DE2626515C3 - Hochspannungserzeuger - Google Patents
HochspannungserzeugerInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Hochspannungserzeuger, wie im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschrieben
ist.
Man kennt bereits derartige Hochspannungserzeuger, wie aus den deutschen Offenlegungsschriften
15 176, 22 52 418 und 23 45 041, der DE-AS 19 25 945 und der FR-PS 15 65 695 hervorgeht. Bei den aus diesen
Druckschriften bekannten Hochspannungserzeugern sind die Schlaggeräusche beim Auftreffen des Hammers
auf den piezoelektrischen Elementen verhältnismäßig stark, da der Raum, in dem sich der Hammer bewegt,
nicht vollständig vom Außenraum abgeschlossen ist.
so Demgemäß ist es Aufgabe der Erfindung einen Hochspannungserzeuger vorzuschlagen, bei dem nur
außerordentlich geringe Schlaggeräusche auftreten.
Diese Aufgabe wird durch einen Hochspannungserzeuger der eingangs genannten Art gelöst, welcher
erfindungsgemäß die Merkmale des Kennzeichens des Patentanspruches 1 aufweist.
Der erfindungsgemäße Hochspannungserzeuger ist vorteilhafterweise besonders gut vor Eindringen von
Staub geschützt. Weiterhin besitzt der erfindungsgemäße Hochspannungserzeuger den Vorteil eines einfachen
Aufbaus für die Verbindung des piezoelektrischen Elementes mit einem Aufnahmeteil, dies war bislang
schwierig zu erreichen, wenn das Gehäuse für die Aufnahme des piezoelektrischen Elementes aus Isoliermaterial
gefertigt war.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Hochspannungserzeugers sind Gegenstand
der Unteransprüche.
Im folgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen anhand der Zeichnungen erläutert.
Dabei zeigen
Fig. 1, 2a und 2b eine Ausführungsform der
Erfindung im Schnitt und perspektivisch,
F i g. 3 ein Einzelteil dieser Ausführungsform,
F i g. 4 Einzelheiten einer anderen Ausführungsform, und
Fig.5 bis 9 weitere Ausführungsformen der Erfindung.
F i g. 1, sowie F i g. 2 a und 2 b lassen ein Außengehäuse
1 erkennen, das aus Isoliermaterial, wie Kunstharz, besteht Das Außengehäuse 1 ist hohl. Im Hohlraum ist
eine Abstützung 2 angeordnet, weiter ein piezoelektrisches Element 3, ein Zentralanschlußbrett 4 sowie ein
piezoelektrisches Element 5. Die Teile sind in dieser Reihenfolge einander nachgeschaltet und durch ein
Aufnahmeteil 6 verriegelt. Die seitlichen innen wände des Außengehäuses 1 sind mit L-förmigen Rillen 7, T
versehen. Diese Rillen 7, T sind am einen o/fenen Ende
des Außengehäuses 1 ebenfalls offen. In das Außengehäuse 1 ist ein Rahmen 9 auf die in F i g. 2 a erkennbare
Weise einsetzbar. Der Rahmen 9 weist einen Vorsprung !0 auf, der so ausgebildet ist, daß er in eine
Durchbrechung 11 eingreifen kann, die im Außengehäuse 1 an der gezeigten Stelle vorgesehen ist Auf diese
Weise wird der Rahmen 9 mit dem Außengehäuse 1 verriegelt Die offenen Bereiche der Rillen 7, 7 in den
Innenwänden des Außengehäuses 1 werden durch die Seiten des Rahmens 9 derart verschlossen, daß
L-förmige Nockenrillen entstehen.
Ein Innengehäuse 12 ist mit einer Bohrung 13 der in F i g. 2 a erkennbaren Gestalt versehen, die insbesondere
eine Schrägkante 13' aufweist Das Innengehäuse 12 besteht aus Isoliermaterial, wie Harz, oder einem
elastisch leitfähigen Material. Im Innengehäuse 12 sind ein Hammer 14 und eine Feder 15 aufgenommen, die auf
den Hammer 14 eine Rückholkraft ausübt. Der Hammer 14 trägt auf die in der Figur gezeigte Weise einen Stift
16, der sich durch die Bohrung 13 hindurch und darüber hinaus erstreckt Das Innengehäuse 12 erstreckt sich
durch den Rahmen 9 und ist vom Außengehäuse 1 in diesem gleitbar aufgenommen. Der Stift 16 ist dabei in
die Nockenrillen 7, T aufgenommen.
Eine Feder 17 ist in einem Raum 8 innerhalb des Außengehäuses 1 angeordnet Die zueinander entgegengesetzt
liegenden Federenden 17', 17" der Feder 17
sind so geformt daß sie mit der Achsrichtung der Feder 17 fluchten (vergi. F i g. 3). Ein Federende 17' der Feder
17 ist in ein Loch 18 des Außengehäuses 1 eingeführt, wobei die Spitze dieses Federendes mit dem Aufnahmeteil
6 in Berührung steht Das andere Federende 17' der
Feder 17 ist ständig in Kontakt mit der Seite des Hammers 14. Alles nähere ist den Figuren zu
entnehmen. Während das Innengehäuse 12 durch die Feder 17 nach außen vorgespannt ist, wird zugleich die
Bewegung aus dem Außengehäuse 1 heraus wegen des Stiftes 16 begrenzt der sich an den Endflächen des
Rahmens 9 abstützt
Wird in Fig. 1 das Innengehäuse 12 in Richtung auf das Außengehäuse 1 gegen die Kraft der Feder 17
beaufschlagt so wird die Feder 15 komprimiert. Wenn das Innengehäuse 12 weitergedrückt wird, gleitet der
Stift 16 über die Schrägkante 13'. Das führt dazu, daß der Stift 16 außer Eingriff mit den Seitenwänden der
Nockenrillen 7, T gebracht wird. Das führt wiederum dazu, daß der Hammer 14 sich schlagartig unter der
Einwirkung der Kraft der Feder 15 nach links bewegt und auf die Abstützung 2 aufschlägt. Das hat zur Folge,
daß die piezoelektrischen Elemente 3,5 eine Hochspannung erzeugen. Wenn die Abstützung 2 durch den
Hammer 14 getroffen wird, ist es mit dem Aufnahmeteil 6 durch den Hammer 14 und die Feder 17 verbunden.
In der beschriebenen Ausführungsform besteht das Außengehäuse 1 aus Isoliermaterial, wie Harz, und die
Seiten des Außengehäuses 1 haben keine L-förmigen Bohrungen bzw. Durchbrechungen. Vielmehr sind die
ίο inneren Seitenwände des Außengehäuses 1 mit den
L-förmigen Nockenrillen 7 und T versehen. Das führt dazu, daß der beim Auftreffen des Hammers 14 auf die
Abstützung 2 erzeugte Lärm nicht durch das Außengehäuse 1 hindurch nach außen treten kann. Das
Schlaggeräusch wird damit gedämpft
Da überdies bei dieser Ausführungsform der Rahmen 9 in das Außengehäuse 1 eingesetzt und an diesem
befestigt ist, so daß die Endflächen des Rahmens 9 die Seitenwände der L-förmigen Nockenrillen 7, T bilden,
ist die Herstellung des Außengehäuses 1 erleichtert
Aus obigem ergibt sich, daß Fig. \ eine seitliche
Schnittansicht ist, die eine Seite des zusammengebauten Hochspannungserzeugers zeigt, der das Innengehäuse
und das Außengehäuse aufweist, wobei die beiden L-förmigen Rillen auf einander gegenüberliegenden
Innenwänden des Auliengehäuses 1 vorgesehen sind, und zwar derart, daß sie ihrer Winkellage nach
gegeneinander um 180° verdreht sind, wie das den F i g. 2 a und 2 b deutlich entnommen werden kann.
Praktisch sind deshalb zwei vorstehende Enden des Stiftes 16 und zwei Bohrungen 13 auf dem Hammer 14
bzw. am Innengehäuse 12 vorgesehen. Die zwei vorstellenden Enden des Stiftes 16 kommen in Eingriff
und wirken zusammen mit den entsprechenden L-förmigen Rillen, und zwar durch die Bohrungen
hindurch. F i g. 2 a zeigt eine Seite des Stiftes und die zugehörige Bohrung.
F i g. 4 zeigt eine andere Ausführungsform. Während in der oben erläuterten Ausführungsform der Vorsprung
10 in die Durchbrechung 11 eingreift um den Rahmen 9 gegenüber dem Außengehäuse 1 zu
verriegeln, ist in der Ausführungsform von Fig.4 ein
nach innen biegbares Ende des Außengehäuses 1 vorgesehen, das den Rahmen 9 im Außengehäuse 1
festlegt. Alle Einzelheiten sind der Figur zu entnehmen.
F i g. 5 zeigt eine wehere Ausführungsform. Gleiche Teile tragen die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1.
Zusätzlich ist ein Vorsprung 20 an einem Ende des Außengehäuses t ausgebildet. Die äußere Umfangsfläehe
des Vorsprungs 20 ist mit einem Gewinde versehen. Ein Aufnahmeteil 21 ist mit einer Senkung versehen, die
an einer seiner Endflächen vorgesehen ist. Die innere Umfangsfläche dieser Senkung ist ebenfa'ls mit einem
Gewinde versehen. Durch Aufschrauben des Aufnahmeteils 21 auf den Vorsprung 20 des Außengehäuses 1
wird das Aufnahmeteil 21 am Ende des Außengehäuses 1 fixiert. Hierbei wird die Endfläche des piezoelektrischen
Elemtentes 5 in Berührung mit dem Auinahemteil 21 gebracht. Eine elektrisch leitfähige Beschichtung 22
ist auf eine äußere Umfangsfläche des Aufnahmeteils 21 und des Außengehäuses 1 aufgebracht.
F i g. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der eine elektrisch leitfähige Platte 23 mit ihrem einen Ende
sanuAiichartig zwischen dem Aufnahmeteil 6 und dem
Außengehäuse 1 aufgenommen ist.
Die Ausführungsformen nach den F i g. 5 und 7 erbringen den Vorteil, daß der Hochspannungserzeuger
leicht geerdet werden kann, was durch bloßes Einsetzen
ir. ein Metallgehäuse, wie ein Feuerzeug, geschieht,
wenn das Aufnahmeteil 21 in Kontakt mit dem Metallgehäuse steht. Überdies ist in F i g. 5 die elektrisch
leitfähig«: Beschichtung 22 auf die äußere Umfangsfläche des Aufnahmeteils 21 und auf das Außengehäuse 1
aufgebracht, das aus Isoliermaterial, wie Harz, besteht. In Fig. 7 ist die elektrisch leitfähige Platte 23
vorgesehen. Deshalb kann der Hochspannungserzeuger leicht geerdet werden, wenn man die elektrisch
leitfähige Beschichtung 22 oder die elektrisch leitfähige Platte 23 mit dem Metallgehäuse in Kontakt bringt.
Fig.6 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Der Unterschied bezüglich der Ausführungsform nach F i g. 1 besteht darin, daß ein elastisches
Material, wie Gummi, in einem Raum hinter dem Aufnahmeteil 6 eingesetzt wird. Wird bei dieser
Ausführungsform die Abstützung 2 vom Hammer getroffen, so wird der von der Abstützung 2, die die in
der Figur gezeigte Gestalt aufweist, dem piezoelektrischen Element 3, dem Zentralanschlußbrett 4 und dem
piezoelektrischen Element 5, sowie dem Aufnahmeteil 6 übertragene Kraft durch den elastischen Teil 23'
absorbiert was die Schlaggeräusche weiter vermindert.
Aus der obigen Erläuterung der beschriebenen Ausführungsformen geht hervor, daß es wesentlich auf
folgendes ankommt: Das Außengehäuse für die Aufnahme der piezoelektrischen Elemente besteht aus
einem Isoliermaterial, wie Harz, und die Nockenrillen sind in die Innenwandoberflächen des Außengehäuses
eingearbeitet. Entsprechend werden die beim Aufschlagen des Hammers auf die Abstützung erzeugten
Schlaggeräusche nicht zum Gehäuseaußeren hin gelan
gen können. Die Schlaggeräusche sind vermindert Weiter ist wesentlich, daß ein Ende des piezoelektri
sehen Elementes und das Aufnahmeteil elektrisch durcr
die Feder verbunden sind, die das Innengehäusc bezüglich des Außengehäuses nach außen drückt, unc
weiter durch den Hammer derart, daß die Verbindung eines lindes des piezoelektrischen Elementes mit derr
Aufnahmeteil, die bisher in Außengehäusen au; Isoliermaterial eine Schwierigkeit darstellte, erreich
wird, ohne daß zusätzliche Teile notwendig werden.
F i g. 8 und 9 zeigt eine Ausführungsform de; Innengehäuses bei einer anderen Ausführungsform. Da;
Innengehäuse 12 ist dabei, wie in den Figuren genai erkannt werden kann, in Form einer im Schnit
quadratischen Röhre mit zwei einander diagona gegenüberliegenden Ecken und zwei einander in der
anderen Ecken gegenüberliegenden Bogenformen aus gebildet. Der Stift 16 steht über die Bohrung 13 der ii
der Figur gezeigten Gestalt hinaus, die in de Seitenwand des Innengehäuses 12 ausgebildet ist. Dii
Endspitzen des Stiftes 16 liegen dabei im Bereich de Bogenecken 24,24'. Bei dieser Ausführungsform ist de
Durchmesser des als quadratisches Rohr ausgebildetei
Außengehäuses 1 für die gleitende Aufnahme de Innengehäuses 12 vermindert im Vergleich zu denjeni
gen Konstruktionen, bei denen das lnnengehäusi absolut quadratischen Querschnitt aufweist Diesi
Verminderung führt auch zu einer Verminderung de Gesamtabmessungen der Vorrichtung.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (10)
1. Hochspannungserzeuger mit einem Außengehäuse (1) aus Isoliermaterial, in dem sich ein
piezoelektrisches Element (3, 5) befindet, dessen Endflächen in Berührung mit einer Abstützung (2)
einerseits und einem Aufnahmeteil (6) andererseits stehen, mit einem Innengehäuse (12), welches einen
Hammer (14) zur Stoßbeaufschlagung der Abstützung trägt, und welches in einem Innenraum des
Außengehäuses gleitend verschieblich ist, und durch ein offenes Ende im Außengehäuse ;n dieses
eingeführt ist, mit einer in einer Seitenfläche des Innengehäuses ausgebildeten Bohrung (13) mit
Schrägkante (13'), mit einer das Innengehäuse (12) im Sinne eines Ausziehens aus dem Außengehäuse
(1) beaufschlagenden Feder (17), mit einer L-förmigen Führung am Außengehäuse, und mit einem am
Hammer (14) sitzenden Stift (16), der mit einer Spitze in die L-förmige Führung eingreift, dadurch
gekennzeichnet, daß die L-förmige Führung als L-förmige Nockenrille (7, 7'), am offenen Ende des Außengehäuses sich öffnend, in die
Innenwand des Außengehäuses eingearbeitet ist, daß ein Rahmen (9), der eine öffnung aufweist, durch
die sich das Innengehäuse hindurcherstreckt, am Außengehäuse befestigt ist und das offene Ende des
Außengehäuses verschließt, und daß der Rahmen dabei auch die sich am offenen Ende des
Außengehäuses öffnenden L-förmigen Nockenrillen (7,7') verschließt
2. Hochspannungserzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (9) an der
Oberfläche seines Außenumfangs einen Vorsprung (10) aufweist, daß in der Nähe der öffnung des
Außengehäuses (1) in diesem eine Durchbrechung (U) vorgesehen ist, und daß die Befestigung des
Rahmens am Außengehäuse (1) durch Eingriff des Vorsprungs in die Durchbrechung erfolgt.
3. Hochspannungserzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Befestigung des
Rahmens (9) am Außengehäuse (1) der Rahmen in die Endöffnung des Außengehäuses eingesetzt und
das öffnungsende des Außengehäuses (1) den Rahmen (9) übergreifend nach innen gebogen ist
(F ig. 4).
4. Hochspannungserzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die entgegengesetzten
Enden der Feder (17) miteinander fluchtend in Achsrichtung der Feder angeordnet sind, daß eines
dieser Enden der Feder (17) mit einer Seite des Hammers (14) in Berührung steht, und daß das
andere Ende mit dem Aufnahmeteil (6) durch ein Loch (18) in Berührung steht, das im Außengehäuse
ausgebildet ist.
5. Hochspannungserzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Außengehäuse (1)
an seinem dem piezoelektrischen Element (3, 5) nahen Ende einen Vorrprung (20) aufweist, der an
seinem Außenumtang ein Gewinde trägt, daß das Aufnahmeteil (21) eine Absenkung aufweist, deren
Innenumfangsfläche mit einem Gewinde versehen ist, und daß das Aufnahmeteil (21) mit dem
piezoelektrischen Element (3, 5) durch Verschrauben von Vorsprung (20) und Aufnahmeteil (21) in
Kontakt steht.
6. Hochspannungserzeuger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrisch leitfähige
Beschichtung (22) auf das Aufnahmeteil (21) und die äußere Umfangsoberfläche des Außengehäuses
(1) aufgebracht ist
7. Hochspannungserzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Außengehäuse an
seinem dem piezoelektrischen Element (3,5) nahen Ende eine Bohrung aufweist deren innere Umfangsfläche
mit einem Gewinde versehen ist daß das Aufnahmeteil (6) an seinem Außenumfang mit einem
Gewinde versehen ist und daß das Aufnahmeteil (6) durch Einschrauben in die Bohrung des Außengehäuses
(1) mit der Endfläche des piezoelektrischen Elementes (3,5) in Kontakt gebracht ist
8. Hochspannungserzeuger nach Anspruch 7, iS dadurch gekennzeichnet daß ein elastisches Teil
(23') in der Bohrung des Außengehäuses (1) in den Raum hinter dem eingeschraubten Aufnahmeteil (6)
eingesetzt ist
9. Hochspannungserzeuger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet daß eine mit Masse
verbundene elektrisch leitfähige Platte (23) vorgesehen ist deren eines Ende zwischen das Aufnahmeteil
(6) und das Außengehäuse (1) sandwichartig eingebracht ist
10. Hochspannungserzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das den Hammer (14)
tragende Innengehäuse (12) im Querschnitt die Form einer quadratischen Röhre mit zwei einander
diagonal gegenüberliegenden Bogenecken (24, 24') hat und daß der am Hammer (14) vorgesehene Stift
(16) durch die Bohrung (13) des Innengehäuses (12) im Bereich dieser Bogenecken (24,24') hindurchtritt
(F ig. 9).
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