praktisch ein oder mehrere Krümmungen haben muss, ist es sehr schwierig, diesen Kanal zu bohren.
Wenn anderseits die Fülleinrichtung ein Füllventil und eine dazu konzentrische Entlüftungseinrichtung aufweist, derart, dass der Entlüftungskanal durch einen den Füllventilkörper umgebenden Ringraum gebildet wird, so stellt auch dies eine verwickelte Bauart dar, und es entstehen Führungsprobleme, wenn der Hals des Nachfüllbehälters sich nicht in das Fülloch einschrauben lässt.
Demgegenüber ist die Einrichtung nach der Erfindung baulich sehr einfach und betriebssicher ; in dem Ventilgehäuse sind lediglich zwei sektorförmige Schlitze vorgesehen, die senkrecht zur Achse des Füllloches liegen und sich leicht einfräsen lassen ; sie bilden den Füllkanal und einen Teil des Entlüftungkanals. Der übrige Teil des Entlüftungskanals wird entweder durch einen schmalen Ringspalt gebildet, der den Hals des zum Füllen eingesetzten Nachfüllbehälters umgibt, oder durch eine in der Längsrichtung dieses Halses vorgesehene Nut. Der Abstand der Schlitzebene von der Wandung des Vorratsbehälters, in der sich das Fülloch befindet, bestimmt die Höhe der Sicherheitszone.
Demgemäss ist die Vorrichtung gemäss der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Wand des Gehäuses des Feuerzeugventiles in einer senkrecht zur Gehäuseachse liegenden Ebene mit einem schmalen Schlitz versehen ist, der sich aus zwei sektorförmigen Abschnitten zusammensetzt, von denen jeder sich über etwas weniger als 1800 erstreckt und die durch volleTeile voneinander getrennt sind, und dass dieser Schlitz, wie an sich bekannt, in einem Abstand von der Wand des Behälters liegt, der die Höhe der Sicherheitszone bestimmt, in der sich bei gefülltem Behälter ein gasförmiges Gemisch befinde. soll, wobei einer der Abschnitte des Schlitzes mit der Ausnehmung und der Hülse der Flasche in Verbindung
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steht, während der andere Abschnitt des Schlitzes in an sich bekannter Weise mit einem Auslasskanal in
Verbindung steht, der ins Freie mündet.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist die Länge der zylindrischen Hülse grösser als in Offen- stellung der Abstand zwischen der freien Fläche des Ventilkörpers des Feuerzeugventiles und dem freien
Ende des den Ventilsitz bildenden Teiles, wobei der Aussendurchmesser des Gehäuses des Flaschenventiles kleiner ist als der lichte Durchmesser der Bohrung im Gehäuse des Feuerzeugventiles.
Zweckmässig ist der Innendurchmesser des den Ventilsitz bildenden Teiles des Feuerzeugventiles etwa
5-10 Hundertstel Millimeter grösser als der Aussendurchmesser der zylindrischen Hülse des Flaschenventiles, und der Auslasskanal ist durch den Ringspalt gebildet, der beim Füllvorgang durch die Hülse und den Teil begrenzt ist.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die zylindrische Hülse des Flaschenventilgehäuses mit leichter Reibung in eine Dichtung einführbar, die den Sitz für den Ventilkörper des Feuerzeugventiles bildet, wobei der Auslasskanal von einer Nut gebildet ist, die längs einer Erzeugenden der zylindrischen Aussenfläche des Mündungsendes verläuft, und die Ausnehmung der Hülse ist diametral gegenüber dieser Nut angeordnet.
Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der nachstehenden Beschreibung der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele hervor. Es zeigen : Fig. l in vergrössertem Massstabe und im Schnitt die Gesamtheit der erfindungsgemäss zur Anwendung gelangenden Vorrichtung mit den beiden Ventilkörpern in der Offenlage (Füllung des Feuerzeuges), Fig. 2 in noch grösserem Massstabe einen Schnitt durch einen Teil der Anordnung nach Fig. l, mit der Stellung des zylindrischen Mündungsendes des Flanschenventils im Ventil des Feuerzeuges, Fig. 3 eine Ansicht der Teile von unten in Richtung des in Fig. 2 eingezeichneten Pfeiles III, Fig. 4 in Seitenansicht einen Teil des Gehäuses des Feuerzeugventiles, Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 1, Fig.
6 teilweise im Schnitt und schematisch ein bekanntes Feuerzeug, das - mit einem unabhängigen Auslasskanal ausgestattet ist und dessen Füllventil keinen Strahlregler aufweist, und Fig. 7 ein gleichartiges Feuerzeug ohne Auslasskanal, bei dem dieser Kanal durch eine Vorrichtung nach der Erfindung ersetzt ist.
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führungsform des Auslasskanals ; Fig. 10 stellt eineAnsicht derTeile nach Fig. 9 dar, in Richtung des Pfeiles X gesehen.
Bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 - 5 ist die Füllvorrichtung senkrecht angeordnet ; es ist zu erkennen, dass die das flüssige Gas (in der Regel Butan) enthaltende Flasche in einem mit ihr in geeigneter Weise verbundenen Ventilgehäuse 1 endet, in der eine Feder 2 vorgesehen ist ; das eine Federende stützt sich an einem Teil 3 ab, der in bekannter, in der Zeichnung nicht dargestellter Weise fest mit dem Gehäuse 1 verbunden ist, u. zw. derart, dass der Brennstoff an ihm vorbeigelangen kann. Die Feder 2 drückt für gewöhnlich einen Ventilkörper 4 gegen eine Sitzfläche la, die in der Bohrung des Ventilgehäuses vorgesehen ist. Der Ventilkörper 4 weist einen stiftartigen Schaft 4a auf, der nach aussen vorragt, und trägt eine z. B. aus Gummi od. ähnl. Material bestehende Dichtung 5.
Ein Ringspalt 6, der den Schaft 4a des Ventilkörpers umgibt, gestattet es dem flüssigen Gas, bei geöffnetem Ventil aus dem Flascheninnern in das Innere einer hohlen zylindrischen Hülse 8 überzutreten, in der sich der Schaft 4a frei verstellen kann. Die Hülse 8 ist zweckmässig wenigstens 5 mm lang ; ihr Durchmesser kann zwischen 1, 5 und maximal 3 mm betragen. Das Ende der Wandung der zylindrischen Hülse 8 weist eine Aussparung oder Kerbe 9 auf, deren Zweck nachstehend noch erläutert wird.
Anderseits trägt die Wandung 11 des Vorratsbehälters des Feuerzeuges ein zylindrisches Ventilgehäuse 15, das eine axiale Bohrung aufweist. Der obere Teil dieser Bohrung hat einen Durchmesser, der grösser ist als derjenige des Ventilgehäuses 1 der Gasflasche, so dass dieses Ventilgehäuse leicht in die Bohrung eingeführt werden kann, die in ihrem oberen Bereich Gewinde 15a aufweist. Der obere Abschnitt dieses Gewindes dient zur Aufnahme eines (in der Zeichnung nicht dargestellten) Gewindepfropfens, der gewöhnlich die Füllöffnung verschliesst.
Der untere Gewindeabschnitt nimmt einen zylindrischen Ventilkörper 12 auf, der aussen Gewinde hat und sich unter Zwischenschaltung einer Dichtung 13 aus Gummi od. dgl. gegen einen im Ventilgehäuse 15 vorgesehenen Schulteransatz legt, der die Bohrung in zwei Hälften mit verschiedenen Durchmessern unterteilt. Der Teil 12 hat eine Axialbohrung, deren Durchmesser höchstens 5-10 hundertstel Millimeter grösser ist, als der Durchmesser der Flaschenhülse 8 ; auf diese Weise wird zwischen diesen Teilen während des Auffüllens des Feuerzeuges ein Ringspalt 7 gebildet, der eine Weite von 2, 5 - 5 hundertstel Millimeter hat und einen Auslasskanal bildet. In der Bohrung 29 kleinerenDurchmessers des Gehäuses 15 ist ein Ventilkörper 17 verschiebbar gelagert, der einen Schaft 17a und eine Dichtung 14 aufweist.
Dieser Ventilkörper wird mittels einer Feder 18 gegen einen Sitz 12a gedrückt, der
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sich am inneren Ende des Teils 12 befindet ; die Feder stützt sich dabei am geschlossenen Boden des Gehäuses 15 ab und ist in üblicher Weise in einer axialen Bohrung des Ventilkörpers untergebracht. Die Wandung des Gehäuses 15 ist schliesslich durch zwei sehr enge Schlitze 16 aufgespalten, die zweckmässig mit Hilfe kreisförmiger Fräswerkzeuge von 2 - 3 zehntel Millimeter Dicke und einem Durchmesser von etwa 18 mm eingearbeitet werden. Die Schlitze verbinden das Innere des Vorratsbehälters mit der Bohrung 29 rings um den Schaft 17a.
Die Schlitze 16 verlaufen senkrecht zur Achse des Gehäuses 15, liegen alsowährend der Füllung des Feuerzeugs horizontal ; siesind durch die vollen Teile 15b voneinander getrennt.
Zwischen den Schlitzen 16 und der Wandung 11 befindet sich ein Raum 28, der-wie noch dargelegt wird-mit einem gasförmigen Gemisch angefüllt ist und eine Sicherheitszone bildet.
DieLänge des zylinderförmigenMündungsendes 8 muss grösser sein als der Abstand inOffenstellung der freien Fläche des Ventilkörpers 17, d. h. der oberen Seite der Dichtung 14 vom freien Ende des Teiles 12, d. h. jener Stirnfläche dieses Teiles, die der Sitzfläche 12a gegenüberliegt ; dies ist notwendig, damit zwischen der Endfläche 16 des Ventilgehäuses 1 und dem Teil 12 stets ein Durchtrittsspalt für das Gasgemisch freibleibt, das durch das eingeführte flüssige Gas verdrängt wird.
Es leuchtet ein, dass es sehr wichtig ist, die Aussenfläche des Mündungsendes 8 und die Innenwandung des Teiles 12 sehr genau zu bearbeiten, damit die Durchmesser dieser Flächen auf jeden Fall auf ihren ganzen Längen konstant bleiben, was wegen des bereits erwähnten, ausserordentlich kleinen Abstandes dieser Fläche voneinander wichtig ist. Demgegenüber braucht die Bearbeitungsgenauigkeit bei der Herstellung der Schlitze 16 nicht so gross zu sein, da diese Schlitze sehr viel grössere Abmessungen haben.
In den Fig. 6 und 7 ist schematisch ein Feuerzeug veranschaulicht, das einen Docht 22 und einen Brenner 23 besitzt. Das in Fig. 6 dargestellte Feuerzeug bekannter Bauart ist mit einem Füllventil 15 und einem davon abhängigenAuslasskanal 24 ausgestattet. Das Feuerzeug nach Fig. 7 weist eine Einrichtung 15 nach der Erfindung auf.
Bei der Ausführungsform nach den Fig. 8-10 sind die einzelnen Teile, soweit sie mit den bisher beschriebenen identisch sind, mit den gleichen Bezugszeichen versehen ; soweit sie gegenüber den bisher beschriebenen Teilen abgeändert sind, haben die Bezugsziffern das Indexzeichen (') erhalten. Der wichtigste Unterschied zwischen den beiden Ausführungen besteht darin, dass der Auslasskanal nunmehr von einer Nut 7 gebildet wird, die in der Wandung des zylindrischen Mündungsendes 8'der Flasche vorgesehen ist. Die Kerbe bzw. Aussparung 9'befindet sich in der Wandung des Mündungsendes etwa diametral gegenüber der Nut 7'.
Der Sitz des Ventilkörpers 17 wird in diesem Falle von der Oberfläche einer Dichtung 13'aus Gummi od. dgl. gebildet, die eine Axialbohrung aufweist, deren Durchmesser so gewählt ist, dass sich das Mündungsende 8'mit leichter Reibung darin bewegen kann ; die Dichtung wird durch einen Teil 12'ge- halten, der mit dem Teil 12 vergleichbar und in das Gewinde 15a einschraubbar ist.
Die Füllung des Feuerzeuges und die Arbeitsweise des Auslasskanalsspielen sich wie folgt ab : Nachdem der (nicht dargestellte) Verschlusspfropfen aus dem Gewinde 15a herausgeschraubt worden ist, führt man
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einander in Berührung. Ist die Feder 2 des Ventilkörpers 4 der Flasche kräftiger als die Feder 18 des Ventilkörpers 17, so öffnet sich der Letztere zuerst ; in diesem Augenblick steht das Mündungsende 8 in dichter Berührung mit der Dichtung 14 des Ventilkörpers 17 ; wird das Mündungsende 8 weiter hineingedrückt, so beendet der Ventilkörper 17 seinen Hub und es öffnet sich jetzt der Ventilkörper 4, so dass das flüssige Gas nunmehr durch den Ringspalt 6, die Kerbe 9 und durch jenen der beiden Schlitze 16 hindurch in den Feuerzeugbehälter gelangen kann, der der Kerbe gegenüberliegt ;
das im Behälter befindliche gasförmige Gemisch anderseits tritt durch den andern Schlitz 16 hindurch und entweicht durch den Auslasskanal 7 bzw. 7'in's Freie. Genau von dem Augenblick an, in dem der Spiegel der Flüssigkeit 27 (Fig. 7) das Niveau der Schlitze 16 erreicht hat, wird das im Feuerzeugbehälter zurückbleibende gasförmige Gemisch in der sogenannten Sicherheitszone 28 eingeschlossen ; das noch weiter zurückfliessende Gas tritt nun seinerseits durch den Auslasskanal 7 bzw. 7'u. zw. in Form eines deutlich sichtbaren feinen Nebels ; es wird nun die Füllflasche herausgezogen, wobei sich die beiden Ventilkörper 4 und 17 augenblicklich unter der Wirkung der Federn 2 und 18 wieder in ihre Schliesslagen bewegen ;
der Vorratsbehälter des Feuerzeuges hat damit die gewünschte Brennstoffmenge aufgenommen.
In den Fig. 1, 2,8 und 9 zeigen die Pfeile deutlich die Wege an, die das dem Feuerzeug zugeführte flüssige Gas einerseits und das durch denAuslasskanal in's Freie austretende gasförmige Gemisch nehmen.
Wie aus Fig. 6 zu erkennen ist, lassen sich die Feuerzeuge, die einen vom Füllventil unabhängigen Auslasskanal haben, sehr rasch mit flüssigem Gas füllen, u. zw. praktisch in nur 3 - 5 Sekunden, da die Mündung derartiger Auslasskanäle ebensogross, wenn nicht grösser ist, wie die Mündung der Kanäle in dem
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Füllventil ; dies hat zur Folge, dass das unter Druck stehende flüssige Gas praktisch keinem Widerstand begegnet und sich im Feuerzeugbehälter verfängt, wo der Strahl des Flüssiggases mit grosser Kraft eine Wirbelbildung und ein Aufs chäumen 26 verursacht ;
dadurch wird das flüssige Gas mit Gewalt in den oberen Teil des Feuerzeugbehälters geschleudert und eine gewisse Menge wird zusammen mit dem gasförmigen
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wünschten Menge möglich, je nach der Heftigkeit des Strahls 25. Diese Erscheinung spielt sich natürlich im Innern des Feuerzeugbehälters ab und bleibt dem Benutzer des Feuerzeuges unsichtbar und daher un- bekannt. Anderseits ist diese Erscheinung von grosser Bedeutung ; denn die Vorratsbehälter der Taschen- feuerzeuge haben nur ein geringes Fassungsvermögen, das zwischen 4 und 8 Gramm flüssigen Butans liegt und den Durchschnittsraucher zwei-vier Monate lang versorgt.
. Wenn sich also der Feuerzeugbehälter nur zu 2/5 - 3/5 seines Fassungsvermögens füllt, wird im Durchschnitt eine Füllung nur ein-zwei Monate statt zwei-vier Monate lang reichen. Im Hinblick auf die Art und Beschaffenheit der Auslasskanäle und der Kanäle in den Füllventilen solcher Feuerzeuge, ist es sehr schwierig, bei der Herstellung der Feuerzeuge dem geschilderten schweren Nachteil zu begegnen.
Im Gegensatz hiezu ist erfindungsgemäss die Ausströmmenge aus den Auslasskanälen 7 bzw. T er- heblich kleiner, als die Menge des durch das Füllventil zugeführten flüssigen Gases. Die Folge hievon ist, dass beim Füllen des Feuerzeuges das gasförmige Gemisch, das nicht gleich rasch herausgedrückt werden kann, kräftig verdichtet wird, wodurch der Zustrom des flüssigen Gases abgebremst wird. Im Gegensatz zu den bekannten Füllventilen, bei denen der Strahl 25 des flüssigen Gases unmittelbar in den Feuerzeugbehälter gerichtet ist, tritt anderseits der sich gemäss derErfindungbildendeStrahl in horizontaler Richtung durch einen der sehr engen Schlitze 16 aus, der den Strom des flüssigen Butans ausbreitet und wie ein Strahlbrecher wirkt. Der Brennstoff tritt allmählich in den Vorratsbehälter, u. zw. ohne jede Wirbelbildung.
Die Füllung geht natürlich zwangsläufig etwas langsamer vor sich (5 - 10 sec anstatt 3-5sec) ; jede Füllung erfolgt aber vollständig und exakt dosiert.
Übrigens muss in allen Vorratsbehältern von Gasfeuerzeugen eine Sicherheitszone aufrechterhalten werden, die nach der Füllung des Vorratsbehälters mit flüssigem Gas von einem gasförmigen Gemisch angefüllt ist. Diese Sicherheitszonen, die je nach dem Fassungsvermögen des Behälters verschieden gross sind, können nach der Erfindung sehr leicht gebildet werden, ohne dass wesentliche Teile der Ventile von Flasche oder Feuerzeug im geringsten verändert zu werden brauchen. Der Flaschenhals, in dem die Ventilteile untergebracht sind (das bedeutet praktisch : das Ventilgehäuse 1) kann, da er sehr lang ausgebildet ist, mehr oder weniger tief in das Gehäuse 15 eingeführt werden.
Es genügt also, dieses Gehäuse etwas zu verlängern oder zu verkürzen, so dass dieSchlitze 16 mehr oder weniger weit im Abstand von der Wandung 11 liegen ; auf diese Weise kann die Höhe der Sicherheitszone 28 verändert werden.
Bei Anwendung der Erfindung ist es also möglich, Gasfeuerzeuge der verschiedensten Formen und Fassungsvermögen genau dosiert zu füllen. Aus diesem Grunde ist es auch möglich, grosse Füllflaschen zu verwenden, die eine hinreichend grosse Menge flüssigen Gases enthalten, um die Feuerzeuge wiederholt
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schliesslich auch die Möglichkeit, dem Verbraucher das flüssige Gas zu sehr niedrigem Preis zu liefern, was dazu beitragen wird, dass sich Gasfeuerzeuge in stärkerem Masse als bisher einführen. Die Benutzer solcher Feuerzeuge können dann selbst sehr leicht, rasch und vor allem sehr billig ihre Feuerzeuge selbst füllen.
Selbstverständlich ist die Anwendung der Erfindung nicht auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen beschränkt, sondern erstreckt sich im Gegenteil auf Feuerzeuge der verschiedenartigsten Formen und Abmessungen. Die Erfindung ist auf alle Arten von Gasfeuerzeugen ohne Ausnahme anwendbar, gleichgültig ob die Zündvorrichtung von Hand zu bedienen ist oder halbautomatisch oder automatisch in Wirkung tritt.