DE2106770A1

DE2106770A1 - Electric control device for heating devices

Info

Publication number: DE2106770A1
Application number: DE19712106770
Authority: DE
Inventors: Eckart 6451 Dörnigheim; Winkler Günter 6466 Lieblos; Blankenbach Horst 6450 Hanau Neubronner
Original assignee: Honeywell GmbH
Current assignee: Honeywell GmbH
Priority date: 1971-02-12
Filing date: 1971-02-12
Publication date: 1972-08-24

Description

Elektrisches Steuergerät für Heizgeräte Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Steuergerät für Heizgeräte, deren Brennstoffdosiervorrichtung mit einem von der Heizmitteltemperatur gesteuerten Thermostatschalter- und einem von Hand betätigbaren Hauptschalter in Reihe an eine Gleichspannungsquelle angeschlossen ist, während ein durch die Temperatur im Verbrennungsraum gesteuerter Thermo-Umschalter mit seinem Ruhe-Festkontakt an eine GlUhkerze,-seinem Arbeits-Festkontakt an den einen Pol der Spannungsquelle und mit seinem beweglichen Kontaktarm einerseits an einen Zündfunkenerzeuger und eine Heizmittelpumpe oder ein Gebläse und andererseits an die Verbindungsleitung zwischen Hauptschalter und Thermostatschalter angeschlossen ist. Electrical control device for heating devices The invention relates to to an electrical control device for heating devices, their fuel metering device with a thermostat switch controlled by the temperature of the heating medium and a manually operated main switch connected in series to a DC voltage source is, while a thermal switch controlled by the temperature in the combustion chamber with his steady-state contact to a glow plug,-his steady-working contact to the one pole of the voltage source and with its movable contact arm on the one hand a spark generator and a heating medium pump or a blower and on the other hand connected to the connection line between the main switch and the thermostat switch is.

Solche Steuergeräte werden beispielsweise in Zusatz-Heizgeräten für Kraftfahrzeuge eingesetzt. Die Glühkerze ist dabei nur während der Anfangszeit des Heizvorganges in Betrieb, bis sich die Brennkammer genügend erwärmt hat, zur anschließend die Flamme mittels eines Funkenzünders aufrechtzuerhalten. Die Funkenstrecke kann durch einen Hochspannungstransformator gespeist werden, welcher über einen motor-getriebenen Unterbrecher an eine Gleichstromquelle angeschlossen ist. Das Steuergerät soll nicht nur nach einer vorgegebenen Anfangsperiode die Glühkerze abschalten, sondern auch bei Störungen im Betrieb oder für den Fall, daß sich keine Flav.me bildet, die Brennstoffzufuhr unterbrechen.Such control devices are used, for example, in auxiliary heating devices Motor vehicles used. The glow plug is only active during the beginning of the Heating process in operation until the combustion chamber has warmed up enough to then to maintain the flame by means of a spark igniter. The spark gap can fed by a high voltage transformer, which is driven by a motor Breaker is connected to a DC power source. The control unit should not only switch off the glow plug after a specified initial period, but also in the event of malfunctions in operation or in the event that no Flav.me is formed, the fuel supply interrupt.

Bisher gebräuchliche Steuergeräte dieser Art benötigen neben zwei thermischen Sicherheitszeitschaltern zwei weitere Relais sowie zwei Dioden.Control devices of this type that have been in use up to now require two thermal safety time switches two additional relays and two diodes.

Der Erfindung liegt in erster Linie die Aufgabe zugrunde, den Schaltungsaufwand und den Platzbedarf für ein solches Steuergerät zu verringern, ohne dabei die Sicherheitsfunktion des Steuergeräts zu beeinträchtigen.The invention is primarily based on the object of reducing the circuit complexity and to reduce the space required for such a control unit without compromising the safety function of the control unit.

Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Erfindung. Von Vorteil ist dabei besonders, daß nur noch zwei Sicherheitszeitschalter benötigt werden, von denen einer als Relais ausgebildet sein kann, während zumindest der andere vorzugsweise ein thermischer Sicherheitszeitschalter ist, bei welchem ein Bimetall durch einen einen Heizwiderstand durchfließenden Strom aufgeheizt und damit bis zur Auslösung eines Schaltvorganges verformt wird. Um eine schleichende Umschaltung zu vermeiden, werden als Schaltelemente vorzugsweise Schnappschalter eingesetzt.The problem posed is achieved by the one characterized in claim 1 Invention. It is particularly advantageous that there are only two safety time switches are required, one of which can be designed as a relay, while at least the other is preferably a thermal safety timer in which a bimetal is heated by a current flowing through a heating resistor and so that it is deformed until a switching process is triggered. To a creeping one To avoid switching, snap-action switches are preferably used as switching elements used.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Further advantageous developments of the invention are set out in the subclaims marked.

Zur Erläuterung der Erfindung wird im folgenden auf das in der Zeichnung in Form eines Stromlaufplans wiedergegebene Ausführungsbeispiel Bezug genommen.To explain the invention, reference is made below to that in the drawing Reference is made to the embodiment reproduced in the form of a circuit diagram.

Das Steuergerät SG dient hier zur Steuerung einer Kfz-Zusatzheizung, welche eine Brennstoffdosierpumpe BP,eine Glühkerze GK, einen einen Unterbrecher zur Zündfunkenerzeugung antreibenden Motor ZM sowie einen Gebläsemotor GM aufweist. Mit der Brennstoffdosierpumpe BP ist ein Thermostatsalter T1 in Reihe geschaltet. Er wird im Falle einer Warmluftheizung durch die Temperatur im Warmluftkanal gesteuert. Ferner ist ein Thermo-Umschalter T2 vorgesehen, welcher die Temperatur im Verbrennungsraum mißt und nach dem Erreichen einer bestimmten Temperatur und nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne seinen Kontaktarm von der gezeigten Ruhestellung in die Arbeitslage umschaltet, in welcher der Pluspol der Batterie unmittelbar mit dem Gebläsemotor GM und dem Zundmotor ZM sowie einer parallelgeschalteten Kontrollampe L verbunden ist. Der Thermo-Umschalter kann beispielsweise den in den Gebrauchsmustern 1 977 470 und 70 44 539 beschriebenen Aufbau haben.The control unit SG is used here to control a vehicle auxiliary heater, which is a fuel metering pump BP, a glow plug GK, a breaker for generating ignition sparks driving motor ZM and a fan motor GM. A thermostat switch T1 is connected in series with the fuel metering pump BP. In the case of warm air heating, it is controlled by the temperature in the warm air duct. A thermal switch T2 is also provided, which controls the temperature in the combustion chamber measures and after reaching a certain temperature and after a predetermined Time span switches its contact arm from the shown rest position to the working position, in which the positive pole of the battery directly connects to the fan motor GM and the Zundmotor ZM and a parallel-connected control lamp L is connected. The thermal switch can, for example, be the one in utility models 1 977 470 and 70 44 539 have the structure described.

Der als Ruhekontakt ausgebildete Thermostatschalter Tl und die mit ihm in Reihe geschaltete Brennstoffdosierpumpe BP sind über den von Hand betätigbaren Hauptschalter S1 sowie den Ruhekontakt s2 eines erste Sicherheitszeitschalters S2 an die Gleichspannungsquelle, beispielsweise eine Kfz-Batterie, angeschlossen.The thermostat switch designed as a normally closed contact Tl and with The fuel metering pump BP connected in series with it can be operated by hand Main switch S1 and the normally closed contact s2 of a first safety time switch S2 connected to the DC voltage source, for example a car battery.

Der Ruhekontakt s2 ist nach dem Öffnen nur durch Handbetätigung wieder schließbar. Ein erster Heizwiderstand dieses ersten Sicherheitszeitschalters 52 ist in Reihe mit dem Arbeitskontakt s3 T eines zweiten Sicherheitszeitschalters 53 zwischen den Ruhe-Festkontakt t2r des Thermo-Umschalters T2 und den Minuspol der Spannungsquelle eingeschaltet. Der Heizwiderstand des zweiten Sicherheitszeitschalters S3 liegt in Reihe mit einem Vorwider- -stand R parallel zur Reihenschaltung von Thermostatschalter Tl und Brennstoffdosierpumpe BP. Zwischen den Verbindungspunkt A dieser beiden Parallelschaltungen mit dar Reihenschaltung von Hauptschalter S1 und Ruhekontakt s2 des ersten Sicherheitszeitschalters 52 einerseits und den Kontaktarm des Thermo-Umschalters T2 andererseits, ist eine teistungsdiode D in Durchlaßrichtung eingeschaltet. Eine dem Heizwiderstand des zweiten Slcherheitszeitschalters S3 parallelgeschaltete Zenerdiode ZD sorgt dafür, daß dieser Sicherheitszeitschalter auch bei schwankender Batteriespannung stets mit gleicher Spannung gespeist wird. Der erste Sicherheitszeitschalter S2 ist mit einem zweiten Heizwiderstand ausgestattet, welcher in Reihe mit dem Arbeitskontakt eines überhitzungsschalters T3 zwischen den genannten Verbindungspunkt A und den Minuspol der Gleichspannungsquelle eingeschaltet ist.After opening, the normally closed contact s2 can only be restored manually lockable. A first heating resistor of this first safety time switch 52 is in series with the normally open contact s3 T of a second safety timer 53 between the normally closed fixed contact t2r of the thermal switch T2 and the negative pole the voltage source switched on. The heating resistor of the second safety timer S3 is in series with a series resistor R parallel to the series connection of Thermostat switch Tl and fuel metering pump BP. Between the connection point A of these two parallel connections with the series connection of main switch S1 and normally closed contact s2 of the first safety time switch 52 on the one hand and the contact arm of the thermal switch T2, on the other hand, is a power diode D in the forward direction switched on. One connected in parallel to the heating resistor of the second safety time switch S3 Zener diode ZD ensures that this safety time switch also with fluctuating Battery voltage is always fed with the same voltage. The first safety timer S2 is equipped with a second heating resistor, which is in series with the normally open contact an overheating switch T3 between said connection point A and the The negative pole of the DC voltage source is switched on.

Der überhitzungsschalter wird ebenso wIe der Thermo-Umschalter durch die Temperatur nm Verbrennungsratir& gesteuert und spricht an, sobald diese einen oberen zulässigen Grenzwert überschreitt.The overheating switch is activated just like the thermal switch the temperature nm combustion rate is controlled and responds as soon as this exceeds an upper permissible limit value.

Das Steuergerät arbeitet folgendermaßen: Beim Schließen des Haup-tschalters Sl erhalten über die Diode D einerseits der Gebläsemotor GM, der Motor ZM des Zündfunkenerzeugers sowie die Kontrollampe L und andererseits über den Thermo-Umschalter T2 die Glühkerze GK Strom aus der Batterie.The control unit works as follows: When the main switch is closed Sl receive via the diode D on the one hand the fan motor GM, the motor ZM of the ignition spark generator as well as the control lamp L and on the other hand the glow plug via the thermal switch T2 GK power from the battery.

Gleichzeitig liegt die Reihenschaltung von Thermostatkontakt T1 und Brennstoffdosierpumpe BP an Spannung sowie die Reihenschaltung von Vorwiderstand R und Sicherheitszeitschalter S3.At the same time there is a series connection of thermostat contact T1 and Fuel metering pump BP to voltage as well as the series connection of series resistor R and safety time switch S3.

Der andere Sicherheitszeitschalter S2 ist zunächst noch wirkungslos, weil der mit ihm in Reihe geschaltete Arbeitskontakt s3 geöffnet und auch der Uberhitzungsschutzschalter T3 nicht geschlossen ist. Erfolgt keine Zündung, so schließt der von Anfang an stromdurchflossene Sicherheitszeitschalter 53 nach einer Verzögerungszeit von etwa 110 Sek.seinen Kontakt s3, so daß Strom über den ersten Heizwiderstand des Sicherheitszeitschalters S2 fließt und dieser nach etwa 5 Sek. mit seinem Ruhekontakt s2 die Stromzufuhr bleibend unterbricht. Der Heizwiderstand S3 kühlt somit ab und öffnet nach etwa 120 Sek. seinen Arbeitskontakt s3. Der Ruhekontakt s2 hingegen kann nur von Hand durch Hineindrücken eines Schaltknopfes wieder geschlossen werden.The other safety time switch S2 is initially still ineffective, because the normally open contact s3 connected in series with it is open and so is the overheating protection switch T3 is not closed. If there is no ignition, the current-carrying one closes from the beginning Safety time switch 53 makes contact after a delay time of about 110 seconds s3, so that current through the first heating resistor of the safety time switch S2 flows and this after about 5 seconds with its break contact s2 remains the power supply interrupts. The heating resistor S3 cools down and opens after about 120 seconds. his working contact s3. The normally closed contact s2, on the other hand, can only be pushed in by hand a button can be closed again.

Bildet sich hingegen innerhalb der Ansprechzeit des Sicherheitszeitschalters S3 von etwa 110 Sek. ordnungsgemäß eine Flamme, so schaltet der Thermo-Umschalter T2 von der dargestellten Lage um auf den Festkontakt t2a, wodurch einerseits der Stromkreis zur Glühkerze GK und zum Heizwiderstand des ersten SicherheitszeitschaiverE S2 unterbrochen und andererseits die Parallelschaltung von Gebläsemotor GM, Z«ndmotor ZM und Kontrollampe T unmittelbar über den Festkontakt t2a an die Batterie angeschlossen wird. Dies ist der normale Betriebs zustand. Der Thermostatschalter T1 öffnet, sobald die am mhermostaten vorgewählte Temperatur überschritten wird und schließt wieder, cbald die Temperasur unter den Qc i Xwert absinkt zur diese Weise wird die Brennstoffdosierpumpe @@ ein- und ausgeschaltet. Gebläse und Zündung laufen dabei ständig weiter.On the other hand, it forms within the response time of the safety timer S3 properly has a flame for about 110 seconds, then the thermo switch switches T2 from the position shown to the fixed contact t2a, which on the one hand the Circuit to the glow plug GK and to the heating resistor of the first safety timer E. S2 interrupted and on the other hand the parallel connection of fan motor GM, ignition motor ZM and control lamp T are connected directly to the battery via the fixed contact t2a will. This is the normal operating condition. The thermostat switch T1 opens as soon as the temperature selected on the thermostat is exceeded and closes again, As soon as the temperature drops below the Qc i X value, the fuel metering pump is used in this way @@ switched on and off. Blower and ignition run all the time Further.

Zum Abschalten des Heizgerätes wird der Hauptschalter S1 geöffnet, wodurch die Brennstoffdosierpumpe BP stromlos wird.To switch off the heater, the main switch S1 is opened, whereby the fuel metering pump BP is de-energized.

Sobald die Temperatur in der Brennkammer entsprechend abgesunken ist, schaltet nach etwa 100 Sek. der Thermo-Umschalter -T2 vom Arbeitskontakt t2a auf den Ruhekontakt t2r um, wodurch Gebläsemotor GM, Zündunterbrechermotor ZM und Kontrollampe L abgeschaltet werden. Das Gerät ist dann außer Betrieb.As soon as the temperature in the combustion chamber has dropped accordingly, After approx. 100 seconds, the thermal switch -T2 switches on from the normally open contact t2a the normally closed contact t2r, which causes fan motor GM, ignition interrupter motor ZM and control lamp L can be switched off. The device is then out of order.

Tritt während des Betriebes eine Störung auf, wodurch die Verbrennung unterbrochen wird, so kühlt der Thermo-Umschalter T2 ab und schaltet in seire in der Zeichnung wiedergegebene Ruhelage t2r um. Da der Arbeitskontakt 53 während des Betriebes, wie oben erwähnt, ständig geschlossen ist, erhält somit der Heizwiderstand des ersten Sicherheitszeitschalters 52 Strom und bringt diesen,in beispielsweise 5 Sek., zum Ansprechen.If a malfunction occurs during operation, causing combustion is interrupted, the thermal switch T2 cools down and switches to seire in the rest position t2r reproduced in the drawing. Since the normally open contact 53 during the Operation, as mentioned above, is permanently closed, the heating resistor is thus maintained of the first safety time switch 52 current and brings it, for example 5 sec. To speak to.

Damit öffnet der Ruhekontakt s2 und unterbricht die Stromzufuhr bleibend. Erst durch Hineindrücken des Schaltknopfes des Sicherheitsschalter S2 kann das Gerät wieder in Betrieb genommen werden.This opens the normally closed contact s2 and permanently interrupts the power supply. The device can only be activated by pushing in the button on the safety switch S2 can be put back into operation.

Im Falle einer Überhitzung der Brennkammer schließt der Arbeitskontakt des Überhitzungsschutzschalters T3, wodurch ebenfalls der Sicherheitsschalter S2 anspricht und über seinen Kontakt s2 die Stromzufuhr bleibend unterbricht.If the combustion chamber overheats, the normally open contact closes of the overheating protection switch T3, whereby the safety switch S2 responds and permanently interrupts the power supply via its contact s2.

Obwohl sowohl beim Einschalten des Gerätes als auch beim Auftreten einer Steurung während der Verbrennung die Temperatur in der Brennkammer unter dem Ansprechwert des Thermo-Umschalters T2 liegt, vermag die Schaltung zwischen dem Einschaltvorgang und einer Störung zu unterscheiden. Hierzu wird die Tatsache ausgenutzt, daß bei eingeschalteter Glühkerze, also während des Einschaltvorganges, am Ruhekontakt t2r über den Hauptschalter S1, den Ruhekontakt s2>die Diode D und den Thermo-Umschalter T2 ein Pluspotential liegt, während im Betrieb bei abgeschlteter Glühkerze über den Widerstand der Glühkerze GK ein Minuspotential am Ruhekontakt t2r vorhanden ist. Die Heizwicklung des Sicherheitsschalters S2 liegt zwischen dem Ruhekontakt t2r und der Minusklemm der Spanrungsquelle, so daß er nur ansprechen kann, wenn am genannten Ruhekontakt ein Pluspotential vorhanden ist. Schließt beim Einlegen des Hauptschalters S1 nach etwa 110 Sek. der Ruhekontakt s3 des Sicherheitsschalters S3, so hat dies kein Ansprechen des Sicherheitsschalters S2 zur Folge, weil bei ordnungsgemäßem Betrieb inzwischen bereits der Thermo-Umschalter T2 auf seinen Arbeitskontakt t2a umgeschaltet hat und somit der Ruhekontakt t2r über die Glühkerze auf Minuspotential liegt und damit auch der Sicherheitsschalter S2 zwischen zwei Punkten mit Minuspotential eingeschaltet ist. Kehrt jedoch der Thermo-Umschalter T2 von der normalen Arbeitslage t2a infolge einer Störung und Abkühlung der Brennkammer in die Ruhelage t2r um, so erhält der Sicherheitsschalter S2 Strom und geschaltet, wie erwähnt, nach etwa 5 Sek. die gesamte Anlage bleibend ab.Although both when switching on the device and when it occurs a control during the combustion, the temperature in the combustion chamber below the Response value of the thermal switch T2 is, the circuit between the To distinguish between switching on and a malfunction. For this purpose, the fact is used that when the glow plug is switched on, i.e. during the switch-on process, on the normally closed contact t2r via the main switch S1, the normally closed contact s2> the diode D and the thermal switch T2 is a plus potential, while in operation with switched off Glow plug A negative potential is present at the normally closed contact t2r via the resistance of the glow plug GK is. The heating coil of the safety switch S2 lies between the normally closed contact t2r and the minus terminal of the voltage source, so that it can only respond when a positive potential is present at the break contact mentioned. Closes when inserted of the main switch S1, the break contact s3 of the safety switch after about 110 seconds S3, this does not result in the safety switch S2 responding because at correct operation meanwhile the thermal switch T2 on its normally open contact t2a has switched and thus the normally closed contact t2r has switched to negative potential via the glow plug and thus also the safety switch S2 between two points with negative potential is switched on. However, if the thermal switch T2 returns from the normal working position t2a as a result of a malfunction and cooling of the combustion chamber to the rest position t2r, so the safety switch S2 receives power and, as mentioned, switched after about 5 seconds the entire system remains off.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Primärwicklung der Zündspule in Reihe mit einem vom Zündmotor angetriebenen Unterbrecherkontakt zwischen den Kontaktarm des Thermo-Umschalters T2 und den Minuspol der Stromquelle eingeschaltet, während die Sekundärwicklung einerseits an den Unterbrecher und andere seits an eine mit der Glühkerze GK baulich vereinigte Zündfunkenstrecke angeschlossen ist. Der Zündmotor ZM treibt außer dem Zündunterbrecher ferner einen in Reihe mit der Erregerwicklung der Brennstoffdosierpumpe BP zwischen Thermostatschalter Tl und Minuspol.der Spannungsquelle eingeschalteten Unterbrecherkontakt an. Dieser entfällt, wenn statt einer elektromagnetischen eine motorische Brennstoffpumpe verwendet wird.In the exemplary embodiment shown, the primary winding is the ignition coil in series with an interrupter contact driven by the ignition engine between the Contact arm of the thermal switch T2 and the negative pole of the power source switched on, while the secondary winding on the one hand to the breaker and on the other hand an ignition spark gap that is structurally combined with the glow plug GK is connected. In addition to the ignition interrupter, the ignition motor ZM also drives one in series with the Excitation winding of the fuel metering pump BP between the thermostat switch Tl and Negative pole of the voltage source to the switched-on breaker contact. This does not apply if a motorized fuel pump is used instead of an electromagnetic one.

Claims

1.) Electrical control unit for heaters, their fuel metering device with a thermostatic switch controlled by the temperature of the pickling agent and one of Hand operated main switch connected in series to a DC voltage source is, while a thermal switch controlled by the temperature in the combustion chamber with his static fixed contact to a Giühkerze, his working fixed contact to the one pole of the voltage source and with its movable contact arm on the one hand a spark generator and a heating medium pump or a blower and on the other hand connected to the connection line between the main switch and the thermostat switch is that there is no sign that between the main switch (S1) and thermostat switch (T1) which can only be operated manually again after opening closable break contact (s2) of a first safety time switch (S2) switched on whose exciter element is in series with the normally open contact (s3) of a second safety timer (S3) between the normally closed fixed contact of the thermal switch (T2) and the other pole (-) the voltage source is switched on, that the exciter element of the second safety timer (S3) the series connection of thermostat switch (T1) and fuel metering device (EP) connected in parallel, una that between the connection point (A) of these two Parallel connections with the series connection of main switch (51) and break contact (s2) of the first safety time switch (S2) and the contact arm of the thermal switch (T2) a power diode (D) is switched on in the forward direction.

2. Control device according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the exciter element of the second safety time switch (53) is a Zener diode (ZD) is connected in parallel.

3. Control device according to claim 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that with the exciter element of the second safety time switch (S3) a Resistor (R) is connected in series.

4. Control device according to claim 1, 2 or 3, d a d u r c h g e k e n It is clear that the first safety time switch (S2) is a second exciter element has, which is in series with the normally open contact of an overheat protection switch (T3) between said connection point (A) and the other pole (-) of the DC voltage source is switched on.

5. Control device according to one of claims 1 to 4, d a d u r c h g e no indication that bimetal switches serve as safety time switches, whose current-carrying exciter element is formed by a heating resistor.

6. Control device according to one of claims 1 to 4, d a d u r c h g e it is not indicated that the first safety time switch (S2) is a relay and the second safety time switch (S3) is a bimetal switch.