DE1959634C2 - Zündvorrichtung für eine mit einem brennbaren Druckgas arbeitende Verbrennungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zündvorrichtung für eine mit einem brennbaren Druckgas arbeitende Verbrennungsvorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschriebenen Art.

Die bekannte Zündvorrichtung dieser Art (JP-Gbm 67 78 163) arbeitet zur Erzeugung des Zündfunkens mit einem piezoelektrischen Element, das über einen Hebel betätigbar ist, an dessen Ende sich ein Kammer befindet. Die piezoelektrische Wirkung geht dabei nicht unmittelbar von dem Druck des zu zündenden Gases aus, sondern nur mittelbar, wodurch die Störanfälligkeit aufgrund des notwendigen mechanischen Bewegungsbzw. Kraftübertragungsmechanismus zwischen Membran und piezoelektrischer Einrichtung vergrößert wird.

Darüberhinaus ist der Platzbedarf einer solchen Zündvorrichtung verhältnismäßig groß, wodurch ihre Verwendung in kleineren Geräten wie Feuerzeugen, insbesondere Taschenfeuerzeugen, im Grunde genom-S men unmöglich ist

Es ist ferner eine piezoelektrische Zündvorrichtung bekannt (US-PS 27 17 916), bei der durch eine Hydraulikmittelleitung, die an die Druckleitung einer Pumpe angeschlossen ist, ein Faltenbalg mit Druckmittel gefüllt wird, wodurch ein Hammerelement die piezoelektrische Zündeinrichtung betätigt. Zwar wird hier durch Verwendung eines Faltenbalgs anstelle einer Membran eine größere Beweglichkeit des Hammerelementes bei kleinerem Platzbedarf der Zündvorrichtung

is erreicht, jedoch erfordert die Verwendung einer Pumpe zum Füllen des Faltenbalgs einen zusätzlichen Herstellungs- und damit Kostenaufwand, der zu einer unerwünschten Verteuerung der Zündvorrichtung führt Bei einer weiteren bekannten Zündvorrichtung (US-PS 33 44 835) wird überhaupt keine Kammer mit veränderlichem Gasvolumen verwendet

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, eine Zündvorrichtung zu schaffen, die durch eine pneumatische Einrichtung betätigbar ist, weiche sich mit Hilfe ein-js Druckknopfes steuern läßt derart, daß durch Betätigen des Druckknopfes ein sofortiges Zünden des aus dem Brenner austretenden Gases erfolgt, und nach dem Loslassen des Druckknopfes die Verbrennung noch eine gewisse Zeitspanne anhält, die beispielsweise ausreicht, um bei der Verwendung der Vorrichtung an einem Feuerzeug aufeinanderfolgende Zigaretten mehrerer Raucher zu entzünden. Dabei soll die Zündvorrichtung bezüglich ihres mechanischen Aufbaus und ihres Platzbedarfs so beschaffen sein, daß sie sich ohne weiteres für Taschenfeuerzeuge verwenden läßt.

Diese Aufgabe wird in fortschrittlicher Weise durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebene Lehre gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Zündvorrichtung wird der Zündfunken durch direkte Betätigung einer piezoelektrischen Vorrichtung mit Hilfe einer relativ stark bsweglichen Wand in Form einer elastischen Membran erzeugt, die erst beim Betätigen der Zündvorrichtung mit Hilfe des Druckknopfes zwischen sich und einer Abdeckung eine gasgefüllte Kammer entstehen läßt, die ursächlich für die Bildung des Zündfunkens am Brennerkopf ist. Diese pneumatische Ausbildung der Zündvorrichtung wird durch den Einbau eines Nadelventils abstromseitig der gasgefüllten Kammer vervollständigt, durch das die Länge der am Brenner entstehenden Flamme beliebig eingestellt werden kann. Beim Loslassen des Betätigungsknopfes kehrt dieser selbsttätig in die Ausgangslage zurück, und erst danach tritt eine Rückverformung der Membran bzw. eine Rückführung der beweglichen Wand in die Ausgangsstellung mit Hilfe der Feder ein, wobei das in der Kammer befindliche Restgas noch durch eine Ventilvorrichtung im zweiten Kanal zum Brenner gelangt. Dadurch wird erreicht, daß der Brenner auch

noch nach dem Loslassen des Druckknopfes kurzzeitig Gas erhält, so daß eine Flamme geringfügig weiterbrennt.

Die erfindungsgemäße Zündvorrichtung ist verhältnismäßig einfach und störunanfällig aufgebaut, und läßt sich so klein ausführen, daß sie an bzw. in einem Taschenfeuerzeug Verwendung finden kann.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsvorschlags sind in den Unteransprüchen gekenn-

zeichnet

Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Vertikalschnittansicht eines mit der erfindungsgemäßen Zündvorrichtung ausgestatteten Feuerzeugs, wobei die einzelnen Teile der Zündvorrichtung in ihrer Ruhestellung gezeigt sind,

F i g. 2 eine vertikale Schnittansicht eines Teils des Feuerzeugs von Fig. 1, wobei die einzelnen Teile der Zündvorrichtung in ihrer Betätigungsstellung gezeigt sind und

Fig.3 eine Schnittansicht durch einen Teil des Feuerzeugs von F i g. 1 in einem größeren Maßstab.

Das in F i g. 1 dargestellte Feuerzeug weist einen hohlen, glockenförmigen Unterteil 1 auf, in dem eine mit verflüssigtem Brenngas gefüllte Patrone 2 angeordnet ist die sich auf einer Abdeckung 3 abstützt, welche ihrerseits mit Hilfe einer Bajonettverbindung mit dem Unterteil 1 verbunden ist Die obere Wand des Unterteiles 1 trägt eine axial angeordnete, sich in vertikaler Richtung erstreckende Büchse 4, die mit nach unten gerichteten Federblättern 5 versehen ist, welche die Patrone 2 gegen die Abdeckung 3 drücken. Die Bohrung der Büchse 4 weist ein Schraubgewinde zur Aufnahme eines Gaseinlaßkopfes 6 auf, der mit geeigneten Mitteln zum Perforieren der Patrone 2 und mit einer Dichtung versehen ist welche die Perforationsstelle gasdicht umschließt.

Der Gaseinlaßkopf 6 weist einen dickwandigen, horizontal angeordneten Zylinder 7 auf, der an einem Ende durch eine massive Abdeckung 8 verschlossen ist, wogegen am anderen Ende ein Flansch 9 befestigt ist, der zur Aufnahme eines piezoelektrischen Zündmechanismus ausgebildet ist. Die Abdeckung 8 und der Flansch 9 sind mittels nicht gezeigter Schrauben am Zylinder 7 fixiert Der Zylinder 7 trägt ferner eine obere, vertikal angeordnete Büchse 10, die einen Teil des Brenners des Feuerzeuges bildet Die Büchse 10 ist koaxial zum Gaseinlaßkopf 6 angeordnet.

Im Gaseinlaßkopf 6 und in der Abdeckung 8 ist ein radial verlaufender Kanal 11 ausgebildet, der in einen weiteren Kanal 12 in der Abdeckung 8 mündet In einer Ausnehmung des Gaseinlaßkopfes 6 ist eine ringförmige Dichtung 13 angeordnet, die ein Austreten von Gas aus as dem Kanal 11 im Bereich zwischen dem Kopf und der Abdeckung 8 verhindern soll. Der Kanal 12 mündet in eine blinde horizontale Bohrung 14, die in der Abdeckung 8 vorgesehen ist (Fig.3), wobei das einen größeren Durchmesser aufweisende offene Ende dieser Bohrung zur Aufnahme eines Verschlußpfropfens 15 dient, welcher mit einer axialen Bohrung versehen ist. In dieser Bohrung ist eine Stange 16 gleitend angeordnet die an ihrem inneren Ende ein flaches Steuerelement 17 trägt, welches unter der Wirkung einer Schraubenfeder 18 steht. Die Feder 18 ist koaxial zur Stange 16 angeordnet und stützt sich einerseits am Steuerelement 17, andererseits am inneren Ende der Bohrung 14 ab, so daß es mit dem inneren Ende des Verschlußpfropfens 15 zusammenwirken kann. Das Steuerelement 17 ist Bestandteil eines Ventils 19, das einen vollkommen gasdichten Verschluß bildet Wenn die Stange gegen die Wirkung der Feder 18, wie dies F i g. 3 zeigt, verschoben wird, so strömt Gas aus dem Gaseinlaßkopf 6 durch die Kanäle 11 und 12 und durch den ringförmigen Raum zwischen der Stange 16 und dem Pfropfen 15 in einen vertikalen Kanal 20, wobei ein Austreten des Gases durch einen Dichtungsring 21 verhindert wird, der mittels einer Schraube 15a zusammengepreßt wird, welche in den vergrößerten äußeren Abschnitt der axialen Bohrung des Pfropfens 15 zur Aufnahme der Stange 16 eingeschraubt ist

Der Kanal 20 mündet nach oben in einen vergrößerten, ein Schraubgewinde aufweisenden Abschnitt in dem ein Nadelventil 23 angeordnet ist das mit einem O-Ring 24 versehen ist wobei das äußere Ende dieses Nadelventils einen flachen kreisförmigen Betätigungsknopf 23a trägt Das Nadelventil 23 ist zwischen dem Kanal 20 und einem weiteren Kanal 25 eingeschaltet der mit einem Kanal 26 in Verbindung steht welcher im oberen Teil der Wand des Zylinders 7 ausgebildet ist wobei eine ringförmige Dichtung 27 jeglichen Gasaustritt im Bereich zwischen dem Zylinder 7 und seiner Abdeckung 8 verhindert Der Kanal 26 mündet seinerseits in eine vertikale blinde Bohrung 28, in welche eine metallische rohrförmige Gasdüse 29 eingeschraubt ist Die schon erwähnte Büchse 10 ist mittels Preßsitz auf dieser Düse aufgesetzt Die Büchse 10 besteht aus einem elektrischen Isoliermaterial und weist eine obere becherförmige Ausnehmung 30 auf, in welche das obere Ende der Düse 29 teilweise hineinragt

In der die Ausnehmung 30 begrenzenden Seitenwand ist eine metallische Funkenelektrode 31 angeordnet, und zwar unmittelbar oberhalb des oberen Endes der Düse 29.

Zwischen der Abdeckung 8 und dem zugeordneten Ende des Zylinders 7 ist der Rand der beweglichen Wand 32 in Form einer verformbaren, becherförmigen Membrane eingeklemmt. Der Mittelteil dieser Membrane liegt an einem Betätigungskopf 33 an, der durch eine bewegbare Stange 34 des piezoelektrischen Mechanismus 35 bekannter Art getragen ist. Ein solcher Mechanismus weist einen piezoelektrischen Kristall, einen bewegbaren Hammer zum Anschlagen dieses Kristalls, um einen starken elektrischen Spannungsimpuls zu erzeugen, ferner eine Federeinrichtung zum Betätigen des Hammers sowie Einrichtungen zum Zurückhalten des Hammers auf, während die Federeinrichtung durch den Kopf 33 und die Stange 34, die als zum Zündmechanismus gehörig bezeichnet werden können, bis zum Ende ihres Betätigungshubes gespannt wird. Eine Rückholfedereinrichtung holt die Teile nach jeder Betätigung in ihre Ausgangslage zurück. Im vorliegenden Falle ist der piezoelektrische Mechanism mus 35 in einem zylindrischen Körper 36 montiert, der mit dem Flansch 9 ein Teil bildet und in diesem durch einen Pfropfen 37 festgehalten wird, welcher in das offene äußere Ende dieses Körpers eingeschraubt ist Das Hochspannungskabel 38 des Mechanismus durchquert eine in der Seitenwand des Körpers 36 vorgesehene öffnung und ist mit der Funkenelektrode 31 verbunden. Das innere Ende dieses Körpers 36 weist einen etwas geringeren Durchmesser auf, wie dies bei 39 angedeutet ist, und spielt die Rolle eines Zentriergliedes für eine Feder 40, die zwischen dem Körper 36 und dem Betätigungskopf 33 angeordnet ist und die erwähnte Rückholfunktion des piezoelektrischen Mechanismus erfüllt. Die von der beweglichen Wand 32 und der Abdeckung 8 begrenzte Kammer steht mit dem Kanal 20 durch einen weiteren horizontalen Kanal 41 in Verbindung.

Die gesamte Einheit, die durch den Gaseinlaßkopf 6 und die von diesem abgestützten Teile gebildet wird, ist in dem Gehäuse 42 eingeschlossen, das eine oberhalb der Gasdüse 29 angeordnete obere öffnung 42a aufweist, ferner einen seitlichen Schlitz 426 für de.

Durchtritt eines Teiles des Betätigungsknopfes 23a und eine öffnung 42t; in welcher ein Druckknopf 43 angeordnet ist, der vom äußeren Ende der Stange 16 getragen wird.

Die Zündvorrichtung arbeitet wie folgt:
Bei Betätigung des Druckknopfes 43 öffnet das Gasventil 19, und Druckgas aus der Patrone 2 strömt durch die Kanäle 11, 12, 25 und 26, wobei die Durchflußmenge mit Hilfe des Nadelventils 23 beliebig einstellbar ist. Das Gas tritt dann durch die Düse 29 aus. Ein anderer Teil des Gases, das dem Brenner vom Gaseinlaßkopf 6 zuströmt, strömt durch den Kanal 41 und wirkt auf die bewegliche Wand 32. Infolge des Gasdruckes wird die Membrane dieser Wand aus der in F i g. 1 gezeigten Lage nach rechts in die in F i g. 2 dargestellte Lage gedruckt, und zwar gegen die Wirkung der Feder 40, und betätigt hierbei den Betätigungskopf 33 und die bewegliche Stange 34 des piezoelektrischen Mechanismus 35. Am Ende des Stangenhubes erzeugt der piezoelektrische Mechanismus 35 einen starken Spannungsimpuls, wodurch zwischen der Elektrode 31 und dem Ende der Düse 29 ein Funke erzeugt wird. Da das Gas während der Verschiebebewegung des Betätigungskopfes 33 die Düse erreicht hat und innerhalb der oberen Ausnehmung ein Gas-Luft-Gemisch gebildet worden ist, wird dieses Gemisch durch den Funken entzündet Die Länge der sich ergebenden Flamme kann mit Hilfe des Knopfes 23a beliebig eingestellt werden. Fig.2 zeigt die Stellung der erwähnten Teile am Ende des s Zündvorganges.

Sobald der Druckknopf 43 losgelassen wird, ist der Gasstrom vom Gaseinlaßkopf unterbrochen. Die Rückholfeder 40 bewegt den Betätigungskopf 33 in seine Ausgangsstellung, wobei das den Raum zwischen der beweglichen Wand 32 und der Abdeckung 8 füllende Gas durch den Kanal 41 in den Kanal 20 ausströmen kann und schließlich durch die Düse 29 ins Freie tritt, so daß die Flamme noch während einer kurzen Zeitspanne nach dem Loslassen des Druckknopfes aufrechterhalten

is bleibt. Die Länge dieser Zeitspanne hängt von der Einstellung des Nadelventils 23 ab. d. h. von der Länge der Flamme. Bei einer langen Flamme, die einen relativhohen Gasfluß erfordert, ist diese Zeit kurz, wogegen bei einer einen geringen Gasfluß erfordernden kurzen Flamme diese Zeit relativ lang sein kann.

Das Nadelventil 23 ist stromabwärts vom Kanal 41 angeordnet, durch den das unter Druck stehende Gas in den durch die bewegliche Wand 32 und die Abdeckung 8 begrenzten Raum strömt, so daß der durch dieses Ventil bestimmte Druckabfall keinen Einfluß auf die Wirkung des Betätigungskopfes 33 hat.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Zündvorrichtung für eine mit einem brennbaren Druckgas arbeitende Verbrennungsvorrichtung, die durch bloßes öffnen eines Steuerelementes für die Gaszufuhr betätigbar ist und ein Zündelement aufweist zur mechanischen Erzeugung eines Funkens am Brennerausgang, sowie eine Kammer mit einer beweglichen Wand, die durch einen ersten Kanal mit dem Steuerelement und durch einen zweiten Kanal mit dem Brenner in Verbindung steht, wobei zwischen der beweglichen Wand und dem Zündelement eine kinematische Verbindung zur Betätigung des Zündelements beim Verschieben der Wand vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Zündvorrichtung einerseits in an sich bekannter Weise die bewegliche Wand (32) in zwei Stellungen verschiebbar ist, wobei sie in der einen Stellung (F i g. 2) unter dem Druck des Gases sieht, dem eine Feder (40) entgegenwirkt und die Kammer ihr maximales Volumen aufweist und in der anderen Stellung (Fig. 1), in der die Kammer ihr minimales Volumen aufweist, nur unter der Wirkung der Feder (40) steht, und daß andererseits der zweite Kanal (25,26), der parallel zu dem ersten Kanal (41) geschaltet ist, am Ausgang des Steuerelementes (17) für die Gaszufuhr einen Querschnitt aufweist, der nur wenig kleiner ist als der des ersten Kanals.

2. Zündvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Wand (32) der Kammer von einer Membran gebildet wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Wand der Kammer von einem Kolben gebildet wird.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zündelement (34, 35) außerhalb der die bewegliche Wand aufweisenden Kammer angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kanal (25, 26) ein Nadelventil (23) für die Steuerung des kleinsten Querschnitts aufweist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerelement (17) für die Gaszufuhr als Ventil (19) ausgebildet ist, das durch einen Druckknopf (43) entgegen der Wirkung einer Schließfeder(18) steuerbar ist.

7. Gasfeuerzeug, das einen Gasvorrat enthält, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Zündvorrichtung gemäß den Ansprüchen 1 bis 6 aufweist.