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Temperaturgesteuertes Ventil für Gasbrenner Die Erfindung betrifft
ein temperaturgesteuertes Ventil für Gasbrenner mit einem Hauptbrenner für hohe
Temperaturbereiche und einem Hilfsbrenner für niedrige Temperaturbereiche, bei dem
in einem Ventilgehäuse der Hauptb:rennerzuleitung ein Ventilsitz zugeordnet ist,
mit dem ein durch einen Temperaturfühler gesteuerter Ventilkörper zusammenwirkt.
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Es ist ein Kükenhahn für Gas bekannt, der mit einem temperaturgesteuerten
Ventil gekuppelt ist, wobei die Anordnung in der Weise getroffen ist, daß für die
Betätigung des Kükens und für die Einstellung des temperaturgesteuerten Ventils
nur ein einziges gemeinsames Betätigungsorgan vorgesehen ist.
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Es hat sich gezeigt, daß die bekannten temperaturgesteuerten Ventile
für Gasbrenner nicht in allen Anwendungsfällen zu befriedigenden Ergebnissen führen.
Dies trifft insbesondere bei Gasherden und Gasbacköfen zu. So werden Gasbacköfen
üblicherweise über ein Thermostatventil gespeist, um die Gaszufuhr in weiteren Grenzen
drosseln zu können. Weiterhin ist für gewöhnlich eine das Thermostatventil umgehende
Gasleitung vorgesehen, um einen sehr niedrigen Temperaturbereich ebenfalls anwenden
zu können.
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Wenn bei solchen Ventil- und Brenneranordnungen die der jeweiligen
Einstellung entsprechende Temperatur erreicht wird, bewegt der Thermostat das thermostatische
Ventil in Richtung auf eine Absperrstellung und sperrt somit den Gasstrom durch
die Hauptöffnung des Ventils ab, wobei jedoch immer noch das durch die Umgehungsleitung
strömende Gas zu dem Brenner gelangt und an den Brenneröffnungen in Form kleiner
perlenförmiger Flammen verbrennt. Bei Ventilen dieser Bauart und unter Verwendung
eines gut isolierten Ofens läßt sich je nach der Einstellung des Umgehungskanals
eine niedrigste Temperatur von etwa 135 bis etwa 150'° C erzielen.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, ein temperaturgesteuertes Ventil für
Gasbrenner zu schaffen, mit dem auch relativ niedrige Temperaturbereiche von etwa
95° C und niedriger noch sicher beherrscht und thermostatisch geregelt werden können.
Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß in demselben Ventilgehäuse ein
Ventilsitz für die Zuleitung des Hilfsbrenners vorgesehen ist, dessen Ventilkörper
von demselben Temperaturfühler wie der Ventilkörper des Hauptbrennerventils gesteuert
wird, und zwar unabhängig von der jeweiligen Stellung des Ventilkörpers des Hauptbrennerventils.
Vorzugsweise ist die Anordnung in der Weise getroffen, daß die beiden in Schließrichtung
unter Federverspannung stehenden Ventilkörper im gegenseitigen axialen Abstand auf
einer gemeinsamen, durch den Temperaturfühler bewegbaren Betätigungsstange .angeordnet
sind, derart, daß sie, ausgehend von einer durch Anschläge auf der Stange bestimmten
Normalstellung, gegenüber der Stange unabhängig voneinander in axialer Richtung
verschiebbar sind.
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Von erheblicher Bedeutung ist, daß die beiden Ventile bei der Anordnung
gemäß der Erfindung von demselben Temperaturfühler, und zwar unabhängig voneinander
gesteuert werden. Dadurch wird erreicht, daß die temperaturabhängige Steuerung der
Brenner, beispielsweise in einem Ofenraum, in einem wesentlich größeren Temperaturbereich
vorgenommen werden kann, als dies bei der bekannten Anordnung möglich ist. Das.
Zusammenwirken der einzelnen Küken mit dem gemeinsamen Temperaturfühler kann nämlich
so eingestellt werden, .daß der Temperaturfühler zusammen mit dem Ventil für den
Hauptbrenner die Ofentemperatur in einem Bereich hoher Wärmeleistung und der Fühler
zusammen mit dem Hilfsbrennerventil über einen Bereich geringer Wärmeleistung regelt.
Selbstverständlich kann bei der Anordnung gemäß der Erfindung in bekannter Weise
eine die Ventile umgehende Leitung vorgesehen sein, um den Brenner in Betrieb zu
halten, wenn die beiden Thermostatventile geschlossen sind.
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Bei einem solchen Ventil ist es möglich, Gas einem Hauptbrenner mit
einer relativ hohen Heizleistung zuzuführen, die ausreicht, um die Ofentemperatur
auf der maximalen Einstellung des Thermostaten zu halten, und ferner kann man Gas
einem Hilfsbrenner
mit einer erheblich niedrigeren Heizleistung
zuführen, die ausreicht, um die gewünschte Ofentemperatur für die Einstellung des
Thermostaten auf solche Temperaturen zu liefern, die unter den durch das erste Ventil
und den Hauptbrenner gelieferten liegen. Außerdem kann. eine Umgehungsgasleitung
vorgesehen sein, um den Hilfsbrenner beim Schließender beiden Thermostatventile
in Betrieb zu halten.
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Die Erfindung wird 'inä folgenden an Hand schematischer Zeichnungen
an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
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Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Ventil und
zeigt ein mit einem Fühler ausgerüstetes thermostatisches Element zum Steuern des
Ventils; Fig.2 zeigt in größerem Maßstabe die in dem Kreis 2 in Fig. 1 liegenden
Einzelheiten mit dem Blick in Richtung des Pfeils, um die Verbindung zwischen den
Ventilsitzteilen erkennen zu lassen, die eine senkrechte Verstellung des einen Sitzteils
gegenüber dem anderen zuläßt.
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In Fig. 1 erkennt man das .temperaturgesteuerte Ventil 10 mit einem
Ventilgehäuse 11, in dem eine zentrale Ventilkammer 12 vorgesehen ist, die durch
eine an einem Ende des Ventilgehäuses befestigte und ihm gegenüber durch eine ringförmige
Dichtung 15 abgedichtete Stirnplatte 13 verschlossen ist.
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Das Ventilgehäuse 11 besitzt ferner einen umgekehrt kegelstumpfförmigen
Förtsatz 16, der sich von dem Gehäuse weg erstreckt und einen zu der Ventilkammer
12 führenden Kanal 17 von umgekehrt kegelstumpfförmiger Gestalt aufweist. Dieser
kegelstumpförmige Kanal 17 bildet einen kegelstumpfförmigen Sitz für ein.
Küken 19.
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Das Küken 19 kann in bekannter Weise ausgebildet sein. Das Küken weist
einen an seiner Außenfläche mündenden Kanal 21 auf, der sich über einen Teil des
Umfangs der Dichtfläche 20 des Kükens erstreckt und über einen Kanal 22 mit :dem
hohlen Innenraum des Kükens 19 und der Ventilkammer 12 in Verbindung steht. Ein
Einlaß 23 führt durch die Wand des Gehäuseansatzes 16 zu der kegelstampfförmigen
Sitzfläche 17 und kann mit dem Kanal 21 des Kükens in Deckung gebracht werden. Zum
Verdrehen des Kükens dient der Knopf 25. Eine Feder 26 drückt das Küken in seinem.
kegelförmigen Sitz. Der Knopf ist über eine Hülse 33, das eine Federlager 29 mit
dem Schaft 27 des Kükens drehfest gekuppelt.
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Das Ventilgehäuse 11 hat drei in Abständen voneinander angeordnete
Kanäle, und zwar einen Umgehungskanal 35, der von dem Ventilgehäuse in der
Nähe des Austrittsendes des Kükens 19 ausgeht, einen zweiten Auslaßkanal 36 für
einen Hilfsbrenner, der von der Ventilkammer 12 ausgeht und in Strömungsrichtung
hinter dem Umgehungskanal 35 liegt, sowie einen dritten Hauptbrennerauslaßkanal37,
der vom am weitesten innen liegenden Teil der Ventilkammer 12 ausgeht. Der Querschnitt
des Umgehungskanals 35 kann durch eine Einstellschraube 39 nach Wunsch variiert
werden.
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Die Ventilkammer 12 ist über einen Teil ihrer Länge bei 43 mit einem
Innengewindeabschnitt versehen, der sich zu beiden Seiten des Auslaßkanals 36 erstreckt.
In diesen mit Gewinde versehenen Wandabschnitt 43 lassen sich zwei in einem gegenseitigen
Abstand angeordnete ringförmige Ventilsitzteile 44 und 45 einschrauben. Das Ventilsitzteäl44
bildet einen Sitz für einen Ventilteller 46 für das Hilfsbrennersteuerventil; das
thermostatisch gesteuert wird; um den Gasstrom zu dem Hilfsbrennerauslaß 36 zu regeln.
Das Ventilsitzteil 45 bildet einen Sitz für einen Ventilteller 47 für das Hauptbrennerventil,
das ebenfalls thermostatisch gesteuert wird, um den Gasstrom durch den Hauptbrennerauslaß
37 zu regeln.
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Das Ventilsitztei144 ist ringförmig ausgebildet, es ist am oberen
Ende offen, und es besitzt eine Querrippe 49, die sich. über seine dem Gasstrom
zugewandte Fläche erstreckt und eine zentrale Öffnung 50 zur Aufnahme des Endes
einer Einstellwelle 51 aufweist. Die Rippe 49 besitzt Schlitze 53, um das. ,gegabelte
Ende eines Einstellbügels 54 aufnehmen zu können; der mit der Einstellwelle S1 verbunden
ist; die Schenkel des gegabelten Endes des Bügels 54
ragen so in die Schlitze
53 des Steges 49 hinein, daß man das Ventilsitzteil 44 durch Drehen der Wolle ,51
verdrehen kann.
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Das Ventilsitzteil 44 weist eine nach unten gerich= tete ringförmige
Sitzfläche 56 auf, die gegenüber der Wand dieses Bauteils radial nach innen. zurückgesetzt
ist und mit dem Ventilteller 46 zusammenarbeiten kann: Ferner trägt das Ventilsitztei144
in gegenseitigere Abständen angeordnete Vorsprünge 57 (Fig. °2), die an nach oben
ragenden Fortsätzen 59 der ringförmigere Wand des Ventilsitzteils 45 angreifen:
Wenn die Welle 51 gedreht wird, wird somit nicht nur das Ventilsitzteil44, sondern
auch das Ventilsitzteil4@ gedreht.
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Es sei bemerkt, d'aß es sich bei den Ventilsitzteilen 44 und 45 um
voneinander getrennte Bauteile handelt, die einzeln in die Gewindebohrung 43 eingeschraubt
sind, und daß die gleitend beweglich Verbindung zwischen den Ventilsitzteilen eine
relative Längsverstellung zwischen ihnen ermöglicht; so daß man die Ventilsitzteüe
in den gewünschten gegenseitigen, Abstand bringen kann, damit das Vertä einwandfrei
arbeitet.
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Die Welle 51 trägt zwischen ihren Enden einen Flansch 60, an dessen
Unterseite eine Kegelfeder 61 angreift. Diese spannt die Oberseite des Flansches
60, die mit einer radialen Riffelung versehen sein kann, gegen eine nach unten gerichtete
und ebenfalls radial geriffelte Fläche 65 am Boden des Innenraums des Kükens 19
vor, so daß die Welle 51 beim Drehen des. Knopfes 25 ebenfalls gedreht wird.
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Der Ventilteller 46 ist allgemein scheibenförmig ausgebildet und hat
eine Mittelöffnung zur Aufnahme eines Verbindungsgliedes 66, das mit einem' kugelsegmentartigen
Kopf 69 in einer entsprechend geformten Pfanne 67 des Ventätellers liegt.
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Der Ventilteller 47 ähnelt dem Ventilteller 46 und weist ebenfalls
ein Verbindungsglied 70 auf, das sieh durch eine Mittelöffnung des Ventiltellers
erstreckt und einen Kopf 71 trägt, der in einer Kugelpfanne 72 auf der dem. Gasstrom
zugewandten Seite des Ventil-. tellers so gelagert ist, .daß er Schwenkbeweggen
ausführen kann. Das Verbindungsglied 70 ist auf dem Verbindungsglied 66 aufgeschraubt;
so daß sich die Ventilteller in einem Abstand voneinander befinden; der es ermöglicht,
daß sie mit den Ventilsitzteilen44 und 45 innerhalb der gewünschten Temperaturbereiche
der beiden Ventile zusammenarbeiten können, wobei sich das Ventil 46 früher öffnen
kann als das Ventil 47. Eine innerhalb des Ventlsitzteils 44 und innerhalb seines
ringförmigen Sitzes 56 angeordnute Feder 73 greift an: dem Kopfstück 69 des Vorbindungsgliedes
66 an, um die beiden Ventilteller 46
und 47 in Richtung auf die
geöffnete Stellung vorzuspannen.
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Eine Schraubenfeder 74 stützt sich einerseits an dem Kopfstück 71
und andererseits über eine konische Scheibe 75 an dem Ventilteller 46 ab, um die
Kugelpfanne 67 in Anlage an dem Kopfstück 69 zu halten und eine selbsttätige Ausrichtung
des Ven tiltellers bei seiner Bewegung in Richtung auf die geschlossene Stellung
zu ermöglichen, und um ferner eine Relativbewegung der Verbindungsglieder 66 und
70 gegenüber dem Ventilteller 46 zuzulassen, damit sich der Ventilteller 46 nach
dem Schließen des Ventiltellers 47 auf seinen Sitz legen kann.
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Zu den gleichen Zwecken ist auch das Verbindungsglied 70 von einer
Druckfeder 76 umgeben. Am unteren Ende des Verbindungsgliedes 70 ist ein thermostatischer
Kompensations- und Verstärkungshebel 80 aus Bimetall angebracht. Dieser Hebel 80
erstreckt sich von dem Verbindungsglied 70 aus nach außen zur äußeren Kante der
Ventilkammer 12. Dieser Kompensations- und Verstärkungshebel besitzt einen allgemein
hakenförmig gebogenen Endabschnitt 81, der an seinem Ende in einer allgemein V-förmigen
Aussparung 82 in der Wand der Ventilkammer 12, die der Verschlußplatte 13 zugewandt
ist, gelagert ist.
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An der Unterseite des abgerundeten Teils 81 des Kompensations- und
Verstärkungshebels 80 greift ein unter der Einwirkung eines Temperaturfühlers stehender
Knopf 83 an, dessen Angriffsstelle gegenüber dem Drehpunkt 82 weiter innen liegt.
Der Knopf 83 ist am mittleren Teil einer niedrigen Scheibenförmigen Membran 85 befestigt
und ragt von dieser Membran aus nach außen.
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Die Membran 85 ist mit der Innenseite der Deckplatte 13 in der Nähe
ihres Randes .durch Schweißen oder auf andere Weise verbunden, und die Innenseite
der Membran bildet zusammen mit der Innenfläche der Deckplatte eine ausdehnbare
Kammer, die über eine Rohrleitung 87 mit dem eigentlichen Temperaturfühler 89 verbunden
ist.
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Der Knopf 25 kann einen Zeiger 90 tragen, oder mit einer hier nicht
gezeigten Skala an dem Gasherd zusammenarbeitet, um die Stellungen des Kükens 19
sowie den eingestellten Temperaturbereich des Thermostaten anzuzeigen.
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Das Verbindungsglied 66 des Ventiltellers 46 ist gemäß Fig. 1 mit
der Welle 51 durch eine Zunge 93 verbunden, die am unteren Ende der Welle 51 befestigt
ist, von dieser aus nach unten ragt und gleitend in einen rechteckigen Schlitz 94
des Verbindungsgliedes 66 eingreift; die Länge des Schlitzes 94 reicht aus, um geradlinige
Relativbewegungen des Verbindungsgliedes 66 gegenüber der Zunge 93 zu ermöglichen.
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Wenn das Ventil benutzt wird, dreht man den Knopf 25 in die Stellung
»Ein«, so daß Gas von dem Eimaß 23 aus durch den Ringkanal 21 zu der Ventilkammer
und durch das hohle Innere des Kükens 19 zu dem Umgehungskanal 35 strömen kann.
Während dieser Drehbewegung des Knopfes 25 und des Kükens 19 werden die Ventilsitzteile
44 und 45 sowie die Ventilteller 46 und 47 gemeinsam gedreht. Hierdurch
werden die Ventilsitzteile 44 und 45 axial auf das drehbare Küken 19 zu bewegt,
so daß sich zuerst das Ventil 46 öffnet und Gas durch den Auslaß 36 strömen läßt,
um den hier nicht gezeigten Hilfsgasbrenner mit Gas zu versorgen und den Gasofen
im Bereich einer gewählten niedrigen Temperatur von z. B. etwa 105° C zu ,halten.
Bei der Einstellung dieses Temperaturbereiches ist das Ventil 47 gegeschlossen.
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Nimmt man. an, daß der Knopf 25 gedreht worden ist, um den Thermostaten
so einzustellen, daß er das Ventil 46 bei einer Temperatur von etwa 105° C schließt,
wenn der Ofen diese Temperatur erreicht hat, wird die Membran 85 gegenüber der Deckplatte
13 so verformt, daß der Kompensations- und Verstärkungshebel 80 in einer solchen
Richtung bewegt wird, daß sich die Verbindungsglieder 70 und .66 in Richtung auf
ein Schließen der Ventile bewegen. Da das Ventil 47 bereits an dem zugehörigen Sitz
anliegt, werden die Verbindungsglieder 70 und 66 gegenüber dem Ventilteller 47 entgegen
der Kraft der Druckfeder 76 bewegt, um zuerst die Gaszufuhr zu dem Auslaß 36 für
den Hilfsbrenner zu drosseln und dann das Ventil 46 zu schließen, wobei die Gaszufuhr
zu dem Hilfsbrennerauslaß unterbrochen wird.
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Wenn man den Knopf 25 weiterdreht, um den Thermostaten auf einen höheren
Temperaturbereich einzustellen, bewegen sich die beiden Ventilsitzteile 44 und 45
zusammen von den Ventiltellern 46 und 47 weg. Wenn eine Temperaturbereichseinstellung
erreicht ist, bei der die Heizleistung des hier nicht gezeigten Hauptbrenners benötigt
wird, um den Gasbackofen auf die gewünschte Temperatur zu bringen, werden die beiden
Ventilteller 46 und 47 von ihren Sitzen wegbewegt, so daß Gas über die Auslässe
36 und 37 ausströmen kann.
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Es sei bemerkt, daß die Temperatureinstellung des Thermostaten um
so höher ist, je weiter das Ventilsitzteil 45 von dem Ventilteller 47 entfernt ist.
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Es sei ferner bemerkt, daß der aus Bimetall bestehende Verstärkungs-
und Kompensationshebel 80
vorgesehen ist, um die Wirkung des Temperaturfühlers
84 zu verstärken und um einen Ausgleich für die von den benachbarten Brennern des
Herdes gelieferte Wärme sowie für die durch den Ofen erzeugte Wärme zu schaffen,
und daß der aus Bimetall bestehende Kompensations- und Verstärkungshebel in Richtung
auf das Schließen der Ventile vorgespannt ist, um die Wirkung des Temperaturfühlers
84 zu verstärken; das Verstärkungsverhältnis beträgt im vorliegenden Falle 3:1;
ferner werden die unterschiedEchen Außentemperaturen ausgeglichen, denen das Ventil
ausgesetzt sein kann.