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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Anzünder, der ein Zündsystem
einsetzt, welches einer Verwendung durch unbeabsichtigte Benutzer
in zunehmendem Maße
widersteht und, noch spezifischer, einen piezoelektrischer Anzünder mit
einem solchen System.
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Diskussion
des zuegehörigen
Standes der Technik
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Wegwerfbare
Gasanzünder
sind in einer Vielzahl von Formen verfügbar. Ein gemeinsames Element
von wegwerfbaren Anzündern
ist eine Aktuatorfläche
oder ein Aktuatorhebel, der dazu verwendet wird, den Fluß des Brennstoffes
zu initiieren. Eine Aktuatorfläche
wird zusammen mit einem funkenerzeugenden Mechanismus so betrieben,
dass der Fluß des
Brennstoffes entzündet
wird kurz nachdem er zu fließen
beginnt. So ist es beispielsweise bei Anzündern, welche konventionelle
Zündräder verwenden
notwendig, ein gezahntes Zündrad
gegen einen Feuerstein zu rotieren, um einen Funken zu erzeugen.
Der Benutzer drückt
dann die Aktuatorfläche herunter,
wodurch Gas ausgelassen und eine Flamme erzeugt wird.
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Ein
anderes Mittel zum Entzünden
von wegwerfbare Anzündern
ist ein piezoelektrischer Mechanismus. Bei dieser Art von Zündmechanismus
wird ein piezoelektrisches Element wie beispielsweise ein Kristall
so durch einen Hammer oder ein Amboß angeschlagen, dass ein elektrischer
Funken erzeugt wird. Der Funken wird zu einem Ort in der Nähe der Öffnung des
Ventils, welches zum Entzünden
des gasförmigen
Brennstoffes dient, geführt.
Die Aktuatorfläche
startet sowohl den Fluß des
Brennstoffes als auch den Zündprozeß, sobald
diese durch einen Benutzer heruntergepresst wird. Ein Beispiel für einen
solchen piezoelektrischen Zündmechanismus
ist in der US Patentschrift 5 262 697 mit dem Titel "Piezoelectric Mechanism
For Gas Lighters" offenbart.
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Was
den durch ein Funkenrad vermittelten Zündmechanismus angeht, so wurden
Maßnahmen getroffen,
um die Schwierigkeit des Aktiviervorganges zu erhöhen, um
somit die unbeabsichtigte Benutzung von piezoelektrischen Mechanismen
oder die Aktivierung durch hierfür
nicht vorgesehene Benutzer (z. B. Kinder im Alter von 5 Jahren und
jünger)
zu verhindern. Eine typische Methode, welche hierbei angewandt wird
besteht darin, ein separates Riegel-Bauteil einzuarbeiten, welches
unterhalb der Aktuatorfläche
angebracht ist und ein Herunterdrücken der Aktuatorfläche verhindert.
Beispiele für
solche Mechanismen sind in den US Patenten 5 435 719, 5 584 682
und 5 636 979 gezeigt.
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Es
verbleibt jedoch im Stand der Technik ein Bedarf für einen
verbesserten Mechanismus, welcher die Schwierigkeit des unbeabsichtigten
Betriebes oder des Betriebes durch nicht hierfür vorgesehene Benutzer erhöht, wobei
gleichzeitig der Betrieb für
den absichtlichen oder den beabsichtigten Benutzer benutzerfreundlich
ist.
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WO
A 97/27431 betrifft einen Anzünder,
der durch ein Druck-kontrolliertes-Bauteil ("push-control member") betätigt wird, welches sich in
Längsrichtung
bewegen kann und welches der Benutzung durch Kinder widersteht,
wobei der Anzünder
einen Anzünderkörper und
Mittel zum Anzünden
umfaßt, die
wiederum das besagte Druck-kontrollierte-Bauteil umfassen. Das Druck-kontrollierte- Bauteil wird in zwei
Richtungen geführt,
welche im wesentlichen senkrecht zueinander sind, eine Längsrichtung
relativ zum Anzünderkörper und
eine Querrichtung relativ zum Anzünderkörper.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Anzünder bereitgestellt,
welcher eine Verwendung durch unbeabsichtigte Benutzer widersteht,
wobei der besagte Anzünder
umfaßt:
einen
Anzünderkörper mit
einem Brennstoffabteil;
ein Ventil zum Liefern von Brennstoff
von dem besagten Brennstoffabteil;
einen Zündmechanismus mit einer Betätigungsachse,
wobei eine Bewegung des besagten Aktuators von einer ersten Position
entlang der besagten Betätigungsachse
zu einer Betätigungsposition
entlang der besagten Längsachse
dazuführt,
dass der besagte Zündmechanismus
den besagten Brennstoff entzündet,
wobei der Aktuator durch eine zwischengelagerte Position zwischen
der besagten ersten Position und der besagten Betätigungsposition
hindurchläuft;
und
einen Betätigungshemmungsmechanismus,
der so ausgebildet ist, dass eine Bewegung des besagten Aktuators
entlang der besagten Betätigungsachse und
quer zu der besagten Betätigungsachse
eingeschränkt
ist, wenn der besagte Betätigungshemmungsmechanismus
im Eingriff befindlich ist, so dass der Betätigung des besagten Zündmechanismus
ein Widerstand entgegensetzt wird, wobei nach einem Hindurchlaufen
durch eine Zwischenposition ein Lösen des besagten Betätigungshemmungsmechanismus
eine Bewegung des besagten Aktuators von der besagten ersten Position
zur besagten Betätigungsposition
ermöglicht,
um den besagten Zündmechanismus
zur Entzündung
des besagten Brennstoffes zu betätigen.
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Es
ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Anzünder bereitzustellen,
der durch beabsichtigte Betätigung
des Aktuators durch einen Erwachsenen betrieben wird, aber einer
Verwendung durch unbeabsichtigte Benutzer einen Widerstand entgegensetzt.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung in diesem Zusammenhang
besteht darin, einen Anzünder
bereitzustellen, der einen Aktuator hat, der vorzugsweise in zumindest
zwei Richtungen bewegbar ist, vorzugsweise in mehr als zwei Bewegungsrichtungen,
um den Anzünder
zu betätigen.
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Diese
und andere Aufgaben gemäß der vorliegenden
Erfindung werden dadurch erfüllt,
dass ein Anzünder
bereitgestellt wird, der einen langen Körper hat, der ein Brennstoffabteil
definiert, sowie ein Ventil zum Ausportionieren von solchem Brennstoff.
Weiterhin wird ein Zündsystem
einschließlich
eines Mechanismus zum Erzeugen von Funken, sowie beispielsweise
ein piezoelektrischer Mechanismus bereitgestellt, um einen Funken
zu ungefähr
dem Zeitpunkt zu erzeugen, zu dem Brennstoff selektiv aus dem Brennstoffabteil
herausgelassen wird, um eine Flamme zu erzeugen. Der Anzünder enthält weiterhin
einen Aktuator, der beim Herunterdrücken das Zündsystem aktiviert, welches
das Herauslassen von Brennstoff aus dem Reservoir erfordert, sowie
ein Aktivieren eines piezoelektrischen Mechanismus, welcher einen
Funken erzeugt. Das Herunterdrücken des
Aktuators ist jedoch normalerweise durch einen Blockiermechanismus
verhindert. Ein Verschieben des Blockiermechanismus in der spezifizierten
Art und Weise erlaubt es, dass der Aktuator heruntergedrückt wird.
Der Blockiermechanismus, welcher in integralem Zusammenhang mit
dem Aktuator steht, wird durch vom Benutzer ausgeübten Druck
verschoben. Nach Entfernen der Verschiebkräfte kehrt der Blockiermechanismus
in seine ursprüngliche
blockierende Position zurück,
wodurch der Aktuator einmal mehr daran gehindert wird, genügend her untergedrückt zu werden,
um das Zündsystem
zu aktivieren. Der Blockiermechanismus muss geneigt sowohl in die
horizontale als auch in die vertikale Richtung verschoben werden
können,
um den Zündvorgang
zu erlauben.
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Gemäß eines
anderen Aspektes der Erfindung enthält der Anzünder einen Aktuator, der bei Bewegungen
entlang eines vorbestimmten Pfades das Zündsystem betätigt. Ein
Betätigungshemmungsmechanismus
wird bereitgestellt, um den vorbestimmten Pfad zu definieren, auf
welchem der Aktuator bewegt wird, um das Zündsystem zu betätigen.
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Der
Betätigungshemmungsmechanismus beinhaltet
einen selektiv relativ zum Anzünderkörper angeordneten
Blockiermechanismus und einen Verriegelungsmechanismus, um den vorbestimmten Pfad
zu definieren. Vorzugsweise ist der Betätigungshemmungsmechanismus
in einer Art und Weise angeordnet, so dass der Aktuator in zumindest eine
Betätigungsrichtung
bewegt wird (in die Richtung, in welche der funkenerzeugende Mechanismus bewegt
wird, um einen Funken zu erzeugen) und in eine Richtung quer zur
Betätigungsrichtung
(im allgemeinen in einer geneigten Richtung, im wesentlichen in
die Querrichtung), um den Zündmechanismus
zu betätigen.
Wenn die Kraft, die aufgebracht worden ist, um den Aktuator herunterzudrücken entfernt
wird, ist der Betätigungshemmungsmechanismus
so vorgespannt, dass er in seine ursprüngliche Position zurückkehrt,
wobei dann eine Bewegung des Aktuators entlang des vorbestimmten
Pfades notwendig ist, um das Zündsystem
zu betätigen.
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Kurze Beschreibung
der Figuren
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Diese
und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden
im folgenden anhand der detaillierten Beschreibung der Erfindung
weiter klar wer den, wobei diese im Zusammenhang mit den nachgenannten
Figuren gelesen werden sollen, wobei in den Figuren gleiche Referenzzeichen
gleiche Elemente bezeichnen und wobei:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines Anzünders ist, der einen Betätigungshemmungsmechanismus
aufweist, welcher in Übereinstimmung
mit den Prinzipien der vorliegenden Erfindung ausgeformt ist;
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2 ist
eine teilweise Querschnittsansicht des Anzünders wie in 1 gezeigt;
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3 ist
eine teilweise Querschnittsansicht des Anzünders wie in 1 gezeigt,
und zwar in einer blockierten Position;
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4 ist
eine teilweise Querschnittsansicht des Anzünders wie in 1 gezeigt,
wobei der Aktuator vor der Aktivierung des Zündsystemes verschoben ist;
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5 ist
eine teilweise Querschnittsansicht des Anzünders wie in 1 gezeigt,
und zwar in einer Zündposition;
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6 ist
eine teilweise Querschnittsansicht entlang der Linie II-II des Anzünders wie
in 1 gezeigt, wobei der Aktuator in seiner ursprünglichen
Position gezeigt ist, sowie eine im wesentlichen zentral gezeigte
Querschnittsansicht des Betätigungshemmungsmechanismus;
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7 ist
eine teilweise Querschnittsansicht entlang der Linie III-III von 1 des
Anzünders
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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8 ist
eine Querschnittsansicht entlang der Linie IV-IV des Anzünders wie
in 1 gezeigt, wobei der Aktuator in der ursprünglichen
Position gezeigt ist, und eine andere Querschnittsebene des Betätigungshemmungsmechanismus
illustriert ist;
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9 ist
eine perspektivische Ansicht des Aktuators gemäß der vorliegenden Erfindung,
wobei ein beweglicher Teil des Verriegelungsmechanismus' des Betätigungshemmungsmechanismus' gemäß der vorliegenden
Erfindung gezeigt ist;
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10 ist
eine ebene Aufsicht auf den Aktuator gemäß 9;
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11 ist
eine angehobene Seitenansicht des Aktuators gemäß 9;
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12 ist
eine perspektivische Ansicht des stationären Teiles des Verriegelungsmechanismus' des Betätigungshemmungsmechanismus' gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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13 ist
eine ebene Aufsicht auf den stationären Teiles des Verriegelungsmechanismus
von 12;
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14 ist
eine Querschnittsansicht des Anzünders
von 1 entlang der Linie IV-IV von 1 und ähnlich zu
derjenigen wie in 1 gezeigt, wobei der Aktuator
in einer Zwischenposition gezeigt ist;
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15 ist
eine Querschnittsansicht ähnlich zu
der wie in 14 gezeigt, wobei allerdings
der Aktuator in Lösung
vom Blockiermechanismus des Betätigungshemmungsmechanismus' gezeigt ist;
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16 ist
eine Querschnittsansicht ähnlich zu
der wie in 14 gezeigt, wobei sich allerdings hier
der Aktuator in der Zündbetätigungsposition
befindet; und
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17 ist
eine Querschnittsansicht einer anderen Ausführungsform des Blockiermechanismus.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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In 1 ist
ein Anzünder
gezeigt, der einen Betätigungshemmungsmechanismus
in Übereinstimmung
mit den Prinzipien der vorliegenden Erfindung hat. Der Anzünder 10 hat
eine Längsachse 11, einen
Körper 12,
einen herunterdrückbaren
Aktuator 14 für
das Ventil sowie einen Windschutz oder ein Windschild 16.
Zusätzlich
werden ein Ventil 18 und ein Zündmechanismus 20 (20a, 20b)
innerhalb des Anzünders 10 bereitgestellt,
wie dies beispielsweise aus den Querschnittsansichten gemäß den 2, 3 und 6 ersichtlich
ist.
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Nunmehr
unter Bezugnahme auf 2 sind dort weitere Details
des Zündsystems
sowie Sicherheitsmerkmale des Anzünders 10 gezeigt.
Ein oberer Bereich eines piezoelektrischen Zündmechanismus' 20 ist
mit einem Aktuator 14 verbunden sowie auch mit dem blockierenden
Grat 22 (blocking ridge). Der Funkenleiter 24 ist
elektrisch leitend mit dem Zündmechanismus 20 in
einer bekannten Art und Weise verbunden. Ein unterer Bereich des
Zündmechanismus' wird in einer dazu
passenden Ausnehmung in Körper 12 aufgenommen.
Das vorspringende Teil 26 ist mit dem entsprechenden Teil
des Körpers 12 verbunden,
vorzugsweise in einem oberen zentralen Bereich des Gehäuses. Die
Spiralfeder 38 ist zwischen den unteren und den oberen
Bereichen des Zündmechanismus' 20 positioniert.
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Die
Blattfeder 28 ist zwischen der rückwärtigen Wand 30 und
dem Aktuator 14 positioniert, und zwar so, dass sie eine
nach innen gerichtete Vorspannung auf den Aktuator 14 ausübt, um dadurch einer
nach außen
gerichteten Bewegung des Aktuators in Richtung der rückwärtigen Wand 30 des
Körpers 12 einen
Widerstand entgegenzusetzen. Die Spiralfeder 38 dient dazu,
einem Zusammendrücken des
Zündmechanismus 20 einen
Widerstand entgegenzusetzen. Die Spiralfeder 38 übt auch
eine nach oben gerichtete Vorspannung gegen den Aktuator 14 aus,
wodurch ein Herunterdrücken
des Aktuators 14 verhindert wird.
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Die
oberen und die unteren Bereiche des Zündmechanismus 20 sind
zusammenpressbar miteinander verbunden. Wenn sie in der Ruhestellung sind,
sind die oberen und die unteren Teile des Zündmechanismus' 20 durch
eine Lücke
voneinander getrennt, welche als X in 2 bezeichnet
ist. In piezoelektrischen Anzündern,
wie in denjenigen gemäß der vorliegenden
Erfindung drückt
ein herunterdrückender
Aktuator 14 den Zündmechanismus 20 zusammen,
wodurch ein Hammer (nicht gezeigt) innerhalb des Zündmechanismus' 20 auf
ein piezoelektrische Element (nicht gezeigt) auftrifft, welches
sich auch innerhalb des Zündme chanismus' 20 befindet. Ein
Herunterdrücken
des Aktuators 14 öffnet
gleichfalls das Brennstoffventil, wodurch Brennstoff aus dem Brennstoffabteil 34 durch
eine Düse 32 herausgelassen
wird. Das Auftreffen auf das piezoelektrische Element, oder auf
dem Kristall, erzeugt einen elektrischen Impuls, der entlang des
Funkenleiters 24 in den Zünd-Hohlraum 36 gelangt.
Damit wird entlang der Lücke
vom Funkenleiter 24 zur Metalldüse 32 ein elektrischer
Bogen erzeugt, wodurch der austretende Brennstoff entzündet wird.
Die grundlegende Betriebsweise von piezoelektrischen Wegwerf-Anzündern ist
wohl bekannt.
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In 2 ist
ein Aktuator 14 in seiner normalen oder Ruheposition gezeigt.
Ausgehend von dieser normalen Position, wird ein Herunterdrücken des Aktuators 14 den
blockierenden Grat 22 in Eingriff mit dem vorspringenden
Teil 26 bringen, wodurch nur ein minimales (wenn überhaupt
irgendein) Zusammendrücken
des Zündmechanismus
erlaubt wird. Nunmehr unter Bezugnahme auf 3, ist dort
der Aktuator 14 soweit heruntergedrückt wie der blockierende Grat 22 und
das vorspringende Teil 26 es erlauben. Die oberen und die
unteren Bereiche des Zündmechanismus 20 bleiben
um den Abstand X' getrennt und
können
nicht genügend
zusammengedrückt
werden, um das Zündsystem
zu aktivieren, wodurch das Erzeugen einer Flamme verhindert wird.
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Damit
die beabsichtigten Benutzer den Anzünder 10 betreiben
können,
muss der Aktuator 14 erst nach außen oder nach rückwärts von
der Düse 32 verschoben
werden, weg von seiner normalen Position (Ruheposition). Alternativ
kann der Aktuator von der Düse
in einer zur Seite gerichteten Bewegung wegbewegt werden. Wie in 4 gezeigt
ist, wird die Vorspannungskraft der Blattfeder 28 durch die
nach außen
gerichtete, vom Benutzer aufgebrachte Kraft überwunden, wenn eine Bewegung
in diese "Bereit"-Position erfolgt.
Es ist auch ersichtlich, dass eine nach außen gerichtete Verschiebung
des Aktuators 14 dazu führt,
dass der Zündmechanismus 20,
der Funkenleiter 24 und der blockierende Grat 22 entsprechend
verschoben werden. Um dem Benutzer dabei zu helfen, den Aktuator 14 von
der normalen Position in die "Bereit"-Position zu bringen,
kann gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung die hintere Oberfläche des Aktuators 14 so geformt
sein, dass die Reibung zwischen dem Aktuator 14 und dem
Benutzer erhöht
ist. Rein illustrativ kann dies beispielsweise dadurch erreicht
werden, dass der Aktuator 14 so ausgeformt ist, dass er
eine oder mehrere Grate 40 umfaßt.
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In
der "Bereit"-Position klärt der blockierende Grat 22 das
vorspringende Teil 26. Deshalb kann, wie in 5 gezeigt
ist, der Aktuator 14 durch den Benutzer so heruntergepresst
werden, dass eine Aktivierung des Zündsystems ermöglicht wird.
Zu diesem Zeitpunkt erreicht die Lücke zwischen den oberen und
den unteren Teilen des Zündmechanismus', wie als X" in 5 gezeigt,
ein Minimum. Wenn der nach unten gerichtete vom Benutzer aufgebrachte
Druck entfernt wird, zwingt die nach oben gerichtete Vorspannung,
welche durch die Spiralfeder 38 aufgebracht wird, den Aktuator 14 nach
oben. Die kombinierten, nach innen und nach oben gerichteten Vorspannungen,
welche jeweils durch die Blattfeder 28 und die Spiralfeder 38 aufgebracht
werden, stellen sicher, dass der Anzünder 10 nach der Benutzung
in die normale (blockierte) Stellung zurückkehrt.
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Nunmehr
unter Bezugnahme auf 6, ist dort eine andere Ausführungsform
des Zündsystems und
des Betätigungshemmungsmechanismus' des Anzünders 10 gezeigt.
Ein oberer Bereich 20a des Zündmechanismus 20 ist
an einen Hohlraum 21 gekoppelt oder wird in einem solchen
Hohlraum 21 innerhalb des Aktuators 14 gehalten.
Obwohl eine hohe Paßgenauigkeit
zwischen oberer Bereich 20a und Aktuator 14 wünschenswert
wäre, könnte eine solche
enge Passung den Zündmechanismus 20 während der
Benutzung leicht verbiegen. Alternativ, um ein solches Verbiegen
zu mindern, kann eine genügende
große
freie Öffnung
zwischen dem Hohlraum 21 des Aktuators 14 und
dem oberen Bereich 20a des Zündmechanismus' 20 vorgesehen
sein, so dass der Zündmechanismus 20 während der
Betätigung
des Anzünders 10 nicht
exzessiven Biegekräften
ausgesetzt ist, wie dies unter Bezugnahme auf die Betriebsweise
des Anzünders
wie es weiter unten be schrieben, ist klar werden wird. In der Öffnung zwischen
dem Hohlraum 21 und dem oberen Bereich 20a kann
ein Federbauteil kann vorgesehen sein, um genügend Kontakt und Unterstützung zwischen
oberem Bereich 20a und dem Aktuator 14 sicherzustellen.
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Ein
unterer Bereich 20b des Zündmechanismus' 20 wird
von einer entsprechend angepaßten Ausnehmung 23 im
Körper 12 aufgenommen.
Dabei sollte klar sein, dass die Begriffe "oberer" und "unterer" nur die relativen Stellungen der Bereiche 20a, 20b,
wie sie in den Figuren gezeigt sind, beschreiben und diese Bereiche
nicht auf solche Stellungen begrenzen. Das Vorspannungselement 38,
also beispielsweise eine Spiralfeder, ist zwischen oberen und unteren
Bereichen 20a, 20b des Zündmechanismus' 20 angeordnet.
Die Spiralfeder 38 setzt den Bewegungen der Bereiche 20a und 20b relativ
zueinander einen Widerstand entgegen, und somit auch der Betätigung des
Zündmechanismus' 20. Das
Vorspannungselement 38 stellt auch eine Vorspannung gegen
eine Bewegung des Aktuators 14 dar, und stellt somit einen
Widerstand gegen eine Bewegung des Aktuators 14 dar. Somit
sind die oberen und die unteren Bereiche 20a, 20b des
Zündmechanismus 20 zusammenpressbar
miteinander verbunden und der Aktuator 14 wird in einer
Ruhe-Position festgehalten, in
welcher die oberen und die unteren Bereiche 20a, 20b so
voneinander entfernt sind, wie es in 6 gezeigt
ist.
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Die
grundlegende Betriebsweise von Wegwerfanzündern, insbesondere von piezoelektrischen Anzündern, ist
wohlbekannt und ist deshalb hier nur kurz beschrieben. Wenn die
oberen und die unteren Bereiche 20a, 20b des Zündmechanismus
in einer "Ruhe-Position" sind, so sind diese
durch eine Lücke, welche
in 6 als X bezeichnet ist, voneinander getrennt und
die obere Oberfläche 15 des
Aktuators 14 befindet sich in einer Position "P1". Eine Bewegung der
oberen Oberfläche 15 des
Aktuators 14 aus der ursprünglichen Position "P1" in eine Aktuatorposition "P2" (siehe 16)
führt dazu,
dass sich die oberen und die unteren Bereiche 20a, 20b entlang
einer Betätigungsachse 25 bewegen
und dabei den Zündmechanismus 20 zusammendrücken. In
piezoelektrischen Anzündern,
wie in denjenigen gemäß der vorliegenden
Erfindung führt
das Zusammendrücken des
Zündmechanismus 20 dazu,
dass ein Amboß (nicht
gezeigt), welcher sich gleitbar gelagert innerhalb des Zündmechanismus 20 befindet,
auf ein piezoelektrisches Element schlägt, welches sich in einer festen
Position innerhalb des Zündmechanismus 20 befindet.
Die Betriebsweise eines solchen piezoelektrischen Zündsystems
ist vollständig
im '697-Patent beschrieben.
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Ein
Funkenleiter 24, welcher elektrisch leitend mit dem Zündmechanismus 20 in
einer bekannten Art und Weise verbunden ist, ist so auf dem Aktuator 14 montiert,
dass es sich mit diesem bewegt. Ein Rampenbauteil 27 (ramping
member) ist am Zündmechanismus 20 in
einer Art und Weise befestigt, so dass das Rampenbauteil 27 entlang
der Betätigungsachse
bewegt wird, wenn der Zündmechanismus entlang
der Betätigungsachse
bewegt wird. Das Rampenbauteil wirkt auf den Hebel 29 in
einer Art und Weise, so dass der Hebel 29 rotiert (entgegen dem
Uhrzeigersinn wie es in den Figuren gezeigt ist), um somit das Ventil 18 zu
heben. Eine erfolgreiche Bewegung des Aktuators 14, welche
ausreicht, um dem Zündmechanismus 20 zu
zünden, öffnet das Ventil 18,
wodurch selektiv Brennstoff aus dem Brennstoffabteil 34 durch
die Düse 32 herausgelassen
wird, und bewegt den Funkenleiter 24 näher an einen elektrisch leitenden
Diffuser 29, welcher sich oberhalb der Düse 32 befindet.
Betätigung
des piezoelektrischen Elementes (oder einer anderen Art von Zündmechanismus,
welcher in einem Anzünder
gemäß der vorliegenden
Erfindung eingesetzt werden kann) als Folge einer erfolgreichen
Bewegung des Aktuators 14, erzeugt einen elektrischen Impuls
entlang des Funkenleiters 24 und des Diffusers 29 durch den
Zündhohlraum 36 hindurch.
Somit wird ein elektrischen Bogen entlang der Lücke von dem Funkenleiter 24 zum
elektrischen leitenden Diffuser 29 erzeugt, wodurch der
Brennstoff, welcher selektiv durch das Ventil 18 ausgelassen
wird, entzündet wird.
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Es
wird ein Betätigungshemmungsmechanismus
bereitgestellt, welcher das Herunterdrücken des Aktuators 14 hemmt
und die Schwierigkeit des Betätigens
des Zündmechanismus 20 und
des Anzündens
des Anzünders 10 erhöht. Der
Betätigungshemmungsmechanismus
beinhaltet einen Blockiermechanismus 42 und einen Verriegelungsmechanismus 44,
welche jeweils Bewegungen entlang der Betätigungsachse 25 und
Bewegungen quer zur Betätigungsachse
leiten.
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Der
Blockiermechanismus 42 beinhaltet ein Blockierelement 50,
welches an der inneren Wand 52 des Anzünderkörpers 12 befestigt
ist oder in dessen Nähe
platziert ist. Wie aus 7 ersichtlich ist, sind innerhalb
des Anzünderkörpers 12 vorzugsweise zwei
Blockierelemente 50 vorgesehen, jeweils eins auf jeder
Seite des Hohlraumes 54 im Anzünderkörper 12. Zu dem Zeitpunkt,
zu dem sich die obere Oberfläche 15 des
Aktuators 14 in ihrer ursprünglichen Höhe P1 befindet ist, d. h. vor
dem Herunterdrücken
des Aktuators 14, ist eine untere Oberfläche 56 des
Aktuators 14 mit der Blockierfläche 58 des Blockierelementes 50 ausgerichtet
und zugleich hiervon durch einen Zwischenraum getrennt. Der Aktuator 14 kann
somit nur um eine Entfernung B (siehe 6) entlang
der Betätigungsachse 25 heruntergedrückt werden,
bevor die untere Oberfläche 56 des
Aktuators 14 mit der Blockierfläche 58 des Blockierelementes 50 in
Eingriff gelangt. Somit ist ein weiteres Herunterdrücken entlang
der Betätigungsachse 25 gestoppt.
Entsprechend bleiben die oberen und die unteren Bereiche 20a, 20b des
Zündmechanismus 20 um
die Entfernung X' getrennt,
wie dies aus 14 ersichtlich ist (in weiteren
Details weiter unten beschrieben). Vorzugsweise ist der Zündmechanismus 20 so
konfiguriert und dimensioniert, dass das Zusammendrücken des
Zündmechanismus
auf eine Entfernung X' nicht
ausreichend ist, um mit dem Amboß das piezoelektrische Element
so anzuschlagen, dass eine Flamme erzeugt wird. Entsprechend kann die
obere Oberfläche 15 des
Aktuators 14 nur soweit von der ursprünglichen Position (Ruheposition)
P1 zu einer zwischengelagerten Position "IP" bewegt
werden, dass diese nicht dazu in der Lage ist, die Betätigungsposition
P2 zu erreichen. Es ist ersichtlich, dass andere Anordnungen auch
im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegen, solange sie ein Blockierelement
einschließen,
welches an einem Anzünderkörper 12 befestigt
ist und so eingerichtet ist, dass es mit einem Aktuator 14 oder
mit einem Element, welches hieran gekoppelt ist, in Eingriff gelangt,
um eine Bewegung des Aktuators 14 zu inhibieren.
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Damit
der Aktuator 14 am Blockierelement 50 vorbeigelangt,
oder nicht mehr mit diesem fluchtet, d. h. um die untere Oberfläche 56 des
Aktuators 14 aus der Ausrichtung mit der Blockierfläche 58 des Blockierelementes 50 und
aus der zwischengelagerten Position IP zu bringen, wird der Aktuator 14 in eine
Richtung bewegt, die quer zur Betätigungsachse 25 gerichtet
ist und weg gerichtet vom Blockierelement 50. Eine solche
quer gerichtete Bewegung des Aktuators 14 weg von seiner
ursprünglichen
Position wird jedoch durch den Verriegelungsmechanismus 44 des
Betätigungshemmungsmechanismus' verhindert. Somit
kann der Aktuator 14 nicht in eine Position bewegt werden,
die nicht mit dem Blockiermechanismus 42 fluchtet, solange
der Verriegelungsmechanismus 44 nicht gelöst ist.
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Der
Verriegelungsmechanismus 44 beinhaltet einen stationären Verriegelungsbereich 60,
welcher fest mit dem Anzünderkörper 12 verbunden
ist sowie einen beweglichen Verriegelungsbereich 62, welcher
am Aktuator 14 montiert ist. Hierbei wird Bezug genommen
auf die Querschnittsansichten der 6 und 8,
welche eine beispielhafte Darstellung der wechselseitigen Abhängigkeit
zwischen dem stationären
Verriegelungsbereich 60 und dem beweglichen Verriegelungsbereich 62 zeigen.
Der bewegliche Verriegelungsbereich 62 erstreckt sich vorzugsweise
aus einer inneren Wand des Aktuators 14, um mit dem stationären Verriegelungsbereich 60 zusammenzuwirken.
Der bewegliche Verriegelungsbereich 62 bewegt sich somit
gemeinsam mit dem Aktuator 14 relativ zum Anzünderkörper 12 und
zum stationären
Verriegelungsbereich 60. Vorzugsweise ist der Aktuator 14 integral
mit dem beweglichen Verriegelungsbereich 62 ausgeformt.
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Weiterhin
wird in Bezug auf eine beispielhafte Darstellung der Gestaltungsmerkmale
der Bereiche 60 und 62 des Verriegelungsmechanismus 44 auf
die 9–13 Bezug
genommen. Wie aus den 9–11 ersichtlich
ist, beinhaltet der bewegliche Verriegelungsbereich 62 vorzugsweise
einen Basisvorsprung 66, von welchem zumindest ein Flügel 68 hervorspringt.
Vorzugsweise erstrecken sich die Flügel 68a, 68b aus
jeder Seite des Basisvorsprunges 66, so dass der bewegliche
Verriegelungsbereich 62 die Form eines T-förmigen Flanschteiles
hat. Der Funkenleiter 24 ist vorzugsweise auf dem Befestigungsbereich 70 des
Basisvorsprunges 66 montiert, wobei dieser sich oberhalb
der Flügel 68a, 68b erstreckt.
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Wie
unter Bezugnahme auf die 12 und 13 ersichtlich
ist, beinhaltet der stationäre
Verriegelungsbereich 60 vorspringende Teile 72,
welche sich in die Richtung des beweglichen Verriegelungsbereiches 62 erstrecken,
und welche Nuten 74 in den selben ausgeformt aufweisen,
um Flügel 68 des
beweglichen Verriegelungsbereiches 62 aufzunehmen. Es ist
ersichtlich, dass die Anzahl an vorspringenden Teilen 72 auf
dem stationären
Bereich 60 vorzugsweise der Anzahl an Flügeln entsprechen,
die im beweglichen Bereich 62 vorgesehen sind. Solange
der Aktuator 14 in seiner ursprünglichen Position P1 ist, wie
dies in 8 gezeigt ist, sind die Flügel 68 beweglich
innerhalb der Nuten 74 aufgenommen. Diese im gegenseitigen
Verschluß befindliche
Konfiguration des beweglichen Verriegelungsbereiches 62 im
Verhältnis
zum stationären
Verriegelungsbereich 60 in der ursprünglichen Position P1 verhindert
eine Bewegung des Aktuators 14 in die Querrichtung. Entsprechend
kann in der ursprünglichen
Position P1 die untere Oberfläche 56 des
Aktuators 14 nicht aus der gefluchteten Ausrichtung relativ
zur Blockierfläche 58 des
Blockierelementes 50, gebracht werden.
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Um
den Aktuator 14 in die Betätigungsposition P2 zu bewegen,
werden der bewegliche Verriegelungsbereich 62 und der Aktuator 14 aus
dem Eingriff mit dem stationären
Verriegelungsbereich 60 gelöst. Ein solcher aus dem Eingriff
lösen des
Verriegelungsmechanismus' 44 beinhaltet
eine Bewegung des Aktuators 14 quer zur Betätigungsachse 25,
um ein weiteres Bewegen des Aktuators 14 entlang der Betätigungsachse 25 zu
erlauben (substantiell parallel zur Bewegung des Aktuators 14 zwischen
der Ruhe-Position P1 und der zwischengelagerten Position IP), um
die Betätigungsposition
P2 zu erreichen. Entsprechend haben die vorspringenden Teile 72 gewinkelte Freistiche
(undercuts) 76, welche vorzugsweise das Entfernen der Flügel 68 aus
den Nuten 74 leiten, und zwar durch eine Bewegung des beweglichen
Verriegelungsbereiches 62 weg vom stationären Verriegelungsbereich
wie folgt: Durch eine Bewegung des Aktuators 14 entlang
der Betätigungsachse 25 gleiten die
Flügel 68 durch
die Nuten 74 in Richtung der Freistiche 76 bis
die Kopfenden 78 der Flügel 78 der
Flügel 68 die
Freistiche 76 erreichen, worauf die Flügel 68 aus den Nuten 74 herausgeführt und
von diesen entfernt werden. Es ist ersichtlich, dass die Kopfenden 78 der
Flügel 68 die
Freistiche 76 erreichen, sobald die untere Oberfläche 56 des
Aktuators 14 die Blockierfläche 58 des Blockierelementes 50 erreicht – bevor
oder substantiell zur selben Zeit zu der der Aktuator 14 die
zwischengelagerte Position IP erreicht. Somit kann die zwischengelagerte
Position IP auch jede Position sein, in welcher eine Querbewegung
des Aktuators 14 erlaubt ist.
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Wie
in 15 gezeigt und wie ausführlich weiter unten beschrieben
ist, beinhaltet das Entfernen der Flügel 68 von den Nuten 74 und
ein daran anschließendes
aus dem Eingriff lösen
der Verriegelungsbereiche 60 und 62 im allgemeinen
eine Bewegung des Aktuators 14 quer zur Betätigungsachse 25,
und ist typischerweise erreichbar durch eine Kippbewegung. Falls
gewünscht,
kann ein Vorspannungselement 80, wie dies in 6 gezeigt
ist, wie beispielsweise eine Blattfeder, so positioniert werden,
dass einer Bewegung des Aktuators 14 in die Querrichtung
ein Widerstand entgegengesetzt wird. Vorzugsweise sind die Freistiche 76 gewinkelt,
um ein Entfernen der Flügel 68a, 68b aus
den Nuten 74 zu erleichtern, und zwar über eine solche Kippbewegung
des Aktuators 14, sowie um auch den Wiedereintritt der
Flügel 68a, 68b in
die Nuten 74 nach der Betätigung des Zündmechanismus 20 zu
erleichtern. Ein solcher Wiedereintritt wird weiterhin dadurch erleichtert,
dass ein Vorspannungselement 80 vorgesehen ist. Vorzugsweise
halten die Kopfbereiche 78 der Flügel 68a, 68b Kontakt
mit den Freistichen 76 während des Entfernens des Flügel 68a, 68b aus
den Nuten 74.
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Es
werden verschiedene Funktionsmerkmale bereitgestellt, um das gegenseitige
Eingreifen der Verriegelungsbereiche 60 und 62 zu
verbessern, falls ein solches gegenseitiges Eingreifen erwünscht sein sollte,
und um das äußere Erscheinungsbild
und die Funktion des Aktuators 14 in Bezug auf den Anzünder 10 zu
verbessern. Um die Verriegelungsbereiche 60 und 62 so
nahe aneinander zu positionieren wie möglich, sind vorzugsweise Auskehlungen 82 entlang
der inneren Wand 64 des Aktuators 14 vorgesehen
(im Bereich des beweglichen Verriegelungsbereiches 62),
um die vorspringenden Teile 72 des stationären Verriegelungsbereiches 60 aufzunehmen; dies
wird beispielsweise ersichtlich unter Bezugnahme auf die 8, 10, 11 und 13 und führt dazu,
dass der Aktuator 14 in die ursprüngliche Position P1 zurückkehren
kann, wie es aus ausführlicher
weiter unten beschrieben ist. Zusätzlich ist eine Zündausnehmung 84 in
der Wand 86 ausgeformt, welche die vorspringenden Teile 72 des
stationären Verriegelungsbereiches 60 verbindet.
Die Zündausnehmung 84 ist
mit den Basisvorsprüngen 66 des
beweglichen Verriegelungsbereiches 62 gefluchtet ausgerichtet,
und somit auch mit dem Befestigungsbereich 70, auf welchem
der Funkenleiter 24 montiert ist. Somit wird der Funkenleiter 24 beim
Herunterdrücken
des Aktuators 14 heruntergedrückt und läuft durch die Zündausnehmung 84 hindurch,
um sich an die leitende Düse 32 anzunähern und
somit das Erzeugen eines elektrischen Bogens zu ermöglichen.
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Die
Serie von Schritten, welche erforderlich ist, um eine Flamme zu
erzeugen und welche kurz oben beschrieben ist, ist unter Bezugnahme
auf die 6 und 14–16 beispielhaft
dargestellt. Damit der beabsichtigte Benutzer den Anzünder 10 betreiben
kann, wird der Aktuator 14 zunächst von der Ruhe-Position
P1 in die zwischengelagerte Position IP wie in 14 gezeigt,
heruntergedrückt.
Um dem Benutzer dabei zu helfen, den Aktuator 14 zu bewegen,
kann die obere Oberfläche 15 so
ausgeformt und konfiguriert sein, dass eine erhöhte Reibung mit den Fingern
des Benutzers bereitgestellt wird, um eine Bewegung desselben durch
den Benutzer zu erleichtern. Beispielhaft kann dies dadurch erreicht
werden, dass auf der oberen Oberfläche 15 ein Grat 94 oder
mehrere Grate 94 ausgeformt sind, wie dies in den 1, 9 und 10 gezeigt
ist.
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Wie
oben beschrieben wurde, verhindert das Blockierelement 50,
dass der Aktuator 14 so aus der zwischengelagerten Position
IP heruntergedrückt wird,
dass er die Betätigungsposition
P2 erreicht. Weiterhin verhindert der Verriegelungsmechanismus 44 eine
Querbewegung des Aktuators 14 heraus aus der blockierenden
Ausrichtung mit dem Blockierelement 50 in die ursprüngliche
Position P1. Es ist ersichtlich, dass sich, wenn der Aktuator 14 einmal
im wesentlichen die zwischengelagerte Position IP erreicht hat,
die oberen Bereiche 78 der Flügel 68 in Nachbarschaft
zu den Freistichen (undercut) 76 befinden. Somit kann der
Benutzer damit beginnen, den Aktuator 14 quer zur Betätigungsachse 25 zu
bewegen, um damit den Verriegelungsmechanismus 44 aus dem
Eingriff zu lösen,
und um den Aktuator 14 aus der gefluchteten Ausrichtung
mit dem Blockierelement 50 zu bringen, so wie dies in 15 gezeigt ist.
Falls gewünscht,
kann der Aktuator 14 gegen das Blockierelemente 50 geschwenkt
und gekippt werden (eine Bewegung, welche eine Komponente quer zur
Betätigungsachse 25 beinhaltet),
um die gewünschte
Bewegung zu erreichen, welche notwendig ist, um die Flügel 68 aus
den Nuten 74 zu lösen
und um somit den beweglichen Verriegelungsbereich 62 aus
dem Eingriff mit dem stationären
Verriegelungsbereich 60 zu lösen.
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Die
Bewegung des Aktuators 14 aus der zwischengelagerten Position
IP in die Querrichtung, wie dies in 15 illustriert
ist, bewegt den beweglichen Bereich 62 aus der gefluchteten
Ausrichtung mit dem stationären
Bereich 60 und bewegt außerdem die unteren Oberflächen 56 des
Aktuators 14 aus der Ausrichtung mit der oberen Oberfläche 58 des
Blockierelementes 50. Somit ist der Blockiermechanismus 42 aus
dem Eingriff gelöst
und der Aktuator 14 kann innerhalb des Hohlraumes 54 des
Anzünderkörpers 12 weiterbewegt
werden, und zwar entlang der Betätigungsachse 25,
um die unteren und oberen Bereiche 20a und 20b des
Zündmechanismus' 20 weiter
zusammenzudrücken
und um somit den Zündmechanismus 20 zu
betätigen,
wie dies in 16 gezeigt ist. Bei der Betätigung des
Zündmechanismus' 20 erreicht
die Lücke
zwischen oberen und unteren Bereichen 20a, 20b des
Zündmechanismus 20,
wie als X'' in 16 bezeichnet,
einen minimalen Wert. Weiterhin erreicht die obere Oberfläche 15 des
Aktuators 14 das Höhenniveau
P2 für
die Betätigung.
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Die
Vorspannelemente 38 und 80 (falls diese bereitgestellt
werden) spannen den Aktuator 14 so vor, dass dieser in
die ursprüngliche
Position P1 zurückkehrt,
sobald die Kraft, wie sie vom Benutzer aufgewandt wurde, weggenommen
wird. Wie oben diskutiert wurde, erleichtert die Form der Freistiche 76 der
vorspringenden Teile 72 sowie der Auskehlungen 82 in
der Wand 64 des Aktuators 14 ein solches Zurückkehren
des Aktuators 14 in seine ursprüngliche Position P1.
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17 zeigt
weitere Merkmale, welche in den Blockiermechanismus 42 eingearbeitet
sein können.
Die untere Oberfläche 62 kann
eine Verlängerung 96 aufweisen,
welche hiervon abhängig
ist, sowie die obere Oberfläche 58 des
Blockierelementes 50 kann eine Aussparung 98 aufweisen,
welche auf diese Oberfläche
definiert ist. Die Verlängerung 96 und
die Aussparung 98 sind so konfiguriert und dimensioniert,
dass der Aktuator 14 die zwischengelagerte Position IP
erreicht, bevor die Verlängerung 96 in
der Aussparung 98 aufgenommen wird, wobei eine Querbewegung
des Aktuators 14 erlaubt ist. Die Verlängerung 96 und die
Aussparung 98 können
der Betätigung
des Anzünders
dadurch einen Widerstand entgegensetzen, dass einer Querbewegung
des Aktuators ein Widerstand entgegengesetzt wird, sobald die vom
Benutzer aufgebrachte Verschiebung größer ist, als dies notwendig
wäre, um
den stationären
Bereich 60 aus dem Eingriff mit den beweglichen Bereich 62 des
Verriegelungsmechanismus zu bringen.
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Der
Betätigungshemmungsmechanismus, wie
er oben beschrieben ist, kann auch die Schwierigkeit, mit welcher
selektiv Brennstoff durch das Ventil 18 herausgelassen
wird, erhöhen.
Beispielsweise können
Rampenbauteil 27 und Hebel 29 so konfiguriert
und dimensioniert sein, dass, wenn der Aktuator 14 in der
IP-Position ist, der Rampenbauteil 27 nicht auf den Hebel 29 wirkt,
um selektiv Gas auszulassen.
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Die
oben dargestellte Beschreibung soll beispielhaft sein. Somit ist
es für
den Fachmann ersichtlich, dass Modifikationen in Bezug auf die Erfindung durchgeführt werden
können,
ohne deshalb vom Umfang der unten angegebenen Ansprüche abzuweichen.
Beispielsweise ist das Vorspannungselement 38 als eine
Spiralfeder beispielhaft dargestellt. Jedes andere denkbare Vorspannungselement
kann jedoch anstelle dieser, oder zusätzlich zu dieser, eingesetzt werden,
so wie beispielsweise eine Blattfeder oder eine integral eingeschmolzene
Plastikfeder. Entsprechend können,
obwohl die Vorspannungselemente 28 und 80 als
Blattfedern dargestellt sind, auch andere denkbare Vorspannungselemente
anstatt oder zusätzlich
zu dieser eingesetzt werden, so wie beispielsweise Spiralfedern
oder integral eingeschmolzene Plastikfedern.