DE2347430A1 - CONTROL ARRANGEMENT FOR BURNER - Google Patents
CONTROL ARRANGEMENT FOR BURNERInfo
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Description
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572-21.424Ρ - 20. 9. 1973572-21,424Ρ - September 20, 1973
Regelanordnung für BrennerControl arrangement for burner
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Regelanordnung für eine Heizung, wie beispielsweise ein in Wohngebäuden verwendeter Ölbrenner, wobei der Brenner auf einen Heizbefehl von einem Temperaturregler oder Thermostaten anspricht, der eine Brennstofförderanlage und eine Zündeinrichtung erregt, um den Brennstoff zu entzünden.The present invention relates to a control arrangement for heating such as that used in residential buildings Oil burner, the burner responding to a heating command from a temperature controller or thermostat responds which energizes a fuel delivery system and an igniter to ignite the fuel.
Bei Anordnungen der beschriebenen Art besteht gewöhnlich ein verhältnismäßig genaues Gleichgewicht zwischen der Brennstoff- und Luftzufuhr, bei dem eine saubere leistungsfähige Verbrennung erwartetIn arrangements of the type described there is usually a relatively precise balance between the fuel and Air supply at which a clean efficient combustion is expected
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werden kann. Wenn eine Brennstoffzufuhr ohne sofortige Zündung erfolgt, oder wenn eine Verbrennung begonnen und dann versehentlich oder unerwartet unterbrochen wird, ist es wichtig, daß die Brennstoffzufuhr sofort unterbrochen wird, um Bedingungen zu vermeiden, die für die Anordnung insgesamt schädlich oder für Sachen oder Personen gefährlich wären. Demgemäß ist es bei Regelanordnungen für Brenner wichtig, einen sicheren Betrieb bei Störungen zu gewährleisten, wenn die Flamme nicht in gewünschter Weise einsetzt oder nach ihrem Einsetzen ausgeht.can be. If fuel is supplied without immediate ignition, or if a combustion is started and then accidentally or unexpectedly interrupted, it is important that the fuel supply is immediately interrupted in order to avoid conditions that are detrimental to the arrangement as a whole or to property or persons would be dangerous. Accordingly, it is important in control arrangements for burners to ensure safe operation in the event of malfunctions, if the flame does not start in the desired manner or goes out after it has started.
Bisher sind in Regelanordnungen der beschriebenen Art elektromechanische Glieder einschließlich bewegter Teile vorgesehen, die einer Abnutzung ausgesetzt sind. Da die Regelanordnungen immer komplizierter werden, führen zahlreiche bewegte Teile zu einer relativ kurzen Lebensdauer und zu aufwendigen Wartungsproblemen. Ebenso werden die Regelanordnungen oft in mit Netzspannung betriebenen Schaltungen vorgesehen, was bei einer Störung gefährlich ist und zerstörend auf die Schaltungsbauelemente wirkt.So far, electromechanical control arrangements of the type described have been used Links including moving parts are provided which are subject to wear. Since the rule orders always become more complicated, numerous moving parts result in a relative short service life and costly maintenance problems. The control arrangements are also often operated with mains voltage Circuits provided, which is dangerous in the event of a fault and has a destructive effect on the circuit components.
In letzter Zeit wurden einige Regelanordnungen entwickelt, die elektronische Bauelemente mit Niederspannungsschaltungen verwenden, um die Sicherheit und Zuverlässigkeit zu verbessern. Beispielsweise ist eine Heizungsregelung mit elektronischen Bauelementen in einer Niederspannungsschaltung bekannt (US-PS 3 624 407), aber diese Anordnung umfaßt einen Reed-Schalter, der den Brenner steuert, was getrennte Erreger- und Haltespulen erfordert. Weiterhin ist eine Brennerregelung bekannt (US-PS 3 672 811), bei der jedoch im we-Recently, some control arrangements have been developed that use electronic components with low voltage circuits, to improve safety and reliability. For example, heating control with electronic components is in a low voltage circuit known (US-PS 3 624 407), but this arrangement comprises a reed switch which controls the burner, which requires separate excitation and holding coils. Furthermore, a burner control is known (US Pat. No. 3,672,811), but in which, however,
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sentlichen alle Regelbauelemente in einer Netzspannungsschaltung liegen, und die Brennstoffversorgung ist durch ein lichtempfindliches Relais gesteuert, was sowohl eine Erreger- als auch eine Haltelampe erfordert .essentially all standard components are in a mains voltage circuit, and the fuel supply is controlled by a photosensitive relay which requires both an exciter and a hold lamp .
Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Brennerregelanordnung anzugeben, bei der die Regelbauelemente in einer Niederspannungsschaltung von einem einfachen und zuverlässigen Aufbau vorgesehen sind, und die so betriebssicher ist, daß die Brennstoffzufuhr unterbrochen wird, wenn keine Zündung vorliegt oder die Verbrennung überraschend unterbrochen ist.It is therefore the object of the present invention to provide a burner control arrangement specify in which the standard components in a low-voltage circuit of a simple and reliable structure are provided, and which is so reliable that the fuel supply is interrupted when there is no ignition or combustion is surprisingly interrupted.
Die vorliegende Erfindung gibt eine Brenner regelanordnung an, bei der ein Temperaturregler, ein Flammenfühler und ein Sicherheitsschalter in einer Niederspannungs-Festkörperschaltung verbunden sind, die in einer Anlage vollständig vom herkömmlichen 100-V- oder 220-V-Netz isoliert ist, was eine sichere und elektrisch erschütterungsfeste Schaltung für alle äußeren Verdrahtungen gegenüber der Regelung gewährleistet. Die Anordnung widersteht einem Kurzschluß der Temperaturregler- oder Flammenfühleranschlüsse -ohne ernsthafte Beeinträchtigung der Regelung.The present invention provides a burner control arrangement in which a temperature controller, a flame sensor and a safety switch are connected in a low-voltage solid-state circuit, in a system completely from the conventional 100 V or 220 V network is isolated, which ensures a safe and electrically shock-proof circuit for all external wiring compared to the control. The arrangement withstands a short circuit of the temperature controller or flame sensor connections without serious impairment the scheme.
Lediglich ein Brennermotor zur Einspeisung der Luft und des Brennstoffes und eine Zündeinrichtung sind zusammen mit einem Steuerschalter für den Motor und die Zündeinrichtung in einer Netzspannungsschaltung vorgesehen.Only a burner motor for feeding in the air and fuel and an ignition device are together with a control switch for the motor and the ignition device in a mains voltage circuit intended.
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Wenn der thermostatische Schalter schließt, um eine Aufheizung zu befehlen, dann arbeitet die Regelanordnung in der Niederspannungs-Regelschaltung, um nacheinander eine Flammenfühlerzelle und einen Sicherheitsschalter in Betrieb zu setzen, bevor die Brennstoffzufuhr eingeleitet und die Zündeinrichtung erregt wird. Wenn eine Flamme nicht in kurzer Zeit gezündet wird, öffnet der Sicherheitsschalter die Regelschaltung, um ein e Erregung der. Brennstoffzufuhr und der Zündeinrichtung zu verhindern; und die Anordnung kann ohne manuelle Zurückstellung des Sicherheitsschalters nicht wieder in Betrieb gesetzt werden.When the thermostatic switch closes to command heating, the control arrangement operates in the low voltage control circuit, in order to put a flame sensor cell and a safety switch into operation one after the other before the fuel supply initiated and the ignition device is energized. If a flame is not ignited in a short time, the safety switch opens the control circuit to an e excitation of the. Fuel supply and the To prevent ignition device; and the arrangement cannot be operated again without manual resetting of the safety switch be set.
Bei der Niederspannungs-Regelschaltung ist eine Brennereinrichtung in einer Schaltung mit dem Temperaturregler, dem Sicherheitsschalter und einem elektronischen Ansteuerschalter vorgesehen, wobei das Gatter oder Tor für den elektronischen Schalter in einer Schaltung mit einem zweiten elektronischen Schalter und einer Heizeinrichtung für den Sicherheitsschalter angeordnet ist, und wobei das Gatter oder Tor für den zweiten elektronischen Schalter in einer Schaltung mit dem Flammenfühler vorgesehen ist, so daß bei einem Heizbefehl des Temperaturreglers und keiner Flamme die elektronischen Schalter alle leitend sind, um das Relais zu erregen; und wenn eine Flamme erfaßt wird, dann leitet der zweite Schalter nicht, und die Heizeinrichtung ist abgeschaltet.The low-voltage control circuit has a burner device provided in a circuit with the temperature controller, the safety switch and an electronic control switch, wherein the gate for the electronic switch in a circuit with a second electronic switch and a heating device for the safety switch is arranged, and wherein the gate or gate for the second electronic switch in a circuit is provided with the flame sensor, so that the electronic switch when there is a heating command from the temperature controller and no flame all are conductive to energize the relay; and if a flame is detected then the second switch will not conduct, and so will the heater is switched off.
Vorzugsweise sind die elektronischen Schalter in der Niederspannungs-Regelschaltung gesteuerte Siliziumgleichrichter oder Thyristoren, so daß das Relais nach seiner Ansteuerung so lange erregt bleibt, wieThe electronic switches are preferably in the low-voltage control circuit Controlled silicon rectifiers or thyristors, so that the relay remains energized as long as it is activated
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der Temperaturregler eine Aufheizung befiehlt und die Stromversorgung beibehalten wird. Es sind keine getrennten Erreger- und Halteeinrichtungen für das Relais erforderlich.the temperature controller commands heating and the power supply is retained. No separate excitation and holding devices are required for the relay.
Wenn die Anordnung in Betrieb gesetzt wird, dann weist der Brenner eine konstante Zündung auf, da die Zündeinrichtung parallel zu dem Brennermotor vorgesehen ist, der Brennstoff und Luft für die Verbrennung einspeist. Wenn ein Energie- oder Stromausfall eintritt, dann bleibt die Brennerregelung bereit, um den Brenner wieder zu starten, wenn die Energie oder der Strom wieder vorliegt.When the arrangement is put into operation, the burner has a constant ignition, since the ignition device is parallel to the burner motor is provided, which feeds fuel and air for combustion. When there is a power or power failure occurs, the burner control remains ready to restart the burner when the energy or electricity is available again.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to the drawing. Show it:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Brennerregelschaltung mit einer lichtelektrischen Kopplung zwischen einer Niederspannungs-Regelschaltung und einer Netzspannungsschaltung für einen Brennermotor und eine Zündeinrichtung, und1 shows a burner control circuit according to the invention with a photoelectric coupling between a low-voltage control circuit and a mains voltage circuit for a burner motor and an ignition device, and
Fig. 2 eine erfindungsgemäße Brennerregelanordnung mit einer magnetischen Kopplung zwischen einer Niederspannungs-Regelschaltung und einer Netzspannungsschaltung für einen Motor und eine Tündeinrichtung.Fig. 2 shows a burner control arrangement according to the invention with a magnetic coupling between a low voltage control circuit and a line voltage circuit for a Engine and an ignition device.
In der Fig. 1 hat eine Netzspannungsschaltung eine Leitung 20 und eine Leitung 21, die über die Primärwicklung eines Transformators 22 verbunden sind. Ein Brennermotor 24 zur Einspeisung von ÖlIn FIG. 1, a line voltage circuit has a line 20 and a line 21 passing through the primary winding of a transformer 22 are connected. A burner motor 24 for feeding in oil
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und Luft in eine Brennkammer ist mit der Leitung 20 über einen Draht 25 und mit der Leitung 21 über eine Sicherung 27 und einen Triac-Schalter Tl verbunden. Eine Zündeinrichtung 28 ist parallel zum Motor 24 angeordnet, so daß der Motor und die Zündeinrichtung gleichzeitig erregt werden.and air in a combustion chamber is connected to conduit 20 via a wire 25 and connected to line 21 via a fuse 27 and a triac switch T1. An ignition device 28 is parallel to the engine 24 arranged so that the engine and the igniter are energized simultaneously.
Der Triac-Schalter Tl umfaßt einen Hauptanschluß MT2, der mit der Sicherung 27 verbunden ist, einen Hauptanschluß MTI, der mit der Leitung 21 verbunden ist, und ein Gatter oder Tor G, das mit einem Steuerglied zur Ansteuerung des Schalters verbunden ist, wenn ein Heizbefehl durch den Temperaturregler vorliegt. Ein Widerstand R2 liegt zwischen den Triac-Anschlüssen G und MTI, um eine fehlerhafte Ansteuerung des Triacs aufgrund zu großer Leckströme bei hohen Temperaturen oder aufgrund elektrisch erzeugter Streurauschsignale auszuschließen. Ein Widerstand Rl und ein Kondensator Cl liegen an den Triac-Anschlüssen MT2 und MTI, um die Anstiegsgeschwindigkeit der Spannung am Triac Tl auf einen sicheren Wert zu begrenzen, wenn das Triac von "ein" nach "aus" schaltet. The triac switch Tl comprises a main terminal MT2, which is connected to the fuse 27, a main terminal MTI, which with the line 21 is connected, and a gate or gate G, which is connected to a control element for controlling the switch, if there is a heating command from the temperature controller. A resistance R2 lies between the triac connections G and MTI in order to avoid a faulty Activation of the triac due to excessive leakage currents at high temperatures or due to electrically generated stray noise signals to exclude. A resistor Rl and a capacitor Cl are located at the triac connections MT2 and MTI to set the slew rate limit the voltage at the triac T1 to a safe value when the triac switches from "on" to "off".
Das Triac Tl ist normalerweise ausgeschaltet oder nicht leitend, wenn der Temperaturregler keine Aufheizung befiehlt. Das Gatter oder Tor G des Triacs Tl ist vorgespannt, um das Triac mittels eines Kollektor stromes von einem Steuertransistor T3 leitend zu machen. Der Kollektor des Transistors T3 ist mit dem Gatter G des Triacs über einen Draht 30 einschließlich eines Widerstandes R3 verbunden. Die Widerstände R3 und R2 gewährleisten eine genaue Gattervorspannung und einen genauen Gatterstrom für das Triac Tl. Die BasisThe triac Tl is normally switched off or non-conductive when the temperature controller does not command heating. The gate or gate G of the triac Tl is biased to conduct the triac by means of a collector current from a control transistor T3 do. The collector of the transistor T3 is connected to the gate G of the triac via a wire 30 including a resistor R3. Resistors R3 and R2 ensure accurate gate bias and gate current for the triac Tl. The base
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des Transistors T3 ist mit dem Emitter eines Fototransistors T2 über einen Leiter 31 verbunden, und der Emitter des Transistors T3 ist über einen Leiter 32 mit einem Draht 33 verbunden.of the transistor T3 is connected to the emitter of a phototransistor T2 a conductor 31 is connected, and the emitter of the transistor T3 is connected to a wire 33 through a conductor 32.
Die Basis des Transistors T2 ist über einen Leiter 35 mit dem Draht 33 verbunden, und der Draht 33 ist über einen Draht 36 mit einem Abgriff auf der Primärwicklung des Transformators 22 verbunden. Der Kollektor des Transistors T2 ist mit einem Widerstand R4 verbunden. Der Fototransistor T2 ist so angeordnet, daß er auf Licht von einer Lumineszenz- oder Leuchtdiode D3 in einer Niederspannungs-Regelschaltung abhängig vom Temperaturregler anspricht. Das von der Diode D3 auf den Transistor T2 einfallende Licht bewirkt, daß ein Basisstrom im Transistor T2 zu fließen beginnt, was dazu führt, daß der Fototransistor leitet, wobei er den kleinen, durch Licht erzeugten Basisstrom in einen größeren Emitterstrom verstärkt. Der Emitterstrom vom Transistor T2 fließt in die Basis des Steuertransistors T3, so daß dieser gesättigt ist und einen Kollektorstrom leitet, um das Triac Tl anzusteuern.The base of the transistor T2 is connected to the wire 33 via a conductor 35, and the wire 33 is connected via a wire 36 to a tap on the primary winding of the transformer 22. The collector of the transistor T2 is connected to a resistor R4. The phototransistor T2 is arranged so that it responds to light from a luminescent or light emitting diode D3 in a low-voltage control circuit depending on the temperature controller. The light incident on transistor T2 from diode D3 causes a base current to begin flowing in transistor T2, causing the phototransistor to conduct, amplifying the small base current generated by the light into a larger emitter current. The emitter current from the transistor T2 flows into the base of the control transistor T3, so that it is saturated and conducts a collector current to drive the triac T1.
Eine Diode Dl und ein Kondensator C2 im Draht 33 dienen als Halbwellen-Stromversorgung für die Gatter-Ansteuerschaltung der Transistoren T2 und T3. Der Widerstand R4 arbeitet als Strombegrenzer für die Transistoren T2 und T3.A diode Dl and a capacitor C2 in the wire 33 serve as a half-wave power supply for the gate drive circuit Transistors T2 and T3. The resistor R4 works as a current limiter for the transistors T2 and T3.
Ein Widerstand R5 liegt zwischen den Leitern 31 und 33, und ein Kondensator C6 ist im Leiter 35 vorgesehen. Der Widerstand R5 und der Kondensator C6 gewährleisten eine Stabilisierung der in einerA resistor R5 is interposed between conductors 31 and 33 and a capacitor C6 is provided in conductor 35. The resistor R5 and the capacitor C6 ensure a stabilization of the in one
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"Darlington-Schaltung" hoher Verstärkung verbundenen Transistoren T3 und T4."Darlington pair" high gain connected transistors T3 and T4.
Ein Niederspannungs-Steuerglied liegt an der Sekundärseite des Transformators 22. Das Niederspannungsglied umfaßt einen Temperaturregler einschließlich eines normalerweise geöffneten thermostatischen Schalters 40 (thermostatischer Arbeitsschalter), der abhängig von einer abfallenden Umgebungstemperatur schließt, um eine Aufheizung zu befehlen. Das Niederspannungsglied umfaßt weiterhin eine lichtempfindliche Cadmium-Fotowiderstand-Flammendetektorzelle 42, die neben einem Brenner 43 angeordnet ist, so daß die Zelle auf das Vorliegen einer Flamme im Brenner anspricht. Die Zelle 42 hat einen relativ hohen Widerstand, in der Größenordnung von 5OkO, bei Dunkelheit und ohne Flamme im Brenner 43, und einen relativ niedrigen Widerstand von 300 - 2000 CX ,abhängig von der Entfernung zwischen der Zelle und der Flamme, wenn der Brenner gezündet ist.A low-voltage control element is located on the secondary side of the transformer 22. The low-voltage element comprises a temperature controller including a normally open thermostatic switch 40 (thermostatic operating switch) which closes in response to a falling ambient temperature in order to command heating. The low voltage member further comprises a photosensitive cadmium photoresistive flame detector cell 42 which is arranged adjacent to a burner 43 so that the cell is responsive to the presence of a flame in the burner. The cell 42 has a relatively high resistance, on the order of 50 kΩ, in the dark and with no flame in the burner 43, and a relatively low resistance of 300-2000 CX , depending on the distance between the cell and the flame when the burner is lit. is.
Vorzugsweise ist die Brenner regelschaltung in einem geeigneten Gehäuse vorgesehen, das durch Strichlinien 45 angedeutet ist, wobei lediglich der Brennermotor 24, die Zündeinrichtung 28, der Thermostat oder Temperaturregler 40 und die Cadmiumzelle 42 außerhalb des Gehäuses 45 angeordnet sind. Um die Regelschaltung genau mit den äußeren Bauteilen der Anordnung 2U verbinden, hat das Gehäuse 45 einen Anschluß LG für die Stromversorgungsleitung 20, einen Anschluß L für die Stromversorgungsleitung 21 und einen Anschluß M für den Motor 24 und die Zündeinrichtung 28. Zusätzlich weist das Gehäuse Anschlüsse T für den Temperaturregler und Anschlüsse F für die Flammenfühlerzelle 32 auf.The burner control circuit is preferably in a suitable one Housing provided, which is indicated by dashed lines 45, wherein only the burner motor 24, the ignition device 28, the thermostat or the temperature controller 40 and the cadmium cell 42 are arranged outside the housing 45. To the control circuit exactly connect to the outer components of the assembly 2U, the housing has 45 a connection LG for the power supply line 20, a connection L for the power supply line 21 and a connection M for the motor 24 and the ignition device 28. In addition, the housing has connections T for the temperature controller and connections F for the flame sensor cell 32.
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Die Leuchtdiode D3 und der Fototransistor T2 können in geeigneter Weise als ein lichtempfindliches Relais dargestellt werden, das allgemein mit 46 bezeichnet ist, bei dem die Diode D3 ein Relais-Steuerbauelement und der Transistor T2 ein durch ein Relais gesteuertes Bauelement sind.The light-emitting diode D3 and the phototransistor T2 can be represented in a suitable manner as a light-sensitive relay, the generally indicated at 46, in which the diode D3 is a relay control component and the transistor T2 are a device controlled by a relay.
In dem Niederspannungs-Steuerglied ist die Leuchtdiode D3 so angeschlossen,· daß sie abhängig vom Schließen des thermostatischen Schalters 40 erregt ist, vorausgesetzt, daß andere bestimmte Bedingungen vorliegen,wie dies aus der Beschreibung der Schaltung hervorgeht .In the low-voltage control element, the light-emitting diode D3 is connected in such a way that it is dependent on the closing of the thermostatic Switch 40 is energized, provided that other specific conditions exist, as will be apparent from the description of the circuit .
Das Niederspannungsglied umfaßt einen Sicherheitsschalter mit Ruheschalterkontakten 47 und einer Heizspule 48, die so angeordnet ist, daß eine öffnung der Kontakte 47 nach einer vorbestimmten Zeitdauer in der Größenordnung von 15 - 45 s bewirkt wird. Nachdem die Schalterkontakte geöffnet sind, werden sie im offenen Zustand verriegelt und müssen mittels eines Druckknopfes 49 von Hand zurückgestellt werden, der von außerhalb des Gehäuses 45 zugänglich" ist. Der räumliche Aufbau des Sicherheitsschalters kann gegebenenfalls so sein, wie dieser in der US-PS 3 624 407 beschrieben ist.The low-voltage element includes a safety switch Rest switch contacts 47 and a heating coil 48, which are arranged is that an opening of the contacts 47 after a predetermined period of time on the order of 15-45 s. After the switch contacts are opened, they are locked in the open state and must be reset by hand by means of a push button 49 which is accessible from outside the housing 45 ". The spatial structure of the safety switch can optionally be as described in US Pat. No. 3,624,407.
Um eine Erregung der Leuchtdiode D3 bei einem Heizbefehl zu gewährleisten, ist die Diode über die Sekundärwicklung des Transformators 22 in einer Schaltung vorgesehen, die aufweist einen Draht 50, der von der Sekundärseite (+12) des Transformators zum Sicherheitsschalter 47 führt, einen Draht 51, der vom Sicherheitsschalter 47In order to ensure that the light-emitting diode D3 is excited in the event of a heating command, the diode is connected to the secondary winding of the transformer 22 is provided in a circuit that has a wire 50 that runs from the secondary (+12) of the transformer to the safety switch 47 leads, a wire 51 from the safety switch 47
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zum Temperaturregler führt, einen Draht 52, der vom Temperaturregler wegführt, einen Draht 54, der vom Draht 52 zur Diode D3 führt, einen Draht 55, der von der Diode D3 zu einem elektronischen Schalter T4, vorzugsweise einem gesteuerten Siliziumgleichrichter oder Thyristor führt, und einen Draht 56, der vom gesteuerten Siliziumgleichrichter T4 zur Sekundärseite des Transformators (θ) zurückführt. Ein Widerstand R7 liegt zwischen den Drähten 54 und 56 und zieht einen Strom durch den Temperaturregler, wenn dieser geschlossen ist, bevor der gesteuerte Siliziumgleichrichter T4 leitet. Eine Diode D2 und ein Widerstand R8 sind im Draht 54 angeordnet. Ein Leiter 58 ist mit dem Draht 54 verbunden und umfaßt einen Stromversorgungskondensator C 3-. Ein Widerstand R9 liegt über dem Kondensator zwischen dem Draht 54 und dem Leiter 58. Ein Strombegrenzerwiderstand RIO ist im Draht 54 in einer Schaltung mit der Diode D3 vorgesehen.leads to the temperature controller, a wire 52 from the temperature controller leads away, a wire 54, which leads from the wire 52 to the diode D3, a wire 55, which leads from the diode D3 to an electronic Switch T4, preferably a silicon controlled rectifier or thyristor, and a wire 56 leading from the silicon controlled rectifier T4 returns to the secondary side of the transformer (θ). Resistor R7 is between wires 54 and 56 and draws a current through the temperature regulator when it is closed is before the silicon controlled rectifier T4 conducts. A diode D2 and a resistor R8 are arranged in the wire 54. A conductor 58 is connected to wire 54 and includes a power supply capacitor C 3-. A resistor R9 is across the capacitor between wire 54 and conductor 58. A current limiter resistor RIO is provided in wire 54 in a circuit with diode D3.
Während der positiven Halbperiodenschwingungen der Sekundärspannung des Transformators (+12) leitet die Diode D2, wodurch der Stromversorgungskondensator C 3 über den Widerstand R8 auf ungefähr +17 V aufgeladen wird. Der Kondensator speist während negativer Halbperiodenschwingungen in der Sekundär wicklung, des Transformators Strom zur Diode D3, wenn das Glied T4 leitet. Der Widerstand R9 dient zur vollständigen Entladung des Kondensators C 3 nach der Öffnung des Temperaturreglers und der Ausschaltung des Gliedes T4 des hohen Impedanzzustandes.During the positive half-cycle oscillations of the secondary voltage of the transformer (+12) conducts the diode D2, reducing the power supply capacitor C 3 through the resistor R8 to approximately +17 V is charged. The capacitor feeds during negative half-cycle oscillations in the secondary winding, the transformer Current to diode D3 when member T4 conducts. The resistor R9 is used to completely discharge the capacitor C 3 after Opening of the temperature regulator and disconnection of the T4 element of the high impedance state.
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Um eine Ansteuerung des gesteuerten Siliziumgleichriehters oder Thyristors T4 zu gewährleisten, führt ein Draht 60 von den Sicherheitsschalterkontakten 47 zur Heizspule 48, und ein Draht 61 führt von der Heizspule zu einem zweiten elektronischen Schalter T5, ebenfalls vorzugsweise einem gesteuerten Siliziumgleichrichter oder Thyristor. Das Gatter oder Tor des gesteuerten Siliziumgleichriehters T5 ist über einen Draht 63 mit der Flammenfühler zelle 42 verbunden, und ein Draht 64 verbindet die Zelle 42 mit der Sekundärwicklung (-6) des Transformators.In order to ensure control of the controlled silicon alignment device or thyristor T4, a wire 60 leads from the Safety switch contacts 47 to heating coil 48, and a wire 61 leads from the heating coil to a second electronic switch T5, also preferably a controlled silicon rectifier or thyristor. The gate of the controlled silicon tie-in line T5 is connected to the flame sensor cell 42 by a wire 63, and a wire 64 connects the cell 42 to the secondary winding (-6) of the transformer.
Die Kathode des gesteuerten Siliziumgleichriehters T5 ist über einen Draht 66 mit dem Gatter des gesteuerten Siliziumgleichriehters T4 verbunden, so daß der gesteuerte Siliziumgleichrichter T5 den gesteuerten Siliziumgleichrichter T4 ansteuern kann. Ein mit der Leitung 61 verbundener kondensator C4 dämpft Streurauschsignale aufgrund von Kontaktprellen der Sicherheitsschalter kontakte 47 und der Kontakte des Temperaturreglers 40. Auf ähnliche Weise schließt ein mit dem Gatter des gesteuerten Siliziumgleichriehters T5 verbundener Kondensator C5 Streurauschsignale am Gatter des gesteuerten Siliziumgleichriehters T5 aus. 'The cathode of the controlled silicon aligner T5 is over a wire 66 connected to the gate of the silicon controlled rectifier T4, so that the silicon controlled rectifier T5 the controlled Can drive silicon rectifier T4. A capacitor C4 connected to line 61 attenuates stray noise signals due to of contact bouncing of the safety switch contacts 47 and the Temperature controller contacts 40. Similarly, includes Capacitor C5 connected to the gate of the controlled silicon aligner T5. Stray noise signals at the gate of the controlled silicon aligner T5 off. '
Ein Draht 68 liegt zwischen dem Leiter 54 und dem Leiter 63 und umfaßt einen Widerstand RIl, der zusammen mit einem Widerstand R14 im Draht 63 und einem geerdeten Widerstand Rl 5 eine Widerstandsvorspannungsschaltung zur Steuerung des Gatters des gesteuerten Siliziumgleichriehters T5 bildet. Wenn keine Flamme im Brenner vorhanden ist, hat die Cadmiumzelle 42 einen sehr hohenA wire 68 lies between the conductor 54 and the conductor 63 and includes a resistor RIl, which together with a resistor R14 in wire 63 and a grounded resistor Rl 5 form a resistor bias circuit forms for controlling the gate of the controlled silicon aligning device T5. If there is no flame in the Burner is present, the cadmium cell 42 has a very high
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Widerstand in der Größenordnung, von 50 £2, und ein derartig hoher Widerstandswert bewirkt, daß die Gatter-Kathoden-Strecke des gesteuerten Siliziumgleichrichters T5 durch die Widerstandsschaltung RIl, R14 und R15 während positiver Halbperiodenschwingungen der Transformator wicklung (+12) in Durchlaßrichtung vorgespannt ist« Der gesteuerte Siliziumgleichrichter T5 empfängt einen ausreichenden Gatterstrom und eine ausreichende Gatterspannung * um so lange angesteuert zu bleiben, wie die FlammenfüMerzelle 42 in ihrem dunklen Zustand verbleibt, was anzeigt, daß keine Flamme im Brenner 43 vorliegt«Resistance on the order of 50 pounds 2, and that high Resistance causes the gate-cathode path of the controlled Silicon rectifier T5 through the resistor circuit RIl, R14 and R15 during positive half-cycle oscillations Transformer winding (+12) is forward biased « The silicon controlled rectifier T5 receives a sufficient one Gate current and a sufficient gate voltage * that long to remain driven, like the flame detector cell 42 in their dark state remains, which indicates that there is no flame in burner 43 «
Die Ansteuerung des gesteuerten Siliziumgleichrichters T5 bewirkt j wie oben beschrieben wurde, daß dieser einen Strom über das Widerstands-Aufheizbauelement 48 im Sicherheitsschalter führt. Das Aufheizbauelement seinerseits ist so angeordnet, daß es einen Bimetallstreifen im Sicherheitsschalter erwärmt, der zuletzt die Schalterkontakte 47 öffnet, wenn der Bimetallstreifen eine vorbestimmte Temperatur erreicht. Die Zeit-Temperatur-Kennlinie des Sicherheitsschalters ist so ausgelegt, daß dieser ungefähr 15 - 45 s nach einer kontinuierlichen Aufheizung durch das Bauelement 48 öffnet. Wenn so keine Flamme im Brenner 43 in der dem Schließen dem Temperaturreglerkontakte von 15 - 45 s folgenden Zeitdauer vorliegt, dann öffnen die Sicherheitskontakte 47, um den Strom zur Niederspannungssteuerung zu unterbrechen. Wenn einmal die Sicherheitsschalterkontakte geöffnet sind, bleiben sie geöffnet, und die gesamte Regelung ist abgeschaltet, bis der Sicherheitsschalter von Hand zurückgestellt wird.The activation of the controlled silicon rectifier T5 has the effect, as described above, that it generates a current via the Resistance heating component 48 leads in the safety switch. That The heating component is arranged in such a way that it heats a bimetallic strip in the safety switch, which lasts the switch contacts 47 opens when the bimetal strip reaches a predetermined temperature. The time-temperature characteristic of the safety switch is designed in such a way that it takes about 15 - 45 s after a continuous heating by the component 48 opens. If so There is no flame in the burner 43 in the period of 15 - 45 s following the closing of the temperature control contacts, then open the safety contacts 47 to interrupt the current to the low voltage control. If once the safety switch contacts are open, they remain open and the entire control system is switched off until the safety switch is reset manually will.
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Während der zur Öffnung der Sicherheitsschalterkontakte erforderlichen Zeitdauer von 15 - 45 s leitet der gesteuerte Siliziumgleichrichter C 5 einen Strom über einen Widerstand R13 und einen überzähligen Widerstand R6, der mit dem Leiter 66 verbunden ist, so daß eine ausreichende Spannung an diesem vorliegt, um den gesteuerten Siliziumgleichrichter T4 über dessen Gatter und einen Widerstand R12 anzusteuern, der den Strom zum Gatter steuert. Wenn der gesteuerte Siliziumgleichrichter T4 leitet, dann ist eine Schaltung vollständig für die Leuchtdiode D3 aufgebaut, so daß diese Licht überträgt, um die Brennerregelung zu erregen. Nach der Ansteuerung bleibt der gesteuerte Siliziumgleichrichter T4 in seinem leitenden Zustand, bis die Kontakte des Temperaturreglers 40 oder die Sicherheitsschalterkontakte 47 öffnen oder der Strom auf die Netzspannung sVersorgung abgefallen ist.During the time required to open the safety switch contacts The controlled silicon rectifier conducts for a period of 15 - 45 s C 5 a current through a resistor R13 and an excess resistor R6 connected to the conductor 66, so that there is sufficient voltage across it to control the controlled To control silicon rectifier T4 via its gate and a resistor R12, which controls the current to the gate. if the controlled silicon rectifier T4 conducts, then a circuit is completely set up for the light-emitting diode D3, so that this light transmits to energize the burner control. After activation, the controlled silicon rectifier T4 remains in its conductive state State until the contacts of the temperature controller 40 or the safety switch contacts 47 open or the current has dropped to the mains voltage ssupply.
Wenn eine Flamme im Brenner 43 während der Versuchsperiode von 15 - 45 s vor der Öffnung der Sicherheitsschalterkontakte 47 vorhanden ist, was normalerweise der Fall ist, wenn die Regelanordnung genau arbeitet, dann wird der Widerstandswert in der Flammenfühlerzelle 42 auf einen niedrigen Wert zwischen 300 und 2000 abhängig von der Nähe der Zelle zur Flamme verringert. Der niedrige Widerstandswert in der Flam menfühler zelle kehrt die Vorspannung am Gatter-Kathoden-Übergang des gesteuerten Siliziumgleichrichters T5 um, wodurch der gesteuerte Siliziumgleichrichter T5 ausgeschaltet wird. Wenn der Schalter T5 nicht leitet, dann wird keine Energie durch das Heizbauelement 48 im Sicherheitsschalter verbraucht, so daß dieses abkühlt, und die Kontakte 47 verbleiben in ihrem normalerweise ge-If there is a flame in burner 43 during the trial period available from 15 - 45 s before the safety switch contacts 47 open is, which is normally the case, if the control arrangement is working precisely then the resistance value in the flame sensor cell 42 decreased to a low value between 300 and 2000 depending on the proximity of the cell to the flame. The low resistance value In the flame sensor cell, the bias voltage at the gate-cathode junction is reversed of the silicon controlled rectifier T5, whereby the silicon controlled rectifier T5 is switched off. If the switch T5 does not conduct, then no energy is consumed by the heating element 48 in the safety switch, so this cools, and the contacts 47 remain in their normally used
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schlossenen Zustand (Ruhezustand). -Als Ergebnis arbeitet der Brenner so lange weiter, wie der Temperaturregler eine Aufheizung befiehlt und die Flammenfühlerzelle äne Flamme erfaßt.closed state (idle state). -As a result, the burner works as long as the temperature controller commands heating and the flame sensor cell detects a flame.
Für die Schalterbauelemente Tl - T5 können die folgenden Typen zahlreicher Hersteller verwendet weiden:The following types can be used for the switch components T1-T5 numerous manufacturers use pastures:
Tl : IT210Tl: IT210
T2 : MCT-26T2: MCT-26
T3 : 2N5305T3: 2N5305
T4 : C103Y, 2N5060, TIC44T4: C103Y, 2N5060, TIC44
T5 : C103Y, T1C44.T5: C103Y, T1C44.
Für die Dioden Dl und D2 können die folgenden Typen zahlreicher Hersteller verwendet werden:The following types from numerous manufacturers can be used for the diodes Dl and D2:
Dl : 1N4148 D2 : DT230F, 1N4148.Dl: 1N4148 D2: DT230F, 1N4148.
Die Kondensatoren Cl - C6 haben im allgemeinen die folgenden Werte:The capacitors Cl-C6 generally have the following Values:
Cl C2 C3 C4 C5 C6Cl C2 C3 C4 C5 C6
0,1 mF 400 V 220 mF 25 V 100 mF 25 V 0,1 mF 0,001 Mf 390 pF0.1 mF 400 V 220 mF 25 V 100 mF 25 V 0.1 mF 0.001 Mf 390 pF
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* Keramik* Ceramics
Die Widerstände Ri - R15 haben ungefähr folgende Werte:The resistances Ri - R15 have approximately the following values:
Wenn zusammenfassend kein Aufheizbefehl vorliegt, dann sind die Schalterkontakte des Temperaturreglers" 40 normalerweise geöffnet, und die Bauelemente der Anordnung sind in Ruhestellung. Wenn der Temperaturreglerschalter geschlossen ist, besteht eine Verbindung über den Draht 68 zur Gatterschaltung des gesteuerten Siliziumgleichrichters T5. Wenn die Flammenfühlerzelle genau arbeitet und keine Flamme vorliegt, dann bewirkt der hohe Wider stands wert in der Zelle, daß der gesteuerte Siliziumgleichrichter T5 zur Ansteuerung des gesteuerten Siliziumgleichrichters T4 leitet. Es besteht eine Ver-If, in summary, there is no heating command, then the switch contacts of the temperature controller "40 are normally open, and the components of the arrangement are in the rest position. When the temperature control switch is closed, there is a connection via wire 68 to the gate circuit of the silicon controlled rectifier T5. When the flame sensor cell works accurately and If there is no flame, the high resistance value in the Cell that the controlled silicon rectifier T5 conducts to control the controlled silicon rectifier T4. There is a
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bindung über die Sicherheitsschalterkontakte 47 und den Temperaturregler, um die Leuchtdiode D3 zu erregen, wenn der gesteuerte Silizium gleichrichter T4 leitend ist. Eine Erregung der Diode D3 bewirkt eine Übertragung von Licht zum Fototransistor T2. Der Emitterstrom des Transistors T2 bewirkt, daß der Transistor T3 leitend ist. Der Kollektorstrom vom Transistor T3 spannt das Gatter G des Triacs Tl vor, so daß das letztere leitend ist, um den Brennermotor 24 und die Zündeinrichtung 28 zu erregen. Der Motor treibt eine Pumpe zur Einspeisung des Brennstofföls in den Brenner 43 an, und die Zündeinrichtung bewirkt eine Zündung dieses Brennstoffes. Das. Vorliegen einer Flamme verringert den Widerstandswert in der Flammenfühlerzelle 42, wodurch der gesteuerte Siliziumgleichrichter T5 nichtleitend wird. Die Heizspule 48 ist abgeschaltet, und die Sicherheitsschalterkontakte 47 bleiben geschlossen.connection via the safety switch contacts 47 and the temperature controller, to energize the light emitting diode D3 when the controlled silicon rectifier T4 is conductive. Excitation of the diode D3 causes a transmission of light to the phototransistor T2. The emitter current of the transistor T2 causes the transistor T3 to be conductive. The collector current from transistor T3 biases gate G of the Triacs Tl before, so that the latter is conductive in order to excite the burner motor 24 and the ignition device 28. The engine drives one The pump for feeding the fuel oil into the burner 43 starts and the ignition device ignites this fuel. That. The presence of a flame reduces the resistance value in the flame sensor cell 42, whereby the silicon controlled rectifier T5 becomes non-conductive. The heating coil 48 is switched off, and the safety switch contacts 47 remain closed.
Wenn aus irgendeinem Grund der normalerweise erwartete und oben beschriebene Betriebsablauf nicht durchgeführt und keine Flamme im Brenner 43 gezündet wird, hält der hohe Widerstandswert in der nicht belichteten Flammenfühlerzelle 42 den gesteuerten Siliziumgleichrichter T5 leitend, bis das Heizbauelement 48 die Sicherheitsschalterkontakte 47 öffnet, wodurch die Anordnung außer Betrieb gesetzt wird, bis sie einen "manuellen" Befehl empfängt.If for any reason the normally expected operating sequence described above has not been carried out and there is no flame is ignited in the burner 43, the high resistance value in the unexposed flame sensor cell 42 keeps the controlled silicon rectifier T5 conductive until the heating component 48 opens the safety switch contacts 47, whereby the arrangement is put out of operation, until it receives a "manual" command.
Bei der beschriebenen Anordnung sind in vorteilhafter Weise der Flammenfühler und der Temperaturregler mit Niederspannungsschaltungen verbunden, die vollständig von der 110-V- oder 220-V-Netzspannung getrennt sind, indem das lichtempfindliche Relais eine foto-In the arrangement described, the flame sensor and the temperature controller are advantageously with low-voltage circuits connected entirely by the 110 V or 220 V mains voltage are separated by the light-sensitive relay having a photo
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elektrische Kopplung zwischen der Niederspaiinungsschaltung und der Netzspannungsschaltung vorsieht. Dies bewirkt eine erschütterungsfeste Anlage für die äußere Verdrahtung zur Regelung- Die fotoelektrische Relaiskopplung der Niederspannungsschaltung undefer Netzspannungsschaltung besteht aus sehr zuverlässigen Festkörpereinrichtungen mit einer extrem hohen Lebensdauer. Die Anordnung hat eine mittlere Zeitdauer zwischen Ausfällen in der Größenordnung von 24 000 Betriebsstunden und in der Größenordnung von 100 000 Betriebsvorgängen bei einer ungünstigen Temperatur, bei Erschütterungen und bei Feuchtigkeit -electrical coupling between the low voltage circuit and the Mains voltage circuit provides. This creates a vibration-proof system for the external wiring for the control - the photoelectric Relay coupling of the low-voltage circuit undeferred mains voltage circuit consists of very reliable solid state devices with an extremely long service life. The arrangement has a medium one Time between failures on the order of 24,000 hours of operation and on the order of 100,000 operations at an unfavorable temperature, vibrations and moisture -
Die beschriebene Anordnung gewährleistet einen sicheren Betrieb bei Störungen. Wenn ein Versagen,vorliegt, wie wenn beispielsweise die Anschlüsse T des Temperaturreglers kurzgeschlossen und die Anschlüsse F des Flammenfühlers geöffnet sind, kann die Brennerregelung einschalten, aber sie arbeitet nicht langer als die Zeit, die für die Heizspule 48 erforderlich ist, um die Sicherheitsschalterkontakte 47 zu öffnen, da keine Verringerung des Widerstandswertes vorliegt, um den gesteuerten Siliziumgleichrichter T5 zu sperren. Wenn die Flammenfühler anschlüsse F kurzgeschlossen sind, beginnt die Brennerregelung nicht zu arbeiten, da der gesteuerte Silizium gleichrichter T5 gesperrt ist. Diese aufeinanderfolgende Sicherheitsprüfung gewährleistet, daß der Flammenfühler genau arbeitet, bevor die Anordnung in Betrieb gesetzt wird, wenn der Temperaturregler eine Aufheizung befiehlt.The arrangement described ensures safe operation in the event of malfunctions. When there is a failure, such as when, for example the connections T of the temperature controller are short-circuited and the connections F of the flame sensor are open, the burner control turn on, but it does not operate longer than the time it takes for the heating coil 48 to clear the safety switch contacts 47 to open, since there is no reduction in the resistance value in order to block the controlled silicon rectifier T5. If the flame sensor connections F are short-circuited, begins the burner control does not work because the controlled silicon rectifier T5 is blocked. This sequential safety check ensures that the flame scanner is working accurately before the arrangement is put into operation when the temperature controller commands heating.
Die Zündeinrichtung 28 ist während des Betriebes des Motors konstant erregt. Wenn dort ein nergieverlust eintritt, startet die Regelung die Anordnung erneut, wenn wieder Energie vorliegt.The ignition device 28 is during operation of the engine constantly excited. If there is a loss of energy there, the control starts the arrangement again when there is energy again.
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Im folgenden wird das Ausführungsbeispiel der Fig. 2 näher erläutert :The exemplary embodiment of FIG. 2 is explained in more detail below :
Das in der Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel gleicht dem in der Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel mit der Ausnahme, daß das bei der Regelung der Fig. 1 vorgesehene fotoelektrisch? Relais 46 weggelassen ist, zusammen mit der Schaltung zur Verstärkung des fotoelektrischen Signals; und statt dessen ist ein elektromagnetisches Relais 70 einschließlich einer Spule 72 und Schalterkontakten 74 vorgesehen. Die übrigen Bauelemente der in der Fig. 2 dargestellten Anordnung entsprechen im wesentlichen den gleichen Bauelementen in Fig. 1 und sind mit den gleichen Bezugszeichen (strichliert) versehen. Die Spule 72 arbeitet als Relaissteuer-Bauelement anstelle der Leuchtdiode D3, und der Schalter 74 arbeitet als ein relaisgesteuertes Bauelement , das anstelle des Fototransistors T2 und dessen Verstärkerschaltung direkt mit dem Gatteranschluß G ' des Triacs Tl' verbunden ist. Ein Draht 75 führt von der Sicherung 27' über den Relaisschalter 74 zum Gatteranschluß G' des Triacs Tl'.The embodiment shown in Fig. 2 is similar to the embodiment shown in Fig. 1 with the exception that the in the scheme of FIG. 1 provided photoelectrically? Relay 46 omitted is, along with the circuit for amplifying the photoelectric Signals; and instead an electromagnetic relay 70 including a coil 72 and switch contacts 74 is provided. The other components of the arrangement shown in FIG. 2 essentially correspond to the same components in FIG Fig. 1 and are provided with the same reference numerals (dashed lines). The coil 72 works as a relay control component instead of the light emitting diode D3, and switch 74 operates as a relay controlled device , which instead of the phototransistor T2 and its amplifier circuit is connected directly to the gate terminal G 'of the triac Tl' is. A wire 75 leads from the fuse 27 'via the relay switch 74 to the gate connection G' of the triac Tl '.
Diese Schaltung hat den Vorteil einer Verringerung der Steuerbauelemente, die dem Triac-Schalter zugeordnet sind, der den Brennermotor und die Zündeinrichtung steuert. Das Relais 70 kann ein durch eine Spule gesteuerter Quecksilberschalter des Typs sein, der durch die Fa. Fifth Dimension, Inc. of Princeton, New Jersey (USA) hergestellt und "LOGCELL" genannt wird. In diesem "LOGCELL"-Schalter hat ein länglicher Kern für die Spule einen mit Quecksilber be-This circuit has the advantage of reducing the number of control components associated with the triac switch that controls the burner motor and the ignition device. The relay 70 may be a coil controlled mercury switch of the type manufactured by Fifth Dimension, Inc. of Princeton, New Jersey (USA) and called "LOGCELL". In this "LOGCELL" switch, an elongated core for the coil has a mercury-filled
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schichteten Anschluß in einer abgedichteten Kappe, die einen biegsamen Feder scheibenkontäct enthält, der in den Anschluß eingreift, um eine auf die Erregung der Spule ansprechende Schcitung zu sehließen. Die in der Fig. 2 dargestellte Schaltung hat die Zuverlässigkeits-, Stoßfestigkeits- und Störungs-Sicherheits-Kennlinien, wie diese anhand der Fig. 1 erläutert wurden.layered connector in a sealed cap that has a pliable Contains spring washer contact which engages the terminal to see a Schcitung responsive to the excitation of the coil. The circuit shown in FIG. 2 has the reliability, shock resistance and interference safety characteristics, as these are based on of Fig. 1 were explained.
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