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Ventil zum Auffüllen des Brennstoffbehälters eines Feuerzeuges mit
verflüssigtem Gas aus einem Nachfüllbehälter Es sind bereits Feuerzeuge mit einem
Ventil zum Auffüllen des Brennstoffbehälters mit verflüssigtem Gans aus einem Nachfüllbehälter
bekannt, wobei das Ventil einen Zufuhrkanal für das unter Druck stehende, verflüssigte
Gas aufweist, der über ein Hohlrohr beim Auffüllen den Brennstoffbehälte.r mit dem
Nachfüllbehälter verbindet, während gleichzeitig über einen Auslaßkanal der Brennstoffbehälter
entlüftet wird, und wobei infolge der Anordnung des Auslaßkanals nach dem Auffüllen
im Brennstoffbehälter ein flüssigkeitsfreier Raum verbleibt und ein bewegliches
Abschlußorgan, das mit mindestens einer Dichtungseinlage zusammenarbeitet, den Verschluß
der beiden Kanäle bewirkt. Das für das Nachfüllen solcher Feuerzeuge am meisten
verwendete Gas ist das Butangas, dessen Ausdehnungskoeffizient sehr hoch ist, da
seine Volumenausdehnung 2 % bei einem Temperaturanstieg von 10° C beträgt.
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Durch die Verdampfung eines Teils des Gases, das durch den Auslaßkanal
entweichen kann, sinkt beim Auffüllen des Feuerzeuges die. Temperatur des im Behälter
enthaltenen Gases und jene des Körpers des Feuerzeuges selbst merklich unter die
Raumtemperatur. Daraus ergibt sich, daß der Inhalt des Feuerzeu,gbehälters sich
ausdehnt, sobald er wiederum die Raumtemperatur erreicht hat. Ist nun der Behälter
vollst:ändi.g angefüllt, so kann der Druck so ansteigen, daß er eine Deformation
oder einen Bruch des Behälters ih-ervorruft.
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Die Erfindung bezweckt, die mögliche. Überfüllung des Feuerzeugbeh-älters
und den dadumch bedingten Nachteil mit Sicherheit zu vermeiden.
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Dies geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß bei einem eingangs erwähnten
Ventil für Feuerzeuge mit verflüssigtem Gas das Abschlußorgan so ausgebildet ist,
daß der Durchfluß durch .den Zufuhrkanal geringer als durch den Auslaßkanal ist
und der Zufuhrkanal nach beendetter Auffüllung vor dem Auslaßkanal geschlossen wird.
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An Hand der Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele des Ventils gemäß
der Erfindung mit weiteren Merkmalen beschrieben.
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In dein Zeichnungen zeigt Fig.1 in Schrägansicht ein Feuerzeug in
der Nachfüllstellun.g, wobei der Nachfüllbehälter nur teilweise dargestellt ist,
Fig. 2 im Axialschnitt :eine erste, Ausführungsform mit dem in die Öffnung des Ventils
eingeführten. Nachfüllbehälter, wobei :das Ventil in seiuei geschlossenen Stellung
gezeigt ist, Fig. 3 eine Teilansicht des teilweise geöffneten Ventils, Fig.4 eine
Teilansicht einer Ausführungsabwandlung, Fig. 5 eine der Fig. 2 ähnliche Ansicht
einer zweiten Ausführungsform und Fig. 6 und 7 Axialschnit te einer dritten bzw.
vierten Ausführungsform.
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Fig. 1 zeigt ein Feuerzeug, welches im Boden seines Behälters 1 eine
Nachfüllöffnung aufweist, in der der feste Teil 2 eines Ventils angeordnet ist,
wobei der Hals 3 eines Nachfüllbehälters 4 in diese Öffnung eingeführt ist.
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Fig. 2 läßt erkennen, daß der feste Teil t des Ventils zylinderförmig
und in einen Teil 5 der Wandung des Behälters 1 eingeschraubt ist. Dieser
Teil 5 hat ein Innengewinde 6 zur Aufnahme eines hier nicht dargestellten
Vers.chlußzapfens. Andererseits weist der Teil t einen ringförmigen, nach innen
gerichteten Vorsprung 7 auf, hinter dem eine Ausnehmung 8 für eine Dichtungseinlage
9 gebildet ist, die nach außen, durch einen Rand 10 abgestützt ist. Die Dichtungseinlage
9 ist zylindrisch ringförmig und im Querschnitt rechtwinklig viereckig.
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Das bewegliche Abschlußorgan 11 des Ventils durchdringt die Mittelöffnung
der Dichtungseinlage 9. Dieses Organ 11 ist ebenfalls zylindrisch und wird
durch die Einlage 9 auf einem Teil seiner Länge abgedichtet.
Das
Abschlußorgan 11 hat einen Kopf 12,
der aus dem festen Teil 2 hinausragt
und einen größeren Durchmesser aufweist als der durch die Dich-
tungseinlage
9 hindurchgehende Teil des Abschlußorgans, wodurch eine Schulter 13 gebildet
ist, die der Außenseite der Dichtungseinlage 9 gegenüberliegt.
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Andererseits trägt das bewegliche Abschlußorgan 11 eine Mutter
14, die einen ringförmigen Vorsprung 15 aufweist, auf dem sich ein
Ende einer Feder 16
abstützt, deren anderes Ende auf den Vorsprung? des festen
Teils 2 drückt. Zwischen dem Vorsprung 15
und dem Teil t besteht ein
freier Luftspalt.
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Die Feder sucht die Schulter 13 gegen die Außenseite der Dichtungseinlage
9 zu drücken, die deren Sitz bildet.
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Der Kopf 12 weist auf seiner Schulter 13 eine ringförmige
Nut 17 auf, die durch eine Bohrung 18 mit einem Kanal 19 verbunden ist, der
in das Innere des die Feder 16 enthaltenden leeren Raumes führt.
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Das Abschlußorgan 11 trägt eine Hohlnadel 20, die dazu dient,
das aus elastischem Material bestehende Verschlußstück 4 a des Nachfüllbehälters
4 zu durchstechen.
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Infolge des Druckes, den das Verschlußstück4a auf die Nade120 ausübt,
wird die Abdichtung der Verbindung zwischen dem Feuerzeugbehälter 1 und dem
Nachfüllbehälter 4 gewährleistet.
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Eine Bohrung 21, die zu dem von der Dichtungseinlage 9 abdichtend
geführten Teil des Abschlußorgans 11 führt, -ist mit dem Kanal der Nadel verbunden.
Die Öffnung dieser Bohrung ist vom Rand der Dichtungseinlage 9 in einer genügenden
Entfernung angeordnet, um bei einer axialen Verschiebung des beweglichen Abschlußorgans
von seiner Schließstellung aus zu bewirken, daß die ringförmige Schulter 13 von
der Fläche der Dichtungseinlage 9 abgehoben wird, bevor die Bohrung 21 zum
Hohlkanal der Nadel freigegeben wird.
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Bei dieser Ausführungsform wird der Gaszufuhrkanal durch die Hohlnadel
20, die Bohrung 21 und den ringförmigen Zwischenraum zwischen der
Dichtungseinlage 9 und der Schulter 13, wenn diese letztere- von ihrem Sitz
abgehoben ist, gebildet.
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Den Verbindungsteil des Zufuhrkanals bildet die Bohrung
21.
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Der Auslaßkanal wird durch den ringförmigen Zwischenraum zwischen
der Dichtungseinlage 9 und der Schulter 13, wenn diese von ihrem Sitz abgehoben
ist, sowie durch die kreisförmige Nut 17, die Bohrung 18, den Kana119
und den leeren Raum des festen Teils 2 gebildet.
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Der Verbindungsteil des Auslaßkanals wird durch die Nut
17, die Bohrung 18 und den Kanal 19 gebildet.
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Die Querschnitte der Zufuhr- und Auslaßkanäle sind derart gewählt,
daß die Durchfiußmenge des Zufuhrkanals kleiner ist als diejenige des Auslaßkanals,
so daß der durch die Höhe der Auslaßöffnung im Behälter bestimmte Auffüllungsstand
nicht überschritten werden kann.
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Diese Ausführungsform arbeitet in folgender Weise: Wenn das Ventil
geschlossen ist, wie Fig. 2 zeigt, wird zum Nachfüllen des Behälters 1 der
Hals 3 eines Nachfüllbehälters 4 in den festen Teil des Ventils ein-P
01 führt, wonach auf diesen Nachfüllbehälter ein Druck ausgeübt wird, damit
die Hohlnade120 dessen Verschluß durchsticht (wie in der Zeichnung dargestellt).
Somit kann das verflüssigte Gas durch die Hohlnadel 20 hindurch bis zur Bahrung
21, .die durch die Dichtungseinlage 9 abgeschlossen ist, vordringen.
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Durch Zusammendrücken der Feder 16 wird zunächst die Schulter 13 des
Kopfes 12 von der Außenseite der Dichtungseinlage 9 abgehoben. Der Innenraum
des Behälters 1 wird dadurch über den freien Zwischenraum zwischen der Schulter
13 und der Fläche der Dichtungseinlage 9, die Nut 17, die Bohrung
18 und den Kanal 19 mit der Außenluft über .den Teil 2 verbunden (in der
Fig. 3 dargestellte Stellung).
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Wird nun auf das bewegliche Abschlußorgan 11 weiter ein Druck ausgeübt,
so wird die Öffnung der Bohrung 21 über den Rand der Dichtungseinlage 9 gebracht.
In diesem Augenblick wird der Nachfüllbehälter 4 über die Nadel
20, die Bohrung 21 und den freien Zwischenraum zwischen der Dichtungseinlage
9 und der Schulter 13 mit dem Innenraum des Behälters 1 verbunden, und es
erfolgt die Auffüllung, bis der Stand der Flüssigkeit im Behälter 1 die Höhe
der Schulter 13 erreicht hat. Die Flüssigkeit dringt dann in die Nut
17 und in die Bohrung 18 ein und fließt durch den Kanal
19 gegen den Einsgang .der Einfüllöffnung zurück. Somit verbleibt 3m Behälter
1 ein flüssigkeitsfreier Raum, welcher im wesentlichen mit der Höhe des festen Teils
2,des Ventils übereinstimmt.
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Läßt der gegen die Wirkung der Feder 16 auf das bewegliche Abschlußorgan
11 ausgeübte Druck nach, so bewirkt diese Feder 16 zuerst das Schließen der
Bohrung 21 und hierauf das Schließen des Auslaßkanals 17, 18 und
19.
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Man sieht, daß bei dieser Ausführungsform der Zufuhr- und der Auslaßkanal
beide in eine große, gemeinsame Öffnung im Innern des Behälters 1 münden.
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Diese Öffnung wird durch den ringförmigen, freien Zwischenraum zwischen
der Schulter 13 und der Außenseite der Dichtungseinlage 9 gebildet.
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Fi,4 zeigt eine Ausführungsabwandlung, bei der die Bohrung
18 und. die Bohrung 21 auf den durch die Dichtungseinlage 9 geführten
Teil des Abschlußorgans 11 ausmünden. Die beiden Bohrungen 18 und
21 liegen jedoch in zwei verschiedenen Ebenen, so daß bei einer axialen Verschiebung
des beweglichen Abschlußorgans die Bohrung 18 vor der Bohrung 21
freigegeben
wird.
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In der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform ist die Anordnung der
Ventilorgane grundsätzliich die gleiche wie bei der Ausführungsform nach Fig. z.
Bei dieser Ausführungsform wirkt jedoch das Ventil mit einem Nachfüllbehälter
4 zusammen, der mit einem der Wirkung einer Feder 41 ausgesetzten
Absahlußventi140 ausgerüstet ist, wobei die Feder das Abschlußventil auf eine in
der Öffnung des Halses 3 angeordnete Dichtungseinlage 42 drückt.
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Der Unterschied zwischen dem in der Fig. 2 dargestellten Ventil und
jenem der Fig. 5 besteht darin, daß das bewegliche Abschlußorgan 11 mit einer
rohrförmigen Verlängerung 11 a versehen ist, die den Hals 3 des Nachfüldbchälters
aufnehmen soll, wobei eine Dichtungseinlage 43 unten in dieser Verlängerung
angebracht ist.
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Die Nadel 20 ist durch ein Ruhr 20 a ersetzt, welches
an seinem Ende deinen Einschnitt 20 b aufweist. Diese Ausführungsform arbeitet
im Prinzip wie die beschriebene erste Ausführungsform, mit dem Unterschied, daß
der Anschluß zwischen dem Nachfüllbehälter 4 und dem Behälter 1 über das
Abschlußventil
40 und das Rohr 20a erfolgt, wobei
die Abdichtung durch die Dichtungseinlage 43 gewährleistet wird. Wenn man den Hals
3 des Nachfüllbehälters 4
in die rohrförmige Verlängerung 11 a einführt, kommt
das Abschlußventil 40 mixt dem Rohr 20a in Berührung, was ein Abheben des
Ventils von der Dichtungseinlage 42 bewirkt. Hierauf tritt das Ende des Halses
3 mit der Dichtungseinlage 43 in Berührung und gewährleistet damit
die Abdichtung der Verbindung zwischen dem Hals 3 und dem Rohr 20 a. Indem auf den
Nachfüllbehälter 4 weiter ein Druck ausgeübt wird, wird die Feder 16 des Ventils
zusammengedrückt, was ein Öffnen dieses letzteren bewirkt (in der Zeichnung dargestellte
Stellung), wobei nun die Einrichtung in gleicher Weise arbeitet, wie unter Bezugnahme
auf Fig. 2 beschrieben wurde.
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In der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform ist der feste Teil
t des Ventils in :gleicher Weise ausgebildet wie bei der ersten Ausführungsform,
nämlich mit einem inneren ringförmigen Vorsprung 7. Dieser trägt eine Dichtungseinlage
9, die aus einem Ring mit viereckigem Querschnitt besteht. Wie bei der ersten Ausführungsform
ist dieser Ring in einer Ausnehmun;g 8 des Teils 2 angeordnet und
wird von dem Rand 10 einer auf den Teil 2 aufgeschraubten Kappe 10
a gehalten.
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Das bewegliche Abschlußorgan 11, welches die Hohlnadel 20 trägt, ist
durch einen zylindrischen Teil gebildet, der durch die Mittelöffnung der Dichtungseinlage
9 mit einem gewissen Spiel hindurchgeht und zwischen den beiden Teilen einen freien,
ringförmigen Zwischenraum läßt. Das Organ 11 ist mit einem ringförmigen Vorsprung
15 versehen, auf dem ein Ende der Feder 16 ruht, deren anderes Ende sich auf dem
Vorsprung 7 abstützt.
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Die Nadel 20 mündet in eine Ausbohrung 22 des Organs
11, an deren offenem Ende eine Ausnehmung 23 für eine ringförmige
Dichtungseinlage 24 vorgesehen ist, deren äußere Fläche vom Rand
25 einer Büchse 26 gehalten wird, welche auf dem Organ 11 aufgeschraubt ist
und deren Rand 27 durch die Feder 16 auf die Dichtungseinlage 9 gedrückt
wird.
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In der Ausbohrung 22 ist ein Ventil 28 angeordnet, das
der Wirkung einer Feder 29 untersteht, die dieses Ventil gegen die Dichtungseinlage
24 drückt. Dieses Ventil weist einen Teil 30 auf, der über das bewegliehe
Abschlußorgan 11 hinausragt. Die auf den Teil 2
aufgeschraubte Kappe
10a ist hinter dem Rand 10 mit großen Öffnungen 10b versehen, und ihr Boden 10c
dient als Anschlag für den herausragenden Teil 30 des Ventils 28 am Ende
des Weges der axialen Verschiebung des beweglichen Abschlußorgans 11, um das Ventil
28 von der Dichtungseinlage 24 abzuheben.
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Diese Ausführungsform arbeitet folgendermaßen: Wenn die Nadel 20 den
Verschluß des Nachfüllbehälters 4 durchstoßen hat, wie dies in Fig. 2 dargestellt
ist, und die Feder 16 zusammengedrückt wird, bewirkt man zunächst ein Abheben des
Randes 27 der Büchse 26 von der Dichtungseinlage 9. Das Innere des Behälters
1 steht dann über die Öffnungen 10 b der Kappe 10a und die ringförmigen
Zwischenräume, welche zwischen dem Rand 27 der Büchse 26 und der Dichtungseinlage
9 sowie zwischen dieser .letzteren und dem beweglichen Abschlußorgan 11 bestehen
und die mit dem leeren Raum des festen Teils 2 den Auslaßkanal bilden, mit der Außenluft
in Verbindung. Durch weiteres Zusammenpressen der Feder 16 stößt der herausragende
Teil 30 des Ventils 28 auf den Boden 10 c der Kappe 10 a auf, wodurch
das Ventil von der Dichtungseinlage 24 abgehoben wird. Dadurch kann das verflüssigte
Gas durch die Hohlnadel 20, die Ausbohrung 22, den freien Zwischenraum
zwischen dem Ventil 28 und der Dichtungseinlage 24
und die Öffnungen
10b, die den Zufuhrkanal bilden. in den Behälter 1 eindringen. Das Auffüllen ist
so lange möglich, bis die Flüssigkeit die Höhe des Randes 10, d. h. die Öffnung
des Auslaßkanals erreicht. Dann wird die Flüssigkeit über den Auslaßkanal nach außen
abgeführt, so daß im Behälter 1 ein flüssigkeitsfreier Raum bleibt, welcher dem
Höhenunterschied zwischen dem Rand 10 und dem Boden des Behälters 1 entspricht.
Auch bei dieser Ausführungsform ist ersichtlich, daß sich die Öffnung des Auslaßkanals
im Innern des Feuerzeugbehälters an einer von. der das Ventil tragenden Wand entfernten
Stelle befindet.
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Wird der auf die Feder 16 ausgeübte Druck aufgehoben, so wird zuerst
der Zufuhrkanal für das Gas und hierauf der Auslaßkanal geschlossen.
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Bei dieser Ausführungsform wird der Anschlußteil des Zufuhrkanals
durch das Ventil 28 gebildet, derjenige des Auslaßkanals durch den Rand
27 der Büchse 26.
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Die in Fig.7 dargestellte vierte Ausführungsform ist derjenigen der
Fig. 6 ähnlich.
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Die Dichtungseinlagen 9a und 24a weisen in diesem Fall einen kreisförmigen
Querschnitt auf. Die erste Dichtungseinlage ruht auf einer Scheibe 7a, durch welche
das bewegliche Abschlußorgan 11 mit einem gewissen Spiel hindurchgeht, wobei zwischen
diesen Teilen ein freier ringförmiger Zwischenraum gelassen wird. Die Scheibe 7a
ist in den festen Teil 2 eingeschraubt. Das bewegliche Abschlußorgan trägt eine
Mutter 14 mit einem ringförmigen Vorsprung 15, und die Feder 16 ist zwischen diesem
letzten und der Scheibe 7a angebracht. Die Ausnehmung8a für die Dichtungseinlage
9 a im Teil 2 weist eine abgerundete Wandung auf.
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Das bewegliche Abschlußorgan 11 weist einen konischen Teil 13 a auf,
der mit der Einlage 9 a in Eingriff tritt, und es enthält, wie bei der Ausführungsform
nach Fig. 6, ein durch eine Feder 29 betätigtes und mit einem .nach außen herausragenden
Teil 30
versehenes Ventil 28. Die Dichtungseinlage 24a wird durch eine
Mutter 32, welche in das Ende der Ausbohrumg 22 eingeschraubt ist, in einer Aufnahme
23 a Qehalten.
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Das Ventil 28 weist einen konischen Teil 28a auf, der mit der Dichtungseinlage
24 a in Eingriff tritt. Diese Ausführungsform arbeitet in der gleichen Weise wie
die in der Fig. 6 dargestellte Ausführungsform.
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Bei dieser Ausführungsform wird der Zufuh.rkanal durch die Hohl;nadeil
20, die Ausbohru.ng 22, den freien Zwischenraum zwischen dem Ventil 28 und der Dichtungseinlage
24a und die Öffnungen 10b gebildet. Der Anschlußteil wird durch das Venti128 gebildet.
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Der Auslaßkanal wird durch die Öffnungen 10b, den freien Zwischenraum
zwischen dem konischen Teil 13a und der Einlage 9 a, den freien Zwischenraum zwischen
dem beweglichen Abschlußorgan 11 und der Scheibe 7 a und den freien Raum des festen
Teils 2 gebildet, während der Ansdhlußteil durch den konischen Teil 13 a .gebildet
wird.
Bei allen beschriebenen Ausführungsformen sind die Zufuhr-
und Auslaßkanäle so bemessen, wie mit Bezugnahme auf Fi.g. 2 beschrieben ist.