DE2445837C2 - Mechanisch betreibender Hochspannungsgenerator mit piezokeramischem Kötpet - Google Patents

Description

Sie wird von einer Unterlage 20 ausgeübt, wobei im vorliegenden Fall noch eine Blattfedern dazwischengeschaltet ist. Durch diese Blattfeder 21 wird eine ständige Vorspannung auf den Körper 10 aufrechterhalten.

Ein wie erfindungsgemäßer Hochspannungsgenerator eignet sich insbesondere für Zündung von Verbrennungsmotoren, insbesondere von Kleinmotoren, wo es auf besondere Einfachheit des Zündmechanismus ankommt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 O 2 durch einen besonderen, an sich bekannten Polari- Patentansprüche: sationsprozeß bei Anliegen einer elektrischer Span nung am Material des Körpers erreicht wird.

1. Mechanisch zu betreibender Hochspan- Bei den bekannten mechanisch zu betreibenden nungsgenerator mit einem ausgerichtet permanent 5 Hochspannungsgeneratoren mit piezokeramiscnem polarisierten piezokeramischen Körper und mit Körper ist der Nachteil festzustellen, daß sich im einer Betätigungseinrichtung zur Druckbeauf- Lauf des Betriebs derselben eine Verminderung der ichlagung dieses Körpers, wobei der Körper in- Höhe der ausgerichteten permanenten Polarisation folge der ausgerichteten Polarisation parallel zur ergibt.

Richtung derselben uniaxial gestreckt ist, da- io Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, für durch gekennzeichnet, daß der piezo- einen Hochspannungsgenerator mit einem piezokerakeramische Körper (10) in dem Generator mit mischen Körper eine Maßnahme zu finden, mit der seiner Richtung der Polarisation (12) im wesent- sich eine an sich bekannte Verminderung uer Höhe liehen quer zu der auf den Körper (10) einwirken- der ausgerichteten permanenten Polarisation wenigden Druckrichtung (S) der Betätigungseinriehtuüg 15 stens weitgehend beseitigen läßt. Diese Aufgabe wird (3) angeordnet ist. bei einem wie im Oberbegriff des Patentanspruchs 1

2. Generator nach Anspruch 1, dadurch ge- angegebenen Hochspannungsgenerator erfindungsgekennzeichnet, daß die am piezokeramischen Kör- maß gelöst, wie dies im Kennzeichen des Patentper vorgesehenen Elektroden (14, 16) zur Ab- anspruchs i angegeben ist.

nähme der piezoelektrischen Spannung an dem 20 Die Erfindung geht von der Feststellung aus, daß Körper (10) quer zur Richtung der Polarisation die Abnahme der Höhe der ausgerichteten permaangebracht sind. nenten Polarisation darauf beruht, daß durch die

während des Betriebs auftretende mechanische Druckbelastung auf den piezokeramischen Körper die Aus-25 richtimg der vorhandenen permanenten polarisierten Elementarzellen in dem Körper verringert wird. Die Elementarzellen werden durch die immer wiederkeh-

rende Druckbelastung zu einem Anteil im Laufe der

Benutzungsdauer aus der zur Druckrichtung paral-

30 lelen Richtung der eingeprägten Ausrichtung der

Polarisation in eine dazu andere Richtung gedreht,

d. h., der Körper wird zu einem Anteil depolarisiert.

Die erfindungsgemäße Ausrichtung der Polari-

Die Erfindung bezieht sich auf einen mechanisch sationsachse des piezokeramischen Körpers in bezug tu betreibenden Hochspannungsgenerator, wie er im 35 auf die Richtung der einwirkenden Druckkraft stellt Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegeben ist. sicher, daß eine solche Depolarisation nicht eintritt.

Aus dem Stand der Technik sind bereits eine große Durch die Druckkraft wird der Körper in einer Anzahl von Hochspannungsgeneratoren mit piezo- Achsenrichtung mechanisch beansprucht, die ohnehin elektrischer Keramik als mechanisch-elektrische verkürze gegenüber der quer dazu liegenden c-Achse, Wandler bekannt. Diesbezüglich und um ein weiteres 40 nämlich der Polaiisationsachse, ist. Die mechanische Eingehen auf Einzelheiten zur Ausführung eines der- Druckbeanspruchung des Körpers unterstützt sogar artigen Hochspannungsgenerators entbehrlich zu die Einhaltung der ausgerichteten permanenten PoIa-Inachen, sei auf die FR-PS 12 41 641, auf die US-PS risation.

2917 670, 28 56 564, 29 54 506, auf die GB-PS Die Figur zeigt eine beispielhafte Ausführungs-

712 803 und auf die DT-PS 12 94 736 verwiesen. In 45 form eines mechanisch zu betreibenden Hochspandiesen Patentschriften sind die verschiedensten Mög- nungsgenerators 1 mit wie erfindungsgemäß angeordlichkeiten einer mechanischen Druckausübung auf netem piezoelektrischem Körper 10. Mit 3 ist eine einen piezokeramischen Körper angegeben. Zudem Betätigungseinrichtung, z. B. eine Hebelmechanik mit ist in der genannten deutschen Patentschrift eine Par- einem Hebel 4 und einem Nockenrad 6, angegeben, allelschaltung einer Diode gezeigt, mit der die im Be- 50 Die vom Nockenrad 6 auf das freie Ende des trieb erforderliche Umladung des piezokeramischen Hebels 4 einwirkende Kraft übt eine durch den Pfeil 5 Körpers verbessert wird. angedeutete Druckkraft auf ein Zwischenlageteil 7

Als Material für den piezokeramischen Körper wird aus. Zwischen diesem Zwischenlageteil 7 und einem in der Regel ein solche? auf der Basis des Barium- weiteren Zwischenlageteil 8 befindet sich, wie erfintitanats oder noch besser auf der Basis des Blei- 55 dungsgemäß angeordnet, der bereits erwähnte piezozirkonat-Titanats verwendet. Solche Materialien sind keramische Körper, der eine, wie durch den Pfeil 12 aus dem Stand der Technik allgemein bekannt. Bei angedeutete, ausgerichtete permanente Polarisation diesen Materialien handelt es sich in der Regel um hat. Der Körper 10 ist beispielsweise ein Parallelein solches mit tetragonaler Kristallstruktur, wobei epiped mit in Richtung des Pfeiles 12 größter Abdie c-Achse die längste Achse der Elementarzelle, 60 messung. An zwei gegenüberliegenden Endflächen des vergleichsweise zur a- und zur fc-Achse ist. Die EIe- Körpers 10, im wesentlichen senkrecht zur Polarimentarzelle ist also in Richtung der c-Achse uni- sationsrichtung 12, befinden sich Elektroden 14 und axial gestreckt. Die permanente Polarität der EIe- 16 zur Abnahme der piezoelektrisch erzeugten Spanmentarzelle ist bei diesen Materialien parallel zu nung. Mit 17 ist eine Diode bezeichnet, mit der eine dieser c-Achse. Bei einem ausgerichtet permanent 65 Verbesserung der Umladung des piezoelektrischen polarisierten piezokeramischen Körper sind, wie an Körpers, wie dies in der DT-PS 12 94 736 näher besieh bekannt, die Elementarzellen weit überwiegend schrieben ist, erreicht wird. Mit dem Pfeil 5' ist die und im wesentlichen einheitlich ausgerichtet, was zu der Druckkraft S gehörige Gegenkraft angedeutet.