Armatur, insbesondere für einen Durchlauf- Wassererhitzer

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Aπnatur, wie sie insbeson¬ dere fiir einen Durchlauf- Wassererhitzer zur Steuerung des Gasdurchlasses in Abhängigkeit vom Wasserdurchlauf Anwendung findet. Dabei weist die Armatur ein gasführendes Gehäuse, ein wasserführendes Gehäuse und eine mechanische Übertragung, die eine vom Wasserdurchlauf abhängige und vorzugsweise durch jeweils eine im wasserführenden Gehäuse untergebrach¬ te Venturidüse und eine Membran bewirkte Steuerbewegung zunächst aus dem Innenraum des wasserführenden Gehäuses an die Außenseite und so- dann von dort in das gasführende Gehäuse auf ein die Gasmenge steuerndes Ventil überträgt, auf.

Stand der Technik

Derartige Armaturen rar Durchlauf- Wassererhitzer bestehen üblicherweise aus einem Gas- und einem Wasserteil. Bei diesen Armaturen wird die Gassteuerung von einem hydraulischen Stellantrieb betätigt, der abhängig von der jeweils durchfließenden Wassermenge einen bestimmten Hub zur Steuerung der Gasmenge erzeugt. Dabei beginnt der Hub meist erst ab einer bestimmten Minimalmenge, die durch die zum Zünden des Brenners not¬ wendige Mindestmenge an Gas festgelegt ist, und endet mit einer bestimm¬ ten Maximalmenge, die durch die technische Auslegung des Gasbrenners und des Wärmetauschers bestimmt wird.

Wie bereits weiter oben ausgeführt und beispielsweise in der DR-PS 647 449 dargestellt, befindet sich im Wasserteil eine Steuervorrichtung, die eine Membran aufweist, durch die das Schaltergehäuse in Kammern unterteilt wird, die über Leitungen mit Teilen der Flüssigkeitsleitung, die vor und hin¬ ter einer Drossel liegen, in Verbindung stehen. Im Gasteil befindet sich ein Gasdruckschalter, der ein Ventil mit einem Ventilkörper besitzt, der von ei¬ ner weiteren Membran bewegt wird. Die Membran wird durch Druckunter-

schiede gesteuert, die durch eine Drossel in einer zum Brenner fuhrenden Gaszuleitung hervorgerufen werden. Die Steuervorrichtung ist über eine Stange mit einem zur Drossel zugehörigen Ventilkörper verbunden.

Eine weitere Armatur eines Durchlauf- Wassererhitzers ist in der WO 94/00716 beschrieben. Auch hier befindet sich im Wasserteil eine als Strö¬ mungsschalter bezeichnete Steuervorrichtung, die als Wassermangelsiche¬ rung dient. Dieser Strömungsschalter weist eine Hochdruckkammer und ein Niederdruckkammer auf, die beide durch eine Membran voneinander ge- trennt sind. Die Membran stützt sich an einem Membranteller ab, der fest mit einem Stößel verbunden ist, der seinerseits abgedichtet aus der Nieder¬ druckkammer herausgeführt ist. Dabei bilden Membran, Membranteller un Stößel den hydraulischen Stellantrieb für ein im Gasteil angeordnetes Gas¬ mengensteuerventil.

Der Aufbau dieser in den o.g. Patentschriften beschriebenen Armaturen weist das Problem auf, daß der zur Hubübertragung dienende Stößel eine axiale Bewegung ausführt. Durch diese axiale Bewegung nimmt der Stößel trotz der vorhandenen Abdichtung Wasserteilchen mit heraus. Um zu ver- hindern, daß diese Wasserteilchen in den gasführenden Raum gelangen kön nen, ist es üblicherweise bereits vorgesehen, daß zwischen dem wasserfüh¬ renden und dem gasführenden Raum ein luftführender Raum vorhanden sei muß. Zusätzlich wird der Stößel zweigeteilt ausgeführt. Es bleibt aber das Problem, daß bei steigendem Stößelhub, hervorgerufen durch eine steigende Wasserentnahme, durch die axiale Bewegung und unterstützt vom Wasser¬ druck ein Wasserfilm am Stößel nach außen transportiert wird. Dieser Was¬ serfilm verdunstet an der Luft und führt zu Kalkablagerungen am Stößel. Beim Rückgang des Stößels, hervorgerufen durch eine sinkende Wasserent¬ nahme, wird dieser Kalkbelag durch die Dichtung gezogen, was zur Schädi- gung der Dichtung und damit zu einem stärkeren Leckfluß bei den weiteren Wasserentnahmen führt. Weiterhin vergrößert sich durch die zunehmende Reibung des Stößels die Regelabweichung des Durchlauf- Wassererhitzers. Insbesondere wird bei Verringerung der durchströmenden Wassermenge die Gasmenge nicht mehr im erforderlichen Maße verringert, was zu Übertem- peraturen des Wassers mit den damit verbundenen Gefährdungen des Nut¬ zers führt. Die auftretende Kalkablagerung kann soweit fortschreiten, daß

das Gasmengensteuerventil bei vollkommen abgesperrtem Wasserzulauf of¬ fen bleibt, was zur Zerstörung des Durchlauf- Wassererhitzers führt, sofern nicht ein gesonderter Übertemperaturschutz vorhanden ist.

Durch Fettvorlagen, doppelte Dichtungen und Keramikführungen kann man diese negativen Folgen zwar hinauszögern, der Wassertransport durch die axiale Bewegung des Stößels aber bleibt und fuhrt somit irgendwann zum Ausfall. Solche Maßnahmen haben desweiteren den Nachteil, daß sich die Baumaße und letztendlich auch die Kosten erhöhen.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Armatur der genannten Art zu entwickeln, bei der die Bildung von Kalkablagerungen auf dem aus dem wasserführenden Gehäuse herausragenden Stößel vermindert und der Ein¬ fluß solcher Kalkablagerungen auf das Regelverhalten, wie weiter oben aus¬ führlich beschrieben, vollkommen ausgeschaltet wird.

Erfindungsgemäß wird das Problem dadurch gelöst, daß im wasserführen- den Gehäuse die Steuerbewegung der Membran auf einen Hebel übertragen wird, dessen Drehpunkt eine fest mit diesem Hebel verbundene, abgedichtet gelagerte und zur Außenseite des wasserführenden Gehäuses führende Welle bildet. Gleichzeitig ist die Welle auch Drehpunkt für einen zweiten ebenfalls fest mit ihr verbundenen Hebel. Somit wird die Hubbewegung des ersten Hebels mittels der Welle als Drehbewegung zur Außenseite übertragen und anschließend wird die Drehbewegung der Welle mittels des zweiten Hebels wieder in eine Hubbewegung zur Steuerung des Gasdurchlasses umgewan¬ delt.

Durch die Umwandlung der Hubbewegung der Membran in eine Drehbewe¬ gung der Welle wird erreicht, daß das zur Abdichtung benötigte Dichtele¬ ment, üblicherweise ein O-Ring, die Welle immer an der gleichen Stelle ab¬ dichtet. Eine axiale Bewegung tritt im Dichtbereich nicht mehr auf. Somit entfallt der bisher aufgetretene Transport von Wasserteilchen aus dem wasserführenden Raum und die damit verbundenen negativen Folgen. Selbst wenn ein Leckfluß trotz der zwischen dem wasserführenden Gehäuse und

der Welle befindlichen Dichtung auftreten sollte und sich dadurch auf dem Außenende der Welle Kalkablagerungen bilden, sind diese ohne Einfluß au die Lagerreibung und das Regelverhalten. Als weiterer Vorteil wird erreich daß der bei dem beschriebenen Stand der Technik vorhandene Einfluß des Wasserdruckes auf die Gasdurchflußmenge; Ursache dafür ist die auf den Querschnitt des Stößels wirkende -Kraftkomponente des Wasserdruckes; be der erfindungsgemäßen Lösung entfällt.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilha te Weiterbildungen des Gegenstandes des Hauptanspruches möglich.

So ist die erfindungsgemäße Armatur vorteilhafterweise so ausgeführt, daß der zweite Hebel außerhalb des wasserführenden Gehäuses einstückig mit der Welle verbunden ist. Die entstandene Hubbewegung des zweiten Hebel wird dann in an sich bekannter Weise durch einen abgedichtet im gasfüh¬ renden Gehäuse gelagerten Stößel auf ein die Gasmenge steuerndes Ventil übertragen. Dabei kann zusätzlich zwischen dem zweiten Hebel und dem Stößel ein Schubstangenelement angeordnet sein, wodurch gleichzeitig eine Justierstelle geschaffen ist.

Eine weitere vorteilhafte Ausführung besteht darin, daß die Welle abgedich tet gelagert in den Innenraum des gasführenden Gehäuses führt, in dem der zweite Hebel angeordnet ist, so daß die Übertragung der Steuerbewegung von der Außenseite in das gasführende Gehäuse ebenfalls nicht mehr axial erfolgt. Günstigerweise ist die Welle dann zweigeteilt ausgeführt, wobei ein erster Teil der Welle aus dem Innenraum des wasserführenden Gehäuses zu Außenseite führt, wohingegen ein zweiter Teil der Welle aus dem Innenrau des gasführenden Gehäuses zur Außenseite führt. Damit ist eine Möglichke geschaffen, am Übergang zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil der Welle eine Justierstelle zu schaffen.

Ausführungsbeispiel

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Teilansicht einer erfindungsgemäßen Armatur für einen gasbe¬ heizten Durchlauf- Wassererhitzer bei geschlossenem Gasmengensteu¬ erventil

Fig. 2 eine Teilansicht einer erfindungsgemäßen Armatur für einen gas- beheizten Durchlauf- Wassererhitzer bei geöffnetem Gasmengensteu¬ erventil

Fig. 3 einen Schnitt A - A aus Figur 1

Die in der Figur 1 teilweise dargestellte Armatur für einen gasbeheizten Durchlauf- Wassererhitzer bei geschlossenem Gasmengensteuerventil 11 und in der Figur 2 teilweise dargestellte Armatur für einen gasbeheizten Durch¬ lauf- Wassererhitzer bei geöffnetem Gasmengensteuerventil 11 weist ein gas¬ führendes Gehäuse 1 und ein wasserführendes Gehäuse 2 auf.

Das wasserführende Gehäuse 2 enthält neben anderen, dem Fachmann be¬ kannten und daher hier, weil nicht erfindungswesentlich, nicht weiter erläu¬ terten Bauteilen, einen Strömungsschalter 21, der als Wassermangelsiche¬ rung dient. Dieser Strömungsschalter 21 weist eine Hochdruckkammer 22 und eine Niederdruckkammer 23 auf, die beide durch eine Membran 24 voneinander getrennt sind. Die Membran 24 stützt sich an einem Membran¬ teller 25 ab. Die Niederdruckkammer 23 wird durch einen Deckel 26 ver¬ schlossen, der einerseits mit dem wasserführenden Gehäuse 2 verbunden ist, und andererseits teilweise durch das gasführende Gehäuse 1 eingekammert ist. Im Deckel 26 stützt sich eine Druckfeder 27 ab, die mit ihrem anderen Ende am Membranteller 25 anliegt.

Auf dem Membranteller 25 stützt sich mit einem Ende ein gekröpfter Hebel 3 ab, der mit seinem anderen Ende fest mit einer im Deckel 26 abgedichtet aber drehbar gelagerten Welle 4 verbunden ist. Dabei bildet die Welle 4 gleichzeitig einen Drehpunkt für einen zweiten Hebel 5, wobei es vorteilhaft ist, wenn Welle 4 und Hebel 5 einstückig in Form eines Bügels 6 ausgeführt sind (Fig. 3).

Das gasführende Gehäuse 1 enthält neben anderen, dem Fachmann ebenfalls bekannten und daher hier, weil nicht erfindungswesentlich, ebenfalls nicht weiter erläuterten Bauteilen, ein Gasmengensteuerventil 11. Das Gasmen-

gensteuerventil 11 befindet sich in einem topfförmigen Raum 13, in desse Boden 14 sich eine ansonsten gasdichte Führung 15 für einen in axialer Richtung des topfförmigen Raumes 13 längsbeweglichen Stößel 12, der m dem Ventilteller 111 des Gasmengensteuerventils 11 verbunden ist, befind Der Ventilteller 111 wird durch eine Rückstellfeder 112 in Schließrichtun belastet, die sich mit ihrem anderen Ende am Boden 14 abstützt. An seine dem Gasmengensteuerventil 11 abgewandten Ende, das in einen mit der Umgebung in Verbindung stehenden Raum 16 des ansonsten gasführende Gehäuses 1 hineinragt, besitzt der Stößel 12 eine Einkerbung 121, die zur Befestigung eines Schubstangenelementes 17 dient.

Das Schubstangenelement 17 ist in diesem Ausführungsbeispiel ein U- förmig ausgebildetes Formteil. Im die beiden Schenkel verbindenden Teil befindet sich eine beispielsweise mit Gewinde versehene Bohrung 171, die zur Aufnahme eines in Längsrichtung verstellbaren Elementes, beispielsw se einer Schraube 174 dient. Desweiteren ist einer der beiden Schenkel ver längert ausgeführt und an seinem Ende 172 abgebogen. Im abgebogenen Ende 172 befindet sich in axialer Verlängerung der Bohrung 174 eine Aus nehmung 173, die zur Aufnahme der Einkerbung 121 des Stößels 12 dient

In der durch die beiden Schenkel gebildeten Aufnahme ist der bereits weit oben beschriebene Hebel 5; in diesem Ausführungsbeispiel ein Teil des B gels 6; gelagert, der sich unter den wirkenden Kräften der Rückstellfeder 1 und der Druckfeder 27 an der Schraube 174 abstützt.

Die Funktion der in den Figuren 1 bis 3 dargestellten erfindungsgemäßen Armatur für einen Durchlauf- Wassererhitzer wird nachfolgend beschriebe

Mit Wasserentnahme entsteht durch die Saugwirkung der im wasserführen den Gehäuse 2 befindlichen, nicht dargestellten Venturidüse zwischen der Hochdruckkammer 22 und der Niederdruckkammer 23 ein Differenzdruc der eine Hubbewegung der Membran 24 zur Folge hat. Diese Hubbewegu wird über den Membranteller 25 auf den Hebel 3 übertragen. Auf Grund d festen Verbindung zwischen dem Hebel 3 und der Welle 4 wird diese Hub bewegung in eine Drehbewegung umgewandelt und gleichzeitig aus dem wasserführenden Gehäuse 2 herausgeführt. Die Drehbewegung der Welle

wird weiter auf den Hebel 5 übertragen und dabei gleichzeitig, da die Welle 4 auch Drehpunkt für den Hebel 5 ist, wieder in eine Hubbewegung umge¬ wandelt. Mittels des Schubstangenelementes 17 wirkt diese Hubbewegung auf den Stößel 12, wodurch das bis dahin geschlossene Gasmengensteuer- ventil 11 (Fig. 1) geöffnet wird.

In Abhängigkeit von der Menge des benötigten Wassers, und der sich da¬ durch auf Grund der unterschiedlichen Saugwirkung der Venturidüse einstel¬ lenden Größe des Differenzdruckes wird auch das Gasmengensteuerventil 1 1 mehr oder weniger geöffnet. So ist in Fig. 2 zwar die maximale Öffnung des Gasmengensteuerventils 11 gezeigt, aber es versteht sich, daß auch Zwi¬ schenstellungen möglich sind.

Um auf Grund der Fertigungstoleranzen eine Zuordnung zwischen dem Hub der Membran 24 und dem Hub des Gasmengensteuerventils 11 vornehmen zu können, erweist es sich als vorteilhaft ein Justageelement vorzusehen. Diese Aufgabe übernimmt in diesem Ausführungsbeispiel die Schraube 174, deren Einschraubtiefe wie gewünscht durch die Öffnung 175 variiert werden kann.

Die erfindungsgemäße Armatur ist selbstredend nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr sind Änderungen und Abwand¬ lungen möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. So kann bei¬ spielsweise die Welle 4 abgedichtet gelagert in den Innenraum des gasfüh- renden Gehäuses 1 geführt werden, wobei es sich versteht, daß dann der He¬ bel 5 im Innenraum des gasführenden Gehäuses 1 angeordnet sein muß. Weiterhin kann die Welle 4 zweigeteilt ausgeführt sein, wobei ein erster Teil der Welle 4 aus dem Innenraum des wasserführenden Gehäuses 2 zur Au¬ ßenseite führt, wohingegen ein zweiter Teil der Welle 4 aus dem Innenraum des gasführenden Gehäuses 1 zur Außenseite führt. Eine gewünschte Mög¬ lichkeit zur Justierung befindet sich dann günstigerweise zwischen der Durchführung aus dem wasserführenden Gehäuse 2 und der Durchführung aus dem gasführenden Gehäuse 1.

Aufstellung der Bezugszeichen

gasführendes Ge¬ 2 wasserführendes Ger häuse

Gasmengensteuer¬ 21 Strömungsschalter ventil

Ventilteller 22 Hochdruckkammer

Rückstellfeder 23 Niederdruckkammer

Stößel 24 Membran

Einkerbung 25 Membranteller topfförmiger Raum 26 Deckel

Boden 27 Druckfeder gasdichte Führung 3 erster Hebel

Raum 4 Welle

Schubstangen¬ 5 zweiter Hebel element

Bohrung 6 Bügel

Ende

Ausnehmung

Schraube

Öffnung