WO2011009793A1 - Betätigungsmechanismus einer gasventileinheit - Google Patents

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WO2011009793A1
WO2011009793A1 PCT/EP2010/060176 EP2010060176W WO2011009793A1 WO 2011009793 A1 WO2011009793 A1 WO 2011009793A1 EP 2010060176 W EP2010060176 W EP 2010060176W WO 2011009793 A1 WO2011009793 A1 WO 2011009793A1
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gas
open
valve unit
gas valve
valve
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PCT/EP2010/060176
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Jörn Naumann
Christophe Cadeau
Stéphane CLAUSS
Alexander Eisenberg
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BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH
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    • Y10T137/8708—Rotation of actuator arm about its pivot and its axis

Definitions

  • the invention relates to a gas valve unit for adjusting a gas burner of a gas appliance, in particular a gas cooking appliance, supplied gas volume flow, wherein the gas valve unit has at least two open-close valves.
  • Gas valve units of the type mentioned are described for example in the publications EP0818655A2 and WO2004063629A1.
  • the gas volume flow supplied to a gas burner of a gas cooking appliance can be controlled in several stages.
  • the gas volume flow in each stage has a reproducible size.
  • the flow cross-section of the gas valve unit as a whole - and thus the size of the gas volume flow - is adjusted by opening or closing certain open-close valves of the gas valve unit and thereby releasing or interrupting the gas flow through certain throttle openings.
  • the open-close valves are individually actuated electromagnetically.
  • each of the open-close valves is assigned its own solenoid, which opens or closes the open-close valve.
  • the control of the electromagnets by means of an electronic control unit.
  • This electronic control unit processes the signals generated by an operator of the gas cooking appliance by means of an electrical operating element and controls the electromagnets of the open-close valves accordingly.
  • the present invention has for its object to provide a simpler designed gas valve unit of the type mentioned.
  • This object is achieved in that the open-close valves by moving at least one magnetically active body, in particular a permanent magnet, relative to the open-close valves are actuated.
  • the magnetically active body is formed by a permanent magnet which is movable relative to the open-close valves.
  • a magnetically active body of a non-magnetic body of ferromagnetic material Permanent magnets are then provided in the region of the open-close valves whose magnetic attraction then - depending on the position of the magnetically active body - acts between the magnetically active body and the respective permanent magnet.
  • the actuation of the gas valve unit is effected by changing the position or the spatial orientation of a magnetically active body, in particular a permanent magnet, relative to the open-close valve to be actuated.
  • a magnetically active body in particular a permanent magnet
  • the term "permanent magnet” is used to represent other magnetically-active bodies: If the movement of the permanent magnet by an operator is done by hand, no electrical components are required to switch the open-close valves The electric motor is thereby controlled by an electronic control unit which makes it possible to actuate the same gas valve unit either mechanically by the operator or by means of an electric actuator
  • identical gas valve units can be used both with mechanical User interfaces, such as rotary knobs, as well as with electrical user interfaces, such as touch sensors combined.
  • Each on-off valve has a movable shut-off body, which rests against a valve seat when the open-close valve is closed and thereby closes an opening in the valve seat.
  • a movable shut-off body which rests against a valve seat when the open-close valve is closed and thereby closes an opening in the valve seat.
  • the valve seat is designed as a substantially flat surface.
  • the flat surface of the valve seat forms the sealing surface with respect to the shut-off body.
  • the valve seat may be formed as a molded seal, wherein the shut-off then on his Sealing surface is flat. The advantage of this variant is that the risk of damaging the sealing edge on the shut-off body is reduced.
  • each open-close valve has a spring which presses the shut-off body onto the valve seat when the on-off valve is closed.
  • the spring thus generates the closing force of the open-to-valve. It ensures that regardless of the installation position of the gas valve unit, e.g. even if a weight force of the shut-off counteracts the force of the spring, the on-off valves closes safely.
  • shut-off body To open the on-off valve of the shut-off body can be lifted by the force of the permanent magnet against the force of the spring of the valve seat. Each on-off valve can thus be actively opened by means of the permanent magnet.
  • the shut-off body is formed of a ferromagnetic material and is attracted to open the on-off valve of the permanent magnet. When the permanent magnet is moved away from the shut-off body, or when the permanent magnet is completely removed from the gas valve unit, each individual on-off valve closes automatically due to the force of the spring pushing the shut-off body against the valve seat.
  • each shut-off body is formed by a substantially cylindrical plunger.
  • the shut-off body has an annular sealing edge at its end facing the valve seat.
  • Each shut-off is guided axially movable in a valve body of the gas valve unit. Other directions of movement of the shut-off are not provided.
  • the gas valve unit has a plurality, preferably at least four, on-off valves.
  • the number of open-close valves affects the number of possible switching stages of the gas valve unit.
  • a particularly advantageous arrangement is provided when the shut-off of the individual open-close valves are arranged on a circular path about an axis of the gas valve unit and the shut-off body are movable parallel to this axis. This results in an annular arrangement in which the openings in the valve sealing plate are arranged on a circular path. The movement of the shut-off body is perpendicular to the plane of the valve sealing plate.
  • the position of the magnetically active body which is preferably designed as a permanent magnet, is variable relative to the shut-off body of the open-close valve.
  • the shut-off is attracted by the permanent magnet when the shut-off is located directly above the permanent magnet. In all other positions of the permanent magnet, the open-close valve is closed by means of the force acting on the shut-off force of the spring.
  • the at least one magnetically active body preferably designed by a permanent magnet
  • the open-close valves are designed such that, depending on the position of the magnetically active body, either no open-close valve or exactly open-close Valve or exactly two juxtaposed open-close valves are open.
  • the size of the permanent magnet and the possible positions of the permanent magnet are designed such that the permanent magnet can open at most two open-close valves simultaneously. This is the case when the permanent magnet is located substantially between the imaginary extension of two shut-off.
  • Exactly an open-close valve is opened when the permanent magnet is substantially exactly on the imaginary extension of a shut-off.
  • No on-off valve is open when the permanent magnet of each of the shut-off is so far-removed that the Magnetic force is insufficient to lift the shut-off against the force of the spring from the valve seat.
  • a particularly expedient embodiment of the invention provides that the at least one magnetically active body, preferably formed by a permanent magnet, is arranged on a component of the gas valve unit that is rotatable about the axis of the gas valve unit, wherein the axis is preferably formed by a switching shaft of the gas valve unit and wherein the rotatable Component is formed for example by a driver.
  • the permanent magnet By rotating the rotatable component, the permanent magnet is moved in a circular path.
  • the diameter of this circular path corresponds essentially to the diameter of the circular path in which the shut-off bodies are located. This means that upon rotation of the rotatable member, the permanent magnet is moved over the shut-off body.
  • a particularly simple arrangement provides that the rotatable component is rotatable by an operator by hand about the axis. For this, no electrical or electronic components are required.
  • the actuation of the gas valve unit is carried out solely by the manual force of the operator who moves the permanent magnet relative to the shut-off of the open-close valves.
  • the rotatable member is rotatable about the axis by means of an electric actuator.
  • an electric actuator is in particular an electric motor, for example, a stepping motor into consideration.
  • the actuator is controlled by an electronic control unit, for example, in response to the signals of an electrical user interface, or in response to automated functions, such as automatic power regulation or automatic shutdown.
  • FIG. 1 shows a schematic circuit arrangement of the gas valve unit with a first open on-off valve
  • FIG. 2 shows the schematic circuit arrangement with two open-close valves
  • Figure 3 shows the schematic circuit arrangement with the last open on-off valve
  • Figure 4 shows the schematic structure of the gas valve assembly with closed
  • Figure 5 shows the schematic structure with an open on-off valve
  • Figure 6 shows the schematic structure with the first two open on-Zu ⁇
  • FIG. 7 shows the schematic structure with the open on-off valve
  • FIG. 8 shows the schematic structure with the last opened open-close valve
  • FIG. 9 shows the schematic structure of a variant of the gas valve unit
  • FIG. 10 shows the gas valve unit in a perspective view obliquely from above
  • FIG. 11 shows a perspective view with regard to the open-close valves
  • FIG. 13 shows the perspective view with respect to a lower gas distribution plate
  • FIG. 15 shows a variant of the switching arrangement according to FIGS. 1-3 in completely closed state
  • 16 shows the variant of the switching arrangement in the fully opened state with an open on-off valve
  • 17 shows the variant of the switching arrangement in the fully opened state with two open on-off valves
  • FIG. 18 shows the variant of the switching arrangement in a partially opened state
  • FIG. 1 shows the switching arrangement of the gas valve unit according to the invention.
  • a gas inlet 1 with which the gas valve unit is connected for example to a main gas line of a gas cooking appliance.
  • At the gas inlet 1 is provided for combustion gas at a constant pressure, for example, 20 millibar or 50 millibar.
  • a gas outlet 2 of the gas valve unit a leading example, to a gas burner of the gas cooking appliance gas line is connected.
  • the gas inlet 1 is connected via a gas inlet space 9 of the gas valve unit with the input side of the present in the present embodiment, five open-to-valves 3 (3.1 to 3.5).
  • the gas inlet 1 is in each case connected to a specific section of a throttle section 5, into which the gas flows via the open on-off valve 3.
  • the throttle section 5 comprises an inlet section 7, into which the first open-close valve 3.1 opens.
  • the further open-close valves 3.2 to 3.5 respectively open into a connecting section 6 (6.1 to 6.4) of the throttle section 5.
  • the transition between the input section 7 and the first connecting section 6.1, and the transitions between two adjacent of the connecting sections 6.1 to 6.4 are respectively formed by a throttle 4 (4.1 to 4.5).
  • the last orifice 4.5 connects the last connection section 6.4 with the gas outlet 2.
  • the throttling points 4.1 to 4.5 have a series increasing opening cross-section.
  • the flow cross section of the last throttle point 4.5 may be chosen so large that the last throttle point 4.5 has virtually no throttle function.
  • the force for opening the respective on-off valve 3 is directly from the magnetic force of the permanent magnet 8 formed. This magnetic force opens the respective on-off valve 3 against a spring force.
  • FIG. 1 shows the schematic circuit arrangement in which the permanent magnet 8 is moved to the right in the drawing so that both the first open-close valve 3.1 and the second open-close valve 3.2 are open.
  • the gas flows from the gas inlet space 9 directly into the first connecting section 6.1 and from there via the throttling points 4.2 to 4.5 to the gas outlet 2.
  • the gas flowing to the gas outlet 2 bypasses due to the open on-off Valve 3.2 the first restriction 4.1.
  • the gas volume flow in the switching position of Figure 2 is therefore greater than the gas flow in the
  • FIG. 3 shows schematically the switching arrangement of the gas valve unit in the maximum open position.
  • the permanent magnet 8 is in its end position on the right side in the drawing.
  • the last open-close valve 3.5 is opened at this position of the permanent magnet 8.
  • This last restrictor 4.5 may have such a large flow cross-section that virtually no throttling of the gas flow occurs and the gas can flow through the gas valve unit virtually unthrottled.
  • FIGs 4 to 8 show schematically a structural design of a gas valve unit with a switching arrangement according to Figure 1 to 3. It can be seen a valve body 20 in which the gas inlet 1 of the gas valve unit is executed. Inside the valve body 20 is a gas inlet space 9 connected to the gas inlet 1. Shut-off bodies 10 of the open-close valves 3 are guided in the valve body 20, such that they can move up and down in the drawing. Each shut-off body 10 is biased by a spring 1 1 according to in the drawing below. By means of the force of the permanent magnet 8, each shut-off body 10 can be moved against the force of the spring 1 1 in the drawing above.
  • the springs 1 1 push the shut-off on a valve sealing plate 12, so that the shut-off body 10 in the valve sealing plate 12 existing openings 12a seal gas-tight.
  • a pressure plate 13 is arranged, with openings 13 a, which correspond to the openings 12 a in the valve sealing plate 12.
  • the openings 13a in the pressure plate 13 open into openings 14a in a first gas distribution plate 14.
  • a throttle plate 15 having a plurality of throttle openings 18.
  • Each of the throttle points 4.1 to 4.4 is formed by two throttle openings 18 ,
  • the two throttle openings 18 belonging to a throttle point 4.1 to 4.4 are connected to one another in each case by means of the openings 16a in a second gas distribution plate 16.
  • the openings 14a in the first gas distribution plate connect the adjacent throttle openings 18 of two adjacent throttle points 4.1 to 4.5.
  • the last orifice 4.5 consists of only one throttle opening 18, which opens via a corresponding opening 16a in the second gas distribution plate 16 in the gas outlet 2 of the gas valve unit.
  • the permanent magnet 8 is in an end position in which all open-close valves 3 are closed. The gas valve unit is thus closed overall.
  • the gas volume flow is equal to zero.
  • FIG. 5 shows the schematic structure of the gas valve unit with the first open-close valve 3.1 open.
  • the gas flows from the gas inlet 1 into the gas inlet space 9 and from there via the respective first opening of the valve sealing plate 12, the pressure plate 13 and the first gas distribution plate 14 to the throttle plate 15.
  • the gas flows through all the throttle openings 18 of the throttle plate 15 and all openings
  • FIG. 6 shows the schematic structure with open first open-close valve 3.1 and open second open-close valve 3.2.
  • the throttle openings 18 of the first throttling point 4.1 are bridged, so that the gas passes directly to the second throttle point 4.2 and on the way to the gas outlet 2, the further throttling points flows through 4.3 to 4.5.
  • the opened first open-close valve 3.1 the gas path via the first throttle point 4.1 is open. Au ground the same pressure level on both sides of the first throttle point 4.1 flows through the first throttle point 4.1 virtually no gas.
  • FIG. 7 shows the schematic structure with opened second on-off valve 3.2. All other open-close valves 3.1 and 3.3 to 3.5 are closed. The gas volume flow through the gas valve unit is virtually identical to the gas volume flow in the valve position according to FIG. 6.
  • the permanent magnet 8 and the components of the open-close valves 3 are matched to one another such that when the gas valve unit is open either exactly one open-close valve 3 or exactly two open-close valves 3 are opened.
  • both adjacent on-off valves 3 are always open for a short time. This ensures that a switchover does not lead to a brief interruption of the gas supply to a gas burner and thus to a flickering or extinction of the gas flames.
  • With the circuit described above is also ensured that during a switching operation also no short-term increase of the gas volume flow occurs. A flicker of the gas flame during a switching operation is thus reliably prevented.
  • FIG. 8 shows the schematic representation of the gas valve unit when only the last open-close valve 3.5 is open.
  • the gas flows from the gas inlet via the gas inlet space, the open on-off valve 3.5 and the last throttle opening 18 assigned to it to the gas outlet practically unhindered.
  • FIG. 9 shows the schematic structure of a variant of the gas valve unit.
  • the gas outlet 2 branches off directly from the first gas distribution plate 14.
  • the gas flows unthrottled via the gas inlet 1, the gas inlet space 9, the open-close valve 3.5, the last opening 12a in the valve sealing plate 12, the last opening 13a in the pressure plate 13 and the last opening 14a in the first gas distribution plate 14 to the gas outlet 2.
  • the last restriction point 4.5 (see FIGS. 4 to 8) is not present in the variant according to FIG.
  • FIG 10 an embodiment of the gas valve unit is shown in a perspective view obliquely from above.
  • a valve body 20 in which a switching shaft 21 of the gas valve unit is rotatably mounted.
  • a driver 22 is coupled, which transmits a rotational movement of the switching shaft 21 to a permanent magnet 8, which is thus performed during a rotational movement of the switching shaft 21 on a circular path.
  • a cover 27 forms a sliding surface for the permanent magnet 8 and establishes a defined distance between the permanent magnet 8 and the open-close valves 3.
  • the actuating lever 23 is coupled to the switching shaft such that upon an axial depression of the switching shaft, the actuating lever 23 extends out of the valve body 20. By pressing the switching shaft 21 so that the solenoid valve unit can be opened. Holes 24 are used to attach the solenoid valve unit to the valve body.
  • Figure 1 1 shows the view according to Figure 10, omitting the driver 22, the permanent magnet 8.
  • Figure 1 1 in particular the annularly arranged shut-off body 10 of the on-off valves 3.
  • Each of the shut-off body 10 is associated with a spring 1 1, which presses the shut-off body 10 according to in the drawing below.
  • one of the springs 1 1 is shown by way of example.
  • the gas valve unit is shown in a perspective view obliquely from below.
  • a closure plate 17 which compresses the remaining plates not shown in the figure, the valve sealing plate 12, the pressure plate 13, the first gas distribution plate 14, the throttle plate 15 and the second gas distribution plate 16.
  • the force required for this purpose is generated by means of a screw 25.
  • FIG. 13 shows the view according to FIG. 12 with the end plate 17 removed.
  • the second gas distribution plate 16 with the openings 16a can be seen here. Through these openings 16a are cutouts of the throttle plate 15 with the throttle openings 18 therein visible. It can also be seen that in each case two throttle openings 18 are connected via an opening 16a of the second gas distribution plate 16.
  • valve sealing plate 12 pressure plate 13, first gas distribution plate 14, throttle plate 15, second gas distribution plate 16, end plate 17.
  • the screw 25 presses the valve body 20 supporting plates 12, 13, 14, 15, 16, 17 to each other.
  • the plates 12, 13, 14, 15, 16, 17 are inserted individually into the valve body 20.
  • To convert the gas valve unit to another type of gas then, depending on the design, either only the throttle plate 15, or the entire package of plates 12, 13, 14, 15, 16, 17 must be replaced.
  • FIG. 15 shows a variant of the switching arrangement according to FIGS. 1 to 3.
  • the arrangement of the throttle section 5 with the throttle points 4 corresponds exactly to the arrangement
  • the arrangement of the gas inlet chamber 9, as well as the open-close valves 3 corresponds to the embodiment according to Figure 1 to 3.
  • the gas inlet 1 is located on the in the drawing right side of the gas inlet space 9.
  • the location of the gas inlet 1 with respect to the gas inlet space 9 and thus also the flow direction of the gas within the gas inlet space 9 are largely irrelevant to the function of the gas valve unit.
  • the gas flows, in the direction from left to right, analogously to the arrangement according to FIGS. 1 to 3.
  • the left in the drawing left throttle point 4.1 is referred to as the first throttle point.
  • the right in the drawing throttle point 4.5 is referred to as the last throttle point.
  • the left in the drawing on-off valve 3.1 referred to as the first on-off valve and the right in the drawing open-to-valve 3.5 as last on-off valve.
  • the permanent magnet 8 is right of the last on-off valve 3.5.
  • the permanent magnet 8 thus exerts a magnetic force on none of the on-off valves 3, so that consequently none of the on-off valves 3.1 to 3.5 is open.
  • the gas valve unit is completely closed and the connection between the gas inlet 1 and gas outlet 2 is completely blocked.
  • the permanent magnet 8 is moved to the left in the region of the last open-close valve 3.5.
  • This switching position in which the gas valve unit is opened to the maximum, is shown in FIG. 16.
  • the gas flows from the gas inlet 1 via the open last open-close valve 3.5 and the last throttle point 4.5 directly to the gas outlet 2.
  • the last throttle point 4.5 may have such a large opening cross-section that virtually no throttling of the gas flow. In this case, the gas flows through the gas valve unit virtually unhindered.
  • FIG. 17 shows an intermediate position of the permanent magnet 8 in which these two open-close valves 3.4 and 3.5 opens.
  • the gas volume flow to the gas outlet 2 is practically identical to the gas volume flow in the switching position according to FIG. 16.
  • the permanent magnet opens exclusively the open-close valve 3.4.
  • the gas flow leads both through the throttle point 4.4 and through the throttle point 4.5.
  • the opening cross section of the throttle point 4.4 is smaller than the opening cross section of the throttle point 4.5, so that the gas flow is somewhat throttled.
  • FIG. 19 shows the gas valve unit in a minimal open position, in which only the open-close valve 3.1 is open. On the way to the gas outlet 2, the gas flows through all throttles 4.1 to 4.5.
  • the throttle bodies 4 have, in
  • Throttle 4.1 determined that has the smallest opening area. The gas volume flow also influencing flow resistance through the rest
  • Throttle 4.2 to 4.5 is taken into account in the design of the opening cross-sections.
  • the gas valve unit is immediately in the maximally open position when it is actuated starting from its closed position. This has the positive effect that fill the gas valve unit downstream gas-carrying lines and gas burners very fast with gas. In addition, an ignition of the gas burner can take place immediately after opening the gas valve unit at maximum gas volume flow, whereby the ignition process is facilitated.

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Abstract

Gegenstand der Erfindung ist eine Gasventileinheit zum Einstellen eines einem Gasbrenner eines Gasgeräts, insbesondere eines Gaskochgeräts, zugeführten Gasvolumenstroms, wobei die Gasventileinheit mindestens zwei Auf-Zu-Ventile aufweist. Erfindungsgemäß sind die Auf-Zu-Ventile durch Bewegen mindestens eines magnetisch wirksamen Körpers, insbesondere eines Permanentmagnets, relativ zu den Auf-Zu-Ventilen betätigbar. Zur Betätigung des Auf-Zu-Ventils ist die Position des vorzugsweise als Permanentmagnet ausgeführten magnetisch wirksamen Körpers relativ zu dem Absperrkörper des Auf-Zu-Ventils veränderbar.

Description

Betätigungsmechanismus einer Gasventileinheit
Die Erfindung betrifft eine Gasventileinheit zum Einstellen eines einem Gasbrenner eines Gasgeräts, insbesondere eines Gaskochgeräts, zugeführten Gasvolumenstroms, wobei die Gasventileinheit mindestens zwei Auf-Zu-Ventile aufweist.
Gasventileinheiten der genannten Art sind beispielsweise in den Druckschriften EP0818655A2 und WO2004063629A1 beschrieben. Mit derartigen Gasventileinheiten kann der einem Gasbrenner eines Gaskochgeräts zugeführte Gasvolumenstrom in mehreren Stufen gesteuert werden. Dabei besitzt der Gasvolumenstrom in jeder Stufe eine reproduzierbare Größe. Der Durchflussquerschnitt der Gasventileinheit insgesamt - und damit die Größe des Gasvolumenstroms - wird eingestellt, indem bestimmte Auf-ZuVentile der Gasventileinheit geöffnet bzw. geschlossen werden und dadurch der Gasfluss durch bestimmte Drosselöffnungen freigegeben bzw. unterbrochen wird.
Bei den bekannten gattungsgemäßen Gasventileinheiten werden die Auf-Zu-Ventile einzeln elektromagnetisch betätigt. Hierzu ist jedem der Auf-Zu-Ventile ein eigener Elektromagnet zugeordnet, der das Auf-Zu-Ventil öffnet bzw. schließt. Die Ansteuerung der Elektromagnete erfolgt mittels einer elektronischen Steuereinheit. Diese elektronische Steuereinheit verarbeitet die von einer Bedienperson des Gaskochgerätes mittels eines elektrischen Bedienelements erzeugten Signale und steuert die Elektromagnete der Auf- Zu-Ventile entsprechend an.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfacher gestaltete Gasventileinheit der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Auf-Zu-Ventile durch Bewegen mindestens eines magnetisch wirksamen Körpers, insbesondere eines Permanentmagnets, relativ zu den Auf-Zu-Ventilen betätigbar sind.
In der bevorzugten Ausführungsform ist der magnetisch wirksame Körper von einem Permanentmagnet gebildet, der relativ zu den Auf-Zu-Ventilen bewegbar ist. Gemäß einer anderen Ausführungsform ist es ebenfalls möglich, als magnetisch wirksamen Körper einen selbst nicht magnetischen Körper aus ferromagnetischem Material vorzusehen. Permanentmagnete sind dann im Bereich der Auf-Zu-Ventile vorgesehen, deren magnetische Anziehungskraft dann - abhängig von der Position des magnetisch wirksamen Körpers - zwischen dem magnetisch wirksamen Körper und dem jeweiligen Permanentmagnet wirkt.
Die Betätigung der Gasventileinheit erfolgt, indem die Lage oder die räumliche Ausrichtung eines magnetisch wirksamen Körpers, insbesondere eines Permanentmagnets, relativ zu dem zu betätigenden Auf-Zu-Ventil verändert wird. Im Folgenden steht der Begriff „Permanentmagnet" stellvertretend auch für andere magnetisch wirksame Körper. Wenn die Bewegung des Permanentmagnets durch eine Bedienperson von Hand erfolgt, sind zum Schalten der Auf-Zu-Ventile keine elektrischen Komponenten erforderlich. Alternativ kann der Permanentmagnet auch mittels eines beliebigen Stellglieds, beispielsweise eines Elektromotors, bewegt werden. Der Elektromotor wird dabei von einer elektronischen Steuereinheit angesteuert. Dies ermöglicht es, dieselbe Gasventileinheit wahlweise mechanisch durch die Bedienperson, oder mittels eines elektrischen Stellglieds zu betätigen. Bei der Herstellung von Kochgeräten können baugleiche Gasventileinheiten sowohl mit mechanischen Benutzerschnittstellen, beispielsweise Drehknebeln, als auch mit elektrischen Benutzerschnittstellen, beispielsweise Touch-Sensoren, kombiniert werden.
Jedes Auf-Zu-Ventil weist einen bewegbaren Absperrkörper auf, der bei geschlossenem Auf-Zu-Ventil an einem Ventilsitz anliegt und dadurch eine Öffnung im Ventilsitz verschließt. Bei geöffnetem Auf-Zu-Ventil wird die Öffnung im Ventilsitz von Gas durchströmt. Dieser Gasfluss wird unterbrochen, wenn der Absperrkörper des jeweiligen Auf-Zu-Ventils an dem Ventilsitz anliegt.
Bevorzugt ist der Ventilsitz als im Wesentlichen ebene Fläche ausgeführt. Die ebene Fläche des Ventilsitzes bildet die Dichtfläche gegenüber dem Absperrkörper. Zur Herstellung des Ventilsitzes an sich sind damit keine mechanischen Bearbeitungsschritte erforderlich, wenn zur Herstellung des Ventilsitzes ein Plattenmaterial verwendet wird. In die ebene Fläche müssen dann nur die Öffnungen eingearbeitet werden. Alternativ kann der Ventilsitz als Formdichtung ausgebildet sein, wobei der Absperrkörper dann an seiner Dichtfläche plan ausgebildet ist. Der Vorteil dieser Variante ist, dass die Gefahr einer Beschädigung der Dichtkante am Absperrkörper verringert ist.
Mit besonderem Vorteil sind die Ventilsitze der mindestens zwei Auf-Zu-Ventile von einem gemeinsamen Bauteil gebildet. Dieses gemeinsame Bauteil kann als Ventildichtplatte ausgeführt sein und besitzt für jedes Auf-Zu-Ventil eine Öffnung und einen der Öffnung zugeordneten Ventilsitz. Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung weist jedes Auf-Zu-Ventil eine Feder auf, die bei geschlossenem Auf-Zu-Ventil den Absperrkörper auf den Ventilsitz drückt. Die Feder erzeugt somit die Schließkraft des Auf- Zu-Ventils. Sie stellt sicher, dass unabhängig von der Einbaulage der Gasventileinheit, z.B. auch dann, wenn eine Gewichtskraft des Absperrkörpers der Kraft der Feder entgegen wirkt, das Auf-Zu-Ventile sicher schließt.
Zum Öffnen des Auf-Zu-Ventils ist der Absperrkörper mittels der Kraft des Permanentmagnets entgegen der Kraft der Feder von dem Ventilsitz abhebbar. Jedes Auf-Zu-Ventil kann somit mittels des Permanentmagnets aktiv geöffnet werden. Der Absperrkörper ist aus einem ferromagnetischen Material ausgebildet und wird zum Öffnen des Auf-Zu-Ventils von dem Permanentmagnet angezogen. Wenn der Permanentmagnet von dem Absperrkörper weg bewegt wird, oder wenn der Permanentmagnet vollständig von der Gasventileinheit entfernt wird, schließt jedes einzelne Auf-Zu-Ventil infolge der Kraft der Feder, die den Absperrkörper auf den Ventilsitz drückt, automatisch.
Ebenfalls möglich ist es, den Absperrkörper des Auf-Zu-Ventils als Permanentmagnet auszuführen. Die Betätigung kann dann dadurch erfolgen, dass ein nicht-magnetischer ferromagnetischer Körper relativ zum Absperrkörper bewegt wird. Alternativ können auch sowohl der Absperrkörper als auch der relativ zu dem Absperrkörper bewegbare Körper als Permanentmagnet ausgeführt sein. In diesem Fall kann wahlweise die Anziehungskraft oder die Abstoßkraft der Permanentmagnete zur Betätigung der Auf-ZuVentile genutzt werden. Bevorzugt ist jeder Absperrkörper von einem im Wesentlichen zylindrischen Stößel gebildet. Der Absperrkörper weist an seinem dem Ventilsitz zugewandten Ende eine ringförmige Dichtkante auf. Jeder Absperrkörper ist in einem Ventilkörper der Gasventileinheit axial bewegbar geführt. Andere Bewegungsrichtungen des Absperrkörpers sind nicht vorgesehen.
Vorteilhafterweise weist die Gasventileinheit mehrere, vorzugsweise mindestens vier Auf- Zu-Ventile auf. Die Anzahl der Auf-Zu-Ventile beeinflusst die Anzahl der möglichen Schaltstufen der Gasventileinheit.
Eine besonders günstige Anordnung ist gegeben, wenn die Absperrkörper der einzelnen Auf-Zu-Ventile auf einer Kreisbahn um eine Achse der Gasventileinheit angeordnet sind und die Absperrkörper parallel zu dieser Achse bewegbar sind. Es entsteht hierdurch eine ringförmige Anordnung, bei der auch die Öffnungen in der Ventildichtplatte auf einer Kreisbahn angeordnet sind. Die Bewegung der Absperrkörper erfolgt senkrecht zu der Ebene der Ventildichtplatte.
Zur Betätigung des Auf-Zu-Ventils ist die Position des vorzugsweise als Permanentmagnet ausgeführten magnetisch wirksamen Körpers relativ zu dem Absperrkörper des Auf-Zu-Ventils veränderbar. Der Absperrkörper wird von dem Permanentmagnet angezogen, wenn sich der Absperrkörper direkt oberhalb des Permanentmagnets befindet. Bei allen übrigen Positionen des Permanentmagnets ist das Auf-Zu-Ventil mittels der auf den Absperrkörper wirkenden Kraft der Feder geschlossen.
Mit besonderem Vorteil sind der mindestens eine vorzugsweise von einem Permanentmagnet ausgeführte magnetisch wirksame Körper und die Auf-Zu-Ventile derart ausgeführt, dass -in Abhängigkeit von der Position des magnetisch wirksamen Körpers- entweder kein Auf-Zu-Ventil oder genau ein Auf-Zu-Ventil oder genau zwei nebeneinander angeordnete Auf-Zu-Ventile geöffnet sind. Die Größe des Permanentmagnets und die möglichen Positionen des Permanentmagnets sind derart ausgelegt, dass der Permanentmagnet höchstens zwei Auf-Zu-Ventile gleichzeitig öffnen kann. Dies ist dann der Fall, wenn sich der Permanentmagnet im Wesentlichen zwischen den gedachten Verlängerung zweier Absperrkörper befindet. Genau ein Auf-Zu-Ventil ist geöffnet, wenn sich der Permanentmagnet im Wesentlichen exakt auf der gedachten Verlängerung eines Absperrkörpers befindet. Kein Auf-Zu-Ventil ist geöffnet, wenn der Permanentmagnet von jedem der Absperrkörper derart weit -entfernt ist, dass die Magnetkraft nicht ausreicht, um den Absperrkörper entgegen der Kraft der Feder von dem Ventilsitz abzuheben.
Eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der mindestens eine vorzugsweise von einem Permanentmagnet gebildete magnetisch wirksame Körper an einem um die Achse der Gasventileinheit drehbaren Bauteil der Gasventileinheit angeordnet ist, wobei die Achse vorzugsweise von einer Schaltwelle der Gasventileinheit gebildet ist und wobei das drehbare Bauteil beispielsweise von einem Mitnehmer gebildet ist. Durch Drehen des drehbaren Bauteils wird der Permanentmagnet auf einer Kreisbahn bewegt. Der Durchmesser dieser Kreisbahn entspricht im Wesentlichen dem Durchmesser der Kreisbahn, in der sich die Absperrkörper befinden. Dies bedeutet, dass bei einem Drehen des drehbaren Bauteils der Permanentmagnet über die Absperrkörper hinweg bewegt wird.
Eine besonders einfache Anordnung sieht vor, dass das drehbare Bauteil durch eine Bedienperson von Hand um die Achse drehbar ist. Hiefür sind keinerlei elektrische oder elektronische Bauteile erforderlich. Die Betätigung der Gasventileinheit erfolgt ausschließlich durch die manuelle Kraft der Bedienperson, die den Permanentmagnet relativ zu den Absperrkörpern der Auf-Zu-Ventile bewegt. Ebenfalls ist es möglich, dass das drehbare Bauteil mittels eines elektrischen Stellglieds um die Achse drehbar ist. Als elektrisches Stellglied kommt insbesondere ein Elektromotor, beispielsweise ein Schrittmotor in Betracht. Das Stellglied wird dabei von einer elektronischen Steuereinheit angesteuert, beispielsweise in Abhängigkeit von den Signalen einer elektrischen Benutzerschnittstelle, oder in Abhängigkeit von automatisierten Funktionen, beispielsweise einer automatischen Leistungsregulierung oder einer Abschaltautomatik.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigt
Figur 1 eine schematische Schaltanordnung der Gasventileinheit mit einem ersten geöffneten Auf-Zu-Ventil, Figur 2 die schematische Schaltanordnung mit zwei geöffneten Auf-Zu-Ventilen,
Figur 3 die schematische Schaltanordnung mit dem letzten geöffneten Auf-ZuVentil, Figur 4 den schematischen Aufbau der Gasventilanordnung mit geschlossenen
Auf-Zu-Ventilen,
Figur 5 den schematischen Aufbau mit einem geöffneten Auf-Zu-Ventil, Figur 6 den schematischen Aufbau mit den ersten beiden geöffneten Auf-Zu¬
Ventilen,
Figur 7 den schematischen Aufbau mit dem geöffneten Auf-Zu-Ventil, Figur 8 den schematischen Aufbau mit dem letzten geöffneten Auf-Zu-Ventil,
Figur 9 den Schematischen Aufbau einer Variante der Gasventileinheit,
Figur 10 die Gasventileinheit in perspektivischer Ansicht schräg von oben,
Figur 11 die perspektivische Ansicht mit Blick auf die Auf-Zu-Ventile,
Figur 12 die Gasventileinheit in perspektivischer Ansicht schräg von unten. Figur 13 die perspektivische Ansicht mit Blick auf eine untere Gasverteilungsplatte,
Figur 14 eine Explosionsdarstellung der Gasventileinheit, schräg von unten,
Figur 15 eine Variante der Schaltanordnung gemäß Fig. 1-3 in vollständig geschlossenem Zustand,
Figur 16 die Variante der Schaltanordnung in vollständig geöffnetem Zustand mit einem geöffneten Auf-Zu-Ventil, Figur 17 die Variante der Schaltanordnung in vollständig geöffnetem Zustand mit zwei geöffneten Auf-Zu-Ventilen,
Figur 18 die Variante der Schaltanordnung in teilweise geöffnetem Zustand,
Figur 19 die Variante der Schaltanordnung in minimal geöffnetem Zustand.
Figur 1 zeigt die Schaltanordnung der erfindungsgemäßen Gasventileinheit. Zu erkennen ist ein Gaseingang 1 , mit dem die Gasventileinheit beispielsweise an eine Hauptgasleitung eines Gaskochgeräts angeschlossen ist. An dem Gaseingang 1 steht das zur Verbrennung vorgesehene Gas mit einem konstanten Druck, von beispielsweise 20 Millibar oder 50 Millibar an. An einen Gasausgang 2 der Gasventileinheit wird eine beispielsweise zu einem Gasbrenner des Gaskochgeräts führende Gasleitung angeschlossen. Der Gaseingang 1 ist über einen Gaseingangsraum 9 der Gasventileinheit mit der Eingangsseite der im vorliegenden Ausführungsbeispiel fünf Auf- Zu-Ventile 3 (3.1 bis 3.5) verbunden. Durch Öffnen der Auf-Zu-Ventile 3 ist der Gaseingang 1 jeweils mit einem bestimmten Abschnitt einer Drosselstrecke 5 verbunden, in den das Gas über das geöffnete Auf-Zu-Ventil 3 einströmt. Die Drosselstrecke 5 umfasst einen Eingangsabschnitt 7, in den das erste Auf-Zu-Ventil 3.1 mündet. Die weiteren Auf-Zu-Ventile 3.2 bis 3.5 münden jeweils in einen Verbindungsabschnitt 6 (6.1 bis 6.4) der Drosselstrecke 5. Der Übergang zwischen dem Eingangsabschnitt 7 und dem ersten Verbindungsabschnitt 6.1 , sowie die Übergänge zwischen zwei benachbarten der Verbindungsabschnitte 6.1 bis 6.4 ist jeweils von einer Drosselstelle 4 (4.1 bis 4.5) gebildet. Die letzte Drosselstelle 4.5 verbindet den letzten Verbindungsabschnitt 6.4 mit dem Gasausgang 2. Die Drosselstellen 4.1 bis 4.5 besitzen eine der Reihe nach zunehmendem Öffnungsquerschnitt. Der Durchflussquerschnitt der letzten Drosselstelle 4.5 kann so groß gewählt sein, dass die letzte Drosselstelle 4.5 praktisch keine Drosselfunktion besitzt.
Die Betätigung der Auf-Zu-Ventile 3 erfolgt mittels eines Permanentmagnets 8, der entlang der Reihe der Auf-Zu-Ventile 3 verschiebbar ist. Die Kraft zum Öffnen des jeweiligen Auf-Zu-Ventils 3 wird dabei direkt von der Magnetkraft des Permanentmagnets 8 gebildet. Diese Magnetkraft öffnet das jeweilige Auf-Zu-Ventil 3 entgegen einer Federkraft.
In der Schaltstellung gemäß Figur 1 ist ausschließlich das erste Auf-Zu-Ventil 3.1 geöffnet. Durch dieses Auf-Zu-Ventil 3.1 strömt das Gas von dem Gaseingangsraum 9 in den Eingangsabschnitt 7 und passiert von dort aus auf dem Weg zum Gasausgang 2 sämtliche Drosselstellen 4 und sämtliche Verbindungsabschnitte 6. Die Menge des durch die Ventileinheit strömenden Gases gibt die Minimalleistung des an die Gasventileinheit angeschlossenen Gasbrenners vor. Figur 2 zeigt die schematische Schaltanordnung, bei der der Permanentmagnet 8 derart nach in der Zeichnung rechts verschoben ist, dass sowohl das erste Auf-Zu-Ventil 3.1 als auch das zweite Auf-Zu-Ventil 3.2 geöffnet sind.
Durch das geöffnete zweite Auf-Zu-Ventil 3.2 strömt das Gas von dem Gaseingangsraum 9 direkt in den ersten Verbindungsabschnitt 6.1 und von dort über die Drosselstellen 4.2 bis 4.5 zum Gasausgang 2. Das zum Gasausgang 2 strömende Gas umgeht aufgrund des geöffneten Auf-Zu-Ventils 3.2 die erste Drosselstelle 4.1. Der Gasvolumenstrom in der Schaltstellung gemäß Figur 2 ist deshalb größer als der Gasvolumenstrom in der
Schaltstellung gemäß Figur 1. Der Gaszufluss zu dem ersten Verbindungsabschnitt 6.1 erfolgt praktisch ausschließlich über das zweite Auf-Zu-Ventil 3.2. Aufgrund der offen stehenden Auf-Zu-Ventile 3.1 und 3.2 herrscht in dem Eingangsabschnitt 7 dasselbe
Druckniveau wie in dem ersten Verbindungsabschnitt 6.1. Aus dem Eingangsabschnitt 7 strömt über die erste Drosselstelle 4.1 deshalb so gut wie kein Gas in den ersten
Verbindungsabschnitt 6.1 nach. Der insgesamt durch die Gasventileinheit strömende Gasvolumenstrom ändert sich daher praktisch nicht, wenn der Permanentmagnet 8 weiter nach in der Zeichnung rechts bewegt wird und dadurch das erste Auf-Zu-Ventil 3.1 bei geöffnetem zweiten Auf-Zu-Ventil 3.2 geschlossen wird.
Durch Bewegen des Permanentmagnets 8 nach in der Zeichnung rechts werden die Auf- Zu-Ventile 3.3. bis 3.5 sukzessive geöffnet und dadurch der Gasvolumenstrom durch die Gasventileinheit schrittweise erhöht. Figur 3 schematische zeigt die Schaltanordnung der Gasventileinheit in maximal geöffneter Stellung. Hierbei befindet sich der Permanentmagnet 8 in seiner Endstellung auf der in der Zeichnung rechten Seite. Das letzte Auf-Zu-Ventil 3.5 ist bei dieser Position des Permanentmagnets 8 geöffnet. Gas strömt hierbei direkt aus dem Gaseingangsraum 9 in den letzten Verbindungsabschnitt 6.4 und passiert auf dem Weg zum Gasausgang 2 ausschließlich die letzte Drosselstelle 4.5. Diese letzte Drosselstelle 4.5 kann einen derart großen Durchflussquerschnitt aufweisen, dass praktisch keine Drosselung des Gasstroms eintritt und das Gas die Gasventileinheit praktisch ungedrosselt durchströmen kann.
Die Figuren 4 bis 8 zeigen schematisch einen konstruktiven Aufbau einer Gasventileinheit mit einer Schaltanordnung gemäß Figur 1 bis 3. Zu erkennen ist ein Ventilkörper 20, in dem der Gaseingang 1 der Gasventileinheit ausgeführt ist. Im Inneren des Ventilkörpers 20 befindet sich ein mit dem Gaseingang 1 verbundener Gaseingangsraum 9. Absperrkörper 10 der Auf-Zu-Ventile 3 sind in dem Ventilkörper 20 geführt, derart, dass sie sich in der Zeichnung nach oben und unten bewegen können. Jeder Absperrkörper 10 ist mittels einer Feder 1 1 nach in der Zeichnung unten vorgespannt. Mittels der Kraft des Permanentmagnets 8 kann jeder Absperrkörper 10 entgegen der Kraft der Feder 1 1 nach in der Zeichnung oben bewegt werden. Die Federn 1 1 drücken die Absperrkörper auf eine Ventildichtplatte 12, so dass die Absperrkörper 10 in der Ventildichtplatte 12 vorhandene Öffnungen 12a gasdicht verschließen. Unterhalb der Ventildichtplatte 12 ist eine Druckplatte 13 angeordnet, mit Öffnungen 13a, die mit den Öffnungen 12a in der Ventildichtplatte 12 korrespondieren. Die Öffnungen 13a in der Druckplatte 13 münden in Öffnungen 14a in eine erste Gasverteilungsplatte 14. In der Zeichnung unterhalb der ersten Gasverteilungsplatte 14 befindet sich eine Drosselplatte 15 mit einer Vielzahl von Drosselöffnungen 18. Jede der Drosselstellen 4.1 bis 4.4 wird dabei von zwei Drosselöffnungen 18 gebildet. Die zwei zu einer Drosselstelle 4.1 bis 4.4 gehörenden Drosselöffnungen 18 sind jeweils mittels der Öffnungen 16a in einer zweiten Gasverteilungsplatte 16 miteinander verbunden. Die Öffnungen 14a in der ersten Gasverteilungsplatte verbinden hingegen die nebeneinander liegenden Drosselöffnungen 18 zweier benachbarter Drosselstellen 4.1 bis 4.5. Die letzte Drosselstelle 4.5 besteht aus nur einer Drosselöffnung 18, welche über eine korrespondierende Öffnung 16a in der zweiten Gasverteilungsplatte 16 in den Gasausgang 2 der Gasventileinheit mündet. Bei der Schaltstellung gemäß Figur 4 befindet sich der Permanentmagnet 8 in einer Endposition, in der alle Auf-Zu-Ventile 3 geschlossen sind. Die Gasventileinheit ist damit insgesamt geschlossen. Der Gasvolumenstrom ist gleich null.
Figur 5 zeigt den schematischen Aufbau der Gasventileinheit bei geöffnetem erstem Auf- Zu-Ventil 3.1. Das Gas strömt vom Gaseingang 1 in den Gaseingangsraum 9 und von dort über die jeweils erste Öffnung der Ventildichtplatte 12, der Druckplatte 13 und der ersten Gasverteilungsplatte 14 zur Drosselplatte 15. Auf dem Weg zum Gasausgang 2 durchströmt das Gas alle Drosselöffnungen 18 der Drosselplatte 15 sowie alle Öffnungen
14a der ersten Gasverteilungsplatte 14 und alle Öffnungen 16a der zweiten Gasverteilungsplatte 16.
Figur 6 stellt den schematischen Aufbau mit geöffnetem erstem Auf-Zu-Ventil 3.1 und geöffnetem zweiten Auf-Zu-Ventil 3.2 dar. Infolge des geöffneten zweiten Auf-Zu-Ventils 3.2 sind die Drosselöffnungen 18 der ersten Drosselstelle 4.1 überbrückt, so dass das Gas direkt zur zweiten Drosselstelle 4.2 gelangt und auf dem Weg zum Gasausgang 2 die weiteren Drosselstellen 4.3 bis 4.5 durchströmt. Infolge des geöffneten ersten Auf-ZuVentils 3.1 ist der Gasweg über die erste Drosselstelle 4.1 offen. Augrund des gleichen Druckniveaus auf beiden Seiten der ersten Drosselstelle 4.1 strömt durch die erste Drosselstelle 4.1 praktisch kein Gas.
In Figur 7 ist der schematische Aufbau mit geöffnetem zweitem Auf-Zu-Ventil 3.2 dargestellt. Alle übrigen Auf-Zu-Ventile 3.1 und 3.3 bis 3.5 sind geschlossen. Der Gasvolumenstrom durch die Gasventileinheit ist praktisch identisch zu dem Gasvolumenstrom in der Ventilstellung gemäß Figur 6.
Der Permanentmagnet 8 und die Bauteile der Auf-Zu-Ventile 3 sind derart aufeinander abgestimmt, dass bei geöffneter Gasventileinheit entweder genau ein Auf-Zu-Ventil 3 oder genau zwei Auf-Zu-Ventile 3 geöffnet sind. Während des Umschaltens von einem Auf-ZuVentil 3 auf ein benachbartes Auf-Zu-Ventil 3 sind kurzzeitig immer beide benachbarte Auf-Zu-Ventile 3 geöffnet. Damit ist sichergestellt, dass ein Umschalten nicht zu einer kurzzeitigen Unterbrechung der Gaszufuhr zu einem Gasbrenner und damit zu einem Flackern oder einem Erlöschen der Gasflammen führt. Mit der oben beschriebenen Schaltung ist ebenfalls sichergestellt, dass während eines Umschaltvorgangs auch keine kurzzeitige Erhöhung des Gasvolumenstroms eintritt. Auch ein Aufflackern der Gasflammen während eines Umschaltvorgangs ist damit sicher verhindert.
Figur 8 zeigt schließlich die schematische Darstellung der Gasventileinheit, wenn ausschließlich das letzte Auf-Zu-Ventil 3.5 geöffnet ist. Das Gas strömt hierbei vom Gaseingang über den Gaseingangsraum, das geöffnete Auf-Zu-Ventil 3.5 und die diesem zugeordnete letzte Drosselöffnung 18 praktisch ungehindert zum Gasausgang.
In Figur 9 ist der schematische Aufbau einer Variante der Gasventileinheit dargestellt. Im Gegensatz zu der Ausführung gemäß Fig. 4 bis 8 zweigt hier der Gasausgang 2 direkt von der ersten Gasverteilungsplatte 14 ab. Bei geöffnetem Auf-Zu-Ventil 3.5 strömt das Gas ungedrosselt über den Gaseingang 1 , den Gaseingangsraum 9, das Auf-Zu-Ventil 3.5, die letzte Öffnung 12a in der Ventildichtplatte 12, die letzte Öffnung 13a in der Druckplatte 13 und die letzte Öffnung 14a in der ersten Gasverteilungsplatte 14 zum Gasausgang 2. Die letzte Drosselstelle 4.5 (siehe Fig. 4 bis 8) ist bei der Variante gemäß Figur 9 nicht vorhanden.
In Figur 10 ist ein Ausführungsbeispiel der Gasventileinheit in perspektivischer Ansicht schräg von oben dargestellt. Zu erkennen ist ein Ventilkörper 20 in dem eine Schaltwelle 21 der Gasventileinheit drehbar gelagert ist. An die Schaltwelle 21 ist ein Mitnehmer 22 gekoppelt, der eine Drehbewegung der Schaltwelle 21 auf einen Permanentmagnet 8 überträgt, der damit bei einer Drehbewegung der Schaltwelle 21 auf einer Kreisbahn geführt wird. Eine Abdeckung 27 bildet eine Gleitfläche für den Permanentmagnet 8 und stellt einen definierten Abstand zwischen dem Permanentmagnet 8 und den Auf-ZuVentilen 3 her. Zu erkennen ist weiter der Gasausgang 2 sowie ein in dem Gaseingang 1 angeordneter Betätigungshebel 23 für eine nicht dargestellte Magnetventileinheit. Der Betätigungshebel 23 ist an die Schaltwelle derart gekoppelt, dass bei einem axialen Drücken der Schaltwelle der Betätigungshebel 23 aus dem Ventilkörper 20 ausfährt. Durch Drücken der Schaltwelle 21 kann damit die Magnetventileinheit geöffnet werden. Bohrungen 24 dienen zur Befestigung der Magnetventileinheit an dem Ventilkörper.
Figur 1 1 zeigt die Ansicht gemäß Figur 10, unter Weglassung des Mitnehmers 22, des Permanentmagnets 8. Zu erkennen sind in Figur 1 1 insbesondere die ringförmig angeordneten Absperrkörper 10 der Auf-Zu-Ventile 3. Jedem der Absperrkörper 10 ist eine Feder 1 1 zugeordnet, die den Absperrkörper 10 nach in der Zeichnung unten drückt. In der Figur 1 1 ist beispielhaft eine der Federn 1 1 abgebildet.
In Figur 12 ist die Gasventileinheit in perspektivischer Ansicht schräg von unten abgebildet. Zu erkennen ist hier insbesondere eine Abschlussplatte 17, welche die in der Figur nicht dargestellten übrigen Platten, die Ventildichtplatte 12, die Druckplatte 13, die erste Gasverteilungsplatte 14, die Drosselplatte 15 und die zweite Gasverteilungsplatte 16 zusammendrückt. Die hierfür erforderliche Kraft wird mittels einer Schraube 25 erzeugt.
Figur 13 zeigt die Ansicht gemäß Figur 12 mit abgenommener Abschlussplatte 17. Zu erkennen ist hier die zweite Gasverteilungsplatte 16 mit den Öffnungen 16a. Durch diese Öffnungen 16a sind Ausschnitte der Drosselplatte 15 mit den darin befindlichen Drosselöffnungen 18 sichtbar. Zu erkennen ist ebenfalls, dass jeweils zwei Drosselöffnungen 18 über eine Öffnung 16a der zweiten Gasverteilungsplatte 16 verbunden sind.
Der schichtweise Aufbau der Gasventileinheit ist anhand Figur 14 mit einer Explosionsdarstellung verdeutlicht. Zu erkennen ist hier der Ventilkörper 20 mit Führungsbohrungen 26 für die in der vorliegenden Ansicht nicht dargestellten Absperrkörper 10 der Auf-Zu-Ventile 3. In den Ventilkörper 20 werden die nachfolgend genannten Platten in folgender Reihenfolge eingesetzt: Ventildichtplatte 12, Druckplatte 13, erste Gasverteilungsplatte 14, Drosselplatte 15, zweite Gasverteilungsplatte 16, Abschlussplatte 17. Die Schraube 25 drückt die sich am Ventilkörper 20 abstützenden Platten 12, 13, 14, 15, 16, 17 aufeinander. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Platten 12, 13, 14, 15, 16, 17 einzeln in den Ventilkörper 20 eingesetzt. Möglich ist es jedoch auch, die Platten 12, 13, 14, 15, 16, 17 als Paket vorzufertigen, so dass sie nur gemeinsam in den Ventilkörper 20 eingesetzt und wieder entnommen werden können. Zum Umrüsten der Gasventileinheit auf eine andere Gasart muss dann, je nach Bauweise, entweder nur die Drosselplatte 15, oder das gesamte Paket der Platten 12, 13, 14, 15, 16, 17 ausgetauscht werden.
Figur 15 zeigt eine Variante der Schaltanordnung gemäß Figur 1 bis 3. Die Anordnung der Drosselstrecke 5 mit den Drosselstellen 4 (4.1 bis 4.5) entspricht exakt der Anordnung gemäß Figur 1 bis 3. Auch die Anordnung des Gaseingangsraums 9, sowie der Auf-ZuVentile 3 (3.1 bis 3.5) entspricht dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 bis 3. Im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 bis 3 befindet sich der Gaseingang 1 auf der in der Zeichnung rechten Seite des Gaseingangsraums 9. Der Ort des Gaseingangs 1 bezüglich des Gaseingangsraums 9 und damit auch die Strömungsrichtung des Gases innerhalb des Gaseingangsraums 9 sind jedoch für die Funktion der Gasventileinheit weitgehend unerheblich. Innerhalb der Drosselstrecke 5 strömt das Gas, analog zur Anordnung gemäß Figur 1 bis 3, in Richtung von links nach rechts. Folglich wird die in der Zeichnung linke Drosselstelle 4.1 als erste Drosselstelle bezeichnet. Die in der Zeichnung rechte Drosselstelle 4.5 wird als letzte Drosselstelle bezeichnet. Dieser Nomenklatur folgend wird im Folgenden - wie auch in dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 bis 3 - das in der Zeichnung linke Auf-Zu-Ventil 3.1 als erstes Auf-Zu-Ventil bezeichnet und das in der Zeichnung rechte Auf-Zu-Ventil 3.5 als letztes Auf-Zu-Ventil. In der in Figur 15 dargestellten Schaltposition befindet sich der Permanentmagnet 8 rechts von dem letzten Auf-Zu-Ventil 3.5. Der Permanentmagnet 8 übt damit auf keines der Auf-Zu-Ventile 3 eine magnetische Kraft aus, so dass folglich keines der Auf-ZuVentile 3.1 bis 3.5 geöffnet ist. Damit ist die Gasventileinheit vollständig geschlossen und die Verbindung zwischen Gaseingang 1 und Gasausgang 2 ist vollständig blockiert.
Um ausgehend von dieser Schaltposition die Gasventileinheit zu öffnen, wird der Permanentmagnet 8 nach links in den Bereich des letzten Auf-Zu-Ventils 3.5 verschoben.
Diese Schaltposition, in der die Gasventileinheit maximal geöffnet ist, ist in Figur 16 dargestellt. Das Gas strömt dabei von dem Gaseingang 1 über das geöffnete letzte Auf- Zu-Ventil 3.5 und die letzte Drosselstelle 4.5 direkt zum Gasausgang 2. Die letzte Drosselstelle 4.5 kann einen derart großen Öffnungsquerschnitt aufweisen, dass praktisch keine Drosselung des Gasstroms erfolgt. In diesem Fall strömt das Gas praktisch ungehindert durch die Gasventileinheit.
Durch Bewegen des Permanentmagnets 8 nach in der Zeichnung links kann der Gasstrom durch die Gasventileinheit nun stufenweise gedrosselt werden. Figur 17 zeigt eine Zwischenstellung des Permanentmagnets 8, in der dieser beide Auf-Zu-Ventile 3.4 und 3.5 öffnet. Der Gasvolumenstrom zum Gasausgang 2 ist hierbei jedoch praktisch identisch zu dem Gasvolumenstrom in der Schaltstellung gemäß Figur 16.
In der Schaltstellung gemäß Figur 18 öffnet der Permanentmagnet ausschließlich das Auf-Zu-Ventil 3.4. Auf dem Weg zum Gasausgang 2 führt der Gasstrom sowohl durch die Drosselstelle 4.4 als auch durch die Drosselstelle 4.5. Der Öffnungsquerschnitt der Drosselstelle 4.4 ist kleiner als der Öffnungsquerschnitt der Drosselstelle 4.5, so dass der Gasstrom etwas gedrosselt wird.
Figur 19 zeigt die Gasventileinheit in minimaler Öffnungsstellung, bei der ausschließlich das Auf-Zu-Ventil 3.1 geöffnet ist. Auf dem Weg zum Gasausgang 2 strömt das Gas durch alle Drosselstellen 4.1 bis 4.5. Die Drosselstellen 4 besitzen, in
Gasströmungsrichtung in der Drosselstrecke 5 betrachtet, einen zunehmenden
Ouerschnitt. Somit ist der sich einstellende Gasvolumenstrom maßgeblich durch die
Drosselstelle 4.1 bestimmt, die den kleinsten Öffnungsquerschnitt besitzt. Der den Gasvolumenstrom ebenfalls beeinflussende Strömungswiderstand durch die übrigen
Drosselstellen 4.2 bis 4.5 ist bei der Auslegung der Öffnungsquerschnitte berücksichtigt.
Bei der Schaltanordnung gemäß Figur 15 bis 19 befindet sich die Gasventileinheit sofort in maximal geöffneter Position, wenn sie ausgehend von ihrer Schließstellung betätigt wird. Dies hat den positiven Effekt, dass sich die der Gasventileinheit nachgeschalteten gasführenden Leitungen und Gasbrenner besonders schnell mit Gas füllen. Darüber hinaus kann ein Zünden des Gasbrenners sofort nach dem Öffnen der Gasventileinheit bei maximalen Gasvolumenstrom erfolgen, wodurch der Zündvorgang erleichtert wird.
Bezugszeichenliste
1 Gaseingang
2 Gasausgang
3 (3.1 bis 3.5) Auf-Zu-Ventile
4 (4.1 bis 4.5) Drosselstellen
5 Drosselstrecke
6 (6.1 bis 6.4) Verbindungsabschnitt
7 Eingangsabschnitt
8 Permanentmagnet
9 Gaseingangsraum
10 Absperrkörper
1 1 Feder
12 Ventildichtplatte
12a Öffnungen
13 Druckplatte
13a Öffnungen
14 erste Gasverteilungsplatte
14a Öffnungen
15 Drosselplatte
16 zweite Gasverteilungsplatte
16a Öffnungen
17 Abschlussplatte
18 Drosselöffnungen
20 Ventilkörper
21 Schaltwelle
22 Mitnehmer
23 Betätigungshebel
24 Bohrungen
25 Schraube
26 Führungsbohrungen
27 Abdeckung

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Gasventileinheit zum Einstellen eines einem Gasbrenner eines Gasgeräts,
insbesondere eines Gaskochgeräts, zugeführten Gasvolumenstroms, wobei die Gasventileinheit mindestens zwei Auf-Zu-Ventile (3) aufweist, dadurch
gekennzeichnet, dass die Auf-Zu-Ventile (3) durch Bewegen mindestens eines magnetisch wirksamen Körpers, insbesondere eines Permanentmagnets (8), relativ zu den Auf-Zu-Ventilen (3) betätigbar sind.
2. Gasventileinheit nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass jedes Auf-ZuVentil (3) einen bewegbaren Absperrkörper (10) aufweist, der bei geschlossenem Auf-Zu-Ventil (3) an einem Ventilsitz anliegt und dadurch eine Öffnung (12a) im Ventilsitz verschließt.
3. Gasventileinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der
Ventilsitz als im Wesentlichen ebene Fläche ausgeführt ist.
4. Gasventileinheit nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die
Ventilsitze der mindestens zwei Auf-Zu-Ventile (3) von einem gemeinsamen Bauteil gebildet sind, welches vorzugsweise von einer Ventildichtplatte (12) gebildet ist.
5. Gasventileinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Auf-Zu-Ventil (3) eine Feder (1 1 ) aufweist, die bei geschlossenem Auf-ZuVentil (3) den Absperrkörper (10) auf den Ventilsitz drückt.
6. Gasventileinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zum Öffnen des Auf-Zu-Ventils (3) der Absperrkörper (10) mittels der Kraft des Permanentmagnets (8) entgegen der Kraft der Feder (1 1 ) von dem Ventilsitz abhebbar ist.
7. Gasventileinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Absperrkörper (10) von einem im Wesentlichen zylindrischen Stößel gebildet ist.
8. Gasventileinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Absperrkörper (10) in einem Ventilkörper (20) der Gasventileinheit axial bewegbar geführt ist.
9. Gasventileinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasventileinheit mehrere, vorzugsweise mindestens vier Auf-Zu-Ventile (3) aufweist.
10. Gasventileinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Absperrkörper (10) der einzelnen Auf-Zu-Ventile (3) auf einer Kreisbahn um eine Achse der Gasventileinheit angeordnet sind und die Absperrkörper (10) parallel zu dieser Achse bewegbar sind, wobei die Achse vorzugsweise von einer Schaltwelle
(21 ) der Gasventileinheit gebildet ist.
11. Gasventileinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur Betätigung des Auf-Zu-Ventils (3) die Position des vorzugsweise als
Permanentmagnet (8) ausgeführten magnetisch wirksamen Körpers relativ zu dem
Absperrkörper (10) des Auf-Zu-Ventils (3) veränderbar ist.
12. Gasventileinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine vorzugsweise als Permanentmagnet (8) ausgeführte magnetisch wirksame Körper und die Auf-Zu-Ventile (3) derart ausgeführt sind, dass
- in Abhängigkeit von der Position des magnetisch wirksamen Körpers - entweder kein Auf-Zu-Ventil (3) oder genau ein Auf-Zu-Ventil (3) oder genau zwei
nebeneinander angeordnete Auf-Zu-Ventile (3) geöffnet sind.
13. Gasventileinheit nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine vorzugsweise als Permanentmagnet (8) ausgeführte magnetisch wirksame Körper an einem um die Achse der Gasventileinheit drehbaren Bauteil der Gasventileinheit angeordnet ist, wobei die Achse vorzugsweise von einer Schaltwelle (21 ) der Gasventileinheit gebildet ist und wobei das drehbare Bauteil beispielsweise von einem Mitnehmer (22) gebildet ist.
14. Gasventileinheit nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das drehbare Bauteil durch eine Bedienperson von Hand um die Achse drehbar ist.
15. Gasventileinheit nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das drehbare Bauteil mittels eines elektrischen Stellglieds um die Achse drehbar ist.
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