DE102009011611A1

DE102009011611A1 - Gasregelarmatur

Info

Publication number: DE102009011611A1
Application number: DE200910011611
Authority: DE
Inventors: Barbara Happe; Frank Pusch
Original assignee: Mertik Maxitrol GmbH and Co KG
Current assignee: Maxitrol GmbH and Co KG
Priority date: 2009-03-04
Filing date: 2009-03-04
Publication date: 2010-09-09
Anticipated expiration: 2029-03-05
Also published as: RU2011137002A; CA2753815C; AU2010220623B2; UA103654C2; SI2404113T1; US20140137954A1; EP2404113B8; WO2010099915A2; WO2010099915A3; US20120024401A1; RU2534295C2; US8602047B2; US9151497B2; DE102009011611B4; PT2404113T; EP2404113B1; EP2404113A2; CA2753815A1; ES2645027T3; AU2010220623A1

Abstract

Es soll eine Gasregelarmatur geschaffen werden, bei der die durch Schwankungen der Umgebungstemperatur hervorgerufenen Verfälschungen des zu regelnden Temperaturwertes verhindert werden. Auch soll eine Nachrüstung ohne Eingriff in den gasführenden Raum ermöglicht werden. Außerhalb des gasführenden Raumes der Gasregeltemperatur befinden sich zwischen einem Bedienungselement (18) zur Einstellung der gewünschten Temperatur und einem längsbeweglichen Stößel (8), dessen Lage über einen Metallfaltenbalg (9), der über eine Kapillarleitung (10) mit einem Temperaturfühler (11) verbunden ist, veränderbar ist, ein oder mehrere Bimetallscheiben (17). Über den in den gasführenden Raum hineinragenden Stößel (8) wird ein Schalter betätigt, der ein Ventil zur Regelung des Gasstromes zum Hauptbrenner ansteuert. Die Bimetallscheiben (17) sind dabei so angeordnet, dass durch deren sich in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur in Bewegungsrichtung des Stößels (8) verändernde Gesamthöhe die Lage des Metallfaltenbalges (9) beeinflussbar ist. Die Gasregelarmatur kann zur Zündung und zur Regelung eines einem Brenner zufließenden Gasstromes benutzt werden.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Gasregelarmatur für einen Gasheizofen oder dergleichen nach dem Oberbegriff des ersten Patentanspruches.
Stand der Technik
Gasregelarmaturen für einen Gasheizofen oder dergleichen gibt es in einer Vielzahl von Ausführungen. Sie dienen zur Zündung und zur Steuerung bzw. Regelung eines einem Brenner zufließenden Gasstromes bei Gewährleistung der Sicherheit für Betreiber und Anlage. Als Regelgröße dient dabei üblicherweise die Raumtemperatur, die durch einen Temperaturfühler erfasst wird, der über eine Kapillarleitung mit einem Metallfaltenbalg als Hubelement verbunden ist.
Dabei gibt es Gasregelarmaturen, bei denen der Hauptstrom ein- bzw. ausgeschaltet wird (Zweipunktregler) oder aber die Gasregelarmatur weist eine Kombination zwischen Zweipunktregler und Proportionalregler auf.
So ist vorzugsweise für den Einbau in Einzelraumheizern aus der DE 299 05 204 U1 eine Gasregelarmatur bekannt, die ohne Hilfsenergie arbeitet. Bei dieser Gasregelarmatur ist im Gehäuse nach dem Hauptventil das Schaltsystem eines kombinierten Proportionalreglers/Zweipunktreglers angeordnet. Dieses Schaltsystem ist über eine temperaturempfindliche Stelleinrichtung beeinflussbar. Sie besteht aus einem außerhalb des Gehäuses befindlichen Temperaturfühler und einem in der Gasregelarmatur angeordneten Metallbalg, die beide über eine Kapillarleitung miteinander verbunden sind, wobei alle Teile flüssigkeitsgefüllt sind. Derartige Stelleinrichtungen arbeiten nach dem Prinzip der Flüssigkeitsausdehnung bei Temperaturerhöhung. Ändert sich die Temperatur am Temperaturfühler, so be wirkt diese Änderung eine entsprechend gerichtete Bewegung des Metallbalges. Dieser Hub wird auf das Schaltsystem übertragen.
Deshalb müssen Gasregelarmaturen üblicherweise im Rahmen der Fertigung einjustiert werden. Bei dieser Justierung sind die Kapillarleitung und der Metallfaltenbalg der in ihrem Umfeld herrschenden Temperatur ausgesetzt. Sobald im späteren praktischen Betrieb andere Umgebungstemperaturen herrschen kommt es nachteiliger Weise zu einer Verfälschung der Regeltemperatur bezogen auf den eingestellten, d. h. gewünschten Sollwert. Das wird besonders gravierend und nicht mehr hinnehmbar, wenn es sich nicht um eine relativ konstante Abweichung der Umgebungstemperatur handelt, sondern starke Schwankungen auftreten. Dies ist jedoch fast immer der Fall, wenn sich die Gasregelarmatur zur Erzielung einer kompakten Bauweise des Gasheizofens innerhalb desselben, also in der Nähe des Gasbrenners befindet.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde eine Gasregelarmatur zu schaffen, bei der die durch Schwankungen der Umgebungstemperatur hervorgerufenen Verfälschungen des zu regelnden Temperaturwertes verhindert werden. Weiterhin soll die Gasregelarmatur einen möglichst einfachen Aufbau aufweisen. Auch soll eine Nachrüstung ohne Eingriff in den gasführenden Raum ermöglicht werden.
Erfindungsgemäß wird das Problem dadurch gelöst, dass sich außerhalb des gasführenden Raumes der Gasregelarmatur ein oder mehrere Bimetallscheiben zwischen einem Bedienungselement zur Einstellung der gewünschten Temperatur und einem längsbeweglichen Stößel befinden. Über den in den gasführenden Raum hineinragenden Stößel wird ein Schalter betätigt, der zumindest ein Ventil zur Regelung des Gasstromes zum Hauptbrenner ansteuert. Die Bimetallscheiben sind dabei so angeordnet, dass durch deren sich in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur in Bewegungsrichtung des Stößels verändernde Gesamthöhe die Lage des Metallfaltenbalges beeinflussbar ist.
Damit wurde eine Lösung gefunden, mit der es möglich ist den Umgebungstemperatureinfluss zu beseitigen. Die bei hoher Umgebungstemperatur entstehende zusätzliche Ausdehnung des Metallfaltenbalges in Form eines zusätzlichen Hubes wird mittels der Bimetallscheiben kompensiert. Dabei zeichnet sich die Lösung durch ihren einfachen Aufbau und ihre einfache Wirkungsweise aus.
Besonders günstig ist es, wenn die Bimetallscheiben möglichst nahe dem Metallfaltenbalg zwischen diesem und dem Bedienungselement angeordnet sind. Damit sind beide dem gleichen Temperatureinfluss ausgesetzt und es erfolgt eine sehr genaue Kompensierung.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung ergibt sich, wenn sich auf dem Metallfaltenbalg ein Zwischenstück abstützt, insbesondere, wenn das Zwischenstück auf seiner dem Metallfaltenbalg abgewandten Stirnseite zusätzlich noch einen axialen Zapfen zur Aufnahme der dann mittig gelochten Bimetallscheiben aufweist und der Zapfen in einer Führungsbohrung eines fest mit dem Bedienungselement verbundenen Druckstückes, an dem sich die Bimetallscheiben abstützen, geführt ist.
Bei dieser Ausgestaltung bilden die Bimetallscheiben zusammen mit dem Zwischenstück und günstiger Weise auch noch dem Druckstück eine Baugruppe, die bereits vormontiert sein kann und sich im Rahmen der Fertigung oder einer Nachrüstung sehr einfach einbauen lässt.
Um auch noch zu einem späteren Zeitpunkt in einfacher Art und Weise Veränderungen an der Temperaturjustierung vornehmen zu können, ist es vorteilhaft, wenn im Druckstück ein von Außen in axialer Richtung lageeinstellbares Justierelement eingesetzt ist, auf dem sich die Bimetallscheiben abstützen.
Ausführungsbeispiel
Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben. Es zeigen:
1 eine erfindungsgemäße Gasregelarmatur, teilweise im Schnitt
2 eine Detailansicht A der erfindungsgemäßen Gasregelarmatur aus 1
3 eine veränderte Detailansicht A der erfindungsgemäßen Gasregelarmatur aus 1
Die in der 1 dargestellte beispielhafte erfindungsgemäße Gasregelarmatur ist ein Schalt- und Regelgerät, das vorzugsweise für den Einbau in einen Gasheizofen oder dergleichen bestimmt ist. Sie ermöglicht die Bedienung und Überwachung eines Brenners, indem die zum Brenner strömende Gasmenge gesteuert wird.
Die Gasregelarmatur besteht aus einem Gehäuse 1, das einen durch Richtungspfeil gekennzeichneten Gaseingang 2 und einen ebenfalls durch einen Richtungspfeil gekennzeichneten Gasausgang 3, sowie einen Zündgasausgang 4 aufweist. In dem Gehäuse 1 sind in Strömungsrichtung des Gases gesehen, nachfolgende Funktionseinheiten untergebracht:

– Inbetriebnahme mit dazugehörigem Bedienungselement 5,
– Zündsicherungsventil und Hauptventil mit Wiedereinschaltverriegelung,
– Druckregler 6,
– Temperaturregeleinheit 7 für die zum Hauptbrenner strömende Gasmenge.

Aufbau und Wirkungsweise der Inbetriebnahme, des Zündsicherungs- und des Hauptventils sowie des Druckreglers 6 sind dem Fachmann bekannt. Auf eine nähere Darstellung und Erläuterung der Einzelheiten wird deshalb in diesem Ausführungsbeispiel verzichtet.
Im Gehäuse 1, stromab des Hauptventils im Strömungsweg des Gasstromes für den Hauptbrenner, ist nach dem Druckregler 6 ein Ventil, das eine sprungförmige Ein- und Ausschaltung im Teillastbereich bewirkt angeordnet. Es ist durch einen Schalter ansteuerbar.
Ein mit dem Schalter in kraftschlüssiger Verbindung stehender und längsbeweglicher Stößel 8 ragt aus dem gasführenden Raum des Gehäuses 1 heraus. Mit seinem dem Schalter abgewandten Ende stützt sich der Stößel 8 an einem Metallfaltenbalg 9 ab. Der Metallfaltenbalg 9 ist über eine Kapillarleitung 10 mit einem Temperaturfühler 11 verbunden. Metallfaltenbalg 9, Kapillarleitung 10 und Temperaturfühler 11 sind mit einer thermoaktiven Flüssigkeit gefüllt.
Auf seiner dem Stößel 8 abgewandten Seite stützt sich, in diesem Ausführungsbeispiel günstiger Weise über eine dazwischen gelagerte Kugel 12, auf dem Metallfaltenbalg 9 ein Zwischenstück 13 ab, das mit einem auf der dem Metallfaltenbalg abgewandten Stirnseite befindlichen axialen Zapfen 15 in einer Bohrung 16 eines Druckstückes 14 geführt wird, das wiederum in einem im Inneren eines zum Gehäuse 1 zugehörigen rohrförmigen Aufsatzes 19 befindlichen Gewindes schraubbar geführt ist, um im Rahmen der Fertigung eine Temperaturjustierung vornehmen zu können. Das Druckstück 14 ist seinerseits fest mit einem Bedienungselement 18 zur Einstellung der gewünschten Temperatur verbunden, indem es beispielsweise eingepresst ist.
Der Zapfen 15 ragt durch mehrere mittig gelochte Bimetallscheiben 17, die sich einerseits auf der dem Metallfaltenbalg 9 abgewandten Stirnseite des Zwischenstückes 13 und andererseits am Druckstück 14 abstützen. Jede Bimetallscheibe 17 weist eine gewölbte Form auf, die bewirkt, dass sich ihre Bauhöhe bei Erwärmung verringert.
Bei einer in 3 dargestellten veränderten Ausführungsform ist ein Justierelement 23 stirnseitig und mittig in das Druckstück 14 eingeschraubt, wobei das Justierelement in diesem Fall selbstredend mit der Bohrung 16 versehen ist. An diesem Justierelement 23 stützen sich die Bimetallscheiben 17 ab. Über eine Öff nung 24 im Bedienungselement 18 ist es möglich auch zu einem späteren Zeitpunkt die bei der Fertigung vorgenommene Temperaturjustierung zu verändern.
Die gewählte Anzahl und Anordnung der Bimetallscheiben 17 ist abhängig von dem zu kompensierendem Hub des Metallfaltenbalges 9 und der zu übertragenden Kräfte. Bekannter Weise können mit der Anordnung der Bimetallscheiben 17 unterschiedliche Wirkungen erzielt werden. So ist ein Stapel von Bimetallscheiben 17 mit gleich gerichteter Wölbung in der Lage höhere Kräfte zu übertragen, kann aber nur so viel Hub, wie eine Bimetallscheibe 17 kompensieren. Werden die Bimetallscheiben 17 paarweise mit entgegengesetzter Wölbung angeordnet, so addiert sich der Hub der Bimetallscheiben 17. Es kann aber nur so viel Kraft weiter geleitet werden, wie es mit einer Bimetallscheibe 17 möglich ist.
So werden in diesem Ausführungsbeispiel vier Bimetallscheiben 17 eingesetzt, die paarweise gegeneinander gewölbt eingebaut sind und den Umgebungstemperatureinfluss auf die Temperaturregeleinheit 7 kompensieren.
Das Druckstück 14 ist in diesem Ausführungsbeispiel zweigeteilt ausgeführt und besteht aus einem topfförmigen Oberteil 20 und einem rohrförmigen Unterteil 21, die fest miteinander verbunden, zum Beispiel verpresst sind. Auf seiner dem Oberteil 20 zugewandten Seite weist das Unterteil 21 eine umlaufende Ausdrehung 22 auf, in der sich das Zwischenstück 13 bei der Montage abstützen kann. Durch das Oberteil 20 erfolgt eine Umhüllung der auf dem Zapfen 15 befindlichen Bimetallscheiben 17 (2). Dadurch entsteht eine Baugruppe, die sich insbesondere für eine einfache Nachrüstung eignet.

1: Gehäuse
2: Gaseingang
3: Gasausgang
4: Zündgasausgang
5: Bedienungselement
6: Druckregler
7: Temperaturregeleinheit
8: Stößel
9: Metallfaltenbalg
10: Kapillarleitung
11: Temperaturfühler
12: Kugel
13: Zwischenstück
14: Druckstück
15: Zapfen
16: Bohrung
17: Bimetallscheibe
18: Bedienungselement
19: Aufsatz
20: Oberteil
21: Unterteil
22: Ausdrehung
23: Justierelement
24: Öffnung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 29905204 U1 [0004]

Claims

Gasregelarmatur für einen Gasheizofen oder dergleichen mit einem thermostatischen Zündsicherungsventil und einem Hauptventil, die gemeinsam sowohl zur Zündsicherung als auch zur Aufspaltung des Gasstromes in Anteile für einen Hauptbrenner und einen Zündbrenner des Gasheizofens dienen, mit einem eine sprungförmige Ein- und Ausschaltung bewirkendem Ventil, das stromab des Hauptventils im Strömungsweg des Gasstromes für den Hauptbrenner angeordnet ist, und das durch einen Schalter ansteuerbar ist, und das mit weiteren, sekundären Funktionselementen in einem Gehäuse (1) untergebracht ist, wobei der Schalter über einen längsbeweglichen Stößel (8) betätigbar ist, der aus dem gasführenden Bereich des Gehäuses (1) herausführt und dessen Lage über einen Metallfaltenbalg (9), der über eine Kapillarleitung (10) mit einem Temperaturfühler (11) verbunden ist, veränderbar ist, wobei sich der Metallfaltenbalg (9) an einem seine Lage beeinflussenden Bedienungselement (18) abstützt, das manuell oder/und durch eine Antriebseinheit betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Stößel (8) und dem Bedienungselement (18) ein oder mehrere Bimetallscheiben (17) angeordnet sind, durch deren sich in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur in Bewegungsrichtung des Stößels (8) verändernde Gesamthöhe die Lage des Metallfaltenbalges (9) beeinflussbar ist.
Gasregelarmatur für einen Gasheizofen oder dergleichen nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bimetallscheiben (17) zwischen dem Metallfaltenbalg (9) und dem Bedienungselement (18) angeordnet sind.
Gasregelarmatur für einen Gasheizofen oder dergleichen nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich auf dem Metallfaltenbalg (9) ein Zwischenstück (13) abstützt, und dass sich die Bimetallscheiben (17) einerseits auf der dem Metallfaltenbalg (9) abgewandten Stirnseite des Zwi schenstückes (13) und andererseits an dem Bedienungselement (18) abstützen.
Gasregelarmatur für einen Gasheizofen oder dergleichen nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenstück (13) einen axialen Zapfen (15) zur Aufnahme der mittig gelochten Bimetallscheiben (17) aufweist, der in einer Bohrung (16) eines fest mit dem Bedienungselement (18) verbundenen Druckstückes (14), an dem sich die Bimetallscheiben (17) abstützen, geführt ist.
Gasregelarmatur für einen Gasheizofen oder dergleichen nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Druckstück (14) ein in axialer Richtung auf die Bimetallscheiben (17) einwirkendes, lageeinstellbares Justierelement (23) verbunden ist.