DE2109449C3 - Betätigungsvorrichtung für ein in der Brennstoffzuführung von Brennern angeordnetes Hubventil - Google Patents
Betätigungsvorrichtung für ein in der Brennstoffzuführung von Brennern angeordnetes HubventilInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung für ein in der Brennstoffzuführung von Brennern
angeordnetes Hubventil mit einem zum Anschluß an das Hubventil ausgebildeten Uehäuu:, in welchem das unter
Einwirkung einer Schließfeder stehende Verschlußstuck mittels eines Vetitilschaftes hubb. weglich gelagert ist,
der einen Anker trägt, der mit einem Elektromagnet zusammenarbeitet, der seinerseits durch einen Stellmotor
in Hubrichtung verschiebbar ist.
Eine derartige Betätigungsvorrichtung ist durch die US-PS 24 02 732 bekannt. Dabei ist das Verschlußstück
über den Elektromagnet kraftschlüssig mit dem Stellmotor verbunden. Der Elektromagnet hat die
Aufgabe, beim Erlöschen der Brennerflamme oder einer ähnlichen Störung die Verbindung zwischen dem
Verschlußstück und dem Stellmotor aufzuheben, so daß das Verschlußstück in kürzester Zeit zuschnappen und
kein weiteres Gas mehr nachströmen kann. Die Öffnungsbewegung sowie die nachfolgenden Regelvorgänge
zur Erzielung oder Einhaltung einer bestimmten Heizleistung des Brenners erfolgen durch den Stellmotor.
Die gleichen Verhältnisse treffen auch für die Betätigungsvorrichtung gemäß der DE-PS 8 44 386 zu.
Auch hier fungiert der Elektromagnet im Prinzip als Kupplungseinrichtung, die den Stellmotor mit dem
Veatil verbindet und die im Störfall diese Verbindung aufhebt, so daß ein schnelles und zuverlässiges
Schließen des Ventils unabhängig von der Funktion des Stellmotores gewährleistet ist. Daneben ist hier ein
zusätzliches, magnetgesteuertes Ventil für die Zündflamme erforderlich.
Da die Öffnungsbewegung des Ventils bis zu einem für die Zündung des Brenners geeigneten Öffnungsquerschnitt
möglichst schnell erfolgen soll, um sowohl hinsichtlich der Brennstoffkonzentration als auch
hinsichtlich der Strömurigsverhältnisse stabile Verhältnisse
im Brennraum in möglichst kurzer Zeit herbeizuführen, brauchen die Stellmotoren der beiden beschriebenen
Vorrichtungen ein starkes Antriebsmoment. Dadurch wird nicht nur der Stellmotor wegen des
höheren Leistungsbedarfes teurer, sondern auch alle an der Kraftübertragung beteiligten Konstruktionselemente
müssen entsprechend stabiler ausgeführt und gelagert sein.
Des weiteren ist durch die CH-PS 4 97 032 eine für ίο Hubventile geeignete Betätigungsvorrichtung bekannt,
die nach dem elektromagnetischen Prinzip arbeitet und bei der die Öffnungsbewegung bis zum Maximalhub
durch einen Elektromagneten erzeugt wird. Die dadurch bedingte erhebliche Masse des Ankers erfordert
aufwendige Maßnahmen zur Dämpfung der Ankerbe wegung und sie setzt außerdem die Lebensdauer des
Ventils wegen des am Ventilsitz, am Verschlußstück und an den einander gegenüberstehenden Stirnflächen von
Elektromagnet und Anker auftretenden Verschleißes erheblich herab. Zugleich ist bei dieser Anordnung die
Hublänge des Ventils sehr beschränkt, da sonst der Elektromagnet zu groß wird.
Hiervon ausgehend, liegt die Aufgabe der vorliegenden
Erfindung darin, die Betätigungsvorrichtung dahingehend zu verbessern, daß man eine wesentlich
schnellere Ventilöffnung bis zu dem für die Zündung optimalen Durchströmquerschnitt erhält bei geringstem
Verschleiß der bewegten Teile.
Diese Aufgabe * ird an einer Betätigungsvorrichtung
der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Öffnen des Ventils beim Starten
des Brenners durch das Anziehen des Ankers bis zur Anlage an den Elektromagneten erfolgt und der
Elektromagnet mit dem Stellmotor über ein Ritzel und eine am Elektromagneten befestigte Zahnstange verbunden
ist. Durch diese Maßnahmen ergibt sich der Vorteil, daß die Ventilöffnung beim Brennerstart
schlagartig erfolgt und die für das optimale Zünden geeigneten Strömungsverhältnisse in kürzester Zeit
hergestellt werden, unabhängig von der Ansprechgeschwindigkeit des Stellmotors. Vn zum Starten des
Brenners nur ein geringer Gaszufluß benötigt wird, genügt hierzu ein kleiner Hub, d. h. ein Elektromagnet
niederer Leistung und ein Anker geringer Masse. Der Stellmotor für die Ventilregelung bei Normalbetrieb
braucht lediglich auf die relativ niedrigen Stellgeschwindigkeiten und die entsprechend geringen Stellkräfte
angepaßt zu sein und ist daher kostengünstiger, als wenn er auch für die rasch zu erfolgende Ventilöffnung
W beim Zünden des Brenners verantwortlich wäre.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Betätigungsvorrichtung
ist die Zahnstange an einem den Ventilschaft umgebenden Rohr angeordnet. Dies gestattet eine gute Führung des Ventils bei einfachem
und gedrängtem Aufbau.
Schließlich hat es sich als günstig erwiesen, daß im Gehäuse zusätzliche Führungen als Verdrehsicherung
für den Elektromagneten und den Anker angeordnet sind, um die Antriebsverbindung zwischen Ritzel und
Zahnstange hiervor zu entlasten.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispielcs
näher erläutert. Die Zeichnung zeigt die Betätigungsvorrichtung im Längsschnitt.
Die Betätigungsvorrichtung weist ein beispielsweise aus Aluminiumguß bestehendes und mit einem anorganischen
Öl gefülltes Gehäuse 1 auf. welches mittels eines Deckels 2 un:er Zuhilfenahme von Dichtungen 3 öldicht
verschlossen ist. Der Deckel 2 weist zum Anschluß an
das Hubventil, von welchem aus Gründen besserer Übersicht lediglich der Ventilsitz 4 dargestellt ist, einen
Absatz 5 auf. Der dem Hubventil abgekehrte, rückwärtige Gehäuseteil 6, dessen öffnung auf nicht dargestellte
Weise staubdicht verschließbar ist, wird durch eine Zwischenwand 7 gegen das Gehäuse 1 abgeteilt.
Im Gehäuse 1 ist ein mit Wechselstrom betriebener Elektromagnet 8 angeordnet, der aus einem eine
Magnetspule 9 tragenden Joch 10 und einem T-förmigen Anker 11 besteht. Das Joch 10, welches an seinem dem
Anker U gegenüberliegenden Kopf eine Kurzschlußwindung 12 trägt, sowie der Anker 11 sind aus
Dynamoblechen zusammengesetzt
Der Anker 11 des Elektromagneten 8 ist mittels eines
Bolzens 1Γ an einem Ventilschaft 13 befestigt, welcher
das ganze Gehäuse 1 durchsetzt und weit in den rückwärtigen Gehäuseteil 6 hineinragt. Dieser Ventilschaft
13 ist entsprechend dem Hub des Ventils längsverschiebbar und trägt an seinem vorderen Ende
das Verschlußstück des Ventils in Gestalt eines aus einem gummielastischen Material bestehenden Ventiltellers
14, welcher unter der Einwirkung einer zwischen seiner Schulter 15 und dem Deckel 2 des Gehäuses 1
eingesetzten Schließfeder 16 steht und von dieser auf den Ventilsitz 4 gepreßt wird.
Über dem zum rückwärtigen Gehäuseteil 6 weisenden Teil des Ventilschaftes 13 befindet sich ein
gegenüber dem Gehäuse 1 und dem Ventilschaft 13 verschiebbares Rohr 17, an dessen im Inneren des
Gehäuses 1 liegendem Ende der Elektromagnet 8 befestigt ist. Das in den rückwärtigen Gehäuseteil 6
ragende Ende des Rohres 17 ist als Zahnstange 18 ausgebildet.
Der Elektromagnet 8 ist in Längsrichtung des Ventilschaftes 13 mittels des Rohres 17 al& an einer im
rückwärtigen Gehäuseteil 6 befindlichen Stelleinrichtung angreifendes Schubglied verschiebbar. Im Gehäuse
1 sind Führungen 19 für den Elektromagneten 8 und den Anker U vorgesehen, auf welchen diese beiden Teile
gleiten.
Den öldichten Abschluß der beweglichen Teile gegeneinander und gegen das Gehäuse 1 gewährleisten
Dichtungsringe 20 im Deckel 2, in der Zwischenwand 7 sowie am in Inneren des Gehäuses 1 liegenden Ende des
Rohres 17.
Als kraftbetätigte Stelleinrichtung ist im rückwärtigen Gehäuseteil 6 ein umsteuerbarer Stellmotor in
Form eines Getriebemoto'-s 21 angeflanscht, auf dessen Antriebswelle ein in die Zahnstange 18 eingreifendes
Ritzel 23 sitzt. Außerdem sind auf dieser Antriebswelle 22 vier Nockenscheiben 24 befestigt, welche gegenüber
der Antriebswelle 22 verstellbar sind. Die Antriebswelle 22 durchsetzt die Seitenwand 25 des rückwärtigen
Gehäuseteiles 6 und trägt dort eine Anzeigevorrichtung in Form einer mit Markierungen 26 versehenen Scheibe
27, welcher ein Zeiger 28 gegenübciiteht. Am Ende der
Antriebswelle 22 sitzt ein Schwenkhebt-ί 29, an welchen
eine Steuerstange 30 angeschlossen ist. Den vier Nockenscheiben 24 stehen elektrische Steuerschalter 31
gegenüber, deren Fühlorgane 32 von den Nocken betätigt werden.
Im rückwärtigen Gehäuseteil 6 ist außerdem ein
jo elektrischer Endschalter 33, dessen Fühler 34 von dem
über das Rohr 17 hinausragenden Ende des Ventilschaftes 13 betätigt wird, vorgesehen.
An seiner Außenwand 35 trägt das Gehäuse 1 angegossene Kühlrippen 36.
Claims (3)
1. Betätigungsvorrichtung für ein in der Brennstoffzuführung von Brennern angeordnetes Hubventil
mit einem zum Anschluß an das Hubventil ausgebildeten Gehäuse, in welchem das unter
Einwirkung einer Schließfeder siehende Verschlußstück mittels eines Ventilschaftes hubbeweglich
gelagert ist, der einen Anker trägt, der mit einem Elektromagnet zusammenarbeitet, der seinerseits
durch einen Stellmotor in Hubrichtung verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das
Öffnen des Ventils beim Starten des Brenners durch das Anziehen des Ankers (11) bis zur Anlage an den
Elektromagneten (8, 10) erfolgt und der Elektromagnet (8, 10) mit dem Stellmotor (21) über ein Ritzel
(23) und eine am Elektromagneten (8, 10) befestigte Zahnstange(18) verbunden ist.
2. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch I,
dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnstange (18) an einem den Ventilschaft (13) umgebenden Rohr (17)
angeordte'.isL
3. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch I oder 2.
dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (1) zusätzliche Führungen (19) als Verdrehsicherung für
den Elektromagneten (8, 10) und den Anker (11) angeordnet sind.
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