AT403089B - Piezoelektrischer mechanismus für gasanzünder - Google Patents

Description

AT 403 089 B

Die vorliegende Erfindung betrifft einen piezoelektrischen Mechanismus für Gasanzünder, mit einem ersten und einem zweiten Teleskopelement, die von einer Rückstellfeder in einer voneinander entfernten Position gehalten werden; einem piezoelektrischen Element, das zwischen einem Amboß und einem Begrenzungsteil unbeweglich angeordnet ist; einem Hammer, der auf das Begrenzungsteil schlägt, um einen Zündfunken zu erzeugen, wobei der Hammer mittels zweier an ihm diametral angeordneter Nasen und mittels entsprechender im ersten Teleskopelement ausgesparter und seitliche Nuten aufweisender longitudinaler Schlitze, die die Nasen aufnehmen, in der Teleskopeinheit verschoben und geführt wird und wobei der schlagvorgang in der letzten Phase des Zusammenschiebens der Teleskopeinheit durch die Auslösung des Hammers ausgeführt wird; einer Kappe, die am freien Ende des zweiten Teleskopelementes angebracht ist; einer Feder, die sich mit einem Ende am Hammer und mit dem anderen Ende an der Kappe abstützt; und einem Mittel zum Zurückhalten des Hammers in einer vom piezoelektrischen Element entfernten Position; wobei in gegenüberliegenden Wänden des zweiten Teleskopelementes jeweils ein Fenster ausgebildet ist, deren in Längsrichtung des zweiten Teleskopelementes einander gegenüberliegende Kanten jeweils abgeschrägt sind, derart, daß eine Bewegung der Nasen entlang einer schrägen Kante durch eine Drehung des Hammers die Freigabe des Mittels zum Zurückhalten des Hammers und die Bewegung der Nasen entlang der anderen Kante eine Drehung des Hammers und ein Einrasten des Nasen in den Nuten bewirkt.

Bei den meisten bekannten piezoelektrischen Mechanismen ist ein Paar von Teleskopelementen vorgesehen, die gegenseitig von einer Feder unterstützt werden, die sie in Ruhe in einer maximal voneinander entfernten Position hält, wobei Mittel vorgesehen sind, die eine zufällige vollständige Abtrennung der beiden Teleskopelemente voneinander verhindern. Mit einem dieser Elemente ist der Kristall oder das piezoelektrische Element, das einen Zündfunken erzeugt, wenn ein Hammer auf es einschlägt, fest verbunden. Das piezoelektrische Element wiederum ist zwischen einem als "Amboß" bezeichneten Metallteil und einem weiteren Teil, das den Schlag des Hammers aufnimmt und als "Zündstiftbasis" oder "Begrenzungsteil" bezeichnet wird, angeordnet. Der Hammer arbeitet dabei in einem axialen Hohlraum des inneren Teleskopkörpers. In seiner Ruheposition wird er durch einen Rückhaltemechanismus im Abstand vom piezoelektrischen Element gehalten. Wenn auf die gesamte Teleskopeinrichtung eine manuelle Kompressionskraft ausgeübt wird, um einen Zündfunken zu erzeugen, wobei die die beiden Teleskopelemente gegenseitig unterstützende Feder zusammengedrückt wird, wird außerdem gleichzeitig eine zweite Feder zusammengedrückt, die anschließend in einem Auslösemoment die Schlagbewegung des Hammers bewirkt, wobei auf diese Weise die Stoßenergie des Hammers erzeugt wird. Zur Führung des Hammers sind in der Wand eines der rohrförmigen Teleskopelemente gegenüberliegende längliche Schlitze vorgesehen, in die jeweils eine von zwei am Hammer diametral angeordneten Nasen eingreift. Im Ruhezustand des Mechanismus wird der Hammer in bezug auf das rohrförmige Teleskopelement durch seine diametralen Nasen in an einem Ende der länglichen Schlitze ausgesparten Haltenuten gehalten, wobei der Hammer in dem Moment, in dem seine diametralen Nasen in diese Nuten eintreten, zu einer Drehbewegung gezwungen wird. Damit der Hammer diese kleine Drehung sowohl beim Verlassen der Haltenuten als auch beim Eintreten in diese Haltenuten nach der Ausführung des Schlages und der erneuten Rückstellung des Mechanismus, d.h. nach dem Ende des Kompressionsvorganges der Teleskopeinrichtung bzw. während ihrer Entspannung, ausführen kann, werden die diametralen Nasen des Hammers mittels schräger Kanten von im anderen Teleskopelement vorgesehenen Fenstern, in welche die Nasen ebenfalls eingreifen, aus diesen Nuten bzw. in diese Nuten gezwungen.

Da im herkömmlichen piezoelektrischen Mechanismus für Gasanzünder derzeit die äußere Form der Teleskopeinrichtung meist prismatisch ist (S- z.B. DE 2 324 286 A und GB 1 385 155 B) und der gesamte Mechanismus in einem zu diesem Zweck im Gasanzünder vorgesehenen Gehäuse untergebracht ist, können die beiden Teleskopkomponenten keine relative Drehung ausführen, was zu einer Konstruktion geführt hat, bei der sowohl der innere Querschnitt des äußeren Elementes als auch der äußere Querschnitt des inneren Elementes nicht kreisförmig ist, sondern eine rechteckige Form besitzt, wodurch die Einsetzung von diametralen Hammerführungsnasen möglich ist, die später eine gedrehte Position einnehmen können, um in im anderen Teleskopelement vorhandene Fenster einzutreten. Diese asymmetrischen Formen haben jedoch einen schwierigen Gießvorgang zur Folge. In anderen Fällen sind die erwähnten Querschnitte kreisförmig, wobei die diametralen Nasen des Hammers in Form eines Zapfens ausgeführt werden, der nach dem Einsetzen des Hammers und bei gleichzeitig auf die Teleskopeinrichtung ausgeübter Kompressionskraft montiert werden muß. Die Montage dieses Zapfens erhöht die Herstellungskosten dieses Teils und die Kosten für die Montage des Mechanismus erheblich.

Aus der Publikation ES 2 014 189 A des Anmelders der vorliegenden Erfindung ist ein piezoelektrischer Mechanismus für Gasanzünder bekannt, in dem die vorgenannten Probleme sowohl in ökonomischer als auch in funktionaler und konstruktiver Sicht gelöst oder wenigsten erfreulich verringert sind. Bei dem gemäß 2

AT 403 089 B dieser Publikation ausgebildeten Mechanismus wird der gesamte Zündvorgang ohne relative Drehbewegung der beiden Teleskopelemente ausgeführt, indem im äußeren Element ein Paar von Nasen vorgesehen ist, die die Funktion eines Klappstiftes aufweisen und die von denselben Schlitzen aufgenommen werden, die im inneren Teleskopelement für die axiale Verschiebung des Hammers vorgesehen sind, so daß diese Schlitze eine Länge aufweisen müssen, die größer als die für die Führung des Hammers notwendige Länge ist. In diesem Mechanismus wird der Pfad des elektrischen Stroms verkürzt, da dieser nur durch den Amboß, das piezoelektrische Element, das Hammerbegrenzungsteil und das äußere Teleskopelement verläuft, wodurch sich dieser Mechanismus von ihm vorhergehenden Mechanismen unterscheidet, da in diesen der elektrische Strom außerdem durch die Federn, die den Hammer und die Teleskopeinrichtung unterstützen, fließt. Obwohl der erwähnte Strompfad kurz ist und der elektrische Strom im Moment der Funkenerzeugung vom Hammerbegrenzungsteil oder vom unteren Sitz des piezoelektrischen Elementes in die Klappstifte des äußeren Teleskopelementes fließt, besteht zwischen den Berührungsflächen dieser Elemente ein geringes Spiel, das Fehlzündungen oder Stromumleitungen durch einen etwas längeren Pfad zur Folge haben kann, insbesondere dann, wenn der Hammer nicht perfekt auf dem Begrenzungsteil und das letztere nicht perfekt auf der Innenseite des piezoelektrischen Elementes sitzen.

In allen Fällen, in denen die den Hammer unterstützende Feder teilweise oder vollständig im Inneren des den Hammer aufnehmenden Teleskopelementes geführt wird, wird diese Feder an ihrem anderen Ende von einer Kappe gehalten, die am freien Ende dieses Elementes befestigt ist und zu diesem Zweck mit Nasen mit Sägezahnquerschnitt versehen ist, die in entsprechende Seitenfenster in gegenüberliegenden Wänden des Teleskopelementes eingesetzt werden, wodurch die Kappe in dieser festen Position unbeweglich gemacht wird.

Es hat sich gezeigt, daß die bekannten piezoelektrischen Mechanismen bei der Teleskopeinrichtung und daran angrenzenden Elementen im Gehäuse des Gasanzünders vor allen in axialer Richtung geringe Zwischenräume aufweisen, die eine unerwünschte Bewegung des Impulsgebers hervorrufen.

Außerdem kann während der Hammerstöße eine geringe Bewegung des piezoelektrischen Mechanismus festgestellt werden, wenn die Kappe oder die innere Grundfläche der Teleskopeinrichtung auf einem Bolzen aufliegt, der aus dem Boden des Gehäuses hervorsteht und, wie bekannt, eine konische Spitze aufweist, die in ein kleines Loch oder eine Vertiefung eingesetzt ist, um eine seitliche Fixierung des piezoelektrischen Mechanismus zu erzielen und der Einrichtung eine gewisse Starrheit zu verleihen. Durch diese Bewegung des piezoelektrischen Mechanismus wird die Gesamtheit der Zwischenräume oder der Lücken festgelegt. Diese geringe Bewegung bildet auch den Grund dafür, daß der piezoelektrische Mechanismus seine Ruheposition nicht effizient einnehmen kann. Zur Lösung dieses Problems hat man trotz der komplizierten Konstruktion und damit der Verteuerung des Gerätes eine zusätzliche Feder angebracht, die zwischen dem Boden des Gehäuses des piezoelektrischen Elementes und der unteren Kappe desselben angeordnet ist. Diese Feder ist in einigen der bekannten Typen von piezoelektrischen Mechanismen notwendig, um während der Hin- und Herbewegung des Gabelrings während der Betätigung des Gasbrenners eine Gaszufuhr zu ermöglichen.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen piezoelektrischen Mechanismus eingangs erwähnter Art zu schaffen, bei dem die beiden Teleskopelemente perfekt geführt sind und jeweils ein symmetrisch geformtes Gehäuse von einfacher Konstruktion besitzen, das die Feder für die Rückstellung in die maximal auseinandergezogene Position der Teleskopeinrichtung umgibt und in dem die den Hammer antreibende Feder während ihrer Bewegung vollständig geführt wird. Weiter sollen möglichst keine Induktionseffekte im Moment der Funkenerzeugung entstehen, indem die äußere Feder eine vom piezoelektrischen Element in axialer Richtung entfernte Position einnimmt. Der Pfad des elektrischen Stroms soll kurz sein, indem durch die Verwendung von nichtleitendem Kunststoff der Strom nur durch die mindestens erforderliche Anzahl von Elementen fließt, wobei so auch die Herstellungskosten gesenkt werden sollen, und es soll im Moment der Erzeugung des Gaszündungsfunkens eine perfekte Mischung des Gases mit der Luft erzielt werden und die Verbrennung optimiert werden. Es soll auch bei diesem piezoelektrischen Mechanismus durch das Begrenzungsteil oder die Aufschlagbasis ein perfekter Aufschlag des Hammers auf dem piezoelektrischen Element gewährleistet sein, um einen Funken von größerer Intensität und Dauer zu erzielen. Schließlich soll auch bei dem piezoelektrischen Mechanismus für einen Gasanzünder das Betriebsverhalten des Gasanzünders verbessert werden, indem das im piezoelektrischen Element bei einer möglichen Anhäufung von Zwischenräumen in der Gesamtheit der verschiedenen Komponenten und zwischen dem piezoelektrischen Mechanismus und dem Anzündergehäuse mögliche axiale Spiel vollständig beseitigt wird, wobei diese Verbesserung ohne Hinzufügung einer zusätzlichen Feder erreicht werden soll.

Dieser Zielsetzung wird erfindungsgemäß durch einen piezoelektrischen Mechanismus eingangs erwähnter Art entsprochen, welcher dadurch gekennzeichnet ist, daß eine relative Drehung des ersten und 3

AT 403 089 B des zweiten Teleskopelementes mittels eines Winkelstücks verhindert wird, das mit einem seiner Schenkel am ersten Teleskopelement angebracht ist, das hierzu mit zwei parallelen und einander diametral gegenüberliegenden Nuten versehen ist, von denen die jeweiligen an den Seiten eines zentralen Schlitzes des Schenkels ausgebildeten Stäbe aufgenommen werden, wobei der zu diesem Schenkel im wesentlichen senkrechte Schenkel des Winkelstücks mit einer der Außenseiten des zweiten Teleskopelementes mit im wesentlichen quadratischem Querschnitt in Berührung ist, und die Rückstellfeder das erste Teleskopelement umgibt und mit einem ihrer Enden am einen Schenkel des Winkelstücks abgestützt wird, während das andere Ende der Rückstellfeder an der Stirnseite des zweiten Teleskopelementes abgestützt ist, daß der elektrische Strom im Moment des Auslösens des Hammers durch einen kurzen Pfad fließt, der durch die folgenden Teile verläuft: Amboß, piezoelektrisches Element, Begrenzungsteil und Winkelstück, wobei der Strom anschließend durch einen Gabelring und einen Brenner fließt, und der parallel zur Mittelachse des Mechanismus orientierte freie Schenkel des Winkelstücks an seinem Ende eine Schrägung aufweist, deren Neigungsgrad die Öffnung des Gasauslasses bestimmt, indem der Gabelring durch die Schrägung während des Zusammenschiebens der Teleskopeinheit in Winkelrichtung verschoben wird.

Durch den zentralen Schlitz im einen Schenkel des Winkelstückes kann das innere Teleskopelement geschoben werden, wobei dieser Schenkel mit zwei diametral gegenüberliegenden parallelen Kerben versehen sein kann, und es wird durch das Winkelstück ein Kontakt mit dem Begrenzungsstück des Hammers hergestellt, und es ist das Begrenzungsstück zwischen dem Hammer und dem Kristall oder dem piezoelektrischen Element angeordnet. Es ist dabei eine bevorzugte Ausführungsform dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe des Winkelstücks beiderseits des zentralen Schlitzes einander gegenüberliegende Aussparungen in Form eines Kreissegments aufweisen, derart, daß der Radius dieser Kreissegmente mit demjenigen des Begrenzungsteils im wesentlichen übereinstimmt, wobei durch diese Aussparungen ein Mittel definiert wird, das ein Herausziehen des Winkelstücks verhindert und der Übertragung des elektrischen Stroms dient.

Durch die vorgesehene Anordnung der Rückstellfeder befindet sich diese Feder stets in einer vom piezoelektrischen Element in axialer Richtung entfernten Position, derart, daß sich das piezoelektrische Element stets auf der jeweils anderen Seite des Begrenzungsstückes befindet als der Federsitz am Winkelstück. Hierbei ist vorzugsweise vorgesehen, daß die Feder, die sich am Hammer abstützt, sich in axialer Richtung in einer von der Rückstellfeder entfernten Position befindet und die Rückstellfeder vom piezoelektrischen Element in axialer Richtung getrennt ist.

Beim erfindungsgemäß ausgebildeten Mechanismus fließt der elektrische Strom über einen kurzen Pfad, der direkt und bei gutem Kontakt von der Basis des Zündstiftes oder vom Begrenzungsstück zum metallischen Winkelstück verläuft, und sohin braucht das äußere Teleskopelement nicht aus einem leitenden Kunststoffmaterial hergestellt zu werden und damit kann deren Aufbau wirtschaftlicher gestaltet werden.

Die Schrägung am Ende des freien Schenkels des Winkelstückes stellt die Gasmenge während des Einschiebevorgangs der Teleskopeinrichtung, in dem der Zündimpulsgeber betätigt und ein Funke erzeugt wird, ein, und es kann damit das Brennen optimiert werden.

Es ist auch ein Vorteil der erfindungsgemäßen Ausbildung des piezoelektrischen Mechanismus darin zu sehen, daß sich bei einem mit einem solchen Mechanismus versehenen Gasanzünder eine Verbesserung des Funktionsverhaltens erzielen läßt, indem ein mögliches axiales Spiel sowohl sowohl im piezoelektrischen Mechanismus aufgrund der Akkumulation von Zwischenräumen in der Gesamtheit der verschiedenen Komponenten als auch zwischen dem piezoelektrischen Mechanismus und der Gasanzünderbaugruppe beseitigt wird, wobei hierfür keine dritte zusätzliche Feder, wie sie bei bekannten Mechanismen zwischen dem Boden des Anzündergehäuses und der Kappe des unteren Teleskopelementes des piezoelektrischen Mechanismus angeordnet ist, benötigt wird.

Eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mechanismus ist dadurch gekennzeichnet, daß die Feder, die sich am Hammer abstützt, in einem axialen zylindrischen Hohlraum im ersten Teleskopelement geführt wird und im Moment des Auslösens des Hammers oder des Zustandes, in dem die Teleskopeinheit am weitesten zusammengeschoben ist, vollständig im Inneren dieses Hohlraums enthalten ist. Es kann solcherart auf baulich einfache Weise eine perfekte Führung und ein guter Schutz der genannten Feder erzielt werden.

Vorzugsweise ist vorgesehen, daß das zweite Teleskopelement und die sein freies Ende verschließende Kappe dazu geeignet sind, eine relative axiale Verschiebung zu begrenzen und von der den Hammer unterstützenden Feder in einer voneinander entfernten Position gehalten werden. Hierbei ist es weiter günstig, daß das axiale Spiel zwischen dem zweiten Teleskopelement und der Kappe durch eine vergrößerte Länge der einander gegenüberliegenden Fenster des zweiten Teleskopelementes definiert wird, wobei sich an der Kappe vorgesehene sägezahnförmige Nasen in diese Fenster erstrecken. Solcherart ist die 4

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Kappe in bezug auf das zu verschließende Teleskopelement in axialer Richtung beweglich, indem die Fenster, in die die sägezahnförmigen Nasen der Kappe eingreifen, verlängert sind, umd dieses Spiel zu ermöglichen. In der Ruheposition des Mechanismus bleibt die Kappe aufgrund der den Hammer unterstützenden Feder im Abstand von der Öffnung des zweiten Teleskopelementes, so daß sich diese Feder in ihrer entspanntesten Lage befindet und daher eine längere Lebensdauer besitzt, da sie nicht im vorgespannten Zustand eingebaut werden muß. Bei dieser Ausbildung befindet sich aufgrund der speziellen Anordnung dieser Feder der piezoelektrische Mechanismus in der Ruheposition, derart daß bei der Ausführung eines Schlages für die Funkenerzeugung zunächst diese Feder zusammengedrückt wird, bis sich die Kappe in der Einführungsposition befindet, und anschließend die Rückstellfeder zusammengedrückt wird, wobei gleichzeitig zu dieser Bewegung die den Hammer unterstützende Feder zusammengedrückt wird, damit dieser am Ende des Kompressionsvorganges der Teleskopeinrichtung auf den piezoelektrischen Kristall aufschlägt.

Es kann erwähnt werden, daß in zum Stand der Technik zählenden Publikationen (Patent Abstract of Japan 60-89625 A, GB 1 385 151 B, DE 35 40 611 A, DE 23 24 286 A) zwar piezoelektrische Mechanismen beschrieben sind, welche ein Winkelstück oder ein einem Winkelstück ähnliches Bauteil aufweisen, daß aber diese Winkelstücke bzw. Bauteile sich funktionell wesentlich von dem beim Erfindungsgegenstand vorgesehenen Winkelstück unterscheiden. Die bei den bekannten Mechanismen vorgesehenen Winkelstük-ke haben nicht die Mehrfachfunktion die beim Erfindungsgegenstand vorliegt und dienen auch nicht zur Verhinderung einer relativen Drehung zwischen den beiden Teleskopelementen.

Die Erfindung wird nun im folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert; es zeigen:

Fig.1 einen zusammengebauten erfindungsgemäßen piezoelektrischen Mechanismus für Gasanzünder im Längsschnitt, wobei der Mechanismus mit der Anzündereinheit verbunden ist, und letztere teilweise im Schnitt dargestellt ist;

Fig.2 eine der Fig.1 ähnliche Darstellung, wobei sich der Mechanismus in der Auslöseposition befindet und ohne Anzündergesamtheit dargestellt ist;

Fig. 3 eine Ansicht des inneren Teleskopelementes;

Fig. 4 einen Seitenaufriß des inneren Teleskopelementes von Fig. 3;

Fig. 5 einen Längsschnitt des inneren Teleskopelementes von Fig. 3 entlang der Line E-E;

Fig. 6 eine Draufsicht des inneren Teleskopelementes von Fig. 4;

Fig. 7 einen Querschnitt entlang der Schnittlinie D-D von Fig. 4;

Fig. 8 einen Querschnitt entlang der Schnittlinie A-A von Fig. 3;

Fig. 9 eine Unteransicht des in Fig. 4 gezeigten inneren Teleskopelementes;

Fig. 10 eine Ansicht des äußeren Teleskopelementes;

Fig. 11 einen Seitenaufriß des in Fig. 10gezeigten Elementes;

Fig. 12 einen Schnitt entlang der Schnittlinie C-C von Fig. 10;

Fig. 13 einen Schnitt entlang der Schnittlinie B-B von Fig. 11;

Fig. 14 eine Draufsicht des in Fig. 11 gezeigten Elementes;

Fig. 15,16 Darstellungen des Hammers in Verschiedenen Orientierungen;

Fig. 17 - 19 einen Aufriß, eine Draufsicht bzw. eine Seitenansicht der Kappe der äußeren Teleskopelement;

Fig. 20 - 22 eine Vorderansicht, eine Draufsicht bzw. eine Seitenansicht des äußeren Winkelstückes, das eine relative Drehung zwischen den beiden Teleskopelementen verhindert;

Fig. 23 einen Teillängsschnitt eines piezoelektrischen Mechanismus gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die insbesondere durch die Teleskopverbindung der Verschlußkappe des äußeren Teleskopelementes ausgezeichnet ist, wobei sich der Mechanismus in der Ruheposition befindet; und

Fig. 24 eine Schnittansicht ähnlich derjenigen von Fig. 23, jedoch nach Beginn des Schlagauslösevor-gangs.

Wie in den Figuren gezeigt, umfaßt der erfindungsgemäße piezoelektrische Mechanismus für Gasanzünder ebenso wie entsprechende Mechanismen des Standes der Technik ein inneres Teleskopelement 1 und ein äußeres Teleskopelement 2. Wie insbesondere in Fig. 2 gezeigt, ist ein piezoelektrisches Element 3 im Inneren des Teleskopelementes 1 so angeordnet, daß es zwischen einem Amboß 4 und einem Begrenzungsteil oder einer Basis 5 unbeweglich eingebaut ist. Auf das Begrenzungsteil oder die Basis 5 schlägt ein Hammer 6, der hierzu verschoben wird und dabei in einem axialen zylindrischen Hohlraum 7 des inneren Teleskopelementes 1 geführt wird (siehe Fig. 5).

Der Amboß 4 ist in den einen viereckigen Querschnitt aufweisenden oberen Teil des Elementes 1 eingelassen und weist an zwei gegenüberliegenden seiner vier Seitenflächen jeweils eine Nase 8 auf, 5

AT 403 089 B mittels derer der Amboß unbeweglich gemacht wird, indem diese Nasen in entsprechende im Element 1 vorgesehene Fenster 9 eingesetzt werden (siehe Fig. 4 - 6).

Das Begrenzungsteil 5, auf das der Hammer 6 schlägt, besitzt eine gestufte zylindrische Form, wobei der obere Teil einen größeren Durchmesser als der untere Teil besitzt. Diese Abstufung liegt auf einem ringförmigen Bund 10 des zylindrischen Hohlraums des inneren Elementes 1 auf, wobei der zylindrische Bereich mit kleinerem Durchmesser des Begrenzungsteils 5 in dem durch den ringförmigen Bund definierten Bereich, dessen Innendurchmesser kleiner als derjenige des übrigen inneren Teleskopelementes 1 ist, verbleibt.

Der Hammer 6, dessen Geometrie aus den Fig. 15 und 16 klar ersichtlich ist, besitzt einen gestuften zylindrischen Abschnitt und weist in seinem Bereich mit größerem Durchmesser zwei diametral entgegengesetzt angebrachte Nasen 11 auf, während ein Ende des Hammers konisch zugespitzt ausgebildet ist. Die diametral angeordneten Nasen 11 ermögichen ein Zurückhalten des Hammers 6 in der vom piezoelektrischen Element 3 entfernten Position, so daß bei Beseitigung der Wirkung dieses Rückhaltemittels der Hammer 6 über das Begrenzungsteil 5 auf den Kristall 3 schlagen kann, um den Zündfunken zu erzeugen. Das erwähnte Rückhaltemittel ist auf bekannte Weise durch seitliche Nuten definiert, die im zylindrischen Bereich des inneren Elementes 1 diametral gegenüberliegend und ausgehend von den Längsschiitzen 13 im gleichen Umfangsrichtungssinn ausgespart sind. In diese Nuten ragen die diametral entgegengesetzten Nasen 11 des Hammers 6. Auf diese Weise wird der Hammer 6 ohne Drehung entlang den erwähnten Schlitzen verschoben, während eine Drehung des Hammers 6 nur möglich ist, wenn die Nasen 11 in die seitlichen Nuten 12 gelangen oder diese verlassen sollen.

Der Hammer 6 wird durch eine Feder 14 unterstützt, die auf dem Boden einer Kappe 15 aufruht, die das freie Ende des äußeren Teleskopelementes 2 verschließt. Hierbei ist die Kappe 15 mit sägezahnförmigen Nasen 16 versehen, während das äußere Teleskopelement 2 mit komplementären Fenstern 17 versehen ist. Die Feder 14 wird perfekt geführt, indem sie mit einem ihrer Enden um den zylindrischen Bolzen 18 des Hammers 6 und mit ihrem anderen Ende um den zur Kappe 15 koaxialen Zapfen 19 angebracht wird. Der Aufbau dieser Kappe ist aus den Fig. 17 bis 19 klar ersichtlich.

Das innere Teleskopelement 1 und das äußere Teleskopelement 2 werden gegenseitig von einer äußeren Feder 20 unterstützt, die die beiden Elemente 1 bzw. 2 in den maximal entfernten Zustand der Einrichtung zwingt, wobei dieser Zustand durch eine Begrenzung beschränkt wird, die die diametralen Nasen 11 des Hammers 6, die in den jeweils im äußeren Teleskopelement 2 ausgebildeten Fenstern 21 gehalten werden, umfaßt; d.h., daß sich die Nasen 11 auch in diese Fenster 21 erstrecken.

Die Teleskopelemente 1 und 2 werden an einer relativen Drehung mittels eines äußeren Elementes gehindert, das durch ein Winkelstück 22 definiert ist, dessen äußere Geometrie in den Fig. 20 bis 22 gezeigt ist. Das Winkelstück 22 besitzt L-Form und ist mit einem seiner Schenkel am inneren Teleskopelement 1 befestigt, wozu dieses mit zwei parallelen und diametral entgegengesetzten Nuten 23 versehen ist, in die die Innenkanten von entsprechenden Stäben 24 des Winkelstücks 22 eingesetzt werden, wobei diese Stäbe 24 aufjeder Seite des zentralen Schlitzes 25, den dieser Schenkel 26 des Winkelstückes 22 aufweist, ausgebildet sind. Der zu diesem Schenkel 26 im wesentlichen senkrechte Schenkel 27 verbleibt in einer zur Längsachse des Mechanismus parallelen Orientierung, derart, daß seine Außenkante mit den Seitenflächen 28 des äußeren Teleskopelementes 2 leicht überlappt, wie in Fig. 1 gezeigt ist. Dadurch wird eine relative Drehung zwischen diesen Elementen 1 und 2 verhindert, da bei einem Übereinanderschieben der beiden Teleskopelemente mm Erzeugen des Zündfunkens die überlappende Zone viel größer ist, wie aus Fig. 2, in der dieser Zustand dargestellt ist, ersichtlich ist. Es wird darauf hingewiesen, daß in Fig. 1 ein der Ruheposition entsprechender Zustand gezeigt ist.

Die Feder 20 stützt sich direkt auf dem Schenkel 26 des Winkelstückes 22 ab, wobei das letztere im wesentlichen auf Höhe des größeren Durchmessers des Begrenzungsteils 5 angeordnet ist, wie in Fig. 2 ersichtlich ist. Daher befindet sich das Begrenzungsteil 5 zwischen den Stäben 24 und genauer zwischen den ausgesparten Kanten der eingeschnürten Schultern 29 der Stäbe 24, wobei die Aussparungen einen Umfang besitzen, der im wesentlichen dem Umfang des Abschnittes des Begrenzungsteils 5 mit größerem Durchmesser entspricht. Mit diesem Aufbau wird die richtige Position des Winkelstückes 22 erreicht, bevor das Begrenzungsteil 5 eingeführt wird, wobei nach dessen Montage das Winkelstück 22 nicht mehr herausgezogen werden kann, da, wie oben erwähnt, die das Begrenzungsteil 5, das piezoelektrische Element 3 und den Amboß 4 umfassende Einheit eine kompakte, unbewegliche Einheit bildet.

In der in Fig. 1 gezeigten Ruheposition des Mechanismus befinden sich die diametralen Nasen 11 des Hammers 6 in den entsprechenden seitlichen Nuten 12 der Längsschlitze 13 des inneren Teleskopelementes 1 und behalten diese Position aufgrund des leichten Drucks, den die Feder 14 auf den Hammer 6 ausübt, bei; die diametralen Nasen 11 des Hammers 6 werden hierbei gegen die in der Zeichnung oben befindlichen Querkanten der Fenster 21 des äußeren Teleskopelementes 2 gedrückt, wobei diese Querkan- 6

AT 403 089 B ten eine bekannte Schrägung 30 besitzen. Die äußere Feder 20 ist hierbei entspannt, d.h. sie befindet sich in ihrer Ruheposition.

Damit der Hammer 6 auf das Begrenzungsteil 5 stoßen kann, ist es ausreichend, das Teleskopelement unter Anwendung eines Drucks zusammenzuschieben, wobei während dieses Vorgangs die beiden Federn 14 und 20 zusammengedrückt werden. Durch diese Verschiebung entfernen sich die diametralen Nasen 11 des Hammers 6 von den Kanten der Schräge 30 der jeweiligen Fenster 21, wobei in dem Moment, in dem diese Nasen 11 die ebenfalls schräg geformten gegenüberliegenden Kanten 31 des entsprechenden Fensters 21 erreichen, eine Drehung des Hammers 6 bewirkt wird, derart, daß die diametralen Nasen 11 aus den Schlitzen 12 austreten und anschließend mit hoher Geschwindigkeit entlang den Längsschlitzen 13 des inneren Teleskopelementes 1 gleiten, wodurch der Schlag erzeugt wird. In diesem Zustand wird die Kompression der Feder 20 aufrechterhalten, was der In Fig. 2 dargestellten Position entspricht.

Wenn der Kompressionsdruck, den der Benutzer auf den Stoßgeber 32 (siehe Fig. 1) des Anzünders ausübt, abnimmt, werden die Teleskopelemente 1 und 2 durch die Wirkung der äußeren Feder 20 auseinandergeschoben. Während dieses Vorgangs werden die diametralen Nasen 11 des Hammers 6 entlang den jeweiligen Schlitzen 13 des inneren Teleskopelementes 1 solange verschoben, bis sie die jeweiligen seitlichen Nuten 12 erreichen, in diese aufgrund der Seiterkraft, den die Kanten der Schräge 30 der Fenster 21 des äußeren Teleskopelementes 2 auf die diametralen Nasen 11 anwenden, eintreten und anschließend die auseinandergezogene Endposition der Teleskopeinrichtung erreicht wird.

Im folgenden wird die Funktion des erfingungsgemäßen piezoelektrischen Mechanismus für einen Gasanzünder beschrieben: Aus Fig. 1, in der die Anzündergesamtheit und die der Zündung dienenden Bauelemente teilweise und schematisch gezeigt ist, ist ersichtlich, daß bei Anwenden eines Drucks auf einen Stoßgeber 32 die Teleskopeirrichtung zusammengeschoben wird, da sich ihr unteres Ende auf der Leiste 33 des Gehäusebodens abstützt. Durch diese Bewegung wird der Gabelring 34, der auf die Mündung 35 des Brenners wirkt, in zunehmenden Ausmaß durch den äußeren Schenkel 27 des Winkelstük-kes 22 verschoben, so daß ein Entweichen von Gas bewirkt wird, welches sich bis zur Zündung mit der Luft gut vermischt, da der Funke erst im letzten Moment dieser Kompressionsbewegung erzeugt wird. Daher definiert der Schenkel 27 eine Nocke, die in eine Schräge 36 verläuft, durch deren Neigungsgrad die Öffnung der Gasmündung 35 eingestellt wird, indem der Gabelring 34 in Winkelrichtung verschoben und anschließend in dieser Position gehalten wird.

Das Winkelstück 22 bildet einerseits das die relative Drehung der inneren und äußeren Teleskopelemente 1 bzw. 2 der Teleskopeinrichtung verhindernde Mittel und wirkt als Nocke, die den Gasaustritt hervorruft, andererseits dient sie als Stromübertragungselement in dem den Zündfunken erzeugenden Stromkreis. Der elektrische Strom fließt erfindungsgemäß in einen kurzen Strompfad, der durch die folgenden Teile geschlossen wird: Amboß 4, piezoelektrisches Element 3, Basis- oder Begrenzungsteil 5 des Zündstifts und Winkelstück 22. Von diesem Winkelstück verläuft der Strompfad durch den Gabelring 34 und die Brennermündung 35. Zwischen dem Schenkel 26 des Winkelstücks 22 und dem Begrenzungsteil 5 wird eine perfekte elektrische Leitfähigkeit dadurch erzielt, daß der Kontakt zwischen diesen Teilen in jedem Moment aufrechterhalten wird, wie weiter oben bereits erläutert worden ist.

Bei diesem Aufbau und dieser Funktion des piezoelektrischen Mechanismus müssen das äußere Teleskopeiement 2 und selbstverständlich die Bodenkappe 15 nicht aus leitendem Kunststoff hergestellt sein, da der Strom nicht durch diese Teile fließt, sondern durch das Winkelstück 22 abgezweigt wird.

Aufgrund der Tatsache, daß sich das piezoelektrische Element oder der Kristall von der äußeren Feder 20 in axialer Richtung in einem Abstand befindet, werden keine Induktionswirkungen erzeugt, so daß die Funkenintensität und -dauer und außerdem die Spannung erhöht werden.

Das Begrenzungsteil 5 bzw. die Zündstiftbasis ist aus einer schmiedbaren Legierung hergestellt, die einen perfekten Sitz am Kristall oder piezoelektrischen Element ermöglicht, wobei dieser Sitz im Laufe der Lebensdauer des Anzünders noch verbessert wird. Dasselbe Material wird für den Amboß 4, das Winkelstück oder die Nocke 22 und den Hammer 6 verwendet, obwohl der letztere nicht aus leitendem Material hergestellt sein muß.

Die Feder 14, die den Hammer 6 unterstützt, ist fast vollständig im zylindrischen Hohlraum des inneren Teleskopelementes 1 untergebracht, wenn sich der Mechanismus in seinem Ruhezustand befindet; am Ende der Kompressionsbewegung wird die Feder 14 vollständig vom Hohlraum aufgenommen, da die Außenkante des inneren Teleskopelementes 1 möglicherweise mit dem Kappenboden 15 des äußeren Teleskopelementes 2 in Kontakt gelangt, wodurch die Funktion der Feder verbessert wird, weil sie keinerlei unerwünschten Verkrümmungen unterworfen wird.

In der Ruheposition des Mechanismus wird das Ende des inneren Teleskopelementes 1 in den axialen zylindrischen Hohlraum der Kappe 15 eingeführt, die der Führung der Teleskopeinrichtung und der Federn dient. 7

Claims (7)

1. AT 403 089 B Wie in Fig. 1 gezeigt, wird der gesamte piezoelektrische Mechanismus in die Anzündergesamtheit, genauer in ein zu diesem Zweck vorgesehenes Gehäuse eingebaut, wobei die dem Verschluß des Teleskopelementes 2 dienende Kappe 15 auf dem Bolzen 33 aufruht, der aus der Bodenwand der Anzündergesamtheit hervorsteht. Durch dieses im letzten Absatz erwähnte Merkmal wird die Funktion des Anzünders verbessert, außerdem werden sowohl Zwischenräume, die bei der Montage des piezoelektrischen Mechanismus entstehen, als auch solche, die beim Gebrauch des Anzünders zwischen diesem Mechanismus und dem Gehäuse der Anzündergesamtheit aufgrund von Herstellungstoleranzen der verschiedenen Komponenten ausgebildet werden und eine unerwünschte Bewegung bei der Betätigung des Stoßgebers 32 zur Folge haben, beseitigt. Aus diesem Grund dient die Kappe 15 dem Verschluß des äußeren Teleskopelementes 2 und ist für eine axiale Verschiebung bezüglich des Elementes 2 geeignet, indem sie sich entweder gegen oder mit der Kraft der den Hammer 6 unterstützenden Schraubenfeder 14 an das Element 2 annähern bzw. von diesem entfernen kann; diese Bewegung ist durch Begrenzungen beschränkt, wie im folgenden mit Bezug auf die Fig. 23 und 24 beschrieben wird. In der in den Fig. 23 und 24 gezeigten Ausführungsform kann die Kappe 15 in einem leichten Abstand vom äußeren Teleskopelement 2 verbleiben, indem sie von der Feder 14 unterstützt wird. Hierbei sind die die sägezahnförmigen Nasen 16 der die Kappe 15 aufnehmenden Fenster 15 verlängert, wobei diese verlängerten Fenster mit dem Bezugszeichen 17' bezeichnet werden. In diesem Zustand behält die den Hammer 6 unterstützende Schraubenfeder 14 ihre von den Elementen 2 und 15 am weitesten entfernte Position bei, wobei sie mittels der Zähne 16, die einen Anschlag an den Unterkanten der jeweiligen Fenster 17' bilden, zurückgehaiten wird. In dieser Position befindet sich die Feder 14 in ihrer Ruheposition, wodurch deren Lebensdauer verlängert wird, weil sie nur während des Gebrauchs des Anzünders bei Betätigung des Stoßgebers 32 gebraucht wird, um einen Zündfunken zu erzeugen. Aus einem Vergleich der Fig. 23 und 24, die der Ruheposition und der Aufschlagposition entsprechen, ist die Teleskopbewegung erkennbar, die an der Teleskopeinrichtung ausgeführt wird, um eine Zündung zu erzeugen. Nach dieser Bewegung werden die beiden Teleskopelemente 1 und 2 wieder auseinandergezogen, so daß sich wieder der in Fig. 1 gezeigte Zustand ergibt. Patentansprüche 1. Piezoelektrischer Mechanismus für Gasanzünder, mit einem ersten (1) und einem zweiten (2) Teleskopelement, die von einer Rückstellfeder (20) in einer voneinander entfernten Position gehalten werden; einem piezoelektrischen Element (3), das zwischen einem Amboß (4) und einem Begrenzungsteil (5) unbeweglich angeordnet ist; einem Hammer (6), der auf das Begrenzungsteil (5) schlägt, um einen Zündfunken zu erzeugen, wobei der Hammer mittels zweier an ihm diametral angeordneter Nasen (11) und mittels entsprechender im ersten Teleskopelement (1) ausgesparter und seitliche Nuten (12) aufweisender longitudinaler Schlitze (13), die die Nasen (11) aufnehmen, in der Telekopeinheit (1, 2) verschoben und geführt wird und wobei der Schlagvorgang in der letzten Phase des Zusammenschiebens der Teleskopeinheit (1, 2) durch die Auslösung des Hammers (6) ausgeführt wird; einer Kappe (15), die am freien Ende des zweiten Teleskopelementes (2) angebracht ist; einer Feder (14), die sich mit einem Ende am Hammer (6) und mit dem anderen Ende an der Kappe (15) abstützt; und einem Mittel zum Zurückhalten des Hammers (6) in einer vom piezoelektrischen Element (3) entfernten Position; wobei in gegenüberliegenden Wänden des zweiten Teleskopelementes (2) jeweils ein Fenster (21) ausgebildet ist, deren in Längsrichtung des zweiten Teleskopelements (2) einander gegenüberliegende Kanten (30, 31) jeweils abgeschrägt sind, derart, daß eine Bewegung der Nasen (11) entlang einer schrägen Kante (31) durch eine Drehung des Hammers (6) die Freigabe des Mittels zum Zurückhalten des Hammers (6) und die Bewegung der Nasen (11) entlang der anderen Kante (30) eine Drehung des Hammers (6) und ein Einrasten der Nasen (11) in den Nuten (12) bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß eine relative Drehung des ersten (1) und des zweiten (2) Teleskopelementes mittels eines Winkelstücks (22) verhindert wird, das mit einem seiner Schenkel (26) am ersten Teleskopelement (1) angebracht ist, das hierzu mit zwei parallelen und einander diametral gegenüberliegenden Nuten (23) versehen ist, von denen die jeweiligen an den Seiten eines zentralen Schlitzes (25) des Schenkels (26) ausgebildeten Stäbe (24) aufgenommen werden, wobei der zu diesem Schenkel (26) im wesentlichen 8 AT 403 089 B senkrechte Schenkel (27) des Winkelstücks (22) mit einer der Außenseiten des zweiten Teleskopelements (2) mit im wesentlichen quadratischem Querschnitt in Berührung ist, und die Rückstellfeder (20) das erste Teleskopelement (1) umgibt und mit einem ihrer Enden am einen Schenkel (26) des Winkelstücks (22) abgestützt wird, während das andere Ende der Rückstellfeder (20) an der Stirnseite des zweiten Teleskopelementes (2) abgestützt ist, daß der elektrische Strom im Moment des Auslösens des Hammers (6) durch einen kurzen Pfad fließt, der durchdie folgenden Teile verläuft: Amboß (4),piezoelektrisches Element (3), Begrenzungsteil (5) und Winkelstück (22), wobei der Strom anschließend durch einen Gabelring (34) und einen Brenner (35) fließt, und der parallel zur Mittelachse des Mechanismus orientierte freie Schenkel (27) des Winkelstücks (22) an seinem Ende eine Schrägung (36) aufweist, deren Neigungsgrad die Öffnung des Gasauslasses bestimmt, indem der Gabelring (34) durch die Schrägung (36) während des Zusammenschiebens der Teleskopeinheit (1, 2) in Winkelrichtung verschoben wird.
2. 2. Piezoelektrischer Mechanismus für Gasanzünder gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (14), die sich am Hammer (6) abstützt, sich in axialer Richtung in einer von der Rückstellfeder (20) entfernten Position befindet und die Rückstellfeder (20) vom piezoelektrischen Element (3) in axialer Richtung getrennt ist.
3. 3. Piezoelektrischer Mechanismus für Gasanzünder gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (14), die sich am Hammer (6) abstützt, in einem axialen zylindrischen Hohlraum (7) im ersten Teleskopelement (6) geführt wird und im Moment des Auslösens des Hammers (6) oder des Zustandes, in dem die Teleskopeinheit (1, 2) am weitesten zusammengeschoben ist, vollständig im Inneren dieses Hohlraums (7) enthalten ist.
4. 4. Piezoelektrischer Mechanismus für Gasanzünder gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Stäbe (24) des Winkelstücks (22) beiderseits des zentralen Schlitzes (25) einander gegenüberliegende Aussparungen (29) in Form eines Kreissegments aufweisen, derart, daß der Radius dieser Kreissegmente mit demjenigen des Begrenzungsteils (5) im wesentlichen übereinstimmt, wobei durch diese Aussparungen (29) ein Mittel definiert wird, das ein Herausziehen des Winkelstücks (22) verhindert und der Übertragung des elektrischen Stroms dient.
5. 5. Piezoelektrischer Mechanismus für Gasanzünder gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Teleskopelement (2) und die sein freies Ende verschließende Kappe (15) dazu geeignet sind, eine relative axiale Verschiebung zu begrenzen und von der den Hammer (6) unterstützenden Feder (14) in einer voneinander entfernten Position gehalten werden.
6. 6. Piezoelektrischer Mechanismus für Gasanzünder gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das axiale Spiel zwischen dem zweiten Teleskopelement (2) und der Kappe (15) durch eine vergrößerte Länge der einander gegenüberliegenden Fenster (17') des zweiten Teleskopelements (2) definiert wird, wobei sich an der Kappe (15) vorgesehene sägezahnförmige Nasen (16) in diese Fenster (17’) erstrecken. Hiezu
7. 7 Blatt Zeichnungen 9