DE3703916A1 - Regel- und steuereinrichtung fuer einen haushalts-gasbackofen mit zusaetzlichem grillbrenner - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Regel- und Steuerein­ richtung für einen Haushalts-Gasbackofen mit zusätzlichem Grillbrenner, mit einem zwei Abgänge aufweisenden mecha­ nisch ansteuerbaren Gas-Durchgangshahn für den Grill­ brenner und für ein dem Backofenbrenner vorgeschaltetes Magnetventil.

Zur Regelung der Gaszufuhr und der Temperatur von Back­ öfen ist es bekannt, Magnetventile zu verwenden, bei denen mittels eines vorgeschalteten E1ektro-Thermostaten das Magnetventil entsprechend den Anforderungen geöffnet oder geschlossen wird. Dabei können Backofentemperaturen zwischen 50 und 270°C angesteuert werden. Die Sicherung und Überwachung des Backofenbrenners erfolgt hierbei üb­ licherweise mittels eines Ionisations-Überwachungs­ systems, das auf Basis der Leitfähigkeit der Brennerflam­ men arbeitet. Brennt die Brennerflamme, so wird mittels eines Steuerelementes dem Magnetventil weiterhin Strom zugeführt, so daß dieses offen bleibt. Bei Verlöschen der Brennerflamme wird auch die Stromzufuhr zum Magnetventil gestoppt, so daß dieses geschlossen wird.

Derart angesteuerte Magnetventile haben jedoch den Nach­ teil, daß bei Stromausfall der Backofenbrenner nicht mehr benutzt werden kann, da stets ein Fremdstrom erforderlich ist.

Es sind zwar auch Magnetventile bekannt geworden, die sich mechanisch von außen öffnen lassen. Damit ist zwar eine Benutzung bei Stromausfall möglich, jedoch ist der Backofenbrenner dann ohne Sicherung bzw. ohne Überwachung.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu­ grunde, eine Einrichtung zur Überwachung und Steuerung mindestens eines Brenners zu schaffen, die sowohl bei Verwendung von elektrischem Strom als Hilfsenergie als auch bei Ausfall dieser Hilfsenergie den Brenner bzw. den Backofen sicher steuert, d.h. den Austritt unverbrannten Gases sicher vermeidet. Die Steuerung soll dabei mög­ lichst einfach gestaltet sein.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Gas-Durchgangshahn mit einem Magneteinsatz ver­ sehen ist, dessen Magnethaltestrom von je einem Thermo­ element im Backofen und im Grillbrenner erzeugt ist, daß der Gas-Durchgangshahn mechanisch mit einem Elektro-Ther­ mostaten gekoppelt ist, der einerseits eine Steuer- und Überwachungseinheit für das Magnetventil und den Magnet­ einsatz und andererseits die Gaszündung ansteuert, und daß das Magnetventil eine bei Stromausfall mechanisch einschaltbare Hand-Not-Betätigung mit einem Endschalter zur Unterbrechung der Stromzuführung zur Steuer- und Überwachungseinheit aufweist.

Damit wird also eine Funktionseinheit aus zwei unter­ schiedlich arbeitenden Regel- und Steuereinrichtungen mit selbstständigen Steuersystemen geschaffen, die auch bei Stromausfall funktionssicher arbeitet.

Zweckmäßigerweise erfolgt die mechanische Kopplung von Gas-Durchgangshahn und Elektro-Thermostat über ein Zahn­ radpaar, dessen eines Zahnrad auf den über einen Bedie­ nungsgriff eindrückbaren Schaft des Gas-Durchgangshahnes und dessen anderes Zahnrad auf dem Schaft des Elektro- Thermostaten festgelegt ist.

Der Teilkreisdurchmesser der beiden Zahnräder soll dabei so bemessen sein, daß die unterschiedlichen Drehwinkel­ bereiche von Gas-Durchgangshahn und Elektro-Thermostat synchronisiert sind.

Um eine unmittelbare Ansteuerung des Grillbrenners zu er­ möglichen, weist das Zahnrad des Gas-Durchgangshahnes über den Winkelbereich der Grillbrenner-Gaszuführung einen zahnfreien Umfangsbereich auf.

Zur Steuerung und Überwachung der Gaszufuhr für den Gas­ ofenbrenner ist dabei das Magnetventil zweckmäßigerweise parallel von einem Fühler des Elektro-Thermostaten und von einem Flamm-Ionisationssystem ansteuerbar.

Ferner kann der thermoelektrische Sicherheitskreis durch eine auf das vom Backofenbrenner beeinflußte Thermoele­ ment einwirkende Fremdstromeinspeisung überbrückbar sein derart, daß der Magneteinsatz des Gas-Durchgangshahnes ständig aktiviert ist, um damit eine ständige Gasströmung bis zum Magnetventil sicherzustellen.

Zur Notbetätigung des Magnetventils bei Stromausfall weist dieses zweckmäßigerweise eine von Hand betätigbare Schaltwelle mit einem Endschalter für die prophylaktische Stromunterbrechung der Steuer- und Überwachungseinheit auf.

Anstelle dieser Notbetätigung kann aber auch parallel zum Magnetventil ein von Hand zu öffnendes Bypaßventil vorge­ sehen sein.

Anhand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau und Wir­ kungsweise eines Ausführungsbeispiels nach der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigen

Fig. 1 ein schematisches Funktionsschaltbild der Regel­ und Steuereinrichtung und

Fig. 2 eine Ansicht des Zahnradpaares zur mechanischen Kopplung von Gas-Durchgangshahn und Elektro- Thermostat

Wie man aus Fig. 1 ersieht, erfolgt die zentrale Gaszu­ führung 1, die nur schematisch angedeutet ist, über einen Gas-Durchgangshahn 2 mit zwei Abgängen 3 und 4, wobei der Abgang 3 zu einem Magnetventil 5 für den Backofenbrenner 6 und der Abgang 4 zum Grillbrenner 7 führt.

Der Gas-Durchgangshahn 2 weist an seinem innenliegenden Ende einen Magneteinsatz 8 auf, der in Betriebsstellung von einem Magneten in Form eines sogenannten Doppeladap­ ters 9 gehalten wird, dessen Magnetstrom primär von einem Thermoelement 10 am Backofen 6 und einem Thermoelement 11 am Grillbrenner 7 erzeugt wird.

Der Gas-Durchgangshahn 2 ist nunmehr mechanisch über ein Zahnradpaar 12, 13 mit einem Elektro-Thermostaten 14 ge­ koppelt. Dieser Elektro-Thermostat 14 ist mit einem Vor­ satzschalter 15 kombiniert, über den bei Einschaltung des Thermostaten 14 eine Steuer- und Überwachungseinheit 16 und die Zündung 17 in Funktion gesetzt werden.

Gas-Durchgangshahn 2 und Elektro-Thermostat 14 mit Vor­ satzschalter 15 sind nunmehr auf einer starren Konsole 18 befestigt, wobei sich der Achsabstand nach den zur Betä­ tigung erforderlichen Zahnradgrößen der Zahnräder 13 und 14, die im einzelnen noch später erläutert werden, richtet.

Mittels eines zusammen mit dem Zahnrad 12 auf dem Schaft 21 des Gas-Durchgangshahnes 2 sitzenden Bedienungsgriffs 22 wird je nach Drehrichtung der Backofenbrenner 6 oder der Grillbrenner 7 in Betrieb genommen und bei Drehung für den Backofenbrenner 6 gleichzeitig das auf dem Schaft 23 des Elektro-Thermostaten 14 sitzende Zahnrad 13 zur Einschaltung des Elektro-Thermostaten 14 betätigt.

Mit diesem Vorgang werden folgende Funktionen ausgelöst. Durch Drehen und Drücken des Bedienungsgriffes 22 wird die Gaszufuhr 1 im Gas-Durchgangshahn 2 mechanisch geöff­ net, die Halteplatte im Magneteinsatz 8 der thermoelek­ trischen Sicherung an den Magneten 9 angelegt; gleichzei­ tig werden durch die Drehbewegung der Elektro-Thermostat 14 und der Vorsatzschalter 15 aktiviert, wodurch dem Mag­ netventil 5 und der Zündeinrichtung 17 über die elektro­ nische Steuer- und Überwachungseinheit 16 Spannung zuge­ führt, die Gaszufuhr zum Backofenbrenner 6 geöffnet und das am Brenner ausströmende Gas über eine Zündvorrichtung 24 gezündet wird. Damit wird gleichzeitig das Über­ wachungssystem mittels Flammenionisation in Betrieb ge­ halten.

Parallel hierzu wird gleichzeitig von der elektronischen Steuer- und Überwachungseinrichtung 12 über eine Einspei­ sung 26 dem Magneteinsatz 8 Spannung zugeführt, so daß der Elektromagnet 6 die Halteplatte unverzüglich festhält und somit die Gaszufuhr 1 gleich nach dem Loslassen des Bedienungsgriffes 22 offenbleibt.

Solange nun die Flamme brennt, sichert das Ionisations­ system 25 in bekannter Weise den Backofenbrenner 6 ab, d.h. bei Verlöschen der Brennerflamme wird dann auch das Magnetventil 5 geschlossen.

Das Magnetventil 5 schließt ebenfalls, wenn der Fühler 27 des Elektro-Thermostaten 14 die gewünschte Temperatur re­ gistriert und den Stromkreis zum Magnetventil 5 unter­ bricht. Dieser Vorgang gehört zur Temperatursteuerung des Thermostaten.

Der thermoelektrische Sicherheitskreis 8, der parallel zum Sicherungskreis der Flammenionisation 25 durch Behei­ zung mindestens eines der Thermo-Elemente 10 und 11 und damit Eigenerzeugung eines Magnetstromes wirkt, wird, wie bereits erläutert, mit einer Fremdstromeinspeisung 26 überbrückt, so daß der Gasstrom bis zum Magnetventil 5 stets betriebsbereit gehalten wird und nach Öffnen des Magnetventils 5, ausgelöst durch die Temperaturanforde­ rung des Elektro-Thermostaten 14, zum Brenner strömen kann. Auch in diesem Fall wiederholen sich Zündung und Sicherung bzw. Überwachung über die oben beschriebenen Zünd- und Flammionisationseinrichtungen 16 und 17.

Der eingeschaltete Zustand des Backofens kann ergänzend über eine Anzeigenlampe 28 angezeigt werden.

Um zu verhindern, daß durch einen Stromausfall durch da­ durch bedingtes Schließen des Magnetventils 5 der Back­ ofenbrenner 6 erlischt und nicht wieder in Betrieb ge­ setzt werden kann, ist das Magnetventil 5 mit einer Hand-Not-Betätigung ausgerüstet, indem die Schaltwelle 30 mit einem Schlitz 31 versehen ist und über ein Werkzeug, wie beispielsweise einem Schraubenzieher oder einer Mün­ ze, gedreht und damit der Gasdurchgang sichergestellt werden kann. Die Sicherung des nun stromlosen Systems übernimmt jetzt allein das Thermoelement 10, das den Mag­ netstrom für den Magneten 9 des Magneteinsatzes 8 liefert und damit den Durchgangshahn 2 während des Brennens des Backofenbrenners 6 offenhält. Auf diese Weise ist der Backofenbrenner 6 auch ohne Netzstrom funktionsfähig und gegen unbeabsichtigt ausströmendes Gas gesichert.

Die Regelung der Backofentemperatur erfolgt nun allein durch entsprechendes Drehen des Bedienungsgriffs 22 und damit des Durchgangshahnes 2.

Bei Wiedereinsetzen der Stromversorgung muß die soge­ nannte Hand-Not-Betätigung in die Ausgangslage zurück­ gestellt werden.

Um darüber hinaus die Brenner gegen das Ausströmen unver­ branntes Gases zu sichern, ist an der Achse 30 der Hand- Not-Betätigung ein Endschalter 32 angebracht, der durch Betätigung der Schaltwelle 30 die Stromzuführung zu den Regel- und Steuerteilen 16 und 17 unterbricht. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß bei von Hand geöffnetem Magnetventil 5 kein Fremdstrom auf den Magneten 9 der thermoelektrischen Sicherung 8 gelangt und diese Siche­ rung ausschließlich mittels der Eigenstromerzeugung über das Thermoelement 10 erfolgt.

Der Vorteil der Bedienung zweier verschiedener Steuer­ systeme mit einem einzigen Bedienungsgriff 22 wird durch die Ausbildung der Zahnräder 12 und 13 bewirkt, wie das aus Fig. 2 zu ersehen ist. Der Teilkreisdurchmesser der beiden Zahnräder 12 und 13 ist dabei so bemessen, daß die unterschiedlichen für die Betätigung erforderlichen Dreh­ winkelbereiche des Gas-Durchgangshahnes 2 und des Elek­ tro-Thermostaten 14 synchronisiert werden. Das bedeutet, daß z.B. mit dem Bedienungsgriff 22 bei Drehung nach links der Gas-Durchgangshahn 2 bis zu einem Drehwinkel­ bereich von 210° und der Elektro-Thermostat 14 in Rechts­ drehung mit seinem Drehwinkelbereich bis 270° betätigt wird.

Die Dicke der beiden Zahnräder 12 und 13 ist - wie insbe­ sondere aus Fig. 1 zu ersehen - so bemessen, daß bei Be­ tätigung des Bedienungsgriffes 22 die axiale Verschiebung zur Überwindung des Hubes im Gas-Durchgangshahn 2 berück­ sichtigt ist und beide Zahnräder im Eingriff stehen. D.h., daß das Zahnrad 13 des Elektro-Thermostaten 14 ent­ sprechend stärker ausgeführt werden muß.

Da bei einer Inbetriebsetzung des Grillbrenners 7 der Elektro-Thermostat 14 nicht mit in Betrieb gesetzt wird, weist das Antriebszahnrad 12 über den entsprechenden Drehbereich 33 zur Anschaltung des Gasabzweigs 4 zum Grillbrenner 7 keine Zähne auf. Damit wird bei einer Rechtsdrehung des Bedienungsgriffs 22 für den Grillvor­ gang kein Wirkungseingriff in das Zahnrad 13 vorgenommen. Die Zündung des Grillbrenners 7 erfolgt dabei über einen Schalter 35, der bei Eindrücken des Bedienungsgriffes 22 und entsprechender Drehstellung des Zahnrades 12 der Zündeinrichtung 36 des Grillbrenners 7 Spannung zuführt.

Um darüber hinaus den Zugang zu einer im Gas-Durchgangs­ hahn 2 angeordneten Kleinstelldüse 37 für die Umstellung auf andere Gasarten oder eine Einregulierung zu ermög­ lichen, weist das Zahnrad 12 eine Aussparung 38 auf, durch die die Kleinstelldüse 37 ohne Demontage des Zahn­ rades 12 erreicht werden kann.

Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Regel- und Steuereinrichtung liegt in der Verwendung und Zuordnung von Steuerteilen derart, daß die Bedienung zweier siche­ rungstechnischer unabhängiger Systeme mit einem Bedie­ nungsgriff funktionssicher möglich ist und daß bei Strom­ ausfall die Bedienbarkeit ohne Verzicht auf Sicherheit bzw. Überwachung des Brenners gewährleistet ist.

Claims (8)

1. Regel- und Steuereinrichtung für einen Haus­ halts-Gasbackofen mit zusätzlichem Grillbrenner, mit einem zwei Abgänge aufweisenden mechanisch ansteuerbaren Gas-Durchgangshahn für den Grillbrenner und für ein dem Backofenbrenner vorgeschaltetes Magnetventil, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Gas-Durchgangshahn (2) mit einem Magneteinsatz (8) versehen ist, dessen Magnetstrom von je einem Thermoelement (10, 11) im Backofen (6) und im Grill­ brenner (7) erzeugt ist, daß der Gas-Durchgangshahn (2) mechanisch mit einem Elektro-Thermostaten (14) gekoppelt ist, der einerseits eine Steuer- und Überwachungseinheit (16) für das Magnetventil (5) und den Magneteinsatz (8) und andererseits die Gaszündung (17) ansteuert und daß das Magnetventil (5) eine bei Stromausfall mechanisch einschaltbare Hand-Not-Betätigung (30) mit einem End­ schalter (32) zur Unterbrechung der Stromzuführung zur Steuer- und Überwachungseinheit (16) aufweist.

2. Regel- und Steuereinheit nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die mechanische Kopplung von Gas-Durchgangshahn (2) und Elektro-Thermostat (14) über ein Zahnradpaar (12, 13) erfolgt, dessen eines Zahnrad (12) auf dem über einen Bedienungsgriff (22) eindrück­ baren Schaft (21) des Gas-Durchgangshahnes (2) und dessen anderes Zahnrad (13) auf dem Schaft (23) des Elektro- Thermostaten (14) festgelegt ist.

3. Regel- und Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilkreisdurchmesser der beiden Zahnräder (12, 13) so bemessen ist, daß die unter­ schiedlichen Drehwinkelbereiche von Gas-Durchgangshahn (2) und Elektro-Thermostat (14) synchronisiert sind.

4. Regel- und Steuereinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnrad (12) des Gas-Durchgangshahnes (2) über den Winkelbereich des Grillbrenner-Gaszuführung (4) einen zahnfreien Umfangsbe­ reich (33) aufweist.

5. Regel- und Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetventil (5) für die Backofenbrenner-Gaszuführung parallel von einem Fühler (27) des Elektro-Thermostaten (14) und von einem Flamm- Ionisationssystem (25) ansteuerbar ist.

6. Regel- und Steuereinrichtung nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der thermoelektrische Sicherheitskreis durch eine auf das vom Backofenbrenner (6) beeinflußte Thermoelement (10) einwirkende fremd­ stromeinspeisung (26) überbrückbar ist derart, daß der Magneteinsatz (8) des Gas-Durchgangshahnes (2) ständig aktiviert ist.

7. Regel- und Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetventi1 (5) eine von Hand betätigbare Schaltwelle (30) mit einem Endschalter (32) aufweist.

8. Regel- und Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Magnetventil (5) ein von Hand zu öffnendes Bypaßventil vorgesehen ist.