HAPPE, Barbara (Im Osterfeld 20, Gernrode, 06507, DE)
| Patentansprüche 1. Gasregelarmatur mit elektronischer Zündung für eine gasbetriebene Heizeinrichtung oder dergleichen mit einer von einer Spannungsquelle gespeisten elektronischen Steuereinheit, einem thermoelektrischen Zündsicherungsventil (26) und einem Hauptventil (19), die gemeinsam sowohl zur Zündsicherung als auch zur Aufspaltung des Gasstromes in Anteile für einen Hauptbrenner und für einen Zündbrenner dienen, und die mit weiteren, sekundären Funktionselementen, in einem mehrteiligen Gehäuse (1) untergebracht sind, einem axial zum Zündsicherungsventil (26) und zum Hauptventil (19) angeordneten Stößel (10), der aus dem gasführenden Raum des Gehäuses (1) herausragt und in Längsrichtung gegen die Kraft einer Rückholfeder (16) derart betätigbar ist, dass sich das Zündsicherungsventil (26) in der Offenstellung und das Hauptventil (19) in der Geschlossenstellung befindet, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Gehäuse (1) ein mit der elektronischen Steuereinheit verbundener Mikroschalter (12) angeordnet ist, der bei einer manuellen Betätigung des Stößels (10) in Längsrichtung gegen die Kraft der Rückholfeder (16) geschaltet wird, so dass die elektronische Steuereinheit ein elektrisches Signal erhält, wodurch bei ausgeschaltetem Zustand der Gasregelarmatur eine Aktivierung derselben und damit eine Zündung des durch das geöffnete Zündsicherungsventil (26) fließenden Gasstromes erfolgt, wohingegen im bereits eingeschaltetem Zustand der Gasregelarmatur eine Unterbrechung des zum thermoelektrischen Zündsicherungsventils (26) fließenden Haltestroms und damit eine Deaktivierung der Gasregelarmatur erfolgt. 2. Gasregelarmatur nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Gehäuse (1) eine Anzeige, vorzugsweise eine LED (32), angeordnet ist, über die der Betriebszustand anzeigbar ist. Es soll eine Gasregelarmatur geschaffen werden, die eine einfache manuelle Bedienung gewährleistet. Insbesondere sollen Einschalten und Ausschalten jeweils mit einer Bewegung ermöglicht werden. Dazu ist auf dem auf dem Gehäuse (1) ein mit einer elektronischen Steuereinheit verbundener Mikroschalter (12) ange- ordnet, der bei einer manuellen Betätigung eines axial zum Zündsicherungsventil (26) und zum Hauptventil (19) angeordneten Stößels (10) betätigt wird. Dadurch erhält die elektronische Steuereinheit ein elektrisches Signal, wodurch bei ausgeschaltetem Zustand der Gasregelarmatur eine Aktivierung derselben und damit eine Zündung des durch das geöffnete Zündsicherungsventil (26) fließenden Gas- Stromes erfolgt, wohingegen im bereits eingeschaltetem Zustand der Gasregelarmatur eine Unterbrechung des zum thermoelektrischen Zündsicherungsventils (26) fließenden Haltestroms und damit eine Deaktivierung der Gasregelarmatur erfolgt. Die Gasregelarmatur kann zur Zündung und zur Regelung eines einem Brenner zufließenden Gasstromes benutzt werden. |
Gasregelarmatur Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Gasregelarmatur mit elektronischer Zündung für eine gasbetriebene Heizeinrichtung nach dem Oberbegriff des ersten Patentanspruches.
Stand der Technik
Gasregelarmaturen für eine gasbetriebene Heizeinrichtung, wie einen Gasheizofen oder dergleichen, gibt es in einer Vielzahl von Ausführungen. Sie dienen zur Zündung und zur Regelung eines einem Brenner zufließenden Gasstromes.
So ist in der DE 103 05 929 B3 eine Anordnung zum Zünden eines Gasstromes beschrieben. Hier wird zum Zünden eines Gasstromes über eine elektronische Steuereinheit ein Zündsicherungsmagnet durch Erzeugung eines von einer Span- nungsquelle bereitgestellten Haltestromes zur Offenhaltung eines den Gasstrom absperrenden thermoelektrischen Zündsicherungsventils angesteuert. Sobald der Zündsicherungsmagnet erregt ist, wird ein Elektromagnet kurzzeitig mit einem Spannungsimpuls erregt, wodurch eine zum Zündsicherungsventil fluchtende Betätigungsstange so weit in Längsrichtung gegen die Kraft einer Rückholfeder be- wegbar ist, dass das Zündsicherungsventil, dessen Ventilteller auf einer Ventilstange gelagert und durch eine Rückstellfeder in Schließrichtung belastet ist, öffnet und dabei den Anker des Zündsicherungsmagneten anlegt, der fest mit der Ventilstange verbunden ist. Der Anker wird durch den von der Spannungsquelle kommenden Haltestrom solange gehalten, bis ein Thermoelement nach erfolgter Zündung des Gasstromes den notwendigen Haltestrom zur Verfügung stellt. Dazu liegt die Wicklung des Zündsicherungsmagneten einerseits im Stromkreis eines von der Zündflamme beheizbaren Thermoelements und ist andererseits über die elektronische Steuereinheit ansteuerbar.
Hierbei ist es von Nachteil, dass eine Betätigung nur mittels einer Fernbedienung erfolgen kann. Direkt am Gerät ist eine Bedienung nicht möglich.
Aus der DE 103 09 469 B3 ist neben einer Betätigung mittels einer Fernbedienung auch eine manuelle Zündung möglich. Dazu ist auf dem Gehäuse der Gasregelarmatur ein Abdeckelement beweglich gelagert, das in einer ersten Stellung einen zur Betätigung eines thermoelektrischen Zündsicherungsventils und eines Hauptventils dienenden Stößel und einen Taster eines piezoelektrischen Zündelementes abdeckt. In einer zweiten Stellung des Abdeckelementes wird über eine bei der Verstellung des Abdeckelementes zwangsweise stattfindenden Betätigung des Stößels sichergestellt, dass sich das Hauptventil in Geschlossenstellung befindet. Weiterhin sind in dieser Stellung der Taster und der Stößel derart freigegeben, dass über eine manuelle Betätigung derselben ein Zünden des Gasstromes ermöglicht wird.
Bei dieser Ausführung ist es von Nachteil, dass eine manuelle Bedienung der Gasregelarmatur nur mit Aufwand möglich ist. Desweiteren ist die Betätigung kompliziert und aufwendig.
Darstellung der Erfindung Der Erfindung liegt das Problem zugrunde bei einer Gasregelarmatur mit elektronischer Zündung des Gasstromes nach dem Oberbegriff des 1. Patentanspruches eine einfache manuelle Bedienung zu gewährleisten. Insbesondere sollen Einschalten und Ausschalten mit jeweils einer Bewegung ermöglicht werden. Erfindungsgemäß wird das Problem dadurch gelöst, dass auf dem Gehäuse ein mit der elektronischen Steuereinheit verbundener Mikroschalter angeordnet ist, der bei einer manuellen Betätigung des Stößels in Längsrichtung gegen die Kraft der Rückholfeder betätigt wird. Dadurch erhält die elektronische Steuereinheit ein elektrisches Signal, wodurch bei ausgeschaltetem Zustand der Gasregelarmatur eine Aktivierung derselben und damit eine Zündung des durch das geöffnete Zündsicherungsventil fließenden Gasstromes erfolgt, wohingegen im bereits ein- geschaltetem Zustand der Gasregelarmatur eine Unterbrechung des zum thermo- elektrischen Zündventils fließenden Haltestroms und somit eine Deaktivierung der Gasregelarmatur erfolgt.
Damit wurde eine Lösung gefunden, mit der die weiter oben genannten Nachteile des Standes der Technik beseitigt wurden. Durch eine manuelle Betätigung des Stößels ist in einfacher Weise ein Wechsel des Betriebszustandes, d.h. ein Einschalten bzw. ein Ausschalten möglich.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung geht aus dem Unteranspruch her- vor.
So erweist es sich als günstige Ausgestaltung der Gasregelarmatur, wenn auf dem Gehäuse eine Anzeige angeordnet ist, über die der Betriebszustand anzeigbar ist. Dies kann beispielsweise eine LED sein, die bei eingeschalteter Gasregel- armatur aufleuchtet.
Ausführungsbeispiel
Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die erfindungsgemäße Gasregelarmatur nachstehend unter Zuhilfenahme der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Ausführung einer Gasregelarmatur in teilweise geschnittener Darstellung in Geschlossenstellung,
Fig. 2 eine Ausführung einer Gasregelarmatur in teilweise geschnittener Darstel- lung bei Betätigung der Inbetriebnahme, Die in den Figuren dargestellte beispielhafte erfindungsgemäße Gasregelarmatur ist ein Schalt- und Regelgerät, das für den Einbau in gasbetriebene Heizeinrichtungen oder dergleichen bestimmt ist. Sie ermöglicht die Bedienung und Überwachung eines Brenners, indem die zum Brenner strömende Gasmenge gesteuert wird. Der Brenner besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus einem nicht dargestellten Zündbrenner und einem ebenfalls nicht dargestellten Hauptbrenner.
Die in den Figuren gezeigte und nachfolgend beschriebene Gasregelarmatur besteht aus einem Gehäuse 1 , in dem sich verschiedene Funktionseinheiten, die teilweise über Bedienungselemente von außen betätigt werden können, befinden. Das Gehäuse ist aus einem Oberteil 2 und einem Unterteil 3, zwischen denen eine Flachdichtung 4 die äußere Dichtheit gewährleistet, sowie einer Abdeckhaube 5 zusammengesetzt. Desweiteren weist das Gehäuse 1 einen Gaseingang 6, einen Zündgasausgang 7 und einen Hauptgasausgang 8 auf. Sie besitzt folgende Funk- tionseinheiten:
• Inbetriebnahme mit Zündsicherung
• Steuerungseinheit für die zum Hauptbrenner strömende Gasmenge Zur Ansteuerung dient eine nicht dargestellte elektronische Steuereinheit, die sich in diesem Beispiel zusammen mit einer Spannungsquelle in einem separaten ortsunabhängigen nicht dargestellten Gehäuse befindet.
Für die Inbetriebnahme ist in einer Lagerstelle 9 des Oberteiles 2 ein Stößel 10 längsbeweglich geführt, der mit seinem Ende in das Innere des Gehäuses 1 reicht, wobei zum Beispiel durch Rundringe 11 die notwendige Gasdichtheit gewährleistet wird. Die Bewegung des Stößels 10 in Längsrichtung ist dabei nur gegen die Kraft einer sich im Oberteil 2 abstützenden Rückholfeder 16 möglich. Auf dem nach außen ragenden Ende des Stößels 10 ist ein Bedienungselement 13 befes- tigt, das auf seiner Mantelfläche eine Schaltkontur 14 aufweist. Zwischen Oberteil 2 und Abdeckhaube 5 ist des Weiteren ein Mikroschalter 12 befestigt, dessen Schaltelement 15 über die Schaltkontur 14 betätigbar ist. Auf dem in das Innere des Oberteiles 2 ragenden Bereich des Stößels 10 ist ein zu einem Hauptventil 19 zugehöriger Ventilteller 20 verschiebbar geführt, der sich unter der Kraft einer Schließfeder 21 , die einerseits am Oberteil 2 und anderer- seits am Ventilteller 20 anliegt, auf einem auf dem Stößel 10 befindlichen Anschlag 22 abstützt. Die unter der Kraft der Rückholfeder 16 einzunehmende Ausgangsstellung wird dadurch erreicht, dass der Ventilteller 20 des Hauptventils 19 am Oberteil 2 anliegt. Das Innere des durch Oberteil 2 und Unterteil 3 gebildeten Teiles des Gehäuses 1 wird durch eine Trennwand 24 in verschiedene Räume unterteilt. Fluchtend in Verlängerung des Stößels 10 weist die Trennwand 24 eine Öffnung 17 auf, deren dem Oberteil 2 zugewandte Seite den Ventilsitz 25 für den Ventilteller 20, und damit in Verbindung mit diesem das Hauptventil 19 bildet, während die andere Seite der Öffnung 17 einen zu einem Zündsicherungsventil 26 zugehörigen Ventilsitz 28 bildet. Zwischen beiden Ventilsitzen 25/28 mündet in die Öffnung 17 eine zum Zündgasausgang 7 führende Zündgasbohrung 18. Das Zündsicherungsventil 26 wird durch einen in einer Lagerstelle des Gehäuses 1 gasdicht angeordneten thermoelektrischen Zündsicherungsmagneten 27 beeinflusst, der sich stromab des Gaseinganges 6 befindet. Der thermoelektrische Zündsicherungsmagnet 27 wirkt auf einen Anker, der starr mit einer Ventilstange 29 verbunden ist, auf der der Ventilteller 30 des Zündsicherungsventils 26 befestigt ist. Über die elektronische Steuereinheit sowie über ein der Zündflamme ausgesetztes Thermoelement ist der thermoelektrische Zündsicherungsmagnet 27 erregbar.
Der Aufbau und die Wirkungsweise des Zündsicherungsmagneten 27 sind im Übrigen dem Fachmann geläufig, so dass auf die Beschreibung weiterer Einzelheiten verzichtet werden kann. Hervorzuheben ist nur noch, dass eine Rückstellfeder 31 bestrebt ist, den Anker über den als Federlager dienenden Ventilteller 30 vom Zündsicherungsmagneten 27 abzuziehen. In Strömungsrichtung hinter der Inbetriebnahme befindet sich innerhalb des Gehäuses 1 die nicht dargestellte, da dem Fachmann bekannte Steuerungseinheit für die zum Hauptbrenner strömende Gasmenge. Sie besteht üblicherweise aus einem Schalter, der die Menge des zum Hauptbrenner strömenden Gases steuert.
Der Schalter ist beispielsweise so ausgeführt, dass eine modulierende Steuerung über ein erstes Ventil mit sprungförmiger Ein- und Ausschaltung im Teillastbereich über ein zweites Ventil bewirkt wird. Dabei wird der Teillastdurchfluss durch eine einstellbare Düse begrenzt.
Ein mit dem Schalter in Verbindung stehende und längsbewegliche Betätigungsstange ragt aus dem gleichzeitig eine Lagerstelle für ihn bildenden Gehäuse 1 heraus und ist mit einem Bedienungselement 23 verbunden. Auf der Stirnfläche der Abdeckhaube befindet sich eine Anzeige, in diesem Ausführungsbeispiel eine LED 32, die mit der elektronischen Steuereinheit verbunden und so geschaltet ist, dass sie bei eingeschalteter Gasregelarmatur leuchtet.
Die Wirkungsweise der Gasregelarmatur ist wie folgt:
In der Fig. 1 ist die Gasregelarmatur im ausgeschalteten Zustand gezeigt. Das Bedienungselement 13 befindet sich unter der Wirkung der Rückholfeder 16 in seiner Ausgangslage. Dabei ist das Hauptventil 19 zwar geöffnet, aber der Zündsicherungsmagnet 27 ist nicht erregt, so dass das Zündsicherungsventil 26 ge- schlössen ist und kein Gas zum Brenner strömen kann.
Um die Gasregelarmatur einzuschalten muss über das Bedienungselement 13 der Stößel 10 in seiner Längsrichtung gegen die Kraft der Rückholfeder 16 bewegt werden, so dass sich die in der Fig. 2 gezeigte Stellung ergibt.
Dabei wird zuerst das Hauptventil 19 geschlossen und anschließend das Zündsicherungsventil 26 so weit geöffnet, dass der Anker am Zündsicherungsmagneten 27 anliegt. Das Zündgas kann nunmehr über die Zündgasbohrung 18 zum Zündgasausgang 7 und von dort über eine nicht dargestellte Zündgasleitung zum Zündbrenner strömen. Außerdem wird über die Schaltkontur 14 das Schaltelement 15 des Mikroschalters 12 betätigt und über ein an die elektronische Steuereinheit gesandtes elektrisches Signal durch diese das am Zündbrenner ausströmende Gas gezündet.
Sobald die Zündflamme brennt, fließt über ein von der Zündflamme beeinflussbares Thermoelement ein Haltestrom zum Zündsicherungsmagneten 27, so dass ab diesem Zeitpunkt das Zündsicherungsventil 26 in der Offenstellung gehalten wird. Gleichzeitig leuchtet die LED 32 auf. Das Bedienungselement 13 muss nicht mehr gehalten werden und geht unter der Wirkung der Rückholfeder 16 in seine Ausgangslage zurück, wobei das Hauptventil 19 geöffnet wird. Nunmehr kann über das Bedienungselement 23 der Schalter in bekannter Art und Weise betätigt werden, indem es zuerst zu einem schlagartigen öffnen des zweiten Ventils kommt. Die durch eine Öffnung begrenzte konstante Gasmenge strömt über den Hauptgasausgang 8 durch eine ebenfalls nicht dargestellte Hauptgasleitung zum Hauptbrenner und wird über die Zündflamme gezündet. Die Flammen brennen mit einer Minimalhöhe. Bei einer weiteren Betätigung des Bedienungselementes 23 wird die zum Hauptgasbrenner strömende Gasmenge gleichmäßig vergrößert, da nunmehr das erste Ventil kontinuierlich öffnet, wodurch eine gleichmäßige Erhöhung der durch das erste Ventil durchströmenden Gasmenge erreicht wird.
Wird das Bedienungselement 13 im aktivierten Zustand der Gasregelarmatur, angezeigt durch eine leuchtende LED 32, betätigt, so wird das Hauptventil 19 geschlossen und damit der Gasstrom zum Hauptbrenner unterbrochen. Über die gleichzeitig erfolgende Betätigung des Mikroschalters 12 wird wieder ein elektri- sches Signal an die elektronische Steuereinheit und über diese die Stromzuführung vom Thermoelement zum Zündsicherungsmagneten 27 unterbrochen. Das Zündsicherungsventil 26 wird nicht mehr vom Zündsicherungsmagneten 27 ge- halten und geht in die Geschlossenstellung, sobald das Bedienungselement 13 nicht mehr betätigt wird und in seine Ausgangslage zurückgeht. Weiterhin erlischt auch die LED 32. Die Gasregelarmatur befindet sich im deaktivierten Zustand. Die erfindungsgemäße Gasregelarmatur ist selbstredend nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr sind Änderungen, Abwandlungen und Kombinationen möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
So versteht es sich, dass beispielsweise die weiter oben genannte und beschrie- bene Steuerungseinheit für die zum Hauptbrenner strömende Gasmenge entfallen kann, wenn immer eine konstante Gasmenge zum Hauptbrenner strömen soll und es nicht erforderlich ist diesen Gasstrom zu regeln. Andererseits kann die Gasregelarmatur beispielsweise noch weitere Funktionseinheiten, wie beispielsweise einen Druckregler o.a., aufweisen.
Um beim Einschalten der Gasregelarmatur das Halten des Bedienungselementes 13 bis zum Fließen des Haltestromes zum Zündsicherungsmagneten 27 zu vermeiden, kann beispielsweise auch durch das an die elektronische Steuereinheit gesandte elektrisches Signal zusätzlich bewirkt werden, dass der notwendige Haltestrom anfangs durch eine Spannungsquelle zur Verfügung gestellt wird, bis das Thermoelement aktiviert ist.
Aufstellung der Bezugszeichen Gehäuse 29 Ventilstange Oberteil 30 Ventilteller Unterteil 31 Rückstellfeder Flachdichtung 32 LED
Abdeckhaube
Gaseingang
Zündgasausgang
Hauptgasausgang
Lagerstelle
Stößel
Rundring
Mikroschalter
Bedienungselement
Schaltkontur
Schaltelement
Rückholfeder
Öffnung
Zündgasbohrung
Hauptventil
Ventilteller
Schließfeder
Anschlag
Bedienungselement
Trennwand
Ventilsitz
Zündsicherungsventil
Zündsicherungsmagnet
Ventilsitz