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PiezozÜnder mit Schlagmechanik Die Erfindung betrifft einen Piezozünder
mit Schlagmechanik, insbesondere für Feuerzeuge, mit einem piezoelektrischen Wandleer,
einem in Richtung auf diesen bewegbaren Hammer, der mit einer von einem Betätigungsorgan
zusa=endrückbaren Kraftspeicherfeder zusammenwirkt, mit einer Bewegungsauslöseeinrichtung
tung für den Hammer und mit einem diese Teile aufnehmenden Gehäuser an dessen einem
Stirnende der piezoelektrische Wandler liegt, und mit einer an dem freiliegenden
Ende desselben angebrachten Prallplatte.
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Bisher wurde bei derartigen Piezozündern mit Schlagmechanik der piezoelektrische
Wandler fest in das Gehäuse eingesetzt.Dadurch ergibt sich der Nachteil, daß durch
die Reibung des piezoelektrischen Wandlers an der Innenwand des Gehäuses ein Teil
der Schlagenergie verlorengeh9ind nicht für die Erzeugung elektrischer Energie zur
Verfügung steht.
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Bei einer anderen bekannten Bauart eines Piezozünders mit Schlagmechanik
liegt die dem Hammer zugewandte Seite des piezoelektrischen Wandlers an einem Anschlag
des Gehäuses an, und die andere Stirnfläche des Wandlers ist über eine besondere
Feder unter Vorspannung
gehalten. Diese Bauart erfordert zusätzliche
Teile, so daß die Herstellungskosten erhöht sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Piezozünder mit Schlagmechanik
der eingangs genannten Art zu schaffen, der einfach aufgebaut ist und einen verhältnismäßig
hohen Wirkungsgrad aufweist.
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Die Lösung dieser Aufgabe ist darin zu sehen, daß eine Rückholfeder
zwischen dem Hammer und der Prallplatte angeordnet ist und daß der piezoelektrische
Wandler mit seitlichem Spiel in das Gehäuse eingesetzt ist. Durch den Druck der
Rückholfeder auf die Prallplatte wird das piezoelektrische Element immer unter einer
gewissen Vorspannung gehalten, was sich günstig auf die Energiebilanz auswirkt.
Es ist dabei nicht erforderlich, den piezoelektrischen Wandler fest in das Gehäuse
einzusetzen, so daß auch besondere Befestigungseinrichtungen für denselben entfallen
können.
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Vorzugsweise greift die Rückholfeder an einer Umfangs schulter des
Hammers an. Dadurch läßt sich eine kurze Bauweise des Piezozünders erreichen.
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Gemäß einer Weiterbildung sind die Enden der Rückholfeder planparallel
geschliffen. Dies trägt dazu bei, daß der Hammer durch die Rückholfeder nicht verkantet
wirds wodurch zusätzliche Reibungsverluste entstehen würden.
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Vorzugsweise haben der Hammer und die Prallplatte eine Kreisquerschnittsform,
und die Rückholfeder ist eine Schraubenfeder.
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Die Erfindung ist im folgenden anhand einer schematischen Zeichnung-an
einem Ausführungsbeispiel ergänzend beschrieben.
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Die einzige Figur ist ein 833chntt durch einen Piezoztlnder nach der
Erfindung.
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Der in der Figur dargestellte Piezozünder umfaßt ein zylindrisches
Gehäuse 1 aus einem Kunststoff. Das Gehäuse hat eine Kreisquerschnittsform und ist
an einem Ende durch einen Boden 2 verschlossen. Der Innenraum des Gehäuses ist ebenfalls
kreisquerschnittsförmig. Auf dem Boden 2 des Gehäuses liegt ein piezoelektrischer
Wandler 3 auf, der aus zwei hintereinander angeordneten piezoelektrischen Bariumtitanatkristallen
4 und 5 besteht, zwischen denen eine Elektrode 6 liegt, welche durch eine oeffnung
7 in der Gehäusewand nach außen geführt ist. Auf dem oben liegenden piezoelektrischen
Bariumtitanatkörper 5 befindet sich eine Prallplatte 8 aus Metall, Diese Prallplatte
kann mit dem Bariumtitanatkörper verkittet sein.
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Der Piezozünder umfaßt ferner einen Hammer 9, der an dem zur Prallplatte
8 hinweisenden Mantelbereich mit einer Umfangsausnehmung versehen ist, die an einer
Schulter 10 endet. Zwischen der Prallplatte 8 und der Schulter 10 befindet sich
eine Rückholfeder 11, die an ihren beiden Stirnflächen planparallel geschliffen
ist.
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An dem oben offenen Ende des Gehäuses 1 befinden sich diametral gegenüberliegende
Bohrungen 12, durch die ein Haltestift 13 getrieben ist. Dieser Haltestift dient
zum Halten einer Betätigungskappe 14 und einer Permanentmagnetanordnung.
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n e Betätigungskappe 14 ist topfförmig ausgebildet und weist zwei
diametral gegenüberliegende, achsparallel sich erstreckende Längslöcher 15 auf,
durch die der Haltestift 13 gesteckt ist. Die Längs löcher ermöglichen eine ihrer
Länge entsprechende Beweglichkeit der Betätigungskappe 14. Diese hat im übrigen
einen Außendurchmesser, der etwas kleiner ist als der Innendurchmesser des Gehäuses
1, so daß die Betätigungskappe nicht wesentlich verkantet werden kann.
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Die Permanentmagnetanordnung umfaßt einen quaderförmigen Permanentmagneten
16, an dessen beiden gegenüberliegenden Längsseiten Polplatte 17 angebracht sind,die
zu beiden Seiten etwas über die Länge des Permanentmagneten 16 hervorragen. Die
Polplatten 17 sind mit dem Permanentmagneten 16 verklebt.
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Die oben überstehenden Enden der Polplatten 17 sind mit Bohrungen
18 versehen, durch die der Haltestift 13 gesteckt ist. Auf diese Weise wird die
aus den Teilen 16 und 17 bestehende Permanentmagnetanordnung gehäusefest gehalten.
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Die unteren Enden der Polplatten 17 liegen an einer Stirnfläche des
Hammers 9 an, der aus einem ferromagnetischen Material besteht und daher durch den
Magnetfluß festgehalten wird.
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Der Piezozünder umfaßt ferner noch eine Kraftspeicherfeder 19, die
einerseits an der Stirnfläche des Hammers 9 und andererseits an der Stirnkante des
offenen Endes der Betätigungskappe 14 angreift.
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Der Piezozünder hat folgende Wirkungsweise. Im in der Figur dargestellten
Ruhezustand befindet sich die Kraftspeicherfeder 19 praktisch in ihrem entspannten
Zustand, so daß sie keine wesentliche Kraft auf den Hammer 9 ausübt. Wird nun die
Betätigungskappe 14 nach unten gedrückt 3 so wird die Kraftspeicherfeder 19 gespannt
und dementsprechend eine wachsende Kraft auf den Hammer 9 ausgeübt. Sobald die Spannkraft
der Kraftspeicherfeder 19 größer wird als die Haltekraft der Permanentmagnetanordnung,
löst sich der Hammer von derselben und schnellt nach unten gegen die Prallplatte
8, wobei die Rückholfeder 11 bereits einen Druck auf den piezoelektrischen Wandler
ausübt, bevor der Hammer 9 auf die Prallplatte 8 auftrifft. Durch diesen Druck der
Rückholfeder werden die einzelnen Teile des piezoelektrischen Wandlers jedenfalls
so weit zusammengedrückt, daß sie nicht mehr locker oder mit Spiel aneinander liegen.
Durch das Zusammendrücken des piezoelektrischen Wandlers vor dem Auftreffen des
Hammers wird erreicht, daß der piezoelektrische Wandler eine maximale elektrische
Energie beim Auftreffen des Hammers erzeugt.
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Die Rückholfeder 11 kann so dimensioniert sein, daß bereits im Ruhezustand
eine Druckkraft auf den piezoelektrischen Wandler 3 ausgeübt wird. Es ist jedoch
auch möglich, eine Rückholfeder zu verwenden, die erst mit der Bewegung des Hammers
9 in Richtung auf die Prallplatte 8 eine Druckkraft erzeugt.
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Die Umfangsausnehmung an der Mantelfläche des Hammers 9 ermöglichst
eine Aufnahme der Rückholfeder 11 im zusammengedrückten Zustand derselben, d.h.
wenn der Hammer 9 auf der Prallplatte 8 aufschlägt.