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Steuervorrichtung in einem Ölfeuerungsautomaten Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung in einem ölfeuerungsautomaten für eine Feuerungs- anlage, beispielsweise für die Feuerung einer Zentralheizung. Die Steuervorrichtung dient zum Schalten des Brennermotors der Feuerungsanlage und ist Bestandteil eines ölfeuerungsautomaten, bei dem der Brennmotor auf einen z. B. von einem Temperaturregler, z. B. einem Thermostatschalter, an den Ölfeue- rungsautomaten gegebenen Einschaltbefehl hin von einem Steuerorgan eingeschaltet wird.
Nach erfolgter Zündung eines vom Brennermotor geförderten Brennstoff-Luft-Gemisches übernimmt ein Flammenüber- wachungsrelais die weitere Steuerung des Brennermotors. Ist dieses Flammenüberwachungsrelais bereits, z. B. infolge von Fremdlichteinfall, erregt, bevor der Einschaltbefehl erfolgt, so wird die gesamte Feuerungsanlage vom elekterischen Versorgungsnetz abgeschaltet.
Nach den heutzutage an ölfeuerungsautomaten gestellten Anforderungen, die immer mehr in Vorschriften festgelegt werden, wird ein Schaltprogramm verlangt, bei dem die Ölzufuhr nach Erlöschen der Brennerflamme, während des Betriebes, sofort abgestellt und ein neuer Zündversuch veranlasst wird. Dieses Schaltprogramm stellt sich für einen zuverlässigen Betrieb aus folgenden Teilen zusammen: 1. Einschaltung des Zündtransformators nach einer gewissen Wartezeit, in der der Ofenraum gespült werden kann.
2. Einschaltung des Ölbrennermotors.
3. a) Bei erfolgter Zündung, Ausschalten des Zünd- transformators einige Zeit nach dem Zünden des Brennstoff-Luft-Gemisches. Beim Erlöschen der Brennerflamme während des Betriebes sofortige Ausschaltung des ölbrennermotors unter Einfluss des Flammenüberwachungsrelais und nach einer Wartezeit Wiederholung des Zündversuches (Punkt 1 und 2). Bei nicht rechtzeitigem Erscheinen der Brennerflamme, Ausschaltung der Ölfeuerungsanlage bei gleichzeitigem Auslösen eines Störsignals; Blockierung der Anlage in Störstellung; Wiedereinschaltung nur von Hand möglich und erst nach Ablauf der Wartezeit.
b) Bei nicht erfolgter Zündung, Ausschalten von Zündtransformator und ölbrennermotor wie unter a) beim Erlöschen der Brennerflamme.
Bei Fremdlicht, also solchem, das nicht von der Brennerflamme ausgehend auf das in den Flam- menüberwachungskreis geschaltete lichtempfindliche Element fällt, soll eine Einschaltung von Zündtrans- formator und ölbrennermotor überhaupt verhindert werden. Die Anlage würde sonst bei nicht erfolgter Zündung nach einer Einschaltung in Betrieb bleiben, da das Fremdlicht Normalbetrieb vortäuschen würde.
Die Steuerung des ölbrennermotors geschieht entsprechend dem augenblicklichen Betriebszustand von verschiedenen Organen. So ist er bei Abwicklung des Einschaltprogrammes (Teile 1 und 2 des Schaltprogrammes) von einem Steuerorgan, das zu einem Programmgeber oder dergleichen gehört, zu steuern. Nach der Zündung ist seine Steuerung vom Flammen- überwachungsrelais zu übernehmen, um bei Erlöschen der Brennerflamme die Ölzufuhr sofort abstellen zu können. Obwohl also der ölbrennermotor während des Betriebes vom Flammenüberwachungsrelais gesteuert wird, darf sich sein Schaltzustand bei Fremdlicht nicht ändern.
Es soll nämlich vermieden werden, dass hierbei der Ölbrennermotor eingeschaltet wird und Ölverluste entstehen. Die hier geschilderte Steueraufgabe für den ölbrennermotor ist verhältnismässig kompliziert. Man gibt sich daher bei den bekannten Ölfeuerungsautomaten entweder mit weniger zuverlässigen Lösungen zufrieden, z. B. Einschalten des Flam-
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menüberwachungskreises gleichzeitig mit der Inbetriebnahme des ölbrennermotors oder erfüllt die erwähnten Bedingungen beispielsweise unter Verwendung mehrerer Relais mit verschiedenen Kontakten.
Im ersten Fall ist die Anlage nicht fremdlichtsicher, das heisst sie kann bei vorhandenem Fremdlicht in Betrieb gesetzt werden, während im zweiten Fall der Aufwand unwirtschaftlich gross ist.
Die Erfindung betrifft nun eine Steuervorrichtung in einem ölfeuerungsautomaten der eingangs erwähnten Art, bei der die vorerwähnten Nachteile dadurch umgangen sind, dass zur Steuerung des Ölbrennermotors ein elektrischer Kontakt angeordnet ist, der zwei Kontaktfedern aufweist, von denen eine bei der Inbetriebnahme der ölfeuerungsanlage durch das Steuerorgan gegen die andere Kontaktfeder gelegt wird, um den Kontakt zu schliessen, und dass weiter ein mit dem Anker des Flammenüberwachungs- relais zusammenwirkendes Sperrglied vorgesehen ist,
welches beim Ansprechen des Flammenüberwa- chungsrelais die vom Steuerorgan betätigte Kontaktfeder in ihrer bei geschlossenem Kontakt eingenommenen Lage sperrt.
Anhand einiger in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 eine Steuervorrichtung eines Ölfeuerungs- automaten, Fig. 2 ein Detail zu Fig. 1, Fig. 3 ein Schaltdiagramm, Fig. 4 eine Einzelheit zu Fig. 1 und Fig.5, 6 und 7 einige andere Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes.
An einem Schaltbimetall 1 ist ein Träger 2 befestigt, der ein Heizelement 3 trägt, das zum Erhitzen des Schaltbimetalls dient. Als Heizelement könnte ebensogut auch eine direkt auf dem Schaltbimetall angebrachte Heizwicklung verwendet werden. Am unteren Ende ist das Schaltbimetall über einen wärmeisolierenden Körper 4 mit einem Kompensationsbimetall 5 gekuppelt, das über einen Arm 6 am Gestell 7 befestigt ist. Eine Einstellschraube 8 dient zur Einstellung der gewünschten Lage des Schaltbimetalls 1, an dessen oberem Ende ein Fortsatz 9 befestigt ist, der eine Zunge 10 trägt. Diese ist auf einer Achse 11 durch eine Feder 12, z. B. eine Blattfeder, federnd schwenkbar gelagert, die einerseits an der Zunge 10 anliegt und anderseits am Fortsatz 9 befestigt ist.
Am Fortsatz 9 ist noch ein exzentrisch drehbares Organ 13 angeordnet, das mit einem Einstellknopf 14 mehr oder weniger exzentrisch zur Zunge 10 hin eingestellt werden kann. Gegen den Bimetall-Fortsatz 9 stützt sich unter Druck einer Blattfeder 15 eine Einstellschraube 16 ab. Die Blattfeder 15 trägt an ihrem oberen Ende einen stufenförmig ausgebildeten Steuernocken 17 mit einer Aussparung 18. Die im nachstehenden beschriebene Vorrichtung zur Steuerung des ölbrennermotors weist einen um den Drehpunkt 19 schwenkbaren Schalt- hebel 20 auf, der mit dem Steuernocken 17 in nachstehend noch zu beschreibender Weise zusammenarbeitet.
Der Schalthebel 20 trägt zwei drehbar angeordnete Kontaktsteuerscheiben 21 und 47, von denen in der Fig. 1 nur die vordere, 21, sichtbar ist, sowie eine Rückstellrolle 22. Ferner ist am Gestell 7 ein Flammenüberwachungsrelais mit einer Relaisspule 27 und einem Relaiskern 28 angeordnet. Der Anker dieses Flammenüberwachungsrelais wird von einem nach unten hin abgewinkelten Kipphebel 29 gebildet, der um einen, unterhalb des Drehpunktes 19 liegenden Drehpunkt 30 schwenkbar gelagert ist und an seinem unteren Ende des abgewinkelten Teils eine Kontaktsteuerrolle 31 angeordnet hat.
Er trägt einen ebenfalls abgewinkelten Sperrhebel 32, dessen abgewinkeltes Ende bei erregtem Relais und dadurch erfolgtem Anzug des als Anker wirkenden Kipphebels 29 in eine Aussparung 33 des Bimetall- Fortsatzes 9 zu liegen kommt. Die vordere Kontaktsteuerscheibe 21 betätigt über einen Schaltstift 23 eine Kontaktfeder 37, die zusammen mit einer Kontaktfeder 38 den Kontakt für den ölbrennermotor bildet.
Ein ebenfalls um den Drehpunkt 19 schwenkbarer, einseitig gelagerter Störschalthebel 24 liegt mit seinem freien Ende in einer Aussparung der Zunge 10 und ist mit einem Schaltarm 26 starr verbunden. Ein von Hand zu bedienender Schwenkhebel 34, der ebenfalls im Drehpunkt 19 drehbar gelagert ist, weist einen Schaltarm 35 auf. Der Schwenkhebel 34 wird durch eine Schraubenfeder 36 in der gezeichneten Lage gehalten. Der Schaltarm 26 bzw. 35 arbeitet mit der Kontaktfeder 39 bzw. 40 zusammen, die mit einer Kontaktfeder 41 einen Störschalter bilden. Denkt man sich die vordere Kontaktpartie weg, so sieht man die in der Fig. 2 dargestellte hintere Kontaktpartie mit den Kontaktfedern 42, 43 und 44, 45. Die beiden ersten bilden den Flammenkontakt, der über einen Schaltstift 48 von der Kontaktsteuerrolle 31 des Kipphebels 29 betätigt wird.
Die beiden letzteren stellen den Zündkontakt für den Zündtransfor- mator her. Die Kontaktfeder 44 des Zündkontaktes wird über einen Schaltstift 46 von der hinteren Kon- taktsteuerscheibe 47 des Schalthebels 20 und die Kontaktfeder 45 über die Schaltstifte 48 und 49 von der Kontaktsteuerrolle 31 des Kipphebels 29 betätigt. Im Schaltschema der Fig. 3 ist die elektrische Schaltung der Ölfeuerungsanlage dargestellt. Der Zünd- transformator ist mit 50 und der ölbrennermotor mit 51 angedeutet.
Eine Störsignallampe und ein Thermo- statschalter sind mit 52 bzw. 53 bezeichnet, während die Anschlüsse des Versorgungsnetzes die Positionsnummern 54, 55 haben. Die Zusammenarbeit der Kontaktsteuerscheiben 21, 47 mit den Kontaktfedern 37, 44 ist durch die strichpunktierte Wirklinie 56 und diejenige der Kontaktsteuerrolle 31 mit den Kontaktfedern 43 und 45 durch die Wirklinie 57 schematisch angegeben.
Die Arbeitsweise des beschriebenen Ölfeuerungs- automaten, mit der Vorrichtung zur Steuerung des Ölbrennermotors, ist die folgende:
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Vor der Inbetriebsetzung ist die Schaltkonfiguration wie in der Fig. 3 dargestellt. Der Schalthebel 20 befindet sich dann in seiner Ausgangslage wie die Fig. 4 zeigt, in der die Vorrichtung zur Steuerung des Ölbrennermotors 51 separat dargestellt ist. In dieser Ausgangslage liegt der Hebel 20 unter der Wirkung der vorgespannten Kontaktfeder 44 des Zündkontak- tes 44, 45 und der Teile 46, 47 (Fig. 2) gegen die Unterseite des Steuernockens 17 an.
Die Kontakte 37, 38 bzw. 44, 45 für den Ölbrennermotor bzw. den Zündtransformator sind noch geöffnet. Schliesst der Thermostatschalter 53 seinen Kontakt, so wird das Heizelement 3 an Spannung gelegt, das Schaltbimetall wird erwärmt und biegt sich nach rechts aus, wobei es über die Einstellschraube 16 den am oberen Ende der Blattfeder 15 befestigten Steuernocken 17 mitnimmt. Nach einiger Zeit hat sich der Steuernocken 17 aus der in der Fig. 1 gestrichelt gezeichneten Lage so weit nach rechts bewegt, dass der Schalthebel 20 unter Druck der Kontaktfeder 44 in die Aussparung 18 des Steuernockens springt. Der Zündkontakt 44, 45 wird dabei geschlossen und der Zündtransformator 50 an Netzspannung gelegt.
Da der Kontaktabstand beim Ölbrennermotorkontakt 37, 38 grösser ist als beim Zündkontakt 44, 45, bleibt der erstere noch geöffnet (Vorzündung). Bei weiterem Durchbiegen des Schaltbimetalls 1 springt der Schalthebel 20 schliesslich aus der Aussparung 18 heraus, bis er an den Relaiskern 28 anschlägt. Nun wird erst der Kontakt 37, 38 geschlossen und der Ölbrennermotor 51 eingeschaltet. Sobald sich das Brennstoff- Luft-Gemisch entzündet hat, wird das Flammenüber- wachungsrelais 27, 28 erregt und zieht den Kipp- hebel 29 an. Die Kontaktsteuerrolle 31 öffnet darauf über den Schaltstift 48 den Flammenkontakt 42, 43 und schaltet das Heizelement 3 vom Versorgungsnetz ab.
Gleichzeitig bewegt sich das freie, abgewinkelte Ende des Sperrhebels 32 in die Aussparung 33 und verriegelt den Fortsatz 9 und das Schaltbimetall 1, wodurch eine weitere Bewegung des oberen Endes des Schaltbimetalls 1 mit dem Fortsatz 9 verhindert wird. Da die Drehpunkte 19, 30 des Schalthebels 20 bzw. des Kipphebels 29 nicht zusammenfallen, bewegen sich ihre Enden in verschiedenen Kreisbahnen 58 bzw. 59, die sich in der Nähe des Relaiskernes 28 schneiden. Der angezogene Kipp- hebel 29 verriegelt demzufolge den Schwenkweg des Schalthebels 20. Der Kontakt 37, 38 des Ölbrennermotors bleibt daher geschlossen, wird aber nunmehr vom Flammenüberwachungsrelais 27, 28 gesteuert.
Die Kontaktsteuerrolle 31 betätigt neben dem Flammenkontakt 42, 43 über die Schaltstifte 48, 49 auch die Kontaktfeder 45 des Zündkontaktes, der jedoch vorerst noch geschlossen bleibt (Nachzündung), da die vorgespannte Kontaktfeder 44 der Kontaktfeder 45 in ihrer Bewegung folgt. Das Schaltbimetall kühlt sich inzwischen aber ab und nimmt bei seiner Rückwärtsbewegung den Fortsatz 9 und die Rückstellrolle 22 den Schalthebel 20 mit.
Einige Zeit nach Einsetzen der ölbrennerflamme hat sich das Schaltbimetall 1 so weit abgekühlt, dass es seine Ausgangslage einnehmend derart auf die Rückstellrolle 22 einwirkt, dass über diese so viel Kraft auf den Schalthebel 20 übertragen wird, dass er die magnetische Anziehungskraft des Relaiskernes 28 überwindet und von diesem so weit abgehoben wird, bis er an den seinen weiteren Schwenkweg sperrenden Kipphebel 29 anschlägt.
Dieser Teilschwenkweg s, den er dabei zurücklegt, genügt aber, um über die Kontaktsteuerrolle 21 die Kontaktfeder 44 von der Kontaktfeder 45 zu lösen, wodurch der Zündtransformator ausgeschaltet wird. Erlischt während des Betriebes die Brennerflamme, so fällt der Anker 29 ab. Der nunmehr freigegebene Schalthebel 20 bewegt sich darauf unter Einwirkung der Rolle 22 am Schaltbimetall 1 in die Ausgangslage zurück, wodurch automatisch ein neuer Zündversuch eingeleitet wird. Dieser verläuft ganz wie oben bereits beschrieben wurde. Sollte jedoch die Brennerflamme bei diesem oder beim ersteren Zündversuch nicht rechtzeitig erscheinen, so bleibt der Sperrhebel 32 in der gezeichneten Stellung.
Das Heizelement 3 bleibt weiter eingeschaltet, das Schaltbimetall 1 biegt sich weiter durch und nimmt dabei den Fortsatz 9 mit. Die Zunge 10 ist vorerst noch mit dem Störhebel 24 lose verbunden, der sie, da er durch Reibung in ihrer Aussparung 25 gehalten wird, so weit ausschwenkt, bis das obere Zungenende völlig zum Exzenter 13 hingeschwenkt worden ist und an diesem seine Widerlage findet.
Da die Zunge nunmehr der Tendenz des Störschalthebels 24, sie noch weiter auszuschwenken, nicht mehr Folge leisten kann, anderseits mit dem Fortsatz 9 mehr und mehr vom Schaltstörhebel entfernt wird, rutscht dieser schliesslich aus seiner Stütze und fällt auf den Schaltarm 35 des Schwenkhebels 34. Da die Kontaktfeder 39 ebenfalls unter Vorspannung steht, folgt sie dem am Hebel 24 befestigten Schaltarm 26, so dass einerseits der Schalter 39, 40 geöffnet und anderseits der Kontakt 39, 41 geschlossen wird, wodurch die Störlampe 52 aufleuchtet. Durch das Öffnen des Störschalters ist die ganze Anlage, ausgenommen die Störlampe 52, vom Versorgungsnetz abgeschaltet, und die Steuervorrichtung geht wieder in die Ausgangslage zurück.
Eine Wiedereinschaltung kann erst nach der Wartezeit durch Drücken auf den. Schwenkhebel 34 erfolgen. Ist vor der Inbetriebnahme der Ölfeuerungs- anlage Fremdlicht vorhanden, so zieht das Relais 27, 28 den Kipphebel 29 an, wodurch der Flammenkontakt 42, 43 geöffnet wird. Die ölfeuerungsanlage kann dadurch nicht in Betrieb gesetzt werden. Das Ansprechen des Relais 27, 28 beeinflusst hierbei nicht den Schaltzustand des Brennermotors 51, da sich der Schalthebel 20 in seiner Ausgangslage ausserhalb des Bereiches des Kipphebels 29 befindet. Der Brennermotor bleibt also ausgeschaltet.
Wird die Steuerung des Ölbrennermotorkontak- tes bei der Steuervorrichtung gemäss der Fig. 4 durch ein Schaltbimetall vorgenommen, so erfolgt dies bei der Steuervorrichtung gemäss der Fig. 5 durch ein Relais 60 als Steuerorgan. Ein abgewinkelter Steuer-
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hebet 61, der um den festen Drehpunkt 62 schwenkbar ist, betätigt über einen Stift 63 mit seinem abgewinkelten Teil die Kontaktfeder 37 des Ölbrennermotorkontaktes 37, 38. Vor der Inbetriebnahme der Ölfeuerungsanlage ist dieser Kontakt geöffnet. Zieht das Relais 60 bei der Inbetriebnahme den Steuerhebel 61 an, wird der Kontakt 37, 38 geschlossen und der Brennermotor an Spannung gelegt.
Beim Erscheinen der Brennerflamme zieht das Flammenüber- wachungsrelais 27, 28 den um den festen Drehpunkt 64 schwenkbaren Anker 65 an, der als Sperrglied für den angezogenen Steuerhebel 61 dient. Gleichzeitig mit dem Anziehen des Sperrgliedes 65 wird die Erregung des Relais 60 abgeschaltet, und der Kontakt 37, 38 öffnet sich, sobald nach Erlöschen der Flamme die Sperrung durch den Anker 65 aufgehoben wird. Auch bei dieser Ausführung kann der Ölbrennermotor bei Fremdlicht nicht eingeschaltet werden, da das Sperrglied 65 den Steuerhebel 61 in seiner jetzt dargestelltten Ausgangslage nicht mitnehmen kann.
Bei der Ausführung gemäss der. Fig. 6 ist der ölbrennermotorkontakt 37, 38 als Kippschalter ausgebildet, wobei die Kontaktfeder 37 unter Einfluss der rundgebogenen Blattfeder 66 zwei stabile Lagen einnehmen kann, in deren einer der Kontakt 37, 38 geschlossen ist. Die Betätigung der Kontaktfeder 37 geschieht über einen Stift 67 und einen federnden Arm 68. Als Steuerorgan des Armes 68 kann beispielsweise ein beheiztes Bimetall dienen. Wird der Kontakt 37, 38 geschlossen, so kommt der ölbrennermotor an Spannung zu liegen.
Ein mit dem Anker des Flammenüberwachungsrelais zusammenwirkendes Sperrglied 69 bewegt sich dabei beim Anziehen des Ankers vor die Blattfeder 68, um diese in der gestrichelt gezeichneten Stellung zu halten. Die Steuerung des ölbrennermotors wird hiermit dem Flammenüberwachungsrelais überlassen. Obwohl in den dargestellten Ausführungsbeispielen die Kontaktfeder 37 über ein Zwischenglied 20, 61 bzw. 68, das heisst indirekt gesperrt wird, könnte sie auch direkt vom Sperrglied gehalten werden. Ein Ausführungsbeispiel einer solchen direkten Sperrung ist in der Fig. 7 dargestellt.
Hierbei schiebt sich beim Ansprechen des Flammenüberwachungsrelais das Sperrglied 70 vor die geschlossene Kontaktfeder 37 und hält so den ölbrennermotorkontakt geschlossen. Er- lischt die Brennerflamme, so fällt das Flammenüber- wachungsrelais ab, die Sperrung wird aufgehoben, und der ölbrennermotorkontakt 37, 38 öffnet sich.