EP2023043B1

EP2023043B1 - Zündvorrichtungsschaltung

Info

Publication number: EP2023043B1
Application number: EP08104921.5A
Authority: EP
Inventors: Pedro Herrera Estrada; Jose Leon Garcia; Luis Antonio Palacios Valdueza; Emilio Placer Maruri
Original assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2007-08-07
Filing date: 2008-07-30
Publication date: 2015-09-09
Anticipated expiration: 2028-07-30
Also published as: EP2023043A1; ES2334605B1; PL2023043T3; ES2334605A1; ES2547860T3

Description

Die Erfindung geht aus von einer Zündvorrichtungsschaltung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es ist aus der US 3,142,782 eine Gasherdzündvorrichtung bekannt, die eine Zündeinheit aufweist, welche dazu vorgesehen ist, einen Gasbrenner durch eine Funkenbildung anzuzünden. Ein Zündvorgang der Zündeinheit wird von einer Auslöseeinheit bei der Betätigung eines Bedienelements ausgelöst, das dem entsprechenden Gasbrenner zugeordnet ist. Das Auslösen des Zündvorgangs erfolgt mittels eines bei der Betätigung des Bedienelements herstellbaren elektrischen Kontakts der Auslöseeinheit mit einem geerdeten Anschluss.
Die japanische Druckschrift JP 57 161421 A offenbart eine Zündvorrichtungsschaltung zum Auslösen eines Zündvorgangs mittels einer von einem Spannungsgenerator zur Verfügung gestellten Referenzspannung an einem Referenzspannungsanschluss A. Zudem umfasst die Zündvorrichtungsschaltung eine Auslöseeinheit, wobei eine Verbindungskenngröße, im vorliegenden Fall ein Ladungszustand eines Kondensators, darüber entscheidet, ob eine Zündung stattfinden kann. Bei der Verbindungskenngröße handelt es sich um eine Vergleichskenngröße zwischen einem elektrischen Potential an einem Punkt B, das identisch ist mit der am Kondensator anliegenden Spannung, und einem durch den Spannungsgenerator definierten Niederspannungspotential.
Aus der US 2004/060924 A1 ist eine Zündvorrichtungsschaltung zur Steuerung einer Leistungszufuhr für eine Zündeinheit bekannt, wobei eine der Zündeinheit zugeführte Wechselspannung derart geregelt wird, dass eine konstante Leistungszufuhr zur Zündeinheit erreicht wird. Hierzu wird der Spannungsabfall der Effektivspannung an der Zündeinheit mit einer Referenzgleichspannung eines Referenzspannungsanschlusses verglichen. Analog zu der japanischen Druckschrift JP 57 161421 A handelt es sich auch in der US 2004/060924 A1 bei der Verbindungskenngröße um eine Vergleichskenngröße.
Aus der US 4,242,078 A ist eine Zündvorrichtungsschaltung mit einer Zündeinheit, einer Auslöseeinheit zum Auslösen eines Zündvorgangs mittels eines Referenzspannungsanschlusses und einer Schutzeinheit vorgeschlagen worden, die dazu vorgesehen ist, die Auslöseeinheit, insbesondere bei einer hergestellten Verbindung zu dem Referenzspannungsanschluss, in Abhängigkeit einer Verbindungskenngröße zu sperren. Die Verbindungskenngröße ist als Zeitkenngröße ausgebildet. Hierbei ist die Schutzeinheit dazu vorgesehen, die Auslöseeinheit zu sperren, falls nach einer gewissen Zeitspanne kein Zündvorgang ausgelöst wird.
Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, eine Zündvorrichtungsschaltung mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich einer Bediensicherheit bereitzustellen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
Die Erfindung geht aus von einer Zündvorrichtungsschaltung, insbesondere für eine Kochvorrichtung, mit einer Auslöseeinheit, die zum Auslösen eines Zündvorgangs einer Zündeinheit mittels eines Referenzspannungsanschlusses vorgesehen ist.
Die Zündvorrichtungsschaltung umfasst eine Schutzeinheit, die eine Sperreinheit aufweist und die dazu vorgesehen ist, bei einer zum Referenzspannungsanschluss hergestellten elektrischen Verbindung die Auslöseeinheit in Abhängigkeit zumindest einer Verbindungskenngröße zu sperren bzw. freizugeben. Es kann dadurch eine besonders hohe Sicherheit erreicht werden. Unter einer "elektrischen Verbindung" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine elektrisch leitende Verbindung verstanden werden, die durch einen Festkörper und/oder eine Flüssigkeit hergestellt ist. Hierbei soll insbesondere die Betrachtung einer Luftmenge als elektrische Verbindung ausgeschlossen werden. Ferner kann unter einer "elektrischen Verbindung" insbesondere eine Verbindung verstanden werden, die mittels eines Körpers hergestellt ist, der eine spezifische Leitfähigkeit größer als 10^-8 S/m aufweist.
Der Referenzspannungsanschluss entspricht insbesondere einem geerdeten Anschluss. Vorteilhafterweise ist der Referenzspannungsanschluss unterschiedlich von einem Netzspannungsanschluss ausgebildet. Ist die Zündvorrichtungsschaltung für den Einsatz bei einer Kochvorrichtung vorgesehen, ist es in diesem Zusammenhang vorteilhaft, wenn der Referenzspannungsanschluss mit einem Bauteil der Kochvorrichtung elektrisch verbunden ist, das eine Referenzspannung aufweist, insbesondere geerdet ist. Vorteilhafterweise kann dieses Bauteil als Bestandteil einer Einstellvorrichtung zum Einstellen eines Gasdurchflusses, wie z.B. eines Gashahns, ausgebildet sein, zu welcher die Zündvorrichtungsschaltung zugeordnet ist. Die Zündeinheit ist insbesondere dazu vorgesehen, eine Gasmenge mittels einer Funkenbildung anzuzünden, wie insbesondere durch Erzeugung einer Hochspannung. Die Verbindungskenngröße ist insbesondere als elektrische Kenngröße, wie z.B. als eine Spannung, als ein Widerstand, als ein Strom usw., ausgebildet.
Zweckmäßigerweise weist die Zündvorrichtungsschaltung ein elektrisch leitendes Kontaktmittel zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zum Referenzspannungsanschluss auf, welches mittels einer Bedieneinheit in einem Bedienvorgang mechanisch betätigbar ist. Hierzu ist das Kontaktmittel vorteilhafterweise mit einem Bedienelement, wie z.B. mit einem Schalter, mechanisch gekoppelt. Die Bedieneinheit und das damit verbundene Kontaktmittel dienen vorteilhafterweise zu einem vorschriftsgemäßen Auslösen eines Zündvorgangs der Zündeinheit. Durch die Schutzeinheit kann vorteilhafterweise vermieden werden, dass ein vom Kontaktmittel unterschiedlicher Fremdkörper, mittels dessen eine unbeabsichtigte elektrische Verbindung zum Referenzspannungsanschluss hergestellt ist, ein unbeabsichtigtes Freigeben der Auslöseeinheit betätigt. Dies wird insbesondere dadurch erreicht, dass die Schutzeinheit eine Verbindungskenngröße der elektrischen Verbindung berücksichtigt und dass ein Freigeben bzw. ein Sperren der Auslöseeinheit in Abhängigkeit der Verbindungskenngröße erfolgt. Die Verbindungskenngröße dient hierbei als Unterscheidungskenngröße zur Unterscheidung zwischen einer elektrischen Verbindung zum Referenzspannungsanschluss, die über das Kontaktmittel hergestellt ist, und einer unbeabsichtigten elektrischen Verbindung zu einem elektrischen Referenzspannungsanschluss, der über einen Fremdkörper hergestellt ist.
Eine besonders kompakte und kostengünstige Konstruktion der Zündvorrichtungsschaltung kann erreicht werden, wenn die Schutzeinheit zumindest teilweise als Bestandteil der Auslöseeinheit ausgebildet ist. Unter einer Schutzeinheit, die "zumindest teilweise als Bestandteil" der Auslöseeinheit ausgebildet ist, soll insbesondere eine Schutzeinheit verstanden werden, die zumindest ein Funktionsbauteil aufweist, das Bestandteil der Auslöseeinheit ist. Hierbei kann das Funktionsbauteil eine einen Zündvorgang auslösende Funktion und eine die Auslöseeinheit sperrende Funktion aufweisen. In dieser Ausführung kann vorteilhafterweise eine Selbstsperrung der Auslöseeinheit in Abhängigkeit einer Verbindungskenngröße erreicht werden.
Es wird außerdem vorgeschlagen, dass die Sperreinheit zum Sperren der Auslöseeinheit vorgesehen ist und eine Sperrschwelle der Verbindungskenngröße vorgibt. Unter einer "Sperrschwelle" der Verbindungskenngröße soll insbesondere ein Wert der Verbindungskenngröße verstanden werden, oberhalb bzw. unterhalb dessen ein Sperren der Auslöseeinheit betätigt wird.
In diesem Zusammenhang kann ein besonders sicheres Sperren der Auslöseeinheit erreicht werden, wenn die Sperreinheit ein Mittel aufweist, das eine Widerstandssperrschwelle der elektrischen Verbindung vorgibt. Insbesondere kann eine hohe Zuverlässigkeit in der Erkennung einer unbeabsichtigten Herstellung einer elektrischen Verbindung zum Referenzspannungsanschluss erreicht werden, wenn die Widerstandssperrschwelle einen Wert zwischen 500 Ohm und 2000 Ohm aufweist. Ferner kann eine kostengünstige Ausführung der Zündvorrichtungsschaltung erreicht werden, wenn das Mittel zumindest einen Widerstand aufweist.
In einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Schutzeinheit ein Sperrmittel zur Sperrung der Auslöseeinheit aufweist, das in gesperrtem Zustand der Auslöseeinheit einen die hergestellte Verbindung umfassenden Stromkreis schließt. Es kann dadurch eine besonders einfache Überwachung einer Verbindungskenngröße der hergestellten Verbindung erreicht werden, indem eine Strom führende Verbindung zur elektrischen Verbindung bereitgestellt ist. Dies kann besonders einfach erreicht werden, wenn das Sperrmittel ein Schaltmittel aufweist, das sich in gesperrtem Zustand der Auslöseeinheit in einem leitenden Zustand befindet.
Eine kompakte, kostengünstige und zuverlässige Schutzeinheit kann erzielt werden, wenn die Schutzeinheit eine Sperreinheit zur Sperrung der Auslöseeinheit aufweist, die zumindest einen Transistor umfasst.
Vorteilhafterweise ist der Transistor derart geschaltet, dass eine Übergangssteuergröße des Transistors proportional zu einer Verbindungskenngröße ist. Unter einer "Übergangssteuergröße" soll insbesondere eine Größe verstanden werden, die zum Steuern eines Übergangs des Transistors zwischen einem sperrenden Zustand und einem leitenden Zustand dient. Eine besonders einfache Schaltung kann erreicht werden, wenn diese Übergangssteuergröße ein Anschlussspannungsunterschied des Transistors ist, welcher proportional zu einer Verbindungskenngröße ist. Unter einem "Anschlussspannungsunterschied" des Transistors soll insbesondere ein Spannungsunterschied zwischen zwei Anschlüssen des Transistors verstanden werden. Ist der Transistor als Bipolartransistor ausgebildet, sind die Anschlüsse des Transistors die Basis, der Kollektor und der Emitter. Besonders vorteilhaft ist als Anschlussspannungsunterschied insbesondere die Basis-Emitter-Spannung des Transistors proportional zu einer Verbindungskenngröße. Besonders vorteilhaft entspricht eine Verbindungskenngröße einer Übergangssteuergröße des Transistors. Hierbei kann eine besonders einfache Schaltung erreicht werden, wenn der Transistor derart geschaltet ist, dass eine Verbindungskenngröße einem Anschlussspannungsunterschied des Transistors entspricht.
In diesem Zusammenhang kann eine einfache und kompakte Topologie der Zündvorrichtungsschaltung erreicht werden, wenn die Sperreinheit einen Widerstand aufweist, der bei hergestellter Verbindung im Zusammenwirken mit der Verbindung einen Anschlussspannungsteiler, insbesondere einen Basisspannungsteiler für den Transistor bildet. Hierbei kann besonders einfach erreicht werden, dass ein Übergang des Transistors zwischen dessen sperrendem Zustand und dessen leitendem Zustand vom Widerstand der hergestellten Verbindung abhängt. Unter einem "Anschlussspannungsteiler" für einen Transistor soll insbesondere eine Schaltung von zwei Widerständen in Reihe verstanden werden, wobei ein Transistoranschluss, wie insbesondere die Basis, sich an diese Schaltung an einem Anschlusspunkt anschließt, der zwischen den Widerständen angeordnet ist. Hierbei fingiert die hergestellte elektrische Verbindung mit deren intrinsischem Widerstand einen Widerstand des Anschlussspannungsteilers.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Zündvorrichtungsschaltung zumindest drei Transistoren aufweist, wodurch die Zuverlässigkeit bei einem Sperren der Auslöseeinheit weiter erhöht werden kann.
Ein kompakter und kostengünstiger Aufbau der Zündvorrichtungsschaltung kann erreicht werden, wenn die Zündvorrichtungsschaltung eine Spannungsversorgungseinheit aufweist, die zur Versorgung einer Zündeinheit mit einer Gleichspannung vorgesehen ist. Insbesondere kann die Zündvorrichtungsschaltung eine Einheit zum Gleichrichten eines aus einem Netzstromanschluss bezogenen Signals aufweisen. Die Gleichspannung kann insbesondere einen Wert einer Netzstromversorgung aufweisen, wie z.B. 220 V oder 230 V.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen:

Fig. 1: ein Gas-Kochfeld in einer Ansicht von oben,
Fig. 2: eine Schaltung einer Zündvorrichtung des Gas-Kochfelds aus Figur 1,
Fig. 3: die Zündvorrichtung in einer perspektivischen Ansicht und
Fig. 4: eine alternative Zündvorrichtung in einer perspektivischen Ansicht.

Figur 1 zeigt eine als Gas-Kochfeld ausgebildete Kochvorrichtung 10 in einer Ansicht von oben. Die Kochvorrichtung 10 weist einen Kochbereich, in welchem vier Brenner 12 angeordnet sind, und einen Bedienbereich mit einer Bedieneinheit 14 auf, die vier als Knebelgriffe ausgebildete Bedienelemente 16 umfasst, welche dazu vorgesehen sind, von einem Bediener betätigt zu werden und jeweils einem der Brenner 12 zugeordnet sind. Die Bedienelemente 16 sind jeweils ein Teil eines nicht näher dargestellten Gashahns, welcher ein Einstellmittel zum Einstellen des Durchflusses einer zum entsprechenden Brenner strömenden Gasmenge aufweist. Dieses Einstellmittel kann insbesondere als Rotationskörper ausgebildet sein, wobei eine Einstellung des Durchflusses mittels einer Rotation des entsprechenden Bedienelements 16 erfolgt. Die Bedienelemente 16 dienen ferner zum Anzünden eines der Brenner 12, was beispielsweise durch ein Drücken des Bedienelements 16 erfolgen kann. Zur Durchführung eines Zündvorgangs eines Brenners 12 ist die Kochvorrichtung 10 mit einer Zündvorrichtung 18 versehen, die in der Figur schematisch mittels einer gestrichelten Linie dargestellt ist. Die Zündvorrichtung 18, insbesondere eine Zündvorrichtungsschaltung 20 der Zündvorrichtung 18, wird in deren Aufbau und Funktionsweise anhand von Figur 2 näher beschrieben.
In Figur 2 ist eine interne Zündvorrichtungsschaltung 20 der Zündvorrichtung 18 dargestellt. Die Zündvorrichtungsschaltung 20 kann in drei Funktionseinheiten geteilt werden, die jeweils eine unterschiedliche Funktion aufweisen.
Die Zündvorrichtungsschaltung 20 weist eine Zündeinheit 22 auf, die dazu vorgesehen ist, eine in den entsprechenden Gasbrenner 12 strömende Gasmenge anzuzünden. Dies erfolgt mittels eines Satzes von Elektrodenpaaren 24, die im Zündvorgang in Kontakt mit dem strömenden Gas sind und zur Anzündung durch Funkenbildung vorgesehen sind. Zur Funkenbildung mittels der Elektrodenpaare 24 ist die Zündeinheit 22 mit einer Hochspannungseinheit 26 versehen, die in einem Zündvorgang zur Erzeugung einer Hochspannung zwischen zwei gepaarten Elektroden vorgesehen ist. Diese umfasst eine primäre Transformatorwicklung 28 und einen Satz von sekundären Transformatorwicklungen 30, die jeweils mit einem Elektrodenpaar 24 einen geschlossenen Stromkreis bilden. Bei einem Zündvorgang wird die primäre Transformatorwicklung 28 mit einem Wechselstrom eingespeist. Hierzu weist die Zündeinheit 22 einen Kondensator C4 auf, der mit der primären Transformatorwicklung 28 einen Schwingkreis 29 bildet.
Die Zündeinheit 22 ist ferner mit einer Spannungsversorgungseinheit 32 der Zündvorrichtungsschaltung 20 verbunden, von welcher die Zündeinheit 22 eine elektrische Energie für einen Zündvorgang bezieht. Diese Spannungsversorgungseinheit 32 ist dazu vorgesehen, eine Gleichspannung für die Zündeinheit 22 bereitzustellen. Hierzu weist die Spannungsversorgungseinheit 32 eine Vorrichtung zum Gleichrichten eines von einer von der Zündvorrichtung 18 externen Netzstromversorgung 36 bezogenen Wechselstroms auf, die einen Gleichrichter 34 umfasst. Hierbei wird zur Versorgung der Zündeinheit 22 ein Signal mit einer Gleichspannung bereitgestellt, die den Wert einer Netzstromspannung, wie z.B. 220 V oder 230 V aufweist.
Wird ein Zündvorgang der Zündeinheit 22 ausgelöst, so fließt ein elektrischer Strom über eine Diode D1 und einen Widerstand R7 in den von der Transformatorwicklung 28 und dem Kondensator C4 gebildeten Schwingkreis 29 der Zündeinheit 22. Hierbei lädt sich der Kondensator C4 bis zu einer maximalen Spannung, die von einer im Schwingkreis 29 geschalteten Sidac Z (silicon diode for alternating current oder Silizium-Diode für Wechselstrom) festgelegt ist. Nach Erreichen dieser Spannung entlädt sich der Kondensator C4 in die primäre Transformatorwicklung 28 und die Sidac Z. Dieser Zyklus wiederholt sich, wobei eine Hochwechselspannung in den sekundären Transformatorwicklungen 30 erzeugt wird.
Wie oben beschrieben, erfolgt ein Zündvorgang der Zündvorrichtung 18, und zwar der Zündeinheit 22, bei einer Betätigung eines entsprechenden Bedienelements 16. Hierzu weist die Zündvorrichtungsschaltung 20 eine Auslöseeinheit 38 zum Auslösen eines Zündvorgangs der Zündeinheit 22 auf. Die Auslöseeinheit 38 weist ein erstes Schaltmittel 39 auf, welches als npn-Transistor T3 ausgebildet ist. Das Schaltmittel 39 ist in einem zumindest vom Schwingkreis 29 und der Spannungsversorgungseinheit 32 gebildeten Stromkreis angeordnet, der zur Versorgung der Zündeinheit 22 mit elektrischem Strom dient. Befindet sich das Schaltmittel 39 in seinem leitenden Zustand, so schließt das Schaltmittel 39 diesen Stromkreis und es kann Strom zu dem Schwingkreis 29 fließen, wodurch ein Zündvorgang der Zündeinheit 22, wie oben beschrieben, erfolgen kann. Befindet sich das Schaltmittel 39 in seinem sperrenden Zustand, so ist der Stromkreis geöffnet und die Zündeinheit 22 ist gesperrt. Hierzu ist das Schaltmittel 39 mit dem Schwingkreis 29 der Zündeinheit 22 einerseits und mit der Spannungsversorgungseinheit 32 direkt verbunden. Hierbei ist der Transistorkollektor mit dem Schwingkreis 29 direkt verbunden, während der Transistoremitter mit der negativ polarisierten Klemme des Gleichrichters 34 direkt verbunden ist. Parallel zum Transistor T3 ist ein Kondensator C1 geschaltet.
Es werden nun der Aufbau und die Funktionsweise der Auslöseeinheit 38 zur Aktivierung des Transistors T3, d.h. zum Auslösen eines Zündvorgangs der Zündeinheit 22 beschrieben. Die Auslöseeinheit 38 weist eine erste Gleichstromschiene 40 auf, die von einem geerdeten Referenzspannungsanschluss PE ausgeht und über einen Kondensator C2 mit einer zweiten Gleichstromschiene 42 verbunden ist. Diese Gleichstromschiene 42 ist Teil des oben beschriebenen Stromkreises zur Versorgung der Zündeinheit 22 und verbindet die negativ polarisierte Klemme des Gleichrichters 34 mit dem Schwingkreis 29. Die Gleichstromschiene 40 ist ferner mit einer weiteren Gleichstromschiene 44 über einen Kondensator C3 verbunden. Diese Gleichstromschiene 44 ist Teil des oben beschriebenen Stromkreises zur Versorgung der Zündeinheit 22 und verbindet die positiv polarisierte Klemme des Gleichrichters 34 mit dem Schwingkreis 29. Ferner ist ein Widerstand R6 in einem die Gleichstromschiene 42 mit der Gleichstromschiene 44 verbindenden Zweig angeordnet, welcher zwischen dem Transistor T3 und dem Schwingkreis 29 geschaltet ist.
Die Auslöseeinheit 38 weist einen ersten Zweig 46 auf, der die erste Gleichstromschiene 40 mit der zweiten Gleichstromschiene 42 verbindet. Dieser Zweig 46 ist parallel zum Kondensator C2 geschaltet. Ausgehend von der ersten Gleichstromschiene 40 sind im ersten Zweig 46 sukzessiv ein als pnp-Transistor T2 ausgebildetes Schaltmittel 48 und zwei Widerstände R4, R5 in Reihe geschaltet. Der Widerstand R4 ist an den Transistorkollektor des Transistors T2 angeschlossen und der Transistoremitter ist an die Gleichstromschiene 40 angeschlossen. Die Transistorbasis des Transistors T3 schließt sich zwischen den Widerständen R4, R5 an den Zweig 46 an. Hiermit bilden die Widerstände R4, R5 einen Basisspannungsteiler für den Transistor T3, der den Arbeitspunkt des Transistors T3 festlegt. Ist der Transistor T2 in seinem leitenden Zustand, so kann ein Strom im Zweig 46 fließen. Hierbei liegt eine Basis-Emitter-Spannung des Transistors T3 vor, die durch die Dimensionierung der Widerstände R4 und R5 derart gewählt ist, dass sie dazu ausreicht, den Transistor T3 in seinen leitenden Zustand zu versetzen. Ist der Transistor T2 im Sperrzustand, so ist durch die entsprechende Basis-Emitter-Spannung der Transistor T3 in seinem Sperrzustand.
Die Auslöseeinheit 38 weist einen zweiten Zweig 50 auf, der die Gleichstromschienen 40, 42 verbindet. In diesem Zweig 50 sind zwei Widerstände R3 und R2 in Reihe geschaltet. Die Transistorbasis des Transistors T2 schließt sich an den zweiten Zweig 50 zwischen den Widerständen R3 und R2 an. Hiermit bilden diese Widerstände R3, R2 einen Basisspannungsteiler für den Transistor T2 und legen dabei dessen Arbeitspunkt fest. Es ist ferner ein dritter die Gleichstromschienen 40, 42 verbindender Zweig 52 der Auslöseeinheit 38 vorgesehen, der den Widerstand R2 gemeinsam mit dem zweiten Zweig 50 aufweist. Zwischen der Gleichstromschiene 40 und dem Widerstand R2 ist ein als pnp-Transistor T1 ausgebildetes Schaltmittel 54 in Reihe mit dem Widerstand R2 geschaltet. Der Transistor T1 ist hiermit parallel zum Widerstand R3 geschaltet. Die Widerstände R2, R3 sind an den Transistorkollektor direkt angeschlossen und der Transistoremitter des Transistors T1 ist an die Gleichstromschiene 40 direkt angeschlossen. Ist der Transistor T1 in einem sperrenden Zustand, so kann ein Strom im Zweig 50 fließen. Hierdurch besteht eine Basis-Emitter-Spannung des Transistors T2, welche durch die Dimensionierung der Widerstände R3, R2 dazu ausreicht, den Transistor T2 in seinen leitenden Zustand zu versetzen. Ist der Transistor T1 in einem leitenden Zustand, so ist der Transistor T2 im Sperrzustand.
Die Transistorbasis des Transistors T1 ist mit einem Anschluss S der Zündvorrichtung 18 direkt verbunden. Dieser Anschluss S ist ferner über einen Widerstand R1 mit der zweiten Gleichstromschiene 42 verbunden. Hiermit ist die Transistorbasis des Transistors T1 mit der zweiten Gleichstromschiene 42 über den Widerstand R1 verbunden. Der Zustand des Schaltmittels 54, d.h. des Transistors T1, hängt von einem Kontaktierungszustand des Anschlusses S ab. Ist, wie in Figur 2 gezeigt, der Anschluss S ein freier Anschluss, so besteht eine Basis-Emitter-Spannung des Transistors T1, durch welche der Transistor T1 sich in seinem leitenden Zustand befindet. Ist der Transistor T1 leitend, so sind die Transistoren T2 und T3 im Sperrzustand und ein Zündvorgang der Zündeinheit 22 ist verhindert. Der Anschluss S, der Referenzspannungsanschluss PE sowie zwei weitere Anschlüsse L und N stellen Außenanschlüsse der Zündvorrichtung 18 dar, die zur Herstellung einer elektrischen Verbindung der Zündvorrichtung 18 mit weiteren Einheiten außerhalb der Zündvorrichtung 18 dienen. Im montierten Zustand der Zündvorrichtung 18 in der Kochvorrichtung 10 sind die Anschlüsse L und N mit der Netzstromversorgung 36 verbunden. Der Referenzspannungsanschluss PE ist im montierten Zustand der Kochvorrichtung 10 mit einem geerdeten, zu der Zündvorrichtung 18 externen Bauteil 55 der Kochvorrichtung 10 verbunden. Dieses Bauteil 55 ist vorzugsweise ein Bauteil des oben beschriebenen Gashahns zur Einstellung eines Gasdurchflusses.
Es wird nun angenommen, dass ein Bediener das der Zündvorrichtung 18 entsprechende Bedienelement 16 zum Anzünden des entsprechenden Brenners 12 betätigt, indem er beispielsweise das Bedienelement 16 in eine Versenkposition drückt. Hierbei wird mittels einer nicht näher dargestellten mechanischen Kopplungseinheit ein Kontaktmittel 56 betätigt, das eine direkte elektrische Verbindung vom Anschluss S zum Referenzspannungsanschluss PE herstellt. Das Kontaktmittel 56 ist vorteilhafterweise extern zur Zündvorrichtung 18 ausgebildet. Vorzugsweise ist das Kontaktmittel 56 im oben beschriebenen Gashahn zur Einstellung eines Gasdurchflusses angeordnet. Bei hergestelltem Kontakt weisen der Anschluss S und die Transistorbasis des Transistors T1 die Referenzspannung des Referenzspannungsanschlusses PE auf. Hierbei wird der Transistor T1 aufgrund der daraus resultierenden Basis-Emitter-Spannung des Transistors T1 in seinen sperrenden Zustand gebracht, was, wie oben beschrieben, einen Übergang der Transistoren T2 und T3 in deren leitenden Zustand und hiermit eine Aktivierung der Zündeinheit 22 bewirkt.
Erfindungsgemäß ist die Zündvorrichtungsschaltung 20 mit einer Schutzeinheit 58 versehen. Ist eine elektrische Verbindung zwischen dem Anschluss S und dem Referenzspannungsanschluss PE hergestellt, dient die Schutzeinheit 58 dazu, die Auslöseeinheit 38 in Abhängigkeit einer Verbindungskenngröße der elektrischen Verbindung, und zwar in Abhängigkeit einer Widerstandskenngröße der elektrischen Verbindung zu sperren. Hiermit kann vermieden werden, dass eine durch einen Fremdkörper, wie z.B. Wasser oder Schmutz, hergestellte elektrische Verbindung zum Referenzspannungsanschluss PE ein Auslösen eines ungewollten Zündvorgangs der Zündeinheit 22 betätigt. Die Schutzeinheit 58 weist eine Sperreinheit 60 auf, die zur Sperrung der Auslöseeinheit 38 vorgesehen ist. Diese Sperreinheit 60 weist insbesondere ein Sperrmittel 62, das das als Transistor T1 ausgebildete Schaltmittel 54 umfasst, und den Widerstand R1 auf.
Es wird angenommen, dass eine elektrische Verbindung des Anschlusses S mit dem Referenzspannungsanschluss PE aufgrund eines Eindringens eines Fremdkörpers hergestellt ist. Die elektrische Verbindung, welche in der Figur mittels einer gestrichelten Linie schematisch dargestellt ist, weist einen Widerstand auf, der als Verbindungskenngröße R_x bezeichnet wird. Bei hergestellter Verbindung ist der Referenzspannungsanschluss PE mit der zweiten Gleichstromschiene 42 über die hergestellte Verbindung und den Widerstand R1 verbunden. Hierbei bilden die elektrische Verbindung mit der Verbindungskenngröße R_X und der Widerstand R1 einen die Gleichstromschienen 40, 42 verbindenden Zweig. Die Transformatorbasis des Transformators T1 schließt sich zwischen dem Anschluss S und dem Widerstand R1 an diesen Zweig an. Hiermit bildet bei hergestellter Verbindung der Widerstand R1 im Zusammenwirken mit der die Verbindungskenngröße R_x aufweisenden elektrischen Verbindung einen Basisspannungsteiler für den Transistor T1. Somit weist der Transformator T1 eine Basis-Emitter-Spannung auf, die von der Verbindungskenngröße R_x der elektrischen Verbindung abhängt.
Wie in der Elektronik allgemein bekannt, kann der Übergang des Transistors T1 zwischen dessen sperrendem Zustand und dessen leitendem Zustand mittels einer Übergangssteuergröße gesteuert werden. Dies kann beispielsweise mittels der Variation eines Anschlussspannungsunterschieds, welcher einem Spannungsunterschied zwischen zwei Transistoranschlüssen entspricht, erfolgen. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Transistor T1 als Bipolartransistor ausgebildet, wobei ein Anschlussspannungsunterschied einem Spannungsunterschied zwischen zwei der Anschlüsse Basis, Emitter und Kollektor entspricht. In einer Ausführungsvariante kann der Transistor T1 als Feldeffekt-Transistor ausgebildet sein, wobei der Anschlussspannungsunterschied einem Spannungsunterschied zwischen zwei der Anschlüsse Gate, Drain und Source entspricht. Die Sperreinheit 60 mit dem Transistor T1 und insbesondere dem Widerstand R1 ist dazu ausgelegt, dass eine Übergangssteuergröße des Transistors T1 mit einer Verbindungskenngröße verknüpft ist. Im betrachteten Ausführungsbeispiel ist die Basis-Emitter-Spannung als Anschlussspannungsunterschied eine Übergangssteuergröße V_BE. Übersteigt die Übergangssteuergröße V_BE eine Schwelle, so wird der Transistor T1 in seinen leitenden Zustand gebracht. Liegt die Übergangssteuergröße V_BE unterhalb der Schwelle, so ist der Transistor T1 in seinem sperrenden Zustand. Ferner stellt in diesem Beispiel ein Spannungsabfall der hergestellten Verbindung zwischen dem Anschluss S und dem Referenzspannungsanschluss PE eine Verbindungskenngröße V_X dar, wobei die Übergangssteuergröße V_BE proportional zur Verbindungskenngröße V_X ist. Die Übergangssteuergröße V_BE variiert als Funktion der Spannung der Transformatorbasis. Im gezeigten Aufbau entspricht die Spannung der Transformatorbasis der Spannung des Anschlusses S, d.h. insbesondere der Verbindungskenngröße V_X. Die Spannung der Transformatorbasis ist somit proportional zur Verbindungskenngröße R_X, wobei der Proportionalitätsfaktor vom Widerstand R1 abhängt. Steigt die Verbindungskenngröße R_X, so steigt die Spannung der Transformatorbasis des Transformators T1 und daher die Übergangssteuergröße V_BE. Übersteigt diese Übergangssteuergröße V_BE die oben beschriebene Schwelle, so wird der Transistor T1 in seinen leitenden Zustand gebracht und die Auslöseeinheit 38 ist gesperrt.
Die Sperreinheit 60 mit dem den Transistor T1 aufweisenden Sperrmittel 62 und dem Widerstand R1 gibt daher eine Sperrschwelle unter der Form einer Schwelle der Verbindungskenngröße V_X, welche die zum Übergang des Transistors T1 notwendige Übergangssteuergröße V_BE realisiert, sowie unter der Form einer Widerstandssperrschwelle der Verbindungskenngröße R_X vor, welche die zum Übergang des Transistors T1 notwendige Schwelle der Verbindungskenngröße V_X realisiert. Wie oben beschrieben, hängt der Proportionalitätsfaktor der Verbindungskenngröße V_X zur Verbindungskenngröße R_X vom Widerstand R1 ab. Somit bildet der Widerstand R1 ein Mittel 64, das eine Widerstandssperrschwelle der elektrischen Verbindung vorgibt. Steigt die Verbindungskenngröße R_X der elektrischen Verbindung oberhalb dieser Widerstandssperrschwelle, so ist das Sperrmittel 62 in den leitenden Zustand gebracht, wodurch die Auslöseeinheit 38 gesperrt ist.
Im betrachteten Ausführungsbeispiel sind die Sperreinheit 60 und insbesondere der Widerstand R1 derart dimensioniert, dass die Widerstandssperrschwelle der Verbindungskenngröße R_x einen Wert von 1000 Ohm beträgt.
Der Aufbau der Schutzeinheit 58 ist außerdem dadurch charakterisiert, dass bei hergestellter Verbindung das Sperrmittel 62, und zwar dessen Schaltmittel 54, einen Stromkreis bildet, der die elektrische Verbindung zwischen dem Anschluss S und dem Referenzspannungsanschluss PE umfasst. Im leitenden Zustand des Schaltmittels 54, d.h. im gesperrten Zustand der Auslöseeinheit 38 ist der Stromkreis durch das Sperrmittel 62 geschlossen, wodurch ein elektrischer Strom durch die elektrische Verbindung fließen kann.
Ferner ist die Topologie der Zündvorrichtungsschaltung 20 dadurch charakterisiert, dass die Schutzeinheit 58 einen Bestandteil der Auslöseeinheit 38 darstellt. Hierbei dient das Schaltmittel 54, das als Bestandteil der Auslöseeinheit 38 zum Freigeben eines Zündvorgangs der Zündeinheit 22 bei einer Betätigung des Bedienelements 16 vorgesehen ist, zusätzlich als Sperrmittel 62 der Schutzeinheit 58, das bei hergestellter Verbindung zum Sperren der Auslöseeinheit 38 abhängig von der Verbindungskenngröße R_X vorgesehen ist.
Die Zündvorrichtungsschaltung 20 ist ferner mit einer Diode D2 versehen, welche zwischen dem Referenzspannungsanschluss PE und dem Transistoremitter des Transistors T1 geschaltet ist und dazu dient, die Zündvorrichtung 18 vor einer Schädigung während einer Überprüfung der elektrischen Isolierung zu schützen.

Figur 3 zeigt die Zündvorrichtung 18 in einer perspektivischen Ansicht. Sie weist ein Gehäuse 66 auf, in welchem die in Figur 2 gezeigte Zündvorrichtungsschaltung 20 angeordnet ist. Es sind ferner sechs Ausgangsöffnungen 68 vorhanden, wobei ein Paar von Ausgangsöffnungen 68 jeweils für ein Elektrodenpaar 24 vorgesehen ist. In Figur 4 ist eine alternative Ausführung der Zündvorrichtung 18 gezeigt, die mit vier Ausgangsöffnungen 68 für zwei Elektrodenpaare 24 versehen ist.

Bezugszeichen

10	Kochvorrichtung	56	Kontaktmittel
12	Brenner	58	Schutzeinheit
14	Bedieneinheit	60	Sperreinheit
16	Bedienelement	62	Sperrmittel
18	Zündvorrichtung	64	Mittel
20	Zündvorrichtungsschaltung	66	Gehäuse
22	Zündeinheit	68	Ausgangsöffnung
24	Elektrodenpaar	C	Kondensator
26	Hochspannungseinheit	D	Diode
28	Transformatorwicklung	R	Widerstand
29	Schwingkreis	T	Transistor
30	Transformatorwicklung	Z	Sidac
32	Spannungsversorgungseinheit	PE	Referenzspannungsanschluss
34	Gleichrichter	S	Anschluss
36	Netzstromversorgung	V_x	Verbindungskenngröße
38	Auslöseeinheit	R_x	Verbindungskenngröße
39	Schaltmittel	V_BE	Übergangssteuergröße
40	Gleichstromschiene	L	Anschluss
42	Gleichstromschiene	N	Anschluss
44	Gleichstromschiene
46	Zweig
48	Schaltmittel
50	Zweig
52	Zweig
54	Schaltmittel
55	Bauteil

Claims

Zündvorrichtungsschaltung, insbesondere für eine Kochvorrichtung, mit einer Auslöseeinheit (38), die zum Auslösen eines Zündvorgangs einer Zündeinheit (22) mittels eines Referenzspannungsanschlusses (PE) vorgesehen ist, und mit einer Schutzeinheit (58), die eine Sperreinheit (60) aufweist und die dazu vorgesehen ist, bei einer zum Referenzspannungsanschluss (PE) hergestellten elektrischen Verbindung die Auslöseeinheit (38) in Abhängigkeit zumindest einer Verbindungskenngröße (V_X, R_X) zu sperren bzw. freizugeben, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungskenngröße (V_X, R_X) als Unterscheidungskenngröße zu einer Unterscheidung zwischen einer elektrischen Verbindung zum Referenzspannungsanschluss (PE), die über ein Kontaktmittel hergestellt ist, und eine unbeabsichtigte elektrische Verbindung zu einem elektrischen Referenzspannungsanschluss (PE), der über einen Fremdkörper hergestellt ist, dient.
Zündvorrichtungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperreinheit (60) zum Sperren der Auslöseeinheit (38) vorgesehen ist und eine Sperrschwelle einer Verbindungskenngröße (V_x, R_x) vorgibt.
Zündvorrichtungsschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperreinheit (60) ein Mittel (64) aufweist, das eine Widerstandssperrschwelle der elektrischen Verbindung vorgibt.
Zündvorrichtungsschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Widerstandssperrschwelle einen Wert zwischen 500 Ohm und 2000 Ohm aufweist.
Zündvorrichtungsschaltung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (64) zumindest einen Widerstand (R1) aufweist.
Zündvorrichtungsschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzeinheit (58) eine Sperreinheit (60) zur Sperrung der Auslöseeinheit (38) aufweist, die zumindest einen Transistor (T1) umfasst.
Zündvorrichtungsschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Übergangssteuergröße (V_BE) des Transistors (T1) proportional zu einer Verbindungskenngröße (V_x, R_x) ist.
Zündvorrichtungsschaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anschlussspannungsunterschied des Transistors (T1) proportional zu einer Verbindungskenngröße (V_x, R_x) ist.
Zündvorrichtungsschaltung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperreinheit (60) einen Widerstand (R1) aufweist, der bei hergestellter Verbindung im Zusammenwirken mit der Verbindung einen Anschlussspannungsteiler für den Transistor (T1) bildet.
Zündvorrichtungsschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest drei Transistoren (T1, T2, T3).
Zündvorrichtungsschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Spannungsversorgungseinheit (32), die zur Versorgung einer Zündeinheit (22) mit einer Gleichspannung vorgesehen ist.
Kochvorrichtung, insbesondere Gaskochvorrichtung, mit einer Zündvorrichtungsschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.