DE2203559C3 - Piezoelectric ignition device for a hand-operated internal combustion ram - Google Patents

Description

2525th

Die Erfindung betrifft eine piezoelektrische Zündvorrichtung für eine von Hand geführte Brennkraftramme nach Patent 21 11 094.1.The invention relates to a piezoelectric ignition device for a hand-operated internal combustion ram according to patent 21 11 094.1.

Bei der bereits vorgeschlagenen piezoelektrischen Zündvorrichtung nach dem Patent 21 11 094.1 ist am Rammenkörper ein Handgriff derart in Richtung einer Stoßbeanspruchung eines piezoelektrischen Elements bewegbar gelagert, daß durch Betätigen des Handgriffs unmittelbar von Hand Druck auf das piezoelektrische Element aufgebracht werden kann. Der Handgriff ist an einem maschinenfesten Tei! geführt, so daß diese Führung im Betrieb der Brennkraftramme einer starken Stoßbeanspruchuiig und damit einem verhältnismäßig hohen Verschleiß unterworfen ist. Selbst wenn nun die Führung im Neuzustand verhältnismäßig spielfrei war, so kann doch im Laufe der Zeit das Entstehen eines unter Umständen erheblichen Spiels des Handgriffs nicht vermieden werden. Läßt mat, nun eine mit dem Handgriff fest verbundene Schlagfläche unmittelbar auf das piezoelektrische Element einwirken, so hat das erwähnte Spiel zur Folge, daß die Richtung des auf das piezoelektrische Element ausgeübten Stoßes häufig nicht mit dessen zu beaufschlagender Achse zusammenfällt, was sich nachteilig auf die Lebensdauer der üblichen piezoelektrischen Elemente auswirkt, bei denen es sich um Sinterkörper handelt.In the already proposed piezoelectric ignition device according to patent 21 11 094.1 is on Ram body a handle in such a way in the direction of an impact load on a piezoelectric element movably mounted that by pressing the handle directly by hand pressure on the piezoelectric Element can be applied. The handle is on a part that is fixed to the machine! led so this Leadership in the operation of the internal combustion ram a strong shock stress and thus a relatively is subject to high wear. Even if the guide is relatively free of play when it is new was, in the course of time there may be considerable play of the handle cannot be avoided. Leaves mat, now a face firmly connected to the handle directly act on the piezoelectric element, the play mentioned has the consequence that the direction of the the piezoelectric element of the applied shock often does not coincide with the axis to be acted upon, which has a detrimental effect on the service life of the usual piezoelectric elements in which it is a sintered body.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Konstruktion zu finden, bei der auch noch nach längeren Betriebszeiten Prellschläge, d. h. Stöße mit schräger Komponente, auf das piezoelektrische Element vermieden werden.The invention was based on the object of finding a construction in which even after longer Operating times, bounce hits, d. H. Impacts with an oblique component on the piezoelectric element are avoided will.

Diese Aufgabe wird für eine piezoelektrische Zündvorrichtung der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein in Richtung dtr gewünschten Stoßbeanspruchung geführtes Schlagstück lose zwisehen eine Stirnfläche des piezoelektrischen Elements und eine relativ zu dieser bewegliche Schlagfläche eingefügt ist. Im Gegensatz zu der Führung für den Handgriff treten an der Führung für das Schlagstück keine nennenswerten Kräfte auf, da die Masse des Schlag-Stücks klein ist, während mit dem Handgriff ja nicht nur der Stoß auf das piezoelektrische Element übertragen wird, sondern der Handgriff gleichzeitig auch der Halterung und der Führung der Brennkraftramme selbst dient und an ihm infolgedessen von der Bedienungsperson teilweise erhebliche Kräfte ausgeübt werden. Infolgedessen unterliegt die Führung für das Schlagstück praktisch keinem Verschleiß. Die erfinduigsgemäß ausgebildete Zündvorrichtung führt deshalb zu einer erheblichen Erhöhung der Lebensdauer der üblichen, gesinterten piezoelektrischen Elemente.This object is achieved according to the invention for a piezoelectric ignition device of the type mentioned at the beginning solved in that a striker guided in the direction dtr desired impact load loosely zwisehen an end face of the piezoelectric element and a striking face which is movable relative to this are inserted is. In contrast to the guide for the handle, none occur on the guide for the hammer significant forces, since the mass of the impact piece is small, while with the handle not only the impact is transmitted to the piezoelectric element, but the handle at the same time also to the holder and serves to guide the internal combustion ram itself and, as a result, from the operator sometimes considerable forces are exerted. As a result, the guide for the hammer is subject practically no wear. The according to the invention trained Ignition device therefore leads to a significant increase in the service life of the usual, sintered piezoelectric elements.

Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 2 und 3.Further features of the invention are the subject of claims 2 and 3.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand zweier in der Zeichnung dargestellter, bevorzugter Ausführungsformen erläutert; es zeigt The invention is explained below with reference to two preferred embodiments shown in the drawing; it shows

F i g. 1 eine Brennkraftramme in Seitenansicht, wobei sie bis auf die an einem Handgriff angebaute, piezoelektrische Zündvorrichtung von üblichem AufbauF i g. 1 shows a side view of an internal combustion ram, with the exception of the piezoelectric one attached to a handle Ignition device of the usual design

F i g. 2 einen vertikalen Schnitt durch die piezoelektrische Zündvorrichtung mit der Ausführungsform gemäß F i g. 1 undF i g. FIG. 2 shows a vertical section through the piezoelectric ignition device with the embodiment according to FIG F i g. 1 and

Fig.3 einen der Fig.2 entsprechenden Vertikalschnitt durch eine zweite Ausführungsform der Zündvorrichtung. 3 shows a vertical section corresponding to FIG by a second embodiment of the ignition device.

Die in F i g. 1 gezeigte Brennkraftramme hat oben einen Haltebügel 10, darunter liegt ein Tank 12, unter dem sich ein Zylinderkopf 14 befindet. An diesen schließt sich nach unten ein von Kühlrippen 16 umgebener Zylinder 18 an, in dem sich ein Kolben auf und ab bewegt, und schließlich wird am unteren Ende der Ramme ein Stampffuß 20 erkennbar, der aus dem Unterteil 22 des Rammenkörpers herausgeschleudert wird. Seitlich ist ein Haltearm 24 angebaut, an dessen Wurzel eine piezoelektrische Zündvorrichtung sitzt.The in F i g. 1 internal combustion hammer shown has a retaining bracket 10 above, and a tank 12 below it which is a cylinder head 14. A surrounded by cooling fins 16 closes on this at the bottom Cylinder 18, in which a piston moves up and down, and finally, at the bottom of the Ram a pad foot 20 can be seen, which is thrown out of the lower part 22 of the ram body will. A holding arm 24 is attached to the side, at the root of which a piezoelectric ignition device is seated.

Am äußeren Ende des Haltearms 24 ist ein Führungsstab 26 montiert, auf dem ein Handgriff 28 vertikal von unten nach oben verschiebbar ist.At the outer end of the holding arm 24, a guide rod 26 is mounted on which a handle 28 is vertical can be moved from bottom to top.

Der Führungsstab 26 setzt sich, wie die F i g. 2 erkennen läßt, aus einer äußeren Metallhülse 30, einer in dieser befindlichen Kunststoffzwischenhülse 32 und einem Metallkern 34 zusammen, die in nicht näher dargestellter Weise miteinander verbunden sind, beispielsweise durch vollflächiges Verkleben. Die Metallhülse 30 weist an ihrem unteren Ende einen Flansch 36 und oben ein Außengewinde 38 auf. Die Kunststoftzwischenhülse 32 hat oben einen Flansch 40. Festgehalten wird der Führungsstab 26 durch zwei Muttern 42 und 44, die auf das Außengewinde 38 aufgeschraubt sind und gegebenenfalls als Kontermuttern ausgebildet sein können. Mit diesem Außengewinde ist der Führungsstab auch in eine Gewindebohrung 46 im Haltearm 24 eingeschraubt. The guide rod 26 is seated, as shown in FIG. 2 can be seen from an outer metal sleeve 30, one in this located plastic intermediate sleeve 32 and a metal core 34 together, which in not shown Way are connected to each other, for example by full-surface gluing. The metal sleeve 30 has a flange 36 at its lower end and an external thread 38 at the top. The intermediate plastic sleeve 32 has a flange 40 at the top. The guide rod 26 is held in place by two nuts 42 and 44, which are attached to the External threads 38 are screwed on and can optionally be designed as lock nuts. With With this external thread, the guide rod is also screwed into a threaded bore 46 in the holding arm 24.

Der Handgriff 28 besteht aus einer äußeren Kunststoffschale 50, in die eine abgesetzte Metallhülse 52 eingesetzt ist; die beiden Teile können beispielsweise vollflächig miteinander verklebt sein. Die Metallhülse hat eine Innenschulter 54, die mit dem Flansch 36 der Metallhülse 30 zusammenwirkt, wie später noch beschrieben wurden wird. Am unteren Ende ist die Metallhülse 52 mit einem Innengewinde 56 versehen. In der Metallhülse sitzt ein piezoelektrisches Element 58, das stabförmig ausgebildet ist. Gegen seine beiden Stirnflächen liegen Druckstücke 60 und 62 an, die mit jeweils einem Zapfen aus einem Kunststoffkörper 64 herausschauen, der beispielsweise im Spritzgußverfahren um das piezoelektrische Element herum geformt sein kann; über die Druckstücke 60 und 62 kann also das piezoelektrische Element zusammengepreßt werden, und dieses ist so ausgebildet, daß beim Zusammenpressen an derThe handle 28 consists of an outer plastic shell 50 into which a detached metal sleeve 52 is inserted is; the two parts can, for example, be glued to one another over their entire surface. The metal sleeve has an inner shoulder 54 which cooperates with the flange 36 of the metal sleeve 30, as will be described later will be. The metal sleeve 52 is provided with an internal thread 56 at the lower end. In the metal sleeve sits a piezoelectric element 58, which is rod-shaped. Against his two faces there are pressure pieces 60 and 62, each with a pin protruding from a plastic body 64, which can be formed around the piezoelectric element, for example by injection molding; over the pressure pieces 60 and 62 can thus be pressed together the piezoelectric element, and this is designed so that when pressed together on the

einen Stirnfläche eine positive und an der anderen Stirnfläche eine negative elektrische Ladung zur Verfügung steht, die über die metallischen Druckstücke 60 und 62 abgegriffen werden köi.nen. Der Halterung des Kunststoffkörpers 64 im Handgriff 28 dienen u. a. zwei 5 Madenschrauben 70, die in entsprechende Gewindebohrungen der Kunststoffschale 50 und der Metallhüfse 52 eingeschraubt sind. In das Innengewinde 56 ist noch ein pf; opfenförmiges Widerlager 72 eingeschraubt, das ebenfalls aus Metall besteht.a positive electrical charge is available on one end face and a negative electrical charge on the other end face which can be picked up via the metallic pressure pieces 60 and 62. The bracket of the Plastic body 64 in handle 28 are used, inter alia. two 5 grub screws 70 inserted into corresponding threaded holes the plastic shell 50 and the metal sleeve 52 are screwed in. In the internal thread 56 is still a pf; plug-shaped abutment 72 screwed in, the also made of metal.

Über dem Kunststoffkörper 64 sitzt im Handgriff 28 eine Führungsbuchse 51, die vorzugsweise ebenfalls aus einem Kunststoff besteht und eine Führungsbohrung 53 für ein metallisches Schlagstück 55 hat. Die Führungsbuchse 51 könnte ebenfalls mit Madenschrauben fixiert werden, es ist aber auch möglich, zwischen ihr und dem Flansch 36 eine Schraubenfeder 5⁷ anzuordnen. Das Schlagstück 55 liegt unter seinem Eigengewicht auf dem Druckstück 60 auf.A guide bushing 51, which preferably also consists of a plastic and has a guide bore 53 for a metallic hammer 55, is seated in the handle 28 above the plastic body 64. The guide bush 51 could also be fixed with grub screws, but it is also possible to arrange ^{a helical spring 5 7 between it and the flange 36.} The striking piece 55 rests on the pressure piece 60 under its own weight.

In den Metallkern 34 des Führungsstabes 26 ist schließlich mittels eines Steckers 74 ein Hochspannungskabel 76 eingesteckt, und der Anschluß wird von einer Gummitülle 78 umschlossen, die den Flansch 40 der Kunststoffzwischenhülse 32 übergreift.Finally, a high-voltage cable is inserted into the metal core 34 of the guide rod 26 by means of a plug 74 76 inserted, and the connection is enclosed by a rubber grommet 78, which the flange 40 the intermediate plastic sleeve 32 overlaps.

Da das Schlagstück 55 exakt parallel zur Längsachse des piezoelektrischen Elements 58 geführt sein soll, wird das letztere durch Hochstoßen des Handgriffs 28 stehts genau in Längsrichtung beansprucht.Since the hammer 55 should be guided exactly parallel to the longitudinal axis of the piezoelectric element 58, the latter is stressed by pushing up the handle 28 is exactly in the longitudinal direction.

Nun soll der Handgriff 24 aus Metall bestehen, und deshalb ist das unter Ende des piezoelektrischen EIements 58 über das Druckstück 62, das Widerlager 72, die Metallhülsen 52 und 30 sowie den Handgriff 24 an die Masse des Rammenkörpers angeschlossen. Beim Aufwärtsschlagen des Handgriffs 28, d. h. des piezoelektrischen Elements 58 und des Schlagstücks 55, gegen den Metailkern 34 kann also über das obere Druckstück 60, das Schlagstück 55 und den Metallkern 34 eine Hochspannung gegen Masse abgegriffen und über das Hochspannungskabel 76 an eine Zündkerze gelegt werden.Now the handle 24 should be made of metal, and therefore that is the bottom end of the piezoelectric element 58 via the pressure piece 62, the abutment 72, the metal sleeves 52 and 30 and the handle 24 connected to the mass of the ram body. When the handle 28 is thrown upwards, i. H. of the piezoelectric Element 58 and the striking piece 55, against the Metailkern 34 can thus over the upper pressure piece 60, the striker 55 and the metal core 34 a high voltage tapped against ground and over the high voltage cable 76 can be connected to a spark plug.

Das Kochspannungskabel 76 kann natürlich auch so geführt werden, daß es längs oder im Inneren des Haltearmes 24 verläuft.The cooking voltage cable 76 can of course also be guided so that it is along or inside the holding arm 24 runs.

Zum Zünden der Brennkraftramme muß also lediglich der Handgriff 28 nach oben geschlagen werden, was in der Regel von einer Ausgangsposition aus geschieht, die dadurch bestimmt wird, daß die-Schulter 54 der Metallhülse 52 gegen den Flansch 36 der Metallhülse 30 anliegt Die Führung des Handgriffes 28 längs des Führungsstabes 26 erfolgt zwischen der Schulter 54 und dem oberen Rand der MetaHhülse 52.To ignite the internal combustion ram, only the handle 28 has to be knocked upwards, which usually happens from a starting position which is determined by the shoulder 54 the metal sleeve 52 rests against the flange 36 of the metal sleeve 30 The guide of the handle 28 along the The guide rod 26 takes place between the shoulder 54 and the upper edge of the meta sleeve 52.

Die Ausführungsform nach F i g. 3 hat eine Konsole 200, deren Ende als Topf 202 geformt ist. In diesem sitzen aufeinander eine isolierende Fassung 204, die einen metallischen Amboß 206 aufnimmt, ein piezoelektrisches Element 208, das dem Element 58 in F i g. 2 entspricht, und eine dieses aufnehmende Hülse 210. Diese ist mit einem Außengewinde 212 in ein Innengewinde 214 des Topfes 202 eingeschraubt und hat als Anschlag einen Flansch 216. Zwischen einer Innenschulter 218 der Hülse 210 und dem piezoelektrischen Element 208 sitzt eine Schraubenfeder 220. die das piezoelektrische Element 208 gegen den Amboß 206 hält.The embodiment according to FIG. 3 has a console 200, the end of which is shaped as a pot 202. In this seat on top of one another an insulating mount 204, which receives a metallic anvil 206, a piezoelectric element 208, which corresponds to the element 58 in FIG. 2 corresponds, and a sleeve 210 accommodating this. This is screwed with an external thread 212 into an internal thread 214 of the pot 202 and has a flange 216 as a stop. A helical spring 220 sits between an internal shoulder 218 of the sleeve 210 and the piezoelectric element 208 holds the piezoelectric element 208 against the anvil 206.

In der Hülse 210 ist in einer zum piezoelektrischen Element 208 koaxialen Bohrung 211 ein metallisches Schlagstück 213 geführt, und auf der Hülse 210 ist ein Kunststoff-Handgriff 222 geführt, in den eine ebenfalls metallische Schraube 224 eingeschraubt ist. Zwischen der oberen Stirnfläche 226 und dem Handgriff 222 sitzt eine weitere Schraubenfeder 228.A metallic bore 211 is located in the sleeve 210 in a bore 211 coaxial with the piezoelectric element 208 Striker 213 out, and on the sleeve 210 a plastic handle 222 is out, in which one also metallic screw 224 is screwed. Seated between the upper end face 226 and the handle 222 another coil spring 228.

Vom Amboß 206 führt ein von einer Spiralfeder 230 umgebenes Zündspannungskabel 232 zu einer bei 234 angedeuteten Zündkerze. Wird also entgegen der Kraft der Feder 228 der Handgriff 222 nach unten geschlagen, so trifft die Schraube 224 auf das Schlagstück 213, und dieses schlägt auf das piezoelektrische Element 208. Es wird also das obere Ende des piezoelektrischen Elements 208 an Masse gelegt, während über dem Amboß 206 die Hochspannung abgegriffen wird.An ignition voltage cable 232 surrounded by a spiral spring 230 leads from anvil 206 to one at 234 indicated spark plug. So if the handle 222 is knocked down against the force of the spring 228, so the screw 224 hits the hammer 213, and this hits the piezoelectric element 208. So the upper end of the piezoelectric element 208 is connected to ground, while above the anvil 206 the high voltage is tapped.

Selbstverständlich können an Stelle eines einzigen piezoelektrischen Elements mit Spannungsabgriff an den Enden auch zwei solcher Elemente verwendet werden, bei denen die Spannung in der Mitte zwischen den beiden Elementen abgegriffen wird, wie dies beispielsweise bei der vorbekannten piezoelektrischen Zündvorrichtung nach der US-PS 29 59 159 angedeutet ist.Of course, instead of a single piezoelectric element with a voltage tap, the ends also two such elements are used, where the tension is in the middle between the two elements is tapped, as is the case, for example, with the previously known piezoelectric ignition device according to US-PS 29 59 159 is indicated.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (3)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Piezoelektrische Zündvorrichtung für eine von Hand geführte Brennkraftramme nach Patent 21 11 094.1, dadurch gekennzeichnet, daß ein in Richtung der gewünschten Stoßbeanspruchung geführtes Schlagstück (55; 213) lose zwischen eine Stirnfläche des piezoelektrischen Elements (58; 208) und eine relativ zu dieser bewegliche Schlagfläehe eingefügt ist.1. Piezoelectric ignition device for a hand-operated internal combustion ram according to patent 21 11 094.1, characterized in that one in the direction of the desired impact stress guided hammer (55; 213) loosely between an end face of the piezoelectric element (58; 208) and a face that is movable relative to this is inserted. 2. Zündvorrichtung nach Anspruch 1, bei der das piezoelektrische Element in einem hohlzylindrischen Handgriff angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Schlagstück (55) in dem Handgriff (23) geführt ist.2. Ignition device according to claim 1, wherein the piezoelectric element in a hollow cylindrical Handle is arranged, characterized in that the striking piece (55) in the handle (23) is performed. 3. Zündvorrichtung nach Anspruch 1, bei der das piezoelektrische Element gegen einen maschinenfesten Amboß anliegt und der Handgriff auf einer Hülse geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Schlagstück (213) in der Hülse (210) geführt ist.3. Ignition device according to claim 1, wherein the piezoelectric element against a machine-fixed Anvil rests and the handle is guided on a sleeve, characterized in that the Striker (213) is guided in the sleeve (210).