DE2234167A1 - Raucher-feuerzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Raucher-Feuerzeug mit einer elektrischen Zündeinrichtung zum Betrieb aus einer oder mehreren elektrischen Zellen mit einem Kondensator zur Energiespeicherung für die Funkenerzeugung. Derartige elektrische Feuerzeuge haben ein inneres Brennstoffreservoir und sind in erster.Linie dazu bestimmt, Zigarren, Zigaretten und Pfeifen anzuzünden, so daß sie "Raucher-Feuerzeuge" genannt werden.

Es ist bekannt, eine elektrische Funkenentladung zum Zünden des Benzins oder des Butangases in einem Raucher-Feuerzeug zu verwenden, und es sind Einrichtungen bekannt, bei denen ein Kondensator in eine Primärwicklung eines Aufwärts-Impulstransformators entladen wird, um die erforderliche hohe Spannung für die Funkenerzeugung sicherzustellen. Um eine schnelle Entladung des Kondensators zu erreichen, ist vorgeschlagen worden, einen Transistor als > elektronischen Schalter zu verwenden, aber bei den bekannten Raucher-Feuerzeugen verbleiben dennoch Schwierigkeiten bezüglich des Auf-

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ladens des Kondensators vor der Zündung. Das herkömmliche Ladeverfahren für den Kondensator besteht darin, daß eine Batterie in dem Körper der Feuerzeuge ve2rwendet v/ird, aber derartige Batterien haben einen beträchtlichen Innenwiderstand, insbesondere bei Taschenfeuerzeugen, in denen die Batterie klein sein muß. Weiterhin nimmt der Innenwiderstand mit der Alterung der Batterie zu. Es ergibt sich, daß der Innenwiderstand der Batterie die Ladegeschwindigkeit des Kondensators begrenzt. Es ist sehr wünschenswert, den Kondensator schnell zu laden, da die Ladezeit die minimale Zeitgrenze zwischen aufeinanderfolgenden Vorgängen des Feuerzeugs ergibt. Wenn das Laden des Kondensators nicht beginnt, bevor der Benutzer den Betrieb des Feuerzeugs aufnimmt, muß eine ausreichende Verzögerung vorgesehen werden, damit der Kondensator sich vor dem Zünden voll aufladen kann. Derartige Verzögerungen und Fehler können für den Benutzer sehr ärgerlich .sein. Einige bekannte Feuerzeuge haben Schaltkreise verwendet, bei welchen der Kondensator mit der Batterieschaltung verbunden ist, selbst wenn das Feuerzeug sich nicht im Betrieb befindet. Jeder vom Kondensator aufgenommene Leckstrom bedeutet eine dauernde Schwächung für die Batterie und verkürzt deren Lebensdauer. Hochwertige Kondensatoren, beispielsweise Tantalelektrolyt-Kondensatoren, können verwendet werden, um den Leckstrom herabzusetzen, sind jedoch relativ teuer. Während eine derartige permanente Verbindung mit der Batterie Einschaltverzögerungen nach einer Betriebspause verhindert, verbessert sie nicht die minimale Zeit zwischen aufeinanderfolgenden positiven Betätigungen des Feuerzeugs. Man hat auch vorgeschlagen, einen getrennten Schalter in Tisch-Feuerzeugen einzubauen, so daß der Kondensator nur mit der Schaltung verbunden ist, wenn das Feuerzeug von der Fläche abgehoben v/ird, auf welcher es steht. Während diese Anordnung die Lebensdauer der Batterie erhöht, verbessert sie wiederum nicht das Betriebsverhalten des Feuerzeugs bei wiederholter aufeinanderfolgender Bedienung.

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Der Erfindung liegt somit vor allem die Aufgabe zugrunde, ein Raucher-Feuerzeug zu schaffen, bei dem Einschaltverzögerungen bei mehrfacher Betätigung vermieden werden.

Ausgehend von einem Raucher-Feuerzeug der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Einrichtung vorgesehen ist', durch v/elche während des Betriebs der durch die Zelle(n) gelieferte Spannungspegel auf einen wesentlich höheren Wert zum Laden des Kondensators gebracht wird.

Vorzugsweise kann ein Halbleiterschalter vorgesehen werden, um das Wiederaufladen der Batterie zur weiteren Funkenerzeugung nach der Entladung zu verhindern, bis eine weitere Betätigung durch einen manuell betätigbaren Schalter erfolgt ist, um die Zündung auszulösen. .

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann die Einrichtung zur Änderung des Spannungspegels einen Wechselrichter aufweisen, der mit einem Gleichrichter verbunden ist.

Der Wechselrichter kann einen mit einem Äufwärtsübertrager verbundenen Oszillator aufweisen.. Die Rückkopplung des Oszillators kann über eine Pxickkopplungswindung auf dera übertrager und der Ausgang des Übertragers kann mit einem Doppelweg-Gleichrichter verbun-. den werden. Ek kann ein Thyristor vorgesehen v/erden, um den Kondensator in einen Impulsübertrager unter der Steuerung einer Triggerdiode entsprechend der Spannung am Kondensator zu entladen.

In einem Taschenfeuerzeug für Raucher gemäß der Erfindung kann vorzugsweise vorgesehen werden, daß. dc-.i Umsetzer, der Kondensator und ein Impulsübertrager tandemartig.längs des Feuerzeugs angeordnet worden. Auch kann das Feuerzeug einen Behälter für Butangas-lironnstoff enthalten, welcher derart gegossen ist, daß er den Konturen der angrenzenden Bauteileß entspricht.

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Die erfindungsgemäße Einrichtung kann auch in einem Tisch-Feuerzeug vorgesehen werden, und in diesem Fall erlaubt der größere zur Verfügung stehende Platz die Verwendung größerer elektrischer Zellen und einer größeren Brennstoffkapazität. In einem Tisch-Feuerzeug kann eine mehr quadratische Anordnung der Teile als in einem Taschen-Feuerzeug zwek'cmäßig sein.

Es versteht sich, daß der Ausdruck "Raucher-Feuerzeug" eine Anordnung aus Feuerzeugteilen umfassen soll, welche in ein äußeres Gehäuse eingesetzt werden.

Gemäß einer anderen Ausfuhrungsform der Erfindung kann eine Einrichtung zum Schließen des Deckels eines Raucher-Feuerzeuges mit einem Magneten vorgesehen werden. Vorzugsweise arbeitet der Magnet direkt gegen einen federbelasteten Deckel aus ferromagnetischem Material. Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert; es stellen dar:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Taschen-Feuerzeugs für Raucher;

Fig. 2 eine Teil-Schnittansicht der inneren Anordnung

der Teile des Feuerzeugs, wobei einzelne Bauteile der Klarheit halber fortgelassen wurden,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der in Kunstharz vergossenen elektronischen Schaltung in dem Feuerzeug und der in diesem verwendeten elektrischen Zellen,

Fig. 4a, b und c die Anordnung der Bauteile in der in Kunstharz vergossenen elektronischen Schaltung,

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Pig-, 5 exile sclieiriätxsohe perspektivische Ansieht eines Deckenhaltersfür das Feuerzeug,

Fig/. 6 eine aüseiftändergezogene Ansicht: einiger Bauteile des neckeihalters, ,

Fig. 7 eine im allgemeinen der Fig. 2 entsprechenden Ansicht, aus welcher andere Einzelheiten des Aufbaus hervorgehen,

F'ig'.- 8 und 9 im vergrößerten Maßstab Einzelheiten des Äufbaüs einer in dem Feuerzeug verwendeten Basisplatte, wobei Fig. 8 eine Schnittansieht und Fig. 9 eine Aufsicht ist,

Fig. 10 den Brennstoffbehälter und die Brenneranordnung des Feuerzeugs, ■

Fig. 11 eine Seitenansicht des Brennstoffbehälters, Fig. 12 eine Ansieht üriterhalb dds Brennstoff behälters-, Fig. 13 eiiie Aufsicht des Breniistöffbehalters/

Fig. 14 eine äi3fseihäh4erg6zbgene peifspektiVische Ansieht der Oberseite des Brennstoff"!behälters und eines ieiles eines

Fig> 15 eine aüseihäridBrge^ogiefte: pelspefefeiVisehe Ansicht der Bäüteiie il

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Fig. 17 einen in dem Feuerzeug benutzten Isolator,und Fig. 18 die elektrische Schaltung des Feuerzreugs. ·

Es sei angemerkt _f daß die Fig. nicht alle den gleichen Maßstab haben und manche Teile zur klaren Darstellung ausgelassen oder vereinfacht werden.

Gemäß Fig. 1 enthalt ein mit Butangas betreibbares Raucher-Feuerzeug ein hohles, rechteckförmiges Gehäuse 1 mit einem Schnappdeckel 2 und einer Basisplatte 3, einen Schiebeschalter 4, ein Einstellrad 5 für die Flamme, eine Brenneranordnung 6, von v/elcher nur ein Teil in Fig. 1 dargestellt ist,und eine Zündelektrode 7. Wenn das Feuerzeug nicht in Betrieb ist, wird der Schnappdeckel 2 durch einen Magnet geschlossen gehalten. Es versteht sich, daß die äußeren Teile des Feuerzeugs eine hochwertige Qrnainentverzierung aufweisen, um für das Auge gefällig zu sein. Insbesondere das Gehäuse 1 und die Basisplatte 3-können aus einem kostbaren lletall bestehen oder damit plattiert sein. Der Deckel 2 muß wenigstens teilweise aus ferromagnetischem Material bestehen, so daß er durch den Magneten 8 angezogen wird, er kann jedoch ebenfalls mit einem Edelmetall plattiert sein*

Angenommen der Deckel 2 soll verschlossen werden, so wird das Feuerzeug bedient, indem der Schiebeschalter 4 zur Basis des Feuerzeugs heruntergedrückt wird, so daß der .Schnappdeckel aufspringt und ein elektrischer Kontakt in dem Feuerzeug hergestellt wird und ein Ventil in der Brenneranordnung 6 geöffnet wird und das Gas zur Zündung austreten, kann» Der Schiebeschalter wird herabgedrückt gehalten und nach einer sehr: kurzen Zeitspanne, die für den Benutzer kaum wahrnehmbar ist, wircL ein Fanken an der Zündelektrode 7 erzeugt uäftd das Gas gezündet». Der Gasstrom wird auf einen geeigneten Wert mittels eines- Einstellraaes 5 gebracht» Pfteifenxaueher werden in cter Regel einen größeren Gasstrom: als Zigarettenrauches benutzen»

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Wach der Benutzung des Feuerzeugs wird der Schnappdeckel 2 manuell geschlossen, und der Magnet 3 hält den Deckel geschlossen bis zur nächsten Gelegenheit, bei welcher der Schiebeschalter 4 betätigt wird. Das Schließen des Deckels 2 unterbricht den Gasstrom durch die Brenneranordnung 6.

Nach der allgemeinen Beschreibung des'Feuerzeugs werden nun dessen Bauteile im einzelnen erläutert. Zum Zwecke der Beschreibung werden verschiedene Überschriften vorgesehen, und zwar: allgemeiner Innenaufbau; Deckelhalterung; Brennstoffbehälter; Basisplatte; Gasregelmechanismus; elektronische Schaltung und mechanische Gesichtspunkte der elektronischen Schaltung.

Allgemeiner Irinenaufbau

Fig. 2 stellt die größeren Innenbauteile des Feuerzeugs dar, obwohl gewisse Teile zur Klarheit der Darstellung fortgelassen wurden. Der größte Teil des Innehraums wird durch einen Gasbehälter 9 und eine Elektroniksehalturig 10 in Anspruch genommen, welche in Epoxydharz oder ein anderes geeignetes Material gegossen ist. Die elektronische Schaltung 10 ist mit einem Schaltkontaktdraht 11 und einem übertrager 12 verbunden (T2 'im Schaltungsdiagramm). Die elektronische Schaltung 10 ist'derart eingegossen, daß sie die Gestalt eines Rechtecks mit einer "Stufe" einnimmt, wie sich aus Fig. 3 ergibt. Die "Stufe", wird verwendet, um zwei elektrische Zellen 13 aufzunehmen, die in einem nicht dargestellten Kunststoffbehälter enthalten sind, und es ist eine Einrichtung vorgesehen, um mit den. Zellen Kontakt zu bilden. Die Zellen sind in Reihe geschaltet und der positive Pol der in Reihe geschalteten Zellenjist mit dem Gehäuse 1 verbunden.

Die Anordnung von Teilen in der Schaltung 10 ist in Fig. 4a, b und c dargestellt. Fig. 4a^: stellt eine Anordnung mit einer-Fig. 2 entsprechenden Blickrichtung dar* Die Fig. 4b und 4c zeigen

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zur Blickrichtung der Fig. 4a senkrechte Ansichten, wobei die.Fig. 4b eine Seitenansicht und die Fig. 4c eine Aufsicht darstellt. Die Bezugszeichen sind die gleichen wie in dem Schaltungsdiagramm gemäß Fig. 18. Die Anordnung gemäß Fig. 4a, b und c bedarf daher nicht der Erklärung.

Deckelhalterung

Fig. 5 zeigt schematisch die Deckelhalterung. In unterbrochenen Linien ist eine Druckfeder 14 vorgesehen, um den Deckel 2 geöffnet zu halten, und der Deckel ist mit einem nicht dargestellten Gelenk bei 15 versehen. Wie sich am besten aus Fig. 6 ergibt, ist der Magnet 3 U-förmig ausgebildet und hat einen Nordpol 16 und einen Südpol 17, sowie einen Basisabschnitt 18, der in einem rechteckförmigen Joch 19 aufgenommen ist. Es sind Schrauben 20 und 21 vorgesehen, um den Magneten in dem Joch 19 zu halten. Der Schiebeschalter 4 ist an dem Joch 19 durch einen Zapfen 22 befestigt, der in einem Loch 23 in dem Joch 19 im Schiebesitz aufgenommen ist.

Fig. 7 zeigt die mechanische Anordnung für die Vorspannung des Schiebeschalters 4 in dessen oberer Lage (es sei angemerkt, daß der Magnet 8 in Fig. 7 weggelassen ist). Eine Druckfeder 24 ist koaxial um ein Rohr 39 angeordnet, das einen Teil der Brenneranordnung 6 bildet, und drückt an dem unteren Ende gegen einen Federring 25, der direkt unterhalb des Jochs-19 angeordnet ist. Wie bei 26 dargestellt ist, ist das Joch 19 derart ausgebildet, daß es der Gestalt des Rohres 39 entspricht, an welchem es anliegt, so daß das Joch vertikal gleiten kann. Es ist.ersichtlich, daß das Gehäuse 1 bei 27 eine Ausntunung hat, um eine GMtflache für den Schiebeschalter 4 zu bilden.

Wenn der Schiebeschalter in seiner oberen Position und der Deckel 2 geschlossen ist, befinden sich die Pole des Magneten 8 in Kontakt mit der unteren Fläche des Deckels. Der Deckel 2 besteht, wie erläutert wurde, wenigstens teilweise aus ferromagne-

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tischem Material und wird gegen die Wirkung der Feder 14 durch die magnetische Anziehung geschlossen gehalten» Wenn der Schiebeschalter 4 niedergedrückt ist, sind die Pole des Magneten 8 von dem Deckel wegbewegt, und die Federkraft 14 wird stärker als die magnet tische.'Anziehung,"und die Deckelfedern Öffnen sich,'um ,eine vertikale Position anzunehmen. Die Rückstellung des'Deckels 2 in die geschlossene Lage wird manuell erreicht*

Brennstoffbehälter · .

Einzelheiten des Brennstoffbehälters 9 sind in den Fig» 10 - 14 dargestellt. Der Brennstoffbehälter ist aus Kunststoffmaterial gegossen, das beispielsweise unter dem Warenzeichen "DELRIN" bekannt ist. Die Brenneranordnung 6 und ein ölventil 40 sind wahrend der Herstellung des. Behälters in den dargestellten Positionen gegossen. Die Brennerrohre und 'Füllventile sind Bauteile, die dem Fachmann für Raucher-Feuerzeuge bekannt sind, so daß eine detaillier-.te Beschreibung nicht erforderlich ist, Die Brenneranordnung 6 entspricht vorzugsweise derjenigen des britis.chen Patentes 822 374. Das Füllventil kann beispielsweise demjenigen des britischen Patentes 784 357 entsprechen. ^; - - - - ■

Der Brennstoffbehälter 9 enthält ein' Loch 41 zur Aufnahme der Spalterkomponenten, wie noch im einzelnen erläutert wird. Typischerweise ist die Wandstärke des Behälters etwa 1 mm. · ■■ '

Basisplatte ' ' .»-■-- .. ,. .■..--■■-. ■ ■ -. ...-.·-

Einzelheiten der Basisplatte 3 und der Einrichtung, durch die sie in ihrer Lage gehalten wird, sind in den Eig. 8 und 9 dargestellt." Gemäß Flg. 8 ist das untere Ende des Gehäuses 1 mit Ausnehmungen 28 und 29 versehen. Die Basisplatte 3 ist mit einem Vorsprung 30 für den Zugang in die Ausnehmung 30 und einem zurückziehbaren Vorsprung 31 für den "Zugang in" die Ausnehmung 29'Versehen. Die Basisplatte' 3 tia't" eine Nut 32, die als Befestigung für den'zurtickziehbaren Vorsprung 31 dient." Der zurückziehbare Vorsprung^ 31 b"e-

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steht aus einem kurzen Stück Federdraht, dessen Durchmesser geringfügig kleiner als die Breite der Nut 32 ist. Die Gestalt des Drahtes könnte allgemein als flaches "Λ" beschrieben werden. Ein Ende 33 des Drahtes ist an der Nut 32 durch Umbiegen der oberen Wand der Nut an diesem Punkt befestigt, so daß die obere Wand zu der unteren Wand geneigt wird, um den Draht in der Position zu halten. Ein Gewindeloch 34 ist in der Basisplatte 3 vorgesehen, um eine in unterbrochenen Linien, dargestellte Halteschraube 35 aufzunehmen. Wenn die Schraube 35 aus dem Loch entfernt wird, bewirkt die Federkraft des Drahtes, daß sein in unterbrochenen Linien dargestelltes Ende 36 in eine Position etwas rechts von der Position .bewegt wird, die normalerweise von der Mittelachse der Schraube 35 eingenommen ist, so daß der Vorsprung 31 zurückgezogen wird, damit die Basisplatte" 3 von dem Gehäuse 1 zum Ersatz und Wiederfüllen der Zelle entfernt werden kann. Wenn sich die Basisplatte 3 in der Position befindet und die Schraube 36 eingesetzt wird, verschiebt die geeignet geformte Spitze der Schraube das Ende 36 des Drahtes, so daß der Vorsprung 31 in die Ausnehmung 29 nach außen gelangt und die Basisplatte 3 in dem Gehäuse 1 hält.

Es versteht sich, daß eine andere Art von Basisplatte benutzt werden kann. Beispielsweise kann eine Basisplatte verwendet werden, die seitlich gegen die Federkraft bewegt v/erden muß, um einen Vorsprung aus einer Ausnehmung herauszubewegen. Andererseits kann eine nach dem "Schnapp"-Prinzip arbeitende Basisplatte verwendet werden. Auch kann ein Loch und eine Staubkappe, die in der Lage dem Füllventil entspricht, in der Basisplatte verwendet werden, so daß das Feuerzeug wieder gefüllt werden kann, ohne die Basisplatte zu entfefnen.

GasregaLmechanismus

Gasregelmechanismen für Raucher-Feuerzeuge sind dem Fachmann bekannt und brauchen daher hier nicht im einzelnen erläutert

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zu werden. Wie schon ausgeführt ,wurde, entspricht die Brenneranordnung 6 vorzugsweise derjenigen des britischen Patentes 822 374. Fig. IO stellt eine Ansicht des Brennstoffbehälters 9, des Einstellrades 5 für die Flamme und der Brenneranordnung 6 dar, wobei andere Bauteile fortgelassen -wurden. Die Brenneranordnung β umfaßt eine zentrale, durch eine Feder vorgespannte Stange 42, welche koaxial in dem Rohr 39 eingepaßt ist. Die Stange 42 kann longitudinal gegen die Wirkung der nicht dargestellten Feder bewegt werden, Vielehe die Stange 42 (in der Zeichnung gesehen) aufwärtsdrückt. Die Stange 42 ist mit einem nicht dargestellten Ventil verbunden, welches Gas aus dem Brennstoffbehälter durch das Rohr 39 austretenläßt, wenn die Stange sich in ihrer oberen Position befindet. Das obere Ende der Stange ist.sp angeordnet, daß es gegen den Deckel 2 des Feuerzeugs drückt. Wenn der Deckel 2 geschlossen ist, wird die Stange 42 gegen die Wirkung der Feder nach unten gedrückt und das nicht dargestellte Ventil geschlossen. Wenn der Deckel offen ist, bewegt sich die Stange 42 nach oben, das Ventil öffnet sich und das Gas fließt aus dem Brennstoffbehälter 9. Das Schließen des Deckels drückt die Stange wieder gegen die Federkraft und schließt das Gas ab.. Auf diese Weise ergibt das Öffnen und Schließen, des Deckels 2 des Feuerzeugs eine einfache aber wirksame Ein/Aussteuerung des. Gasstromes. ^ .

In Fig. 15 und 16 sind einzelne Teile des Feuerzeugs dargestellt, die zur Flammenregelung benutzt werden, wobei Fig. 16 einen größeren Maßstab.aufweist als Fig. Ί5 und wobei andere Teile fortgelassen wurden.

Die Flammenregelung in Raucher-Feuerzeugen liegt innerhalb des Wissens der Fachleute auf diesem Gebiet, so daß eine einfache Beschreibung genügt.

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Das Einstellrad 5 für die Flamme besteht aus federndem Kunststoffmaterial und hat einen Griff 43 für die Bedienung durch den Benutzer und ein Loch 44 mit Vorsprüngen· 45, die auf eine mit einem Stift versehene Welle 46 auf einem Schraubenglied 47 drücken. Das Gas aus dem Brennstoffbehälter 9 tritt zu dem Rohr 39 durch einen Schlitz 43 in einem Gehäuse 49 aus und gelangt dann durch einen. Docht 50 und einen zentralen Durchgang 51 in ein Kompressionsglied 52 und dann durch ein nicht dargestelltes Einschalt/Äusschaltventil zum Rohr 39. Der Docht 50 liegt zwischen dem Kompressionsglied 52 und einem Sitz mit einem Gummikissen 53 und einem unteren Kompressionsglied 54. Die Schraube 47 hat ein Außengewinde 55, das in.eine Gewindebohrung in einem nicht dargestellten Teil eingeschraubt ist. Dadurch bewirkt die Betätigung des Einstellrades 5 eine axialle Bewegung der Schraube 47, so daß der Docht 50 mehr oder weniger entsprechend der Bewegungsrichtung des Einstellrades 5 zusammengedrückt wird. Es ergibt sich, daß der Docht 50 in einem stark zusammengedrückten Zustand dem Gasdurchgang einen größeren Widerstand entgegensetzt, als wenn der Docht weniger, zusammengedrückt ist, und es wird daher eine Steuerung des Gasdurchflusses erreicht.

Elektronische Schaltung

Gemäß Fig. 18 ist eine Batterie E verbunden, um das Zündsystem des Feuerzeuges zu speisen, welches folgende Teile auf v/eist: Einen Zündschalter SWl, einen durch Transistoren VTl und VT2 und einen Transformator T₁ gebildeten Inverter bzw. Umsetzer; eine durch Transistoren VT3 und VT4 gebildete Umsetzersteuerschaltung; Widerstände R-, R , R und Kapazitäten C„ und C₃; eine Zwei-Weg-Gleichrichterbrücke mit Dioden D , D , D₃ und D ; eine durch eine Triggerdiode Ο, und Widerstände R. und R, gebildete Triggerschaltung; und eine durch einen Kondensator C-, einen Aufwärts-Umformer T^₁ einen Thyristor D₅ und Zündelektroden IE gebildete Entladeschaltung. Wie noch im einzelnen erläutert wird, bewirkt der Betrieb des Schaltars

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SWl die Abgabe eines elektrischen Funkens an den Zündelektroden IE, um den Brennstoff des Feuerzeuges zu zünden. Beispiele geeigneter
Arten und Bemessungen der Bauteile sind in der nachfolgenden Tabelle aufgeführt:

Bauteil	Type oder Bemessung
E . ■	Zwei Quecksilberzellen, jeweils vom Typ MP625H
VTl, VT2, VT3	jeweils 2N37.94
VT4	2N4291
Rl .	18OJL- 5% 0.1W
R2	1OkA-5% 0.1W
R3	6SkJl- 5% 0.1W
R4' R5	jeweils lkjl ± 5% 0.1W
ci .	33// F 40V elektrolytisch
C2, C3	jeweils O.OlyU F 30V'
D1, D2, D3, D4	jeweils IN4148
D5	TIC45
D6	D32

Bauteile	Type oder Bemessung
Tl	1. Primärwicklung P, mit 16 Win dungen, Mittelpunktanzapfung; 2. Sekundärwicklung P- mit 16 Win dungen, Mittelpunktanzapfung; Sekundärwicklung S~ mit 2OO Win dungen auf einem Ferritkern mit 8 mm Durchmesser;
T2	Primärwicklung mit 12 Windungen, Sekundärwicklung mit 25OO Windungen
SWl	einpoliger Arbeitskontakt

Der übertrager T„ entspricht vorzugsweise demjenigen der englischen Anmeldung Nr. 5981/72 mit dem Titel "Formers for Inductive Devices and Devices and Apparatus Employing Same".

Der Wechselrichter ist so ausgelegt, daß die für das Laden des Kondensators C, erforderliche Zeit kurz ist. Hierzu v/erden Siliziumtransistoren für eine niedrige Kollektor/Emitter-Sättigungsspannung bei den vorkommenden Betriebsströmen zusammen mit einem Toroid-Ferrit-Übertrager verwendet. Die Brückengleichriehterdioden sind Hochfreguenzdioden. Eine Doppelwellen-Gleichrichtung wird einer Gleichrichtung nur einer Halbperiode vorgezogen.

Die Kollektoren der Transistoren VTl und VT2 sind mit entsprechenden Enden der Primärwicklung P^ des Übertragers T₁ und ihre Emitteranschlüsse gemeinsam mit dem negativen Pol der Batterie E verbunden. Die Basisanschlüsse der Transistoren VTl und VT2 sind mit den entsprechenden Enden der Primärwicklung P₂ des Übertragers

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T, verbunden. Wie noch im einzelnen erläutert wird, sind die Transistoren VT3 und VT4 verbunden, um den Basisstrom der Transistoren VTl und VT2 und damit den Betrieb des Wechselrichters zu steuern. Der Wechselrichter arbeitet bekannterweise als Rechteckwellenoszillator mit Übertragerrückkopplung.

Das eine Ende der Sekundärwicklung des Übertragers T, ist mit der Kathode der.Diode D, und der Anode der Diode D, und das andere Ende der Sekundärwicklung ist mit der Kathode der Diode D₂ und der Anode der Diode D₃ verbunden. Die Anoden der Dioden D,und D~ sind gemeinsam mit dem negativen Pol" der Batterie E verbunden. Die Kathode der Dioden D-. und D₄ sind gemeinsam mit einem Ende der Triggerdiode Dg verbunden, deren anderes Ende mit einem Ende des Widerstandes R. verbunden ist, dessen anderes Ende über einen Widerstand Rr mit dem negativen Pol der Batterie E verbunden ist. Der Thyristor D₅ hat eine mit den Kathoden der Dioden D₃ und D. verbundene Anode und seine Kathode ist mit dem negativen Pol der Batterie E verbunden. Die Triggerelektrode des Thyristors Dr ist mit der Verbindungsstelle der Widerstände R. und R₁- verbunden. Das bezüglich beider Halbwellen gleichgerichtete Ausgangssignal des Übertragers T₁ erscheint daher am Thyristor D₅.

Die Komponenten VT3, VT4, R., R₃, R₃, C₃ und C₃ bilden die Wechselrichter-Steuerschaltung. Der Emitter des Transistors VT3 ist mit der Mittelanzapfung der Primärwicklung P₂ des Übertragers T- und der Kollektor, mit der Basis des Transistors VT4 verbunden. Der Kollektor, des Transistors VT4 ist gemeinsam mit der Basis des Transistors VT3, einem Ende des Kondensators C~, einem Ende des Kondensators C₃ und einem Ende des Widerstandes R₃ verbunden. Der Emitter des Transistors VT4 ist mit. einem Ende des Widerstandes R, verbunden, dessen anderes Ende mit dem von der Basis des Transistors VT3 entfernten Ende des Kondensators C₂ verbunden ist. Das von der Basis des Transistors VT3 entfernte Ende des Widerstandes R-> ist mit dem negativen

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Pol der Batterie E verbunden. Der Widerstand R„ ist zwischen der Verbindungsstelle des Widerstandes R, und des Kondensators C₂ und dem negativen Pol der Batterie E verbunden. Die gemeinsamen Enden der Widerstände R.. und R„ und des Kondensators C₂ sind mit der Mittelanzapfung der Primärwicklung P₁ des Transformators T und dem Pol des Schalters SWl verbunden, der von der Batterie E entfernt ist. Das vom Transistor VT3 entfernte Ende des Kondensators C₃ ist mit dem positiven Ausgang (Kathoden D₃ und D.) der Brückenschaltung verbunden, die durch die Dioden D,, D₃₇O₃ und D₄ gebildet wird.

Der positive Pol des Elektrolytkondensators C-, ist mit den Kathoden der Dioden D_ und D. und der negative Pol mit einem Ende der Primärwicklung des Übertragers T₂ verbunden. Das andere Ende der Primärwicklung ist mit dem negativen Pol der Batterie E verbunden. Ein Ende der Sekundärwicklung des Übertragers T₂ ist mit dem negativen Pol der Batterie E verbunden. Das andere Ende der Sekundärwicklung des Übertragers T₂ ist mit der Zündelektrode 7 verbunden. Die andere Zündelektrode wird durch die Stange 42 gebildet, die mit dem positiven Pol der Batterie E verbunden ist. Der positive Pol der Batterie E ist mit dem Gehäuse 1 verbunden.

Beim Schließen des Schalters SWl wird der positive Pol der Batterie E mit dem oberen Ende des Kondensators C„ verbunden, und demgemäß tritt an der Basis des Transistors VT3 eine positive Spannung auf. Der Emitter des Transistors VT3 ist mit dem negativen Pol der Batterie E durch die Mittelanzapfung der Primärwicklung P₂ verbunden, so daß die positive Spannung den Transistor VT3- einschaltet. Demzufolge wird Kollektorstrom für den Transistor VT3 von der Basis des Transistors VT4 gezogen, der den Transistor VT4 einschaltet. Der Kollektorstrom vom Transistor VT4 fließt in die Basis des Transistors VT3, der wiederum mehr Strom, von der Basis des Transistors VT4 zieht. Dadurch bilden die Transistoren VT3. und VT4 ein komplementäres Schalterpaar und das Schließen des Schalters SWl führt dazu, daß beide Transistoren VT3 und VT4 eingeschaltet werden.

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Der Transistor VT3 führt den Transistoren VTl und VT2 des Wechselrichters Basis_vstrom zu, welcher solange weiterschwingt, wie der Schalter SWL· geschlossen ist, um Kollektorstrom zu liefern und solange, wie der Transistor VT3 Basisstrom an die Transistoren des Wechselrichters liefert.

Wenn der Wechselrichter arbeitet, tritt eine Sekundärwikklung S, des Übertragers T^ eine Rechteckwellenspannung von ungefähr 70 V von Spitze zu Spitze bei einer Frequenz von ungefähr 4OkHz auf. Das Ausgangssignal der Schaltung wird an sich etwas geringer, wenn die Batterie durch Alterung beeinträchtigt ist. Der Wechselrichter und der Gleichrichter ändern die Batteriespannung von einem Pegel von einigen Volt bis zu einem beträchtlich größeren Pegel.

Das bezüglich beider Halbwellen gleichgerichtete Ausgangssignal der Sekundärwicklung S, lädt den Kondensator C, über die Primärwicklung des Übertragers T₃. Die Triggerdiode D_g bleibt nichtleitend, bis ihre Durchbruchspannung erreicht wird, und solange die Spannung an der Triggerdiode D_ß kleiner als die Durchbruchspannung ist, ist der Spannungsabfall an den Widerständen R* und R₅ im wesentlichen null. Bei der Ladung des Kondensators C. wird schnell ein Punkt erreicht, bei dem die Spannung einer Triggerdiode Dg gleich ihrer Durchbruchspannung ist, worauf die Diode Dg leitet und ein Signal an der Verbindungsstelle der Widerstände R. und R,- auftritt, das den Thyristor D,- leitend macht. Der Kondensator D, wird nun schnell durch die Primärwicklung des Übertragers T₂ und den Thyristor D₅ entladen, der natürlich leitend bleibt, bis der Strom durch ihn null wird, und im Ergebnis wird in die Sekundärwicklung des Übertragers T- eine sehr hohe Spannung von ungefähr 7kV induziert. Die hohe Spannung an der Sekundärwicklung ruft einen den Brennstoff zündenden Funken zwischen den Zündelektroden IE hervor.

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Die zum Zünden des Butangases des Feuerzeugs erforderliche Energie beträgt ungefähr 2 mJ und in der diskutierten Schaltung werden im Kondensator C, wenigstens 15 mJ gespeichert. Während die

J- »

in dem Funken enthaltene Energie von der Wirksamkeit des Übertragers T„ abhängt, kompensiert dieser Wert der gespeicherten Energie im Kondensator C, die erwarteten Verluste im übertrager T mehr als ausreichend.

Die Verwendung der Triggerdiode D, und des Thyristors D ergibt eine hohe Ladegeschwindigkeit für den Kondensator C₁, da die Leerlaufausgangsspannung des Wechselrichters und Gleichrichters wesentlich größer als die maximale Arbeitsspannung des Kondensators C. gemacht werden kann. Diese Tatsache ist vorteilhaft, da die Größe von den Kondensatoren eines vorgegebenen Wertes mit ihrer Arbeitsspannung zunimmt.

Die Entladung des Kondensators C, führt auch zu einer negativen Spannungsspitze, die über den Kondensator C-, an die Basis des Transistors VT3 abgegeben wird. Diese negative Spannungsspitze bewirkt, daß beide Transistoren VT3 und VT4 der Wechselrichtersteuerschaltung ausgeschaltet werden. Folglich hört der Basisstrom für die Transistoren des Wechselrichters auf und dieser beendet den SchwingungsVorgang. Die negative Spannungsspitze lädt den Kondensator C₂f so daß die Transistoren VT3 und VT4 abgeschaltet bleiben. Diese Ladung nimmt durch die dem Kondensator C„ zugeordneten Widerstände ab, aber die Transistoren VT3 und VT4 bleiben abgeschaltet, bis wieder eine positive Spannung an die Basis des Transistors VT3 durch eine weitere Betätigung des Schalters SWl zugeführt wird.

Es ergibt sich, daß der Benutzer für die Funkenentladung weiterhin den Schalter SWl für den Multivibrator bedienen muß, welcher ausreichend lange arbeiten muß, damit die Spannung am Kondensator C₁ aufgebaut wird. Nachdem der Kondensator C- einmal ent-

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laden ist, ist der Ttfechselrichter abgeschaltet. Daher läuft der. Wechselrichter bei einer einmaligen Betätigung des Schalters hinreichend lange, um den Funken zu erzeugen, wonach er abgeschaltet bleibt, unabhängig davon, ob der Benutzer den Schalter niedergedrückt läßt oder nicht.

Der Schaltvorgang braucht nicht bezüglich der Zeit mechanisch vorgegeben zu sein; vorausgesetzt, daß der Kontakt hergestellt ist, so arbeitet der Wechselrichter nur für die Zeit, welche erforderlich ist, um den Kondensator mit ausreichender Energie zur Erzeugung eines Zündfunkens zu laden. Das bedeutet, daß keine Energie verschwendet wird, nachdem der Kondensator voll aufgeladen ist (ein System mit einer festen Ladezeit müßte eine ausreichende Zeitspanne zum Laden des Kondensators durch eine teilweise verbrauchte Batterie vorsehen, so daß diese Zeitspanne langer wäre als die für eine frische Batterie benötigte Zeit). Die für die Ladung des Kondensators und die Funkenerzeugung erforderliche Zeit, welche für den Benutzer kaum wahrnehmbar ist, nimmt zu, wenn die Batterie älter wird und kann als sinnvolle Angabe darüber dienen, daß die Batterie erneuert werden muß. Das Zündsystem arbeitet jedoch selbst mit erheblich verlängerten Ladezeiten weiter.

Mechanische Gesichtspunkte der elektronischen Schaltung In Fig. 2 und 14 sind mechanische Einzelheiten des Schalters SWl dargestellt. Eine nicht dargestellte Kompressionsfeder ist in dem Loch 41 gemäß Fig. 14 derart angeordnet, daß sie gegen den Schaltkontaktdraht 11 (Fig. 2) drückt. Ein Kontaktstift 56 ist in das eine Ende des Loches 40 eingesetzt, das von dem Kontaktdraht 11 entfernt ist, und wird durch die Feder in Kontakt mit der Innen"· fläche des Schiebeschalters 4 vorgespannt. Der Schiebeschalter 4 besteht aus Isoliermaterial mit einer- gerillten Vorderfläche und einem Bereich 53 aus Leitermaterial auf seiner innenfläche. Der leitende Bereich 53 ist mit dem positiven Pol der Batterie durch das

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Gehäuse 1 verbunden bzw. gleitet an diesem vorbei. Wenn der Schiebeschalter 4 sich in seiner oberen Position befindet, berührt der
Kontaktstift den isolierten Teil des Schiebeschalters 4, aber wenn der Schalter 4 heruntergedrückt ist, kommt der Stift 56 in Kontakt mit dem Bereich 58, und es wird eine Verbindung durch die Feder in dem Loch 41 hergestellt, um den Draht 11 zu berühren, der wiederum mit den elektronischen Bauteilen verbunden ist.

Die Hochspannungsteile der Schaltung erfordern eine sorgfältige Isolation, um sicherzustellen, daß keine unerwünschte Entladung auftritt. Die Formgebung der Isolationsschicht um die Zündelektrode 7 kann den Figuren entnommen werden. Ein Schirm 57 (Fig. 1 und 17) aus keramischem oder anderem hitzbeständigen Isolationsmaterial umgibt die Zündelektrode 7, um unerwünschte Entladungen
vermeiden zu helfen. Die Brenneranordnung 6 ist mit dem positiven
Pol der Batterie E durch das aus Metall bestehende Joch 19 und das Gehäuse 1 verbunden.

Es ist ersichtlich, daß die beschriebene Ausführungsform
gegenüber den herkömmlichen Feuerzeugen verschiedene Vorteile hat. Der Einbau eines Wechselrichters und eines Gleichrichters zur Erhöhung der von der Batterie.gelieferten Spannung erlaubt die Verwendung eines kleineren Kondensators zum Speichern einer gegebenen Energiemenge, als wenn der Kondensator durch die Batterie alleine
geladen wäre. Dies spart beträchtlich an Platz für die elektrischen Bauteile in dem Feuerzeug, wobei Fig. 1 entnommen werden kann, daß die Höhe des Feuerzeugs nur 7 cm betragen kann. Weiterhin werden
Niederspannungszellen verwendet, die relativ billig und leicht zu
erhalten sind. Die Verwendung des Wechselrichters gestattet auch
ein schnelles Laden des Kondensators, welches im Hinblick auf einen wiederholten Betrieb des Feuerzeuges wünschenswert ist, und die
Zellen werden während der Nichtbenutzung durch keine Last beansprucht,

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Die Verwendung der Triggerdiode ist insbesondere vorteilhaft bezüglich der Iiadeg.eschwindigke-.it des Kondensators, und die Verwendung des Thyristors ergibt eine schnelle Entladung des Kondensators ohne "Kontaktprellen", da ein einmal gezündeter Thyristor solange eingeschaltet bleibt, bis die an ihm liegende Spannung auf null abfällt. .

Andere Formen und Ausführungsformen sind denkbar, die noch im Rahmen der Erfindung liegen, beispielsweise kann die Erfindung auch in einem Tischfeuerzeug verwendet werden. Dort wäre eine im allgemeinen gedrungenere Anordnung der Bauteile wünschenswert. Der Thyristor kann gewünschtenfalls durch einen* mechanischen Schaltkontakt ersetzt und die Triggerdiode weggelassen werden, aber die Verwendung dieser Bauteile zur automatischen Zündung ist vorzuziehen. Transistoren des entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps gegenüber den dargestellten Transistoren und andere Inverter bzw. Wechselrichter können verwendet werden.. Beispielsweise kann ein Oszillator mit einem einzigen Transistor verwendet werden. Der Wechselrichter kann einen piezoelektrischen Festkörperübertrager verwenden.. Auch könnte ein Diodenspannungsvervielfächer verwendet werden. Wenigstens einige der elektrischen Bauteile des Feuerzeugs könnten in integrierter Schaltungstechnik ausgeführt werden. Eine oder mehrere wiederaufladbare Zellen konnten zur Speisung des Feuerzeugs verwendet werden. Schließlich ist es nicht unbedingt erforderlich, daß die elektronischen Bauteile in der angegebenen Welse eingegossen werden.

~ Patentansprüehe -—

Claims (17)

223416 Paten ta nsprüche

1. Raucher-Feuerzeug mit einer elektrischen Zündeinrichtung zum Betrieb aus einer oder mehreren elektrischen Zellen, mit einem Kondensator zur Energiespeicherung für die Funkenerzeugung, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (VTl,VT2,T,) vorgesehen ist, durch welche während des Betriebs der durch die Zelle(n) gebildete Spannungspegel auf einen wesentlich höheren Wert zum Laden des Kondensators (C.) gebracht wird.

2. Feuerzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Halbleiterschalter (D₁-) vorgesehen ist, um das Wiederaufladen des Kondensators (C,) für eine v/eitere Funkenerzeugung zu verhindern,nachdem die Entladung stattgefunden hat, bis eine vzeitere Betätigung eines manuell betätigbaren Schalters (SWl) zur Auslösung der Zündung erfolgt ist.

3. Feuerzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterschalter einen ersten Transistor (VT3) des einen Leitfähigkeitstyps und einen zweiten Transistor (VT4) des entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps aufweist und die Basis des ersten Transistors mit dem Kollektor des zweiten Transistors und die Basis des zweiten Transistors mit dem Kollektor des ersten Transistors verbunden ist.

4. Feuerzeug nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Ändern des Spannungspegels einen Wechselrichter (VTl, VT2,T..) aufweist, der mit einem Gleichrichter (D*,D₂,D₃,D₄) verbunden ist.

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5. Feuerzeug nach Anspruch A, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselrichter einen Oszillator (VTl,VT2) aufweist, der mit
einem Aufwärtsübertrager (T,) verbunden ist.

6. Feuerzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator einen Mpltivibrator-Oszillator aufweist.

7. Feuerzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß während des Betriebs die Rückkopplung für den Multivibrator-Oszillator über eine Rückkopplungswicklung (P,) des Aufwärtsübertragers (T,) erhalten wird.

8. Feuerzeug nach einem der Ansprüche 4-7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Aufwärtsübertragers (T..) mit einem Doppelweg-Gleichrichter (D₁,D«,D^,D.) verbunden ist.

9. ■ Feuerzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Thyristor (D_) vorgesehen ist, um die Entladung des Kondensators (C,) in einen Impulsübertrager (T₂) vorzusehen, der mit Zündelektroden (IE) verbunden ist.

10. Feuerzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (Dg,R., R₅) zum Triggern des Thyristors (D₅) in
den Leitfähigkeitszustand vorgesehen ist, wenn eine vorbestimmte
Spannung am Kondensator (C,) erreicht ist.

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11. Feuerzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (D-.,R. ,R^.) zum Triggern des Thyristors (Dc) eine Triggerdiode (D,) aufweist.

12. Feuerzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Feuerzeug ein Taschenfeuerzeug ist.

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13. Feuerzeug nach einem der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß das Feuerzeug ein Tischfeuerzeug ist.

14. Feuerzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- ■' durch gekennzeichnet, daß das Feuerzeug einen Deckel (2) aufweist und eine Einrichtung mit einem Magneten (8) das Feuerzeug normalerweise geschlossen hält.

15. Feuerzeug nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Federeinrichtung (14) vorgesehen ist, um den Deckel in eine offene Position zubringen.

16. Feuerzeug nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet (8) direkt auf den Deckel (2) in der geschlossenen Stellung wirkt.

17. Feuerzeug nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, um den Magnden (8) von dem Deckel (2) wegzubewegen und die Öffnung des Deckels zu bewirken.

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