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Die vorliegende Erfindung betrifft
einen elektrischen Gasanzünder,
welcher zum Beispiel beim Kochherd eines Gasherdes angewendet werden kann.
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Wie bekannt ist, weisen viele moderne
Kochherde einen eingebauten elektrischen Gasanzünder auf, welcher manuell bedient
wird mittels eines Druckknopfes, um einen Funken zu erzeugen, durch welchen
die Flamme angezündet
wird.
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Die am häufigsten verwendeten Herde
mit einbauten elektrischen Gasanzündern sind des durch 1 in 1 dargestellten Typs, welcher
vier Gasbrenner 2 enthält,
welche in einem Viereck angeordnet sind und je durch eine jeweilige
keramisch beschichtete Elektrode 3 flankiert werden. Die
Elektroden 3 definieren zwei Paare von Ausgangsanschlüssen eines
elektrischen Gasanzünders 4,
welche schematisch und nur was die Ausgangsschaltung betrifft dargestellt
sind. Wenn er betätigt
wird, erzeugt der Gasanzünder 4 einen
Funken zwischen jeder Elektrode 3 und dem äußeren Körper (zusammen
mit der gesamten Metalloberfläche
des Herdes geerdet) des entsprechenden Brenners 2; und
der Funke zündet
die Flamme des/der Brenners) 2, welchem(n) Gas zugeführt wird.
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2 zeigt
einen kompletten Schaltplan eines bekannten Typs eines Gasanzünders 4.
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Zusätzlich zu den Elektroden 3 enthält der Gasanzünder 4 einen
ersten und einen zweiten Einganganschluss 7, 8,
welche mit einer Versorgungsleitung (nicht dargestellt) verbunden
sind; und eine Stromentladungs-erzeugende Schaltung 5,
welche zwischen den Eingangsanschlüssen 7, 8 und
den Elektroden 3 angeordnet ist zur Erzeugung der Funken
an den Elektroden 3.
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Die Schaltung 5 enthält einen
Eingangswiderstand 9, welcher mit dem Anschluss 7 verbunden ist,
und eine Gleichrichterdiode 10, welche die Anode mit dem
Widerstand 9 verbunden hat, und die Kathode mit einem ersten
Zwischenknoten 11.
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Die Schaltung 5 enthält auch
einen Entladungskondensator 12, welcher zwischen dem ersten Zwischenknoten 11 und
einem zweiten Zwischenknoten 13, welcher mit dem zweiten
Eingangsanschluss 8 kurzgeschlossen ist, angeordnet ist;
einen bekannten Spannungsentlader 15 (z. B. eine hochenergetische
Sidac Feststoffgasröhre)
parallel zum Zweig, welcher durch den Kondensator 12 definiert ist;
und in Reihe mit dem Entlader 15, die primäre Wicklung 16 eines
Transformators 17. Der Transformator 17 enthält auch
zwei identische sekundäre Wicklungen 18,
von welchen jede weit mehr Windungen hat als die primäre Wicklung 16,
und die Anschlüsse
von jeder ein Paar von Elektroden 3 des oben beschriebenen
Typs haben.
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Der Gasanzünder 4 arbeitet wie
folgt.
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Wenn die Gasanzünder 4-Schaltung mit der Zufuhrleitung
verbunden wird, tritt ein anfänglicher Übergangszustand
auf, in welchem der Kondensator 12 bis zu einem Schwellenspannungswert
VTH geladen wird, welcher gleich ist wie
der Zündungsschwellenwert
des Entladers 15, nach welchem ein Entladungsstrom ISC von extrem hoher Intensität (z. B. 150–280 A)
längs eines
Entladungsweges fließt,
welcher sich durch die primäre
Wicklung 16 des Transformators 17 erstreckt und
am Kondensator 12 endet. An den Anschlüssen der primären Wicklung 16 wird eine
Entladungsspannung V1 (z. B. 400 V) während des Entladungsüberganges
(dauert wenige Mikrosekunden) erzeugt und induziert an den Anschlüssen der
sekundären
Wicklungen 18 eine Entladungspannung V2, welche viel höher ist
als V1 (z. B. 28 kV); und bei jeder sekundären Wicklung 18 ist
die Spannung V2 ausreichend, um einen Funken zwischen jeder Elektrode 3 und
dem äußeren Körper des
jeweiligen Brenners 2 zu erzeugen, welcher durch einen augenblicklichen
Stromfluss zwischen den zwei Brennern 2 jedes Paares von
Elektroden 3 und durch die Metalloberfläche des Kochherdes 1 begleitet wird.
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Gasanzünder 4 des oben beschriebenen Typs
haben den Nachteil, während
des Entladungsüberganges,
welcher die Funken erzeugt, der Erzeugung schweren elektromagnetischen
Rauschens über
dem Grenzwert, welcher durch Europäische Standards (EN55014 und
folgende) festgelegt wird. 3 zeigt
das Ergebnis eines elektromagnetischen Kompatibilitätstests,
um den Spannungswert zwischen den Eingangsanschlüssen 7 und 8 während des
Entladungsüberganges
zu bestimmen. Die Spannungswerte, ausgedrückt in dBμV, werden in dem 0,15–30 MHz-Frequenzbereich
gemessen; die reguläre,
im wesentlichen horizontale Linie in der Kurve zeigt den vorgeschriebenen
Spannungsgrenzwert an, und die gezackte Linie die gemessene Spannung,
welche, wie zu sehen ist, den Grenzwert über den gesamten betrachteten
Frequenzbereich überschreitet.
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Eine vorgeschlagene Lösung des
Problems ist, in den Gasanzünder 4 einen
elektronischen Filter einzubauen, um das elektromagnetische Rauschen während des
Entladungsübergangs
zu verringern und so einen Gasanzünder 4a mit geringem
Rauschen zu schaffen, wie in 4 dargestellt.
Der Gasanzünder 4a enthält einen
elektronischen Filter 20, welcher zwischen den Anschlüssen 7, 8 und
einer Schaltung 5a angeordnet ist, welche zur Schaltung 5 äquivalent
ist, aber keinen Widerstand 9 hat. Der Filter 20 enthält zwei
Kondensatoren 21a und 21b, welche zwischen einem
Knoten 22 angeordnet sind, welcher mit der Anode der Diode 10 verbunden
ist, und einem Knoten 23, welcher mit dem Knoten 13 kurzgeschlossen
ist. Genauer gesagt sind die Kondensatoren 21a und 21b zwischen
den jeweiligen Knoten 22 und 23 und einem gemeinsamen
Knoten 24 angeordnet, welcher die Erde ist. Der Filter 20 enthält auch
ein Paar von Entkopplungswiderständen 25 zum
Stromnetz hin, von welchen ein erster zwischen dem Eingangsanschluss 7 und
dem Knoten 22 angeordnet ist, und von welchen ein zweiter
zwischen dem Eingangsanschluss 8 und dem Knoten 23 angeordnet
ist. Der Filter 20 definiert einen Vorzugsweg, durch welchen
die während
des Übergangsstadiums erzeugte
Energie entladen wird. Genauer gesagt wird die Energie durch die
Kondensatoren 21a und 21b direkt zur Erde hin übertragen,
um die elektromagnetischen Emissionen, welche von der Schaltung ausgesendet
werden, zu verringern.
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Obwohl der Filter 20 tatsächlich eine
Reduktion des Rauschpegels, welcher während des Betriebes erzeugt
wird, auf gut unterhalb des vorgeschriebenen Grenzwerts liefert,
ist der mit einem Filter 20 versehene Gasanzünder 4a nicht
ohne weitere Nachteile.
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Erstens kann die Erdlverbindung der
Kondensatoren 21a und 21b zum Eingang von elektromagnetischem
Rauschen, welches von anderen elektrischen Vorrichtungen erzeugt
wird und sich längs
der Erdleitungen bewegt, oder der Entladungsenergie an den Elektroden 3 in
die Gasanzünder 4a-Schaltung
führen.
Zweitens sind, obwohl bei jedem Gasanzünder 4a minimal, die
Kosten zur Bereitstellung eines Erdkabels weit davon entfernt bei
einem Massenproduktionsumfang vernachlässigbar zu sein, wie in der
Haushaltsgeräteindustrie.
Filter, welche einfach nicht mit der Erdleitung verbunden sind, wie
solche, die in der GB-A-1 551 728 oder der EP-A-0 167 510 dargestellt
sind, lösen
das Problem auch nicht.
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Es ist ein Ziel der vorliegenden
Erfindung, einen elektrischen Gasanzünder zu liefern, welcher sehr
einfach ist und welcher eine Beseitigung der mit den Gasanzündern des
oben beschriebenen Typs verbundenen Nachteile liefert.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
wird ein elektrischer Gasanzünder
geschaffen, wie in Anspruch 1 beansprucht.
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Eine nicht-beschränkende Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung wird mittels eines Beispiels mit Bezug auf die beiliegenden
Zeichnungen beschrieben, in welchen
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1 schematisch
den Kochherd eines Gasherdes zeigt, welcher einen elektrischen Gasanzünder aufweist,
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2 einen
elektrischen Schaltplan eines bekannten elektrischen Gasanzünders ohne
einen elektronischen Filter zeigt;
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3 das
Ergebnis eines elektromagnetischen Kompatibilitätstests des Gasanzünders von 2 zeigt;
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4 einen
elektrischen Teilschaltplan eines elektrischen Gasanzünders zeigt,
welcher einen bekannten elektronischen Filter zur Reduzierung des elektromagnetischen
Rauschens aufweist;
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5 einen
elektrischen Teilschaltplan eines elektrischen Gasanzünders zeigt,
welcher einen elektronischen Filter gemäß der Erfindung aufweist;
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6 das
Ergebnis eines elektromagentischen Kompatibilitätstests des Gasanzünders von 5 zeigt.
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Nummer 4b in 5 zeigt einen elektrischen Gasanzünder, welcher
einen elektronischen Filter 27 gemäß der vorliegenden Erfindung
aufweist.
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Der elektronische Filter 27,
welcher den Filter 20 in 4 ersetzt,
enthält
einen einzigen Kondensator 28 mit der Kapazität C, welcher
zwischen den Knoten 22 und 23 angeordnet ist und
keine Erdverbindungen aufweist; ein erstes Paar von Widerständen 29,
welche zwischen dem Anschluss 7 und dem Knoten 22 bzw.
zwischen dem Anschluss 8 und dem Knoten 23 angeordnet
sind, und vorzugsweise den gleichen ersten Widerstandswert R1 haben;
und ein zweites Paar von Widerständen 30,
welche zwischen dem Knoten 22 und der Anode der Diode 10 bzw.
zwischen dem Knoten 23 und dem Knoten 13 angeordnet
sind, und vorzugsweise den gleichen zweiten Widerstandswert R2 haben.
Die Widerstandswerte R1 und R2 der Widerstände 29 und 30 und
die Kapazität
C des Kondensators 28 sind so gewählt, das sie die Frequenz der
Spannung V2 an den sekundären
Wicklungen und die Energie der Entladung, welche die Funken erzeugt,
regulieren.
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6 zeigt
das Ergebnis eines elektromagnetischen Kompatibilitätstests
des Gasanzünders 4b,
um wie vorher das elektromagnetische Rauschen zwischen den Anschlüssen 7 und 8 während des
Entladungsübergangs
zu bestimmen. Wie zu sehen ist, ist der Rauschpegel beträchtlich
unterhalb den vorgeschriebenen Grenzwerten.
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Die Vorteile des Filters 27 gemäß der Erfindung
sind wie folgt.
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Vor allem hat der Filter 27 keine
Schaltungselemente (Widerstände,
Kondensatoren, Knoten oder ähnliches),
welche mit einem Referenzpotential (Erde) verbunden sind. Das Beseitigen
der Erdverbindung vereinfacht nicht nur den Gasanzünder, sondern
liefert auch eine Reduzierung der Produktionszeit und -kosten, welche,
obwohl sie pro Einheit durch Weglassen des Erdkabels minimal sind,
eine beträchtliche
Einsparung bei Massenproduktionsbedingungen liefern.
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Das Eliminieren von Erdverbindungen
eliminiert ein mögliches
Vehikel für
den Eingang von elektromagnetischem Rauschen.
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Selbstverständlich können Änderungen des hier beschriebenen
und dargestellten Gasanzünders vorgenommen
werden ohne jedoch den Umfang der Ansprüche zu verlassen.