CH346502A - Brennkraftwerkzeug - Google Patents

Description

  Brennkraftwerkzeug    Die Erfindung bezieht sich auf ein Brennkraft  werkzeug mit einem im Arbeitszylinder frei beweg  lichen Arbeitskolben, der beim Schlaghub durch den  Druck der Verbrennungsgase beim Rückhub durch  Druckluft bewegt wird, wobei der Steuerschieber für  die Druckluft, die den Rückhub bewirkt, durch den  wechselnden Druck im Verbrennungsraum gesteuert  wird. Im Verbrennungsraum ist ein nach demselben  hin     öffnendes,    als     Rückschlagventil    ausgebildetes       Gemischeinlassventil    sowie eine Zündvorrichtung an  geordnet, während der Steuerschieber eine Dichtfläche  aufweist, die ventilartig mit einem Sitz zusammen  wirkt. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die  bei derartigen Brennkraftwerkzeugen vorhandene  Neigung zu Zündaussetzern zu beseitigen.  



  Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung an  einem Brennkraftwerkzeug der vorstehend beschrie  benen Art dadurch gelöst, dass der Steuerschieber  eine der genannten Dichtfläche     benachbarte    zylindri  sche Dichtstrecke trägt, die bei vom Sitz abgehobener  Dichtfläche einen Druckausgleich zwischen dem Ver  brennungsraum und den von dem Steuerschieber  beherrschten Räumen verhindert. Durch diese Mass  nahme soll die gleichzeitige Einführung von Brenn  stoffluftgemisch und Frischluft vermieden werden,  die bei den bekannten     Brennkrafthämmern        Zünd-          aussetzer    hervorruft.  



  In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der  Erfindung schematisch dargestellt, und zwar zeigt:       Fig.l    das     Brennkraftwerkzeug    im Augenblick  der Zündung.  



       Fig.    2 zeigt die Stellung, in der der Arbeitskolben  seinen Schlaghub vollendet hat, wobei der Schieber  für die Steuerung der     Rückhubluft    bereits umge  steuert hat.  



       Fig.    3 zeigt die Kühlvorrichtung im Augenblick  des     Stillstandes    des     Brennkrafthammers.            Fig.    4 zeigt die Anordnung von     Kühlluftbohrun-          gen,    durch die der Zylinder von aussen mit Luft ange  blasen wird.  



  In dem Zylinder 1 ist ein Stufenkolben 2 dichtend  eingebaut, dessen Hub in seiner obern Stellung durch  den Bund 3 und in seiner untern Stellung durch den  Amboss 4 begrenzt ist. Mit dem Amboss 4 steht das  Werkzeug 5, das beispielsweise ein Meissel sein kann,  in kraftschlüssiger Verbindung. Der Zylinder 1 ist an  seiner Unterseite durch das Führungsstück 6 abge  schlossen, so dass sich ein abgedichteter Raum 7 bil  det. Im Oberteil des Zylinders 1 befindet sich der  Verbrennungsraum 8, der durch den Zylinderkopf 9  abgeschlossen ist. In den Verbrennungsraum 8 ragt  die Zündkerze 10. Im Zylinderkopf 9 befindet sich  das     Gemischeinlassventil    11 und der Steuerschieber  12.

   Beide besitzen an ihrer dem Verbrennungsraum  zugewandten Ende eine     Dichtfläche    13, mit der sie  auf einem am Zylinderkopf 9 vorgesehenen konischen  Sitz abdichtend zur Auflage kommen können. Das       Gemischeinlassventil    11 wird durch eine Feder 14     in     seine Dichtstellung gebracht. Seine     Hubbegrenzung     im Öffnungssinne kann durch Anschlagen der Scheibe  15 an einem nicht     dargestellten    Vorsprung oder auch  an einem Vorsprung am Zylinder 1     bewirkt    werden.  Der Steuerschieber 12 wird in seinem Weg durch die  Dichtfläche 13 und einen Vorsprung im Zylinder 1  begrenzt.

   Es kann aber auch eine Anschlagscheibe 15  vorgesehen sein wie beim     Gemischeinlassventil    11.  Der Steuerschieber 12 trägt eine Ringnut 16, die  sowohl eine Verbindung zwischen den Ringräumen  17 und 18 als auch zwischen den Ringräumen 18 und  19 herstellen kann, Der Ringraum 17 ist über den       Anlassschieber    20 mit dem     Drucklufteintritt    21, der  Ringraum 18 über den Kanal 22 mit dem Raum 7  unter dem Arbeitskolben 2 und der     Ringraum    19  über die Drosselstelle 23 mit dem     Auspuffkanal    24      verbunden.

   Der Durchmesser der Drosselstelle 23  verhält sich zum grossen Durchmesser des Arbeits  kolbens 2 gemessen am Bund 3 wie 1 : 10     bis    1 : 15,  wobei der Druck der von aussen zugeführten Druck  luft 2 bis 3     kg/cmz    beträgt und der Hammer etwa  1200 Schläge pro Minute ausführt. Der Kanal 22 ist  ausserdem in den Raum 25 unter den Hilfskolben 26  geführt, den eine Blattfeder 27 entgegen dem im  Raum 25 herrschenden Luftdruck zu     verschieben     sucht. Eine derartige Verschiebung hat die Wirkung,  dass der     Unterbrecherkontakt    28 geöffnet wird. Der       Unterbrecherkontakt    28 liegt in dem Primärstrom  kreis einer nicht dargestellten Zündspule, in deren  Sekundärstromkreis die Zündkerze 10 liegt.

   Der  Primärstromkreis wird von einem, ebenso wie die       Dnrckluftquelle    vom Brennkraftwerkzeug getrennten  und daher nicht gezeigten Zündstromerzeuger ver  sorgt. Der     Anlassschieber    20 gibt im ersten Teil seines  Hubes unter der Einwirkung einer Verdrehung des  Griffes 44 entgegen dem Uhrzeigersinn nicht nur den  Luftzutritt zum Ringraum 17, sondern auch über das       Rückschlagventil    29 und den Ringraum 34 zum  Brennstoffbehälter 30 frei. Im weiteren Verlauf seines  Hubes öffnet er das Kugelventil 31, so dass der Brenn  stoff unter der Wirkung des auf ihm lastenden Luft  druckes über das Steigrohr 32 über die Düse 33 aus  treten und sich mit der im Ringraum 34 befindlichen  Druckluft mischen kann.

   Das Gemisch gelangt in die  Mischkammer 35, die mit dem Innenraum 36 des       Gemischeinlassventiles    11 in Verbindung     steht.     



  Zur Veranschaulichung der Wirkungsweise des  dargestellten     Brennkraftwerkzeuges    soll zunächst die  Stellung nach     Fig.    1 betrachtet werden. Der Arbeits  kolben 2 ist unter der Einwirkung des im Raum 7  wirkenden     Druckes    in seine obere Endstellung ge  gangen. Im     Verbrennungsraum    8 befindet sich ein       Brennstoffluftgemisch,    das seine ihm durch die ein  seitige Lage des     Gemischeinlassventiles    aufgezwungene  Drehung auch nach Schliessen desselben beibehält.

    Da das     Gemischeinlassventil    11 unter dem     Einfluss     der Feder 14 bereits im Anfang des Aufwärtshubes  geschlossen hatte und da der Schieber 12 durch die       zylindrische    Dichtstrecke 39 auch bei abgehobener  Dichtfläche 13 abgedichtet war, konnte sich in dem  Verbrennungsraum 8 ein Druck bilden, der infolge  der     umgesetztenBewegungsenergie        desArbeitskolbens     2 noch über dem durch das     Querschnittsverhältnis    des  als Stufenkolben ausgebildeten Arbeitskolbens 2 und  den Druck im Raum 7 bedingten Wert liegt. Das Ver  hältnis des grossen Durchmessers des Arbeitskolbens  2 zu dessen kleinstem Durchmesser liegt zwischen  1,1 und 1,2.

   Entgegen diesem Druck     wirkt    der auf  die Stirnfläche 40 des im Durchmesser     kleineren     Oberteiles 41 des Schiebers 12 lastende Druck der bei  21 zugeführten Druckluft. Dadurch, dass der     im     Raum 8 befindliche Druck höher als der Druck auf  die Stirnfläche 40 und die zugehörige     Stirnfläche    42  grösser ist als die     Stirnfläche    40, entsteht eine nach  oben gerichtete Kraft, die den Steuerschieber 12  sicher in die gezeichnete Stellung bringt. In dieser    ist der Ringraum 18 über den Ringraum 19 mit dem  Auspuffkanal 24 verbunden, so dass der Raum 7 ent  lüftet wird. Die durch die Bohrung 24 strömende Luft  kühlt den Zylinder 1.

   Durch die Drosselstelle 23 wird  dieses Ausströmen so lange verzögert, dass auch bei  vorzeitiger Umsteuerung des Schiebers 12 dafür  gesorgt ist,     dass    der Arbeitskolben 2 in seine     End-          stellung    gelangt ist, wenn der Hilfskolben 26 durch  die     Blattfeder    27 infolge des Absinkens des Luft  druckes im Räum 25 nach unten geschoben wird  und den     Unterbrecherkontakt    28 öffnet und damit  einen Funken an der Zündkerze 10 auslöst. Infolge  der drehenden Bewegung der eingebrachten Ladung  wird diese gleichmässig fortschreitend entzündet, so  dass eine weiche klopffreie Verbrennung erzielt wird.

    Das im Raum 8 befindliche Gemisch verbrennt und  treibt den Arbeitskolben 2 nach unten auf den Amboss  4, der den erhaltenen Schlag auf das Werkzeug 5  weiterleitet. Wenn der Kolben 2 die Auspuffschlitze  43 freigegeben hat, strömen die verbrauchten Gase  mit grosser Geschwindigkeit aus, so dass der Druck  im Verbrennungsraum 8 schnell fällt. Der in der  Mischkammer 35 herrschende     überdruck    öffnet das       Gemischeinlassventil    11, das frisches Gemisch in den  Raum 8 strömen lässt, das die verbrannten Gase vor  sich her schiebt     (Fig.    2).

   Der Steuerschieber 12 geht  unter dem Einfluss des auf seiner     Stirnfläche    40  lastenden Druckes in die in     Fig.    2 gezeigte Stellung  und verbindet die     Ringräume    17 und 18. Dadurch  wird der Kanal 22 mit Druckluft     beaufschlagt.    Der  Hilfskolben 26 geht in die Schliesslage des Unter  brecherkontaktes 28, und der Raum 7 füllt sich mit  Druckluft, wodurch der Arbeitskolben 2 nach oben  getrieben wird, so     dass    der vorstehend beschriebene  Vorgang wieder ablaufen kann.  



  Durch teilweises Loslassen des Bedienungsgriffes  44 wird zunächst das Kugelventil 31 geschlossen,  wodurch die Brennstoffzufuhr zur Düse 33 aufhört.  Der Hammer läuft dann lediglich mit Druckluft mit  wesentlich     verminderter    Schlagkraft. Wird der     Griff     44 ganz losgelassen, so geht der     Anlassschieber    20  in seine rechte Endlage, in der die Luftzufuhr zum  Ringraum 18 und zum     Brennstoffbehälter    30 aufhört,  wodurch der Arbeitskolben 2 stillgesetzt wird. Diese  Stellung ist in     Fig.    3 gezeigt.

   Durch die Wirkung des       Rückschlagventiles    29 bleibt der Druck im Brenn  stoffbehälter 30 eine gewisse Zeit erhalten, so dass  die Brennstofförderung nach kurzen Arbeitspausen  augenblicklich wieder in Gang kommt. Bei stillstehen  dem Arbeitskolben 2 strömt die Druckluft durch die  in der rechten Endlage des     Anlassschiebers    20 geöff  nete Bohrung 45 zum Auspuffkanal 24 und kühlt den  Zylinder 1.

   Diese Frischluftzufuhr ersetzt die Kühl  wirkung der verbrauchten     Rückhubluft.    Ausserdem  wird der Zylinder 1 sowohl beim Arbeiten als auch  im Stillstand, solange     Druckluft    bei 21 zugeführt  wird, durch die Bohrung 46 mit Kühlluft     bespült,    die  durch mehrere,     aussenamZylinderumfangangebrachte     Bohrungen 47 längs des Zylindermantels austritt.  Der kleinste Querschnitt der Bohrung 46 beträgt etwa      ein Viertel bis ein Drittel des kleinsten Querschnittes,  der den     Durchfluss    durch den Schlitz 48 bestimmt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Brennkraftwerkzeug mit einem im Arbeitszylinder frei beweglichen Arbeitskolben, der beim Schlaghub durch den Druck der Verbrennungsgase, beim Rück hub durch Druckluft bewegt wird, wobei der Steuer schieber für die Druckluft, die den Rückhub bewirkt, durch den wechselnden Druck im Verbrennungsraum gesteuert wird und wobei ferner im Verbrennungs- raum ein nach dem Verbrennungsraum hin öffnendes, als Rückschlagventil ausgebildetes Gemischeinlass- ventil sowie eine Zündvorrichtung angeordnet sind,

   wobei der Steuerschieber eine Dichtfläche aufweist, die ventilartig mit einem Sitz zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerschieber (12) eine der genannten Dichtfläche (13) benachbarte zylindrische Dichtstrecke (39) trägt, die bei vom Sitz abgehobener Dichtfläche einen Druckausgleich zwischen dem Ver brennungsraum und den von dem Steuerschieber beherrschten Räumen (17, 18) verhindert. UNTERANSPRÜCHE 1. Brennkraftwerkzeug nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemischeinlassventil (11) aussermittig im Zylinderboden und dass die Zünd vorrichtung (10) am Zylinderumfang angeordnet sind. z.

   Brennkraftwerkzeug nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Dichtstrecke (39) Dichtmittel angeordnet sind. 3. Brennkraftwerkzeug nach Patentanspruch und Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtmittel Labyrinthringe sind. 4. Brennkraftwerkzeug nach Patentanspruch und Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtmittel Kolbenringe sind. 5.

   Brennkraftwerkzeuge nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 2, bei dem die Verbrennung durch eine elektrische Zündvorrichtung in Gang gesetzt wird, deren Zündfunken von einer durch einen Hilfskolben (26) betätigten Schaltvorrichtung, vor zugsweise von einem Unterbrecher, ausgelöst wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfskolben (26) für die Auslösung der Zündung durch den Druck der Rückhubluft betätigt wird. 6. Brennkraftwerkzeug nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung des Hilfskolbens (26) im Sinne einer Auslösung des Zündfunkens beim Absinken des Druckes der Rückhubluft, unter Einwirkung einer Feder, vor sich geht. 7.

   Brennkraftwerkzeug nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 und 2, 5 und 6, dadurch ge kennzeichnet, dass in den Ausströmkanal (24) für die verbrauchte Rückhubluft ein Drosselglied (23) ein geschaltet ist. B. Brennkraftwerkzeug nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 und 2 und 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitskolben (2) als Stufen kolben ausgebildet ist, wobei die Rückhubluft auf den im Querschnitt grösseren Teil (3) des Kolbens (2) wirkt. 9. Brennkraftwerkzeug nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 und 2,dadurch gekennzeich net, dass während des Arbeitens des Werkzeuges Kühlluft durch die Wände des Arbeitszylinders (1) geleitet wird. 10.

   Brennkraftwerkzeug nach Patentanspruch und Unteranspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die verbrauchte Rückhubluft als Kühlluft durch Kanäle (22, 24) geleitet wird, die längs dem Innenraum (8) des Arbeitszylinders (1) verlaufen. 11. Brennkraftwerkzeug nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 9 und 10, dadurch gekenn zeichnet, dass ausser der verbrauchten Rückhubluft noch zusätzlich Frischluft als Kühlluft über mehrere, am Aussenumfang des Arbeitszylinders (1) verteilte Bohrungen (47) oder durch Kanäle in den Wänden desselben geleitet wird. 12.

   Brennkraftwerkzeug nach Patentanspruch so wie den Unteransprüchen 9 bis 11, dadurch gekenn zeichnet, dass die als Kühlmittel wirkende verbrauchte Rückhubluft beim Stillstand des Arbeitskolbens (2) durch Frischluft ersetzt wird. 13. Brennkraftwerkzeug nach Patentanspruch so wie den Unteransprüchen 9 bis 12, dadurch gekenn zeichnet, dass der Zufuhrquerschnitt (46) für die un abhängig vom Bewegungszustand des Arbeitskolbens strömende, kühlende Frischluft etwa ein Viertel bis ein Drittel des Zufuhrquerschnittes (48) für Rück hubluft und Gemischbildungsluft beträgt.