EP0193108B1 - Pneumatische Intervallschaltvorrichtung - Google Patents

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EP0193108B1
EP0193108B1 EP86102188A EP86102188A EP0193108B1 EP 0193108 B1 EP0193108 B1 EP 0193108B1 EP 86102188 A EP86102188 A EP 86102188A EP 86102188 A EP86102188 A EP 86102188A EP 0193108 B1 EP0193108 B1 EP 0193108B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
obturator
diaphragm
switching mechanism
valve
mechanism according
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP86102188A
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English (en)
French (fr)
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EP0193108A3 (en
EP0193108A2 (de
Inventor
Wilhelm Korsmeier
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EOn Ruhrgas AG
Original Assignee
Ruhrgas AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Ruhrgas AG filed Critical Ruhrgas AG
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Publication of EP0193108A2 publication Critical patent/EP0193108A2/de
Publication of EP0193108A3 publication Critical patent/EP0193108A3/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • F24C3/00—Stoves or ranges for gaseous fuels
    • F24C3/12—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24C3/126—Arrangement or mounting of control or safety devices on ranges

Definitions

  • the invention relates to a pneumatic interval switching device, in particular for use in a cooking or heating device, in which in a housing a gas inlet and a gas outlet, a valve arranged in the connecting path thereof with a closing component closing a valve passage, which is composed of two magnetically interacting components a valve seat is held and can be lifted off the valve seat along an axis of movement, and a membrane which can be deflected in the direction of the axis of movement and divides the interior of the housing into two chambers is provided, the first housing chamber with the gas inlet and the second housing chamber via a pressure compensation channel with the Gas outlet is connected.
  • a magnetic control valve for space heating gas appliances in which the membrane valve arranged in the connection path between the gas inlet and gas outlet is mechanically prestressed into the closed position and the pressure of the two-sided influence chambers is controlled electromagnetically by means of an additional control valve.
  • a bypass is opened via a multi-stage membrane chamber and channel system and externally excited solenoid valves, which first regulates the gas device to be operated to a limited fuel supply.
  • This known control arrangement is not readily suitable as an interval switching device.
  • the interval switching device of the type mentioned at the beginning in EP-A-0 135 157 which falls under Article 54 (3) EPC, serves as a clock generator for the interval operation of gas burners in cooking and heating appliances. Unlike conventional electromechanical clocks, this pneumatic interval switching device does not require external energy and derives its switching movements from the media pressure. It is characterized by reliable and practically maintenance-free operation and enables easy adjustment the switching cycle, ie the switch-off and switch-on times, for example by simply adjusting a spring preload.
  • the object of the present invention is to improve the switching characteristic of the pneumatic interval switching device of the type mentioned which manages without external energy and to achieve a particularly simple and compact design.
  • the one of the magnetically interacting components is fixed in position with the stationary valve seat and the other is connected in a fixed manner to the closing component in that the pressure compensation channel runs from the side facing the valve passage through the closing component into the second housing chamber and one Switching interval of the device influencing flow resistance includes that a driving device for lifting the closing component from the valve seat is coupled to the membrane in such a way that it only lifts the closing component from the valve seat after a predetermined movement stroke of the membrane, and that a spring between the membrane and the closing component is effective , which is tensioned by the initial movement stroke of the diaphragm and relaxes after the closing component has been lifted off, with a sudden increase in the opening movement of the closing component.
  • This interval switching device only requires two housing parts, one of which, together with the membrane, delimits the first housing chamber and the other, likewise together with the membrane, delimits the second housing chamber.
  • the locking component is in the invention hanging on the spring and arranged without any other side guide, so that the device is housed in a compact and simple housing can be. Since the closing component is held in each end position by defined forces and the switching functions are also carried out by pneumatic and / or mechanical (springs) forces, the interval switching device according to the invention is not tied to a specific installation position, that is to say it is effective regardless of position.
  • the switching device has the advantage that it ensures a sudden full opening of the valve passage immediately after the beginning of the lifting of the closure component after the driving device has taken effect.
  • This extremely steep front flank of the switch-on or fire interval of the switching cycle is particularly advantageous in the case of so-called over-stoichiometric premixing gas burners, in particular injector burners.
  • a preferred exemplary embodiment of the invention is characterized in that the closing component has a valve plate which consists at least partially of magnetizable or magnetic material and a shaft which is fixedly connected to it and ends in the second housing chamber and through which the pressure compensation channel runs coaxially.
  • the shaft is passed through a central opening of the membrane and is firmly connected to one end of the spring in the region of its outer end.
  • the spring is preferably a gas-tight rubber bellows surrounding the locking component, which is connected on the one hand to the locking component and on the other hand to the membrane. This integration of the spring in the rubber bellows simplifies the construction and makes an additional spring, for example a helical spring for rapid acceleration the opening movement of the closing component is unnecessary. Leakage losses between the two housing chambers along the valve stem are also avoided.
  • valve disc is attached to the bellows via the stem.
  • one-sided centering of the closing component on the bellows is sufficient; the attractive force of the permanent magnet, which is preferably arranged in the valve passage itself, ensures that the valve disk is reliably seated on the valve seat.
  • a capillary tube is arranged in the pressure compensation channel, the opening cross section and length of which determine the flow resistance of the pressure compensation channel and influence the switching time constant of the interval switching device.
  • a capillary tube of a correspondingly changed length is preferably used to change the switching time constant.
  • a change in the throttle cross section to change the flow resistance is problematic below a certain opening cross section because of the risk of nozzle clogging.
  • an adjustable throttle in the pressure equalization channel can also be used instead of the capillary tube.
  • the valve passage preferably has a bore which is coaxial with the axis of movement of the closing component and concentric with the valve seat and in which a permanent magnet is permanently installed.
  • the permanent magnet is arranged between pole shoes, the ends of which face the closing component protrude beyond the end face of the permanent magnet.
  • the bore has an annular groove communicating with the gas outlet in the area of the projecting ends of the two pole shoes.
  • the diaphragm is preferably biased by a compression spring supported against the housing into the end position corresponding to the closed position of the closing component.
  • This compression spring urges the membrane into the position corresponding to the closed position of the closing component and therefore ensures that the valve closes properly and reliably. Without this spring, the membrane would have to be positioned precisely depending on the effective magnetic force. In this respect, the compression spring reduces installation and maintenance effort.
  • the interval switching device shown in FIG. 1 in a sectional view has a housing 1 with two housing shells 2 and 3.
  • a between the two housing shells 2 and 3 clamped rubber membrane 4 divides the approximately cylindrical interior of the housing 1 into a first housing chamber 5 and a second housing chamber 6.
  • In the lower housing shell 2 are a gas inlet 7, a gas outlet 8, connecting channels 9 and 10 and stationary components of a valve arranged in the connecting path between the gas inlet and gas outlet.
  • the valve has a valve plate 11 serving as a closing component, which in the closed position of the valve shown in FIG. 1 is in contact with a valve seat 12 provided with a seal and closes a valve passage 13 between the first housing chamber 5 and the gas outlet 8.
  • the valve passage 13 merges into a blind bore 15 coaxial with the housing axis 14.
  • a permanent magnet package consisting of a permanent magnet 20 and pole pieces 21 (FIG. 3) is fastened.
  • the pole shoes 21 protrude from the end adjacent to the valve plate 11 via the permanent magnet 20.
  • annular groove 16 is formed which, when the valve is open, ensures unimpeded gas passage from the gas inlet 7 via the connecting channel 9, the first housing chamber 5, the valve passage 13 to the connecting channel 10 of the gas outlet 8, regardless of the installation position of the magnet combination 20, 21.
  • the valve disk 11 consists at least partially of magnetizable material and is therefore attracted to the valve seat 12 by the permanent magnet 20 in the closed position shown.
  • a ring magnet could also be installed in the valve plate or in the closing component 11, which magnet magnet interacts either with a corresponding opposite pole of a magnet assigned to the valve seat or with a magnetizable component of the valve seat.
  • the valve disk 11 is connected in a hanging arrangement via a rigid shaft 23 to one end of a gas-tight rubber bellows 24.
  • the other end of the rubber bellows 24 put over the shaft is gas-tightly connected to the membrane 4.
  • a pressure equalization channel 25 runs concentrically to the housing axis 14 through the entire closing component shaft 23 and connects the valve passage 13 open to the gas outlet 8 with the second housing chamber 6.
  • a capillary tube 28, the length and cross section of which is the flow resistance of the pressure equalization channel, is permanently installed in the pressure equalization channel 25, which is designed as a through bore determine and, as will be explained below in the functional description, significantly influence the switching time constant.
  • valve plate 11 The closing component consisting of valve plate 11 and shaft 23 is displaceable along the housing axis 14 for opening and closing the valve.
  • a rigid sleeve 26 made of plastic or metal is slidably mounted on the shaft 23.
  • This sleeve 26 is motionally coupled to the deflectable part 40 of the membrane 4. After executing a predetermined movement stroke of the membrane 4 or the deflectable part 40, the sleeve 26 abuts with its upper end face against a stop 27 which is fixedly connected to the shaft 23 and takes the entire closing component in the direction of the housing axis 14 via the stop 27. The magnetic force holding the valve plate 11 on the seat 12 is overcome.
  • the bellows 24 is designed as a resilient component and, in the exemplary embodiment shown in FIG. 1, acts as a compression spring which, when compressed in the direction of the housing axis 14, charges and suddenly discharges from the seat surface 12 when the valve plate 11 is torn off. This spring function of the bellows 24 leads to an abrupt opening movement of the valve plate 11 as soon as the sleeve 26 comes into contact with the stop 27.
  • a set screw 31 is screwed into a housing bore 30, on which a compression spring 32, which urges part 40 of the membrane 4 into the end position shown in FIG. 1, is supported. By turning the screw 31, the preload of the spring 32 and thus the deflection characteristic of the membrane 4 and the switching time constant of the interval switching device can be changed.
  • the entire closing component 11, 23 is raised in the direction of the housing axis 14 and the valve plate 11 is lifted off the seat.
  • the previously charged spring assigned to the bellows 24 is released and relaxes with sudden acceleration of the opening movement of the valve plate 11.
  • the valve passage 13 is therefore suddenly released completely and the gas can flow from the gas inlet 7 to the gas outlet 8.
  • the pressure in the first housing chamber 5 can compensate for itself via the pressure compensation channel 25 to the second housing chamber 6.
  • the flow resistance formed by the capillary tube 28 determines the time until the pressure is completely equalized between the chambers 5 and 6.
  • the bellows 24 can also be designed as a helical spring in a modification of the embodiment described above.
  • a sufficiently gas-tight seal must be provided between the shaft 23 of the closing component and the sleeve 26 connected to the membrane 4, 40.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine pneumatische Intervallschaltvorrichtung, insbesondere zur Verwendung in einem Koch- oder Heizgerät, bei der in einem Gehäuse ein Gaseinlaß und ein Gasauslaß, ein in deren Verbindungsweg angeordnetes Ventil mit einem einen Ventildurchlaß verschließenden Schließbauteil, das von zwei magnetisch zusammenwirkenden Bauteilen auf einem Ventilsitz gehalten wird und entlang einer Bewegungsachse von dem Ventilsitz abhebbar ist, und eine in Richtung der Bewegungsachse auslenkbare, den Innenraum des Gehäuses in zwei Kammern unterteilende Membran vorgesehen sind, wobei die erste Gehäusekammer mit dem Gaseinlaß und die zweite Gehäusekammer über einen Druckausgleichskanal mit dem Gasauslaß verbunden ist.
  • Aus der DE-B-1 284 376 ist ein magnetisches Regelventil für Raumheiz-Gasgeräte bekannt, bei dem das im Verbindungsweg zwischen Gaseinlaß und Gasauslaß angeordnete Membranventil mechanisch in die Schließstellung vorgespannt ist und der Druck der beidseitigen Einflußkammern mittels einer zusätzlichen Steuerventils elektromagnetisch gesteuert wird. Vor dem Öffnen des Ventildurchlasses wird über ein mehrstufiges Membrankammer-und Kanalsystem sowie fremderregter Magnetventile ein Beipaß geöffnet, der das zu betreibende Gasgerät zunächst auf eine begrenzte Brennstoffzufuhr einreguliert. Als Intervallschaltvorrichtung ist diese bekannte Regelanordnung nicht ohne weiteres geeignet.
  • Die in der EP-A-0 135 157, die unter Artikel 54(3) EPÜ fällt, beschriebene Intervallschaltvorrichtung der eingangs genannten Art dient als Taktgeber beim Intervallbetrieb von Gasbrennern in Koch- und Heizgeräten. Diese pneumatische Intervallschaltvorrichtung kommt - anders als herkömmliche elektromechanische Taktgeber - ohne Fremdenergie aus und leitet ihre Schaltbewegungen aus dem Mediendruck ab. Sie zeichnet sich durch zuverlässige und praktisch wartungsfreie Betriebsweise aus und ermöglicht eine einfache Einstellung des Schalttaktes, d.h. der Aus- und Einschaltzeiten, beispielsweise durch einfache Verstellung einer Federvorspannung.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die ohne Fremdenergie auskommende pneumatische Intervallschaltvorrichtung der eingangs genannten Art hinsichtlich ihrer Schaltcharakteristik zu verbessern und eine besonders einfache und kompakte Bauform zu erreichen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das eine der magnetisch zusammenwirkenden Bauteile lagefest mit dem stationären Ventilsitz und das andere bewegungsfest mit dem Schließbauteil verbunden ist, daß der Druckausgleichskanal von der dem Ventildurchlaß zugewandten Seiten aus durch das Schließbauteil in die zweite Gehäusekammer verläuft und einen das Schaltintervall der Vorrichtung beinflussenden Strömungswiderstand enthält, daß eine Mitnahmevorrichtung zum Abheben des Schließbauteils von dem Ventilsitz derart mit der Membran bewegungsgekoppelt ist, daß sie erst nach einem vorgegebenen Bewegungshub der Membran das Schließbauteil von dessen Ventilsitz abhebt, und daß eine Feder zwischen Membran und Schließbauteil wirksam ist, die von dem anfänglichen Bewegungshub der Membran gespannt wird und sich nach Abheben des Schließbauteils unter sprunghafter Verstärkung der Öffnungsbewegung des Schließbauteils entspannt.
  • Diese erfindungsgemäße Intervallschaltvorrichtung benötigt nur noch zwei Gehäuseteile, von denen das eine zusammen mit der Membran die erste Gehäusekammer und das andere, ebenfalls zusammen mit der Membran, die zweite Gehäusekammer begrenzt. Das Schließbauteil ist bei der Erfindung an der Feder hängend und ohne sonstige Seitenführung angeordnet, so daß die Vorrichtung in einem kompakten und einfachen Gehäuse untergebracht werden kann. Da das Schließbauteil in jeder Endstellung durch definierte Kräfte gehalten wird und auch die Schaltfunktionen durch pneumatische und/oder mechanische (Federn) Kräfte ausgeführt werden, ist die erfindungsgemäße Intervallschaltvorrichtung an keine bestimmte Einbaulage gebunden, also lageunabhängig wirksam. Vor allem aber hat die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung den Vorteil, daß sie für eine schlagartige volle Öffnung des Ventildurchlasses unmittelbar nach dem Beginn des Abhebens des Verschlußbauteils nach Wirksamwerden der Mitnahmevorrichtung sorgt. Diese extrem steile Vorderflanke des Einschalt- bzw. Brandintervalls des Schalttaktes ist vor allem bei sogenannten überstöchiometrisch vormischenden Gasbrennern, insbesondere Injektorbrennern von Vorteil. Bei solchen Brennern ist es wichtig, daß die Vormischkammer vor dem Flammenträger auch im Intervallbetrieb mit einem im richtigen Mischungsverhältnis stehenden Gemisch von Gas und Verbrennungsluft gefüllt ist, damit die Luftzahl des Brenners im Intervallbetrieb möglichst nahe der optimalen Luftzahl im Dauerbetrieb kommt.
  • Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Schließbauteil einen wenigstens teilweise aus magnetisierbarem oder magnetischem Material bestehenden Ventilteller und einen mit diesem fest verbundenen, in der zweiten Gehäusekammer endenden Schaft aufweist, durch den der Druckausgleichskanal koaxial verläuft. Der Schaft ist dabei durch eine zentrale Öffnung der Membran durchgeführt und im Bereich seines äußeren Endes mit einem Ende der Feder fest verbunden. Vorzugsweise ist die Feder ein das Schließbauteil umgebender gasdichter Gummibalg, der einerseits mit dem Schließbauteil und andererseits mit der Membran verbunden ist. Diese Integration der Feder in dem Gummibalg vereinfacht die bauliche Ausführung und macht eine zusätzliche Feder, beispielsweise eine Schraubenfeder zur sprunghaften Beschleunigung der Öffnungsbewegung des Schließbauteils überflüssig. Außerdem werden Leckverluste zwischen den beiden Gehäusekammern entlang des Ventilschaftes vermieden.
  • Der Ventilteller ist über den Schaft am Balg hängend angebracht. Beim Schließen des Ventildurchlasses reicht die einseitige Zentrierung des Schließbauteils am Balg aus; die Anziehungskraft des vorzugsweise im Ventildurchlaß selbst angeordneten Dauermagneten sorgt für eine zuverlässige Anlage des Ventiltellers auf dem Ventilsitz.
  • Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im Druckausgleichskanal ein Kapillarrohr angeordnet, dessen Öffnungsquerschnitt und Länge den Strömungswiderstand des Druckausgleichskanals bestimmen und die Schaltzeitkonstante der Intervallschaltvorrichtung beeinflussen. Zur Änderung der Schaltzeitkonstanten verwendet man vorzugsweise ein Kapillarrohr einer entsprechend geänderten Länge. Eine Änderung des Drosselquerschnitts zur Änderung des Strömungswiderstandes ist unterhalb eines bestimmten Öffnungsquerschnitts wegen der Gefahr einer Düsenverstopfung problematisch. Grundsätzlich läßt sich aber auch anstelle des Kapillarrohrs eine einstellbare Drossel im Druckausgleichkanal verwenden.
  • Der Ventildurchlaß hat vorzugsweise eine koaxial zur Bewegungsachse des Schließbauteils verlaufende, zum Ventilsitz konzentrische Bohrung, in der ein Dauermagnet fest eingebaut ist. Der Dauermagnet ist zwischen Polschuhen angeordnet, deren dem Schließbauteil zugewandten Enden über die Stirnfläche des Dauermagneten vorstehen. Die Bohrung hat dabei im Bereich der vorstehenden Enden der beiden Polschuhe eine mit dem Gasauslaß kommunizierende Ringnut. Diese Weiterbildung der Erfindung hat den Vorteil, daß die aus Dauermagnet und Polschuhen bestehende Kombination in beliebiger Einbaulage in der Bohrung befestigt werden kann, ohne den Verbindungsweg zum-Gasauslaß ganz oder teilweise zu verschließen. In jedem Falle sorgt die Ringnut für einen ungehinderten Gasdurchtritt zum Gehäuseauslaß.
  • Vorzugsweise ist die Membran durch eine gegen das Gehäuse abgestützte Druckfeder in die der Schließstellung des Schließbauteils entsprechende Endstellung vorgespannt. Diese Druckfeder drängt die Membran in die der Schließstellung des Schließbauteils entsprechende Position und sorgt daher für ein einwandfreies, zuverlässiges Schließen des Ventils. Ohne diese Feder müßte die Membran in Abhängigkeit von der wirksamen Magnetkraft genau positioniert werden. Insofern reduziert die Druckfeder den Installations- und Wartungsaufwand.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
    • Fig. 1
    einen Axialschnitt durch ein Ausführungsbeispiel der pneumatischen Intervallschaltvorrichtung gemäß der Erfindung;
    Fig. 2
    einen Schnitt durch einen Teil des Gehäuses entlang der Schnittlinie II-II in Figur 1; und
    Fig. 3
    eine vergrößerte Seitenansicht der Magnet/Polschuh-Kombination, wie sie in Figur 2 in Schnittansicht dargestellt ist.
  • Die in Figur 1 in Schnittansicht gezeigte Intervallschaltvorrichtung weist ein Gehäuse 1 mit zwei Gehäuseschalen 2 und 3 auf. Eine zwischen den beiden Gehäuseschalen 2 und 3 eingespannte Gummimembran 4 unterteilt den etwa zylindrischen Innenraum des Gehäuses 1 in eine erste Gehäusekammer 5 und eine zweite Gehäusekammer 6. In der unteren Gehäuseschale 2 sind ein Gaseinlaß 7, ein Gasauslaß 8, Verbindungkanäle 9 und 10 und die stationären Komponenten eines im Verbindungsweg zwischen Gaseinlaß und Gasauslaß angeordneten Ventils ausgebildet.
  • Das Ventil hat einen als Schließbauteil dienenden Ventilteller 11, der in der in Figur 1 dargestellten Schließstellung des Ventils auf einem mit einer Dichtung versehenen Ventilsitz 12 in Anlage steht und einen Ventildurchlaß 13 zwischen der ersten Gehäusekammer 5 und dem Gasauslaß 8 abschließt. Der Ventildurchlaß 13 geht über in eine zur Gehäuseachse 14 koaxiale Sackbohrung 15. In letzterer ist ein Dauermagnetpaket, bestehend aus einem Dauermagneten 20 und Polschuhen 21 (Figur 3) befestigt. Die Polschuhe 21 stehen an dem dem Ventilteller 11 benachbarten Ende über den Dauermagneten 20 vor. An dem dem Ventilteller benachbarten Ende der Sackbohrung 15 ist eine Ringnut 16 ausgebildet, die bei geöffnetem Ventil einen ungehinderten Gasdurchtritt vom Gaseinlaß 7 über den Verbindungskanal 9, die erste Gehäusekammer 5, den Ventildurchlaß 13 zum Verbindungskanal 10 des Gasauslasses 8 gewährleistet, und zwar unabhängig von der Einbaulage der Magnetkombination 20, 21.
  • Der Ventilteller 11 besteht bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel zunmindest teilweise aus magnetisierbarem Material und wird daher in der dargestellten Schließstellung vom Dauermagneten 20 an den Ventilsitz 12 angezogen. In alternativer Ausführung könnte im Ventilteller bzw. im Schließbauteil 11 auch ein Ringmagnet eingebaut sein, der entweder mit einem entsprechenden Gegenpol eines dem Ventilsitz zugeordneten Magneten oder mit einem magnetisierbaren Bauteil des Ventilsitzes magnetisch zusammenwirkt.
  • Der Ventilteller 11 ist in hängender Anordnung über einen starren Schaft 23 mit einem Ende eines gasdichten Gummibalgs 24 verbunden. Das andere Ende des dem Schaft übergestülpten Gummibalgs 24 ist gasdicht mit der Membran 4 verbunden. Ein Druckausgleichskanal 25 verläuft konzentrisch zur Gehäuseachse 14 durch den gesamten Schließbauteilschaft 23 und verbindet den zum Gasauslaß 8 offenen Ventildurchlaß 13 mit der zweiten Gehäusekammer 6. In dem als Durchgangsbohrung ausgebildeten Druckausgleichskanal 25 ist ein Kapillarrohr 28 fest eingebaut, dessen Länge und Querschnitt den Strömungswiderstand des Druckausgleichskanals bestimmen und, wie nachfolgend bei der Funktionsbeschreibung erläutert werden wird, die Schaltzeitkonstante maßgeblich beeinflussen.
  • Das aus Ventilteller 11 und Schaft 23 bestehende Schließbauteil ist entlang der Gehäuseachse 14 zum Öffnen und Schließen des Ventils verschiebbar. Auf dem Schaft 23 ist eine starre Hülse 26 aus Kunststoff oder Metall verschiebbar gelagert.
  • Diese Hülse 26 ist mit dem auslenkbaren Teil 40 der Membran 4 bewegungsgekoppelt. Nach Ausführen eines vorgegebenen Bewegungshubes der Membran 4 bzw. des auslenkbaren Teils 40 stößt die Hülse 26 mit ihrer oberen Stirnfläche gegen einen mit dem Schaft 23 fest verbundenen Anschlag 27 und nimmt über den Anschlag 27 das gesamte Schließbauteil in Richtung der Gehäuseachse 14 mit. Dabei wird die den Ventilteller 11 auf der Sitzfläche 12 haltende Magnetkraft überwunden.
  • Der Balg 24 ist als federndes Bauteil ausgebildet und wirkt bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel als Druckfeder, die sich bei Zusammendrücken in Richtung der Gehäuseachse 14 auflädt und bei Abreißen des Ventiltellers 11 von der Sitzfläche 12 sprungartig unter Ausdehnung entlädt. Diese Federfunktion des Balges 24 führt zu einer schlagartigen Öffnungsbewegung des Ventiltellers 11, sobald die Hülse 26 an dem Anschlag 27 zur Anlage kommt.
  • In eine Gehäusebohrung 30 ist eine Stellschraube 31 eingeschraubt, an der sich eine den Teil 40 der Membran 4 in die in Figur 1 dargestellte Endposition drängende Druckfeder 32 abstützt. Durch Verdrehen der Schraube 31 können die Vorspannung der Feder 32 und damit die Auslenkcharakteristik der Membran 4 und die Schaltzeitkonstante der Intervallschaltvorrichtung geändert werden.
  • Die Funktionsweise der zuvor beschriebenen Intervallschaltvorrichtung ist wie folgt:
    In drucklosem Zustand des Gaseinlasses 7 und damit der ersten Gehäusekammer 5 ist auch die auf der anderen Seite der Membran 4 angeordnete zweite Gehäusekammer 6 drucklos, und die Membran 4 befindet sich in der in Figur 1 dargestellten Endposition, bei der der Ventilteller 11 von der Magnetkombination 20, 21 auf der Sitzfläche 12 gehalten wird. Bei Druckbeaufschlagung der ersten Gehäusekammer 5 über den Gaseinlaß 7 wird die Membran 4 bzw. der Teil 40 in Richtung der oberen, zweiten Gehäusekammer 6 ausgelenkt. Die mit dem Teil 40 bewegungsgekoppelte starre Hülse 26 nähert sich dem Anschlag 27. Dabei bleibt der Ventilteller 11 unter Einfluß des Magneten 20, 21 fest auf der Sitzfläche 12, und der Federbalg 24 wird entsprechend zusammengedrückt. Sobald die obere Stirnfläche der Hülse 26 gegen den Anschlag 27 trifft, wird der gesamte Schließbauteil 11, 23 in Richtung der Gehäuseachse 14 angehoben und der Ventilteller 11 von der Sitzfläche abgehoben. In diesem Augenblick wird die dem Balg 24 zugeordnete, zuvor aufgeladene Feder frei und entspannt sich unter sprungartiger Beschleunigung der Öffnungsbewegung des Ventiltellers 11. Der Ventildurchlaß 13 wird daher ruckartig vollständig freigegeben, und das Gas kann vom Gaseinlaß 7 zum Gasauslaß 8 strömen. Der Druck in der ersten Gehäusekammer 5 kann sich bei geöffnetem Ventil über den Druckausgleichskanal 25 zur zweiten Gehäusekammer 6 hin ausgleichen. Der durch das Kapillarrohr 28 gebildete Strömungswiderstand bestimmt die Zeit bis zum vollständigen Druckausgleich zwischen den Kammern 5 und 6. Sobald der Druckausgleich hergestellt ist, wird der bewegliche Teil 40 der Membran 4 von der Druckfeder 32 wieder in die in Figur 1 dargestellte Endposition zurückgestellt. Der Druck der zweiten Gehäusekammer 6 baut sich jetzt rückläufig über den Druckausgleichskanal 25 und den Gasauslaß 8 ab. Danach beginnt ein neuer Schaltzyklus, bedingt durch den Druckunterschied zwischen der ersten Gehäusekammer 5 auf der einen Membranseite und der zweiten Gehäusekammer 6 auf der anderen Membranseite.
  • Der Federbalg 24 kann in Abwandlung des zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiels auch als Schraubenfeder ausgebildet sein. Dabei muß für einen ausreichend gasdichten Abschluß zwischen dem Schaft 23 des Schließbauteils und der mit der Membran 4, 40 verbundenen Hülse 26 gesorgt werden.

Claims (13)

  1. Pneumatische Intervallschaltvorrichtung, insbesondere zur Verwendung in einem Koch- oder Heizgerät, bei der in einem Gehäuse (1) ein Gaseinlaß (7) und ein Gasauslaß (8), ein in deren Verbindungsweg angeordnetes Ventil mit einem einen Ventildurchlaß verschließenden Schließbauteil (11, 23), das von zwei magnetisch zusammenwirkenden Bauteilen (11, 20) auf einem Ventilsitz (12) gehalten wird und entlang einer Bewegungsachse von dem Ventilsitz (12) abhebbar ist, und eine in Richtung der Bewegungsachse (14) auslenkbare, den Innenraum des Gehäuses in zwei Kammern (5, 6) unterteilende Membran (4) vorgesehen sind, wobei die erste Gehäusekammer (5) mit dem Gaseinlaß (7) und die zweite Gehäusekammer (6) über einen Druckausgleichskanal (25) mit dem Gasauslaß (8) verbunden ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das eine (20, 21) der magnetisch zusammenwirkenden Bauteile lagefest mit dem stationären Ventilsitz (12) und das andere bewegungsfest mit dem Schließbauteil (11,23) verbunden ist,daß der Druckausgleichskanal (25) von der dem Ventildurchlaß (13) zugewandten Seite aus durch das Schließbauteil (11, 23) in die zweite Gehäusekammer (6) verläuft der Vorrichtung und einen das Schaltintervall beinflussenden Strömungswiderstand (28) enthält, daß eine Mitnahmevorrichtung (26, 27) zum Abheben des Schließbauteils (11 , 23) von dem Ventilsitz (12) derart mit der Membran (4) bewegungsgekoppelt ist, daß sie (26, 27) erst nach einem vorgegebenen Bewegungs hub der Membran das Schließbauteil von dessen Ventilsitz (12) abhebt, und daß eine Feder (24) zwischen Membran (4, 40) und Schließbauteil (11, 23) wirksam ist, die von dem anfänglichen Bewegungshub der Membran gespannt wird und sich nach Abheben des Schließbauteils (11 ,23) unter sprunghafter Verstärkung der Öffnungsbewegung des Schließbauteils entspannt.
  2. Intervallschaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließbauteil einen wenigstens teilweise aus magnetisierbarem oder magnetischem Material bestehenden Ventilteller (11) und einen mit diesem fest verbundenen, in der zweiten Gehäusekammer (6) endenden Schaft (23) aufweist, durch den der Druckausgleichskanal (23) koaxial verläuft, daß der Schaft (23) durch eine zentrale Öffnung der Membran (4, 40) durchgeführt und im Bereich seines äußeren Endes mit einem Ende der Feder (24) fest verbunden ist.
  3. Intervallschaltvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein in Richtung der Bewegungsachse (14) dehnbarer, gasdichter Balg (24) einerseits mit dem Schließbauteil (11, 23) und andererseits mit der Membran (4, 40) verbunden ist.
  4. Intervallschaltvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Balg ein das Schließbauteil (23) umgebender Gummibalg (24) ist, dessen Wand die zwischen Membran (4, 40) und Schließbauteil (11,23) wirksame Feder bildet.
  5. Intervallschaltvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilteller (11) über den Schaft (23) am Balg (24) hängend angebracht ist.
  6. Intervallschaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Druckausgleichskanal (25) ein Kapillarrohr (28) angeordnet ist, dessen Öffnungsquerschnitt und Länge den Strömungswiderstand des Druckausgleichskanals bestimmen.
  7. Intervallschaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Druckausgleichskanal (25) eine dessen Strömungswiderstand bestimmende einstellbare Drossel angeordnet ist.
  8. Intervallschaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnahmevorrichtung einen auf dem Schaft (23) des Schließbauteils verschiebbare, mit der Membran (4,40) bewegungsgekoppelte Hülse (26) und einen in der Bewegungsbahn der Hülse angeordneten, mit dem Schaft fest verbundenen Anschlag (27) aufweist.
  9. Intervallschaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventildurchlaß (13) eine koaxial zur Bewegungsachse (14) verlaufende, zum Ventilsitz (12) konzentrische Bohrung (15) aufweist, in der ein Dauermagnet (20) fest eingebaut ist.
  10. Intervallschaltvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Dauermagnet (20) zwischen zwei Polschuhen (21) angeordnet ist, deren dem Schließbauteil zugewandten Enden über die Stirnfläche des Dauermagneten vorstehen, und daß die Bohrung (15) im Bereich der vorstehenden Enden der beiden Polschuhe (21) eine mit dem Gasauslaß (8) kommunizierende Ringnut (16) aufweist.
  11. Intervallschaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (4) durch eine gegen das Gehäuse (1) abgestützte Druckfeder (32) in die der Schließstellung des Schließbauteils (11, 23) entsprechende Endstellung vorgespannt ist.
  12. Intervallschaltvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeder (32) an einer koaxial oder parallel in das Gehäuse (1) gasdicht eingeschraubten Stellschraube (31) abgestützt ist und daß die auf der Membran (4, 40) wirksame Federkraft durch Änderung der Schraubstellung der Stellschraube in Richtung der Bewegungsachse (14) des Schließbauteils (11, 23) änderbar ist.
  13. Intervallschaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) aus zwei Gehäuseschalen (2, 3) besteht, zwischen denen die Membran (4, 40) eingespannt ist.
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