DE1778735A1 - Zuendeinrichtung fuer einen Schwingbrenner - Google Patents

Description

• ---- -------- ----------Zündeinrichtung für einen Schwingbrenner i Die Erfindung betrifft eine Zündeinrichtung für einen Schwingbrenner mit einer Starterluftpumpe. Für derartige Schwingbrenner sind bereits zahlreiche Zündeinrichtungen bekannt, Magnetzünder, Induktionszünder, elektronische Zünder und dgl., die von der.StarterluftpumpXe direkt oder indiKt, d.h. in Abhängigkeit von dem im Zündraum herrschenden Luftdruck, angetrieben werden.
• Bekannt ist auch der piezoelektrische Effekt, der bei bestimmten anisotxopen Kristallen auftritt. Der Effekt

  tritt sowohl bei Einkristallen auf, als auch bei poly-

  kristallinen Körpern, die in einem Gleichfeld gepolj sind.

  In jüngerer Zeit sind zahlreiche Titanat-Keramika untersucht und die günstigen piezoelektrischen Eigenschaften dieser Stoffe erkannt worden. Bei entsprechender Deformation eines piezoelektrischen Körpers kann man eine ausreichend hohe Spannung erzielen, um damit einen elektrischen Zündfunken äuszulösen. Allerdings benötigt man für den .piezoelektrischen Körper sehr hohe Drücke in der Größe einiger hundert Kilogramm. Die Erzeugung derart hoher

  un-

  Drücke in einem Schwingbrenner erscheint/möglich, da

  es sich ja bei einem Schwingbrenner um ein tragbares Gerät -.handelt. Eine Druckübersetzungsvorrichtung kommt deshalb nicht in Frage, weil eine entsprechende Zylinder-Kolbenanordnung zu umfangreich wäre. Außerdem ist es notwendig, den Drück schlagartig auf den piezoelektrischen Körper zu übertragen, was ebenfalls Schwierigkeiten bereitet. Aufgabe der Erfindung ist die Anwendung des piezoelektrischen Effektes in einer Zündeinrichtung für einen Schwingbrenner. Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß einem von der Starterluftpumpe gesteuerten Stößel. ein ßezeolektrischesr Körper gegenüber steht, der als Bremsanschlag für die Bewgung des Stößels dient und eine Zünd-Spannung abgibt.
• Durch diese Ausbildung ist es möglich, mit einem vergleichsweise leichten Stößel die erforderlichen Drücke aufzubringen, wenn die Bewegung desselben durch den piezoelektrischen . Körper, ggf. unter Verwendung eines Druckverteilers schlagartig abgebremst wird. Die Erfindung schlägt nach einer Ausführung einen Schwenkstößel-vor, der mit dem längeren Hebelarm in den Bewegungsendbereich des Kolbens der Starterlumftpumpe hineinragt und mit dem kürzeren Hebelarm dem Druckverteiler gegenübersteht. Durch entsprechende Wahl des Übersetzungsverhältnisses tritt beim Abbremsen des kürzeren Hebelarms an dem Druckverteiler des piezoelektrisehen Körpers ein hoher Druck auf, Der Schwenkstößel wird jeweils dann betätigt , wenn der Kolben der Starterluftpumpe das Ende des Kolbenhubs erreicht. .a In weiterer Ausbildung der Erfindung wird vorgearchlagen, ' daß in einen von-dem durch die Stärterluftpumpe erzeugten-Druck einseitig beaufschlagten Zylinder ein von einem Rückhalteelement vorgespannter Kolbenstößel angeordnet ist, in deseen Bewegungsbahn der Druckverteiler hineinragt. In diesem Fall ieitet'man aie Bewegung des Stößels indirekt von der Starterluftpumpe ab, nämlich über den in dem Zündraum herrschenden Luftdruck. Sobald dieser Luftdruck einen für die Bildung eines zündfähigen Gemischs . günstigen Wert erreicht, wird der Stößel ausgelöst und beschleunigt gegen den Druckverteiler bewegt. Dieser AuslösKrert kann jeweils eingestellt werden. Bei dieser Ausführungsform der Erfindungserreicht man somit eine günstige Einstellung des Zündzeitpunktes. Weitere Ausbildungen der Erfindung sind in, den Unteransprächen gekennzeichnet. _ I Die Erfindung wird anhand einiger bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung erläutert. Es stellen dar Fig. 1 eine erste Ausführungsform der Erfindung mit einem durch den Kolben der Starterluft-' pumpe bestätigten Schwenkstößel in einem _ Querschnitt, j Fig. 2 einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform der Erfindung mit druckabhängiger Steuerung des Stößels, Fig. 3 eine Einzel-Schnittqnsicht des Stößels nach Fig. 2 und Fig. 4 @@@ eine weitere Abwandlung der Erfindung. . Pig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform der Zündeinrichtung nach der Erfindung. An den Zylinder 1 der Starterluftpumpe ist ein Gehäuse 2 zur Aufnahme der Zündeinrichtung angesetzt. Ein Aufnahmeeinsatz 3 ist durch eine Spannlasche 4 gehalten, die an einem augenartigen Ansatz des Gehäuses 2 durch eine Bolzenverbindung 5, beispielsweise eine Schraubverbindung gehalten ist. Der Aufnahme-_ einsatz 3 nimmt einerseits den piezoelektrisehen Körper 6 auf und dient andererseits zur Lagerung der Welle 7 eines Schwenkstößels B. Der piezoelektrische Körper ist durch eine als Amboß dienende Schraube 9 gesichert und trägt stirnseitig einen Druckverteiler 10 in Form eines Kegels. Der Schwenkstößel steht mit einem kurzen Hebelarm 11 der Spitze des Druckverteilers gegenüber, wogegen äin langer Hebelarm 12 in den Bewegungsendbereich des Kolbens 13 bzw. der Kolbenstange 14 der Starterluftpumpe hineinragt. Der kürzere Hebelarm 11 hat eine Länge 1s der längere Hebelarm eine Länge L.
• Die Funktion dieser Zündeinrichtung ist aus Fig. 1 unmittet bar entnehmbar. Am Hubende der Kolbenbewegung stößt die Kolbenstange 14 gegen den längeren Hebelarm 12 und verschwenkt dadurch den Schwenkstößel 8, so daß der kürzere Hebelarm 11 auf die Spitze des Druckverteilers 10 auftrifft und dort schlagartig abgebremst wird. Da das Übersetzungsverhältzis L/1 des Schwenkstößels groß ist, ist die Beschleunigung des kürzeren Hebelarms 11 ebenfalls größ,,so daß in dem piezoeleltrisehen Körper 6 ein ausreichend hoher Druck zur Auslösung eines Zündfunkens erzeugt wird. Eine wegre Ausführungsform der Erfindung nach den Fig. 2 und .3 arbeitet mit 'einer druckabhängigen Auslösung des Stößels. In einem Zylinder 21, dessen Kammer 22 über einen Anschlußstutzen 23 mit dem in der Starterluftpumpe erzeugten Druck gespeist ist, befindet sich ein Kolbenstößel 24, der einerseits an einer Schraubendruckfeder 25 und anderer--"seits an einer Ankerplatte 26 abgestützt ist. Der Kolbenstößel ist nach Fig. 3 topfmagnetartig ausgebildet. Ein in axialer Richtung magnetisierter Permanentmagnet 27 sitzt in einem topfförmigen Jochteil 28 unter Zwischenlage eines Abstandsringes 29. Dieser topfmagnetartige Kolbenstößel 24 wirkt mit der fest in den Zylinder 21 eingelassenen Ankerplatte zusammen. Die dem Kolbenstößel zugewandte Seite der=Ankerplatte ist mit Rillen und/oder Nuten 30 ausgestattet, damit der Druck in der Kammer 22 über einen Durchgang 33. der Ankerplatte 26-auf die Oberseite des Kolbenstößels 26 wirkt. Auf die

  Fußwandung 32 des Zylinders 21 ist ein piezoelekt;trischer

  Körper 33 mit einem Druckverteiler 34 aufgestellt. '

  :Von dem piezoelektrischen Körper 33 führt eine Zündleitung '35 zu der Zündkerze.
• I Die Funktion dieser Ausführungsform der Erffdung ist folgende: Der Kolbenstößel 24 wird durch die magnetische Haltekraft des Topfmagneten an der Ankerplatte 26 festge-

  halten. Der von der Starterluftpumpge erzeugte, zunehmende

  Druck beaufsehiagt die Kammer 22 und die Oberseite des Kolbenstößels 24. Sobald die Druckkraft die ; Haf'tkraM . des Magneten sowie die Federkraft der Schraubendruckfeder. 25 übersteigt, löst sich der Kolbenstößel 24 von der Anker-, platte 26 und wird durch den Druck in der Kammer 22 gegen die Spitze des Druckvertdlers 25 hin beschleunigt. Diese Bewegung des Kolbenstößels 24 wird schlagartig abgebremst, so daß von dem Druckverteiler auf den piezoelektrischen Körper 33 eine hohe Kraft übertragen wird. Infolge des verschwindend kleinen Bremsweges des Kolbenstößdels 24 erreicht man eine ungewöhnlich große negative Beschleunigung, so daß man leicht einen Druck von einigen hundert Keilogramm auf den piezoelektrischen Körper übertragen -kann. -Nach beendetem Pumpenhub drückt die Schraubendruckfede-r-25.. den Kolbenstössel bieder in Ausgangsstellung zurück, wo ~er an der Ankerplae 26 festgehalten wird. Durch Einstellung des-Strömungsquerschnittes des Anschlußstutzens 23, durch Einstellung der Stärke des Magneten sowie der Schrauben-

  Zünd-

  druckfeder 25 kann man den jeweils getAMschten/Zeitpunkt

  genau festlegen.
• Eine abgewandelte Ausführungsform einer druckabhängigen Zündeinrichtung ist in fig. 4 dargestellt. Der Zylinder 41 dient.in diesem Fall lediglich zur Führung des Kolben- . stößels'44, der ebenfalls als Permanentmagnet ausgebildet ist und mit einer AnkerplaütB 11"6 zusammenwirkt. Eine Schräubenfeder 1+5 dient ebenfalls zur Vorspannung des Kolbenstößels 41#: Auf der Fußwandung 52 des Zylinders 1+1 steht ein piezoelektrischer Körper 53 mit einem Druckverteiler 54 auf. Auf der Oberseite des Zylinders 41@ sitzt eine Membrankammer 56 mit einer Membran 57 und einem Anschlußstutzen 43. Die Membran 57 trägt einen Membrankolben 58, der sich über eine Schraubendruckfeder 59 auf dem Kolbenstößel 1+1+ abstützt.
• Die Auslösung dieser Zündeinrichtung erfolgt bei ansteigendem Druck von Seiten der Starterluftpumpe durch Be-. tätigung der Menbran 57, die über den Kolben 58 und die Schraubendruekfeder 59 eine zunehmende Kraft auf-den Kolbenstößel 44 ausübt, bis-die Haltekraft des Permanentmagneten und die Rückstellkraft der Schraubendruckfeder 45 überschritten wird. Darauf wird der Kolbenstößel 4# beschleunigt gegen den Druckverteiler 54 bewegt, $wo er ebenfalls schlagartig abgebremst wird, so daß man in dem piezoelektrisehen Körper einen hohen Druck und damit eine hohe Zündspannung erhält. Auch bei dieser Ausführungsform der Erfindung nach Fig. 4 lässt sich durch entsprechende. Wähl der Magnetkraft und der wschiedenen Federkräfte der Zündzeitpunkt in Abhängigkeit von dem Luftdruck genau einstellen.

Claims (7)

1. A n s p r ü c h e 1. Zündeinrichtung für einen Schwingbrenner mit eine Starterluftpumpe, dadurch gekennzeichnet, daß einem von de Starterluftpumpe gesteuerten Stößel (8, 24, 44) ein piezoelektrischer Körper (6, 33, 35) gegenübersteht, der als Bremsanschlag für die Bewegung des Stößels dient und eine Zündspannung abgibt.
2. 2. Zündeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Stößel die Spitze eines Druckverteilers (10, 34, 54) gegenübersteht, der auf dem piezoelektrisehen Körper aufsitzt.
3. 3. Zündeinrichtung nach Anspruch loder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der als Schwenkstößel (8) ausgebildete Stößel mit dem längeren Hebelarm (12) in den Bewegungsbereich des Kolbens (13) der Starterluftpumpe hUinragt und mit dem kürzeren Hebelarm (11) dem Druckverteiler (10) gegenübersteht (Fig. 1).-'4-.--Zündeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einem von dem durch die Starterluftpumpe erzeugten Druck einseitig beaufschlagten .
4. Zylinder (21,.41) ein von einem Rückhalteelement vorgespannter Kolbenstößel (24, 44) angeordnet ist, in dessen Bewegungsbahn der Druckverteiler (34, 54) hineinragt.
5. 5. Zündeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, .daß die Druckkammer des-Zylinders durch einen Membran-; 'kolben (58) abgeschlossen ist, der-über eine Druckfeder -(59) auf den Kolbenstößel (44) wirkt (Fig. 4 )'.
6. 6. Zündeinrichtung nach Anspruch 54, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer (22) des Zylinders (21) unmittelbar an den Kolbenstößel (24)-grenzt (Fig. 2 und 3)
7. 7. Zündeinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenstößel (24) einen Permanent- -magneten (27) enthält und daß das Rüekhalteelement aus einer in den Zylinder eingelassenen Ankerplatte (26) und einer Druckfeder (25) besteht. B. Wündeinrichtung natai Anspruch 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenstößel topfmagnetartig ausgebildet ist. -9. Zündeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerplatte (26) auf der dem Kolbenstößel (24) zugewandten Seite Rillen und/oder Nuten (30) aufweist, die mit der Druckkammer (22) des Zylinders in Verbindung stehen.