DE3012649A1

DE3012649A1 - Ventil mit zweistufiger oeffnungscharakteristik, insbesondere brennstoffventil fuer gasbeheizte geraete

Info

Publication number: DE3012649A1
Application number: DE19803012649
Authority: DE
Inventors: Walter 7312 Jesingen Kerner; Karl Ing.(grad.) 7311 Hochdorf Rilling
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1980-04-01
Filing date: 1980-04-01
Publication date: 1981-10-15
Also published as: FR2479395B3; IT8121288V0; FR2479395A3; GB2072805A

Description

IH.3.1980 Ki/Kö

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1

Ventil mit zweistufiger Öffnungscharakteristik, insbesondere Brennstoffventil für gasbeheizte Geräte

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Ventil nach der Gattung des Hauptanspruchs. Derartige Ventile sind beispielsweise als Motorventile ausgebildet, welche zur Steuerung der Brennstoffzufuhr bei Gasheizkesseln dienen. In gasbeheizten Durchlauf-Wassererhitzern werden entsprechende Ventile an der sogenannten Wassermangelsicherung eingesetzt, welche zu Beginn einer Wasserströmung im Gerät die Brennstoffzufuhr in zwei Stufen freigibt.

Bei bekannten Ventilen der gattungsmäßigen Art (EP-A 0 006 416) sind die'beiden Ventilglieder koaxial zu dem axial bewegten Antriebsglied angeordnet und als Schließglieder von Tellerventilen ausgebildet, die beim öffnen des Ventils nacheinander von ihren Ventilsitzen abgehoben werden. Bei dieser Anordnung ist nachteilig, daß die Dauer der ersten Brennstufe bei vorgegebener Öffnungszeit des Ventils die maximale Durchflußmenge durch das

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Ventil beeinflußt und daß nur der Drosselquerschnitt des Ventils, nicht aber der Ventilnennquerschnitt einstellbar' ist.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Anordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß das Antriebsglied über eine den Stellweg vergrößernde Übersetzung auf das zweite Ventilglied einwirken kann, so daß der die Bewegung des zweiten Ventilgliedes hervorrufende zweite Teilhub des Antriebsglieds relativ kurz bemessen werden kann. Dadurch ist erreicht, daß bei vorgegebener Öffnungszeit des Ventils die Dauer der ersten Brennstufe ohne Schmälerung der maximalen Durchflußmenge so groß gewählt werden kann, daß ein ordnungsgemäßes Überzünden des vom Ventil überwachten Brenners gewährleistet ist. Die Abhängigkeit der maximalen Durchflußmenge des Ventils von der Größe des zweiten Teilhubs des Antriebsgliedes entfällt, weil der Ventilnennquerschnitt auch durch die Größe der übersetzung zwischen dem zweiten Teilhub des Antriebsgliedes und dem Stellweg des zweiten Ventilglieds beeinflußbar ist.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der im Hauptanspruch angegebenen Anordnung möglich.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das geradlinig bewegte Antriebsglied mit dem zweiten Ventilglied über mindestens ein schwenkbar gelagertes Zwischenglied, vorzugsweise einen Hebel, gekoppelt ist.

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Dadurch lassen sich die beiden Ventilglieder räumlich so! weit auseinanderrücken, daß Mittel zur Einstellung des Bewegungsbereiches der Ventilglieder bequem angeordnet werden können.

Die erfindungsgemäße Anordnung eignet sich besonders für solche Ventile, bei denen die beiden Ventilglieder in Serienschaltung hintereinanderliegend im Ventildurchgangskanal angeordnet sind. In diesem Fall kann vorteilhaft das zweite Ventilglied in seiner Grundstellung den gedrosselten Ventilquerschnitt freigeben, so daß das zweite Ventilglied als einfaches Drosselglied ausgebildet sein kann und ein zugeordneter Ventilsitz entfällt.

Bei der Serienschaltung der beiden Ventilglieder kann der Ventilnennquerschnitt durch die Hub-Endstellung des ersten oder des zweiten Ventilglieds bestimmt werden. In jedem Fall kann das erste Ventilglied während des ersten Teilhubs des Antriebsglieds in seine Endstellung gehen, ohne daß dabei der von der Grundstellung des zweiten Ventilglieds bestimmte gedrosselte Ventilquerschnitt verändert wird.

Eine raumsparende Anordnung ergibt sich, wenn das erste Ventilglied gleichachsig zum geradlinig bewegten Antriebsglied angeordnet und Teil eines Tellerventils ist, welches bei Beginn des zweiten Teilhubs bereits einen mindestens dem Ventilnennquerschnitt entsprechenden Durchgangsquerschnitt freigegeben hat.

In diesem Fall kann zweckmäßig der Ventilnennquerschnitt durch die Hub-Endstellung des zweiten Ventilglieds be-

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stimmt werden, welches einfach als Drosselklappe ausgebildet sein kann. Eine Drosselklappe hat zudem den Vorteil, daß sie gegenüber Tellerventilen eine nahezu lineare Durchflußkennlinie hat.

Die den gedrosselten Ventilquerschnitt bestimmende Grundstellung der Drosselklappe .kann zweckmäßig durch eine in das Ventilgehäuse eingeschraubte Stellschraube einstellbar sein, welche der Drosselklappe selbst oder einem schwenkbaren Übertragungsglied zwischen Antriebsglied und Drosselklappe zugeordnet ist.

Zur Einstellung der den Ventilnennquerschnitt bestimmen-

den Schwenkhub-Endstellung der Drosselklappe kann vorteilhaft ein auf dem vorzugsweise als Stößel ausgebildeten-Antriebsglied axial verstellbarer Anschlag vorgesehen sein, welcher der Drosselklappe selbst oder einem schwenkbaren Übertragungsglied zwischen Antriebsglied und Drosselklappe zugeordnet ist.

Eine große Übersetzung zwischen dem Antriebsglied und der Drosselklappe ergibt sich, wenn das als Hebel ausgebildete, schwenkbare übertragungsglied über eine Malteserführung mit der Drosselklappe bzw. einer an dieser befestigten Lasche gekoppelt ist".

Wenn das schwenkbar gelagerte übertragungsglied innerhalb des Ventildurchgangskanals angeordnet ist, kann eine abgedichtete und dadurch im erhöhten Maß reibungsbehaftete Lagerung der Schwenkwelle der Drosselklappe im Ventilgehäuse entfallen.

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Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Figur zeigt ein Motorventil für einen Gasheizkessel im Schnitt.

Beschreibung der Erfindung

Das Ventil hat ein Gehäuse 10 mit einer Eingangsbohrung 12 und einer Ausgangsbohrung 14, die beide über eine senkrechte Durchgangsbohrung 16 miteinander verbunden sind, an welcher ein Ventilsitz 18 gebildet ist. Dem Ventilsitz 18 ist ein tellerförmiges Schließglied 20 zugeordnet, welches gegen den Ventilsitz 18 von einer Feder gedrückt ist, die sich an einem Deckel 24 des Gehäuses abstützt. Das Schließglied 20 ist in Öffnungsrichtung von einem Stößel 26 beaufschlagt, der abgedichtet durch das Gehäuse 10 nach oben hindurchgeführt ist und an seinem freien Ende ein Druckstück 28 trägt, welches unter dem Einfluß der Feder 22 an einem Hubnocken 30 anliegt, der auf der Abtriebswelle eines am Gehäuse 10 befestigten Getriebemotors·32 sitzt.

In der Ausgangsbohrung 14 ist eine Drosselklappe 36 mittels einer Welle 38 schwenkbar gelagert. Die Welle 38 ragt aus dem Gehäuse 10 nicht heraus und die in dem Gehäuse 10 gebildeten Bohrungen für die Welle 38. sind nach außen durch nicht dargestellte Dichtstopfen verschlossen. An der Drosselklappe 36 ist eine Lasche 40 angenietet, welche über eine Malteserführung 42 mit dem freien Ende eines Schwenkhebels 44 gekoppelt ist. Dieser erstreckt sich in der Ausgangsbohrung 14 seitlich am Stößel 26

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vorbei zu einem Schwenklager 46, welches am Ende eines Bolzens 48 gebildet ist, der dicht in der Wand des Gehäuses 10 befestigt ist. Der Hebel 44 ist als doppelarmiger Hebel mit zwei in der Zeichnung hintereinanderliegenden und sich deckenden Armen ausgebildet. Am Hebel 44 liegt eine Druckfeder 50 an, die ihn entgegen dem Uhrzeigersinn zu verschwenken" sucht, bis ein Anschlagstift 52 am Hebel 44 an der Stirnfläche einer verstellbar im Gehäuse 10 gelagerten Einstellschraube 54 zur Anlage kommt. In dieser Stellung nimmt die Drosselklappe 36 ihre dargestellte Drosgelstellung ein, in welcher sie einen einer ersten Brennstufe entsprechenden gedrosselten Ventilquerschnitt 56 freigibt.

Am doppelarmigen Schwenkhebel 44 ist ein zweiter Anschlagstift 58 befestigt, welcher mit einem Anschlagwinkel 60 am Stößel 26 zusammenarbeitet. Dieser hat einen Gewindeabschnitt 62, auf den eine Gewindemutter 64 aufgeschraubt ist, welche ein quadratisches Querschnittsprofil hat und den Anschlagwinkel 60 trägt. Die Gewindemutter 64 gleitet mit ihren Seitenflächen zwischen den beiden Armen des Schwenkhebels 44 und ist dadurch gegen Verdrehen gesichert. Durch Drehen des Stößels 26 wird daher die Gewindemutter 64 und mit ihr der Anschlagwinkel 60 in Achsrichtung des Stößels 26 verstellt. Als Sicherung gegen ungewolltes Drehen des Stößels 26 sind in dessen Druckstück 28 zwei Querschlitze 66 vorgesehen, und in einem dieser Querschlitze 66 ein Streifen 68 reibungsschlüssig eingeklemmt, der an der zugekehrten Stirnfläche 70 des Getriebemotors 32 anliegt.

Zum öffnen des Ventils erhält der Getriebemotor 32 einen Einschaltimpuls, der so lange anhält, bis der Hubnocken

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eine halbe Umdrehung ausgeführt,hat. Der Stößel 26 drückt dabei während eines ersten Teilhubes das Schließglied soweitr vom Ventilsitz 18 ab, daß der dadurch freigegebene Ventilquerschnitt etwa dem der zweiten Brennstufe ent*- sprechenden Nennquerschnitt des Ventils entspricht. Während dieses ersten Teilhubes bleibt die Drosselklappe in der dargestellten Drosselstellung stehen, in welcher das Gas über die gedrosselte Durchgangsöffnung 56 entspre- /~* chend der ersten Brennstufe zum Brenner strömen und dieser ordnungsgemäß gezündet werden kann.

Am Beginn des zweiten Teilhubes des Stößels 26 legt sich der Anschlagwinkel 60 auf den Anschlagstift 58 am Schwenkhebel 44 auf, wonach mit dem weiteren Niedergehen des Stößels 26 der Schwenkhebel 44 im Uhrzeigersinn und die Drosselklappe 36 entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenkt werden. Infolge der übersetzung des Schwenkhebels 44 und der Lasche 40 an der Drosselklappe 36 erreicht diese sehr rasch ihre Endstellung, die den Ventilnennquerschnitt bestimmt. Durch Verdrehen des Stößels 26 und nachträgliches Sichern durch Einlegen des Streifens 68 in einen der Querschlitze 66 kann der Ventilnennquerschnitt auf einfache Weise eingestellt werden'. Der volle Hub des Stößels 26 ist erreicht, wenn der Hubnocken 30 des Getriebemotors 32 eine halbe Umdrehung vollführt hat. Danach wird der Motor über einen nicht dargestellten Endschalter selbsttätig abgestellt.

Zum Schließen des Ventils wird der Getriebemotor 32 über eine zweite Zuleitung erneut eingeschaltet, worauf der Hubnocken 30 in der gleichen Drehrichtung um eine weitere halbe Umdrehung in seine Ausgangsstellung weiterbewegt

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wird. In dieser Stellung nehmen die Teile die in der Zeichnung dargestellte Lage wieder ein, in welcher die Drosselklappe 36 -den gedrosselten Ventilquerschnitt freigibt,, dessen Größe von der Stellung der Einstellschraube 5^ bestimmt ist.

Anstelle eines Umlaufmotors kann auch ein kurzschlußfester Getriebemotor vorgesehen sein, der beim öffnen gegen einen festen Anschlag läuft und zum Schließen des Ventils elektrisch abgeschaltet wird, worauf eine Rück"· führfeder das Schließglied des Ventils an den Ventilsitz zurückführt. Zur Beschleunigung dieses Vorgangs kann eine Kupplung zwischen Motor und Ventil vorgesehen sein, welche zum Schließen des Ventils gelöst wird.

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Claims

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Ansprüche

1. Ventil mit zweistufiger Öffnungscharakteristik, insbesondere Brennstoffventil für gasbeheizte Geräte, mit einem geradlinig bewegten Antriebsglied, das während eines ersten Teilhubs auf ein erstes Ventilglied und während eines zweiten Teilhubs auf ein zweites Ventilglied einwirkt, wobei zunächst entsprechend einer ersten Brennstufe ein gedrosselter Ventilquerschnitt und dann entsprechend einer zweiten Brennstufe der Ventilnennquerschnitt freigegeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ventilglied (36) schwenkbar gelagert ist und die Hubachse des geradlinig bewegten Antriebsglieds (26) einen Abstand zu der Schwenkachse (38) des zweiten Ventilglieds (36) hat.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das geradlinig bewegte Antriebsglied (26) mit dem zweiten Ventilglied (36) über mindestens ein schwenkbar gelagertes Zwischenglied (44) gekuppelt ist. _N

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3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Ventilglieder (20, 36) in Serienschaltung hintereinanderliegend im Ventildurchgangskanal (12, 16, 14) angeordnet sind und das zweite Ventilglied (36) in seiner Grundstellung den gedrosselten Ventilquerschnitt (56) freigibt.

4. Ventil nach Anspruch 3₃ dadurch gekennzeichnet, daß die Grundstellung des zweiten Ventilglieds (36) durch einen verstellbaren Anschlag (54) am Ventilghäuse einstellbar ist.

5. Ventil nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ventilglied (20) gleichachsig zum Antriebsglied (26) angeordnet und Teil eines Tellerventiles (18, 20) ist, welches bei Beginn des zweiten Teilhubs bereits einen mindestens dem Ventilnennquerschnitt entsprechenden Durchgangsquerschnitt freigegeben hat.

6. Ventil nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ventilglied (36) durch seine Hub-Endstellung den Ventilnennquerschnitt bestimmt.

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7. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ventilglied (36) eine im Abstand zur Hubachse des geradlinig bewegten Antriebsglieds (26) schwenkbar gelagerte Drosselklappe ist.

8. Ventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselklappe (36) in einem mindestens annähernd im rechten Winkel zur Hubachse des Antriebsglieds (26) verlaufenden Abschnitt (14) des Ventildurchgangskanals (12, 16, 14) angeordnet und vom Antriebsglied (.26) über einen Schwenkhebel (44) betätigbar ist.

9. Ventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsglied (26) einen axial verstellbaren Anschlag (60) trägt,' welcher auf den Schwenkhebel (44) einwirkt und durch seihe axiale Lage auf dem Antriegsglied (.26) die Schwenk-Endstellung der Drosselklappe (36) und damit die.Größe des Ventilnennquerschnitts bestimmt.

10. Ventil nach den Ansprüchen 4 und 9» dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkhebel (44) in Grundstellung von einer Rückführfeder (50) ohne Behinderung durch den Anschlag (44) am Antriebsglied (26) gegen einen verstellbaren Anschlag (54) am Ventilgehäuse gedrückt ist, dessen

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Einstellung die Größe des gedrosselten Ventilquerschnittes (56) bestimmt.

11. Ventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkhebel (44) in einer parallel zur Hubachse des Antriebsglieds (26) stehenden Ebene schwenkbar ist und
der verstellbare Anschlag (54) für die Grundstellung der Drosselklappe (36) als eine in das Ventilgehäuse eingeschraubte Stellschraube ausgebildet ist.

12. Ventil nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkhebel (44) über eine Malteserführung (42) mit der Drosselklappe (36) bzw. einer an dieser befestigten Lasche (40) gekoppelt ist.

13. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnnet, daß das schwenkbar gelagerte Zwischenglied (44) innerhalb des Ventildurchgangskanals (12, l6, 14) angeordnet ist.

14. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das geradlinig bewegte Antriebsglied (26)'von einem Elektromotor (32) vorzugsweise über einen Nocken (30) angetrieben ist.

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