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PiezozUnder mit Schlagmechanik Die Erfindung betrifft einen Piezoztinder
mit Schlagmechanik, insbesondere fUr Feuerzeuge, mit einem piezoelektrischen Wandler,
einem in Richtung auf diesen bewegbaren Hammer, der mit einer von einem Betätigungsorgan
zusammendrtlckbaren Kraftspeicherfeder zusammenwirkt, mit einer Bewegungsausldseeinrichtung
für den Hammer, und mit einem diese Teile umgebenden Gehäuse, an dessen einem Ende
der piezoelektrische Wandler anliegt.
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Es hat sich herausgestellt, daß derartige Piezozünder eine verhältnismäßig
kurze Funkenstandzeit ergeben, so daß es erforderlich ist, einen Vorwiderstand in
die Zündleitung einzuschalten, um die Funkendauer auf diese Weise zu verlängern,
damit eine höhere Zündsicherheit erreicht wird. Der Nachteil der Verwendung eines
Vorwiderstandes liegt darin, daß er einen beträchtlichen Teil der zur Verfügung
stehenden elektrischen Energie verbraucht. Dieser Umstand ist besonders ungünstig
bei Verwendung des Piezozünders in Taschenfeuerzeugen, da die verloren gegangene
Zllndenergie durch einen größeren und stärkeren Fiezozünder ausgeglichen werden
muß.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Piezozünder der eingangs
genannten Art zu schaffen, der eine so große Funkenstandzeit aufweist, daß eine
sichere Zündung auch ohne Verwendung eines Vorwiderstandes in der Zündspannungsleitung
möglich ist.
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Die Lösung der Aufgabe ist darin zu sehen, daß der piezoelektrische
Wandler im Auftreffbereich des Hammers mit einer magnetischen Prallplatte versehen
ist und daß der Hammer mindestens an dem mit der Prallplatte in Berührung kommenden
Bereich magnetleitfähig ist.
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Gemäß einer besonderen Ausführungsform umfaßt die magnetische Prallplatte
eine magnetleitfähige Platte, die mit einem vorstehenden Pralldorn versehen ist,
sowie einen den Praildorn umgebenden Permanentmagneten.
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Dabei ist der Permanentmagnet vorzugsweise ringförmig und ist axial
magnetisiert.
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Gemäß einer Weiterbildung ist der Permanentmagnet gegenüber der magnetischen
Prallplatte beweglich gelagert.
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Zwischen dem Hammer einerseits und dem Permanentmagneten andererseits
kann eine Rückholfeder angreifen.
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FUr Piezozünder mit einer als Magnethaltekreis ausgebildeten Bewegungsauslöseeinrichtung,
die einen in dem Hammer untergebrachten Permanentmagneten umfaßt, besteht eine bevorzugte
Ausfflhrungsform der Erfindung darin, daß der Hammer in seinem Äuftreffbereich mit
einer einen Streufluß erzeugenden Einrichtung versehen ist. Ein derartiger Piezozünder
erfordert zur Realisierung der Erfindung keine zusätzlichen Bauteile.
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-Die Erfindung ist im folgenden anhand-schematischer Zeichnungen an
mehreren Ausführungsbeispielen ergänzend beschrieben.
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Figur 1 ist ein Längsschnitt durch eine Ausführungsform nach der
Erfindung.
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Figur 2 ist ein Längsschnitt durch eine gegenüber Figur 1 abgeänderte
Ausführungsform der Erfindung.
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Der in Figur 1 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 Öffnung
7 in der GehFusewand nach außen geführt ist. Auf dem oben liegenden piezoelektrischen
Bariuntitanatkörper 5 befindet sich eine Prallplatte 8 aus einem ferromagnetischen
Material. Diese Prallplatte kann mit dem Bariumtitanatkörper verkettet sein. Sie
hat einen zentralen, zum Hammer 9 hin gerichteten Pralldorn 20, der ein Teil mit
der Prallplatte 8 bildet. Um den Praildorn liegt ein Ringmagnet 21, der axial magnetisiert
ist.
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Der PiezozUnder umfaßt ferner einen Hammer 9, der an dem zur Prallplatte
8 hinweisenden Mantelbereich mit einer Umfangsausnehmung versehen ist, die an einer
Schulter 10 endet.
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Zwischen dem Ringmagnet 21 und der Schulter 10 befindet sich eine
Rückholfeder 11, die an ihren beiden Stirnflächen planparallel geschliffen ist.
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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.
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Die Betätigungskappe 14 ist topfförmig ausgebildet und weist
zwei
diametral gegenüberliegende, achsparallel sich erstreckende Längs löcher 15 auf,
durch die der Haltestift 13 gesteckt ist. Die Längslöcher 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.
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Die Permanentmagnetanordnung umfaßt einen quaderrörmigen Permanentmagneten
16, an dessen beiden gegenüberliegenden Längsseiten Polplatten 17 angebracht sind,
die zu beiden Seiten etwas über die Länge des Permanentmagneten 16 hervorragen.
Die Polplatte 17 sind mit dem Permanentmagneten 16 verklebt.
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Die oben überstehenden Enden der Polplatten 17 sind mit Bohrungen
18 versehen, durch die der Haltestift 13 gesteckt ist.
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Auf diese Weise wird die aus den Teilen 16 und 17 bestehende Permanentmagnetanordnung
gehäusefest gehalten.
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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.
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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.
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Der Piezozünder hat folgende Wirkungsweise. Im in Figur 1 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, 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 den Pralldorn 20,
wobei die Rückholfeder 11 bereits einen Druck auf den piezoelektrischen Wandler
ausübt, bevor der Hammer 9 auf den Pralldorn 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.
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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.
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Der Ringmagnet 21 liegt lose auf der Prallplatte 8 auf, wird Jedoch
durch die Rückholfeder 11 an diese angedrückt, wodurch eine genügende Halterung
des Ringmagneten 21 erzielt ist. Der Ringmagnet kann Jedoch auch mit der Prallplatte
8 verklebt sein.
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Die Haltekraft des Ringmagneten 21 muß natürlich kleiner sein als
die Druckkraft der Rückholfeder 11 im zus ammengedrückten Zustand derselben, damit
der Hammer 9 selbsttätig wieder in seine Ruhelage zurückkehren kann.
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Figur 2 zeigt eine andere Ausführungsform, wobei in bezug auf Figur
1 gleiche Bauteile mit gleichen Bezugs ziffern versehen sind.
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Der Piezozünder nach Figur 2 unterscheidet sich von der
Konstruktion
nach Figur 1 im wesentlichen durch den Aufbau der Permanentmagnetanordnung und des
Hammers.
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Der Hammer besteht aus einem topfförmigen Gehäuse 22 aus ferromagnetischem
Material, welches in seinem Bodenbereich gewölbt ausgebildet ist und einen Schlitz
29 oder eine anders geformte Öffnung aufweist. Im Innenraum des Hammers befindet
sich ein Permanentmagnet 26, der axial magnetisiert ist und mit seinem einen Polende
auf den Boden des top£-förmigen Gehäuseteils 22 aufgesetzt ist. Der Zwischenraum
zwischen dem Permanentmagneten 26 und diesem Gehäuseteil ist mit Blei 27 ausgefüllt.
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Oberhalb des Hammers befindet sich ein jochteil, welches aus einem
Eisenkern 24 und einem nicht magnetischen Mantel 25 besteht. Letzterer ist mit einer
Querbohrung 28 versehen, durch die der Haltestift 13 gesteckt ist. Der Eisenkern
24 weist an der dem Hammer zugekehrten Seite einen erweiterten Querschnitt auf,
der sich bis über die Stirnfläche des topfförmigen Gehäuseteils 22 erstreckt.
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Die Wirkungsweise dieser Ausführungsform entspricht der-Jenigen nach
Figur 1. Die magnetische Anziehungskraft zwischen dem Hammer und der Prallplatte
wird Jedoch nicht durch einen besonderen Magneten erzeugt, sondern durch den Permanentmagneten
26. Sobald der Hammer sich von dem Jochteil e öst hat und 24, 25 ãuf die Prallplatte
8 aufschlägt, tritt durch den Spalt 29 ein Teil der vom Permanentmagneten 26 ausgehenden
Kraftlinien auf die ferromagnetische Prallplatte 8 über, so daß zwischen dieser
und dem Hammer eine Anziehungskraft erzeugt wird. Dadurch wird ähnlich wie bei dem
Piezozünder nach Figur 1 die Funkenstandzeit erhöht.