DE1629891A1 - Piezoelektrische Zuendvorrichtung fuer brennbare Gase,insbesondere fuer Gasfeuerzeuge - Google Patents

Description

R.-Nr. υο2β

Ws/tip n.2.1967

Anlage zur

Patent--und- Anmeldune:
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ROB URT BOSCH GMBH, 7 Stuttgart W, Breitscheidstrasse

Piezoelektrische Zündvorrichtung für brennbare Gase, insbesondere für Gasfeuerzeuge

Die.Erfindung- bezieht sich auf eine piezoelektrische Zündvorrichtung für brennbare Gase, insbesondere für Gasfeuerzeuge, mit einem an eine Funkenstrecke angeschlossenen Piezoelement und einem auf das Piezoelement einwirkenden Schlagorgan, das Über einen Kraftspeicher mit einem Betätigungsorgan gekoppelt ist.

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Robert Bosch GmbH . R.-Nr. 8826

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Bei bekannten piezoelektrischen Zündvorrichtungen für Gasfeuerzeuge (USA Patentschrift 3 200'295) reicht der bei Betätigung einer Drucktaste durch einen Schlagbolzen im Piezoelement erzeugte Druckimpuls oftmals nicht aus, urn an der Funkenstrecke einen zur ii'.ntrLamniung des Gases ausreichend kräftigen und zeitlich genügend langen Zündfunken zu erzeugen. Dieser Mangel läßt sich nicht allein durch einen verstärkten üruckimpuls beheben, da die Entladungen an der b'unkenstrecke, die sowohl durch den Druckanstieg, als auch durch den Druckabfall eines Drucklrnpulses im Piezoelement erzeugt werden, zu kurszeitig aufeinander folgen. Lediglich durch eine relativ große Schlagbolzenmasse und eine darauf abgestimmte Schlagfeder werden zeitlich genügend lange und kräftige Entladungen an der Funkenstrecke erzielt. Die Erhöhung der Schlagbolzenmasse führt jedoch bei Zündvorrichtungen in Gasfeuerzeugen vielfach zu einer sehr·schweren Konstruktion mit relativ großen Abmessungen.

Bei einer ebenfalls bekannten Ausführung wird der Druck auf das Piezoelement durch Hebelwirkung von Hand aufgebracht (österreichische Patentschrift 241 OO8). Die dabei auftretenden statisch wirkenden Kräfte von 300 - 500 kp bedingen ebenfalls eine schwere, kräftige Konstruktion. Eine zusätzliche Unsicherheit ist bei einem derartigen System durch die individuell unterschiedliche Betätigung der Zündvorrichtung bedingt. Bei zu geringem Druck bzw. Druckanstieg wird die im Piezoelement freiwerdende elektrische Energie über die Isolations- und Innenwiderstände des Stromkreises abgeleitet, ohne daß ein Zündfunke erzeugt wird.

Von dieser Erkenntnis ausgehend, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Zündvorrichtung zu entwickeln, die unter Vermeidung der. vorgenannten Nachteile von einer individuell unterschiedlichen Betätigung unabhängig ist, einen möglichst einfachen und leichten konstruktiven Aufbau bei geringem Platzbedarf besitzt und bei de.ren BeLätLgung eine zur Entflammung.des Gases genügend lange und

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kraft.ige Entladung an der Funkenstrecke auftritt.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß das Schlagorgan aus einem metallischen Schlagbolzen und einem mit ihm fest verbundenen Piezoelement besteht, welches bei Betätigung der Vorrichtung durch den Kraftspeicher beschleunigt auf einen Amboß aufschlägt.

Das Piezoelement ist dabei in eine Isolierhülse eingesetzt, welche vorn in den Schlagbolzen eingeschraubt ist. Piezoelement und Isolierhülse zählen somit zum Schlagorgan. Dadurch wird das Gewicht des Schlagbolzens stark reduziert, was eine einfache, leichte und raumsparende Ausführung insbesondere bei Gasfeuerzeugen ermöglicht.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegen-" Standes dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 übereinander gezeichnete Einzelteile einer piezoelektrischen Zündvorrichtung für ein Gasfeuerzeug in raumbildlicher Darstellung,

Fig. 2 die montierte Zündvorrichtung im Längsschnitt,

Fig. ?' die gleiche Zündvorrichtung im Längsschnitt bei Betätigung der Drucktaste.

Die in Fig. 1-3 dargestellte Zündvorrichtung hat ein rechteckiges Gehäuse 10 aus Kunststoff, das die einzelnen auswechselbaren Zünderteile, wie eine Drucktaste 11, eine Rückholfeder 12, eine Isolierhülse 13, ein Piezoelement 14, ein Schlagbolzen 15, eine Schlagfeder 16, sowie eine Bodenplatte 17 aufnimmt.

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Das Gehäuse 10 hat im oberen Teil einen hohlzylindrischen Ansatz l8, in den ein metallischer Amboß 19 (Flg· 2) fest eingesetzt ist. Der Amboß 19 hat einen HochspannungsanschluS 20, der durch eine Aussparung 21 in der Drucktaste 11 nach außen geführt und an den eine Funkenstrecke 22 (Fig. 3) angeschlossen ist. Das Piezoelement 14 sitzt in einer Bohrung der Isolierhülse I3, die in eine Ausnehmung I¹Ja des Schlagbolzens 15 eingeschraubt ist. Auf dem Piezoelement ist ein/die Stirnfläche der Isolierhülse I3 vorstehender Schlagkopf 2j> angeordnet. Die Isolierhülse 13 ist mit einem Bund 24 zur Auflage der Schlagfeder 16 versehen, die sich gegen die mittels Schrauben 25 an der unteren Stirnseite des Gehäuses 10 befestigte Bodenplatte 17 abstützt.

Das Piezoelement 14, dessen eine Stirnfläche über den Schlagbolzen 15, die Schlagfeder l6 und die Bodenplatte I7 an Masse liegt, ist mit der anderen Stirnfläche über den Schlagkopf 23 bei seinem Aufschlag auf den Amboß I9 mit diesem und mit der daran angeschlossenen Elektrode der Funkenstrecke 22 elektrisch leitend verbunden, während die andere Elektrode der Funkenstrecke 22 an Masse liegt. Die Drucktaste 11 ist koaxial über dem Ansatz 18 des Gehäuses 10 angeordnet und weist an zwei einander gegenüberliegenden Seiten je eine Zunge auf, welche am unteren Ende mit einer nach innen gerichteten Nase durch einen Schlitz l8a in den Ansatz 18 hineinragen und an der der Bund 24 der Isolierhülse 13 von unten her anliegt. Die Rückholfeder 12 ist in die Drucktaste 11 eingesetzt und stützt sich gegen den Amboßrücken 19a im Ansatz 18 ab.

Die Betätigung der Zündvorrichtung erfolgt durch Herunterdrücken der Drucktaste 11. Zunächst wird der Schlagbolzen 15 mittels der Nasen 27 der Drucktaste 11 nach unten gedrückt und dabei die Schlagfeder 16 soweit gespannt, bis die Abrutschleisten 28 der Zungen an beiden Seiten der Nase 27 über eine am Gehäuse 10 angebrachte, schräg nach unten verlaufende schiefe Ebene 29 hinweggedrückt und

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dabei die Zungen 26 nach außen gespreizt werden (Fig.. 3)· Dadurch rasten die Nasen 27 am Bund 24 der Isolierhülse I3 aus und der Schlagbolzen 15 schießt,durch die in der Schlagfeder l6 gespeicherte Kraft beschleunigt, nach oben (in Fig. 3 strichpunktiert dargestellt). Beim Aufschlag des Schlagkopfes 23 auf den Amboß I9 erhält das Piezoelement Ik einen Druckimpuls. Die dabei durch den Druckanstieg und Druckabfall im Piezoelement 14 freiwerdende elektrische ünergie wird über den Amboß 19 zu der am Hoehspannungsansehluß 20 angeschlossenen Funkenstrecke 22 geleitet, wo sie einen Zündfunken zur Entflammung des Gases zur Folge hat. Durch das Herunterdrücken der Drucktaste 11 wird auch die Rückholfeder 12 gespannt. Sie drückt die Drucktaste 11 nach der Betätigung wieder in ihre Ausgangsstellung zurück.

Die Massen von Amboß und Schlagorgan sind etwa gleich groß und betragen ca. 12g. Dabei kann der Schlagbolzen 15 um die Masse des Piezoelementes 14 und der Isolierhülle 13* d.h. insgesamt um ca. 7 g verringert werden. Bei diesem Masseverhältnis ist es möglieh, durch Betätigung der Zündvorrichtung die Haupt- und Nachentladung an der Funkenstrecke 22 über eine Zeit von mindestens 10/usec aufrecht zu erhalten. Bine zusätzliche Verlängerung der Nachentladung l-:öt sich durch einen induktivitätsbehafteten, vorwiegend ohmschen V/iderstand 30 erreichen, der mit der Funkenstrecke 22 in Reihe geschaltet ist (Fig. 3 gestrichelt dargestellt). Der Widerstand 30 kann z.B. durch ein an sich bekanntes Entstörkabel für Brennkraftmaschinen gebildet werden.

In Weiterbildung der erfindungsgemäßen Zündvorrichtung ist die Drucktaste 11 mit einer Einrichtung zum Öffnen eines Gasventils versehen, das rechtzeitig vor dem Funkenübersehlag an der Funkenstrecke geöffnet sein muß.

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Claims (2)

Robert 3os eh GmbH 1 R 9 9 8 Q 1 Stuttgart Ansprüche

1. Piezoelektrische Zündvorrichtung für brennbare Gase, insbesondere für Gasfeuerzeuge, mit einem an eine Funkenstrecke angeschlossenen Piezoelement und einem auf das Piezoelement einwirkenden ochlagorgan, das über einen Kraftspeicher mit einem Betätigungsorgan gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, da 3 das Schlagorgan aus einem metallischen Schlagbolzen (15) und einem mit ihm fest verbundenen Piezoelement (I¹V) besteht, welches bei Betätigung der Vorrichtung durch den Kraftspeicher (16) beschleunigt auf einen Amboß (19) aufschlägt,

2. Zündvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Piezoelement (l4) in eine Isolierhülse (Ij5) eingesetzt ist, die in eine Ausnehmung (15a) des Schlagbolzens (15) eingeschraubt ist.

5. Zündvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Piezoelement (14) ein über die' Stirnfläche der Isolierhülse (IJ). vorstehender Schlagkopf (23) angeordnet ist.

Zündvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3» dadurch gekennzeichnet, daß die eine Stirnfläche des Piezoelements (14) über den Schlagbolzen (15)» die Schlagfeder (16) und die Bodenplatte· (17) an Masse liegt und die andere Stirnfläche beim Aufschlag auf den Amboß (19) über den Schlagkopf (2J) mit der an den Amboß"(19) angeschlossenen Funkenstrecke (22) elektrisch leitend verbunden

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5. Zündvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß ihr Betätigungsorgan als Drucktaste (11) ausgebildet ist, die koaxial über dem irn oberen Ansatz (Ib) des Gehäuses (10) befestigten Ambo3 (I9) angeordnet ist und die an zwei sich gegenüberliegenden Seiten eine Zunge (26) hat, welche an ihrem unteren Ende mit einer nach innen gerichteten Nase (27) durch einen Schlitz (18a) in den Ansatz (l8) hineinragen und an denen ein Bund (24) der Isolierhülse (13) von unten her anliegt.

h. Zündvorrichtung nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß die Zungen (26) an beiden Seiten der Nasen (27) eine Abrutschleiste (28) aufweisen, welche beim Herunterdrücken der Drucktaste (11) Jeweils über eine schräg nach unten verlaufende Bahn (29) am Gehäuse (10) hinwegdrüöken und dabei die Zungen (26) zur Freigabe des Schlagorgans nach außen spreizen»

7. Zündvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daiä in der Drucktaste 11 eine Rückholfeder (12) eingesetzt ist, die sich im Gehäuseansatz (18) gegen den Amboßrücken (19a) abstützt.

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