DE4205187A1 - Piezoelektrischer mechanismus fuer gasanzuender - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen piezoelektrischen Mechanis­ mus für Gasanzünder, etwa ein Gasfeuerzeug, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Im Stand der Technik werden die meisten piezoelektrischen Mechanis­ men grundsätzlich aus einem Paar von Teleskopelementen gebildet, die gegenseitig von einer Feder unterstützt werden, die sie in der maximal voneinander entfernten Position halten, wobei Mittel vorgesehen sind, die eine zufällige vollständige Abtrennung der beiden Teleskopelemente voneinander verhindern. Mit einem dieser Elemente ist der Kristall oder das piezoelektrische Element, das einen Zündfunken erzeugt, wenn ein Hammer auf es einschlägt, fest verbunden. Das piezoelektri­ sche Element wiederum ist zwischen einem als "Amboß" bezeichneten Metallteil und einem weiteren Teil, das tatsächlich den Schlag des Hammers aufnimmt und als "Zündstiftbasis" oder "Begrenzungsteil" bezeichnet wird, angeordnet.

Der Hammer arbeitet in einem axialen Hohlraum des inneren Tele­ skopkörpers. In seiner Ruheposition wird er durch einen Rückhalteme­ chanismus, der später beschrieben wird, in einem Abstand vom piezo­ elektrischen Element gehalten. Wenn auf die gesamte Teleskopein­ richtung eine manuelle Kompressionskraft ausgeübt wird, um einen Zündfunken zu erzeugen, wobei die die beiden Teleskopelemente ge­ genseitig unterstützende Feder zusammengedrückt wird, wird außer­ dem gleichzeitig eine zweite Feder zusammengedrückt, die anschlie­ ßend in einem Auslösemoment die Schlagbewegung des Hammers be­ wirkt, so daß auf diese Weise die Stoßenergie des Hammers erzeugt wird.

Die Führung des Hammers wird durch ein Paar von gegenüberliegen­ den länglichen Schlitzen definiert, mit denen die Wand einer der röh­ renförmigen Teleskopelemente durchsetzt ist und die jeweils eine von zwei am Hammer diametral angeordneten Nasen aufnehmen.

Im Ruhezustand des Mechanismus wird der Hammer in bezug auf das röhrenförmige Teleskopelement durch seine diametralen Nasen in an einem Ende der länglichen Schlitze ausgesparten Haltenuten gehalten, wobei der Hammer in dem Moment, in dem seine diametralen Nasen in die Nuten eintreten, zu einer Drehbewegung gezwungen wird. Damit der Hammer diese kleine Drehung sowohl beim Verlassen der Haltenuten als auch beim Eintreten in diese Haltenuten nach der Ausfüh­ rung des Schlages und der erneuten Rückstellung des Mechanismus, d. h. nach dem Ende des Kompressionsvorgangs der Teleskopeinrich­ tung bzw. während ihrer Entspannung, ausführen kann, werden die diametralen Nasen des Hammers mittels schräger Kanten von im ande­ ren Teleskopelement vorgesehenen Fenstern, in welche diese Nasen ebenfalls eingreifen, aus diesen Nuten bzw. in diese Nuten gezwungen.

Da in herkömmlichen piezoelektrischen Mechanismen für Gasanzünder derzeit die äußere Form der Teleskopeinrichtung viereckig ist und der gesamte Mechanismus in einem zu diesem Zweck im Gasanzünder vorgesehenen Gehäuse untergebracht ist, können die beiden Teleskop­ komponenten keine relative Drehung ausführen, was zu einer Kon­ struktion geführt hat, bei der sowohl der innere Querschnitt des äuße­ ren Elementes als auch der äußere Querschnitt des inneren Elementes nicht kreisförmig ist, sondern eine rechteckige Form besitzt, wodurch die Einsetzung von diametralen Hammerführungsnasen möglich ist, die später eine gedrehte Position einnehmen können, um in im anderen Teleskopelement vorhandene Fenster einzutreten. Diese asymmetri­ schen Formen haben jedoch einen schwierigen Gießvorgang zur Folge. In anderen Fällen sind die erwähnten Querschnitte kreisförmig, wes­ halb die diametralen Nasen des Hammers in Form eines Zapfens ver­ wirklicht werden, der nach der Einsetzung des Hammers und gleich­ zeitig zu der auf die Teleskopeinrichtung ausgeübten Kompressionkraft montiert werden muß. Die Montage dieses Zapfens erhöht die Her­ stellungskosten dieses Teils und die Kosten für die Montage des Me­ chanismus erheblich.

Aus dem Patent 89 02 741 des Anmelders der vorliegenden Erfindung ist ein piezoelektrischer Mechanismus für Gasanzünder bekannt, in dem die obigen Probleme sowohl in ökonomischer als auch in funktionaler und konstruktiver Sicht gelöst oder wenigstens erfreulich verringert sind. In diesem erwähnten Patent wird der gesamte Zündvorgang ohne relative Drehbewegung der beiden Teleskopelemente ausgeführt, indem im äußeren Element ein Paar von Nasen vorgesehen sind, die die Funktion eines Klappstifts aufweisen und die von denselben Schlitzen aufgenommen werden, die im inneren Teleskopelement für die axiale Verschiebung des Hammers vorgesehen sind, so daß diese Schlitze eine Länge aufweisen müssen, die größer als die für die Führung des Ham­ mers notwendige Länge ist. In diesem Mechanismus wird der Pfad des elektrischen Stroms verkürzt, da dieser nur durch den Amboß, das pie­ zoelektrische Element, das Hammerbegrenzungsteil und das äußere Teleskopelement verläuft, wodurch sich dieser Mechanismus von ihm vorhergehenden Mechanismen unterscheidet, da in diesen der elektri­ sche Strom außerdem durch die Federn, die den Hammer und die Tele­ skopeinrichtung unterstützen, fließt. Obwohl der erwähnte Strompfad kurz ist und der elektrische Strom im Moment der Funkenerzeugung vom Hammerbegrenzungsteil oder vom unteren Sitz des piezoelektri­ schen Elements in die Klappstifte des äußeren Teleskopelements fließt, besteht zwischen den Berührungsflächen dieser Elemente ein geringes Spiel, das Fehlzündungen oder Stromumleitungen durch einen etwas längeren Pfad zur Folge haben kann, insbesondere dann, wenn der Hammer nicht perfekt auf dem Begrenzungsteil und das letztere nicht perfekt auf der Innenseite des piezoelektrischen Elements sitzen.

In allen Fällen, in denen die den Hammer unterstützende Feder teil­ weise oder vollständig im Inneren des den Hammer aufnehmenden Teleskopelementes geführt wird, wird diese Feder an ihrem anderen Ende von einer Kappe gehalten, die am freien Ende des Elementes befestigt ist und zu diesem Zweck mit Nasen mit Sägezahnquerschnitt versehen ist, die in entsprechende Seitenfenster in gegenüberliegenden Wänden des Teleskopelementes eingesetzt werden, wodurch die Kappe in dieser festen Position unbeweglich gemacht wird.

Es hat sich gezeigt, daß sämtliche piezoelektrischen Mechanismen, ge­ nauer die Teleskopeinrichtung und ihre angrenzenden Elemente im Ge­ häuse des Gasanzünders vor allem in axialer Richtung leichte Zwi­ schenräume aufweisen, die eine unerwünschte Bewegung des Impuls­ gebers hervorrufen.

Außerdem kann während der Hammerstöße eine geringe Bewegung des piezoelektrischen Mechanismus festgestellt werden, wenn die Kappe oder die innere Grundfläche der Teleskopeinrichtung auf einem Bolzen aufliegt, der aus dem Boden des Gehäuses hervorsteht und, wie wohl bekannt ist, eine konische Spitze aufweist, die in ein kleines Loch oder eine Vertiefung eingesetzt ist, um eine seitliche Fixierung des piezo­ elektrischen Mechanismus zu erzielen und der Einrichtung eine gewisse Starrheit zu verleihen. Durch diese Bewegung des piezoelektrischen Mechanismus wird die Gesamtheit der Zwischenräume oder der Lücken festgelegt. Diese geringe Bewegung bildet auch den Grund da­ für, daß der piezoelektrische Mechanismus seine Ruheposition nicht ef­ fizient einnehmen kann. Zur Lösung dieses Problems wird trotz der komplizierteren Konstruktion und der Verteuerung des Geräts eine zu­ sätzliche Feder angebracht, die zwischen dem Boden des Gehäuses des piezoelektrischen Elements und der unteren Kappe desselben angeord­ net wird. Diese Feder ist in einigen der bekannten Typen von piezo­ elektrischen Mechanismen notwendig, um während der Hin- und Her­ bewegung des Gabelrings während der Betätigung des Gasbrenners eine Gaszufuhr zu ermöglichen.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen piezo­ elektrischen Mechanismus für einen Gasanzünder zu schaffen, bei dem die beiden Teleskopelemente perfekt geführt werden, die jeweils ein symmetrisch geformtes Gehäuse von einfacher Konstruktion besitzen, das die Feder für die Rückstellung in die maximal auseinandergezogene Position der Teleskopeinrichtung umgibt und in dem die den Hammer antreibende Feder während ihrer Bewegung vollständig geführt wird.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen piezo­ elektrischen Mechanismus für einen Gasanzünder zu schaffen, in dem Induktionseffekte beseitigt werden, die im Moment der Funkenerzeu­ gung entstehen, indem die äußere Feder eine vom piezoelektrischen Element in axialer Richtung entfernte Position einnimmt.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen piezo­ elektrischen Mechanismus für einen Gasanzünder zu schaffen, in dem der Pfad des elektrischen Stroms abgekürzt wird, indem durch die Verwendung von nichtleitendem Kunststoff der Strom nur durch die mindestens erforderliche Anzahl von Elementen fließt, wobei außerdem die Herstellungskosten gesenkt werden und wobei im Moment der Er­ zeugung des Gaszündungsfunkens eine perfekte Mischung des Gases mit der Luft erzielt und die Verbrennung optimiert wird.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht ferner darin, einen piezoelektrischen Mechanismus für einen Gasanzünder zu schaf­ fen, in dem durch das Begrenzungsteil oder die Aufschlagbasis ein per­ fekter Aufschlag des Hammers auf dem piezoelektrischen Element ge­ währleistet wird, um einen Funken von größerer Intensität und Dauer zu erzielen.

Schließlich ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen pie­ zoelektrischen Mechanismus für einen Gasanzünder zu schaffen, durch den das Betriebsverhalten des Gasanzünders verbessert wird, indem das mögliche axiale Spiel im piezoelektrischen Element aufgrund einer möglichen Anhäufung von Zwischenräumen in der Gesamtheit der ver­ schiedenen Komponenten und zwischen dem piezoelektrischen Mecha­ nismus und dem Anzündergehäuse vollständig beseitigt wird, wobei diese Verbesserung ohne Hinzufügung einer zusätzlichen Feder erreicht wird.

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß gelöst durch einen piezo­ elektrischen Mechanismus für Gasanzünder, der versehen ist mit einem Paar von Teleskopelementen mit kreisförmigem Querschnitt, deren re­ lative Drehung mittels eines äußeren Winkelstückes, das mit einem sei­ ner Schenkel am inneren Teleskopelement befestigt ist, während sein anderer Schenkel an einer der Außenseiten des äußeren Teleskopele­ mentes tangential angeordnet ist, verhindert wird. Einer der Schenkel des Winkelstückes besitzt einen zentralen länglichen Schlitz, durch den das innere Teleskopelement geschoben wird, weshalb dieser Schenkel mit zwei diametral gegenüberliegenden parallelen Kerben versehen ist, so daß durch das Winkelstück ein Kontakt mit dem Begrenzungsstück des Hammers hergestellt wird, wobei das Begrenzungsstück zwischen dem Hammer und dem Kristall oder dem piezoelektrischen Element angeordnet ist.

Die Rückstellfeder, die die Teleskopeinrichtung in die maximal ent­ fernte Position, d. h. in die Ruheposition des Mechanismus zwingt, um­ gibt das innere Teleskopelement und stellt mit einem seiner Enden eine Halterung für das Winkelstück dar. Das andere Ende der Feder stößt an der Stirnseite des äußeren Teleskopelementes an.

Durch diese Anordnung befindet sich die äußere Feder stets in einer vom piezoelektrischen Element in axialer Richtung entfernten Position, derart, daß sich dieses piezoelektrische Element stets auf der jeweils anderen Seite des Begrenzungsstückes befindet, gegenüber dem das Winkelstück des Federsitzes angeordnet ist.

Die den Hammer unterstützende Feder wird in einem zylindrischen axialen Hohlraum des inneren Teleskopelementes perfekt geführt, wo­ bei es im Moment der Erzeugung des Hammerschlages vollständig im Inneren des Elementes bleibt.

Der elektrische Strom fließt über einen kurzen Pfad, der direkt und bei gutem Kontakt von der Basis des Zündstifts oder vom Begrenzungs­ stück zum metallischen Winkelstück verläuft, derart, daß das äußere Teleskopelement nicht aus einem leitenden Kunststoffmaterial herge­ stellt zu werden braucht und daß deren Aufbau wirtschaftlicher gestal­ tet werden kann.

Der freie Schenkel des Winkelstückes, der die Funktion einer Sperrung der Drehung der Komponenten der Teleskopeinrichtung besitzt, weist an seiner Spitze eine Schrägung auf, durch deren Neigungsgrad die Gasöffnung während des gesamten Einschiebevorgangs der Teleskop­ einrichtung, in dem der Zündimpulsgeber betätigt und ein Funke er­ zeugt wird, eingestellt wird.

Ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf eine Verbesserung des Funktionsverhaltens des Anzünders, indem ein mög­ liches axiales Spiel sowohl im piezoelektrischen Mechanismus aufgrund der Akkumulation von Zwischenräumen in der Gesamtheit der ver­ schiedenen Komponenten als auch zwischen dem piezoelektrischen Mechanismus und der Gasanzünderbaugruppe beseitigt wird, wobei hierfür keine dritte zusätzliche Feder, die herkömmlicherweise zwi­ schen dem Boden des Anzündergehäuses und der Kappe des unteren Teleskopelementes des piezoelektrischen Mechanismus angeordnet ist, benötigt wird.

Erfindungsgemäß ist die Verschlußkappe am freien Ende des im An­ zünder befindlichen Teleskopelementes genau durch dasjenige Teil ge­ geben, das das den größeren Querschnitt aufweisende Element der Te­ leskopeinrichtung verschließt, wobei die den Hammer unterstützende Feder für dieses Element eine Halterung bildet. Diese Verschlußkappe ist in bezug auf das zu verschließende Teleskopelement in axialer Richtung beweglich, indem die Anschlagfenster, in die die sägezahn­ förmigen Nasen der unteren Kappe eingreifen, verlängert sind, um die­ ses Spiel zu ermöglichen. In der Ruheposition des Mechanismus bleibt die untere Kappe aufgrund der den Zündstift unterstützenden Feder in einem Abstand von der Öffnung des unteren Teleskopelementes, so daß sich diese Feder in ihrer entspanntesten Lage befindet und daher eine längere Lebensdauer besitzt, da sie nicht im vorgespannten Zustand eingebaut werden muß.

Bei dieser Anordnung befinden sich aufgrund der speziellen Anordnung dieser Feder der piezoelektrische Mechanismus in der Ruheposition und der Impulsgeber im vollständig zurückgestellten Zustand, derart, daß bei der Ausführung eines Schlages für die Funkenerzeugung zunächst diese Feder zusammengedrückt wird, bis sich die Kappe in der Einführungsposition befindet, und anschließend die die Teleskop­ einrichtung unterstützende äußere Feder zusammengedrückt wird, wo­ bei gleichzeitig zu dieser Bewegung die den Hammer unterstützende Feder zusammengedrückt wird, damit dieser am Ende des Kompres­ sionsvorgangs der Teleskopeinrichtung auf den piezoelektrischen Kri­ stall aufschlägt.

Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in den Unteransprüchen, die sich auf besondere Ausführungsformen der vor­ liegenden Erfindung beziehen, angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Ausführungs­ formen mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 einen Aufriß des erfindungsgemäßen piezoelektrischen Mechanismus für Gasanzünder in Längsrichtung, wobei der Mechanismus im montierten Zustand dargestellt und mit der Anzündergesamtheit verbunden ist, wobei die letztere teilweise und im Schnitt dargestellt ist;

Fig. 2 eine Ansicht ähnlich derjenigen von Fig. 1, in der sich der Mechanismus in der Auslöseposition befindet und ohne Anzündergesamtheit dargestellt ist;

Fig. 3 eine Ansicht des inneren Teleskopelementes;

Fig. 4 einen Seitenaufriß des inneren Teleskopelementes von Fig. 3;

Fig. 5 einen Längsschnitt des inneren Teleskopelementes von Fig. 3 entlang der Linie E-E;

Fig. 6 eine Draufsicht des inneren Teleskopelementes von Fig. 4;

Fig. 7 einen Querschnitt entlang der Schnittlinie D-D von Fig. 4;

Fig. 8 einen Querschnitt entlang der Schnittlinie A-A von Fig. 3;

Fig. 9 eine Unteransicht des in Fig. 4 gezeigten inneren Tele­ skopelementes;

Fig. 10 eine Ansicht des äußeren Teleskopelementes;

Fig. 11 einen Seitenaufriß des in Fig. 10 gezeigten Elementes;

Fig. 12 einen Schnitt entlang der Schnittlinie C-C von Fig. 10;

Fig. 13 einen Schnitt entlang der Schnittlinie B-B von Fig. 11;

Fig. 14 eine Draufsicht des in Fig. 11 gezeigten Elementes;

Fig. 15, 16 Darstellungen des Hammers in verschiedenen Orientie­ rungen;

Fig. 17-19 einen Aufriß, eine Draufsicht bzw. eine Seitenansicht der Kappe der äußeren Teleskopelemente;

Fig. 20-22 eine Vorderansicht, eine Draufsicht bzw. eine Seitenan­ sicht des äußeren Winkelstückes, das eine relative Dre­ hung zwischen den beiden Teleskopelementen verhin­ dert;

Fig. 23 einen Teillängsschnitt eines piezoelektrischen Mecha­ nismus gemäß einer weiteren Ausführungsform der vor­ liegenden Erfindung, die insbesondere durch die Tele­ skopverbindung der Verschlußkappe des äußeren Tele­ skopelementes ausgezeichnet ist, wobei sich der Mecha­ nismus in der Ruheposition befindet; und

Fig. 24 eine Schnittansicht ähnlich derjenigen von Fig. 23, je­ doch nach Beginn des Schlagauslösevorgangs.

Wie in den Figuren gezeigt, umfaßt der erfindungsgemäße piezoelektri­ sche Mechanismus für Gasanzünder ebenso wie entsprechende Mecha­ nismen des Standes der Technik ein inneres Teleskopelement 1 und ein äußeres Teleskopelement 2. Wie insbesondere in Fig. 2 gezeigt, ist ein piezoelektrisches Element 3 im Inneren des Teleskopelementes 1 so angeordnet, daß es zwischen einem Amboß 4 und einem Begrenzungs­ teil oder einer Basis 5 unbeweglich eingebaut ist. Auf das Begren­ zungsteil oder die Basis 5 schlägt ein Hammer 6, der hierzu verschoben wird und dabei in einem axialen zylindrischen Hohlraum 7 des inneren Teleskopelementes 1 geführt wird (siehe Fig. 5).

Der Amboß 4 ist in den einen viereckigen Querschnitt aufweisenden oberen Teil des Elementes 1 eingelassen und weist an zwei gegenüber­ liegenden seiner vier Seitenflächen jeweils eine Nase 8 auf, mittels de­ rer der Amboß unbeweglich gemacht wird, indem diese Nasen in ent­ sprechende im Element 1 vorgesehene Fenster 9 eingesetzt werden (siehe Fig. 4-6).

Das Begrenzungsteil 5, auf das der Hammer 6 schlägt, besitzt eine ge­ stufte zylindrische Form, wobei der obere Teil einen größeren Durch­ messer als der untere Teil besitzt. Diese Abstufung liegt auf einem ringförmigen Bund 10 des zylindrischen Hohlraums des inneren Ele­ mentes 1 auf, wobei der zylindrische Bereich mit kleinerem Durchmes­ ser des Begrenzungsteils 5 in dem durch den ringförmigen Bund defi­ nierten Bereich, dessen Innendurchmesser kleiner als derjenige des üb­ rigen inneren Teleskopelementes 1 ist, verbleibt.

Der Hammer 6, dessen Geometrie aus den Fig. 15 und 16 klar ersicht­ lich ist, besitzt einen gestuften zylindrischen Abschnitt und weist in seinem Bereich mit größerem Durchmesser zwei diametral entgegenge­ setzt angebrachte Nasen 11 auf, während ein Ende des Hammers ko­ nisch zugespitzt ausgebildet ist. Die diametral angeordneten Nasen 11 ermöglichen ein Zurückhalten des Hammers 6 in der vom piezoelektri­ schen Element 3 entfernten Position, so daß bei Beseitigung der Wir­ kung dieses Rückhaltemittels der Hammer 6 über das Begrenzungsteil 5 auf den Kristall 3 schlagen kann, um den Zündfunken zu erzeugen. Das erwähnte Rückhaltemittel ist auf bekannte Weise durch seitliche Nuten definiert, die im zylindrischen Bereich des inneren Elementes 1 diame­ tral gegenüberliegend und ausgehend von den Längsschlitzen 13 im gleichen Umfangsrichtungssinn ausgespart sind. In diese Nuten ragen die diametral entgegengesetzten Nasen 11 des Hammers 6. Auf diese Weise wird der Hammer 6 ohne Drehung entlang den erwähnten Schlitzen verschoben, während eine Drehung des Hammers 6 nur möglich ist, wenn die Nasen 11 in die seitlichen Nuten 12 gelangen oder diese verlassen sollen.

Der Hammer 6 wird durch eine Feder 14 unterstützt, die auf dem Bo­ den einer Kappe 15 aufruht, die das freie Ende des äußeren Teleskop­ elementes 2 verschließt. Hierbei ist die Kappe 15 mit sägezahnförmigen Nasen 16 versehen, während das äußere Teleskopelement 2 mit kom­ plementären Fenstern 17 versehen ist. Die Feder 14 wird perfekt ge­ führt, indem sie mit einem ihrer Enden um den zylindrischen Bolzen 18 des Hammers 6 und mit ihrem anderen Ende um den zur Kappe 15 ko­ axialen Zapfen 19 angebracht wird. Der Aufbau dieser Kappe ist aus den Fig. 17 bis 19 klar ersichtlich.

Das innere Teleskopelement 1 und das äußere Teleskopelement 2 wer­ den gegenseitig von einer äußeren Feder 20 unterstützt, die die beiden Elemente 1 bzw. 2 in den maximal entfernten Zustand der Einrichtung zwingt, wobei dieser Zustand durch eine Begrenzung beschränkt wird, die die diametralen Nasen 11 des Hammers 6, die in den jeweils im äu­ ßeren Teleskopelement 2 ausgebildeten Fenstern 21 gehalten werden, umfaßt; d. h., daß sich die Nasen 11 auch in diese Fenster 21 er­ strecken.

Die Teleskopelemente 1 und 2 werden an einer relativen Drehung mit­ tels eines äußeren Elementes gehindert, das durch ein Winkelstück 22 definiert ist, dessen äußere Geometrie in den Fig. 20 bis 22 gezeigt ist. Das Winkelstück 22 besitzt L-Form und ist mit einem seiner Schenkel am inneren Teleskopelement 1 befestigt, wozu dieses mit zwei paral­ lelen und diametral entgegengesetzten Nuten 23 versehen ist, in die die Innenkanten von entsprechenden Stäben 24 des Winkelstücks 22 einge­ setzt werden, wobei diese Stäbe 24 auf jeder Seite des zentralen Schlit­ zes 25, den dieser Schenkel 26 des Winkelstückes 22 aufweist, ausge­ bildet sind. Der zu diesem Schenkel 26 im wesentlichen senkrechte Schenkel 27 verbleibt in einer zur Längsachse des Mechanismus paral­ lelen Orientierung, derart, daß seine Außenkante mit den Seitenflächen 28 des äußeren Teleskopelementes 2 leicht überlappt, wie in Fig. 1 ge­ zeigt ist. Dadurch wird eine relative Drehung zwischen diesen Ele­ menten 1 und 2 verhindert, da bei einem Übereinanderschieben der beiden Teleskopelemente zum Erzeugen des Zündfunkens die überlap­ pende Zone viel größer ist, wie aus Fig. 2, in der dieser Zustand dar­ gestellt ist, ersichtlich ist. Es wird darauf hingewiesen, daß in Fig. 1 ein der Ruheposition entsprechender Zustand gezeigt ist.

Die Feder 20 stützt sich direkt auf dem Schenkel 26 des Winkelstückes 22 ab, wobei das letztere im wesentlichen auf Höhe des größeren Durchmessers des Begrenzungsteils 5 angeordnet ist, wie in Fig. 2 er­ sichtlich ist. Daher befindet sich das Begrenzungsteil 5 zwischen den Stäben 24 und genauer zwischen den ausgesparten Kanten der einge­ schnürten Schultern 29 der Stäbe 24, wobei die Aussparungen einen Umfang besitzen, der im wesentlichen dem Umfang des Abschnittes des Begrenzungsteils 5 mit größerem Durchmesser entspricht. Mit die­ sem Aufbau wird die richtige Position des Winkelstückes 22 erreicht, bevor das Begrenzungsteil 5 eingeführt wird, wobei nach dessen Mon­ tage das Winkelstück 22 nicht mehr herausgezogen werden kann, da, wie oben erwähnt, die das Begrenzungsteil 5, das piezoelektrische Element 3 und den Amboß 4 umfassende Einheit eine kompakte, unbe­ wegliche Einheit bildet.

In der in Fig. 1 gezeigten Ruheposition des Mechanismus befinden sich die diametralen Nasen 11 des Hammers 6 in den entsprechenden seitli­ chen Nuten 12 der Längsschlitze 13 des inneren Teleskopelementes 1 und behalten diese Position aufgrund des leichten Drucks, den die Fe­ der 14 auf den Hammer 6 ausübt, bei; die diametralen Nasen 11 des Hammers 6 werden hierbei gegen die in der Zeichnung oben befindli­ chen Querkanten der Fenster 21 des äußeren Teleskopelementes 2 ge­ drückt, wobei diese Querkanten eine bekannte Schrägung 30 besitzen. Die äußere Feder 20 ist hierbei entspannt, d. h. sie befindet sich in ihrer Ruheposition.

Damit der Hammer 6 auf das Begrenzungsteil 5 stoßen kann, ist es aus­ reichend, das Teleskopelement unter Anwendung eines Drucks zusam­ menzuschieben, wobei während dieses Vorgangs die beiden Federn 14 und 20 zusammengedrückt werden. Durch diese Verschiebung entfer­ nen sich die diametralen Nasen 11 des Hammers 6 von den Kanten der Schräge 30 der jeweiligen Fenster 21, wobei in dem Moment, in dem diese Nasen 11 die ebenfalls schräg geformten gegenüberliegenden Kanten 31 des entsprechenden Fensters 21 erreichen, eine Drehung des Hammers 6 bewirkt wird, derart, daß die diametralen Nasen 11 aus den Schlitzen 12 austreten und anschließend mit hoher Geschwindigkeit entlang den Längsschlitzen 13 des inneren Teleskopelementes 1 gleiten, wodurch der Schlag erzeugt wird. In diesem Zustand wird die Kom­ pression der Feder 20 aufrechterhalten, was der in Fig. 2 dargestellten Position entspricht.

Wenn der Kompressionsdruck, den der Benutzer auf den Stoßgeber 32 (siehe Fig. 1) des Anzünders ausübt, abnimmt, werden die Teleskop­ elemente 1 und 2 durch die Wirkung der äußeren Feder 20 auseinan­ dergeschoben. Während dieses Vorgangs werden die diametralen Na­ sen 11 des Hammers 6 entlang den jeweiligen Schlitzen 13 des inneren Teleskopelementes 1 solange verschoben, bis sie die jeweiligen seitli­ chen Nuten 12 erreichen, in diese aufgrund der Seitenkraft, den die Kanten der Schräge 30 der Fenster 21 des äußeren Teleskopelementes 2 auf die diametralen Nasen 11 anwenden, eintreten und anschließend die auseinandergezogene Endposition der Teleskopeinrichtung erreicht wird.

Im folgenden wird die Funktion des erfindungsgemäßen piezoelektri­ schen Mechanismus für einen Gasanzünder beschrieben: Aus Fig. 1, in der die Anzündergesamtheit und die der Zündung dienenden Bauele­ mente teilweise und schematisch gezeigt ist, ist ersichtlich, daß bei Anwenden eines Drucks auf einen Stoßgeber 32 die Teleskopeinrich­ tung zusammengeschoben wird, da sich ihr unteres Ende auf der Leiste 33 des Gehäusebodens abstützt. Durch diese Bewegung wird der Ga­ belring 34, der auf die Mündung 35 des Brenners wirkt, in zunehmen­ dem Ausmaß durch den äußeren Schenkel 27 des Winkelstückes 22 ver­ schoben, so daß ein Entweichen von Gas bewirkt wird, welches sich bis zur Zündung mit der Luft gut vermischt, da der Funke erst im letz­ ten Moment dieser Kompressionsbewegung erzeugt wird. Daher defi­ niert der Schenkel 27 eine Nocke, die in eine Schräge 36 verläuft, durch deren Neigungsgrad die Öffnung der Gasmündung 35 eingestellt wird, indem der Gabelring 34 in Winkelrichtung verschoben und an­ schließend in dieser Position gehalten wird.

Das Winkelstück 22 bildet einerseits das die relative Drehung der inne­ ren und äußeren Teleskopelemente 1 bzw. 2 der Teleskopeinrichtung verhindernde Mittel und wirkt als Nocke, die den Gasaustritt hervor­ ruft, andererseits dient sie als Stromübertragungselement in dem den Zündfunken erzeugenden Stromkreis. Der elektrische Strom fließt er­ findungsgemäß in einen kurzen Strompfad, der durch die folgenden Teile geschlossen wird: Amboß 4, piezoelektrisches Element 3, Basis- oder Begrenzungsteil 5 des Zündstifts und Winkelstück 22. Von diesem Winkelstück verläuft der Strompfad durch den Gabelring 34 und die Brennermündung 35. Zwischen dem Schenkel 26 des Winkelstücks 22 und dem Begrenzungsteil 5 wird eine perfekte elektrische Leitfähigkeit dadurch erzielt, daß der Kontakt zwischen diesen Teilen in jedem Mo­ ment aufrechterhalten wird, wie weiter oben bereits erläutert worden ist.

Bei diesem Aufbau und dieser Funktion des piezoelektrischen Mecha­ nismus müssen das äußere Teleskopelement 2 und selbstverständlich die Bodenkappe 15 nicht aus leitendem Kunststoff hergestellt sein, da der Strom nicht durch diese Teile fließt, sondern durch das Winkel­ stück 22 abgezweigt wird.

Aufgrund der Tatsache, daß sich das piezoelektrische Element oder der Kristall von der äußeren Feder 20 in axialer Richtung in einem Abstand befindet, werden keine Induktionswirkungen erzeugt, so daß die Fun­ kenintensität und -dauer und außerdem die Spannung erhöht werden.

Das Begrenzungsteil 5 bzw. die Zündstiftbasis ist aus einer schmiedba­ ren Legierung hergestellt, die einen perfekten Sitz am Kristall oder pie­ zoelektrischen Element ermöglicht, wobei dieser Sitz im Laufe der Le­ bensdauer des Anzünders noch verbessert wird. Dasselbe Material wird für den Amboß 4, das Winkelstück oder die Nocke 22 und den Hammer 6 verwendet, obwohl der letztere nicht aus leitendem Material hergestellt sein muß.

Die Feder 14, die den Hammer 6 unterstützt, ist fast vollständig im zy­ lindrischen Hohlraum des inneren Teleskopelementes 1 untergebracht, wenn sich der Mechanismus in seinem Ruhezustand befindet; am Ende der Kompressionsbewegung wird die Feder 14 vollständig vom Hohl­ raum aufgenommen, da die Außenkante des inneren Teleskopelementes 1 möglicherweise mit dem Kappenboden 15 des äußeren Teleskopele­ mentes 2 in Kontakt gelangt, wodurch die Funktion der Feder verbes­ sert wird, weil sie keinerlei unerwünschten Verkrümmungen unterwor­ fen wird.

In der Ruheposition des Mechanismus wird das Ende des inneren Tele­ skopelementes 1 in den axialen zylindrischen Hohlraum der Kappe 15 eingeführt, die der Führung der Teleskopeinrichtung und der Federn dient.

Wie in Fig. 1 gezeigt, wird der gesamte piezoelektrische Mechanismus in die Anzündergesamtheit, genauer in ein zu diesem Zweck vorgese­ henes Gehäuse eingebaut, wobei die dem Verschluß des Teleskopele­ mentes 2 dienende Kappe 15 auf dem Bolzen 33 aufruht, der aus der Bodenwand der Anzündergesamtheit hervorsteht.

Durch dieses im letzten Absatz erwähnte Merkmal wird die Funktion des Anzünders verbessert, außerdem werden sowohl Zwischenräume, die bei der Montage des piezoelektrischen Mechanismus entstehen, als auch solche, die beim Gebrauch des Anzünders zwischen diesem Me­ chanismus und dem Gehäuse der Anzündergesamtheit aufgrund von Herstellungstoleranzen der verschiedenen Komponenten ausgebildet werden und eine unerwünschte Bewegung bei der Betätigung des Stoß­ gebers 32 zur Folge haben, beseitigt. Aus diesem Grund dient die Kappe 15 dem Verschluß des äußeren Teleskopelementes 2 und ist für eine axiale Verschiebung bezüglich des Elementes 2 geeignet, indem sie sich entweder gegen oder mit der Kraft der den Hammer 6 unter­ stützenden Schraubenfeder 14 an das Element 2 annähern bzw. von diesem entfernen kann; diese Bewegung ist durch Begrenzungen be­ schränkt, wie im folgenden mit Bezug auf die Fig. 23 und 24 beschrie­ ben wird.

In der in den Fig. 23 und 24 gezeigten Ausführungsform kann die Kappe 15 in einem leichten Abstand vom äußeren Teleskopelement 2 verbleiben, indem sie von der Feder 14 unterstützt wird. Hierbei sind die die sägezahnförmigen Nasen 16 der die Kappe 15 aufnehmenden Fenster 15 verlängert, wobei diese verlängerten Fenster mit dem Be­ zugszeichen 17′ bezeichnet werden. In diesem Zustand behält die den Hammer 6 unterstützende Schraubenfeder 14 ihre von den Elementen 2 und 15 am weitesten entfernte Position bei, wobei sie mittels der Zähne 16, die einen Anschlag an den Unterkanten der jeweiligen Fenster 17′ bilden, zurückgehalten wird. In dieser Position befindet sich die Feder 14 in ihrer Ruheposition, wodurch deren Lebensdauer verlängert wird, weil sie nur während des Gebrauchs des Anzünders bei Betätigung des Stoßgebers 32 gebraucht wird, um einen Zündfunken zu erzeugen.

Aus einem Vergleich der Fig. 23 und 24, die der Ruheposition und der Aufschlagposition entsprechen, ist die Teleskopbewegung erkennbar, die an der Teleskopeinrichtung ausgeführt wird, um eine Zündung zu erzeugen. Nach dieser Bewegung werden die beiden Teleskopelemente 1 und 2 wieder auseinandergezogen, so daß sich wieder der in Fig. 1 gezeigte Zustand ergibt.

Claims (8)

1. Piezoelektrischer Mechanismus für Gasanzünder, mit
einem ersten (1) und einem zweiten (2) Teleskopelement, die von einer Feder (20) in einer voneinander entfernten Position gehalten werden;
einem piezoelektrischen Element (3), das zwischen einem Amboß (4) und einem Begrenzungsteil (5) unbeweglich angeordnet ist;
einem Hammer (6), der auf das Begrenzungsteil (5) schlägt, um einen Zündfunken zu erzeugen, wobei der Hammer mittels zweier an ihm diametral angeordneter Nasen (11) und mittels entsprechender im ersten Teleskopelement (1) ausgesparter und seitliche Nuten (12) aufweisender longitudinaler Schlitze (13), die die Nasen (11) aufneh­ men, in der Teleskopeinheit (1, 2) verschoben und geführt wird und wobei der Schlagvorgang in der letzten Phase des Zusammenschiebens der Teleskopeinheit (1, 2) durch die Auslösung des Hammers (6) aus­ geführt wird;
einer Kappe (15), die am freien Ende des zweiten Teleskop­ elementes (2) angebracht ist;
einer Feder (14), die sich mit einem Ende am Hammer (6) und mit dem anderen Ende an der Kappe (15) abstützt; und
einem Mittel zum Zurückhalten des Hammers (6) in einer vom piezoelektrischen Element (3) entfernten Position;
wobei in gegenüberliegenden Wänden des zweiten Teleskop­ elementes (2) jeweils ein Fenster (21) ausgebildet ist, deren in Längs­ richtung des zweiten Teleskopelements (2) einander gegenüberliegende Kanten (30, 31) jeweils abgeschrägt sind, derart, daß eine Bewegung der Nasen (11) entlang einer schrägen Kante (31) durch eine Drehung des Hammers (6) die Freigabe des Mittels zum Zurückhalten des Hammers (6) und die Bewegung der Nasen (11) entlang der anderen Kante (30) eine Drehung des Hammers (6) und ein Einrasten der Nasen (11) in den Nuten (12) bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß
eine relative Drehung des ersten (1) und des zweiten (2) Tele­ skopelementes mittels eines Winkelstücks (22) verhindert wird, das mit einem seiner Schenkel (26) am ersten Teleskopelement (1) angebracht ist, das hierzu mit zwei parallelen und einander diametral gegenüber­ liegenden Nuten (23) versehen ist, von denen die jeweiligen an den Seiten eines zentralen Schlitzes (25) des Schenkels (26) ausgebildeten Stäbe (24) aufgenommen werden, wobei der zu diesem Schenkel (26) im wesentlichen senkrechte Schenkel (27) des Winkelstücks (22) mit einer der Außenseiten des zweiten Teleskopelements (2) mit im we­ sentlichen quadratischem Querschnitt in Berührung ist;
und die Rückstellfeder (20) das erste Teleskopelement (1) umgibt und mit einem ihrer Enden am einen Schenkel (26) des Winkelstücks (22) abgestützt wird, während das andere Ende der Rückstellfeder (20) an der Stirnseite des zweiten Teleskopelementes (2) abgestützt ist.

2. Piezoelektrischer Mechanismus für Gasanzünder gemäß An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (14), die sich am Hammer (6) abstützt, sich in axialer Richtung in einer von der äußeren Feder (20) entfernten Position befindet und die Feder (20) vom piezo­ elektrischen Element (3) in axialer Richtung getrennt ist.

3. Piezoelektrischer Mechanismus für Gasanzünder gemäß ei­ nem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (14), die sich am Hammer (6) abstützt, in einem axialen zylindri­ schen Hohlraum (7) im ersten Teleskopelement (6) geführt wird und im Moment des Auslösens des Hammers (6) oder des Zustandes, in dem die Teleskopeinheit (1, 2) am weitesten zusammengeschoben ist, voll­ ständig im Inneren dieses Hohlraums (7) enthalten ist.

4. Piezoelektrischer Mechanismus für Gasanzünder gemäß ei­ nem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Strom im Moment des Auslösens des Hammers (6) durch einen kurzen Pfad fließt, der durch die folgenden Teile verläuft: Am­ boß (4), piezoelektrisches Element (3), Begrenzungsteil (5) und Win­ kelstück (22), wobei der Strom anschließend durch einen Gabelring (34) und einen Brenner (35) fließt.

5. Piezoelektrischer Mechanismus für Gasanzünder gemäß ei­ nem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der parallel zur Mittelachse des Mechanismus orientierte freie Schenkel (27) des Winkelstücks (22) an seinem Ende eine Schrägung (36) auf­ weist, deren Neigungsgrad die Öffnung des Gasauslasses bestimmt, in­ dem der Gabelring (34) durch die Schrägung (36) während des Zu­ sammenschiebens der Teleskopeinheit (1, 2) in Winkelrichtung ver­ schoben wird.

6. Piezoelektrischer Mechanismus für Gasanzünder gemäß An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansätze (24) des Winkel­ stücks (22) beiderseits des zentralen Schlitzes (25) einander gegenüber­ liegende Aussparungen (29) in Form eines Kreissegments aufweisen, derart, daß der Radius dieser Kreissegmente mit demjenigen des Be­ grenzungsteils (5) im wesentlichen übereinstimmt, wobei durch diese Aussparungen (29) ein Mittel definiert wird, das ein Herausziehen des Winkelstücks (22) verhindert und der Übertragung des elektrischen Stroms dient.

7. Piezoelektrischer Mechanismus für Gasanzünder gemäß An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Teleskopelement (2) und die ihr freies Ende verschließende Kappe (15) dazu geeignet sind, eine relative axiale Verschiebung zu begrenzen und von der den Ham­ mer (6) unterstützenden Feder (14) in einer voneinander entfernten Po­ sition gehalten werden.

8. Piezoelektrischer Mechanismus für Gasanzünder gemäß An­ spruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das axiale Spiel zwischen dem zweiten Teleskopelement (2) und der Kappe (15) durch eine vergrö­ ßerte Länge der einander gegenüberliegenden Fenster (17′) des zweiten Teleskopelements (2) definiert wird, wobei sich an der Kappe (15) vor­ gesehene sägezahnförmige Nasen (16) in diese Fenster (17′) erstrec­ ken.