DE1934163A1

DE1934163A1 - Elektromagneteinsatz fuer thermoelektrische Zuendsicherungsvorrichtungen,insbesondere fuer gasbeheizte Geraete

Info

Publication number: DE1934163A1
Application number: DE19691934163
Authority: DE
Inventors: Adolf Krajc; Kurt Roemer; Josef Schmid
Original assignee: Junkers and Co GmbH
Current assignee: Junkers and Co GmbH
Priority date: 1969-07-05
Filing date: 1969-07-05
Publication date: 1971-01-14
Also published as: BE741705A; ES371125A1; BR6912454D0; GB1287474A; FR2050513B1; US3739465A; FR2050513A1; DE1934163B2; AT290787B; NL6914992A; NL163319B

Description

Junkers 486 PLI-Th/Fi 4. Juli 1969

JUNKERS & CO. GMBH, in Wernau/Neckar

Elektromagneteinsatz für thermoelektrische Zündsicherungsvorrichtungen, .insbesondere für gasbeheizte Geräte

Die Erfindung bezieht sich auf einen Elektromagneteinsatz für thermoelektrische Zündsicherungsvorrichtungen, insbesondere für gasbeheizte Geräte, mit einer mit einem Stössel zusammenwirkenden Ankerplatte, welche den freien Schenkelenden eines die Erregerwicklung tragenden zweischenkligen Magnetkerns zugeordnet ist, welcher jochseitig eingespannt ist.

Die bisher bekannten Magneteinsätze mit der vorstehend angeführten Ausbildung genügen den an sie gestellten Anforderungen nicht in jeden !Falle. Bei solchen Magnetsystemen spielt die Haltekraft des · Elek'crcürjrieten und die Schliesszeit eine wesentliche Rolle. Dalben _., . auch die Werkstoff zusammensetzung und das Glühverfahren s_s Paktor für den Wir-kungsgrad eines Magneteinsatzes massgeblich. Die wesentlichste Rolle spielt aber der wirksame luftspalt zwischen den Polflächen des Elektromagneten und der Auflagefläche der Anker-' platte, weil dieser Luftspalt so klein als möglich sein soll und es

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dabei auf Abstände in der Grössenordnung von z.B. kleiner ■ als ein um ankommt. Allein die räumliche Vorstellung eines solch kleinen Abstandes ist bereits schwierig, weil ein solcher Abstand vielfach schon in der Rauhtiefe der Oberfläche untergeht. Noch schwieriger ist es jedoch, die Polflächen an den beiden freien Schenkelenden eines Elektromagneten sowohl allseitig plan als auch zueinander in der gleichen Ebene liegend herzustellen, damit bei zusammengebautem Magneteinsatz in dessen Betriebszustand die Auflagefläche der Ankerplatte mit den Polflächen der beiden Schenkel möglichst weitgehend in der gleichen Ebene zu liegen kommt, d.h., alle drei Flachen plan in einer Ebene liegen. Je mehr diese drei Flächen in einer Ebene ztisaranenfallen, desto günstiger wird der Trag- ■>. flächenanteil zwischen den Polflächen der beiden Schenkel des . Elektromagenten und der Auflagefläche der Ankerplatte und dementsprechend auch die Kaltekraft des Elektromagneten günstiger. Bei der Bearbeitung der Polflächen der beiden Schenkel des Elektromagneten neigen jedoch beide Schenkel zum Schwingen und-wirken dem gewünschten "Planschleifen" entgegen. Dabei wird sowohl jede einzelne Polfläche leicht ballig und die Ebenen der Polflächen beider Schenkel kommen windschief zueinander im Raum zu liegen. Aus diesem Grunde könnte selbst mit einer absolut planen Auflagefläche der Ankerplatte keine planparallele Überdeckung der Polflächen der beiden Schenkel in einer Ebene erzielt v/erden. Es muss also bei den bisher bekannten Elektromagneteinsätzen ein wesentlich verringerter Tragflächenanteil zwischen den Polflächen der beiden Schenkel und der Auflagefläche der Ankerplatte in Kauf genommen werden, so dass die Fachleute ein Mindestmass für den . Durchmesser des Elektromagneten nicht weiter unterschritten haben, \m einen genügenden Tragflächenanteil mit entsprechender Haltekraft des Elektromagneten zu behalten. Selbst ein Nachläppen der Polflächen· der beiden Schenkel des Elektromagneten nach dem GlUhvorgang konnte keine entscheidende Verbesserung des Tragflächenanteils erbringen,* weil auch beim Läppvorgang das Schwingen der Schenkel des Elektromagneten nicht abgestellt werden kann^ auch

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wen:.i dec-sen Joch fest eingespannt ist. Aus diesen Gründen wurce Tür Gen Durchmesser einer: Elektromagneten mit fe3t einspannbarem Joch ein Durchmesser von 10 mm von den Fachleuten als Kind 33 triac s einschalten", welches nicht weiter unterschritten wurde. · - ' ■

Es wurde nun gefunden, dass der Tragflächenanteil zwischen den l³ciflachen der Schenkel des Elektromagneten und der Auflagefläche der Ankerplatte wesentlich erhöht werden kann und dementsprechend auch eine weitere Verkleinerung des Volumen des Elektromagneten möglich ist. Die Erfindung besteht an .einem Elektromagneteinsatz der eingangs angeführten Art darin, dass die Eigenfrequenz der Grundschwingung des unbewickelten Magnetkerns bei Einspannung an dessen Joch höher ist als 25 kHz (Kilo-Hertz), so dass die an den freien Schenkelenden gebildeten Polflächen des Magnetkerns bei ihrer Bearbeitung sowohl mit hoher Genauigkeit plan ausfallen als auch der gleichen Ebene angehören, wodurch ein hoher Tragflächenanteil zwischen den Polflächen der Schenkel und der diesen zugewandten Auflagefläche der Ankerplatte erzielbar ist und infolgedessen die Abmessungen des Elektro- · magneten bei ausreichender Haftkraft extrem klein gehalten werden können. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Eigenfrequenz der Grundschwingung des unbewickelten Magnetkerns bei Einspannung an dessen Joch vorzugsweise etwa 30 kHz (Kilo-Hertz). Ferner ist die Eigenfrequenz eines der unbewickelten Schenkel für sich allein höher als 30 kHz (Kilo-Hertz). Bei der bevorzugten Ausführungsform ist die Eigenfrequenz eines der unbe-wickelten Schenkel für sich allein etwa 30 kHz (Kilo-Hertz). Ferner ist das Volumen eines Schenkels weniger als 70 mm , vorzugsweise' weniger als 60 mm . Ausserdem ist die Anordnung so getroffen, dass der Zwischenraum zwischen den beiden Schenkeln kleiner als die Dicke eines Schenkels ist. Schliesslich ist dabei noch vorgesehen, dass der Magnetkern aus weichmagnetischem Stoff fliessgepresst ist.

Die erfindungsgemässe Ausbildung des Elektromagneten des Magneteinsatzes mit einer bestimmten Eigenfrequenz der Grundschwingung des Magnetkerns bei Einspamiung an,äuoscn Joch ergibt einen wesentlich höher-n Tragflächenanteil zwischen den Polflächen der

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Schenkel des Elektrcrna^eten und der Auflagefläche der Ankerplatte, weil die PoIflachen der beiden Schenkel und die Auflagefläche der Ankerplatte in weit grösserem Umfange in einer ge- ■ rr-einsamen SDene zusammenfallen als "dies bisher erreicht werden konnte. Auf diese Weise ist eine Verkleinerung des Volumens und damit des Gewichtes eines Magneteinsatzes auf einen Bruchteil der Werte erreicht, welche nach Ansicht der Fachleute bisher nicht unterschritten werden konnten.

Der Gegenstand der Erfi^cV-mg wird in einen Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung erläutert:

Pig. 1 ist ein Längsschnitt durch eine mit einem er-

findungsgemäss ausgebildeten Magneteinsatz versehene und mit einem [Thermoelement verbundene thermoelektrische Zündsicherungsvorrichtung;

Pig. 2 ist ein Längsschnitt durch den Magneteinsatz "'.'. ■ ■ gemäss Figur 1 in grösserem Masstabe;

Fig. 3 ist ein Schnitt nach der Linie III - III der Figur 2,-jedoch ohne Wicklung;

Fig. 4 ist ein Schnitt nach der Linie IV - IV der Figur

Eine an sich bekannte thermoelektrische Zündsicherungsvorrichtung besteht gemäss Figur 1 im wesentlichen aus einem Gehäuse 10,. an dessen Innenwandung ein Ventilsitz 11 für das Schliessglied des Zündsicherungsventils gebildet ist. Das Gehäuse -10 ist mit einem Gaseintrittstutzen 13 und mit einem Gasaustrittstutzen versehen. Das Schliessglied 12 des Zündsicherungsventils ist mit einem Ventilstössel 15 verbunden und durch eine schraubengangartig gewundene Schliessfeder 16 im Schliessinn belastet. Das , freie Ende des Ventilstössels 15 ragt in einen allgemein mit der Bezugsziffer 20 bezeichneten Magneteinsatz hinein, welcher in Figur -2 im Schnitt deutlicher dargestellt ist. Dieser Magneteinsatz

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bestellt aus einer mit den Ventilstössel 15 verbundenen Ankerplatte 21 und einem allgemein mit 22 bezeichneten Elektromagnet, ' welder im wesentliehen U-fömig ausgebildet ist. Dieser U-förr..-; ~a Magnetkern v/eist eine das Joch des Elektromagneten 22 bildende kreisförmige Pussplatte 221 und zv/ei nach der Ankerplatte 2', gerichtete Schenkel 222 und 223 mit nierenförmigem Querschnitt auf. An der Tussplatte 221 des Elektromagenten 22 ist im Bereich von deren Basisfläche ein peripher vorstehender Ansatz vorgesehen,- welcher in an sich bekannter Weise zur Befestigung des Elektromagneten 22 auf einer Tragplatte 23 dient, deren nach dem Elektromagneten 22 gerichteter Rand 231 kragenförmig ausgebildet ist und in Form eines Bördelrandes den-peripheren Ansatz an der Pussplatte 221 des Elektromagneten 22 hintergreift, so dass die das Joch des Elektromagneten 22 bildende Pussplatte 221 fest auf der Tragplatte 23 verankert ist. Um die beiden Schenkel 222 und 223 des Elektromagneten 22 ist eine Erregerwicklung 24 / herumgewunden, deren eines Ende mit Masse am Magneteinsatz 20 und nach dem Einsetzen desselben in das Gehäuse 10 der Zündsicherungsvorrichtung mit Masse des letzteren verbunden ist, während das andere Ende 241 durch eine Bohrung 225 in der Pussplatte 221 hindurchgeführt ist. An der Tragplatte 23 ist .ausserdem in an sich bekannter Weise gegenüber dieser isoliert ein Kontaktkopf 25 befestigt, durch dessen Bohrung 251 das Ende 241 der Erregerwicklung 24 hindurehreicht, welches mit dem Kontaktkopf 25 elektrisch leitend beispielsweise durch Verlöten verbunden ist. Am Kontaktkopf 25 wird in ebenfalls bekannter Weise der Anschlusskontakt 261 eines aus Figur 1 ersichtlichen Thermo-. elementes 26 angeschlossen. Der Elektromagnet 22 und die Ankerplatte 21 sind in an sich ebenfalls bekannter V/eise- von einer Schutzkapsel 27 umschlossen, durch welche der Ventilstössel 15 hindurchgeführt ist. An der Durchführungseite dient die dem Schlless-gl-ied 12 des Zündsicherungsventils zugewandte Stirnseite der Schutzkapsel 27 zugleich al3 Widerlager für die Schliessfeder 16. Die au3 dem Magneteinsatz 20 einschliesslich Schliessglied 12 des ZtindsicherungDventila^Ankerplatte 21, Elektromagnet 22, Tragplatte 23 und Kontaktkopi" 25 "bcatolionde Baueinheit ist in das

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Gehäuse 10 der ..Zita^sicherungsvorrichtung eingesetzt und wird ' . in diesem durch eine "Überwurfverschraubung 28 gehalten, welche zugle:'..:.:i zur Bei ent-' ^;.ng dea AiaschluDskontaktes 261 des Thermo- eler.r.ntes 25 dient, ^j. den den Ka^neteinsatz 20 gegenüberliegenden. Ende des Gehäuses 10 ist ein Druckknopf 29 verschiebbar eingesetzt, welcher mit einem Druckstössel 291 fest verbunden ist. Den Druckknopf 29 mit Druckstössel 291 ist eine Rückstellfeder zugeordnet, gegen deren Kraft der Druckknopf 29 in Richtung auf ■ das Schliessglied 12 des Zündsicherungsventils verschiebbar ist.

Durch Eindrücken des Druckknopfes 29 mit den Druckstössel 291 " kann das Schliessglied 12 des Zündsicherungsventils von seinem Ventilsitz 11 abgehoben und dadurch zugleich die Ankerplatte 21 zur Anlage an den PoIflächeii der Schenkel 222 und 223 ßes Elektromagneten 2.2 gebracht werden,- wenn das mit der Zündsicherungsvorrichtung versehene gasbeheizte Gerät in Betrieb genommen werden soll.

Zur Erhöhung des iragflächenarteils zwischen den Polflächen der Schenkel. 222 und 223 des Elektromagneten 22 und der Auflagefläche der Ankerplatte 21 ist gemäss der Erfindung vorgesehen, dass die Eigenfrequenz der Grundschwingung des unbewickelten Elektromagne-• ten 22 bei an seinem durch die Pussplatte 221 des Elektromagne-) ten 22 gebildeten Joch eingespanntem Elektromagnet 22 höher ist als 25 kHz (Kilo-Hertz). Es hat sich gezeigt, dass auf diese Weise die an den freien Enden der Schenkel 222 und 223 des Elektromagneten22gebildeten Polflächen bei ihrer Bearbeitung sawohl mit hoher Genauigkeit plan ausfallen als auch der gleichen Ebene angehören, d.h., die bisher kaum zu vermeidende Balligkeit jeder einzelnen Polfläche und die zueinander windschief liegenden Polflächen der beiden Schenkel 222 und 223 ist auf ein noch vertret-. bares Mindestmass reduziert, so dass ein hoher Tragflächenanteil zwischen den Polflächen der Schenkel 222 und 223 des Elektromagneten 22 und der diesen zugewandten Auflagefläche der Ankerplatte 2.1 erzielt ist. Vorzugsweise ist die Eigenfrequenz der Grundschwingung des Elektromagneten 23 etwa 30 kHz (Kilo-Hertz).

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Dabol is-j die Hife^re^uens eir.as' der unbewickelten Schenkel für ^VrO. cLlein höher aln >0 IcHz- (Zilo-Hertz), vorzugsweise etwa 54 '""·-" (ICrIIo-""""¹^tζ)'-. Durch- äies'e erfindu.ngsgemässe Massna':;:3 können die Abmessungen ces Elektromagneten 22 bei ausreichender Haftkraft ν/ε Gentlich kleiner gehalten werden, als es bioliar für möglich gehalten wurde.. Bei der in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsform ist das Volumen eines dar Schenkel 222 oder 223 des Elektromagneten 22 weniger als 70 Eui ,· vorzugsweise weniger als 60 mm . Ferner ist der Zwischenraum zwischen den beiden Schenkeln 222 und 225 des Elektromagneten 22 kleiner als die Dicke eines Schenkels. Auf diese V.'eise ist die wesentlich kleinere Ausbildung des Elektromagneten 22 möglich, so dass bei der bevorzugten Ausführungsform ein Durchmesser des Elektromagneten 22 in der Grössenordnung von 7 mm'erreicht wird und die gesamte Axialausdehnung des Elektromagneten 22 diesen Grössenwert kaum übersteigt. Diese Verkleinerung des Elektromagneten 22 gegenüber einem bisher als kleinste Ausführungsmöglichkeit angesehenen Elektromagneten mit 10 mm Durchmesser wirkt sich auch in Gewicht des Elektromagneten 22 aus, welches gegenüber dem bisher üblichen Elektromagneten ir.it 10 mm. Durchmesser nur etwa ein Viertel beträgt. Durch die Verkleinerung des Elektromagneten 22 kann natürlich auch die Ankerplatte 21 eine -entsprechend geringere Gro.ss.e- aufweisen und :. auch die anderen Teile des Magneteinsatzes 20 sind entsprechend angepasst, so dass der Aussendurchmesser der Schutzkapsel 27 bei der bevorzugten Ausführungsform nur noch etwa 10 mm beträgt, während er bei den bisher üblichen Magneteinsätzen mit einem Durchmesser des Elektromagneten von 1,0 mm einen Durchmesser von" 14 mm aufweist. Der Ventilstössel 15 und der Kontaktkopf 25 können in bisher bereits üblichen Verhältnissen ausgebildet sein, es besteht natürlich auch die Möglichkeit, den Kontaktkopf 25 an eine andere Abmessung des Kontaktfusses eines Thermoelementes anzupassen, ohne dass sich an der erfindungsgemässen Ausbildung des Magneteinsatzes 20 etwas ändert. .. ■ . ■

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Durch..die gemäss der -Erfindung erreichte wesentlich bessere Pla-cheit der Pol.flachen. fe beiden Schenkel 222 und 223 des Elektromagneten 22 so^ie durch das Zusammenfallen der beiden PoIflochen in einer "gt^ü-jüisaniari Eb'ene ist "der Tragflächenanteil ■ zv/isehen den PoIflachen der Schenkel 222 und 223 des Elektr.omagneten 2.2 und der Auflagefläche der Ankerplatte 21 _^: v/esentlich hoher als bisher ₉ "so¹ dass trotz Verkleinerung des Plächeninhaltes der Polflächen des Elektromagneten 22 und der 'Auflägefläche der Ankerplatte 21 eine ausreichende Haltekraft k des Elektromagneten zur Verfugung steht.

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Claims

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Ansprüche :

Elektromagneteinsätz für thermoelektrische Zündsicherungsvorrichtungen, insbesondere für gasbeheizte Geräte, mit einer mit einem Stössel zusammenwirkenden Ankerplatte, welche den freien Schenkelenden eines die Erregerwicklung tragenden zv/eischenkligen Magnetkerns zugeordnet ist, welcher jochseitig eingespannt ist, da d ure h g e k e η η ζ e i e h net, dass, die Eigenfrequenz der Grundschwingung des unbewickelten Magnetkerns (22) bei Einspannung an dessen Joch (221) holier ist als 25 kHz (Kilo-Hertz) ₃ so dass die an den freien Scliaiilrelenden (222, 223) gebildeten Polflächen des Magnetkerns (22) bei ihrer Bearbeitung sowohl mit hoher Genauigkeit plan ausfallen als auch der gleichen Ebene angehören, wodurch, ein hoher Tragflächenanteil zwischen den Polflächen der Schenkel (222, 223) und der diesen zugewandten Auflagefläche der Ankerplatte (21) erzielbar ist und infolgedessen die Abmessungen des Elektromagneten (22) bei ausreichender Haftkraft extrem klein gehalten werden können.
2. Slektromagneteinsatz nach Anspruch T, da d ure h g e — kennzeichnet"·, dass die Eigenfrequenz der Grund-

' schwingung des unbewiekelten Magnetkerns (22)' bei Einspannung . an dessen Joch (221) vorzugsweise: etwa 30 kHz (Kilo-Hertz) ist.
3. Elektromagneteinsatz nach Anspruch 1, d a d u r c h g e kennzeichne t , dass die Eigenfrequenz eines der unbev/ickelten Schenkel (222 bzw. 223) für sich allein höher als 30 kHz (Kilo-Hertz) ist,
4. Elektromagneteinsatz nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass die Eigenfrequenz eines der unbewickelten Schenkel (222 bzw. 223) für sioh allein etwa

:34 kHz (Kilo-Hertz) ist. · "

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5.. Elektromagnet eir-satznacla Anspruch 3 oder 4, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e ΐ ·_? dass das Volumen eines Schenkels (222 bzw. 22.3) weniger als 70 mn-⁵, vorzugsweise weniger als 60 nmr ist. ■ '
6. Elektromagneteinsatz nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenraum zwischen den beiden Schenkeln (222, 223) kleiner·als die Dicke eines Schenkels (222 bzw. 223) ist.
7. Elektromagneteinsatz nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, da .d u r eh gekennzeichnet, dass der Magnetkern (22) aus weichmagnetischem Stoff fliesgepresst ist.

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