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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Begrenzung und/oder Konstanthaltung der Durchflussmenge des brennbaren Mediums für Flüssiggasfeuerzeuge, bestehend aus einem in den Feuerzeugkörper gasdicht einsetzbaren Verbindungsstück zwischen Flüssiggasbehälter und Brenner, das in einer Verbindungsöffnung zwischen Flüssiggasbehälter und Brenneröffnung einen zumindest teilweise porösen, gasdurchlässigen Körper aus gepresstem, pulverförmigem Material aufweist.
Eine solche Einrichtung besteht beispielsweise aus einem aus Metallpulver gesinterten porösen Körper in Form einer Tablette im Inneren eines Verbindungsstückes, welches an der oberen Öffnung des Flüssiggasbehältnisses eingebaut ist. Die Durchflussmenge ist durch das Material, die Porosität, die Struktur und Dimension des Körpers bestimmt. Durch Herstellungstoleranzen beim Vormaterial und des daraus geformten Körpers kommt es zu stark variierenden Durchflussmengen selbst innerhalb eines einzelnen Körpers, verursacht durch die Verteilung und Dimension der Poren und Kanäle, deren Gleichmässigkeit die Voraussetzung für eine gleichmässige Vergasung des Flüssiggases ist. Die Höhe der Gasflamme weicht dadurch vom gewünschten Wert ab und brennt unregelmässig.
Eine genaue Bestimmung der zu erwartenden Flammengrösse bei der Erzeugung der porösen Tablette ist praktisch kaum gegeben, wobei zusätzlich ein bei der Massenfertigung schwieriges Problem auftritt, da die Mantelperipherie der Tablette gasdicht im Verbindungsstück angeordnet sein muss, damit gewährleistet bleibt, dass die einzige Verbindung vom Flüssiggasbehältnis zur Brennöffnung durch den porösen Körper führt.
Die AT-PS Nr. 157429 beschreibt ein Feuerzeug mit einem regelbaren Drosselkörper aus einem porösen, zusammendrückbaren Stoff, beispielsweise Filz. Sie bezieht sich offensichtlich auf die seinerzeit üblichen Benzinfeuerzeuge, bei denen der Docht ebenfalls einen porösen Drosselkörper darstellte, der aber nicht regelbar war.
Die US-PS Nr. 2, 892, 251 offenbart die Verwendung eines aus pulverförmigem oder körnigem Material gepressten Körpers, der nach einer eventuellen Vorverdichtung in eine nur einseitig offene Hülse eingepresst wird, worauf der Boden der Hülse zur Bildung einer Gasdurchlassöffnung angebohrt wird. Die Verdichtung des Körpers erfolgt über den gesamten Querschnitt gleichmässig, wobei der Verdichtungsgrad auf die gewünschte Durchlässigkeit abgestimmt werden soll.
Ein wesentlicher Nachteil dieses Vorschlages liegt darin, dass die Durchflussmenge während des Pressens nicht kontrolliert werden kann, da einerseits noch keine Durchlassbohrung vorhanden ist und anderseits der Pressstempel den gesamten Querschnitt des porösen Körpers einnimmt. Auf Grund von unvermeidbaren Produktionsstreuungen bei der Dosierung bzw. beim Pressen treten daher in den Produktionsserien grössere Unterschiede im Durchfluss auf, die stark unterschiedliche Flammengrössen verursachen.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Einrichtung eingangs erwähnter Art mit einem porösen Körper, welcher eine bei der Massenfertigung exakt justierbare und reproduzierbare Durchlassmenge aufweist.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass der in der Verbindungsöffnung zwischen Flüssiggasbehälter und Brenneröffnung angeordnete, zumindest teilweise poröse und gasdurchlässige Körper aus gepresstem. pulverförmigem Material eine hochverdichtete Zone mit einer vorzugsweise eine Vertiefung ausbildenden und der Brenneröffnung zugekehrten Oberfläche aufweist, an welche eine weniger verdichtete Zone mit einer Oberfläche anschliesst, wobei die Gasdurchlässigkeit der hochverdichteten Zone weniger als 10% der gesamten Gasdurchlässigkeit und das Verhältnis der Querschnittsfläche der hochverdichteten Zone zur Querschnittsfläche der weniger verdichteten Zone vorzugsweise 3 : 1 bis 4 : 1 beträgt.
In der Ausgestaltung der Erfindung kann die dem Flüssiggasbehälter zugekehrte Stirnfläche des Körpers weniger verdichtete Teilbereiche, vorzugsweise randseitige Aussparungen aufweisen, deren addierte Gasdurchlässigkeit mindestens gleich der Gasdurchlässigkeit der gesamten der Brenneröffnung zugekehrten Oberfläche ist.
Zweckmässig nimmt der Grad der Verdichtung zur unteren Oberfläche hin ab, wobei die untere Oberfläche zumindest eine gleichgrosse oder grössere Durchlässigkeit aufweist als die obere.
Vorzugsweise ist die Oberfläche der vertieften Zone im wesentlichen gasundurchlässig und von einer gasdurchlässigen Oberfläche umschlossen.
Die Erfindung bezieht sich weiters auf eine Vorrichtung mit zwei Stempeln zur Herstellung
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der Einrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Querschnitt des einen Stempels für das Pressen entsprechend der Form der Vertiefung ausgebildet ist, wogegen der andere Stempel im wesentlichen dem Querschnitt der Bohrung des Verbindungsstückes angepasst ist, und am Rande mit zumindest einer, vorzugsweise mit drei Aussparungen versehen ist, so dass während des Pressens ein gasförmiges Medium über die Aussparungen und die gasdurchlässige Zone in den porösen Körper innerhalb des Verbindungsstückes zur Bestimmung der Gasdurchflussmenge einströmt und den porösen Körper über die gasdurchlässige Zone verlässt, wobei das Pressen beim Erreichen der gewünschten Gasdurchflussmenge beendet wird.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung werden nachfolgend an Hand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen in stark vergrössertem Massstab Fig. l einen Längsschnitt eines Ausführungsbeispieles gemäss der Erfindung während der Herstellung und Fig. 2 einen Querschnitt eines erfindungsgemäss verwendeten Presswerkzeuges.
In Fig. 1 ist mit --1-- ein stabil dimensioniertes Verbindungsstück bezeichnet, welches zwischen einem Flüssiggasbehältnis (nicht dargestellt) und einer Brennöffnung (nicht dargestellt) eines Flüssiggasfeuerzeuges angeordnet ist. Das Verbindungsstück-l-ist mit kreisförmigem Querschnitt ausgebildet, kann aber gegebenenfalls von der Kreisform abweichen.
Um die Stabilität von Steifigkeit des Verbindungsstückes-l-zu gewährleisten, ist dieses vorzugsweise aus Metall, z. B. aus Messing mit einer Zugfestigkeit von zumindest 600 N/mm"ausge- führt. Das Verbindungsstück-l-weist eine konzentrische durchgehende Bohrung --2-- auf, welche sich jedoch auf der zur Brennöffnung weisenden Seite zu einer Bohrung --3-- kleineren Durchmessers verengt, so dass ein Absatz oder eine Schulter --4-- entsteht. Der Übergang zwischen der Bohrung - und der kleinen Bohrung --3-- ist vorzugsweise als Facette --3a-- ausgebildet.
Der Durchmesser der kleineren Bohrung --3-- ist etwa halb so gross wie der der grösseren Bohrung --2--, und der Aussendurchmesser des Verbindungsstückes-l-ist zumindest eineinhalb mal so gross wie der Durchmesser der grösseren Bohrung --2--. Selbstverständlich können auch andere Proportionen gewählt werden.
Das Verbindungsstück-l-wird zur Herstellung des porösen Körpers auf einem unteren Stempel --5-- einer Pressvorrichtung aufgesetzt, wobei die Schulter-4-- als Auflagefläche dient und der Durchmesser des Stempels --5-- ein möglichst geringes Spiel zur Bohrung --3-- des Verbindungs- stückes-l-auf weist, um eine gute Zentrierung zu erreichen.
In Fig. 2 ist der Grundriss des unteren Stempels --5-- dargestellt. Der untere Stempel --5-weist in diesem Ausführungsbeispiel an seinem Umfang im Bereiche des stirnseitigen Endes drei halbkreisförmige Aussparungen --6-- auf. In Fig. 2 ist der Durchmesser der kleineren Bohrung --3-des Verbindungsstückes --1-- als Projektion mit strichpunktierter Linie eingetragen, wobei die sich überschneidenden vollen Linien der halbkreisförmigen Aussparungen --6-- mit der strichpunktierten Linie drei schraffierte Flächen --7-- bilden, deren Funktion später erläutert wird.
Zur Fig. 1 zurückkehrend, wird in den durch die Bohrung --3-- und der Stirnseite des Stempels --5-- gebildeten Raum das pulverförmige Material in dosierter Menge eingebracht, welches aber auch gegebenenfalls als vorverdichteter Körper eingebracht werden kann. Als Material eignet sich besonders Bronze mit 10% Zinngehalt in spratziger Form mit einer Korngrösse von 60 bis 100 pm. Dieses Material lässt sich durch die unregelmässige, zerklüftete Auswüchse aufweisende Oberfläche der einzelnen Körner in vorteilhafter Weise durch Pressen mechanisch verbinden und verfestigen, ohne dass es mit Wärme gesintert werden muss.
Anschliessend wird ein oberer Stempel --8-- der Pressvorrichtung von oben in das Verbindungs- stück-l-eingeführt. Der sorgfältig polierte Vorderteil des Stempels --8-- weist in diesem Ausführungsbeispiel einen runden Querschnitt und vorzugsweise eine nach unten abnehmende leichte Konizität von etwa 2 auf, die u. a. zur leichteren Entformung unter Bewahrung der gepressten Struktur dient.
Der obere Stempel --8-- wird unter Druckeinwirkung auf das pulverförmige Material abgesenkt, so dass dieses durch die Frontfläche des Stempels zusammengedrückt, d. h. verdichtet wird und den porösen Körper --9-- bildet. Durch die dabei auch seitlich wirkenden Kräfte verbindet sich das pulverförmige Material formschlüssig und dicht mit der Wandung --31-- des Verbindungs- stückes --1--, wodurch auch ein guter Wärmeleitkontakt zwischen dem porösen Körper --9-- und dem Verbindungsstück-l-entsteht, der sich in vorteilhafter Weise bei der Vergasung von Flüssig-
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gas auswirkt, da dadurch die dabei entstehende Abkühlung besser kompensiert werden kann, wobei die Poren und/oder Kanäle unverändert bleiben.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, werden, bedingt durch die halbkreisförmigen Aussparungen --6-des Stempels --5--, Zonen --7-- am Rande der unteren Oberfläche --12-- des porösen Körpers --9-- ausgebildet, die gasdurchlässiger sind als der Rest der unteren Oberfläche, da die gegen die Stirnfläche des Stempels --5-- anliegende restliche Oberfläche durch den Pressvorgang verdichtet wird. Während des Pressvorganges wird gleichzeitig ein geeignetes, z.
B. gasförmiges Medium durch das Verbindungsstück --1-- unter Druck geleitet, wobei das Gas über die Aussparungen --6-- und die nicht vom Stempel --5-- bedeckten Flächen --7-- (Fig. 2) in den porösen Körper --9-- einströmt, und diesen im Bereich der nicht durch den Stempel --8-- berührten gasdurchlässigen, in diesem Beispiel kreisringförmigen Zone --10--, verlässt. Ein am Verbindungsstück-l-angeschlossenes Gasdurchflussmengen-Messgerät zeigt die Durchflussmenge fortwährend an. Ist mit zunehmendem Druck auf den Stempel --8-- das pulverförmige Material derart verdichtet, dass die gewünschte Durchflussmenge von z.
B. 1 cm3/min Luft, Argon u. a. bei einem Gasdruck von zirka 1 bar bei Normalbedingungen gemessen wird, so wird der Pressvorgang beendet, d. h. die beiden Stempel entfernt.
Durch den Pressvorgang entsteht auf der oberen Seite des porösen Körpers eine vertiefte Zone, welche sich aus der Kreisfläche --11-- und der konischen Wandung --l1a-- zusammensetzt, unterhalb welcher das Material derart verdichtet ist, dass es praktisch gasundurchlässig, d. h.
"versiegelt", ist. Im Gegensatz dazu ist diese vertiefte Zone --11, lla-- von der kreisringförmigen Zone --10-- umgeben bzw. umschlossen, unterhalb welcher das Material gasdurchlässig, d. h. wenig verdichtet ist. Der Grad der Verdichtung ist in der Nähe der Vorderseite des Stempels --8-- durch den Pressvorgang bedingt am höchsten, abhängig vom Ausmass der Vertiefung, und nimmt von dort an gegen die untere Oberfläche --12-- hinzu ab, da sich das pulverförmige Material nicht wie eine Flüssigkeit verhält. Der Grad der Verdichtung ist im Bereich der unteren Oberfläche--12-- des porösen Körpers --9-- auch deshalb geringer, weil die Auflagefläche des Stempels --5-- grösser als die Fläche der vertieften Zone --11, lla-- ist.
Das Verhältnis zwischen der Fläche der kreisringförmigen Zone --10-- und der gesamten oberen Oberfläche --10, 11, lla-- beträgt vorzugsweise 1 zu 4 bis 1 zu 3. Die Durchflussmenge wird daher im wesentlichen durch das Ausmass der Verdichtung des gesamten Materials im porösen Körper --9-- festgelegt (insbesondere im Bereich der gasdurchlässigen Zone --10--, während die Flächen --11, lla-- wie erwähnt durch die Kompression des Stempels --8-- gasundurchlässig werden), so dass eine einfache und rasche Justiermöglichkeit während der Erzeugung des porösen Körpers gegeben ist.
Praktische Versuche haben gezeigt, dass sich der Wert der Durchflussmenge nach der Entfernung der beiden Stempel-5 und 8-- praktisch kaum verändert, d. h. die Veränderung unter 5% bleibt, so dass eine Massenfertigung örtlich getrennt von der Montage des Verbindungsstückes mit dem Feuerzeug ermöglicht wird und keine nachträgliche Justierung erforderlich ist. Der Verfestigungsgrad des porösen Körpers --9-- im Verbindungs- stück-l-ist ausserdem genügend gross, so dass beim Hantieren, beim Verpacken, beim Transport, bei der Montage und bei der Benutzung keine Gefahr der Veränderung besteht.
Als Material für die Stempel --5 und 8-- wird vorzugsweise Wolframkarbid verwendet, welches die erwünschte hohe Lebensdauer des Presswerkzeuges garantiert.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Beispiel beschränkt. So kann z. B. der Stempel - statt kreisförmig, viereckig, sechseckig oder von sonstiger geometrischer Gestalt sein, so dass auch die vertiefte Zone --11, lla-- des porösen Körpers --9-- diese Formen annehmen kann. Desgleichen kann die Vorderseite des Stempels --8-- an Stelle von konzentrisch, exzentrisch angeordnet sein. Auch die Form, Lage und Zahl der Aussparungen --6-- im unteren Stempel --5-- kann variieren. Letztlich kann der Stempel --8-- z. B. als Rohr ausgebildet sein, so dass die vertiefte Zone am Rande des porösen Körpers --9-- ausgebildet wird. Schliesslich kann die Form der Bohrung - von der Zylinderform abweichen und allenfalls Aussparungen, Nuten od. dgl. Vertiefungen besitzen.