DE2243695A1

DE2243695A1 - Batterie-zuendvorrichtung

Info

Publication number: DE2243695A1
Application number: DE2243695A
Authority: DE
Inventors: Claus Christian Dipl Ph Cobarg
Original assignee: Braun GmbH
Current assignee: Braun GmbH
Priority date: 1972-09-06
Filing date: 1972-09-06
Publication date: 1974-03-14
Also published as: FR2198095A1; US3889160A; JPS4967769A; ES418483A1

Description

Patentanwalt DIPL.-PHYS. DR. W. LANGHOFF Rechtsanwalt B. LANGHOFF*

S MÜNCHEN 81 ■ WISSMANNSTRASSE 14 · TELEFON 932774 · TELEGRAMMADRESSE: LANGHOFFPATENT MÜNCHEN

München, den 6. Unser Zeichen: 62-1021

Braun AG, Frankfurt/Main, Russelsheimer-etr., 22

Batterie-Zündvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Batterie-Zündvorrichtung, insbesondere für Feuerzeuge, mit einem schwingung^fähigen Spannungswandler zum Erzeugen eines Hochspannungsfunkens, und mit. einem von dem Betätigungsorgan der Zündvorrichtung betätigten Ein-Ausschalter für den Spannungswandler.

Es sind bereits Batterie-Zündvorrichtungen bekannt, bei denen ein Speicherkondensator, der von einer Batterie direkt aufgeladen wird, durch einen Betätigungskontakt über einen Hochspannungs-Zündtransformator entladen wird« Diese Vorrichtung hat den Nachteil> daß ein Zündtransformator mit einem verhältnismäßig hohen übersetzungsverhältnis verwendet werden muß sowie eine mehrzellige Batterie. Eine derartige Zündvorrichtung ist daher verhältnismäßig voluminös.

Bei einer anderen bekannten Batterie-Zündvorrichtung wird ein Speicherkondensator mittels eines schwingungsfähigen Spannungswandlers auf eine Spannung aufgeladen> die ein Vielfaches höher 1st als die Batteriespannung» Nach dem Aufladen wird der Speicherkondensator mittels eines Hochstromschaittrs über einsah ZUftd* transformator entladen. Hierbei ist zwar «in zusätzlicher Transformator für den Sehwingungßerzeuger des Spannungswandlers er-

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* Ständiger allgemeiner Vertreter nach § 46 PotAnwO. zugelassen be! den Landgerichten München I und II.

forderlich, Jedoch ISßt sich diese Vorrichtung mit einer einzelligen Batterie betreiben und erfordert nur einen Zünd-? transformator mit einem wesentlich kleineren übersetzungsverhältnis, der verhältnismäßig klein sein kann. Der Nachteil dieser Zündvorrichtung besteht darin, daß sie so lange in Betrieb bleibt, wie der Betätigungsschalter eingeschaltet ist, selbst wenn bereits die Zündung erfolgt ist. Bei Taschenfeuerzeugen führt diese wiederholte, überflüssige Zündung zu einem schnellen Verbrauch der Batterie.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Batterie*Zündvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche energiesparend arbeitet.

Die Lösung dieser Aufgabe ist gegeben durch einen flammenempfindlichen Sensor, der ein Abschaltglied der Zündvorrichtung steuert.

Bei einer Batterie-Zündvorrichtung mit einem Transistorspannungswandler 1st das Abschaltglied vorzugsweise In den Rückkopplungszweig des Spannungswandlers und insbesondere in die Basisvorspannungsschaltung desselben eingeschaltet.

Der flaromenempfindliche Sensor bildet vorzugsweise zugleich das Abschaltglied.

Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen ergänzend beschrieben.

Figur 1 1st ein Qrundschaltbild einer Batterie-Zündvorrichtung nach 4er Erfindung·

Figur 2 zeigt verschiedene flammenempflndliohe Sensoren, die eich für eine Batterie-Zündvorrichtung nach der Erfindung verwenden lessen.

Die in Figur 1 dargestellte Batterie-Zündvorrichtung nach der

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Erfindung uiafaßt eine Batterie 1 mit einer Spannung von 1,5 Volt, der ein Elektrolytkondensator 2 parallel geschaltet 1st» Dieser dient dazu, auch bei verhältnismäßig stark entladener Batterie eine richtige Punktion der Zündvorrichtung zu gewährleisten. Die Schaltung umfaßt ferner einen apn-Translstor. 5> dessen Emitter mit dem Minuspol der Batterie 1 verbunden ist und dessen Kollektor über die Primärwicklung 6 eines Schwingtransformators 9 mit dem einen Kontakt eines Betätigungsschalters 10 verbunden ist, dessen anderer Kontakt an den positiven Pol der Batterie angeschaltet ist*

Der Schwingtransformator 9 umfaßt ferner eine Rückkopplungswicklung 7 sowie eine Sekundärwicklung 8. Die Rückkopplungswickiung 7 liegt mit ihrem einen Ende an der Basis des Tran-Bistors 5 und mit ihrem anderen Ende an dep Abgriff eines aus den Widerständen 3 und 4 bestehender Basi^spaimungsteilers, dessen eines Ende mit Masse verbunden ist u?iö dessen anderes Ende an den abschaltbaren Kontakt des Betätigungsschalterg IQ führt.

Die Sekundärwicklung 8 des Schwingtransformators ist an eine Villard-Gleichrichterschaltung angeschlossen, die aus dem Ladekondensator 11, den beiden Dioden 12 und 13 sowie einem Speicherkondensator 1*1 besteht.

An diesen Speicherkondensator ist die Primärwicklung 15 eines Hochspannungs-Zündtransformators 17 in Reihenschaltung mit einem Thyristor 18 angeschaltet.

Die Sekundärseite 16 des Hochspannungs-Zündtransformators 17 ist mit einer Funkenstrecke 21 verbunden.

Erfindungsgemäß ist nun ein flammenempfindlicher Sensor vorgesehen, der ein Abschaltglied für die Zündvorrichtung steuert. Zu dem Zweck ist der Widerstand 3 des Basisspannungsteilers durch ein Schaltglied ersetzt, welches sich im Wirkungsbereich der gezündeten Flamme befindet und einen mit zunehmender Temperatur

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zunehmenden Widerstand aufweist. Derartige Schaltglieder, die in den Figuren 2a und 2b dargestellt sind, können zum Bei~ spiel einPTC-Widerstand sein oder ein Ruhekontakt-Bimetallschalter.

Man kann jedoch statt dessen auch den Widerstand 4 in der Schaltung nach Figur 1 durch ein Schaltglied ersetzen, dessen Widerstandswert mit zunehmender Temperatur abnimmt. Derartige Schaltglieder sind in den Figuren 2c und 2d dargestellt und bilden einen NTC-Widerstand beziehungsweise einen Arbeitskontakt-Bimetallschalter.

Eine weitere Variante besteht darin, den Widerstand 4 durch einen infrarotempfindlichen Sensor zu ersetzen, etwa durch einen infrarotempfindlichen Fotowiderstand.

Man kann im Bereich der gezündeten Flamme auch eine Ionisatlonsstrecke 22 anordnen (Figur 2f), welche zum Beispiel aus zwei in geringem Abstand sich gegenüberstehenden Drahtspitzen besteht, und diese Ionisationsetrecke anstelle des Widerstandes 4 verwenden. Voraussetzung ist dabei allerdings, daß der Widerstand 3 einen Wert hat, der merklich größer 1st als der Widerstand der Ionisationsstrecke 22, die bei gesundeter Flamme in der Größenordnung zwischen 1 und 20 M Ohm liegt, und daß für den Transistor 5 ein Transistor mit geringem Basisstrombedarf verwendet wird, etwa ein PET-Transistor/

Anstatt den Widerstand 4 direkt durch die Ionisationsstrecke 22 zu ersetzen, kann letzterer Jedoch auch dazu verwendet werden, ein Abschältglied zu steuern, etwa einen FET-Transistor, der parallel zu dem Widerstand 4 liegt.

In allen Fällen sollte die Schaltung des Schwingungserzeugers so ausgebildet sein, daß dieser beim Schließen des Betätigungsschalters 10 zu schwingen beginnt, Dies läßt eich in bekannter Weise durch geeignete Dimensionierung der Schaltung erreichen,

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insbesondere durch die Wahl der Basisvorspannung des Transistors und der Wlndungszahlverhfilfcnisse der Primärwicklung 6 und der Rückkopplungswicklwng 7,

Die Schaltung nach Figur 1 hat folgende Wirkungsweise. Beim Betätigen des Betätigungsschalters 10 fließt ein Strom durch den Spannungsteiler 3» 4, so daß auch ein Basisstrom durch den Transistor 5 fließt und durch die Rückkopplungswielclimg 7. Aufgrund dessen fließt auch ein Kollektorstrom durch die Primärwicklung 6, wodurch die Basisspannung aufgrund der Induktionsspannung in der Rückkopplungswieklung 7 weiter vergrößert wird. Dieser Vorgang dauert an, bin der KoiLlektorstrom seinen Maximalwert erreicht hat. Da dann die magnetische Flußdichte in dem Schwingtransformator 9 nicht mehr zunimmt, ist in der Rück·*· kopplungwicklung 7 auch keine Induktionsspannung mehr vorhanden, so daß der Transistor sperrt.

Durch die Zunahme des Kollektorstromes bis sum Erreichen des Maximalwertes desselben wird In der Sekundärwicklung 8 eine Spannung erzeugt, die über die Diode 12 den Ladekondensator 11 teilweise auflädt.

Beim Sperren des Transistors 5 entsteht in der Sekundärwicklung 8 eine umgekehrt gerichtete Induktionsspannung, die, zur Spannung an dem Ladekondensator 11 addiert, über die Diode 13 den Speicherkondensator 14 auflädt. Wenn kein Ladestrom mehr auf den Speicherkondensator fließt, sperrt die Diode 13, und die in der Wicklungskapazität der Sekundärwicklung 8 des Schwingtransformators 9 gespeicherte Energie entlädt sich über den Schwingtransformator und induziert in der Rückkopplungswicklung 7 eine Spannung, die den Transistor 5 wieder leitend macht und somit einen neuen SchwingungeVorgang einleitet.

Dieser Zyklus wiederholt sich so lange, bis der Speicherkondensator 14 auf did Durchbruchsspannung des Thyristors 18 aufgeladen 1st. In dem Augenblick wird der Speicherkondensator 14 über den Hoch-

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spannungs-Zündtransformator entladen, wobei an der Funkenstrecke 21 ein Zündfunke überspringt.

Die Schaltung des Schwingungserzeugers ist so ausgebildet, daß sie auch nach Entladen des Speicherkondensators 14 von selbst wieder anschwingt, so daß der obenbeschriebene Vorgang von neuem beginnen würde.

Gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung wird der Spannungswandler- - erst abgeschaltet, wenn das zu zündende Gas oder dergleichen brennt. Zu dem Zweck ist beispielsweise der Widerstand 3 als PTC-Widerstand ausgebildet, der sich im Wirkungsbereich der gezündeten Flamme befindet. Durch die'von der Flamme abgegebene Wärme erhöht sich der Widerstand des PTC-Widerstandes merklich innerhalb kurzer ZeIt₁ so daß die Basievorspannung des Transistors 5 auf einen Wert herabgesetzt wird, der zum Wiederanfachen einer Schwingung zu niedrig 1st. Es sei erwähnt, daß sich der Schwingungseustand des Spannungswandlers durch Änderung der Basisvorspannung verhältnismäßig schwer unterbrechen läßt, während es leichter 1st, durch Änderung der Basisvorspannung ein Wiederanfachen der Schwingung unmittelbar nach Entladen des Speicherkondensators 14 zu verhindern.

Anstelle des PTC-Widerstandes 3 kann auch ein Bimetallschalter {Figur 2b) verwendet sein. Sobald das zu zündende Gas brennt, erwärmt sich der Bimetallschalter und Sffnet sich, so daß die Basis des Transistors 5 über den Widerstand 4 an Masse gelegt ist und ein Wiederanschwingen des Spannungswandlers verhindert wird.

Falls in der Schaltung nach Figur 1 der Widerstand k einen NTC-Widerstand (Figur 2c) bildet, nimmt der Widerstandswert desselben durch die Erwärmung von der gezündeten Flamme merklieh ab, so daß auch die Basisvorspannung des Transistors sinkt.

Eine gleiche Wirkung ergibt sich, wenn der NTC-Widerstand 4 durch

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einen Arbeltskontakt-Bimetallselialfces» (Figur 2fl> ®i?set2t ISt₃ der sich unter dem Einfluß des? Wlmrnienwärme schließt „

Der Widerstand ²I kann auch ein infrarotempfindlicher Fotowiderstand (Figur 2e) sein. Ein derartiger Fotowiderstand verringert bekanntlich seinen Widerstandswert bei Auftreffen von Strahlung, so daß sich die gleich© Wirkung ergibt nie bei Verwendung eines NTC-Widerstandes.

Wenn als flammenempfindlicher Sensor eine lonisationsstreeke 22 verwendet ist, deren Spitzenelektrode!! sich im Bereich der Flamme, jedoch außerhalb der lonisationsstrecke der Funkenstrecke 21 befinden, so ergibt sich bei Anschaltung dieser Ionisationsstrecke anstelle des Widerstandes ^i die gleiche Wirkung wie bei Verwendung eines WTC-Widerstandes,,

Es ist möglich, zusätzlich die Schaltung so abzuwandeln, daß nach einmaliger Betätigung eines Wischkontaktes oder ähnlicher Kontakte nur eine begrenzte Anzahl von Funken überspringen, bevor die Taste wieder neu betätigt werden muß. Dadurch wird eine unnötige Beanspruchung der Batterie verhindert, Insbesondere dann, wenn andere Defekte vorliegen oder der Tank leer ist.

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Claims

Patentansprüche

\ l\ Batterie-Zündvorrichtung, Insbesondere für Feuerzeuge, mit '^j einem schwlngungafähigen Spannungswandler zum Erzeugen eines Hochspannungsfunkens, und mit einem von dem Betätigungsorgan der Zündvorrichtung betätigten Eln-Ausschalter für den Spannungswandler, gekennzeichnet durch einen flammenempfindllchen Sensor (Figuren 2a, b, c, d, e, f), der ein Abschaltglied der Zündvorrichtung steuert.

2. Zündvorrichtung nach Anspruch 1, mit einem Transistor-Spannungswandler, dadurch gekennzeichnet', daß das Abschaltglied in den Rückkopplungszweig des Spannungswandlers eingeschaltet ist.

3. Zündvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch geken η -zeichnet , daß das Abschaltglied in eine Basisvorspannungsschaltung (3, 4) des Transistors (5) eingeschaltet ist.

4. Zündvorrichtung nach Anspruch 1 bis 3* dadurch. gekennzeichnet , daß der flammenempfindliche Sensor zugleich das Abschaltglied bildet.

5. Zündvorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß der flammenempflndliche Sensor ein Bimetallechalter ist.

6. Zündvorrichtung nach Anspruch ι bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der flanmenempfln/lUche Sensor ein Infrarotempfindlicher Fotowiderstand ist.

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?. Zündvorrichtung nach Anspruch 1 bis *}_s dadurch gekennzeichnet, daß der flammenempfindliche Sensor ein temperaturabhängige? Widerstand ist»

8. Zündvorrichtung nach Anspruch IbIs²I, dadurch gekennzeichnet , daß der flammenempfindliehe Sensor eine Xonisationsstreeke ist,

9. Zündvorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß das Äbsehaltglied ein Ein-Ausschalter ist.

10. Zündvorrichtung nach Anspruch 1 bis 8,daduroh gekennzeichnet, daß das Abschaltglied ein den Schwingungszustand des Spannungswandler beeInfluvendes Schaltungsteil ist.

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