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Thermostatgesteuertes Ventil für gasbeheizte Geräte
Die Erfindung betrifft ein thermostatgesteuertes Ventil für gasbeheizte Geräte, dessen Ventilkörper mittels eines Schnappschalters nur in seine vollständige Offen-Stellung oder in Schliess-Stellung bewegbar ist, mit einem dieses Ventil umgehenden Kleinbrandventil mit kleinerem Gasdurchlass, und gegebenenfalls mit einer thermoelektrischen Zündsicherung, deren Ankerplatte von aussen mittels einer Drucktaste an den Elektromagneten angelegt werden kann, sowie einem mittels einer Drucktaste betätigbaren Abreisshebel für die Ankerplatte.
Es ist ein thermostatisch gesteuertes Gasventil bekannt, dessen Ventilkörper mittels eines Schnappschalters nur in seine vollständige Offen- oder Schliess-Stellung bewegbar ist. Dabei ergibt sich eine Ein-Aus-Charakteristik des Gasventils durch welche bei jeder Ventilschaltung das Entzünden bzw.. des Erlöschen der Brennerflammen herbeigeführt wird, so dass in der Aus-Stellung des Gasventils nur die Zündflamme brennt.
Bei einer solchen Ein- Aus- Charakteristik sind beim Öffnen des Gasventils und Entzünden der Brennerflammen sogenannte Überzündgeräusche nicht zu vermeiden, welche in vielen Räumen, deren Raumtemperatur auf diese Weise geregelt wird, als störend empfundenwerden. Ausser den Überzündgeräuschen können auch noch Dehnungsknackgeräusche auftreten, welche durch die verschiedenen Spannungszustände der zu einem Heizofen gehörigen Teile in kälterem bzw. wärmerem Zustand entstehen.
Ferner ist bei einer Ein-Aus-Charakteristik des Gasventils nachteilig, dass in dessen Aus-Stellung bei tiefen Temperaturen der Kamin stark auskühlt, so dass sich jedesmal nach Inbetriebnahme des Brenners die Innenwand des Kamins mit Wasser beschlägt, was ein Versotten des Kamins begünstigt. Ausserdem ändern sich die Heizverhältnisse in den Übergangsperioden, nämlich im Herbst und im Frühjahr gegenüber der Hauptheizperiode im Winter.
Eine günstige Anpassung eines thermostatisch gesteuerten Ventils mit einer Ein-Aus-Charakteristik an diese unterschiedlichen Heizverhältnisse ist bisher nur durch Inkaufnahme von komplizierten Regeleinrichtungen od. ähnl. komplizierten Ventilanordnungen möglich gewesen, welche dementsprechend kostspielig waren, ganz abgesehen davon, dass zum Einbau derartiger Anordnungen ein verhältnismässig grosser Platzbedarf erforderlich war.
So ist ein thermostatisch gesteuertes Ventil bekannt, bei welchem ein dieses Ventil umgehendes, einen kleineren Gasdurchlass beherrschendes Kleinbrandventil vorgesehen ist ; dieses Kleinbrandventil wird bei dieser Anordnung in Abhängigkeit von der Sollwert-Einstellung des Thermostaten gesteuert. Dabei kann ein Beharren des Kleinbrandventils in einer von den beiden Extremstellungen"Offen"oder"Zu" abweichenden Zwischenstellung eintreten, weil die Verstellung des Kleinbrandventils durch eine Schraube hervorgerufen wird.
Eine solche Zwischenstellung des Kleinbrandventils ist zumindest unerwünscht bzw. sogar unzulässig.
Die Kleinbrandgasmenge muss so gewählt werden, dass beim Öffnen des Kleinbrandventils und dabei geschlossenem Hauptgasventil ein einwandfreies Überzünden von der Zündflamme aus erfolgt, ohne dass es erst zu einem längeren Ausströmen von unverbranntem Gas kommt.. Wenn sowohl das Hauptgasventil als
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auch das Kleinbrandventil geöffnet ist und dann das Hauptgasventil geschlossen wird, muss die durch das offen bleibende Kleinbrandventil hindurchströmende Gasmenge ausreichen, um ein Weiterbrennen von kleinen Flammen zu gewährleisten, ohne dass etwa unverbranntes Gas abziehen kann.
Wenn ein auf diese Verhältnisse abgestimmtes Kleinbrandventil noch Zwischenstellungen zwischen "Offen" und "Zu" einnehmen kann, erfolgt infolge zu geringer Ausströmmenge entweder kein Überzünden oder kein Weiterbrennen kleiner Flammen. Es kann also Gas ausströmen, welches sich bei ungünstigen Zugverhältnissen des Schornsteines unverbrannt innerhalb des Verbrennungsraumes ansammeln kann. Wenn dabei eine so grosse Gasmenge angesammelt wird, bis eine Zündung derselben entweder von der Zündflamme aus oder auch bei wiedereingeschaltetem Hauptgasaustritt erfolgt, ist eine Verpuffung nicht zu vermeiden, welche in ungünstigen Fällen explosionsartige Zerstörungen am Gerät oder auch am Schornstein hervorrufen kann.
Die bekannte Ausbildung des Ventils mit Kleinbrandventil schafft zwar eine Gross-Klein-Charakteri- stik, die jedoch nicht in eine Ein-Aus-Charakteristik geändert werden kann, wie sie besonders in der Übergangszeit, nämlich im Herbst und im Frühjahr sehr erwünscht ist.
Schliesslich ist auch ein thermostatisch gesteuertes Gasventil mit einem dieses Ventil umgehenden Kanal bekannt, in welchen eine vom Installateur einzustellende Drosselschraube für die Grösse des Kleinbrandes eingesetzt ist. Auch dieses Ventil gestattet nur eine Gross-Klein-Charakteristik, nicht jedoch eine Ein-Aus-Stellung. Ausserdem kann einem mit Kleinbrandventil versehenen Ventil eine thermoelektrische Zündsicherung zugeordnet sein, deren Ankerplatte von aussen mittels einer Drucktaste an den Elektromagneten angelegt werden kann ; ferner kann auch ein mittels einer Drucktaste betätigbarer Abreisshebel für die Ankerplatte vorgesehen sein.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein thermostatgesteuertes Ventil zu schaffen, welches vorteilhafte Einbau- und Bedienungsmöglichkeiten ergibt und dem Benutzer eines gasbeheizten Gerätes je nach dem Wärmebedarf eine günstige Anpassung an verschiedene Gasdurchgangsverhältnisse ermöglicht.
Nach der Erfindung wird dies bei thermostatgesteuerten Ventilen der eingangs beschriebenen Bauart dadurch erreicht, dass der Ventilkörper des unmittelbar neben dem thermostatgesteuerten Ventil angeordneten Kleinbrandventils unabhängig von der Sollwert-Einstellung des Thermostaten durch einen zum thermostatgesteuerten Ventil achsparallelen Stössel einer Drucktaste, welche unmittelbar neben dem Einstellknopf des Thermostaten liegt, willkürlich betätigbar und nur in seine beiden Endstellungen bewegbar ist.
Auf einfache Weise ergeben sich damit für den Benutzer des Gasheizgerätes verschiedene Möglichkeiten zur Steuerung der Gaszufuhr ; so kann beispielsweise-insbesondere in der Übergangszeit im Herbst und Frühjahr - ausschliesslich mit der vom Thermostat bewirkten Ein- Aus- Charakteristik des Gasventils gearbeitet werden, es kann aber auch-vor allem im Winter-durch die Umgehungsleitung eine GrossKlein-Charakteristik der in einem solchen Fall ständig brennenden Brennerflammen herbeigeführt werden. Es ist demnach dem Benutzer des Gerätes zu jedem Zeitpunkt eine Anpassung an verschiedene Heizerhältnisse möglich.
Wie bereits erwähnt und auch bekannt ist, kann das thermostatgesteuerte Gasventil mit einem im gleichen Gehäuse angeordneten thermoelektrischen Sicherheitsventil in Verbindung stehen, bei welchem die mit dem Sicherheitsventilkörper verbundene Ankerplatte durch eine von aussen betätigbare Drucktaste zur Anlage an den Elektromagneten gebracht werden kann, wobei die Drucktaste des Sicherheitsventils unmittelbar neben der Drucktaste für das Kleinbrandventil angeordnet sein kann und die Längsmittel - achsen des Einstellknopfes für den Thermostaten, der Drucktaste des Kleinbrandventils und der Drucktaste für das thermoelektrische Sicherheitsventil in an sich bekannter Weise in einer Ebene liegen können.
Ferner kann, wie auch bereits erwähnt, das thermoelektrische Sicherheitsventil des thermostatgesteuerten Gasventils mit einem von aussen betätigbaren Abreisshebel für die Ankerplatte versehen sein. wobei für die Betätigung des Abreisshebels ein zum thermoelektrischen Sicherheitsventil achsparalleler Stössel vorgesehen sein kann, dessen Drucktaste unmittelbar neben der Drucktaste für die Betätigung des thermoelektrischen Sicherheitsventils angeordnet sein kann und die Längsmittelachsen des Einstellknopfes für den Thermostaten, der Drucktaste für das Kleinbrandventil, der Drucktaste für das thermoelektrische Sicherheitsventil und der Drucktaste für den Abreisshebel wieder in einer Ebene liegen können.
Durch eine solche Ausbildung eines thermostatgesteuerten Gasventils ist eine komplette Drucktastenarmatur geschaffen, welche durch die für den Benutzer des Gerätes wahlweise Verwendbarkeit der EinAus-Charakteristik oder der Gross- Klein- Charakteristik eine günstige Anpassung an unterschiedliche Wärmeverhältnisse zulässt.
Darüber hinaus sind alle zur Armatur gehörigen Teile auf sehr geringem Raum zusammengefasst, so dass der Platzbedarf für den Einbau der Armatur verhältnismässig gering ist. Durch die Anordnungder
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Drucktasten in einer Reihe nebeneinander ergibt sich für die Armatur eine ziemlich schmale Kopfleiste, welche praktisch das Einbaumass darstellt.
In den Zeichnungen sind in Fig. 1 und 2 zwei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäss ausgebildeten thermostatgesteuerten Ventils im Mittelschnitt dargestellt ; weiters zeigt Fig. 3 die Ausführungsform des Ventils gemäss Fig. 2 im Schaubild.
Gemäss Fig. 1 weist ein an sich bekannter thermostatgesteuertes Ventil, welche in ein Gehäuse 10 eingesetzt ist, einen Ausdehnungskörper 11 auf, welcher mit einem Anschluss 12 zu einem nicht dargestellten Wärmefühler verbunden ist. An der Kopfseite des Gehäuses 10 ist ein Sollwert-Einstellknopf 13 vorgesehen, welcher über die Abdeckplatte 14 am Gehäuse 10 herausragt. Mit Hilfe des Sollwert-Einstellknopfes 13 wird die gewünschte Einstellung vorgenommen, so dass je nach den am Wärmefühler vorhandenen Temperaturverhältnissen eine Beeinflussung des am äusseren Ende des Ausdehnungskörpers 11 vorgesehenen Schaltstiftes 15 eintritt.
Der Schaltstift 15 liegt auf einer Seite einer Schaltscheibe 16 in deren Zentrum auf, welche ihrerseits mit ihrem an der entgegengesetzten Seite hervorstehenden Aussenrand gegen eine auf einem in das Gehäuse 10 einschraubbaren Widerlager 17 abgestützte Sprungscheibe 18 anliegt, welche einen Hebelansatz 19 aufweist, der mit einem gabelförmigen Ende 19'eine an einem Führungsstift 20 geführte Führungsbuchse 21 untergreift. Die Führungsbuchse 21 ist mit einer Tragmuffe 22 verbunden, wobei eine Veränderung der Gesamtlänge beider Teile in gewissen Grenzen zwecks Einstellung vorgenommen werden kann. Die Tragmuffe 22 endet in einer Pendelspitze 23, auf welcher der Hauptgasventilkörper 24 aufruht, welcher durch den Hebelansatz 19 der Sprungscheibe 18 gegen die Wirkung einer Schliessfeder 25 von seinem Ventilsitz 26 abgehoben werden kann.
Das den Thermostaten aufnehmende Gehäuse 10 ist zugleich als Aufnahmegehäuse für das Hauptgasventil ausgebildet, welches auf diese Weise parallelachsig zum Thermostaten vorgesehen ist.
Durch das vom Thermostaten aus gesteuerte Hauptgasventil wird die Ein-Aus-Charakteristik entsprechend der am Wärmefühler vorhandenen Raumtemperaturen erreicht. Das Gehäuse 10 weist ander nach dem Hauptgasventil zu gerichteten Seite einen Gaseintrittstutzen 27 und einen Gasaustrittstutzen 28 auf, so dass vor dem Ventil ein Gaseingangsraum 29 und hinter dem Ventil ein Gasausgangsraum 30 vorhanden ist. Diese beiden Gasräume sind durch eine innerhalb des Aufnahmegehäuses 10 verlaufende absperrbare Umgehungsleitung 31 verbunden. Zu diesem Zweck ist am Gehäuse 10 ein Kleinbrandventilsitz 32 gebildet, auf welchem ein Kleinbrandventilkörper 33 unter der Wirkung einer Schliessfeder 34 aufliegt.
Der Kleinbrandventilkörper 33 ist mit einem Ventilstift 35 verbunden, dessen äusseres Ende als Abstützung für einen Übertragungshebel 36 dient, welcher um die Schwingachse 37 zu verschwenken ist. Zum Abheben des. Kleinbrandventilkörpers 33 von seinem Ventilsitz 32 ist an der Kopfseite des mit der Abdeckplatte 14 abgeschlossenen Gehäuses 10 eine Drucktaste 38 vorgesehen, an deren Innenseite ein Druckstössel 39 angebracht ist, der sich bis in die Nähe des Übertragungshebels 36 erstreckt. Der Druckstössel 39 ist dabei durch eine Querwand 40 des Gehäuses 10 gasdicht hindurchgeführt.
Zwischen dieser Querwand 40 und der Innenseite der Drucktaste 38 ist eine Druckfeder 41 eingespannt, welche die Drucktaste 38 in ihrer Aussenstellung hält, welche durch mindestens eine an der Drucktaste 38 vorspringende Schulter 42 bestimmt ist, die eine Anschlagkante 43 der Drucktaste 38 an der Innenseite der Abdeckplatte 14 ergibt. Um eine Offenstellung des Kleinbrandventil- körpers 33 zu erreichen, wird die Drucktaste 38 nach einwärts gedrückt.
Dabei gleitet ein an einer Seite der Drucktaste 38 angesetzter Verriegelungszapfen 44 in einer Steuerkurve aus ineinanderlaufenden Nutengängen, welche an einer Rastscheibe 45 angebracht sind, die um einen Zapfen 46 drehbewegliche am Gehäuse 10 gelagert ist, Der Verriegelungszapfen 44 an der Drucktaste 38 gleitet in der Steuerkurve etwa radial nach innen und geht anschliessend um eine kleine Strecke seitlich ausweichend nach aussen zurück und erreicht dabei eine Einraststellung, wie sie in den Zeichnungen mit gestrichelten Linien, insbesondere für den Verriegelungszapfen 441 dargestellt ist.
In dieser einwärts verriegelten Stellung der Drucktaste 38 ist durch das innere freie Ende des Druckstössels 39 der Übertragungshebel 36 in entsprechendem Umfang einwärts verschwenkt, so dass auch der Ventilstift 35 des Kleinbrandventilkörpers 33 entgegen der Wirkung der Schliessfeder 34 verschoben und damit der Kleinbrandventilkörper 33 vom Kleinbrandventilsitz abgehoben ist.
Auf diese Weise kann im Gaseingangsraum 29 befindliches Gas unter Umgehung des Hauptgasventils nach dem Gasausgangsraum 30 und damit nach dem Brenner des Gerätes strömen, der auf diese Weise mit kleinen Flammen weiterbrennen kann. Diese Kleinbrandstellung reicht im allgemeinen nicht
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zur vollständigen Beheizung aus, so dass vom Thermostat aus in entsprechenden Zeitabständen der Hauptgasventilkörper 24 geöffnet wird. In einem solchen Falle gehen die in Kleinbrandstellung brennenden Flammen des Brenners in grosse. Flammen über, ohne dass ein Überzündgeräusch entsteht, welches bei einer reinen Ein-Aus-Charakteristik lediglich mit Weiterbrennen der Zündflamme nicht zu erreichen ist.
Gemäss Fig. 2 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei welcher innerhalb des Gehäuses 10, u. zw. an dessen gemäss den Zeichnungen rechten Seite, wie bei der Ausführungsform gemäss Fig. 1 der Thermostat mit dem von demselben beeinflussten Hauptgasventilkörper 24 und dem im gleichen Aufnahmegehäuse untergebrachten Kleinbrandventilkörper 33, welcher von der Drucktaste 38 in die Offenstellung gebracht werden kann, untergebracht ist.
Diese inFig. 2 dargestellte Ausführungsform ist gegenüber der in Fig. l dargestellten Ausführungsform dahingehend erweitert, dass das Gehäuse 10 des Thermostaten mit dem Aufnahmegehäuse für das Gasventil zugleich als Aufnahmegehäuse für eine an sich bekannte thermoelektrische Zündsicherung ausgebildet ist, welcher eine Drucktaste 48 an der Kopfseite des Gesamtgehäuses zugeordnet ist, die mit der Drucktaste 38 für das Absperrorgan der Umgehungsleitung 31 in an sich bekannter Weise in Reihe angeordnet ist. Mit Hilfe der Drucktaste 48 kann der mit einer in den Zeichnungen nicht dargestellten Ankerplatte verbundene Sicherheitsventilkörper 49 an den innerhalb des in das Gehäuse 10 einschraubbaren Magneteinsatzes 50 angeordneten Elektromagneten, welcher ebenfalls nicht sichtbar ist, angedrückt werden.
Sobald der Sicherheitsventilkörper 49 mit Hilfe der Drucktaste 48 von seinem Ventilsitz 51 abgehoben ist, wobei gleichzeitig ein später beschriebenes Hilfsventil den Gasdurchgang zum Gaseingangsraum 30 sperrt, kann das durch den Gaseintrittstutzen 27 eintretende Gas über die Zündgasaustrittsöffnung 52 in den innerhalb des Gehäuses 10 angebrachten Zündgaskanal 53 strömen und von dem Zündgasanschlussstutzen 54 aus über eine nicht dargestellte Zündgasleitung zum Zündbrenner gelangen.
Nach dem Entzünden der Zündflamme wird in an sich bekannter Weise ein nicht dargestelltes und mit dem Magneteinsatz 50 verbundenes Thermoelement beheizt, welches den im Magneteinsatz 50 befindlichen Elektromagneten erregt, so dass die mit dem Sicherheitsventilkörper 49 verbundene Ankerplatte des Magneteinsatzes 50 am Elektromagneten festgehalten wird. Sobald der Sicherheitsventilkörper 49 seine Offenstellung durch die Wirkung des Thermostromes beibehält, kann die Drucktaste 48 in ihre Ausgangsstellung zurückgelassen werden.
Die Drucktaste 48 ist in gleicher Weise wie die Drucktaste 38 für das Absperrorgan an der Umgehungsleitung 31 mit mindestens einer Schulter 42 und dementsprechend mit einer Anschlagkante 43 versehen, welche sich unter der Wirkung der zwischen der Querwand 40 und der Innenseite der Drucktaste 48 eingespannten Druckfeder 41 gegen die Innenseite der Abdeckplatte 14 anlegt. Bei dem Zurückgehenlassen der Drucktaste 48 in ihre Ausgangsstellung wird der am inneren Ende des Druckstössels 55 lose angebrachte Hilfsventilkörper 56 durch den am Druckstössel 55 befestigten Anschlag 57 mitgenommen und auf diese Weise von seinem Ventilsitz 58 abgehoben, so dass das Gas in den vor dem Hauptgasventilkörper 24 befindlichen Gaseingangsraum 29 übertreten kann.
Der Gasaustrittstutzen 28 ist bei dieser Ausführungsform unterhalb des Gasausgangsraumes 30 angeordnet. Wenn der Gasaustrittstutzen 27 an Stelle der Durchtrittsöffnung 59 in der Wand 60 angeordnet wäre, welche die Abschlusswand der Zündsicherung bildet, könnte eine solche Armatur mit Zündsicherung, Gasventil und Thermostat Verwendung finden.
Es kann aber auch vorgesehen werden, dass das Gehäuse des Thermostaten mit den Aufnahmegehäusen für das Gasventil und die thermoelektrische Zündsicherung zugleich als Aufnahmegehäuse für eine an der Zündsicherung vorgesehene Abreisseinrichtung ausgebildet ist. Diese besteht aus einem am Magneteinsatz 50 gelagerten zweiarmigen Abreisshebel 6 1, der mit einem Armende den Sicherheitsventilkörper 49 untergreift und am andern Armende von einem Druckstössel 62 verschwenkt werden kann, welcher mit einer Drucktaste 63 an der Kopfseite des Gesamtgehäuses verbunden ist. Die Drucktaste 63 weist die gleiche Ausbildung wie die Drucktasten 38 und 48 auf und wird in gleicher Weise durch eine Druckfeder 41 in ihrer Aussenstellung mit der Anschlagkante 43 an der Abdeckplatte 14 anliegend in Stellung gehalten.
Die Drucktaste 63 für die Betätigung der Abreisseinrichtung ist an der Kopf- seite des Gesamtgehäuses 10 in Reihe mit der Drucktaste 38 für das Absperrorgan der Umgehungsleitung 31 und der Drucktaste 48 für die Betätigung des Sicherheitsventilkörpers 49 der Zündsicherung angeordnet. Dadurch ergibt sich einerseits, dass die in Druckrichtung der Drucktasten 38, 48 und 63 verlaufenden Mittelachsen und die Drehachse des Sollwert-Einstellknopfes 13 in einer Ebene zusammenfallen, und anderseits, dass eine sehr gedrungene Bauweise eines gemäss der Erfindung ausgebildeten ther- mostatgesteuerten Ventils geschaffen ist, wie es auch die perspektivische Aussenansicht gemäss Fig. 3 verdeutlicht.
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Wenn ein mit einer solchen Armatur ausgerüstetes gasbeheiztes Gerät in Betrieb genommen werden soll, wird gegebenenfalls nach Einstellen des Sollwert-Einstellknopfes 13 die Drucktaste 48 eingedrückt, so dass Zündgas zum Zündbrenner gelangen kann. Nach Entzünden der Zündflamme und Festhalten des Sicherheitsventilkörpers 49 in seiner Offenstellung durch den erzeugten Thermostrom kann entweder die Steuerung des Hauptgasventilkörpers 24 vom Thermostat aus abgewartet werden oder es kann durch Eindrücken der Drucktaste 38 die Umgehungsleitung 31 geöffnet und damit ein Brennen der Brennerflammen in Kleinbrandstellung erreicht werden, so lange nicht durch den Thermostat die Grossstellung der Brennerflammen herbeigeführt wird.
Wenn das Gerät ausser Betrieb gesetzt werden soll, genügt ein Druck auf die Drucktaste 63, wodurch der mit der Ankerplatte des Magneteinsatzes 50 verbundene Sicherheitsventilkörper 49 in seine Geschlossenstellung übergeht, so dass die Gaszufuhr vollständig abgesperrt ist, d. h., auch die Zündflamme am Brenner zum Erlöschen kommt.
Durch die erfindungsgemässe Ausbildung eines thermostatgesteuerten Ventils ist eine Armatur geschaffen, welche infolge ihres geringen Raumbedarfes sehr leicht an einem gasbeheizten Gerät eingebaut wer- den kann. Gerade die Form des Gesamtgehäuses als Quader ergibt an der Kopfseite desselben eine verhält- nismässig schmale leistenartige Ausbildung, welche als wesentliches Einbaumass zugrundegelegtwerden muss.
Von der durch die Kopfseite der Armatur gebildeten einzigen Stelle aus können dann alle Bedienungshandgriffe durchgeführt werden, da durch Eindrücken der Drucktaste 48 das Zündgas freigegeben wird, während durch Betätigen der Drucktaste 38 eine Klein-Gross-Stellung der Brennerflammen erreichbar ist, wenn nicht auf eine derartige Stellung verzichtet wird und in einem solchen Falle die Ein-Aus-Charakteristik des Gasventils zur Wirkung kommt. Die eingangs erwähnten Forderungen werden durch ein erfindungsgemäss ausgebildetes Ventil voll und ganz erfüllt und darüber hinaus die bereits erwähnten Vorteile erzielt.
Eine äquivalente Anpassung der Einzelteile an verschiedenen Grössen von Gasventilen oder Zündsicherungen ist im Rahmen des Erfindungsgedankens möglich.