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Elektrische Steuereinrichtung für Benzin- und Ölheizgeräte mit Druckluftzerstäubung des Brennstoffes Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Steuereinrichtung für Benzin- und ölheizgeräte mit Druckluftzerstäubung des Brennstoffes.
Die bekannten Ausführungen einer elektrischen Steuerautomatik haben den Nachteil, dass sie bei Verwendung von Bimetallschaltern und temperaturabhängigen Halbleitern in direkter Kopplung mit elektromechanischen Relais durch elektrische Spannungsschwankungen in der Zuverlässigkeit ihrer Funktion beeinträchtigt werden. Die unvermeidliche schleichende Kontaktauslösung der Bimetallschalter bzw. das allmähliche Erreichen eines Soll-Wertes bei Halbleitern verursacht eine starke Streuung der Ansprechzeiten bei den verschiedenen Schaltvorgängen. Die beim Einsatz solcher Geräte z.
B. im Fahrzeugbetrieb auftretenden Erschütterungen bewirken eine unsichere Kontaktgabe an den Schaltstellen der Relais und die im Winterbetrieb reduzierte Batteriespannung wirkt sich ebenfalls negativ auf die Zuverlässigkeit der Schaltfunktionen aus. Hinzu kommt noch als weiterer Faktor die Unzuverlässigkeit der bisher verwendeten Zeitkreise, welche aus einem Heizwiderstand und einem Halbleiter bestehen und stark spannungsabhängig sind, sowie von der Umgebungstemperatur und dem Alterungszustand beeinflusst werden.
Es ist ferner bei den bisher bekannten Steuerautoma- tiken ein Nachteil, dass sie nicht die systematische Teil- überprüfung der einzelnen Schaltelemente und Aggregate des Heizgerätes zulassen, um eine aufgetretene Störung schneller erkennen und beheben zu können. Die kompakte Bauweise der Heizgeräte und die darauf abgestellte festmontierte Verdrahtung für den Anschluss der zur Steuerautomatik gehörenden Aggregate des Heizgerätes lassen deren voneinander unabhängige Überprüfung nicht ohne weiteres zu.
Dieser Umstand ist besonders im Zusammenhang mit dem vorliegenden Heiz- gerätetyp von Bedeutung, der zur Starthilfe und Druckluft-Magnetventilsteuerung zusätzliche elektrische In- stallationen benötigt und dadurch ein umfangreiches elektrisches Netz aufweist. Es ist zwar bereits vorgeschlagen worden, für ein einfaches und leichtes Trennen der einzelnen Aggregatteile voneinander entsprechende Vorkehrungen zu treffen und in diese auch die elektrischen Anschlüsse einzubeziehen. Doch ist der in diesem Zusammenhang vorgeschlagene Weg, die Verbindungsleitungen zwischen den Aggregaten zu verlängern, dass diese in einen gewissen Abstand voneinander gebracht werden können, nicht als brauchbare Lösung anzusehen.
Zweck der Erfindung ist die Beseitigung der genannten Mängel und die Erfüllung der Forderung, eine zuverlässige, übersichtliche und leicht überprüfbare Steuereinrichtung für Geräte der eingangs genannten Art zu schaffen.
Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, die Steuerautomatik durch die Verwendung verbesserter Zeit- und Temperatursteuerkreise in ihrem Schaltverhalten zu stabilisieren, die Kontaktgabe der Relais sicher und schlagartig erfolgen zu lassen und die elektrische Installation für die einzelnen Steuer- und Heizgerätaggre- gate so auszubilden, dass jedes Aggregat für sich und unabhängig von anderen überprüfbar ist. Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine gewisse Vereinheitlichung des elektrischen Anschlusssystems von Heiz- gerät und Steuerautomatik herzustellen,
um wahlweise eine Ausrüstung mit vollautomatischer und halbautomatischer Steuereinrichtung vornehmen zu können.
Die erfindungsgemässe elektrische Steuereinrichtung für Benzin- und ölheizgeräte mit Druckluftzerstäubung des Brennstoffes, die als vollautomatische oder halbautomatische Steuereinrichtung ausgebildet ist und bei Inbetriebnahme des Heizgerätes das Vorglühen einer Glühkerze über einen Zeitabschnitt bewirkt, nach dem ein Verbrennungsluftgebläse zugeschaltet wird und ein Magnetventil die Druckluft nach einem Schwimmerregler freigibt, derart, dass durch eine Starthilfe während
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der Inbetriebnahme des Heizgerätes der Brennstoff mit Überschuss gefördert wird,
während ein Temperatursteuerkreis das Abschalten der Glühkerze sowie nach einem Fehlstart oder Überhitzungsfall auch das Abschalten und Wiedereinschalten des Verbrennungsvorganges selbsttätig veranlasst, ist dadurch gekennzeichnet, dass für die Steuerkreise elektronische Steuereinheiten mit einer transistorisierten Trigger-Schaltanordnung in Verbindung mit mechanischen Relais vorgesehen sind, von denen eine Kontaktgruppe zur Entladung der RC-Zeitglieder den Zeitsteuerkreisen und eine andere Kontaktgruppe den Schaltvorgängen der Zeitsteuerkreise gegenüber dem Temperatursteuerkreis bzw. den Steueraggregaten des Heizgerätes zugeordnet ist.
Gemäss einem Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht die vollautomatische Steuereinrichtung einen Paketschalter mit vier Schalterkontaktgruppen und vier Schalterstellungen vor, von denen die Schalterstellung 0 die Betriebsbereitschaft des Gebläsemotors sichert, der durch den Temperatursteuerkreis über Relais für den Nachlauf-Spülvorgang der Brennerbereiche zu- und abgeschaltet wird.
Bei Schalterstellung 1 wird die Glüh- kerze nebst Starthilfe, das Magnetventil, die Brennstoffpumpe sowie der 2-min. -Zeitsteuerkreis für die Betriebskontrolle und der 30-sek. -Zeitsteuerkreis für das Nachschalten des Gebläsemotors eingeschaltet, wobei im Stromkreis des Magnetventils und der Brennstoffpumpe eine Schmelzsicherung liegt und diese mit einem vom 2-min. -Zeitsteuerkreis betätigten Relaiskontakt in Reihe liegt. Bei Schalterstellung 1/2 wird ein Vorwiderstand in den Gebläsemotor-Stromkreis geschaltet und bei L lediglich der Gebläsemotor unter Spannung gesetzt.
Gemäss einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht die halbautomatische Steuereinrichtung einen Paketschalter mit fünf Schalter-Kontaktgruppen und fünf Schalterstellungen vor, von denen die Schalterstellung 0 die Betriebsbereitschaft des Gebläsemotors sichert, der durch den Temperatursteuerkreis über Relais für den Nachlauf-Spülvorgang im Brennerbereich zu- und ab-eschaltet wird.
Bei Schalterstellung G wird die Glühkerze nebst Starthilfe, Magnetventil und Brennstoffpumpe eingeschaltet, bei Schalterstellung l der Gebläsemotor, während die Glühkerze nebst Starthilfe durch den Temperatursteuerkreis abgeschaltet wird. Bei Schalterstellung 1!2 wird der Vorwiderstand in den Gebläsemotor-Stromkreis geschaltet und bei L lediglich der Gebläsemotor unter Spannung gesetzt.
Gemäss einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht die Steuereinrichtung für das Heizgerät vor, dass dessen voneinander lösbare Baugruppen Ge- bläseteil, Brennerteil, Wärmetauscher und Membranpumpe selbständige Steueraggregate aufweisen, derart, dass im Gebläseteil Motor und Vorwiders.tand ein Aggregat bilden und dass das Magnetventil und die Starthilfe mit Glühkerze im Brennerteil ein weiteres Aggregat bzw. der Heissleiter und die Schmelzsicherung am Wärmetauscher ebenfalls ein Aggregat darstellen.
Die Steueraggregate für den Gebläse- und Brennerteil besitzen eigene Anschlüsse gegenüber der Steuereinrichtung, während die Anschlüsse für das Wärmetauscher- Aggregat ebenso wie für die Brennstoffpumpe mit dem Anschluss des Brennerteil-Aggregats lösbar verbunden sind.
Vorteilhaft kann bei einer vollautomatischen Steuereinrichtung der Temperatursteuerkreis mit den beiden Zeitsteuerkreisen bzw. bei einer halbautomatischen Steuereinrichtung der Temperatursteuerkreis als selbständiges Bauteil ausgebildet werden, in welches die mechanischen Relais einbezogen sind, wobei dieses Bauteil Steckeranschlüsse sowohl nach dem Heizgerät als auch nach dem Paketschalter aufweist.
An der elektrischen Steuerautomatik eines Heizge- rätes mit Druckluftzerstäubung des Brennstoffes, wie es für die Kabinenheizung von Kraftfahrzeugen und Kranen Verwendung findet, soll nachstehend die Erfindung erläutert werden.
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt: Fig. 1 einen Stromlaufplan für eine vollautomatische Steuereinrichtung, Fig. 2 einen Anschlussplan, Fig. 3 einen Stromlaufplan für eine halbautomatische Steuereinrichtung, Fig. 4 einen Anschlussplan, Fig. 5 die Baugruppen eines Heizgerätes mit den zugehörigen elektrischen Steueraggregaten, Fig. 6 Magnetventil und Starthilfe des Heizgerätes. Ein Paketschalter 1 (Fig. 1 und 2) und die beiden Anzeigeleuchten 2 (grün) und 3 (orange) sind auf einer Schalttafel D befestigt, die in Reichweite des Kraftfahrers im Fahrzeug montiert ist.
Der Paketschalter 1 setzt sich aus vier Kontaktgruppen S1, S2, S3, S4 zusammen, die in den Schalterstellungen 0 (Aus), 1 (volle Heizleistung), 1/2 (halbe Heizleistung), L (Lüften) einrasten. In der Schalterstellung 0 ist die Anlage stromlos, lediglich der Schalterkontakt S3 ist geschlossen. Dieser Schalterkontakt S3 sichert die Bereitschaft eines Gebläsemotors 4 und eines Temperatursteuerkreises A, über einen Relaiskontakt AR2 so lange den Lüfterbetrieb des Gebläsemotors 4 aufrechtzuerhalten, bis das Heizgerät abgekühlt ist und die Temperatur der geförderten Frischluft noch etwa 40 C beträgt.
Wird der Paketschalter 1 von 0 auf l geschaltet, so sind die Schalterkontakte S2 und S3 geschlossen. Über einen Relaiskontakt BR1 eines Zeitsteuerkreises B, der auf eine 2-min. -Schaltzeit eingestellt ist, liegen eine Brennstoffpumpe 5 und ein Magnetventil 6 an der Spannung. Mit dem Relaiskontakt BR1 liegt ein Relaiskontakt AR1 des Temperatursteuerkreises A in der Stromleitung nach einer Glühkerze und nach einem 30-sek. -Zeitsteuerkreis C. In dieser Stromleitung liegt auch die Anzeigeleuchte 3.
Mit dem genannten Relaiskontakt BR1 und dem Schalterkontakt S2 ist der Relaiskontakt AR3 des Temperatursteuerkreises A in der Stromleitung nach dem Zeitsteuerkreis B angeordnet. Das einwandfreie Funktionieren der Glühkerze 7 wird durch Aufleuchten der Anzeigeleuchte 3 kontrolliert. Parallel zur Glühkerze 7 liegt die Magnetspule einer Starthilfe 8, welche für die Zeit der Be- aufschlagung mit dem Glühkerzenstrom die Druckluftregulierung nach dem Schwimmerregler 9 (Fig. 5) ausser Betrieb setzt und dadurch den vollen Druckluftstrom in den Schwimmerregler leitet, um eine erhöhte Brennstofförderung nach der Brennkammer 22 zu erzielen.
Nach 30 Sekunden Einschaltdauer des Paketschalters 1 auf 1 wird der Zeitsteuerkreis C und das nachgeschaltete Relais CR mit dem Relaiskontakt CR1 wirksam, welcher den Gebläsemotor 4 zuschaltet. Die Kontrolle über das richtige Funktionieren des Starts des Gebläsemotors 4 übt die Anzeigeleuchte 2 aus.
Mit dem Anlaufen des Gebläsemotors 4 wird der Brennstoff aus dem Schwimmerregler 9 in die Brennkammer 22 gedrückt, dort durch die eingeblasene Verbrennungsluft
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zerstäubt und durch die glühende Spirale der Glühkerze 7 entzündet. Damit ist der Brennvorgang des Heizge- rätes eingeleitet, die geförderte Frischluft wird erhitzt.
Ist der Frischluftstrom über eine Temperatur von etwa 50 C erwärmt, so ist der Ohmsche Widerstand eines Heissleiters 10 so weit gesunken, dass der nachgeschaltete Temperatursteuerkreis A schlagartig das zugehörige Relais AR ansprechen lässt, welches über die Relaiskontakte AR 1 die Glühkerze 7 nebst Starthilfe 8, den Zeitsteuerkreis C und über den Relaiskontakt AR3 den Zeitsteuerkreis B abschaltet. Diese Schalthandlung der Steuerautomatik wird durch Erlöschen der Anzeigeleuchte 3 optisch sichtbar gemacht.
Das Relais CR besitzt einen Kondensator 23 als Abfallverzögerung, damit nach Abschalten des Zeitsteuerkreises C die Stromzufuhr zum Gebläsemotor 4 und zum Temperatursteuerkreis A über den Relaiskontakt CR1 nicht unterbrochen wird, bevor der Relaiskontakt AR2 geschlossen ist.
Wird die Schalterstellung 1/2 am Paketschalter 1 gewählt, so wird an diesem der Schalterkontakt S3 geöffnet, die Schalterkontakte S2 und S4 geschlossen und in den Stromkreis des Gebläsemotors 4 ein Vorwiderstand 11 eingeschaltet, der die Motordrehzahl reduziert. Dadurch wird sowohl die Frischlufzufuhr als auch die Verbrennungsluft verringert, der Druck im Schwimmerregler 9 und die Brennstoffzufuhr vermindert.
Zur Ausserbetriebsetzung des Heizgerätes wird der Paketschalter 1 in die Schalterstellung 0 zurückgedreht. Damit wird der Schalterkontakt S2 geöffnet, der Schalterkontakt S3 geschlossen, die Brennstoffpumpe 5 und das Magnetventil 6 werden abgeschaltet. Letzteres sperrt die Druckluftzufuhr nach dem Schwimmerregler 9 und bewirkt dadurch die Unterbrechung der Brennstoffzufuhr nach der Brennkammer 22, die Verbrennung wird sofort unterbrochen. Die Stromzufuhr zum Ge- bläsemotor 4 und Temperatursteuerkreis A wird über den Relaiskontakt AR2 noch aufrechterhalten, so dass der Gebläsemotor 4 weiter mit Strom versorgt wird und mit der geförderten Frischluft bzw.
Verbrennungsluft eine Kühlung in den Brennbereichen des Heizgerätes herbeiführt. Untefschreitet die Temperatur der Frischluft eine untere Grenze von etwa 40 C, wird der Ohmsche Widerstand des Heissleiters 10 so weit erhöht, dass der Temperatursteuerkreis A anspricht und das Relais AR abfällt. Durch das öffnen des Relaiskontaktes AR2, wird die ganze Anlage stromlos.
Die Stellung des Paketschalters 1 auf L bewirkt den einfachen Lüftervorgang im Heizgerät, dieses wird als Ventilator wirksam. Zu diesem Zweck wird der Schalterkontakt S1 geschlossen, der eine direkte Verbindung zwischen Gebläsemotor 4 und Stromzufuhr herstellt und von den übrigen Schalterkontaktgruppen sowie vom elektronischen Teil getrennt ist. Lediglich die Anzeigeleuchte 2 wird die Dauer des Lüftens signalisieren.
Tritt ein Überhitzungsfall ein und erreicht das Gerät während des Heizbetriebes eine unzulässig hohe Temperatur, so wird die Schmelzsicherung 12 zerstört und der Stromkreis zur Brennstoffpumpe 5 und zum Magnetventil 6 unterbrochen. Dies führt zum Erlöschen der Brennerflamme im Heizgerät. Durch das Weiterlaufen des Gebläsemotors 4 wird das Gerät so weit abgekühlt, dass der Ohmsche Widerstand des Heissleiters 10 ansteigt, über den Temperatursteuerkreis A wird das Relais AR stromlos. Damit ist der Ausgangszustand entsprechend dem Start des Heizgerätes wieder hergestellt und es wird automatisch ein neuer Startvorgang eingeleitet.
Durch das Ausbleiben der Brennstoffzufuhr kommt es zu keiner neuen Zündung und daher bleibt der 2-min. -Zeitsteuerkreis B weiterhin unter Spannung. Dementsprechend wird nach einer Verzögerungszeit von 2 Minuten das Relais BR ansprechen und über den Relaiskontakt BR3 die Kondensatoren des RC- Gliedes im Zeitsteuerkreis B entladen. Über den Relaiskontakt BR2 wird ein Selbsthalte-Stromkreis geschlossen. Durch das öffnen des Relaiskontaktes BR1 wird die Stromzufuhr zum 30-sek. -Zeitsteuerkreis C, zur Glühkerze 7 nebst Starthilfe 8, und zur Anzeigeleuchte 3 unterbrochen.
Das Relais CR fällt ab und unterbricht mit dem Relaiskontakt CRI die Stromzufuhr zum Ge- bläsemotor 4, züm Temperatursteuerkreis A und zur Anzeigeleuchte 2. Die gesamte Anlage ist ausser dem 2/-min. -Zeitsteuerkreis B stromlos. Nachdem die Überhitzungsursache beseitigt und die Schmelzsicherung 12 erneuert wurde, wird der Startvorgang von der Schalterstellung 0 aus durch Handbetätigung vorgenommen.
Wie aus dem Anschlussplan gemäss Fig. 2 ersichtlich, ist die gesamte Anlage der vollautomatischen Steuereinrichtung zweipolig ausgeführt, ohne die sonst übliche Masseleitung eines Poles von der Stromquelle her bzw. für die Verbindung der Schaltelemente untereinander. Der Minuspol ist an Masse gelegt.
Dementsprechend führt die Stromleitung von der Stromquelle (nicht dargestellt) zur Steckverbindung I an der Schaltertafel D, auf der der Paketschalter 1 zusammen mit den Anzeigeleuchten 2, 3 montiert ist. Über ein Verbindungskabel Ia ist die Steckverbindung I mit der Steckverbindung II zusammengeschlossen, die sich an einem Gehäuse E befindet, in welchem der Temperatursteuerkreis A, der 30-sek. -Zeitsteuerkreis C und der 2-min. -Zeitsteuerkreis B untergebracht sind. Ferner sind in diesem Gehäuse E die zu den vorgenannten Steuerkreisen gehörigen Relais AR, CR und BR angeordnet.
Von der Steckverbindung Il führt ein Verbindungskabel IIa zum Heizgerät und wird dort über eine Steckverbindung III an den Gebläsemotor 4 und dem Vorwiderstand 11 angeschlossen. Eine gleiche Steckverbindung IV ist für das Magnetventil 6, die Starthilfe 8 und die Glühkerze 7 vorgesehen. Die Steckverbindungen III und IV sind ausserdem über ein weiteres Verbindungskabel IVa mit der Steckverbindung I an der Schaltertafel D zusammengeschaltet.
Innerhalb dieses Systems lösbarer Verbindungskabel und in sich geschlossener Steuereinheiten ist der Vorlauf der einzelnen Stromleitungen in der Weise vorgesehen, dass diese über die Steckverbindungen I und II sowohl zu den elektronischen Steuerkreisen A, B und C führen als auch zu den Relais AR, BR und CR. Über die Steckverbindung III und IV gelangen die Stromleitungen an den Gebläsemotor 4 bzw. die Glühkerze 7 sowie an das Magnetventil 6 und zur Starthilfe B. Ein besonderer Anschluss ist für die Schmelzsicherung 12 und den Heissleiter 10 vorgesehen, ebenso für die Brennstoffpumpe 5.
Diese Massnahmen bewirken ein leichtes Auftrennen der Steuereinheiten zum Zwecke des Auswechselns und Kontrollierens der einzelnen elektrischen und elektronischen Bausteine. Das Auftrennen der Gruppenteile des Heizgerätes lässt eine Kontrolle der jeweils zugehörigen elektrischen Schaltteile der Steuereinheiten zu, so dass auch innerhalb des Heizgerätes auftretende Fehler in der elektrischen Ausrüstung sofort erkennbar sind.
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Ein Paketschalter 1a für die Teilautomatik (Fig. 3 und 4) ist mit den beiden Anzeigeleuchten 2 und 3 auf der Schalttafel D montiert.
Dieser Paketschalter la setzt sich aus fünf Schalterkontaktgruppen St1, St2, St3, St4, St5 zusammen, die in fünf Schalterstellungen 0 (Aus), < G (Vorglühen), 1 (volle Heizleistung), < ,:1/2,> (halbe Heizleistung), L (Lüften) einrasten.
In der Schalterstellung 0 ist die Anlage stromlos, lediglich der Schalterkontakt St3 ist geschlossen und sichert damit die Bereitschaft des Gebläsemotors 4, über den Temperatursteuerkreis A bzw. über den Relaiskontakt ARl den Lüfterbetrieb des Gebläsemotors 4 so lange aufrechtzuerhalten, bis das Heizgerät abgekühlt ist.
Ist die Schalterstellung auf G , so sind die Schalterkontakte St2 und St5 geschlossen, die Schalterkontakte Stl, St3 und St4 sind geöffnet. Über den Schalterkontakt St2 wird der Temperatursteuerkreis A an Spannung gelegt, über Schalterkontakt St5 und die Schmelzsicherung 12 wird die Brennstoffpumpe 5 und das Magnetventil 6, und über den Relaiskontakt ARl die Glühkerze 7 sowie die Starthilfe 8 zugeschaltet. Das Aufleuchten der Anzeigeleuchte 3 lässt das einwandfreie Arbeiten der Glühkerze 7 erkennen. Diese Schalterstellung < < G wird etwa 30 sek. beibehalten.
Wird die Schalterstellung 1 gewählt, so sind die Schalterkontakte St2, St3 und St5 geschlossen, die Schalterkontakte Stl und St4 geöffnet. Damit wird der Ge- bläsemotor zugeschaltet, was durch die Anzeigeleuchte 2 kontrolliert wird. Mit dem Anlaufen des Gebläsemotors 4 wird der Brennstoff der Brennkammer 22 zugeführt, wo er sich an der Glühkerze 7 entzündet und den Brennvorgang einleitet. Nach Erwärmung der geförderten Frischluft auf etwa 50 C ist der Ohmsche Widerstand des Heissleiters 10 so weit zurückgegangen, dass der Temperatursteuerkreis A das Relais AR schlagartig anzieht.
Damit werden über den Relaiskontakt AR1 die Glühkerze 7 nebst Starthilfe 8 abgeschaltet, was zum Verlöschen der Anzeigeleuchte 3 führt. Damit ist der normale Zustand des Heizgerätes eingestellt.
Wird die Schalterstellung 1/2 gewählt, so sind die Schalterkontakte St2, St4, St5 geschlossen, die Schalterkontakte Stl und St3 geöffnet. Durch Zwischenschalten des Vorwiderstandes 11 läuft der Gebläsemotors 4 mit verminderter Drehzahl und das Heizgerät mit halber Leistung.
Wird der Paketschalter la von 1 bzw. < A/2 zurück über G auf 0 geschaltet, so öffnen sich die Schalterkontakte Stl, St2, St4 und St5. Damit werden die Brennstoffpumpe 5 und das Magnetventil 6 ausgeschaltet, die Verbrennung im Heizgerät ist unterbrochen. Die Stromzufuhr zum Gebläsemotor 4 und Temperatursteuerkreis A wird einerseits über den Schalterkontakt St3 und anderseits über den Relaiskontakt AR1 aufrecht erhalten, bis die Frischlufttemperatur nur noch etwa 40' C aufweist.
Damit erhöht sich der Ohmsche Widerstand des Heissleiters 10 so weit, dass das Relais AR abfällt und der Relaiskontakt AR1 sich öffnet, was zum Verlöschen der Anzeigeleuchte 2 führt. Damit kommt der Gebläsemotor 4 zum Stillstand und die gesamte Anlage wird stromlos.
Wird der Paketschalter la auf L eingestellt, so ist lediglich der Schalterkontakt Stl geschlossen, die Schalterkontakte St2, St3, St4 und St5 sind geöffnet. Der Gebläsemotor läuft mit voller Drehzahl und das Heizgerät wirkt als Ventilator. Die Anzeigeleuchte 2 zeigt diesen Betriebszustand an. Tritt ein Überhitzungsfall ein und erreicht das Gerät während des Betriebes eine unzulässig hohe Temperatur, so wird die Schmelzsicherung 12 zerstört und der Stromkreis zur Brennstoffpumpe 5 und Magnetventil 6 unterbrochen. Damit setzt die Brennstoffzufuhr aus und die Flamme erlischt.
Durch den weiterlaufenden Ge- bläsemotor 4 wird das Heizgerät abgekühlt, wodurch der Ohmsche Widerstand des Heissleiters 10 ansteigt, was zum Abfallen des Relais AR führt. Damit wird über den Relaiskontakt ARl die Glühkerze 7 und die Starthilfe 8 wieder zugeschaltet, was das Aufleuchten der Anzeigeleuchte 3 zur Folge hat. Beide Anzeigeleuchten 2 und 3 sind in Tätigkeit und das Gerät muss von Hand zugeschaltet werden.
Wie aus dem Anschlussplan für eine halbautomatische Steuereinrichtung gemäss Fig. 4 ersichtlich, ist eine Steckverbindung V an der Schaltertafel D vorgesehen, auf der der Paketschalter 1 a und die Anzei- leuchten 2 und 3 montiert sind. Ein Verbindungskabel Va führt zu einer Steckverbindung VI an einem Gehäuse F, welches den Temperatursteuerkreis A sowie das Relais AR enthält.
Von der Steckverbindung Il führt ein Verbindungskabel VIa über die Steckverbindungen VII und VIII zu den einzelnen Schaltteilen des Heizgerätes. Die Steckverbindungen VII und VIII sind ausserdem über ein weiteres Verbindungskabel VIIIa mit der Steckverbindung I .an der Schaltertafel D zusammengeschaltet. Die Schaltteile-Einheiten des Heiz- gerätes sind in der bereits zu Fig. 3 gegebenen Beschreibung erläutert worden.
Sie entsprechen sowohl im Aufbau als auch in der Gestaltung der elektrischen Anschlüsse über die einzelnen Steckverbindungen vollständig dem Aufbau für die vollautomatische Steuereinrichtung. Es ist daher ohne weiteres möglich, für ein und dasselbe Heizgerät sowohl die vollautomatische als auch die halbautomatische Steuereinrichtung vorzusehen.
Das in Fig. 5 dargestellte Heizgerät lässt dessen einzelne Baugruppen erkennen, welche mit den zugehörigen elektrischen Steueraggregaten ausgerüstet sind. Das Gebläseteil 13 ist mit dem Gebläsemotor 4 und dem Vorwiderstand 11 versehen, beiderseits des Ge- bläsemotors 4 sind auf der verlängerten Motorwelle ein Axialgebläse 23 für die Frischluftförderung und ein mehrstufiges Radialgebläse 24 für die Drucklufterzeu- gung und für die Verbrennungsluft angeordnet.
Das Radialgebläse 24 ist dem benachbarten Brennerteil 14 zugekehrt und befindet sich innerhalb einer Druckkammer 21. Aus dieser Druckkammer 21 gelangt ein Druckluftstrom über das Magnetventil 6 in den Schwimmerregler 9, von dem aus der Brennstoff durch die Brennerdüse 25 der Brennkammer 22 zugeführt wird. Am Magnetventil 6 ist zusätzlich die Magnet- und Ventilanordnung für die Starthilfe 8 vorgesehen, welche elektrisch mit der Glühkerze 7 zusammengeschaltet ist. Dadurch steht die Starthilfe so lange unter Strom, als die Glühkerze 7 mit Strom beaufschlagt wird. Diese Starthilfe wird in ihren Einzelheiten in den Erläuterungen zu Fig. 6 ausführlich beschrieben.
Am Gebläseteil 13 ist eine flexible Steckerkupplung 16 vorgesehen, die an den Gebläsemotor 4 und den Vorwiderstand 11 angeschlossen ist. Diese Steckerkupp- lung 16 gestattet ein einfaches Lösen der elektrischen Verbindungen des Gebläsemotors 4 aus dem Netz der Steuerautomatik, wenn das Gebläseteil 13 mechanisch vom Heizgerät abgetrennt wird. In gleicher Weise ist eine flexible Steckerkupplung 17 am Brennerteil 14 vorgesehen, das ausserdem noch eine Anschlussklemm-
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leiste 20 für die Aufnahme der Verbindungskabel 18, 19 von Heissleiter 10 und Schmelzsicherung 12 am Wärmetauscher 15 bzw.
Brennstoffpumpe 5 besitzt.
In Fig. 6 ist das Magnetventil 6 zusammen mit der Starthilfe 8 im Schnitt dargestellt. Der Aufbau des Magnetventils 6 sieht einen Luftanschluss 26 an die Druckkammer 21 vor, der in einem Hohlraum 27 um einen Ventilteller 28 endet. Dieser Ventilteller 28 verschliesst eine Luftleitung 29, die nach dem Schwimmerregler 9 führt. Innerhalb des Magnetventils 6 schliesst an diese Luftleitung 29 eine Bohrung 30 an, deren Querschnitt durch eine Regulierschraube 31 mehr oder weniger verengt wird, um die Menge der aus dem Druckluftstrom für den Schwimmerregler 9 nach aussen abgezweigten Luft zu variieren.
Diese Abblaseinrichtung wird durch die Starthilfe 8 zeitweilig verschlossen, wozu vor der Austrittsöffnung der Bohrung 30 eine Verschlussklappe 32 angeordnet ist. Diese Verschlussklappe 32 unterliegt der Wirkung eines Magnetspulen-Tauchanker- systems 33, welches bei Strombeaufschlagung anzieht und mit der Verschlussklappe 32 die Austrittsöffnung der Bohrung 30 sperrt. Damit wird der volle Druckluftstrom in den Schwimmerregler 9 geleitet, der verstärkt den Brennstoff der Brennkammer 22 zuführt und dadurch die Zündfähigkeit des Brennstoff-Luftgemisches verbessert.
Der Aufbau des elektronischen Teiles der Steuerautomatik sieht, wie bereits erwähnt, Steuereinheiten vor, die als Temperatursteuerkreis A, Zeitsteuerkreis 2 min. B, Zeitsteuerkreis 30 sek. C in der vollautomatischen Anlage Verwendung finden (Fig. 1), während für die halbautomatische Anlage (Fig. 3) lediglich der Temperatursteuerkreis A vorgesehen ist. Es wird nachstehend anhand der Fig. 1 der Stromlaufplan der genannten drei Steuereinheiten beschrieben sowie deren Funktionsweise erläutert.
Der Temperatursteuerkreis A ist sowohl in der Anordnung nach Fig. 1 als auch nach Fig. 3 verwendbar und er besteht aus einem Trigger mit zwei Transistoren T.1, T;;. Die Spule des Relais AR bildet den Kollektorwiderstand des zweiten Transistors T,;. Es ist ferner ein konstanter Spannungsteiler R7, R$ und ein variabler Spannungsteiler, bestehend aus einem Drehwiderstand Rq und einem temperaturabhängigen Widerstand 10 vorgesehen, wobei letzterer sich an der Stelle befindet, an der die Temperatur überwacht werden soll.
Der Drehwiderstand Rg dient zum Ausgleichen der Toleranzen der Bauelemente, der Schaltung und des temperaturabhängigen Widerstandes 10. Die Spannung an der Basis des ersten Transistors T.1 wird von dem temperaturabhängigen Widerstand 10 bestimmt.
Die Wirkungsweise des Temperatursteuerkreises A ist folgende: Ist die Basisspannung am ersten Transistor T1 grösser als die Emitterspannung, welche durch den Stromfluss des ersten Transistors T4 hervorgerufen wird, so ist dieser Transistor leitend und der zweite Transistor T;; gesperrt. Das Relais AR ist abgefallen. Dies ist der Fall, wenn die Temperatur am temperaturabhängigen Widerstand 10 kleiner als etwa 40 C ist.
Steigt die Temperatur auf etwa 50 C an, so sinkt der Widerstand 10, die Spannung an der Basis des ersten Transistors T.1 wird kleiner, die Kollektorspannung am ersten Transistor T:1 steigt an, ebenfalls die Basisspannung am zweiten Transistor T:, und die Emitterspannung an beiden Transistoren sinkt. Durch diesen Effekt steigt ab einem gewissen Punkt die Basis-Emitterspannung des zweiten Transistors T5 schlagartig an, d. h. der zweite Transistor wird sprunghaft durchgesteuert und das Relais AR zieht schlagartig an.
Sink die Temperatur, so steigt der Widerstand 10 an und es wird bei etwa 40 C der umgekehrte Fall erreicht, d. h. der zweite Transistor T5 wird schlagartig gesperrt und das Relais AR fällt ebenfalls schlagartig ab. Um Störimpulse auf die Transistoren beim Umschaltprozess infolge der Induktivität der Spule zu vermeiden, wird parallel zur Erregerspule des Relais AR eine Diode D., in Sperrichtung geschaltet.
Die Zeitsteuerkreise B; C bestehen aus einem Span- nungsteiler R1, R2, R:, zum Einstellen der Spannung für das Verzögerungsglied, bestehend aus einer RC-Kom- bination R.1, Cl, C2, C3, einem transistorisierten Trigger, bestehend aus zwei Transistoren TI, T:2 und einer nachfolgenden transistorisierten Verstärkerstufe, in welcher sich am Kollektor des Transistors T3 ein elektromechanisches Relais BR; CR befindet.
Die beiden Zeitsteuerkreise B, C unterscheiden sich nur durch die eingestellte Verzögerungszeit, die entweder durch den Widerstand R, oder durch den Kondensator C3 der RC- Kombination oder durch die Spannung für das Verzögerungsglied verändert werden kann. In der Anordnung nach Fig. 1 erfolgt die unterschiedliche Verzögerungszeit durch verschiedene Kondensatoren Cl, Q, C3.
Die Wirkungsweise der Zeitsteuerkreise B, C ist folgende: Beim Einschalten der Steuerautomatik wird an die Zeitsteuerkreise B, C der Pluspol der Spannungsquelle angelegt, sofern die Frischlufttemperatur kleiner als 40 C ist. Der Minuspol ist ständig angeschlossen. Beim Anlegen der Spannung an die Zeitsteuerkreise ist am ersten Transistor T, des Triggers zwischen Basis und dem Pluspol die Spannung Null, da die dazu parallel geschalteten Kondensatoren Cl, C, bzw. Cl, C., C; im Einschaltmoment einen Kurzschluss herstellen und sich erst über den Widerstand R_1 der RC-Kombination aufladen müssen.
Damit ist der erste Transistor T, gesperrt. An der Basis des zweiten Transistors T2 liegt somit eine negative Spannung, die den zweiten Transistor T_, durchsteuert. Die Basis des Transistors T3 der Verstärkerstufe ist über eine Zenerdiode Dl am Kollektor des zweiten Transistors T., des Triggers angeschlossen. An dem Kollektor des zweiten Transistors T2 liegt nur die Spannung, welche über dem Emitter- widerstand der Triggerstufe abfällt.
Die Durchbruchspannung der Zenerdiode Dl ist jedoch höher als diese Emitterspannung. Dadurch wird der Transistor T3 der Verstärkerstufe gesperrt. Das Relais BR bzw. CR bleibt abgefallen. Wird nun an den Kondensatoren Cl, C2 bzw. Cl, C_, C3 der RC-Kombination die Spannung überschritten, welche am Emitter des ersten Transistors T, des Triggers anliegt, hervorgerufen durch den Strom des zweiten Transistors T" so wird der erste Transistor T, leitend.
Damit sinkt die Spannung am Kollektor des ersten Transistors T, und somit die Spannung zwischen Basis und Emitter des zweiten Transistors T.,. Das Absinken der Spannung zwischen der Basis und dem Emitter des zweiten Transistors T, wird noch dadurch unterstützt, dass die Emitterspannung des zweiten Transistors T, ansteigt, hervorgerufen durch den zusätzlichen Strom des ersten Transistors T1, welcher ebenfalls durch den gemeinsamen Emitterwiderstand fliesst.
Dieser Prozess geht so weit, dass der zweite Transistor T., des Triggers schlagartig gesperrt wird und am Kollektor des zweiten Transistors T.2 die Spannung sprungartig an-
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steigt. Die Durchbruchspannung der Zenerdiode wird somit überschritten und der Transistor T3 der Verstär- kerstufe durchgesteuert. Das Relais BR bzw. CR zieht schlagartig an.
Damit man nach dem Abschalten und nachfolgendem Wiedereinschalten der Steuerung wieder die gleiche Verzögerungszeit erhält, werden die aufgeladenen Kondensatoren Cl, C2, G über einen niederohmigen Widerstand R,; durch einen Kontakt CR3, BR3 des Relais CR, BR, entladen. Dadurch würde aber wieder der Zustand eintreten, welcher beim Anlegen der Spannung an den Zeitsteuerkreisen vorhanden war, dass der Transistor T.der Verstärkerstufe stromlos wird und die Relais BR, CR abfallen.
Dies wird verhindert durch einen Selbsthaltekontakt CR2, BR2. Damit bei in Serie Ii.2rg;stellten Steuereinheiten annähernd die gleichen Zeitwerte erreicht werden, wird die Spannung für das Verzögerungsglied über den Spannungsteiler R1, R., R3 einstellbar gestaltet. Es werden damit Bauelementetole- ranzen ausgeglichen.
Um die Anzeigezeit des Relais AR des Temperaturkreises A zu überbrücken, muss das Relais des 30-sek.- Zeitsteuerkreises:> C dementsprechend später abfallen. Dies wird erreicht durch die Parallelschaltung eines Kondensators 23 zum Relais CR. Damit der Transistor T,.; strommässig nicht kurzzeitig überlastet wird, muss in Reihe zu dieser Parallelschaltung ein Widerstand R6 geschaltet werden. Es wird durch diese Massnahmen erreicht, dass der Stromkreis für den Lüftermotor 4 nicht unterbrochen wird.
Die beschriebene elektrische Steuerautomatik dient somit zur Inbetriebnahme und LTberwachung des Brenn- vorganges von Benzin- und ölheizgeräten, und sie ist entweder als vollautomatische oder halbautomatische Steuerung ausgebildet. Im wesentlichen bestehen ihre Aufgaben darin, dass bei Inbetriebnahme des Heizge- rätes zur Einleitung des Verbrennungsvorganges eine Glühkerze über einen Zeitabschnitt vorglüht , bevor das Verbrennungsluftgebläse eingeschaltet wird und das Magnetventil die Druckluft nach dem Schwimmerregler freigibt.
Es erwies sich ferner für die Inbetriebnahme der Geräte mit Druckluftzerstäubung als förderlich, das Einsetzen der Verbrennung durch eine sogenannte Starthilfe zu verbessern und diese ebenfalls durch die Steuerautomatik auszulösen. Mit dem Einschalten der Glüh- kerze wird durch die Steuerautomatik ein weiterer Zeitabschnitt festgelegt, in welchem sich der ordnungsgemässe Betrieb des Heizgerätes einstellen soll und der diezbezüglich eine Kontrollfunktion ausübt. Bei nicht erfolgter Zündung bzw. bei nicht einsetzender Verbrennung oder bei einer sonstigen Betriebsstörung im Anlaufstadium, z.
B. durch Überhitzung, wird das Heiz- gerät nach diesem Zeitabschnitt durch die Steuerautomatik vollständig ausser Betrieb gesetzt. Eine weitere Aufgabe der Steuerautomatik besteht darin, sowohl den eigentlichen Brennbetrieb des Heizgerätes zu überwachen und gegebenenfalls notwendige Abschalthandlun- gen durchzuführen, als auch entsprechende optische und .akustische Signale auszulösen, um das Betriebsverhalten des Gerätes anzuzeigen.
Diese Sicherungen sollen eine sonst mögliche Gefährdung der Umgebung abwenden und verhindern, dass durch Fehlbedienung oder Funktionsstörung am Gerät selbst ein Schaden entsteht oder Brennstoff und elektrische Energie nutzlos verbraucht wird.
Nach dem Abschalten des Gerätes soll ebenfalls aus Sicherheitsgründen ein Nachlauf des Gebläses eine Luftspülung in den Brennbereichen des Gerätes bewir- ken, um diese schneller abzukühlen und dort noch vorhandene Gasansammlungen .auszutreiben bzw. eine weitere Gasentwicklung zu verhindern. Auch diese Massnahme ist ein Teil des Betätigungszyklus der Steuerautomatik, die sich aus Zeit- und Temperatursteuerkrei- sen zusammensetzt, soweit es sich um eine Vollautomatik handelt oder die nur einen Temperatursteuerkreis aufweist und für einen Teil der Schalthandlungen die Handbetätigung vorsieht.