DE1629891A1 - Piezoelectric ignition device for flammable gases, especially for gas lighters - Google Patents
Piezoelectric ignition device for flammable gases, especially for gas lightersInfo
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Description
R.-Nr. υο2β R. no. υο2β
Ws/tip n.2.1967Ws / tip n.2.1967
Anlage zurAttachment to
Patent--und- Anmeldune:
üobrauohomuotürt^^s- meiauns Patent and registration:
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ROB URT BOSCH GMBH, 7 Stuttgart W, BreitscheidstrasseROB URT BOSCH GMBH, 7 Stuttgart W, Breitscheidstrasse
Piezoelektrische Zündvorrichtung für brennbare Gase, insbesondere für GasfeuerzeugePiezoelectric igniter for flammable gases, in particular for gas lighters
Die.Erfindung- bezieht sich auf eine piezoelektrische Zündvorrichtung für brennbare Gase, insbesondere für Gasfeuerzeuge, mit einem an eine Funkenstrecke angeschlossenen Piezoelement und einem auf das Piezoelement einwirkenden Schlagorgan, das Über einen Kraftspeicher mit einem Betätigungsorgan gekoppelt ist.The invention relates to a piezoelectric igniter for flammable gases, especially for gas lighters, with a piezo element connected to a spark gap and one on the Piezo element acting impact organ, which is via an energy storage device is coupled to an actuator.
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Robert Bosch GmbH . R.-Nr. 8826Robert Bosch GMBH . R. no. 8826
Stuttgart 13.2.1967 Ws/KpStuttgart February 13, 1967 Ws / Kp
Bei bekannten piezoelektrischen Zündvorrichtungen für Gasfeuerzeuge (USA Patentschrift 3 200'295) reicht der bei Betätigung einer Drucktaste durch einen Schlagbolzen im Piezoelement erzeugte Druckimpuls oftmals nicht aus, urn an der Funkenstrecke einen zur ii'.ntrLamniung des Gases ausreichend kräftigen und zeitlich genügend langen Zündfunken zu erzeugen. Dieser Mangel läßt sich nicht allein durch einen verstärkten üruckimpuls beheben, da die Entladungen an der b'unkenstrecke, die sowohl durch den Druckanstieg, als auch durch den Druckabfall eines Drucklrnpulses im Piezoelement erzeugt werden, zu kurszeitig aufeinander folgen. Lediglich durch eine relativ große Schlagbolzenmasse und eine darauf abgestimmte Schlagfeder werden zeitlich genügend lange und kräftige Entladungen an der Funkenstrecke erzielt. Die Erhöhung der Schlagbolzenmasse führt jedoch bei Zündvorrichtungen in Gasfeuerzeugen vielfach zu einer sehr·schweren Konstruktion mit relativ großen Abmessungen.In known piezoelectric igniters for gas lighters (USA Patent 3 200'295) that is sufficient when one is actuated Often times, the pushbutton generated by a firing pin in the piezo element does not trigger a pressure impulse at the spark gap of the gas to generate sufficiently powerful and sufficiently long ignition sparks. This deficiency cannot be left alone fix it with an increased back pulse as the discharges are on the sagging gap, which is caused both by the pressure increase and by the pressure drop of a pressure pulse can be generated in the piezo element, to follow one another in time. Merely through a relatively large firing pin mass and a matching striker spring sufficiently long and powerful discharges are achieved at the spark gap. The increase in firing pin mass leads however, ignition devices in gas lighters often result in a very heavy construction with relatively large dimensions.
Bei einer ebenfalls bekannten Ausführung wird der Druck auf das Piezoelement durch Hebelwirkung von Hand aufgebracht (österreichische Patentschrift 241 OO8). Die dabei auftretenden statisch wirkenden Kräfte von 300 - 500 kp bedingen ebenfalls eine schwere, kräftige Konstruktion. Eine zusätzliche Unsicherheit ist bei einem derartigen System durch die individuell unterschiedliche Betätigung der Zündvorrichtung bedingt. Bei zu geringem Druck bzw. Druckanstieg wird die im Piezoelement freiwerdende elektrische Energie über die Isolations- und Innenwiderstände des Stromkreises abgeleitet, ohne daß ein Zündfunke erzeugt wird.In another known embodiment, the pressure on the piezo element is applied by hand using leverage (Austrian Patent Specification 2410008). The statically acting Forces of 300 - 500 kp also require a heavy, powerful one Construction. An additional uncertainty in such a system is due to the individually different actuation of the ignition device conditional. If the pressure is too low or if the pressure rises, the electrical energy released in the piezo element is Insulation and internal resistances of the circuit derived without generating an ignition spark.
Von dieser Erkenntnis ausgehend, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Zündvorrichtung zu entwickeln, die unter Vermeidung der. vorgenannten Nachteile von einer individuell unterschiedlichen Betätigung unabhängig ist, einen möglichst einfachen und leichten konstruktiven Aufbau bei geringem Platzbedarf besitzt und bei de.ren BeLätLgung eine zur Entflammung.des Gases genügend lange undProceeding from this knowledge, the object of the invention is to be found based on developing an ignition device that, while avoiding the. aforementioned disadvantages from an individually different Actuation is independent, has the simplest and most lightweight construction possible with little space requirement and with de.ren The filling is long enough to ignite the gas
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Robert J3oacti GmbH R.-Nr. 8826Robert J3oacti GmbH R.-Nr. 8826
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kraft.ige Entladung an der Funkenstrecke auftritt.powerful discharge occurs at the spark gap.
Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß das Schlagorgan aus einem metallischen Schlagbolzen und einem mit ihm fest verbundenen Piezoelement besteht, welches bei Betätigung der Vorrichtung durch den Kraftspeicher beschleunigt auf einen Amboß aufschlägt.This is achieved according to the invention in that the impact member consists of a metallic firing pin and a piezo element firmly connected to it, which when the device is actuated hits an anvil accelerated by the energy storage mechanism.
Das Piezoelement ist dabei in eine Isolierhülse eingesetzt, welche vorn in den Schlagbolzen eingeschraubt ist. Piezoelement und Isolierhülse zählen somit zum Schlagorgan. Dadurch wird das Gewicht des Schlagbolzens stark reduziert, was eine einfache, leichte und raumsparende Ausführung insbesondere bei Gasfeuerzeugen ermöglicht.The piezo element is inserted into an insulating sleeve, which is screwed into the firing pin at the front. Piezo element and insulating sleeve are therefore part of the impact organ. This will reduce the weight of the Firing pin greatly reduced, making it simple, light and space-saving Execution made possible in particular with gas lighters.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegen-" Standes dargestellt. Es zeigen:In the drawing is an embodiment of the subject of the invention " Stand shown. Show it:
Fig. 1 übereinander gezeichnete Einzelteile einer piezoelektrischen Zündvorrichtung für ein Gasfeuerzeug in raumbildlicher Darstellung,Fig. 1 superimposed individual parts of a piezoelectric Ignition device for a gas lighter in a three-dimensional representation,
Fig. 2 die montierte Zündvorrichtung im Längsschnitt,2 shows the assembled ignition device in longitudinal section,
Fig. ?' die gleiche Zündvorrichtung im Längsschnitt bei Betätigung der Drucktaste.Fig.? ' the same ignition device in longitudinal section when actuated the pushbutton.
Die in Fig. 1-3 dargestellte Zündvorrichtung hat ein rechteckiges Gehäuse 10 aus Kunststoff, das die einzelnen auswechselbaren Zünderteile, wie eine Drucktaste 11, eine Rückholfeder 12, eine Isolierhülse 13, ein Piezoelement 14, ein Schlagbolzen 15, eine Schlagfeder 16, sowie eine Bodenplatte 17 aufnimmt.The ignition device shown in Figs. 1-3 has a rectangular shape Housing 10 made of plastic, which contains the individual replaceable igniter parts, such as a push button 11, a return spring 12, an insulating sleeve 13, a piezo element 14, a firing pin 15, a striker spring 16, and a base plate 17 receives.
SAß ORiGIWAl - 4 .-SAT ORiGIWAL - 4 .-
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Das Gehäuse 10 hat im oberen Teil einen hohlzylindrischen Ansatz l8, in den ein metallischer Amboß 19 (Flg· 2) fest eingesetzt ist. Der Amboß 19 hat einen HochspannungsanschluS 20, der durch eine Aussparung 21 in der Drucktaste 11 nach außen geführt und an den eine Funkenstrecke 22 (Fig. 3) angeschlossen ist. Das Piezoelement 14 sitzt in einer Bohrung der Isolierhülse I3, die in eine Ausnehmung I1Ja des Schlagbolzens 15 eingeschraubt ist. Auf dem Piezoelement ist ein/die Stirnfläche der Isolierhülse I3 vorstehender Schlagkopf 2j> angeordnet. Die Isolierhülse 13 ist mit einem Bund 24 zur Auflage der Schlagfeder 16 versehen, die sich gegen die mittels Schrauben 25 an der unteren Stirnseite des Gehäuses 10 befestigte Bodenplatte 17 abstützt.The housing 10 has a hollow cylindrical extension 18 in the upper part, into which a metallic anvil 19 (Flg · 2) is firmly inserted. The anvil 19 has a high-voltage connection 20 which is led to the outside through a recess 21 in the pushbutton 11 and to which a spark gap 22 (FIG. 3) is connected. The piezo element 14 sits in a bore in the insulating sleeve I3, which is screwed into a recess I 1 Ja of the firing pin 15. A striking head 2j> protruding from the end face of the insulating sleeve I3 is arranged on the piezo element. The insulating sleeve 13 is provided with a collar 24 for supporting the impact spring 16, which is supported against the base plate 17 fastened to the lower end face of the housing 10 by means of screws 25.
Das Piezoelement 14, dessen eine Stirnfläche über den Schlagbolzen 15, die Schlagfeder l6 und die Bodenplatte I7 an Masse liegt, ist mit der anderen Stirnfläche über den Schlagkopf 23 bei seinem Aufschlag auf den Amboß I9 mit diesem und mit der daran angeschlossenen Elektrode der Funkenstrecke 22 elektrisch leitend verbunden, während die andere Elektrode der Funkenstrecke 22 an Masse liegt. Die Drucktaste 11 ist koaxial über dem Ansatz 18 des Gehäuses 10 angeordnet und weist an zwei einander gegenüberliegenden Seiten je eine Zunge auf, welche am unteren Ende mit einer nach innen gerichteten Nase durch einen Schlitz l8a in den Ansatz 18 hineinragen und an der der Bund 24 der Isolierhülse 13 von unten her anliegt. Die Rückholfeder 12 ist in die Drucktaste 11 eingesetzt und stützt sich gegen den Amboßrücken 19a im Ansatz 18 ab.The piezo element 14, one end face of which over the firing pin 15, the mainspring l6 and the bottom plate I7 is grounded with the other end face over the impact head 23 on its impact on the anvil I9 with this and with the electrode of the spark gap 22 connected thereto, electrically conductively connected, while the other electrode of the spark gap 22 is grounded. The push button 11 is arranged coaxially over the extension 18 of the housing 10 and has a tongue on two opposite sides, which at the lower end with an inwardly directed nose protrude through a slot 18a into the extension 18 and on which the collar 24 of the insulating sleeve 13 rests from below. The return spring 12 is inserted into the push button 11 and is supported against the anvil back 19a in the shoulder 18.
Die Betätigung der Zündvorrichtung erfolgt durch Herunterdrücken der Drucktaste 11. Zunächst wird der Schlagbolzen 15 mittels der Nasen 27 der Drucktaste 11 nach unten gedrückt und dabei die Schlagfeder 16 soweit gespannt, bis die Abrutschleisten 28 der Zungen an beiden Seiten der Nase 27 über eine am Gehäuse 10 angebrachte, schräg nach unten verlaufende schiefe Ebene 29 hinweggedrückt undThe ignition device is actuated by depressing the pushbutton 11. First, the firing pin 15 is activated by means of the Lugs 27 of the push button 11 pressed down while the mainspring 16 tensioned until the slide strips 28 of the tongues on both sides of the nose 27 via a one attached to the housing 10, obliquely downward sloping plane 29 pushed away and
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dabei die Zungen 26 nach außen gespreizt werden (Fig.. 3)· Dadurch rasten die Nasen 27 am Bund 24 der Isolierhülse I3 aus und der Schlagbolzen 15 schießt,durch die in der Schlagfeder l6 gespeicherte Kraft beschleunigt, nach oben (in Fig. 3 strichpunktiert dargestellt). Beim Aufschlag des Schlagkopfes 23 auf den Amboß I9 erhält das Piezoelement Ik einen Druckimpuls. Die dabei durch den Druckanstieg und Druckabfall im Piezoelement 14 freiwerdende elektrische ünergie wird über den Amboß 19 zu der am Hoehspannungsansehluß 20 angeschlossenen Funkenstrecke 22 geleitet, wo sie einen Zündfunken zur Entflammung des Gases zur Folge hat. Durch das Herunterdrücken der Drucktaste 11 wird auch die Rückholfeder 12 gespannt. Sie drückt die Drucktaste 11 nach der Betätigung wieder in ihre Ausgangsstellung zurück.the tongues 26 are spread outwards (Fig. 3) This causes the lugs 27 on the collar 24 of the insulating sleeve I3 to disengage and the firing pin 15 shoots upwards, accelerated by the force stored in the striker spring l6 (in Fig. 3 shown in dash-dotted lines). When the impact head 23 hits the anvil I9, the piezo element Ik receives a pressure pulse. The electrical energy released by the rise and fall of pressure in the piezo element 14 is conducted via the anvil 19 to the spark gap 22 connected to the high voltage connection 20, where it causes an ignition spark to ignite the gas. By pressing the push button 11 down, the return spring 12 is also tensioned. It pushes the pushbutton 11 back into its starting position after actuation.
Die Massen von Amboß und Schlagorgan sind etwa gleich groß und betragen ca. 12g. Dabei kann der Schlagbolzen 15 um die Masse des Piezoelementes 14 und der Isolierhülle 13* d.h. insgesamt um ca. 7 g verringert werden. Bei diesem Masseverhältnis ist es möglieh, durch Betätigung der Zündvorrichtung die Haupt- und Nachentladung an der Funkenstrecke 22 über eine Zeit von mindestens 10/usec aufrecht zu erhalten. Bine zusätzliche Verlängerung der Nachentladung l-:öt sich durch einen induktivitätsbehafteten, vorwiegend ohmschen V/iderstand 30 erreichen, der mit der Funkenstrecke 22 in Reihe geschaltet ist (Fig. 3 gestrichelt dargestellt). Der Widerstand 30 kann z.B. durch ein an sich bekanntes Entstörkabel für Brennkraftmaschinen gebildet werden.The masses of the anvil and the striking organ are about the same and are about 12g. The firing pin 15 can move around the mass of the piezo element 14 and the insulating sleeve 13 *, i.e. a total of approx. 7 g can be reduced. With this mass ratio it is possible the main discharge and secondary discharge by actuating the ignition device at the spark gap 22 for a time of at least 10 / usec to maintain. Bine additional prolongation of the post-discharge l-: öt itself through an inductive, predominantly ohmic one Reach V / resistance 30, which is connected in series with the spark gap 22 (Fig. 3 shown in dashed lines). Resistance 30 can e.g. be formed by a known interference suppression cable for internal combustion engines.
In Weiterbildung der erfindungsgemäßen Zündvorrichtung ist die Drucktaste 11 mit einer Einrichtung zum Öffnen eines Gasventils versehen, das rechtzeitig vor dem Funkenübersehlag an der Funkenstrecke geöffnet sein muß.In a further development of the ignition device according to the invention, the push button 11 is provided with a device for opening a gas valve which must be opened in good time before the spark overflow at the spark gap.
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