DE2643509A1

DE2643509A1 - Vorrichtung zum ein- und ausschalten eines gasbrenners

Info

Publication number: DE2643509A1
Application number: DE19762643509
Authority: DE
Inventors: Friedrich Obermeier
Original assignee: WIELAND FA DR TH
Current assignee: WIELAND FA DR TH
Priority date: 1976-09-28
Filing date: 1976-09-28
Publication date: 1978-03-30
Also published as: JPS5341833A; CH610085A5; IT1114424B; DE2643509C3; FR2365756B2; FR2365756A2; DE2643509B2; GB1584789A

Description

Zusatz zum Patent .... (Patentanmeldung P 24 60 74-5.2)

Die Erfindung bezieht sich auf eine weitere Ausbildung der im Hauptpatent ... (Patentanmeldung P 24- 60 7^/*-5·2) geschützten Erfindung.

Gegenstand des Hauptpatentes ist eine Vorrichtung zum Einr- und Ausschalten eines Gasbrenners, insbesondere eines von Hand betätigbaren, mit Zündflamme versehenen Bunsenbrenners, bei welcher ein in der Gaszuleitung ange ordnetes Magnetventil von einer lichtelektrischen Zelle steuerbar ist, welche außerhalb des Leuchtbereiches der Brennerflamme, der Raumhelligkeit exponiert und von der Arbeitshand abdeckbar ist.

•Unter Raumhelligkeit im obigen Sinne sind die unabhängig von der Arbeitshand beispielsweise des am Bunsenbrenner tätigen Zahnarztes oder Zahntechnikers in der Umgebung der Vorrichtung herrschenden Lichtverhältnisse zu verstehen.

Eine solche Vorrichtung bewirkt eine automatische Steuerung des Gasflusses zum Brenner, indem die lichtelektrische Zelle durch die am Gasbrenner manipulierende Arbeitshand abgedeckt bzw. freigegeben wird. Eine solche Steuerung

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in "Abhängigkeit von der Position der Arbeitshand hat den wesentlichen Vorteil, daß die Brenner in einem Arbeitsraum nicht ständig oder über längere Zeiträume mit voller Flamme brennenj dabei große Mengen von Gas verbrauchen, die Luft des Arbeitsraumes verschlechtern und eine unerwünschte Heizleistung entwickeln.

Es hat sich nun gezeigt, daß Fehlschaltungen im Gefolge von Änderungen der Raumhelligkeit auftreten können. Solche Änderungen können sich beispielsweise ergeben, wenn durch plötzliche Sonneneinstrahlung die Helligkeit im Raum stark erhöht oder wenn zusätzliche, künstliche Beleuchtungsquellen eingeschaltet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung gemäß dem Hauptpatent derart betriebssicher zu machen, daß unerwünschte Schaltvorgänge am Magnetventil, die nicht durch die Bewegung der Arbeitshand hervorgerufen werden, vermeidbar sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch'gelöst, daß eine zweite, von der die erste fotoelektrische Zelle abdeckenden Arbeitshand nicht abgedeckte, der Raumhelligkeit exponierte lichtelektrische Zelle im Niedervolt-Gleichstromkreis des Steuerteils derart zur ersten lichtelektrischen Zelle im Sinne einer Differenz-Lichtauslösung geschaltet ist, daß eine durch Änderung der Raumhelligkeit hervorgerufene Änderung des Widerstandes in der zweiten lichtelektrischen Zelle die analoge Widerstandsänderung in der ersten lichtelektrischen Zelle kompensiert.

Zweckmäßigerweise befindet sich die im Abstand von der zweiten lichtelektrischen Zelle angeordnete erste lichtelektrische Zelle in einem Abstand von der Flamme des

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Bunsenbrenners, der etwa Zweidrittel einer Handlänge ausmacht.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die Vorrichtung bei in Arbeitsposition befind-. licher Arbeitshand,

Fig. 2 die Vorrichtung gemäß Fig. 1 bei nicht in Arbeitsposition befindlicher Arbeitshand,

Pig. 3 ein Schema der Verknüpfung der wesentlichen Funktionsteile der Vorrichtung und

Fig. 4- das Schaltbild der Vorrichtung.

Das erfindungsgemäße Arbeitsprinzip der Vorrichtung ergibt sich bereits aus dem Schema der Fig. 3: Die Wechselstrom-Netzspannung von z.B. 220 Volt des Netzanschlusses 10 liegt am Netz- und Funktionsschalter 61, der in Stellungen "Aus", "Dauerbetrieb" und "Automatikbetrieb¹* schaltbar ist. Bei Schaltstellung "Automatikbetrieb" wird ausgehend von einer 220 Volt-Wechselspannung des Netzanschlusses im 'Netzteil' 30 eine geglättete 2A- Volt-Gleichspannung über einen kapazitiven Spannungsteiler erzeugt. Dieser dient zur Speisung des Steuerteils 40. Wesentlicher Bestandteil der Steuerelektronik dieses Steuerteils sind die lichtelektrischen Zellen 6, 6a, deren Widerstand sich in Abhängigkeit von der Intensität des Lichteinfalles 51₅ 51a ändert. Die erste lichtelektrische Zelle 6 erzeugt, wie im Hauptpatent, den Schaltimpuls für das Schließen bzw. öffnen des die Gaszufuhr beherrschenden Magnetventils 50. Der Schaltimpuls resultiert aus einer geringfügigen Änderung der Intensität des Lichteinfalls 51· Die Änderung wird,wie aus den

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Figuren 1 und 2 ersichtlich, durch die in Arbeitsposition bzw. aus Arbeitsposition gehende Arbeitshand 74- hervorgerufen, welche die erste lichtelektrische Zelle 6 überdeckt oder freigibt. Die 'Empfindlichkeit' der ersten lichtelektrischen Zelle, d.h. die Größe der zur Schaltung ausreichenden Helligkeitsdifferenz ist am einstellbaren Widerstand regulierbar. Die zweite lichtelektrische Zelle 6a ist der ersten, identischen, lichtelektrischen Zelle 6 im Sinne einer Differenzlichtauslösung schaltungsmäßig derart zugeordnet, daß das Helligkeitsniveau, von welchem aus die erste lichtelektrische Zelle 6 die zur Erzeugung des Gehaltimpulses erforderliche Abschattung 'mißt', sich laufend der Raumhelligkeit anpaßt. Dies geschieht dadurch, daß eine durch Änderung der Raumhelligkeit hervorgerufene Änderung des Widerstandes in der zweiten lichtelektrischen Zelle' 6a die analoge Widerstandsänderung in der ersten lichtelektrischen Zelle 6 kompensiert. Auf diese Weise wird ein unerwünschtes Ansprechen des Magnetventils 5° hei einer Änderung der Raumhelligkeit, welche nicht von der Arbeitshand 7^- herrührt, kompensiert und ein Höchstmaß an Schaltsicherheit erreicht. Im "Automatikbetrieb" wird also der Widerstand der ersten lichtelektrischen Zelle 6 im wesentlichen zur Zelle 6a nur infolge Abdeckung durch die Arbeitshand verändert. Die durch die Widerstandsänderung von der Zelle 6 abgegebene Spannung wird über den integrierten Schaltverstärker 77 verstärkt. Das Hagnetven-.til 50 wird unmittelbar von einem 'J?q7iac 79 (Fig. 4-) angesteuert, der bei Überschreiten der vorbestimmten Spannungsschwelle■durchschaltet. Dabei wird die Spule des Elektromagneten 50 unter Netzspannung gelegt. Das Ventil öffnet. Sowie die lichtelektrische Zelle 6 nicht mehr abgedeckt ist, verändert sich ihr Widerstand im gegenteiligen Sinne. Der Schaltvorgang findet in umgekehrter Reihenfolge statt. Das Magnetventil schließt,und die Hauptflamme des Bunsenbrenners 2 erlischt.

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Wie aus den Fign. 1 und 2 ersichtliäi, sind die Funktions- und Schalt el em-ente der Vorrichtung in einem kompakten Gehäuse 1 von etwa quadratischem Grundriß untergebracht. Die Gaszufuhrleitung 9 sowie das Netzanschlußkabel 10 sind auf der Rückseite des'Gerätes eingeführt. Auf der linken Seite des Gerätes führt ein Anschlußstutzen φ über ein abgewinkeltes Rohrstück 70 ^zumBunsenbrenner 2,A-. Die Intensität der Luftzufuhr ist durch die Regulierschraube 71 einstellbar. Das Drosselorgan eines zur Zündflamme führenden Röhrchens 3 ist mittels Schraube 72 verstellbar. Am Bedienungsknopf 73 ist die Stärke der Hauptgaszufuhr einstellbar. Der Schalter 12 ist aus einer mittleren "Aus"-Stellung in Schaltstellung "Automatikbetrieb" oder "Dauerbetrieb" schaltbar. Die mit optisch durchlässigen Schutzkappen abgedeckten lichtelektrischen Zellen 6 und 6a, vorzugsweise Kadmiumsulfidzellen, sind im Abstand voneinander derart im Gehäuse 1 angeordnet, daß sie der Raumhelligkeit exponiert sind. Die lichtelektrische Zelle 6 liegt im Bereich der Vorder-, die lichtelektrische Zelle 6a im Bereich der Hinterkante des Gehäuses 1. Die 'Empfindlichkeit¹ der ersten lichtelektrischen Zelle ist am Drehknopf 11 einstellbar, der sich in Wirkverbindung mit dem einstellbaren Widerstand 76 befindet. Die Kontrollampen 13 und 13a zeigen die Betriebsbereitschaft des Gerätes bei Einschaltung auf "Automatikbetrieb" oder "Dauerbetrieb" bzw. die jeweilige Stellung des Magnetventils 50 (geschlossen oder offen) an.

Für Linkshänder kann der Bunsenbrenner 2 in spiegelbildlicher Anordnung auf der anderen Seite des Gehäuses 1 liegen.

Der Schaltplan gemäß Fig. 4 stellt eine beispielsweise Ausführung der funktionellen Verknüpfung der elektrischen bzw. elektronischen Steuer- und Schaltelemente dar. Das Anschlußkabel 10 liegt mit einer Phase 10a und dem Nulleiter 10b oder umgekehrt an den Kontaktelementen 12a, 12b eines Netz- und Funktionsschalters 12 an. Die zu den Gegenkontakten 63a, ,63b schaltende Stellung des Schalters für "Dauer-

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betrieb" ist durch Strich-Punktierung, die zu den Gegenkontakten 65a und 65b schaltende Stellung für"Automatikbetrieb" durch Punktierung angedeutet. Bei Schaltstellung '"Dauerbetrieb" liegt die Spule des die Gaszufuhr beherrschenden Magnetventils 50 über die Leitungen 67, 68 unmittelbar im Stromkreis der Phasen. 10a, 10b des Netzanschlußkabels 10. Die Umwandlung der Netzspannung in eine 24-Volt-Gleichspannung geschieht im Netzteil 30 mitf Hilfe eines Spannungsteilers 80 - 83, der einen Kondensator 80, einen Widerstand 81, die Dioden 82 und 83 sowie einen Widerstand 96 umfaßt und dem ein Vorwiderstand 86 zugeordnet ist. Am Ausgang der Zenerdiode 84 beträgt die mit Hilfe eines Elektrolytkondensators 85 geglättete Spannung ca. 24 Volt.

Im Steuerteil 40 ist ein Trimm-Widerstand 75 vorgesehen, mit dessen Hilfe bereits bei der Montage die Größe der zur Schaltung ausreichenden Helligkeitsdifferenz auf einen mittleren Wert voreingestellt wird, der bei den Geräten einer Fertigungsserie gleich ist. Eine differenziertere, den Bedürfnissen des Einzelfalles angepaßte, weitere, bedienungsmäßige Einstellung der 'Empfindlichkeit' der lichtelektrischen Zelle 6 ist am einstellbaren Widerstand 76 regulierbar, der am Drehknopf (Fign. 1, 2) bedienbar ist.

Am Ausgang des integrierten Schaltverstärkers 77 liegt eine Zener-Diode 78, über welche der verstärkte Schaltimpuls an den Triac 79 gelangt. Sie Widerstände 88 - 97 stellen eine spannungs- und funktionsgerechte Verknüpfung der elektronischen Elemente des Steuerteils sicher.

Bei Inbetriebnahme der Vorrichtung wird der einstellbare Widerstand 76 auf geringste 'Empfindlichkeit' eingestellt. Sodann wird der Schalter 12 auf "Automatikbetrieb" eingestellt und das Gas am Brenner entzündet. Danach wird der in

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Wirkverbindung mit dem Widerstand 76 befindliche Drehknopf 11 soweit gedreht, bis die große Flamme des Bunsenbrenners erlischt, so daß nur noch die Zündflamme 4 aus dem Zweigrohr 3 brennt. Der Drehknopf 11 wird in gleicher Richtung noch etwas weiter gedreht. In dieser Einstellung kann durch Ab- bzw. Aufdecken der lichtelektrischen Zelle 6 die Flamme am Brenner entzündet bzw. zum"Erlöschen gebracht werden.

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Liste der Bezugszeichen ? R A Ί 5 O

1	Gehäuse
2	Buns enbrenner
3	Zweigrohr
4	Zündflamme
6	lichtelektrische Zelle
6a	Il Il
9	Gaszuführleitung
10	Netzanschlußkabel

10a,10b Phasen

11 Drehknopf

12 Netz- und Punktionsschalter

13 Kontrollampen 13a "

30 Netzteil 40 Steuerteil 50 Elektromagnet 51,51a Lichteinfall 60 Netzanschlußkabel 60a,60b Phasen des Netzanschlußkabels 12a_T12b iLontaktelemente 63a,63b,65a,65b Gegenkontakt 67,68 Leitungen 69 Anschlußstutzen "/Ο abgewinkeltes Rohrstück

71 Regulierschraube

72 Schraube

73 Bedienungsknopf

74 Arbeitshand

75 Trimm-Widerstand

76 Potentiometer für Empfindlichkeit

77 integrierter Schaltverstärker

78 Diode

79 Triac

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80 Kondensator des Spannungsteilers

81 Widerstand " "

82 Diode " "

83 " " " 84- Zenerdiode

85 Elektrolytkondensator zur Glättung

86 Vorwiderstand

87 Ausgangswiderstand

88 - 97 Widerstände

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Claims

Patentansprüche ; ^ '

[1J Vorrichtung zum Ein- und Ausschalten eines Gasbrenners, insbesondere eines von Hand betätigbaren, mit Zündflamme versehenen Bunsenbrenners, bei welcher ein in der Gaszuleitung angeordnetes Magnetventil von einer lichtelektrischen Zelle steuerbar ist, welche außerhalb des Leuchtbereiches der Brennerflamme, der Raumhelligkeit exponiert und von der Arbeitshand abdeckbar ist, nach Patent ........ (Patentanmeldung P 24· 60 74-5.2), dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite, von der die erste fotoelektrische Zelle (6) abdeckenden Arbeitshand (74) nicht abgedeckte, der Raumhelligkeit exponierte lichtelektrische Zelle (6a) im Niedervolt-Gleichstromkreis des Steuerteils (40) derart zur ersten lichtelektrischen Zelle (6) im Sinne einer Differenz-Lichtauslösung geschaltet ist, daß eine durch Änderung der Raumhelligkeit hervorgerufene Änderung des Widerstandes in der zweiten lichtelektrischen Zelle (6a) die analoge Widerstandsänderung in der ersten lichtelektrischen Zelle (6) kompensiert.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sieh die im Abstand von der zweiten lichtelektrischen Zelle (6a) angeordnete erste lichtelektrische Zelle (6) in einem Abstand von der Plamme des Brenners (2) befindet, der etwa Zweidrittel einer Handlänge ausmacht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der 220 Volt Wechselstrom des Netzanschlusses mittels Spannungsteiler (80 - 86) und Gleichrichter (84) auf einen Nieder-Volt-Gleichstrom transformierbar ist.

4-. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das mit voller Netzspannung betriebene Magnetventil unmittelbar von einem Tyristor

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(Triac 79) ansteuert»ar ist. 2643 50

5· Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der im Abstand vom Gehäuse (1) angeordnete Bunsenbrenner (2) das Gehäuse in vertikaler •Richtung nur geringfügig überragt. '

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