DE2302638C3 - Piezozünder mit Schlagmechanik - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft gemäß Hauptpalent einen Piezozünder mit Schlagmcchanik, insbesondere für Feuerzeuge, mit einem von einem Hammer beaufschlagten piczoclcktrischin Wandler, mit einer von einem Betätigungsorgan /usamincndhickbarcn Kraflspeichcrfeder, die sich einerseits gegen den Hammer und andererseits gegen das llclätigiingsorgan abstützt und mit einem Magneten, der den Hammer in Ruhestellung festhält (DIM'S 22 \ J 727).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen derartigen Pie/o/üiuler so zu verbessern, daß sich eine höhere Bewegungsenergie des bewegbaren Teiles des l'iezozündcrs erzielen IiM)I.

Die 1,OSiIiIg dieser Aufgabt· ist diirin /n sehen, thill genial) llaiiptpatent mindestens ein Magncilcitslück vorgesehen ist, welches mit dem Hammer und dem Miignclcii einen in Kiilicslcllmig luflspallfrei gcschlns senen Magnetkreis bildet, und dal) an jeder l'olflachc des Miignelcn ein Mai'iielliMlstiiik angebracht isl. Hei einem derartigen I'hvo/iiikIct nimmt die auf den Hammer ausgeübte Kraft beim Losreißen desselben von dem feststehenden Teil des Magnetkreises mit der !Entfernung schneller ab, so daß der Hammer auf eine höhere kinetische Energie beschleunigt wird. Außerdem > ist im offenen Zustand des Magnetkreises, also bei Betätigung des Piezozünders, ein verrmgerter magnetischer Widerstand des offenen Magnetkreises vorhanden. Dies hat zur Folge, daß das Magnetfeld des Magneten auch bei häufiger Betätigung des Piezozüniu ders praktisch nicht geschwächt wird. Außerdem ist der nach außen dringende Streufluß verringert.

Es ist zwar an sich schon bekannt, an jeder Polfläche

eines Magneten Magnetleitstücke anzubringen, jedoch war nicht zu erwarten, daß diese Maßnahme bei

π Piezozündern, insbesondere für Feuerzeuge, Vorteile bringen würde, da nur ein sehr begrenzter Raum in der

Größe von höchstens einigen cm³ zur Verfügung steht

und jede Verwendung von Magnetleitstücken daher auf

Kosten der Größe des Magneten geht, so daß die zur

-Ό Verfügung stehende Magnetfeldenergie entsprechend verringert wird.

Die Unieransprüche kennzeichnen vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungsformen.

Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer i^r> Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen ergänzend beschrieben.

F i g. 1 ist ein Axialschnitt durch einen erfindungsgemäßen Piezozünder;

Fig.2 ist ein A-xialschnitt durch eine abgeänderte ι» Bauart eines Piezozünders.

Der in F i g. 1 dargestellte Piezozünder umfaßt ein zylindrisches Gehäuse 1 aus einem magnetisch nicht leitfähigen Material. Im unteren Teil dieses Gehäuses befindet sich ein piezoelektrischer Wandler 2, im • · folgenden kurz Wandler genannt, der zwei Piezokristal-Ie 1 enthält, zwischen denen eine Hochspannungselektrode 4 liegt. Auf der Oberseite des Wandlers befindet sich eine sphärische Prallplatte 7.

Über der Prallplatte 7 liegt ein topfförmiges Magnelleitstück 8, in dessen Innern ein Permanentmagnet 9 im Abstand von der Seilen».and des Magnetleitstückes befestigt ist. Das topfförmige Magnetleitstück 8 und der Permanentmagnet 9 bilden den Hammer des Pie/ozünders.

' · Oberhalb des I lamniers befindet sich eine magnetleitfähige lochplatte 10, welche mit Stiften 11 an der Wand des Gehäuses I festgehalten isl. Die lochplatte 10 weist eine zentrale Bohrung 12 auf, durch die der Schaft eines pil/formigen Druckübertragungsgliedes 1J ragt, dessen ■" Kopfbereich 14 mit Spiel in dem Gehäuse 1 gleiten kann.

Zwischen der Unlcrflachc des- Kopfbereichs 14 und der lochplatte 10 liegt eine Rückholfeder 15, und auf der Oberseite des Kopfbereichs 14 liegt eine Kraftspeicherfeder 16. die in einer Ikliitigiingskappc 17 unterge bracht ist.

ErfindiingsgcmaU isl der Permanentmagnet 9 auf der

der lochplatte 10 /iigekehrlen Polfläche mit einer

Magncllcitplattc 18 versehen, in die das Ende des

^fi" Schaftes des pil/förinigen Dmckilbcrtragiingsglicdcs 1.1 fesi eingeset/t ist.

Die Dicke des PcriiiaiienlmagMelcii 9 und der Magncllcitplaltc 18 ist so bemessen, daß die freiliegende Oberseile derselben praktisch in der libelle des der lodiplallc 10 /iigcw.nullen Randes des lopfförmigcs Magnelleiislücks 8 liegt.

Im Kiilic/iisliinil liegen dieser Hand und die Magiicllcilplntle IH .im der lochplatte 10 an, so daß der

Magnetkreis keinen Lufispali enthält. Per Permanentmagnet 9 entwickelt dann die maximale I laltekraft.

Beim Niederdrücken der Betätigungskappe 17 wird die Kraftspeicherfeder 16 gespannt, wobei die auf das Druckübertragungsglied 13 ausgeübte Kraft zunimmt. Sobald die von der Kraftspeicherfeder 16 aufgebrachte Kraft größer wird als die Haltekraft des Permanentmagneten 9, löst sich die aus den Teilen 8, 9, 18, 13 gebildete Baugruppe von der Jochplatte 10 und bewegt sich beschleunigt gegen die Prallplatte 7. Sobald das topfförmige Magnetleitstück 8 auf diese aufprallt, entsteht eine Druckwelle in dem piezoelektrischen Wandler 2, die einen Hochspannungsimpuls an der Hochspannungselektrcde 4 zur Folge hat.

Im betätigten Zustand, wenn also das topfförmige Magnetleitstück 8 an der Prallplatte 7 anliegt, [st der magnetische Widerstand des Magnetkreises erhöht, da dieser einen Luftspalt zwischen der Magnetleitplatte 18 und dem Magnetleitstück 8 enthält. Die Größe dieses Luftspaites kann jedoch so bemessen sein, daß nur ein geringer StreufluB über das Gehäuse 1 nach außen dringt Im Ruhezustand und kurz nach dem Abheben der Magnetleitplatte 18 von der jochplatte 10 bewirkt letztere eine schnellere Umlenkung der Ff -dlinien auf den Rand des topfförmigen Magnelleitstücks 8 im Vergleich zu früher vorgeschlagenen Bauarten.

Die in F i g. 2 dargestellte Ausführungsform verwendet statt des topfförmigen ein pilzförmiges Magnetleitstück 20, dessen Schaft 21 mit einem Ringmagneten 22 umgeben ist, und zwar derart, daß ein Luftspalt 31 zwischen beiden Teilen freibleibt Dieser Luftspalt kann auch mit einem magnetisch nicht leitenden Material ausgefüllt sein.

Auf der nicht mit dem pilzförmigen Magnetleitstück 20 in Verbindung stehenden Polfläche der Permanentmagneten liegt ein Magnetleitring 23 auf, dessen Stirnbereich bündig mit der Stirnfläche des Schaftes 21 ist.

Im Ruhezustand liegen der Magnetlcitring 23 und der Schaft 21 an einem magnetleitfähigen Joch 24 an, so daß die von dem Ringmagneten ausgehenden Feldlinien keinen Luftspalt zu überbrücken haben. Die Haltekrafi des Magneten ist daher maximal.

Das Joch 24 ist in einem oberen Bereich durch Stifte 25 an dem Gehäuse 1 befestigt, wobei das Joch 24 sü gestaltet ist, daß es einen Ringraum zwischen sich und dem Gehäuse 1 freiläßt. In diesem Ringraum sitzt eine Kraftspeicherfeder 26, die einerseits an dem Magnetleitring 23 und andererseits an den Stirnenden einer Betätigungskappe 27 anliegt. Die Betätigungskappe

lu paßt in den Ringraum hinein und ist an diametral gegenüberliegenden Stellen mit Längslöchern 28 versehen, durch die die Stifte 25 gesteckt sind. Die Betätigungskappe 27 läßt sich daher nur in einem begrenzten Bereich bewegen, der durch die Größe des

li Längsloches festgelegt ist.

Zwischen dem piezoelektrischen Wandler 2 und dem pilzförmigen Magnetleitstück 20 liegt noch eine Rückholfeder 29.

Beim Niederdrücken der Betäligungskappe 27 wird

m die Kraftspeicherfeder 26 gespannt und übt dadurch eine zunehmende Kraft auf den Magnetleitring 23 und die damit verbundenen Teile aus. Sobald die in der Kraftspeicherfeder 26 entwickelte f»raft größer ist als die Haltekraft des Magneten und die Kraft der

>-, Rückholfeder 29, löst sich die aus den Teilen 20, 22 und 23 bestehende Baugruppe, der sogenannte Hummer, von dem Joch 24 und schnellt gegen die Prallplatte 30 des piezoelektrischen Wandlers 2.

In diesem betätigten Zustand tritt aus dem Hummer

in nur ein geringer Slreufluß aus, da der Magnclleitring 23 die von der angrenzenden Polfläche des Ringmagneten 22 ausgehenden Feldlinien sammelt und in dem Luftspalt zwischen Magnetleitring 23 und Schaft 21 konzentriert.

ii Die beschriebenen Pie/ozünder haben den Vorteil, daß sie eine relativ große Naltckruft entwickeln, daß die Anziehungskraft jedoch bereils in geringer Hntfernung des Hammers von dem Joch 24 stark abnimmt, so daß die in der Kraftspeicherfeder 26 gespeicherte h'nergie

in zu einem wesentlichen Feil in kinetische F.ncrgic des I lammers umgewandelt wird.

1 Blatt Zeiijinungcn

Claims (6)

Patentansprüche;

1. Piezozünder mit Schlagmechanik, insbesondere für Feuerzeuge, mit einem von einem Hammer beaufschlagten piezoelektrischen Wandler, mit einer von einem Betätigungsorgan zusammendrückbaren Kraftspeicherfeder, die sich einerseits gegen den Hammer und andererseits gegen das Betätigungsorgan abstützt, mit einem Magneten, der den Hammer in Ruhestellung festhält, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Magnelleitstück vorgesehen ist, welches mit dem Hammer und dem Magneten einen in Ruhestellung luftspaltfrei geschlossenen Magnelkreis nach DE-Patent 22 43 727 bildet, und daß an jeder Polfäche des Magneten (9, 22) ein Magnetleitstück (8,18; 20,23) angebracht ist.

2. Piezozünder nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen mehrteiligen Magneten und durch an beiden Polen jedes Magnetteiles angebrachte Magnetleitstücke.

3. Piezazünder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht mit den Polen in Berührung stehenden Bereiche der Magnetleitstükkc (8; 21) einen vorgegebenen Abstand von dem Magneten (9; 22) haben.

4. Piezozünder nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hammer ein topfförmiges Magnetleitstück (8) bildet, in das ein Magnet (9) eingesetzt ist, daß die offene Seile des topfförmigen Magnetleitstücks in Ruhestellung des Hammers an einem feststehenden Magnetleitjoch (10) anliegt und daß die den: Magnctleitjoch benachbarte Polfläche des Magneten eine Magnellei!"latie (18) trägt.

5. Piezozünder nach Anspruch I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hammer ein im Querschnitt T-förmiges Magnelleitstück (20) bildet, auf dessen Schcnkclflächcn mindestens ein axial polarisierter Magnet (22) aufliegt.

6. Piezozünder nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnctlcitstückc (20,23) so gestaltet sind, daß der Magnetkreis in geöffnetem Zustand einen mindestens dreimal so großen magnetischen Widerstand aufweist wie der magnetische Widerstand in geschlossenem Zustand.