DE60014217T2

DE60014217T2 - Sicherheitsgasventil mit einem Elektromagnet

Info

Publication number: DE60014217T2
Application number: DE60014217T
Authority: DE
Inventors: Jose Antonio Guirado Tristan
Original assignee: Orkli SCL
Current assignee: Orkli SCL
Priority date: 1999-03-17
Filing date: 2000-02-28
Publication date: 2005-10-13
Anticipated expiration: 2020-02-29
Also published as: EP1036987A3; PT1036987E; EP1036987B1; ES2155016A1; ES2155016B1; DE60014217D1; EP1036987A2

Description

Die Erfindung betrifft ein durch einen Elektromagnet betätigtes Sicherheitsgasventil für die Flamme eines Brenners, sowie den Bau des Elektromagneten.
Bisheriger Stand der Technik
Es sind Sicherheitsgasventile für die Flamme der Brenner von Haushaltsgeräten bekannt, die durch einen Magneteinsatz betätigt werden, der von einem Thermoelement zur Flammen-überwachung gespeist wird, und im Körper des Hahnes, der den Brenner mit Gas versorgt, eingebaut sind. Der im EP-619460 (ES-9300894U) beschriebene Sicherheitsmagneteinsatz wird in Miniatur gebaut und enthält ein Absperrventil, das axial mit einer beweglichen Ankerplatte verschoben wird und ein äusseres zylindrisches Isoliergehäuse, einen im Gehäuse gelagerten Elektromagnet mit "U"-förmigem Kern, einen Metallsockel für den Kern des Elektromagneten, einen elektrischen Anschluss für einen Masseleiterdraht der Wicklung sowie einen zentralen Stecker für einen Phasen-leiterdraht der Wicklung umfasst, der durch den Metall-sockel zur Aussenseite des Mahneteinsatzes ragt. Der bekannte Sicherheitsmagneteinsatz wird in einer zylindrischen Aufnahme eines Gashahns angeordnet, und das Anziehen des Ankers des Magnetkerns zum Öffnen des Ventils erfolgt von Hand mittels der Schubbewegung der Drehachse des Hahnes. Die EMK eines Thermoelements speist den Elektromagnet des bekannten Sicherheitsventils, um den Anker zurück- und das Ventil geöffnet zu halten. Der Abstand zwischen den beiden halbkreisförmigen Schenkeln beträgt 2,2 mm und der Luftspalt bei geschlossenem Ventil 1,5 mm. Der Elektromagnet besitzt einen geringen ohmschen Widerstand, ungefähr 20 Milliohm, und die Wicklungen 16 dicke Windungen. Der vom Thermoelement gespeiste Elektromagnet hat weder Isolierspulen zum Aufspulen der Wicklungen noch Konstruktionsprobleme auf Grund der elektrischen Isolierung zwischen seinen Bauteilen. Der Kern wird zwangsläufig über seinen Metallsockel mit dem Leiterdraht verbunden, denn über den Anker und die Ventilachse kommt er beim Verschieben zur handbetätigten Öffnung des Ventils mit der Drehachse des Hahnes in Behührung.
DE-2360411 offenbart eine Isolierspule für einen Elektro-magnet mit zwei Wicklungen, die aus zwei Halbspulen besteht, welche durch ein Scharnierteil miteinander verbunden sind, in dem der Verbindunsgdraht der beiden nacheinander angeordneten Wicklungen durch eine fensterartige Öffnung geführt wird. Das Scharnier gestattet die Ausrichtung der beiden Halbspulen für ihre individuelle kontinuierliche Bewicklung.
DE-2651218 zeigt die Spule eines Transformators mit zwei Wicklungen zur Montage in getrennten Kernen, bei der die Enden der Sekundärwicklung jeweils mit einer in einer einstückig mit der Spule hergestellten Isolieraufnahme gelagerten Anschlussbuchse verbunden sind.
Das Dokument US-3998425 beschreibt einen Elektromagnet mit einem am Ventilgehäuse befestigten Sicherheitsventil, bei dem der Elektromagnetkern durch einen Isolierkörper gegen das Gehäuse isoliert wird.
Erklärung der Erfindung
Gegenstand der Erfindung ist ein Sicherheitsgasventil für Flammen, mit einem an den Ventilteilen befestigten Elektromagnet mit beweglichem Anker, der mit äusseren elektrischen Anschlüssen für seine Versorgung mit DC-Spannung versehen ist, wie in den Ansprüchen beschrieben wird.
Der erfindungsmässige Elektromagnet und seine Befestigung sind Bestandteile des Sicherheitsventils, das auch als Sicherheitsmagneteinsatz bezeichnet wird, dessen Schutzgehäuse und Stromabnahmestellen die gleiche Form und die gleichen Abmessungen wie die des bekannten, von einem Thermoelement gespeisten Magneteinsatzes haben. Das Sicherheitsventil wird in die Aufnahme des Körpers des Gashahns eingebaut.
Die vorliegende Erfindung löst das Problem der Konstruktion und Befestigung des Elektromagneten durch Anpassung derselben an den bekannten Magneteinsatz, der von einem Thermoelement gespeist wird. Der Elektromagnet wird von einer DC-Quelle mit Spannung versorgt, z.B. mit 50 V, wodurch es auch erforderlich ist, zwischen den Bauteilen des Magneteinsatzes Mittel für die elektrische Isolierung vorzusehen. Der "U"-förmige Magnetkern besitzt denselben Durchmesser und denselben Abstand zwischen seinen Schenkeln wie der Magneteinssatz für das Thermoelement, da eine Diversifikation in der Herstellung unerwünscht ist. Um Verluste des Magnetflusses zu vermeiden, muss der Kern jetzt gegen den Metallsockel des Elektromagneten isoliert werden. Der Elektromagnet umfasst Mittel für den Anschluss der Enden der Erregerwicklung an entsprechende äussere Phasen- und Masseleiter, Isoliermittel zwischen den Wicklungen und dem Kern und Isoliermittel zwischen dem Kern und dem Sockel desselben.
Die Erfindung löst ausserdem das Problem des Spulens mit zwei in Serie geschalteten Erregerwicklungen in entgegen-gesetzter Richtung auf einem isolierenden Halbspulenkörper, welche in zwei Schenkel des Magnetkerns eingeschoben werden. Die Wicklungen bestehen aus zahlreichen Windungen aus zerbrechlichem Kupferdraht. Jede der beiden Halbspulen besitzt einen entsprechenden Spulenkörperrand, der für die Isolierung der Wicklungen und zum Schutz gegen mechanische Einflüsse erforderlich ist, sowie eine Aufnahme für die Anschlussklemmen der Phasen- und Masseleiter. Der Abstand zwischen den beiden Schenkeln des Kerns ist jedoch sehr gering und muss die beiden Wände der Spule zur Isolierung der Wicklungen und die Stärke der beiden Windungsschichten der beiden Wicklungen aufnehmen. Der Abstand der Anker-platte bzw. des Luftspalts kann nicht zur Vereinfachung des Elektromagneten verringert werden, denn er wird durch den Weg des Absperrventils vorgegeben, um eine bestimmte Durchgangsöffnung des Ventils zu erhalten.
Für das Bespulen der beiden in Serie geschalteten Wicklungen sind Mittel zur Führung und zum Schutz des Fadens vorgesehen, der über ein Fenster im Scharnier zwischen den beiden Halbspulen zwischen denselben als Brücke wirkt.
Beschreibung der Zeichnungen
Eine bevorzugte Ausführung der Erfindung ist in den 1 bis 5 dargestellt. Diese zeigen in:
1 eine Ansicht eines Sicherheitsgasventils für Flammen mit einem Elektromagnet und der erfindungsmässigen Befestigung.
2 einen frontalen Aufriss des Elektromagneten nach 1, wobei eine der Hälften im Schnitt zu sehen ist.
3 einen seitlichen Aufriss der Isolierspule des Elektromagneten gemäss 2.
4 einen Grundriss der Isolierspule des Elektromagneten gemäss 2.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Unter Bezugnahme auf 1 umfasst das erfindungsmässige Sicherheitsventil 1 einen in einem Schutzgehäuse 3 gelagerten Elektromagnet 2, ein Absperrventil 4, einen das Absperrventil verschiebenden beweglichen Anker 4a, einen Metallsockel 5 für den Elektromagnet, eine Isolierbuchse 6 zwischen dem Elektromagnet 2 und dem Sockel 5, eine gegen den Sockel 5 isolierte Anschlussscheibe 7, die mit einem äusseren hohlen Kontaktstecker 7a ausgestattet ist, einen Phasenleiterdraht 8 des Elektromagneten, der axial durch den äusseren Kontaktstecker 7a dringt, einen Masseleiter-draht 9 (3), der am Sockel 5 angeschweisst wird, sowie ein Niet 10 zur Befestigung des Elektromagnetkerns 11.
Der Elektromagnet 2 umfasst einen "U"-förmigen Kern 11 mit zwei im Querschnitt halbkreisförmigen Schenkeln 11a und 11b, die sich in axialer Richtung erstrecken, sowie zwei in Serie geschaltete, um einen jeweiligen Schenkel des Kerns 11a und 11b übereinanderliegend angeordnete Wicklungen 12 und 12'. Die Wicklungen 12, 12' werden auf eine kreisförmige Isolierspule 13 aufgewickelt, die sich aus zwei Spulenhälften 13 und 13' halbkreisförmigen Querschnitts zusammensetzt, die mit ihren flachen Seiten aneinandergereiht werden. Jede dieser Spulenhälften 13, 13' besitzt an jedem Ende einen Schutzrand 13a.
Um die Aufwicklung während der Herstellung des Elektromagneten vorzunehmen, werden die beiden Spulenhälften 13, 13' getrennt, indem jede von ihnen um 90° um ein Scharnier 14, das die beiden aneinenderliegenden Ränder 13a verbindet, zur Seite gedreht werden, bis sie eine koaxiale Stellung einnehmen. Das Verbindungsscharnier 14 weist eine längliche "V"-förmige Nut 15 (Detail der 2) und ein in der Mitte des Scharniers 14 geöffnetes (in den Zeichnungen nicht dargestelltes) Fenster 18 auf, durch welches der zwischen den beiden Wicklungen 12, 12' als Brücke dienende Draht geführt wird. Nach Beendigung der Aufspulung der Wicklungen 12, 12' mit zahlreichen Schichten eines sehr feinen Drahtes liegt der Brückendraht, wenn die beiden Spulenhälften 13, 13' sich einander gegenüberliegen und in die Kernschenkel 11a, 11b eingedrückt werden, entspannt und gegen mechanische Einwirkungen geschützt, in der "V"-förmigen Nut 15. Im Ausführungsbeispiel des erfindungsmässigen Elektromagneten 2 ist der Abstand "d" des Ankers für den Kontakt mit dem Kern 11, 1,5 mm, und die Spule 13, 13' hat einen Aussendurchmesser von 9,8 mm, inbegriffen die Ränder 13a, sowie eine Wandstärke von 0,3 mm, der für das Formen so klein wie nur möglich bemessen wird. Jede der beiden Wicklungen 12, 12' hat besitzt eine ungerade Zahl von Schichten eines Kupfer-drahtes mit einem Durchmesser von 0,08 mm, inbegriffen die Lackimprägnierung, die insgesamt etwa 770 Windungen ergeben. Der Strom für die anfängliche Betätigung beträgt bis zu 0,8A, der Strom zur Aufrechterhaltung des Ankers 4a, der den Magnetkreis des Kerns 11 schliesst, circa 15 mA. Die Versorgungsspannung des Elektromagneten 2 für den Antrieb kann z.B. 50 V DC, die für die Aufrechterhaltung 1 V DC betraget. Die angegebenen Spannungs- und Stromwerte wurden in Anbetracht der Merkmale des Versorgungskreises des Elektromagneten vorgegeben.
Jede geformte Spulenhälfte 13, 13' enthält in einem der Ränder 13a eine rohrförmige Klemme 16, 17, in welche der entsprechende Phasen- oder Masseleiterdraht 8, 9 eingesetzt wird, und die jeweiligen Enden des Wicklungsdrahtes 12, 12' werden mit diesen Drähten verbunden. Die Klemme 16 für den Anschluss des Phasenleiterdrahtes 8 erstreckt sich in axialer Richtung in der Mitte eines Randes 13a einer der Spulenhälften 13, während sich die Klemme 17 für den Anschluss des Masseleiterdrahtes 9 in Querrichtung am Umfang eines Randes 13a der anderen Spulenhälfte 13' erstreckt. Jeder Rand 13a weist einen Einschnitt 16a, 17a auf, welcher die Klemme 16, 17 des gegenüberliegenden Randes 13a aufnimmt.
Der Endfaden 12b der Wicklung 12' tritt aus dem Rand 13a der Spule aus, verläuft am Rand der Isolierklemme 16 und liegt im Stecker 7a, ohne dass eine besondere Isolierung gegen den Sockel 5, der in elektrischer Hinsicht eine "Masse" bildet, erforderlich wäre, bis er an der äusseren Spitze des Phasenleiters 8 aufgerollt wird. Da der Kern 11 im erfindungsmässigen Elektromagnet 2 in elektrischer Hinsicht als "Phase" gilt und kein Kontakt zu einem Element zur handbetätigten Verschiebung vorhanden ist, erstreckt sich die Anschlusscheibe 7 zum Elektromagnet 2 mit einer Niet-Hülse 10, die den Kern befestigt und verhindert, dass der Phasenleiterdraht 8 beim Herausziehen des Steckers 7a aus der Steckdose zerrissen wird.

Claims

Sicherheitsgasventil, das in eine zylindrische Aufnahme eines Haushalt-Gashahns eingesetzt wird, wobei das Ventil (1) einen Elektromagnet (2) und einen beweglichen Anker (4a), die mit einem Absperrelement (4) des Ventils verbunden sind, einen koaxialen Sockel (5) zur Abstützung des Elektromagnetkerns (11), der mit einem Masseleiterdraht (9) des Elektromagneten verbunden ist, eine mittlere Anschlusscheibe (7) mit einem Stecker, der mit einem Phasenleiterdraht (8) des Elektromagneten verbunden ist, sowie Mittel (6, 10, 16, 17) für den elektrischen Anschluss besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromagnet (2) aus einem "U"-förmigen Kern (11), der mit der mittleren Anschlusscheibe (7) verbunden ist, zwei Wicklungen (12, 12') mit zahlreichen, aufeinanderfolgenden Schichten, die jeweils um einen der Schenkel des Kerns (11a, 11b) herum übereinanderliegen, und von denen jede von einer Hälfte (13, 13') der Isolierspule halbkreisförmigen Querschnitts getragen wird, besteht und dass die Mittel (6, 10, 16, 17) zur Kopplung des Elektromagnets zwei Klemmen (16, 17) umfassen, die aus der jeweiligen Spulenhälfte (13, 13') in Richtung zu diesen Mitteln (5, 7) für den elektrischen Anschluss herausragen, um den Phasenleiterdraht (8) und den Massleiterdraht (9) aufzunehmen.
Sicherheitsgasventil nach Anspruch 1, bei welchem die Mittel (6, 10, 16, 17) zur Befestigung des Elektro-magneten (2) ausserdem eine Niet-Hülse (10) umfassen, die sich von der Anschlusscheibe (7) zur Befestigung des Kerns (11) und einer Isolierhülse (6) zwischen dem Kern (11) und dem Sockel (5) erstreckt.