WO2011082882A2 - Gasventil mit einem betätigungselement für einen elektrischen schalter - Google Patents

Gasventil mit einem betätigungselement für einen elektrischen schalter Download PDF

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    • F23N1/00—Regulating fuel supply
    • F23N1/007—Regulating fuel supply using mechanical means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/02—Operating parts, i.e. for operating driving mechanism by a mechanical force external to the switch
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • F24C3/00—Stoves or ranges for gaseous fuels
    • F24C3/12—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24C3/126—Arrangement or mounting of control or safety devices on ranges

Definitions

  • the invention relates to a gas valve with an actuating shaft which is rotatable about an axis for adjusting an opening cross-section of the gas valve and which is displaceable for actuating an electrical switch in the axial direction, wherein a
  • Actuating element is provided for the electrical switch, which acts on the electrical switch in dependence on the axial position of the actuating shaft.
  • Gas valves of the type mentioned are in particular in gas-fired cooking appliances, such. Gas hobs, gas ovens or gas stoves used. With the gas valve, the gas volume flow flowing to one or more gas burners of the cooking appliance is set between zero and a maximum value. This is done by rotating an actuating shaft of the gas valve about its longitudinal axis.
  • the gas valve further comprises an electrical switch, which is actuated by pressing the actuating shaft in the axial direction.
  • the electrical switch is part of an ignition device for
  • the electrical switch In generic gas valves, the electrical switch often has its own plastic housing, which is firmly connected to a metal housing body of the gas valve and thus is part of the gas valve. For example, an actuating pin may protrude from the housing of the electrical switch. Pressing the actuating pin closes the switch.
  • the present invention is therefore based on the object to provide a gas valve with a simple design actuator.
  • the actuating element is designed as a flat disc.
  • the flat disc is a simple form that is easy to manufacture.
  • the actuating element is fixed to the actuating shaft in such a way that it is in the
  • Actuator thus extends with respect to the actuating element in the radial direction.
  • the actuating element is designed as a ring, which has an operating shaft facing the inner edge and an outer edge.
  • the annular actuating element is plugged onto the actuating shaft and fixed on this.
  • the inner edge of the actuating element is substantially circular.
  • the inner edge of the actuating element thus corresponds to the likewise circular cross section of the actuating shaft.
  • the actuating element is locked with its inner edge in a groove on the actuating shaft.
  • the actuator is fixed in the groove in both axial directions. The axial position of the actuating element relative to
  • Actuating shaft is clearly defined by the groove.
  • the groove is designed as a circumferential groove in the circumferential direction of the actuating shaft. The groove is thus produced in a simple manner by turning.
  • the assembly of the actuating element on the actuating shaft is facilitated if the actuating element designed as a ring has an interruption connecting the inner edge to the outer edge. At the interruption is the material of the
  • Actuator be deformed perpendicular to the plane of the flat disc elastically. This facilitates attachment of the actuating element to the actuating shaft.
  • the interruption is designed as a slot.
  • the slot can be produced, for example, during a prototyping process of the actuating element.
  • the interruption is preferably substantially radially aligned.
  • a material thickness of the operating element designed as a flat disc is at most 2.5 mm, preferably at most 2 mm.
  • the actuator has the required rigidity to exert the forces required to actuate the electrical switch on the switch.
  • the actuating element may have a lower material thickness than in the region of the outer edge. This can be achieved, for example, in that the actuating element, viewed in cross-section, has a shoulder.
  • the material thickness of the actuating element in the region of the inner edge is at most 1, 5 mm, preferably at most 1 mm.
  • the actuator is made in one piece.
  • the one-piece actuator here assumes both the function of locking on the actuating shaft, as well as the function of pressing on the electrical switch.
  • the actuating element is expediently made of plastic. It can be produced for example by injection molding.
  • Actuating element with respect to a median plane, which is parallel to the flat disc forming the actuating element, is formed symmetrically.
  • the risk of incorrect, twisted by 180 ° mounting of the actuator is characterized
  • FIG. 1 shows a gas valve according to the invention
  • FIG. 2 shows an actuating element in plan view
  • Figure 1 shows a gas valve according to the invention with a valve body 1, in which, for example, a rotatable valve plug for adjusting an opening cross-section of the gas valve and in addition a solenoid valve unit for safe complete closing of the gas valve can be arranged.
  • a connection flange 2 serves for the input-side connection of the valve body 1 with a gas line, not shown.
  • the opening cross section of the gas valve can be adjusted manually by an operator by turning an actuating shaft 3. On the operating shaft 3, a suitable rotary knob can be plugged for this purpose.
  • the actuating shaft 3 protrudes into the interior of the valve body 1 and is connected coaxially with the valve plug.
  • an electrical switch 7 is fixedly connected to the valve body 1.
  • the electrical switch 7 serves, for example, as an ignition switch of the gas valve.
  • an ignition device not shown, is activated, with which a connected to the gas valve gas burner is ignited.
  • the electric switch 7 is then closed when an actuating pin 8 is pressed down in the drawing.
  • an actuating element 6 is attached to the actuating shaft 3.
  • the actuating shaft 3 has a groove 5, in which the actuating element 6 is engaged and thus fixed relative to the actuating shaft 3 in the axial and radial directions.
  • the longitudinal axis 4 of the actuating shaft is then simultaneously the central axis of the actuating element 6.
  • the actuating shaft 3 can be displaced in the axial direction by a force exerted externally on the actuating shaft 3 force relative to the valve body 1 and thereby pressed into the valve body 1.
  • Figure 2 shows the actuating element 6 in plan view. Evident is its annular shape with a circular inner edge 10 and a circular outer edge 11. It can also be seen a circular shoulder 12, on which the material thickness of the disc-shaped actuating element 6 - viewed from outside to inside - reduced. In the region of a radially aligned interruption 13 is the annular
  • Actuator 6 divided. This allows the area A to be moved down and the area B to move up at the same time, with the annular space being the same
  • FIG. 3 shows the actuating element 6 according to FIG. 2 in cross section. Particularly well to recognize here is the inventive design of the actuator 6 as a flat disc. The material thickness of the actuating element 6 is present
  • Embodiment about 1, 6 mm. In the region of the inner edge 10, the material thickness is significantly lower and in the present embodiment is 0.7 mm.
  • Actuator 6 is symmetrical to a median plane 14 which is perpendicular to the

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Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Gasventil mit einer Betätigungswelle (3), die zum Einstellen eines Öffnungsquerschnitts des Gasventils um eine Längsachse (4) drehbar ist und die zum Betätigen eines elektrischen Schalters (7) in axialer Richtung verschiebbar ist. Es ist ein Betätigungselement (6) für den elektrischen Schalter (7) vorgesehen, das in Abhängigkeit von der axialen Position der Betätigungswelle (3) auf den elektrischen Schalter (7) wirkt. Erfindungsgemäß ist das Betätigungselement (6) als flache Scheibe ausgeführt. Das Betätigungselement (6) ist mit seiner Innenkante (10) in eine Nut (5) an der Betätigungswelle (3) eingerastet. Das als Ring ausgebildete Betätigungselement (6) weist eine die Innenkante (10) mit der Außenkante (11) verbindende Unterbrechung (13) auf. Die Unterbrechung (13) ist als Schlitz ausgeführt.

Description

Gasventil mit einem Betätigungselement für einen elektrischen
Schalter
Die Erfindung betrifft ein Gasventil mit einer Betätigungswelle, die zum Einstellen eines Öffnungsquerschnitts des Gasventils um eine Längsachse drehbar ist und die zum Betätigen eines elektrischen Schalters in axialer Richtung verschiebbar ist, wobei ein
Betätigungselement für den elektrischen Schalter vorgesehen ist, das in Abhängigkeit von der axialen Position der Betätigungswelle auf den elektrischen Schalter wirkt.
Gasventile der genannten Art werden insbesondere in gasbeheizten Gargeräten, wie z.B. Gaskochmulden, Gasbacköfen oder Gasstandherden eingesetzt. Mit dem Gasventil wird der zu einem oder mehreren Gasbrennern des Gargeräts strömende Gasvolumenstrom zwischen Null und einem Maximalwert eingestellt. Dies erfolgt durch Drehen einer Betätigungswelle des Gasventils um ihre Längsachse. Das Gasventil umfasst weiter einen elektrischen Schalter, der durch Drücken der Betätigungswelle in axialer Richtung betätigbar ist. Der elektrische Schalter ist Bestandteil einer Zündvorrichtung zum
Entzünden des am Gasbrenner austretenden Gasstroms. Immer dann, wenn eine Bedienperson die Betätigungswelle des Gasventils drückt, erzeugt die Zündvorrichtung im Bereich des Gasbrenners elektrische Funken. Bei gattungsgemäßen Gasventilen weist der elektrische Schalter häufig ein eigenes Kunststoffgehäuse auf, welches fest mit einem Metallgehäusekörper des Gasventils verbunden ist und damit Bestandteil des Gasventils ist. Aus dem Gehäuse des elektrischen Schalters kann beispielsweise ein Betätigungsstift hervorstehen. Durch Drücken des Betätigungsstifts wird der Schalter geschlossen.
Um eine axiale Bewegung der Betätigungswelle des Gasventils auf den Betätigungsstift des elektrischen Schalters zu übertragen, ist es bekannt, an der Betätigungswelle ein Betätigungselement zu befestigen. Das Betätigungselement drückt immer dann auf den Betätigungsstift des elektrischen Schalters, wenn die Bedienperson auf die
Betätigungswelle eine Druckkraft ausübt und diese dabei in axialer Richtung verschiebt. Um eine sichere Funktion des Betätigungsmechanismus für den elektrischen Schalter zu gewährleisten, ist sicher zu stellen, dass das Betätigungselement in axialer Richtung nicht bewegbar an der Betätigungswelle festgelegt ist. Um dies zu erreichen, sind
Betätigungselemente des Standes der Technik häufig als aufwändig gestaltete
Spritzgussteile ausgeführt.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Gasventil mit einem einfach gestalteten Betätigungselement zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Betätigungselement als flache Scheibe ausgeführt ist. Hierdurch wird für die Herstellung des Betätigungselements nur wenig Material benötigt. Darüber hinaus stellt die flache Scheibe eine einfache Form dar, die mit einfachen Mitteln zu fertigen ist.
Das Betätigungselement ist derart an der Betätigungswelle festgelegt, dass es im
Wesentlichen senkrecht zu der Betätigungswelle ausgerichtet ist. Das
Betätigungselement erstreckt sich damit bezüglich des Betätigungselements in radialer Richtung.
Mit besonderem Vorteil ist das Betätigungselement als Ring ausgebildet, der eine der Betätigungswelle zugewandte Innenkante und eine Außenkante aufweist.
Das ringförmige Betätigungselement wird auf die Betätigungswelle aufgesteckt und auf dieser fixiert. Vorzugsweise ist die Innenkante des Betätigungselements im Wesentlichen kreisförmig. Die Innenkante des Betätigungselements korrespondiert damit mit dem ebenfalls kreisförmigen Querschnitt der Betätigungswelle.
Mit besonderem Vorteil ist das Betätigungselement mit seiner Innenkante in eine Nut an der Betätigungswelle eingerastet. Das Betätigungselement ist in der Nut in beide axiale Richtungen festgelegt. Die axiale Position des Betätigungselements relativ zur
Betätigungswelle ist durch die Nut eindeutig definiert. Bevorzugt ist die Nut als eine in Umfangsrichtung der Betätigungswelle umlaufende Nut ausgeführt. Die Nut ist damit in einfacher Weise durch Drehen herstellbar.
Weiter ist es zweckmäßig, wenn die Außenkante des Betätigungselements im
Wesentlichen kreisförmig ist. Die radiale Erstreckung des Betätigungselements ist damit unabhängig von der Rotationsstellung der Betätigungswelle und unabhängig von der Drehstellung des Betätigungselements relativ zur Betätigungswelle überall gleich.
Die Montage des Betätigungselements an der Betätigungswelle wird erleichtert, wenn das als Ring ausgebildete Betätigungselement eine die Innenkante mit der Außenkante verbindende Unterbrechung aufweist. An der Unterbrechung ist das Material des
Betätigungselements vollständig durchtrennt. Dadurch kann das Material des
Betätigungselements senkrecht zu der Ebene der flachen Scheibe elastisch verformt werden. Dies erleichtert ein Anbringen des Betätigungselements an der Betätigungswelle.
Bevorzugt ist die Unterbrechung als Schlitz ausgeführt. Der Schlitz kann beispielsweise während eines Urformprozesses des Betätigungselements mit hergestellt werden.
Ebenfalls möglich ist es, den Schlitz beispielsweise durch Schneiden nachträglich herzustellen.
Die Unterbrechung ist vorzugsweise im Wesentlichen radial ausgerichtet.
Mit besonderem Vorteil beträgt eine Materialstärke des als flache Scheibe ausgeführten Betätigungselements höchstens 2,5 mm, vorzugsweise höchstens 2 mm. Mit dieser Materialstärke besitzt das Betätigungselement die erforderliche Steifigkeit, um die zum Betätigen des elektrischen Schalters erforderlichen Kräfte auf den Schalter auszuüben.
Im Bereich der Innenkante kann das Betätigungselement eine geringere Materialstärke aufweisen als im Bereich der Außenkante. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass das Betätigungselement, im Querschnitt betrachtet, einen Absatz aufweist. Die Materialstärke des Betätigungselements im Bereich der Innenkante beträgt höchstens 1 ,5 mm, vorzugsweise höchstens 1 mm.
Zweckmäßigerweise ist das Betätigungselement einteilig ausgeführt. Das einteilige Betätigungselement übernimmt hierbei sowohl die Funktion des Einrastens an der Betätigungswelle, als auch die Funktion des Drückens auf den elektrischen Schalter.
Separate Mittel zum Fixieren des Betätigungselements an der Betätigungswelle sind nicht erforderlich.
Das Betätigungselement ist zweckmäßigerweise aus Kunststoff ausgeführt. Es ist beispielsweise durch Spritzgießen herstellbar.
Die Montage des Betätigungselements wird dadurch vereinfacht, dass das
Betätigungselement bezüglich einer Mittelebene, die zu der das Betätigungselement bildenden flachen Scheibe parallel ist, symmetrisch ausgebildet ist. Die Gefahr einer falschen, um 180° verdrehten Montage des Betätigungselements ist dadurch
ausgeschlossen.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in den
schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Dabei zeigt:
Figur 1 ein erfindungsgemäßes Gasventil, Figur 2 ein Betätigungselement in Draufsicht,
Figur 3 das Betätigungselement im Querschnitt.
Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Gasventil mit einem Ventilkörper 1 , in welchem beispielsweise ein drehbares Ventilküken zum Einstellen eines Öffnungsquerschnitts des Gasventils und zusätzlich eine Magnetventileinheit zum sicheren vollständigen Schließen des Gasventils angeordnet sein kann. Ein Anschlussflansch 2 dient zur eingangsseitigen Verbindung des Ventilkörpers 1 mit einer nicht dargestellten Gasleitung. In der vorliegenden Ansicht ebenfalls nicht sichtbar ist ein Gasausgang des Ventilkörpers 1 . Der Öffnungsquerschnitt des Gasventils kann von einer Bedienperson manuell durch Drehen einer Betätigungswelle 3 eingestellt werden. Auf die Betätigungswelle 3 kann zu diesem Zweck ein geeigneter Drehknebel aufgesteckt werden. Die Betätigungswelle 3 ragt in das Innere des Ventilkörpers 1 und ist koaxial mit dem Ventilküken verbunden. Die Drehung der Betätigungswelle 3 erfolgt dabei um ihre Längsachse 4. An einem zylindrischen Gehäuseabschnitt 9 des Ventilkörpers 1 ist ein elektrischer Schalter 7 fest mit dem Ventilkörper 1 verbunden. Der elektrische Schalter 7 dient beispielsweise als Zündschalter des Gasventils. Bei einer Betätigung des elektrischen Schalters 7 wird eine nicht dargestellte Zündvorrichtung aktiviert, mit der ein mit dem Gasventil verbundener Gasbrenner gezündet wird.
Der elektrische Schalter 7 wird dann geschlossen, wenn ein Betätigungsstift 8 nach in der Zeichnung unten gedrückt wird. Zu diesem Zweck ist an der Betätigungswelle 3 ein Betätigungselement 6 befestigt. Hierzu weist die Betätigungswelle 3 eine Nut 5 auf, in die das Betätigungselement 6 eingerastet und damit relativ zur Betätigungswelle 3 in axialer und radialer Richtung festgelegt ist. Die Längsachse 4 der Betätigungswelle ist dann gleichzeitig die Mittelachse des Betätigungselements 6. Die Betätigungswelle 3 kann durch eine von Außen auf die Betätigungswelle 3 ausgeübte Kraft relativ zum Ventilkörper 1 in axialer Richtung verschoben und dabei in den Ventilkörper 1 eingedrückt werden. Durch eine solche Bewegung der Betätigungswelle 3 nach in der Zeichnung unten tritt das Betätigungselement 6 mit dem Betätigungsstift 8 in Kontakt und übt auf diesen einen nach unten gerichtete Druckkraft aus. Der Betätigungsstift 8 wird dadurch nach unten bewegt und der elektrische Schalter 7 wird dabei geschlossen. Nach einem Freigeben der Betätigungswelle 3 bewegt sich diese durch Federkraft zurück in die in der Zeichnung dargestellte Position, wodurch sich der elektrische Schalter 7 wieder selbsttätig öffnet.
Figur 2 zeigt das Betätigungselement 6 in Draufsicht. Zu erkennen ist dessen ringförmige Gestalt mit einer kreisförmigen Innenkante 10 und einer kreisförmigen Außenkante 1 1. Ebenfalls zu erkennen ist ein kreisförmiger Absatz 12, an dem sich die Materialstärke des scheibenförmigen Betätigungselements 6 -von außen nach innen betrachtet- verringert. Im Bereich einer radial ausgerichteten Unterbrechung 13 ist das ringförmige
Betätigungselement 6 geteilt. Dies ermöglicht, dass gleichzeitig der Bereich A nach unten und der Bereich B nach oben bewegt werden kann, wobei sich das ringförmige
Betätigungselement 6 elastisch verformt. Hierbei entsteht im Bereich der Unterbrechung 13 ein sich in Richtung senkrecht zur Blattebene erstreckender Spalt. Dies wird ausgenutzt, um das Betätigungselement 6 in radialer Richtung über die Betätigungswelle 3 zu stülpen und in der Nut 5 einzurasten. Figur 3 zeigt das Betätigungselement 6 gemäß Figur 2 im Querschnitt. Besonders gut zu erkennen ist hier die erfindungsgemäße Ausführung des Betätigungselements 6 als flache Scheibe. Die Materialstärke des Betätigungselements 6 beträgt im vorliegenden
Ausführungsbeispiel ca. 1 ,6 mm. Im Bereich der Innenkante 10 ist die Materialstärke deutlich geringer und beträgt im vorliegenden Ausführungsbeispiel 0,7 mm. Das
Betätigungselement 6 ist symmetrisch zu einer Mittelebene 14, die senkrecht zu der
Längsachse 4 ausgerichtet ist. Deutlich wird hier insbesondere die materialsparende und einfache Gestaltung des Betätigungselements 6.
Bezugszeichenliste
1 Ventilkörper
2 Anschlussflansch
3 Betätigungswelle
4 Längsachse
5 Nut
6 Betätigungselement
7 elektrischer Schalter
8 Betätigungsstift
9 zylindrischer Gehäuseabschnitt
10 Innenkante
1 1 Außenkante
12 Absatz
13 Unterbrechung
14 Mittelebene

Claims

PATENTANSPRÜCHE
Gasventil mit einer Betätigungswelle (3), die zum Einstellen eines
Öffnungsquerschnitts des Gasventils um eine Längsachse (4) drehbar ist und die zum Betätigen eines elektrischen Schalters (7) in axialer Richtung verschiebbar ist, wobei ein Betätigungselement (6) für den elektrischen Schalter (7) vorgesehen ist, das in Abhängigkeit von der axialen Position der Betätigungswelle (3) auf den elektrischen Schalter (7) wirkt, dadurch gekennzeichnet, dass das
Betätigungselement (6) als flache Scheibe ausgeführt ist.
Gasventil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das
Betätigungselement (6) derart an der Betätigungswelle (3) festgelegt ist, dass es im Wesentlichen senkrecht zu der Betätigungswelle (3) ausgerichtet ist.
Gasventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet dass das
Betätigungselement (6) als Ring ausgebildet ist, der eine der Betätigungswelle (3) zugewandte Innenkante (10) und eine Außenkante (1 1 ) aufweist.
Gasventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenkante (10) im Wesentlichen kreisförmig ist.
Gasventil nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das
Betätigungselement (6) mit seiner Innenkante (10) in eine Nut (5) an der
Betätigungswelle (3) eingerastet ist.
Gasventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (5) als eine in Umfangsrichtung der Betätigungswelle (3) umlaufende Nut (5) ausgeführt ist.
Gasventil nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenkante (1 1 ) im Wesentlichen kreisförmig ist.
8. Gasventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das als Ring ausgebildete Betätigungselement (6) eine die Innenkante (10) mit der Außenkante (1 1 ) verbindende Unterbrechung (13) aufweist.
9. Gasventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterbrechung (13) als Schlitz ausgeführt ist.
10. Gasventil nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die
Unterbrechung (13) im Wesentlichen radial ausgerichtet ist.
1 1 . Gasventil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Material stärke des als flachen Scheibe ausgeführten Betätigungselements (6) höchstens 2,5 mm, vorzugsweise höchstens 2 mm beträgt.
12. Gasventil nach einem der Ansprüche 3 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (6) im Bereich der Innenkante (10) eine geringere
Material stärke aufweist als im Bereich der Außenkante (1 1 ).
13. Gasventil nach einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialstärke des Betätigungselements (6) im Bereich der Innenkante (10) höchstens 1 ,5 mm, vorzugsweise höchstens 1 mm beträgt.
14. Gasventil nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (6) einteilig ausgeführt ist.
15. Gasventil nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (6) bezüglich einer Mittelebene (14), die zu der das
Betätigungselement (6) bildenden flachen Scheibe parallel ist, symmetrisch ausgebildet ist.
PCT/EP2010/068174 2009-12-17 2010-11-25 Gasventil mit einem betätigungselement für einen elektrischen schalter WO2011082882A2 (de)

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