DE4425200A1

DE4425200A1 - Armatur, insbesondere für einen Durchlauf-Wassererhitzer

Info

Publication number: DE4425200A1
Application number: DE4425200A
Authority: DE
Inventors: Klaus Schulze
Original assignee: MERTIK MAXITROL GmbH and CO KG 06484 QUEDLINBURG DE; Mertik Maxitrol GmbH and Co KG
Current assignee: Maxitrol GmbH and Co KG
Priority date: 1994-07-16
Filing date: 1994-07-16
Publication date: 1996-01-18
Also published as: WO1996002795A1; CZ8097A3; PT834043E; HU219964B; DE59507800D1; CA2194584A1; PL177671B1; CA2194584C; ZA955734B; PL318112A1; US5875807A; EP0834043B1; HUT77508A; EP0834043A1; ES2144616T3; CZ289761B6; IL114552A0

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Armatur, wie sie insbesondere für einen Durchlauf-Wassererhitzer zur Steuerung des Gasdurchlasses in Abhängigkeit vom Wasser durchlauf Anwendung findet. Dabei weist die Armatur ein gasführendes Gehäuse, ein wasserführendes Gehäuse und eine mechanische Übertragung, die eine vom Wasserdurchlauf abhän gige und vorzugsweise durch jeweils eine im wasserführenden Gehäuse untergebrachte Venturidüse und eine Membran bewirkte Steuerbewegung zunächst aus dem Innenraum des wasserführen den Gehäuses an die Außenseite und sodann von dort in das gasführende Gehäuse auf ein die Gasmenge steuerndes Ventil überträgt, auf.

Stand der Technik

Derartige Armaturen für Durchlauf-Wassererhitzer bestehen üblicherweise aus einem Gas- und einem Wasserteil. Bei die sen Armaturen wird die Gassteuerung von einem hydraulischen Stellantrieb betätigt, der abhängig von der jeweils durch fließenden Wassermenge einen bestimmten Hub zur Steuerung der Gasmenge erzeugt. Dabei beginnt der Hub meist erst ab einer bestimmten Minimalmenge, die durch die zum Zünden des Brenners notwendige Mindestmenge an Gas festgelegt ist, und endet mit einer bestimmten Maximalmenge, die durch die tech nische Auslegung des Gasbrenners und des Wärmeaustauschers bestimmt wird.

Wie bereits weiter oben ausgeführt und beispielsweise in der DR-PS 647 449 dargestellt, befindet sich im Wasserteil eine Steuervorrichtung die eine Membran aufweist, durch die das Schaltergehäuse in Kammern unterteilt wird, die über Leitun gen mit Teilen der Flüssigkeitsleitung, die vor und hinter einer Drossel liegen, in Verbindung stehen. Im Gasteil be findet sich ein Gasdruckschalter, der ein Ventil mit einem Ventilkörper besitzt, der von einer weiteren Membran bewegt wird. Die Membran wird durch Druckunterschiede gesteuert, die durch eine Drossel in einer zum Brenner führenden Gaszu leitung hervorgerufen werden. Die Steuervorrichtung ist über eine Stange mit einem zur Drossel zugehörigen Ventilkörper verbunden.

Eine weitere Armatur eines Durchlauf-Wassererhitzers ist in der WO 94/00716 beschrieben. Auch hier befindet sich im Wasserteil eine als Strömungsschalter bezeichnete Steuervor richtung, die als Wassermangelsicherung dient. Dieser Strö mungsschalter weist eine Hochdruckkammer und eine Nieder druckkammer auf, die beide durch eine Membran voneinander getrennt sind. Die Membran stützt sich an einem Membrantel ler ab, der fest mit einem Stößel verbunden ist, der seiner seits abgedichtet aus der Niederdruckkammer herausgeführt ist. Dabei bilden Membran, Membranteller und Stößel den hydraulischen Stellantrieb für ein im Gasteil angeordnetes Gasmengensteuerventil.

Der Aufbau dieser in den o.g. Patentschriften beschriebenen Armaturen weist das Problem auf, daß der zur Hubübertragung dienende Stößel eine axiale Bewegung ausführt. Durch diese axiale Bewegung nimmt der Stößel trotz der vorhandenen Ab dichtung Wasserteilchen mit heraus. Um zu verhindern, daß diese Wasserteilchen in den gasführenden Raum gelangen kön nen, ist es üblicherweise bereits vorgesehen, daß zwischen dem wasserführenden und dem gasführenden Raum ein luftfüh render Raum vorhanden sein muß. Zusätzlich wird der Stößel zweigeteilt ausgeführt. Es bleibt aber das Problem, daß bei steigendem Stößelhub, hervorgerufen durch eine steigende Wasserentnahme, durch die axiale Bewegung und unterstützt vom Wasserdruck ein Wasserfilm am Stößel nach außen trans portiert wird. Dieser Wasserfilm verdunstet an der Luft und führt zu Kalkablagerungen am Stößel. Beim Rückgang des Stößels, hervorgerufen durch eine sinkende Wasserentnahme, wird dieser Kalkbelag durch die Dichtung gezogen, was zur Schädigung der Dichtung und damit zu einem stärkeren Leck fluß bei den weiteren Wasserentnahmen führt. Weiterhin ver größert sich durch die zunehmende Reibung des Stößels die Regelabweichung des Durchlauf-Wassererhitzers. Insbesondere wird bei Verringerung der durchströmenden Wassermenge die Gasmenge nicht mehr im erforderlichen Maße verringert, was zu Übertemperaturen des Wassers mit den damit verbundenen Gefährdungen des Nutzers führt. Die auftretende Kalkablage rung kann so weit fortschreiten, daß das Gasmengensteuerven til bei vollkommen abgesperrtem Wasserzulauf offen bleibt, was zur Zerstörung des Durchlauf-Wassererhitzers führt, sofern nicht ein gesonderter Übertemperaturschutz vorhanden ist.

Durch Fettvorlagen, doppelte Dichtungen und Keramikführungen kann man diese negativen Folgen zwar hinauszögern, der Was sertransport durch die axiale Bewegung des Stößels aber bleibt und führt somit irgendwann zum Ausfall. Solche Maß nahmen haben desweiteren den Nachteil, daß sich die Baumaße und letztendlich auch die Kosten der Armatur erhöhen.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Armatur der genannten Art zu entwickeln, bei der die Bildung von Kalkab lagerungen auf dem aus dem wasserführenden Gehäuse herausra genden Stößel vermindert und der Einfluß solcher Kalkablage rungen auf das Regelverhalten, wie weiter oben ausführlich beschrieben, vollkommen ausgeschaltet wird.

Erfindungsgemäß wird das Problem dadurch gelöst, daß im wasserführenden Gehäuse die Steuerbewegung der Membran auf einen Hebel übertragen wird, dessen Drehpunkt eine fest mit diesem Hebel verbundene, abgedichtet gelagerte und zur Außenseite des wasserführenden Gehäuses führende Welle bildet. Gleichzeitig ist die Welle auch Drehpunkt für einen zweiten ebenfalls fest mit ihr verbundenen Hebel. Somit wird die Hubbewegung des ersten Hebels mittels der Welle als Drehbe wegung zur Außenseite übertragen und anschließend wird die Drehbewegung der Welle mittels des zweiten Hebels wieder in eine Hubbewegung zur Steuerung des Gasdurchlasses umgewan delt.

Durch die Umwandlung der Hubbewegung der Membran in eine Drehbewegung der Welle wird erreicht, daß das zur Abdichtung benötigte Dichtelement, üblicherweise ein O-Ring, die Welle immer an der gleichen Stelle abdichtet. Eine axiale Bewegung tritt nicht mehr auf. Somit entfällt der bisher aufgetretene Transport von Wasserteilchen aus dem wasserführenden Raum und die damit verbundenen negativen Folgen. Selbst wenn ein Leckfluß trotz der zwischen dem wasserführenden Gehäuse und der Welle befindlichen Dichtung auftreten sollte und sich dadurch auf dem Außenende der welle Kalkablagerungen bilden, sind diese ohne Einfluß auf die Lagerreibung und das Regel verhalten. Als weiterer Vorteil wird erreicht, daß der bei dem beschriebenen Stand der Technik vorhandene Einfluß des Wasserdruckes auf die Gasdurchflußmenge; Ursache dafür ist die auf den Querschnitt des Stößels wirkende Kraftkomponente des Wasserdruckes; bei der erfindungsgemäßen Lösung ent fällt.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des Gegenstandes des Hauptan spruches möglich.

So ist die erfindungsgemäße Armatur vorteilhafterweise so ausgeführt, daß der zweite Hebel außerhalb des wasserführen den Gehäuses einstückig mit der Welle verbunden ist. Die entstandene Hubbewegung des zweiten Hebels wird dann in an sich bekannter Weise durch einen abgedichtet im gasführenden Gehäuse gelagerten Stößel auf ein die Gasmenge steuerndes Ventil übertragen. Dabei kann zusätzlich zwischen dem zwei ten Hebel und dem Stößel ein Schubstangenelement angeordnet sein, wodurch gleichzeitig eine Justierstelle geschaffen ist.

Eine weitere vorteilhafte Ausführung besteht darin, daß die Welle abgedichtet gelagert in den Innenraum des gasführenden Gehäuses führt, in der der zweite Hebel angeordnet ist, so daß die Übertragung der Steuerbewegung von der Außenseite in das gasführende Gehäuse ebenfalls nicht mehr axial erfolgt. Günstigerweise ist die Welle dann zweigeteilt ausgeführt, wobei ein erster Teil der Welle aus dem Innenraum des was serführenden Gehäuses zur Außenseite führt, wohingegen ein zweiter Teil der Welle aus dem Innenraum des gasführenden Gehäuses zur Außenseite führt. Damit ist eine Möglichkeit geschaffen, am Übergang zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil der Welle eine Justierstelle zu schaffen.

Ausführungsbeispiel

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Teilansicht einer erfindungsgemäßen Armatur für einen gasbeheizten Durchlauf-Wassererhitzer bei ge schlossenem Gasmengensteuerventil;

Fig. 2 eine Teilansicht einer erfindungsgemäßen Armatur für einen gasbeheizten Durchlauf-Wassererhitzers bei ge öffnetem Gasmengensteuerventil;

Fig. 3 einen Schnitt A-A aus Fig. 1.

Die in Fig. 1 teilweise dargestellte Armatur für einen gasbeheizten Durchlauf-Wassererhitzer bei geschlossenem Gas mengensteuerventil 11 und in Fig. 2 teilweise dargestellte Armatur für einen gasbeheizten Durchlauf-Wassererhitzer bei geöffnetem Gasmengensteuerventil 11 weist ein gasführendes Gehäuse 1 und ein wasserführendes Gehäuse 2 auf.

Das wasserführende Gehäuse 2 enthält neben anderen, dem Fachmann bekannten und daher hier, weil nicht erfindungswe sentlich, nicht weiter erläuterten Bauteilen, einen Strö mungsschalter 21, der als Wassermangelsicherung dient. Die ser Strömungsschalter 21 weist eine Hochdruckkammer 22 und eine Niederdruckkammer 23 auf, die beide durch eine Membran 24 voneinander getrennt sind. Die Membran 24 stützt sich an einem Membranteller 25 ab. Die Niederdruckkammer 23 wird durch einen Deckel 26 verschlossen, der einerseits mit dem wasserführenden Gehäuse 2 verbunden ist, und andererseits teilweise durch das gasführenden Gehäuse 1 eingekammert ist. Im Deckel 26 stützt sich eine Druckfeder 27 ab, die mit ihrem anderen Ende am Membranteller 25 anliegt.

Auf dem Membranteller 25 stützt sich mit einem Ende ein gekröpfter Hebel 3 ab, der mit seinem anderen Ende fest mit einer im Deckel 26 abgedichtet aber drehbar gelagerten Welle 4 verbunden ist. Dabei bildet die Welle 4 gleichzeitig einen Drehpunkt für einen zweiten Hebel 5, wobei es vorteilhaft ist, wenn Welle 4 und Hebel 5 einstückig in Form eines Bügels 6 ausgeführt sind (Fig. 3).

Das gasführende Gehäuse 1 enthält neben anderen, dem Fach mann ebenfalls bekannten und daher hier, weil nicht erfin dungswesentlich, ebenfalls nicht weiter erläuterten Bautei len, ein Gasmengensteuerventil 11. Das Gasmengensteuerventil 11 befindet sich in einem topfförmigen Raum 13, in dessen Boden 14 sich eine ansonsten gasdichte Führung 15 für einen in axialer Richtung des topfförmigen Raumes 13 längsbewegli chen Stößel 12, der mit dem Ventilteller 111 des Gasmengen steuerventils 11 verbunden ist, befindet. Der Ventilteller 111 wird durch eine Rückstellfeder 112 in Schließrichtung belastet, die sich mit ihrem anderen Ende am Boden 14 ab stützt. An seinem dem Gasmengensteuerventil 11 abgewandten Ende, das in einen mit der Umgebung in Verbindung stehendem Raum 16 des ansonsten gasführenden Gehäuses 1 hineinragt, besitzt der Stößel 12 eine Einkerbung 121, die zur Befesti gung eines Schubstangenelementes 17 dient.

Das Schubstangenelement 17 ist in diesem Ausführungsbeispiel ein U-förmig ausgebildetes Formteil. Im die beiden Schenkel verbindenden Teil befindet sich eine beispielsweise mit Gewinde versehene Bohrung 171, die zur Aufnahme eines in Längsrichtung verstellbaren Elementes, beispielsweise einer Schraube 174 dient. Desweiteren ist einer der beiden Schen kel verlängert ausgeführt und an seinem Ende 172 abgebogen. Im abgebogenen Ende 172 befindet sich in axialer Verlänge rung der Bohrung 174 eine Ausnehmung 173, die zur Aufnahme der Einkerbung 121 des Stößels 12 dient.

In der durch die beiden Schenkel gebildeten Aufnahme ist der bereits weiter oben beschriebene Hebel 5; in diesem Ausfüh rungsbeispiel ein Teil des Bügels 6; gelagert, der sich unter den wirkenden Kräften der Rückstellfeder 112 und der Druckfeder 27 an der Schraube 174 abstützt.

Die Funktion der in Fig. 1 bis Fig. 3 dargestellten erfin dungsgemäßen Armatur für einen Durchlauf-Wassererhitzer wird nachfolgend beschrieben:

Mit Wasserentnahme entsteht durch die Saugwirkung der im wasserführenden Gehäuse 2 befindlichen, nicht dargestellten, Venturidüse zwischen der Hochdruckkammer 22 und der Nieder druckkammer 23 ein Differenzdruck, der eine Hubbewegung der Membran 24 zur Folge hat. Diese Hubbewegung wird über den Membranteller 25 auf den Hebel 3 übertragen. Auf Grund der festen Verbindung zwischen dem Hebel 3 und der Welle 4 wird diese Hubbewegung in eine Drehbewegung umgewandelt und gleichzeitig aus dem wasserführenden Gehäuse 2 herausge führt. Die Drehbewegung der Welle 4 wird weiter auf den Hebel 5 übertragen und dabei gleichzeitig, da die Welle 4 auch Drehpunkt für den Hebel 5 ist, wieder in eine Hubbewe gung umgewandelt. Mittels des Schubstangenelementes 17 wirkt diese Hubbewegung auf den Stößel 12, wodurch das bis dahin geschlossene Gasmengensteuerventil 11 (Fig. 1) geöffnet wird.

In Abhängigkeit von der Menge des benötigten Wassers, und der sich dadurch auf Grund der unterschiedlichen Saugwirkung der Venturidüse einstellenden Größe des Differenzdruckes wird auch das Gasmengensteuerungsventil 11 mehr oder weniger geöffnet. So ist in Fig. 2 zwar die maximale Öffnung des Gasmengensteuerungsventils 11 gezeigt, aber es versteht sich, daß auch Zwischenstellungen möglich sind.

Um auf Grund der Fertigungstoleranzen eine Zuordnung zwi schen dem Hub der Membran 24 und dem Hub des Gasmengensteu erventils 11 vornehmen zu können, erweist es sich als vor teilhaft ein Justageelement vorzusehen. Diese Aufgabe über nimmt in diesem Ausführungsbeispiel die Schraube 174, deren Einschraubtiefe wie gewünscht durch die Öffnung 175 variiert werden kann.

Die erfindungsgemäße Armatur ist selbstredend nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr sind Änderungen und Abwandlungen möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. So kann beispielsweise die Welle 4 abgedichtet gelagert in den Innenraum des gasführenden Ge häuses 1 geführt werden, wobei es sich versteht, daß dann der Hebel 5 im Innenraum des gasführenden Gehäuses 1 ange ordnet sein muß. Weiterhin kann die Welle 4 zweigeteilt ausgeführt sein, wobei ein erster Teil der Welle 4 aus dem Innenraum des wasserführenden Gehäuses 2 zur Außenseite führt, wohingegen ein zweiter Teil der Welle 4 aus dem Innenraum des gasführenden Gehäuses 1 zur Außenseite führt. Eine gewünschte Möglichkeit zur Justierung befindet sich dann günstigerweise zwischen der Durchführung aus dem was serführenden Gehäuse 2 und der Durchführung aus dem gasfüh renden Gehäuse 1.

Bezugszeichenliste

1 gasführendes Gehäuse
11 Gasmengensteuerventil
111 Ventilteller
112 Rückstellfeder
12 Stößel
121 Einkerbung
13 topfförmiger Raum
14 Boden
15 gasdichte Führung
16 Raum
17 Schubstangenelement
171 Bohrung
172 Ende
173 Ausnehmung
174 Schraube
175 Öffnung
2 wasserführendes Gehäuse
21 Strömungsschalter
22 Hochdruckkammer
23 Niederdruckkammer
24 Membran
25 Membranteller
26 Deckel
27 Druckfeder
3 erster Hebel
4 Welle
5 zweiter Hebel
6 Bügel

Claims

1. Armatur, insbesondere für einen Durchlauf-Wassererhitzer, zur Steuerung des Gasdurchlasses in Abhängigkeit vom Wasserdurchlauf, mit einem gasführenden Gehäuse, einem wasserführenden Gehäuse und einer mechanischen Übertra gung, die eine vom Wasserdurchlauf abhängige und vorzugs weise durch jeweils eine im wasserführenden Gehäuse un tergebrachte Venturidüse und eine Membran bewirkte Steu erbewegung zunächst aus dem Innenraum des wasserführenden Gehäuses an die Außenseite und sodann von dort in das gasführende Gehäuse auf ein die Gasmenge steuerndes Ven til überträgt, dadurch gekennzeichnet, daß im wasserfüh renden Gehäuse (2) die Steuerbewegung auf einen Hebel (3) übertragen wird, dessen Drehpunkt eine fest mit diesem Hebel (3) verbundene, abgedichtet gelagerte und zur Außenseite des wasserführenden Gehäuses (2) führende Welle (4) bildet, die somit die Steuerbewegung als Drehbewegung zur Außenseite überträgt, und daß die Welle (4) den Drehpunkt für einen zweiten ebenfalls fest mit ihr ver bundenen Hebel (5) bildet, wodurch die Drehbewegung wie der in eine Hubbewegung zur Steuerung des Gasdurchlasses umgewandelt wird.

2. Armatur, insbesondere für einen Durchlauf-Wassererhitzer, nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Hebel (5) außerhalb des wasserführenden Gehäuses (2) einstückig mit der Welle (4) verbunden ist.

3. Armatur, insbesondere für einen Durchlauf-Wassererhitzer, nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerbewegung in das gasführende Gehäuse (1) in an sich bekannter Weise durch einen abgedichtet gelagerten Stößel (12) mittels Hubbewegung übertragen wird, wobei zwischen dem zweiten Hebel (5) und dem Stößel (12) ein Schubstan genelement (17) angeordnet ist.

4. Armatur, insbesondere für einen Durchlauf-Wassererhitzer, nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (4) abgedichtet gelagert in den Innenraum des gas führenden Gehäuses (1) führt, in dem der zweite Hebel (5) angeordnet ist.

5. Armatur, insbesondere für einen Durchlauf-Wassererhitzer, nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (4) zweigeteilt ausgeführt ist, wobei ein erster Teil der Welle (4) aus dem Innenraum des wasserführenden Gehäuses (2) zur Außenseite führt, wohingegen ein zweiter Teil der Welle (4) aus dem Innenraum des gasführenden Gehäuses (1) zur Außenseite führt.

6. Armatur, insbesondere für einen Durchlauf-Wassererhitzer, nach einem der Patentansprüche 3 oder 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die mechanische Übertragung zwischen der Durchführung aus dem wasserführenden Gehäuse (2) und der Durchführung aus dem gasführenden Gehäuse (1) justierbar ist.