DE1782239C3 - Feuerzeug mit einem als Hochspannungserzeuger dienenden Piezoelement - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Flüssiggas-Feuerzeug gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein Feuerzeug dieser Art ist vorgeschlagen worden in der älteren deutschen Patentschrift 17 63 030. Bei der Lösung nach dieser Patentschrift soll die Schraubenfeder, welche die Schlagenergie für das Aufschlagglied speichert, gleichzeitig auch dazu dienen, dieses Aufschlagglied mit einem Drehmoment um seine axiale Verschiebeachse zu beaufschlagen und dadurch dieses Aufschlagglied nach dem Auslösen wieder in eine Stellung zurückzudrehen, in der es arretiert ist. Diese Doppelfunktion der Schraubenfeder erfordert jedoch einen relativ komplizierten Aufbau, da die Enden dieser Schraubenfeder fest eingespannt werden müssen und die Schraubenfeder bei der Montage eine Vorspannung erhalten muß. Ferner kann in einer Schraubenfeder nur ein bestimmtes Quantum Energie gespeichert werden, Und wenn die Schraubenfeder zur Erzeugung eines Drehmoments vorgespannt ist, so kann sie entsprechend weniger Schlagenergie speichern.

Aus der FR-PS 4 78 382 kennt man ferner ein Feuerzeug, bei dem zum Betätigen des Hochspannungserzeugers ein Aufschlaghammer vorgesehen ist, der an Federn geführt ist, die gekrümmt ausgebildet sind und die eine Art Schnappwirkung zeigen. Diese Anordnung ist an sich sehr zuverlässig, da der Aufschlaghammer mit der erforderlichen Wucht auf das Piezoelement aufschlägt, erfordert aber viel Raum und ist relativ aufwendig in Fertigung und Montage.

Ferner kennt man aus der US-PS 32 00 295 ',inen piezoelektrischen Hochspannungserzeuger für ein Feuerzeug, der eine Taste aufweist, welche beim Niederdrücken eine Feder spannt und weiche am Ende ihrer Bewegung eine Klinke betätigt, welche einen von der gespannten Feder betätigte ι Aufschlaghammer freigibt. Dieser Hochspannungserzeuger besteht aus sehr vielen Einzelteilen, die von einer beträchtlichen Zahl von Schrauben zusammengehalten werden, so daß sich eine teure und zeitraubende Montage ergibt Auch Reparaturen sind bei diesem bekannten Hochspannungserzeuger, wenn überhaupt, nur mit großem Aufwand möglich, da Teile des Hochspannungserzeugers zusammengepreßt und wohl auch verklebt sind.

Ferner kennt man aus der FR-PS 13 86 718 eine ganze Reihe verschiedener Ausführungsformen von piezoelektrischen Hochspannungserzeugern. Eine Ausführungsform arbeitet mit einer Feder zum Speichern von Kraft Die gespeicherte Kraft wird mittels eines Kugelgesperres freigegeben und wirkt über einen komplizierten hydraulischen Kraftverstärker auf die Piezoelemente. Die anderen dort gezeigten Anordnungen sind ähnlich kompliziert

Die FR-PS 14 47 841, welche inhaltlich dem DE-GM 19 29 508 entspricht, zeigt den prinzipiellen Aufbau verschiedener Arten piezoelektrischer Hochspannungserzeuger, weiche Federn verwenden, die in einer bestimmten Zwischenlage bewirken, daß ein Aufschlaghammer eine instabile Lage einnimmt. Auch diese bekannten Anordnungen sind sehr aufwendig und kompliziert
Schließlich kennt man aus dem DE-GM 19 58 306 ein

■to piezoelektrisch gezündetes Feuerzeug, bei dem vor dem Zünden ein Schlagbolzen gespannt und dann durch das Ausrasten einer Klinke freigegeben wird. Auch diese bekannte Konstruktion erfordert eine Vielzahl von Teilen und ist daher aufwendig in Fertigung und Montage.

Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, ein Feuerzeug mit einem piezoelektrischen Hochspannungserzeuger zu schaffen, welcher bei einfachem Aufbau eine lange Lebensdauer erwarten läßt und eine raumsparende Konstruktion hat. damit er bequem in ein Taschenfeuerzeug eingebaut werden kann.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch die im Anspruch 1 angegebenen Maßnahmen. Bei der erfindungsgemäßen Konstruktion wird also der mindestens eine Vorsprung des Aufschlagglieds sowohl beim Auslösen als auch beim Rückstellen in seine arretierte Stellung durch die beiden schrägen Seiten der einen Ausnehmung in der jewiils erforderlichen Richtung verdreht. Dadurch vereinfacht sich die Konstruktion wesentlich, da die Enden der als Energiespeicher dienenden Feder nicht gegen Verdrehung gesichert zu werden brauchen und es kann diese Feder optimal an ihre Aufgabe als Energiespeicher für die Aufschlagenergie angepaßt werden₍ so daß man eine

f.5 äußerst kompakte, dabei aber durchaus robuste Konstruktion erhält, die einen stärken Zündfunken liefert Diese Konstruktion kann in ihrer Gesamtheit Vorgefertigt und in ein Feuerzeuggehäuse eingesetzt

werden. Auch Reparaturen werden hierdurch sehr einfach.

Eine besonders einfache Ausführungsform eines solchen Feuerzeugs ergibt sich nach einem weiteren Merkmal der Erfindung dadurch', daß das Betätigungsglied die Hülse hutartig übergreift und im Gehäuse des Feuerzeugs gegen Verdrehung gesichert aixial verschiebbar geführt ist

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes, mit einem piezoelektrischen Hochspannungserzeuger versehenes Feuerzeug und

Fig.2 eine raumbildliche Darstellung des beim Feuerzeug nach F i g. 1 verwendeten Hochspannungserzeugers, in vergrößertem Maßstab.

Wie F i g. 1 zeigt ist in einem Gehäuse 101, das alle Bestandteile des Feuerzeugs aufnimmt, ein Flüssiggastank 102 befestigt welcher sich vom inneren Gehäuseboden längs einer Seitenwand über mehr als die Hälfte der Gehäuselänge nach oben erstreckt Am Tank 102 ist ein übliches Brennerventil 103 angeordnet das eine (nicht dargestellte) übliche Düsenrückführfeder enthält und am oberen Ende eine Düse 103a trägt Ferner weist das Brennerventil eine (nicht dargestellte Öffnung auf, durch die es mit dem Tank 102 in Verbindung steht und von diesem Brennstoff erhält Das untere Ende des Brennerventils 103 ist am Boden des Gehäuses 101 befestigt der auch den Boden des Tanks 102 bildet. Das obere Ende des Brennerventils geht durch die obere Wand des Tanks 102 hindurch in den oberen Teil des Inneren des Gehäuses und endet in der Düse 103a Ferner weist der Tank 102 ein übliches Füllventil 104 auf, das sich vom Boden des Gehäuses 101 seitlich vom Brennerventil 103 nach oben in den Tank 102 hineinerstreckt Da Bau- und Wirkungsweise des Brennerventils 103 und des Füllventils 104 herkömmlich sind, werden sie nicht weiter beschrieben.

Ein Elektrodenträger 105 ist auf der oberen Wand des Tanks 102 mit einer Schraube 106 befestigt die in einen von der Unterseite der oberen Tankwand in den Tank 102 hineinragenden Fortsatz 105' eingeschraubt ist Seitlich vom Fortsatz 105' weist der Elektrodenträger 105 einen runden Durchbruch 107 auf, durch den der obere Teil des Brennerventils 103 hindurchgeht Seine zwei Arme 105a und 105£> verlaufen mit seitlichem Abstand parallel zueinander senkrecht nach oben über das offene obere Ende des Genäuses 101 hinaus und sind an ihren unteren Enden durch ein Verbindungsstück 105c miteinander verbunden. Konstruktion und Funktion des Elektrodenträgers 105 werden später eingehend beschrieben.

Eine das Brennerventil betätigende Kappe 108 mit einem an ihr befestigen nicht sichtbaren Stützstück ist mittels eines Scharniers 110 an einer Seite schwenkbar an der oberen Kante des Gehäuses 101 befestigt Im S'ützstück ist eine Querwelle 111 befestigt, die horizontal seitlich aus dem Stützstück herausragt Ein streckbarer zweiteiliger Zylinder 112 ist mittels einer an seinem einen Ende ausgebildeten etwa kreisförmigen eo Ausnehmung schwenkbar auf der Querwelle 111 gelagert während das andere Ende des Zylinders 112 ein spitzes Ende 112a aufweist In Ruhestellung liegt der zweiteiliger Zylinder 112 etwa horizontal. Eine im Zyiinder 112 eingeschlossene Schraubenfeder 113 drückt dessen zwei Teile in entgegengesetzte Richtungen und hält den Zylinder gespannt zwischen der Querwelle 111 und einer auf der Innenseite des Arms 105a ausgebildeten konischen Ausnehmung 105a', in die das spitze Ende 112a des Zylinders eingesetzt ist Ein in Ruhestellung horizontales Brennerventilbetätigungsglied ί 14 wird an einem Ende auf dem senkrechten Schenkel eines etwa L-förmigen Tragstücks 116 abgestützt dessen horizontaler Schenkel mittels der bereits erwähnten Schraube 106 am Verbindungsstück 105c des Elektrodenträgers 105 befestigt ist Das abgestützte Ende des Betätigungsgliedes 114 ist mit einem Durchbruch versehen, dessen Größe den senkrechten Schenkel des Tragstücks 116 lose aufnimmt Das freie Ende des Betätigungsgliedes 114 weist ebenfalls einen entsprechend geformten Durchbruch auf, dessen Größe die Aufnahme der Düse 103a des Brennerventils 103 ermöglicht Das Betätigungsglied 114 ist ferner auf seiner Oberseite mit einer nach oben gerichteten Warze 114a versehen, auf die das untere Ende einer Schraubenfeder 115 fest aufgepaßt ist dessen oberes Ende gegen die Unterseite des zweiteiligen Zylinders 112 anliegt wodurch ,tie Feder 115 normalerweise in zusammengedrücktem Zu ,tand gehalten wird und die Düse 103a entgegen der Kraft der nicht dargestellten, im Brennerventil enthaltenen Rückstellfeder in Ventilschließstellung drückt, wenn die Kappe 108 geschlossen ist Die Schraubenfeder 115 bezweckt, daß auch bei geringfügigen Maßabweichungen bei der Herstellung der Teile der Brennerventilbetätigungseinrichtung die Kappe 108 ohne Schwierigkeiten ihre Funktion ausüben kann.

Der Hochspannungserzeuger des Feuerzeugs weist eine piezoelektrische Elementanordnung 117 aus einem Paar piezoelektrischer Elemente mit zwischen deren einander gegenüberliegenden Enden angeordnetem Anschlußstück 132 auf. Die piezoelektrische Elementanordnung 117 hat ein schlagaufnehmendes oberes Ende 117a und ist von einer feststehenden isolierenden Hülse 133 umgeben. Das untere Ende der piezoelektrischen Elementanordnung 117 sitzt auf einem starren SUtzblock 131. Jedes der beiden piezoelektrischen Elemente hat einen seitlichen Fortsatz 1176, zwischen denen sich das Aiischlußstück 132 erstreckt. Eine Metallhülle 134 umgibt die Hülse 133 mit Ausnahme der freien Endflächen der beiden seitlichen Fortsätze 1176. Der untere Teil der Metallhülle 134 ist mit Außengewinde versehen, das in eine becherförmige Fassung 135 einschraubbar ist deren mittiger, abwärts gerichteter Fortsatz 135a fest in einen Durchbruch 101a im Boden des Gehäuses 101 eingepaßt ist. Eine feststehende äußere Hülse 136 aus Kunstharz umgibt die innere Metallhülle 134 von der Mitte der Höhe der inneren Metallhülle 134 bis weit über deren oberes Ende hinaus. Die äußere Hülse 136 hat einen hohlen seitlichen Fortsat:·, in dem die seitlichen Fortsätze 117Ö der piezoelektrischen Elemente aufgenommen sind. Die innere Metallhülle 13-i hat ferner eine Querwand 134a mit einer mittigen Öffnung 134Ö, durch die hindurch das schlagaufnehmende obere Ende 117a der piezoelektrischen Elementanordnung hervorragt. Die äußere Hülse 136 ist an diametral gegenüberliegenden Punkten ihrer Umfangswand mit umgekehrt Uförmigen Schlitzen 136Z) zum Führen des Stifts eines Aufschlagglteds. 120 versehen, das im folgenden beschrieben wird.

Das Aufschlagglied 120 mit einem Vorsprung 120a in Gestalt eines Querstiftes, dessen Enden durch die einander gegenüberliegenden Schlitze 136i> hervorstehen, ist innerhalb der äußeren Hülse 136 angeordnet und steht mit seinem oberen Ende über das obere Ende der Hülse 136 hinaus vor. Ein Betätigungsglied 125 aus

Kunststoff hat die Form eines umgekehrten Bechers und übergreift mit seinem offenen unteren Ende hutartig in geringem Abstand den oberen Teil der äußeren Hülse 136. An diametral gegenüberliegenden Stellen seiner Umfangswärid weist das Betätigungsglied 125 etwa parallelogrammförmige Ausnehmungen 125a als Führungsschlitze für den Vorsprung 120a des Aufschlagglieds 120 auf. Wie F i g. 2 deutlich zeigt, ist die Fläche jedes Führungsschlitzes 125a beträchtlich größer als die des umgekehrt L-förmigen Schlitzes 1366 in der äußeren Hülse 138, wobei die längeren Seiten der Ausnehmung 125a in Längsrichtung und die kürzeren Seiten in einem Winkel dazu verlaufen.

Auf der dem Arm 105a des Elektrodenträgers 105 zugewandten Seiten hat das Betätigungsglied 125 einen seitlichen Vorsprung 1256, der als Anschlag zur Begrenzung der Aufwärtsbewegung des Betätigungs-

_i: i- *f\c j: * τ., j: τ ι_ :_* λ χ *ne

giicua i£j uiciii. £ju uicsctii c^vtcciv ist uci Γ-νΐ in %vja am Unteren Teil seiner Außenseite ausgespart, um eine Schulter 105a"zu bilden, gegen die der Vorsprung 1256 anschlägt, so daß verhindert wird, daß das Betätigungsglied 125 aus dem Gehäuse 101 austritt, wenn dieses geöffnet wird. Auf der dem Vorsprung 1256 gegenüberliegenden Seite ist das Betätigungsglied 125 in seinem unteren Teil vorgewölbt, und dieser vorgewölbte Teil gleitet auf der Innenfläche der anliegenden Endwand des Gehäuses 101 zwecks Führung des Betäfir-mgsglieds 125 bei seiner Auf- und Abwärtsbewegung. Eine zwischen dem Betätigungsglied 125 und der äußeren Hülse 136 vorgesehene Rückstellfeder 127 liegt mit einem Ende gegen die Innenfläche der oberen Wand des Betätigungsglieds 125 und mit dem anderen Ende gegen den oberen Rand der Hülse 136 an. Eine zweite, die Schlagenergie speichernde Feder 128 ist zwischen dem Betätigungsglied 125 und dem Aufschlagglied 120 angeordnet und umfaßt mit seinem Ende fest eine mittige Warze an der Unterseite der oberen Wand des Betätigungsglieds 125, während das andere Ende gegen den oberen Rand des Aufschlagglieds 1:20 anliegt Vom Anschlußstück 132 läuft ein Leitungsdraht 121 zur Elektrode 123, die an einem isolierenden Elektrodenhalter 122 befestigt ist, der seinerseits am Arm 105a des Elektrodenträgers 105 befestigt ist Die Elektrode 123 ist durch das Anschlußstück 132 mit der positiven Seite der piezoelektrischen Elementanordnung 117 verbunden. Gegenüber der Elektrode 123 ist eine zweite, verstellbare Elektrode 124 angeordnet, die durch ein Gewindeloch im Arm 1056 des Elektrodenträgers 105 eingeschraubt und durch das Gehäuse 101 mit der negativen Seite der piezoelektrischen Elementanordnung 117 verbunden ist Die Stellung der Elektrode 124 relativ zur Elektrode 123 ist, bei der ersten Ausführungsform, durch Vor- öder; Zurückschrauben der Elektrode 124 veränderbar. Beide Elektroden bilden zusammen eine Funkenstrecke.

Die Arbeitsweise des Hochspannungserzeugers ist wie folgt: Der Benutzer schwenkt die Kappe 108 in die geöffnete Stellung und drückt das Betätigungsglied 125 entgegen der Kraft der Feder 127 einen Teil ihres ganzen Abwärtsweges nach unten. Dabei wird gleichzeitig die Feder 128 zusammengedrückt und speichert Energie für den Schlag, da vom geschlossenen Zustand des Feuerzeugs her die Enden des Vorsprungs 120a des Äufschlagglieds 120 in den horizontalen kürzeren Schenkeln der L-förrriigen Schlitze 136b de* äußeren Hülse 135 und in der untersten Ecke der unteren Seiten der parallelogrammförmigen Ausnehmungen 125a liegen. Beim weiteren Niederdrücken des Betätigungsglieds 125 kommen die Enden des Vorsprungs 120a in Anschlag gegen die oberen kurzen Seiten der parallelogrammförmigen Ausnehmungen 125a und werden von ihnen aus den horizontalen Schenkeln ά·>

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Schenkel der Schlitze 1366 gedrängt, worauf die zusammengedrückte Feder 128 schlagartig ihre gesamte gespeicherte Energie an das Aufschlagglied 120 abgibt, das mit dieser Schlagkraft auf die piezoelektrische Elementanordnung 117 aufschlägt, wodurch zwischen den Elektroden 123 und 124 der Funkenstrekke ein Potentialunterschied entsteht der in dieser Funkenstrecke zwischen den Elektroden einen Entladungsofen überspringen läßt der das durch das Öffnen der Kappe 108 aus dem Tank 102 durch das Brennerventil 103 und Düse 103a ausströmende Gas entzündet

Danach gibt der Benutzer das Betätigungsglied 125 frei, das durch die Rückstellfeder 127 in seine obere Ruhestellung zurückkehrt Dabei kehrt gleichzeitig das Aufschlagglied 120 in seine Ruhestellung zurück, da der Vorsprung 120a des Aufschlagglieds 120 durch die unteren kurzen Seiten der parailelogrammförmigen Führungsschlitze 125a des aufwärtsgehenden Betätigungsglieds 125 in die horizontalen Schenkel der L-förmigen Schlitze 1366 gedrückt werden, unter der kombinierten Kraft der beiden Federn 127 und 128.

Nach dem Schwenken der Kappe 108 in die geschlossene Stellung nimmt der Zylinder 112 eine etwa horizontale Lage ein, wodurch die Feder 115 durch den Zylinder 112 zusammengedrückt wird und das Betätigungsglied 114 niederdrückt und so das Brennerventil 103 und die Düse 103a entgegen der Kraft der inneren Rückstellfeder des Brennerventils schließt Der Vorsprung 120a des Aufschlagglieds 120 verbindet die äußere Hülse 136 und das Betätigungsglied 125 durch deren jeweilige Schlitze 1366 und 125a, woc.Tch verhindert wird, daß sich die Hülse 136 und das Betätigungsgfied 125 versehentlich gegenüber den feststehenden Teilen ides Hochspannungserzeugers verschieben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Flüssiggasfeuerzeug mit einem Gastank, einem Brennerventil und einer Funkenstrecke, zwischen deren Elektroden mittels mindestens eines in einer Hülse angeordneten, als Hochspannungserzeuger dienenden Piezoelements unter der Wirkung eines federbelasteten Aufschlaggliedes Funken erzeugt werden, wobei das Aufschlagglied zum Festhalten bzw. Lösen verdrehbar ist und mindestens einen Vorsprung aufweist, während ein von einer Rückstellfeder beaufschlagtes, mit dem Aufschlagglied in Wirkverbindung stehendes Betätigungsglied und die Hülse jeweils mit diesem Vorsprung zusammenwirkende Ausnehmungen aufweisen, von denen die eine an ihrem einen Ende eine zur Verdrehung des Vorsprungs bei Betätigung dienende schräge Seite und die andere Ausnehmung eine zum Arretieren des Vorsprungs in seiner Ruhestellung dienende L-Form aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die die schräge Seite aufweisende Ausnehmung (125a,) zwei zur Bewegungsrichtung des Betätigungsglieds (125) etwa parallel verlaufende Seiten sowie — zur Zurückdrehung dieses Vorsprungs (120a,) nach dem Auslösen — am anderen Ende ebenfalls eine schräge Seite aufweist

2. Feuerzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die schrägen Seiten aufweisende Ausnehmung (125a,) etwa parallelogrammförmig ausgebildet ist

3. Feuerzeug nach Anrpruch ' oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das A^M,fschlagglied (120) zwei durch einen quer zum Aufschiagg"' :d sich erstrekkenden Stift gebildete Vorsprünge (12OaJ aufweist, welche in entsprechende Ausnehmungen des Betätigungsglieds und der Hülse eingreifen.

4. Feuerzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied (125) die Hülse (136) hutartig übergreift und im Gehäuse (101) des Feuerzeuges gegen Verdrehung gesichert axial verschiebbar geführt ist.