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Die Erfindung bezieht sich auf Steuerventile für die Gaszufuhr an
Gasbrennern, insbesondere Verbrauchergeräten für den Haushalt.
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Steuerventile, die einem nur geringen Verschleiß unterliegen, sind
bekannt. Diese Ventile umfassen mindestens einen axial bewegbaren Verschlußteller,
dem ein Antriebsglied zugeordnet ist, welches die Drehbewegung des Einstellgriffes
in eine axiale Bewegung des Ventiltellers umwandelt und den Verschluß aus seiner
normalen Schließstellung entgegen der Wirkung von federnden Mitteln, die denselben
in dieser Stellung zu halten suchen, verstellt.
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Diese Ventile, welche durch federnde Mittel geschlossen werden, lassen
sich nur derart einbauen, daß der Druck des zuströmenden Gases die Abdichtung fördert
und die Gaszuström- und Ausströmleitungen nicht umgetauscht werden können. Etwaige
Beschädigungen bzw. ein Versagen dieser federnden Mittel machen das Ventil unbrauchbar
und führen zu gefährlichen Leckgasverlusten.
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Ferner ist das schraubkurvenförmige Antriebsglied bei Tellerventilen
der erwähnten Art außerhalb der durch das Gas durchflossenen Bohrungen angeordnet
und bewirkt die Verstellung des Absperrgliedes zwecks Öffnens mittels einer Achse,
welche in diese durch das Gas durchflossenen Bohrungen über eine mit Dichtung versehene
Öffnung reicht. Die Abnutzung der Dichtung kann also zu Gasleckverlusten beim Gebrauch
des Ventils Anlaß geben.
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Die der Erfindung zugrunde liegende technische Aufgabe besteht darin,
ein Ventil zum Steuern der Zufuhr von Brenngasen an Brennern von Gasverbraucherapparaten,
insbesondere Haushaltapparaten,. zu schaffen, welches mit einem tellerförmigen Absperrglied
versehen ist und die oben erläuterten Nachteile bekannter Ventile dieser Art vermeidet
und geeignet ist, in der durch das Absperrglied geschlossenen Stellung das Gas völlig
abzusperren und Leckverluste an der Dichtung zu vermeiden, welche den außerhalb
des Ventils reichenden Antriebsgliedteil umgibt.
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Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von einem Steuerventil
für die Zufuhr von Brenngas an Brennern von Gasverbrauchergeräten, insbesondere
Haushaltsapparaten,- aus, welches ein abgedichtetes Gehäuse aufweist, in welchem
eine Trennwand zwei benachbarte, die Gasanschlüsse aufweisende Räume gegeneinander
abgrenzt, von denen der erste Casein- oder -auslaßraum durch einen beim Drehen des
Steuergriffes über eine Schraubkulisse axial verschiebbaren Ventilteller verschließbar
ist, während bei Bewegung in entgegengesetzter Richtung ein zweiter, mit dem ersten
achsverbundener Ventilteller den ersten Gasraum an einem in der Trennwand vorgesehenen
Ventilsitz gegen den zweiten G-asraum abschließt.
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Gemäß der Erfindung wird die Schraubkulisse becherförmig ausgebildet
und innerhalb des zweiten steuerseitigen Gasraumes derart drehbar angeordnet, daß
die Bodenfläche des Bechers unter dem Druck einer sich gegen die Trennwand abstützenden
Feder auf einer Dichtung aufsitzt, die am Lager der Drehachse der Schraubkulisse
im steuerseitigen Abschlußdeckel des zweiten Gasraumes anliegt.
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Durch die Unterbringung der Schraubkulisse im zweiten Gasraum wird
die Abdichtung der Einstellachse nur auf Verdrehung und nicht auch noch auf Verschiebung
beansprucht. Die Dichtung wird Über-Blies in- einer: Schließstellung des Steuerventils
durch den axialen Gegendruck verbessert.
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Die Erfindung sowie vorteilhafte Weiterbildungen derselben werden
nachstehend an Hand der Zeichnungen, die Ausführungsbeispiele darstellen, näher
erläutert. In den Zeichnungen zeigt F i g. 1 das Steuerventil für die Gaszufuhr
an Gasbrennern in völlig geschlossener Stellung im Axialschnitt, F i g. 2 die das
Ventilgehäuse bildenden Bauteile im Axialschnitt, F i g. 3 das auseinandergenommene
Ventil im Schaubild, F i g. 4 das Ventil in voll geöffneter Stellung im Axialschnitt,
F i g. 5 das Ventil in der Minimalförderstellung im Axialschnitt, F i g. 6 das Antriebsglied
des Ventils in Stirnansicht.
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In den F i g. 1, 2 und 3 bezeichnet 1 im allgemeinen das Ventilgehäuse,
welches mit zwei Leitungen 2,3 versehen ist, die derart angeordnet sind,
daß die Achsen ihrer Hohlräume 2 a, 3 a einen rechten Winkel einschließen, wobei
die Hohlräume 2 a, 3 a in zwei benachbarte, im Inneren des Gehäuses 1 vorgesehene
Räume 4, 6 münden.
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Die Leitungen 2, 3 können wahlweise je an die Gaszu- bzw. -abfuhr
je nach der Anbringungsart des Ventils angeschlossen werden.
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Einfachheitshalber wird die Leitung 2 auf den Zeichnungen als an die
Zufuhr und die Leitung 3 als an die Abfuhr angeschlossen angenommen.
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In der Einmündung des Eintritts 2 a in den Raum 4
ist ein im
wesentlichen kegelstumpfförmiger Ventilsitz 5 vorgesehen.
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Die beiden benachbarten Räume 4, 6 sind über eine Hilfsleitung 7,
einen Raum 9 und eine Bohrung 8 miteinander verbunden.
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Im Raum 9 ist ein Steuerventil angeordnet, welches aus einem Verschluß
10 besteht, der mit einer Schraubspindel 11 fest verbunden ist, die in einen mit
einem Gewinde versehenen Sitz 9 a am Raum 9 eingeschraubt und mit einem Einstellkopf
12 versehen ist, der einen Schlitz für den Schraubenzieher aufweist, wobei unter
dem Kopf 12 eine Dichtung 13 angeordnet ist.
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Durch Ein- bzw. Abschrauben der von außen bequem zugänglichen Schraubspinde111,
wodurch der Verschluß 10 von der Mündung des Raumes 9 entfernt bzw. an dieselbe
angenähert wird, läßt sich die durch die Hilfsleitung 7, 8 strömende Gasfördermenge
einstellen, die für eine geringere Fördermenge bestimmt ist.
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Die beiden oben beschriebenen Räume 4 und 6 sind durch eine angesetzte
Trennwand 14, die unter Zwischenschaltung einer Dichtung 15 auf dem Boden
6 a des Raumes 6 ruht, getrennt.
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Die Scheidewand 14 ist mit einer mittleren Öffnung 16 versehen, die
an der dem Raum 6 zugekehrten Seite eine Vertiefung 16 a aufweist. Auf der
dem Raum 4 zugekehrten Seite weist die Scheidewand 14 einen im wesentlichen kegelstumpfförmigen
Ventilsitz 17 auf, der zum Ventilsitz 5 gegenüberliegend und gleichachsig angeordnet
ist.
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Im Raum 4 ist ein Absperrglied 18 axial bewegbar, welches aus einem
Tragschaft 19 mit einem Kopfteil 20 und zwei gegenüberliegenden Dichtungen
21,23
verschiedenen Durchmessers besteht, die durch einen
metallischen Abstandhalter 22 getrennt werden.
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Die Dichtungen 21, 23 bestehen je aus einer Scheibe aus federnd nachgiebigem
Werkstoff, z. B. Silikongummi.
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Die kleine Dichtung 21 arbeitet mit dem an der Einmündung der Zufuhrleitung
2 befindlichen Ventilsitz 5 zusammen, um den Gaszutritt zum Ventil völlig abzusperren.
Die größere Dichtung 23 arbeitet mit dem durch die Trennwand 14 getragenen Ventilsitz
17 zusammen, um die Verbindung zwischen dem mit der Zufuhr verbundenen Raum 4 und
dem mit der Abfuhr verbundenen Raum 6 abzusperren.
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Das Gas strömt im letzteren Fall durch die Minimalförderleitung 7
bzw. nach einer Abwandlung durch eine in der Trennwand 14 vorgesehene, geeichte
Bohrung 26.
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Zwischen dem Absperrglied 18 und dem Boden des Raumes 4 ist eine Feder
25 angeordnet, welche der Annäherung des Absperrgliedes an den Ventilsitz 5 entgegenwirkt.
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Das Gehäuse des Ventils 1 weist an dem der Zufuhrleitung 2 entgegengesetzten
Ende einen Vorsprung 1 a auf, welcher sich an den Flansch 28 eines Deckels 27 anlegt,
welcher unter Zwischenschaltung einer Dichtung 29 am Gehäuse 1 befestigt ist.
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Der Deckel 27 weist einen zylinderförmigen Teil 30 auf, welcher
sich in den Raum 6 des Gehäuses 1 abdichtend einschiebt. Der zylinderförmige Teil
wird durch einen mit einer mittleren Öffnung 32 versehenen flachen Boden 31 begrenzt.
An den zylinderförmigen Teil 30 schließt sich ein zweiter hohler zylinderförmiger
Teil 33 geringeren Durchmessers an, dessen Hohlraum 33 a (F i g. 2) über die Bohrung
32 mit dem Inneren 30 a des größeren zylinderförmigen Teils 30 verbunden ist. Die
zylinderförmigen Teile sind mit den Räumen 4, 6 und der Leitung 2 gleichachsig.
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Der kleinere zylinderförmige Teil 33 nimmt ein Antriebsglied
verschieb- und drehbar auf, welches aus einem Schaft 34 besteht, der außen bei 35
zum Kuppeln mit einem Steuergriff 36 eine beliebige Zahl von Keilnuten aufweist.
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Der Schaft 34 ist mit einem radialen Fortsatz 37 versehen, welcher
mit einer am Deckelteil 33 vorgesehenen Nut 38 zusammenarbeitet, die eine
Ausnehmung 38 a aufweist, in welche der Fortsatz 37 zum Festhalten des Antriebsgliedes
in der Schließstellung eingreift.
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Im Hohlraum 33 a des zylinderförmigen Deckelteils 33 ist eine Schraubenfeder
39 angeordnet, welche sich am Boden 31 bzw. am Innenende des Antriebsschaftes 34
abstützt.
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An diesem Ende des Antriebsschaftes ist ein Querschlitz 40 vorgesehen,
in welchen ein abgeflachter Endteil 44 eines zylinderförmigen Zapfens 43 axial verschiebbar
eingreift. Der Zapfen 43 ist mit der Schraubkulisse 42 fest verbunden, welche eine
zylinderförmige, becherartige Wandung 45 aufweist und in dem Hohlraum 30 a des zylinderförmigen
Deckelteils 30 verschiebbar und drehbar gelagert ist. Zwischen dem zylinderförmigen
Teil 45 der Schraubkulisse 42 und dem Boden 31 des Deckels ist eine Dichtung 41
angeordnet, welche außerdem auf den zylinderförmigen Zapfen 43 bremsend wirkt.
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Der zylinderförmige Zapfen 43 der Schraubkulisse erstreckt sich durch
die Öffnung 32 des Bodens 31 bis zum Antriebsschaft 34 und greift durch sein abgeoachtes
Ende 44 in den Einschnitt 40 des Schaftes. Der zylinderförmige Teil 45 der Schraubkulisse
weist zwei gegenüberliegende schraubenförmige Schlitze 46 auf, welche zwei Kurvennuten
in Form einer zweigängigen Schraube darstellen.
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Im Inneren, 45 a, des zylinderförmigen Teils 45 der Schraubkulisse
ist ein Kolben 47 beweglich angeordnet, welcher eine an seinen beiden entgegengesetzten
Seiten herausragende Achse 48 besitzt, deren eines Ende in eine axiale Ausnehmung
43 a des zylinderförmigen Zapfens 43 hineinreicht und dort geführt wird.
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Der Kolben 47 ist ferner mit Querstiften 49 versehen, deren Enden
in die schraubenförmigen Nuten 46 des Teils 45 sowie in zwei Längsnuten 50 eingreifen,
welche am zylinderförmigen Deckelteil 30 in diametral gegenüberliegenden Stellungen
vorgesehen sind.
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Der Eingriff der Stifte 49 in die Deckelnuten 50 hält den Kolben 47
gegenüber dem Deckel 27 und dem Ventilgehäuse 1 in gleichbleibender Winkelstellung.
Die Schraubkulisse 42 kann sich hingegen der Einstelldrehung des Antriebsschaftes
34 folgend verstellen.
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Durch diese Winkelverstellungen und den Eingriff der Querstifte 49
des Kolbens 47 in die schraubenförmigen Nuten 46 verschiebt sich der Kolben axial
entsprechend den der Schraubkulisse erteilten Winkelverstellungen.
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Am Rand des zylinderförmigen Teils 45 ist eine flache Unterlagsscheibe
51 vorgesehen, die eine mittlere Bohrung 51 a aufweist, durch welche das
eine Ende der mit dem Kolben 47 fest verbundenen Achse 48 geführt wird. Dieses Ende
der Achse 48 greift in einen rohrförmigen Fortsatz 24 verschiebbar ein, der mit
dem Schaft 19 des beweglichen Verschlusses 18 fest verbunden ist.
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Auf die Unterlagsscheibe 51 wirkt eine Schraubenfeder 52 ein, welche
sich am unteren Ende auf die, Zwischenwand 14 abstützt und durch die Vertiefung
16 a dieser Zwischenwand aufgenommen wird.
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Das oben beschriebene Ventil arbeitet wie folgt: In der völlig geschlossenen,
in F i g. 1 dargestellten Stellung, die der Stellung A des Handgriffes 36 (F i g.
6) entspricht, befindet sich die Schraubkulisse 42 in einer solchen Winkelstellung,
daß der Kolben 47 an dem einen Ende seines Hubes, also nahe an der Trennwand 14,
liegt. Demzufolge ist das Absperrglied 18 so eingestellt, daß die kleinere Dichtung
21 durch Anlage an den Ventilsitz 5 den Gaszutritt sperrt.
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Durch eine Winkelverstellung des Handgriffes 36 und des Schaftes 34
wird die Kulisse 42 gedreht, so daß der Kolben 47 an den Boden 31 des Deckels zwangläufig
heranrückt. Während dieser Verstellung wird das Abheben des Absperrgliedes 18 vom
Ventilsitz 5 durch die Feder 25 gefördert, die das Glied 18 mit der Achse 48 des
Kolbens 47 in Berührung hält. In einer Zwischenstellung B des Handgriffes 36 stellt
sich das Absperrglied 18 so ein, daß die beiden Dichtungen 21, 23 des Gliedes
18 von den beiden Ventilsitzen 15,17 in gleichem Maße abstehen und die höchste Menge
Gas durchlassen, welches vom Raum 4 zum Raum 6 frei strömen und die Abfuhrleitung
3 erreichen kann.
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Durch Bewegen des Handgriffes 36 in die Stellung C, d. h. an das Ende
der Winkelverstellung, erreicht der Kolben 47 das andere Hubende, das dem
Deckelboden
31 am nächsten ist, wobei das Absperrglied 18 durch seine größere Dichtung 23 den
Ventilsitz 17 an der Trennwand schließt und die Verbindung zwischen den beiden benachbarten
Räumen 4 und 6 absperrt.
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Die Gaszufuhr kann also lediglich durch die Minimalförderleitung 7,
8 oder aber durch die geeichte Bohrung 26 erfolgen. Die Arbeitsweise ist bei Umtausch
der Gaszu- bzw. -abfuhr gleich.
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Die zulässige GesamtwinkelverstelIung des Antriebsgliedes 34, 36 liegt
normalerweise zwischen 140 und 160° entsprechend dem Winkel Alpha in Fig. 6.
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Das beschriebene Ventil arbeitet also mit größter Sicherheit und Genauigkeit
bei bester Abdichtung selbst bei Überdruck, weil das Absperrglied 18 mit geringem
Spiel durch einen starren Bauteil angetrieben wird, welcher die völlige Absperrung
des Gasstromes gewährleisten kann. Ferner ist das Absperrglied von den Antriebsgliedern
unabhängig, so daß ein etwaiger Verschleiß der letzteren sich auf die Arbeitsweise
des Absperrgliedes nicht auswirkt.
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Beim letzten Abschnitt der Schließbewegung des Kolbens 47 und der
Achse 48 wird die Dichtung 21 des Absperrgliedes am Ventilsitz 5 nachgiebig verformt,-wodurch
die Abdichtung gewährleistet wird, und der in Nähe des Deckelbodens 31 befindlichen
Dichtung 41 durch Rückwirkung dieselbe Pressung erteilt, wodurch die Abdichtung
gegen den zylinderförmigen Zapfen der Schraubkulisse verbessert wird. Durch die
zwangläufige Steuerung des Kolbens 47 beim Öffnungshub kann die Belastung der auf
den Verschluß wirkenden Feder 25 herabgesetzt werden, wodurch die Reibung und der
Verschleiß zwischen den Nuten 46 des Nockens und den Querstiften 49 verringert werden.
Die Dichtungen sind höchst verschleißfest, so daß das Ventil eine längere Lebensdauer
und einwandfreie Arbeitsweise sichert.