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Sicherheitsventil für Dampfdruckkochtöpfe Die Erfindung bezieht sich
auf ein Sicherheitsventil für Dampfdruckkochtöpfe od. dgl. mit in einem Ventilgehäuse
unter der Wirkung einer Ventilfeder stehendem rohrförmigem Ventilkörper, in welchem
ein oberhalb seines Kolbenteiles mit einem hohlen, das Pfeifenrohr einer Signalpfeife
bildenden Schaftteil versehener Signalkolben entgegen der Wirkung einer Belastungsfeder
axial verschiebbar gelagert ist.
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Bei einem bekannten Sicherheitsventil dieser Art ist im Ventilkörper
oberhalb der höchsten Stellung, die der Signalkolben einnehmen kann, eine seitliche
Bohrung vorgesehen, die mit dem Pfeifenrohr in Verbindung steht. In diese Bohrung
und damit in das Pfeifenrohr kann erst dann Dampf gelangen, wenn der Ventilkörper
von seinem Ventilsitz abgehoben hat. Die Pfeife ertönt also erst dann, wenn das
Hauptventil geöffnet ist. Beim Öffnen dieses Ventils tritt im Topfinneren ein Druckabfall
ein, bei dem es zu einer schlagartigen starken Dampfbildung kommt, die bei stark
schäumenden Speisen zum überschäumen des Kochguts führt. Damit die Hausfrau dieser
Gefahr zuvorkommt, muß sie den Signalkolben beobachten und bei Erscheinen einer
auf diesem vorgesehenen Marke, beispielsweise eines Ringes, die Wärmezufuhr drosseln
oder das Kochgerät vom Herd nehmen. Die Marke erscheint, kurz bevor das Ventil öffnen
würde. Der Kochtopf. muß also beim Druckanstieg ständig beobachtet werden, da beim
Ertönen des Pfeiftons bereits stark schäumende Speisen durch das Ventil austreten
können. Gerade Hausfrauen haben aber nicht immer Zeit, um ihre Kochgeräte laufend
zu überwachen, so daß mit dem bekannten Sicherheitsventil das überschäumen von Speisen
nicht immer ausgeschlossen werden kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Sicherheitsventil der
eingangs beschriebenen Gattung so auszubilden, daß es ein akustisches Warnsignal
so rechtzeitig abgibt, daß ein überschäumen von Speisen ach ohne ständige Beobachtung
des Kochgerätes vermieden werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Pfeifenrohrbohrung
des Schaftteiles des Signalkolbens mit dem unterhalb des Ventilsitzes befindlichen
Teil des Innenraumes des Ventilgehäuses durch einen von dem Kolbenteil des Signalkolbens
absperrbaren Dampfkanal verbunden ist, welcher nach Erreichen einer bestimmten Hubhöhe
des Signalkolbens von dem Kolbenteil desselben freigegeben wird, bevor der Ventilkegel
des Ventilkörpers von dem Ventilsitz des Ventilgehäuses abgehoben wird.
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Das erfindungsgemäße Sicherheitsventil geht von dem allgemeinen Gedanken
aus, ein akustisches Signal bereits dann zu erzeugen, wenn das Ventil noch am Ventilsitz
anliegt, der Druck im Kochgerät jedoch bis nahe an denjenigen Wert angestiegen ist,
bei dem das Ventil abhebt. Dies wird dadurch ermöglicht, daß der normalerweise abgesperrte
Dampfkanal nicht erst durch den Ventilkörper selbst, sondern durch den Signalkolben
freigegeben wird, bevor der Ventilkörper abhebt. Dadurch gelangt in das Pfeifenrohr
schon zu einem Zeitpunkt Dampf, zu dem das Ventil noch geschlossen ist. über das
optische Signal des Signalkolbens hinaus gibt das erfindungsgemäße Sicherheitsventil
also so rechtzeitig ein akustisches Signal ab, daß die Wärmezufuhr gedrosselt oder
das Kochgerät vom Herd genommen werden kann, bevor das Sicherheitsventil auslöst.
Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Ventils ist noch darin zu sehen, daß
beim tatsächlichen Öffnen des Hauptventils das überschäumen wesentlich langsamer
und in geringerem Ausmaß auftritt als bei bekannten Sicherheitsventilen. Diese Erscheinung
ist dadurch zu erklären, daß über den absperrbaren Dampfkanal Dampf bereits in erhöhtem
Maß austreten kann, während das Hauptventil noch geschlossen ist. Der Druckaufbau
im Kochraum bei konstanter Wärmezufuhr verlangsamt sich also, sobald der Dampfkanal
freigegeben ist. Dieser wird nur sehr langsam geöffnet, so daß im Inneren des Gefäßes
kein starker Druckabfall auftritt, der zum Aufschäumen des Kochgutes führen könnte.
Auch das Öffnen des Hauptventils erfolgt wegen des vorher schon ausströmenden Dampfes
langsamer als bei den bekannten Ventilen, so .daß auch in diesem Fall mit einem
geringeren Aufschäumen zu rechnen ist.
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Die Unteransprüche 2 bis 9 betreffen weitere Ausgestaltungen des Gegenstands
von Anspruch 1 und haben nur im Zusammenhang mit diesem Bedeutung.
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In der Zeichnung ist die Erfindung in verschiedenen Ausführungsformen
beispielsweise veranschaulicht.
F i g. 1 zeigt im Längsschnitt ein
erfindungsgemäß ausgebildetes Sicherheitsventil in seiner Schließstellung; F i g.
2 zeigt im Längsschnitt das Sicherheitsventil nach F i g. 1 mit halb angehobenem
Signalkolben; F i g. 3 zeigt im Längsschnitt das Sicherheitsventil nach F i g. 1
und 2 mit vollständig angehobenem Signalkolben; F i g. 4 zeigt im Längsschnitt das
Sicherheitsventil nach F i g. 1 bis 3 in seiner Öffnungsstellung; F i g. 5 zeigt
im Längsschnitt den Ventilkörper des Sicherheitsventils nach F i g. 1 bis 4; F i
g. 6 zeigt teils im Längsschnitt, teils in Seitenansicht den Signalkolben des Sicherheitsventils
nach F i g. 1 bis 4; F i g. 7 zeigt im Längsschnitt eine abgeänderte Ausführungsform
des Ventilkörpers; F i g. 8 zeigt teils im Längsschnitt, teils in Seitenansicht
eire abgeänderte Ausführungsform des Signalkolbens, und F i g. 9 zeigt einen Querschnitt
durch den Signalkolben nach der Linie A -B der F i g. B.
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Das in F i g. 1 bis 4 in verschiedenen Stellungen gezeigte Sicherheitsventil
besteht im wesentlichen aus einem Ventilgehäuse 1, einem Ventilkörper 2, einem in
letzterem axial verschiebbaren Signalkolben 3 und einer als überwurfmutter auf das
Ventilgehäuse 1 aufschraubbaren Ventilkappe 4.
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Das im wesentlichen zylindrische Ventilgehäuse 1 ragt mit seinem unteren,
offenen Ende in das Innere eines Dampfdruckkochtopfes hinein und ist zu diesem Zweck
in einer Bohrung des in der Zeichnung nur angedeuteten Topfdeckels 5 unter Einfügung
eines Dichtringes 6 mittels einer Mutter 7 befestigt. Im Innenraum 8 des Ventilgehäuses
1 ist ein Ventilsitz 9 angeordnet. Oberhalb des Ventilsitzes 9 steht der Innenraum
8 durch Ausblasöffnungen 10 mit der Außenluft in Verbindung. Darüber ist die Wandung
des Ventilgehäuses 1 mit einem Außengewinde 11 versehen, auf das die mit einem entsprechenden
Innengewinde versehene Ventilkappe 4 aufgeschraubt ist. Die Ventilkappe 4 hat einen
teilweise über die Ausblasöffnungen 10 greifenden, sich nach unten und außen erweiternden
unteren Rand 4'.
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Im oberen Teil des Innenraumes 8 des Ventilgehäuses 1 ist der rohrförmige
Ventilkörper 2 axial verschiebbar gelagert. Der Ventilkörper 2 hat an seinem unteren
Ende einen Ventilkegel 12 und steht unter der Wirkung einer Druckfeder 13, welche
den Ventilkegel 12 auf den Ventilsitz 9 des Ventilgehäuses 1 zu drücken sucht. Die
Druckfeder 13 stützt sich unten auf einem Bund 14 (F i g. 5) des Ventilkörpers 2
und oben auf einer Innenschulter 15 der Ventilkappe 4 ab. Der Ventilkörper 2 hat
eine zylindrische Innenbohrung 16, in der gemäß F i g. 5 eine oder mehrere, axial
verlaufende Ausfräsungen oder Vertiefungen 17 angebracht sind. Im Ausführungsbeispiel
sind drei Ausfräsungen 17 von verschiedener Länge in kurzen Abstähden übereinander
vorgesehen. Oberhalb der obersten, längsten Ausfräsung 17 ist die Wandung des Ventilkörpers
2 durch Querbohrungen 18 (Fig.5) durchbrochen. An seinem oberen Ende ist der Ventilkörper
2 schließlich mit einer Innenschulter 19 versehen.
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In der zylindrischen Innenbohrung 16 des Ventil- i körpers 2 ist der
Signalkolben 3 unter der Wirkung des Dampfdruckes entgegen der Wirkung einer Belastungsfeder
20 axial verschiebbar gelagert. Die Belastungsfeder 20 stützt sich oben auf der
Innenschulter 19 des hohlen Ventilkörpers 2 und unten auf einem Absatz 21(F i g.
6) des Signalkolbens 3 ab.
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Der untere, eigentliche Kolbenteil des in F i g. 6 für sich herausgezeichneten
Signalkolbens 3 hat eine oder mehrere, gemäß dem Ausführungsbeispiel drei ausgedrehte
Ringnuten 22, welche drei obere Kolbenabschnitte 23 und einen unteren Kolbenabschnitt
24 voneinander trennen. Die Kolbenabschnitte 23 und 24 haben sämtlich den gleichen
Durchmesser und passen mit dichtem Gleitsitz in die zylindrische Innenbohrung 16
des Ventilkörpers 2. Die axiale Länge der Kolbenabschnitte 23 ist verschieden groß
und außerdem derart bemessen, daß jeder Kolbenabschnitt 23 etwas kürzer ist als
die Länge der entsprechenden axialen Ausfräsung 17 in der Innenbohrung 16 des Ventilkörpers
2. Der unterste Kolbenabschnitt 24 hat am Rand eine Bohrung oder Längsnut 25, welche
in die unterste Ringnut 22 führt.
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Der mittlere Schaftteil 26 des Signalkolbens 3 hat einen geringeren
Durchmesser als der untere Kolbenteil 23, 24, so daß zwischen der Außenwand des
Schaftteiles 26 und der Innenbohrung 16 des Ventilkörpers 2 ein Ringraum
zur Aufnahme der Belastungsfeder 20 verbleibt. Schließlich geht der mittlere Schaftteil
26 über einen Absatz 27 in einen oberen Schaftteil 28 über, dessen Durchmesser
noch etwas geringer ist als der Durchmesser des Schaftteiles 26. Der Außendurchmesser
des oberen Schaftteiles 28 ist etwas kleiner, und der Außendurchmesser des mittleren
Schaftteiles 26 ist etwas größer als der Innendurchmesser der oberen Innenschulter
19 des Ventilkörpers 2, so daß der Absatz 27 des Signalkolbens 3 bei dessen Aufwärtsbewegung
gegen die Innenschulter 19 des Ventilkörpers 2 anschlägt.
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Auf das obere Ende des oberen Schaftteiles 28 des Signalkolbens 3
ist eine Hutmutter 29 aufgeschraubt, welche sich in der Ruhestellung des Ventils
auf die obere Stirnfläche des Ventilkörpers 2 auflegt. Zwischen der Hutmutter 29
und dem Absatz 27 sind in den oberen Schaftteil 28 ein oder mehrere, gemäß dem Ausführungsbeispiel
zwei Signalringe 30 eingedreht, welche farbig markiert sein können.
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Die Schaftteile 28 und 26 des Signalkolbens 3 sind mit einer bis in
den obersten Kolbenabschnitt 23 reichenden axialen Bohrung 31 versehen. Im oberen
Schaftteil 28 ist die Schaftwandung mit einer Pfeifenöffnung 32 versehen, unter
welcher in die Bohrung 31 eine Pfeifenlippe 33 eingesetzt ist. Das untere Ende der
Innenbohrung 31 steht durch Querbohrungeg. 34 im obersten Kolbenabschnitt 23 mit
einer randoffenen Ringnut 35 dieses Kolbenabschnittes in Verbindung. Auf diese Weise
bildet der schaftförmige Teil des Signalkolbens 3 das Pfeifenrohr einer Signalpfeife,
die durch den Dampf aus dem Druckkochtopf in Tätigkeit versetzt werden kann.
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Die Wirkungsweise des vorstehend beschriebenen Sicherheitsventils
ist folgende: In der in F i g. 1 gezeigten Ruhe- oder SchBeßstellung preßt die Druckfeder
13 den Ventilkörper 2 mit seinem Ventilkegel 12 auf den Ventilsitz 9 des Ventilgehäuses
1. Diese Abschlußstellung behält der Ventilkörper 2 auch in den in F i g. 2 und
3 gezeigten Zwischenstellungen bei. Auch der Signalkolben 3 wird durch die Belastungsfeder
20 in seine unterste Stellung gedrückt, in der die Hutmutter 29 auf der oberen Stirnfläche
des hohlen Ventilkörpers 2 aufliegt. Die oberen Kolbenabschnitte 23 dichten die
Innenbohrung
16 des Ventilkörpers 2 ab. Es kann also der Dampf aus
dem Kochtopf weder durch das Pfeifenrohr des Signalkolbens 3 noch durch die Ausblasöffnungen
10 des Ventilgehäuses 1 nach außen abströmen.
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Wenn nun der Dampfdruck im Druckkochtopf ansteigt, so bewegt sich
der Signalkolben 3 entgegen der Wirkung der Druckfeder 20 nach oben, und zwar zunächst
in eine in F i g. 2 gezeigte Zwischenstellung. Auch hier sperren die Kolbenabschnitte
23 den Durchgang durch die Innenbohrung 16 des Ventilkörpers 2 noch ab. Jedoch steigt
der obere Schaftteil 28 des Signalkolbens 3 aus dem Ventilkörper 2 nach oben heraus.
Dadurch wird erst die obere und anschließend auch die untere Ringnut 30 sichtbar
und zeigt an, daß der Dampfdruck im Druckkochtopf entsprechend gestiegen ist. Die
Kolbenabschnitte 23 sorgen bei dieser Bewegung für eine einwandfreie Dichtung und
Führung des Signalkolbens 3 in der zylindrischen Innenbohrung 16 des Ventilkörpers
2.
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Schließlich steigt der Signalkolben 3 im Ventilkörper 2 so hoch, daß
er sich mit seinem Absatz 27 von unten an die Innenschulter 19 des Ventilkörpers
2 anlegt (F i g. 3). In dieser Stellung tritt Dampf aus der Gehäusebohrung 8 durch
die Axialnut 25 des untersten Kolbenabschnittes 24 in die unterste Ringnut 22 des
Signalkolbens 3, von dort durch die unterste Ausfräsung 17 des Ventilkörpers 2 in
die mittlere Ringnut 22 des Signalkolbens, von dort durch die mittlere Ausfräsung
17 in die oberste Ringnut 22 des Signalkolbens, von dort durch die oberste Ausfräsung
17 in die Ringnut 35 des obersten Kolbenabschnittes 23 und von dort durch die Querbohrungen
34 in die Bohrung 31 des Pfeifenrohres 26, 28. Der an der Lippe 33 vorbeiströmende
und durch die Öffnung 32 aus dem Pfeifenrohr ausströmende Dampf bringt die Signalpfeife
zum Ertönen.
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Falls weder die optischen Signale noch das akustische Signal beachtet
werden, kann der Dampfdruck im Druckkochtopf noch weiter ansteigen. Er überwindet
dann schließlich die Kraft der Druckfeder 13 und bewegt den Ventilkörper 2 nach
oben in die in F i g. 4 gezeigte Öffnungsstellung. In dieser öffnungsstellung hat
sich der Ventilkegel 12 von dem Ventilsitz 9 abgehoben, und der Dampf kann nunmehr
in voller Stärke durch die Ausblasöffnungen 10 des Ventilgehäuses 1 nach außen in
die Atmosphäre abströmen. Der Dampfdruck hat dann den vorgesehenen Höchstwert erreicht,
welcher nicht mehr überschritten werden kann. Wenn die Wärmezufuhr gedrosselt bzw.
unterbunden wird, so sinkt der Überdruck im Druckkochtopf, und der Ventilkörper
2 wird durch die Druckfeder 13 mit seinem Ventilkegel 12 wieder auf den Ventilsitz
9 gedrückt, d. h., das Sicherheitsventil nimmt wieder die in F i g. 3 gezeigte Zwischenstellung
ein. Anschließend bewegt sich unter der Wirkung der Belastungsfeder 20 auch der
Signalkolben 3 nach unten über die in F i g. 2 gezeigte Zwischenstellung bis in
seine Ruhestellung gemäß F i g. 1. Entsprechend wird auch die Dampfzufuhr zum Pfeifenrohr
unterbrochen, und die Ringmarkierungen 30 verschwinden im Inneren des Ventilkörpers
2.
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Die in F i g. 7 bis 9 dargestellte Ausführungsform des Ventilkörpers
und des Signalkolbens unterscheidet sich von derjenigen nach F i g. 5 und 6 im wesentlichen
dadurch, daß die zylindrische Innenbohrung 36 des Ventilkörpers 37 mit ausgedrehten
Ringnuten 38 versehen ist, während der Kolbenteil 39 des Signalkolbens 40
lediglich mit seitlichen Abflachungen 41 versehen ist. Ferner ist der unterste Kolbenabschnitt
42 des Signalkolbens 40 mit mindestens einer Randnut oder Abflachung 43 versehen.
Alle übrigen Teile bleiben unverändert. Auch die Wirkungsweise dieser Ausführungsform
entspricht der vorstehend erläuterten Funktion des Sicherheitsventils nach F i g.
1 bis 6.
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Im übrigen beschränkt sich die Erfindung nicht auf die vorstehend
beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele, sondern sie
umfaßt alle Varianten im Rahmen des wesentlichen Erfindungsgedankens. Insbesondere
kann die Anzahl, Bemessung und Anordnung der zusammenarbeitenden Ringnuten, Ausfräsungen
oder sonstigen Aussparungen, die im Ventilverschlußkörper bzw. im Signalkolben vorgesehen
sind, auf verschiedene Weise variieren, sofern nur der Zweck der Erfindung damit
erfüllt und die erfindungsgemäß gewünschte Funktion erzielt wird.