EP0172973B1 - Mécanisme d'allumeur piézo-électrique - Google Patents
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23Q—IGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
- F23Q3/00—Igniters using electrically-produced sparks
- F23Q3/002—Igniters using electrically-produced sparks using piezoelectric elements
Definitions
- the present invention relates to a piezoelectric ignition mechanism, in particular for a gas lighter, of the type comprising a female body of cylindrical bore in which is engaged a sheath of complementary external section containing, in order, from its outer end, a metal anvil serving as an electrode, a piezoelectric element and a metal stopper, while between the bottom of the female body and the inner end of the sheath are arranged two concentric helical springs, one outside of return of the sheath and bearing against the internal end of the latter, and the other detent interior bearing on a striker provided with two diametrically opposite lugs, each of which is engaged, on the one hand, in a window made in the adjacent wall of the female body, and, on the other hand, in a longitudinal guide slot formed in the sheath, opening at its internal end and each of which has a notch, one of which edge constitutes a notch for the attachment of the corresponding lug in which it is normally pushed by the action of a ramp formed in the transverse edge
- FR-A-2 072 425 shows a mechanism of this type in which the cross section of the cylindrical bore of the female body and of the external perimeter of the sheath is circular, which implies mounting of the pins after engagement of the striker in the sheath and in the female body, with the beginning of compression of the helical springs for returning the sheath and for relaxing the striker.
- the pins are constituted by a pin engaged in a hole provided, for this purpose, radially in the striker, which considerably increases the cost price of the striker and that of the mounting of the mechanism.
- the present invention aims to remedy these drawbacks.
- the cross section of the bore of the female body and that of the sleeve have a non-circular perimeter, so as to have a larger dimension in a direction which does not pass through the windows of the female body than in the other directions, and, on the other hand, the distance separating the free ends of the diametrically opposite lugs of the striker is less than the greatest aforementioned dimension of the cross section of the female body and sheath but greater than the distance separating the two windows from the female body.
- the pins can be obtained directly from molding with the striker which can be engaged in the female body, after the two helical springs, with its pins oriented in the direction of the largest dimension of the bore of the female body and be pivoted in a direction perpendicular to the planes of the windows, when the pins are at the level of the windows.
- the engagement of the striker in the female body can be carried out quite simply by pushing it with the interior end of the sheath, so that after the pivoting of the striker at the level of the windows, the longitudinal slots of the sheath can engage on the pins of the striker and thus achieve the locking of the mechanism as a result of the engagement, immediately after, of each pin in the notch of the associated slot.
- the cross section of the bore of the female body and that complementary to the sheath have the shape of a double warhead.
- the inner end of the latter has, on its edge and in the vicinity outlet of each longitudinal slot, on the side of the large dimension of its cross section, a ramp oriented so that, being applied against the corresponding lug, it tends to rotate the striker in the desired direction.
- this mechanism essentially comprises a female body (2) inside which a cylindrical sheath (3) is slidably mounted, the outer end of the female body (2) being closed by an anvil (4) comprising one (5) of the ignition mechanism electrodes.
- a piezoelectric element (6) and a metal stopper (7) Inside this sheath are housed and fixed a piezoelectric element (6) and a metal stopper (7) whose retention and fixing in the sheaths (3) are ensured by a flange (8).
- the outer perimeter of the female body (2) is square while the inner bore of the sleeve (3) is of circular section.
- the internal extension (3a) of the sleeve (3) that is to say its extension beyond the stopper (7), has two slots (9) diametrically opposite and intended to serve as a guide for two pins (11) diametrically opposite of a striker (12) having the shape of a cylinder of circular section capable of sliding in the bore of the same section of the sleeve (3).
- each longitudinal slot (9) of the sleeve (3) opens at the inner end of this sleeve (3) and has, in the vicinity of this end, a lateral notch (13) whose side (13a), closest to the free interior end of the sheath (3), serves as a retaining element for the striker (12), while its opposite side (13b) serves as a catch notch in the armed position of this striker (12), these two sides (13a) and (13b) of each notch (13) acting on one of the lugs (11) of the striker (12).
- the female body (2) has, on each of two of its opposite walls corresponding to the wall parts of the sheath (3) comprising the longitudinal slots (9), a window (14) through which one of the pins (11) of the striker (12).
- Each window (14) is wide enough to cover the corresponding longitudinal slot (9) and its lateral notch (13) so as not to hinder the movements of the pins (11) during the rotation of the striker (12) necessary for the operation of the mechanism.
- the female body (2) contains two concentric helical springs (15) and (16) bearing on its bottom wall (2a) by one of their ends and respectively, against the striker (12) and against the inner end of the extension (3a) of the sheath (3).
- the inner spring (15) constitutes the striker spring (12) while the outer spring (16) constitutes the return spring of the mechanism in the rest position.
- each window (14) is inclined relative to the longitudinal axis of the mechanism so as to each constitute a ramp, respectively, for engagement (14) and for triggering (14b), these two ramps being inclined in the same direction in order to produce opposite effects.
- the actuation of the mechanism consists in increasing the engagement of the sheath (3) in the female body (2) by displacement of one, of the other, or of these elements.
- each lug (11) of the striker (12) bears against the bottom of the engagement ramp (14a) of the corresponding window (14).
- This displacement has the effect of driving the lugs (11) out of the notches (13) and of bringing them into the longitudinal slots (9) with the elimination of any retention against the action of the detent spring (15) which has the effect of project the striker (12) against the stopper (7) thereby causing the spark due to the desired piezoelectric phenomenon.
- each lug (11) of the striker (12) moves away from the ramp ( 14b) corresponding and comes into abutment against the latching ramp (14a) of the same window (14), which causes the immobilization of the striker (12) relative to the sheath (3) until the notches ( 13) appear to the right of the lugs (11).
- the reaction of the ramps (14a) on the pins (11) tends to move them in the direction of the arrow (18), causing them to engage in the notches (13) with corresponding rotation of the striker (12).
- the mechanism is then ready for a new actuation.
- the object of the present invention is to allow the lugs (11) to be obtained directly in the manufacture of the striker (12) by molding or forging, so as to allow a considerable simplification of the assembly operations of the mechanism while reducing the cost of manufacture of its striker (12).
- the common section of the internal bore of the female body (2) and the external face of the sleeve (3) has the shape of a double warhead giving it a corresponding transverse dimension to one of the diagonals of the square section of the female body (2) called large diameter (D) greater than all the other transverse dimensions.
- the distance (L) separating the free ends of the pins (11) of the striker (12) is, on the one hand, less than the aforementioned large diameter (D) and, on the other hand, greater than the distance separating the internal faces of the walls of the female body (2) in which the windows (14) are formed.
- the striker (12) can be engaged in the female body (2), after the springs (15) and (16), with its lugs (11) in alignment with the large diameter (D) as illustrated in FIG. 6, then, be pivoted by approximately 90 ° in the direction of the arrow (19) when the pins (11) are at the level of the windows (14). This engagement is done naturally by pushing the striker (12), and more precisely its lugs (11 using the sheath (3).
- the inner end of the extension (3a) of the sheath (3) has, on each part of its edge located in the vicinity of the outlet of each longitudinal slot (9) and on the side of this slot not having the notch (13), a ramp (21) inclined in the direction of the longitudinal slot (9) considered.
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Description
- La présente invention concerne un mécanisme d'allumer piézo-électrique, notamment pour briquet à gaz, du type comprenant un corps femelle d'alésage cylindrique dans lequel est engagé un fourreau de section extérieure complémentaire contenant, dans l'ordre, à partir de son extrémité extérieure, une enclume métallique faisant office d'électrode, un élément piézo-électrique et un butoir métallique, tandis qu'entre le fond du corps femelle et l'extrémité interne du fourreau sont disposés deux ressorts hélicoïdaux concentriques, l'un extérieur de rappel du fourreau et prenant appui contre l'extrémité interne de ce dernier, et l'autre intérieur de détente prenant appui sur un percuteur muni de deux ergots diamétralement opposés, dont chacun est engagé, d'une part, dans une fenêtre ménagée dans la paroi adjacente du corps femelle, et, d'autre part, dans une fente longitudinale de guidage ménagée dans le fourreau, débouchant à son extrémité interne et dont chacune présente une encoche dont un bord constitue un cran pour l'accrochage de l'ergot correspondant dans lequel il est normalement poussé par l'action d'une rampe ménagée dans le bord transversal de la fenêtre associée le plus éloigné du fond du corps femelle et contre lequel il est normalement appliqué par le ressort de détente, cran duquel il est éjecté par application contre une rampe, inclinée dans le même sens mais d'effet inverse, ménagée dans le bord opposé de la fenêtre précitée et contre lequel il est appliqué lors de la manoeuvre du mécanisme, dans le sens correspondant à une augmentation de l'engagement relativ du fourreau et du corps femelle et à une compression des deux ressorts.
- Le FR-A-2 072 425 montre un mécanisme de ce type dans lequel la section transversale de l'alésage cylindrique du corps femelle et du périmètre externe du fourreau est circulaire, ce qui implique un montage des ergots après engagement du percuteur dans le fourreau et dans le corps femelle, avec un début de compression des ressorts hélicoïdaux de rappel du fourreau et de détente du percuteur. Pour cette raison, les ergots sont constitués par une goupille engagée dans un trou ménagé, à cet effet, radialement dans le percuteur, ce qui renchérit considérablement de prix de revient du percuteur et celui du montage du mécanisme.
- Par le FR-A-2 498 740, on connaît un autre mécanisme de ce type, dans lequel les ergots du percuteur sont constitués par deux saillies radiales de ce dernier, leur engagement dans les fenêtres du fourreau étant autorisé par des fentes longitudinales ménagées dans ce dernier er reliant, par conséquent, chacune des fenêtres à l'une des extrémités du fourreau. Cette dispositif présente l'inconvénient, d'une part, d'imposer une rotation du percuteur lorsque les ergots atteignent le niveau des fenêtres pour assurer leur engagement dans ces dernières et, d'autre part, d'affaiblir le forrreau puisque l'un des bords transversaux de chacune de ses fenêtres ne lui est relié que par un côté, à la manière d'une potence.
- La présente invention vise à remédier à ces inconvénients. A cet effet, dans le mécanisme qu'elle concerne et qui est du type précité, d'une part la section transversale de l'alésage du corps femelle et celle du fourreau ont un périmètre non circulaire, de manière à présenter une plus grande dimension dans une direction ne passant pas par les fenêtres du corps femelle que dans les autres directions, et, d'autre part, la distance séparant les extrémité libres des ergots diamétralement opposés du percuteur est inférieur à la plus grande dimension précitée de la section transversale du corps femelle et du fourreau mais supérieure à la distance séparant les deux fenêtres du corps femelle.
- Ainsi, les ergots peuvent être obtenus directement de moulage avec le percuteur qui peut être engagé dans le corps femelle, après les deux ressorts hélicoïdaux, avec ses ergots orientés dans la direction de la plus grande dimension de l'alésage du corps femelle et être pivoté dans une direction perpendiculaire aux plans des fenêtres, lorsque les ergots sont au niveau des fenêtres.
- L'engagement du percuteur dans le corps femelle peut être réalisé tout simplement en le poussant avec l'extrémité intérieure du fourreau, de telle sorte qu'après le pivotement du percuteur au niveau des fenêtres, les fentes longitudinales du fourreau peuvent s'engager sur les ergots du percuteur et réaliser ainsi le verrouillage du mécanisme par suite de l'engagement, aussitôt après, de chaque ergot dans l'encoche de la fente associée.
- Suivant une forme d'exécution simple de l'invention, la section transversale de l'alésage du corps femelle et celle complémentaire du fourreau ont la forme d'une double ogive.
- Pour que la rotation du percuteur, de sa position d'engagement dans le corps femelle avec ses ergots orientés dans la direction de la plus grande dimension de l'alésage de ce corps, à sa position normale avec ses ergots engagés dans les fenêtres longitudinales du corps femelle et dans les fentes longitudinales du fourreau, soit obtenue automatiquement dès que les ergots sont au niveau des fenêtres du corps femelle, suivant une caractéristique intéressante de l'invention, l'extrémité intérieure de ce dernier présente, sur sa tranche et au voisinage de débouché de chaque fente longitudinale, du côté de la grande dimension de sa section transversale, une rampe orientée de manière que, étant appliquée contre l'ergot correspondant, elle tende à faire pivoter le percuteur dans le sens désiré.
- De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de ce mécanisme:
- Figure 1 en est une vue de côté en élévation;
- Figure 2 en est une vue en coupe suivant 2-2 de figure 1;
- Figure 3 en est une vue en coupe transversale suivant 3-3 de figure 2;
- Figure 4 est une vue partielle en perspective de l'extrémité intérieure du fourreau de ce mécanisme;
- Figure 5 est une vue similaire à figure 1 montrant le mécanisme en cours d'actionnement;
- Figure 6 est une vue similaire à figure 3 montrant la position du percuteur lors du montage du mécanisme;
- Figure 7 est une vue en coupe transversale illustrant le mode de montage de ce mécanisme.
- Comme le montre le dessin, ce mécanisme comprend essentiellement un corps femelle (2) à l'intérieur duquel est monté coulissant un fourreau cylindrique (3) dont l'extrémité extérieure au corps femelle (2) est fermée par une enclume (4) comportant l'une (5) des électrodes du mécanisme d'allumage.
- A l'intérieur de ce fourreau sont logés et fixés un élément piézo-électrique (6) et un butoir métallique (7) dont la retenue et la fixation dans le fourreaux (3) sont assurées par une collerette (8).
- Les sections transversales du corps femelle (2) et du fourreau (3) sont représentées sur les figures 3 et 6.
- Comme le montre la figure 3, le périmètre externe du corps femelle (2) est carré tandis que l'alésage interne du fourreau (3) est de section circulaire.
- Le prolongement intérieur (3a) du fourreau (3), c'est-à-dire son prolongement au-delà du butoir (7), présente deux fentes (9) diamétralement opposés et destinées à servir de guide à deux ergots (11) diamétralement opposés d'un percuteur (12) ayant la forme d'un cylindre de section circulaire apte à coulisser dans l'alésage de même section du fourreau (3).
- Comme le montre plus particulièrement la figure 4, chaque fente longitudinale (9) du fourreau (3) débouche à l'extrémité intérieure de ce fourreau (3) et présente, au voisinage de cette extrémité, une encoche latérale (13) dont le côté (13a), le plus proche de l'extrémité intérieure libre du fourreau (3), sert d'élément de retenue du percuteur (12), tandis que son côté opposé (13b) sert de cran d'accrochage en position armée de ce percuteur (12), ces deux côtés (13a) et (13b) de chaque encoche (13) agissant sur l'un des ergots (11) du percuteur (12).
- Par ailleurs, le corps femelle (2) présente, sur chaque de deux de ses parois opposées correspondant aux parties de paroi du fourreau (3) comportant les fentes longitudinales (9), une fenêtre (14) à travers laquelle saille l'un des ergots (11) du percuteur (12).
- Chaque fenêtre (14) est suffisamment large pour recouvrir la fente longitudinale (9) correspondante et son encoche latérale (13) de façon à ne pas gêner les mouvements des ergots (11) lors de la rotation du percuteur (12) nécessaire au fonctionnement du mécanisme.
- Enfin, le corps femelle (2) contient deux ressorts hélicoïdaux concentriques (15) et (16) prenant appui sur sa paroi de fond (2a) par une de leurs extrémités et respectivement, contre le percuteur (12) et contre l'extrémité intérieure du prolongement (3a) du fourreau (3). Le ressort (15) intérieur constitue le ressort de détende du percuteur (12) tandis que le ressort extérieur (16) constitue le ressort de rappel du mécanisme en position de repos.
- Enfin, comme le montrent les figures 1 et 5, les côtés transversaux de chaque fenêtre (14) sont inclinés par rapport à l'axe longitudinal du mécanisme de manière à constituer chacun une rampe, respectivement, d'enclenchement (14) et de déclenchement (14b), ces deux rampes étant inclinés dans le même sens en vue de produire des effets inverses.
- Sur le dessin, le mécanisme a été représenté avec le corps femelle (2) placé au-dessus du fourreau (3) mais naturellement la disposition inverse peut être adoptée lors du montage de ce mécanisme dans un briquet.
- Le fonctionnement de ce mécanisme, d'un type connu, est le suivant:
- Au repos, par suite de l'action des ressorts (16) et (15) sur le fourreau (3) et sur le percuteur (12), dont les ergots (11) sont engagés dans les encoches (13), le fourreau (3) est dans sa position la plus sortie par rapport au corps femelle (2).
- L'actionnement du mécanisme consiste à augmenter l'engagement du fourreau (3) dans le corps femelle (2) par déplacement de l'un, de l'autre, ou de ces éléments.
- En position de repos, comme montré sur les figures 1 et 2, chaque ergot (11) du percuteur (12) est en appui contre le bas de la rampe d'enclenchement (14a) de la fenêtre (14) correspondante.
- Lors de l'augmentation de l'engagement du fourreau (3) dans le corps femelle (2), avec augmentation correspondante de la compression des ressorts (15) et (16) du fait de l'accrochage des ergots (11) sur les crans (13b) des encoches (13), le percuteur (12) accompagne le fourreau (3) dans son déplacement relativement au corps femelle (2). De ce fait, les ergots (11) sont éloignés des rampes (14a) des fenêtres (14) et inversement se rapprochent de leur rampe (14b). Dès qu'ils entrent en contact avec la rampe ( 14b) de la fenêtre (14) correspondante, chaque ergot (11 ) est déplacé dans le sens de la flèche (17), ce qui entraîne une rotation correspondante du percuteur (12). Ce déplacement a pour effet de chasser les ergots (11) hors des encoches (13) et de les amener dans les fentes longitudinales (9) avec élimination de toute retenue contre l'action du ressort de détente (15) qui a pour effet de projeter le percuteur (12) contre le butoir (7) provoquant, de ce fait, l'étincelle due au phénomène piézo-électrique recherché. La force tendant à rapprocher le fourreau (3) et le corps femelle (2) n'ayant plus de raison d'être, l'opérateur relâche son action et le ressort de rappel tend à ramener le fourreau (3) dans sa position de départ en le désengageant du corps femelle (2).
- Au cours de ce déplacement relatif du fourreau (3) et du corps femelle (2) dans le sens tendant à les éloigner l'un de l'autre, chaque ergot (11) du percuteur (12) s'éloigne de la rampe (14b) correspondante et arrive en butée contre la rampe d'enclenchement (14a) de la même fenêtre (14), ce qui provoque l'immobilisation du percuteur (12) par rapport au fourreau (3) jusqu'à ce que les encoches (13) se présentent au droit des ergots (11). A ce moment, la réaction des rampes (14a) sur les ergots (11 ) tend à les déplacer dans le sens de la flèche (18), provoquant leur engagement dans les encoches (13) avec rotation correspondante du percuteur (12). Le mécanisme se trouve alors prêt pour un nouvbel actionnement.
- Le but de la présente invention est de permettre l'obtention des ergots (11) directement à la fabrication du percuteur (12) par moulage ou forgeage, de manière à permettre une simplification considérable des opérations de montage du mécanisme tout en réduisant le coût de fabrication de son percuteur (12).
- Pour cela, comme le montrent les figures 3 et 6, la section commune de l'alésage interne du corps femelle (2) et de la face externe du fourreau (3) a la forme d'une double ogive lui conférant une dimension transversale correspondant à l'une des diagonales de la section carrée du corps femelle (2) appelée grand diamètre (D) supérieure à toutes les autres dimensions transversales. En outre, la distance (L) séparant les extrémités libres des ergots (11 ) du percuteur (12) est, d'une part, inférieure au grand diamètre (D) précité et, d'autre part, supérieure à la distance séparant les faces internes des parois du corps femelle (2) dans lesquelles sont ménagées les fenêtres (14). Il résulte de cette disposition que le percuteur (12) peut être engagé dans le corps femelle (2), après les ressorts (15) et (16), avec ses ergots (11) dans l'alignement du grand diamètre (D) comme illustré sur la figure 6, puis, être pivoté d'environ 90° dans le sens de la flèche (19) lorsque les ergots (11) sont au niveau des fenêtres (14). Cet engagement se fait naturellement en poussant le percuteur (12), et plus précisément ses ergots ( 11 à l'aide du fourreau (3).
- Pour faciliter la rotation précitée du percuteur (12) lorsque ses ergots (11) sont au niveau des fenêtres (14), en la rendant automatique, l'extrémité intérieure du prolongement (3a) du fourreau (3) présente, sur chaque partie de sa tranche située au voisinage du débouché de chaque fente longitudinale (9) et du côté de cette fente ne comportant pas l'encoche (13), une rampe (21) inclinée en direction de la fente longitudinale (9) considérée. Etant donné que ce sont ces parties formant rampe (21 ) de la tranche du fourreau (3) qui sont en appui contre les ergots (11) du percuteur (12), lorsque celui-ci est en position d'engagement dans le corps femelle (2), il en résulte une réaction tendant à faire pivoter le percuteur (12) dans le sens de la flèche (19) de telle sorte que cette rotation s'effectue automatiquement dès qu'elle est rendue possible par les fenêtres (14).
- On conçoit aisément que dès que le percuteur (12) a ainsi pivoté d'environ 90°, et que par conséquent ses ergots sont en face des fentes (9), le ressort de détente (15) le repousse aussitôt dans le sens de la flèche (22) jusqu'à ce que les ergots (11) soient arrêtes par les rampes (14a) des fenêtres (14). Le mécanisme se trouve alor prêt pour un enclenchement dès que cesse la pression exercée sur le corps femelle (2) et le fourreau (3) et tendant à les rapprocher l'un de l'autre. Après cet enclenchement, les côtés (13a) des encoches (13) assurent la retenue des ergots (11) dans les fentes (9) et s'opposent donc à tout démontage du mécanisme.
- On voit donc que les opérations de montage de ce mécanisme se limitent donc à engager successivement dans le corps femelle (2) les deux ressorts (15) et (16), le percuteur (12) dans sa position de montage illustrée par la figure 6, et enfin le fourreau (3) en enfonçant ce dernier dans le corps (2) jusqu'à obtention de la rotation du percuteur (12) dans sa position normale, cette rotation étant obtenue automatiquement et provoquant d'elle-même le verrouillage du mécanisme en position montée.
- Il en résulte que toutes les opérations de montage de ce mécanisme peuvent être réalisées automatiquement et mécaniquement sans intervention manuelle, ce qui réduit encore considérablement les coûts de fabrication.
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