DE2434666B2 - Hochspannungserzeuger, bei dem die Hochspannung in einem Piezoelement durch Anlegen eines Druckes erzeugt wird - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Hochspannungserzeuger, bei dem die Hochspannung in einem kippbar in einer im wesentlichen rechteckigen öffnung eines Rahmenteils angeordneten Piezoelement durch Anlegen eines statischen Druckes erzeugt wird, der unter Mitwirkung einer auf der dem Kipplager abgewandten Seite angeordneten Rolle an dem mittels eines Bedienungshebels beweglichen Piezoelement zur Beaufschlagung kommt.

Bei einem aus der US-PS 35 58 903 bekannten Hochspannungserzeuger der vorgenannten Art ist die den statischen Druck in dem Piezoelement erzeugende Rolle über ein keilförmiges Stützelement an dem Rahmenteil abgestützt Dabei dient die Schrägfläche dieses Stützelements in Verbindung mit einer weiteren, zu ihr im Abstand gegenüberliegend angeordneten Schrägfläche, die an einem das Piezoelement direkt beaufschlagenden Druckteil ausgebildet ist, als Rollebene für die in einem sich folglich keilförmig verengenden Spalt zwischen diesen beiden Sdirägflächen angeordnete Rolle, die sich zur Erzeugung des statischen Druckes um ihre Achse zu drehen beginnt, sobald das Piezoelement durch den dabei am Rahmenteil schwenkbar angeordneten Bedienungshebel aus seiner Ruhelage herausbewegt wird. Die Höhe des statischen Druckes, der bei dieser im übrigen gegen die von der Seite her wirksame Rückstellkraft einer Blattfeder erfolgenden Kippbewegung des Piezoetements in diesem erzeugt wird, ist dabei ausschließlich abhängig von der Reibung, die zwischen der Rolle und ihren beiden schrägen Stütz- und Führungsflächen besteht, wobei die diesbezügliche Linienberührung den Nachteil bringt, daß die Rolle entlang dieser Flächen eher zu gleiten als sich um ihre Achse zu drehen beginnt. Wird aber die Rolle bei der Kippbewegung des Piezoelements in eine solche Gleitbewegung versetzt, dann wird dadurch die Höhe des statischen Druckes in dem Ausmaß reduziert, in welchem mit dieser Gleitbewegung die Rollbewegung der Rolle überlagert oder ersetzt wird, so daß für den Extremfall einer reinen Gleitbewegung gilt, daß dann in dem Piezoelement kein für die Erzeugung einer Hochspannung ausreichender statischer Druck aufgebaut werden kann. Die bekannten Hochspannungserzeuger haben daher den Nachteil, daß wegen der direkten Abhängigkeit von der Reibungskraft, mit welcher die RoI-Ie ohne sonstige Unterstützung an den schrägen Stüt*- und Führungsflächen gehalten wird, keine außerordentliche Höhe des statischen Druckes erreichbar ist und selbst die originäre Druckhöhe, die auf Grund der konstruktiven Gegebenheiten zu erwarten ist, mit der Zeit nachläßt, wenn sich die aus der andauernden Reibung ergebenden Verschleißerscheinungen einstellen. Solchen sich gleichartig nachteilig direkt auf die erreichbare Höhe des statischen Druckes auswirkenden Verschleißerscheinungen sind bei den bekannten Hoch-Spannungserzeugern auch der Bedienungshebel und alle Jamit funktionell zusammenhängenden Geräteteile unterworfen, so daß insgesamt gilt, daß die bekannten Hochspannungserzeuger mit keiner ausreichenden Genauigkeit über einen längeren Zeitraum arbeiten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hochspannungserzeuger der eingangs genannten Art bereitzustellen, der mit größerer Zuverlässigkeit vergleichbar höhere statische Drücke in dem Piezoelement erzeugen läßt und einfacher und billiger gefertigt

*>5 werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einem solchen Hochspannungserzeuger die den statischen Druck in dem Piezoelement erzeugende Rolle über eine zu ihr stufenförmig versetzt angeordnete weitere Rolle an dem Rahmenteil abgestützt ist und beide Rollen durch den Bedienungshebel relativ zueinander beweglich sind.

Wird bei dieser Ausbildung des Hochspannungserzeugers der Bedienungshebel betätigt, dann wird dadurch in unmittelbarer Zuordnung ein wechselseitiges Abwälzen der beiden Rollen erzeugt, die miteinander sowie mit dem Rahmenteil und dem Piezoelement in Linienberührung stehen. Diese Abwälzbewegung der

beiden Rollen, deren Effektivität dadurch gefördert werden kann, daß eine für die Rückführung des Piezoelements in seine Ruhelage maßgebliche Rückstellfeder gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung zur Erzeugung einer im wesentlichen in der Achse des S Piezoelements wirksamen Rückstellkraft angeordnet wird, wird dann wegen der bestehenden Linienberührung in eine Kippbewegung des Piezoelements übersetzt, so daß dasselbe einer in dem Ausmaß wachsenden Druckbeaufschlagung unterworfen wird, in wei ehern der stufenförmige Versatz zwischen den beiden Rollen zunehmend verschwindet Die statisch wirkende Druckbeaufschlagung ist dann am größten, wenn die Drehachsen der beiden Rollen in eine mit der Hauptachse des Piezoelements und mit dessen Kipplager ge- is meinsame Ebene fallen. Wegen der unmittelbaren Beeinflussung der Rollen durch den Bedienungshebel wird jegliche Neigung zu einer Gleitbewegung unterbunden und gleichzeitig erreicht, daß die Eigendrehung der Rollen um ihre Achse mit minimalem Kraftau. wand auf das Piezoelement zur Erzeugung des statischen Drukkes übersetzt wird. Es ergibt sich daraus auch eine ziemlich geringe Verschleißgefahr, selbst dann, wenn über eine entsprechende Größe des stufenförmigen Versatzes zwischen den beiden Rollen durch deren Relativbewegung eine entsprechend große Druckbeaufschlagung des Piezoelements vorgesehen wird.

Weitere vorteilhafte und zweckmäßige Ausbildungen der Erfindung sind in den darauf bezogenen Ansprüchen erfaßt. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wkd nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 in auseinandergezogener Perspektivdarstellung die einzelnen Teile eines Hochspannungserzeugers gemäß Erfindung und

F i g. 2 eine Seitenansicht des aus den Teilen gemäß F i g. 1 zusammengebauten Hochspannungserzeugers.

Der Hochspannungserzeuger gemäß Erfindung umfaßt ein im wesentlichen kastenförmiges Rahmenteil 1, welches aus Metall gefertigt ist und eine im wesentlichen rechteckige öffnung 2 hat. Diese öffnung 2 ist an ihrem einen Ende unter Bildung einer Stufe 3 mit einer Verlängerung 4 versehen, und am anderen Ende ist eine kle<ne Rille S ausgebildet, in welche ein an das zugehörig*. Piezoelement angeschlossenes Hochspannungskabei gelegt ist

Das Piezoelement umfaßt einen in die öffnung 2 passenden Isolator 6, der eine im wesentlichen zylindrische Durchgangsbohrung aufweist In diese Durchgangsbohrung ist vom einen Ende her ein Funkenerzeuger 7 eingesteckt, an dessen äußerem Ende ein metallisches Kontaktstück 8 und weiter eine Metallscheibe 9 anliegen, während das innere Ende über eine dazwischengelegte Anschlußplatte 10 mit dem inneren Ende eines weiteren Funkenerzeugers 11 Berührung hat An dessen äußerem Ende liegt eine Ringscheibe 12 an, deren mittige öffnung 13 das innere Ende einer Befestigungsschraube 19 aufnimmt welche in Verbindung mit einer durch sie abgestützten Kugel 18 ein Kipplager für das Piezoelement bildet Die Kugel 18 ist dabei in einer Pfanne angeordnet die am inneren Ende der in ein Gewindeloch 17 des Rahmenteiles 1 ehigeschraubten Schraube 19 ausgebildet ist die im übrigen mittels einer Mutter 26 gesichert werden kann und über deren inneres Ende noch eine Scheibenfeder 16 geschoben ist, die als das Piezoelement in seine Ruhelage vorspannende Rückstellfeder wirkt.

Am anderen Ende des also in der öffnung 2 kippbar angeordneten Piezoelementes sind nach dem Hauptmerkmal der vorliegenden Erfindung zwei Rollen 14 und 15 angeordnet die wegen der in der Verlängerung 4 ausgebildeten Stufe 3 einen entsprechenden stufenförmigen Versatz haben, wie dies insbesondere aus F i g. 2 hervorgeht. Die beiden Enden jeder dieser beiden Rollen 14, 15 fassen in schlüssellochförmige öffnungen 22 und 23 eines bügeiförmigen Bedienungshebels ein, an dessen beiden Bügeln 20 und 21 diese öffnungen 22 und 23 endseitig angeordnet sind. Die Rollen 14, 15 sind an diesem bügeiförmigen Bedienungshebel mittels übergeschobener Klemmscheiben 24 gesichert. Mit 25 ist schließlich noch das Hochspannungskabe! bezeichnet, das mit seinem Ende an die Anschlußplatte 10 angeschlossen ist.

Wenn der bügeiförmige Bedienungshebel 20, 21 in Richtung des Pfeiles B verschwenkt wird, dann werden dadurch die beiden Rollen 14,15 relativ zueinander bewegt, d. h. es wird die Rolle 15 an der Rolle 14 abgerollt wobei sich gleichzeitig der in der Hauptachse des Piezoelementes progressiv aufbauende Druck in dem Maße gesteigert wird, in welchem das Piezoelement aus seiner schrägen Ausgangslage herausbewegt und schließlich in eine auf die Kugel 18 bezogene Kipplage bewegt wird, in welcher die Drehachsen der beiden Rollen 14 und 15 in einer gemeinsamen Vertikalebene liegen, in welcher dann auch die Hauptachse des Piezoelementes und die lotrechte und durch die Kugel 18 hindurchgehende Stützachse für das Piezoelement angeordnet sind. Sobald diese Relativlagen erreicht sind, ist auf das Piezoelement der größte statische Druck ausgeübt, und dann ist auch die Scheibenfeder 16 am stärksten zusammengedrückt so daß durch sie nach dem Loslassen des Bedienungshebels 20,21 das Piezoelement in Richtung des Pfeiles A wieder in seine Ausgangslage zurückgekippt werden kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Hochspannungserzeuger, bei dem die Hochspannung in einem kippbar in einer im wesentlichen rechteckigen Öffnung eines Rahmenteils angeordneten Piezoelement durch Anlegen eines statischen Druckes erzeugt wird, der unter Mitwirkung einer auf der dem Kipplager abgewandten Seite angeordneten Rolle an dem mittels eines Bedienungshebels beweglichen Piezoelement zur Beaufschlagung kommt, dadurch gekennzeichnet, daß d<e den statischen Druck in dem Piezoelement (6) erzeugende Rolle (15) über eine zu ihr stufenförmig versetzt angeordnete weitere Rolle (14) an dem Rahmenteil (1) abgestützt ist und beide Rollen (14, 15) durch den Bedienungshebal (20, 21) relativ zueinander beweglich sind.

2. Hochspannungserzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Rollen (14, 15) in einer mit einer Stufe (3) versehenen und eine kleinere Öffnungsgröße aufweisenden Verlängerung (4) der öffnung (2) des Rahmenteils (1) angeordnet sind.

3. Hochspannungserzeuger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bedienungshebel (21. 22) als ein im wesentlichen U-förmiger Bügel ausgebildet ist und an den Bügelenden miteinander fluchtende Sitzöffnungen (22, 23) für die Enden der beiden Rollen (14,15) aufweist.

4. Hochspannungserzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das Piezoelement durch eine an dem Rahmenteil abgestützte Rückstellfeder in seine Ruhelage vorgespannt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellfeder (16) zur Erzeugung einer im wesentlichen in der Achse des Piezoelements (6) wirksamen Rückstellkraft angeordnet im.

5. Hochspannungserzeuger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellfeder (16) eine in der Hauptachse des Rahmenteils (1) angeordnete Scheibenfeder ist, die zwei gespreizte Federschenkel aufweist, von welchen der eine am Rahmenteil und der andere am Piezoelement (6) anliegt.

6. Hochsp.annungserzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die eine der beiden Rollen (14,15) in der auch das Kipplager (18) aufnehmenden Hauptachse des Rahmenteils (1) angeordnet ist, bezüglicher welcher das Piezoelement (6) eine im wesentlichen durch den stufenförmigen Versatz zwischen den beiden Rollen bestimmte und seine Ruhelage bildende Schräglage einnimmt.