DE6750857U

DE6750857U - PIEZOELECTRIC IGNITION DEVICE

Info

Publication number: DE6750857U
Application number: DE19686750857
Authority: DE
Original assignee: AUGUSTA ZUENDER NEUERZEUGFABRI
Current assignee: AUGUSTA ZUENDER NEUERZEUGFABRI
Priority date: 1968-06-07
Filing date: 1968-06-07
Publication date: 1969-01-16

Description

Die Neuerung betrifft eine piezoelektrische Zündvorrichtung, insbesondere für Feuerzeuge, bestehend im wesentlichen aus zwei piezoelektrischen Kristallen, an deren außen liegenden Stirnseiten je ein aus Metall bestehender Amboß anliegt, und einem auf den einen Amboß koaxial schlagartig einwirkenden Hammer.The innovation relates to a piezoelectric ignition device, in particular for lighters, consisting essentially of two piezoelectric crystals, on the outer end faces of which an anvil made of metal rests, and a hammer that acts suddenly and coaxially on one anvil.

Es sind derartige piezoelektrische Zündvorrichtungen bekannt, bei denen die beiden Ambosse je aus gehärtetem Stahl bestehen. Es hat sich nun herausgestellt, dass derartige piezoelektrische Zündvorrichtungen in der Praxis nur eine Lebensdauer von etwa 15 000 bis 20 000 Zündungen aushielten, während bei Laborversuchen die gleichen Zündvorrichtungen eine Lebensdauer von mehr als 100 000 Zündungen hatten. Zurückzuführen ist dies vermutlich darauf, dass bei Laborversuchen die piezoelektrischen Kristalle, die Ambosse, der Hammer stets genau koaxial zueinander geführt sind, während in der Praxis aufgrund der Herstellungstoleranzen die Achsen von Kristall, Amboß und Hammer nicht genau miteinander fluchten, sondern einen Winkel einschließen. Hierdurch entsteht eine einseitige Belastung des Kristalls beim Auftreffen des Hammers auf den Amboß. Durch die erhöhte Druckbeanspruchung ergeben sich Risse im Kristall und allmählich wird dieser ganz zerstört.Such piezoelectric ignition devices are known in which the two anvils are each made of hardened steel. It has now been found that piezoelectric ignition devices of this type only withstood a service life of approximately 15,000 to 20,000 ignitions in practice, while in laboratory tests the same ignition devices had a service life of more than 100,000 ignitions. This is probably due to the fact that in laboratory tests the piezoelectric crystals, the anvils, the hammer are always guided exactly coaxially to one another, while in practice the axes of the crystal, anvil and hammer are not exactly aligned with one another due to manufacturing tolerances align, but include an angle. This creates a one-sided load on the crystal when the hammer hits the anvil. The increased pressure causes cracks in the crystal and gradually it is completely destroyed.

Der Neuerung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine piezoelektrische Zündvorrichtung zu schaffen, die auch in der Praxis eine höhere Lebensdauer aufweist.The object of the innovation is therefore to create a piezoelectric ignition device which in practice also has a longer service life.

Dies wird gemäß der Neuerung dadurch erreicht, dass mindestens ein Teil des Ambosses oder des Hammers aus einem weichen Metall mit einem Elastizitätsmodul von etwa 7000 bis 15 000 kp/mm hoch2, vorzugsweise aus Kupfer besteht. Diese Ausbildung löst in einfachster Weise das bestehende Problem. Bei irgendwelchen Verkantungen der Achsen von Kristall, Amboß und Hammer wird nämlich das weiche Metall, aus dem der Amboß oder auch der Hammer oder Teile hiervon bestehen, an den stark belasteten Stellen verformt solange, bis die sich gegenüberstehenden Flächen satt aneinander anliegen. Eine weitere Verformung ist dann ausgeschlossen, da der durch den Hammerschlag erzeugte Druck nunmehr auf die gesamteAccording to the innovation, this is achieved in that at least a part of the anvil or hammer consists of a soft metal with a modulus of elasticity of about 7000 to 15,000 kp / mm 2, preferably of copper. This training solves the existing problem in the simplest possible way. In the event of any tilting of the axes of the crystal, anvil and hammer, the soft metal of which the anvil or the hammer or parts thereof are made is deformed at the heavily stressed points until the opposing surfaces lie tightly against one another. Further deformation is then ruled out, since the pressure generated by the blow of the hammer is now applied to the whole

Fläche verteilt ist und der spezifische Flächendruck nicht mehr zu einer weiteren Verformung ausreicht. Das weiche Metall wirkt auch wie eine Art Puffer und gibt die von Hammer erzeugte Energie über einen längeren Zeitraum an die piezoelektrischen Kristalle ab. Durch die neuerungsgemäße Ausbildung wird also die Lebensdauer der piezoelektrischen Zündvorrichtung wesentlich erhöht.Area is distributed and the specific surface pressure is no longer sufficient for further deformation. The soft metal also acts as a kind of buffer and transfers the energy generated by the hammer to the piezoelectric crystals over a longer period of time. The design according to the innovation thus significantly increases the service life of the piezoelectric ignition device.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn der gesamte Amboß aus weichem Metall, vorzugsweise Kupfer, besteht. In diesem Fall können sich nämlich die beiden Stirnflächen des Ambosses verformen, so dass sie satt an den Stirnflächen des Kristalls bzw. des Hammers anliegen.It has proven to be particularly advantageous if the entire anvil is made of soft metal, preferably copper. In this case, the two end faces of the anvil can be deformed so that they fit snugly against the end faces of the crystal or the hammer.

Weitere Vorteile sowie Einzelheiten der Neuerung sind anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im folgenden näher erläutert.Further advantages and details of the innovation are explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments shown in the drawing.

Es zeigen: Fig. 1 eine erste besonders vorteilhafte Ausführungsform im Längsschnitt; Fig. 2 und 3 Längsschnitte von zwei weiteren Ausführungsformen.1 shows a first particularly advantageous embodiment in longitudinal section; FIGS. 2 and 3 are longitudinal sections of two further embodiments.

In der Zeichnung sind mit 2 zwei piezoelektrische Kristalle bezeichnet, zwischen denen eine Metallplatte 3 mit einer zu einer Elektrode führenden Leitung 3a angeordnet ist. An den außen liegenden Stirnseiten 2a der Kristalle 2 sind Ambosse 1 und 4 vorgesehen. Der Amboß 1 stützt sich an einem festen Widerlager 7 ab. Auf den Amboß 4 wirkt der meistens durch Federkraft angetriebene Hammer 6 ein. Die Kristalle 2 sowie die beiden Ambosse 1 und 4 sind in einem Gehäuse 5 aus Kunststoff eingegossen.In the drawing, 2 denotes two piezoelectric crystals, between which a metal plate 3 with a line 3a leading to an electrode is arranged. Anvils 1 and 4 are provided on the outer end faces 2a of the crystals 2. The anvil 1 is supported on a fixed abutment 7. The hammer 6, which is mostly driven by spring force, acts on the anvil 4. The crystals 2 and the two anvils 1 and 4 are cast in a housing 5 made of plastic.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht der Amboß 4 aus weichem Material mit einem Elastizitätsmodul zwischen 7 000 und 15 000 kp/mm hoch2, vorzugsweise Kupfer. Verlaufen nun die Achsen von den Kristallen 2, dem Amboß 4 und dem Hammer 6 nicht genau koaxial bzw. parallel zueinander, sondern in einem Winkel, so kommt der Hammer 6 einseitig zur Anlage an den Amboß 4 bzw. liegt auch der Amboß 4 einseitig an der Stirnfläche des Kristalles 2 an. Da jedoch der Amboß aus weichem Material besteht, kann sich dieses nach wenigen Schlägen des Hammers verformen, bis eine satte Anlage auf der ganzen Fläche erreicht ist. Eine weitere Verformung ist jedoch dann ausgeschlossen, da sich die Energie des Hammers 6 ganz auf die gesamte Fläche verteilt und die spezifische Flächenpressung zu gering ist. Die satte Anlage desIn the embodiment shown in Fig. 1, the anvil 4 consists of soft material with a modulus of elasticity between 7,000 and 15,000 kgf / mm hoch2, preferably copper. If the axes of the crystals 2, the anvil 4 and the hammer 6 are not exactly coaxial or parallel to one another, but at an angle, the hammer 6 comes to rest against the anvil 4 on one side or the anvil 4 also rests on one side the end face of the crystal 2. However, since the anvil is made of soft material, it can deform after a few blows of the hammer until a full contact is achieved over the entire surface. However, further deformation is then ruled out, since the energy of the hammer 6 is completely distributed over the entire surface and the specific surface pressure is too low. The full facility of the

Ambosses 4 an dem Kristall 2 vermeidet örtlich zu hohe Drücke und verlängert damit die Lebensdauer des Kristalls wesentlich. Weiterhin wird durch das weichere Metall die von Hammer 6 erzeugte Energie in einem längeren Zeitraum an das Kristall 2 weitergegeben. Wie bereits oben erwähnt, ist das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel deshalb besonders vorteilhaft, weil sich beide Stirnflächen des Ambosses 4 verformen und den mit ihnen zusammenwirkenden Stirnflächen von Kristall und Hammer anpassen können.Anvil 4 on the crystal 2 avoids locally excessive pressures and thus significantly extends the life of the crystal. Furthermore, the energy generated by hammer 6 is passed on to crystal 2 over a longer period of time due to the softer metal. As already mentioned above, the exemplary embodiment shown in FIG. 1 is particularly advantageous because both end faces of the anvil 4 are deformed and can adapt to the end faces of the crystal and hammer that interact with them.

In Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, wobei zwischen dem Amboß 8 und dem Kristall 2 ein Stahlplättchen 9 angeordnet ist. Der Amboß 8 besteht hierbei ebenfalls wieder aus weichem Material. Hierbei können sich die Stirnflächen von Hammer und Amboß einander anpassen. Es wird somit eine Verkantung des Ambosses 8 gegenüber dem Stahlplättchen 9 und dem Kristall 2 vermieden, so dass am Kristall 2 keine örtlich überhöhten Drücke auftreten können.In Fig. 2 a further embodiment is shown, wherein between the anvil 8 and the crystal 2, a steel plate 9 is arranged. The anvil 8 is again made of soft material. Here, the end faces of the hammer and anvil can adapt to one another. Canting of the anvil 8 with respect to the steel plate 9 and the crystal 2 is thus avoided, so that no locally excessive pressures can occur on the crystal 2.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht der Amboß 10 ganz aus gehärtetem Stahl, während an der Vorderseite des Hammers 11 eine Platte 12 aus weichem Metall, wie z.B. Kupfer, vorgesehen ist.In the embodiment shown in Fig. 3, the anvil 10 is made entirely of hardened steel, while a plate 12 of soft metal, such as copper, is provided on the front of the hammer 11.

Claims

1. Piezoelectric ignition device, in particular for lighters, consisting essentially of two piezoelectric crystals, on each of whose outer end faces an anvil made of metal rests and a hammer acting coaxially suddenly on one anvil, characterized in that at least one part (9, 12) of the anvil (8 or 4) or of the hammer (11) made of a soft metal with a modulus of elasticity of about 7000 to 15000 kp / mm hoch2, preferably made of copper.

2. Device according to claim 1, characterized in that the anvil (4) consists of the soft metal.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that a plate (9) made of hardened steel is provided between anvil (8) and crystal (2).

4. Apparatus according to claim 1, characterized in that at least the front part (12) of the hammer (11) consists of soft metal and the anvil (10) consists of hardened steel.