DE2908015A1

DE2908015A1 - Gasfeuerzeug

Info

Publication number: DE2908015A1
Application number: DE19792908015
Authority: DE
Inventors: Sadao Yoshinaga
Original assignee: Prince Industrial Development Co Ltd
Current assignee: Prince Industrial Development Co Ltd
Priority date: 1978-03-02
Filing date: 1979-03-01
Publication date: 1979-09-13
Also published as: CH629888A5; GB2018412B; US4288209A; GB2018412A; IT7948200A0; DE2908015C2; IT1115105B

Description

Boschreibung:

üie Erfindung befaßt sich mit einem Feuerzeug gemäß dem überbegriff des Anspruchs 1.

Herkömmliche Gasfeuerseuge, die die Energie zur Erzeugung von Zündfunken aus einer elektrochemischen Zelle beziehen, haben den Nachteil, daß - anders als bei Gasfeuerzeugen mit sehr langlebiger piezoelektrischer Zündeinrichtung - die Lebensdauer der Zelle auf einen relativ kurzen Zeitraum begrenzt ist, der allerdings vom Umfang des Gebrauchs des Feuerzeuges abhängt. Die Zelle muß daher von Zeit zu Zeit ersetzt werden. Wenn man die elektrochemische Zelle jedoch nachladen könnte, dann würde dies ihre Lebensdauer kräftig erhöhen.

Ein Weg, um eine elektrochemische Zelle nachzuladen, besteht darin, sie mit einer Solarzelle zu koppeln, die Sonnenlicht und/oder Kunstlicht in elektrische Energie umwandelt, die der Zelle zugeführt \»/ird. Der Übertragung der zu diesem Zweck für andere industrielle Anwendungen entwickelten Solarzelleneinrichtungen auf Feuerzeug^ insbesondere Taschenfeuerzeug^ steht

in en
entgegen, daß/ein/Taschenfeuerzeug, welches ja nicht größer ist, als daß es noch von einer Hand vollständig umschlossen v/erden kann, nur sehr wenig Platz für eine so komplexe Einrichtung wie

eine mit Solarzellen arbeitende Ladeeinrichtung zur Verfügung steht. Hinzu kommt, daß bei den gattungsgemäßen Gasfeuerzeugen bereits die elektrochemische Zelle, ein Kondensator und ein für die Funkenerzeugung benötigter Hochspannungstransformator auf Kosten des Tanks für das verflüssigte Brenngas einigen Platz beanspruchen. Da ein Taschenfeuerzeug für Binhandbedienung aber eine bestimmte Größe nicht überschreiten darf, ist der für eine mit Solarzellen arbeitende Ladeeinrichtung noch zur Verfügung stehende Raum eng begrenzt.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem gattungsgemäßen Feuerzeug eine mit Solarzellen arbeit€-nde Ladeeinrichtung vorzusehen, die so wenig Platz benötigt, daß die für Taschenfeuerzeug übliche Größe nicht überschritten wird.

Diese Aufgabe ist bei einem Feuerzeug mit den im Anspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand der Unteransprüche. Anspruch 8 kennzeichnet den der Erfindung zugrundeliegenden schaltungstechnischen Aufbau des Feuerzeuges.

Das erfindungsgemäße Feuerzeug kann eine der beiden großen Seitenflächen des Gehäuses für die Anordnung der Solarzellen verwenden,

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so daß eine verhältnismäßig große Kollektorfläche zur Verfugung steht und einen hinreichend großen Ladestrom ermöglicht. Das Feuerzeug kann durch Sonnenlicht und Kunstlicht, insbesondere d-"?.s Licht einer Fluoreszenz lampe, nachgeladen werden.

Handhabung und Montage der Nachladeeinrichtung sind sehr einfach, vor allem durch den Aufbau der Solarzelleneinheit als flache Platte, in die auch noch eine Überladeschutzeinrichtung integriert ist. Diese Platte wird durch einfaches Zusammenstecken vor dem Zusammenbau des Feuerzeugs vorzugsweise mit dem Tank und der Entladeeinheit zu einer Baugruppe zusammengefügt und als solche in das Gehäuse eingesetzt.

Zur Führung und Halterung der Solarzelleneinheit in der vorgeschriebenen Lage hinter dem Fenster im Gehäuse bieten die ver-

en Echiedenen vorgeschlagenen Führungseinrichtung/eine einfache, aber v/irksame Hilfe. Die Komponenten des Feuerzeugs können so ohne zu wackeln oder zu schwingen .im Gehäuse untergebracht werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen die beigefügten Zeichnungen.

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Fig. 1 zeigt perspektivisch und mit geöffneter

Kappe ein Taschenfeuerzeug,

Pig. 2 zeigt das Taschenfeuerzeug perspektivisch

ir

bei teilweise entfernter Gehäusewandung,

Pig. 3 ist ein teilweise als Blockschaltbild ausgeführtes Schaltbild der Lade- und Entladeschaltung des Taschenfeuerzeuges,

Fig. 4 ist die Vorderansicht der verwendeten Solar—

Zeileneinheit, von der vorn ein Teil entfernt ist,

Fig. 5 zeigt die Solarzelleneinheit aus Fig. 4 von

der Seite,

Fig. 6 ist ein Querschnitt durch das Taschenfeuerzeug,

und

Fig. 7 und 8 sind Querschnitte durch die Vorderseite von

Taschenfeuerzeugen mit unterschiedlichen Befestigungsarten der Solarzelleneinheit.

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Das dargestellte Taschenfeuerzeug hat ein im wesentlichen quaderförmiges Gehäuse 11 mit einem sich in Längsrichtung des Gehäuses 11 erstreckenden Fenster 13 in seiner Vorderseite lla. Der Bereich 15₅ in dem die Gasflamme austritt, ist von einer mit Luftdurchtrittsöffnungen versehenen Haube 14 umgeben, die ihrerseits durch eine schwenkbare Verschlußkappe 12 abgedeckt v/ird. Im oberen Bereich einer Schmalseite des Gehäuses 11 ist ein Zündschalter 16 vorgesehen. Bei dem Zündschalter 16 handelt es sich um einen auf Berührung mit dem Finger ansprechenden Schalter (Sensortaste).

Im Gehäuse 11 des Taschenfeuerseugs sind ein Tank 13 für das verflüssigte Brenngas, ein Brennerventil 17 am Ausgang des Tanks 18, eine kompakte Entladeeinheit 30 mit einem Hochspannungstransformator 31, einem Kondensator 32 und einer als Sekundärzelle (Akku) verwendetenEntladeselle 33, die untereinander elektrisch leitend verbunden sind, sowie eine Solarzelleneinheit eingebaut (Fig. 2).

Durch die Entladeeinheit 30 wird zwischen einer als negative Elektrode geschalteten Brenndüse 19 und einer ihr gegenüber angeordneten und elektrisch mit dem Hochspannungstransformator verbundenen positiven Elektrode ein Zündfunken erzeugt. Die Brenndüse 19 bildet den oberen Abschluß des Brennventils 17.

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Beide Elektroden befinden sich innerhalb der Haube 14, sodaß der zwischen ihnen erzeugte Zündfunken ein Gemisch aus Luft und aus der Brenndüse 19 ausströmendem Brenngas durchläuft.

Im oberen Teil des Gehäuses 11 befindet sich ferner eine Halteeinrichtung 20, welche die Kappe 12 in geöffneter und geschlossener Stellung elastisch festhält. Die Halteeinrichtung besteht aus einem Kolben 22, der mit seinem einen Ende verschwenkbar an einer am ausschwenkenden Teil der Kappe 12 gelagerten Welle 21 befestigt ist, während sein anderes Ende verschieblich in einem Zylinder 23 liegt, der mit seinem geschlossenen Ende verschwenlcbar an einer im Gehäuse 11 gelagerten Welle befestigt ist. Zwischen Kolben 22 und Zylinder 23 ist eine Wendelfeder 24 eingespannt. Beim Öffnen und Schließen der Kappe 12 wird der Kolben 22 zuerst in den Zylinder 23 eingeschoben und dann wieder herausgeschoben, sodaß die Kappe 12 in beiden Endlagen durch Federwirkung elastisch gehalten wird.

Am geschlossenen Ende des Zylinders 23, wo dieser schwenkbar an einer Welle befestigt ist, befindet sich ein nach unten gerichteter Vorsprung 23a. Beim Öffnen der Kappe 12 wird durch den schwenkenden Vorsprung 23a ein als Primärschalter der Entladeeinheit 30 bezeichneter Schalter geschlossen, der aus einem gebogenen Kontaktstück 25 und einem beweglichen Gegenkontaktstück

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besteht. Mit dem Schließen des Primärschalters wird der Entladeschaltkreis geschlossen und ein mit dem Gegenkontaktstück 26 gekoppelter Hebel 28 verschwenkt, der die Brenndüse 19 anhebt und dadurch das Brennventil öffnet, so daß Gas ausströmen kann.

Das Schaltbild der Entladeeinheit 30 ist in Fig. 3 wiedergegeben. Sie umfaßt die Sekundärzelle 33 (Akku oder SilberoxidzelleJ und eine Solarzelle 42 auf der Platine 41 der Solarzelleneinheit 40 sum Ausgleich von Energieverlusten der Sekundärzelle. 33 beim Zünden des Feuerzeugs; ferner ist eine Überladeschutzeinrichtung 35 vorgesehen, welche zwischen die Solarzelle 42 und die Sekundärzelle 33 geschaltet ist; dann ist zur Erzeugung der erforderlichen Hochspannung ein Spannungswandler 36 mit integrierter Steuerschaltung 36a und nachgeschaltetem Funkengeber 36 (ein schwingender Transformator) vorgesehen, wobei die Steuerschaltung 36a aus einem Transistor-Wechselrichter und einem Gleichrichter besteht und der Spannungswandler die Ausgangsspannung der Sekundärzelle 33 von z.B. 1,5 V auf die erforderliche Spannung von z.B. 100 V heraufsetzt.

Der aus den Kontaktstücken 25 und 26 gebildete Primärschalter ist in Fig. 3 mit der Bezugszahl 37 bezeichnet. Er liegt vor dem Eingang des Spannungswandlers 36 und schließt dessen Stromkreis, wenn die Kappe 12 geöffnet wird. Der Kondensator 32 ist dem Spannungsi'/andler 36 nachgeschaltet und wird durch dessen Ausgangs strom

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aufgeladen. Dem Kondansator 32 ist über einen zweipoligen doppelrichtenden Thyristor 38 der Hochspannungstransformator 31 nachgeschaltet, der die Elektroden 19 und 34 mit Hochspannung versorgt. Der Thyristor 38 wird durchgängig, wenn die Spannung am Kondensator 32 einen vorbestimmten Wert überschreitet. Zur Entladeeinheit 30 gehört schließlich noch der Zündschalter 16; wenn man den Finger auf ihn legt, beginnt der Spannungswandler 36 zu arbeiten und erzeugt - solange der Pinger auf dem Zündschalter 16 liegt - fortwährend Zündfunken zwischen der positiven Elektrode 34 und der Brenndüse 19..

Der Ladestrom wird in Form dieser Zündfunken verbraucht, wenn durch Öffnen der Kappe 12 der Primärschalter 37 geschlossen ist und der Zündschalter 16 betätigt wird. Gemäß der vorgesehenen Arbeitsweise des Spannungswandlers 36 wird Gleichstrom durch den Wechselrichter zunächst in Wechselstrom verwandelt, dessen Spannung heraufgesetzt und der Wechselstrom in Gleichstrom zurückverwandelt, sodaß am Ausgang des Spannungswandlers ein Gleichstrom mit erhöhter Spannung zur Verfügung steht. Dieser Gleichstrom lädt den Kondensator 32 auf. Wenn die Spannung am Kondensator 32 einen vorgegebenen Wert erreicht, wird der Thyristor 38 durchgängig und der Kondensator 32 entlädt sich über die Primärwicklung des Zündtransformators 31, als dessen Folge in der Sekundärwicklung des Zündtransformators 31 ein Hochspannungsimpuls induziert wird,

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der auf die Elektrode 34 geleitet wird und zum Überspringen eines Zündfunkens zwischen der Elektrode 34 und der Brenndüse 19 führt und das ausströmende Gas entzündet.

Die Solarzelleneinheit 40 (Fig. 4 und 5) besteht aus einer Platine 41 aus isolierendem Werkstoff mit darauf angeordneten länglichen, rechteckigen Solarzellen, einem integrierten Schaltkreis 43 zur Steuerung, einer gedruckten Leiterplatte 44 mit Leiterbahnen 45 darauf und aus einem Schutzfilm 46.

Jede Solarzelle 42 besitzt an einem Ende eine positive und am anderen Ende eine negative Elektrode. Im gezeichneten Beispiel sind sechs Solarzellen 42 in Reihenschaltung zu einer Einheit zusammengefaßt. Die Verbindung zwischen je einer positiven und einer negativen Elektrode erfolgt durch eine der Leiterbahnen 45. Die Solarzellen 42 sind auf der Platine 41 auch geometrisch in einer Reihe untereinander so angeordnet, daß die Elektroden an den beiden Seiten der Reihenanordnung liegen. Die Solarzellen 42 v/erden auf die Platine 41 aufgeklebt.

Die Solarzellen 42 liegen dergestalt zwischen der isolierenden Platine 41 und der mit dem Schutzfilm 46 abgedeckten Leiterplatte 44, daß die lichtempfindlichen Flächen der Solarzellen 42 innerhalb einer rechteckigen Öffnung der Leiterplatte 44 liegen} diese öffnung ist jedoch durch den Schutzfilm 46 abgedeckt.

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Der zur Steuerung verwendete integrierte Schaltkreis 43 ist zwischen die Leiterbahnen 45 auf der Leiterplatte 44 eingefügt. Er schützt die Sekundärzelle 33, die mit den Anschlußklemmen 45a verbunden ist, vor Überladung. Der integrierte Schaltkreis 43 ist ein Beispiel für die im Blockschaltbild in Fig. 3 dargestellte Überladeschutzeinrichtung 37.

Die Solarzelleneinheit 40 ist eine dünne Platte, die zu ihrem Einbau zwischen das Gehäuse 11 einerseits und den Tank 18 und die Entladeeinheit 30 andererseits weniger als 1 mm Einbautiefe benötigt. Die Befestigung erfclqt auf denkbar einfache Weise durch Löcher 47 im oberen und unteren Besieh der Solarzelleneinheit 40, in welche Vorsprünge 39a am oberen und unteren Bereich einer Abdeckung 39 der Entladeeinheit 30 eingreifen.

Anhand der Figuren 6 bis 8 sollen noch verschiedene Möglichkeiten, die Solarzelleneinheit 40 an der Rückseite des mit Fensterglas verschlossenen Fensters 13 zu befestigen, beschrieben werden.

Im Beispiel der Fig. 6 sind die Fortsätze 39 der Abdeckung 39 so in die Befestigungslöcher 47 eingesetzt, daß die Solarzelleneinheit 40 an der Abdeckung anliegt. Die Anordnung aus Abdeckung 39 und Solarzelleneinheit 40 wird mittels einer in das Fenster

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eingepaßten Führungsplatte 50 so eingesetzt, daß sich die Gruppe der Solarzellen 42 an der Rückseite des Fensterglases 27 befindet. Die Führungsplatte 50 ist aus einer dünnen Metallplatte hergestellt und mit einer Öffnung 51 versehen, die die lichte VJeite des Fensters 13 bestimmt. Die Platte 50 greift an den beiden Längsseiten der Fensteröffnung mit Abkantungen 52 in die Fensteröffnung ein. Die äußeren Längskanten der Platte 50 sind in umgekehrter Richtung abgekantet und umfassen die Längskanten der Solarzelleneinheit 40. Nach dem Einsetzen der Führungsplatte 50 in das Fenster 13 von innen her \«/ird die Anordnung aus Abdeckung 39 und Solarzelleneinheit 40 gemeinsam mit der Entladeeinheit 30 durch die Bodenöffnung des Gehäuses 11 eingesetzt. Auf diese Weise gelangt die Solarzelleneinheit 40 auf die Rückseite des Fensters und wird dort unverschieblich gehalten, wenn die Abdeckung 39 die Führungsplatte 50 und das Gehäuse 11 maßhaltig gefertigt sind.

Im Beispiel der Fig. 7 wird das Fensterglas 27 zur Führung benutzt, sodaß die Führungsplatte 50 aus Fig. 6 entfällt. Zu diesem Zweck sind am Fensterglas 27 Abstufungen 2 7a und 27b vorgesehen. Zwei der Abstufungen 27a verlaufen parallel zueinander auf der Vorderseite des Fensterglases 27; mit ihnen wird das Fensterglas 27 in das Fenster 13 im Gehäuse 11 eingepaßt. Zwei weitere Abstufungen 27b befinden sich außenseitlich am Fensterglas 27 und sind zur Rückseite gerichtet; sie nehmen die Solarzelleneinheit zwischen sich auf. Das Fensterglas 27 wird von innen in das Fenster 13 eingesetzt.

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Xm Beispiel der Fig. b sind die beiden Längskanten 13a des Fensters 13 einwärts abgekantet und v/erden zur Führung der Solarr.elleneinheit 40 benutzt. Das Fensterglas 127 wird In diesem Fall von vorn eingesetzt.

Die Solarzellen 42 wandeln das durch das Fenster 13 auftreffende Licht in elektrische Energie um, die in der Sekundärzelle gespeichert wird. Wenn man annimmt, daß das Feuerzeug zwanzig mal am Tag sum Anzünden einer Zigarette gezündet wird, die Entlade^eit 0,5 s beträgt und für jeden Zündvorgang zweimal entladen wird, dann benötigt nan pro Tag folgende Ladezeiten zum Ausgleich der Energieverluste der Sekundärzelle 33:

1. Bei schönem Wetter (Lichtstärke 80.000 bis 100.00 Lux): Ladezeit: 5,5 bis 4,5 min

Ladestrom: 3,0 bis 3,7 mA.

2. Bei bedecktem Himmel (Lichtstärke 20.000 bis 30.000 Lux): Ladezeit: 22,2 bis 15,2 min

Ladestrom: 0,19 bis 0,37 mA.

3. Bei Raumbeleuchtung (Lichtstärke 1.000 Lux): Ladezeit: 7 Stunden

Ladestrom: 0,04 mA.

909837/0651 BAD ORIGINAL

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Claims

DR. RUDOLF BAUER · DIPL.-ING. HELMUT HUBBUCH

DIPL.-PHYS. ULRICH TWELMEIER

WESTLICHE 29-31 (AM LEOPOLDPLATZ)

D-753O PFORZHEIM, (WEST-QERMANY)

TC (Ο7231) 1Ο22ΘΟ/7Ο

28. Februar 1979 III/Be

Prince Industrial Development Co. Ltd., Tokyo (JAPAN)

" Gasfeuerzeug "

Ansprüche;

1.? Gasfeuerzeug, insbesondere Taschenfeuerzeug, in dessen

Gehäuse außer einem Tank zur Aufnahme von verflüssigtem Brenngas eine £ntladeeinrichtung mit einer elektrochemischen Zelle zur Erzeugung von Zündfunken vorgesehen sind, welche durch einen an einer der oeitenwände des Gehäuses angeordneten Zündschalter betätigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrisch leitend mit der Entladeeinrichtung (30) verbundene und als Ladeeinrichtung für die elektrochemische Zelle (33) geschaltete Solarzelleneinheit (40) in Gestalt einer dünnen Platte in einen schmalen Zwischenraum zwischen dem Tank (18) und der Bntladeeinrichtung (30) einerseits und dem Gehäuse (11) andererseits eingesetzt ist und daß im Gehäuse (11) über ά&η Solarseilen (42) der Solarselleneinheit (40) ein lichioLirchlässiges Fenster (13) vorgesehen ist.

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ORIGINAL INSPECTED

2. Gasfeuerzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Solarselleneinheit (40) aus einer dünnen Platte

besteht, auf der die Solarseilen (42), die jeweils am einen Ende eine positive und am anderen Ende eine negative Elektrode auf v/eisen, derart in einer Reihe angeordnet sind, daß die Elektroden zu beiden Seiten der Reihe jeweils in einer Fluent liegen und jeweils eine positive Elektrode neben einer negativen Elektrode liegt, wobei die dünne Platte aus einer elektrisch isolierenden, die Solarzellen (42) tragenden Platte (41) und einer durch Klebung mit dieser Platte (41) verbundenen, gedruckten Leiterplatte (44) besteht, durch deren Leiterbahnen (45), in die auch eine integrierte Steuerschaltung (36a) eingefügt ist, die Solarzellen (42) in Reihenschaltung miteinander verbunden sind.

3. Gasfeuerzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Solarselleneinheit (40) sur Befestigung mehrere

Löcher (47) aufweist, in welche Vorsprünge (39a) eingreifen,welche auf einer Abdeckung (39) der Entladeeinrichtung (30) vorgesehen sind.

4. Gasfeuerzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenseite des Fensters (13)

eine Führungseinrichtung (50, 27b, 13a) zur Führung und Halterung der Solarzelleneinheit (40) vorgesehen ist.

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BAD ORIGINAL

5. Gasfeuerzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet„

daß die Führungseinrichtung . zwei seitliche, innenliegende Längskanten (27b) eines in das Fenster (13) eingepaßten Fensterglases (27) sind·

ό. Gasfeuerzeug nach Anspruch 4_S dadurch gekennzeichnet,

daß die Führungseinrichtung durch zwei seitliche, nach innen gebogene Längskanten (13a) des Fensterausschnitts im Gehäuse (11) gebildet wird.

7. Gasfeuerzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

daß die Führungseinrichtung durch eine mit einem Fensterausschnitt (51) versehene Platte (50) gebildet wird, die mit swei seitlichen, nach außen gerichteten Abkantungen (52) am Rand des Fensterausschnitts (51) in das Fenster (13) im Gehäuse (11) eingepaßt ist und zwischen zwei außenseitlichen, einvrärts gerichteten Abkantungen (53) die Solarzelleneinheit (40) aufnimmt.

8. Gasfeuerzeug, insbesondere Taschenfeuerzeug, in dessen Gehäuse außer einem Tank zur Aufnahme von verflüssigtem

Brenngas eine Entladeeinrichtung mit einer elektrochemischen Zelle sur Erzeugung von Zündfunken zwischen einer positiven Elektrode und einer als Kathode geschalteten Brenndüse/, wobei die ^;s* vorgesehen ist

§08837/0651

Entladeeinrichtung durch einen am Gehäuse angeordneten Zündschalter betätigt wird, gekennzeichnet durch eine Solarzelleneinheit (40) zur Nachladung der elektrochemischen Zelle (Sekundärzelle 33),

eine Überladeschutzeinrichtung (35) zwischen der Solarzelleneinheit (40) und der Sekundärseile (33), einen Spannungswandler (36) sum Erhöhen der Ausgangsspannunu der Sekundärzelle (33),

einen durch Öffnen einer den Bereich der Brenndüse (19) abdeckenden Kappe (12) schließenden Schalter (Primärschalter 37) am Eingang des Spannungswandlers (36), einen durch den Spannungswandler (36) aufladbaren Kondensator (32),

einen zwischen dem Kondensator (32) und der positiven Elektrode (34) angeordneten Hochspannungstransformator (31), einen zwischen dem Kondensator (32) und dem Hochspannungstransformator (31) angeordneten zweipoligen, doppelrichtenden Thyristor (38), der bei Erreichen einer vorgegebenen Spannung an den Klemmen des Kondensators (32) durchgängig wird, und als Zündschalter einen Berührungsschalter (Sensorschalter 16) zum Einschalten des Spannungswandlers (36).

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