DE1804100C

DE1804100C - Piezoelectric ignition device

Info

Publication number: DE1804100C
Authority: DE
Inventors: Dieter 5609 Hückeswagen; Möbus Günter 5678 Wermelskirchen Westphal
Original assignee: Joh Vaillant GmbH and Co
Current assignee: Vaillant GmbH
Publication date: 1971-12-30

Description

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Die Erfindung betrifft eine piezoelektrische Zünd- dem Einfluß einer Feder periodisch aufschlägt. Der einrichtung, bestehend aus einem piezoelektrischen Hammer wird dabei unter Spannen der Feder mittels Element, welches mit einer Funkenstrecke verbunden einer spiraligen Steuerkurve mit einer radialen Kante ist, einem in Richtung auf das piezoelektrische EIe- von dem piezoelektrischen Element abgehoben und ment federbelasteten Schlagglied und einer Hand- 5 fällt dann über die Kante des piezoelektrischen habe, durch welche ein Zurückziehen des Schlag- Elementes. Diese Steuerkurve sitzt auf der Nockengliedes gegen die Federbelastung und anschließendes welle der Verbrennungskraftmaschine. Eine solche Vorschnellen desselben zur Erzeugung eines Schlages Anordnung isi für manuelle Betätigung, z. B. zur Erauf das piezoelektrische Element auslösbar ist. zeugung eines Zündfunkens für Gasheizgeräte, wederThe invention relates to a piezoelectric ignition which is periodically impacted by the influence of a spring. the device consisting of a piezoelectric hammer is thereby under tensioning the spring means Element connected to a spark gap with a spiral cam with a radial edge is lifted from the piezoelectric element in the direction of the piezoelectric EIe- and ment spring-loaded beater and a hand 5 then falls over the edge of the piezoelectric have, through which a withdrawal of the striking element. This control cam sits on the cam member against the spring load and subsequent wave of the internal combustion engine. Such Rushing the same to generate a blow. Arrangement isi for manual actuation, e.g. B. to Erauf the piezoelectric element can be triggered. generation of an ignition spark for gas heaters, neither

Bei einer bekannten Einrichtung dieser Art (bri- io bestimmt noch — auch in entsprechend abgewandel-In a known device of this type (brio determined still - also in a correspondingly modified-

tische Patentschrift 1 092 535) ist das Schlagglied mit ter Form — geeignettable patent specification 1 092 535) is the hammer with ter shape - suitable

einer axial herausziehbaren Handhabe über eine lös- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine bare Kupplung verbunden. Beim Herausziehen der piezoelektrische Zündvorrichtung zu schaffen, die Handhabe wird das Schlagglied zunächst über die einfach und robust im Aufbau ist.
Kupplung gegen die Wirkung einer Feder mit- 15 Der Erfindung Hegt weiterhin die Aufgabe zugenommen. Wenn die Feder bis zu einem vor- gründe, eine piezoelektrische Zündvorrichtung zu gegebenen Maße vorgenannt ist, wird die Kupplung schaffen, die die Ausübung genau definierter Schläge ausgelöst, und das Scidagglied fällt auf das piezo- auf das piezoelektrische Element gewährleistet,
elektrische Element Die Kupplung ist dabei eine Der Erfindung liegt außerdem die Aufgabe zu-Kugelkupplung mit einer federnd in eine Nut des ao gründe, eine piezoelektrische Zündvorrichtung zu Schlaggliedes einrastenden Kugel. Die Axialkraft schaffen, welche eine vergleichsweise geringe Be-(Federspannung), bei welcher die Kugel zurück- tätigungskraft erfordert.an axially extractable handle via a solenoid. The invention is based on the object of connecting a bar coupling. When pulling out the piezoelectric ignition device, the handle is first created by the striking member which is simple and robust in structure.
Coupling against the action of a spring with 15 The invention further harbors the task. If the spring is up to a prerequisite, a piezoelectric ignition device is previously mentioned to a given extent, the clutch will create, which triggers the exertion of precisely defined blows, and the Scidag member falls on the piezoelectric element ensures,
The invention is also based on the task of ball coupling with a resiliently engaging ball in a groove of the ao, a piezoelectric ignition device for striking member. Create the axial force which results in a comparatively low loading (spring tension) at which the ball requires a return force.

gedrückt wird, hängt von der Geometrie der relativ Der Erfindung liegt schließlich die Aufgabe zukleinen Kugel und der Nut ab und ist daher nicht gründe, eine piezoelektrische Zündvorrichtung zu genau definierbar. Auch wirken auf die Rasten- oder as schaffen, bei welcher das Schlagwerk eine für sich Kupplungskugel und die Nut starke Flächenpressun- herstellbare Einheit bilden kann,
gen, so daß die Kupplung einem großen Verschleiß Die Erfindung besteht darin, daß die Handhabe unterworfen ist. Schließlich ist es möglich, die Hand- ein Drehgriff ist, mit welchem das Schlagglied unhabe ohne Auslösung der Kupplung ~ur ein Stück verdrehbar, aber axial beweglich verbunden ist, und herauszuziehen und dann loszulassen, wobei ein 30 daß das Schlagglicd bei Verdrehung mit einem Mitschwächerer Schlag auf das piezoelektrü Jie Element nehmer an gehäusefesten, axial sich erstreckenden ausgeübt wird und man dann nicht sagen kann, ob Sägezahnkurven entlang geführt ist.
ein Zündfunke entstanden ist oder nicht. Das kann Der Schlag erfolgt dann beim Abrutschen des Mitbei manchen Anwendungen nachteilig sein. Schließ- nehmers über die steile Kante der Sägezahnkurven lieh hat der Bedienende die volle Federkraft, mit 35 in jeweils genau definierter Weise. Der Aufbau der welcher das Schlagglied vorgespannt werden soll, Anordnung wird sehr einfach und stabil, da weder unmittelbar von Hand in axialer Richtung auf- empfindliche Kugelkupplungen noch eine zentrale zubringen. Halterung des piezoelektrischen Elementes erforder-is pressed, depends on the geometry of the relative The invention is finally the task of the small ball and the groove and is therefore not a reason to define a piezoelectric ignition device too precisely. Also have an effect on the notch or as create, in which the striking mechanism can form a coupling ball and the groove strong surface pressure unproducible,
gen, so that the coupling is subject to great wear. The invention consists in that the handle is subjected. Finally, it is possible to pull the handle out and then let go, with which the striking member can be rotated a bit without releasing the clutch, but is axially moveable, and then let go, whereby a 30 that the striking member is rotated with a co-weakening member Impact on the piezoelectric element is exerted on the axially extending, fixed to the housing, and it is then not possible to say whether sawtooth curves are guided along.
an ignition spark has occurred or not. This can be disadvantageous in some applications. With the closing device borrowed over the steep edge of the sawtooth curve, the operator has the full spring force, with 35 in a precisely defined manner. The structure of the arrangement, which the striking member is to be pretensioned, is very simple and stable, since neither ball couplings that are sensitive to it by hand in the axial direction nor a central one. Holder of the piezoelectric element required

Es ist ferner eine Anordnung bekannt (Österreich!- (ich sind. Die Axialkraft zur Vorspannung der aufFurthermore, an arrangement is known (Austria! - (I are. The axial force for prestressing the on

sehe Patentschrift 261 791), bei welcher ein gehäuse- 40 _c is Schlagglied wirkenden Feder wird über diesee patent specification 261 791), in which a housing 40 _c is impact member acting spring is over the

fest gehaltenes piezoelektrisches Element auf der flachen Schrägflächen der Sägezahnkurve erzeugt, undfirmly held piezoelectric element generated on the flat inclined surfaces of the sawtooth curve, and

einen Seite von einer radial spreizbaren, topf- die von Hand auszuübende Kraft kann gegebecen-one side of a radially expandable pot- the force to be exerted by hand can be given

förmigen Druckhülse und auf der anderen Seite von falls durch einen an dem Drehgriff sitzenden Hebelshaped pressure sleeve and on the other side of if by a lever seated on the rotary handle

einem topfförmigen Schlagglied umgriffen wird. Das weiter vermindert werden.a cup-shaped striking link is gripped. That will be further reduced.

Schlagglied steht unter dem Einfluß einer ersten 45 Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachFeder und weist einen radialen Flansch auf, an wel- stehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher chem der Rand der Druckhülse bei deren Nieder- erläutert. Es zeigtStriking member is under the influence of a first 45 An embodiment of the invention is according toFeder and has a radial flange, which is shown in more detail with reference to the drawing chem explains the edge of the pressure sleeve when it is down. It shows

drücken gegen die Wirkung einer weiteren Feder F i g. 1 im Längsschnitt eine piezoelektrische Zünd-press against the action of another spring F i g. 1 in longitudinal section a piezoelectric ignition

zu r Anlage kommt. Nachdem die Druckhülse dann einrichtung,comes to your system. After setting up the printing sleeve,

das Schlagglied um eine gewisse Strecke nieder- so Fig.2 einen Schnitt nach LinieA-A der Fig. 1,the impact member down by a certain distance - so Fig. 2 is a section along line A-A of Fig. 1,

gedrückt und die erste Feder vorgespannt hat, wird F i g. 3 die Lage des Zündelementes im Gehäusehas pressed and preloaded the first spring, F i g. 3 the position of the ignition element in the housing

die Druckhülse über Schrägflächen auseinander- nach Schnittlinie B-B der Fig. 1,the pressure sleeve apart over inclined surfaces - according to section line BB of Fig. 1,

gespreizt, so daß ihr Rand von dem Flansch des F ig. 4 einen Schnitt nach der Linie C-C der Fig. 1,spread so that its edge from the flange of Fig. 4 shows a section along the line C-C of FIG. 1,

topfförmigen Schlaggliedes abgleitet und das letztere F i g. S einen Abschnitt des unteren Teiles dercup-shaped striking member slides off and the latter F i g. S a section of the lower part of the

unter dem Einfluß der vorgespannten ersten Feder jj F i g. 1 in Blickrichtung D, under the influence of the pretensioned first spring jj F i g. 1 in viewing direction D,

auf das piezoelektrische Element aufschlügt. F i g. 6 schematisch die in die Ebene abgewickeltenhits the piezoelectric element. F i g. 6 schematically the unwound in the plane

Diese bekannte Anordnung ist konstruktiv recht sagezahnartigen Nocken.This known arrangement is structurally quite sagittal cam.

kompliziert mit! dem zentral im Gehäuse gehalterten _| In F i g. 1 ist das Gehäuse 1 rohrförmig ausgebildet piezoelektrische^ Element, welches von beiden .und an einem Ende durch einen zylindrischen Am-Selten her umgriffen wird. Auch hier muß von dem to boß 2 verschlossen. Der Amboß 2 hat eine Ring* Bedienenden die gesamte Vorspannkraft direkt axial nut 2', in die mehrere am Umfang des Geniuses veraufgebracht wtrden. Dazu kommt noch die Kraft, teilt angeordnete Mantelabschnitte 1' hineingepreßt die erforderlich ist, um die Rander der Druckhube sind. Der Amboß 2 ist in diesem Falle gleichzeitig radial auseinanderzuspreizen. die Werkzeug-Stanzmatrize für die von außen amcomplicated with! the centrally held in the housing _| In Fig. 1, the housing 1 is tubular in design, piezoelectric element, which is encompassed by both .and at one end by a cylindrical am-seldom. Here, too, must be locked by the to boss 2. The anvil 2 has a ring * operating the entire pretensioning force axially directly groove 2 ', into which several on the circumference of the genius would be applied. In addition, there is the force of dividing arranged jacket sections 1 'pressed in, which is necessary around the edges of the printing tube. In this case, the anvil 2 is to be spread apart radially at the same time. the tool punching die for the from the outside on

El sind ferner Zündvorrichtungen fur Ver· «j Rohrgehäusel angreifenden Schnitt-Prägestempel,El are also ignition devices for cutting dies attacking tubular housings,

brttinunpkfafimaschlnen bekannt, bei denen der Diese schneiden die Längsseiten der Mantelabschnittebrttinunpkfafimaschlnen known, in which the these cut the long sides of the jacket sections

Mriodbch· Zündfunke mittels eines piezoelektrischen V aus und pressen dieselben gleichzeitig in die Ring·Mriodbch · Ignition spark by means of a piezoelectric V and press it into the ring at the same time ·

filemenk* erzeugt wird, auf den ein Hammer unter nut 2' des Ambosses 2 hinein, s. auch F i g. 2. Da·filemenk * is generated, onto which a hammer is inserted under groove 2 'of the anvil 2, see also FIG. 2. Since

durch sitzt der Amboß unverschiebbar und spielfrei im Gehäuse 1 fest.the anvil sits firmly in the housing 1 in such a way that it cannot be moved and is free of play.

Mit seinem Fußstück 3 liegt das Piezoelement 4 an dem Amboß 2 an. Es iü als Vierkantkörper ausgebildet, s. Fig. 3, und führt sich mit seinen vier Ecken 4' im Gehäuse 1. Mit seinem anderen Ende stützt sich das Zündelemsnt4 über die Federscheibe S an der Scheibe 6 ab. Diese liegt an mehreren aus dem Gehäusemantel 1 herausgeschnittenen und einwärts verformten Stanzungen 7 an. Der Schlagbolzen 8 des Zündelementes 4 ragt durch die mittlere Öffnung der Scheibe 6 hindurch.With its base 3, the piezo element 4 rests on the anvil 2. It is designed as a square body, see FIG. 3, and its four corners 4 ′ are guided in the housing 1. The other end of the ignition element 4 is supported on the disk 6 via the spring washer S. This rests against several punchings 7 cut out of the housing jacket 1 and deformed inwards. The firing pin 8 of the ignition element 4 protrudes through the central opening of the disk 6.

Das Hochspannungskabel 9 ist seitlich am Zündelement 4 herausgeführt Um das Zündelement 4 in das Gehäuse 1 einzuführen zu können, muß das Gehäuse 1, falls es aus einem Rohr gefertigt wird, an der Einbauseite geschlitzt werden, 10. In vorliegendem Falle wird das Gehäuse 1 aus einer ebenen Platine zu einem Rohrkörper geformt. Die Kanten, die sich dabei gegenüberliegen, sinü auf ihrer Länge ao abgesetzt, so daß nach dem Biegen diese Kanten sich teils berühren, s. 10' in Fig. 3, und teils den vorgenannten Schlitz 10 für den Schaft 9' des Kabels 9 bilden.The high-voltage cable 9 is led out on the side of the ignition element 4 around the ignition element 4 in to be able to introduce the housing 1, the housing 1, if it is made of a tube, be slotted on the installation side, 10. In the present case, the housing 1 is made of a flat Plate shaped into a tubular body. The edges that are opposite each other are sinü along their length ao so that after bending these edges partly touch, see 10 'in Fig. 3, and partly the aforementioned Form slot 10 for the shaft 9 'of the cable 9.

In Ruhelage liegt das durch die Wendelfeder »5 11 belastete Schlagglied 12 am Schlagbolzen 8 an. Die das Schlagglied belastende Wendelfeder 11 stützt sich mit ihrem anderen Ende an einer Scheibe 14 ab. Die Scheibe 14 ihrerseits liegt an Einpräguugen 15 des Gehäuses 1 an. An der Scheibe 14 ist gleichzeitig der Drehgriff 16 befestigt. Dieser besteht aus einer äußeren becherförmigen Hülse 16' und zwei Stegen 16", s. Fig.4, die symmetrisch zueinander liegen, am Boden der Hülse 16' sitzen und einen Spalt 16'" bilden. Vorteilhaft besteht der Drehgriff 16 mitsamt seinen Stegen 16" aus einem Stück und aus Plastik. Daduich kann man leicht die vorstehenden Enden beider Stege 16" zapfenartig verjüngen, s. 17 in F i g. 5, diese Zapfen durch zwei lagegleiche Durchbrüche in der Scheibe 14 hindurchstecken und die Enden der Zapfen nietkopfartig, 17', warm verformen. In the rest position, this is due to the helical spring »5 11 loaded striking link 12 on firing pin 8. The helical spring 11 loading the impact member is supported at its other end on a disk 14. The disk 14 for its part rests on indentations 15 of the housing 1. The rotary handle 16 is attached to the disk 14 at the same time. This consists of one outer cup-shaped sleeve 16 'and two webs 16 ", see Fig. 4, which are symmetrical to each other, sit on the bottom of the sleeve 16 'and form a gap 16' ″. The twist grip 16 is advantageously provided together with it its webs 16 "made of one piece and made of plastic. You can easily get the protruding ends both webs 16 ″ taper like pegs, see 17 in FIG. 5, these pegs through two coincident openings Put through the disc 14 and deform the ends of the pins like a rivet head, 17 ', while warm.

Nach Zwischenlegen der Wendelfeder 11 wird der Stößel 12' des Schlaggliedes 12 durch die Öffnung 13 der Scheibe 14 hindurchgesteckt, bis er in den Drehgriff 16 hineinragt Anschließend wird der Stößel so verdreht, daß seine am Ende liegende Öffnung 12" mit dem Spalt 16"' fluchtet und der Querstift 18 (Knebelkerbstift) in die öffnung 12" eingesteckt werden kann. Dadurch sind alle Teile des Schlagwerkes 19 zu einer Baueinheit miteinander verbunden.After inserting the helical spring 11, the The plunger 12 'of the striking member 12 is inserted through the opening 13 of the disc 14 until it is in the rotary handle 16 protrudes Then the plunger is turned so that its opening 12 "at the end is aligned with the gap 16 "'and the transverse pin 18 (toggle grooved pin) is inserted into the opening 12" can. As a result, all parts of the striking mechanism 19 are connected to one another to form a structural unit.

Das Ende des Gehäuses, das zur Aufnahme des Schlagwerkes 19 dient, ist, s. auch F i g. 6, stirnseitig mit Nocken 20 versehen, die sägezahnartig ausgebildet sind und schiefe Ebenen 21 bilden. An die schiefen Ebenen schließen sich ohne Übergang achsparallele Kanten 22 an. Am rohrartigen Gehäuseende liegen sich die Kurven 21,22 gegenüber. The end of the housing, which is used to hold the striking mechanism 19, is, see also FIG. 6, provided on the front with cams 20, which are sawtooth-like and form inclined planes 21. Axially parallel edges 22 adjoin the inclined planes without a transition. The curves 21, 22 are opposite one another at the tubular end of the housing.

Zum Einbau wird das Schlagwerk 19 in das Gehäuse 1 eingeführt, bis das Schlagglied 12 am Schlag- bolzen 8 anliegt. Der Drehgriff 16 mit der Scheibe 14 wird so weit eingerückt, bis die Scheibe. 14 ihre Einbaulage erreicht. Dann werden von außen die vorbereiteten Mantelabschnitte 15 in die durch Scheibe 14 und StegabsäLM 16"" gebildete Lagernut 15' ein- e_s gedrückt. Damit findet die Scheibe 14 Anlage, und der Drehgriff 16 bewegt sich ohne axialen Hub drehend in diesem Lager.For installation, the striking mechanism 19 is inserted into the housing 1 until the striking member 12 rests on the striking pin 8. The rotary handle 16 with the disc 14 is so far indented until the disc. 14 reached their installation position. Then, from outside the prepared cover portions 15 in the disk 14 and by StegabsäLM 16 "" formed bearing groove 15 one _'s e pressed. The disk 14 thus comes to rest, and the rotary handle 16 rotates in this bearing without an axial stroke.

Zur Erzeugung eines piezoelektrüchen Zündfunkens wird am Drehgriff 16 gedreht. Die Drehung ist nur in einem Sinne möglich, und zwar so, daß der Querstift 18 die schiefe Ebene21, s. Fig. 6, hinaufgleitet. Am Ende der Schrägfläche 21 verläßt der Stift 18 dieselben in axialer Richtung ohne Behinderung. Mit der Kraft der Wendelfeder 11 wird dabei das Schlagglied 12 gegen den Schlagbolzen 8 des Zündelementes 4 geschleudert. Die über das Kabel an die Zündstrecke geleitete Hochspannung erzeugt einen Zündfunken. Um einen neuen Zündfunke·: zu erzeugen, dreht man den Drehknopf in gleichem Sinne weiter.For generating a piezoelectric ignition spark is turned on the rotary handle 16. The rotation is only possible in one sense, namely so, that the transverse pin 18 the inclined plane21, see Fig. 6, slides up. At the end of the inclined surface 21, the pin 18 leaves the same in the axial direction without hindrance. With the force of the helical spring 11, the striking member 12 is pressed against the striking pin 8 of the ignition element 4 thrown. The high voltage conducted to the ignition gap via the cable creates an ignition spark. To get a new spark: to generate, turn the rotary knob in the same way.

Claims

Patent claims:

(1. Piezoelectric ignition device, consisting of a piezoelectric element, which is connected to a spark gap, a striker spring-loaded in the direction of the piezoelectric element and a handle, by means of which a retraction of the striker against the spring load and subsequent rapid acceleration of the same to generate a shock can be triggered on the piezoelectric element, characterized in that the handle is a rotary handle (16), with which the striking member (12) is non-rotatable, but axially movable, and that the striking member (12) when rotated with a driver (18) is guided along axially extending sawtooth curves (21, 22) fixed to the housing.

2. Piezoelectric ignition device according to claim I _1, characterized in that a cylindrical housing (1) has at one edge two sawtooth-shaped cams (20) offset from one another by 180 °, that as a driver a transverse pin (18) of the striking member (12) under the Influence of a helical spring (11) acting on the striking member (12) rests on the cam and that the rotary handle (16) has half-shell-shaped webs (16 ") protruding into the housing (1), which form a gap (16"') between them , in which the cross pin (18). is led.

3. Piezoelectric ignition device according to claim 2, characterized in that a disc (14) sits on the tapered ends (17) of the webs protruding into the housing (1), behind which indentations (15) of the housing jacket (1) for the rotatable, but axially sickled holder of the rotary handle (16) and which is centrally penetrated by a plunger (12 ') connected to the transverse pin (18) on the one hand and to the striking member (12) on the other hand.

4. Piezoelectric ignition device according to claim 2 or 3, characterized in that an anvil (2) provided with an annular groove (T) on the circumference is inserted into the end of the cylindrical housing jacket (1) facing away from the cam (20) and through into the annular groove ( 2 * 1 engaging impressions (I ') of the housing shell (I) is secured.

5. Piezoelectric ignition device according to claim 4, characterized in that a disc (6) forming an intermediate wall is connected to

or punchings (7) of the housing

jacket (1) and an abutment for a

6. Piezoelectric ignition device according to the Spring washer (S) forms which the piezo claims 3 to S, characterized in that electrical element (4) which, with one impact, presses a helical bolt onto the impact member (12) (8) through a breakthrough in the disc spring (11) on the rotary handle (K) (β) protrudes, presses against the anvil (2). S seated washer (14).

1 sheet of drawings