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Steueranordnung für eine Brennstoffzündanlage
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Die Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Brennstoffzündanlage
mit Vorzündung und insbesondere auf eineSteueranordnung für eine solche Anlage,
die bei gewissen Fehlerbedingungen in der Anlaßphase eine Sperrwirkung ausübt.
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Bei einer bekannten Brennstoffzündanlage mit Vorzündung wird abhängig
vom Shließenthermostatisch gesteuerter Kontakte ein Vorsteuerventil betätigt, damit
einem Steuerauslaß Brennstoff zugeführt wird, der mit Hilfe einer geeigneten Zündvorrichtung
zur Erzielung einer Zündflamme gezündet wird. Eine Zündflammen-Fühlerschaltung stellt
das Vorhandensein der Zündflamme fest und bewirkt die Erregung eines Hauptventils,
das einem Hauptbrenner Brennstoff zur Zündung durch die Zündflamme zuführt.
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Typischerweise wird das Hauptventil mit Hilfe eines Relais der Zündflammen-Fühlerschaltung
betätigt, das im Erregungsstromkreis des Hauptventils liegende Arbeitskontakte aufweist,
damit das Hauptventil abgeschaltet bleibt, bis eine Zündflamme vorhanden ist. Wenn
eine Zündflamme erzeugt worden ist, erregt die Zündflammen-Fühlerschaltung das Relais,
das daraufhin seine Kontakte schließt und das Hauptventil in einen Erregungsstromkreis
einschaltet, damit e's arbeiten kann.
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Nachdem der Heizbedarf gedeckt worden ist, öffnen sich die thermostat-
gesteuerten Kontakte wieder, damit die Brennstoffventile abgeschaltet werden und
die Flamme zum Erlöschen gebracht wird. Die Zündflammen-Fhlerschaltung veranlaßt
daraufhin den Abfall des Relais, so daß sich dessen Kontakte öffnen und das Hauptventil
zur Vorbereitung des nächsten Heizzyklus vom Erregungsstromkreis abgetrennt wird.
Sollten jedoch die Relaiskontakte, die die Erregung des Hauptventils steuern, im
Anschluß an einen erfolgreichen Zündzyklus miteinander verschweißt ~werden, dann
bleibt das Hauptventil beim Abfall des Relais an den Erregungsstromkreis angeschlossen,
und es wird erregt, wenn sich die thermostatgesteuerten Kontakte als Antwort auf
den nächsten Aufruf zum Heizen schließen, auch wenn keine Zündflamme erzeugt worden
ist. Das Hauptventil bleibt auch dann an den Erregungsstromkreis angeschlossen,
wenn ein Schaltungsfehler vorliegt, der die Erregung des Relais der Zündflammen-Fühlerschaltung
auch in Abwesenheit einer Zündflamme ermöglicht.Bei diesen Fehlerzuständen bleiben
sowohl das Vorsteuerventil als auch
die Flammenfühlerschaltung
die Anlage nicht sperren, bevor das Steuerrelais betätigt wird.
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In der USA-Patentschrift 3 840 322 ist eine automatische Brennstoffzündanordnung
beschrieben, die immer dann eine wirksame Sperrung der Anordnung ergibt, wenn vor
Beendigung eines Zündzeitintervalls eine Flamme an einem Brenner erzeugt worden
ist. Die Anordnung wird Jedoch auch im Anschluß an das Erlöschen der Flamme während
eines Heizzyklus oder auch im Falle einer sehr kurzzeitigen Netzspannungsunterbrechung
gesperrt, bei der die Zündflamme nicht erlischt, bevor die Versorungsenergle wieder
vorhanden ist.
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In der USA-Patentschrift 1 035 134 ist eineBrennstoffzündanlage mit
Vorzündung einschließlich einer Steueranordnung beschrieben, die eine Sperrung in
der Anlaßphase ergibt, damit das Einschalten vonBrennstoffventilen der Anlage unter
gewissen Fehlerbedingungen verhindert wird. Die Steueranordnung stellt auch Lecks
an den Vorsteuerventilen und den Hauptventilen der Anlage fest, und sie bewirkt
das Abschalten der Anlage bei einem Leckzustand an einem der Ventile, Jedoch erlaubtsie
ein Wiederanlaufen der Anlage im Anschluß an einen kurzzeitigen Ausfall der Versorgungsenergie
oder eines kurzzeitigen Erlöschens der Flamme.
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Die Steueranordnung enthält eine Verzögerungsschaltung, die den Betrieb
eines Steuerrelais bewirkt, damit nach einer ersten Verzögerungszeit im Anschluß
an das Einschalten der Anlage das Vorsteuerventil und eine Flammenfühlerschaltung
in Betrieb gesetzt werden. Wenn in der Zeitperiode, in der die Flammenfühlerschaltung
inBetrieb ist, eine Flamme entsteht, dann bewirkt die Flammenfühlerschaltung eine
Sperrung der Anlage. Eine solche Zeisteuerung
das Hauptventil erregt,
wenn sich die thermostatgesteuerten Kontakte schließen, so daß der Brennstoff aus
dem Steuerauslaß und dem Hauptbrenner austreten kann, was ein unerwünschter Zustand
ist.
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Es sind verschiedene Steueranordnungen vorgeschlagen worden, bei denen
die Erregung der Brennstoffventile der Anlage von der aufeinanderfolgenden Betätigung
von Relais abhängt. Als Beispiel sei hier auf die USA-Patentschriften 3 449 055,
3 644074 und 3 709 783 verwiesen. In diesen bekannten Anlagen erfolgt die Erregung
des Vorsteuerventils als Reaktion auf die Betätigung eines Steuerrelais, das nur
erregt werden kann, wenn das Zündflammenrelais abgefallen ist. Anschließend wird
die Erregung des Hauptventils als Antwort auf die Betätigung eines Zündflammenrelais
bewirkt, wenn eine Zündflamme erzeugt worden ist, was jedoch nur dann erfolgt, wenn
das Steuerrelais erregt ist Derartige Sperrschaltungen ergeben zwar einen Schutz
gegen den auf das Kontaktverschweißen zurückzuführenden Fehler, doch kann das Steuer-(oder
Zündflammen-)Relais unbeabsichtigterweise im Anschluß an einen Ausfall eines Festkörper-Steuerelements
in den elektronischen Schaltungen erregt werden, so daß das Hauptventil bei Fehlen
einer Zündflamme erregt werden kann. Bei den bekannten Anlagen wird die Flammenfühlerschaltung
auch abhängig vom Betrieb eines Steuerelements, beispielsweise eines Thermostats,
erregt0 Sollte also ein Leck an einemBrennstoffventil der Anlage auftreten, das
ermöglicht, daß eine Flamme nach dem Abschalten der Anlage aufrechterhalten bleibt,
dann erscheint es, als könnte unter gewissen Fehlerbedingungen
wird
mit Hilfe einer Zeitsteuerschaltung in der Flammenfühlerschaltung bewirkt, die erfordert,
daß eine Flamme für eine Zeitdauer nach dem Einschalten der Flammenfühlerschaltung
fehlt, bevor ein Flammenrelais der Flammenfühlerschaltung arbeiten kann. Unter normalen
Bedingungen wird die Verzögerungsschaltung unter der Steuerung durch das Flammenrelais
unwirksam gemacht, und sie bewirkt die Erregung des Hauptventils nach einer zweiten
Verzögerungsperiode, nachdem die Zündflamme erzeugt ist.Die Flammenfühlerschaltung
verhindert das Arbeiten des Hauptventils, wenn während der Dauer dieser zweiten
Verzögerungsperiode eine Hauptbrennerflamme festgestellt wird. Eine Sperrschaltung
verhindert die Freigabe der Verzögerungsschaltung und des Steuerrelais in der Anlaßphase
bei gewissen Fehlerfällen einschließlich des Falls verschweißter Kontakte am Flammenrelais.
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Mit Hilfe der Erfindung wird eine Steueranordnung für die Verwendung
in einer Brennstoffzündanlage mit Vorzündung geschaffen, die eine Sperrung in der
Anlaufphase vorsieht, damit ein Einschalten von Brennstoffventilen der Anlage unter
gewissen Fehlerbedingungen verhindert wird.
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Die Brennstoffzündanlage enthält ein Vorsteuerventil, das im eingeschalteten
Zustand einem Steuerauslaß Brennstoff zuführt, damit dieser zur Erzielung einer
Zündflamme gezündet wird; ferner enthält die Anlage ein Hauptventil, das in eingeschaltetem
Zustand einem Brenner Brennstoff zum Zünden durch die Zündflamme zuführt, sowie
eine Steueranordnung,die den Betrieb der Brennstoffventile steuert.
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Die Steueranordnung enthält eine Sperrvorrichtung einschließlich einer
ersten Schaltvorrichtung, die im freigegebenen Zustand das Vorsteuerventil einschaltet,
eine
Flammenfühlervorrichtung, die eine zweite Schaltvorrichtung in den freigegebenen
Zustand versetzt,wenn eine Zündflamme erzeugt ist, sowie eine Verzögerungs vorrichtung,
die abhängig von der zweiten Schaltvorrichtung das Hauptventil am Ende eines Zeitintervalls
einschaltet; die Flammenfühlervorrichtung verhindert das Einschalten des Hauptventils
und schaltet das Vorsteuerventil ab, wenn während dieses Zeitintervalls als Anzeige
für einen Leckzustand am Hauptventil eine Flamme an der Brennervorrichtung vorhanden
ist. Die Flammenfühlervorrichtung steuert auch die zweite Schaltvorrichtung in der
Weise, daß die erste Schaltvorrichtung an der Freigabe gehindert wird, und die Anlage
gesperrt wird, wenn zu Beginn eines Zündversuchintervalls eine Zündflamme vorhanden
ist9 die einen Leckzustand des Vorsteuerventils anzeigte In einem zu beschreibenden
Ausführungsbeispiel haben das Vorsteuerventil und das Hauptventil einen Redundanzventil
aufbau, bei dem Brennstoff dem Hauptventil über das Vorsteuerventil nur zugeführt
wird 9 wenn das Vorsteuerventil betätigt ist. Das Vorsteuerventil wird von der ersten
Schaltvorrichtung der Sperrvorrichtung eingeschaltet, die ihrerseits über einen
ersten Schaltungskreis abhängig von einer Aktivierungsvorrichtung, beispielsweise
einem thermostatgesteuerten Schalter eingeschaltet wird und einen zweiten Schaltungskreis
zum Einschalten des Vorsteuerventils schließt Die erste Schaltvorrichtung wird über
den ersten Schaltungskreis während eines von einer Zeitsperreinrichtung der Sperrvorrichtung
definierten Zündversuchintervalls eingeschaltet.Iie Zeitsperreinrichtung kann das
Vorsteuerventil der Redundanzventilanordnung abschalten , wenn im
Verlauf
des Zündversuchintervalls keine Zündflamme erzeugt wird, wobei sich eine hundertprozentige
Absperrung des Brennstoffs ergibt. Die Zeitsperreinrichtung wird anfänglich über
den ersten Schaltungskreis erregt; wenn in der Anlaßphase dieser Schaltungskreis
unterbrochen ist, kann die Anlage nicht aktiviert werden.
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Wenn eine Zündflamme erzeugt ist, reagiert die Flammenfühlervorrichtung,
die ständig eingeschaltet ist, in der Weise auf diese Zündflamme, daß die zweite
Schaltvorichtung freigegeben wird, die die Verzögerungsvorrichtung zur Erregung
an den zweiten Schaltungskreis anschließt.Die Verzögerungsvorrichtung enthält eine
dritte Schaltvorrichtung, die im freigegebenen Zustand das Hauptventil zur Erregung
an den zweiten Schaltungskreis anlegt, sowie eine Freigabevorrichtung, die das Freigeben
der dritten Schaltvorrichtung für eine vorbestimmte Zeitdauer nach dem Einschalten
der Verzögerungs vorrichtung verzögert. Wenn am Brenner während dieses Verzcgerungsintervalls
eine Flamme erzeugt worden ist, beispielsweise auf Grund-eines Lecks am Hauptventil,
dann wird der Zündzyklus beendet, bevor das Hauptventil arbeiten kann, und die Anlage
wird gesperrt.
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Nach der Erfindung ergeben die Schaltvorrichtungen, die aus Relais
oder anderen Schaltelementen zur Kontaktbetätigung bestehen können, einen Rntaktsperrschutz,
der vor der Anlagensicherheit zuwiderlaufenden Fehlerbedingungen einschließlich
Ausfällen von Bauelementen, verschweißten Kontakten oder Leckzuständen an einem
der Ventile schUtzt.Sollte aus irgendeinem Grund die erste
Schaltvorrichtung
nicht arbeiten, bevor die zweite oder die dritte Schaltvorrichtung arbeitet, dann
wird das Starten eines Zündzyklus verhindert, und beide Ventile werden abgeschaltet
gehalten. Unter gewissen Fehler bedingungen, beispielsweise eines Lecks am Hauptventils
kann die Anlage auch gesperrt werden nachdem ein Anlaßzyklus begonnen hat.
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Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung beispielshalber erläutert,
deren einzige Figur ein Schaltbild der erfindungsw gemäßen Steueranordnung für die
Verwendung in einer Brennstoffzündänlage mit Vorzündung zeigt.
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Die in der Zeichnung dargestellte Steueranordnung 10 für eine Brennstoffzündanlage
wird unter Bezugnahme auf die Anwendung in einem Heizsystem mit Vorzündung beschrieben,
das ein Vorsteuerventil 12 und ein Hauptventil 14 enthält.
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Das Vorsteuerventil 12 und das Hauptventil 14 können eine Redundanzventilanordnung
bilden, in der dem Hauptventil 14 über das Vorsteuerventil 12 Brennstoff zugeführt
wird, also nur dann, wenn das Vorsteuerventil 12 betätigt ist. Eine solche Redundanzventilanordnung
ist in der Patentanmeldung P 26 49 665.1 beschrieben.
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Das Vorsteuerventil 12 kann einem Einlaß des Hauptventils 14 und einem
Steuerauslaß 13 Brennstoff zuführen, damit dieser zur Erzeugung einer Zündflamme
in der Nähe eines Brenners 15 mit Hilfe von Funken gezündet wird, die eine Zündschaltung
16 liefert. Das Hauptventil 14 kann dem Brenner15 Brennstoff
zum
Zünden durch die Zündflamme zuführen. Auf Grund des Redundanzventilaufbaus kann
der Brennstoff dem Brenner 15 nur dann zugeführt werden, wenn sowohl das Vorsteuerventil
12 als auch das Hauptsteuerventil 14 betätigt sind.
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Das Vorsteuerventil 12 und die Zündschaltung 16 werden mittels einer
Sperrschaltung 18 erregt, die ein von einem Relais R1 gebildetes erstes Schaltelement
enthält, das den Erregungsstromkreis eines Elektromagnets 17 des Vorsteuerventils
12 und der Zündschaltung 16 schließen kann. Das Relais R1 ist für die Dauer eines
Zündversuchintervalls erregt, das durch Schließen eines thermostatgesteuerten Schaltkontakts
THS als Reaktion auf eine Heizanforderung ausgelöst wird0 Die Sperrschaltung 18
enthält eine Zeitsperreinrichtung in Form eines Bimetallschalters WS, die ein Zündversuchintervall
definiert und das Vorsteuerventil 12 der Redundanzventilanordnung abschaltet, wenn
während dieses Zündversuchintervalls keine Zündflamme entsteht, wodurch der Zündzyklus
beendet und eine hundertprozentige Absperrung der Brennstoffzufuhr zum Brenner 15
erzielt wird.
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Der Bimetallschalter WS gibt auch eine Alarmvorrichtung 11 frei, damit
angezeigt wird, daß das System gesperrt ist.
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Das Hauptventil 14 wird unter der Steuerung durch eine Flammenfühlerschaltung
20 und eine Verzögerungsschaltung 22 eingeschaltet. Wenn eine Zündflamme erzeugt
ist, reagiert die Flammenfühlerschaltung 20 darauf in der Weise, daß ein zugehöriges
zweites Schaltelement betätigt wird, das von einem Relais R2 gebildet ist und einenErregungsstromkreis
für die Verzögerungsschaltung 22 schließt. Die Verzögerungsschaltung
22
enthält ein drittes Schaltelement, das von einem Relais R3 gebildet ist und einen
Erregungsstromkreis für das Hauptventil 14 schließen kann. Die Verzögerungsschaltung
22 enthält auch eine Freigabe schaltung 24, die das Freigeben des Relais R3 für
eine vorbestimmte Zeitdauer nach dem Einschalten der Verzögerungsschaltung 22 verzögert.
Falls am Brenner 15 während dieser Verzögerungszeitdauer auf Grund eines Lecks am
Hauptventil 14 eine Flamme vorhanden ist, wird der Zündzyklus beendet, bevor das
Hauptventil 14 arbeiten kann, und die Anlage wird gesperrt.
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Nach der Erfindung ergeben die Relais R1 bis R3 einen Kontaktsperrschutz,der
gegen der Sicherheit zuwiderlaufende Fehlerbedingungen einschließlich Ausfällen
von Bauelementen, verschweißten Relaiskontakten oder Leckzuständen an einem der
Ventile schützt.sOllte das Relais Rl aus irgendeinem Grund nicht arbeiten, bevor
die Relais R2 oder R3 arbeiten, wird der Beginn eines Zündzyklus verhindert, und
da; Vorsteuerventil und das Hauptventil werden abgeschaltet gehalten Die Anlage
kann auch unter der Steuerung durch den Bimetallschalter WS im Falle gewisser Fehlerbedingungen
einschließlich eines Lecks am Hauptventil 14 gesperrt werden, wenn der Zündzyklus
bereits begonnen hat.
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In der Sperrschaltung 18 werden das Sperrelais R1 und ein Heizelement
21 des Bimetallschalters WS über einen Schaltungskreis erregt, der den Ruhekontakt
R2A des Relais R2 und den Ruhekontakt R3A des Relais R3 enthält.
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Das Relais R1 und das Heizelement 21 des Bimetallschalters können
daher nur dann erregt werden, wenn die Relais R2 und
R3 abgeschaltet
sind. Im erregten Zustand schließt das Relais R1 den Kontakt R1A, damit einErregungskreis
für den Elektromagnet 17 des Vorsteuerventils über den Ruhekontakt WSA des Bimetallschalters
WS geschlosssn wird, damit sich das Vorsteuerventil 12 zur Brennstoffzufuhr zum
Steuerauslaß 13 öffnen kann. Die Zündschaltung 16 wird ebenfalls eingeschaltet,
damit Funken zum Zünden des Brennstoffs geliefert werden. Das Relais R1 schließt
auch den Kontakt R1B, damit ein Haltestromkreis vorbereitet wird, der ermöglicht,
daß das Relais R1 und das Heizelement 21 des Bimetallschalters erregt gehalten bleiben,
wenn das Relais R2 zum Öffnen des Kontakts R2A anzieht, wobei der Kontakt RIB parallel
zum Kontakt R2A liegt.
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Das Relais R2 wird unter der Steuerung durch dS Flammenfühlerschaltung
20 betätigt, wenn eine Zündflamme erzeugt ist, so daß sich der Kontakt R2A öffnet
und der Kontakt R2B schließt, der den Haltestromkreis des Relais R1 schließt, wobei
das Heizelement 21 des Bimetallschalters über den Ruhekontakt R3A des in diesem
Zeitpunkt abgeschalteten Relais R3 eingeschaltet gehalten wird. Das Relais R2 schließt
auch den Kontakt R2C, damit die Verzögerungsschaltung 22 eingeschaltet wird und
es öffnet den Kontakt R2D zum Abschalten der Zündschaltung 16.
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Die Flammenfühlerschaltung 20 enthält ein steuerbares Schaltelement
40, das von einem programmierbaren Unijunction-Transistor (PUT) gebildet ist und
zusammen mit zugehörigen Zeitsteuergliedern 41 und 42 die Freigabe eines weiteren
steuerbaren Schaltelements 44 bewirkt , das von einem steuerbaren Siliziumgleichrichter
(SIE) gebildet ist und den Betrieb
des Relais R2 steuert. Das Zeitsteuerglied
41, das einen Zeitsteuerkondensator 46 enthält, bestimmt das Potential an der Anode
des PUT-SchalteAements 40.uns Zeitsteuerglied 42, das einen Redundanzzeitsteuerkondensator
48 enthält, bestimmt das Potential an der Gate-Elektrode des PUT-Schaltelements
40.
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Das PUT-Schaltelement 40 wird immer dann freigegeben, wenn das Potential
an seiner Anode das Potential an seiner Gate-Elektrode um +0,6V überschreitet. Der
das Potential an der Anode des PUT-Schaltelements 40 bestimmende Kondensator 46
wird über einen Widerstand 47 von einem Wechselstromsignal periodisch aufgeladen
das der Flammenfühlerschaltung 20 über einen Trenntransformator T1 kontinuierlich
zugeführt wird. Falls keine Flamme vorhanden ist, bleiben die Kondensatoren 48 im
wesentlicbn ungeladen, so daß die Freigabe des PUT-Schaltelements 40 in wirksamer
Weise durch das Aufladen des Kondensators 46 gesteuert wird0 Wenn das PUT-Schaltelement
40 freigegeben ist, entlädt sich der Kondensator 46 zur Gate-Elektrode des SCR-Schaltelements
44. Bei Fehlen einer Flamme reicht der Entladestrom jedoch nicht aus9 das SCR-Schaltelement
44 freizugeben, so daß das Relais R2 abgeschaltet bleibt.
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Damit das Relais FW2 erregt werden kann, wenn die Flamme erzeugt ist,
enthält die Flammenfühlerschaltung 20 einen von einer Fühlerelektrode 55 gebildeten
Flammenfühler, der in der Nähe des Brenners 15 und des Steuerauslanes 13 im Abstand
vom Brenner 15 unter Bildung eines Spalts 56 angebracht ist.
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Wenn der dem Steuerauslaß und dem Hauptbrenner zugeführte Brennstoff
gezündet wird, überbrückt die Flamme den Spalt 56,
so daß ein Ladeweg
für den Kondensator 48 entsteht, der ermöglicht, daß sich die Kondensatoren 48 aufladen,
während sich der Kondensator 46 lädt. Obgleich sich der Kondensator 46 schneller
auflädt, bewirkt das Aufladen der Kondensatoren 48 einen Anstieg des Potentials
an der Gate-Elektrode des PUT-Elements 40, so daß nunmehr eine längere Zeitdauer
erforderlich ist, bevor das Potential an der Anode das Potential an der Gate-Elektrode
um +0,6V übersteigt. Wenn das PUT-Element 40 freigegeben wird, ist der Kondensator
46 also auf einen Wert aufgeladen worden, der einen ausreichenden Entladestrom für
die Freigabe des SCR-Elements 44 ergibt, so daß die Erregung des Elements R2 bewirkt
wird.
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Es sei bemerkt, daß auf Grund der Tatsache, daß die Flammenfühler
schaltung 20 ständig eingeschaltet ist, das Relais R2 immer dann betätigt wird,
wenn am Steuerauslaß 13 eine Flamme vorhanden ist. Wenn also die Steuerschaltungsanordnung
durch Öffnen des Kontakts THS am Ende jedes Heizgyklus unwirksam gemacht wird, bleibt
das Relais R2 mit geöffnetem Kontakt R2A betätigt, wenn am Vorsteuerventil 12 ein
Leck vorhanden ist, das die Flamme am Steuerauslaß aufrechterhält, wenn das Vorsteuerventil
abgeschaltet wird. Wenn daher der Kontakt THS bei der nächsten Heizanforderung schließt,
wird der Erregungsstromkreis für das Relais R2 unterbrochen, so daß die Anordnung
nicht wieder anlaufen kann.
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Die Flammenfühlerschaltung 20 enthält außerdem eine Ubersignalklemmschaltung
50 mit einem Transistor 51, der normalerweise durch den Arbeitskontakt R3B des Relais
3 unwirksam gemacht ist. Wenn vor dem Ansprechen des Relais R3 eine große Flamme
am Hauptbrenner 15 vorhanden ist, was ein Leck am Hauptventil 14 anzeigt, bewirkt
die Ubersignalklemmschaltung 50, daß das
PUT-Element 40 gesperrt
gehalten wird, was das Abschalten des Relais R2 zur Folge hat 9 so daß der Bimetallschalter
WS das System außer Betrieb setzen kann.
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Wie oben angegeben wurde, schließt das Relais R2, wenn es anspricht,
den Kontakt R2C, damit die Verzögerungsschaltung 22 freigegeben wird, und es öffnet
den Kontakt R2D, damit die Zündschaltung 16 abgeschaltet wird Wie noch genauer erläutert
wird, arbeitet die Zündschaltung 16 mit Kondensatorentladung; sie enthält einen
Kondensator 62, der über den Ruhekontakt R2D des Relais R2 periodisch mit einem
Wechselstromsignal aufgeladen wird, und sie enthält ein steuerbares Schaltelement
63 in Form eines steuert barenSiliziumgleichrichters, der so betätigt werden kann,
daß er die Entladung des Kondensators 62 über einen Zündtransformator T2 zur Erzeugung
von Funken zwischen den Zündelektroden 68 bewirkt. Die Zündelektroden 68 sind angrenzend
an den Steuerauslaß 13 angebracht, damit der daraus austretende Brennstoff gezündet
wird.
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Wenn das Relais R2 anspricht und den Kontakt R2D öffnet, kann sich
der Kondensator 62 periodisch für eine von einem Zeitsteuerglied 70 mit einem Zeitsteuerkondensator
71 bestimmte Zeitdauer aufladen, so daß die Zündschaltung 16 für eine Zeitdauer
nach dem Ansprechen des Relais R2 weiterhin Funken liefert.
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Es wird nun auf die Verzögerungsschaltung 22 Bezug genommen. nLeFreigabeschaltung
24 enthält ein von einem programmierbaren UniJunction-Tranistor gebildetes steuerbares
Schaltelement 25 (PUT-Element), das im freigegebenen Zustand so betätigt werden
kann, daß es einen Erregungsstromkreis für das Relais R3 schließt,
Ferner
enthält die Freigabe schaltung 24 ein Zeitsteuerglied 26 mit einem Kondensator 27,
der die Freigabe des PUT-Elements 25 steuert. Der Kondensator 27 kann sich abhängig
von der Aktivierung der Verzögerungsschaltung 22 im anschluß an das Schliessen des
Kontakts R2C des Relais R2 aufladen, und nach einer von der Ladezeit des Kondensators
27 gebildeten Verzögerungszeitdauer wird das PUT-Element 25 freigegeben, so daß
das Relais R3 anspricht und den Kontakt R2C schließt, der die Freigabe des Hauptventils
14 bewirkt.Auch der Kontakt R3A öffnet sich, so daß das Heizelement 21 desBimetallschalters
abgeschaltet wird, und der Kontakt R3B schließt sich, was die Freigabe der Ubersignalklemmschaltung
50 der Flammenfühlerschaltung 20 zur Folge hat.
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Der KontaktR3A des Relais R3 ermöglicht es, das Heizelement 21 des
Bimetallschalters von dem Zeitpunkt an, an dem sich der Kontakt THS schließt, bis
nach der von der Freigabeschaltung 24 gebildeten Verzögerungszeitdauer im eingeschalteten
Zustand zu halten, worauf dann das Relais R3 zur Einschaltung des Hauptventils 14
anspricht. Falls ein den Sicherheitsanforderungen entgegenstehender Fehler auftritt,
der das Ansprechen des Relais R3 vor Ablaufen der Heizzeit des Heizelements 21 des
Bimetallschalters verhindert, spricht der Bimetallschalter WS an, so daß sich der
Kontakt WSA öffnet, der das Vorsteuerventil 12 abschaltet, so daß eine vollständige
Absperrung der Brennstoffzufuhr zum Brenner und die Sperrung des Systems bewirkt
werden.
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Der Bimetallschalter WS schließt auch den Kontakt WSB, damit eine
Alarmvorrichtung 11 zur Anzeige des Sperrzustandes des Systems freigegeben wird.
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Arbeitsweise Wenn im Betriebszustand der thermostatgesteuerte Kontakt
THS als Reaktion auf eine Heizanforderung geschlossen wird, werden das Heizelement
21 des Bimetallschalters und das Relais R1 über den Ruhekontakt R2A des Relais R2
und den Ruhekontakt R3A des Relais R3 erregt. Die Erregung des Heizelements 21 ermöglicht
es, das System für die Dauer einer Zündversuchperiode, die durch die Aufheizzeit
des Heizelements 21 bestimmt wird, im aktivierten Zustand zu halten. Das Relais
R1 schließt den Kontakt R1B, damit ein Haltes*romkreisNfUr das Relais R1 und das
Heizelement 21 vorbereitet wird, und es schließt den Kontakt R1A, damit ein Erregungsstromkreis
für das Vorsteuerventil 12 geschlossen wird, das zur Zufuhr von Brennstoff zum Steuerauslaß
13 in Tätigkeit tritt. Die Zündschaltung 16 wird ebenfalls eingeschaltet, damit
Funken zum Zünden des dem Steuerauslaß 13 zugeführten Brennstoffserzeugt werden.
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Wenn im Verlauf des Zündversuchintervalls eine Zündflamme entstanden
ist, verursacht die Flammenfühlerschaltung 20 das Ansprechen des Relais R2, so daß
sich der Kontakt R2C zur Erregung der Verzögerungsschaltung 22 schließt, während
sich der Kontakt R2D zum Abschalten der Zündschaltung 16 öffnet; Das Relais R2 öffnet
auch den Kontakt R2A, so daß der Erregungsstromkreis für das Relais R1 unterbrochen
wird, und es schließt den Kontakt R2B, damit ein Halte stromkreis für das Relais
R1 geschlossen wird.
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Im Anschluß an die von der Verzögerungsschaltung 22 gebildete Verzögerungszeitdauer
wird das Relais R3 erregt, das den Kontakt R3C schließt, der das Arbeiten des Hauptventils
14
ermöglicht, und es öffnet den Kontakt R3A,damit das Heizelement
21 des Bimetallschalters abgeschaltet wird. Wenn der Heizbedarf gedeckt ist und
der Kontakt THS offen ist, werden die Relais R1 und R3 abgeschaltet, und die Brennstoffventile
werden gesperrt, so daß die Brennstoffzufuhr zum Brenner und zum Steuerauslaß unterbrochen
wird, was das Erlöschen der Flamme zur Folge hat. Die Flammenfühlerschaltung 20
spricht auf das Erlöschen der Flamme unter Abschaltung des Relais R1 an, das den
Kontakt R1A öffnet; die Schaltungsanordnung 10 ist dann wieder für den nächsten
Heizzyklus bereit, Wenn im Verlauf des Zündversuohintervalls keine Zündflamme entsteht,
bewirkt der Bimetallschalter WS das Öffnen des Kontakts WSA, so daß das Vorsteuerventil
12 abgeschaltet wird, wodurch die Brennstoffzufuhr zum Steuerauslaß 13 und zum Hauptventil
14 unterbrochen wird, was zur Folge hat, daß das System gesperrt WirdoDer Bimetallschalter
WS schließt auch den Kontakt WSB, damit eine Alarmvorrichtung 12 zur Anzeige des
gesperrten Zustandes des Systems freigegeben wird.
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Wenn das Relais R2 im Anschluß an das Abschalten des Systems im Betriebszustand
verbleibt, beispielsweise auf Grund eines Lecks am Vorsteuerventil 12, das die Aufrechterhaltung
einer Flamme im abgeschalteten Zustand des Vorsteuerventils 12 ermöglicht, oder
auf Grund einer Fehlfunktion der Flammenfühlerschaltung 20, die das Relais R2 in
Abwesenheit einer Flamme betätigt hält, dann bleibt der Kontakt R2A offen, so daß
ein Anlassen während des nächsten Heizaufrufs verhindert wird. Auch ein
Leck
am Hauptventil 14 ermöglicht eine Brennstoffzufuhr zum Brenner 15 vor dem Einschalten
des Hauptventils.
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Unter diesen Bedingungen wird der Brennstoff von der Zündflamme gezündet,
was die Ubersignalklemmschaltung 50 veranlaßt, das Relais R2 abzuschalten, so daß
die Freigabe des Relais R3 verhindert wird. Die Heizzeit des Bimetallschalter WS
läuft daher ab, so daß die Steuerschaltungsanordnung 10 bei abgeschaltetem Vorsteuerventil
außer Betrieb gesetzt wird, was eine vollständige Absperrung des Brennstoffs ergibt.
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Die Brennstoffzünd-Steuerschaltungsanordnung 10 weist zwei Bingangsklemmen
81 und 82 auf, die an eine 24V Wechselspannungsquelle zur Energiezufuhr zur Schaltungsanordnung
10 anschließbar sind. Die Klemme 81 ist über den Arbeitskontakt THS und den Ruhekontakt
R2A des Relais R2 mit einem Leiter L1 verbunden, und die Anschlußklemme 82 ist mit
einem Leiter L2 verbunden, Die 24V-Versorgungswe chselspannung kann der Steuerschaltungsanordnung
10 über einen Transformator T3 zugeführt werden9 der eine mit einer Energieversorgungsquelle
verbundene Primärwicklung 85 und eine mit den Anschlußklemmen 81 und 82 verbundene
Sekundärwicklung 86 aufweist In der Sperrschaltung 18 sind das Heizelement 21 des
Bimetallschalters WS und eine Spule 34 des Relais R1 über den Ruhe kontakt R3A des
Relais R3 in Serie zwischen die Leiter L1 und L2 geschaltet, damit sie als Reaktion
auf das Schließen des Kontakts THS immer dann, wenn die Relais R1 und R3 abgeschaltet
sind, erregt werden können. Das Relais R1 weist einen parallel zum Kontakt R2A liegenden
Arbeitskontakt
RIB auf, damit ein Haltestromkreis für das Relais
R1 vorbereitet wird, wenn das Relais R2 zum Offnen des Kontakts R2A anspricht. Das
Relais R1 schließt auch den Kontakt R1A, damit einem Leiter L11 Versorgungsenergie
zugeführt wird, so daß das Vorsteuerventil 12, die Verzögerungsschaltung 22 und
die Zündschaltung 16 eingeschaltet werden können.
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Die Betätigungsspule 17 desVorsteuerventils 12 ist über den Ruhekontak
WSA des Bimetallschalters WS zwischen die Leiter L1 und L2 eingefügt, und sie wird
immer dann erregt, wenn sich der Kontakt R1A schließt, so daß das Vorsteuerventil
12 dem Steuerauslaß 13 und dem Einlaß des Hauptventils 14 Brennstoff zuführen kann.
Der Bimetallschalter WS weist auch einen Arbeitskontakt WSB auf, der in Serie mit
der Alarmvorrichtung 11 zwischen den Leitern L1 und L2 liegt0 Die Betätigungsspule
19 des Hauptventils 14 ist über den Arbeitskontakt R3C des Relais R3 zwischen die
Leiter L1 und L2 eingefügt; sie wird dann erregt, wenn das Relais R3 zur Betätigung
des Hauptventils 14 anspricht, so daß dem Hauptbrenner 15 Brennstoff zum Zünden
durch die Zündflamme zugeführt wird.
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In der Verzögerungsschaltung 22 weist'das PUT-Element 25 eine Anodensteuerschaltung
mit der Spule 32 des Relais R3 und einem Widerstand 29 auf, die als Spannungsteilerschaltung
dienen, damit an der Anode des PUT-Elements ein Potential erzeugt wird, wenn sich
der Kontakt R2C
schließt, damit die Versorgungswechselspannung
vom Leiter L1 der Verzögerungsschaltung 22 zugeführt wird.Die SPule 32 und der Widerstand
29 sind zwischen die Leiter L11 und L2 in einer Serienschaltung mit dem Arbeitskontakt
R2C und einer Diode 31 eingefügt9 die vom Leiter L1 über den Arbeitskontakt R2Ce
die Diode 31 und die Spule 32 zur Anode des PUT-Elements 25 und über den Widerstand
29 zum Leiter L2 führt. Parallel zur Spule 32 und zum Widerstand 29 liegt ein Kondensator
30o Das'PUT-Element 25 ist mit einem Gate-Steuerglied aus einem Kondensator 27 und
einem Widerstand 28 versehen, das zusammen mit der Diode 31 einen in einer Richtung
wirksamen Serienladekreis für den Kondensator 27 bildet, der vom Leiter L1' über
den Kontakt R2C, die Diode 319 den Kondensator 27 und den Widerstand 28 zum Leiter
L2 führt Der Verbindungpunkt zwischen dem Kondensator 27 und dem Widerstand 28 ist
mit der Gate-Elektrode des PUT-Elements 25 verbunden. Die Katode des PUT-Elements
25 ist direkt mit dem Leiter L2 verbunden, so daß die Anoden-Katoden-Strecke des
PUT-Elements 25 in Serie mit der Spule 32 des Relais R3 und der Diode 31 zwischen
den Leitern L11 und L2 liegt und im freigegebenen Zustand die Erregung des Relais
R3 bewirkt0 Im erregten Zustand schließt das Relais R3 den Kontakt R3C zum Einschalten
des Hauptventils 14,'und es öffnet den Kontakt R3A zur Erregung des Heizelements
21 des Bimetallschalters. Das Relais R3 schließt auch den Kontakt R3B, damit die
übersignalklemmschaltung 50 freigegeben wird.
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Das PUT-Element 25 wird dann freigegeben, wenn das Potential an seiner
Anode das Potential an seiner Gate-Elektrode um + 0,6V überschreitet0 Wenn sich
also der Kondensator 27 auf
einen Wert aufgeladen hat, der zur
Folge hat, daß das Potential an der Gate-Elektrode des PUT-Elements 25 um 0,6V kleiner
als das Potential an der Anode des PUT-Elements 25 ist, dann wird dieses PUT-Element
25 freigegeben, so daß das Relais R3 erregt wird. Im Anschluß daran wird das PUT-Element
25 während jedes positiven Halbzyklus des Wechselspannungssignals freigegeben, während
das Relais R3 im Verlauf der negativen Halbzyklen vom Kondensator 30 im erregten
Zustand gehalten wird.
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In der Zündschaltung 16 wird der Kondensator 62 aufgeladen und dann
über die Primärwicklung 74 des Zündtransformators T2 während abwechselnder Halbzyklen
des Wechselspannungssignals entladen, damit zwischen zwei Zündelektroden 68, die
mit der Sekundärwicklung des Transformators T2 verbunden sind, Funken erzeugt werden.
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Die Zündelektroden 68 sind im Abstand neben dem Steuerauslaß 13 angebracht,
damit ein Spalt dazwischen entsteht.
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Die Zündschaltung 16 enthält eine Spannungsverdopplerschaltung mit
einem Kondensator 64, der einem Kondensator 62 eine Spannung zuführt, so daß dieser
Kondensator 62 auf etwa den doppelten Wert der über die Leiter Ll 1 und L2 zugeführtenVersorgungsspannung
geladen werden kann. Der Kondensator 64 weist einen Ladeweg auf, der vom Leiter
L1 über eine Diode 65 und den Kondensator 64 zum Leiter L2 führt. Der Rondensator
64 wird aufgeladen, wenn der Leiter L1 1 im Verlauf
positiver Halbzyklen
des Wechselspannungssignals positiv gegen den Leiter L2 ist.
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Der Kondensator 62 lädt sich während negativer Halbzyklen des Wechselspannungssignals
auf, d.h. dann, wenn der Leiter L2 positiv gegen den Leiter L1' ist; das Aufladen
erfolgt über einen Weg, der vom Leiter L2 über den Kondensator 64 und einen Widerstand
66 zur einen Seite des Kondensators 62 am Punkt 91 und dann von der anderen Seite
des Kondensators 62 am Punkt 92 über eine Diode 69 zum Leiter L11 führt.
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Die Anode des SCR-Elements 63 ist über die Primärwicklung 74 des Transformators
T2, den Widerstand 66 und den Kondensator 64 mit dem Leiter L2 verbunden; seine
Katode ist über die Diode 69mit dem Leiter L1 verbunden, Wenn das Relais R2 abgeschaltet
ist, wird ein Gate-Steuerglied für das SCR-Element 6g über den Arbeitskontakt R2D
des Relais R2, einen Widerstand 76, eine Liode 77 und einen Widerstand 78 gebildet
, wobei diese Schaltungselemente zwischen den Leiter L1' und dem Punkt 92 eingefügt
sind. Der Kondensator 71 des Zeitsteuerglieds 70 liegt parallel zum Kontakt R2D
und zum Widerstand 76, damit ein alternatives Gatesteuerglied für das SCR-Element
63 gebildet wird, wenn das Relais R2 betätigt ist.
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Die Gate-Elektrode des SCR-Elements 63 ist mit dem Verbindungspunkt
93 zwischen der Katode der Diode 77 und dem Widerstand 78 verbunden, damit das SCR-Element
63 leiten kann, wenn das Potential am Verbindungspunkt 93 seinen Gate-Schwellenwert
überschreitet0
Die Flammenfühlerschaltung wird über ein Wechselspannungssignal
kontinuierlich eingeschaltet gehalten, das über einen Transformator T1 den Leitern
L4 und L5 zugeführt wird.
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Der Transformator T1 weist eine Primärwicklung 83 auf, die mit einem
Ende über einen Leiter L3 mit der Anschlußklemme 81 und mit dem anderen Ende am
Leiter L2 angeschlossen ist. Ferner weist der Transformator T1 eine Sekundärwicklung
84 auf, die zwischen den Leitern L4 und L5 liegt.
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Das Anodensteuerglied 41 des PUT-Elements 40 weist einen Kondensator
und einen damit in Serie liegenden Widerstand zwischen den Leitern L4 und L5 auf,
so daß ein Ladestromkreis für den Kondensator 46 entsteht. Die Anode des PUT-Elements
40 ist mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 47 und dem Kondensator 46
verbunden. Parallel zum Kondensator 46 liegt eine Diode 43, die während negativer
Halbzyklen des Wechselspannungssignals einen Umgehungsweg für den Kondensator 46
bildet.
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Das Gate-Steuerglied 42 enthält Kondensatoren 48 und Widerstände 58,
49 und 59.Der Widerstand 49 liegt zwischen der Gate-Elektrode des PUT-Elements 40
und dem Leiter L5, und der Widerstand 59 liegt zwischen der Gate-Elektrode des PUT-Elements
40 und dem Massepunkt 94, der Steuerschaltungsanordnung 10, der auch mit dem Leiter
L2 verbunden ist. Die Kondensatoren 48 liegen parallel zwischen dem Masseschaltungspunkt
94 und dem Leiter L5; der Belastungswiderstand 58 liegt parallel zu den Kondensatoren
48.
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Die Flammenfühlerelektrode 55 und der Widerstand 54 bilden einen Teil
des Gate-5teuerglieds 62 des PUT-Elements 40. Die Flammenfühlerelektrode 55 ist
über den Widerstand 54 mit dem Leiter L4 verbunden, und sie ist dabei im Abstand
zum Nasseschaltungspunkt 94 der Steuerschaltungsanordnung 10 angeordnet, damit normalerweise
eine hochohmigeStrecke,praktisch ein unterbrochener Stromkreis zwischen dem Leiter
L4 und dem Schaltungsmassea punkt 94 entsteht. Wie oben angegeben wurde9 kann der
Masseschaltungspunkt 94 ein metallischer Massepunkt sein9 der vom Brenner 15 gebildet
ist.
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Die Flammenfühlerelektrode 55 ist angrenzend an den Steuerauslaß 13
und an ein Ende des Brenners 15 in einem Gebiet angebracht, in dem eine Flamme erzeugt
werden soll5 so daß entweder eine Zündflamme oder eine llauptbrennerflamme die Strecke
56 zwischen der Flammenfühlerelektrode 55 und dem Masseschaltungspunkt 94 überbrückt,
wodurch sich eine Widerstandsverringerung des Stromkreises mit dem Widerstand 54
und der Elektrode 55 zwischen dem Leiter L4 und dem Masseschaltungspunkt 94 ergibt,
wenn eine Flamme erzeugt ist. Wenn also eine Flamme die Strecke 56 überbrückt, wird
der hochohmige Ladestromkreis für die Kondensatoren 48 erzeugt, so daß sich die
Kondensatoren 48 aufladen können.
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Die Katode des PUT-Elements 40 ist mit der Gate-Elektrode des SCR-Elements
44 verbunden, und sie ist über Zusatzwiderstände 39 mit dem Leiter L5 verbunden.
Wenn das PUT-Element 14 leitend geworden ist, wird für den Kondensator 46 über die
Anoden-Katoden-Strecke des PUT-Elements 40 zur Gate-
Elektrode
des SCR-Elements 44 eine Entladeweg gebildet.
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Das PUT-Element 40 wird immer dann leitend, wenn das Potential an
seiner Anode das Potential an seiner Gate-Elektrode um +0,6V überschreitet, was
durch die Wirkung der Schaltungsglieder 41 und 42 festgelegt wird. Falls keine Zündflamme
erzeugt ist, leitet das PUT-Element 40 an einem frühen Zeitpunkt in den positiven
Halbzyklen des Wechselspannungssignals, bevor sich der Kondensator 46 auf einen
zur Freigabe des SCR-Elements 44 ausreichenden Wert aufgeladen hat. Wenn eine Zündflamme
entstanden ist, leitet das PUT-Element 40 an einem späteren Zeitpunkt im Verlauf
der positiven Halbzyklen, wenn sich der Kondensator 46 auf einen Wert aufgeladen
hat, der ausreicht, das SCR-Element 44 in den leitenden Zustand zu versetzen.
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Das die Erregung des Relais R2 steuernde SCR4Element 44 ist mit der
Anode an eine Seite der Spule 45 des Relais R2 angeshhlossen, deren andere Seite
mit dem Leiter L4 verbunden ist. Die Katode des SCR-Elements 44 ist mit dem Leiter
L5 verbunden, so dafl im freigegebenen Zustand des SCR-Elements 44 die Spule 45
des Relais R2 zwischen den Leitern L4 und L5 liegt, wodurch das Relais ansprechen
kann.
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Das PUT-Element 40, das die Freigabe des SCR-Elements 44 steuert,
wirdimpulsförmig in Betrieb gesetzt, so daß für jeden Halbzyklus des Wechselspannungssignals
im Verlauf des Zündversuchintervalls ein Freigabe impuls für das SCR-Element 44
erzeugt wird. Im Verlauf des Abschnitts des Wechselspannungszyklus, in dem das SCR-Element
44 nicht leitet, wird das Relais R2 vom Kondensator 57 und einer Freilaufdiode 57'
im
erregten Zustand gehalten, wobei diese beiden Bauelemente parallel zur Spule 45
des Relais R2 liegen.
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In der Ubersignalklemmschaltung 50 bewirkt der Transistor 51 im freigegebenen
Zustand eine Begrenzung des Spannungshubs an der Gate-Elektrode des PUT-Elements
40 auf einen vorbestimmten Wert, wenn am Brenner 50 eine Flamme vorhanden ist.
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Die Basis des Transistors 51 ist mit dem Verbindungspunkt der Widerstände
52 und 53 verbunden, die in Serie zwischen der Anode des PUT-Elements 40 und dem
Leiter L5 liegen und einen Spannungsteiler an der Basis des Transistors 51 bilden;
das Basispotential wird dabei von der Aufladung des Kondensators 46 bestimmt. Die
Kollektor-Emitter-Strecke des Transistops 51 ist über den Arbeitskontakt R3B des
Relais R3 zwischen dieGate-Elektrode des PUT-Elements 40 und den Leiter L5 eingefügt.
Wenn das Relais R3 betätigt ist, leitet der Transistor 51, wenn das Basis-Emitter-Einschaltpotential
überschritten ist, so daß die Gate-Elektrode des PUT-Elements 40 auf das Potential
am Leiter L5 festgeklemmt wird. Die Wirkung der Ubersignalklemmschaltung 50 verhindert
ein vorzeitiges Zünden des PUT-Elements 40, wenn eine Flamme am Ilauptbrenner die
Strecke 56 überbrückt, was zu einem Abschalten des Relais R2 führen würde.
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Die Relais R2 und R3 sind zweipolige Umschaltrelais. Beim Relais R2
haben die Kontakte R2A und R2B einen gemeinsamen Anker, so daß immer dann, wenn
der Kontakt R2A geschlossen ist, der Kontakt R2B offen ist. Sollte der Kontakt R2B
verschweißen, dann kann sich der Kontakt R2A nicht mehr schließen, wodurch die Erregung
der Sperrschaltung 18 beim nächsten Aufruf für einen Heizvorgang verhindert wird.
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Im Relais R3 haben die Kontakte R3A und R3C einen gemeinsamen Anker,
so daß dann, wenn der Kontakt R3A geschlossen ist, der Kontakt R3C offen ist. Wenn
der Kontakt R3C verschweißt, kann sich der Kontakt R3A nicht mehr schließen, wodurch
die Erregung der Sperrschaltung 18 beim nächsten Aufruf fiir einen Heizvorgang verhindert
wird.
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Wenn an die Anschlußklemmen 81 und 82 der Steuerschaltungs, anordnung
10 die 24V-Versorgungsspannung angelegt wird, dann wird die Flammenfühlerschaltung
20 über den Transformator T1 erregt. Wenn der Kontakt THS offen ist und keine Flamme
am Steuerauslaß oder am Hauptbrenner vorhanden ist, sind die Relais R1 bis R3 abgefallen,
und die Ventile sind abgeschaltet.
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Wenn sich der Kontakt THS als Reaktion auf eine Heizanforderung schließt,
wird die 24V-Versorgungsspannung über den Ruhekontakt R2A des Relais R2 an die Leiter
L1 und L2 angelegt, und da der Kontakt R3A geschlossen ist, wird das fleizelement
21 des Bimetallschalters WS erregt, was ein 7ündversuchintervall auslöst. Das typischerweise
15 bis 20 Sekunden andauernde Zündversuchintervall wird durch die Aufheizzeit des
Heizelements 21 des Bimetallschalters 20 fest gelegt. Auch das Relais R1 spricht
an und schIeßt den Kontakt R1A, so daß die Betätigungsspule 17 des Steuerventils
12 der Redundanzventilanordnung erregt wird, das daraufhin geöffnet wird, damit
einem Einlaß des Hauptventils 14 und dem Steuerauslbld 13 Brennstoff zugeführt wird.
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Die Zündschaltung 16 wird ebenfalls erregt. Ferner wird der Kontakt
R1B zur Vorbereitung eines Haltestromkreises für das
Relais R1
parallel zum Kontakt R2A geschlossen.
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Es wird nun auf die Zündschaltung 16 Bezug genommen. Wenn der Leiter
L1' positiv in Bezug auf din Leiter L2 ist, wird der Kondensator 64 über die Diode
65 auf eine Spannung von etwa 37V aufgeladen. Wenn der Leiter L2 im Verlauf des
nächsten Halbzyklus der Wechselspannung positiv in Bezug auf den Leiter L1' wird,
wird der Kondensator 62 über den Kondensator 64, den Widerstand 66 und die Diode
69 aufladen, wobei die Ladung am Kondensator 64 auf den Kondensator 62 übertragen
wird, so daß der Kondensator 62 auf etwa 74 Volt aufgeladen wird. Wenn während des
nächsten Halbzyklus der Leiter L1' wieder positiv in Bezug auf den Leiter L2 ist,
und die Wechselspannung von ihremMaximalwert aus abzunehmen beginnt, ist die Spannung
am Kondensator 62 größer als die Versorgungsspannung9 so daß von der positiven Seite
des Kondensators 62 am Punkt 91 aus Strom über den Widerstand 66, den Kondensator
64, die Sekundärwicklung 86 des Eingangstransformators T3 und über den Kontakt R2DR
den Widerstand 76, die Diode 77 und den Widerstand 78 zur anderen Seite des Kondensators
62 fließen kann, wodurch eine positiven Spannung an der Gate-Elektrode des SCR-Elements
63 entsteht das dann leitet Der Kondensator 62 entlädt sich dann über die Primärwicklung
74 des Transformators T2 und das SCR-Element 63, so daßan der Sekundärwicklung 75
des Transformators T2 eine Spannung induziert wird, die die Elektroden 68 zur Erzeugung
eines Zündfunkens aktiviert. Die Zündschaltung 16 arbeitet weiter in der beschriebenen
Weise unter Erzeugung von Funken, bis das Relais R2 als Reaktion auf die Flammenfühlerschaltung
anspricht, wenn der Brennstoff gezündet worden ist.
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Wenn das Relais R2 anspricht und den Kontakt R2D öffnet, wird der
Kondensator 62 anfänglich über den Zeitsteuerkondensator 71 geladen und entladen.
D.h., daß dann, wenn die Spannung am Kondensator 62 im Verlauf positiver Halb zyklen
der Wechselspannung größer als die Versorgungsspannung wird, Strom von der positiven
Seite des Kondensators 62 über den Widerstand 66, den Kondensator 64, die Sekundärwicklung
84 des Transformators T3, den Kondensator 71, die Diode 77 und den Widerstand 78
zur anderen Seite des Kondensators 62 fließt, wodurch eine Einschaltspannung für
das SCR-Element 63 erzeugt wird, damit sich der Kondensator 62 über den Zündtransformator
T2 zur Erzeugung eines Funkem entladen kann.Die Funkenerzeugung hält an, bis der
Kondensator 71 voll geladen ist, worauf das Fließen des Stroms aufhört und das SCR-Element
63 nicht ausgelöst wird, was die weitere Funkenerzeugung verhindert.
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In einem Ausführungsbeispiel waren die Werte der Bauelemente so gewählt,
daß die Zündschaltung 16 für eine Dauer von 10 Sekunden nach der Betätigung des
Relais R2 Funken liefern konnte.
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Wenn die Versorgungsenergie an die Flammenfühlerschaltung 20 in Abwesenheit
einer Flamme angelegt wird, dann beginnt beim Übergang der Spannung am Leiter L4
auf positive Werte Strom von diesem Leiter L4 über den Widerstand 47 und den Kondensator
46 zu fließen, so daß sich der Kondensator 46 auflädt.
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Der Kondensator 46 lädt sich während jeder positiven Halbwelle der
Wechselspannung auf, so daß an der Anode desPUT-Elements 40 ein zunehmendes Potential
auftritt. Bei Fehlen einer Zündflamme bleiben die Kondensatoren 48 entladen, und
das PUT-Element 40 leitet an einem frühen Zeitpunkt in den positiven Halbzyklen
der Wechselspannung vor der Aufladung des Kondensators 46 auf einen zur Auslösung
des leitenden
Zustandes des SCR-Elements 44 ausreichenden Wert
Das Relais R2 wird daher unbetätigt gehalten Falls während des Zündversuchintervalls
keine Flamme entsteht, schaltet der Bimetallschalter WS das Vorsteuerventil 12 unter
Sperrung des Systems ab, und er betätigt die Alarms vorrichtung 11.
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Wenn vor dem Ansprechen des Bimetallschalters WS eine Zündflamme erzeugt
worden ist, dann fließt während des nächsten positivenHalbzyklus der zwischen die
Liter L4 und L5 angelegten Wechselspannung beim Übergang der Spannung am Leiter
L4 auf positive Werte Strom vom Leiter L4 über den Widerstand 54, die Fühlerelektrode
55 und die Zündflamme zum Punkt 94 sowie über die Kondeno satoren 48 zum Leiter
L5, was das Aufladen der Korden satoren 48 zur Folge hat. Die Spannung an den Kondensatoren
48 am Punkt 94, der über den Widerstand 42 mit der Gate-Elektrode des PUT-Elements
40 in Verbindung steht, erzeugt ein Gate-Potential für dieses PUT-Element 40o Im
Verlauf des gleichen Halbzyklus wird der Kondensator 46 über einen Stromkreis aufgeladen,
der vom Leiter L4 über den Widerstand 47 und den Kondensator 46 zum Leiter L5 führt,
so daß ein Anodenpotential für das PUT-Element 40 erzeugt wird. Die Werte der Kondensatoren
48 und 46 sind so gewählt, daß an einem gewissen Zeitpunkt vor Erreichen des Dpitzenwerts
der Wechselspannung im Verlauf ihres ersten Halbzyklus das Anoden-Gate-Potential
des PUT-Elements 40 den Wert +0,6V überschreitet, so daß das PUT-Element 40 leitet
und die Entladung des Kondensators 46 über das PUT-Element 40 ermöglicht wird. An
diesem Zeitpunkt ist der Kondensator 46 auf eine Spannung aufgeladen, die zur Freigabe
des SRC-
Elements 44 ausreicht.
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Wenn das SCR-Element 44 leitet wird die Spule 45 des Relais R2 erregt,
so daß dieses den Kontakt R2C zum Einschalten der Verzögerungsschaltung 22 schließt,
und den Kontakt R2D zum Abschalten der Zündschaltung 16 öffnet. Ferner wird der
Kontakt R2A geöffnet und der Kontakt R2B wird geschlossen, so daß das Relais R1
über den über seinem Kontakt R1B, den Widerstand 33 und den Kontakt R2B führenden
Haltestromkreis erregt gehalten bleibt.
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Sobald eine Zündflamme erzeugt worden ist, liefert die Flammenfühlerschaltung
20 Freigabeimpulse an die Gate-Elektrode des SCR-Elements 44 im Verlauf positiver
Halbzyklen des Wechselspannungssignals. Im Verlauf negativer Halbzyklen ist das
SCR-Element 44 gesperrt, und das Relais R2 wird von der in seinem M«netfeld gespeisten
Energie erregt gehalten, die dazu führt, daß beim Abklingen des Magnetfeldes Strom
durch die Ffeilaufdiode 47' und die Relaisspule 45 fließt.
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Wenn sich der Kontakt R2C schließt, wird das an den Leiter L1' angelegte
24V-Wechselspannungssignal auch an die Verzögerungsschaltung 22 angelegt. Während
der positiven Halbzyklen der Wechselspannung lädt der über die Diode 31, den Kondensator
27 und den Widerstand 28 fliessende Strom den Kondensator 27 auf. Anfänglich ist
das Potential an der Gate-Elektrode des PUT-Elements 25 ausreichend größer als das
Potential an seiner Anode, das vom Spannungsteiler aus der Spule 32 des Relais R3
und dem Widerstand 29 festgelegt wird. Das PUT-Element wird dabei gesperrt gehalten.
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Wenn sich der Kondensator 27 während aufeinanderfolgender Zyklen der
Wechselspannung auflädt, nimmt das Potential an der Gate-Elektrode des PUT-Elements
25 ab. Die Zeitkonstante des Widerstandes 28 und des Kondensators 27 ist so gewählt,
daß sich eine Verzögerungszeit von etwa 3 Sekunden ergibt, ehe das PUT-Element 25
zur Betätigung des Relais R3 freigegeben wird0 Während der Verzögerungszeit der
Verzögerungsschaltung 22 wird eine Leckprüfung für das Hauptventil 14 durchgeführt0
Nachdem das Relais R2 zur Freigabe der Verzögerungsschaltung arbeitet, wird das
Relais R3 für die Verzögerungszeit periode von 3 Sekunden im abgeschalteten Zustand
gehalten0 Der Kontakt R3B bleibt daher offen, so daß die Übersignalklemmechaltung
50 unwirksam gemacht wird0 Wenn ein Leck am Hauptventil 14 vorliegt, wird dem Brenner
15 Brennstoff zugeführt, der von der Zündflamme unter Erzeugung einer großen Flamme
entzündet wird0 Dieser Zustand reduziert die Impedanz des über die Flammenfühlerelektrode
55 verlaufenden Stromwegs, was einen vergrößerten Stromfluß zur Gate-Elektrode des
PBT-Elements 40 zur Folge hat.
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Wenn also ein solcher Leckzustand nach dem Anziehen des Relais R2,
jedoch vor dem Ende der Verzögerungszeitperiode von 3 Sekunden auftritt, dann wird
das PUT-Element 40 gesperrt gehalten, so daß der Abfall des Relais R2 bewirkt wird.
Wenn sich der Kontakt R2C öffnet, wird die Zeitsteuerschaltung 22 abgeschaltet,
so daß das Relais R3 abgeschaltet gehalten wird.Nach der Heizzeitperiode des Heizelements
21 des Bimetallschalters betätigt der Mimetallschalter die Kontakte WSA und WSB,
damit das Vorsteuerventil 12 zur Erzielung einer vollständigen
Brennstoffabsperrung
abgeschaltet wird und die Alarmvorrichtung 11 freigegeben wird. Sollte ein Leck
am Hauptventil 14 vor dem Einschalten der Steuerschaltungsanordnung 10 auftreten,
dann wird zum Brenner austretender Brennstoff bei der Betätigung des Vorsteuerventils
12 unter Erzeugung einer Zündflamme von dieser Zündflamme entzündet, und die Übersignalklemmschaltung
50 bewirkt, daß das PUT-Element 40 gesperrt gehalten wird. Das Relais R2 wird daher
abgeschaltet, und das System wird in der oben beschriebenen Weise unwirksam gemacht.
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Falls kein Leck am Hauptventil 14 vorliegt, erregt die Verzögerungsschaltung
22 das Relais R3 nach der Verzögerungszeitdauer von 3 Sekunden und der Kontakt R3A
öffnet sich unter Abschaltung des Heizelements 21, während sich der Kontakt R3C
unter Einschaltung des Hauptventils 14 schließt.
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Auch der Kontakt R33 wird geschlossen, damit die Ubersignalklemmschaltung
50 freigegeben wird.
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Wenn die Ubersignalklemmschaltung 50 freigegeben ist, dann steigt
das Potential an der Basis des Transistors 51 an, da sich der Kondensator 46 während
jeder positiven Halbwelle der Wechselspannung auflädt, wodurch der Transistor in
den lei-tendenZustand versetzt wird, wenn die Basis-Emitter-Durchschaltspannung
erreicht ist. Wenn der Transistor 51 leitet, wird ein Entladeweg für den Kondensator
46 erzeugt, so daß sich dieser entlädt. Bei der Entladung des Kondensators 46 sinkt
das Gate-Potential am PUT-Element 40, bis die Spannung zwischen Anode- und Gate-ilektrode
0,6V
beträgt, wobei zu diesem Zeitpunkt dann das PUT-Element 40
leitet, was zum Entladen des Kondensators 46 und zur impulsförmigen Ansteuerung
des SCR-Elements 44 in den leitenden Zustand flihrt. Folglich wird das Relais R2
erregt gehalten.
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Wenn der Heizbedarf gedeckt worden ist, öffnet sich der Kontakt THS,
so daß die Steuerschaltungsanordnung 10 abgeschaltet wird, was zur Folge hat, daß
das Hauptventil 14 und das Vorsteuerventil 12 geschlossen werden, und das Abfallen
der Relais R1 und R3 eintritt.Wenn das Hauptventil 14 und das Vorsteuerventil 12
geschlossen werden, erlöschen die Hauptbrennerflamme und die Zündflamme. Sollte
am Vorsteuerventil 12 jedoch ein Leck auftreten, dann bleibt die Zündflamme beim
Abschalten der Steuerschaltungsanordnung 10 erhalten, und das Relais R2 wird von
der Flammenfühlerschaltung 20 im betätigten Zustand gehalten.Bei der nächsten Aktivierung
der Steuerschaltungsanordnung 10 als Reaktion auf eine Betätigung des Kontakts THS
ist daher der Kontakt R2A offen, so daß das System nicht wieder angelassen werden
kann. Die gleiche Wirkwlg tritt bei einem Ausfall der Flammenfühlerschaltung 20
ein, bei dem das Relais R2 in Abwesenheit einer Flamme betätigt gehalten werden
kann.
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Falls der Zustand eintritt, daß die Flamme erlischt, fällt das Relais
R2 ab, was zur Abschaltung des Relais R3 und zur Freigabe der Zündschaltung 16 führt;
das System führt einen erneuten zyklischen Anlauf durch, wie oben erläutert wurde,
wobei der Bimetallschalter WS das Vorsteuerventil 12 abschaltet, wenn sich innerhalb
der Sperrzeit des Bimetallschalters nicht erneut eine Flamme bildet.
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Falls eine schnelle Netzunterbrechung eintritt, ermöglichen es die
Sperrschaltung und die Verzögerungsschaltung 22 dem
System, einen
erneuten Anlaufzyklus ohne Sperrung durchzuführen, wenn sich die Flamme vor Ablauf
der Zeitsperre des Bimetallschalters S wieder gebildet hat. Im Anschluß an eine
solche Versorgungsspannungsunterbrechung und unter der Annahme, daß weiterhin eine
Flamme vorhanden ist,spricht das Relais R2 beim erneuten Auftreten der Versorgungsspannung
an, ehe das Relais R1 anspricht, so daß der lirregungsstromkreis fir das Relais
R1 unterbrochen wird, und das Vorsteuerventil abgeschaltet gehalten wird. Zum Steuerauslaß
oder zum Hauptbrenner kann daher kein Brennstoff strömen, und bei Fehlen eines Lecks
am Vorsteuerventil erlischt die Flamme. Das System kann dann einen erneuten Anlauf
gemäß den obigen Ausführungen durchführen, sobald das RelaisR2 im Anschluß an das
Erlöschen der Flamme abfällt.
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Im Falle eines Fehlerzustandes im Anschluß an eine erfolgreiche Anlaßphase,
beispielsweise bei einem Verschweißen des Kontakts R2C, der das Freigeben der Verzögenmgsschaltung
22 steuert, kann sich der Kontakt R2A beim Abschalten der Steuerschaltungsanordnung
10 mittels des Öfnens des Kontakts THS nicht wieder schließen.
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Beim nächsten Schließen des Kontakts THS ist daher der Erregungsstromkreis
für die Sperrschaltung 18 unterbrochen, so daß das System nicht wieder anlaufen
kann. Sollte der das Einschalten des Hauptventils 14 steuernde Kontakt R3C uerschweißen,
dann kann sich der Kontakt R3A nicht wieder schließen, und die Sperrschaltung 18
kann bei der nächsten Heizanforderung nicht eingeschaltet werden. In jedem Fall
bleibt das Vorsteuerventil 12 abgeschaltet, so daß die Brennstoffzufuhr zum Steuerauslaß
oder zum Hauptbrenner verhindert wird.