DE1951502A1 - Elektromotorisch angetriebens Ventil,insbesondere Gasventil - Google Patents

Description

Junkers 500

PLI-Mö/Pi

9. Oktober 1969

JUNKERS & CO. GMBH, in Wernau/Neckar

Elektromotorisch angetriebenes Ventil, insbesondere Gasventil.

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektromotorisch angetriebenes Ventil, insbesondere Gasventil, mit einem in Schliessrichtung federbelasteten Schliessglied, welches von dem Elektromotor aus über ein Getriebe beeinflusst ist..

Es ist bereits bekannt, Gasventile, beispielsweise in einer Gasarmatur angeordnete Regelventile, mittels eines Elektromotors zu verstellen. Dadurch lassen sich voluminöse und entsprechend teure elektrische Schaltmagnete vermeiden und durch relativ kleine elektrische Getriebemotoren ersetzen. Ausserdem wird hierbei der Vorteil erzielt, dass sich durch einen elektromotorischen Antrieb die Verstellbewegung eines Ventilschliessgliedes zeitlich regeln lässt. Dies ist besonders bei Regelventilen von gasbetriebenen Geräten von Vorteil, wo beim Einschalten des Geräts eine allmähliche Zunahme der zum Gasbrenner geführten Gasmenge erwünscht ist.

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Bei derartigen elektromotorisch angetriebenen Ventilen ergibt sicii aber auch das Problem, ein rasches Sehliessen des Ventils zu gewährleisten, um sicherzustellen, dass das Ventil beispielsweise bei Stromausfall sicher schliesst. Dies ist insbesondere bei Gasventilen wichtig, wo aus Sicherheitsgründen ein rasches und vollständiges Schliessen der Ventile beim Abschalten des elektrischen Stellmotors gefordert werden muss. Bei Getriebemotoren kann aber ein einziger gebrochener Zahn im Getriebe genügen, um das Getriebe zu sperren und damit die Rückstellung des Ventilschliessglieds in seine Schliesslage unter der Einwirkung der üblicherweise vorhandenen Schliessfeder zu verhindern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das vorstehend genannte Problem zu lösen und ein elektromotorisch angetriebenes Ventil zu schaffen, welches in jedem Falle eine sichere Rückstellung des Ventilschliessglieds gewährleistet.' ■

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe an einem elektromotorisch angetriebenen Ventil der eingangs angeführten Art dadurch gelöst, dass das Schliessglied mit der Abtriebswelle des Getriebemotors durch eine mit einem gemeinsam mit dem Getriebemotor abschaltbaren Elektromagneten betätigte Kupplung gekoppelt ist, deren eine Hälfte durch ein vom Motor angetriebenes Reibrad und deren andere Hälfte durch einen mit dem Schliessglied verbundenen Ventilschaft gebildet ist, dessen Relativstellung gegenüber dem Reibrad vom Erregungszustand des Elektromagneten abhängig ist. Eine bevorzugte Ausführungsform besteht darin, dass der Anker des Elektromagneten der Kupplung an einer auf der dem Reibrad gegenüberliegenden Seite des Ventilschaftes exzentrisch gelagerten Druckrolle angelenkt ist, dergestalt, dass bei erregtem Elektromagneten die Druckrolle gegen den Ventilschaft gedruckt und damit eine Antriebsverbindung zwischen dem Yentilschliessglied und dem Getriebemotor geschaffen ist. Ferner ist vorgesehen, dass

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der Anker des Elektromagneten der Kupplung über mindestens einen Verbindungshebel mit dem exzentrisch, gelagerten Rollenkern einer Druckrolle mit auf dem Rollenkern drehbar gelagertem Aussenmantel verbunden ist.

Dadurch ist gewährleistet, dass mit der Unterbrechung der Stromzufuhr zu dem Stellmotor des Ventils die Kupplung zwischen dem Stellmotor und dem Ventilschliessglied gelöst wird, weil gleichzeitig auch die Stromzufuhr zu dem Elektromagneten unterbrochen wird. Die· Reibungsverbindung zwischen dem Reibrad und dem Ventilschaft wird gelöst, so dass das Schliessglied unter dem Einfluss seiner Schliessfeder auf den Ventilsitz zurückgestellt wird. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch die Ausbildung der Kupplung gemäss der Erfindung der Getriebemotor immer nur in einer Richtung betrieben und in keine AusgangBlage zurückgestellt werden muss. Auch bei einer Störung innerhalb des Getriebes, z.B. Bruch eines Zahnes, kann das Ventilschliessglied zuverlässig in eine Schliesslage zurückkehren.

Der Gegenstand der ,Erfindung wird in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung erläutert, auf welcher der"Erfindungsgegenstand mehr oder weniger schematisch dargestellt ist.

Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 einen ,zentralen Querschnitt durch ein erfindungsgemäss ausgebildetes Gasventil;

Pig. 2-4 Schnitte entlang der Linie II-II der Fig. 1 bei verschiedenen Ausbildungsformen der Kupplungsteile.

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Fig. 1 zeigt einen Teil des Gehäuses 10 einer Gasarmatur mit einem Gaseingangskanal 11, von welchem nach unten ein Gasdurchlass 12 abgezweigt ist. Die öffnung des■Gasdurchlasskanals 12 ist durch ein Ventilschliessglied 13 gesteuert, welches mit. dem als Ventilsitz H ausgebildeten Rand der Eintritts öffnung des Gasdurchlasskanals 12 zusammenwirkt. Das Ventilschliessglied 13 steht in bekannter Weise unter dem Einfluss einer Schliessfedei 15, welche konzentrisch zu einem mit dem Schliessglied 13 verbundenen und im Gehäuse 10 geführten Ventilschaft 16 angeordnet ist, dessen freier Endabschnitt 161 aus dem Gehäuse 10bis in den Antriebsbereich eines elektrischen Getriebemotors mit der Abtriebswelle 17 hinausragt.

Auf der Abtriebswelle 17 des elektrischen Getriebemotors ist ein Reibrad 18 befestigt, dessen Lauffläche bis dicht an den Ventilschaft-Endabschnitt 161 heranreicht. Auf der dem Reibrad 18 gegenüberliegenden Seite des Ventilschaft-Endabschnittes 161 ist eine Druckrolle 19 mit einem exzentrisch gelagerten Rollenkern 191 und einem auf diesem drehbar gelagerten Aussenmantel 192 angeordnet. Der exzentrisch gelagerte Rollenkern 191 der Druckrolle 19 ist über einen Schwenkhebel 20 mit dem Anker 21 ψ eines Elektromagneten 22 verbunden. Der Elektromagnet 22 wird gleichzeitig mit dem nicht dargestellten elektrischen Getriebemotor an eine Stromquelle angeschlossen, und im Erregungszustand des Elektromagneten 22 wird der Anker 21 gegen die Kraft einer Rückstellfeder 23 in die Spule des Elektromagneten 22 eingezogen. Diese Bewegung wird über den Schwenkhebel 20 auf den Rollenkern 191 der Druckrolle 19 übertragen, welche dabei aufgrund ihrer exzentrischen Lagerung mit ihrem Aussenmantel 192 gegen den Endabschnitt 161 des Ventilschaftes 16 gedrückt wird. Dies hat zur Folge, dass auch der Ventilschaft 16 mit seinem Endabschnitt 161 gegen das Reibrad 18 gepresst wird und durch den dadurch bewirkten ReibungsSchluss bei einer Drehbewegung des Reibrades 18 im Uhrzeigersinne gemäss Fig. 1 nach oben verschoben wird. Das Schliessglied 13 wird auf diese Weise gegen

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die Kraft der Sehliessfeder 15 vom Ventilsitz 14 mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit abgehoben und eine Verbindung zwischen dem Gaseingangskanal 11 und dem Gasdurchgangskanal 12 geschaffen.

Wie aus den Fig. 2 bis 4 ersichtlich ist, sind das Profil des Endabschnittes 161 des Ventilschaftes 16 und die Profile des Reibrades 18 sowie des Aussenmantels 192 der Druckrolle 19 so aneinander angepasst, dass eine möglichst grosse Berührungsfläche zwischen dem .Reibrad 18 und dem Endabschnitt 161 des Ventilschaftes 16 besteht und ein guter ReibungsSchluss gewährleistet ist. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 haben der Endabschnitt 161 des Ventilschaftes 16 einen runden Querschnitt und das Reibrad 18 sowie der Aussenmantel 192 der Druckrolle entsprechend rinnenförmig ausgebildete Laufflächen. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist der Querschnitt der Endabschnittes 163, des Ventilschaftes 16 rautenförmig ausgebildet, und das Reibrad 183 und der Aussenmantel 193 der Druckrolle 19 sind nach Art von Keilriemenrädern ausgebildet.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 schliesslich hat der Endabschnitt 164 des Ventilschaftes 16 einen unsymmetrischen Querschnitt und ist auf der Seite des Reibrades 184, welches wieder die Form einer Keilriemenrolle hat, keilförmig ausgebildet, während er auf der entgegengesetzten Seite eine Planfläche aufweist, gegen welche der kreiszylindrische Aussenmantel 194 der Druckrolle 19 anliegt.

In jedem Fall sind die Querschnittsformen so gewählt, dass bei eingeschalteter Kupplung einerseits ein guter ReigungsschluBS zwischen den Kupplungshälften gewährleistet ist und andererseits beim Zurückstellen der Druckrolle 19 ein einwandfreies Lösen des vorher bestandenen Reibungschlusses zwischen dem Reibrad und dem Ventilschaft 16 gewährleistet ist.

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Der Getriebemotor kann gleichzeitig oder getrennt von dem Elektromagneten 22 eingeschaltet werden. Es muss jedoch eine gleichzeitige Abschaltung der beiden Antriebsorgane gewährleistet sein. Der Schaltmechanismus der Kupplung mit der Druckrolle 19-muss nicht die aus der Zeichnung ersichtliche konstruktive Gestaltung aufweisen. Die Druckrolle könnte beispielsweise auch auf einem Kniehebel gelagert sein.

Uk Bei erregtem Elektromagneten 22 und eingeschaltetem Getriebemotor erfolgt das Anheben des Ventilschaftes 16 bis zum Anschlag des Schliessgliedes 13 an dem Gehäusevorsprung 101. Der Getriebemotor ist so ausgelegt, dass er unter Spannung stehen bleibt, ohne sich dabei übermässig stark zu erwärmen. Beim Abschalten des Stromes werden der Getriebemotor und der Elektromagnet 22 gleichzeitig spannungsfrei. Der Anker 21 des Elektromagneten 22 wird mittels der Rückstellfeder 23 in seine Ausgangslage zurückbewegt und dadurch die Druckrolle 19 vom Endabschnitt 161 des Ventilschaftes 16 weggeschwenkt. Der Reibungsschluss zwischen dem Reibrad 18 und dem Endabschnitt wird gelöst, die Schliessfeder 15 des Ventils wird wirksam und das Schliessglied 13 wird wieder in seine Schliesslage bis zur

™ Anlage gegen den Ventilsitz H nach unten bewegt, wobei der Endabschnitt 161 des Ventilschaftes 16 am Reibrad 18 entlanggleitet. Der Getriebemotor braucht nicht in seine Ausgangslage zurückzulaufen. Eine besondere Getriebekupplung ist nicht erforderlich. Bei der Rückstellbewegung des Ventilschliessgliedes 13 ist das Getriebe des Getriebemotors ausser Betrieb, so dass ein Getriebeschaden das sichere Schliessen des Gasventils nicht gefährden kann. Die Schliessgeschwindigkeit des Ventils kann in an sich bekannter Weise durch den Einbau von nicht dargestellten Dämpfungsgliedern eingestellt werden.

Es ist auch möglich, mittels eines einzigen Elektromagneten die Kupplungen mehrerer erfindungsgemäss ausgebildeter elektromotorisch angetriebener Ventile zu betätigen. Beispielsweise kann

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bei einem gasbeheizten Gerat mittels eines einzigen Elektromagneten 22 sowohl die Antriebskuppl> ;--: eines Hauptgasventils als auch eines Zündgasventils bewirkt werden.

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Claims (3)

~ 8 Junkers 500 Ansprüche

1.) ElektromQtorisch angetriebenes Ventil, insbesondere Gasventil, mit einem in Schliessrichtung federbelasteten Schliessglied, welches von dem Elektromotor aus über ein- Getriebe beeinflusst ist, dadurch gekennzeichnet , dass das Schliessglied (13) mit der Abtriebswelle (17) des Getriebemotors durch eine mit einem gemeinsam mit dem Getriebemotor abschaltbaren Elektromagneten (22) betätigte Kupplung gekoppelt ist, deren eine Hälfte durch ein vom Getriebemot'or angetriebenes Reibrad (18) und deren andere Hälfte durch einen mit dem Schliessglied (13) verbundenen Ventilschaft (16/161) gebildet ist, dessen Relativstellung gegenüber dem Reibrad (18) vom Erregungszustand des Elektromagneten (22) abhängig ist.

2. Elektromotorisch angetriebenes Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (21) des Elektromagneten (22) der Kupplung an einer auf der dem Reibrad (18) gegenüberliegenden Seite des Ventilschaftes (16/161) exzentrisch gelagerten Druckrolle (1'9) angelenkt ist, dergestalt, dass bei erregtem Elektromagneten (22) die Druckrolle (19) gegen den Ventilschaft (16/16/1) gedrückt und damit eine Antriebsverbindung zwischen dem Ventilschliessglied (13) und dem Getriebemotor geschaffen ist.

3. Elektromagnetisch angetriebenes Ventil nach Anspruch 1

und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet dass der Anker (21) des Elektromagneten (22) der Kupplung über mindestens einen Verbindungshebel (20) mit dem exzentrisch gelagerten Rollenkern (191) einer Druckrolle (19) mit auf dem Rollenkern (191) drehbar gelagertem Aussenmantel (192) verbunden ist. 109817/09 6 8