DE19907109A1

DE19907109A1 - Gasventil für Heizgas

Info

Publication number: DE19907109A1
Application number: DE1999107109
Authority: DE
Inventors: Rolf Kleiner; Gerhard Tritt; Helmut Plener
Original assignee: Robert Seuffer GmbH and Co KG
Current assignee: Robert Seuffer GmbH and Co KG
Priority date: 1999-02-19
Filing date: 1999-02-19
Publication date: 2000-09-07

Abstract

Ein Gasventil für Heizgas mit einem verstellbaren Strömungsquerschnitt, der von einem flexiblen Schlauch 1 gebildet ist, auf dessen Außenseite ein Druckelement 2 durch gesteuerten Antrieb über ein selbsthemmendes Getriebe 3 zur Einwirkung gebracht wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gasventil für Heizgas mit einem verstellbaren Strömungsquerschnitt, durch welchen das Heizgas über eine Gasleitung zu einer Heizstelle, beispielsweise einer Kochstelle, oder einer Heizanlage geleitet wird.

Stand der Technik

Die Einstellung des Strömungsquerschnitts im Gasventil er folgt bei bekannten Einrichtungen mit Hilfe eines Drehknop fes. Da dieser in aller Regel über der Bedienungsfläche übersteht, ist das Säubern der Bedienungsfläche, insbesondere im Bereich des Drehknopfes erschwert. Außerdem besteht die Gefahr der unabsichtigten Verstellung des Drehknopfes. Auch eine Feineinstellung des Strömungsquerschnitts im Gasventil ist mit Hilfe des Drehknopfes nicht so ohne weiteres möglich.

Bei Küchenherden, bei welchen sowohl elektrisch versorgte als auch mit Gas versorgte Kochstellen vorgesehen sind, werden für die elektrisch beheizten Kochstellen und für die mit Gas beheizten Kochstellen jeweils gesonderte Einstelleinrichtung en verwendet. Wie schon erläutert, werden in aller Regel für die mit Gas beheizten Kochstellen Drehknöpfe verwendet und bei den elektrisch beheizten Heizstellen hiervon unterschied liche Drehknöpfe oder optoelektrische oder kapazitive Ein richtungen, welche durch sogenannte "Touchcontrol" die Ein stellung der der Kochstelle zugeführten elektrischen Energie gewährleisten.

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gasventil für Heizgas zu schaffen, mit welchem eine Einstellung der der Heizstelle bzw. Kochstelle zugeführten Gasmenge mit Hilfe der Einstell elemente möglich ist, welche zur Einstellung der elektrischen Energiezufuhr zu elektrisch versorgten Kochstellen bzw. Heizstellen, insbesondere bei Herden oder Brennern, zum Einsatz kommen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Hierdurch wird insbesondere erreicht, daß bei Küchenherden sowohl für die Einstellung der elektrisch versorgten Koch stellen als auch für die Einstellung der Heizleistung bei mit Heizgas versorgten Kochstellen dieselben Einstellmittel verwendet werden können. Insbesondere ermöglicht es die Erfindung, daß die der gasversorgten Kochstelle zugeführte Heizgasmenge durch herkömmliche optoelektronische oder kapa zitive Einstellmittel, welche elektrische Stellsignale lie fern, z. B. Touchcontrol, erreicht wird.

Bei der Erfindung wird der Strömungsquerschnitt, durch wel chen das Heizgas der Heizstelle bzw. Kochstelle mengenmäßig pro Zeiteinheit zugeführt wird, durch einen mittels der elektrischen Stellsignale gesteuerten Antrieb, z. B. Stellmo tor eingestellt. Hierzu wird über ein selbsthemmendes Getrie be auf ein den Strömungsquerschnitt änderndes Stellelement eingewirkt. Das Stellelement kann hierzu in dem Strömungska nal des Ventils in die entsprechende Stellung bewegt und vom selbsthemmenden Getriebe oder der Selbsthaltewirkung des Antriebs gehalten werden. Der Antrieb kann dann ausgeschaltet werden, so daß keine weitere Energiezufuhr erforderlich ist. Der Strömungsquerschnitt kann von einem festen Material gebildet werden, in welchem das Stellelement beweglich ange ordnet ist. Vorzugsweise wird der Strömungsquerschnitt von einem flexiblen Schlauch, beispielsweise aus Silikon, gebil det. Auf dessen Außenseite wirkt ein den Schlauchquerschnitt veränderndes Druckelement als Stellglied oder Stellelement ein. Das Druckelement wird über ein selbsthemmendes Getriebe für eine im wesentlichen quer zur Schlauchlängsrichtung verlaufende Bewegung gesteuert angetrieben. Der Antrieb ist vorzugsweise als elektrischer Antrieb beispielsweise elektri scher Stellmotor ausgebildet, der über ein ins Langsame übersetzendes Getriebes das Druckelement antreibt. Hierzu kann das Druckelement als Rotor ausgebildet sein, der eine Stellfläche aufweist, die um eine Rotationsachse drehbar ist, wobei in Abhängigkeit von der jeweiligen Drehwinkelstellung der Schlauchquerschnitt eingestellt bzw. geändert wird. Es kann sich hierbei um einen exzentrisch um die Drehachse gelagerten Rotor handeln, welcher an seiner Peripherie die Stellfläche aufweist. Die Stellfläche und die Lage der Dreh achse können je nach den gewünschten Anforderungen der Quer schnittsveränderungen dimensioniert werden. Die Drehachse bleibt bei der Drehung des Rotors in konstantem Abstand gegenüber dem Schlauch, dessen Querschnitt geändert werden soll. Zwischen dem Druckelement und dem Schlauch kann eine an die Schlauchkrümmung angepaßte Metallfeder angeordnet sein, um eine flächige Druckausübung auf den Schlauch zu gewährlei sten. Außerdem wird hierdurch eine schonende Druckeinwirkung auf den flexiblen Schlauch erzielt.

Durch die Selbsthemmung des Getriebes, über welches die Stellbewegung auf das beispielsweise als Exzenter ausgebilde te Druckelement übertragen wird, erreicht man, daß eine gewünschte Stellung des Druckelementes und damit ein einge stellter Strömungsquerschnitt des Gasventils beibehalten wird, auch dann, wenn der Antrieb insbesondere elektrische Antrieb ausgeschaltet ist. Man erreicht hierdurch eine ener giesparende Einstellung des Gasventils.

In bevorzugter Weise können der Schlauch, das Druckelement, der Antrieb und das Getriebe und gegebenenfalls ein Sensor, welcher die durch den eingestellten Strömungsquerschnitt pro Zeiteinheit fließende Gasmenge erfaßt, in einem druckdichten Gehäuse angeordnet sein. An diesem Gehäuse sind Schlauchan schlußstücke vorgesehen, über welche ein Anschluß des im Gehäuse angeordneten flexiblen Schlauches mit dem einstellba ren Strömungsquerschnitt an die zu einem Vorratsgefäß und zur Heizstelle geführten Gasleitungsstücke erreicht wird.

Die vom Sensor gemessene Gasmenge wird mit einer Gasmenge verglichen, welche der eingestellten Stellung des Druckele mentes, insbesondere dessen Drehwinkelstellung entspricht. Diese Gasmenge ist eine Soll-Gasmenge, welche aufgrund der Einstellung des Strömungsquerschnitts bzw. Schlauchquer schnittes der Koch- bzw. Heizstelle zugeführt werden soll. Falls die vom Sensor gemessene Ist-Gasmenge hiervon abweicht, kann ein Sperrventil angesteuert werden, welches den Gaszu fluß aus dem Gasvorratsgerät sperrt. Dieses Sperrventil kann in herkömmlicher Weise ausgebildet sein und auch dann akti viert werden, wenn beispielsweise ein Stromausfall stattfin det oder an der Koch- bzw. Heizstelle keine Zündung des zugeführten Gases erfolgt. Man erreicht hierdurch eine ver besserte Sicherheit beim Betrieb der mit Gas belieferten Koch- bzw. Heizstelle.

Beispiele

Anhand der Figuren wird an einem Ausführungsbeispiel die Erfindung noch näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel des Gasventils; und

Fig. 2 schematisch in teilweiser Blockschaltbild darstellung die Ansteuerung des Gasventils und sein Einbau in die vom Vorratsgefäß zur Koch- bzw. Heizstelle geführten Gasleitung.

In der Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsge mäßen Gasventils 17 dargestellt. Wie aus der Fig. 2 zu erse hen ist, befindet dieses Gasventil in einer Gasleitung 15, welche von einem Gasvorratsbehälter 13 zu einer mit Heizgas versorgten Heizstelle 14 geführt ist. Die Heizstelle 14 kann als Kochstelle eines Kochfeldes an einem Küchenherd ausgebil det sein. Das Kochfeld kann ferner elektrisch beheizte Koch stellen 11 aufweisen. In herkömmlicher Weise können zwei mit Heizgas versorgte Heizstellen 14 und zwei elektrisch beheizte Kochstellen 11 auf dem Kochfeld vorgesehen sein.

Wie im einzelnen noch zu erläutern ist, können sowohl die elektrisch beheizten Kochstellen 11 als auch mit Heizgas versorgten Heizstellen von ein- und derselben Steuereinrich tung 10 insbesondere durch optoelektronische Mittel (Touchcontrol) eingestellt und gesteuert werden.

Hierzu besitzt das Gasventil 17 eine erfindungsgemäß angepaß te Ausbildung, von welcher ein Ausführungsbeispiel in der Fig. 1 gezeigt ist.

Das dargestellte Gasventil 17 besitzt in einem gasdichten Gehäuse 7 einen flexiblen bzw. elastischen Schlauch 1, der aus einem hochelastischen nicht alternden Material vorzugs weise Silikonkautschuk besteht. Der Schlauch 1 ist über Anschlußstück 8 und 9 druckdicht nach außen geführt und mit der Gasleitung 15, welche zum Gasvorratsbehälter 13 und zur Heizstelle 14 geführt ist, verbunden. An der Außenseite des flexiblen Schlauches 1 liegt ein Druckelement 2 als Stellele ment an, welches beim dargestellten Ausführungsbeispiel als ein um eine Drehachse 5 drehbarer Exzenter ausgebildet ist. Der Exzenter besitzt eine Stellfläche 4 an seinem Umfang, die bei der Drehung des Druckelementes 2 um die Drehachse 5 einen sich verändernden Abstand von der Drehachse 5 hat. Durch Drehung des Druckelementes 2 um die Drehachse 5 kann daher der Querschnitt des Schlauches 1 geändert werden. Beim darge stellten Ausführungsbeispiel hat die Stellfläche 4 am Umfang des Druckelementes 2 einen stetigen bzw. kontinuierlichen Verlauf, wodurch eine stufenlose Verstellung des Schlauch querschnittes bzw. Strömungsquerschnittes des Heizgases sich erreichen läßt. Falls erforderlich, kann auch eine gestufte Stellfläche 4 vorgesehen sein, um eine gestufte Verstellung des Strömungsquerschnittes des Gasventils 17 zu erreichen. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist zwischen der Stellfläche 4 und der Außenseite des Schlauches 1 eine Me tallfeder 20 angeordnet. Der auf den Schlauch 1 ausgeübte Stelldruck wird über diese Metallfeder 20 flächig und materi alschonend übertragen. Die Metallfeder 20 ist an die Krümmung und an den Radius des Schlauches 1 angepaßt.

Die Dimensionierung des als Exzenter ausgebildeten Rotors, welcher das Druckelement 2 bildet, kann so beschaffen sein, daß, wie in der Fig. 1 dargestellt ist, der Schlauch 1 auf seinen größtmöglichen Strömungsquerschnitt bei entspanntem Schlauchmaterial eingestellt sein kann. Beim Drehen des Druckelementes 2 um die Drehachse 5 verändert sich der Ab stand des jeweils auf den Schlauch 1 wirkenden Flächenteils der Stellfläche 4 von der Drehachse 5, so daß eine Änderung des Schlauchquerschnittes erzielt wird. Wenn das Druckelement 2 in die Richtung gedreht wird, in welcher die Abstände der Stellfläche 4 von der Drehachse 5 sich vergrößern, wird der Schlauchquerschnitt verringert. Hierdurch wird der Strömungs querschnitt des Gasventiles 1 ebenfalls verringert. In geeig neter Weise kann diametral zur angreifenden Stellfläche 4 im Gehäuse 7 ein Widerlager 21 vorgesehen sein, gegen welches der Schlauch 1 anliegt. Der Schlauchquerschnitt kann soweit verändert werden, daß praktisch kein Strömungsquerschnitt mehr vorhanden ist, und der Gasstrom abgeschaltet ist. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel hat die Stellfläche 4 am Umfang des Druckelementes 2 Kreisform. Für die Stellfläche 4 kann jedoch auch eine von der Kreisform abweichende Gestalt, beispielsweise ein parabelförmiger Verlauf, gewählt werden. Der Verlauf der Stellfläche 4 kann in Abhängigkeit von den jeweils gewünschten Anforderungen gewählt werden. Beim darge stellten Ausführungsbeispiel erreicht man eine Verstellung von vollständig geöffnetem Schlauchquerschnitt zu einem vollständig geschlossenem Schlauchquerschnitt innerhalb eines Drehwinkels von etwa 180°.

Der Antrieb des Druckelementes 2 erfolgt über ein selbsthem mendes Getriebe 3. Dieses selbsthemmende Getriebe ist in bevorzugter Weise als ein ins Langsame übersetzendes Getriebe ausgebildet. Der Antrieb kann als elektrischer Antrieb 6, beispielsweise als Stellmotor, ausgebildet sein. Der Antrieb 6 kann auch als Getriebemotor ausgebildet sein, der unmittel bar auf das drehbare Druckelement 2 über ein integriertes selbsthemmendes Getriebe einwirkt.

Durch die Selbsthemmung des Getriebes 3 wird erreicht, daß die vom Antrieb 6 eingestellte Stellung des Druckelementes 2 nach Abschalten des Antriebes 6 beibehalten wird. Hierdurch benötigt man lediglich für die Verstellung des Strömungsquer schnittes Energie. Zur Beibehaltung des eingestellten Strö mungsquerschnittes ist keine Energiezufuhr notwendig. Die Beibhaltung des Strömungsquerschnittes wird durch die Selbsthemmung des Getriebes 3 bewirkt.

Ferner wird durch das Getriebe, welches ins Langsame über setzt wird, eine Feineinstellung des Strömungsquerschnittes ermöglicht. Der Schlauch 1 kann einen Durchmesser von 8-10 mm und eine Schlauchdicke 0,8 mm aufweisen.

Wie erläutert, wird beim dargestellten Ausführungsbeispiel durch entsprechende Einstellung der Drehwinkelstellung des Druckelementes 2 der gewünschte Strömungsquerschnitt für das vom Vorratsbehälter 13 zur Heizstelle 14 zu liefernde Gas erzielt. Das Druckelement 2 kann auch in der Weise ausgebil det sein, daß das vom Antrieb 6 über das Getriebe 3 geliefer te Drehmoment auf ein linear quer zur Schlauchlängsausdehnung bewegliches Druckelement übertragen wird. Hierdurch läßt sich, wie beim dargestellten Ausführungsbeispiel, die Verän derung des Schlauchquerschnittes ebenfalls erreichen.

Die Steuerung des elektrischen Antriebes 6 erfolgt in bevor zugter Weise durch die Steuereinrichtung 10, welche, wie schon erläutert, optoelektronische Tasteinrichtungen auf weist, mit denen der Strömungsquerschnitt durch den Schlauch 1 vergrößert oder verringert werden kann. Hierzu befinden sich auf einem Bedienfeld Berührungsstellen (Touchfelder) 22, 23, welche mit dem Symbol + und dem Symbol - gekennzeichnet sind. Darüber befindet sich eine Anzeigeleiste 24, innerhalb welcher optisch der Grad der Strömungsquerschnittseinstellung und damit eine Proportionalanzeige für das gelieferte Heizgas gewährleistet ist. Diese Einstell- und Anzeigemittel 22-24 sind identisch zu den Einstell- und Anzeigemittel, welche im gleichen Bedienfeld für die elektrisch beheizten Heizstellen bzw. Kochstellen 11 vorgesehen sind. Durch Drücken beispiels weise des mit dem Symbol + gekennzeichneten Touchfeldes 22 erreicht man eine Vergrößerung des Schlauchquerschnittes durch Drehen des Druckelementes 2. Sobald die gewünschte pro Zeiteinheit gelieferte Gasmenge erreicht ist, wird der An trieb 6 abgeschaltet und durch die Selbsthemmung des Getrie bes 3 bleibt dieser Strömungsquerschnitt eingestellt.

In der zur Heizstelle 14 führenden Leitung 15 oder in dem Teil des Schlauches 1, welcher zwischen dem Einwirkungsbe reich des Druckelementes 2 und dem zur Heizstelle 14 geführ ten Gasleitungsabschnitt sich befindet, kann außerhalb (Fig. 1) oder innerhalb (Fig. 2) des Gehäuses 7 ein Sensor 12 vorgesehen sein, der die pro Zeiteinheit der Heizstelle 14 zugelieferte Gasmenge mißt. Ein entsprechendes Meßsignal wird an die Steuereinrichtung 10 abgegeben. In der Steuereinrich tung 10 kann ein Vergleicher 19 vorgesehen sein, welcher ein dem Strömungsquerschnitt am Schlauch 1 entsprechendes elek trisches Signal sowie das Meßsignal des Sensors 12 empfängt. Durch den Vergleich läßt sich feststellen bzw. überwachen, ob die gewünschte Gasmenge, welche durch die Stellung insbeson dere Drehwinkelstellung des Druckelementes 2 vorgegeben ist, auch tatsächlich zur Heizstelle 14 geleitet wird. Falls zwischen Soll-Wert und dem gemessenen Ist-Wert der Gasmenge ein unzulässiger Unterschied besteht, kann durch den Verglei cher 19 bzw. die Steuereinrichtung 10 ein entsprechendes Signal veranlaßt werden, mit welchem ein Sperrventil 18 in der Gasleitung 15 betätigt wird, wodurch ein weiterer Gasfluß aus dem Vorratsbehälter 13 unterbunden wird.

Das Sperrventil 18 kann in herkömmlicher Weise ausgebildet sein und beispielsweise auch dann in seine Sperrstellung gebracht werden, wenn ein Stromausfall auftritt oder festge stellt wird, daß durch eine Zündeinrichtung 16 das der Heiz stelle zugelieferte Gas nicht gezündet wird. Bei Nichtzündung erhält die Steuereinrichtung 10 ein entsprechendes Signal, wodurch dann das Schließen des Sperrventils 18 bewirkt wird.

Bezugszeichenliste

1

Schlauch

2

Druckelement

3

Getriebe

4

Stellfläche

5

Drehachse

6

Antrieb

7

Gehäuse

8

Anschlußstück

9

Anschlußstück

10

Steuereinrichtung

11

elektrisch beheizte Kochstelle

12

Sensor

13

Gasvorratsbehälter

14

mit Gas versorgte Heizstelle

15

Gasleitung

16

Zündeinrichtung

17

Gasventil

18

Sperrventil

19

Vergleicher

20

Metallfeder

21

Widerlager

22

Berührungsstellen

23

Berührungsstellen

24

Anzeigeleiste

Claims

1. Gasventil für Heizgas mit einem verstellbaren Strömungs querschnitt, durch welchen das Heizgas zu einer Heizstel le geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Strö mungsquerschnitt durch einen mittels eines elektrischen Signals steuerbaren Stellantrieb (6), der über ein selbsthemmendes Getriebe (3) auf ein den Strömungsquer schnitt veränderndes Stellelement (2) wirkt, einstellbar ist.

2. Gasventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellelement (2) den Durchmesser des Strömungsquer schnitts ändert.

3. Gasventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsquerschnitt von einem flexiblen Schlauch (1) gebildet ist, auf dessen Außenseite ein den Schlauch querschnitt veränderndes Druckelement als Stellelement (2) anliegt.

4. Gasventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellelement (2) für eine im wesentlichen quer zur Schlauchlängsrichtung verlaufende Bewegung gesteuert an treibbar ist.

5. Gasventil nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das als Druckelement ausgebildete Stellelement (2) eine Stellfläche (4) aufweist, deren Abstand zu einer Drehachse (5), welche mit konstantem Abstand zum Schlauch (1) angeordnet ist, bei einer Drehung um die Drehachse (5) sich ändert.

6. Gasventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellelement (2) als exzentrisch um die Drehachse (5) gelagerter Rotor ausgebildet ist, wobei in Abhängigkeit von der Drehwinkelstellung des Ro tors der Schlauchquerschnitt eingestellt ist.

7. Gasventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das als Rotor ausgebildete Druckele ment (2) innerhalb eines Winkels von etwa 180° drehbar ist.

8. Gasventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (6) für das Druckelement (2) als elektrischer Antrieb, insbesondere elektrischer Stellmotor, ausgebildet ist und daß bei eingestelltem Strömungsquerschnitt der Antrieb abgeschaltet ist.

9. Gasventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das zwischen dem Antrieb (6) und dem Druckelement (2) vorgesehene Getriebe (3) ein ins Langsa me übersetzendes Getriebe ist.

10. Gasventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch (1), das Druckelement (2), der Antrieb (6) und das Getriebe (3) in einem druck dichten Gehäuse (7) angeordnet sind, wobei am Gehäuse (7) druckdichte Schlauchanschlußstücke (8, 9) vorgesehen sind.

11. Gasventil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (6) durch eine Steuerein richtung (10) gesteuert wird, welche ferner zur Steuerung der Heizleistung elektrisch beheizter Kochstellen (11) dient.

12. Gasventil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die durch den eingestellten Strö mungsquerschnitt pro Zeiteinheit fließende Gasmenge mit tels eines Sensors (12) gemessen und mit einer der Stel lung des Druckelementes (2) entsprechenden Gasmenge ver glichen ist.

13. Gasventil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit vom Vergleichsergebnis ein Sperrventil (18), den von einem Gasvorratsbehälter (13) zur Heizstel le (14) in einer Gasleitung (15) gelieferten Gasstrom stoppt.