DE2324225A1

DE2324225A1 - PIEZO LENSER WITH IMPACT MECHANICS

Info

Publication number: DE2324225A1
Application number: DE19732324225
Authority: DE
Inventors: Walter Mohr
Original assignee: Braun GmbH
Current assignee: Braun GmbH
Priority date: 1973-05-14
Filing date: 1973-05-14
Publication date: 1974-12-05

Description

PiezozÜnder mit Schlagmechanik Die Erfindung betrifft einen Piezozünder mit Schlagmechanik, insbesondere für Feuerzeuge, mit einem piezoelektrischen Wandleer, einem in Richtung auf diesen bewegbaren Hammer, der mit einer von einem Betätigungsorgan zusa=endrückbaren Kraftspeicherfeder zusammenwirkt, mit einer Bewegungsauslöseeinrichtung tung für den Hammer und mit einem diese Teile aufnehmenden Gehäuser an dessen einem Stirnende der piezoelektrische Wandler liegt, und mit einer an dem freiliegenden Ende desselben angebrachten Prallplatte. Piezo igniter with impact mechanism The invention relates to a piezo igniter with impact mechanics, especially for lighters, with a piezoelectric transducer, one in the direction of this movable hammer, which with one of an actuator together = compressible force storage spring cooperates with a movement triggering device tion for the hammer and with a housing receiving these parts on one of them The front end of the piezoelectric transducer lies, and with one on the exposed one At the end of the same attached baffle plate.

Bisher wurde bei derartigen Piezozündern mit Schlagmechanik der piezoelektrische Wandler fest in das Gehäuse eingesetzt.Dadurch ergibt sich der Nachteil, daß durch die Reibung des piezoelektrischen Wandlers an der Innenwand des Gehäuses ein Teil der Schlagenergie verlorengeh9ind nicht für die Erzeugung elektrischer Energie zur Verfügung steht.So far, piezoelectric igniters with impact mechanics have been used in such piezoelectric igniters Converter firmly inserted into the housing. This has the disadvantage that through the friction of the piezoelectric transducer on the inner wall of the housing is a part the impact energy are not lost for the generation of electrical energy Available.

Bei einer anderen bekannten Bauart eines Piezozünders mit Schlagmechanik liegt die dem Hammer zugewandte Seite des piezoelektrischen Wandlers an einem Anschlag des Gehäuses an, und die andere Stirnfläche des Wandlers ist über eine besondere Feder unter Vorspannung gehalten. Diese Bauart erfordert zusätzliche Teile, so daß die Herstellungskosten erhöht sind.In another known type of piezoelectric igniter with an impact mechanism the side of the piezoelectric transducer facing the hammer is against a stop of the housing, and the other face of the transducer has a special one Spring under tension held. This type of construction requires additional Parts, so that the manufacturing cost is increased.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Piezozünder mit Schlagmechanik der eingangs genannten Art zu schaffen, der einfach aufgebaut ist und einen verhältnismäßig hohen Wirkungsgrad aufweist.The invention is based on the object of a piezoelectric igniter with an impact mechanism to create the type mentioned, which is simple and relatively has high efficiency.

Die Lösung dieser Aufgabe ist darin zu sehen, daß eine Rückholfeder zwischen dem Hammer und der Prallplatte angeordnet ist und daß der piezoelektrische Wandler mit seitlichem Spiel in das Gehäuse eingesetzt ist. Durch den Druck der Rückholfeder auf die Prallplatte wird das piezoelektrische Element immer unter einer gewissen Vorspannung gehalten, was sich günstig auf die Energiebilanz auswirkt. Es ist dabei nicht erforderlich, den piezoelektrischen Wandler fest in das Gehäuse einzusetzen, so daß auch besondere Befestigungseinrichtungen für denselben entfallen können.The solution to this problem is to be seen in the fact that a return spring is arranged between the hammer and the baffle and that the piezoelectric Converter is inserted with side play in the housing. Due to the pressure of the The piezoelectric element is always under a return spring on the baffle plate held a certain bias, which has a positive effect on the energy balance. It is not necessary to firmly place the piezoelectric transducer in the housing use, so that special fastening devices for the same are omitted can.

Vorzugsweise greift die Rückholfeder an einer Umfangs schulter des Hammers an. Dadurch läßt sich eine kurze Bauweise des Piezozünders erreichen.Preferably, the return spring engages on a circumferential shoulder of the Hammers on. This makes it possible to achieve a short construction of the piezoelectric igniter.

Gemäß einer Weiterbildung sind die Enden der Rückholfeder planparallel geschliffen. Dies trägt dazu bei, daß der Hammer durch die Rückholfeder nicht verkantet wirds wodurch zusätzliche Reibungsverluste entstehen würden.According to a further development, the ends of the return spring are plane-parallel sanded. This helps prevent the hammer from canting due to the return spring it will result in additional friction losses.

Vorzugsweise haben der Hammer und die Prallplatte eine Kreisquerschnittsform, und die Rückholfeder ist eine Schraubenfeder.Preferably, the hammer and the baffle plate have a circular cross-sectional shape, and the return spring is a coil spring.

Die Erfindung ist im folgenden anhand einer schematischen Zeichnung-an einem Ausführungsbeispiel ergänzend beschrieben.The invention is described below with reference to a schematic drawing an exemplary embodiment described in addition.

Die einzige Figur ist ein 833chntt durch einen Piezoztlnder nach der Erfindung.The only figure is a 833chntt through a piezoelectric country after the Invention.

Der in der Figur dargestellte Piezozünder umfaßt ein zylindrisches Gehäuse 1 aus einem Kunststoff. Das Gehäuse hat eine Kreisquerschnittsform und ist an einem Ende durch einen Boden 2 verschlossen. Der Innenraum des Gehäuses ist ebenfalls kreisquerschnittsförmig. Auf dem Boden 2 des Gehäuses liegt ein piezoelektrischer Wandler 3 auf, der aus zwei hintereinander angeordneten piezoelektrischen Bariumtitanatkristallen 4 und 5 besteht, zwischen denen eine Elektrode 6 liegt, welche durch eine oeffnung 7 in der Gehäusewand nach außen geführt ist. Auf dem oben liegenden piezoelektrischen Bariumtitanatkörper 5 befindet sich eine Prallplatte 8 aus Metall, Diese Prallplatte kann mit dem Bariumtitanatkörper verkittet sein.The piezoelectric igniter shown in the figure comprises a cylindrical one Housing 1 made of a plastic. The housing has a circular cross-sectional shape and is closed at one end by a base 2. The interior of the case is also circular cross-section. On the bottom 2 of the housing there is a piezoelectric Converter 3, which consists of two piezoelectric barium titanate crystals arranged one behind the other 4 and 5, between which an electrode 6 is located, which is through an opening 7 is guided to the outside in the housing wall. On top of the piezoelectric Barium titanate body 5 is a baffle plate 8 made of metal, this baffle plate can be cemented to the barium titanate body.

Der Piezozünder umfaßt ferner einen Hammer 9, der an dem zur Prallplatte 8 hinweisenden Mantelbereich mit einer Umfangsausnehmung versehen ist, die an einer Schulter 10 endet. Zwischen der Prallplatte 8 und der Schulter 10 befindet sich eine Rückholfeder 11, die an ihren beiden Stirnflächen planparallel geschliffen ist.The piezoelectric igniter also includes a hammer 9, which is attached to the baffle plate 8 indicative jacket area is provided with a circumferential recess which is at a Shoulder 10 ends. Between the baffle plate 8 and the shoulder 10 is located a return spring 11, which is ground plane-parallel on both of its end faces is.

An dem oben offenen Ende des Gehäuses 1 befinden sich diametral gegenüberliegende Bohrungen 12, durch die ein Haltestift 13 getrieben ist. Dieser Haltestift dient zum Halten einer Betätigungskappe 14 und einer Permanentmagnetanordnung.At the end of the housing 1, which is open at the top, there are diametrically opposed Bores 12 through which a retaining pin 13 is driven. This retaining pin is used for holding an actuation cap 14 and a permanent magnet arrangement.

n e Betätigungskappe 14 ist topfförmig ausgebildet und weist zwei diametral gegenüberliegende, achsparallel sich erstreckende Längslöcher 15 auf, durch die der Haltestift 13 gesteckt ist. Die Längs löcher ermöglichen eine ihrer Länge entsprechende Beweglichkeit der Betätigungskappe 14. Diese hat im übrigen einen Außendurchmesser, der etwas kleiner ist als der Innendurchmesser des Gehäuses 1, so daß die Betätigungskappe nicht wesentlich verkantet werden kann.n e actuation cap 14 is cup-shaped and has two diametrically opposite, axially parallel extending longitudinal holes 15, through which the retaining pin 13 is inserted. The longitudinal holes allow one of your Length corresponding mobility of the actuating cap 14. This has the rest an outer diameter that is slightly smaller than the inner diameter of the housing 1, so that the actuating cap cannot be tilted significantly.

Die Permanentmagnetanordnung umfaßt einen quaderförmigen Permanentmagneten 16, an dessen beiden gegenüberliegenden Längsseiten Polplatte 17 angebracht sind,die zu beiden Seiten etwas über die Länge des Permanentmagneten 16 hervorragen. Die Polplatten 17 sind mit dem Permanentmagneten 16 verklebt.The permanent magnet arrangement comprises a cuboid permanent magnet 16, on the two opposite long sides of the pole plate 17 are attached, the protrude slightly over the length of the permanent magnet 16 on both sides. the Pole plates 17 are glued to the permanent magnet 16.

Die oben überstehenden Enden der Polplatten 17 sind mit Bohrungen 18 versehen, durch die der Haltestift 13 gesteckt ist. Auf diese Weise wird die aus den Teilen 16 und 17 bestehende Permanentmagnetanordnung gehäusefest gehalten.The ends of the pole plates 17 protruding above are drilled 18 provided through which the retaining pin 13 is inserted. In this way, the from the parts 16 and 17 existing permanent magnet assembly held fixed to the housing.

Die unteren Enden der Polplatten 17 liegen an einer Stirnfläche des Hammers 9 an, der aus einem ferromagnetischen Material besteht und daher durch den Magnetfluß festgehalten wird.The lower ends of the pole plates 17 lie on an end face of the Hammer 9, which consists of a ferromagnetic material and therefore by the Magnetic flux is held.

Der Piezozünder umfaßt ferner noch eine Kraftspeicherfeder 19, die einerseits an der Stirnfläche des Hammers 9 und andererseits an der Stirnkante des offenen Endes der Betätigungskappe 14 angreift.The piezoelectric igniter also includes a force storage spring 19, which on the one hand on the face of the hammer 9 and on the other hand on the front edge of the engages the open end of the actuating cap 14.

Der Piezozünder hat folgende Wirkungsweise. Im in der Figur dargestellten Ruhezustand befindet sich die Kraftspeicherfeder 19 praktisch in ihrem entspannten Zustand, so daß sie keine wesentliche Kraft auf den Hammer 9 ausübt. Wird nun die Betätigungskappe 14 nach unten gedrückt 3 so wird die Kraftspeicherfeder 19 gespannt und dementsprechend eine wachsende Kraft auf den Hammer 9 ausgeübt. Sobald die Spannkraft der Kraftspeicherfeder 19 größer wird als die Haltekraft der Permanentmagnetanordnung, löst sich der Hammer von derselben und schnellt nach unten gegen die Prallplatte 8, wobei die Rückholfeder 11 bereits einen Druck auf den piezoelektrischen Wandler ausübt, bevor der Hammer 9 auf die Prallplatte 8 auftrifft. Durch diesen Druck der Rückholfeder werden die einzelnen Teile des piezoelektrischen Wandlers jedenfalls so weit zusammengedrückt, daß sie nicht mehr locker oder mit Spiel aneinander liegen. Durch das Zusammendrücken des piezoelektrischen Wandlers vor dem Auftreffen des Hammers wird erreicht, daß der piezoelektrische Wandler eine maximale elektrische Energie beim Auftreffen des Hammers erzeugt.The piezo igniter has the following mode of operation. Im shown in the figure The energy storage spring 19 is practically in its relaxed state of rest State so that it does not exert any significant force on the hammer 9. Will now the Actuating cap 14 is pressed down 3 so the energy storage spring 19 is tensioned and accordingly an increasing force is exerted on the hammer 9. As soon as the resilience the force storage spring 19 is greater than the holding force of the permanent magnet arrangement, the hammer loosens from the same and snaps down against the baffle plate 8, the return spring 11 already exerting pressure on the piezoelectric transducer before the hammer 9 strikes the baffle plate 8. Because of this pressure the The individual parts of the piezoelectric transducer are in any case the return spring compressed so far that they no longer lie loosely or with play against each other. By compressing the piezoelectric transducer before it hits the Hammers is achieved that the piezoelectric transducer has a maximum electrical Energy generated when the hammer hits it.

Die Rückholfeder 11 kann so dimensioniert sein, daß bereits im Ruhezustand eine Druckkraft auf den piezoelektrischen Wandler 3 ausgeübt wird. Es ist jedoch auch möglich, eine Rückholfeder zu verwenden, die erst mit der Bewegung des Hammers 9 in Richtung auf die Prallplatte 8 eine Druckkraft erzeugt.The return spring 11 can be dimensioned so that already in the rest state a compressive force is exerted on the piezoelectric transducer 3. However, it is also possible to use a return spring, which only starts with the movement of the hammer 9 in the direction of the baffle plate 8 generates a compressive force.

Die Umfangsausnehmung an der Mantelfläche des Hammers 9 ermöglichst eine Aufnahme der Rückholfeder 11 im zusammengedrückten Zustand derselben, d.h. wenn der Hammer 9 auf der Prallplatte 8 aufschlägt.The circumferential recess on the lateral surface of the hammer 9 enables a receptacle of the return spring 11 in the compressed state thereof, i. e. when the hammer 9 strikes the impact plate 8.

Claims

Piezo igniter with impact mechanism, especially for lighters, with a piezoelectric transducer, a hammer that can be moved in the direction of this, which is connected to a force storage spring which can be compressed by an actuating element cooperates, with a motion trigger device for the hammer and with one of these parts receiving housing, at one end of which the piezoelectric transducer is located, and with a baffle plate attached to the exposed end thereof, d a d u r c h g e -k e n n n z e i c h n e t that a return spring (11) between the Hammer (9) and the baffle plate (8) is arranged and that the piezoelectric transducer (3) is inserted into the housing (1) with lateral play.

2. Piezo igniter according to claim 10 d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t that the return spring (11) acts on a circumferential shoulder (10) of the hammer (9).

3. Piezo igniter according to claim 1 or 2, d a d u r c h g e -k e n n z ei c h n e t that the ends of the return spring (11) are ground plane-parallel.

4. piezoelectric igniter according to claim 1 to 3, d a d u r c h g ek e n n z egg c h n e t that the hammer (9) and the baffle plate (8) have a circular cross-sectional shape and that the return spring (11) is a helical spring.