DE2408661B2 - Piezoelektrische vorrichtung - Google Patents

Description

einem Ansatz 9 zusammenzuarbeiten, der in eine öffnung 10 in der Seitenwand des Betätigers 3 hineinragt. Der Ansatz 9 dient zum Rückstellen für den zugehörigen Hammernocken 4 und bewirkt, daß der Hammernocken in seine obere Ausgangsstellung geschwenkt wird. Der zweite Arm 46 weist gemäß Fig.4 einen Ausschnitt 46' auf, der mit einem Halteabschnitt 11 zusammenarbeitet, der in einen Führungsschlitz 12 des Gehäuses 1 hineinragt, um die Aufwärtsbewegung und die Schwenkbewegung des zugehörigen Hammernockens 4 zu begrenzen.

Der Führungsschlitz 12 für jeden Hammernocken 4 hat einen waagerechten Abschnitt 12a, dessen Breite größer ist als die Breite des ersten Arms Aa des zugehörigen Hammernockens, und der einem noch zu ij erläuternden Zweck dient. Ferner weist der Führungsschlitz 12 einen zweiten Führungsabschnitt 126 auf, der sich längs der Achse der Vorrichtung erstreckt und den zugehörigen Hammernocken während seiner Aufwärts- und Abwärtsbewegung führt Der schon genannte μ Halteabschnitt 11 ragt in den Führungsabschnitt 12Zj hinein, und unterhalb dieses Halteabschnitts ist gemäß F i g. 1 eine geneigte Sitzfläche 11a vorhanden, die dazu dient, den zweiten Arm Ab des zugehörigen Hammernockens 4 festzuhalten, während eine als Energiespeieher wirkende Feder 7 beim Niederdrücken des Betätigers 3 gespannt wird, um eine vorbestimmte Energiemenge zum Ausüben eines Schlages auf das piezoelektrische Element zu speichern. Zwischen dem Halteabschnitt 11 und der geneigten Sitzfläche 11a ist ein solcher Abstand vorhanden, daß der zweite Arm Ab des betreffenden Hammernockens 4 in die aus F i g. 1 ersichtliche Stellung geschwenkt werden kann.

Der waagerechte Schlitzabschnitt 12a ist so geformt, daß sich der betreffende Hammernocken 4 in das zugehörige Ende der Durchbohrung 8 des Hammers 6 einbauen bzw. auswechseln läßt Nach dem Einbauen des Hammers 6 und der Energiespeicherfeder 7 in den Betätiger 3 wird zuletzt jeder Hammernocken 4 durch den zugehörigen Führungsschlitz 12 des Gehäuses 1 und die benachbarte öffnung 10 des Betätigers 3 eingeführt, während der Hammer δ mit Hilfe eines Werkzeugs in einer etwas höheren Lage gehalten wird. Zum gleichen Zweck ist außerdem einer der Hammernocken 4 mit einer durchgehenden Bohrung 4c versehen. Wenn die Hammernocken z.B. beschädigt sind und erneuert werden müssen, kann man sie leicht aus dem Hammer 6 ausbauen, indem man auf den gegenüberliegenden Hammernocken mit Hilfe eines dünnen Stiftes eine axiale Kraft aufbringt, was möglich ist, sobald die Hammernocken auf die waagerechten Abschnitte 12a der Führungsschlitze 12 eingestellt worden sind. Bei der normalen Stellung des Hammers 6 werden die ersten Arme 4a beider Hammernocken 4 durch die Seitenwand des Gehäuses 1 in ihrer Lage gehalten.

Wird der Betätiger 3 entgegen der Kraft der Energiespeicherfeder 7 niedergedrückt, wird die Energie zum Betätigen des Hammers 6 in dieser Feder gespeichert, während die zweiten Arme Ab der Hammernocken 4 zur Anlage an den Sitzflächen 11a in den Führungsschlitzen 12 kommen, um den Hammer in einer vorbestimmten Stellung in einem Abstand von dem piezoelektrischen Element 2 festzuhalten. Sobald die Energiespeicherfeder 7 in einem vorbestimmten Ausmaß gespannt ist, kommen die waagerechten oberen Ränder 10a der öffnung 10 zur Anlage an den waagerechten ersten Armen 4a der Hammernocken 4, so daß die Hammernocken gemäß F i g. 1 und 2 in der Durchbohrung 8 des Hammers entgegen dem Uhrzeigersinne geschwenkt werden. Diese Schwenkbewegung bewirkt, daß die zweiten Arme 46 der Hammernocken außer Eingriff mit den Sitzflärhen 11a kommen, so daß der Hammer 6 gemäß F i g. 3 unter der Wirkung der Energiespeicherfeder 7 schnell nach unten geschleudert wird und hierbei einen Schlag auf das piezoelektrische Element 2 ausübt.

Die Rückstellfeder 5 führt dann den Hammer 6 zusammen mit dem Betätiger 3 unter Vermittlung durch die in dem Hammer gelagerten Hammernocken 4 in die Ausgangsstellung zurück. Während der Aufwärtsbewegung des Betätigers kommen die Ansätze 9, die in die öffnungen 10 hineinragen, zur Anlage an den freien Enden der ersten Arme 4a beider Hammernocken 4, so daß die Hammernocken zusammen mit dem Hammer 6 nach oben bewegt werden, während sich die zweiten Arme Ab der Hammernocken ebenfalls längs der Führungsabschnitte 126 der Führungsschlitze 12 nach oben bewegen, bis die Ausschnitte 46' mit den Halteabschnitten 11 in den Führungsschlitzen 12 zusammenarbeiten. Dies wird dadurch bewirkt, daß die Arme 46 der Hammernocken in Richtung auf die Sitzflächen 11a in den Führungsschlitzen 12 geschwenkt werden; danach wird der Betätiger 3 in seiner Ruhestellung nach F i g. 1 und 2 festgehalten.

F i g. 5,6, und 7 zeigen eine weitere Ausführungsform einer piezoelektrischen Vorrichtung nach der Erfindung mit einem äußeren Gehäuse 101, dessen oberer Abschnitt mit zwei in der Längsrichtung verlaufenden Führungsschlitzen 102 versehen ist, die einander diametral gegenüberliegen, und von denen jeder einen Halieabschnitt 103 und einen etwas tiefer angeordneten Sitz 103a aufweist. In dem Gehäuse 101 ist ein Betätiger 104 gleitend geführt, der mit rechteckigen öffnungen 104a versehen ist. Diese rechteckigen öffnungen liegen einander ebenfalls diametral gegenüber und weisen jeweils einen waagerechten oberen Rand 1046 und einen unteren Rand 104c auf, mit denen zwei Hammernocken 105 zusammenarbeiten, von denen jeder mit einem ersten Arm 105a und einem zweiten Arm 1056 versehen ist; diese Arme ermöglichen es, einen Hammer 6 in einem Abstand von einem piezoelektrischen Element 2 zu halten, das am Boden des Gehäuses 101 befestigt ist Zwischen den beiden Hammernocken 105 ist eine Rückstellfeder 106(Fig.7) angeordnet, die dazu dient, die beiden Hammernocken jeweils in ihre Ausgangs- oder Ruhestellung zurückzuführen. Beide Enden der Rückstellfeder 106 greifen in zugehörige Einkerbungen 105c der Hammernocken 105 ein, die in der Durchbohrung 8 des Hammers 6 schwenkbar gelagert sind.

Zwischen dem Betätiger 104 und dem oberen Ende des Hammers 6 liegt eine Energiespeicherfeder 107, und zwischen dem unteren Ende des Betätigers 104 und einer Schulter am oberen Ende des piezoelektrischen Elements 2 ist eine Rückstellfeder 106 angeordnet Das Element 2 ist mit einer Zuleitung 2a versehen.

Beim Niederdrücken des Betätigers 104 kommen die zweiten Arme 1056 der Hammernocken 105 zur Anlage an den Sitzflächen 103a in den Längsführungsschlitzen 102, und in der Feder 107 wird Energie gespeichert, die es ermöglicht, den Hammer 6 gegen das piezoelektrische Element 2 zu schleudern. Sobald die waagerechten oberen Ränder 1046 der rechteckigen öffnungen 104a zur Anlage an den ersten Armen 105a der schwenkbaren Hammernocken 105 kommen, werden die Hammernocken gemäß Fig.6 entgegen dem Uhrzeigersinne

geschwenkt, so daß ihre unteren Arme 1056 außer Eingriff mit den Sitzflächen 103a kommen und der Hammer 6 durch die vorher gespannte Feder 107 nach unten gegen das piezoelektrische Element 2 geschleudert wird.

Danach wird der Hammer 6 durch die Rückstellfeder 106 wieder nach oben bewegt und in seiner Ausgangsstellung durch die Hammernocken 105 festgehalten. Hierbei wird zuerst der Betätiger 104 durch die Rückstellfeder 106 nach oben bewegt, und während der Aufwärtsbewegung des Betätigers kommen die waagerechten Rückstellkanten 104c der rechteckigen Offnungen 104a zur Anlage an den unteren Enden der zweiten

Arme 105Z> der Hammernocken, so daß der Hammer t längs der Führungsschlitze 102 nach oben bewegt wird Nachdem der Hammer bei seiner Abwärtsbewegung eine vorbestimmte Strecke zurückgelegt hat, werdet die Hammernocken 105 in Richtung auf die Halteabschnitte 103 der Führungsschlitze 102 durch die Rückstellfeder 106 geschwenkt, so daß sie zur Anlage ar den Halteabschnitten kommen. Auf diese Weise werder der Betätiger 104 und der Hammer 6 in ihre Ausgangsstellung zurückgeführt, in der sie durch die Hammernocken 105 in ihrer Ausgangsstellung gehalter werden, um für eine erneute Betätigung bereit zu sein.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

709 518/26

Claims (19)

Patentansprüche:

1. Piezoelektrische Vorrichtung für Zündeinrichtungen, bestehend aus einem Gehäuse, einem piezoelektrischen Element, einem Hammer, einem mit einem ersten und zweiten Arm versehenen Hammernocken, der zwischen einer ersten bzw. Ruhestellung und einer zweiten bzw. Arbeitsstellung zum Steuern des auf das piezoelektrische Element schlagenden Hammers schwenkbar gelagert ist, einer Energiespeicherfeder zum Bewegen des Hammers, auf das piezoelektrische Element, einem Betätiger, der gegenüber dem Gehäuse zum Spannen der Energiespeicherfeder bewegbar ist, >5 einem Führungsteil zum Führen des Hammernokkens und einem Rückstellteil zum Zurückführen des Hammernockens aus der zweiten Stellung in die erste Stellung, dadurch gekennzeichnet, da3 der Hammernocken (4; 105) an dem Hammer (6) schwenkbar gelagert ist und der Führungsschlitz (12; 102) normalerweise an den zweiten Arm (46; 1056) des Hammernockens angreift, um den Hammer (6) vom piezoelektrischen Element (2) fernzuhalten, und der Betätiger (3; 104) mit dem ersten Arm (4a; 105a) des Hammernockens zum Spannen des Hammernockens zusammenarbeitet.

2. Piezoelektrische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsschlitz (12; 102) einen Halteabschnitt (11; 103) hat, an den 3<> sich der zweite Arm (46; 1056) des Hammernockens (4; 105) zum Begrenzen der Aufwärtsbewegung des Hammernockens anlegt, und daß eine mit dem zweiten Arm des Hammernockens zusammenarbeitende Gleitsitzfläche (11a; 103a) vorhanden ist, um den Hammer (6) in einem Abstand von dem piezoelektrischen Element (2) zu halten, während in der Energiespeicherfeder (7) Energie zum Bewegen des Hammers in Richtung auf das piezoelektrische Element gespeichert wird.

3. Piezoelektrische Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitsitzfläche (Ha; 103a) zwischen dem Halteabschnitt (11; 103) des Führungsschlitzes (12; 102) und dem piezoelektrischen Element (2) angeordnet ist.

4. Piezoelektrische Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Gleitsitzfläche (Ha; 103a) eine Fläche gehört, die nach unten in Richtung auf das piezoelektrische Element geneigt ist.

5. Piezoelektrische Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem Führungsschlitz (12; 102) ein sich in Richtung auf das piezoelektrische Element (2) erstreckender Längsschlitz (126; 102) gehört, und daß der Längsschlitz an dem Gehäuse (1; 101) gebildet ist und den Halteabschnitt (U; 103) sowie die Gleitsitzfläche (Ha; 103a) zum Steuern des Hammernockens (4; 105) aufweist.

6. Piezoelektrische Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Halteabschnitt (U; 103) und der Gleitsitzfläche (Ha; 103a) ein Abstand vorhanden ist, um eine Schwenkbewegung des zweiten Arms (46; 1056) des Hammernokkens zu ermöglichen.

7. Piezoelektrische Vorrichtung nach Ansprach 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Arm (46; 1056) des Hammernockens auf einer Seite einen mit dem Halteabschnitt (U; 103) zusammenarbeitenden Ausschnitt (460 aufweist.

8 Piezoelektrische Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsschlitz (12; 102) einen waagerechten Abschnitt (12a) aufweist, der sich vom oberen Ende des Längsabschnitts (126) aus erstreckt, um das Einbauen des Hammernockens an den Hammer (6) zu ermöglichen.

9. Piezoelektrische Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der waagerechte Abschnitt (12a) auf der gleichen Seite angeordnet ist wie der Halteabschnitt (H; 103) des Führungsschlitzes (12; 102).

10. Piezoelektrische Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Hammer (6) eine Durchbohrung (8) zur Aufnahme des Lagerzapfens je eines Hammernockens (4; 105) auf beiden Seiten des Hammers aufweist und das Gehäuse (1; 101) auf zwei voneinander abgewandten Seiten mit Führungsschlitzen (12; 102) versehen ist.

11. Piezoelektrische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückstellteil (Feder 106) zwischen den beiden Hammernocken (105) angeordnet ist und die zweiten Arme (1056) der Hammernocken in Eingriff mit den Halteabschnitten (103) der Führungsschlitze (102) bringt.

12. Piezoelektrische Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückstellteil eine schraubenförmige Feder (106) ist, deren Enden mit den Innenflächen der in der Durchbohrung (8) des Hammers (6) gelagerten Hammernocken (105) zusammenarbeiten.

13. Piezoelektrische Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Hammernocken (4) eine durchgehende Bohrung (4c) aufweist.

14. Piezoelektrische Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätiger (3; 104) zwei rechteckige öffnungen (10; 104a) auf entgegengesetzten Wandseiten aufweist und ein oberer Rand (10a; 1046) jeder dieser öffnungen mit dem ersten Arm (4a; 105a) des zugehörigen Hammernockens zusammenarbeitet.

15. Piezoelektrische Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß zu jeder der beiden rechteckigen öffnungen (10; 104a) ein in die öffnung hineinragender Ansatz (9) gehört, der mit dem ersten Arm (4a) des bzw. jedes Hammernockens (4) zusammenarbeitet, um den Hammer (6) von dem piezoelektrischen Element (2) weg zu bewegen.

16. Piezoelektrische Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die bzw. jede rechteckige öffnung (104a) einen unteren Rand (104c) aufweist, der mit dem unteren Ende des bzw. jedes zweiten Arms (1056) der Hammernocken zusammenarbeitet, um den Hammer (6) von dem piezoelektrischen Element (2) weg zu bewegen, wenn der Hammer aus der zweiten Stellung in die erste Stellung zurückgeführt wird.

17. Piezoelektrische Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, tiaß die Durchbohrung (8) des Hammers (6) in einer die Mittelachse des Hammers enthaltenden Ebene verläuft.

18. Piezoelektrische Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet daß die Durchbohrung (8) des Hammers (6) gegenüber der Mittelachse des Hammers seitlich versetzt ist.

19. Piezoelektrische Vorrichtung nach Anspruch

12, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Ende jedes Hammernockens (105) eine Einkerbung (105c) aufweist und die Enden der schraubenförmigen Feder (106) in Eingriff mit diesen Einkerbungen stehen.

Die Erfindung bezieht sich auf eine piezoelektrische Vorrichtung für Zündeinrichtungen, bestehend aus einem Gehäuse, einem piezoelektrischen Element, einem Hammor, einem mit einem ersten und zweiten Arm versehenen Hammernocken, der zwischen einer ersten bzw. Ruhestellung und einer zweiten bzw. Arbeitsstellung zum Steuern des auf das piezoelektrische Element schlagenden Hammers schwenkbar gelagert ist, einer Energiespeicherfeder zum Bewegen des Hammers auf das piezoelektrische Element, einem Betät'ger, der gegenüber dem Gehäuse zum Spannen der Energiespeicherfeder bewegbar ist, Jnem Führungsteil zum Führen des Hammernockens und einem Rückstellteil zum Zurückführen des Hammernockens aus der zweiten Stellung in die erste Stellung.

Es sind bereits verschiedene Arten von piezoelektrischen Vorrichtungen bekannt. Beispielsweise ist in der US-PS 35 09 388 eine zum Erzeugen einer hohen Spannung dienende Vorrichtung beschrieben, die ein piezoelektrisches Element aufweist, ferner einen Hammer zum Anschlagen des piezoelektrischen Elements, eine Feder zum Speichern der Energie, die benötigt wird, um das piezoelektrische Element mit Hilfe des Hammers anzuschlagen, sowie eine Einrichtung zum Betätigen und Steuern des Hammers.

Die den Energiespeicher bildende feder ist als Torsionsfeder ausgebildet und zwischen dem Betätiger und dem Hammer angeordnet; ein Ende der Torsionsfeder ist am oberen Ende des Hammers befestigt, damit der Hammer so gedreht werden kann, daß er sich in einer Ruhestellung in einem Abstand von dem piezoelektrischen Element festhalten läßt. Daher muß man Arbeitskräfte von besonderer Geschicklichkeit einsetzen, die die Vorrichtung zusammenbauen oder gegebenenfalls beschädigte Bauteile durch neue Bauteile ersetzen. Ferner muß die in der beschriebenen Weise angeordnete Feder gespannt und gleichzeitig verdreht bzw. verwunden werden, damit sie den Hammer in Richtung auf das piezoelektrische Element antreiben kann. Daher besteht die Gefahr, daß die Feder und die ihr betriebsmäßig zugeordneten Bauteile beschädigt werden, wenn die Vorrichtung z. B. in kurzen Abständen mehrmals betätigt wird.

Bei einer weiteren bekannten, in einem Feuerzeug enthaltenen piezoelektrischen Vorrichtung ist ein zweiarmiger schwenkbarer Haken an einem Kragenteil eines Betätigers angebracht und greift in einen Stift ein, der an einem Hammer befestigt ist. Beim Niederdrükken des Betätigers bewegt sich der Haken zusammen mit dem Betätiger, um den Hamm«.: von dem piezoelektrischen Element fernzuhalten und eine Energiespeicherfeder zusammenzudrücken. Bei weiterem Niederdrücken des Betätigers wird der Haken von einem Kästchenblock geschwenkt, wodurch der Hammer für seine Aufschlagsbewegung freigegeben wird. Der Hammer, in den der Stift, der mit dem Haken zusammenwirkt, einseitig eingreift, benötigt eine besondere Führungsstange für seine Führung. Diese Vorrichtung besteht aus verhältnismäßig vielen Einzelteilen, die eingebaut und im Störungsfall ausgewechselt werdei müssen (US-PS 34 25 783).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eim

verbesserte piezoelektrische Vorrichtung zu schaffer

S die sich leicht zusammenbauen und im Bedarfsfall leich instandsetzen läßt, und die so beschaffen ist, daß sie kur; aufeinanderfolgenden Benutzungen standhält.

Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch daß bei einer Vorrichtung der eingangs beschriebene!

Art der Hammernocken an dem Hammer schwenkba gelagert ist und der Führungsteil normalerweise an dei zweiten Arm des Hammernockens angreift, um dei Hammer vom piezoelektrischen Element fernzuhalten und der Betätiger mit dem ersten Arm des Hammernok kens zum Spannen des Hammernockens zusammenar beitet.

Der technische Fortschritt einer wie vor gekenn zeichneten Vorrichtung besteht außer den im Zusam menhang mit der Aufgabe bereits genannten Eigen schäften darin, daß die Energie speichernde Feder ein< kleinere Betätigungskraft erfordert und eine erhöht« Lebensdauer erwarten läßt.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten dei Erfindung werden im folgenden anhand schematischei Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht einer ihre Ruhestellunj einnehmenden Ausführungsform einer piezoelektri sehen Vorrichtung nach der Erfindung,

F i g. 2 die Vorrichtung nach F i g. 1 in einen senkrechten Schnitt,

F i g. 3 einen senkrechten Schnitt durch die ihr« Betriebsstellung einnehmende piezoelektrische Vor richtung nach F i g. 1 und 2,

F i g. 4 eine auseinandergezogene perspektivisch! Darstellung eines Hammers und zweiter Hammernok ken, die Bestandteile der Vorrichtung nach Fig. \—l bilden und

F i g. 5, 6 und 7 eine weitere Ausführungsform einei piezoelektrischen Vorrichtung nach der Erfindung ir einer Seitenansicht bzw. einem senkrechten Schnit bzw. in einer auseinandergezogenen perspektivischer Teildarstellung.

Bei der in F i g. 1 —4 dargestellten Ausführungsforn einer piezoelektrischen Vorrichtung ist an dem Boder eines äußeren Gehäuses 1 ein piezoelektrisches Elemen 2 bekannter Art befestigt; die Vorrichtung weist einei Betätiger 3 auf, der in dem Gehäuse 1 mit Hilfe zweie: Hammernocken 4 gleitend geführt ist und unter dei Wirkung einer nach oben gerichteten Kraft steht, di< durch eine zwischen dem Betätiger 3 und den piezoelektrischen Element 2 angeordnete Rückstellfe der 5 ausgeübt wird.

Ferner ist ein Hammer 6 vorhanden, der in einen Abstand von dem piezoelektrischen Element 2 durch di< beiden Hammernocken 4 festgehalten wird, die in eine; Durchbohrung 8 des Hammers β schwenkbar gelager sind. Die Durchbohrung ist gegenüber der Mittelachs« des Hammers 6 nach einer Seite so versetzt, daß eii ausreichender Raum zum Unterbringen der Hammer nocken 4 zur Verfügung steht.

Jeder Hammernocken 4 weist einen ersten Arm 4. auf, der in Eingriff mit dem Betätiger 3 steht, und einei zweiten Arm 46, der auf eine noch zu, erläuternde Weisi dazu dsent, die Bewegung des betreffenden Hammer nockens zu begrenzen. Der erste Arm 4a jedei Hammernockens erstreckt sich bei der Ruhestellung dei Hammernockens in waagerechter Richtung, um mi