DE19962599C2 - Tragbares, brennkraftbetriebenes Arbeitsgerät, insbesondere Setzgerät für Befestigungselemente, sowie Verfahren zu seiner Betriebssteuerung - Google Patents
Tragbares, brennkraftbetriebenes Arbeitsgerät, insbesondere Setzgerät für Befestigungselemente, sowie Verfahren zu seiner BetriebssteuerungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Betriebssteuerung eines tragba
ren, brennkraftbetriebenen Arbeitsgeräts gemäß dem Oberbegriff des Pa
tentanspruchs 1 sowie ein derartiges Arbeitsgerät gemäß den Oberbegrif
fen der nebengeordneten Ansprüche 3 und 4.
In der nicht vorveröffentlichten Deutschen Patentanmeldung 199 50 352
ist bereits ein Verfahren zur Betriebssteuerung eines tragbaren, brenn
kraftbetriebenen Arbeitsgerätes beschrieben, insbesondere eines Setzge
rätes für Befestigungselemente. Zum Arbeitsgerät gehört eine kollabierba
re Brennkammer, die durch Verschiebung einer Durchgangsöffnungen
aufweisenden Trennplatte in eine eine Zündvorrichtung aufweisende Vor
kammer und wenigstens eine weitere Kammer unterteilt wird, wobei die
Vorkammer durch eine ebenfalls verschiebbare und parallel zur Trenn
platte liegende Brennkammerwand begrenzt wird.
Wird nach einem Zündvorgang zum Verbrennen eines in der Brennkam
mer befindlichen Brenngasgemisches eine Verriegelung der Brennkamm
erwand aufgehoben, so wird diese durch Federkraft in Richtung auf einen
Kolben zu verschoben, um auf diese Weise die Brennkammer von Restga
sen zu befreien. Dabei wird auch die Trennplatte in Richtung auf den Kol
ben bewegt, so daß schließlich am Ende die Brennkammerwand auf der
Trennplatte liegt, während die Trennplatte dem Kolben gegenüberliegt, so
daß das Volumen der Brennkammer praktisch auf Null geschrumpft ist.
Die Vorkammer kann bei Bewegung der Brennkammerwand und Trenn
platte auf den Kolben zu allerdings nur über die Durchgangsöffnungen in
der Trennplatte entlüftet werden. Dazu muß mindestens eine der Durch
gangsöffnungen mit einem der Trennplatte gegenüberliegenden Auslaß
ventil fluchten. Ist dies nicht der Fall und beginnen sich die Brennkamm
erwand und die Trennplatte erst dann aufeinanderzu zu bewegen, nach
dem das Volumen der Hauptkammer auf Null reduziert worden ist, so ist
eine Entlüftung bzw. Volumenreduzierung der Vorkammer nur sehr lang
sam möglich. Es ist somit erforderlich, mindestens eine der Durchgangs
öffnungen in der Trennplatte exakt auf das der Trennplatte gegenüberlie
gende Auslaßventil auszurichten, um zu einer schnellen Entlüftung bzw.
Spülung zu kommen, was umständlich ist.
Aus der US 4,913,331 ist ein weiteres Arbeitsgerät mit einer Brennkammer
bekannt, die in mehrere Teilbrennkammern unterteilt ist. Die Brennkam
mer ist jedoch nicht kollabierbar ausgebildet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs ge
nannten Art so weiterzubilden, daß sichergestellt ist, daß nach Aufhebung
der Verriegelung der Brennkammerwand eine schnelle Entlüftung der .
Vorkammer in jedem Fall gewährleistet ist. Darüber hinaus soll ein ge
eignetes Arbeitsgerät zur Verfügung gestellt werden.
Eine verfahrensseitige Lösung der gestellten Aufgabe ist im kennzeichnen
den Teil des Patentanspruchs 1 angegeben. Dagegen finden sich vorrich
tungsseitige Lösungen der gestellten Aufgabe in den kennzeichnenden
Teilen der nebengeordneten Patentansprüche 3 und 4. Vorteilhafte Ausge
staltungen der Erfindung sind in den jeweils nachfolgenden Unteransprü
chen gekennzeichnet.
Das Verfahren nach der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß nach
Zünden eines Gasgemisches in der Brennkammer die Bewegung von
Brennkammerwand und Trennplatte so gesteuert wird, daß zuerst die Vor
kammer und erst dann die weitere Kammer kollabiert. Sind nur zwei Kam
mern vorhanden, so wird die weitere Kammer als Hauptkammer bezeich
net. Dabei kann nach einer Ausgestaltung der Erfindung beim Kollabieren
der Brennkammer die Trennplatte zunächst in Ruhe verbleiben und später
von der Brennkammerwand mitgenommen werden.
Sind aus irgendwelchen Gründen ein Auslaßventil und eine zugehörige
Durchgangsöffnung innerhalb der Trennplatte nicht mehr aufeinander
ausgerichtet, so kann jetzt dennoch eine vollständige Kollabierung der
Brennkammer ausgeführt werden. Erst nachdem das Volumen der Vor
kammer auf Null reduziert worden ist, werden Brennkammerwand und
Trennplatte gemeinsam in Richtung zum Kolben bewegt, um auch dann
das Volumen der weiteren Kammer bzw. Hauptkammer auf Null zu redu
zieren und um diese damit zu entlüften. Eine vollständige Entlüftung der
gesamten Brennkammer ist somit in jedem Fall nach Aufhebung der Ver
riegelung der Brennkammerwand sichergestellt.
Ein tragbares, brennkraftbetriebenes Arbeitsgerät mit einer kollabierba
ren Brennkammer, die durch eine verschiebbare und Durchgangsöffnun
gen aufweisende Trennplatte in eine eine Zündvorrichtung aufweisende
Vorkammer und wenigstens eine weitere Kammer unterteilbar ist, wobei
die Vorkammer durch eine verschiebbare und parallel zur Trennplatte lie
gende Brennkammerwand begrenzt ist, durch die ein mit der Trennplatte
verbundener Ansatz hindurchragt, dessen freies Ende die Brennkammer
wand im Abstand hintergreift, zeichnet sich dadurch aus, daß am brenn
kammerwandseitigen Ende der Brennkammer ein fester Anschlag für den
Ansatz vorhanden ist und sich zwischen dem freien Ende des Ansatzes und
der Brennkammerwand eine Druckfeder befindet.
Auf diese Weise werden die Brennkammerwand und die Trennplatte auf
einanderzu vorgespannt, um stets dafür zu sorgen, daß sie zunächst auf
einanderzu verschoben werden, bevor ihre gemeinsame Verschiebung in
Richtung zum Kolben beginnt. Somit wird zuerst das Volumen der Vor
kammer auf Null reduziert und diese damit belüftet, bevor die Volumenre
duzierung der weiteren bzw. Hauptkammer beginnt.
Ein tragbares, brennkraftbetriebenes Arbeitsgerät der herkömmlichen Art
kann aber auch dadurch gekennzeichnet sein, daß zwischen der Trenn
platte und der Brennkammer eine größere Reibung vorhanden ist als zwi
schen der verschiebbaren Brennkammerwand und der Brennkammer.
Wird dabei die Brennkammerwand zur Entlüftung der Vorkammer durch
äußere Stellmittel angetrieben, so wird durch die erhöhte Reibung zwi
schen der Trennplatte und der Brennkammer dafür gesorgt, daß die
Trennplatte zunächst noch in Ruhestellung verbleibt, bis sie schließlich
von der Brennkammerwand in Richtung auf den Kolben mitgenommen
wird. Auch auf diese Weise kann also zunächst die Vorkammer kollabie
ren, während die Kollabierung der weiteren bzw. Hauptkammer erst da
nach erfolgt.
Nach einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Durch
gangsöffnungen der Trennplatte als Rückschlagventile ausgebildet, die ei
ne Gasströmung nur von der Vorkammer zur weiteren bzw. Hauptkammer
zulassen.
Um eine hohe Kolbenenergie zu erreichen, muß die Verbrennung z. B. in der
Hauptkammer möglichst schnell stattfinden. Eine Rückströmung von der Haupt
kammer in die Vorkammer wird wie eine frühzeitige Expansion wirken, die ihrer
seits die Abkühlung der in der Hauptkammer sich ausbildenden Flamme zur Fol
ge haben wird. Der Druck in der Hauptkammer wird, je nach Größe der Vorkam
mer, abnehmen oder langsamer ansteigen. Außerdem wird ein Teil des Brenngas
gemisches in die Vorkammer zurückgeschoben und dort verbrennen. Dieser Teil
der Verbrennung wird zeitlich verschoben stattfinden und weniger Kolbenarbeit
leisten. Der Einsatz von Rückschlagventilen an der Trennplatte zwischen Vor
kammer und Hauptkammer bei kollabierenden Systemen ermöglicht somit eine
größere Energieausbeute.
Allerdings kann bei vorhandenen Rückschlagventilen an der Trennplatte die
Strömung nur in einer Richtung erfolgen, nämlich von der Vorkammer in Rich
tung zur Hauptkammer. Dies bedeutet eine Einschränkung für die Spülrichtung
und Frischluftzufuhr. Auch in diesem Fall muß daher die Kollabierung der Teil-
Brennkammern so gesteuert werden, daß die Vorkammer in jedem Fall zuerst kol
labiert. Wäre dies nicht der Fall und würde zuerst die Hauptkammer kollabieren,
könnten sich anschließend die Rückschlagventile in der Trennplatte nicht mehr
öffnen, so daß eine Entlüftung der Vorkammer schwierig wäre.
Auch die Brennkammerwand kann mit wenigstens einem Rückschlagventil aus
gestattet sein, das nur eine Strömung in die Vorkammer hinein ermöglicht. Durch
dieses Rückschlagventil hindurch kann dann die Vorkammer mit Frischluft ver
sorgt werden, wenn sie wieder auseinandergefahren bzw. aufgespannt wird. Wird
auch die Hauptkammer aufgespannt, kann die Frischluft durch die Rückschlag
ventile an der Trennplatte in die Hauptkammer eintreten, so daß sich auf diese
Weise die gesamte Brennkammer belüften läßt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf
die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 ein brennkraftbetriebenes Arbeitsgerät mit vollständig kollabierter
Brennkammer;
Fig. 2 das Arbeitsgerät nach Fig. 1 mit aufgespannter Vorkammer und Hauptkammer;
und
Fig. 3 das Arbeitsgerät nach Fig. 2 nach Durchführung eines Zündvorgangs
und vollständig kollabierter Vorkammer.
Die Fig. 1 zeigt einen Axialschnitt durch ein brennkraftbetriebenes Setzgerät für
Befestigungselemente im Bereich seiner Brennkammer. Gemäß Fig. 1 enthält das
Setzgerät eine zylindrisch ausgebildete Brennkammer 1 mit einer Zylinderwand 2
und einer sich daran anschließenden ringförmigen Bodenwand 3. Im Zentrum der
Bodenwand 3 befindet sich eine Öffnung 4, an die sich ein Führungszylinder 5 an
schließt, 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 Kolbenplat
te 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 Ruhestellung,
in der das Setzgerät nicht in Betrieb ist. Die der Brennkammer 1 zugewandte Sei
te der Kolbenplatte 9 schließt mehr oder weniger mit der Innenseite der Boden
wand 3 ab und die Kolbenstange 10 überragt nur ein wenig die Bodenwand 7 nach
außen. Dichtungsringe 12, 13 am äußeren Umfang der Kolbenplatte 9 können
vorgesehen sein, um die Räume zu beiden Seiten der Kolbenplatte 9 gegeneinan
der abzudichten.
Innerhalb der Brennkammer 1 befindet sich eine Zylinderplatte 14, die als beweg
bare 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 ringförmiger Umfangsdichtung auf.
Zwischen der Brennkammerwand 14 und der Bodenwand 3 liegt eine weitere
Trennplatte 18. Die Trennplatte 18 ist ebenfalls als kreisförmige Platte ausgebil
det und weist einen Außendurchmesser auf, der dem Innendurchmesser 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 Brennkammerwand 14 hindurchragt und
dessen Länge einem Mehrfachen der Dicke der Brennkammerwand 14 entspricht.
Die genannte Umfangsdichtung schmiegt sich dabei dicht an die Außenumfangs
fläche des zylindrischen Ansatzes 19 an. An seinem freien Ende weist der zylindri
sche Ansatz 19 einen seinen Umfang überragenden ringförmigen Ansatz 20 auf.
Der Außendurchmesser des ringförmigen Ansatzes 20 ist größer als der Innen
durchmesser der Durchgangsöffnung 16.
Zwischen der bewegbaren Brennkammerwand 14 und dem ringförmigen Ansatz
20 ist ferner eine Druckfeder 33 angeordnet, die sich einerseits an der Brennkam
merwand 14 und andererseits am ringförmigen Ansatz 20 abstützt und bestrebt
ist, die Trennplatte 18 und die Brennkammerwand 14 stets aufeinander zu zu be
wegen. Beide Elemente 14 und 18 werden also durch die Druckfeder 33 in Rich
tung aufeinander zu vorgespannt. Die am weitesten von der Bodenwand 3 ent
fernte Endstellung des zylindrischen Ansatzes 19 bzw. des ringförmigen Ansatzes
20 wird durch eine stirnseitige Gehäusewand 34 der Brennkammer 1 begrenzt.
Wird also die Brennkammerwand 14 von der Bodenwand 3 weg bewegt, so nimmt
sie über die Druckfeder 33 und den ringförmigen Ansatz 20 die Trennplatte 18
mit, bis letzterer gegen die Gehäusewand 34 schlägt. Danach kann die Brenn
kammerwand 14 weiter verschoben werden, und die Druckfeder 33 wird zusam
mengedrückt. Es bildet sich also zunächst eine Hauptkammer 22 zwischen Bo
denwand 3 und Trennplatte 18 aus, während sich danach eine Vorkammer 21
zwischen Trennplatte 18 und Brennkammerwand 14 ausbildet, was in Fig. 2 zu
erkennen ist.
Zur Verschiebung der Brennkammerwand 14 in Längsrichtung der Brennkam
mer 1 sind mit der Brennkammerwand 14 über deren Umfang unter gleichen Win
kelabständen verteilt z. B. drei Antriebsstangen 23 fest verbunden, von denen
nur eine in Fig. 1 zu erkennen ist. Die Antriebsstangen 23 liegen parallel zur Zy
linderachse der Brennkammer 1 und außen seitlich zur Zylinderwand 6. Dabei
durchlaufen die Antriebsstangen 23 jeweils eine Durchgangsöffnung 24 in der
Trennplatte 18 sowie eine weitere Durchgangsöffnung 25 in der Bodenwand 3.
Dort befindet sich noch eine innenseitige Umfangsdichtung zum Abdichten der
Räume auf beiden Seiten der Bodenwand 3. Die Antriebsstangen 23 und die
Brennkammerwand 14 sind z. B. über Schrauben miteinander verbunden, die
durch die Brennkammerwand 14 hindurch geführt und stirnseitig in die An
triebsstangen 23 hineingeschraubt sind. Die freien Enden der Antriebsstangen
23 sind über einen Antriebsring 28 miteinander verbunden, der konzentrisch zur
Zylinderachse der Brennkammer 1 liegt und den Führungszylinder 5 umgreift.
Dabei kann der Antriebsring 28 über Schrauben mit den Antriebsstangen 23 ver
schraubt sein, derart, daß die Schrauben den Antriebsring 28 durchsetzen und in
die freien Stirnseiten der Antriebsstangen 23 hineingeschraubt sind. Zwischen
dem Antriebsring 28 und der Bodenwand 3 liegt auf jeder der Antriebsstangen 23
eine Druckfeder 30, die sich an der Außenseite der Bodenwand 3 abstützt und ge
gen den Antriebsring 28 drückt. Die Druckfeder 30 ist daher bestrebt, die Brenn
kammerwand 14 immer in Richtung zur Bodenwand 3 zu drücken.
Im Bereich der ringförmigen Bodenwand 3 befindet sich weiterhin ein Rück
schlagventil 31, durch das hindurch ein Medium nur aus der Brennkammer 1
nach außen strömen kann. Um das Rückschlagventil 31 zu blockieren, um also zu
verhindern, daß ein Medium aus der Brennkammer 1 nach außen strömen kann,
befindet sich am Antriebsring 28 und dem Rückschlagventil 31 gegenüberliegend
ein Stellglied 32. Sind die Antriebsstangen 23 am weitesten eingefahren, ist also
der Abstand zwischen der Brennkammerwand 14 und dem Boden 3 am größten,
beaufschlagt das Stellglied 32 das Rückschlagventil 31, so daß letzteres nicht öff
nen kann.
Es sei noch erwähnt, daß die Trennplatte 18 entlang einer konzentrischen Bahn
mehrere Durchgangsöffnungen aufweisende Rückschlagventile 38 aufweist. Sie
sind unter gleichen Winkelabständen voneinander angeordnet. Die Rückschlag
ventile weisen auch den gleichen Abstand von der Zylinderachse der Brennkam
mer 1 auf. Die Rückschlagventile 38 sind so eingestellt, daß Medium durch sie
hindurch nur aus der Vorkammer 21 in die Hauptkammer 22 strömen kann. Der
umgekehrte Weg ist nicht möglich.
Ebenfalls befindet sich in der bewegbaren Brennkammerwand 14 mindestens ein
Rückschlagventil 36. Es bildet einen Strömungskanal, durch den hindurch nur
Luft von außen in die Vorkammer 21 strömen kann. Der umgekehrte Strömungs
weg ist nicht möglich.
Es sei noch erwähnt, daß sich am unteren Ende des Führungszylinders 5 Auslaß
öffnungen 39 zum Auslaß von Luft aus dem Führungszylinder 5 befinden, wenn
der Kolben 8 in Richtung zur Bodenwand 7 bewegt wird. Am unteren Ende des
Führungszylinders 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 auch zwei radiale
Durchgangsöffnungen 41 und 42, die in Axialrichtung voneinander beabstandet
sind. In diese Durchgangsöffnungen 41 und 42 ragen von außen Ausgabekanäle
43 und 44 von nicht näher dargestellten Dosierventilen hinein, die sich in einem
Dosierkopf 45 befinden. Flüssiges Brenngas wird aus einer Flasche 46 den im Do
sierkopf 45 vorhandenen Dosierventilen zugeführt und diese geben die dosierte
Flüssiggasmenge dann über die Ausgabekanäle 43 und 44 aus, wenn der Dosier
kopf 45 in Richtung zur Zylinderwand 2 gedrückt wird und damit die Ausgabeka
näle 43, 44 nach innen gefahren werden und die jeweiligen Dosierventile öffnen.
Zu diesem Zweck verjüngen sich die radialen Durchgangsöffnungen 41 und 42 in
Richtung zur Brennkammer 1, so daß Anschläge für die Ausgabekanäle 43 und 44
erhalten werden. Das Andrücken des Dosierkopfs 45 gegen die Zylinderwand 2 er
folgt mit Hilfe eines Bügels 47, der an einem Gelenkpunkt 48 der Zylinderwand 2
schwenkbar gelagert ist. Ein Ende 49 des Bügels wird von der Brennkammerwand
14 beaufschlagt und so gedreht, daß das andere Ende 50 des Bügels von hinten
gegen den Dosierkopf 45 drückt, um diesen in Richtung zur Zylinderwand 2 zu
bewegen. Dieser Vorgang erfolgt kurz bevor die Brennkammerwand 14 beim Auf
spannen der Teil-Brennkammern ihre Endstellung erreicht hat. Dosierkopf 45
und Flasche 46 werden einmal zusammengesteckt und bleiben dann ständig mit
einander verbunden. Das System 45, 46 kann z. B. um eine im Bodenbereich der
Flasche 46 vorhandene Achse gekippt werden.
Die Fig. 2 zeigt das Setzgerät im aufgespannten Zustand der Teil-Brennkammern,
also im aufgespannten Zustand der Vorkammer 21 und der Hauptkammer 22. Die
Verschiebepositionen von Brennkammerwand 14 und Trennplatte 18 werden da
durch eingestellt, daß der Antriebsring 28 beim Ansetzen des Geräts gegen eine
Unterlage gegen einen Anschlag geführt wird. Der Anschlag kann z. B. das Rück
stellventil 31 sein, gegen das das Stellglied 32 fährt, welches am Antriebsring 28
befestigt ist. Das Rückschlagventil 31 ist dann verschlossen. Der Abstand der
Trennplatte 18 von der Brennkammerwand 14 wird dadurch bestimmt, daß einer
seits die Druckfeder 33 versucht, die Trennplatte 18 in Richtung zur Brennkam
merwand 14 zu drücken, und zwar über den ringförmigen Ansatz 20, und ande
rerseits dadurch, daß der zylindrische Ansatz 19 gegen die stirnseitige Gehäuse
wand 34 der Brennkammer 1 gefahren wird. Insofern ergibt sich gemäß Fig. 2 ein
Abstand zwischen Brennkammerwand 14 und Trennplatte 18 im aufgespannten
Zustand der Teil-Brennkammern, der etwas weniger als die Länge des zylindri
schen Ansatzes 19 ist. In dieser Stellung der Brennkammerwand 14 und der
Trennplatte 18 liegen die radialen Durchgangsöffnungen 41 bzw. 42 der Vorkam
mer 21 bzw. der Hauptkammer 22 gegenüber. 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 elektri
schen Funkens zwecks Zündung eines Brenngasgemisches in der Vorkammer 21.
Die Zündvorrichtung 52 befindet sich im Inneren bzw. im zentralen Bereich des
Zündkäfigs 51, der umfangsseitig mit Durchgangsöffnungen 53 versehen ist,
durch die hindurch eine laminare Flammfront aus dem Zündkäfig 51 in die Vor
kammer 21 austreten kann.
Nachfolgend soll die Wirkungsweise des Setzgeräts nach den Fig. 1, 2, und 3 nä
her beschrieben werden.
In Fig. 1 befindet sich das Setzgerät im Ruhezustand. Die Brennkammer 1 ist voll
ständig kollabiert, wobei die Trennplatte 18 auf der Bodenwand 3 aufliegt und die
Brennkammerwand 14 auf der Trennplatte 18. Der Kolben 8 befindet sich in sei
ner zurückgezogenen Ruhestellung, so daß auch praktisch kein Raum mehr zwi
schen ihm und der Trennplatte 18 vorhanden ist, sofern man einen geringfügigen
Spalt zwischen diesen Elementen vernachlässigt. Das Aufeinanderliegen der
Platten 18 und 14 kommt dadurch zustande, daß die Druckfeder 30 den Antriebs
ring 28 von der Bodenwand 3 wegdrückt und der Antriebsring 28 über die An
triebsstangen 23 die Brennkammerwand 14 mitnimmt. Diese nimmt letztlich
auch die Trennplatte 18 mit, so daß alle Platten aufeinander bzw. auf dem Boden
3 zu liegen kommen. In diesem Zustand liegt auch das Stellglied 32 im Abstand
zum Rückschlagventil 31, das jedoch jetzt geschlossen ist. Es könnte sich zwar in
Arbeitsrichtung öffnen, jedoch herrscht in diesem Zustand kein Überdruck in der
Brennkammer 1. Auch alle anderen Rückschlagventile 36, 38 sind jetzt geschlossen.
Das System aus Dosierkopf 45 und Flasche 46 ist von der Brennkammer 1
weggeschwenkt, so daß die Ausgabekanäle 43, 44 entlastet und damit die jeweili
gen Dosierventile verschlossen sind.
Wird in diesem Zustand das Setzgerät mit seiner vorderen Spitze gegen einen Ge
genstand gedrückt, in den ein Befestigungselement eingetrieben werden soll, so
wirkt über einen nicht dargestellten Mechanismus die Andruckkraft auf den An
triebsring 28 und verschiebt diesen in Richtung zur Bodenwand 3, und zwar mit
dem Andrücken des Setzgeräts gegen den genannten Gegenstand. Dabei hebt zu
nächst die Brennkammerwand 14 von der Trennplatte 18 ab, und zwar je nach
Stärke der Druckfeder 33. Nach einer gewissen Zeit wird über die Druckfeder 33
und den zylindrischen Ansatz 19 die Trennplatte 18 mitgenommen. Schließlich
schlägt der zylindrische Ansatz 19 gegen die obere stirnseitige Gehäusewand 34,
so daß die Trennplatte 18 ihre Endstellung erreicht hat. Die Hauptkammer 22 ist
jetzt vollständig aufgespannt. Die Brennkammerwand 14 wird danach noch wei
ter bewegt und drückt die Druckfeder 33 zusammen, wobei jetzt auch die Vor
kammer 21 aufgespannt wird.
Während des Aufspannens der Hauptkammer 22 und der Vorkammer 21 gelangt
Luft in das Innere der Teil-Brennkammern über die Rückschlagventile 36 und 38,
die ein Einströmen von Luft in die Teil-Brennkammern gestatten, wenn Brenn
kammerwand 14 und Trennplatte 18 in Richtung zur stirnseitigen Gehäusewand
34 bewegt werden.
Mit weiterem Andrücken des Setzgeräts gegen den Gegenstand wird der Antriebs
ring 28 noch weiter in Richtung der Bodenwand 3 bewegt, so daß schließlich die
obere Fläche der Brennkammerwand 14 gegen das Ende 49 des Bügels 47 schlägt
und diesen entgegen dem Uhrzeigersinn um das Gelenk 48 dreht, so daß das an
dere Ende 50 des Bügels 47 den Dosierkopf 45 in Richtung zur Zylinderwand 2
verschwenkt und dabei zur Öffnung der Dosierventile die Ausgabekanäle 43 und
44 nach innen in den Dosierkopf 45 drückt. Jetzt spritzt dosiertes Flüssiggas in
die Vorkammer 21 und die Hauptkammer 22. Danach ist noch eine weitere gerin
ge Anhebung der Brennkammerwand 14 möglich, damit diese ihre endgültige
Endstellung erreicht, in der sie verriegelt wird. Die Feder 33 ist jetzt maximal zu
sammengepreßt. Die zuletzt genannte Verschwenkung des Bügels 47 kann da
durch ausgeglichen werden, daß die Ausgabekanäle 43 und 44 noch ein wenig
weiter in den Dosierkopf 45 hineingedrückt werden.
Im letzten Abschnitt der Verschiebung der Brennkammerwand 14 in Richtung
zur stirnseitigen Gehäusewand 34 wird auch das Rückschlagventil 31 durch das
Stellglied 32 beaufschlagt und damit blockiert.
Die Fig. 2 zeigt die Positionen von Brennkammerwand 14 und Trennplatte 18 bei
voll aufgespannter Vorkammer 21 bzw. Hauptkammer 22, wobei jetzt Brennkam
merwand 14 und Trennplatte 18 in ihrer Stellung verriegelt sind. Dies geschieht
durch Betätigung des Abzugshebels bzw. Triggers des Setzgeräts. Wird der Trig
ger betätigt, so erfolgt zunächst die Verriegelung von Brennkammerwand 14 und
Trennplatte 18, etwa durch Verriegelung des Antriebsrings 28. Kurz danach wird
ein Zündfunke durch die elektrische Zündvorrichtung 52 innerhalb des Zündkä
figs 51 erzeugt. Das in jeder der Kammern 21 und 22 durch Dosierung voreinge
stellte Gemisch aus z. B. Luft und Brenngas beginnt zunächst in der Vorkammer
21 laminar zu verbrennen, wobei sich die Flammfront mit relativ langsamer Ge
schwindigkeit radial in Richtung der Rückschlagventile 38 ausbreitet. Dabei
schiebt sie unverbranntes Luft-Brenngasgemisch vor sich her, welches durch die
Rückschlagventile 38 hindurch in die Hauptkammer 22 gelangt und hier Turbu
lenz sowie eine Vorkomprimierung erzeugt. Aus dem Rückschlagventil 36 kann
das Luft-Brenngasgemisch nicht aus der Vorkammer austreten. Erreicht die
Flammfront die Rückschlagventile 38 zur Hauptkammer 22, treten Flammen, be
dingt durch die relativ kleinen Querschnitte der Rückschlagventile 38, als
Flammstrahlen in die Hauptkammer 22 über und erzeugen hier weitere Turbu
lenz. Das durchmischte turbulente Luft-Brenngasgemisch in der Hauptkammer
22 wird über die gesamte Oberfläche der Flammstrahlen entzündet. Es kann
nicht zurück in die Vorkammer geschoben werden, da dies durch die Rückschlag
ventile 38 verhindert wird. Vielmehr brennt das Luft-Brenngasgemisch jetzt mit
einer hohen Geschwindigkeit in der Hauptkammer 22, was zu einer starken Erhö
hung des Wirkungsgrads der Verbrennung führt.
Dadurch wird der Kolben 8 beaufschlagt und bewegt sich mit hoher Geschwindig
keit in Richtung zur Bodenwand 7, wobei gleichzeitig die Luft aus dem Führungs
zylinder 5 durch die Auslaßöffnungen 39 nach außen getrieben wird. Die Kolben
platte 9 überfährt kurzzeitig die Auslaßöffnungen 39, so daß durch sie Abgas ent
weichen kann. Durch die ausfahrende Kolbenstange 10 wird jetzt ein Befestigungselement
gesetzt. Nach Setzung bzw. nach erfolgter Verbrennung des Luft-
Brenngasgemisches wird der Kolben 8 durch thermische Rückführung in seine
Ausgangsstellung gemäß Fig. 2 zurückgebracht, da durch Abkühlung des in der
Brennkammer 1 und im Führungszylinder 5 verbliebenen Rauchgases ein Unter
druck hinter dem Kolben erzeugt wird. Bis der Kolben seine Ausgangsstellung ge
mäß Fig. 2 erreicht hat, muß die Brennkammer 1 dicht verschlossen bleiben. In
dieser Ausgangsstellung kann der Kolben gesichert werden, etwa durch magneti
sche Mittel oder dergleichen.
Nachdem sichergestellt ist, daß der Kolben 8 seine in Fig. 2 dargestellte Aus
gangsstellung wieder erreicht hat, wird die zuvor erwähnte Verriegelung von
Brennkammerwand 14 bzw. Antriebsring 28 aufgehoben. Die Druckfeder 30
drückt jetzt den Antriebsring 28 von der Bodenwand 3 weg, so daß der Antriebs
ring 28 bzw. das mit ihm verbundene Stellglied 32 das Rückschlagventil 31 frei
gibt. Mit weiterer Wirkung der Druckfeder 30 wird der Antriebsring 28 weiter von
der Bodenwand 3 entfernt und nimmt über die Antriebsstangen 23 die Brenn
kammerwand 14 in Richtung zur Bodenwand 3 mit. Dies ist in Fig. 3 zu erkennen.
Die Trennplatte 18 wird bei dieser Bewegung der Brennkammerwand 14 auf die
Trennplatte 18 zu noch nicht mitgenommen, da sich die Druckfeder 33 nach wie
vor an der Rückseite der Brennkammerwand 14 abstützt und die Trennplatte 18
über den kreisförmigen Ansatz 20 in Richtung zur stirnseitigen Gehäusewand 34
drückt. Das hat zur Folge, daß sich die Brennkammerwand 14 auf die zunächst
noch ruhende Trennplatte 18 zu bewegt und somit zuerst die Vorkammer 21 kol
labiert. Abgase aus der Vorkammer 21 können über die Rückschlagventile 38 in
die Hauptkammer 22 eintreten und von da aus über das Rückschlagventil 31 ins
Freie gelangen. Schließlich kommt die Brennkammerwand 14 auf der Trennplatte
18 zu liegen und nimmt dann bei weiterer Bewegung in Richtung zur Bodenwand
3 auch die Trennplatte 18 mit, wodurch die Hauptkammer 22 von Abgasen gerei
nigt wird, die jetzt ebenfalls über das Rückschlagventil 31 nach außen gelangen
können. Der Vorgang geht so weit, bis wieder der Zustand gemäß Fig. 1 erreicht
ist. Die Brennkammer 1 ist jetzt vollständig kollabiert. Jetzt kann der unter Fig. 1
beschriebene Belüftungsvorgang mit dem nächsten Setzen des Setzgeräts erneut
beginnen.
Claims (6)
1. Verfahren zur Betriebssteuerung eines tragbaren, brennkraftbetrie
benen Arbeitsgeräts, insbesondere eines Setzgeräts für Befestigungsele
mente, mit einer kollabierbaren Brennkammer (1), die durch Verschie
bung einer Durchgangsöffnungen (38) aufweisenden Trennplatte (18) in
eine eine Zündvorrichtung (52) aufweisende Vorkammer (21) und wenig
stens eine weitere Kammer (22) unterteilt wird, wobei die Vorkammer (21)
durch eine ebenfalls verschiebbare und parallel zur Trennplatte (18)
liegende Brennkammerwand (14) begrenzt wird, dadurch gekennzeich
net, daß nach Zünden eines Gasgemisches in der Brennkammer (1) die
Bewegung von Brennkammerwand (14) und Trennplatte (18) so gesteuert
wird, daß zuerst die Vorkammer (21) und erst dann die weitere Kammer
(22) kollabiert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim
Kolabieren der Brennkammer (1) die Trennplatte (18) zunächst in Ruhe
verbleibt und später von der Brennkammerwand (14) mitgenommen wird.
3. Tragbares, brennkraftbetriebenes Arbeitsgerät, insbesondere Setz
gerät für Befestigungselemente, mit einer kollabierbaren Brennkammer
(1), die durch eine verschiebbare und Durchgangsöffnungen (38) aufwei
sende Trennplatte (18) in eine eine Zündvorrichtung (52) aufweisende Vor
kammer (21) und wenigstens eine weitere Kammer (22) unterteilbar ist,
wobei die Vorkammer (21) durch eine verschiebbare und parallel zur
Trennplatte (18) liegende Brennkammerwand (14) begrenzt ist, durch die
ein mit der Trennplatte (18) verbundener Ansatz (19, 20) hindurchragt,
dessen freies Ende (20) die Brennkammerwand (14) im Abstand hinter
greift, dadurch gekennzeichnet, daß
- - am brennkammerwandseitgen Ende der Brennkammer (1) ein fester Anschlag (34) für den Ansatz (19, 20) vorhanden ist und
- - sich zwischen dem freien Ende (20) des Ansatzes (19, 20) und der Brennkammerwand (14) eine Druckfeder (33) befindet.
4. Tragbares, brennkraftbetriebenes Arbeitsgerät, insbesondere Setz
gerät für Befestigungselemente, mit einer kollabierbaren Brennkammer
(1), die durch eine verschiebbare und Durchgangsöffnungen (38) aufwei
sende Trennplatte (18) in eine eine Zündvorrichtung (52) aufweisende Vor
kammer (21) und wenigstens eine weitere Kammer (22) unterteilbar ist,
wobei die Vorkammer (21) durch eine verschiebbare und parallel zur
Trennplatte (18) liegende Brennkammerwand (14) begrenzt ist, durch die
ein mit der Trennplatte (18) verbundener Ansatz (19, 20) hindurchragt,
dessen freies Ende (20) die Brennkammerwand (14) im Abstand hinter
greift, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Trennplatte (18) und
der Brennkammer (1) eine größere Reibung vorhanden ist als zwischen der
verschiebbaren Brennkammerwand (14) und der Brennkammer (1).
5. Arbeitsgerät nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Durchgangsöffnungen in der Trennplatte (18) als Rückschlagventile
(38) ausgebildet sind, die eine Gasströmung nur von der Vorkammer (21)
zur weiteren Kammer (22) zulassen.
6. Arbeitsgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Brennkammerwand mit wenigstens einem Rückschlagventil (36) ausge
stattet ist, das nur eine Strömung in die Vorkammer (21) hinein ermög
licht.
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