DE1164141B

DE1164141B - Lighter with electric spark ignition

Info

Publication number: DE1164141B
Application number: DEM51632A
Authority: DE
Original assignee: Heinrich Maltner GmbH
Current assignee: Heinrich Maltner GmbH
Priority date: 1962-01-31
Filing date: 1962-01-31
Publication date: 1964-02-27

Description

Feuerzeug mit elektrischer Funkenzündung Bei den bekannten Taschen- oder Tischfeuerzeugen mit elektrischer Zündvorrichtung wird das zu entzündende Medium mittels eines Glühdrahtes oder eines elektrischen Funkens entzündet. Für beide Zündungsarten ist normalerweise eine Schaltung vorgesehen, die zum mindesten eine Stromquelle und einen Schalter enthält, bei der Zündung mittels Hochspannungs-Funkenstrecke auch noch einen Spannungswandler. Die Zahl der möglichen Zündungen hängt dabei von der Kapazität der Stromquelle ab.Lighter with electric spark ignition With the well-known pocket or table lighters with an electric ignition device will be the medium to be ignited ignited by means of a filament or an electrical spark. For both types of ignition a circuit is normally provided that has at least one power source and contains a switch when ignition is by means of a high-voltage spark gap also a voltage converter. The number of possible ignitions depends on the capacity of the power source.

Es ist ferner bekannt, die elektrische Zündvorrichtung eines Feuerzeugs mit einem elektrodynamischen Generator auszustatten, bei dem im Zeitpunkt der Zündung von Hand zugeführte mechanische Energie einen magnetischen Rotor in Drehung versetzt, der in der Spule des Stators die elektrische Zündleistung erzeugt. Derartige Konstruktionen sind aufwendig, schwer und teuer; sie haben sich daher in der Praxis nicht durchsetzen können.It is also known the electric ignition device of a lighter to equip with an electrodynamic generator at which at the time of ignition mechanical energy supplied by hand sets a magnetic rotor in rotation, which generates the electrical ignition power in the coil of the stator. Such constructions are complex, heavy and expensive; they have therefore not caught on in practice can.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Feuerzeug mit einer elektrischen Zündvorrichtung anzugeben, die stromquellenunabhängig, konstruktiv einfach und von relativ leichtem Gewicht ist.The invention has for its object to provide a lighter with a specify electrical ignition device that is independent of the power source, constructively is simple and relatively light in weight.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Zündvorrichtung ein piezoelektrischer Wandler zugeordnet ist. Mit Hilfe eines solchen piezoelektrischen Wandlers kann im Augenblick der mechanischen Betätigung eine sehr hohe elektrische Spannung in der Größenordnung von mehreren Kilovolt mit einer für die Zündung einer Funkenstrecke ausreichenden Energie erzeugt werden. Man kann daher die elektrischen Pole des Wandlers direkt an eine Hochspannungs-Funkenstrecke anschließen. Ein Hochspannungswandler ist nicht erforderlich. Man benötigt keine elektrischen Energiespeicher. Schalter können fortfallen. Es werden keine rotierenden Teile und keine Spulenwicklungen benötigt.This object is achieved according to the invention in that the ignition device a piezoelectric transducer is assigned. With the help of such a piezoelectric Converter can have a very high electrical at the moment of mechanical actuation Voltage on the order of several kilovolts with one for igniting one Spark gap sufficient energy can be generated. One can therefore use the electric Connect the poles of the converter directly to a high-voltage spark gap. A high voltage converter not necessary. There is no need for electrical energy storage. counter can fall away. There are no rotating parts and no coil windings needed.

Als piezoelektrischer Wandler eignet sich insbesondere ein keramischer Körper mit eingelagerten piezoelektrischen Kristallen.A ceramic transducer is particularly suitable as a piezoelectric transducer Body with embedded piezoelectric crystals.

Die mechanische Energie kann so auf den Wandler einwirken, daß dieser einer Zug-, Druck-, Biege- oder Torsionsverformung unterworfen wird. Als besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn der Wandler die Form eines Stabes besitzt, der bei der Zündung in seiner Längsrichtung zusammengedrückt wird. Solche Wandler sind an sich bekannt.The mechanical energy can act on the transducer that this is subjected to tensile, compressive, bending or torsional deformation. As special It has proven advantageous if the transducer has the shape of a rod, which is compressed in its longitudinal direction during ignition. Such converters are known per se.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand zweier Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Dabei ist auf die Zeichnung Bezug genommen. Darin zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt durch den Kopfteil eines Feuerzeuges für flüssigen oder gasförmigen Brennstoff, F i g. 2 einen der F i g. 1 im wesentlichen entsprechenden Schnitt einer anderen Ausführungsform, F i g. 3 einen teilweise geschnitten dargestellten Teilausschnitt einer weiteren Ausführungsform in einer den F i g. 1 und 2 entsprechenden Darstellung und die F i g. 4 und 5 je eine Art der elektrischen Anordnung eines bzw. zweier Wandler in einem Feuerzeug nach der Erfindung.The invention is described below on the basis of two exemplary embodiments described in more detail. Reference is made to the drawing. In it, F i g. 1 shows a longitudinal section through the head part of a lighter for liquid or gaseous Fuel, FIG. 2 one of the F i g. 1 essentially corresponding section of a another embodiment, FIG. 3 shows a partial section shown partially in section a further embodiment in one of the FIGS. 1 and 2 corresponding representation and FIG. 4 and 5 each have a type of electrical arrangement of one or two Converter in a lighter according to the invention.

In dem Kopfteil des Feuerzeuges ist das mit der Löschkappe 10 durch ein Gelenk 12 verbundene Betätigungsorgan 14 über einen Lenker 16 bei 18 im Feuerzeug verschiebbar gelagert und im übrigen in bekannter Weise geführt. Eine Feder 20 verbindet den Lenker 16 n-it dem Feuerzeugkörper. Sie hält die bewegbaren Teile des Feuerzeuges in der dargestellten Lage. Der bisher beschriebene Aufbau eines Feuerzeuges ist bekannt.In the head part of the lighter the extinguisher cap 10 is through a joint 12 connected actuator 14 via a handlebar 16 at 18 in the lighter slidably mounted and otherwise guided in a known manner. A spring 20 connects the handlebar 16 n-it the lighter body. It holds the moving parts of the lighter in the position shown. The structure of a lighter described so far is known.

Der Füllraum 22 ist durch eine Scheidewand 24 dicht gegen den oberen Teil 26 des Innenraumes des Feuerzeuges abgetrennt. Die Deckplatte 28 ist im Bereich des Gelenkes 18 kugel- oder zylinderförmig so vertieft, daß in dieser Vertiefung 30 das Gelenkende 32 des Lenkers 16 und ein von diesem Ende abstehender Nocken 34 Platz finden und sich bewegen können. In der Vertiefung 30 ist eine Öffnung 36, durch die der Nocken 34 auf einen bei 38 gelenkig im Feuerzeugkörper gelagerten Hebel 40 trifft, wenn das Feuerzeug betätigt wird. Der Hebel ist an seinem rechten Ende 42 durch einen Stift 44 geführt.The filling space 22 is sealed off by a partition 24 from the upper part 26 of the interior of the lighter. The cover plate 28 is recessed in the region of the joint 18 in the shape of a ball or cylinder so that the joint end 32 of the link 16 and a cam 34 protruding from this end can be accommodated and moved in this recess 30. In the recess 30 there is an opening 36 through which the cam 34 meets a lever 40 articulated at 38 in the lighter body when the lighter is actuated. The lever is guided at its right end 42 by a pin 44.

In einer Hülse 46 ist ein aus keramischem Werkstoff nach Einlagerung von piezoelektrischen Kristallen gesinterter zylindrischer Stab 48 geführt. Der Stab 48 ist von einer Isolation 49 umkleidet. Zusätzlich kann aber auch die Hülse 46 aus Isolierstoff. bestehen. In der Darstellung ist nur eine der Abnehmerelektroden, nämlich die obere 50, gezeigt. Diese Elektrode 50 liegt einerseits am piezoelektrischen Stab 48 und andererseits mit einer etwas abgerundeten Stirnfläche 52 am Hebel 40 an. Die in der Achse des Stabes 48 liegende Berührungsstelle zwischen der Fläche 52 und dem Hebel 40 befindet sich zwischen der durch die Mitte des Gelenkes 38 gehenden Parallelen zur Achse des Stabes 48 und der öffnung 36, in der der Hebel 40 vom Nocken 34 bewegt wird. Der Hebel 40 übt also über die Fläche 52 einen Druck auf den Kristallkörper 48 in Richtung der Stabachse aus, wenn der Nocken 34 den Hebel 40 von der Öffnung 36 abhebt und um das . Gelenk 38 schwenkt.A cylindrical rod 48 made of ceramic material after incorporation of piezoelectric crystals is guided in a sleeve 46. The rod 48 is sheathed by an insulation 49. In addition, however, the sleeve 46 can also be made of insulating material. exist. Only one of the pickup electrodes, namely the upper 50, is shown in the illustration. This electrode 50 rests on the one hand on the piezoelectric rod 48 and on the other hand with a somewhat rounded end face 52 on the lever 40. The point of contact between the surface 52 and the lever 40, which is in the axis of the rod 48, is between the parallel lines running through the center of the joint 38 to the axis of the rod 48 and the opening 36 in which the lever 40 is moved by the cam 34. The lever 40 thus exerts a pressure on the crystal body 48 in the direction of the rod axis via the surface 52 when the cam 34 lifts the lever 40 from the opening 36 and around the. Joint 38 pivots.

In F i g. 2 ist die Einrichtung zum Übersetzen der dem piezoelektrischen Stab 48 vom Betätigungsorgan 14 zugeführten Energie etwas anders. Der Hebel 40' ist an seinen beiden Enden lose geführt, und zwar an seinem rechten Ende in ähnlicher Weise wie in der Ausführungsform nach F i g. 1, am linken Ende dagegen auf einem Zapfen 52', der aus der Stirnfläche der Elektrode 50 herausragt. Die Bewegungsmöglichkeit des rechten Endes ist aber durch den Kopf 45 des Führungsstiftes 44 begrenzt, so daß diese Stelle zum Drehlager wird, wenn der Hebel 40' von dem etwas anders ausgebildeten, insbesondere mit einer Rolle 35 versehenen Nocken 34' gegen den Kopf 45 des Stiftes 44 drückt. Mit zunehmender Auslenkung des Hebels 40' an der Eingriffsstelle der Rolle 35 nimmt der Druck auf den Polykristallstab 48 zu.In Fig. 2, the means for translating the energy supplied to the piezoelectric rod 48 by the actuator 14 is somewhat different. The lever 40 'is loosely guided at both of its ends, specifically at its right-hand end in a manner similar to that in the embodiment according to FIG. 1, at the left end on the other hand on a pin 52 'which protrudes from the end face of the electrode 50. The possibility of movement of the right end is limited by the head 45 of the guide pin 44, so that this point becomes a pivot bearing when the lever 40 'of the somewhat differently designed, in particular provided with a roller 35 cam 34' against the head 45 of the pin 44 presses. With increasing deflection of the lever 40 ' at the point of engagement of the roller 35, the pressure on the polycrystalline rod 48 increases.

Der Hebel 40' kann auch am rechten Ende eingespannt befestigt sein, aus Federstahl bestehen und schon in der Ruhelage auf den Körper 48 drücken. Es kann nämlich vorteilhaft sein, den oder die piezoelektrischen Körper unter einer mechanischen Vorspannung zu halten.The lever 40 'can also be clamped at the right end, consist of spring steel and press on the body 48 in the rest position. It can namely be advantageous, the or the piezoelectric body under one to maintain mechanical preload.

In der Ausführungsform gemäß F i g. 3 ist die Löschkappe 10 bei 38' drehbar gelagert. Auf der gleichen Achse sitzt ein Nockenrad 64 mit Nocken 66. Dieses Rad 64 ist in ähnlicher Weise mit der Löschkappe 10 gekuppelt, wie es bisher bei Reibrädchen zum Abreißen von Zündpartikeln von einem Zündstein der Fall ist. Die Kupplung geht also nur in einer Richtung, so daß sich das Rad 64 dreht, wenn die Löschkappe 10 von der Gasaustrittsöffnung abgehoben wird. Die Nocken 66 drücken bei einer Drehung vermittels der Elektrode 50 den piezoelektrischen Stab 48 zusammen.In the embodiment according to FIG. 3, the extinguishing cap 10 is rotatably mounted at 38 '. A cam wheel 64 with cams 66 is seated on the same axis. This wheel 64 is coupled to the extinguishing cap 10 in a manner similar to that which has hitherto been the case with friction wheels for tearing off ignition particles from a flint. The coupling therefore only works in one direction, so that the wheel 64 rotates when the extinguishing cap 10 is lifted from the gas outlet opening. The cams 66 compress the piezoelectric rod 48 when rotated by means of the electrode 50.

In einer weiteren nicht dargestellten Variante wird mit der Bewegung des Betätigungsorgans erst eine Feder gespannt, deren gespeicherte Energie vor Beendigung des Weges des Betätigungsorgans auf einmal auf den piezoelektrischen Wandler freigegeben wird, so daß im Wandler ein plötzlicher Druckanstieg erfolgt.In a further variant, not shown, the movement of the actuator is only tensioned a spring, the stored energy before termination the path of the actuator released at once on the piezoelectric transducer so that there is a sudden increase in pressure in the transducer.

Die Zündspannung kann z. B. auch durch Biegung oder Verwindung des Wandlers oder auch durch Stoß- oder Zugkräfte, die auf ihn einwirken, erzeugt werden.The ignition voltage can, for. B. also by bending or twisting the Converter or by impact or tensile forces that act on it, are generated.

Da piezoelektrische Wandler hohe Spannungen hervorzubringen vermögen, wird deren Ausnutzung in einer Funkenstrecke empfohlen. Hochwertige piezoelektrische Wandler können Spannungen von mehreren Kilovolt liefern. Das entspricht Schlagweiten von einigen Millimetern in Luft. Die Funkenstrecke liegt zweckmäßigerweise im Austrittsstrahl des zu entzündenden Mediums in der Nähe der Austrittsöffnung. Dies läßt sich besonders leicht für Gasfeuerzeuge verwirklichen.Since piezoelectric transducers are able to generate high voltages, it is recommended to use them in a spark gap. High quality piezoelectric Converters can supply voltages of several kilovolts. That corresponds to striking distances of a few millimeters in air. The spark gap is expediently in the exit beam of the medium to be ignited near the outlet opening. This can be particularly easily realize for gas lighters.

F i g. 4 zeigt ein Schema für die Anordnung eines einzelnen piezoelektrischen Wandlers im Stromkreis einer Funkenstrecke 60.F i g. 4 shows a scheme for the arrangement of a single piezoelectric Converter in the circuit of a spark gap 60.

In F i g. 5 sind zwei derartige Wandler 48' und 48" mit gemeinsamer Elektrode 62 an die Funkenstrecke 60 angeschlossen. Die Pfeile in den F i g. 4 und 5 geben die Richtung der auf die Wandler wirkenden Druckkräfte an.In Fig. 5, two such transducers 48 'and 48 "with a common electrode 62 are connected to the spark gap 60. The arrows in FIGS. 4 and 5 indicate the direction of the pressure forces acting on the transducers.

Claims

Claims: 1. Lighter with electric spark ignition and a mechanical converter converting into electrical energy, characterized in that that the transducer is a piezoelectric transducer.

2. Lighter according to claim 1, characterized in that the piezoelectric transducer is a ceramic body with embedded piezoelectric crystals.

3. Lighter according to the claims 1 and 2, characterized in that the piezoelectric transducer has the shape of a Has rod that is compressed in its longitudinal direction during ignition.

4th Lighter according to Claim 3, characterized in that two rod-shaped transducers are arranged coaxially so that they each have an end face on a common Pick-up electrodes for one pole are in contact and can be compressed together, while their other end faces carry the pickup electrodes for the other pole.

5. Lighter according to claims 1 to 4, characterized in that with his Actuating member is connected to a cam which, when the actuating member is moved, possibly with the interposition of a mechanical transmission and / or Translation system that compresses the converter.

6. Lighter according to the claims 1 to 4, characterized by a clamping device coupled to the actuator in this way, that part of the energy supplied in the actuator is stored mechanically and at a certain point in time, preferably suddenly, fed to the converter will. Considered publications: German patent specifications No. 243 477, 549151; German utility model No. 1717 953.