DE10032310A1 - Tragbares, brennkraftbetriebenes Arbeitsgerät, insbesondere Setzgerät für Befestigungselemente, und Verfahren zu seiner Betriebssteuerung - Google Patents
Tragbares, brennkraftbetriebenes Arbeitsgerät, insbesondere Setzgerät für Befestigungselemente, und Verfahren zu seiner BetriebssteuerungInfo
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Abstract
Bei brennkraftbetriebenen Arbeitsgeräten der genannten Art wird ein Kolben (8) nach Zünden eines Brenngasgemisches in einer Brennkammer (1) durch entstehenden Unterdruck in der Brennkammer (1) wieder in seine Ausgangsposition zurückgeführt. Um eine vollständige Rückkehr des Kolbens (8) zu ermöglichen, dürfen Auslaßventile (34) nicht zuvor entriegelt bzw. geöffnet werden, da sich sonst der Unterdruck abbauen würde. Deswegen wird die Verschiebestellung des Kolbens (8) abgefragt, um dadurch zu ermitteln, wann er seine Ausgangsposition wieder erreicht hat.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentan
spruchs 1 zur Betriebssteuerung eines tragbaren, brennkraftbetriebenen
Arbeitsgeräts, insbesondere eines Setzgeräts für Befestigungselemente,
sowie ein durch dieses Verfahren gesteuertes Arbeitsgerät gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 5.
Eintreibenergie wird bei einem Arbeitsgerät der genannten Art durch
interne Verbrennung eines Brenngasgemisches erzeugt, welche über ei
nen Kolben auf ein Befestigungselement übertragen wird. Durch Anpres
sen des Arbeitsgeräts gegen einen Gegenstand, in den das Befestigungse
lement eingetrieben werden soll, wird ein zündfähiges Brenngasgemisch
in einer Brennkammer bereitgestellt. Mit der Betätigung eines Abzugs
bzw. Triggers des Arbeitsgeräts wird sodann ein elektrischer Zündfunke
erzeugt, welcher das Brenngasgemisch zündet und somit den Verbren
nungsprozeß startet. Der sich an die Brennkammer anschließende Kolben
wird somit angetrieben. Am Ende des Verschiebewegs des Kolbens über
fährt dieser Auslaßöffnungen, durch welche Abgase teilweise austreten
können. Der Kolben wird danach in seine Ausgangsstellung zurückgezo
gen, und zwar durch einen in der Brennkammer vorhandenen Unterdruck,
der sich infolge der Abkühlung der dort noch vorhandenen Restgase aus
bildet. Während dieser Zeit der thermischen Kolbenrückführung muß die
Brennkammer gegenüber der Umwelt dicht abgeschlossen bleiben. Die
Ein-/Auslaßventile, welche die Spülung der Brennkammer mit Frischluft
ermöglichen, dürfen erst bei abgeschlossener Kolbenrückkehr öffnen. Al
lerdings nimmt die Zeit, welche für die Kolbenrückkehr benötigt wird, mit
zunehmender Gerätetemperatur zu. Darüber hinaus sind für Arbeitsgerä
te mit hoher Energie große Expansionsvolumina erforderlich, welche
ebenfalls zu längeren Kolbenrückkehrzeiten führen.
Bei einem herkömmlichen Arbeitsgerät kann die Schließung des we
nigstens einen Ein-/Auslaßventils mittels einer Klinke erfolgen, welche
über einen Kniehebel starr mit dem Trigger verbunden ist. Das Ein-/Aus
laßventil ist somit wieder offen, sobald der Trigger wieder seine Ausgangs
stellung erreicht hat. Das heißt, daß zu dieser Zeit auch der Kolben
zurückgekehrt sein müßte, was jedoch so schnell nicht immer möglich ist.
Die Verriegelung des Ein-/Auslaßventils durch den Trigger hat zur Folge,
daß der Schaltpunkt des Triggers nicht mehr beliebig eingestellt werden
kann. Ein Schalter zur Zündung kann erst dann betätigt werden, wenn die
Verriegelung abgeschlossen ist, also sehr weit hinten in der Triggerbewe
gung. Dieser lange Triggerweg beeinflußt aber die Kundenakzeptanz nega
tiv. Insbesondere bei heißem Arbeitsgerät besteht darüber hinaus das
Problem, daß die Kolbenrückkehr länger dauert. Der Benutzer muß in
diesem Fall den Trigger absichtlich lange gezogen halten, um Kolbenfehl
stände zu verhindern.
Um die für die Kolbenrückkehr zur Verfügung stehende Zeit zu verlängern,
kann die Bewegung des Triggers natürlich gedämpft werden. Dies beein
flußt allerdings die Triggercharakteristik negativ, indem die Triggerkraft
höher wird und der Trigger selbst nicht so schnell zurückkommt. Entspre
chende Dämpfungen werden vom Anwender negativ wahrgenommen, denn
sie schränken die maximale Setzrate ein und erfordern zusätzliche
Aktivierungskräfte, die vom Anwender aufgebracht werden müssen.
In der deutschen Patentanmeldung 199 62 598.0 wurde bereits vorge
schlagen, daß nach Zünden eines innerhalb der Brennkammer vorhande
nen Brenngasgemisches der Gasdruck in der Brennkammer erfaßt wird
und die Verriegelung bzw. Entriegelung des wenigstens einen Ein-/Aus
laßventils in Abhängigkeit des erfaßten Gasdrucks erfolgt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der in Rede
stehenden Art so weiterzubilden, daß noch präziser erfaßt werden kann,
wann der Kolben in seine Ausgangsposition zurückgekehrt ist, um somit
eine noch genauere Steuerung der Entriegelung des wenigstens einen Aus
laßventils zu ermöglichen. Darüber hinaus soll ein entsprechend konstru
iertes Arbeitsgerät zur Verfügung gestellt werden.
Die verfahrensseitige Lösung der gestellten Aufgabe ist im kennzeichnenden
Teil des Patentanspruchs 1 angegeben. Dagegen findet sich die
vorrichtungsseitige Lösung der gestellten Aufgabe im kennzeichnenden
Teil des Patentanspruchs 5. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung
sind den jeweils nachgeordneten Unteransprüchen zu entnehmen.
Ein Verfahren nach der Erfindung zur Betriebssteuerung eines tragbaren,
brennkraftbetriebenen Arbeitsgerätes, insbesondere eines Setzgerätes für
Befestigungselemente, bei dem wenigstens ein Auslaßventil einer Brenn
kammer des Arbeitsgeräts entriegelt wird, wenn sich nach Zünden eines in
der Brennkammer vorhandenen Brenngasgemisches zum Antrieb eines
Kolbens dieser wieder in seine Ausgangsposition zurückbewegt hat, zeich
net sich dadurch aus, daß die Verschiebestellung des Kolbens abgefragt
wird, um dadurch zu ermitteln, wann er seine Ausgangsposition wieder
erreicht hat.
Der geometrische Ort des Kolbens läßt sich auf diese Weise sehr exakt be
stimmen, also insbesondere dessen Ausgangsposition, so daß eine Entrie
gelung des wenigstens eine Auslaßventils tatsächlich nur dann erfolgt,
wenn der Kolben genau diese Ausgangsposition wieder erreicht hat.
Druckschwankungen von Restgasen innerhalb der Brennkammer können
somit nicht mehr zu Fehlsteuerungen bei der Entriegelung führen. Die Ge
fahr, daß die Entriegelung schon dann erfolgt, bevor der Kolben seine Aus
gangsposition wieder erreicht hat, wird somit vollständig beseitigt. Bei der
Ausgangsposition kann es sich um diejenige Position handeln, in der der
Kolben eine zwischen Brennkammer und Zylinder vorhandene Wandöff
nung verschließt.
Prinzipiell ist es möglich, zur Abfrage der Verschiebestellung des Kolbens
die Position irgendeines Kolbenteils zu überwachen. Da der Kolben jedoch
in einem Zylinder geführt und eine aus dem Zylinder herausragende
Kolbenstange aufweist, kann nach einer Ausgestaltung der Erfindung
außerhalb des Zylinders auch die Verschiebestellung der Kolbenstange
abgefragt werden. Ein Zugriff ins Innere von Zylinder bzw. Brennkammer
kann somit entfallen, und eine Einrichtung zur Abfrage der Verschiebestellung
kann einfacher ausgebildet sein und leichter montiert werden.
Aus der Verschiebestellung der Kolbenstange kann leicht auf die Verschie
bestellung des Kolbens selbst geschlossen werden. Da es im Grunde
genommen nur auf die Erfassung der Ausgangsposition des Kolbens
ankommt, kann auch die Lage eines markanten Punktes an der Kolben
stange überwacht werden, und zwar unter Einsatz eines gehäusefesten
Sensors. Gleitet dieser markante Punkt beim Zurückführen des Kolbens
am Sensor vorbei, hat der Kolben seine Ausgangsposition wieder erreicht.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung kann somit als markanter Punkt
zur Abfrage der Verschiebestellung der Kolbenstange die Lage ihrer freien
Stirnfläche detektiert werden, also das aus dem Zylinder herausragende
freie Ende der Kolbenstange. Die Lage dieses markanten Punkte läßt sich
sehr einfach und exakt erfassen, so daß dadurch sehr genau ermittelt
werden kann, wann sich der Kolben wieder in seiner Ausgangsposition
befindet.
Sollte der Fall auftreten, daß nach Zünden des Brenngasgemisches der
Kolben seine Ausgangsposition nicht erreicht, kann nach einer weiteren
Ausgestaltung der Erfindung eine Zwangsentriegelung des Auslaßventils
erfolgen, um dadurch die Möglichkeit zu schaffen, Restgase aus der
Brennkammer abzuleiten. Der Kolben müßte dann auf andere Weise in
seine Ausgangsposition zurückgebracht werden, etwa manuell oder durch
nochmalige Zündung eines neu in die Brennkammer einzuleitenden
Brenngasgemisches.
Ein tragbares, brennkraftbetriebenes Arbeitsgerät nach der Erfindung,
insbesondere ein Setzgerät für Befestigungselemente, mit einer
wenigstens ein Auslaßventil aufweisenden Brennkammer, in der ein
Brenngasgemisch zum Antrieb eines Kolbens zündbar ist, und mit einer
Ver-/Entriegelungsvorrichtung zur Entriegelung des wenigstens einen
Auslaßventils, nachdem sich der Kolben in seine Ausgangsposition
zurückbewegt hat, zeichnet sich dadurch aus, daß die Ver-/Entriege
lungsvorrichtung zum Zwecke der Entriegelung des Auslaßventils auf eine
Abfrageeinrichtung zum Abfragen der Verschiebeposition des Kolbens
anspricht.
Es liegt somit eine kolbenortsabhängige Steuerung der Ver-/Entriege
lungsvorrichtungvor, wobei die Steuerung relativ direkt und insbesonde
re unabhängig von Druckschwankungen der Restgase im Bereich der
Brennkammer ist.
Da der in einem Zylinder geführte Kolben eine aus dem Zylinder herausra
gende Kolbenstange aufweist, ist nach einer Weiterbildung der Erfindung
vorgesehen, daß die Abfrageeinrichtung außerhalb des Zylinders zum
Abfragen der Verschiebeposition der Kolbenstange und in deren Nähe
angeordnet ist. Dadurch ergibt sich ein vereinfachter Aufbau des Arbeits
gerätes, da die Abfrageeinrichtung leicht montier und gewartet werden
kann. Andererseits läßt sich die Verschiebeposition der Kolbenstange
durch die Abfrageeinrichtung relativ exakt erfassen, da sich Abfrageein
richtung und Kolbenstange unmittelbar gegenüber liegen und somit die
Abfrage relativ direkt erfolgen kann.
Prinzipiell ist es möglich, zur Erfassung der Ausgangsposition des Kolbens
einen markanten Punkt auf dem Kolben bzw. auf der Kolbenstange zu
erfassen, dessen Lage so gewählt ist, daß bei seiner Erfassung der Kolben
in seiner Ausgangsposition liegt. Die Erfassung dieses markanten
Punktes, z. B. das freie Ende der Kolbenstange bzw. deren freie Stirnfläche,
kann auf verschiedene Weise erfolgen. So können hierzu mechanische,
elektrische, optische oder magnetische Sensoren verwendet werden. Die
markanten Punkte selbst können etwa geometrische Strukturen von
Kolben oder Kolbenstange sein oder Elemente, die auf Kolben bzw. Kolben
stange aufgesetzt worden sind, etwa Magnete, Weicheisenkerne, optische
Strichcodes, usw.
Als vorteilhaft hat sich herausgestellt, als markanten Punkt das freie Ende
bzw. die Stirnfläche der Kolbenstange zu verwenden und diesen markan
ten Punkt auf seine Lage hin zu überwachen. Dieser markante Punkt läßt
sich besonders einfach detektieren, wenn die Kolbenstange nach ihrem
Ausfahren aus dem Zylinder infolge des Unterdrucks in der Brennkammer
wieder zurückgeführt wird.
Insofern kann nach einer Ausgestaltung der Erfindung die Abfrageeinrich
tung als neben der Bahn der Kolbenstange liegende Sensoreinrichtung zur
Ausgabe eines elektrischen Entriegelungssignals ausgebildet sein, sobald
die Kolbenstange den Bereich der Sensoreinrichtung wieder verlassen hat.
Die Sensoreinrichtung gibt also das elektrische Entriegelungssignal dann
aus, wenn das freie Ende der Kolbenstange die Sensoreinrichtungpassiert
hat und sich dabei auch der Kolben wieder in seiner Ausgangsposition be
findet. Insofern ist der Abstand der Sensoreinrichtung von der Aus
gangsposition des Kolbens so gewählt, daß die Sensoreinrichtung dann
gerade vor dem freien Ende der Kolbenstange positioniert ist.
Das elektrische Entriegelungssignal wird dazu verwendet, die durch die
Ver-/Entriegelungsvorrichtung vorgenommene Verriegelung des wenig
stens einen Auslaßventils aufzuheben. Hierzu kann eine entsprechende
Einrichtung zum Einsatz kommen, die auf das elektrische Entriegelungs
signal anspricht. Weist die Ver-/Entriegelungsvorrichtung zur Verriege
lung des wenigstens eine Auslaßventils einen Verriegelungshebel auf, so
kann durch das elektrische Entriegelungssignal eine Stelleinrichtung an
gesteuert werden, die die Verriegelungsstellung des Verriegelungshebels
aufhebt. Dieser Verriegelungshebel wird durch den Abzug des Arbeitsge
rätes in die Verriegelungsstellung gebracht und in dieser Verriegelungs
stellung solange durch die Stelleinrichtung gehalten, bis letztere das elek
trische Entriegelungssignal empfängt.
Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung kann die Abfrageeinrich
tung auch ein gegen den Umfang der Kolbenstange drückendes Fühlerele
ment aufweisen, das in die Bahn der Kolbenstange greift, wenn sich der
Kolben in seine Ausgangsposition zurückbewegt hat. Das Fühlerelement
kommt dann unmittelbar vor der freien Stirnfläche der Kolbenstange zu
liegen. Durch die Verwendung dieses Fühlerelements gestaltet sich der
Aufbau der Abfrageeinrichtung relativ einfach, wobei sie auch robust und
wartungsarm ist. Sie ist darüber hinaus relativ unempfindlich gegenüber
Verschmutzung. Dabei kann das Fühlerelement an seinem der Kolben
stange zugewandten Ende elastisch bzw. als Feder ausgebildet sein, etwa
als Blechfeder, die mit einem konvexen Ende versehen ist, das in Bewe
gungsrichtung der Kolbenstange diese tangential beaufschlagt.
Je nach dem, ob das Fühlerelement auf der Kolbenstange zu liegen kommt
oder in deren Bahn fällt, wenn sich der Kolben in seiner Ausgangsposition
befindet, wird entweder keine Entriegelung oder eine Entriegelung des
wenigstens einen Auslaßventils durch die Ver-/Entriegelungsvorrichtung
durchgeführt. Dies kann über einen Verriegelungshebel der Ver-/Entrie
gelungsvorrichtung erfolgen, der vom Fühlerelement beaufschlagt wird.
Dabei kann nach einer Ausgestaltung der Erfindung das Fühlerelement
auch mit dem freien Ende des Verriegelungshebels verbunden sein, der
seinerseits durch eine Abzug des Arbeitsgeräts in die Verriegelungsstel
lung verschwenkbar ist. Er verbleibt dann in der Verriegelungsstellung,
solange nach Zünden des Brenngasgemisches in der Brennkammer das
Fühlerelement auf dem Umfang der Kolbenstange aufliegt.
Nach einer vorteilhaften weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist eine
Stellvorrichtung vorgesehen, durch die der Verriegelunghebel in seine
Entriegelungsstellung bringbar ist, sofern sich der Kolben nicht in seine
Ausgangsposition zurückbewegt hat. Da in diesem Fall bei verwendetem
mechanischem Fühlerelement dieses noch auf dem Umfang der Kolben
stange aufliegt, muß es elastisch ausgebildet sein, da es bei Verschwen
kung des Verriegelungshebels in die Entriegelungsstellung zusammen
gedrückt wird.
Als Stellvorrichtung kann z. B. ein mit dem Verriegelungshebel verbunde
ner Betätigungsknopf dienen, der manuell antreibbar ist.
Möglich ist es aber auch, als Stellvorrichtung am Arbeitsgerät einen
Winkelhebel vorzusehen, der um seinen Scheitelpunkt schwenkbar gela
gert ist. Ein Schenkel des Winkelhebels nimmt den Entriegelungshebel in
seine Entriegelungsstellung mit, wenn der andere Schenkel des Winkelhe
bels durch eine vorn am Gerät befindliche Anpresseinrichtung, die zum
hinteren Ende des Arbeitsgerätes bewegbar ist, verschoben und der Win
kelhebel dadurch verschwenkt wird. Hat sich also nach einem Setzvor
gang der Kolben aus irgendeinem Grunde nicht in seine Ausgangsposition
zurückbewegt, so kann das Arbeitsgerät mit seiner Anpresseinrichtung
erneut gegen eine Unterlage gedrückt werden, um auf diese Weise die Ver-
/Entriegelungseinrichtung in ihre Entriegelungsstellung zu überführen,
wodurch eine Entlüftung der Brennkammer über das Auslaßventil mög
lich wird. Bei einem dann noch weiteren Anpressvorgang wird erneut
Brenngas in die Brennkammer geführt und es kann jetzt ein Zündvorgang
bei noch teilweise ausgefahrener Kolbenstange erfolgen. In diesem Zu
stand befindet sich kein Befestigungselement im Ausgangskanal des Ar
beitsgeräts, so daß keine Verletzungsgefahr besteht. Danach nimmt der
Kolben wieder seine Ausgangsposition ein und das Arbeitsgerät kann nor
mal weiter betrieben werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezug
nahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 einen Axialschnitt durch ein erfindungsgemäßes Arbeitsgerät nach
einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung im Bereich
seiner Brennkammer, deren Teil-Brennkammern vollständig kollabiert
sind;
Fig. 2 das Arbeitsgerät nach Fig. 1 im angepressten Zustand bei aufge
spannten Teil-Brennkammern;
Fig. 3 das Arbeitsgerät nach Fig. 1 im angepressten Zustand und bei
gezündeter Brennkammer;
Fig. 4 das Arbeitsgerät nach Fig. 1 im Zustand der Kolbenrückkehr in die
Ausgangsposition;
Fig. 5 das Arbeitsgerät nach Fig. 1 in einem Zustand, bei dem der Kolben in
seine Ausgangsposition zurückgekehrt ist;
Fig. 6 das Arbeitsgerät nach Fig. 1 im Entriegelungszustand;
Fig. 7 einen Axialschnitt durch einerfindungsgemäßes Arbeitsgerät nach
einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 8 einen Axialschnitt durch ein Arbeitsgerät nach einem dritten Aus
führungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 9 einen Axialschnitt durch ein Arbeitsgerät gemäß einem vierten Aus
führungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 10 einen vergrößerten Ausschnitt des vorderen Bereichs des Arbeits
gerätes nach Fig. 9.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 6 ein erstes
Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Arbeitsgerätes näher
erläutert.
Die Fig. 1 zeigt einen Axialschnitt durch ein brennkraftbetriebenes Setzge
rät für Befestigungselemente im Bereich seiner Brennkammer. Gemäß
Fig. 1 enthält das Setzgerät eine zylindrisch ausgebildete Brennkammer 1
mit einer Zylinderwandung 2 und einer sich daran anschließenden
ringförmigen Bodenwand 3a, 3b. Im Zentrum der Bodenswand 3a, 3b
befindet sich eine Öffnung 4a, 4b, an die sich ein Führungszylinder 5
anschließt, der eine Zylinderwand 6 und eine Bodenwand 7 aufweist.
Innerhalb des Führungszylinders 5 ist ein Kolben 8 gleitend verschiebbar
gelagert, und zwar in Zylinderlängsrichtung des Führungszylinders 5. Der
Kolben 8 besteht aus einer Kolbenplatte 9, die zur Brennkammer 1 weist,
sowie aus einer mit der Kolbenplatte 9 mittig verbundenen Kolbenstange
10, die durch eine Durchgangsöffnung 11 in der Bodenwand 7 zu einem
Teil aus dem Führungszylinder 5 herausragt.
In der Fig. 1 befindet sich der Kolben 8 in seiner zurückgeführten Ruhe
stellung bzw. Ausgangsposition, in der das Setzgerät nicht in Betrieb ist.
Die der Brennkammer 1 zugewandte Seite der Kolbenplatte 9 schließt
mehr oder weniger mit der Innenseite der Bodenwand 3a, 3b ab, und die
Kolbenstange 10 überragt nur ein wenig die Bodenwand 7 nach außen. Die
Kolbenplatte 9 verjüngt sich stufenförmig in Richtung zur Brennkammer
1, wobei der Teil mit kleinerem Durchmesser in der Öffnung 4b zu liegen
kommt und der Teil mit größerem Durchmesser in der Öffnung 4a. Der Teil
der Kolbenplatte 9 mit größerem Durchmesser schlägt somit gegen die
Bodenplatte 3b, welche somit als Anschlag für die Kolbenplatte 9 dient,
wenn sich der Kolben 8 in seiner Ausgangsposition befindet. Nicht darge
stellte Dichtungsringe am äußeren Umfang der Kolbenplatte 9 können vor
gesehen sein, um die Räume zu beiden Seiten der Kolbenplatte 9 gegenein
ander abzudichten.
Innerhalb der Brennkammer 1 befindet sich eine Zylinderplatte 14, die als
Brennkammerwand bezeichnet werden kann. Die Brennkammerwand 14
ist in Längsrichtung der Brennkammer 1 verschiebbar und weist an ihrem
äußeren Umfangsrand eine ringförmige Dichtung auf, um die Räume vor
und hinter der Brennkammerwand 14 abzudichten. Ferner weist die
Brennkammerwand 14 eine zentrale Durchgangsöffnung 16 mit ringför
miger Umfangsdichtung auf.
Zwischen der Brennkammerwand 14 und der Bodenwand 3b befindet sich
eine weitere Trennplatte 18. Die Trennplatte 18 ist ebenfalls kreisförmig
ausgebildet und weist einen Außendurchmesser auf, der dem Innendurch
messer der Brennkammer 1 entspricht. An der zur Brennkammerwand 14
weisenden Seite ist die Trennplatte 18 mit einem zylindrischen Ansatz 19
verbunden, der durch die zentrale Durchgangsöffnung 16 der Brenn
kammerwand 14 hindurchragt und dessen Länge einem mehrfachen der
Dicke der Brennkammerwand 14 entspricht. Die genannte Umfangsdichtung
entlang der Durchgangsöffnung 16 schmiegt sich dabei dicht an die
Außenumfangsfläche des zylindrischen Ansatzes 19 an. An seinem oberen
Ende weist der zylindrische Ansatz 19 einen seinen Umfang überragenden
ringförmigen Ansatz 20 auf. Der Außendurchmesser des ringförmigen An
satzes 20 ist größer als der Innendurchmesser der Durchgangsöffnung 16.
Am Rand der Durchgangsöffnung 16 ist mit der Brennkammerwand 14 ein
hohlzylindrischer Ansatz 17 verbunden, der den zylindrischen Ansatz 19
umgibt. Das freie Ende des hohlzylindrischen Ansatzes 17 liegt dabei der
unteren Seite des ringförmigen Ansatzes 20 gegenüber und in Fig. 1 im
Abstand zu diesem. Ein mit der Zylinderwandung 2 verbundener Steg 2a
dient als Anschlag für den Ansatz 19 und damit zur Positionierung der mit
dem Ansatz 19 verbundenen Trennplatte 18 beim Aufspannen der Brenn
kammer. Der Steg 2a ist nur in Fig. 1 vollständig gezeigt und in allen an
deren Darstellungen bzw. Ausführungsbeispielen der Übersicht wegen
fortgelassen.
Im Ruhezustand des Arbeitsgeräts gemäß Fig. 1 liegt die Trennplatte 18
auf der Bodenwand 3b und die Brennkammerwand 14 auf der Trennplatte
18. Die Brennkammer 1 ist dann vollständig kollabiert. Beim Ansetzen des
Geräts gegen einen nicht dargestellten Gegenstand, in den ein Befesti
gungselement hineingetrieben werden soll, wird, wie noch später zu erläu
tern ist, die Brennkammerwand 14 angehoben und entfernt sich somit von
der Trennplatte 18 bzw. der Bodenwand 3b. Die Brennkammerwand 14
nimmt somit nach einer gewissen Zeit über den ringförmigen Ansatz 20 die
Trennplatte 18 mit. Dabei liegen dann die Brennkammerwand 14 und die
Trennplatte 18 in einem vorbestimmten Abstand voneinander, der durch
die Lage des ringförmigen Ansatzes 20 bestimmt ist. Dabei bilden dann die
Brennkammerwand 14 und die Trennplatte 18 eine sogenannte Vorkam
mer. Es handelt sich hierbei um eine Teil-Brennkammer der Brennkam
mer 1. Diese Vorkammer trägt das Bezugszeichen 21 in Fig. 2. Wird die
Brennkammerwand 14 noch weiter angehoben, bewegen sich Brenn
kammerwand 14 und Trennplatte 18 parallel zueinander, so daß sich
zwischen Trennplatte 18 und Bodenwand 3b bzw. Kolbenplatte 9 eine
weitere Teil-Brennkammer aufspannt, die als Hauptkammer bezeichnet
wird. Diese Teil-Brennkammer bzw. Hauptkammer trägt das Bezugszei
chen 22 in Fig. 2. In Fig. 2 ist der Zustand dargestellt, bei dem beide Teil-
Brennkammern 21 und 22 vollständig aufgespannt sind. Jetzt schlägt
auch der Ansatz 19 gegen den Anschlag bzw. Steg 2a.
Zur Verschiebung der Brennkammerwand 14 in Längsrichtung der Brenn
kammer 1 sind mit der Brennkammerwand 14 über deren Umfang unter
gleichen Winkelabständen verteilt z. B. drei Antriebsstangen 23 fest ver
bunden, von denen nur eine in der Zeichnung zu erkennen ist. Die An
triebsstangen 23 liegen parallel zur Zylinderlängsachse der Brennkammer
1 und außen seitlich zur Zylinderwand 6. Dabei durchlaufen die Antriebs
stangen 23 jeweils eine Durchgangsöffnung 24 in der Trennplatte 18 sowie
eine weitere Durchgangsöffnung 25a, 25b in der Bodenwand 3a, 3b. Diese
Durchgangsöffnung 25a, 25b ist gleichzeitig als Ventilöffnung ausgebildet
und besitzt im Bereich 25a einen konischen Verlauf. Die Antriebsstangen
23 und die Brennkammerwand 14 sind z. B. in geeigneter Weise über
Schrauben miteinander verbunden, während die freien Enden der
Antriebsstangen 23 über einen Antriebsring 28 miteinander verbunden
sind, der konzentrisch zur Zylinderachse der Brennkammer 1 liegt und
den Führungszylinder 5 umgreift. Auch der Antriebsring 28 kann über
Schrauben mit den Antriebsstangen 23 verschraubt sein. Zwischen dem
Antriebsring 28 und außen fest an der Zylinderwand 6 angebrachten
Ansätzen 26, durch die jeweils eine der Antriebsstangen 23 hindurchläuft,
liegt auf jeder der Antriebsstangen 23 eine Druckfeder 27, die sich am je
weiligen Ansatz 26 abstützt sowie gegen den Antriebsring 28 drückt. Diese
Druckfedern 27 sind daher bestrebt, die Brennkammerwand 14 immer in
Richtung zur Bodenwand 3b zu drücken.
Wie bereits erwähnt, befindet sich im Bereich der ringförmigen Boden
wand 3a, 3b die als Ventilöffnung dienende Durchgangsöffnung 25a, 25b,
die sich außen (25a) konisch erweitert. In diese Ventilöffnung ist ein Ven
tilstößel 32 dichtend einführbar. Dieser Ventilstößel 32 liegt bei geöffneter
Ventilöffnung 25a, 25b außerhalb der Brennkammer 1 bzw. unterhalb der
Bodenwand 3a und wird in dieser Stellung über einen am Führungszylinder
5 befestigten Ansatz 33a blockiert. Zwischen dem Ventilstößel 32 und
dem Rand der Öffnung 25a liegt eine Druckfeder 33b, die den Ventilstößel
32 gegen den Ansatz 33a drückt. Wird der Antriebsring 28 in Richtung der
Bodenwand 3a verschoben, so nimmt ein an der Antriebsstange befestigter
Ansatz 33 den Ventilstößel 32 mit und führt ihn gegen den Druck der Feder
33b in die Ventilöffnung 25a, 25b ein, um das Ventil zu schließen, das das
Bezugszeichen 34 trägt. Es handelt sich hier um ein Ein-/Auslaßventil.
Dabei durchfährt der Ansatz 33 eine im Ansatz 33a vorhandene Öffnung
33c. Es sei noch erwähnt, daß die Trennplatte 18 umfangsseitig mehrere
Durchgangsöffnungen 38 aufweist, die jeweils den gleichen Abstand von
der Zylinderachse der Brennkammer 1 haben können. Ferner befinden
sich am unteren Ende des Führungszylinders 5 Auslaßöffnungen 39 zum
Auslaß von Luft aus dem Führungszylinder 5, wenn der Kolben 8 in Rich
tung zur Bodenwand 7 bewegt wird. Am unteren Ende des Führungszylin
ders 5 befindet sich darüber hinaus eine Dämpfungsvorrichtung 40 zur
Dämpfung der Bewegung des Kolbens 8. Überfährt der Kolben 8 die Aus
laßöffnungen 39, so kann Abgas aus den Auslaßöffnungen 39 entweichen.
In der Zylinderwand 2 der Brennkammer 1 befinden sich noch zwei radiale
Durchgangsöffnungen 41 und 42, die in Axialrichtung voneinander beab
standet sind. Über sie kann flüssiges Brenngas in die noch nicht voll auf
gespannten Teil-Brennkammern 21 und 22 eingespritzt werden, und zwar
unter Verwendung von Dosierventilen, die mit den Durchgangsöffnungen
41 und 42 verbindbar sind. Auf diese Weise läßt sich die Menge an Brenn
gasgemisch in den jeweiligen Teil-Brennkammern 21 und 22 dosiert vorge
ben.
Die Fig. 2 zeigt, wie bereits erwähnt, das Setzgerät im aufgespannten
Zustand der Teil-Brennkammern, also im aufgespannten Zustand der Vor
kammer 21 und der Hauptkammer 22. Die Verschiebepositionen von
Brennkammerwand 14 und Trennplatte 18 werden dadurch eingestellt,
daß der Ventilstößel 32 beim Einfahren in die Ventilöffnung 25a, 25b den
Ansatz 33 und mit ihm die Antriebsstangen 23 stoppt, so daß auch die
Brennkammerwand 14 gestoppt wird. Die Lage der Trennplatte 18 ergibt
sich dadurch, daß der Ansatz 19 gegen den Anschlag 2a stößt. Der Ventil
stößel 32 ist kegelig ausgeführt.
Es sei ferner noch erwähnt, daß der mit der Trennplatte 18 verbundene
zentrale Ansatz 19 in seinem der Trennplatte 18 zugewandten Bereich als
Zündkäfig 51 zur Aufnahme einer Zündvorrichtung 52 ausgebildet ist.
Diese Zündvorrichtung 52 dient zum Erzeugen eines elektrischen
Funkens zwecks Zündung eines Brenngasgemisches in der Vorkammer
21. Wie weiter unten noch näher beschrieben wird, befindet sich die Zünd
vorrichtung 52 im inneren bzw. in einem zentralen Bereich des Zündkäfigs
51, der umfangsseitig mit Durchgangsöffnungen 53 versehen ist, durch
die hindurch eine laminare Flammfront aus dem Zündkäfig 51 in die
Vorkammer 21 austreten kann.
Wie Fig. 1 ebenfalls erkennen läßt, ist seitlich neben dem Führungszylin
der 5 eine Ver-/Entriegelungsvorrichtung 54 angeordnet, die mit einer Ab
frageeinrichtung 55 zum Abfragen der Verschiebeposition des Kolbens 8
bzw. der Kolbenstange 10 verbunden ist.
Die Ver-/Entriegelungsvorrichtung 54 dient zur Verriegelung des
Antriebsrings 28 und damit zur Verriegelung des Ein-/Auslaßventils 34 in
der geschlossenen Stellung. Hierzu weist die Ver-/Entriegelungsvorrich
tung 54 einen Verriegelungshebel 56 auf, der außen in geringem Abstand
zur Zylinderwand 6 parallel zur Längsrichtung des Zylinders 5 verläuft
und an seinem hinteren Ende an der Außenseite der Bodenwand 3a
schwenkbar gelagert ist. Zu diesem Zweck befindet sich dort eine Lager
einrichtung 57. Das der Lagereinrichtung 57 abgewandte Ende des Verrie
gelungshebels 54 durchläuft eine Öffnung 58 im Antriebsring 28 und geht
dann einstückig in ein die Abfrageeinrichtung 55 bildendes Fühlerelement
über, das sich mit seinem freien Ende bis in die Bahn der Kolbenstange 10
erstreckt. Das freie Ende des Fühlerelements 55 kommt also unmittelbar
vor der Stirnfläche 10a der Kolbenstange 10 zu liegen, wenn sich der Kol
ben 8 in seiner Ausgangsposition gemäß Fig. 1 befindet. Der Verriege
lungshebel 56 und das Fühlerelement 55 können z. B. aus einem genügend
starken Blech herausgestanzt sein. An der dem Zylinder 5 abgewandten
Seite des Verriegelungshebels 56 weist dieser eine Verriegelungskante 59
auf, mit der der Verriegelungshebel 56 hinter den Antriebsring 28 greifen
kann, wenn dieser weit genug in Richtung zur Bodenwand 3a verschoben
worden ist. Ausgehend von der Lagereinrichtung 57 weist also der Verrie
gelungshebel 56 zunächst eine relativ geringe Breite auf, die sich dann zur
Bildung der Verriegelungskante 59 vergrößert. Mit Hilfe einer gehäusesei
tig gelagerten Druckfeder 60 wird der Verriegelungshebel 56 so in Rich
tung zum Zylinder 5 um die Lagereinrichtung 57 verschwenkt, daß die Ver
riegelungskante 59 außer Eingriff mit dem Rand der Öffnung 58 kommt
und der Fühlerabschnitt 55 mit seinem freien Ende in der Bahn der Kol
benstange 10 liegt.
Weiterhin ist seitlich am Zylinder 5 ein Abzug 61 bzw. Trigger vorhanden,
der an der Außenseite der Zylinderwand 6 schwenkbar gelagert ist. Hierzu
ist eine Lagereinrichtung 62 vorgesehen. Der Abzug 61 kann in Richtung
zur Bodenwand 3a, 3b um die Lagereinrichtung 62 verschwenkt werden,
und zwar gegen die Druckkraft einer Druckfeder 63. Ein Betätigungsab
schnitt des Abzugs 61 kommt dabei außerhalb des Verriegelungshebels 56
zu liegen. Darüber hinaus ist der Abzug 61 im Bereich der Lagereinrich
tung 62 mit einem in Richtung zum Boden 7 des Zylinder 5 weisenden
Ansatz 64 z. B. einstückig verbunden. Wird daher der Abzug 61 in Fig. 1
entgegen dem Uhrzeigersinn um die Lagereinrichtung 62 bewegt, wird der
Ansatz 64 entsprechend mitgenommen, der dann die zum Zylinder 5
weisende Kante des Verriegelungshebels 56 beaufschlagt und diesen
entsprechend und entgegen der Kraft der Feder 60 mitnimmt bzw. um die
Lagereinrichtung 57 verschwenkt.
Nachfolgend soll Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Arbeitsgeräts
gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Fig. 2
bis 6 näher erläutert werden. Gleiche Elemente wir in Fig. 1 sind mit den
gleichen Bezugszeichen versehen und werden nicht nochmals beschrie
ben.
Die Fig. 2 zeigt einen Zustand, bei dem das Arbeitsgerät mit seiner Spitze
gegen einen Gegenstand gepreßt worden ist, in den ein Befestigungsele
ment hineingetrieben werden soll. Über einen nicht dargestellten vorder
seitigen Anpresskäfig wird dabei der Antriebsring 28 in Richtung zur
Brennkammer 1 verschoben und spannt somit über die Antriebsstangen
23 die Teil-Brennkammern 21 und 22 auf, wobei auch das Ein-/Auslaß
ventil 34 verschlossen wird. Kurz bevor die Teil-Brennkammern 21 und 22
voll aufgespannt worden sind, wird flüssiges Brenngas durch die Durch
gangsöffnungen 41 und 42 eingespritzt. Der Antriebsring 28 kommt in der
angepressten Endstellung vor der Verriegelungskante 59 zu liegen, jedoch
kann die Verriegelungskante 59 den Antriebsring 28 noch nicht hinter
greifen, da der Abzug 61 noch nicht betätigt worden ist. Das freie Ende des
Fühlerelements 55 verbleibt daher zunächst in der Bahn der Kolbenstange
10, also unmittelbar vor deren freier Stirnfläche 10a.
Gemäß Fig. 3 wird nun der Abzug 61 betätigt, also entgegen dem Uhrzei
gersinn um die Lagerachse 62 herumgeschwenkt, und zwar entgegen der
Kraft der Feder 63. Dabei wird über den Ansatz 64 der Verriegelungshebel
56 entgegen dem Uhrzeigersinn um die Lagerachse 57 verschwenkt, so daß
die Verriegelungskante 59 den Antriebsring 28 hintergreift. Gleichzeitig
wird mit der Verschwenkung des Verriegelungshebels 56 das Fühlerele
ment 55 aus der Bahn der Kolbenstange 10 herausbewegt. Im letzten
Abschnitt der Verschwenkbewegung des Abzugs 61 und nachdem das
Fühlerelement 55 aus der Bahn der Kolbenstange 10 herausbewegt
worden ist, erfolgt die Zündung des in den Teil-Brennkammern 21 und 22
vorhandenen Brenngasgemisches mit Hilfe der Zündvorrichtung 52. Es
wird also ein Zündfunke durch die elektrische Zündvorrichtung 52 inner
halb des Zündkäfigs 51 erzeugt. Das in jeder der Teil-Brennkammern 21
und 22 durch Dosierungvoreingestellte Gemisch aus z. B. Luft und Brenn
gas beginnt zunächst in der Vorkammer 21 laminar zu verbrennen, wobei
sich die Flammfront mit relativ langsamer Geschwindigkeit radial in Rich
tung der Durchgangsöffnungen 38 ausbreitet. Dabei schiebt sie unver
branntes Luft-Brenngasgemisch vor sich her, welches durch die Durch
gangsöffnung 38 hindurch in die Hauptkammer 22 gelangt und hier
Turbulenz sowie eine Vorkomprimierung erzeugt. Erreicht die Flammfront
die Durchgangsöffnungen 38 zur Hauptkammer 22, treten die Flammen,
bedingt durch die relativ kleinen Querschnitte der Durchgangsöffnungen
38, als Flammstrahlen in die Hauptkammer 22 über und erzeugen hier
weitere Turbulenz. Das durchmischte turbulente Luft-Brenngasgemisch
in der Hauptkammer 22 wird über die gesamte Oberfläche der Flamm
strahlen entzündet. Es brennt jetzt mit einer hohen Geschwindigkeit, was
zu einer starken Druckerhöhung in der Hauptkammer 22 führt.
Dieser hohe Druck wird auf die Kolbenplatte 9 übertragen, so daß diese
sich mit hoher Geschwindigkeit in Richtung zur Bodenwand 7 bewegt,
wobei gleichzeitig die Luft aus dem Führungszylinder 5 durch die Auslaß
öffnungen 39 nach außen getrieben wird. Die Kolbenplatte 9 überfährt
kurzzeitig die Auslaßöffnungen 39, so daß durch sie Abgas entweichen
kann. Durch die in Pfeilrichtung ausfahrende Kolbenstange 10 wird jetzt
ein Befestigungselement gesetzt bzw. in den Gegenstand hineingetrieben,
gegen den das Arbeitsgerät gedrückt worden ist.
Kurz nach dem Zünden des Brenngasgemisches in Fig. 3 kann der Abzug
61 wieder losgelassen werden. Bei der genannten Bewegung der Kolben
stange 10 in Richtung des Pfeils in Fig. 3 werden dann der Verriegelungs
hebel 56 und mit ihm das Fühlerelement 55 durch die Druckfeder 60 in
Richtung zum Führungszylinder 5 gedrückt, jedoch kommt die Verriege
lungskante 59 nicht außer Eingriff mit dem Antriebsring 28, da das freie
Ende des Fühlerelements 55 lediglich gegen den Umfang der Kolbenstange
10 gedrückt wird und somit eine Verschwenkung des Verriegelungshebels
56 im Uhrzeigersinn um die Lagereinrichtung 57 herum nicht möglich ist.
Der Antriebsring 28 behält somit seine Stellung bei, so daß das Ein-/Aus
laßventil 34 geschlossen und die Teil-Brennkammern 21, 22 aufgespannt
bleiben.
Die Fig. 4 zeigt einen Zustand nach Setzung bzw. erfolgter Verbrennung
des Luft-Brenngasgemisches in der Hauptkammer 22, wobei der Kolben 8
durch thermische Rückführung in seine Ausgangsposition zurückgeführt
wird, wie durch den dargestellten Pfeil zu erkennen ist, da durch Abküh
lung des in der Brennkammer 1 und im Führungszylinder 5 verbliebenen
Rauchgases ein Unterdruck hinter dem Kolben 8 bzw. hinter der Kolben
platte 9 entsteht. Das Fühlerelement 55 schleift mit seinem freien Ende
weiterhin auf der Umfangsoberfläche der Kolbenstange 10, so daß der
Antriebsring 28 über die Verriegelungskante 59 weiterhin verriegelt
bleibt. Das Ein-/Auslaßventil 34 bleibt weiterhin verschlossen, da der
Kolben 8 seine Ausgangsposition noch nicht ganz erreicht hat.
In der Fig. 5 ist ein Zustand gezeigt, bei dem der Kolben 8 durch thermi
sche Rückführung vollständig in seine Ausgangsposition zurückgebracht
worden ist. Hier sind die Öffnungen 4a und 4b durch die Kolbenplatte voll
ständig verschlossen. Das freie Ende 10a der Kolbenstange 10 ist jetzt so
weit in den Führungszylinder 5 zurückgezogen worden, daß dieses freie
Ende 10a außerhalb des Bereichs des Fühlerelements 55 zu liegen kommt.
Gemäß Fig. 6 kann jetzt die Druckfeder 60 den Verriegelungshebel 56 und
mit ihm das Fühlerelement 55 im Uhrzeigersinn um die Lagereinrichtung
57 verschwenken, so daß die Verriegelungskante 59 des Verriegelungshe
bels 56 außer Eingriff mit dem Antriebsring 28 kommt.
In einem nicht weiter dargestellten nächsten Schritt kann nunmehr der
Antriebsring 28 mit Hilfe der Druckfedern 27 von der Bodenwand 3a, 3b
weggeschoben werden, was zur entsprechenden Mitnahme der Antriebs
stangen 23 führt. Der Ansatz 33 bewegt sich somit ebenfalls von der
Bodenwand 3a, 3b weg, so daß der Ventilstößel 32 aus der Ventilöffnung
25a, 25b herausgeführt werden kann, und zwar unter Wirkung der Druck
feder 33b. Im Zuge der Verschiebung der Antriebsstangen 23 in Richtung
zum vorderen Ende des Arbeitsgeräts werden zunächst die Brennkammer
wand 14 und dann die Trennplatte 18 entsprechend mitgenommen, so daß
die gesamte Brennkammer 1 bzw. die Teil-Brennkammern 21, 22 kollabie
ren. Dabei werden die verbrannten Restgase durch das Ein-/Auslaßventil
34 ausgegeben. Dieses Ein-/Auslaßventil 34 dient auch der Zufuhr von
Frischluft in die Brennkammer 1 bei entgegengesetzter Bewegung der Platten
14 und 18, wie die Fig. 1 erkennen läßt. Es können auch mehrere Ein-
/Auslaßventile vorhanden sein und entsprechend gesteuert werden.
Die Fig. 7 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, daß sich
von dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch unterscheidet, daß als Ab
frageeinrichtung 55 eine elektrisch arbeitende Sensoreinrichtung zum
Einsatz kommt. Die Sensoreinrichtung kann z. B. durch eine Lichtschran
ke gebildet sein, die aus einem Lichtsender 65 und einem Lichtempfänger
66 besteht. Dabei sind Lichtsender 65 und Lichtempfänger 66 so an der
Außenseite der Bodenwand 7 zu beiden Seiten der Durchgangsöffnung 11
positioniert, daß die Lichtstrecke zwischen Sender 65 und Empfänger 66
gerade an der Stirnfläche 10a der Kolbenstange 10 vorbeiläuft, wenn sich
der Kolben 8 in seiner Ausgangsposition befindet, also die Kolbenplatte 9
die Öffnungen 4a, 4b vollständig verschließt.
Nachdem das Brenngasgemisch in den Teil-Brennkammern 21, 22 gezün
det worden ist und der Kolben 8 ausfährt, kann der Lichtempfänger 66 auf
Empfang geschaltet werden. Da jetzt die Kolbenstange 10 zwischen Sender
65 und Empfänger 66 liegt, wird durch den Empfänger 66 kein Licht
empfangen. Durch eine elektrisch betätigbare Stelleinrichtung 67 wird
zunächst der in die Verriegelungsstellung gebrachte Verriegelungshebel
56 auch nach Entlastung des Abzugs 61 in der Verriegelungsstellung
gehalten, so daß die Verriegelungskante 59 den Antriebsring 28 hinter
greift. Erst wenn der Kolben 8 seine Ausgangsposition wieder erreicht hat
und damit die Kolbenstange 10 die Übertragungsstrecke zwischen Sender
65 und Empfänger 66 freigibt, kann der Empfänger 66 Strahlung empfan
gen und ein entsprechendes elektrisches Entriegelungssignal an die Stell
einrichtung 67 liefern, die daraufhin ihren Verriegelungsmodus beendet
und den Verriegelungshebel 56 im Uhrzeigersinn in Fig. 7 um die Lagerein
richtung 57 verschwenkt, so daß die Verriegelungskante 59 außer Eingriff
mit dem Antriebsring 28 kommt und letzterer zur Öffnung des Ein-/Aus
laßventils 34 in Richtung zum vorderen Ende des Arbeitsgerätes mittels
der Druckfedern 27 verschoben werden kann.
Die Fig. 8 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen,
brennkraftbetriebenen Arbeitsgerätes. Gleiche Teile wie in der Fig. 1 sind
mit den Bezugszeichen versehen und werden nicht nochmals beschrieben.
In Abweichung zu Fig. 1 ist hier das Fühlerelement 55 elastisch ausgebil
det und liegt in Form einer Blechfeder vor. Das untere Ende der Blechfeder
55 ist hier an einem nach oben weisenden Ansatz 56a des Verriegelungshe
bels 56 fest angebracht, während das gegenüberliegende Ende der Blech
feder 55 konvex umgebogen ist und in der Darstellung nach Fig. 8 gegen
den Außenumfang der Kolbenstange 10 drückt. Der Druck wird mit Hilfe
der Druckfeder 60 erzeugt, wobei dieser Druck jedoch so gering ist, daß die
Verriegelungskante 59 des Verriegelungshebels 56 nach wie vor den An
triebsring 28 hintergreift und dieser somit verriegelt bleibt. Wird der Kol
ben 8 aus irgendeinem Grund nicht in seine Ausgangsposition zurückge
führt, liegt also der in Fig. 8 gezeigte Zustand stationär vor, so kann
dennoch eine Entriegelung des Antriebsrings 28 erfolgen, und zwar mit
Hilfe eines handbetätigbaren Druckknopfes 68, der im Gehäuse des Ar
beitsgeräts verschiebbar gelagert ist. Hierzu ist eine Lagereinrichtung 69
vorhanden, die eine Rückstellfeder 70 aufnimmt. Wird der Druckknopf 68
beim Zustand nach Fig. 8 gedrückt, so wird eine mit ihm verbundene Betä
tigungsstange 71 entgegen der Kraft der Rückstellfeder 70 auf den Verrie
gelungshebel 56 zu bewegt und drückt diesen in Richtung zur Kolbenstan
ge 10. Dabei verbiegt sich die Blechfeder 55 elastisch, während gleichzeitig
die Verriegelungskante 59 außer Eingriff mit dem Antriebsring 28 kommt.
Dieser kann sich jetzt zum vorderen Ende des Arbeitsgeräts bewegen, so
daß jetzt die Brennkammer 1 entlüftet werden kann. Wird der Druckknopf
68 dann losgelassen, schiebt die Rückstellfeder 70 ihn wieder in seine
Ausgangsposition, die durch einen Ansatz 72 an der Betätigungsstange 71
fixiert ist. Hierzu schlägt der Ansatz 72 gegen eine Kante der Lagereinrich
tung 69. Der Entriegelungshebel 56 verbleibt zunächst in der Entriege
lungsstellung, da sich jetzt der Antriebsring 28 links von der Verriege
lungskante 59 in Fig. 8 befindet.
Nach erneutem Anpassen und Verriegeln des Antriebsrings 28 sowie Zünden
eines Brenngasgemisches in der Brennkammer 1 wird dann der Kol
ben 8 in seine Ausgangsposition zurückbewegt, so daß dann die Blattfeder
55 mit ihrem oberen Ende in die Bahn der Kolbenstange 10 ausweichen
kann, und zwar unter der Wirkung der Feder 60. Das obere Ende der
Blechfeder 55 kommt dabei unmittelbar vor der freien Stirnfläche 10a der
Kolbenstange 10 zu liegen. Die Verriegelung 59, 28 wird aufgehoben.
Ein viertes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Arbeitsgeräts ist
in den Fig. 9 und 10 dargestellt. Auch hier sind wiederum gleiche Teile
wie in Fig. 1 mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden nicht
nochmals beschrieben.
Die Fig. 9 und 10 zeigen einen Zustand des Arbeitsgerätes, bei dem der
Kolben 8 nach Durchführung eines Setzvorganges seine Ausgangsposition
nicht erreicht hat und ruht. Für diesen Fall ist ebenfalls eine
Zwangsentriegelung vorgesehen, die dadurch erfolgen soll, daß das Ar
beitsgerät mit seiner Spitze erneut gegen einen Gegenstand gepresst wird.
Demgemäß ist an der Außenseite des Bodens 7 ein Winkelhebel 73 um eine
Achse 74 schwenkbar gelagert. Die Achse 74 liegt im Scheitelbereich des
Winkelhebels 73, der ausgehend vom Scheitelbereich einen ersten Schen
kel 75 und einen zweiten Schenkel 76 aufweist. Beide Schenkel 75 und 76
liegen in einer Ebene, zu der senkrecht die Achse 74 steht, welche zum Bei
spiel tangential zum Führungszylinder 5 liegt. Der erste Schenkel 75 weist
dabei in Richtung zum vorderen Ende des Arbeitsgerätes, während der
zweite Schenkel 76 in Richtung zur Kolbenstange 10 weist.
Am freien Ende des ersten Schenkels 75 ist ein Achsstummel 78 vorgese
hen, welcher in einem Längsschlitz 77 liegt, der sich seinerseits am freien
Ende 56a des Verriegelungshebels 56 befindet. Der Verriegelungshebel 56
ist zu diesem Zweck an seinem der Lagereinrichtung 57 gegenüberliegen
den Ende zur Bildung des Abschnittes 56a abgewinkelt, wobei am freien
Ende des abgewinkelten Abschnittes der Längsschlitz 77 vorhanden ist,
der sich in Längsrichtung des Arbeitsgerätes bzw. in Längsrichtung der
Kolbenstange 10 erstreckt. An diesem Abschnitt 56a ist in dessen Fortfüh
rung eine Blechfeder 55 befestigt, deren freies Ende umgebogen ist und in
den Fig. 9 und 10 gegen die Kolbenstange 10 drückt. Diese Blechfeder 55
dient als Fühlerelement zum Abfragen der Position der Kolbenstange 10.
Der zweite Schenkel 76 des Winkelhebels 73 ist an seinem freien Ende mit
einem weiteren Achsstummel 79 versehen, um den ein Stellhebel 80 mit
seinem einen freien Ende schwenkbar gelagert ist. Dieser Stellhebel 80 ist
als ein sich in nur einer Richtung erstreckender Hebel ausgebildet. Er
weist einen Längsschlitz 81 mit einer Anschlagkante 82 auf, gegen die ein
Schenkel 83 einer Schenkelfeder 84 drückt, die um die Achse 74 herumge
wickelt ist und sich mit ihrem anderen Schenkel 85 am Führungszylinder
5 abstützt. Die Schenkelfeder 84 drückt somit mit ihrem Schenkel 83 stets
gegen die Anschlagkante 82 und versucht, über den Stellhebel 80 den Win
kelhebel 73 im Uhrzeigersinn in Fig. 10 um die Achse 74 zu drehen. Die La
ge der geraden Anschlagkante 82 im Stellhebel 80 ist dabei so gewählt, daß
der Stellhebel 80 durch die Schenkelfeder 84 ausgerichtet wird, derart,
daß sein freies Ende 80a zum vorderen Ende des Arbeitsgeräts weist, und
zwar unter einem bestimmten Winkel zur Längsrichtung der Kolbenstange
10 verlaufend. Der Winkel ist so gewählt, daß für den Fall, daß der Kolben
8 seine Ausgangsposition nicht erreicht hat und die Blechfeder 55 nach
wie vor gegen den Umfang der Kolbenstange 10 drückt, das freie Ende 80a
des Stellhebels 80 von einem Fortsatz 86 erfaßt wird, der Teil eines nicht
dargestellten Anpresskäfigs des Anpressgeräts ist, welcher sich vorn am
Arbeitsgerät befindet und beim Anpressen des Arbeitsgeräts gegen einen
Gegenstand in Richtung zum hinteren Ende des Arbeitsgeräts verschoben
wird.
Nachfolgend soll der Betrieb des Arbeitsgeräts nach den Fig. 9 und 10 nä
her beschrieben werden, und zwar für den Fall, daß der Kolben 8 seine
Ausgangsposition nicht erreicht hat und ruht. Jetzt liegt der Zustand nach
den Fig. 9 und 10 vor.
Um den Antriebsring 28 entriegeln und damit die Brennkammer 1 entlüf
ten zu können, wird als nächstes das Arbeitsgerät erneut mit seiner Spitze
gegen einen Gegenstand gepresst. Dabei wird der nicht dargestellte An
presskäfig an der Spitze des Arbeitsgeräts nach hinten bewegt und mit ihm
der Fortsatz 86 in Fig. 10. Da die Blechfeder 55 gegen den Umfang der Kol
benstange 10 drückt, kann die Schenkelfeder 84 den Winkelhebel 73 nur
bis in eine bestimmte Position gemäß Fig. 10 drehen, wobei gleichzeitig
durch den Schenkel 83 in Verbindung mit der Anschlagkante 82 der Stell
hebel 80 so ausgerichtet wird, daß sein freies Ende 80a vom Fortsatz 86 er
faßt wird. Der Fortsatz 86 drückt jetzt den Stellhebel 80 nach hinten und
somit den Winkelhebel 73 im Uhrzeigersinn um die Achse 74. Dabei wird
der erste Schenkel 75 in Richtung zur Kolbenstange 10 bewegt, wobei die
Blattfeder 55 zusammengedrückt wird, wobei aber auch gleichzeitig die
Verriegelungskante 59 außer Eingriff mit dem Antriebsring 28 kommt, so
daß sich letzterer nach vorn bewegen kann, wodurch die Brennkammer 1
entlüftet wird. Bewegt sich der Fortsatz 86 wieder nach vorn zum Arbeits
gerät, bleibt die erreichte Winkelstellung des Winkelhebels 73 erhalten, da
der Verriegelungshebel 56 nicht wieder zurückweichen kann. Er liegt zwi
schenzeitlich mit seinem dickeren vorderen Abschnitt in der Öffnung 58,
da sich der Antriebsring 28 nach vorne bewegt hat. Der Verriegelungshebel
56 hält also über seinen Längsschlitz 77 und den Achsstummel 78 den
Winkelhebel 73 in seiner erreichten Stellung.
Es sei noch darauf hingewiesen, daß beim Verschieben des Stellhebels 80
durch den Fortsatz 86 nach hinten der Stellhebel 80 von einem konvexen
Abschnitt des Fortsatzes 86 aufgenommen wird, so daß der Stellhebel 80
nicht ausweichen kann. Verdreht sich dabei aufgrund der Verschiebung
des Stellhebels 80 der Winkelhebel 73 in Fig. 10 im Uhrzeigersinn, so
kommt der Schenkel 83 der Schenkelfeder 84 unter einem spitzen Winkel
zur Anschlagkante 82 zu liegen. Der Winkel öffnet sich hier in Richtung
zum Schenkel 85. Wird nach Entriegelung bzw. Anheben des Verriege
lungshebels 56 der Fortsatz 86 wieder nach vorn bewegt, so wird durch den
Schenkel 83 der Stellhebel 80 zusätzlich im Uhrzeigersinn um den Achs
stummel 79 verschwenkt, so daß er beim nächsten Andrücken des Arbeitsgeräts
gegen einen Gegenstand und bei dem damit zusammenhängenden
Zurückführen des Fortsatzes 86 nicht mehr von diesem erfaßt wird. In Fig.
10 käme jetzt der Stellhebel 80 oberhalb des Fortsatzes 86 zu liegen.
Bei diesem zuletzt erwähnten Anpressen des Arbeitsgerätes gegen einen
Gegenstand wird die Brennkammer 1 erneut mit einem Brenngasgemisch
gefüllt, das gezündet wird, so daß der Kolben 8 ausgefahren wird und an
schließend wieder seine Ausgangsposition erreicht. Nachdem dabei die
Kolbenstange 10 die Blechfeder 55 passiert hat, kann diese in den Bereich
der Kolbenstange 10 einfahren. Sie kommt dann unmittelbar vor der freien
Stirnfläche 10a der Kolbenstange 10 zu liegen.
Die obige Diskussion zeigt, daß im entriegelten Zustand des Arbeitsgeräts,
also bei entriegeltem Antriebsring 28, der Fortsatz 86 niemals den Stellhe
bel 80 erfassen kann, auch nicht beim ersten Ansetzen des Arbeitsgeräts
auf einen Gegenstand. Wird nach dem Ansetzen des Arbeitsgeräts durch
Betätigung des Abzugs 61 der Antriebsring 28 verriegelt und der Verriege
lungshebel 56 vom Führungszylinder 5 weggeschwenkt, so wird der Win
kelhebel 73 in Fig. 10 entgegen dem Uhrzeigersinn um die Achse 74 ge
dreht, was dazu führt, daß die Blechfeder 55 aus der Bahn der Kolbenstan
ge 10 herausgenommen wird, das freie Ende 80a des Stellhebels 80 auf ei
nem oberen Teil des Fortsatzes 86 zu liegen kommt und die Schenkelfeder
84 zunächst und hauptsächlich durch Betätigung des Abzugs 61 und Ver
schwenken des Verriegelungshebels 56 vorgespannt wird. Durch das Auf
liegen des Hebels 80 bzw. 80a auf dem Fortsatz 86 wird eine zusätzliche
Auslenkung des Schenkels 83 erzeugt, welche aber wieder entfällt, sobald
der Fortsatz 86 aufgrund des Rückstoßes eine Relativbewegung zum Zylin
der 5 beginnt. Hat nach Zündung die Kolbenstange 10 auf ihrem Rückweg
die Blechfeder 55 wieder passiert, so kann diese durch Wirkung der Schen
kelfeder 84 wieder in die Bahn der Kolbenstange 10 hineinbewegt werden.
Dadurch erfolgt eine normale Entriegelung des Antriebsrings 28, da er
jetzt durch Anheben des Verriegelungshebels 56 von der Verriegelungs
kante 59 frei kommt. Die Druckfeder 60 gemäß dem ersten und dritten
Ausführungsbeispiel ist nicht mehr erforderlich.
Claims (16)
1. Verfahren zur Betriebssteuerung eines tragbaren, brennkraftbetrie
benen Arbeitsgeräts, insbesondere eines Setzgeräts für Befestigungsele
mente, bei dem wenigstens ein Auslaßventil (34) einer Brennkammer (1)
des Arbeitsgeräts eintriegelt wird, wenn sich nach Zünden eines in der
Brennkammer (1) vorhandenen Brenngasgemisches zum Antrieb eines
Kolbens (8) dieser wieder in seine Ausgangsposition zurückbewegt hat, da
durch gekennzeichnet, daß die Verschiebestellung des Kolbens (8) abge
fragt wird, um dadurch zu ermitteln, wann er seine Ausgangsposition wie
der erreicht hat.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in
einem Zylinder (5) geführte Kolben (8) eine aus dem Zylinder (5) herausra
gende Kolbenstange (10) aufweist und außerhalb des Zylinders (5) die Ver
schiebestellung der Kolbenstange (10) abgefragt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abfra
ge der Verschiebestellung der Kolbenstange (10) die Lage ihrer freien
Stirnfläche (10a) detektiert wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich
net, daß für den Fall, daß nach Zünden des Brenngasgemisches der Kolben
(8) seine Ausgangsposition nicht erreicht, eine Zwangsentriegelung des
Auslaßventils (34) erfolgt.
5. Tragbares, brennkraftbetriebenes Arbeitsgerät, insbesondere Setz
gerät für Befestigungselemente, mit einer wenigstens ein Auslaßventil (34)
aufweisenden Brennkammer (1), in der ein Brenngasgemisch zum Antrieb
eines Kolbens (8) zündbar ist, und mit einer Ver-/Entriegelungsvorrich
tunge (54) zur Entriegelung des wenigstens einen Auslaßventils (34),
nachdem sich der Kolben (8) in seine Ausgangsposition zurückbewegt hat,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ver-/Entriegelungsvorrichtung (54)
zum Zwecke der Entriegelung des Auslaßventils (34) auf eine Abfrageein
richtung (55; 65, 66) zum Abfragen der Verschiebeposition des Kolbens (8)
anspricht.
6. Arbeitsgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß daß der
in einem Zylinder (5) geführte Kolben (8) eine aus dem Zylinder (5) heraus
ragende Kolbenstange (10) aufweist und die Abfrageeinrichtung (55; 65,
66) außerhalb des Zylinders (5) zum Abfragen der Verschiebeposition der
Kolbenstange (10) angeordnet ist.
7. Arbeitsgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Abfrageeinrichtung als neben der Bahn der Kolbenstange (10) liegende
Sensoreinrichtung (65, 66) zur Ausgabe eines elektrischen Entriegelungs
signals ausgebildet ist, sobald die Kolbenstange (10) den Bereich der Sen
soreinrichtung (65, 66) wieder verlassen hat.
8. Arbeitsgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Abfrageeinrichtung ein gegen den Umfang der Kolbenstange (10) drücken
des Fühlerelement (55) aufweist, das in die Bahn der Kolbenstange (10)
greift, wenn sich der Kolben (8) in seine Ausgangsposition zurückbewegt
hat.
9. Arbeitsgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das
Fühlerelement (55) an seinem der Kolbenstange (10) zugewandten Ende
elastisch ausgebildet ist.
10. Arbeitsgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das
Fühlerelement (55) an seinem der Kolbenstange (10) zugewandten Ende
als Feder ausgebildet ist.
11. Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß durch die Abfrageeinrichtung (55; 65, 66) eine Verriege
lungsstellung eines Verriegelungshebels (56) der Ver-/Entriegelungsvor
richtung (54) aufhebbar ist, nachdem sich der Kolben (8) in seine Ausgang
sposition zurückbewegt hat.
12. Arbeitsgerät nach Anspruch 7 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß
eine auf das elektrische Entriegelungssignal ansprechende Stelleinrichtung
(67) die Verriegelungsstellung des Verriegelungshebels (56) aufhebt.
13. Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 8 bis 10 und 11, dadurch
gekennzeichnet, daß das Fühlerelement (55) mit einem freien Ende des
Verriegelungshebels (56) verbunden ist.
14. Arbeitsgerät nach Anspruch 12 oder 9, 10, 13, gekennzeichnet durch
eine Stellvorrichtung (68, 80), durch die der Verriegelungshebel (56) in sei
ne Entriegelungsstellung bringbar ist, sofern sich der Kolben (8) nicht in
seine Ausgangsposition zurückbewegt hat.
15. Arbeitsgerät nach Anspruch 13 und 14, dadurch gekennzeichnet,
daß mit dem Verriegelungshebel (56) ein Betätigungsknopf (68) zu dessen
Verschwenkung in die Entriegelungsstellung verbunden ist.
16. Arbeitsgerät nach Anspruch 13 und 14, dadurch gekennzeichnet,
daß an ihm ein Winkelhebel (73) um seinen Scheitelpunkt (74) schwenkbar
gelagert ist, dessen einer Schenkel (75) den Entriegelungshebel (56) in sei
ne Entriegelungsstellung mitnimmt, wenn der andere Schenkel (76) des
Winkelhebels (73) durch eine vorn am Gerät befindliche Anpreßeinrich
tung (86) verschoben und der Winkelhebel (73) dadurch verschwenkt wird.
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