DE2615697C2

DE2615697C2 - Durchflußsteuereinrichtung

Info

Publication number: DE2615697C2
Application number: DE2615697A
Authority: DE
Inventors: Keiichi Mori; Keijiro Kadoma Osaka Mori; Yasukiyo Ueda
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1975-04-09
Filing date: 1976-04-09
Publication date: 1984-05-03
Also published as: CA1046378A; AU1276476A; US4085921A; FR2307208A1; GB1544181A; IT1057502B; FR2307208B1; DE2615697A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Durchflußsteuereinrichtung mit einer steuerbaren Ventilanordnung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Eine solche Durchflußsteuereinrichtung ist bekannt. Bei der bekannten Durchflußsteuereinrichtung wird der Arbeitsbereich, in dem der Durchfluß auf fallende Werte einstellbar ist, vom zweiten Grenzwert begrenzt, d. h. die Ventilanordnung schließt, sobald bei der Änderung des Durchflusses der minimale Durchfluß, der jedoch größer als Null ist, erreicht wird.

Dieses Verhalten der bekannten Durchflußsteuereinrichtung hat jedoch erheblich Nachteile, die im folgenden für den Fall erläutert werden, daß die Betriebsvariable die Temperatur von Wasser ist, das mit Hilfe von Gas erwärmt wird, dessen Durchfluß mittels der Durchflußsteuereinrichtung gesteuert wird. Der minimale Gasdurchfluß muß so festgelegt sein, daß noch eine vollständige Verbrennung möglich ist. Um vollständige Verbrennung zu gewährleisten und nicht die Gefahr einzugehen, daß aufgrund von Fertigungstoleranzen der Ventilanordnung der minimale Durchfluß zur vollständigen Verbrennung nicht ausreicht, ist es daher sinnvoll, den zweiten Grenzwert der Temperatur so niedrig festzulegen daß ihm ein minimaler Durchfluß zugeordnet ist, der mit Sicherheit zur volls;ändigen Verbrennung ausreicht. Andererseits führen Temperatursollwerte des Wassers, die dicht unterhalb des zweiten Grenzwertes liegen, dazu, daß die Ventilanordnung häufig zwischen Null-Durchfluß und veränderbarem Durchfluß hin- und hergeschaltet wird, was zu entsprechend starkem Verschleiß der Ventilanordnung und zu störenden Schaltgeräuschen führt. Diese störende Erscheinung tritt schon bei um so niedrigeren Temperaturen auf, je niedriger der zweite Grenzwert festgelegt ist. Unter diesem Gesichtpunkt wäre es daher zweckmäßig, den zweiten Grenzwert möglichst hoch festzulegen. Es zeigt sich somit, daß entweder, wenn Verschleiß und störende Geräusche möglichst niedrig gehalten werden sollen, die Gefahr unvollständiger Verbrennung in Kauf genommen werden muß, oder daß, wenn vollständige Verbrennung sichergestellt sein soll, erhöhter Verschleiß und störende Geräusche in Kauf genommen werden müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Durchflußsteucreinrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, den minimalen Durchfluß so hoch festzulegen, daß mit Sicherheit keine unerwünschten Betriebszustände auftreten, ohne daß der Nachteil in Kauf genommen werden muß, daß bei Sollwerten der

Betriebsvariablen, die kurz unterhalb des dem minimalen Durchfluß zugeordneten Wertes liegen, die Ventilanordnung ständig zwischen Null-Durchfluß und veränderbarem Durchfluß hin- und herschaltet.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil von Patentanspruch 1 gelöst. Die erfindungsgemäßen Merkmale führen dazu, daß zwischen den zweiten Arbeitsbereich mit veränderbarer Steuerung des Durchflusses und den dritten Arbeitsbereich der Ventilanordnung ein Arbeitsbereich konstanten minimalen Durchflusses eingeschaltet ist. Dies hat zur Folge, daß nach Erreichen des minimalen Durchflusses am Ende des Arbeitsbereiches mit veränderbarem Durchfluß der Durchfluß nicht gesperrt wird, wie dies bei der bekannien Duichfiußsieüereinrichiung der Fall ist, sondern zunächst auf einem konstanten Wert gehalten wird, so daß das Überschwingen der Betriebsvariablen, beispielsweise der Temperatur, über den Grenzwert, der den Arbeitsbereich mit veränderbarem Durchfluß nach oben begrenzt und bei der Erfindung der dritte Grenzwert ist, nicht zum Schließen der Ventilanordnung führt und dadurch der entsprechende Verschleiß und störende Geräusche vermieden werden. Dies heißt mit anderen Worten, daß abweichend von der bekannten Durchflußsteuereinrichtung die Ventilanordnung nicht dem Einschwingvorgang der Batriebsvariablen folgt.

Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Diagramm, das die Arbeitskenniinie einer herkömmlichen Durchflußsteuereinrichtung für ein Gasbrenner-Wassererwärmungsgerät zeigt;

Fig. 2 ein Diagramm, das die Veränderungen der Temperatur von Wasser wiedergibt, das mittels eines Gasbrenner-Wassererwärmungsgerätes erwärmt wird, bis die Temperatur einen bestimmten Sollwert erreicht;

F i g. 3 eine schematische Darstellung eines Gasbrenner-Wassererwärmungsgerätes, das mit einer erfindungsgemäßen Durchflußsteuereinrichtung ausgerüstet ist;

Fig. 4 ein Diagramm, das die Arbeitskennlinie der Durchflußsteuercinrichtung gemäß F i g. 3 wiedergibt:

Fig. 5 einen senkrechten Schnitt durch eine elektromagnetische Ventilanordnung für die Durchflußsteuereinrichtung gemäß F i g. 3;

F i g. 6 ein Schaltbild einer bevorzugten Ausführungsform einer elektrischen Schaltung für die Steuereinrichtung fur die Ventilanordnung gemäß F i g. 5;

F i g. 7 ein Diagramm, das die Abhängigkeit der Heißwassertemperatur vom Wasserdurchfluß für das Gasbrenner-Wassererwärmungsgerät gemäß Fig. 3 wiedergibt;

F i g. 8 einen senkrechten Schnitt durch eine Abwandlung der in F i g. 5 dargestellten Ventilanordnung;

F i g. 9A, 9B und 9C ausschnittsweise Darstellungen der Ventilanordnung gemäß F i g. 8 in unterschiedlichen Arbeitsbereichen;

Fig. 10, 11 und 12 ausschnittsweise, senkrechte Schnitte durch Abwandlungen der Ventilanordnung gemäß F i g. 8.

Die Fig. 1 stellt die Arbeitskennlinien einer herkömmlichen Durchflußsteuereinrichtung mit mehreren Arbeitsbereichen dar. Dabei ist angenommen, daß die Einrichtung eine Ausführungsform ist, die zum Regeln des einem Gasbrenner-Wassererwärmungsgerät zuzuführenden Brenngasstroms ist, so daß daher die Kennlinien der Einrichtung als Verhältnis zwischen der Temperatur des durch das Erwärmungsgerät geleiteten Wassers und des Durchflusses des durch die Einrichtung geleiteten Brenngases dargestellt sind. Die Einrichtung ist für unterschiedliche Arbeitsbereiche in Abhängigkeit von vorbestimmten Temperaturbereichen des mittels des Erwärmungsgerätes erwärmten Wassers ausgelegt und wird zwischen einem Maximalfluß-Arbeitsbereich ίο W, einem Arbeitsbereich X mit veränderbarem Durchfluß und einem Nullfluß-Arbeitsbereich Z verstellt. Der Maximalfluß-Arbeitsbereich W ist der Bereich, in dem die Ventilanordnung der Einrichtung voll offen ist und das Brenngas durch die Ventilanordnung mit maximalern Durchfluß Γι fließen kann. Wenn die Temperatur des vom Erwärmungsgerät erwärmten und aus ihm ausgegebenen Wassers geringer als ein vorbestimmter Wert To ist, verändert die Ventilanordnung den Brenngasdurchfluß entsprechend der Temperatur des aus dem Erwärmungsgerät ausgegebenen Heißwassers zwischen dem vorgenannten maximalen Durchfluß Fi und einem vorbestimmten minimalen Durchfluß F₂, so daß sich der Arbeitsbereich X mit veränderbarem Durchfluß ergibt. Zu einem Zeitpunkt, an dem die Temperatur des Wassers den vorbestimmten Wert Tb erreicht, wird die Ventilanordnung voll geschlossen und sperrt den durchlaufenden Brenngasstrom, so daß der Nullfluß-Arbeitsbereich Zeingestellt wird. Der Minimalwert F₂ des Durchflusses ist so gewählt, daß sichergestellt ist, daß jo das Brenngas fortlaufend unter stabilen Bedingungen verbrannt wird, so daß ein Erlöschen des Feuers und die Erzeugung von Kohlenmonoxid vermieden werden kann. V'um praktischen Gesichtspunkt treten jedoch außerordentliche Schwierigkeiten dadurch auf, die Genau-J5 igkeit des Werts F₂ bei der Herstellung der Ventilanordnung präzise zu steuern und die Genauigkeit während der Benützung des Erwärmungsgerätes beizubehalten. Wenn es auf diese Weise vorkommt, daß der minimale Brenngas-Durchfluß über die Ventilanordnung auf einen Wert Fj eingestellt ist, der geringer als der theoretische Wert F? ist, kann das Brenngas unvollständig verbrannt werden oder schlimmstenfalls nicht gezündet werden. Wenn im Gegensatz dazu der tatsächliche Durchfluß auf einen Wert F₄ eingestellt ist, der höher als der theoretische Wert F? ist, dann ist der Temperaturbereich im Arbeitsbereich X eingeengt, so daß folglich das Erwärmungsgerät nicht die erwünschte Arbeitskennlinie aufweisen kann.

Die F i g. 2 zeigt Veränderungen der Temperatur des Wassers, das mittels des Erwärmungsgerätes erwärmt wird, bis die Temperatur einen bestimmten Sollwert Ts erreicht, der einem bestimmten Wasserdurchfluß entspricht, der während des Gebrauchs aus dem Erwärmungsgerät abgegeben wird. Während eines Anfangs-Stadiums nach dem Bedienen des Erwärmungsgerätes für die Abgabe eines solchen Wasserdurchflusses schwankt die Temperatur des aus dem Gerät abgegebenen Wassers ständig um den Wert Ts, bis die Temperatur sich schließlich auf den Sollwert Ts einpendelt. Dies ist auf die Verzögerung der Betätigung der Ventilanordnung nach der Erfassung der Temperatur des erwärmten Wassers durch einen Temperaturfühler zurückzuführen. Der Bereich derartiger Schwankungen der Wassertemperatur wird größer, wenn die Belastung des Erwärmungsgerätes kleiner wird, nämlich der Wasserdurchfluß durch das Gerät verringert wird. Wenn daher der Brenngasdurchfluß durch die Ventilanordnung auf einen Wert Fs eingestellt wird, der der Temperatur Ts

innerhalb des Arbeitsbereiches X gemäß der Darstellung in dem Diagramm nach F i g. 1 entspricht, kann die über den festgelegten Wert Ts schwankende Wassertemperatur schlagartig über den kritischen Wert To zwischen den Temperaturbereichen für den Arbeitsbereich X und den Nullfluß-Arbeitsbereich Z steigen, besonders dann, wenn der Temperaturwert Ts in der Nähe des kritischen Wertes To liegt. Wenn dies auftritt, wird die Ventilanordnung von dem Arbeitsbereich X auf den Nullfluß-Arbeitsbereich Z verstellt und sperrt den Brenngaszufluß selbst dann, wenn der Sollwert 7s der Wassertemperatur niedriger als der kritische Wert To ist. Zu einem bestimmten Zeitpunkt nach dem auf diese Weise erfolgten Sperren der Zufuhr von Brenngas und folglich der Verringerung der Wassertemperatur wird die Ventilanordnung wieder geöffnet und nimmt den Arbeitsbereich X mit dem Bestreben ein, die Wassertemperatur auf den Sollwert 7s anzuheben. Dadurch wird bewirkt, daß die Wassertemperatur wiederum gemäß der Darstellung in Fig. 2 schwankt und plötzlich über den kritischen Wert To oberhalb des Sollwerts 7s ansteigt, was zur Folge hat, daß die Ventilanordnung zum zweitenmal schließt. Wenn eine derartige Erscheinung immer wieder wiederholt wird, wird die Ventilanordnung häufig zwischen den Arbeitsbereichen X und Z für veränderbaren Durchfluß und Nullfluß verstellt und kann im Arbeitsbereich X nicht bleiben, obgleich der Sollwert 7s der Wassertemperatur niedriger als der kritische Wert To ist.

F i g. 3 zeigt eine Gasbrenner-Wasererwärmungsvorrichtung mit Schnelleinstellung oder »Momentan«-Einstellung, in d.e eine erfindungsgemäße Durchflußsteuereinrichtung eingebaut ist, die die genannten Schwierigkeiten behebt.

Nach Fig. 3 weist die Gasbrenner-Wassererwärmungsvorrichtung eine Wasserzuflußleitung 2 auf, die über einen Wärmetauscher 4 zu einem Heißwasser-Austrittsrohr 6 führt, das mit einem Austrittsventil oder einem Austrittshahn 8 abgeschlossen ist. Eine Gasbrennereinheit 10 mit einer Mehrzahl von (nicht gezeigten) Brenngasauslaßdüsen ist unterhalb des Wärmetauschers 4 angeordnet. Die Düsen stehen mit einer Brenngas-Zufuhrleitung 12 in Verbindung, die mit einem von Hand betätigten Absperrventil 14 und einer automatisch betätigten Ventilanordnung 16 versehen ist, die stromab des Absperrventils 14 angeordnet ist. Eine Zweigleitung 18 führt von der Brenngas-Zufuhrleit.ung 12 stromab des Absperrventils 14 und stromauf der Ventilanordnung 16 weg und endet in einer Zünddüse 20, die in der Nachbarschaft der Auslaßdüsen der Gasbrennereinheit 10 offen ist. Die Ventilanordnung 16 wird mittels einer geeignete:! Steuereinrichtung 22 und einer temperaturempfindlichen Signalgebevorrichtung 24 betrieben. Die Signalgebevorrichtung 24 steht in wärmeleitender Berührung mit dem Heißwasser-Austrittsrohre und bewirkt die Erzeugung eines Signals, das die Temperatur des durch das Austrittsrohr 6 laufenden Heißwassers darstellt. Die Steuereinrichtung 22 arbeitet aufgrund des auf diese Weise von der Signalgebevorrichtung 24 abgegebenen Signals so, daß bei offenem Absperrventil 14 die Ventilanordnung durch die Steuereinrichtung 22 so betätigt wird, daß der Strom an Brenngas durch die Ventilanordnung 16 geregelt wird. Da der Brenngasdurchfluß durch die Ventilanordnung 16 auf diese Weise in Abhängigkeit von der Temperatur des von dem Austrittsrohr 6 bei offenem Austrittshahn 8 abgegebenen heißen Wassers geregelt wird, wird die Menge der mittels der Gasbrennereinheit 10 erzeugten Wärme verändert und dementsprechend das durch den Wärmetauscher 4 geleitete Wasser auf eine Temperatur erwärmt, die sich mit dem Wasserdurchfluß durch den Wärmetauscher 4 und der von der Gasbrennereinheit 10 übertragenen Wärmemenge, nämlich dem Brenngasdurchfluß durch die Ventilanordnung 16 ändert.

Die F i g. 4 ist eine grafische Darstellung eines Schemas, gemäß dem die Ventilanordnung 16 in Abhängigkeit von der Temperatur des Heißwassers arbeitet, wie

ίο sie mittels der Signalgebevorrichtung 24 ermittelt ist. Nach Fig. 4 besitzt die Ventilanordnung 16 vier verschiedene Arbeitsbereiche, nämlich einen Maximalfluß-Arbeitsbereich W, einen Arbeitsbereich X mit veränderbarem Durchfluß, einen Konstantfluß-Arbeitsbereich Y und einen Nullfluß-Arbeitsbereich Z. Während des Betriebs im Maximalfluß-Arbeitsbereich W ist die Ventilanordnung 16 voll offen und läßt das Brenngas mit maximalem Durchfluß Fm durch, der durch den spezifischen mechanischen Aufbau und die Anordnung der Ventilanordnung bestimmt ist. Es sei angenommen, daß die Ventilanordnung 16 im Maximalfluß-Arbeitsbereich W arbeitet, wenn die mittels der Signalgebevorrichtung 24 ermittelte Wassertemperatur niedriger als ein vorbeslimmter Grenzwert Tm ist. Wenn die mittels der Signalgebevorrichtung 24 ermittelte Wassertemperatur zwischen dem Wert Tm und einem vorbestimmten dritten Grenzwert Tp oberhalb des Wertes Tm liegt, wird die Ventilanordnung 16 im Arbeitsbereich X betrieben und steuert den Durchfluß des Brenngases, um diesen im wesentlichen entsprechend der Heißwassertemperatur zwischen dem genannten Maximalwert Fm und einem vorbestimmten Minimalwert Fc zu verändern, wie es durch die Linie O-Pdargestellt ist. Der Wert Fc ist so gewählt, daß bei einem derartigen Durchfluß eine vollständige Verbrennung des der Gasbrennereinheit 10 (Fig. 3) zugeführten Brenngases sichergestellt ist. Wenn die Heißwassertemperatur über den Grenzwert Tp erhöht wird, jedoch niedriger als ein zweiter Grenzwert Tq bleibt, wird die Ventilanordnung 16 in dem Konstantfluß-Arbeitsbereich Y mit einem konstanten Durchfluß Fc des Brenngases gehalten, wie es durch die Linie P-Qdargestellt ist. Zu einem Zeitpunkt, an dem die Heißwassertemperatur den zweiten kritischen Wert Tq erreicht, wird bewirkt, daß die Ventilanordnung 16 voll schließt und den durchlaufenden Brenngasstrom unterbricht, wie es durch die Linie Q-Q'dargestellt ist, so daß sich der Nullfluß-Arbeitsbereich Zergibt. Die Ventilanordnung 16 wird geschlossen gehalten und in dem Nullfluß-Arbeitsbereich Zgehalten, bis die Heißwassertemperatur auf einen vorbestimmten vierten Grenzwert Tr zwischen dem dritten kritischen Wert Tp und dem zweiten kritischen Wert Tq verringert ist, wie es durch die Linie Q'-R dargestellt ist. Wenn die Heißwassertemperatur den vierten kritischen Wert Tr erreicht, kann die Ventilanordnung 16 wieder öffnen, indem sie nämlich von dem Nullfluß-Arbeitsbereich Z auf den Konstantfluß-Arbeitsbereich Y überwechselt, wie es durch die Linie /?-/?'gezeigt ist, wobei sie das Brenngas mit einem festen Durchfluß Fc durchleitet. Wenn zu diesem Zeitp'inkt der durch den Wärmetauscher 4 (F i g. 3) geleitete Wasserdurchfluß unverändert gehalten wird oder vermindert wird, steigt die Temperatur des durch das Austrittsrohr 6 geleiteten Heißwassers für ein zweites Mal von dem vierten kritischen Wert Tran, wobei die Ventilanordnung 16 in dem Konstantfluß-Arbeitsbereich Y gehalten wird, bis die Heißwassertemperatur den zweiten kritischen Wert Tq erreicht Die Ventilanordnung 16 wird auf diese Weise so betätigt, daß sie eine Arbeits-

kennlinie ergibt, die der geschlossenen Schleife Q-Q'-R- R'-Q folgt, wobei sie wechselweise zwischen dem Konst.inifluß-Arbeitsbereich Q und dem Nullfluß-Arbeitsbereich Z umgeschaltet wird, wenn der Wasserdurchfluß durch den Wärmetauscher 4 der in F i g. 3 gezeigten Vorrichtung in einem solchen Bereich gehalten wird, daß die Heißwassertemperatur oberhalb des dritten kritischen Werts Tp gehalten wird. Wenn jedoch die Heißwassertemperatur unter den dritten kritischen Wert Tp gesenkt wird, wird die Ventilanordnung 16 von dem Konstantfluß-Arbeitsbereich Y auf den Flußveränderungs-Arbeitsbereich X umgestellt, bis die Wasserdurchflußmenge durch den Wärmetauscher 4 den Maximalwert Fm erreicht. Um das Zünden des Brenngases sicherzustellen, das der Gasbrennereinheit 10 über die Ventilanordnung 16 zugeführt wird, die von dem voll geschlossenen Zustand wieder geöffnet wird, soll die Ventilanordnung 16 zeitweise voll geöffnet werden, wenn sie von dem Nullfluß-Arbeitsbereich Z auf den Konstantfluß-Arbeitsbereich Y im Ansprechen auf die Wassertemperatur umgestellt wird, die auf den vierten kritischen Wert Tr abgesenkt ist, wie es durch die Linie R'-R"\n der in Fig. 4 gezeigten Kurvendarstellung dargestellt ist.

In der in Fig. 3 dargestellten Gasbrenner-Wassererwärmungsvorrichtung ist die erfindungsgemäße Durchflußsteuereinrichtung aus der Ventilanordnung 16, der Steuereinrichtung 22 und der Signalgebevorrichtung 24 zusammengesetzt. Die Steuereinrichtung 22 kann durch eine elektrische Schaltung gebildet sein, wobei die Signalgebevorrichtung 24 zur Erzeugung eines elektrischen Signals ausgebildet ist, das der ermittelten Wassertemperatur entspricht, oder sie kann durch einen Mechanismus gebildet sein, der auf Veränderungen eines geeigneten Fluids anspricht, wobei die Signalgebevorrichtung 24 unter Wärmeleitung mit der Steuereinrichtung 22 verbunden ist. Bei den im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen ist die Ventilanordnung als komplette Einheit ausgebildet. Sie wird daher im folgenden als Ventileinhcit 16 bezeichnet.

Die Kig. 5 und b stellen ein vorzugsweise gewühltes Ausführungsbeispiel der Durchflußsteuercinrichtung dar, bei der die Steuereinrichtung 22 durch eine elektrische Schaltung gebildet ist.

Nach F i g. 5 enthält die als einzige Ventileinheit ausgebildete Ventilanordnung 16 ein Ventilgehäuse 26. das einen eine Ventilkammer 28 bildenden Hohlraum im oberen Teil des Gehäuses, eine aus der Ventilkammer 28 nach unten ragende zweite Ventilkammer 30. eine Fluid-Einlaßöffnung 32 in ständiger Verbindung mit der Veniilkammcr 28 und eine Fluid-Auslaßöffnung 34 in ständiger Verbindung mit der Ventilkammer 30 aufweist. Das Ventilgehäuse 26 ist an dem oberen Ende der Ventilkammer 30 mit einem ringförmigen Ventilsitz 36 ausgestattet, der gemäß der Darstellung nach oben zu in die Ventilkammer 28 ragt. Das Ventilgehäuse 26 besitzt ferner einen ringförmigen Flansch 38, der vom oberen Rand des Gehäuses radial nach außen ragt. Die Fluid-Einlaßöffnung 32 steht in Verbindung mit der Brenngaszufuhrleitung 12 stromab des Absperrventils 14, während die Fluid-Auslaßöffnung 34 über die Brenngaszufuhrleitung 12 mit den Düsen in der in der F i g. 3 gezeigten Gasbrennereinheit 10 verbunden ist

Ein allgemein zylindrisches Hohlgehäuse 40 ist mit einem unteren Boden oberhalb des Ventilgehäuses auf folgende Weise zusammengesetzt: Das Hohlgehäuse 40 besitzt einen ringförmigen Flanschteil 42, der radial nach außen vom unteren Ende des Hohlgehäuses 40 herausragt und an dem Ventilgehäuse 26 über eine ringförmige Dichtung 44 und mit Löchern versehene Trennplatten 46 und 48 mittels geeigneter Befestigungsvorrichtungen wie Bolzen oder Schrauben 50 befestigt ist.

welche den unteren Flanschteil des Hohlgehäuses 40 mit dem oberen Flansch des Ventilgehäuses 26 über jeweilige äußere Umfangsteilbereiche der Dichtung 44 und der mit Löchern versehenen Trennplatten 46 und 48 verbinden. Die Trennplatten 46 und 48 trennen die Ventilkammer 28 in dem Ventilgehäuse 26 von dem Raum in dem Hohlgehäuse 40 und sind mit Mittelöffnungen 52 ausgestattet, die gemäß der Darstellung oberhalb des ringförmigen Ventilsitzes 36 des Ventilgehäuses 26 angeordnet sind.

!5 Innerhalb des Hohlgehäuses 40 ist ein elektromagnetisches Ventilbetätigungsorgan 54 angeordnet. Das Ventilbetätigungsorgan 54 wird mittels eines Trägers 56 gestützt, der an dem Hohlgehäuse 40 wie bei 58 befestigt ist und mit einer öffnung 60 versehen ist. die oberhalb der Mittelöffnungen 52 in den genannten Trennplatten 46 und 48 angeordnet und mit diesen ausgerichtet ist. Das Ventilbetätigungsorgan 54 weist einen Spulenkörper 62 auf. der aus einem hohlen Zylinderteil 64 und ringförmigen Flanschen 66 und 68 an den entgegengesetzten Enden des Zylinderteils besteht. Der Zylinderteil 64 ist vertikal innerhalb des Hohlgehäuses 40 angebracht, wobei die Flansche 66 und 68 an dem oberen bzw. unteren Ende des Spulenkörpers 62 angebracht sind; der Zylinderteil 64 ist mit einer axialen Bohrung 70 versehen, die an dem oberen und dem unteren Ende des Zylinderteils offen ist und die oberhalb der Öffnung 60 in dem Träger 56 und folglich den Mittelöffnungen 52 der Trennplatten 46 und 48 und dem Ventilsitz 36 des Ventilgehäuses 26 angeordnet und mit diesen

J5 ausgerichtet ist. Der Spulenkörper 62 trägt eine Solenoidspule 72 aus einem schraubenförmig in Lagen auf den Zylinderteil 64 des Spulenkörpers gewickelten Leiter. Der Spulenkörper 62 ist an dem genannten Träger 56 mit einer ringförmigen Abstandsplatte 74 befestigt, die dicht zwischen den unteren Flansch 66 des Spulenkörpers und der oberen Fläche des Trägers 56 eingefügt ist. Die Abstandsplatte 74 ist mit einer Mittelöffnung 76 versehen, die mit der öffnung 60 in dem Träger 56 und dementsprechend mit der Bohrung 70 in dem Spulenkörper 62 ausgerichtet ist. An dem oberen Flansch 68 des Spulenkörpers 62 ist ein Träger 78 mit einer zwischenliegenden ringförmigen Abstandsplatte 80 dicht befestigt. Der Träger 78 und die Abstandsplatte 80 sind gleichfalls mit öffnungen 82 versehen, die mit der Bohrung 70 des Spulenkörpers 62 ausgerichtet sind. Der untere und der obere Träger 56 b7w. 78 sind mit Vosprüngen 56a und 78a versehen, die sich gemäß der Darstellung nach unten zu und nach oben zu von den Trägern 56 bzw. 78 erstrecken. Die Solenoidspule 72 ist elektrisch an die Steuereinrichtung 22 so angeschlossen, wie es später anhand der F i g. 6 beschrieben wird.

Durch die Bohrung 70 in dem Spulenkörper 62 ist ein ferromagnetischer Tauchkolben 84 axial bewegbar. Der Tauchkolben 84 ragt axial nach unten zu aus dem unteren Ende des Zylinderteils 64 des Spulenkörpers 62 und den öffnungen 60 und 76 in dem Träger 56 bzw. in der Abstandsplatte 74 zu der Ventilkammer 30 in dem Ventilgehäuse 26, wobei an seinem unteren Ende ein scheibenförmiges Ventilelement, bezeichnet als Ventilseheibe 86, mittels eines Ventilstößels 88 befestigt ist, der sich vertikal durch die Ventilkammer 28 erstreckt Die Ventilscheibe 86 ist vorzugsweise aus einem elastischen Material wie Gummi gebildet und zusammen mit dem

Tauchkolben 84 axial zwischen einer ersten Lage in Berührung mit dem Ventilsitz 36 des Ventilgehäuses 26 gemäß der Darstellung und einer zweiten Lage mit axialem Zwischenraum um einen maximalen Abstand Dm von dem Ventilsitz 36 bewegbar. Eine ringförmige Membran 90 ist entlang ihres Innenumfangs an dem Ventilstößel 88 und entlang ihres Außenumfangs an den inneren Umfangsrändern der mit Löchern versehenen Trennplatten 46 und 48 befestigt. Die Mittelöffnungen Zl in den Trennplatten 46 und 48 sind auf diese Weise voneinander mittels der Membran 90 isoliert, so daß die Ventilkammer 28 in dem Ventilgehäuse 26 hermetisch gegen den Raum in dem Hohlgehäuse 40 abgedichtet ist. An dem Tauchkolben 84 ist an dessen oberem Ende gegenüber der Ventilscheibe 86 eine Stange 92 aus nichimagneiischem Material befestigt. Die Stange 92 ragt axial nach oben aus der Bohrung 70 in dem Spulenkörper 62 und der öffnung 82 in dem Träger 78 und der Abstandsplatte 80 zu der oberen Wandung des Hohlgehäuses 40.

An den vorgenannten Vorsprüngen 56a und 78a des unteren und des oberen Trägers 56 und 78 sind bei 96 und 96' jeweils an einem Ende Blattfedern 94 und 94' befestigt. Die Blattfeder 94 ist an dem anderen Ende an einem Stift 98 festgelegt, der an dem Teil des Tauchkolbens 84 befestigt ist, der ständig nach unten zu aus der öffnung 60 in dem unteren Träger 56 herausragt, während die Blattfeder 94' am anderen Ende an einem Stift 98' festgelegt ist, der an dem Teil der vorgenannten Stange 92 befestigt ist, der ständig nach oben zu aus der Öffnung 82 in dem oberen Träger 78 ragt, wie es der Darstellung entspricht. Die Blattfedern 94 und 94' sind vorgespannt, um den Tauchkolben 84 in eine Richtung für das Bewegen der Ventilscheibe 86 zu der vorgenannten ersten Stellung in Berührung mit dem Ventilsitz 36 des Ventilgehäuses 26 vorzuspannen. Die Blattfedern 94 und 94' dienen nicht nur als Vorspanneinrichtung des Tauchkolbens 84 in der vorgenannten Richtung, sondern auch als Einrichtung zum Haltern des Tauchkolbens 84 und der Ventilscheibe 86, wobei sie eine axiale Bewegung des Tauchkolbens 84 relativ zu dem Spulenkörper 62 zulassen. Der die Solenoidspule 72 bildende Leiter ist auf den Spulenkörper 62 ist einer Richtung gewickelt, bei der der Tauchkolben 84 nach oben zu gegen die Kräfte der Blattfedern 94 und 94' bewegt wird, wenn die Solenoidspule 72 erregt wird.

Wenn daher die Solenoidspule 72 aberregt wird, wird der Tauchkoblen 84 axial nach unten durch die Kräfte der Blattfedern 94 und 94' bewegt und bewegt die Ventilscheibe 86 in ihre dargestellte vorstehend genannte erste Stellung in Berührung mit dem Ventilsitz 36 des Ventiigehäuses 26. Die Vemiikammer JO wird von der Ventilkammer 28 durch die Ventilscheibe 86 getrennt und folglich die Verbindung zwischen der Fluid-Einlaßöffnung 32 und der Fluid-Auslaßöffnung 34 unterbrochen. Unter diesen Bedingungen wird das Brenngas, das durch das Absperrventil 14 in der in F i g. 3 gezeigten Wassererwärmungsvorrichtung durchgelassen worden ist, mittels der Ventileinheit 16 abgesperrt, so daß die Gasbrennereinheit 10 bei fehlender Brenngaszufuhr außer Betrieb gehalten wird. Die Ventileinheit 16 wird daher in dem vorstehend geschilderten Nullfluß-Arbeitsbereich Z gehalten, wenn die Solenoidspule 72 des Ventilbetätigungsorgans 54 aberregt ist.

Wenn die Solenoidspule 72 von der Steuereinrichtung 22 erregt wird, wird der Tauchkolben 84 in dem Ventilbetätigungsorgan 54 magnetisiert und die wechselseitige Wirkung des Felds in der Solenoidspule auf die in dem Tauchkolben 84 geschaffenen Pole bewirkt, daß der Tauchkolben axial gegen die entgegenstehenden Kräfte der Blattfedern 94 und 94' nach oben zu bewegt wird. Die Ventilscheibe 86 wird nunmehr nach oben von dem Ventilsitz 36 in dem Ventilgehäuse 26 weg bewegt, so daß eine Verbindung zwischen der Ventilkammer 28 und der Ventilkammer 30 und folglich zwischen der Fluid-Einlaßöffnung 32 und der Fluid-Auslaßöffnung 34 in dem Ventilgehäuse 26 geschaffen wird. Das durch das

ίο Absperrventil 14 der in F i g. 3 gezeigten Wassererwärmungsvorrichtung geleitete Brenngas wird daher durch die Ventileinheit 16 durchgelassen und erreicht die Gasbrennereinheit 10. Der Abstand, um den die Ventilscheibe 86 auf diese Weise von ihrer ersten Stellung zu ihrer zweiten Stellung hin bewegt wird und folglich das Ausmaß der Verbindung zwischen der Ventiikammer 28 und der Ventilkammer 30 in dem Ventilgehäuse 26 ist von dem Strom bestimmt, mit dem die Solenoidspule 72 erregt wird. Das Brenngas wird daher durch die Ventileinheit 16 mit einem Durchfluß durchgelassen, der sich im wesentlichen proportional zu dem der Solenoidspule 72 von der Steuereinrichtung 22 zugeführten Strom ändert. Wenn daher der der Solenoidspule 72 zugeführte Strom auf einem bestimmten Wert gehalten wird, wird die Ventilscheibe 86 in einer Stellung gehalten, die um einen vorbestimmten Abstand Dc, der kleiner als der vorgenannte Maximalabstand Dm ist, von dem Ventilsitz 36 des Ventilgehäuses 26 abliegt, so daß folglich der Durchfluß des Brenngases durch die Ventileinheit 16 oder genauer zwischen der Ventilkammer 28 und der Ventilkammer 30 in dem Ventilgehäuse 26 auf einem festen Wert gehalten wird, der in der grafischen Darstellung nach F i g. 4 mit Fc bezeichnet ist. Die Ventileinheit 16 wird daher in dem vorgenannten K.onstantfiuß-Arbeitsbereich Y gehalten, wenn der der Solenoidspule 72 zugeführte Strom auf einem festen Wert gehalten wird. Wenn der der Spule zugeführte Strom über einen solchen Wert hinaus erhöht wird, werden die Tauchkolben 84 und folglich die Ventilscheibe 86 weiter von dem Ventilsitz 36 in dem Ventilgehäuse 26 weg bewegt, woraus sich ergibt, daß das Ausmaß der Verbindung zwischen der Ventilkammer 28 und der Ventilkammer 30 in dem Ventilgehäuse 26 und folglich der Durchfluß des Brenngases durch die Ventileinheit 16 erhöht werden.

Die Bewegung der Ventilscheibe 86 wird durch die Hemmung beendigt, die auf den Tauchkolben mit Hilfe der Membran 90 und der Blattfedern 94 und 94' ausgeübt wird, wenn der Tauchkolben 84 eine axiale Stellung erreicht, bei der sich die Ventilscheibe 86 in der vorstehend genannten zweiten Stellung befindet, bei der sie von dem Ventilsitz 36 in dem Ventilgehäuse 26 um den Maximaiabstand Dm abliegt. Wenn die Ventilscheibe 86 zwischen den Stellungen mit den Abständen Dc und Dm bewegt wird, wird die Ventileinheit 16 in dem vorgenannten Arbeitsbereich λ" betrieben, in dem das Brenngas in einer Menge durchströmt, die sich mit dem der Solenoidspule 72 zugeführten Strom ändert Wenn sich die Ventilscheibe 86 in der Stellung befindet, die um den Maximalabstand Dm von dem Ventilsitz 36 des Ventilgehäuses 26 abliegt, ist ein maximales Ausmaß an Verbindung zwischen der Ventilkammer 28 und der Ventilkammer 30 in dem Ventilgehäuse 26 bewerkstelligt, so daß das Brenngas durch die Ventileinheit 16 mit maximalem Durchfluß durchgelassen wird, der in der grafisehen Darstellung nach Fig.4 mit Fm bezeichnet ist. Die Ventileinheit 16 befindet sich nunmehr in dem vorstehend genannten Maximalfluß-Arbeitsbereich W und läßt das Brenngas mit einem festen Durchfluß Fm unab-

hängig von Veränderungen des die Solenoidspule 72 durchfließenden Stromec durchströmen.

Die Fi g. 6 stellt e;/i vorzugsweise gewähltes Beispiel der Steuereinrichtung 22 dar, die zum Erzeugen eines für das Betätigen der solenoidbetriebenen Ventileinheit 16 in den vorstehend beschriebenen vier unterschiedlichen Arbeitsbereichen wirksamen Stroms in Abhängigkeit von der mittels der Signalgebevorrichtung 24 (F i g. 3) ermittelten Temperatur des Heißwassers ausgelegt ist.

Nach Fig. 6 enthält die Steuereinrichtung 22 eine Konstantstrom-Stromversorgungsschaltung 100, die aus einer Wechselstromquelle 102, einem Abwärts-Transformator 104 mit einer über die Wechseistromquelle 102 geschalteten Primärwicklung, einer über die Sekundärwicklung des Transformators 104 geschalteten Zweiweg-Gleichrichterschaltung 106 und einem Siebkondensator 108 aufgebaut ist. Wie als Beispiel gezeigt ist, ist die Zweiweg-Gleichrichterschaltung 106 durch eine Brückenanordnung von vier Dioden 106a, 106έ>, 106c und 106d gebildet und erzeugt einen pulsierenden unipolaren Strom aus dem von der Sekundärwicklung des Abwäns-Transformators 104 zugeführten einphasigen Wechselstrom. Die Gleichrichterschaltung 106 ist zwischen eine positive Sammelleitung 110 und eine negative Sammelleitung 110' geschaltet. Der Siebkondensator 108 ist zwischen diese Sammelleitung 110 und 110' geschaltet und glättet den pulsierenden Strom aus der Gleichrichterschaltung 106. Zwischen den Sammelleitungen 110 und 110' ist ferner eine (an dem linken Rand in der Zeichnung gezeigte) Zenerdiode 112 angebracht, deren Kathodenanschluß an die positive Sammelleitung UO angeschlossen ist, um die Spannung zwischen den Sammelleitungen 110 und 110' im wesentlichen konstant zu halten.

Die Steuereinrichtung 22 weist ferner eine Differentialverstärkerschaltung 114 auf, die direkt gekoppelte Transistoren 116 und 118 enthält, die von der gleichen Art wie beispielsweise der gezeigten pnp-Art sind und die im wesentlichen gleichartige Arbeitskenngrößen besitzen. Der Transistor 116 ist mit seiner Basis über Widerslände 120 und 122 zwischen die positive und die negative Sammelleitung 110 bzw. 110' geschaltet, während der Transistor 118 mit seiner Basis zwischen die Sammelleitungen 110 und 110' über Widerstände 124, 126 und 128 geschaltet ist. Die Transistoren 116 und 118 bilden auf diese Weise zusammen mit der Reihenschaltung der Widerstände 120 und 122 und der Reihenschaltung der Widerstände 124, 126 und 128 eine Differentialverstärker-Brückenschaltung 130, bei der die Basis des einen Transistors 116 an einen Verbindungspunkt a zwischen den Widerständen 120 und 122 und die Basis des anderen Transistors 118 an einen Verbindungspunkt b zwischen den Widerständen 124 und 126 geschaltet ist. Die Emitter der Transistoren 116 und 118 sind gemeinsam an die positive Sammelleitung 110 angeschlossen. Mit 132 ist die Summe der Emitterwiderstände der Transistoren 116 und 118 bezeichnet. Der Kollektor des Transistors 116 ist über einen Widerstand 134 an die negative Sammelleitung 110' angeschlossen, während der Kollektor des Transistors 118 in direkter Verbindung mit der negativen Sammelleitung 110' gezeigt ist. Die auf diese Weise aus den Transistoren 116 und 118 und den Widerständen 120, 122, 124, 126 und 128 aufgebaute Brückcnschaltung 130 bewirkt die Erzeugung einer Spannung zwischen den Kollektoren der Transistoren 116 und 118, die der algebraischen Differenz zwischen den Potentialen an den Verbindungspunkten a und b entspricht Der Ausgangsstrom der Brückenschaltung 130 wird von der Kollektorelektrode des Transistors 116 einer Verstärkeranordnung 136 zugeführt, die aus hintereinandergeschalteten Transistoren 138 und 140 mit geerdeten Emittern besteht Der Transistor 138 ist mit seiner Basis an den Kollektor des genannten Transistors 116 angeschlossen und mit seinem Kollektor über eine Parallelschaltung aus einer Diode 142 und der Solenoidspule 72 des vorstehend unter Bezugnahme auf

to Fig. 5 beschriebenen Ventilbetätigungsorgans 54 mit der positiven Sammelleitung 110 verbunden. Der Emitter des Transistors 138 ist mit der negativen Sammelleitung und der Basis des Transistors 140 verbunden. Der Transistors 140 ist mit seinem Kollektor über die vorgenannten Parallelschaltung aus der Diode 142 und der Solenoidspule 72 an die positive Sammelleitung 110 und mit seinem Emitter an die negative Sammelleitung 11 eingeschlossen. Mit 144 und 146 sind jeweils die Emilterwiderstände der Transistoren 138 bzw. 140 bezeichnet. Die Diode 142 ist mit ihrem Kathodenanschluß an die positive Sammelleitung 110 angeschlossen, so daß sie auf diese Weise dafür geeignet ist, eine durch die Soienoidspule 72 induzierte Gegen-EMK zu absorbieren, wenn die Spule durch den durch den Transistor 138 fließenden Strom erregt wird. Der Emitter des Transistors 140 ist gemäß der Darstellung ferner mit der Basis des vorgenannten Transistors 116 über einen Widerstand 148 verbunden, der eine Gegenkopplungsschaltung für die Stabilisierung der Stromverstärkungen in der aus der Brückenschaltung 130 und der Verstärkeranordnung 136 zusammengesetzten Differentialverstärkerschaltung 114 bildet.

Die vorstehend genannte temperaturempfindliche Signalgebevorrichtung 24 (Fig. 3) enthält einen Thermistör 150, der in Reihe mit einem Widerstand 152 zwischen die positive und die negative Sammelleitung UO bzw 110' geschaltet ist. Aus später erläuterten Gründen sind in Reihe zwischen den Thermistor 150 und den Widerstand 152 Dioden 154 und 156 geschaltet, deren Kathodenanschlüsse zu dem Thermistor 150 hin gerichtet sind.

Ein Transistor 158 ist mit seiner Basis an einen Verbindungspunkt c zwischen dem vorgenannten Widerstand 152 und der Serienschaltung der Dioden 154 und 156 angeschlossen. Der Kollektor des Transistors 158 ist an die positive Sammelleitung 110 und der Emitter desselben an den vorgenannten Verbindungspunkt b zwischen den Widerständen 124 und 126 angeschlossen. Auf diese Weise bildet der Transistor 158 in Verbindung mit der Reihenschaltung der Widerstände 124, 126 und 128 und der Reihenschaltung des Thermistors 150 und des Widerstands 152 eine Brückenschaltung, wobei die Verbindungspunkte b und c über die Basis und den Emitter des Transistors 158 verbunden sind. Die Brükkenschaltung bildet eine bistabile Schaltvorrichtung 160 zwischen der zuvor beschriebenen Differentialverstärkerschaltung 114 und der den Thermistor 150 enthaltenden Signalgebevorrichtung.

Die Steuereinrichtung 22 weist ferner eine zweite bi-

W) stabile Schaltvorrichtung 162 auf. die Transistoren 164 und 166 enthält. Der Transistor 164 ist mit seiner Basis an einen Verbindungspunkt t/zwischen dem Thermistor 150 und der Reihenschaltung der Dioden 154 und 156 und mit seinem Emitter an einen Verbindungspunkt c

h5 zwischen den genannten Widerstanden 126 und 128 angeschlossen. Der zwischen die Verbindungspunkte b und c eingefügte Widerstand 126 erzeugt einen vorbestimmten Unterschied zwischen den Potentialen an den

Punkten b und e. Der Kollektor des Transistors 164 ist über eine Reihenschaltung von Spannungsteiler-Widerständen 168 und 170 an die negative Sammelleitung 110' angeschlossen. Andererseits ist der Transistor 166 mit seiner Bais an den Schaltungsknoten zwischen den Widerständen 168 und 170 und mit seinem Emitter an die negative Sammelleitung 110' geschaltet. Der Kollektor des Transistors 166 ist an den Transistor 116 der Differentialverstärkerschahung 114 über eine Diode 172 angeschlossen, deren Kathode zum Transistor 166 gerichtet ist. Aus später erläuterten Gründen ist zwischen dem Kollektor des Transistors 166 und die Basis des Transistors 164, d. h. den Verbindungspunkt d, eine Parallelschaltung eines Kondensators 174 und eines Widerstands 176 geschaltet. Die zwischen die Verbindungspunkte c und d geschalteten genannten Dioden 154 und 156 dienen dazu, Änderungen der Arbeitskenngrößen der Transistoren 158 und 164 aufgrund der Temperatur zu kompensieren, der die Transistoren während des Betriebs der Gasbrenner-Wassererwärmungsvorrichtung ausgesetzt sein können, zu der die Steuereinrichtung 22 gehört.

Die Wirkungsweise der auf vorstehend beschriebene Art aufgebauten und angeordneten Steuereinrichtung 22 wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 3 bis 6 beschrieben. In der folgenden Beschreibung sind die Potentiale an den vorstehend genannten Punkten a. b, c, dund emit Ea, Eb. Ec, Edbzw. Eebezeichnet, wobei das Potential Ea einen im wesentlichen festen Wert einnimmt, der von der Spannung zwischen der positiven und der negativen Sammelleitung 110 bzw. 110' abhängt, während die Potentiale Fc und Ed im wesentlichen gleiche Werte annehmen, die stufenlos mit der Temperatur veränderbar sind, der der Thermistor 150 ausgesetzt ist. Ferner nehmen die Potentiale Eb und Ee im wesentlichen feste Werte Eb'und Ee'an. die von der Spannung zwischen den Sammelleitungen 110 und 110' abhängen. Wenn der Transistor 158 zwischen den Verbindungspunkten b und d nichtleitend ist. Wenn der Transistor 158 leitend wird, verändern sich die Potentiale Eb und Ec mit dem Potential Fc. Der Transistor 158 bildet eine Emitterfolgeschaltung, so daß das Potential Eb im wesentlichen gleichen dem Potential Fc ist. Die festen Werte Ea und Fö'der Potentiale an den Verbindungspunkten a und b sind durch geeignetes Wählen der Widerstandswerte der Widerstände 120, 122, 124, 126 und 128 auf die Weise vorbestimmt, daß ein vorbestimmter konstanter Strom an dem Ausgangsanschluß der Prückenschaltung 130, nämlich dem Kollektor des Transistors 116 derselben, erzeugt wird, wenn sich die Steuereinrichtung 22 in dem Zustand für die Einstellung des Konstantfluß-Arbeitsbereiches Y der Vcntileinheit 16 (F ig. 3) befindet. Der Widerstand 126 ist im besonderen so gewählt, daß er einen vorbestimmten Spannungsabfall Vbe erzeugt, so daß das Potential Fc an dem Verbindungspunkt e stets um den Wert Vbe niedriger als das Potential Flandern Verbindungspunki ft ist. Der Widerstand 152 der ersten Schaltvorrichtung 160 ist so gewählt, daß das Potential Fc an dem Verbindungspunkt c im wesentlichen gleich dem vorstehend genannten festen Wert Eb' ist, wenn der Widerstand des Thermistors 150 dem zuvor genannten dritten Teniperatur-Gren/wert Tp zwischen dem Arbeitsbereich .Y und dem Konstantfluß-Arbeitsbcreich Vder Vcntileinheit 16 entspricht. Andererseits isl der Widersland 126 zur Erzeugung eines vorbestimmten Spannungsabfalls Vbe an demselben vorgesehen, so daß das Potential Ee an dem Verbindungspunkt e immer um den Wert Vbe niedriger ist als das Potential Eb au dem Verbindungspunkt b, und daß der feste Wert Ee' desselben im wesentlichen gleich dem Potential Ed ist, wenn der Widerstand des Thermistors 150 auf einen Wert verringert wird, der dem zuvor genannten zweiten Temperatur-Grenzwert Tq entspricht.

Wenn nun die mittels des Thermistors 150 ermittelte Temperatur niedriger als der dritte Grenzwert Tp ist, ist der Widerstand des Thermistors 150 größer als ein bestimmter Wert, so daß das Potential Ec an dem Verbindungspunkt c höher ist als das Potential Eb' an dem Verbindungspunkt b. Der Transistor 158 der ersten Schaltvorrichtung 160 wird daher angesteuert und leitend gemacht, so daß das Potential Eb an dem Verbindungspunkt b im wesentlichen gleich dem Potential Fc wird. Die der Basis des Transistors 118 der Differentialverstärker-Brückenschaltung 130 aufgeprägte Spannung wird daher im wesentlichen direkt proportional zu dem Potential Fc an dem Verbindungspunkt c verändert, woraus sich ergibt, daß die Brückenschaltung 130 zwischen den Kollektoren der Transistoren 116 und 118 eine Spannung erzeugt, die den Unterschied zwischen dem festen Potential Ea und dem veränderbaren Potential Eb darstellt. Das Ausgangssignal der Brückenschaltung 130 wird als ein Strom von dem Kollektor des Transistors 116 an die aus den hintereinandergeschalteten Transistoren 138 und 140 gebildete Verstärkeranordnung 136 abgegeben, um die Solenoidspule des Ventilbetätigungsorgans 54 (F i g. 5) mit dem Strom aus der Verstärkeranordnung 136 zu erregen. Die Solenoidspule 72 wird daher durch den Strom erregt, der sich mit der mittels des Thermistors 150 erfaßten Temperatur verändert, so daß folglich das Ventilbetätigungsorgan 54 eine stufenlose Steuerung des Brenngasdurchflusses durch die Ventilcinbcit 16 in Abhängigkeit von der Temperatur des durch das Heißwasser-Austrittsrohr 6 (Fig. 3) geleiteten Heißwassers bewirkt. Die in Fig. 5 gezeigte Ventileinheit 15 wird auf diese Weise in dem Arbeitsbereich X mit veränderbarem Durchfluß betrieben, wie er durch die Linie OP in der in Fig. 4 gezeigten Kurvendarstellung gezeigt ist, wenn nicht die von dem Thermistor 150 ermittelte Temperatur unter den Wert Tm verringert wird. Wenn jedoch die Temperatur des Heißwassers, wie sie von dem Thermistor 150 erfaßt wird, unter den Wert Tm fällt, wird die Ventileinheit 16 in einem Zustand gehalten, der den Maximalfluß-Arbeitsbereich ergibt, bei dem ein maximaler Brenngasdurchfluß erzeugt wird. Wenn die Venlileinheit 16 in dem Arbeitsbereich X oder dem Maximalfluß-Arbeitsbereich W betrieben wird, ist das Potential Ed (das im wesentlichen gleich dem Potential Fc ist) an dem Verbindungspunkt d höher als das Potential Fe an dem Verbindungspunkt e(das um Vbe kleiner als das Potential Eb ist), so daß der Transistor 164 der zweiten Schaltvorrichtung 162 zwischen seiner Basis und seinem Emitter entgegengesetzt vorgespannt und nichtleitend gehalten ist.

Wenn die mittels des Thermistors 150 erfaßte Temperatur des Heißwassers über den dritten Grenzwert Tp

W) ansteigt, vermindert sich der Widerstand des Thermistors 150 unter einen bestimmten Wert, was zur Folge hat, daß das Potential Fc an dem Verbindungspunkt c niedriger als der für den Verbindungspunkt b vorgeschriebene Wert Eb' wird. Der Transistor 158 der ersten

b5 Schaltvorrichtung 160 wird daher in Gegenrichtung zwischen seiner Basis und dem Emitter vorgespannt und nichtleitend gemacht. Das Potential Eb an dem Verbindungspunkt b wird auf dem festen Wert Fö'gehalten, so

daß folglich die Differentialverstärker-Brückenschaltung 130 an dem Kollektor des Transistors 116 einen konstanten Strom erzeugt, der der algebraischen Differenz zwischen den Potentialen Ea und Eb an den Ver bindungspunkten a bzw. b entspricht. Wenn unter diesen Bedingungen die mittels des Thermistors 150 erfaßte Temperatur niedriger als der zweite Grenzwert Tq ist, bleibt das Potential Ed an dem Verbindungspunkt d höher als das Potential Ee'an dem Verbindungspunkt e, so daß der Transistor 164 und dementsprechend der Transistor 166 der zweiten Schaltvorrichtung 162 nichileitend gehalten werden. Der Strom am Kollektor des Transistors 116 der Differentia'verstärker-Brückenschaltung 130 wird der Verstärkeranordnung 136 zugeleitet und bewirkt, daß die Solenoidspule 72 des Ventilbctätigungsorgans 54 (Fig. 5) mit einem konstanten Strom erregt wird, der von der Verstärkeranordnung 13ü verstärkt ist. Die Ventileinheit 16 (F i g. 3 und 5) wird daher im Konstantfluß-Arbeitsbereich Ybetrieben, wobei sie das Brenngas mit einem konstanten Durchfluß durchläßt, der mit Fc gemäß der Darstellung durch die Linie PQ in der in Fig.4 gezeigten Kurvendarstellung bezeichnet ist. Wenn die von dem Thermistor 150 erfaßte Temperatur den zweiten Grenzwert Tq übersteigt, wird der Widerstand des Thermistors 150 kleiner als ein bestimmter Wert und das Potential Ed an dem Verbindungspunkt d wird geringer als das Potential fe'an dem Verbindungspunkt c in der zweiten Schaltvorrichtung 162, so daß der Transistor 164 leitend wird. Der Transistor 166 wird nunmehr angesteuert und ergibt durch ihn hindurch einen leitenden Weg zwischen der Diode 172 und der negativen Sammelleitung 110', so daß der Kollektor des Transistors 116 auftretenden Strom der Differentialverstärker-Brückenschaltung 130 zu der negativen Sammelleitung 110' in Nebenschluß zu der Verstärkeranordnung 136 und der Solenoidspule 72 abgeleitet wird. Folglich wird die Solenoidspule 72 des Ventilbetätigungsorgans 54 aberregt, so c"aß die Ventileinheil 16 in den Nullfluß-Arbeitsbereich Z gebracht wird und der Brenngasdurchfluß unterbrochen ist, wie es durch die w Linie QQ' in der in F i g. 4 gezeigten Kurvendarstellung dargestellt ist. Die Temperatur des durch das Hcißwasser-Austrittsrohr 6 geleiteten Heißwassers wird daher beim Ausbleiben der von der Gasbrennereinheit 10 (F i g. 3) erzeugten Wärme allmählich verringert.

Wenn der Transistor 166 in der zweiten Schaltvorrichtung 162 gemäß vorstehender Beschreibung leitend ist, bildet er einen Leitungsweg nicht nur zwischen der Diode 172 und der negativen Sammelleitung 110'. sondern auch über den Widerstand 176 zwischen der Sammelleitung 110' und der Basis des Transistors 164. nämlich dem Verbindungspunkt d. Das Potential Ed an dem Verbindungspunkt d wird daher teilweise zu der negativen Sammelleitung 110' abgeleitet, so daß folglich der Transistor 164 in Vorwärtsrichtung um einen Wert vorgespannt wird, der einem vorbestimmten Spannungsabfallwert E entspricht, welcher durch den Widerstandswert des Widerstands 176 bestimmt ist. Wenn daher die von dem Thermistor 150 erfaßte Temperatur unter den zweiten Grenzwert Tq gesenkt wird, bleibt das Potenti- t>o al Ed an dem Verbindungspunkt d niedriger als das Potential Ec, so daß aus diesem Grund die Ventilcinheit 16 in dem Nullfluß-Arbeitsbercich Z gehalten wird, wie es durch die Linie QR in der in F i g. 4 gezeigten Kurvendarstellung dargestellt ist. Wenn die von dem Thcrmi- h^r> stör 150 erfaßte Temperatur den zuvor genannten vierten Grenzwert Tr zwischen dem dritten und dem /weiten Grenzwert Tp bzw. Tq erreicht und folglich das Potential Ed an dem Verbindungspunkt d niedriger als das Potential £e'an dem Verbindungspunkt e wird, wird der Transistor 164 in Gegenrichtung vorgespannt und nichtleitend gemacht, so daß der Leitungsweg zwischen der Diode 172 und der negativen Sammelleitung 110' unterbrochen wird. Der an dem AusgangsanschluB der Differentialverstärker-Brückenschaltung 130 auftretende konstante Strom wird erzeugt nach Verstärkung durch die Transistoren 138 und 140 der Solenoidspule 72 des Ventilbetätigungsorgans 54 zugeführt und bewirkt, daß die Ventileinheit 16 aus dem Nullfluß-Arbeitsbereich Z, in den Konstantfluß-Arbeitsbereich Y zurückgesetzt wird, wie es durch die Linie RR'der in Fig.4 gezeigten Kurvendarstellung dargestellt ist. Der Unterschied zwischen dem zweiten und dem vierten Temperatur-Grenzwert Tq bzw. Tr kann durch geeignetes Wählen des vorgespannten Spannungsabfalls E, nämlich des Widerstandswerts des Widerstands 176 vorbestimmt werden.

Wenn die Transistoren 164 und 166 gemäß vorstehender Beschreibung im Leitzustand sind, wird der parallel mit dem Widerstand 176 an den Kollektor des Transistors 156 angeschlossene Kondensator 174 durch den durch den Widerstand 176 fließenden Strom aufgeladen. Wenn dann die Transistoren 164 und 166 nichtleitend gemacht werden, gibt der Kondensator 174 die gespeicherten Ladungen ab und hebt zeitweilig das Potential Ec an dem Verbindungspunkt c über den Verbindungspunkt d. Daher wird der der Solenoidspule 72 zugeführle Strom augenblicklich auf einen solchen Wert erhöht, der die Ventileinheit 16 in den Maximalfluß-Arbeitsbereich W überführt, was durch die Linie R'R" der in Fig. 4 gezeigten Kurvendarstellung gezeigt ist. Die Ventileinrichtung 16 läßt das Brenngas mit dem Maximaldurchfluß Fm durch, so daß das von den Hauptdüsen der Gasbrennereinheit 10 abgegebene Brenngas mit Sicherheit durch die Flamme der Zünddüse 20 gezündet wird. Die Zeitdauer, für die die Ventileinheit 16 zum zeitweiligen Verbleiben im voll offenen Zustand gebracht wird, kann durch Wählen der Kapazität des Kondensators 174 bestimmt werden. Die Kombination des Kondensators 174 und des Widerstands 176 trägt daher dazu bei, das Zünden des von der Gasbrennereinheit 10 abgegebenen Brenngases zu einem Zeitpunkt sicherzustellen, an dem die Ventileinheit 16 aus dem Nullfluß-Arbeitsbcrcich Z in den Konstantfluß-Arbeitsbereich Y zurückgebracht wird. Wie der vorstehenden Beschreibung 7.11 entnehmen ist, trägt besonders der Widerstand 176 ferner dazu bei. die .Schaltfunktion des Transistors 164 zu stabilisieren, weil der Transistor 164 im Leitzustand in Vorwartsrichtung vorgespannt ist und leitend gehalten werden kann, selbst wenn die an dem Thermistor 150 anliegende Temperatur aus irgendeinem Grund zeitweilig ansteigen sollte.

Wenn die Brenngaszufuhr gemäß der Darstellung beim Punkt Win der Kurvendarstellung nach F i g. 4 auf diese Weise wieder geöffnet wird, wird die Temperatur des durch den Wärmetauscher 4 (Fig. 3) geleiteten Heißwassers ansteigen, wenn der Durchfluß des Heißwassers durch den Austrittshahn 8 verringert wird oder unverändert gehalten wird. Die Solenoidspule des Venlilbctätigungsorgans 54 (Fig. 5) wird daher durch den Konstantstrom erregt gehalten, bis die von dem Thermistor 150 erfaßte Wassertemperatur den zweiten Grenzwert Tq an dem Punkt ζ) in F i g. 4 erreicht. Wenn die Wassertemperatur den Wert Tq erreicht, wird die Solencidspule 72 ein zweites Mal aberregt und bewirkt, daß die Ventileinheit 16 in den Nullfluß-Arbeitsbereich

Z verstellt wird. Die Ventileinheit 16 wird auf diese Weise abwechselnd zwischen dem Konstantfluß-Arbeitsbereich Y und dem Nullfluß-Arbeitsbereich Z verstellt, wenn die von dem Thermistor 150 erfaßte Heißwassertemperatur höher als der dritte Grenzwert Tp gehalten wird und wenn der Wasserdurchfluß durch den Wärmetauscher 4 (Fig.3) verringert wird oder unverändert gehalten wird. Das heißt, die Solenoidspule 72 des Ventilbetätigungsorgans 54 wird wiederholt erregt und aberregt und die Temperatur des durch das Austrittsrohr 6 geieiteten Wassers wird zwischen dem zweiten Grenzwert Tq und dem vierten Grenzwert Tr geändert, wenn die Heißwassertemperatur höher als der dritte Grenzwert Tp ist und der Wasserdurchfluß durch den Wärmetauscher 4 nicht erhöht wird.

Die F i g. 7 stellt ein Beispiel der Beziehung zwischen dem Durchfluß und der Temperatur des durch das Heißwasser-Austrittsrohr 6 der in F i g. 3 gezeigten Vorrichtung geleiteten Wassers dar, wie sie erreicht wird, wenn die Ventileinheit 16 mittels der in F i g. 6 gezeigten Steuereinrichtung 22 in Übereinstimmung mit den vorstehend beschriebenen Schemata betätigt wird. In Fig.7 bezeichnet L\ eine obere Grenze des Wasserdurchflusses, der beim Durchlaufen des Wärmetauschers 4 auf eine Temperatur über dem dritten Grenzwert Tp erwärmt werden kann. Wenn der durch den Wärmetauscher 4 geleitete Wasserdurchfluß kleiner als die Grenze L] ist, ist der durch die Ventileinheit 16 für die Erwärmung des Wassers auf den Temperaturwert Tp notwendigerweise durchzulassende Brenngasdurchfluß geringer als der Minimalwert Fc, so daß folglich die V^ntileinheit 16 mit Arbeitskenngrößen betrieben wird, die (unter Vernachlässigung des der Linie R'R" folgenden zeitweiligen Anstiegs des Brenngasdurchflusses) der geschlossenen Schleife Q-Q'-R-R'-Q der in F i g. 4 gezeigten Kurvendarstellung folgen. Die Ventileinheit 16 wird daher abwechselnd zwischen dem Konstantfluß- und dem Nullfluß-Arbeitsbereich Y bzw. Z verstellt, wobei die Solenoidspule 72 des Ventilbetätigungsorgans 54 wiederholt auf eine Weise erregt und aberregt wird, wie sie vorstehend unter Bezugnahme auf F i g. 6 beschrieben ist. Die Temperatur des durch den Wärmetauscher 4 geleiteten Wassers verändert sich daher zwischen dem zweiten und dem vierten Grenzwert Tq bzw. Tr, wie es durch die Kurven q und r in der grafischen Darstellung nach Fig. 7 dargestellt ist. Wenn jedoch der Durchfluß des durch den Wärmetauscher 4 geleiteten Wassers über die Grenze L] hinaus erhöht wird, kann das durch den Wärmetauscher 4 geleitete Wasser nicht auf eine Temperatur über dem dritten Grenzwert Tp erwärmt werden, wenn die Ventileinheit 16 in dem Konstantfluß-Arbeitsbereich V zum Durchlassen des Brenngases mit einem festen Durchfluß Fcgehalten wird. Die Temperatur des mittels des Wärmetauschers 4 erwärmten Wassers wird daher unter den vierten Grenzwert Tr abgesenkt, wie es durch die Linie R'Pxn der in F i g. 4 gezeigten Kurvendarstellung dargestellt ist.

Wenn die von dem Thermistor 150 erfaßte Temperatur auf diese Weise unter den Wert Tr und ferner unter den dritten Grenzwert Tp abgesenkt ist, wird das Potential Ec an dem Verbindungspunkt c höher als das feste Potential Eb'an dem Verbindungspunkt b in der Steuereinrichtung 22 nach F i g. 6 und macht den Transistor 158 der ersten Schaltvorrichtung 160 leitend. Die Solenoidspule 72 des Ventilbetätigungsorgans 54 (F i g. 5) wird daher mit dem Strom erregt, der mit dem Absinken der Temperatur de^ durch d.:s Austrittsrohr 6 geleiteten Heißv, assers ansieht, so daß die Ventileinheit 16 in dem Arbeitsbereich X arbeitet Der Brenngasdurchfluß durch die Ventileinheit 16 wird daher so gesteuert, daß er sich mit dem Wasserdurchfluß durch den Wärmetauscher 4 so ändert, daß die Temperatur des mittels des Wärmetauschers 4 erwärmten Wassers auf einem im wesentlichen festen Wert gehalten wird, der gemäß der Darstellung durch die Kurve s in dem Diagramm nach F i g. 7 dem dritten Grenzwert Tr nahe ist. Wenn der Wasserdurchfluß durch den Wärmetauscher 4 einen bestimmten Wert L2 erreicht, kann das V/asser nicht auf den Temperaturwert Tp erwärmt werden, so daß die Wassertemperatur, wie sie mittels des Thermistors 150 erfaßt wird, unter den Wert Tp abzufallen beginnt. Die Temperatur des durch den Wärmetauscher 4 geleiteten Wassers sinkt allmählich unter den Grenzwert Tp, wenn de? Wasserdurchfluß durch den Wärmetauscher über den Wert L₂ gesteigert wird, wie es durch die Kurve t in dem Diagramm nach Fig. 7 dargestellt ist. Wenn die Temperatur des durch den Wärmetauscher 4 mit einem über dem Wert L2 liegenden Durchfluß geleiteten Wassers unter den zuvor genannten Wert Tm (F i g. 4) sinkt, wird die Ventileinheit 16 in dem Maximalfluß-Arbeitsbereich W betrieben und läßt das Brenngas mit dem Maximaldurchfluß Fm durch, die Temperatur des durch den Wärmetauscher 4 geleiteten Wassers fällt aber steil ab.

Bei der vorstehend unter Bezugnahme auf die F i g. 3 bis 6 beschriebenen Durchflußsteuereinrichtung wird die Verstellung der Ventileinheit 16 zwischen dem Arbeitsbereich X und dem Konstantfluß-Arbeitsbereich Y durch die Funktion der ersten bistabilen Schaltvorrichtung 160 und die Verstellung der Ventileinheit 16 zwischen dem Konstantfluß-Arbeitsbereich V und dem Nullfluß-Arbeitsbereich Zdurch die Funktion der zweiten bistabilen Schahvorrichtung 162 der in Fig.6 gezeigten Steuereinrichtung 22 bewirkt. Die Verstellung der Ventileinheit 16 von dem Nullfluß-Arbeitsbereich Z zurück in den Konstantfluß-Arbeitsbereich Y gemäß der Darstellung durch die Linie /?/?'wird insbesondere mit Hilfe der Widerstands-Kondensator-Schaltung aus dem Kondensator 174 und dem Widerstand 176 bewirkt, die in der zweiten Schaltvorrichtung 162 eingebaut ist.

Die Fig. 8 stellt eine Modifikation der in Fig.5 gezeigten Ventiieinheit dar. Die π F i g. 8 gezeigte Ventileinheit ist gleichfalls für den Ei.ibau in die Gasbrenner-Wassererwärmungsvorrichtung der in F i g. 3 gezeigten Art gedacht. Die Steuereinrichtung für die Ventileinheit nach Fig.8 ist ebenfalls durch eine elektrische Schaltung gebildet, die aufgrund des Signals von der Signalgebevorrichtung 24 arbeitet, welche einen Thermistor enthalten kann. Während die in F i g. 5 gezeigte Ventileinheit 16 für ihren Betrieb von der Funktion der in Fig. 6 gezeigten Steuerschaltung abhängt, wenn die Ventileinheit zwischen dem Arbeitsbereich X und dem Konstantfluß-Arbeitsbereich Y verstellt wird, ist die in Fig.8 gezeigte Ventileinheit so eingerichtet, daß sie zwischen diesen Arbeitsbereichen auf mechanische Weise verstellt wird.

Um das zu erreichen, enthält üie in F i g. 8 dargestellte bO Ventileinheit zusätzlich zu den die Ventileinheit nach F i g. 5 bildenden Elemente und Einheiten eine innerhalb der Ventilkammer 30 in dem Ventilgehäuse angeordnete Lewegbare Ventilsitzvorrichtung 178. In dem Ventilgehäuse 26 ist am Boden der Ventilkammer 30 innen bi eine ringförmige Fläche 30a ausgebildet Der vorstehend beschriebene Ventilsitz 36 ist gemäß der Darstellung als Teil eines Deckelelementes 180 gebildet, das aus einem ringförmigen Flansch 182 und einem röhrenförmigen

Teil besteht, der nach oben zu aus dem Flansch 182 herausragt und den Ventilsitz 36 bildet. Das Ventilgehäuse 26 ist an seinem einen oberen Teilbereich der Ventilkammer 30 umgebenden Wandungsbereich mit einer Umfangsausnehmung 184 ausgestaltet, in der der Flansch 182 des Deckelelementes 180 auf dichte Weise derart aufgenommen ist, daß der Ventilsitz 36 nach oben in die Ventilkammer 28 ragt und axial mit der Ventilscheibe 86 ausgerichtet ist, die über den Ventilstößel 88 mit dem Tauchkolben 84 verbunden ist. Das Deckelelement 180 ist am dem Ventilgehäuse 26 gemäß der Darstellung mittels geeigneter Befestigungsvorrichtungen wie Bolzen oder Schrauben 186 befestigt. Der Flansch 182 des Deckelelementes 180 besitzt eine Ringfläche 182a an dem oberen Ende der Ventilkammer 30.

Die vorstehend genannte bewegbare Ventilsitzvorrichtung 178 weist ein Ventilsitzteil 188 auf, das aus einem innerhalb der Ventilkammer 30 auf und ab bewegbaren ringförmigen Flansch 190 und einem rohrförmigen Teil 192 besteht, das nach oben vom Flansch 190 ausgeht und axial durch den zylindrischen Raum in dem Ventilsitz 36 des Deckelelementes 180 bewegbar ist. Der Teil 192 des bewegbaren Ventilsitzteils 188 besitzt einen Außendurchmesser, der kleiner als der Innendurchmesser des Ventilsitzes 36 des Deckelelementes 180 ist, und ist in bezug auf den Ventilsitz 36 koaxial so angeordnet, daß konzentrisch zwischen dem Ventilsitz 36 und dem Teil 192 ein ringförmiger Durchlaß 194 ausgebildet ist. Das Ventilsitzteil 188 ist relativ zu dem Deckelelemeni 180 auf und ab bewegbar, so daß der Flansch 190 des Ventilsitzteils 188 in Berührung mit der vorgenannten Ringfläche 182.7 des Deckelelementes 180 gebracht wird, wenn das Ventilsitzteil 188 nach oben zu bewegt wird. Wenn sich das Ventilsitzteil 188 in der obersten Stellung befindet, in der der Flansch 190 in Berührung mit der Ringfläche 182a ist, ragt der Teil 192 des Ventilsitzteils 188 nach oben um eine vorbestimmte Strecke d\ in die Ventilkammer 28 hinein. Das heißt, die obere Fläche des Flansches 190 des Ventilsitzteils 188 steht nach unten um den Abstand d\ von der Ringfläche des Dcckclclcmcntcs 180 ab. wenn sich das Ventilsitzteil 188 in einer relativen Stellung befindet, bei der das obere Ende seines Teils 192 in gleicher Ebene mit dem oberen Ende des Ventilsitzes 36 des Deckelelementes 180 liegt, wie es gezeigt ist. Die besondere Stellung des Ventilsitzteils 188 ist dessen unterste Stellung wie der weitergehenden Beschreibung zu entnehmen ist. Der Flansch 190 des Ventilsitzteils 188 ist mit einer geeigneten Anzahl von Drosselöffnungen 196 ausgestaltet, die unterhalb des ringförmigen Durchlasses 194 zwischen dem Ventilsitz 36 und dem Teil 192 des Ventilsitzteils 188 angeordnet sind. Die Anzahl und die Abmessungen der Drosselöffnungen 196 sind so gewählt, daß durch diese hindurch ein vorbestimmter Fluid-Durchfluß abgegeben wird, der dem zuvor genannten festen Brenngas-Durchfluß Fc (Fig.4) entspricht. Ein ringförmiges Membranelement 198 ist entlang seines äußeren Umfangs an dem Flansch 182 des Deckelelementes 180 und entlang seines inneren Umfangs an dem Flansch 190 des bewegbaren Ventilsitzteils 180 befestigt. Das Membranelement 198 dient dazu, das Ventilsitzteil 188 zu stützen, wobei es eine Bewegung des Ventilsitzteiis 188 bezüglich des Ventilgehäuses 26 und des Deckelelementes 180 zuläßt, sowie dazu, die Ventilkammer 30 in eine obere und eine untere Kammer zu teilen, die voneinander durch das Membranelement 198 getrennt sind, jedoch miteinander über die vorgenannten Drosselöffnungen 196 in Verbindung stehen. Das bewegbare Ventilsitzteil 188 ist nach oben zu mittels einer geeigneten Vorspann vorrichtung wie einer schraubenförmigen Vorspannfe der 200 vorgespannt, die gemäß der Darstellung an ei nem Ende auf der ringförmigen Fläche 30a des Ventilge häuses 26 und an dem anderen Ende an dem Flansch 19( des Ventilsitzteiis 188 aufsitzt.

Die Fig. 9A, 9B und 9C stellen die Ventilscheibe * und die zugehörigen Teile und Elemente der Vorstehern beschriebenen Ventileinheit in unterschiedlichen Ar beitsbereichen dar.

Wenn die Solenoidspule 72 des Ventilbetätigungsor

gans 54 (F i g. 8) aberregt ist, ist der Tauchkolben 84 de:

Betätigungsorgans 54 durch die Vorspannkräfte dei Blattfedern 94 und 94' nach unten bewegt. Die Ventil scheibe 86 ist gegen den ortsfesten Ventilsitz 36 de:

Deckelelementes 180 und das obere Ende des Teils 19; des bewegbaren Ventilsitzteils 188 gegen die Gegen kraft der auf das Ventilsitzteil 188 einwirkenden Vor spannfeder 200 gedrückt. Das obere Ende der axialer Bohrung in dem Teil 192 des bewegbaren Ventilsitzteil· 188 und das obere Ende des ringförmigen Durchlasse:

194 zwischen dem Ventilsitz 36 des Deckelelemente:

180 und des Teils 192 des Ventilsitzteils 188 sind mittel:

der Ventilscheibe 86 abgeschlossen. Die Ventilkammei 30 in dem Ventilgehäuse 26 ist von der Ventilkammer 2i mittels der Ventilscheibe 86 gemäß der Darstellung ir F i g. 9A hermetisch isoliert, woraus sich ergibt, daß di< Ventileinheit kein Fluid durchläßt. Die Ventileinheit ar beitet somit in dem zuvor genannten Nullfluß-Arbeits bereichZ(Fig.4).

Wenn die Solenoidspule 72 des Ventilbetätigungsor gans 54 mit einem Strom erregt wird, der stufenlos mii der Zeit ansteigt, wird der Tauchkolben 84 des Betätigungsorgans 54 gegen die entgegengerichteten Kräfte der Blattfedern 94 und 94' nach oben zu über eine Strekke bewegt, die im wesentlichen proportional dem dei Solenoidspule 72 zugeführten Strom ist. Die Ventilscheibe 86 wird daher von dem ortsfesten Ventilsitz 36 des Deckelelementes 180 abgehoben und schafft eine Verbindung zwischen der Ventilkammer 28 und der unteren Kammer der Ventilkammer 30 in dem Ventilgehäuse 26 über den genannten ringförmigen Durchlaß 194 und über die Drosselöffnungen 196 im Flansch 190 des bewegbaren Ventilsitzteils 188. Während eines Anfangszustands nach dem Abheben der Ventilscheibe 86 von dem ortsfesten Ventilsitz 36 oder, anders ausgedrückt, wenn die Ventilscheibe 86 von dem Ventilsitz 36 nach oben um eine Strecke bewegt wird, die kleiner als der vorstehend genannte vorbestimmte Wert d\ (F i g. 8 und 9C) ist, wird das bewegbare Ventilsitzteil 188 zusammen mit der Ventilscheibe 86 nach oben durch die Vorspannkraft der Vorspannfeder 200 bewegt, wobei sein oberes Ende durch die Ventilscheibe 86 geschlossen bleibt, wie es in F i g. 9B dargestellt ist. Die Verbindung zwischen der Ventilkammer 28 und der unteren Kammer der Ventilkammer 30 in dem Ventilgehäuse 26 ist daher ausschließlich durch den ringförmigen Durchlaß 194 und die Drosselöffnungen 196 geschaffen, so daß das Fluid (das als durch das Absperrventil 14 der in F i g. 3 gezeigten Gasbrenner-Wassererwärmungsvorrichtung geleitetes Brenngas angenommen wird) von der Fluid-Einlaßöffnung 32 zu der Fluid-Auslaßöffnung 34 (F i g. 8) mit einem konstanten Durchfluß durchgelassen wird, der durch die Drosselöffnungen 196 bestimmt ist und dem vorgenannten Durchfluß Fc entspricht. Die Ventileinheit arbeitet daher unabhängig von der axialen Stellung der Ventilscheibe 86 in bezug auf den ortsfesten Ventilsitz 36 in dem vorgenannten Konstantfluß-

Arbeitsbereich V, solange die Ventilscheibe 86 von dem Ventilsitz 36 um einen Abstand entfernt ist, der kleiner als der vorbestimmte Wert d\ ist. Der Abstand d\ entspricht deshalb dem vorgenannten Abstand Dcder Ventileinheit gemäß F i g. 5. Die Drosselöffnungen 196 sind so kalibriert, daß der Durchfluß Fc des Fluids durch sie ausreichend kleiner als der Fluid-Durchfluß ist, der aus der Ventilkammer 28 in den ringförmigen Durchlaß 194 über den Zwischenraum zwischen dem Ventilsitz 36 und der Ventilscheibe 86 selbst dann durchgelassen wird, wenn die Ventilscheibe 86 nur wenig von dem Ventilsitz 36 entfernt ist. Der durch die Ventileinheit in dem Konstantfluß-Arbeitsbereich Y durchgelassene Fluid-Durchfluß ist aus diesem Grund praktisch nicht von dem Abstand zwischen der Ventilscheibe 86 und dem ortsfesten Ventilsitz 36 des Deckelelementes 180 beeinflußt.

Wenn der Tauchkolben 84 weiter nach oben bewegt wird und dementsprechend die Ventilscheibe 86 eine axiale Stellung erreicht, die um den vorgenannten Abstand d\ von dem ortsfesten Ventilsitz 36 abliegt, wird das bewegbare Ventilsitzteil 188, das zusammen mit der Ventilscheibe 86 durch die Vorspannkraft der Vorspannfeder 200 nach oben bewegt worden ist, mit seinem Flansch 190 in Berührung mit der Ringfläche 182a des Flansches 182 des Deckelelementes 180 gebracht und dadurch angehalten, wobei die Ringfläche 182a auf diese Weise als Anschlag für das bewegbare Ventilsitzteil 188 dient. Bei weiterer Aufwärtsbewegung des Tauchkolbens 84 wird die Ventilscheibe 86 von dem ortsfesten Ventilsitz 36 des Deckelelementes 180 um einen Abstand entfernt, der größer als der vorbestimmte Wert d-, ist, und folglich von dem oberen Ende des Teils 192 des bewegbaren Ventilsitzteils 188 abgehoben, wie es in F i g. 9C dargestellt ist. Nunmehr ist eine Verbindung zwischen der Ventilkammer 28 und der unteren Kammer der Ventilkammer 30 in dem Ventilgehäuse 26 nicht nur über den ringförmigen Durchlaß 194 und die Drosselöffnung 196 geschaffen, sondern auch durch die Bohrung im Teil 192 des bewegbaren Ventilsitzteils 188. Das Fluid in der Ventilkammer 28 wird daher in die Ventilkammer 30 in dem Ventilgehäuse 26 teils über den ringförmigen Durchlaß 194 und die Drosselöffnungen 196 und zum Teil, jedoch in einem größeren Ausmaß, über die Bohrung in dem bewegbaren Ventilsitzteil 188 mit einem Durchfluß durchgelassen, der größer als der konstante Durchfluß Fc ist und ständig ansteigt, wenn die Ventilscheibe 86 weiter von dem oberen Ende des bewegbaren Ventilsitzteils 188 entfernt wird. Zu diesem Zeitpunkt arbeitet die Ventileinheit in dem vorgenannten Arbeitsbereich X, in dem das Fluid in einer Menge und mit einem Durchfluß durchfließt, der sich im wesentlichen proportional mit dem Strom verändert, mit dem die Solenoidspule 72 des Ventilbetätigungsorgans 54 erregt wird. Wenn der Tauchkolben 84 seine oberste Stellung erreicht, nimmt die Ventilscheibe 86 eine axiale Stellung ein, die um einen vorbestimmten Abstand d₂ (F i g. 9C) von dem ortsfesten Ventilsitz 36 des Deckelelementes 180 entfernt ist. Das Fluid in der Ventilkammer 28 wird in die untere Kammer der Ventilkammer 30 im Ventilgehäuse 26 mit einer Maximalmenge eingelassen, die dem vorgenannten maximalen Brenngas-Durchfluß Fm (F i g. 4) entspricht Die Ventileinheit befindet sich nunmehr in dem Maximalfluß-Arbeitsbereich IV. Der vorgenannte Abstand cfe entspricht daher dem Abstand Dm, der in der Ventileinheit nach F i g. 5 vorbestimmt ist.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß die in F i g. 8 gezeigte Ventileinheit für ihre Funktion von der relativen Stellung, nämlich dem Aufsitzen oder Nichtaufsitzen der Ventilscheibe 86 mit dem bewegbaren Ventilsitzteil 188 jedoch nicht von dem der Solenoidspule 72 zugeführten Strom abhängig ist, wenn die Ventileinheit aus dem in Fig. 9B gezeigten Konstantfluß-Arbeitsbereich Ym den in F i g. 9C gezeigten Arbeitsbereich X gebracht werden soll. Die Steuereinrichtung für eine derartige Ventileinheit kann daher so ausgelegt sein, daß sie während aller Arbeitsbereiche der Ventileinheit die Solenoidspule 72 mit einem Strom speist, der sich entsprechend der Temperatur des durch den Wärmetauscher 4 der in Fi g. 3 gezeigten Vorrichtung geleiteten Wassers verändert. Aus diesem Grund kann die Steuereinrichtung für die Ventileinheit nach F i g. 8 ausschließlich aus der Konstantstrom-Stromversorgungsschaltung 100, der Differentialverstärkerschaltung 114 und der zweiten bistabilen Schaltvorrichtung 162 der in F i g. 6 gezeigten Steuereinrichtung 22 zusammengestellt sein. Da in diesem Fall die erste bistabile Schaltvorrichtung 160 aus der Steuereinrichtung 22 entfernt ist, wird der Verbindungspunkt b in der Differentialverstärkerschaltung 114 entweder direkt oder über dieTemperaturkompensations-Dioden 154 und 156 mit dem Verbindungspunkt d zwischen dem Thermistor 150 und der zweiten Schaltvorrichtung 162 verbunden.

Das mit dem ortsfesten Ventilsitz 36 ausgestaltete Deckelelement 180 wurde als von dem Ventilgehäuse 26 der Ventileinheit nach Fig. 8 getrennt aufgebaut beschrieben, es kann jedoch nach Belieben einteilig mit dem Ventilgehäuse 26 ausgebildet sein.

Die Fig. 10 stellt eine Modifikation der in der Ventileinheit nach F i g. 8 eingebauten bewegbaren Ventilsitz vorrichtung dar. Die bewegbare Ventilsitzvorrichtung weist ein elastisches Ventilsitzteil 228 auf, das einen ringförmigen Flansch 230 und einen rohrförmigen Teil 232 besitzt, der von dem Innenumfang des Flansches 230 nach oben ragt und offene obere und untere Enden besitzt. Das Ventilsitzteil 228 ist auf dem Ventilgehäuse 26 mit dem Flansch 230 befestigt, der fest zwischen das Deckelelement 180 und einem Oberflächenabschnitt des Ventilgehäuses 26 eingefügt ist. welcher das obere Ende der Ventilkammer 30 in dem Ventilgehäuse 26 umgibt, so daß der Teil 232 nach oben durch die axiale Bohrung in dem ortsfesten Ventilsitz 36 des Deckelelementes 180 ragt. Die axiale Länge des Teils 232 ist so ausgelegt, daß er nach oben um eine vorbestimmte Länge aus dem oberen Ende des ortsfesten Ventilsitzes 36 herausragt, wenn das Ventilsitzteil in unbelastetem Zustand ist. Zwischen der äußeren Umfangsfläche des Teils 232 und der

so inneren Umfangsfläche des ortsfesten Ventilsitzes 36 ist ein ringförmiger Durchlaß 234 ausgebildet, der an dem oberen Ende des ortsfesten Ventilsitzes 3b ollen und an seinem unteren Ende mittels des Flansches 230 abgeschlossen ist. Das bewegbare Ventilsitztei! 228 ist in seinem Teil 232 mit einer geeigneten Anzahl von Drosselöffnungen 235 ausgestaltet, die eine ständige Verbindung zwischen dem vorgenannten ringförmigen Durchlaß 234 und der axialen Bohrung in dem Teil 232 bilden. Das bewegbare Ventilsitzteil 228 ist aus einem elastisehen Material wie Gummi gebildet, so daß der Teil 232 desselben axial zusammenschiebbar ist, wenn auf ihn nach unten gedrückt wird.

Wenn daher die Ventilscheibe 86 in die Berührungsstellung mit dem ortsfesten Ventilsitz 36 des Deckelele- mentes 180 gedrückt wird, wird der Teil 232 unter Druck der Ventilscheibe 86 axial zusammengedrückt, wobei sein oberes Ende in enger Berührung mit der Ventilscheibe 86 steht, so daß sowohl das obere Ende

des ortsfesten Ventilsitzes 36 des Deckelelementes als auch das obere Ende des Teils 232 des elastischen Ventilsitzelementes 228 mittels der Ventilscheibe 86 geschlossen sind. Wenn die Ventilscheibe 86 aus dieser Stellung angehoben wird, wird eine Verbindung zwischen der Ventilkammer 28 und dem ringförmigen Durchlaß 234 geschaffen, wobei der Teil 232 des elastischen Ventilsitzteils 228 gemäß der Darstellung an seinem oberen Ende geschlossen gehalten wird. Das Fluid in der Ventilkammer 28 kann daher über den ringförmigen Durchlaß 234, die Drosselöffnungen 235 und die axiale Bohrung im Teil 232 des elastischen Ventilsitzteils 228 die Ventilkammer 30 in dem Ventilgehäuse 26 in einer festgelegten Menge erreichen, die durch den Fluid-Durchfluß durch die Drosselöffnungen 235 im Teil 232 gesteuert ist. Wenn die Venlilscheibe 86 weiter nach oben bewegt wird und eine Stellung einnimmt, die von dem ortsfesten Ventilsitz 36 um eine Strecke abliegt, die größer als die vorgenannte vorbestimmte Länge ist, löst sich die Ventilscheibe 86 von dem Teil 232 des bewegbaren Ventilsitzteils 228, so daß das Fluid von der Ventilkammer 28 in die Ventilkammer 30 in dem Ventilgehäuse 26 über die axiale Bohrung im Teil 232 in einer Menge gelangt, die sich proportional mit dem Zwischenraum zwischen der Ventilscheibe 86 und dem oberen Ende des Teils 232 ändert. Während das bewegbare Ventilsitzteil bei der zuvor unter Bezugnahme auf die F i g. 8. 9A, 9B und 9C beschriebenen bewegbaren Ventilsitzvorrichtungen in seiner Gesamtheit unter Einwirkung der ständig darauf ausgeübten Vorspannkraft axial bewegbar ist, weist das bewegbare Ventilsitzteil 228 der in Fig. 13 gezeigten Anordnung die Eigenschaft auf. daß das Ventilsitzteil nur an seinem Teil 232 bewegbar ist und ohne Zuhilfenahme zusätzlicher Vorspannvorrichtungen arbeitet, da der Teil 232 für sich eine Federfunktion besitzt.

Die F i g. 11 stellt einen Teil einer weiteren Modifikation der in F i g. 8 gezeigten Ventileinheit dar. Das Ventilgehäuse 26 ist mit einer ringförmigen Ausnehmung 236 ausgestattet, die den oberen Endteil der Ventilkammer 30 in dem Ventilgehäuse 26 umgibt. Fin ringförmiges Scheibenelement 238 ist fest an dem Ventilgehäuse 26 in der Ausnehmung 236 befestigt und besitzt eine untere Ringfläche 240, die das obere Ende der Ventilkammer 30 bildet. Das Scheibenelement 238 ist mit einer Mittelöffnung 242 ausgestaltet, die axial mit der Ventilscheibe 86 ausgerichtet ist, welche in der Ventilkammer 28 oberhalb des Scheibenelementes 238 auf und ab bewegbar ist. Das Ventilgehäuse 26 ist ferner mit einem rohrförmigen Teil 244 versehen, der nach oben vom Boden der Ventilkammer 30 herausragt und der ein offenes oberes Ende aufweist, das geringfügig oberhalb der Ebene angeordnet ist. auf der sich die obere Fläche des Scheibenelementes 238 befindet, wobei ein ringförmiger Zwischenraum zwischen der äußeren Umfangsfläche des Teils 244 und dem inneren Umfangsrand des Scheibenelementes 238 gebildet ist. Der Teil 244 besitzt eine axiale Bohrung 246, die in ständiger Verbindung mit der vorgenannten Fluid-Auslaßöffnung 34 (F i g. 8) in dem Ventilgehäuse 26 steht. Der Teil 244 des Ventilgehäuses 26 bildet daher einen ortsfesten Ventilsitz 36. Ein bewegbares Ventilsitzteil 248 besitzt einen ringförmigen Flansch 250 und einen rohrförmigen Teil 252, der nach oben zu von dem inneren Umfang des Flansches 248 herausragt. Das Ventilsitzteil 248 ist relativ zu dem Ventilgehäuse 26 axial auf die Weise bewegbar angeordnet, daß der Flansch 250 unmittelbar unterhalb der vorgenannten Ringfläche 240 des Scheibenelementes 238 steht und der Teil 252 axial durch den vorgenannten ringförmigen Zwischenraum zwischen dem Scheibenelement 238 und dem Teil 244 des Ventilgehäuses 26 bewegbar ist, wie es der Darstellung zu entnehmen ist.

Ein ringförmiger Durchlaß 254 ist auf diese Weise zwischen der äußeren Umfangsfläche des Teils 244 des Ventilgehäuses 26 und der inneren Umfangsfläche des Teils 252 des Ventilsitzteils 248 gebildet. Der Teil 252 des Ventilsitzteils 248 ist mit einer geeigneten Anzahl

ίο von Drosselöffnungen 256 ausgestaltet, durch die eine ständige Verbindung zwischen der Ventilkammer 28 und dem ringförmigen Durchlaß 254 hergestellt ist. Wenn das Ventilsitzteil 248 nach oben bewegt wird und eine oberste Stellung erreicht, bei der der Flansch 250 die Ringfläche 240 des Scheibenelementes 238 berührt, ragt der Teil 252 des Ventiisitzieiis 24S nach üben aus der Mittelöffnung 242 in dem Scheibenelement 238 heraus, wobei sein oberes Ende in einer Ebene liegt, die um einen vorbestimmten Abstand d} höher als das obere Ende des Teils 244 des Ventilgehäuses 26 ist. Ein ringförmiges Membranelement 258 ist mit seinem inneren Umfang an der unteren Fläche des Flansches 250 des Ventilsitzteils 248 und mit seinem äußeren Umfang zwischen dem äußeren Umfangsteil des Scheibenelementes 238 und dem Ventilgehäuse 26 befestigt. Das Membranelement 258 teilt daher die Ventilkammer 30 in dem Ventilgehäuse 26 in eine obere und eine untere Kammer und stützt das Veniilsitzteil 248. wobei es eine vertikale Bewegung des Ventilsitzteils 248 in bezug auf das Ventilgehäuse 26 und das Scheibenelement 238 zuläßt. Das Ventilsitzteil 248 ist nach oben mittels einer geeigneten Vorspannvorrichtung wie einer schraubenförmigen Vorspannfeder 260 vorgespannt, die zwischen dem Ventilsitz 248 und dem Boden der Ventilkammer 30 siizt.

Wenn im Betrieb die Ventilscheibe 86 nach unten gegen die Kraft der Vorspannfeder 260 bewegt wird und in Berührung mit dem oberen Ende des Teils 244 des Ventilgehäuses 26 gebracht wird, ist die axiale Bohrung 246 von der Ventilkammer 28 und dem ringförmigen Durchlaß 254 um den Teil 244 abgetrennt, so daß das Fluid aus der Ventilkammer 28 nicht in die Bohrung 246 im Teil 244 und dementsprechend in die Fluid-Auslaßöffnung 34 (F i g. 8) in dem Ventilgehäuse 26 gelassen wird. Die Ventileinheit wird daher in dem Nullfluß-Arbeitsbereich Z betrieben. Wenn die Ventileinheit in diesem Zustand gehalten wird, wird das bewegbare Ventilsitzteil 248 in einer Stellung gehalten, bei der der Teil 252 an seinem oberen Ende mit der Ventilscheibe 86 in Berührung steht und der Flansch 250 nach unten um einen Maximalabstand von der Ringfläche 240 des Scheibenelementes 238 absteht. Wenn das bewegbare Vemilsitzteii 248 in dieser Stellung gehauen wird, besteht eine Verbindung zwischen der Ventilkammer 28 und dem ringförmigen Durchlaß 254 über die Drossel-Öffnungen 256 im Teil 252 des Ventilsitzteils 248, die Verbindung erstreckt sich aber nicht in die Bohrung 246 des Teils 244 des Ventilgehäuses 26, da das obere Ende des Teils 244 von der Ventilscheibe 86 verschlossen ist Der vorgespannte Maximalabstand zwischen der unteren Ringfläche 240 des Scheibenelementes 238 und dem Flansch 250 des Ventilsitzteils 248 ist gleich dem vorgenannten vorbestimmten Abstand di.

Wenn die Ventilscheibe 86 von dem oberen Ende des Teils 244 des Ventilgehäuses 26 abgehoben wird, wird eine Verbindung zwischen der Bohrung 246 im Teil 244 und dem ringförmigen Durchlaß 254 um den Teil 244 herum über den Zwischenraum zwischen der Ventilscheibe 86 und dem oberen Ende des Teils 244 gebildet.

Wenn jedoch die Strecke der Bewegung der Ventilscheibe 86 von dem oberen Ende des Teils 244 weg kleiner als der vorgenannte vorbestimmte Abstand dj ist. wird das bewegbare Ventilsitzteil 248 mit seinem oberen Ende aufgrund der auf das Ventilsitzteil 248 mittels der Vorspannfeder 260 ausgeübten Vorspannkraft in Berührung mit der Ventilscheibe 86 gehalten. Die Ventilkammer 28 kann daher mit der Bohrung 246 im Teil 244 nur über die Drosselöffnungen 256 und den ringförmigen Durchlaß 254 in Verbindung treten, wobei das obere Ende des Ventilsitzteils 248 gemäß der Darstellung mittels der Ventilscheibe 86 geschlossen ist. Auf diese Weise wird das Fluid aus der Ventilkammer 28 in die Bohrung 246 im Teil 244 in einer festen Menge eingelassen, die durch den Fluid-Durchfluß durch die Drosselöffnungen 256 vorbestimmt ist. Die Ventileinheit wird auf diese Weise im Konstantfluß-Arbeitsbereich Y betrieben, während die Ventilscheibe 86 zu dem oberen Ende des Teils 244 des Ventilgehäuses 26 hin und von diesem weg über eine Strecke bewegt wird, die kleiner als der vorbestimmte Wert di ist. Wenn jedoch die Bewegungsstrecke der Ventilscheibe 86 von dem oberen Ende des rohrförmigen Teils 244 weg größer als der Wert di wird, wird das bewegbare Ventilsitzteil 248 angehalten, wobei sein Flansch 252 die untere Ringfläche 240 des Scheibenelementes 238 berührt, so daß die Ventilscheibe 86 von dem oberen Ende des Ventilsitzteils 248 abgehoben wird, wodurch die Bohrung 246 im Teil 244 über das offene obere Ende des Teils 252 des Ventilsitzteils 248 in Verbindung treten kann. Als Folge hiervon wird das Fluid aus der Ventilkammer 28 in die Bohrung 246 des Teils 244 in einer Menge eingelassen, die sich proportional mit dem Abstand zwischen der Ventilscheibe 86 und dem offenen Ende des Ventilsitzteils 248 verändert. Die Ventileinheit arbeitet somit in dem Arbeitsbereich X. Der Fluid-Durchfluß durch den Zwischenraum zwischen der Ventilscheibe 86 und dem offenen oberen Ende des bewegbaren Ventilsitzteils 248 wird maximal, wenn die Veniilscheibe 86 ihre oberste Stellung erreicht, so daß die Ventileinheit dann im Maximalfluß-Arbeitsbereich ^arbeitet.

Die Fig. 12 stellt einen Teil einer weiteren Modifikation der in F i g. 8 gezeigten Ventileinheit dar. Bei der in Fig. 12 gezeigten Anordnung besitzt die Ventilscheibe 86 einen Hohlraum 262, der über öffnungen 264und 266 geöffnet ist, die in der oberen bzw. unteren Wand der Ventilscheibe 86 ausgebildet sind. Die Öffnungen 264 und 266 sind axial mit dem Ventilstößel 88 ausgerichtet, der von dem unteren Ende des Tauchkolbens 84 des elektromagnetischen Ventilbetätigungsorgans 54 (F i g. 8) nach unten ragt. Die Ventilscheibe 86 ist ferner mit mindestens einer Drosseiöffnung 268 entweder gemäß der Darstellung in der oberen Wand oder in der Umfangswand der Ventilscheibe 86 ausgestaltet. Durch die öffnung 264 in der oberen Wand der Ventilscheibe 86 ragt von dem unteren Ende des Ventilstößels 88 nach unten in den Hohlraum 262 eine Betätigungsstange 270, die axial in bezug auf die Ventilscheibe 86 bewegbar ist. Die Betätigungsstange 270 ist an ihrem unteren Ende mit einem weiteren scheibenförmigen Ventilelement, bezeichnet als Zusatzventilscheibe 272, verbunden, das axial in bezug auf die Haupt-Ventilscheibe 86 zwischen Stellungen bewegbar ist, bei denen es die jeweiligen inneren Flächen der oberen und unteren Wand der Haupt-Ventilscheibe 86 berührt Die Bewegungsstrecke der Zusatzventilscheibe 272 zwischen diesen Stellungen in bezug auf die Haupt-Ventilscheibe 86 ist gemäß der Darstellung mit d* angenommen. Mit Hilfe einer geeigneten Vorspannvorrichtung wie einer schraubenförmigen Vorspannfeder 274, die gemäß der Darstellung mit einem Ende auf dem unteren Ende des Ventilstößels 88 und mit dem anderen Ende auf der oberen Fläche der

5 oberen Wand der Haupt-Ventilscheibe 86 sitzt, wird die Haupt-Ventilscheibe 86 nach unten vor dem Ventilstößel 88 weg gedruckt und dementsprechend die Zusatzventilscheibe 272 zu der Stellung hin vorgespannt, bei der sie die innere Fläche der oberen Wand der Haupt-Ventilscheibe 86 berührt.

Wenn der Tauchkolben des Ventilbetätigungsorgans 54 (Fig. 8) nach unten bewegt wird, wird die Betätigungsstange 270 relativ zu der Haupt-Ventilscheibe 86 nach unten gegen die entgegenstehende Kraft der Vorspannfeder 274 bewegt, so daß die Zusatzventilscheibe 272 in Berührung mit der inneren Fläche der unteren Wand der Haupt-Ventilscheibe 86 gedruckt wird. Wird der Tauchkolben 84 weiter nach unten zu bewegt, werden die Ventilstößel 88, die Betätigungsstange 270, die Haupt-Ventilscheibe 86 und die Vorspannfeder 274 nach unten zu wie eine einzige Einheit bewegt, bis die Haupt-Ventilscheibe 86 gemäß der Darstellung mit dem Ventilsitz 36 des Ventilgehäuses 26 in Berührung gebracht ist. Unter diesen Bedingungen ist das obere Ende des Ventilsitzes 36 des Ventilgehäuses 26 mittels der Haupt-Ventilscheibe 86 verschlossen und zugleich ist die Öffnung 266 in der unteren Wand der Haupt-Ventilscheibe 86 mittels der Zusatzventilscheibe 272 abgeschlossen, so daß die Ventilkammer 30 in dem Ventilgehäuse 26 vollständig von der Ventilkammer 28 getrennt ist, wodurch bei der Ventileinheit der Nullfluß-Arbeitsbereich Zeingestellt ist.

Wenn der Tauchkolben 84 (Fig. 8) aus diesem Zustand geringfügig nach oben bewegt wird, hebt die Zusatzventilscheibe 272 von der inneren Fläche der unteren Wand der Haupt-Ventilscheibe 86 ab und ermöglicht das öffnen der Öffnung 266. Unter diesen Bedingungen wird jedoch die Haupt-Ventilscheibe 86 in ihrer Berührungsstellung mit dem Ventilsitz 36 des Ventilgehäuses 26 mit Hilfe der Vorspannkraft der Vorspannfeder 274 gehalten, so daß das obere Ende des Ventilsitzes 36 durch die Haupt-Ventilscheibe 86 verschlossen bleibt. Das Fluid in der Ventilkammer 28 wird daher über die Drosseiöffnung 268, den Hohlraum 262 und die Öffnung 266 in der Haupt-Ventilscheibe 86 in die Ventilkammer in dem Ventilgehäuse 26 in einer Menge eingeleitet, die durch die Drosselöffnung 268 bestimmt ist. Die Ventileinheit wird auf diese Weise in dem Konstantfluß-Arbeitsbereich Y gehalten, wenn die Zusatzventilscheibe 272 nach oben von der inneren Fläche der unteren Wand der Haupt-Ventilscheibe 86 um einen Abstand entfernt ist, der kleiner als der vorbestimmte Abstand dt, ist. Wenn die Zusatz-Ventilscheibe 272 über die Strecke cf₄ von der inneren Fläche der unteren Wand der Haupt-Veniilscheibe 86 bewegt wird, die in Berührung mit dem Ventilsitz 36 des Ventilgehäuses 26 gehalten wird, stößt die Zusatzventilscheibe 272 an die innere Fläche der oberen Wand der Haupt-Ventilscheibe 86. Die Haupt-Ventilscheibe 86 wird daher nach oben zu von dem Ventilsitz 36 wegbewegt, wenn der Tauchkolben 84 (F i g. 8) weiter nach oben bewegt wird. Die Ventileinheit ist nunmehr aus dem Konstantfluß-Arbeitsbereich yin den Arbeitsbereich X übergegangen, bei dem das Fluid von der Ventilkammer 28 in die Ventilkammer 30 in dem Ventilgehäuse 36 in einer Menge durchgelassen wird, die sich proportional mit dem Abstand zwischen dem Ventilsitz 36 und der unteren Wand der Haupt-Ventilscheibe 86 ändert, bis die Ventileinheit in

den Maximalfluß-Arbeitsbereich Wübergeht.

Während für die Yentüeinheit bzw. Ventilanordnung einer jeden vorstehend beschriebenen Ausführungsform angenommen ist, daß sie auf elektrische Weise mittels der Steuereinrichtung 22 aufgrund eines elektrischen Signals gesteuert wird, das von der Signalgebevorrichtung 24 (F i g. 3) zugeführt wird, kann die Ventileinheit der erfindungsgemäßen üurchflußsteuereinrichtung auf mechanische, hydraulische oder pneumatische Weise aufgrund einer anderen Betriebsvariablei steuert werden.

Während bei den vorstehend beschriebenen Au rungsbeispielen der Durchflußsteuereinrichtung di terschiedlichen Arbeitsbereiche an einer einzigen tiieinheit eingestellt werden, können im wesentl: die gleichen Ergebnisse erreicht werden, wenn die tilanordnung aus zwei in Reihe geschalteten Vent heiten besteht.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Selbsttätige Durchflußsteuereinrichtung für ein Fluid, dessen Durchflußmenge über einen betrieblichen Prozeß auf die Größe einer meßbaren Betriebsvariablen eines anderen Mediums einwirkt, mit einer auf die Betriebsvariable ansprechenden Signalgebevorrichtung, die ein Analogsignal in Abhängigkeit von der sich ändernden Betriebsvariablen erzeugt, einer nachgeschalteten Steuereinrichtung zur Betätigung einer Ventilanordnung, durch die der Durchfluß in einem ersten Arbeitsbereich auf einen Maximalwert einstellbar ist, wenn die Betriebsvariable unterhalb eines ersten Grenzwertes liegt, durch die der Durchfluß in einem zweiten Arbeitsbereich auf fallende Werte einstellbar ist, wenn die Betriebsvariable über den ersten Grenzwert ansteigt, und durch die der Durchfluß in einem dritten Arbeitsbereich auf den Wert Null einstellbar ist, w,enn die Betriebsvariable oberhalb des ersten Grenzwertes einen zweiten Grenzwert übersteigt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem zweiten Arbeitsbereich (X) und dem dritten Arbeitsbereich ein vierter Arbeitsbereich (Y) eingeschaltet ist, in dem der Durchfluß mit zunehmenden Werten der Betriebsvariablen oberhalb eines dritten Grenzwertes {Tp^dersclben auf eine konstante Größe (Fc) einstellbar ist und in dem der Durchfluß bis zu einem vierten Grenzwert (Tr)dar Betriebsvariablen auf dem Wert Null gehalten ist, wenn bei abnehmenden Werten der Betriebsvariablen der zweite Grenzwert (Tq)unterschritten wird.

2. Durchflußsteuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die unterschied!!- chen Arbeitsbereiche der Ventilanordnung diese eine einzige Ventileinheit (16) aufweist.

3. Durchflußsteuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vcniilcinhcit (16) einen ortsfesten Ventilsitz (36), der zwischen einer ersten Ventilkammer (28) und einer zweiten Ventilkammer (30) ausgebildet ist, ein Ventilelement (86) das in bezug auf den ortsfesten Ventilsitz stufenlos zwischen einer ersten Stellung, bei der es auf dem Ventilsitz aufsitzt und die erste und die zweite Ventilkammer voneinander trennt, um den Arbeitsbereich (Z) einzustellen, in dem der Durchfluß auf dem Wert Null gehalten ist, und einer zweiten Stellung, bei der es um einen Maximalabstand (Dm, d\) vom Ventilsitz absteht, durch eine dritte Stellung verstell- so bar ist, bei der es um einen vorbestimmten Abstand (Dc, di, d₃, di) vom Ventilsitz zur Einstellung der konstanten Größe des Durchflusses (Fc) absteht, und ein Ventilbetätigungsorgan (54) aufweist, daß zum Verstellen des Ventilelementes (86) zwischen der ersten und der zweiten Stellung auf das Analogsignal anspricht.

4. Durchflußsteuereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinheit (16) ein bewegbares Ventilsitzteil (188) aufweist, das mit einem Durchlaß durch den das Fluid zwischen der ersten und der zweiten Ventilkammer (28, 30) mit einem bis zu dem Maximalwert (Fm) veränderbaren Durchfluß strömen kann, und mit wenigstens einer Drosselöffnung (196), durch die das Fluid zwischen der ersten und der zweiten Ventilkammer über den ortsfesten Ventilsitz (36) mit dem konstanten Durchfluß (Fc) strömen kann, ausgestaltet ist und das relativ zum ortsfesten Ventilsitz zwischen einer ersten Stellung, bei der das offene Ende des Durchlasses in 1 einem maximalen Abstand (d\) vom ortsfesten Ventilsitz angeordnet ist, und einer zweiten Stellung bewegbar ist, bei der das offene Ende in einer Ebe;ie mit dem ortsfesten Ventilsitz liegt, und daß die Ventileinheit (16) eine Vorspannvorrichtung (200) für das Vorspannen des bewegbaren Ventilsitzteils (188) zu dessen ersten Stellung hin aufweist, wobei das bewegbare Ventilsitzteil zwischen seiner ersten und seiner zweiten Stellung mit durch das Ventilelement (86) verschlossen gehaltenem offenen Ende durch die Kraft der Vorspannvorrichtung bewegt wird, um das Fluid zwischen der ersten und der zweiten Ventükammer über die Drosselöffnung (196) mit dem konstanten Durchfluß durchzulassen, wenn das Ventilelement (86) zwischen dessen erster und dessen dritter Stellung bewegt wird, und wobei das bewegbare Ventilsitzteil (188) in seiner ersten Stellung gehalten wird, wenn das Ventilelement (86) zwischen der zweiten Stellung und der dritten Stellung desselben bewegt wird, um das Fluid zwischen der ersten und der zweiten Ventilkammer über den Durchlaß in dem bewegbaren Ventilsitzteil mit einem Durchfluß durchzulassender sich stufenlos zwischen dem konstanten Durchfluß und dem Maximalwert des Durchflusses in Abhängigkeit von dem Abstand zwischen dem offenen Ende und dem Ventilelement verändert.

5. Durchflußsteuereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinheit (16) ein elastisches Ventilsitzteil (228) mit einem rohrförmigen Teil (232) aufweist, der mit einem axialen Durchlaß, durch den das Fluid zwischen der ersten ' und der zweiten Ventilkammer (28, 30) mit einem stufenlos bis zu dem Maximalwert (Fm) veränderbaren Durchfluß strömen kann, und mit mindestens einer Drosselöffnung (235) versehen ist, durch die das Fluid zwischen den Ventilkammern über den ortsfesten Ventilsitz (36) mit dem konstanten Durchfluß (Fe^ st rom en kann, und der axial zwischen einem ersten Zustand, bei dem ein offenes Ende des axialen Durchlasses in einem maximalen Abstand von dem ortsfesten Ventilsitz abliegt und einem zweiten Zustand verformbar ist, bei dem das offene Ende in gleicher Ebene mit dem ortsfesten Ventilsitz (36) liegt, wobei das Ventilsitzteil aufgrund seiner eigenen Elastizität zum Einnehmen des ersten Zustands vorgespannt ist und mittels des Ventilelementes (86) zwischen dem ersten Zustand und dem zweiten Zustand deformiert und an dem offenen Ende abgeschlossen wird, um das Fluid zwischen der ersten und der zweiten Ventilkammer über die Drosselöffnung (235) mit dem konstanten Durchfluß durchzulassen, wenn das Ventilelement zwischen der ersten und der dritten Stellung bewegt wird, und wobei das elastische Ventilsitzteil (228) im ersten Zustand gehalten wird, wenn das Ventilelement (86) zwischen dessen zweiter und dritter Stellung bewegt wird, um das Fluid zwischen der ersten und der zweiten Ventilkammer über den axialen Durchlaß in dem Ventilsitzteil mit einem Durchfluß durchzulassen, der sich zwischen dem konstanten Durchfluß und dem Maximalwert des Durchflusses mit dem Abstand zwischen dem Ventilelemcnt (86) und dem offenen Ende des Ventilsitzteils (228) verändert.

6. Durchflußsteuereinrichtung nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß der ortsfeste Ventilsitz

(36) mit einer Bohrung (246) versehen ist, durch die das Fluid zwischen der ersten und der zweiten Ventilkammer (28, 30) mit einem bis zu dem Maximaiwert (Fm) veränderbaren Durchfluß strömen kann, daß ein bewegbares Ventilsitzteil (248) vorgesehen ist, das einen einen Teil (244) des ortsfesten Ventilsitzes (36) umgebenden Teil (252) besitzt und das mit einem Durchlaß (254) mit einem offenen Ende für die Bildung einer Verbindung zwischen der Bohrung im ortsfesten Ventilsitz und einer der Ventilkammern und mit wenigstens einer Drosselöffnung (256), durch das Fluid zwischen der Ventilkammer und dem Durchlaß in dem bewegbaren Ventilsitz strömen kann, ausgestaltet ist, wobei das bewegbare Ventilsitzteil zwischen einer ersten Stellung, bei der is das offene Ende seines Durchlasses in einem Maximalabstand (di) von dem offenen Ende des ortsfesten Ventilsitzes angeordnet ist, und einer zweiten Stellung bewegbar ist, bei der das offene Ende seines Durchlasses im wesentlichen in einer Ebene mit dem offenen Ende der Bohrung im ortsfesten Ventilsitz angeordnet ist, sowie daß eine Vorspanneinrichtung (260) für das Vorspannen des bewegbaren Ventilsitzes zur Einnahme der ersten Stellung vorgesehen ist, wobei durch das Ventilelement (86) das bewegbare Ventilsitzteil zwischen der ersten und der zweiten Stellung unter Verschlossenhalten des offenen Endes seines Durchlasses bewegt wird, um das Fluid von der einen Ventilkammer in die Bohrung des ortsfesten Ventilsitzes über die Drosselöffnung (2S6) und den Durchlaß im Ventilsitzteil mit dem konstanten Durchfluß (Fc) durchzulassen, wenn das Ventilelement zwischen seiner ersten und seiner dritten Stellung bewegt wird, und wobei das bewegbare Ventilsitzteil (248) in seiner ersten Stellung gehalten wird, wenn das Ventilelement (86) zwischen der zweiten und der dritten Stellung bewegt wird, um das Fluid von der einen Ventilkammer in die Bohrung im ortsfesten Ventilsitz (244) über den Durchlaß in dem bewegbaren Ventilsitzteil mit einem Durchfluß durchzulassen, die sich stufenlos zwischen dem konstanten Durchfluß und dem Maximalwert des Durchflusses in Abhängigkeit von dem Abstand verändert, der zwischen dem oberen Ende des bewegbaren Ventilsitzteils und dem Ventileiement gebildet ist, wobei die Verbindung zwischen der Bohrung im ortsfesten Ventilsitz und dem Durchlaß im bewegbaren Ventilsitzteil gesperrt ist, wenn das Ventilelement auf dem ortsfesten Ventilsitz zum Schließen des offenen Endes der Bohrung im ortsfesten Ventilsitz aufsitzt.

7. Durchflußsteuereinrichtung nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinheit (16) einen ortsfesten Ventilsitz (36), der zwischen einer ersten Ventilkammer (28) und einer zweiten Ventilkammer (30) angebracht ist, ein erstes Ventilelement (86), das stufenlos zwischen einer ersten Stellung, bei der es auf dem ortsfesten Ventilsitz aufsitzt, und einer zweiten Stellung bewegbar ist. bei der es um einen maximalen Abstand vom ortsfesten Ventilsitz bo absteht, um das Fluid zwischen der ersten und der /weiten Ventilkammer mit dem Maximalwert des Durchflusses (Fm) durchzulassen, und in dem ein Hohlraum (262) /wischen in Abstand stehenden Wänden, wenigstens eine Drosselöffnung (268) in einer der Wände, durch die Fluid zwischen der ersten oder der zweiten Ventilkammer und dem Hohlraum (262) im ersten Ventileiement (86) mit dem konstanten Durchfluß strömen kann, und eine Öffnung (266) in der anderen Wand ausgebildet ist, um eine Verbindung zwischen dem Hohlraum im ersten Ventilelement und der anderen der ersten oder der zweiten Ventilkammern zu schaffen, ein zweites Ventilelement (262), das mit dem Ventilbetätigungsorgan (54) verbunden ist und das innerhalb des Hohlraums im ersten Ventilelement (86) zwischen einer ersten Stellung zum Schließen der Öffnung (266) und einer zweiten Stellung bewegbar ist, bei der es die Öffnung (266) öffnet und von der öffnung um einen vorbestimmten Maximalabstand (dt) absteht und eine Versorgungseinrichtung (274) zum Vorspannen des zweiten Ventilelementes (272) in dessen zweite Stellung aufweist.