DE202021004306U1

DE202021004306U1 - Rucksackkocher mit Kippventil

Info

Publication number: DE202021004306U1
Application number: DE202021004306.3U
Authority: DE
Original assignee: Johnson Outdoors Inc
Current assignee: Johnson Outdoors Inc
Priority date: 2020-11-18
Filing date: 2021-11-18
Publication date: 2023-10-06
Anticipated expiration: 2031-11-19
Also published as: AU2021381969A1; CA3196753A1; US11873990B2; EP4248133A1; JP2023549046A; US20220154928A1; WO2022109160A1

Abstract

Kippventil für ein Kochsystem mit einer Brennerbasis, die einen Brenner in einer Umhüllung einhaust, der so konfiguriert ist, dass er Brennstoff aus einer externen Brennstoffkartusche verbrennt, umfassend:
einen Brennstoffkartuschenverbindungskörper mit einem Gewindeanschluss, der so konfiguriert ist, dass er mit der externen Brennstoffkartusche verschraubt werden kann, wobei der Brennstoffkartuschenverbindungskörper eine durchgehende Bohrung mit einem ersten Durchmesser an einem ersten Ende der Bohrung, das dem Gewindeanschluss am nächsten ist, und einem zweiten Durchmesser, der kleiner als der erste Durchmesser ist, an einem zweiten Ende der Bohrung gegenüber dem ersten Ende definiert,
einen Betätigungsstift, der fixierbar in der Nähe des ersten Endes der Bohrung positioniert ist;
eine Kippdichtung, die in der Nähe des zweiten Endes der Bohrung positioniert ist; und
ein Kugellager, das beweglich zwischen dem Betätigungsstift und der Kippdichtung positioniert ist.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf Rucksackkocher und spezieller auf Brennstoffregelventile zur Verwendung mit diesen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Nachdem immer mehr Menschen die Freuden des Wanderns und Campings entdecken, steigt auch die Nachfrage nach Ausrüstung, die solche Aktivitäten noch erfreulicher und angenehmer macht. Während Auto- und Wohnmobil-Camper und Overlander so viel Ausrüstung mitnehmen können, wie sie möchten, um ihren Komfort zu gewährleisten, ihren Kaffee oder Tee zu kochen und ihre Mahlzeiten zuzubereiten, sind diejenigen, die wandern und zelten oder in einer Hängematte campen, in Bezug auf sowohl das Volumen als auch das Gewicht der Ausrüstung, die sie mitnehmen können, viel stärker eingeschränkt. Während sich der traditionelle Campingkocher zwar gut für das Kochen im Freien auf dem Campingplatz eignet, machen es seine Größe und sein Gewicht jedoch fast unmöglich, ihn mitzunehmen, wenn man eine Wanderung über weite Strecken unternimmt. Die Verwendung eines solchen Kochers erfordert auch die Mitnahme von Brennstoff, Töpfen und Pfannen, was das Gewicht und Volumen der benötigten Ausrüstung weiter erhöht.
In Erkenntnis dessen, dass Wanderer und Camper eine Lösung für das Volumen- und Gewichtsproblem herkömmlicher Campingkocher und Kochgeschirre brauchten, revolutionierten Dwight Aspinwall und Perry Dowst im Jahr 2001 das Kochen im Gelände, indem sie einen schnellen, kompakten und effizienten Kocher entwickelten, der anders als alles war, was die Welt bis dahin gesehen hatte. Dieses bahnbrechende Kochsystem wird in der ursprünglichen veröffentlichten US-Patentanmeldung 2004/0011350 A1 mit dem Titel „Heating Vessel“ (Heizgefäß) beschrieben, deren Lehren und Offenbarungen hiermit in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme darauf hierin aufgenommen werden. Im Gegensatz zu früheren Kochern ermöglichte es dieses neue Kochsystem Wanderern und Campern, im Heizgefäß selbst alle Elemente unterzubringen, die notwendig sind, um schnell und effizient ihr Essen zu kochen und ihren Kaffee oder Tee zuzubereiten. Am Campingplatz angekommen, oder sogar auf oder abseits des Weges, kann das Kochsystem entpackt und zusammengebaut werden, und der Benutzer kann in weniger als einer Minute mit dem Kochen beginnen. Derartige Kochsysteme werden inzwischen in verschiedenen Modellen unter der Marke Jetboil® von der Anmelderin der vorliegenden Anmeldung verkauft.
Während ein solches Kochsystem auf einer stabilen, ebenen Oberfläche verwendet werden sollte, um das Risiko des Umkippens des Kochsystems zu verringern, ist es bekannt, dass ein ebener Boden auf dem Campingplatz oder auf dem Wanderweg möglicherweise nicht immer vorhanden ist. Selbst wenn eine solche Fläche vorhanden ist, kann es vorkommen, dass ein Benutzer das Kochsystem versehentlich umstößt. Da solche Kochsysteme für das Kochen in vertikaler Ausrichtung konzipiert sind, heizt die Flamme des Brenners den Boden des Heizgefäßes nicht mehr richtig auf, wenn es auf die Seite gekippt wird. Darüber hinaus können solche Kocher in einer im Allgemeinen horizontalen Ausrichtung, wenn sie umgestoßen werden, anfangen, flüssigen Brennstoff zu verbrauchen, anstatt den vorgesehenen dampfförmigen Brennstoff. Die Verbrennung des flüssigen Brennstoffs kann zu einem Auflodern führen, wodurch das Produkt, z. B. die Umhüllung, die den Brenner normalerweise umgibt, beschädigt werden kann.
Um zu verhindern, dass beim Umkippen eines Heizgeräts weiterhin Gas zu einem Brenner strömt, ist die Verwendung eines Kippventils bekannt. Solche Kippventile lassen den Gasstrom zu, wenn sie sich in der normalen, vertikalen Position befinden, sperren aber den Gasstrom ab, wenn sie in eine im Allgemeinen horizontale Position gekippt werden. Typischerweise verwenden diese Ventile ein Kugellager in einer Bohrung mit konstantem Durchmesser. In der vertikalen Position wird das Kugellager durch die Schwerkraft am Boden der Bohrung gehalten. Das Gas strömt durch die Bohrung, entweder um das Kugellager herum oder von der Seite, an einer Dichtung vorbei und zum Brenner. Im Gasweg kann auch ein Durchflussregelventil eingesetzt werden, um die Intensität der Flamme zu regeln und das Gerät abzuschalten, wenn es nicht benutzt wird.
Wenn das Gerät gekippt wird, kann das Kugellager des Kippventils innerhalb der Bohrung rollen, was durch den Gasstrom durch die Bohrung unterstützt und von der Schwerkraft in dieser im Allgemeinen horizontalen Ausrichtung nicht verhindert wird. Das Kugellager ist dann dazu vorgesehen, an einer O-Ring-Dichtung anzuliegen und durch den Gasdruck in der Bohrung stromaufwärts des Kugellagers in seiner Position gehalten zu werden. Das Anliegen des Kugellagers am O-Ring ist dazu vorgesehen, die weitere Gaszufuhr zum Brenner zu unterbrechen, wodurch die Flamme erlischt.
Leider kann der konstante Durchmesser der Bohrung zu zwei konkurrierenden Problemen führen. Erstens, wenn der Bohrungsdurchmesser nahe am Durchmesser des Kugellagers liegt, wird der Brennstoffstrom um das Kugellager herum behindert und die normale Flammensteuerung durch das Durchflussregelventil möglicherweise beeinträchtigt. Zweitens, wenn der Bohrungsdurchmesser deutlich größer ist als der Durchmesser des Kugellagers, so dass er den Strom um dieses herum nicht behindert, kann das korrekte Anliegen des Kugellagers am O-Ring beim Umkippen nicht zuverlässig gewährleistet werden. Dies liegt daran, dass das Kugellager beim Rollen entlang der Bohrung aufgrund deren großem Durchmesser lediglich einen Punkt oder Abschnitt des O-Rings mit seiner äußeren Oberfläche berühren kann. Der Gasdruck, der das Rollen des Kugellagers unterstützt, oder die kinetische Energie des Kugellagers selbst reichen nicht immer aus, um sicherzustellen, dass sich das Kugellager über diesen ersten Kontakt mit dem O-Ring hinaus weiterbewegt, um dann vollständig an diesem anzuliegen.
Wenn das Kugellager richtig anliegt, wird das Kugellager aufgrund des Gasdrucks in der Bohrung in seiner betätigten Position gegen den O-Ring gehalten, selbst wenn das Gerät in seine normale vertikale Position zurückgebracht wird. Um das Kippventil zurückzusetzen, wird ein Stift oder ein anderes Element von der stromabwärts gelegenen (Brenner-) Seite gegen das Kugellager gedrückt, um es zu lösen und es der Schwerkraft zu ermöglichen, es auf den Boden der Bohrung zurückkehren zu lassen. In einem solchen System, das in U.S. Pat. Nr. 8,539,942 beschrieben ist, ist der Stift so konstruiert, dass er Teil des Durchflussregelventils ist, so dass der Stift, wenn das Durchflussregelventil vollständig zugedreht ist, die Dichtung durchquert und gegen das Kugellager drückt, um es von der Dichtung zu lösen.
Wenn der Kocher umkippt und das Kugellager des Kippventils an der Dichtung anliegt um den Gasstrom abzusperren, selbst wenn dies nur für einen kurzen Moment passiert, muss der Benutzer unerfreulicherweise das Durchflussregelventil betätigen, um den Kocher vollständig abzusperren, damit der Stift das Kugellager von der Dichtung ablösen kann. Das Durchflussregelventil muss dann wieder aufgedreht werden, um den Kocher in Betrieb zu nehmen. Ein solcher Vorgang, der zum Zurücksetzen des Ventils erforderlich ist, kann jedoch aus mehreren Gründen zur Unzufriedenheit des Benutzers führen.
Erstens kann der Benutzer, nachdem der Kocher aufgerichtet wurde, versuchen, den Brenner wieder anzuzünden. Da jedoch der Gasdruck das Kugellager gegen die Dichtung drückt, wird sich der Brenner nicht wieder anzünden lassen. Dies ist für den Benutzer frustrierend, da das Durchflussregelventil wahrscheinlich bereits so eingestellt ist, wie der Benutzer es für die Wiederaufnahme des Kochvorgangs wünscht. Der Benutzer muss dann das Durchflussregelventil schließen, das Durchflussregelventil wieder öffnen, den Brenner anzünden und dann das Durchflussregelventil wieder auf die gewünschte Position einstellen, die zuvor eingestellt worden war.
Zweitens kann der Benutzer aufgrund der Tatsache, dass die Flamme erloschen ist und kein Gas aus dem Brenner strömt, glauben, dass das Durchflussregelventil bereits zugedreht ist. So kann der Benutzer glauben, dass es keinen logischen Grund gibt, ein Ventil zu schließen, das bereits geschlossen ist. Der Benutzer könnte dann versuchen, das Durchflussregelventil zu öffnen, um den Brenner wieder anzuzünden, so wie dies in der Regel bei der normalen Zündung des Brenners geschieht. Der ausbleibende Erfolg, mit einer solchen vertrauten Betätigung des Durchflussregelventils das Zünden des Brenners zu ermöglichen, führt zu Verwirrung und Frustration auf Seiten des Benutzers. Dies liegt daran, dass der Benutzer möglicherweise nicht erkennt, dass er das Durchflussregelventil zunächst vollständig ab- und dann wieder aufdrehen muss, um den Brenner anzuzünden. Wenn das Durchflussregelventil so manipuliert wird, dass es aufgedreht wird, um den Gasstrom und die Zündung zu ermöglichen, und kein Gas fließt, könnte der Benutzer stattdessen glauben, dass der Kocher defekt ist, und sich an den Garantieservice wenden, schlechte Online-Bewertungen abgeben, usw.
Drittens kann das Kippventil betätigt werden, wenn der Kocher vom Benutzer entweder beim Zusammenbau oder beim Versuch, den Brenner anzuzünden, in einer im Allgemeinen horizontalen Position gehalten wird. Da das Kippventil betätigt wird, obwohl der Kocher absichtlich und nicht aus Versehen in einer solchen im Allgemeinen horizontalen Position gehalten wird, ist eine Zündung auch dann nicht möglich, wenn er in eine vertikale Position gebracht wird. Auch in diesem Fall muss der Benutzer wissen, dass er das Durchflussregelventil schließen muss, damit der Stift das Kugellager von der Dichtung ablösen kann, oder der Kocher kann nicht angezündet werden.
Viertens können Systeme, die einen Stift zum Ablösen des Kugellagers benötigen, dazu führen, dass der Kocher vollständig unbrauchbar wird, wenn der Stift bricht, verloren geht oder so stark abgenutzt ist, dass er das Kugellager nicht mehr von der Dichtung ablösen kann. Unter solchen Umständen kann der Kocher für den Wanderer oder Camper nutzlos werden.
Da nun viel mehr Menschen das Wandern und Campen ausprobieren, die dies bisher nicht getan haben, hält die Erwartung, dass sie die Feinheiten der Bedienung einer solchen Ausrüstung kennen, mit der sie möglicherweise wenig vertraut sind, diese Menschen einfach davon ab, das Wandern und Campen erneut zu versuchen oder in diese Aktivitäten hineinzuwachsen. Abgesehen von der daraus resultierenden Frustration werden diese neuen Wanderer und Camper möglicherweise sogar daran gehindert, eine Mahlzeit zu kochen oder Wasser zu erhitzen.
In Anbetracht des Voranstehenden besteht auf dem Gebiet der Technik ein Bedürfnis nach einem Kippventil, das die normale Gasstromsteuerung nicht beeinträchtigt, das automatisch und zuverlässig beim Kippen des Kochsystems betätigt wird, und das nicht erfordert, dass ein Stift zum Zurücksetzen des Kippventils verwendet wird. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen ein solches Kippventil bereit. Diese und andere Vorteile der Erfindung sowie zusätzliche erfinderische Merkmale werden aus der vorliegenden Beschreibung der Erfindung ersichtlich sein.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
In Anbetracht des Voranstehenden stellen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein neues und verbessertes Kochsystem bereit, das eines oder mehrere der oben beschriebenen, im Stand der Technik bestehenden Probleme überwindet. Insbesondere stellen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein neues und verbessertes Kochsystem mit einem Kippventil bereit, das eines oder mehrere der oben beschriebenen, im Stand der Technik bestehenden Probleme überwindet. Ganz besonders stellen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein Kippventil zur Verwendung mit Gasverbrennungsgeräten bereit, das eines oder mehrere der oben beschriebenen, im Stand der Technik bestehenden Probleme überwindet.
In einer Ausführungsform ist das Kippventil als Bestandteil des mit einem Gewinde versehenen Brennstoffkartuschenverbinders des Kochsystems der vorliegenden Anwendung ausgebildet. Das Kippventil enthält eine Kippdichtung und ein Kugellager, das in einer verjüngten Bohrung zwischen einem Betätigungsstift für die Brennstoffkartusche und einem Strömungsweg zum Brenner untergebracht ist. Bei der Kippdichtung kann es sich um einen O-Ring, eine verkleidete oder eine konturierte Dichtung handeln. Der durch das Kippventil gebildete Brennstoffkartuschenverbinder kann als Adapter für ein bestehendes Kochsystem konfiguriert sein; in diesem Fall enthält er auch eine Brennstoffkartuschendichtung, typischerweise einen O-Ring, die gegen den Brennstoffkartuschenverbinder abdichtet. In einer solchen Ausführungsform enthält das Kippventil einen äußeren, mit einem Gewinde versehenen Verbindungsabschnitt, der mit der Brennerbasis zusammenpasst, als wäre er der Brennstoffkartuschenverbinder, und es enthält einen inneren, mit einem Gewinde versehenen Verbindungsabschnitt, der mit dem Brennstoffkartuschenverbinder zusammenpasst.
In einer anderen Ausführungsform kann der durch das Kippventil gebildete Brennstoffkartuschenverbinder als Einsatz für die Brennerbasis des Kochsystems konfiguriert sein; in diesem Fall positioniert er die Kippdichtung so, dass sie gegen die Brennerbasis abdichtet. In einer solchen Ausführungsform enthält das Kippventil einen äußeren, mit einem Gewinde versehenen Verbindungsabschnitt, der mit der Brennerbasis zusammenpasst, und einen inneren, mit einem Gewinde versehenen Verbindungsabschnitt, der mit dem Brennstoffkartuschenverbinder zusammenpasst.
In einer Ausführungsform verwendet das Kippventil eine Betätigungsstiftanordnung, die einen mit einem Gewinde versehenen Verbindungsabschnitt enthält, der eine lösbare Befestigung innerhalb des durch das Kippventil gebildeten Brennstoffkartuschenverbinders ermöglicht. In dieser Ausführungsform enthält der mit einem Gewinde versehene Verbindungsabschnitt der Betätigungsstiftanordnung eine Schulter, um das Einführen der Betätigungsstiftanordnung in den durch das Kippventil gebildeten Brennstoffkartuschenverbinder zu begrenzen. Die Betätigungsstiftanordnung enthält in der vorliegenden Ausführungsform auch einen Betätigungsstift, der innerhalb des mit einem Gewinde versehenen Verbindungsabschnitts gehalten wird. Dieser Betätigungsstift enthält einen Brennstoffdurchlass, wie er im Stand der Technik bekannt ist, und ist so konfiguriert, dass er gegen den Standardanschluss der Brennstoffkartusche wirkt, um den Einlass von gasförmigem Brennstoff durch diesen hindurch zu ermöglichen. In einer Ausführungsform ist der Betätigungsstift in den mit einem Gewinde versehenen Verbindungsabschnitt der Betätigungsstiftanordnung mittels Presspassung eingesetzt, obwohl in alternativen Ausführungsformen die Befestigung des Betätigungsstifts in dem mit einem Gewinde versehenen Verbindungsabschnitt der Betätigungsstiftanordnung durch Rotationsreibschweißen, Punktschweißen, Kleben, usw. erfolgen kann.
In einer alternativen Ausführungsform enthält der Betätigungsstift einen Flansch, der mittels Presspassung, Gewinde, Punktschweißung, Rotationsreibschweißung, Klebeverbindung, usw. direkt mit dem durch das Kippventil gebildeten Brennstoffkartuschenverbinder verbunden sein kann. Bei einer solchen alternativen Ausführung ist die Verwendung eines mit einem Gewinde versehenen Verbindungsabschnitts nicht erforderlich.
In bevorzugten Ausführungsformen des Kippventils der vorliegenden Erfindung ist die Bohrung, in der sich das Kugellager befindet, so verjüngt, dass sie an dem Ende, das dem Betätigungsstift am nächsten ist, breiter und in der Nähe des Endes, das die Kippdichtung enthält, schmaler ist. Eine solche verjüngte Bohrungskonfiguration ermöglicht einen Brennstoffstrom um das Kugellager herum, durch die verjüngte Bohrung und zum Brenner bei normaler vertikaler Ausrichtung. Eine solche verjüngte Bohrung lässt auch eine Bewegung des Kugellagers durch die verjüngte Bohrung zu und erleichtert das ordnungsgemäße, zuverlässige Anliegen an der Kippdichtung, um den Strom des gasförmigen Brennstoffs beim Umkippen oder bei im Allgemeinen horizontaler Ausrichtung zu stoppen. Das automatische Zurücksetzen, d. h. durch Bewegung des Kugellagers weg von der Kippdichtung, erfolgt allein durch die Wirkung der Schwerkraft, wenn die Brenneranordnung von der Brennstoffkartusche gelöst und in eine vertikale Position zurückgebracht wird, in der sich die Kippdichtung über der Brennstoffkartusche befindet. Dies ermöglicht ein Zurücksetzen des Kippventils, ohne dass das Kugellager über einen Stift oder ein anderes Element mechanisch von der Kippdichtung gelöst werden muss. Ein solches Lösen der Brennstoffkartusche von der Brenneranordnung, wenn die Brennerflamme unerwartet erlischt, ist in der Tat ein vertrautes Verfahren, z. B. um den Brennstofffüllstand der Kartusche zu überprüfen.
In alternativen, bevorzugten Ausführungsformen des Kippventils der vorliegenden Erfindung enthält die Bohrung, in der sich das Kugellager befindet, eine Senkbohrung, die so positioniert ist, dass der Durchmesser an dem Ende, das dem Betätigungsstift am nächsten ist, breiter und in der Nähe des Endes, das die Kippdichtung enthält, schmaler ist. Eine solche Senkbohrungskonfiguration ermöglicht einen Brennstoffstrom um das Kugellager herum, durch die Bohrung und die Senkbohrung und zum Brenner bei normaler vertikaler Ausrichtung. Eine solche Senkbohrung lässt auch eine Bewegung des Kugellagers durch die Senkbohrung zu und erleichtert das ordnungsgemäße, zuverlässige Anliegen an der Kippdichtung, um den Strom des gasförmigen Brennstoffs zu stoppen, wenn der Kocher umkippt oder im Allgemeinen horizontal ausgerichtet wird. Das automatische Zurücksetzen, d. h. durch Bewegung des Kugellagers weg von der Kippdichtung, erfolgt allein durch die Wirkung der Schwerkraft, wenn die Brenneranordnung von der Brennstoffkartusche gelöst und in eine vertikale Position zurückgebracht wird, in der sich die Kippdichtung über der Brennstoffkartusche befindet. Dies ermöglicht ein Zurücksetzen des Kippventils, ohne dass das Kugellager über einen Stift oder ein anderes Element mechanisch von der Kippdichtung gelöst werden muss. Ein solches Lösen der Brennstoffkartusche von der Brenneranordnung, wenn die Brennerflamme unerwartet erlischt, ist in der Tat ein vertrautes Verfahren, z. B. um den Brennstofffüllstand in der Kartusche zu überprüfen.
Weitere Aspekte, Ziele und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die beigefügten Zeichnungen, die in die Beschreibung miteinbezogen sind und einen Bestandteil derer bilden, veranschaulichen verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Grundsätze der Erfindung zu erläutern. In den Zeichnungen zeigen:

1 eine Abbildung einer Ausführungsform eines tragbaren Rucksackkochers, der gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung konstruiert und an einem Brennstoffbehälter mit einem an dessen Boden befestigten Brennstoffdosenstabilisator montiert ist;
2 eine Abbildung des unteren Abschnitts der Brenneranordnung der in 1 gezeigten Ausführungsform, die umgedreht gezeigt wird, um die Brennstoffbehälterarmatur freizulegen;
3 eine Abbildung einer Ausführungsform einer demontierten Brennstoffbehälterarmatur, die Komponenten einer Ausführungsform des Kippventils der vorliegenden Erfindung zeigt;
4 eine Querschnittsdarstellung einer Ausführungsform einer Brennstoffbehälterarmatur, die eine Ausführungsform des Kippventils der vorliegenden Erfindung in der normalen Betriebsposition enthält;
5 eine Querschnittsdarstellung der Ausführungsform der Brennstoffbehälterarmatur, die die Ausführungsform des Kippventils von 4 in der Kippposition enthält;
6 eine explodierte isometrische Darstellung einer alternativen Ausführungsform einer Brennstoffbehälterarmatur, die eine alternative Ausführungsform des Kippventils der vorliegenden Erfindung enthält;
7 eine Querschnittsdarstellung der alternativen Ausführungsform einer Brennstoffbehälterarmatur, die eine alternative Ausführungsform des Kippventils von 6 in der normalen Betriebsposition enthält;
8 eine teilweise Querschnittsdarstellung einer Ausführungsform einer Brennersteuerungsanordnung mit einer Brennstoffbehälterarmatur, die die Ausführungsform des Kippventils von 6, gezeigt in der normalen Betriebsposition, enthält;
9 eine teilweise Querschnittsdarstellung einer Ausführungsform eines Brennstoffkartuschenverbinders gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei die anderen Komponenten des Kippventils entfernt wurden, um eine kontinuierliche Verjüngung der Bohrung zu zeigen; und
10 eine teilweise Querschnittsdarstellung einer Ausführungsform eines Brennstoffkartuschenverbinders gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei die anderen Komponenten des Kippventils entfernt wurden, um eine durch eine Senkbohrung gebildete diskontinuierliche Verjüngung der Bohrung zu zeigen.

Obwohl die Erfindung im Zusammenhang mit bestimmten bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wird, besteht nicht die Absicht, sie auf diese Ausführungsformen zu beschränken. Vielmehr ist die Absicht, alle Alternativen, Modifikationen und Äquivalente abzudecken, die im Geiste und Umfang der Erfindung, wie sie durch die beigefügten Ansprüche definiert wird, enthalten sind.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Mit Blick nun auf die Zeichnungen ist dort in 1 eine Abbildung eines Teils eines Kochsystems, für das das Kippventil besonders gut geeignet ist und das in der folgenden Beschreibung beschrieben wird, gezeigt. Die folgende Beschreibung der verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können jedoch auch in anderen Gasverbrennungseinrichtungen Anwendung finden, weshalb die folgende Beschreibung als Beispiel und nicht als Einschränkung zu verstehen ist.
In Anbetracht der Einbeziehung der Beschreibung des ursprünglichen Kochsystems, das oben erörtert wurde, wird hier im Interesse der Kürze keine detaillierte Beschreibung gegeben. 1 zeigt jedoch einen Teil eines solchen Kochsystems 100 und enthält den unteren Teil des Heizgefäßes 102 einschließlich der Fluxring® Heizspulen 104, die erhebliche Vorteile bei der effizienten und schnellen Wärmeübertragung zum Kochen des Inhalts des Heizgefäßes 102 bieten. Wie der Fachmann erkennt, ist das Heizgefäß 102 in der dargestellten Ausführungsform über der Brennerbasis 106 positioniert. Diese Brennerbasis 106 enthält das Durchflussregelventil 108 und die Brennerbasisumhüllung 110. In der in 1 dargestellten Ausführungsform wird der Brennstoffkartuschenstabilisator 116 verwendet, um die Stabilität des Kochsystems 100 zu verbessern, obwohl seine Verwendung optional ist.
Die Brennerbasis 106 ist mit der Brennstoffkartusche 114 über ein adapterartiges Kippventil in Form eines Brennstoffkartuschenverbinders 112 verbunden. Eine solche Ausführungsform ermöglicht es, das Kippventil als Adapter für ein bestehendes Kochsystem hinzuzufügen. In einer solchen Ausführungsform ist auch ein Brennstoffkartuschendichtungs-O-Ring zur Abdichtung gegen den Brennstoffkartuschenverbinder enthalten. In einer solchen Ausführungsform enthält das Kippventil einen mit einem Außengewinde versehen Verbindungsabschnitt, der mit der Brennerbasis zusammenpasst, als wäre er der Brennstoffkartuschenverbinder, und es enthält einen mit einem Innengewinde versehen Verbindungsabschnitt, der mit dem Brennstoffkartuschenverbinder zusammenpasst.
Mit Blick auf 2 sind Einzelheiten des Kippventils, das einen adapterartigen Brennstoffkartuschenverbinder 112 bildet, zu sehen. Während ein Brennstoffkartuschenverbinder typischerweise in der Brennerbasis des oben beschriebenen Kochsystems enthalten ist, bildet das Kippventil in der dargestellten Ausführungsform den adapterartigen Brennstoffkartuschenverbinder 112, der dazu dient, über den in 2 sichtbaren Standard-Gewindeanschluss 120 mit der Brennstoffkartusche verbunden zu werden. Diese 2 veranschaulicht auch den Außengewindeanschluss des adapterartigen Brennstoffkartuschenverbinders 112, welche die Sicherung am Brennstoffregelventil 108 ermöglicht, dessen Einstellung über den Bügel 118 vollzogen wird.
3 zeigt eine Ausführungsform des Kippventils in Form des adapterartigen Brennstoffkartuschenverbinders 112 und die demontierten Komponenten davon. Diese 3 veranschaulicht noch einmal den Gewindeanschluss 120, der die Standard-Schraubverbindung mit der Brennstoffkartusche herstellt, und veranschaulicht auch den Innengewindeanschluss 122, in den die Betätigungsstiftanordnung 124 über den Gewindeanschluss 126 der Betätigungsstiftanordnung 124 eingeschraubt wird. In der dargestellten Ausführungsform enthält die Betätigungsstiftanordnung 124 auch eine Schulter 128, die die Tiefe begrenzt, bis zu der die Betätigungsstiftanordnung 124 in den Körper des Brennstoffkartuschenverbinders 112 eingeschraubt werden kann. Diese Betätigungsstiftanordnung 124 enthält auch den eigentlichen Betätigungsstift 130, der die Standardbetätigung im Zusammenspiel mit der Brennstoffkartusche bereitstellt, um den Brennstoffstrom zum Brenner des Kochsystems zu ermöglichen, wie oben beschrieben.
3 zeigt auch die Kippdichtung, z. B. einen O-Ring 132, gegen den das Kugellager 136 in einer betätigten Stellung anliegt, wie weiter unten noch näher erläutert wird. Ebenfalls dargestellt ist der Brennstoffkartuschendichtungs-O-Ring 134, der die Dichtungsschnittstelle zwischen dem Brennstoffkartuschenverbinder 112 und dem Anschluss an der Brennstoffkartusche selbst bildet.
Mit Blick nun auf 4 ist dort ein Querschnitt des zusammengebauten Kippventils dargestellt, das den adapterartigen Brennstoffkartuschenverbinder 112 bildet, der die mit Hinblick auf 3 beschriebenen Komponenten enthält. In dieser 4 ist auch der Brennstoffkartuschenverbinder in einem vereinfachten Teilquerschnitt dargestellt.
Wie in dieser 4 zu sehen ist, stellt die Brennstoffkartuschendichtung 134 eine abdichtende Schnittstelle zwischen dem Brennstoffkartuschenverbinder 138 und dem Brennstoffkartuschenverbinder 112 bereit. Der Betätigungsstift 130 erstreckt sich in dieser 4 nach unten und würde typischerweise die Brennstoffkartuschenschnittstelle berühren, um den Durchfluss des Brennstoffs durch diesen zu ermöglichen. In der dargestellten Ausführungsform ist dieser Betätigungsstift 130 mit Presspassung in den mit einem Gewinde versehenen Verbindungsabschnitt 126 eingepasst, bis er die Schulter 128 berührt. Diese Schulter 128 begrenzt auch das Einführen der gesamten Betätigungsstiftanordnung in den Brennstoffkartuschenverbinder 112, wie oben beschrieben. Während bei der in 4 dargestellten Ausführungsform eine Presspassung des Betätigungsstifts 130 zur Vervollständigung der Betätigungsstiftanordnung verwendet wird, kann dieser in anderen Ausführungsformen auch durch Reibschweißen, Punktschweißen, Kleben oder andere bekannte Techniken an seinem Ort gehalten werden.
Das Kugellager 136 des Kippventils ist in einer verjüngten Bohrung 140 des Brennstoffkartuschenverbinders 112 positioniert. Am obersten Ende dieser verjüngten Bohrung 140 ist die Kippdichtung, z. B. ein O-Ring 132, positioniert. Darüber ist ein Brennstoffdurchlass vorgesehen, der durch die oben beschriebenen Brennerbasis mit dem eigentlichen Brenner für den Betrieb des Kochsystems verbunden ist. Nach dem Zusammenbau und in der korrekten Ausrichtung, wie in dieser 4 gezeigt, strömt gasförmiger Brennstoff aus der Brennstoffkartusche durch den Betätigungsstift 130 um das Kugellager 136 herum durch die verjüngte Bohrung 140 und weiter zum Brenner zur Zündung. Wie dem Fachmann klar sein wird, kann die Strömung des gasförmigen Brennstoffs um das Kugellager 136 durch den Gasdruck selbst oder in anderen Ausführungsformen durch Öffnungen oder die Konfiguration der Öffnung des Gewindeabschnitts 126 zwischen dem Kugellager 136 und dem Ende des mit einem Gewinde versehenen Verbindungsabschnitts 126 der Betätigungsstiftanordnung 124 ermöglicht werden. Vorteilhafterweise ermöglicht der größere Durchmesser der verjüngten Bohrung 140 an diesem Ende den Durchfluss von gasförmigem Brennstoff, ohne dass dieser durch einen engeren Durchmesser behindert wird, wie oben beschrieben.
Wenn die Ausrichtung des Brennstoffkartuschenverbinders 112 wie in gezeigt gedreht wird, was der Fall sein kann, wenn das Kochsystem auf die Seite gekippt wird, betätigt sich das Kippventil, da das Kugellager 136 abdichtend an der Kippdichtung, z. B. dem O-Ring 132, anliegt. Mit anderen Worten, wenn das Kugellager auf die Seite gekippt wird, kann es sich mit Hilfe der Strömung des gasförmigen Brennstoffs durch die Länge der verjüngten Bohrung 140 bewegen, bis es an der Kippdichtung, z. B. dem O-Ring 132, anliegt. Vorteilhafterweise und im Gegensatz zu den oben besprochenen früheren Kippventilen hilft die Verjüngung der Bohrung 140 bei der Positionierung des Kugellagers 136, um dieses ordnungsgemäße, zuverlässige Anliegen der Kippdichtung, z. B. des O-Rings 132, zu gewährleisten. Sobald es sich in dieser Position befindet, wird der Brennstoffstrom zum Brenner unterbrochen, wodurch die Flamme erlischt und Schäden vermieden werden, die andernfalls auftreten könnten, wenn die Flamme in dieser Ausrichtung weiterbestehen kann.
Ebenfalls vorteilhaft und ebenfalls im Gegensatz zu den oben besprochenen früheren Kippventilen kehrt das Kugellager 136 automatisch in die in 4 gezeigte Position zurück, sobald das Kippventil aufgerichtet wird, d. h. sobald das Kochsystem wieder zurück in seine normale vertikale Ausrichtung gebracht und von der Brennstoffkartusche getrennt wurde. Es ist kein Stift oder sonstiger Mechanismus erforderlich, um das Kugellager 136 von der Kippdichtung 132 wegzudrücken, damit der normale Betrieb wieder ermöglicht wird.
Die Verjüngung der verjüngten Bohrung 140 ist so beschaffen, dass das Ende der verjüngten Bohrung 140, das der Betätigungsstiftanordnung am nächsten ist, einen größeren Durchmesser hat als das Ende der verjüngten Bohrung 140, wo die Kippdichtung, z. B. der O-Ring 132, positioniert ist. Diese Verjüngung bzw. Aufweitung, wenn sie in die entgegengesetzte Richtung verläuft, ermöglicht den im Allgemeinen ungehinderten Brennstoffstrom um das Kugellager 136 während des normalen Betriebs und die Führung des Kugellagers 136 zur Kippdichtung, um eine ordnungsgemäße und zuverlässige Abdichtung gegen das Kippventil zu gewährleisten, im Gegensatz zu der Bohrung mit konstantem Durchmesser der oben beschriebenen früheren Kippventile. Der Verjüngungswinkel der Wände der verjüngten Bohrung 140 kann je nach Anwendung, Brennstoffdruck, Größe und Gewicht des Kugellagers, Länge der Bohrung, usw. variieren. In bestimmten Ausführungsformen liegt der Verjüngungswinkel zwischen 1° und 45°, vorzugsweise zwischen 5° und 20°, und besonders bevorzugt zwischen 7° und 12°.
6 zeigt eine explodierte Darstellung einer alternativen Ausführungsform eines Kippventils, das einen einsetzbaren Brennstoffkartuschenverbinder 112 bildet, während 7 diese Ausführungsform zusammengebaut zeigt. Diese Ausführungsform ist auch in 8 dargestellt, wo sie in einer Brennerbasis 106 eines beispielhaften Rucksackkochers installiert ist. Wie dargestellt wird die Kippdichtung, z. B. der O-Ring 132, von einer äußeren Position des Brennstoffkartuschenverbinders 112 in eine Dichtungshalterille eingesetzt. Während bei dieser Ausführungsform das Kugellager 136 und die verjüngte Bohrung 140 weiterhin verwendet werden, sitzt der Betätigungsstift 142 über den Flansch 144 direkt im Brennstoffkartuschenverbindungskörper 112. Diese Verbindung in den Körper kann über eine Presspassung, eine Drehschweißung, eine Punktschweißung, eine Klebeverbindung, usw. erfolgen. Da diese Ausführungsform in die Brennerbasis eingeschraubt werden kann, um damit eine bündige Passung zu erreichen, wie weiter unten näher erläutert wird, sind Positionierungsschlitze 146 vorgesehen, um zu ermöglichen, dass der Brennstoffkartuschenverbinder 112 über die abgebildeten Außengewinde in die Brennerbasis eingeführt werden kann. Nach dem Einführen in die Brennerbasis 106, wie in 8 dargestellt, erfolgt die Betätigung des Kippventils und dessen automatisches Zurücksetzen beim Entfernen von der Brennstoffkartusche wie oben beschrieben und wie durch die verjüngte Bohrung 140 ermöglicht.
9 und 10 zeigen zwei Ausführungsformen des Brennstoffkartuschenverbinders 112, wobei die anderen Komponenten des Kippventils entfernt wurden. In 9 verwendet der Brennstoffkartuschenverbinder 112 eine kontinuierliche, glatte Verjüngung für die verjüngte Bohrung 140, wie oben beschrieben. In 10 verwendet die verjüngte Bohrung jedoch eine diskontinuierliche Verjüngung der Bohrung, die durch eine Bohrung 148 und eine Senkbohrung 150 gebildet wird. Eine solche Senkbohrung 150 kann ein Bereich mit vergrößertem Durchmesser am Ende der Bohrung 148 sein, oder sie kann eine Verjüngung sein, die nur einen Teil der Länge der Bohrung 148 durchläuft. Wie zu sehen ist, ist eine solche Senkbohrung 150 an dem Ende der Bohrung 148 positioniert, das am weitesten von der Kippdichtung entfernt ist, um einen Bereich mit größerem Durchmesser zu schaffen, damit der im Allgemeinen ungehinderte Brennstoffstrom bereitgestellt werden kann. In bestimmten Ausführungsformen kann die Bohrung 148 ähnlich wie die oben beschriebene verjüngte Bohrung 140 verjüngt sein, um das Kugellager auf die Kippdichtung zu führen und richtig zu platzieren. In anderen Ausführungsformen kann die verjüngte Bohrung durch mehrere Stufen oder Senkbohrungen oder durch eine Kombination aus kontinuierlichen und diskontinuierlichen verjüngten Abschnitten gebildet werden.
Alle Referenzen, einschließlich Veröffentlichungen, Patentanmeldungen und Patente, die hier zitiert werden, werden hiermit durch Verweis in demselben Umfang einbezogen, wie wenn jede Referenz einzeln und spezifisch als durch Verweis einbezogen angegeben wäre und hier in ihrer Gesamtheit wiedergegeben würde.
Die Verwendung der Begriffe „ein“ und „eine“ und „der/die/das“ und ähnlicher Bezeichnungen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erfindung (insbesondere im Zusammenhang mit den folgenden Ansprüchen) ist so zu interpretieren, dass sie sowohl den Singular als auch den Plural umfasst, sofern hier nicht anderes angegeben oder durch den Kontext eindeutig widerlegt. Die Begriffe „umfassend“, „aufweisend“, „enthaltend“ und „beinhaltend“ sind als offene Begriffe zu verstehen (d. h. im Sinne von „enthaltend, aber nicht beschränkt auf“), sofern nicht anders angegeben. Die Aufzählung von Wertebereichen dient lediglich als Kurzbezeichnung für die Nennung jedes einzelnen Werts, der in den Bereich fällt, sofern hier nicht anders angegeben, und jeder einzelne Wert wird in die Beschreibung aufgenommen, als ob er hier einzeln aufgeführt wäre. Alle hier beschriebenen Verfahren können in jeder geeigneten Reihenfolge durchgeführt werden, sofern hier nicht anders angegeben oder durch den Kontext eindeutig widerlegt. Die Verwendung jeglicher und aller Beispiele oder beispielhafter Ausdrücke (z. B. „wie“) erfolgt lediglich in der Absicht, die Erfindung besser zu veranschaulichen und stellt keine Einschränkung des Erfindungsumfangs dar, sofern nicht anders beansprucht. Keine Formulierung in der Beschreibung sollte so ausgelegt werden, dass ein nicht beanspruchtes Element als wesentlich für die Ausführung der Erfindung angesehen wird.
Bevorzugte Ausführungsformen dieser Erfindung werden hier beschrieben, einschließlich der besten den Erfindern bekannten Art und Weise, die Erfindung auszuführen. Variationen dieser bevorzugten Ausführungsformen können für den Fachmann beim Lesen der vorangehenden Beschreibung offensichtlich werden. Die Erfinder gehen davon aus, dass erfahrene Fachleute solche Variationen in geeigneter Weise einsetzen werden, und die Erfinder beabsichtigen, dass die Erfindung auch auf andere Weise als in der hier beschriebenen Weise ausgeführt wird. Dementsprechend schließt diese Erfindung alle Modifikationen und Äquivalente des in den beigefügten Ansprüchen genannten Gegenstands ein, soweit dies nach geltendem Recht zulässig ist. Darüber hinaus ist jede Kombination der oben beschriebenen Elemente in allen möglichen Variationen davon von der Erfindung umfasst, sofern hier nicht anders angegeben oder durch den Kontext eindeutig widerlegt.
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

US 20040011350 A1 [0003]
US 8539942 [0008]

Claims

Kippventil für ein Kochsystem mit einer Brennerbasis, die einen Brenner in einer Umhüllung einhaust, der so konfiguriert ist, dass er Brennstoff aus einer externen Brennstoffkartusche verbrennt, umfassend: einen Brennstoffkartuschenverbindungskörper mit einem Gewindeanschluss, der so konfiguriert ist, dass er mit der externen Brennstoffkartusche verschraubt werden kann, wobei der Brennstoffkartuschenverbindungskörper eine durchgehende Bohrung mit einem ersten Durchmesser an einem ersten Ende der Bohrung, das dem Gewindeanschluss am nächsten ist, und einem zweiten Durchmesser, der kleiner als der erste Durchmesser ist, an einem zweiten Ende der Bohrung gegenüber dem ersten Ende definiert, einen Betätigungsstift, der fixierbar in der Nähe des ersten Endes der Bohrung positioniert ist; eine Kippdichtung, die in der Nähe des zweiten Endes der Bohrung positioniert ist; und ein Kugellager, das beweglich zwischen dem Betätigungsstift und der Kippdichtung positioniert ist.
Kippventil nach Anspruch 1, wobei die durch den Brennstoffkartuschenverbindungskörper definierte Bohrung zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende verjüngt ist.
Kippventil nach Anspruch 2, wobei der Verjüngungswinkel zwischen 1° und 45°, vorzugsweise zwischen 5° und 20°, besonders bevorzugt zwischen 7° und 12° liegt.
Kippventil nach Anspruch 2, wobei die Verjüngung eine kontinuierliche, gleichmäßige Verjüngung ist, oder wobei die Verjüngung eine diskontinuierliche Verjüngung ist.
Kippventil nach Anspruch 1, wobei die durch den Brennstoffkartuschenverbindungskörper definierte Bohrung einen verjüngten Abschnitt und eine Senkbohrung zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende enthält.
Kippventil nach Anspruch 1, wobei das erste Ende der durch den Brennstoffkartuschenverbindungskörper definierten Bohrung durch eine Senkbohrung mit dem ersten Durchmesser gebildet wird, der größer als der zweite Durchmesser der Bohrung am zweiten Ende ist.
Kippventil nach Anspruch 1, wobei der Brennstoffkartuschenverbindungskörper einen Außengewindeanschluss umfasst, der so konfiguriert ist, dass er mit der Brennerbasis verschraubt werden kann, wobei optional der Brennstoffkartuschenverbindungskörper Positionierungsschlitze am ersten Ende umfasst.
Kippventil nach Anspruch 1, wobei die Kippdichtung ein O-Ring oder eine verkleidete oder konturierte Dichtung ist, und/oder wobei die Kippdichtung so positioniert ist, dass sie gegen die Brennerbasis abdichtet.
Kippventil nach Anspruch 1, wobei der Betätigungsstift einen mit einem Gewinde versehenen Verbindungsabschnitt enthält, der eine lösbare Befestigung innerhalb des Brennstoffkartuschenverbindungskörpers ermöglicht.
Kippventil nach Anspruch 9, wobei der mit einem Gewinde versehene Verbindungsabschnitt des Betätigungsstifts eine Schulter enthält, um das Einführen des Betätigungsstifts in den Brennstoffkartuschenverbindungskörper zu begrenzen.
Kippventil nach Anspruch 9, wobei der Betätigungsstift einen Brennstoffdurchlass enthält, wobei der Betätigungsstift so konfiguriert ist, dass er gegen einen Standardanschluss der externen Brennstoffkartusche wirkt, um den Einlass von gasförmigem Brennstoff durch diesen hindurch zu ermöglichen.
Kippventil nach Anspruch 1, wobei der Betätigungsstift einen Flansch enthält, der mittels Presspassung, Gewinde, Punktschweißung, Rotationsreibschweißung oder Klebeverbindung direkt mit dem Brennstoffkartuschenverbindungskörper verbunden ist.
Kippventil nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Brennstoffkartuschendichtung, die innerhalb des Brennstoffkartuschenverbindungskörpers positioniert ist, um gegen die externe Brennstoffkartusche abzudichten.
Kochsystem, umfassend: eine Brennstoffkartusche; eine Brennerbasis, die einen Brenner in einer Umhüllung einhaust, der so konfiguriert ist, dass er Brennstoff aus der Brennstoffkartusche verbrennt; und ein Kippventil mit einem Brennstoffkartuschenverbindungskörper, der einen Gewindeanschluss aufweist, der so konfiguriert ist, dass er mit der Brennstoffkartusche verschraubt werden kann, wobei der Brennstoffkartuschenverbindungskörper eine durchgehende Bohrung definiert, um zu ermöglichen, dass Brennstoff von der Brennstoffkartusche zu dem Brenner strömt, wobei die Bohrung einen ersten Durchmesser an einem ersten Ende der Bohrung, das dem Gewindeanschluss am nächsten ist, und einen zweiten Durchmesser, der kleiner als der erste Durchmesser ist, an einem zweiten Ende der Bohrung gegenüber dem ersten Ende aufweist, mit einem Betätigungsstift, der fixierbar in der Nähe des ersten Endes der Bohrung positioniert ist, mit einer Kippdichtung, die in der Nähe des zweiten Endes der Bohrung positioniert ist, und mit einem Kugellager, das beweglich zwischen dem Betätigungsstift und der Kippdichtung positioniert ist.
Kochsystem nach Anspruch 14, welches ein Zurücksetzen eines Kippventils des Kochsystems durch folgende Schritte ermöglicht: Positionieren des Kochsystems in einer Ausrichtung derart, dass der Brenner vertikal höher liegt als die Brennstoffkartusche; und Trennen der Brennstoffkartusche vom Brennstoffkartuschenverbindungskörper.