EP3086039A1 - Ventilanordnung und verfahren zum betrieb eines gasbackofens mit einer ventilanordnung - Google Patents

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EP3086039A1
EP3086039A1 EP16165243.3A EP16165243A EP3086039A1 EP 3086039 A1 EP3086039 A1 EP 3086039A1 EP 16165243 A EP16165243 A EP 16165243A EP 3086039 A1 EP3086039 A1 EP 3086039A1
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EP
European Patent Office
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valve
adjusting means
gas
actuator
valve arrangement
Prior art date
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EP16165243.3A
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English (en)
French (fr)
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EP3086039B1 (de
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Marcus Frank
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EGO Elektro Geratebau GmbH
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EGO Elektro Geratebau GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00—Systems for controlling combustion
    • F23N5/02—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium
    • F23N5/027—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using mechanical means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N1/00—Regulating fuel supply
    • F23N1/007—Regulating fuel supply using mechanical means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2235/00—Valves, nozzles or pumps
    • F23N2235/12—Fuel valves
    • F23N2235/24—Valve details

Definitions

  • the invention relates to a valve arrangement for a gas burner or a gas oven with such a gas burner and a method for operating a gas oven with such a valve arrangement.
  • a valve arrangement is known with which a gas burner can be controlled in a gas oven.
  • a valve closure is set on the one hand by a rotary adjusting means, which causes by rotation a linear movement on a valve stem of the valve closure, which is then moved to a valve seat to or from this. So that a certain manual power setting can be set, so to speak, in a gas oven usually according to a desired temperature inside the gas oven.
  • adjustment via temperature-adjusting means as they are generally known by thermostats. They have an expansion element that has a direction of movement toward or away from the valve lifter, being filled with a working fluid having a temperature-dependent expansion.
  • the expansion element Via a line, the expansion element is connected to a slightly larger container for this working fluid, which is arranged as a kind of temperature sensor in the gas oven.
  • the working fluid undergoes a certain extent at a certain temperature and thus causes a certain position of the expansion element, which in turn leads to a specific influence of the valve stem.
  • From the DE 7400845 U is an optical operating indicator for an oven known. It lights up when the oven is currently being actively heated or when a heating element is switched on. This is very easy to implement in electrical heating elements by the operating indicator, for example, is connected in parallel to the heating elements.
  • the invention has for its object to provide an aforementioned valve assembly and an initially mentioned method with which problems of the prior art can be solved and it is in particular possible to adjust a gas flow novel and advantageous and to effect electrical switching states in accordance with operation of a gas burner powered by the valve assembly.
  • valve arrangement with the features of claim 1 and a method having the features of claim 12.
  • Advantageous and preferred embodiments of the invention are the subject of the further claims and are explained in more detail below. Some of the features are described only for the valve assembly or only for the process. However, they should be able to apply independently, both for the valve assembly as well as for the process and for a provided with the valve assembly gas oven. The wording of the claims is incorporated herein by express reference.
  • the valve assembly comprises a housing and a valve closure with a movable valve stem and with a valve seat, against which the valve stem can be moved in a known manner.
  • a gas inlet and a gas outlet wherein the valve closure and the valve seat are arranged between these two.
  • the valve arrangement has an electrical switch with a first switching state and a second switching state.
  • a bistable actuator is provided which acts on the valve closure and on the electrical switch, having two positions, resulting in the bistable property. In a first position of the actuating element, the valve closure is opened and the electrical switch has the first switching state or is offset from the switching element into the first switching state. In a second position of the actuating element, the valve closure is closed, that is, the valve stem is moved against the valve seat, wherein the electrical switch has its second switching state.
  • adjusting means are provided which adjust the valve closure or act on these.
  • the adjusting means are mechanically formed so that they can be moved to the adjusting element to or from this or are movable and so in particular for a gas passage open the valve closure by a movement.
  • temperature-adjusting means are provided with an expansion element as described essentially at the outset with reference to the prior art. They have an expansion element which has a direction of movement on the actuating element and away from it. This is filled with a working fluid, advantageously a common working fluid, such as is used for example for gas ovens, which undergoes a change in volume due to a change in temperature and expands or contracts accordingly, which causes it to move causes the expansion element.
  • the adjusting means and the temperature-adjusting means act together on the actuator, which in turn acts on the valve closure and on the electrical switch.
  • valve arrangement causes no proportional adjustment of a continuous gas flow as in the aforementioned DE 102013218014 A1 which is substantially infinitely possible between a minimum value and a maximum value. Rather, the valve closure or the valve tappet is actuated by the bistable actuator with its two positions and either fully closed or fully open.
  • the gas burner operated with the valve arrangement in particular in a gas oven, to provide a so-called bypass as a bypass gas channel for a relatively small gas supply to the gas burner, so that this despite closed valve closure even with minimal burning power or very small Flame keeps burning.
  • a bypass gas duct is closed only by a shut-off valve which is advantageously provided for the valve arrangement and which is preferably actuated or opened and closed by the adjusting means. It can have a relatively small cross section, which has between 2% and 15% of the gas passage cross-section of the valve closure, so that the performance of a gas burner operated only with this bypass is very small when the valve closure is closed.
  • this power and thus also the cross section of the bypass gas channel are chosen so that the gas burner is just stable and continuously working or burning.
  • the invention may be a direction of movement of the adjusting means on the actuating element to or from this parallel to the direction of movement of the valve stem.
  • the bistable actuating element deflects the movement of the adjusting means and / or the temperature-adjusting means in a different direction.
  • a parallel continuation is particularly easy and particularly advantageous. It can be provided that the two directions of movement lie directly on a line.
  • the bistable actuating element is arranged between the one hand the valve stem or the valve closure and on the other hand the adjusting means and the expansion element or the temperature-adjusting means.
  • both the adjusting means and the expansion element can act particularly well together on the actuator.
  • the temperature-adjusting means or the expansion element are advantageously formed as known in the art, in particular according to the EP 962951 A2 or the DE 102014216363 A1 ,
  • the adjusting means is advantageously designed as a rotary adjusting means, that is adjusted by a rotation. It may have a thread to convert a rotational movement into a linear movement.
  • Such a rotation-adjusting means is also of the aforementioned EP 962951 A2 or the DE 102014216363 A1 known.
  • the adjusting means and the expansion element form a structural unit. It can be provided that at a free end of the adjusting means, the expansion element is arranged or thereto or provided thereon. Such an arrangement of the expansion element near a free end region of the adjusting means can cause both the adjusting means and the expansion element to act on the bistable actuating element act, but ultimately the expansion element is applied directly thereto or touches this, while the adjusting means in turn carry the expansion element and thus move. Thus, it is particularly easy constructively possible that the movements caused by the adjusting means and the expansion element can be transferred together to the adjusting element.
  • the entire valve assembly is formed as a structural unit. It may have a plurality of housing parts in which the aforementioned functional elements are contained in different areas. In addition, it may also have a previously mentioned shut-off valve, which is provided in particular as well as the valve closure in a solid valve body as a kind of housing or housing part.
  • the bistable actuating element has two actuating element legs, which are movable relative to one another or are movable relative to one another.
  • a lower actuator leg acts on the valve stem and can rest against it, advantageously only apply to trigger.
  • An upper actuator leg may abut and act on the electrical switch. But it does not have to be constantly on this.
  • the two actuating element legs are advantageously connected to each other in an articulated manner in an end region or connecting region or rest against one another in this end region or are supported against one another. It can be provided that in the two positions of the actuating element not only the two actuator legs have a different relative position to each other, but this is also changed in each case relative to the other valve arrangement, in particular with respect to the valve stem and the electrical switch.
  • the upper actuator leg may act on the electrical switch with a free end.
  • the lower actuator leg may be mounted with a free end on the valve assembly or pressed against it. In the connection area they are adjacent to each other or close to each other.
  • the region in which the adjusting means and the expansion element or the temperature-adjusting means act on the adjusting element is advantageously closer to the connecting region of the actuating element than to the respective free end region.
  • the adjusting element is a snap element or has a snap function in such a way that the change between the two positions, ie the Changing the relative position of the two actuator legs to each other, at least in a certain area or at a certain point very quickly or abruptly.
  • both the valve closure can be opened or closed very quickly and the switch can be actuated accordingly.
  • this can be generated by a certain force or a pulse, which causes both a rapid movement of the actuating element and, above all, a quick and direct opening or closing of the valve closure.
  • the valve closure thus hardly has an intermediate position, so that a clean defined clocking takes place.
  • a spring force may be provided in a direction away from the valve closure against the actuator.
  • the actuator can be pressed with a force away from the valve closure always against the adjustment and the expansion element or the temperature-adjusting, so that the expansion element retracts slightly when the temperature in the gas oven and the actuator from the second position in which it has closed the valve closure, is pushed away by the spring force against the adjusting means and the expansion element.
  • the electrical switch is preferably arranged on an outer side of the housing.
  • the electrical switch can be connected electrically well when mounting the valve arrangement in a gas oven.
  • it can easily be repaired or replaced in the event of damage.
  • a micro-switch offers, which has a characteristic trigger lever for a switch trigger or for the bistable actuator.
  • This release lever can be bent at least once, advantageously at right angles, so that it faces with its free end in a direction which is parallel to a direction of the adjusting means or the adjusting element.
  • a valve assembly 11 according to the invention is shown in partial section. Its housing has an upper housing part 12a and a lower housing part 12b, wherein the housing part 12b can be seen to be made essentially of a solid material.
  • a valve closure 14 is provided inside the housing or in the lower housing part 12b. It has a movable valve tappet 15, which has a sealing ring 16 in the upper region, which runs along a bore wall of the housing part 12b and both has a sealing function upwards as well as provides for a centering of the valve tappet 15.
  • a valve seat 18 is provided, which is machined out of the lower housing part 12 b.
  • valve closure 14 is open, because the valve stem 15 is lifted from the valve seat 18 upwards.
  • valve closure 14 is closed, and the valve stem 15 is sealingly against the valve seat 18 with its underside.
  • against the underside of the valve stem 15 acts a centrally located valve spring 20. It pushes the valve stem 15 upwards into a position in which the valve closure 14 should be open.
  • a gas inlet is provided, advantageously with a stop valve arranged directly thereon.
  • a gas outlet 23 leads out, which leads the gas passed to the gas burner, see the description later Fig. 3 with the gas inlet 22.
  • an electrical switch 25 is attached to the lower housing part 12b, advantageously designed as a so-called microswitch.
  • a release lever 26 is provided, which is bent at an angle in its longitudinal course, in particular at right angles. With the in Fig. 1 left end, it is hinged to the electrical switch 25, while the other free end protrudes upward.
  • a second switch 28 is shown in the upper housing part 12a, which can serve for other switching functions, for example, to energize a Zündtrafos to ignite when pressing the control knob of the thermostat, the gas burner in the muffle.
  • a bistable actuating element 30 is provided, which is designed as a snap element described above or has a snap function. Likewise, a structure is possible by means of sheet metal parts which are braced together or by other bistable snap elements, as are known from the prior art.
  • An upper actuator leg 31 rests with its left free end 32 on the release lever 26. It thus actuates the first switch 25.
  • the right end of the upper actuating element leg 31 is connected in a connecting region 34 with the lower actuator leg 36 and is applied thereto.
  • the left free end 37 of the lower actuator element 36 in turn abuts a projection of the upper housing part 12a. Between the two actuator legs 31 and 36 extends a tensioned actuator spring 39 which provides the said snap effect.
  • Both actuator legs 31 and 36 are movable or pivotable.
  • the upper actuating element leg 31 is pivotable about a point D 1 in its right end region, ie actually in the connecting region 34.
  • the lower actuating element leg 36 is pivotable about a point D 2 in its left end region, ie near the free end 37.
  • rotary adjustment means 41 are provided with a rotation axis 42 which is mounted in a thread 43 of the housing part 12a. If the rotation axis 42 is rotated, for example by means of a knob attached to the front flattened end, this rotation is converted by means of the thread 43 into a linear movement in the longitudinal direction of the rotation axis 42.
  • a flat, can-like expansion element 45 attached, as can be seen from the EP 962951 A2 or the DE 102014216363 A1 .
  • a conduit 46 shown in a known manner from a slightly larger container than temperature sensor said container and the conduit 46 and the expansion element 45 with a working fluid, usually an oil or silicone oil, are filled.
  • This oil expands upon heating, causing a firing projection 47 at the lower end of the expansion element 45 to move downwardly as the expansion fluid 45 begins to expand as the working fluid expands.
  • the trigger projection 47 abuts on the upper actuator leg 31, rather in the right area or near the connecting portion 34.
  • This trigger projection 47 includes, as known from the aforementioned prior art, a preloaded spring. Thus, it can give way resiliently as needed to protect as overpressure protection the snap element against excessive forces when turning back the temperature setting by the user at the same time hot temperature sensor.
  • a rotation counterclockwise implemented in a movement of the trigger projection 47 upwards ie a movement away from actuator 30 and valve closure 14.
  • the valve closure 14 is still closed, the expansion element 45 must expand more to to move the trigger projection 47 so far that it triggers the bistable actuator 30 by pressing down. This means that the working fluid contained therein must expand more, so a higher temperature in the gas oven must be achieved. Only then pushes the trigger projection 47 so far on the bistable actuator 30 and its upper actuating element leg 31 until it snaps due to the actuator spring 39 and move both actuator legs 31 and 36 down.
  • the function of the actuating element 30 is from the FIGS. 5 and 6 clearly visible.
  • the upper actuator leg 31 is rotatable about the right pivot point D 1 with a kind of cutting edge bearing.
  • the actuator spring 39 is mounted, and here at the point P. 1
  • the lower actuator leg 36 is rotatably mounted with its left end 37 about a pivot point D 2 , again with a kind of cutting edge storage. From the right middle area is a section upwards, at the point P 2, the right end of the actuator spring 39 hooked is.
  • the pivot points D 1 and D 2 are unchangeable. They are connected by a dashed connecting line.
  • the upper actuating element leg 31 rests against the underside of the trigger projection 47 as the first attachment point A 1 . This is always the case, especially because the force of the actuator spring 39 always attempts to push the upper actuator leg 31 upward at the moment M 1 about the pivot point D 1 in a clockwise direction.
  • the in Fig. 5 shown position has a dash-dotted connection line between P 1 and point P 2 on the pivot point D 2 of the lower actuator leg 36. Thus, this is pressed in this position with the moment M 2 about the pivot point D 2 clockwise down.
  • the gas burner is no longer supplied with the full power, as in the state according to the Fig. 1 the case is. It is operated only via a bypass gas channel, not shown in the figures, in the lower housing part 12b, which is guided past the valve closure 14 to the gas outlet 23, with a power or a supplied gas volume which is approximately the minimum possible stable Combustion causes.
  • bypass gas channels for example in the form of an adjustable bypass screw, are known from the prior art.
  • the gas burner produces quasi no appreciable performance, so that the interior of the gas oven cools again and thus the working fluid of the adjusting or the expansion element 45. It thus contracts, causing the expansion element 45 together with trigger projection 47 back up emotional.
  • valve spring 20 pushes the valve stem 15 upwards and thus also the adjusting element 30 until it is again moved over the transition point and snaps back, so to speak. Then the valve closure 14 reopened accordingly Fig. 1 and the switch 25 reaches the first switching state or is closed.
  • FIG. 3 is very schematically illustrated an inventive gas oven 50. Shows a muffle 51 and a gas burner 53 inside. The gas burner 53 is supplied via a gas line from the gas outlet 23.
  • the valve assembly 11 is set via a mounted on the front of the gas oven 50 toggle 44 as a temperature preset. A gas inlet 22 in the valve assembly 11 is provided and advantageously a supplied gas supply line. From the valve arrangement 11, the line 46 goes off to a temperature sensor 46 'in the muffle 51st
  • the valve closure is immediately fully opened at the beginning of the heating operation, so that the full dashed line power with the maximum value P max is immediately generated.
  • the optical operating indicator is turned on as a light indicator 55 on the gas oven 11, in Fig. 4 symbolized by the lamp sign.
  • the temperature-adjusting means with the expansion element 45 so to speak, shut off the gas supply, so that the power generation drops as sharply as possible, since the gas burner is then operated only with the bypass power P By .
  • the temperature drops slightly.
  • the valve arrangement according to the invention 11 as a gas thermostat switches the power only when reaching the specified temperature, but then jump back. So it performs, in contrast to the prior art, no steady power reduction. As a result, the temperature near the desired temperature is noticeably reached faster than in the above-described prior art method, see the time difference ⁇ t.
  • the bistable actuator 30 is triggered by the drop in temperature on the temperature sensor 46 'turn and, so to speak, the heater switches on abruptly by opening the valve closure and turning on the light indicator as a sign for a user. This will then continue and lead to a slightly greater variation in temperature compared to the more constant permanent temperature of the prior art.
  • an average temperature can just as well be kept by the clocking of the gas burner, which just now also given the opportunity to represent each active operating cycle of the gas burner by the optical indicator.

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Abstract

Eine Ventilanordnung (11) weist ein Gehäuse (12a, 12b), einen Ventilverschluss (14) mit bewegbarem Ventilstößel (15) und Ventilsitz (18) sowie einen Gaseinlass (22) und einen Gasauslass (23) auf. Es sind ein elektrischer Schalter (25) mit einem ersten und einem zweiten Schaltzustand vorgesehen sowie ein bistabiles Stellelement (30), das auf den Ventilverschluss (14) und den Schalter (25) wirkt und zwei Positionen aufweist. In einer ersten Position ist der Ventilverschluss (14) geöffnet und der Schalter (25) im ersten Schaltzustand. In einer zweiten Position ist der Ventilverschluss (14) geschlossen und der Schalter (25) im zweiten Schaltzustand. Manuelle Dreh-Verstellmittel (41) sind mechanisch auf das Stellelement (30) zu oder von diesem weg bewegbar. Temperatur-Verstellmittel (45, 46, 47) weisen ein Ausdehnungselement (45) auf mit Bewegungsrichtung auf das Stellelement (30) zu und davon weg. Das Dreh-Verstellmittel (41) und das Temperatur-Verstellmittel wirken gemeinsam auf das Stellelement (30).

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung für einen Gasbrenner bzw. einen Gasbackofen mit einem solchen Gasbrenner sowie ein Verfahren zum Betrieb eines Gasbackofens mit einer solchen Ventilanordnung.
  • Es ist beispielsweise aus der DE 102013218014 A1 eine Ventilanordnung bekannt, mit der ein Gasbrenner in einem Gasbackofen angesteuert werden kann. Dabei wird ein Ventilverschluss eingestellt einerseits durch ein Dreh-Verstellmittel, welches durch Drehung eine lineare Bewegung auf einen Ventilstößel des Ventilverschlusses bewirkt, der dann auf einen Ventilsitz zuoder von diesem wegbewegt wird. Damit kann sozusagen eine gewisse manuelle Leistungsvorgabe eingestellt werden, bei einem Gasbackofen üblicherweise entsprechend einer gewünschten Temperatur im Inneren des Gasbackofens. Andererseits erfolgt eine Einstellung über Temperatur-Verstellmittel, wie sie auch allgemein von Thermostaten bekannt sind. Sie weisen ein Ausdehnungselement auf, das eine Bewegungsrichtung auf den Ventilstößel zu oder davon weg aufweist, wobei es mit einem Arbeitsfluid gefüllt ist, welches eine temperaturabhängige Ausdehnung aufweist. Über eine Leitung ist das Ausdehnungselement mit einem etwas größeren Behälter für dieses Arbeitsfluid verbunden, der als eine Art Temperaturfühler im Gasbackofen angeordnet ist. Das Arbeitsfluid erfährt bei einer bestimmten Temperatur eine bestimmte Ausdehnung und bewirkt somit eine bestimmte Stellung des Ausdehnungselements, was wiederum zu einer bestimmten Beeinflussung des Ventilstößels führt.
  • Aus der DE 7400845 U ist eine optische Betriebsanzeige für einen Backofen bekannt. Sie leuchtet, wenn der Backofen gerade aktiv beheizt wird bzw. ein Heizelement darin eingeschaltet ist. Dies ist bei elektrischen Heizelementen sehr leicht zu realisieren, indem die Betriebsanzeige beispielsweise parallel zu den Heizelementen geschaltet ist.
    • Aufgabe und Lösung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Ventilanordnung sowie ein eingangs genanntes Verfahren zu schaffen, mit denen Probleme des Stands der Technik gelöst werden können und es insbesondere möglich ist, einen Gasfluss neuartig und vorteilhaft einzustellen sowie elektrische Schaltzustände entsprechend einem Betrieb eines von der Ventilanordnung versorgten Gasbrenners zu bewirken.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Ventilanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 12. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüchen und werden im Folgenden näher erläutert. Dabei werden manche der Merkmale nur für die Ventilanordnung oder nur für das Verfahren beschrieben. Sie sollen jedoch unabhängig davon sowohl für die Ventilanordnung als auch für das Verfahren und für einen mit der Ventilanordnung versehenen Gasbackofen selbständig gelten können. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
  • Die Ventilanordnung weist ein Gehäuse sowie einen Ventilverschluss mit einem bewegbaren Ventilstößel und mit einem Ventilsitz auf, gegen den der Ventilstößel auf bekannte Art und Weise bewegt werden kann. Es sind ein Gaseinlass und ein Gasauslass vorgesehen, wobei der Ventilverschluss und der Ventilsitz zwischen diesen beiden angeordnet sind. Die Ventilanordnung weist einen elektrischen Schalter auf mit einem ersten Schaltzustand und einem zweiten Schaltzustand. Des Weiteren ist ein bistabiles Stellelement vorgesehen, das auf den Ventilverschluss und auf den elektrischen Schalter wirkt, wobei es zwei Positionen aufweist, wodurch sich die bistabile Eigenschaft ergibt. In einer ersten Position des Stellelements ist der Ventilverschluss geöffnet und der elektrische Schalter weist den ersten Schaltzustand auf bzw. ist von dem Schaltelement in den ersten Schaltzustand versetzt. In einer zweiten Position des Stellelements ist der Ventilverschluss geschlossen, also der Ventilstößel gegen den Ventilsitz bewegt, wobei der elektrische Schalter seinen zweiten Schaltzustand aufweist.
  • Zusätzlich sind Verstellmittel vorgesehen, die den Ventilverschluss verstellen bzw. auf diesen einwirken. Die Verstellmittel sind mechanisch ausgebildet, so dass sie auf das Stellelement zuoder von diesem wegbewegt werden können bzw. bewegbar sind und so insbesondere für einen Gasdurchlass den Ventilverschluss öffnen durch eine Bewegung. Des Weiteren sind Temperatur-Verstellmittel mit einem Ausdehnungselement vorgesehen wie im Wesentlichen eingangs mit Verweis auf den Stand der Technik beschrieben. Sie weisen ein Ausdehnungselement auf, das eine Bewegungsrichtung auf das Stellelement zu und von diesem weg aufweist. Dieses ist mit einem Arbeitsfluid gefüllt, vorteilhaft einem üblichen Arbeitsfluid, wie es für beispielsweise Gasbacköfen verwendet wird, das durch eine Temperaturänderung eine Volumenänderung erfährt und sich entsprechend ausdehnt oder zusammenzieht, wodurch es die Bewegung des Ausdehnungselements bewirkt. Das Verstellmittel und die Temperatur-Verstellmittel wirken gemeinsam auf das Stellelement ein, welches wiederum auf den Ventilverschluss und auf den elektrischen Schalter wirkt.
  • Somit bewirkt die erfindungsgemäße Ventilanordnung keine proportionale Einstellung eines kontinuierlichen Gasflusses wie bei der eingangs genannten DE 102013218014 A1 , die im Wesentlichen stufenlos zwischen einem Minimalwert und einem Maximalwert möglich ist. Vielmehr wird durch das bistabile Stellelement mit seinen beiden Positionen der Ventilverschluss bzw. der Ventilstößel betätigt und entweder vollständig geschlossen oder vollständig geöffnet. Es ist zwar vorteilhaft möglich, für den mit der Ventilanordnung betriebenen Gasbrenner, insbesondere in einem Gasbackofen, einen sogenannten Bypass als Bypass-Gaskanal vorzusehen für eine relativ geringe Gaszufuhr zu dem Gasbrenner, so dass dieser trotz geschlossenem Ventilverschluss noch mit minimaler Brennleistung bzw. sehr kleiner Flamme weiterbrennt. So kann bei einem letztlich erreichten taktenden Betrieb des von der Ventilanordnung angesteuerten Gasbrenners erreicht werden, dass der Gasbrenner bei geschlossenem Ventilverschluss nicht völlig erlischt, also keine Flamme mehr aufweist, und somit für ein erneutes Heizen wieder gezündet werden muss. Dies ist beispielsweise aus der eingangs genannten DE 102013218014 A1 bekannt, auf die diesbezüglich verwiesen wird. Ein solcher Bypass-Gaskanal wird nur durch ein für die Ventilanordnung vorteilhaft vorgesehenes Absperrventil verschlossen, welches bevorzugt durch die Verstellmittel betätigt bzw. geöffnet und geschlossen wird. Er kann einen relativ geringen Querschnitt aufweisen, der zwischen 2% und 15% des Gasdurchlass-Querschnitts des Ventilverschlusses aufweist, so dass die Leistung eines nur mit diesem Bypass betriebenen Gasbrenners bei geschlossenem Ventilverschluss sehr gering ist. Vorteilhaft sind diese Leistung und somit auch der Querschnitt des Bypass-Gaskanals so gewählt, dass der Gasbrenner gerade noch stabil und kontinuierlich arbeitet bzw. brennt.
  • Insgesamt wird mit einer solchen Ventilanordnung einerseits ein Betrieb eines Gasbrenners für beispielsweise einen Gasbackofen erreicht, der in etwa einem Betrieb für normale Elektrobacköfen mit elektrischem Heizelement entspricht, welches also auch entweder ausgeschaltet ist oder mit voller Leistung eingeschaltet ist. Dabei ist, wie später noch ausgeführt wird, möglicherweise sogar ein schnelleres Aufheizen möglich als mit normalen Gasbacköfen.
  • Zusätzlich ist es möglich, da nun der Gasbrenner selbst im einigermaßen eingeschwungenen Temperaturzustand im Gasbackofen nach einiger Zeit nicht ständig eingeschaltet ist, wie bei konventionellen Gasbacköfen, sondern weiterhin taktend betrieben wird, während jeder dieser Takte eine Betriebsanzeige, insbesondere eine optische Betriebsanzeige wie beispielsweise eine Leuchtanzeige, zu betreiben. Somit ist es eben mit dem erfindungsgemäßen Verfahren für einen Gasbackofen möglich, dass der genannte elektrische Schalter die Betriebsanzeige ansteuert bzw. mit dieser verbunden ist. Sie kann im ersten Schaltzustand eingeschaltet werden durch die erste Position des Stellelements, wenn also der Ventilverschluss geöffnet ist und ein Gasbrenner arbeitet. In der zweiten Position des Stellelements mit dem zweiten Schaltzustand des Schalters ist die Betriebsanzeige ausgeschaltet, da ja auch der Gasbrenner nicht arbeitet bzw. keine nennenswerte Leistung erzeugt. Dabei kann dann eben auf vorteilhafte Weise ein vorgenannter Bypass-Gaskanal in der Ventilanordnung vorgesehen sein und auch bei geschlossenem Ventilverschluss geöffnet sein.
  • In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann eine Bewegungsrichtung der Verstellmittel auf das Stellelement zu oder von diesem weg parallel sein zu der Bewegungsrichtung des Ventilstößels. Zwar wäre es auch möglich, dass das bistabile Stellelement die Bewegung der Verstellmittel und/oder der Temperatur-Verstellmittel in eine andere Richtung umlenkt. Eine parallele Weiterführung ist jedoch besonders leicht möglich und besonders vorteilhaft. Es kann vorgesehen sein, dass die beiden Bewegungsrichtungen direkt auf einer Linie liegen.
  • Vorteilhaft ist das bistabile Stellelement zwischen einerseits dem Ventilstößel bzw. dem Ventilverschluss und andererseits dem Verstellmittel sowie dem Ausdehnungselement bzw. den Temperatur-Verstellmitteln angeordnet. So können sowohl die Verstellmittel als auch das Ausdehnungselement besonders gut gemeinsam auf das Stellelement wirken.
  • Die Temperatur-Verstellmittel bzw. das Ausdehnungselement sind vorteilhaft ausgebildet wie im Stand der Technik bekannt, insbesondere gemäß der EP 962951 A2 oder der DE 102014216363 A1 . Das Verstellmittel ist vorteilhaft als Dreh-Verstellmittel ausgebildet, wird also durch eine Drehung verstellt. Dabei kann es ein Gewinde aufweisen, um eine Drehbewegung in eine lineare Bewegung umzusetzen. Ein solches Dreh-Verstellmittel ist ebenfalls aus der vorgenannten EP 962951 A2 oder der DE 102014216363 A1 bekannt.
  • In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung bilden die Verstellmittel und das Ausdehnungselement eine Baueinheit. Dabei kann vorgesehen sein, dass an einem freien Ende der Verstellmittel das Ausdehnungselement angeordnet ist bzw. daran oder darauf vorgesehen ist. Eine solche Anordnung des Ausdehnungselements nahe einem freien Endbereich der Verstellmittel kann bewirken, dass zwar sowohl die Verstellmittel als auch das Ausdehnungselement auf das bistabile Stellelement wirken, letztlich aber das Ausdehnungselement direkt daran anliegt bzw. dieses berührt, während die Verstellmittel wiederum das Ausdehnungselement tragen und somit bewegen. So ist es besonders leicht konstruktiv möglich, dass sich die von den Verstellmitteln und dem Ausdehnungselement bewirkten Bewegungen gemeinsam auf das Stellelement übertragen lassen.
  • In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die gesamte Ventilanordnung als eine Baueinheit ausgebildet. Sie kann mehrere Gehäuseteile aufweisen, in denen in unterschiedlichen Bereichen die vorgenannten Funktionselemente enthalten sind. Zusätzlich kann sie auch noch ein zuvor angesprochenes Absperrventil aufweisen, das insbesondere wie auch der Ventilverschluss in einem massiven Ventilkörper als eine Art Gehäuse oder Gehäuseteil vorgesehen ist.
  • Vorteilhaft weist das bistabile Stellelement zwei Stellelementbeine auf, die gegeneinander bewegbar sind bzw. relativ zueinander bewegbar sind. Ein unteres Stellelementbein wirkt dabei auf den Ventilstößel und kann an diesem anliegen, vorteilhaft nur daran anliegen zum Auslösen. Ein oberes Stellelementbein kann an dem elektrischen Schalter anliegen und auf diesen wirken. Es muss aber nicht ständig an diesem anliegen. Die beiden Stellelementbeine sind vorteilhaft in einem Endbereich bzw. Verbindungsbereich gelenkig miteinander verbunden bzw. liegen in diesem Endbereich aneinander an oder sind gegeneinander abgestützt. Es kann vorgesehen sein, dass in den beiden Positionen des Stellelements nicht nur die beiden Stellelementbeine eine unterschiedliche relative Position zueinander aufweisen, sondern diese auch noch jeweils gegenüber der sonstigen Ventilanordnung verändert ist, insbesondere gegenüber dem Ventilstößel und dem elektrischen Schalter. Das obere Stellelementbein kann mit einem freien Ende auf den elektrischen Schalter wirken. Das untere Stellelementbein kann mit einem freien Ende an der Ventilanordnung gelagert oder gegen diese gedrückt sein. Im Verbindungsbereich liegen sie aneinander bzw. nahe zueinander.
  • Der Bereich, in dem die Verstellmittel und das Ausdehnungselement bzw. die Temperatur-Verstellmittel auf das Stellelement wirken, liegt vorteilhaft näher zu dem Verbindungsbereich des Stellelements als zu dem jeweiligen freien Endbereich. So kann, wie nachfolgend noch mit Bezug auf die Ausführungsbeispiele erläutert wird, eine Betätigung des Ventilverschlusses sicherer und präziser erfolgen.
  • In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist das Stellelement ein Schnappelement bzw. weist eine Schnappfunktion auf dergestalt, dass der Wechsel zwischen den zwei Positionen, also die Änderung der relativen Lage der beiden Stellelementbeine zueinander, zumindest in einem bestimmten Bereich bzw. an einem bestimmten Punkt sehr schnell bzw. schlagartig erfolgt. Somit kann sowohl der Ventilverschluss sehr schnell geöffnet oder geschlossen werden als auch der Schalter entsprechend betätigt werden. Des Weiteren kann dadurch eine gewisse Kraft bzw. ein Impuls erzeugt werden, der sowohl eine schnelle Bewegung des Stellelements bewirkt als auch vor allem ein schnelles und direktes Öffnen oder Schließen des Ventilverschlusses. Der Ventilverschluss weist also kaum eine Zwischenstellung auf, so dass ein sauberes definiertes Takten erfolgt.
  • Zusätzlich kann eine Federkraft in einer Richtung weg von dem Ventilverschluss gegen das Stellelement vorgesehen sein. So kann das Stellelement mit einer Kraft weg vom Ventilverschluss stets gegen die Verstellmittel und das Ausdehnungselement bzw. die Temperatur-Verstellmittel gedrückt werden, so dass sich das Ausdehnungselement bei Abfallen der Temperatur im Gasbackofen etwas zurückzieht und das Stellelement aus der zweiten Position, in der es den Ventilverschluss geschlossen hat, von der Federkraft wieder weggedrückt wird gegen die Verstellmittel und das Ausdehnungselement.
  • In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der elektrische Schalter bevorzugt an einer Außenseite des Gehäuses angeordnet. So kann er zum einen elektrisch gut angeschlossen werden bei Montage der Ventilanordnung in einem Gasbackofen. Zum anderen kann er im Schadensfall leicht repariert bzw. ausgetauscht werden.
  • Als elektrischer Schalter bietet sich ein Mikroschalter an, der einen dafür charakteristischen Auslösehebel aufweist für einen Schalterauslöser oder für das bistabile Stellelement. Dieser Auslösehebel kann mindestens einmal abgebogen sein, vorteilhaft rechtwinklig, so dass er mit seinem freien Ende in eine Richtung steht, die parallel ist zu einer Richtung der Verstellmittel bzw. des Stellelements. Somit erfolgt eine möglichst gute Betätigung des Schalters.
  • Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich alleine oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne Abschnitte und Zwischen-Überschriften beschränken die unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.
    • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
    • Fig. 1
    einen Teilschnitt durch eine erfindungsgemäße Ventilanordnung als Baueinheit mit geöffnetem Ventilverschluss,
    Fig. 2
    die Darstellung der Ventilanordnung gemäß Fig. 1 mit geschlossenem Ventilverschluss,
    Fig. 3
    eine sehr schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Gasbackofens mit einer Ventilanordnung entsprechend Fig. 1,
    Fig. 4
    einen Vergleich der Betriebsweisen einer konventionellen Ventilanordnung mit proportionaler Verstellung des Ventilverschlusses zu einer erfindungsgemäßen taktenden Betriebsweise,
    Fig. 5
    eine vergrößerte Seitenansicht auf das bistabile Stellelement in einer Stellung mit geöffnetem Ventilverschluss und
    Fig. 6
    das Stellelement aus Fig. 5 in einer Stellung mit geschlossenem Ventilverschluss.
    Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • In den Fig. 1 und 2 ist eine erfindungsgemäße Ventilanordnung 11 im Teilschnitt dargestellt. Deren Gehäuse weist ein oberes Gehäuseteil 12a und ein unteres Gehäuseteil 12b auf, wobei das Gehäuseteil 12b erkennbar im Wesentlichen aus einem Vollmaterial herausgearbeitet ist. Im Inneren des Gehäuses bzw. im unteren Gehäuseteil 12b ist ein Ventilverschluss 14 vorgesehen. Er weist einen bewegbaren Ventilstößel 15 auf, der im oberen Bereich einen Dichtring 16 aufweist, der an einer Bohrungswandung des Gehäuseteils 12b entlangläuft und sowohl abdichtende Funktion nach oben hat als auch für eine Zentrierung des Ventilstößels 15 sorgt. Unterhalb einer Unterseite des Ventilstößels 15 ist ein Ventilsitz 18 vorgesehen, der aus dem unteren Gehäuseteil 12b herausgearbeitet ist. Ein Vergleich mit der Fig. 2 zeigt, dass in Fig. 1 der Ventilverschluss geöffnet ist, weil der Ventilstößel 15 vom Ventilsitz 18 nach oben abgehoben ist. In Fig. 2 ist der Ventilverschluss 14 geschlossen, und der Ventilstößel 15 liegt mit seiner Unterseite dichtend am Ventilsitz 18 an. Gegen die Unterseite des Ventilstößels 15 wirkt eine mittig angeordnete Ventilfeder 20. Sie drückt den Ventilstößel 15 nach oben in eine Stellung, in der der Ventilverschluss 14 geöffnet sein soll.
  • Am unteren Gehäuseteil 12b ist ein nicht dargestellter Gaseinlass vorgesehen, vorteilhaft mit einem direkt daran angeordneten Absperrventil. Ein Gasauslass 23 führt heraus, der das durchgelassene Gas zu dem Gasbrenner führt, siehe die spätere Beschreibung zu Fig. 3 mit dem Gaseinlass 22.
  • Oben außen ist an dem unteren Gehäuseteil 12b ein elektrischer Schalter 25 angebracht, vorteilhaft ausgebildet als ein sogenannter Mikroschalter. An seiner Oberseite ist ein Auslösehebel 26 vorgesehen, der in seinem Längsverlauf winklig abgebogen ist, insbesondere rechtwinklig. Mit dem in Fig. 1 linken Ende ist er gelenkig am elektrischen Schalter 25 gelagert, während das andere freie Ende nach oben absteht. Gegenüberliegend von diesem elektrischen Schalter 25 ist im oberen Gehäuseteil 12a ein zweiter Schalter 28 dargestellt, der für weitere Schaltfunktionen dienen kann, beispielsweise zur Bestromung eines Zündtrafos um bei Eindrücken des Bedienknebels des Thermostats den Gasbrenner in der Muffel zu zünden.
  • Oberhalb des Ventilverschlusses 14 ist ein bistabiles Stellelement 30 vorgesehen, welches als oben beschriebenes Schnappelement ausgebildet ist bzw. eine Schnappfunktion aufweist. Ebenso ist auch ein Aufbau durch miteinander verspannte Blechteile oder durch andere bistabile Schnappelemente möglich, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind. Ein oberes Stellelementbein 31 liegt mit seinem linken freien Ende 32 am Auslösehebel 26 an. Es betätigt also den ersten Schalter 25. Das rechte Ende des oberen Stellelementbeins 31 ist in einem Verbindungsbereich 34 mit dem unteren Stellelementbein 36 verbunden bzw. liegt an diesem an. Das linke freie Ende 37 des unteren Stellelementbeins 36 wiederum liegt an einem Vorsprung des oberen Gehäuseteils 12a an. Zwischen den beiden Stellelementbeinen 31 und 36 verläuft eine gespannte Stellelementfeder 39, die für den genannten Schnappeffekt sorgt.
  • Beide Stellelementbeine 31 und 36 sind bewegbar bzw. schwenkbar. Das obere Stellelementbein 31 ist um einen Punkt D1 in seinem rechten Endbereich schwenkbar, also eigentlich im Verbindungsbereich 34. Das untere Stellelementbein 36 ist um einen Punkt D2 in seinem linken Endbereich schwenkbar, also nahe dem freien Ende 37.
  • Am oberen Gehäuseteil 12a sind Dreh-Verstellmittel 41 vorgesehen mit einer Drehachse 42, die in einem Gewinde 43 des Gehäuseteils 12a gelagert ist. Wird die Drehachse 42 gedreht, beispielsweise mittels eines am vorderen abgeflachten Ende aufgesetzten Knebels, so wird diese Drehung mittels des Gewindes 43 in eine lineare Bewegung in Längsrichtung der Drehachse 42 umgesetzt. Unterhalb des Gewindes 43 ist auf das untere Ende der Drehachse 42 ein flaches, dosenartiges Ausdehnungselement 45 angebracht, wie es aus der EP 962951 A2 oder der DE 102014216363 A1 . Von diesem geht eine dargestellte Leitung 46 auf bekannte Art und Weise ab zu einem etwas größeren Behälter als Temperaturfühler, wobei dieser Behälter und die Leitung 46 sowie das Ausdehnungselement 45 mit einem Arbeitsfluid, üblicherweise einem Öl bzw. Silikonöl, gefüllt sind. Dieses Öl dehnt sich bei Erwärmung aus und bewirkt, dass ein Auslösevorsprung 47 am unteren Ende des Ausdehnungselements 45 aufgrund der beginnenden Ausdehnung des Ausdehnungselements 45 bei sich ausdehnendem Arbeitsfluid nach unten bewegt wird. Der Auslösevorsprung 47 liegt am oberen Stellelementbein 31 an, und zwar eher im rechten Bereich bzw. nahe dem Verbindungsbereich 34. Dieser Auslösevorsprung 47 beinhaltet, wie aus dem vorgenannten Stand der Technik bekannt, eine vorgespannte Feder. Somit kann er bei Bedarf federnd nachgeben, um als Überdrückschutz das Schnappelement vor zu großen Kräften beim Zurückdrehen der Temperaturvorgabe durch den Benutzer bei gleichzeitig heißem Temperaturfühler zu schützen.
  • Eine Komponente der Bewegung des Auslösevorsprungs 47 nach unten, also in Richtung auf das bistabile Stellelement 30 und den Ventilverschluss 14 zu, kommt von einer Drehung der Dreh-Verstellmittel 41, quasi als Temperaturvorgabe. Diese Bewegung erfolgt nur einmal durch eine Bedienperson beim Einschalten bzw. Einstellen als Temperaturvorgabe. Dabei wäre bei dem Ausführungsbeispiel hier eine Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn umgesetzt in eine Bewegung des Auslösevorsprungs 47 nach oben, also eine Bewegung weg von Stellelement 30 und Ventilverschluss 14. Damit dann der Ventilverschluss 14 dennoch geschlossen wird, muss sich das Ausdehnungselement 45 mehr ausdehnen, um den Auslösevorsprung 47 so weit zu bewegen, dass er das bistabile Stellelement 30 durch Drücken nach unten auslöst. Dies bedeutet, dass sich das darin enthaltene Arbeitsfluid stärker ausdehnen muss, also eine höhere Temperatur im Gasbackofen erreicht werden muss. Erst dann drückt der Auslösevorsprung 47 so weit auf das bistabile Stellelement 30 bzw. dessen oberes Stellelementbein 31, bis dieses aufgrund der Stellelementfeder 39 umschnappt und sich beide Stellelementbeine 31 und 36 nach unten bewegen.
  • Die Funktion des Stellelements 30 ist aus den Fig. 5 und 6 gut zu erkennen. Das obere Stellelementbein 31 ist um den rechten Drehpunkt D1 drehbar mit einer Art Schneidenlagerung. Am linken freien Ende 32 ist die Stellelementfeder 39 eingehängt, und zwar hier an dem Punkt P1. Das untere Stellelementbein 36 ist mit seinem linken Ende 37 um einen Drehpunkt D2 drehbar gelagert, wiederum mit einer Art Schneidenlagerung. Vom rechten Mittelbereich steht ein Abschnitt nach oben, wobei an dem Punkt P2 das rechte Ende der Stellelementfeder 39 eingehängt ist. Die Drehpunkte D1 und D2 sind unveränderbar. Sie sind verbunden durch eine gestrichelt dargestellte Verbindungslinie.
  • Das obere Stellelementbein 31 liegt an der Unterseite des Auslösevorsprungs 47 an als erster Anschlagpunkt A1. Dies ist immer der Fall, insbesondere weil die Kraft der Stellelementfeder 39 das obere Stellelementbein 31 stets mit dem Moment M1 um den Drehpunkt D1 im Uhrzeigersinn nach oben zu drücken versucht. In der in Fig. 5 dargestellten Stellung weist eine strichpunktiert dargestellte Verbindungslinie zwischen P1 und Punkt P2 über den Drehpunkt D2 des unteren Stellelementbeins 36. Somit wird dieses in dieser Stellung mit dem Moment M2 um den Drehpunkt D2 im Uhrzeigersinn nach unten gedrückt.
  • Bewegt sich nun der Auslösevorsprung 47 nach unten, entweder durch Drehen an der Drehachse 42 oder durch Ausdehnung des Ausdehnungselements 45 aufgrund Erwärmung in einer Gasbackofenmuffel, so bleibt hier der Anschlagpunkt A1 zwar erhalten, bewegt sich aber nach unten. Dies dreht das obere Stellelementbein 31 um den Drehpunkt D1 entgegen dem Uhrzeigersinn. Vor allem aber bewegt sich dabei der Punkt P2 durch dieses Drehen des oberen Stellelementbeins 31 nach unten. Sobald die strichpunktiert dargestellte Verbindungslinie zwischen den Punkten P1 und P2 sich soweit bewegt bzw. verdreht hat, dass sie unter den Drehpunkt D2 weist, zieht die Kraft der Stellelementfeder 39 das untere Stellelementbein 36 nach unten um den Drehpunkt D2 herum bzw. dreht es im Uhrzeigersinn. Das in Fig. 5 eingezeichnete Drehmoment M2 hat sich dabei umgedreht. Dadurch drückt in der entsprechenden Fig. 6 das untere Stellelementbein 36 gegen den Ventilstößelvorsprung 17, und somit ist der Anschlagpunkt A2 für das untere Stellelementbein 36 dann am Ventilstößelvorsprung 17. Das untere Stellelementbein 36 drückt den Ventilstößelvorsprung 17 gegen die Kraft der Ventilfeder 20 nach unten, und zwar soweit bis der Ventilstößel 15 mit seiner Unterseite am Ventilsitz 18 gegen die Kraft der Ventilfeder 20 anliegt. Der Ventilverschluss 14 ist dann dicht verschlossen bzw. lässt kein Gas mehr durch. Solange das obere Stellelementbein 31 in der hier dargestellten Position ist, heruntergedrückt durch den Auslösevorsprung 47, die Stellelementfeder 39 aber weiterhin das Drehmoment M1 entsprechend Fig. 5 ausübt, liegt das obere Stellelementbein 31 stets am Anschlagpunkt A1 am Auslösevorsprung 47 an. Somit ist das eigentlich bistabile Element des Stelleelements 30 das untere Stellelementbein 36. Erst wenn sich der Auslösevorsprung 47 aufgrund des fehlenden Gasflusses und somit einer Abkühlung oder einer Drehung an der Drehachse 42 wieder nach oben bewegt und damit eine Drehung des oberen Stellelementbeins 31 im Uhrzeigersinn bewirkt, und zwar solange, bis die strichpunktiert dargestellte Verbindungslinie zwischen den Punkten P1 und P2 wieder über den Punkt D2 weist schnappt das untere Stellelementbein 36 durch die Kraft der Stellelementfeder 39 entgegen dem Uhrzeigersinn um den Drehpunkt D2 wieder in eine im Prinzip der Fig. 5 ähnliche Stellung. Dann ist sein Anschlagpunkt A2 nicht mehr die Oberseite des Ventilstößelvorsprungs 17, sondern wieder am oberen Stellelementbein 31 nahe dessen freiem Ende 33 bzw. im Verbindungsbereich 34.
  • Durch das vorgeschriebene Umschlagen bzw. Umschnappen samt der jeweiligen Dauer bis zum Umschnappen des unteren Stellelementbeins 36 bzw. des gesamten bistabilen Stellelements 30 mit jeweils geöffnetem oder vollständig geschlossenem Ventilverschluss wird das zuvor beschriebene Takten mit dem Gasfluss entsprechend Fig. 4 bewirkt.
  • Bei der Bewegung des Stellelementbeins 31 nach unten betätigt dieses über den Auslösehebel 26 den elektrischen Schalter 25 bzw. bringt diesen vom ersten Schaltzustand in den zweiten Schaltzustand, öffnet ihn also beispielsweise. Der Ventilverschluss 14 wird durch die schlagartige Bewegung des unteren Stellelementbeins 36 nach unten vom geöffneten Zustand in den geschlossenen Zustand gebracht bzw. wird geschlossen. Dieser geschlossene Zustand ist in der Fig. 2 im Vergleich dargestellt. Dort ist auch zu ersehen, dass das untere Stellelementbein 36 um einen an seinem linken Ende gelegenen Drehpunkt D2 im Uhrzeigersinn etwas nach unten gedreht worden ist und durch diese Bewegung nach unten den über den Ventilstößelvorsprung 17an ihm anliegenden Ventilstößel 15 so weit nach unten gedrückt hat, dass der Ventilverschluss 14 geschlossen ist. Es fließt also kein Gas mehr hindurch.
  • Im Betrieb des Gasbackofens bei geschlossenem Ventilverschluss ist nun der Gasbrenner nicht mehr mit der vollen Leistung versorgt, wie es im Zustand gemäß der Fig. 1 der Fall ist. Er wird nur noch über einen in den Figuren nicht dargestellten Bypass-Gaskanal im unteren Gehäuseteil 12b, der an dem Ventilverschluss 14 vorbeigeführt ist zum Gasauslass 23, betrieben, und zwar mit einer Leistung bzw. einem zugeführten Gasvolumen, die in etwa die minimal mögliche stabile Verbrennung bewirkt. Bypass-Gaskanäle, beispielsweise in Form einer einstellbaren Bypass-Schraube, sind aus dem Stand der Technik bekannt. In diesem Zustand erzeugt der Gasbrenner quasi keine nennenswerte Leistung, so dass sich das Innere des Gasbackofens wieder abkühlt und damit auch das Arbeitsfluid der Verstellmittel bzw. des Ausdehnungselements 45. Es zieht sich also zusammen, wodurch sich das Ausdehnungselement 45 samt Auslösevorsprung 47 wieder nach oben bewegt. Ab einem bestimmten Punkt drückt die Ventilfeder 20 den Ventilstößel 15 nach oben und somit auch das Stellelement 30, bis es wieder über den Umschlagpunkt bewegt ist und sozusagen zurückschnappt. Dann ist der Ventilverschluss 14 wieder geöffnet entsprechend Fig. 1 und der Schalter 25 erreicht den ersten Schaltzustand bzw. ist geschlossen.
  • In Fig. 3 ist sehr schematisch ein erfindungsgemäßer Gasbackofen 50 dargestellt. Erweist eine Muffel 51 und darin einen Gasbrenner 53 auf. Der Gasbrenner 53 wird über eine Gasleitung vom Gasauslass 23 versorgt. Die Ventilanordnung 11 wird über einen an der Vorderseite des Gasbackofens 50 angebrachten Knebel 44 eingestellt als Temperaturvorgabe. Ein Gaseinlass 22 in die Ventilanordnung 11 ist vorgesehen und vorteilhaft eine zugeführte Gaszuleitung. Von der Ventilanordnung 11 geht die Leitung 46 ab zu einem Temperaturfühler 46' in der Muffel 51.
  • Von dem Schalter 25 der Ventilanordnung 11 geht ein Kabel zu einer Leuchtanzeige 55 an der Vorderfront des Gasbackofens 50, die hier leuchtend dargestellt ist. Derartige Leuchtanzeigen als Betriebsanzeige für einen momentanen Heizbetrieb sind aus dem Stand der Technik bekannt.
  • Anhand des durchgezogen dargestellten Verlaufs für die Temperatur und gestrichelt dargestellten Verlaufs für Leistung über der Zeit entsprechend der Fig. 4 ist zu erkennen, wie bei einem kontinuierlich regelbaren Gasventil aus dem Stand der Technik gemäß dem oberen Diagramm zuerst eine relativ große Leistung erzeugt wird. Die steigt quasi sprungartig auf den Maximalwert Pmax an, worauf eine schnelle Temperaturerhöhung in Richtung einer gewünschten Temperatur als Dauertemperatur erfolgt. Nach einer gewissen Zeit wird aufgrund der ansteigenden Temperatur die Gaszufuhr gedrosselt, aber nicht nahezu vollständig abgesperrt, so dass die Leistung ähnlich schnell wieder abfällt auf einen dauerhaft geringen Wert, der für höhere Temperaturen, wie beispielsweise 250°C, noch deutlich über der vorgenannten Bypass-Leistung PBy liegt.
  • Bei der Erfindung gemäß dem unteren Diagramm wird zu Beginn des Heizbetriebs der Ventilverschluss sofort voll geöffnet, so dass sofort die volle gestrichelt dargestellte Leistung mit dem Maximalwert Pmax erzeugt wird. Diese führt zu einem schnellen Temperaturanstieg mit etwa konstanter Steigung. Durch das Schließen des Schalters 25 ist die optische Betriebsanzeige als Leuchtanzeige 55 am Gasbackofen 11 eingeschaltet, in Fig. 4 symbolisiert durch das Lampenzeichen. Bei dieser Temperatur schalten die Temperatur-Verstellmittel mit dem Ausdehnungselement 45 sozusagen die Gaszufuhr ab, so dass die Leistungserzeugung maximal stark abfällt, da der Gasbrenner dann ja nur noch mit der Bypass-Leistung PBy betrieben wird. In entsprechender Form fällt auch die Temperatur etwas ab. Die erfindungsgemäße Ventilanordnung 11 als Gasthermostat schaltet die Leistung erst bei Erreichen der vorgegebenen Temperatur, dann aber sprungartig zurück. Sie führt also, im Gegensatz zum Stand der Technik, keine stetige Leistungsreduktion durch. Dadurch wird die Temperatur nahe der gewünschten Temperatur erkennbar schneller erreicht als bei dem oben dargestellten Verfahren aus dem Stand der Technik, siehe die Zeitdifferenz Δt.
  • Nach einer bestimmten Zeit wird das bistabile Stellelement 30 durch das Abfallen der Temperatur am Temperaturfühler 46' wiederum ausgelöst und schaltet sozusagen die Heizung wieder schlagartig ein durch Öffnen des Ventilverschlusses und Einschalten der Leuchtanzeige als Zeichen für einen Benutzer. Dies geht dann immer so weiter und führt zu einer etwas größeren Schwankungsbreite der Temperatur im Vergleich zu der eher konstanten dauerhaften Temperatur gemäß dem Stand der Technik. Eine mittlere Temperatur kann jedoch genauso gut gehalten werden durch das Takten des Gasbrenners, wobei nun eben zusätzlich noch die Möglichkeit gegeben ist, jeden aktiven Betriebstakt des Gasbrenners durch die optische Leuchtanzeige darzustellen.

Claims (13)

  1. Ventilanordnung (11) mit:
    - einem Gehäuse (12a, 12b),
    - einem Ventilverschluss (14) mit einem bewegbaren Ventilstößel (15) und mit einem Ventilsitz (18),
    - einem Gaseinlass (22) und einem Gasauslass (23), wobei der Ventilverschluss und der Ventilsitz zwischen Gaseinlass und Gasauslass angeordnet sind,
    - einem elektrischen Schalter (25), der einen ersten Schaltzustand und einen zweiten Schaltzustand aufweist,
    - einem bistabilen Stellelement (30), wobei das Stellelement auf den Ventilverschluss (14) und auf den elektrischen Schalter wirkt und zwei Positionen aufweist, wobei
    + in einer ersten Position des Stellelements (30) der Ventilverschluss (14) geöffnet ist und der elektrische Schalter (25) den ersten Schaltzustand aufweist,
    + in einer zweiten Position des Stellelements (30) der Ventilverschluss (14) geschlossen ist und der elektrische Schalter (25) den zweiten Schaltzustand aufweist,
    - Verstellmitteln (41), wobei die Verstellmittel mechanisch auf das Stellelement (30) zu oder von diesem weg bewegbar sind,
    - Temperatur-Verstellmitteln (45, 46, 47), die ein Ausdehnungselement (45) aufweisen, das eine Bewegungsrichtung auf das Stellelement (30) zu und davon weg aufweist, wobei das Ausdehnungselement mit einem Arbeitsfluid gefüllt ist, das durch eine Temperaturänderung eine Volumenänderung erfährt und sich entsprechend ausdehnt oder zusammenzieht,
    wobei das Verstellmittel (41) und das Temperatur-Verstellmittel (45, 46, 47) gemeinsam auf das Stellelement (30) wirken.
  2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bewegungsrichtung der Verstellmittel (41) auf das Stellelement (30) zu oder von diesem weg parallel ist zu der Bewegungsrichtung des Ventilstößels (15), wobei vorzugsweise die Bewegungsrichtungen auf einer Linie liegen.
  3. Ventilanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement (30) zwischen einerseits dem Ventilstößel (15) und andererseits den Verstellmitteln (41) sowie dem Ausdehnungselement (45) angeordnet ist.
  4. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellmittel als Dreh-Verstellmittel (41) ausgebildet sind, vorzugsweise mit einem Gewinde (43) zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine lineare Bewegung.
  5. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellmittel (41) und das Ausdehnungselement (45) eine Baueinheit bilden, wobei vorzugsweise das Ausdehnungselement (45) nahe einem freien Endbereich der Verstellmittel (41) hin zu dem Stellelement (30) vorgesehen ist.
  6. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilanordnung (11) eine Baueinheit ist bzw. bildet.
  7. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das bistabile Stellelement (30) zwei gegeneinander bewegbare Stellelementbeine (31, 36) aufweist, wobei ein unteres Stellelementbein (36) an dem Ventilstößel (15) anliegt und auf diesen wirkt und ein oberes Stellelementbein (31) an dem elektrischen Schalter (25) anliegt und auf diesen wirkt, wobei die beiden Stellelementbeine (31, 36) in einem Endbereich (34) miteinander gelenkig verbunden sind bzw. aneinander anliegen, wobei insbesondere das obere Stellelementbein (31) mit dem anderen freien Ende (32) auf den elektrischen Schalter (25) wirkt.
  8. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das bistabile Stellelement (30) ein Schnappelement ist bzw. eine Schnappfunktion aufweist, vorzugsweise mit einer gespannten Feder (39), um die Schnappfunktion zu bewirken.
  9. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Schalter (25) an einer Außenseite des Gehäuses (12a, 12b) angeordnet ist.
  10. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Schalter (25) ein Mikroschalter ist mit einem Auslösehebel (26) für einen Schalterauslöser oder für das Stellelement (30), wobei vorzugsweise der Auslösehebel mindestens einmal rechtwinklig abgebogen ist und mit seinem freien Ende in eine Richtung steht, die parallel ist zur Bewegungsrichtung der Verstellmittel (41) bzw. des Stellelements (30).
  11. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei geschlossenem Ventilverschluss (14) ein Bypass-Gaskanal zwischen dem Gaseinlass (22) und dem Gasauslass (23) geöffnet ist, wobei vorzugsweise der Bypass-Gaskanal einen Querschnitt zwischen 2% und 15% eines Gasdurchlass-Querschnitts des Ventilverschlusses (14) aufweist.
  12. Verfahren zum Betrieb eines Gasbackofens (50) mit einer Ventilanordnung (11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Schalter (25) mit einer Betriebsanzeige des Gasbackofens, insbesondere einer optischen bzw. Leuchtanzeige (55), zu deren Ansteuerung verbunden ist, wobei die Betriebsanzeige eingeschaltet wird durch den Schalter (25) in seinem ersten Schaltzustand und ausgeschaltet wird durch den Schalter in seinem zweiten Schaltzustand.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass bei geschlossenem Ventilverschluss (14) durch einen Bypass-Gaskanal gemäß Anspruch 11 ein Gasbrenner (53) im Gasbackofen (50) mit Bypass-Leistung arbeitet bzw. brennt.
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