DE2341475A1 - Piezozuender fuer feuerzeuge - Google Patents

Description

DIPL.-PHYS. DR. W. LANGHOFF Rechtsanwalt B. LANGHOFF*

• MÖNCHEN 81 · WISSMANNSTRASSE 14 · TELEFON 932774 · TELEGRAMMADRESSE: LANGHOFFPATENT MÜNCHEN

München, den 15.8.1973 Unser Zeichen: 62-1266

Braun Aktiengesellschaft, Prankfurt/Main, Rüsselsheimerstraße

Piezozünder für Feuerzeuge

Die Erfindung betrifft einen Piezozünder mit Schlagmechanik, insbesondere für Feuerzeuge, mit einem piezoelektrischen Wandler, einem in Richtung auf denselben bewegbaren Hammer, der mit einer von einem Betätigungsorgan zusammendrückbaren Kraftspeicherfeder zusammenwirkt, mit einer Bewegungsauslöseeinrichtung für den Hammer, und mit einem diese Teile aufnehmenden Gehäuse, an dessen einem Stirnende der piezoelektrische Wandler angrenzt.

Es sind bereits eine Anzahl derartige Piezozünder bekannt. Diese haben jedoch den Nachteil, daß sie zum Erzeugen der erforderlichen Zündenergie ein für Taschenfeuerzeuge verhältnismäßig großes Volumen benötigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen derartigen Pie.zozünder zu schaffen, der kleiner ist als die bekannten Piezozünder und der einfacher in der Herstellung ist.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß das Gehäuse aus Kunststoff besteht und daß die Kristallelemente des piezoelektrischen Wandlers direkt in das Gehäuse eingesetzt sind.

509809/0129

Das bisher übliche Zwischengehäus'e für den piezoelektrischen ·-« Wandler kann also entfallen. Es hat sich gezeigt, daß eine derartige Konstruktion zum Erzeugen der für Feuerzeuge nötigen Zündenergie einen wesentlich kleineren Raumbedarf hat als bekannte Zünder und daß auch die Punkenstandzeit länger ist, so daß kein Vorwiderstand in der Zündleitung verwendet werden muß.

Vorzugsweise sind die Kristallelemente mit seitlichem Spiel in das Gehäuse eingesetzt. Dadurch ist gewährleistet, daß die Schlagenergie voll in axialer Richtung auf den piezoelektrischen Wandler wirkt und nicht seitlich auf die Gehäusewandung abgeleitet wird.

Gemäß einer Weiterbildung können die Kristallelemente durch eine zwischen dem Hammer und einer Stirnfläche des piezoelektrischen Wandlers liegende Rückholfeder unter mechanischer Vorspannung stehen. Dies bewirkt einen innigen Kontakt der Bauteile des piezoelektrischen Wandlers, so daß die Schlagenergie bestmöglich in elektrische Energie umgewandelt wird. Dabei ist günstig, daß die Rückholfeder während der Hammerbewegung weiter zusammengedrückt wird, so daß auch der auf die Bauteile des piezoelektrischen Wandlers ausgeübte Druck kurz vor dem Auftreffen des Hammers am größten ist.

Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel ergänzend beschrieben.

Figur 1 ist ein Längsschnitt durch einen Piezozünder nach der Erfindung.

Figur 2 ist eine Draufsicht auf die Hochspannungselektrode des piezoelektrischen Wandlers.

Figur 3 ist eine Draufsicht auf eine Masseelektrode des piezoelektrischen Wandlers. . . .:

509809/0129

234U75

Der in Figur 1 dargestellte Piezozünder umfaßt ein zylindrisches Gehäuse 1 aus einem Kunststoff. Das Gehäuse hat eine Kreisquerschnittsform und ist an einem Ende durch einen "öden 2 verschlossen. Der Innenraum des Gehäuses ist ebenfalls kreisquerschnittsförmig. Auf dem Boden 2 des Gehäuses liegt eine flache Masseelektrode 21 auf, die einen radialen Ansatz 22 hat, der eine Kontaktfahne bildet. Auf dieser Masseelektrode liegt ein piezoelektrischer Wandler 3 auf, der aus zwei hintereinander angeordneten piezoelektrischen Barium-Titanatkristallen h und besteht, zwischen denen eine Hochspannungselektrode 23 liegt, welche einen kurzen seitlichen Ansatz 24 aufweist, an den eine Hochspannungsleitung 6 angespeist ist. Der kurze seitliche Ansatz 2k erstreckt sich frei durch eine öffnung 7 in der Gehäusewand nach außen. Auf dem oben liegenden piezoelektrischen Barium-Titanatkristall 5 befindet sich eine Prallplatte 8 aus Metall, die mit dem Barium-Titanatkristall verkittet sein kann.

Der Durchmesser der Barium-Titanatkristalle H und 5 ist etwas kleiner als der Innendurchmesser des Gehäuses 1, so daß die beim Auftreffen des Hammers erzeugte Druckenergie vollständig auf den piezoelektrischen Wandler einwirkt und nicht seitlich auf die Gehäusewandung abgeleitet wird.

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.

An dem oben offenen Ende des Gehäuses 1 befinden sich diametral gegenüberliegende Bohrungen 12, durch die ein Haltestift-1-3 - * ; getrieben ist. Dieser Haltestift dient zum Halten einer Bö-

509809/0129

tätigungskappe l4 und einer Permanentmagnetanordnung.

Die Betätigungskappe I^ ist topfförmig ausgebildet und weist zwei diametral gegenüberliegende, achsparallel sich erstreckende Längslöcher 15 auf, durch die der Haltestift 13 gesteckt i_st. Die Längslöcher ermöglichen eine ihrer Länge entsprechende Beweglichkeit der Betätigungskappe l4. 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.

Die Permanentmagnetanordnung umfaßt einen quaderförmigen Permanentmagneten l6, an dessen beiden gegenüberliegenden Längsseiten Polplatten 17 angebracht sind, die zu beiden Seiten etwas über die Länge des Permanentmagneten l6 hervorragen. Die Polplatten 17 sind mit dem Permanentmagneten l6 verklebt oder anderweitig verbunden.

Die oben überstehenden Enden der Polplatten 17 sind mit diametral gegenüberliegenden Bohrungen l8 versehen, durch die der Haltestift 13 gesteckt ist. Auf diese Weise wird die'aus den Teilen 16 und 17 bestehende Permanentmagnetanordnung gehäusefest gehalten.

Die unteren Enden der Polplatten 17 liegen im Ruhezustand des Piesozünders an einer Stirnfläche des Hammers 9 an, der aus einem ferromagnetischen Material besteht und daher durch den Magnetfluß mit einer bestimmten Haltekraft festgehalten wird.

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 und deren Enden planparailel geschliffen sind, um ein Verkanten des Hammers zu vermeiden.

509809/0129

"as Gehäuse weist im oberen Bereich einen Ringwulst 20 .?uf, der zur' "iefestigen des Piezozünders, etwa In ei-en Feuerzeug diert. Die Dicke und das Material des Greniiust. 3 sind so gewählt, daß sich zwischen dem Ringwulsc 20 und der Auflagefläche des piezoelektrischen Wandlers 3 eine ^ev'lnschte Pederkonstante des Gehäuses ergibt. Dadurrl wird erreicht, daß die Kraft des Hammers eine längere Zeitspanne ruf den piezoelektrischen Wandl-. r einwirkt, so daß eich e:'. e längere Funkenstandzeit 3igi),t, die die Ver wendung eine 'vviderStandes in der Hochspannungsleitung 6 wie sie normaVerweise üblich ist, erütirigt*

Der Piesozd-icer hat folgende Wirkun "oweis*;. Im in der dargestellten Ruhezustand befindet s'.cn die Kraftspeicherfeder 19 praktisch in ihrem entspannten Zustand, so daß sie keine wesentliche Kraft auf den Hammer $ ausübt. Wircl nun die Betäfcigüngskappe 14 nach unten gedrückt, so wild die Kraftspet:herfeder 19 gespannt und d«rentsprechend eine Kraft auf d-m Hammer 9 ausgeübt. Soba-ld die

der Kraftspeicherfeder 19 größer wird aJs die H9.Uekra.ft; d^r Pefusn/intma^netanordnung, löst sich Hammer von i·.-~ -ejben unö schnellt nach unter» ^S^ri platte 3, wchei die RJcHoifeder Ii bereits einenDxuck sa den pi.'.:oeleKtr'i&iihen W^.cier ausübt, bevor der Hammers) auf d-..- l^allplatte S nuftrifft. Durc'n diesen £»tuck der Rückholfeder werdeTj di' lcse in dar Gehäuse eingesetzten !FeiJe d«s piezoelektrischer. Viandlers jedenfalls soweit zusammengedrückt, daß sie nicht mehr locKer oder mit Spiel aneinanderiiegen, wodurch eine optimale Umsetzung der mechanischen Aufprallenergie des Hairnors in elekti:·scher Enexgie ercelcht wird.

Anstelle des in Figur 1 dargestellten piezo'ilektii scbefi Warvdleis 3 mit zwei Barium-Titanatkrisrajlen ^L\ und 5 Kann auch jede andere Bauart eines piezoelektrischen ViandleiS

509809/0129 8AD oriqinal

verwendet sein, wobei dieser jedoch direkt, d.h. ohne Vervendung eines die Barium-Titanatkristalle umgebenden zusätzlichen Gehäuses in das Gehäuse 1 eingebaut sein muß.

Der radiale Ansatz 22 der Masseelektrode 21 ist durch eine öffnung 25 des Gehäuses nach außen geführt und bis unter den Boden 2 desselben umgebogen, so daß er beim Einbau des Piezozünders in ein Feuerzeug mit den Metallteilen desselben in Berührung kommt.

Die Masseelektrode des Barium-Titanatkristalls 5 ist durch die Prallplatte 8 gebildet, welche über die Rückholfeder 11, den Hammer 9, die Kraftspeicherfeder 19» die Betätigungskappe I^ und den Haltestift 13 mit Masse verbunden ist. Die Masseverbindung der Prallplatte 8 kann jedoch auch auf andere Weise erfolgen, etwa durch eine zusätzlich angebrachte Masseelektrode (nicht dargestellt).

Figur 2 zeigt in Draufsicht die Hochspannungselektrode 23» an die eine Hochspannungsleitung 6 angespeist ist, die zu einer Zündelektrode des Feuerzeuges führt.

'Figur 3 zeigt eine Masselektrode, .die mit einem längeren radialen Ansatz 22 als Kontaktfahne versehen ist. Beide Elektroden können aus Blech gestanzt sein.

Die Masseelektrode 21 kann auch gewölbt sein und eine bestimmte Federkonstante aufweisen. Bei richtiger Bemessung derselben läßt sich die erzeugbare Zündenergie weiter erhöhen.

ORIGINAL

509809/0129

Claims (3)

1. 234H75

   Patentansprüche

   Piezozünder mit Schlagmechanik, insbesondere für Feuerzeuge, mit einem piezoelektrischen Wandler, einem ir. Richtung auf denselben bewegbaren Hammer, der mit einer von einem Betätigungsorgan zusammendrückbaren Kraftspeicherfeder zusammenwirkt, mit einer Bewegungsauslöseeinrichtung für den Hammer, und mit einem diese Teile aufnehmenden Gehäuse, an dessen einem Stirnende der piezoelektrische Wandler angrenzt, dadurch gekennzeichnet , daß das Gehäuse (1) aus Kunststoff besteht und daß die Kristallelemente (4, 5) des piezoelektrischen Wandlers (3) direkt in das Gehäuse (1) eingesetzt sind.
2. 2. Piezozünder nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Kristallelemente (4, 5) wit seitlichem Spiel in das Gehäuse (1) eingesetzt sind.
3. 3. Piezozünder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet ,daß die Kristallelemente (4, 5) durch eine zwischen dem Hammer (9) und einer Stirnfläche (6) des piezoelektrischen Wandlers (3) liegende Rückholfeder (11) unter mechanischer Vorspannung stehen.

   509809/0129

   Leerseite