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Die Erfindung betrifft eine Zündvorrichtung für brennbare Gase mit einer an eine Funkenstrecke angeschlossenen, aus piezoelektrischen Elementen gebildeten Piezoeinheit, die in einem stabilen Rahmen angeordnet ist, wobei zwischen einer Druckauflage der Piezoeinheit und einer Gegenauflage am Rahmen ein kurvenförmig profilierter, mindestens eine Druckfläche aufweisender und mit einem Hebel betätigbarer Wälzkörper zur Ausübung eines Druckes auf die Piezoeinheit angeordnet ist.
Bei den bekannten Zündvorrichtungen dieser Art wird der Druck auf das Piezoelement durch eine Kniehebelwirkung vom Wälzkörper und der im Rahmen schwenkbar gelagerten Piezoeinheit erreicht. So ist bekannt, für das druckmässige Beaufschlagen der Piezoeinheit den Wälzkörper aus einem Abflachungen aufweisenden Bolzen oder einer Walze herzustellen, der bzw. die mittels eines Hebels verschwenkbar ist und beim Verschwenken gegen den Rahmen und der in diesem schwenkbaren Piezoeinheit durch die Kanten der Abflachung eine Kniehebelwirkung ausübt und damit auf die Piezoeinheit drückt (AT-PS Nr. 333928, DE-PS Nr. 1488892 und FR-Ps Nr. 2. 121. 627). Statt einer Walze wurde auch schon ein einen quadratischen Querschnitt aufweisendes Prisma als Wälzkörper vorgeschlagen (AT-PS Nr. 321445).
Bei einer Zündvorrichtung mit einer kreiszylindrischen Walze als Wälzkörper wurde vorgesehen, diese mittels eines Hebels gegen eine konvergierende Fläche abzurollen, um den notwendigen Druck auf die Piezoeinheit auszuüben (DE-OS 1613866). Die Kniehebelwirkung für den Druck auf die Piezoeinheit bei Zündvorrichtungen wurde auch durch zylindrische oder kugelförmige Druckstücke erreicht, die in einer mittels Hebel betätigbaren Spannwalze, die gegen den Rahmen liegt, und einer gegen die Piezoeinheit liegenden Spannplatte eingebettet sind (AT-PS Nr. 323876).
Es ist auch bekannt, die Piezoeinheit in der Zündvorrichtung unverschwenkbar, also fest anzuordnen, wobei ein zylindrischer oder kugelförmiger lose eingelegter Druckkörper von einem Hebel zwischen konvergierenden Flächen von Piezoeinheit und einer festen Abstützung gedrückt wird (DE-PS Nr. 1224075).
Bei allen bisher bekannten Zündvorrichtungen wird nur eine geringe Anzahl von Funkenbildungen während einer Hebelbetätigung erzielt, die bei schwer entzündbaren Gasen zu deren Zündung nicht ausreichen.
Um eine geschlossene Funkenreihe, die praktisch einem Dauerfunken gleichkommt, während einer Hebelbetätigung zu erzielen, so dass auch schwer brennbare Gase einwandfrei zündbar sind, weist bei einer einleitend beschriebenen Zündvorrichtung gemäss der Erfindung mindestens die gegen die Druckauflage der Piezoeinheit gerichtete kurvenförmige Druckfläche eines Wälzkörpers fortlaufend abwechselnd Vertiefungen und Erhöhungen, z. B. wellenförmig, sägezahnförmig, für die Erzielung einer geschlossenen Funkenfolge während einer Hebelbetätigung auf, wobei die Vertiefungen und Erhöhungen der Druckfläche des Wälzkörpers parallel zu dessen Schwenkachse auf einer konkaven oder konvexen Kurvenfläche angeordnet sind, deren Radialabstand von der Schwenkachse sich in an sich bekannter Weise allmählich verändert.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemässen Zündvorrichtung ist die die Vertiefungen und Erhöhungen aufweisende Druckfläche auf der Stirnfläche eines segmentförmig ausgebildeten Wälzkörpers vorgesehen, an welchem eine Schwenkachse angeordnet ist, und dass zwischen der Druckauflage und dem segmentförmig ausgebildeten Wälzkörper eine Zwischenrolle angeordnet ist, die in einer Hohlkehle einer in axialer Richtung der Piezoeinheit vorspringenden Wange der Druckauflage der Piezoeinheit gelagert ist.
Um einen geführten Eingriff von Segmentkörper, Zwischenrolle und Druckauflage bei der erfindungsgemässen Zündvorrichtung zu erzielen, ist die Breite der Ringnut der Zwischenrolle zumindest gleich der Breite der Wange der Druckauflage und des Wälzkörpers bemessen.
Ist die Piezoeinheit in der Mitte des Rahmens unverschwenkbar, aber längs ihrer Achse verschiebbar angeordnet, dann ist die Druckfläche konvex ausgebildet und kann gegen eine ebene Fläche der Druckauflage der Piezoeinheit angeordnet und wirksam sein.
Wenn die Piezoeinheit schwenkbar im Rahmen angeordnet ist, dann ist die Druckfläche des Segmentkörpers vorteilhaft konkav ausgebildet.
Nach einer andern Ausführung der erfindungsgemässen Zündvorrichtung sind die Vertiefungen und Erhöhungen auf gegenüberliegenden Druckflächen einer Walze gegen die Druckauflage und Gegenauflage gerichtet angeordnet, wobei die Druckauflage und/oder Gegenauflage gleichfalls an ihrer gegen die Walze gerichteten Fläche mit gleichgerichteten Vertiefungen und Erhöhungen versehen ist.
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Der in an sich bekannter Weise als zylindrische Walze ausgebildete, die Vertiefungen und Erhöhungen aufweisende Wälzkörper kann erfindungsgemäss in Seitenschilden des Rahmens exzentrisch gelagert sein.
Die Seitenschilde von dem an der Walze in an sich bekannter Weise befestigten Hebel können dabei lagegesichert sein. Die Piezoeinheit kann dabei schwenk- oder verschiebbar im Rahmen angeordnet sein.
In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Zündvorrichtung dargestellt. Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Zündvorrichtung in Ausgangs- und Endstellung der Piezoeinheit bei der Zündfunktion mit einem eine konkave Druckfläche aufweisenden Wälzkörper, die Fig. 3 bis 6 schaubildlich Einzelteile dazu, die Fig. 7 und 8 gleichfalls eine Zündvorrichtung in Ausgangs- und Endstellung, jedoch mit einem eine konvexe Druckfläche aufweisenden Wälzkörper und Fig. 9 letzteren in perspektivischer Darstellung.
In den Fig. 1 und 2 sowie 7 und 8 sind die gleichen Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen u. zw. bezeichnet --1-- den Rahmen der Zündvorrichtung und --2-- deren Piezoeinheit, die aus den beiden piezoelektrischen Elementen --3, 4--, aus der diese umgebenden Isolierhülse --5--, den beiden metallischen und mit der Rahmenmasse kontaktgebenden Druckauflagen --6-- (bzw. 6') und Schwenkauflage --7--, die gegen die Elemente --3 und 4-- liegen, welch letzteren das gemeinsame Kabel --8-zugeordnet ist. Die Piezoeinheit --2-- ist in einem Querteil des Rahmens --1-- mittels einer gegen die Schwenkauflage --7-- gerichteten Stellschraube --9-- schwenkbar gelagert, die mittels einer Mutter --10-gesichert ist und mit der der Druck auf die Piezoeinheit einstellbar ist.
Im andern Querteil des Rahmens - ist eine Gegenauflage --11-- (bzw. 12) vorgesehen, gegen die sich der Wälzkörper abstützt, der mit einem Hebel --15-- zum Betätigen des Wälzkörpers fix verbunden ist.
Gemäss den Fig. 1 und 2 ist der Wälzkörper als Segmentkörper --16-- (s. Fig. 4) ausgebildet, der eine Schwenkachse --17-- aufweist, mit der er in einer Rille-18-der Gegenauflage-11- (Fig. 3) abgestützt bzw. gelagert ist, wobei letztere quer zur Rille --18-- eine mittlere Nut --20-- aufweist, in der der obere Teil des Segmentkörpers --16-- frei bewegbar ist.
Der Segmentkörper weist an seiner Stirnfläche eine konkave Kurvenfläche --19-- als Druckfläche auf, an der fortlaufend und abwechselnd sowie parallel zur Schwenkachse --17-- des Segmentkörpers --16-- Vertiefungen und Erhöhungen angeordnet sind, die beim Verschwenken des Segmentkörpers --16-- gegen die Piezoeinheit --2-- druckmässig ganz kurzzeitig nacheinander wirksam sind und demnach fortlaufend einen hochgespannten Stromstoss nach dem andern in den piezoelektrischen Elementen --3, 4-- erzeugen, so dass an der nicht dargestellten, an sich bekannten Funkenstrecke eine praktisch geschlossene Funkenreihe entsteht.
Um beim Betätigen des Segmentkörpers --16-- nur eine ganz geringe Reibung zwischen diesen und der Piezoeinheit --2-- bzw. deren Druckauflage --6-- zu erzielen, ist die Druckfläche --19-- gegen eine mittlere abgesetzte Ringnut --21-- deiner Zwischenrolle --22-- (Fig.5) wirksam, die mit dieser Ringnut --21-- in einer Hohlkehle --23-- einer in axialer Richtung der Piezoeinheit --2-- vorspringenden Wange - -24-- der Druckauflage --6-- (Fig. 6) der Piezoeinheit gelagert ist. Dabei ist die Breite des Segment- körpers --16-- und der Wange --24-- der Druckauflage --6-- für einen geführten Eingriff in der Ringnut --21-- der Zwischenrolle --22-- gleich oder geringfügig kleiner als die Breite der Ringnut --21-bemessen.
Durch diese Anordnung ist der Segmentkörper --16-- in der Ringnut --21-- geführt, der wieder durch die Wange --24-- gesichert ist, so dass eine sichere Funktion der Zündvorrichtung gewährleistet ist.
In der Ausgangslage (Fig. 1) ist die Piezoeinheit --2-- verschwenkt und liegt gegen den Rahmen - -1--. Beim Bewegen des Segmentkörpers --16-- mittels des Hebels --15-- wird die Piezoeinheit --2-- in die Rahmenachse --x-- (Fig.2) geschwenkt, wobei sich die Vertiefungen und Erhöhungen der Druckfläche --19-- in der Ringnut --21-- der Zwischenrolle --22-- bewegen und fortlaufend Drücke auf die Piezoeinheit mit dem bereits beschriebenen Effekt erzeugen.
In der Gegenauflage --11-- ist die Rille --18-- ausserhalb der Rahmenachse --x-- angeordnet, so dass nach Aufhören des Hebeldruckes in der Mittellage der Piezoeinheit --2-- von der in dieser gespeicherten Druckenergie eine Kraftkomponente derselben die Piezoeinheit --2-- und den Segmentkörper --16-- in ihre Ausgangslage (Fig. l) selbsttätig zurückführen.
Der Segmentkörper --16-- könnte auch unmittelbar auf die Druckauflage --6-- wirksam sein, wobei dieselbe eine ebene Fläche, gegebenenfalls mit Vertiefungen und Erhöhungen aufweisen kann und die Druckfläche --19-- des Segmentkörpers --16-- entsprechend anders, z. B. konvex geformt sein kann.
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Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 7 und 8 weist der zwischen der Druckauflage ¯-61¯- der Piezoeinheit --2-- und der Gegenauflage --12-- des Rahmens --1-- angeordnete Wälzkörper konvexe Druckflächen auf. Dieser Wälzkörper besteht aus einer, bei Piezozündvorrichtungen an sich bekannten Walze --26--, die an ihren einander gegenüberliegenden Druckflächen --27-- parallel zur Walzenachse angeordneten Vertiefungen und Erhöhungen aufweist (Fig.
9). Die gegen die Walze --26-- gerichteten
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der Walze --26-- zusammenwirken und einerseits ein sicheres Abwälzen der Walze ermöglichen und anderseits im Zusammenwirken mit der Walze --26-- die fortlaufenden Drücke in der Piezoeinheit --2-beim Betätigen des Hebels --15-- erzeugen, der mittels der Ansätze --30-- der Walze --26-- an dieser gegen Drehung gesichert angeordnet ist.
In Vereinfachung dieser Ausführung können die Vertiefungen und Erhöhungen nur auf einer Seite der Walze --26-- bzw. auf der Druckauflage --6'-- oder Gegenauflage --12-- angeordnet sein. Die Walze mit den Vertiefungen und Erhöhungen könnte auch ovalen oder elliptischen Querschnitt aufweisen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Zündvorrichtung für brennbare Gase mit einer an eine Funkenstrecke angeschlossenen aus piezoelektrischen Elementen gebildeten Piezoeinheit, die in einem stabilen Rahmen angeordnet ist, wobei zwischen einer Druckauflage der Piezoeinheit und einer Gegenauflage am Rahmen ein kurvenförmig profilierter, mindestens eine Druckfläche aufweisender und mit einem Hebel betätigbarer Wälzkörper zur
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Wälzkörpers (16 ; 26) parallel zu dessen Schwenkachse auf einer konkaven oder konvexen Kurvenfläche angeordnet sind, deren Radialabstand von der Schwenkachse sich in an sich bekannter Weise allmählich verändert.