Von Hand betätigbares, piezoelektrisches Gasfeuerzeug
Die vorliegende Erfindung betrifft ein von Hand betätigbares, piezoelektrisches Gasfeuerzeug mit einem mit einem
Ausströmventil versehenen Brennstoffbehälter, einem als Drücker ausgebildeten Betätigungsorgan und mindestens einem piezoelektrischen Element, das mit zwei Zündelektroden verbunden ist, die zweckmässigerweise in der Nähe der Flammenöffnung des Gehäuses angeordnet sind.
Ein solches Feuerzeug kann beispielsweise als Tischfeuerzeug ausgebildet sein.
Die bekannten Feuerzeuge dieser Art haben mehrere Nachteile, die zu einem Teil davon herrühren, dass das Gehäuse für die piezoelektrischen Elemente fest mit dem Feuerzeuggehäuse verbunden ist, so dass ein auf diese Elemente ausgeübter Schlag einen störenden Lärm verursacht.
Das erfindungsgemässe Feuerzeug weist diesen Nachteil nicht auf. Es ist dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse eine Tragplatte angeordnet ist, auf welcher ein durch das Betätigungsorgan verschwenkbarer, zum Öffnen des Ausströmventils dienender, federbelasteter erster Winkelhebel sowie ein zweiter Winkelhebel schwenkbar gelagert ist und dass in der Tragplatte ein Zylinder gelagert ist, der das oder die piezoelektrischen Elemente sowie einen unter der Kraft einer Feder auf ein piezoelektrisches Element aufzuschlagen bestimmten, mit einer Sperrvorrichtung versehenen Hammer enthält und durch den zweiten Winkelhebel entgegen der Kraft der den Hammer belastenden Feder axial verschiebbar ist, wobei die Sperrvorrichtung so ausgebildet ist, dass sie den Hammer bei vollständig gespannter Hammerfeder freigibt.
Nachfolgend wird anhand der beiliegenden Zeichnung als Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Tischfeuerzeug beschrieben, wobei selbstverständlich zu beachten ist, dass die Erfindung nicht auf Tischfeuerzeuge beschränkt ist, da sich die erfindungsgemässen Gas-Feuerzeuge beispielsweise auch als Taschenfeuerzeuge ausgestalten lassen. In der Zeichnung zeigt die Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch ein erfindungsgemässes piezoelektrisches Feuerzeug, wobei die Teile in der Stellung gezeigt sind, in der sie sich gewöhnlich befinden, während die Fig. 2 eine gleiche Ansicht wie Fig. 1 zeigt, jedoch nach Betätigung, also bei brennender Flamme.
Das Gehäuse A des in der Zeichnung dargestellten erfin dungsgemässen Feuerzeuges besitzt einen röhrenförmigen
Gehäuseteil 1 aus Metall oder Kunststoff. Auf diesem sitzt ein mit einer Flammenöffnung 13 versehener Kopfteil oder Dek kel 39, der durch irgendwelche Mittel am Teil 1 befestigt ist.
Auf einer Seite des Gehäuseteiles 1 befindet sich ein Betäti gungsorgan 6, während die dem Kopfteil 39 gegenüberliegende Seite durch eine Bodenplatte 18 abgeschlossen ist, die beispielsweise mit Schrauben befestigt ist. Die Bodenplatte 18 weist eine Öffnung auf, durch welche ein rohrförmiger, am Boden des Brennstoffbehälters 4 befestigter Fortsatz 14 hindurchragt.
Durch die Öffnung einer Tragplatte 5 erstreckt sich ein elektrisch leitender Zylinder 3. Dieser ist in der Öffnung vertikal verschiebbar gelagert. Er weist in seiner oberen Hälfte einen äusseren ringförmigen Flansch auf, dessen obere Fläche in der in der Fig. 1 dargestellten Lage an der Tragplatte 5 ansteht. Unten im Zylinder 3 ist ein Abschlussring eingeschraubt, der im Zylinderinnern einen Anschlag bildet. Der Zylinder 3 weist im oberen Teil eine Axialbohrung 3' auf, im unteren Teil eine Axialbohrung 3 und im mittleren Teil eine Bohrung 3S mit kleinerem Durchmesser. Zwischen der Bohrung 3 und der Bohrung 3t befindet sich noch ein Bohrungsabschnitt 3"" mit noch kleinerem Durchmesser.
In der oberen Bohrung 3' sind zwei zylindrische piezoelektrische Elemente 9 angeordnet, die beide von einer elektrisch isolierenden Hülle umgeben und durch eine Elektrode 9', welche die piezoelektrischen Elemente 9 berührt, voneinander getrennt sind. Der untere Teil des unteren Elementes 9 weist einen abgerundeten Vorsprung auf, der sich durch die Bohrung 3"" erstreckt und knapp darunter endet und mit einem Stössel oder Hammer 2 zusammenwirkt. In der unteren Bohrung 3'! des Zylinders 3 ist eine rohrförmige Hammerführung 15 montiert, die aus einem oberen Teil mit grösserem Durchmesser und einem unteren längerem Teil mit kleinerem Durchmesser besteht.
Diese Hammerführung 15 hat eine Innenfläche, die sich in ihrem oberen Teil, also am oberen Kopfende, von oben nach unten verengt und somit eine trichterförmige Führungsfläche 37 bildet, entlang welcher sich eine Kugel 17 des Rastorganes abwärts bewegt, wenn das Feuerzeug betätigt wird. Das untere Ende der Hammerführung 15 ist mit der Bodenplatte 18 starr verbunden.
Die Hammerführung 15 hat eine Axialbohrung, die durch einen Steg 34, der ein mittiges Loch aufweist, in zwei Abschnitte 15i und 15 unterteilt ist. Im oberen Bohrüngsab- schnitt 15 ist der Hammer 2 eingesetzt, der aus einem Hauptteil und einem verlängerten Teil kleineren Durchmessers besteht. Am oberen Kopfende des Hauptteiles befindet sich ein gehärteter Aufschlagteil, der eine halbkugelförmige Form haben kann und der von einer Abstützfläche für die Rückstossfeder 16 umgeben ist. Der Teil kleineren Durchmessers erstreckt sich abwärts durch die Bohrung 15"' im Steg 34 und trägt an seinem jenseitigen Ende einen Anschlagring.
Eine relativ harte Feder 16, nachfolgend Hammerfeder genannt, die sich oben auf dem Steg 34 abstützt, drückt den Hammer 2 aufwärts, während die Rückstossfeder 16', die zwischen dem Hammer 2 und dem Steg 35 im Zylinder 3 eingespannt ist, den Hammer 2 in seine ursprüngliche Lage zurückstösst. In seinem oberen Teil hat der Hammer 2 eine radiale Bohrung, in welcher eine Schraubenfeder 17' sitzt, die die Kugel 17 nach aussen, üblicherweise also an den Innenrand des Zylinders 3 drückt.
Wenn der Zylinder 3 vom Arm des Winkelhebels 8 abwärts gedrückt wird, verschiebt sich die Kugel 17 zusammen mit dem Hammer 2 nach unten. Wenn die Kugel 17 in die Führungsfläche 37 eintritt, wird sie durch diese entgegen der Kraft der Schraubenfeder 17 in der Zeichnung nach rechts verschoben.
Sobald sie sozusagen ganz in die Bohrung eingetreten ist, wird der Hammer 2 freigegeben und er wird von der Hammerfeder 16 aufwärts gedrückt und verursacht einen harten Schlag gegen die piezoelektrischen Elemente 9. Dieser Schlag erzeugt eine mechanische Spannung in den piezoelektrischen Elementen 9. Diese mechanische Spannung ihrerseits erzeugt zwischen der Mittelelektrode 9' und den entgegengesetzten Enden der Elemente 9 eine relativ hohe elektrische Spannung.
Direkt unter der Flammenöffnung 13 des Deckels 39 ist ein elektrisch isolierender Träger 19 am Gehäuseteil 1 befestigt.
Eine auf dem Träger 19 befestigte Elektrode 10 und eine Elektrode 11 sind derart voneinander distanziert angeordnet, dass sie eine Funkenstrecke bilden. Die Elektrode 10 ist mit der Mittelelektrode 9' zwischen den beiden Elementen 9 durch einen Leiter 20 verbunden, während an der Elektrode 11 ein Leiter oder eine flexible Platte 21 durch passende Mittel, beispielsweise Schrauben, befestigt ist. Das freie Ende dieses Leiters 21 ist gleitend mit dem oberen Teil des Zylinders 3 verbunden. Es bleibt dadurch mit dem Zylinder 3 auch dann in Kontakt, wenn dieser vertikal verschoben wird. Wenn demzufolge die piezoelektrischen Elemente 9 mechanisch belastet sind, erzeugt ihre elektrische Spannung einen Funken zwischen den Elektroden 10 und 11.
Ein zylindrischer Brennstoffbehälter 4 aus Metall etc. steht in aufrechter Lage im Gehäuse A. Das obere Ende des Behälters 4 weist ein zentrales Loch auf, durch welches sich ein rohrförmiges Gehäuse 22 in den Behälter erstreckt. Das Gehäuse 22 weist einen äusseren Flansch auf, der sich zwischen der Oberfläche des oberen Behälterendes und der Unterseite der Tragplatte 5 befindet und mit der Behälteroberfläche zusammengelötet oder an sie angeschweisst ist. Das Gehäuse 22 erstreckt sich durch ein Loch in der Tragplatte 5 und hat einen oberen Teil, dessen Innen- und Aussenfläche je mit einem Gewinde versehen ist. Im Gehäuse 22 befindet sich ein Stempel 40, dessen oberer Teil ein Gewinde aufweist, mit welchem er in das Innengewinde des Gehäuses 22 eingeschraubt ist.
Im Gehäuse 22 befindet sich ferner eine schwammähnliche Einlage 23, die einen Docht 24 aufweist, der sich abwärts durch ein Loch im Boden des Gehäuses 22 in die Flüssigkeit im Behälter 4 erstreckt. Zwischen dem unteren Ende des Ventilstössels 27 und der schwammartigen Einlage 23 liegt eine mittig gelochte Unterlagsscheibe 29. Das Gehäuse 22 ist im Bereich der Tragplatte 5 von einem geflanschten Abstützring umgeben, welcher durch eine auf der Aussenseite des Gehäuses 22 aufgeschraubte Festhaltemutter 33 gehalten wird, unter der sich ein Federring 36 befindet.
Bei der vorstehend beschriebenen Anordnung ist der Brennstoffbehälter 4 in der Tragplatte 5 drehbar aber axial unverschiebbar gelagert. Das obere Ende des Stempels 40 ist mit einer Düse 12 verschraubt. Eine Drehung des Behälters 4 im Uhrzeigersinn oder Gegenuhrzeigersinn bewirkt die Aufbzw. Abbewegung der Düse 12, wodurch die zusammendrükkende Kraft auf die schwammartige Einlage und dadurch auch die Durchflussgeschwindigkeit des durch den Docht 24 aufgenommenen, durch die gelochte Unterlagsscheibe aufsteigenden flüssigen Gases verändert wird.
Die Bodenwandung des Behälters 4 ist mit einem Einfüllventil 25 zum Anschluss einer Gasbombe ausgestattet.
Dieses Einfüllventil 25 im Behälterboden ist von einem rohrförmigen Fortsatz 14 umgeben, der mit dem Behälterboden fest verbunden ist, sich, um den Behälter 4 in seiner Lage zu sichern, durch die Bodenplatte 18 hindurch erstreckt und von Hand oder mittels eines Instrumentes drehbar ist.
Wie vorstehend beschrieben, ist der Zylinder 3 in einer Öffnung der Tragplatte 5 vertikal verschiebbar gehalten, während der Brennstoffbehälter 4 in einer anderen Offnung dieser Tragplatte 5 frei drehbar aber axial unverschiebbar gelagert ist.
An der Tragplatte 5 ist der horizontale Teil eines sich nach oben erstreckenden Trägers 26 mittels einer Schraube 38 befestigt. Dieser Träger 26 hat einen L-förmigen Abstützteil, der den Winkelhebel 7 kippbar abstützt, während der zweite Winkelhebel 8 mittels eines Stiftes 36 auf dem Oberteil des Trägers 26 schwenkbar gelagert ist.
Aussen am Gehäuseteil 1 befindet sich das Betätigungsorgan 6, das an seinem unteren Teil mittels eines Stiftes 33 schwenkbar mit dem nach unten gebogenen Ende einer der Tragplatten 5 verbunden ist.
Der obere Teil des Betätigungsorganes 6 steht aus der Seitenwand 1 des Gehäuses A so weit vor, dass das Organ durch einen Finger hineingedrückt werden kann. Das Betätigungsorgan 6 hat einen oberen, an einem Arm des Winkelhebels 8 anstehenden Teil 27 und einen unteren Teil 28, der mit dem sich nach unten erstreckenden Schenkel des Winkelhebels 7 in Verbindung bleibt. So bewirkt das Hineindrücken des Betätigungsorganes 6 eine Verschwenkung des Winkelhebels 8 und dadurch ein Hinunterschieben des Zylinders 3 und gleichzeitig auch eine Verschwenkung des Winkelhebels 7 um seine Auflage entgegen der Kraft der Feder 30, wodurch ein Hochheben der Düse 12 und somit auch ein Öffnen des Ausströmventils erreicht wird.
Der Winkelhebel 7 ist, wie vorstehend beschrieben, auf dem L-förmigen Abstützteil des Trägers 26 schwenkbar gelagert.
Der horizontale Schenkel besitzt ein gegabeltes Ende um die Düse 12 zwischen den Zinken zu halten; am unteren Ende des vertikalen Teiles steht der untere Teil 28 des Betätigungsorganes 6 an.
Ein Druck auf das Betätigungsorgan 6 bewirkt also ein Kippen des Winkelhebels 7 um seinen Auflagepunkt und auch ein Hochziehen der Düse 12, wodurch das Ausströmventil geöffnet wird und Brennstoff gas aus der Mündung 32 der Gasleitung 31 austritt.
Das Loslassen des Betätigungsorganes 6 lässt den durch die Feder 30 belasteten Winkelhebel 7 wieder in seine ursprüngliche Lage zurückkippen. Damit wird auch die Düse 12 zurückgezogen und sie schliesst das Auslassventil.
Der dreieckförmige Winkelhebel 8 hat einen Fussteil, der durch den Stift 36 schwenkbar auf dem oberen Teil des auf der Tragplatte 5 befestigten Trägers 26 gehalten wird, während ein Arm mit dem Zylinder 3 in Kontakt bleibt und der andere Arm mit dem oberen Teil des Betätigungsorganes 6 in Verbindung steht. Wenn also das Betätigungsorgan 6 betätigt wird, wird der auf dem Zylinder 3 aufliegende Arm des Winkelhebels 8 den Zylinder 3 nach unten verschieben und so einen Schlag des Hammers 2 auf die piezoelektrischen Elemente 9 auslösen, wodurch eine relativ hohe elektrische Spannung entsteht.
Die in der oberen Bohrung 3t des Zylinders 3 angeordneten piezoelektrischen Elemente 9 sind zueinander parallel geschaltet, so dass die entstandene Spannung zwar relativ hoch ist, aber noch keinen Durchschlag bewirkt.
Die positive Elektrode 10, die auf dem elektrisch isolierenden Träger 19 befestigt ist, und die negative Elektrode 11 sind direkt unter der Flammenöffnung 13 derart einander gegen über angeordnet, dass sie eine Funkenstrecke bilden.
Die Elektrode 10 ist durch den Leiter 20 mit der Elektrode 9 verbunden, während die Elektrode 11 durch den Leiter 21 mit dem Zylinder 3 verbunden ist.
Die Gasleitung 31 verbindet das obere Ende der Düse 12 mit der Brenneröffnung 32, die sich im isolierten Träger 19 unter der Funkenstrecke befindet. Der Funke zwischen den Elektroden 10 und 11 entzündet das Gas, das durch die Brenneröffnung 32 ausströmt.
Die Arbeitsweise des Feuerzeuges wird hier noch kurz zusammengefasst:
Wie die Fig. 2 zeigt, wird das Feuerzeug vorzugsweise mit der Hand gefasst, wobei, wie gezeigt, der Daumen gegen das Betätigungsorgan 6 drückt. Der Daumen drückt dann das Betätigungsorgan 6 nach innen, um es um seinen Drehpunkt 33 zu kippen, wobei der untere Teil 28 auf den L-förmigen Winkelhebel 7 drückt. Dadurch wird die Düse 12 entgegen der Kraft der Feder 30 nach oben verschoben um das Auslassventil zu öffnen und so den gasförmigen Brennstoff aus Behälter 4 aufwärts durch die Brenneröffnung 32 entweichen zu lassen.
Gleichzeitig drückt der obere Teil 27 auf den Winkelhebel 8, wodurch der Zylinder 3 nach unten gedrückt wird. Sobald er unten angelangt ist, schlägt der Hammer 2 auf die piezoelektrischen Elemente 9, wodurch eine relativ hohe Spannung erzeugt wird. Die entstehende Spannung erzeugt einen Funken in der Funkenstrecke zwischen den Elektroden 10 und 11 und dieser Funke entzündet den gasförmigen Brennstoff, der durch die Brenneröffnung 32 ausströmt. Der Brennstoffbehälter 4 lässt sich, unabhängig davon, ob die Flamme brennt oder nicht, an dem aus der Bodenplatte 18 herausragenden Ende des rohrförmigen Fortsatzes 14 direkt von Hand oder mittels einer in die Schlitze dieses Fortsatzes eingesteckten Münze drehen.
Dadurch wird die Düse 12 und der mit ihr verbundene Stempel 40 nach oben oder unten geschoben, um den Zusammenpressdruck der schwammartigen Einlage 23 und damit die Ausströmgeschwindigkeit des Gases zu verändern.
Durch diese Ausbildung lässt sich eine hohe Funktionssicherheit sowie ein sozusagen geräuschloses Anzünden des Feuerzeuges erreichen.