DE2552106A1 - Mit innenverbrennung arbeitendes sschlagwerkzeug - Google Patents

Description

• Mit 1Cnnenyerbrennung arbeitendes Schlagwerkzeug Die Erfindung betrifft ein Schlagwerkzeug, das auf Basis des Verbrennungsdruckes einer Gasmischung arbeitet. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Nagelmaschine, Schneidmaschine, eine Drckvorrichtung, eine Rohrbiegevorrichtung, eine mit Innenverbrennung arbeitende Presse oder dgl.
• Bei automattschen Nagelmaschinen als eine Art der in Rede stehenden Schiagwerkzeuge ist es bekannt, die Druckkraft einer Kompressionsfeder oder Druckluft als Schlagmotor zu verwenden, Bei Vorsehen einer Feder wird die Federkraft gespeichert, wenn die Feder durch die Kraft des Bedienungspersonals zusammengedrückt wird, Dabei ist es schwierig, eine grössere Kraft zu erreichen, da diese durch die Betätigungskraft des Bedienungspersonals begrenzt ist.
• Bei Verwendung von Druckluft erhöhen sich die Kosten für die Vorrichtung aufgrund des Vorsehens einer Druckluftquelle, und weiter weist das Werkzeug gewisse Nachteile hinsichtlich seiner Handhabung und Transportfähigkeit auf.
• Bekannt ist auch eine Selbstnagelmaschine mit einer grossen Schlagkraft unter Verwendung des Explosionsdruckes eines brennbaren Gases, wie Propan (japanische Patentanmeldung Nr. 43-17343). Anhand von Fig. 1 wird nachfolgend eine kurze Beschreibung dieser Selbstnagelmaschine gegeben. Nach Fig. 1 enthält ein Zylinder 1 einen darin luftdicht gleitbar angeordneten Kolben 2. Am Kolben 2 ist eine Kolbenstange angeordnet, deren Endbereich auf einen aus hartem und dichtem Material bestehenden Nagel 5 während eines einzelnen Hubes des Kolbens 2 aufschlägt, wobei im Halter 4 Nägbevorratet sind.
• Der Endbereich der Kolbenstange bildet somit ein nagelaufschlagendes Ende. In der oberen Kolbenkammer ia sind ein Zutrittskanal 6 für das unter Druck stehende Verbrennungsgas, ein Zutrittskanal 7 für Druckluft und ein Ausstosskanal 8 für das Verbrennungsgas vorgesehen, wobei die Kanäle jeweils über ein nicht gezeigtes Ventil gezielt gesteuert werden. Die obere Kolbenkammer definiert eine Verbrennungskammer, in der eine Zündeinrichtung 9 angeordnet ist. Der Zylinder 1 weist ferner eine Speicherfeder 19 auf, die den Kolben 2 in eine obere Stellung im Zylinder 1 drückt. Bei der genannten Vorrichtung wird das brennbare Druckgas und die Luft zunächst in die obere Kolbenkammer 1a eingeleitet, so dass aus den beiden Gasen eine brennbare Gasmischung entsteht. Die brennbare Gasmischung wird mittels des Zündelementes 9 gezündet und explodiert in der oberen Kolbenkammer la. Der Kolben 2 bewegt sich aufgrund der durch die Explosion geschaffenen Kraft abrupt nach unten. Die zuvor genannte automatische Nagelmaschine hat den wesentlichen Nachteil, dass der Druck der eingegebenen brennbaren Gasmischung ein Absinken des Kolbens 2 hervorruft, bevor die brennbare Gasmischung zur Explosion gekommen ist.
• Da die obere Kolbenkammer la, wie erwähnt, gleichzeitig eine Verbrennungskammer bildet, kann weiter der Druck der zugeführten brennbaren Gasmischung nicht hoch genug gehalten werden, um einen Abfall in der Verbrennungsgeschwindigkeit zu vermeiden.
• Durch die Erfindung soll demgegenüber ein mit Innenverbrennung arbeitendes Schlagwerkzeug geschaffen werden, das unter Vermeidung der mit bekannten Schlagwerkzeugen verbundenen Nachteile einen zufriedenstellenden Arbeitsablauf gewährleistet. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein solches Schlagwerkzeug zu schaffen, bei dem die Explosionsenergie der brennbaren Gasmischung vollständig in eine wirksame Schlagkraft umgesetzt wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch die in den Patentansprüchen aufgeführten Massnahmen.
• Das erfindungsgemässe, mit Innenverbrennung arbeitende Schlagwerkzeug enthält ein Gehäuse mit einem Zylinder, der gleitbar einen Kolben trägt, an dem ein Treibelement befestigt ist. Um die Seitenwand des Zylinders ist eine Verbrennungskammer angeordnet. Zwischen der Verbrennungskammer ist ein fluidgesteuertes Ventil vorgesehen. Däs fluidgesteuertes Ventil ist zwischen der Verbrennungskammer und einer oberen Kolbenkammer des Zylinders vorgesehen und wird normalerweise so vorgespannt, dass es eine Verbindung zwischen der Verbrennungskammer und der oberen Kolbenkammer abschliesst, jedoch die Verbindung zwischen diesen Kammern öffnet, wenn die Gasmischung aus dem brennbaren Gas und der Luft in der Verbrennungskammer zur Explosion gebracht wird. Wenn ein ausserhalb des Werkzeuggehäuses angeordnetes und von aussen betätigtes Auslöseorgan in entsprechender Weise beaufschlagt wird, tritt die Gasmischung zunächst in die Verbrennungskammer ein und füllt diese auf. Danach wird die Gasmischung durch eine Zündeinrichtung gezündet. Der ansteigende, durch die Zündung der Gasmischung in der Verbrennungskammer erzeugte Verbrennungsdruck öffnet direkt das Ventil. Der Verbrennungsdruck wird dadurch in die obere Kolbenkammer des Zylinders eingeführt und beaufschlagt die obere Oberfläche des Kolbens, so dass dieser abrupt nach unten bewegt wird. Dabei überträgt der Kolben seine Kraft auf das Treibelement, wodurch die Schlagkraft erzeugt wird.
• Mit der Erfindung ist ein Schlagwerkzeug geschaffen worden, das eine genügend hohe Verbrennungsgeschwindigkeit besitzt.
• Dabei erzeugt das Schlagwerkzeug bei kompaktem Aufbau und geringer Abmessung eine grosse Energie. Der ansteigende Druck des Verbrennungsgases wird sicher' zuverlässig und rasch zur Druckbeaufschlagung des das Treibelement betätigenden Kolbens verwendet. Ferner wird in einfacher und - präziser Weise ein genaues Mischungsverhältnis von brennbarem Gas und Druckluft erhalten. Die Verbrennungskammer ist getrennt von der oberen Kolbenkammer des Zylinders um eine Seitenwand des Zylinder vorgesehen. Das Schlagwerkzeug besitzt ein Ventil, das eine Verbindung zwischen der oberen Kolbenkammer des Zylinders und der Verbrennungskammer nur dann herstellt, wenn eine Explosion vorkommt, während es ansonsten die Verbindung zwischen den beiden Kammern abschliesst. Ferner kann beim erfindungsgemässen Schlagwerkzeug ein selbsttätiges Ausspülen und Ausstossen der Verbrennungskammer vorgenommen werden, indem man eine Verbindung zwischen der oberen Kolbenkammer des Zylinders und der Verbrennungskammer herstellt, wenn die Explosion abgelaufen ist.
• Die brennbare Gasmischung mit geeignetem Mischungsverhältnis wird in die Verbrennungskammer durch einen Zutrittsweg mit einer Durchmesserdifferenz zwischen dem Durchmesser des Zutrittsweges für die Druckluft und dem Durchmesser des Zutrittsweges für das Verbrennungsgas eingegeben. Der Kolben zur Betätigung des Treibelementes kehrt mittels des Explosionsdruckes der brennbaren Gasmischung zurück. Vorgesehen ist ferner ein automatischer Regler, der automatisch den Druck des Verbrennungsgases auf der Basis des Druckes der Druckluft einstellt, wenn die brennbare Gasmischung in die Verbrennungskammer eingeführt werden soll. Ein ausserhalb des Werkzeuggehäuses angeordnetes und von dort von Hand betätigbares Element, wie beispielsweise ein Auslöseorgan, wird so bewegt, dass zunächst die brennbare Gasmischung mit einem geeigneten Mischungsverhältnis in die Verbrennungskammer hineingelangt. Danach wird die brennbare Gasmischung gezündet, so dass sie explodiert, wobei der Kolben zur Betätigung des Treibelementes mit dem Explosionsdruck beaufschlagt wird und dadurch rasch nach unten absinkt. Zur gleichen Zeit wird ein Rückdruck des Kolbens freigegeben und dann der Explosionsdruck an die untere Kolbenkammer angelegt, so dass der Kolben zurückkehrt. Danach wird zum Ausspülen und Ausstossen des Verbrennungsgases Druckluft in die Verbrennungskammer eingeführt, so dass diese während eines Hubes des Kolbens automatisch frei wird.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine automatische Nagelmaschine bekannter Bauart, Fig. 2 Längsschnitte zur Darstellung des grundsätzlichen bis 7 Aufbaues einer automatischen Nagelmaschine nach der Erfindung, wobei Fig. 2 bis 7 nacheinander die Stellungen der einzelnen Bauelemente in der Reihenfolge des Arbeitsablaufes angeben.
• Es versteht sich, dass die nachfolgende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung nicht den Schutzbereich der Erfindung hierauf beschränkt, sondern dass Modifikationen des Ausführungsbeispiels mit in den Schutzbereich eingeschlossen sind.
• Zunächst wird anhand der Fig. 2 bis 7 eine Beschreibung der Konstruktion gegeben. In den Figuren bedeutet das mit 11 bezeichnete Teil ein Gehäuse, welches den Werkzeugkörper bildet.
• Das mit 12 bezeichnete Teil ist ein Hauptzylinder, der fest im Gehäuse 11 ausgebildet ist. Von einem unteren Endbereich des Zylinders 12 erstreckt sich ein Stutzen 13, durch den ein nicht gezeigter Nagel getrieben wird. Der Stutzen 13 schafft über ein Nagelmagazin einen Nagelvorrats- und Bestückungsmechanismus. Dieser Mechanismus ist hier jedoch nicht gezeigt, da er in keiner direkter Beziehung zum Gegenstand der Erfindung steht. Für,einen solchen Mechanismus können bekannte Zufuhrmechanismen verwendet werden. Das mit 14 angedeutete Teil ist ein Hauptkolben zur Betätigung eines Treibelementes, das mittels eines O-Ringes 141 an seiner äusseren Seitenwand eingepasst ist. Gemäss dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist der Kolben 14 unterhalb der unteren Oberfläche eine Speicherfeder 15 auf, so dass der Kolben 14 normalerweise durch die Speicherkraft der Feder 15 in der oberen Totpunktlage im Zylinder 12 gehalten wird. Ferner ist der Kolben 14 fest mit einem Treibelement 142 versehen, das direkt einen Nagel beaufschlagt. Das Treibelement 142 erstreckt sich bei Bewegung des Kolbens 14 in eine Stutzenöffnung 131 im Stutzen 13 und tritt aus dieser öffnung aus. Der Endteil, nämlich das untere Ende 142a in der Zeichnung, bildet eine Schlagfläche zwischen dem Kopf einem nicht gezeigten Nagel und dem Endteil, nämlich einen Nagel beaufschlagenden-Endteil, Ein mit 15 bezeichnetes Teil ist eine Verbrennungskammer, die um eine Seitenwand des Zylinders 12 ausgebildet ist. Die Verbrennungskammer 15 definiert eine Öffnung 151, die mit der oberen Kolbenkammer 121 am oberen Ende einer Innenwand der Kammer 15 gemäss Fig. 6 verbunden ist, und weiter enthält die Verbrennungskammer 15 ein Zündelement 16, z.B. eine elektrische Zündkerze, die mit einer elektrischen Stromquelle, z.B. einem piezoelektrischen Element 17, Verbunden ist.
• Das piezoelektrische Element 17 wird in Verbindung mit einem nicht gezeigten Auslöser zur Betätigung eines später beschriebenen Auslöseventils beaufschlagt. Beim Element 18 handelt es sich um-den Körper eines Kopfventiles, der gleitend in einem Kopfventilzylinder 19 abgedichtet ist. Der Körper 18 für das Kopfventil,der am oberen Endbereich des Zylinders 12 angeordnet ist, weist O-Ringe 181, 182, 183 und 184 auf und stellt eine sich öffnende und abschliessende Verbindung zwischen der Verbrennungskammer 15 und der oberen Kolbenkammer 121 oder zwischen einer Auslassöffnung 23 und der oberen Kolbenkammer 121 her. Das Bezugszeichen 21 betrifft eine Luftkammer, die an eine Druckluftquelle 22, z.B. einen Luftkompressor über einen Kanal 211 angeschlossen ist. Der Kanal 211 ist am äusseren Endbereich des Gehäuses 11 vorgesehen,und ein zwischenliegendes Rohr 212 enthält ein Offnungs- und Schliessventil 213. Mit 23 ist eine Quelle für ein Verbrennungsgas, z.B. eine LPG-Gasbombe b)ezeichnet, die in einer nicht gezeigten Bombenkammer aufgenommen werden kann.
• Die Bombenkammer kann im Gehäuse 11 ausgebildet sein oder als separates Teil vom Werkzeugkörper vorgesehen werden. Mit den Bezugszeichen 241 bis 247 ist eine Autoregelanordnung 24 bezeichnet. Die Elemente 241 und 245 werden von einer Membran 246 gehalten, die die obere Kammer 243 und die untere Kammer 244 definiert. Gegen die untere Oberfläche 241a des Elementes 241 wird der obere Endbereich 242a eines Ventilelementes 242 gedrückt.
• Das andere Element 245 vollzieht eine wertende Tätigkeit. Eine Feder 247 drückt normalerweise das darüberliegende Element 241 nach oben. Beim Teil 125 handelt es sich um eine Verbindungsleitung zwischen der Verbrennungsgasquelle 23 und der unter der Membran liegenden Kammer 244a der Kammer 244. Eine Verbindungsleitung 26 erstreckt sich zwischen der unteren Membrankammer 244a und der anderen unteren Membrankammer 243a. Ferner steht eine obere Membrankammer 243b der Kammer 243 und eine obere Membrankammer 244b der Kammer 244 mit der Luftkammer 21 über eine Verbindungsleitung 27 in Verbindung. Ein mit 28 bezeichnetes Element ist ein Frei-+) verflüssigter Kohlenwasserstoff gabeventil mit einer öffnung 281, die die obere Oberfläche 282 mit dem mittleren Bereich einer Seitenwand 283 verbindet.
• Das Freigabeventil 28 ist am mittleren Bereich mit einem Verbindungsweg 29 zur Luftkammer 21, einem Verbindungsweg 30a zur Luft, Verbindungswege 31, 311 und 312 zur oberen Kammer 191 des Kopfventils und einem Verbindungsweg 32 zur Verbrennungskammer 15 versehen. Ein Auslassventil 33 ist am mittleren Bereich mit einem Verbindungsweg 34 zu einer Auslassöffnung 30 und zur Verbrennungskammer 15, einem Verbindungsweg 37 zwischen einem später beschriebenen Steuerventil 35 und einem Zuführventil 36, und einem Verbindungsweg 39 zu einem ebenfalls beschriebenen Spülventil 38 versehen. Das Spülventil 38 ist am mittleren Bereich mit einem Verbindungsweg 40 zur Luftkammer 21, einem Verbindungsweg 41 zur Verbrennungskammer 15 und dem Verbindungsweg 39 versehen und wird durch eine Feder 381 nach oben unter Vorspannung gehalten. Mit 42 ist ein Verbindungsweg bezeichnet, der sich zur Luft hin öffnet. Ein unterer Endbereich 351 des Steuer- oder Pilotventiles 35 erstreckt sich aus dem Gehäuse 11 und wird durch einen nicht gezeigten Auslöser oder dgl. nach oben gedrückt.
• Das Ventil 35 ist mit einer Öffnung 354 versehen, die eine Verbindung zwischen einer oberen Oberfläche 352 mit einer Seitenwand 353 und einem am mittleren Bereich des Ventils vorgesehenen Verbindungsweg 43 zur Luft herstellt. Des weiteren weist das Ventil einen Verbindungsweg 44 zur Luftkammer 21 und einen Verbindungsweg 45 zum Zuführventil 36 auf. Das Zuführventil 36 weist Verbindungswege 46a, 46b und 46c zur Verbrennungskammer 15 einen Verbindungsweg 47 zur Kammer 243a und den Verbindungsweg 45 auf. Ferner wird das Ventil 36 durch eine Feder 361 nach unten unter Vorspannung gehalten. Mit dem-Teil 48 ist eine Luft kammer zum Ausführen und Spülen bezeichnet, und diese steht über einen Verbindungsweg 49 mit dem Verbindungsweg 39 in Verbindung.
• Mit 50 ist ein Abtastventil bezeichnet, dessen oberer Endbereich der Verbrennungskammer 15 ausgesetzt ist und dessen unterer Endbereich mit einer Feder 51 versehen ist, so dass es normalerweise nach oben gedrückt wird. Das Ventil 50 erfasst einen Druckanstieg in der Verbrennungskammer 15 und öffnet oder schliesst selektiv die Verbindung zwischen der Kammer 21 und der Kammer 48. Mit 51 ist ein Verbindungsweg zwischen dem Ventil 50 und der Luftkammer 21 und mit 52 eine kleine Ausnehmung bezeichnet, die die Kammer 48 mit der Umgebungsluft verbindet. Die Wirkungsweisen der Bauelement der zuvor genannten Selbstnagelmaschine werden nachfolgend beschrieben.
• Das öffnungs- und Schliessventil 213 ist nunmehr in eine geöffnete Stellung vorgespannt.
• Zunächst nehmen bei Ausserbetriebstellung der Maschine die Teile die in Fig. 2 gezeigte Stellung an. Zu diesem Zeitpunkt ist ein aussenseitig betätigtes Antriebselement,wie beispielsweise ein nicht gezeigter Auslöser,noch nicht betätigt. Demzufolge nimmt das Steuerventil 35 eine Stellung in der unteren Totpunktlage im Ventilzylinder 350 ein. Die oberen Membrankammern 243b, 244b werden über die Luftkammer 21 mit Druckluft beaufschlagt.
• Die obere Oberfläche 282 des Freigabeventils und die obere Kammer 191 des Kopfventils werden mit Druckluft beaufschlagt, so dass darauf ein Druck einwirkt. Dabei nimmt der Körper 28 des Freigabeventils eine Stellung am unteren Totpunkt ein, so dass die obere Ventilkammer 191 mit der Luftkammer 21 verbunden ist. Der Körper 18 des Kopfventils nimmt eine Stellung am unteren Totpunkt ein, so dass dessen O-Ring 184 gegen den Kopfbereich 123 drückt. Der Ventilkörper 18 schliesst dadurch eine Verbindung zwischen der oberen Kolbenkammer 121 des Hauptzylinders 12 und der Verbrennungskammer 15 ab und stellt zur gleichen Zeit eine Verbindung der Kammer 121 mit der Luft her.- Folglich befindet sich der Hauptkolben 14 in der oberen Totpunktstellung,in die er durch die Feder 15 gedrückt wird. Das Abtastventil 50 hält seine obere Totpunktstellung durch die Feder 51 bei. Der Körper 38 des Spülventils wird durch die Feder 381 in seinen oberen Totpunkt gedrückt. Der Körper 33 des Auslassventils nimmt ebenfalls die obere Totpunktstellung ein. Der Körper 36 des Zuführventils wird durch die Feder 361 in die untere Totpunktlage gedrückt. Ein nicht gezeigter Nagel ist in die durch den Stutzen 13 gebildete öffnung 131 unter den zuvor genannten Bedingungen eingegeben worden.
• Danach wird ein nicht gezeigter Auslöser zur Verschiebung der Bauteile aus der in Fig.2 gezeigten Lage in die nach Fig. 3 angezogen. Der Körper 35 des Steuerventils wird dabei in die obere Totpunktlage verschoben, so dass ein Luftzutrittsweg gebildet. Dieser besteht aus der Luftkammer 21, dem Verbindungsweg 44, der öffnung 354, dem Verbindungsweg 45 und dem Verbindungsweg 37. Dadurch wird der Körper 33 des Auslassventiles nach oben in die obere Totpunktlage geschoben, so dass die Verbindung zwischen dem Verbindungsweg 34 und dem Auslasskanal 30 unterbrochen ist. Zur gleichen Zeit erhält der Körper 36 des Zuführventiles Druckluft von der Seite des Verbindungsweges 45, so dass er ebenfalls in die obere Totpunktlage verschoben wird. Wenn der Körper 36 des Zuführventiles die obere Totpunktlage erreicht hat, liegt ein Zutrittsweg für das Verbrennungsgas vor, der aus den Verbindungswegen 47 und 46b besteht und ein Zutrittsweg für die Druckluft,der aus den Verbindungswegen 45 und 46c sich zusammensetzt. Der Durchmesser des Verbindungsweges 46c ist grösser als der Durchmesser des Verbindungsweges 46b, so dass der Zugang von Verbrennungsgas und Druckluft in die Verbrennungskammer entsprechend dem Durchmesserunterschied erfolgt. Der Druck des Verbrennungsgases wird durch den Autoregler 24 auf der Basis des Druckes der Druckluft eingestellt. Insbesondere wird das Verbrennungsgas mit einem höheren Druck als der Druck der Druckluft in die Kammer 244a eingeleitet, umdas Element 245 nach oben zu schieben und eine Verbindung des Verbindungsweges 25 mit dem Verbindungsweg 26 herzustellen. Die Verbindungswege 26 und 47 kommunizieren nur dann, wenn die gesamte Druckkraft des Verbrennungsgases in der Kammer 243a und die Speicherkraft der Feder 247 gleich dem Druck der Druckluft werden. Mit anderen Worten, der Druck des Verbrennungsgases wird auf ein unteres Niveau eingestellt, bei dem er gleich dem Druck der Druckluft minus der Speicherkraft der Feder 247 ist. Wie zuvor erläutert, wird die Verbrennungskammer 15 mit einer brennbaren Gasmischung mit dem gewünschten Mischverhältnis aufgefüllt, so dass gleichmässig die obere 362 und untere Oberfläche 363 des Körpers 36 des Zuführventiles mit dem Druck des Gasgemisches beaufschlagt werden. Da der Körper 36 des Zuführventiles durch die an der unteren Oberfläche 362 angeordnete Feder 361 nach unten vorgespannt ist, wird der Ventilkörper 36 nach unten in seine Totpunktlage durch die Speicherkraft der Feder 361 gemäss Fig. 4 gedrückt. Die brennbare Gasmischung wird in der Verbrennungskammer 15 unter den in Fig. 4 gezeigten Bedingungen eingeschlossen. Zu diesem Zeitpunkt bleibt der Körper 50 des Abtastventiles nach oben in seine obere Totpunktlage aufgrund der Speicherkraft der Feder 51 verschoben, da die Speicherkraft grösser als der Druck der brennbaren Gasmischung ist. Der Körper 18 des Kopfventils verbleibt ebenfalls in der in Fig.2, 3 gezeigten Stellung, da die Abmessung der oberen Oberfläche 180b ausreichend grösser als die Abmessung der unteren Oberfläche 180a ist, obschon der Körper 18 an der Oberfläche des unteren Endbereiches 180a mit dem Druck der brennbaren Gasmischung beaufschlagt wird.
• Nach Einnahme der Stellung der Teile gemäss Fig. 4 wird ein nicht gezeigter Auslöser weiter betätigt, wobei dies in Wirklichkeit ein sofortiger kontinuierlicher Vorgang ist, um das piezoelektrische Element mit der Folge zu beaufschlagen, dass durch das Zündelemrent 16 ein Zündfunke abgegeben wird. Zur gleichen Zeit wird dadurch die brennbare in die Verbrennungskammer 15 eingegebene Gasmischung gezündet. Der Anstieg des Verbrennungsdruckes in der Verbrennungskammer verschiebt den Körper 28 des Freigabeventiles nach oben in die obere Totpunktlage, sobald der Verbrennungsdruck die Oberfläche des unteren Endbereiches 284 gemäss Fig. 6 beaufschlagt. Zur gleichen Zeit oder davor wird die Lage der Mechanismen in die Lage gemäss Fig. 6 verschoben, wobei der Körper 35 des Steuerventils vom oberen Totpunkt gemäss Fig. 4 zum unteren Totpunkt gemäss Fig. 5 verschoben wird, um eine Verbindung zwischen dem Verbindungsweg 37 und dem Verbindungsweg 45 zur Umgebungsluft herzustellen.
• Wie in Fig. 6 gezeigt, ist der Körper 28 des Freigabeventils nach oben in die obere Totpunktlage verschoben, so dass die obere Kammer 191 des Kopfventils über die Verbindungswege 31, 311 und 30a mit dem zur Umgebungsluft sich öffnenden Auslasskanal 30 verbunden ist. Demzufolge wird der Körper 18 des Kopfventils in die obere Totpunktlage durch den an der unteren Endoberfläche 180a anstehenden Verbrennungsdruck geschoben. Bei der Stellung der Teile gemäss Fig. 6 ist die Verbrennungskammer 15 mit der oberen Kolbenkammer 121 des Hauptzylinders 12 durch die öffnung 151 verbunden. Dadurch erhält der Hauptkolben 14 einen Verbrennungsdruck, so dass er rasch im Hauptzylinder 12 nach unten fällt und das fest mit dem Kolben 14 verbundene Treibelement 142 einen nicht gezeigten, in der Stutzenöffnung eingegebenen Nagel nach aussen stösst. Die Beaufschlagung des Nagels findet ihr Ende, sobald der Kolben 14 die untere Totpunktlage im Hauptzylinder 12 erreicht hat.
• Zur gleichen Zeit, wie die brennbare Gasmischung in der Verbrennungskammer 15 explodiert, wird die obere Endfläche 501 des Körpers 50 des Abtastventiles,der der Verbrennungskammer 15 ausgesetzt ist, durch den Verbrennungsdruck gegen die Speicherkraft der Feder 51 nach unten in die untere Totpunktlage geschoben.
• Dabei schafft der Ventilkörper 50 eine Luftverbindung zwischen der Luftkammer 21 über den Verbindungsweg 51 mit der Kammer 48, so dass in die Kammer 48 Druckluft eingeführt wird.
• Da die Kammer 48 über den Verbindungsweg 49 mit dem Verbindungsweg 39 in Verbindung steht und wegen der Kapazitätszunahme im mittleren Bereich der Verbindungswege 51, 49 und da weiter die Kammer 48 mit der kleinen, sich zur Umgebungsluft öffnenden Ausnehmung 52 versehen ist, ist die Zeit, innerhalb der die Druckluft vom Verbindungsweg 39 zur unteren Oberfläche 331 des Körpers 33 des Auslassventiles und zur gleichen Zeit an die obere Oberfläche des Körpers 38 des Spülventiles gelangt, verzögert. Die Verzögerungszeit wird durch die Kapazität der Kammer 48 und den Durchmesser der kleinen Ausnehmung 52 bestimmt. Wie in Fig; 7 gezeigt, wird Druckluft in den Verbindungsweg 39 über die Kammer 48 eingegeben, wobei der Körper 33 des Auslassventiles bei Druckbeaufschlagung seiner unteren Endoberfläche 331 nach oben in die obere Totpunktlage verschoben, so dass eine Verbindung zwischen dem Verbindungsweg 34 und dem Auslasskanal 30 zustandekommt. Zur gleichen Zeit wird der Körper 38 des Spülventiles nach unten in die untere Totpunktlage gegen die Speicherkraft der Feder 381 bei Druckbeaufschlagung seiner oberen Endoberfläche 382 verschoben, so dass die Verbindungswege 40 und 41 miteinander verbunden sind.
• Namentlich unter der Bedingung nach Fig. 7 wird die Druckluft in der Luftkammer 21 in die Verbrennungskammer 15 über den Verbindungsweg 40,den Körper 38 des Spülventils und den Verbindungsweg 41 geleitet und aus der Verbrennungskammer 15 zum Auslasskanal über den Verbindungsweg 34 und das Auslassventil 33 ausgeführt. Folglich wird durch die Verbrennungskammer 15 reine Druckluft hindurchgeführt, um darin verbliebenes Verbrennungsgas auszutreiben und die Kammer auszuspülen. Der genannte Ausstoss - und Spülvorgang wird nur fortgesetzt, solange Druckluft von der Kammer 48 in den Verbindungsweg 39 gelangt. Mit anderen Worten, wenn die Druckluft in der Kammer 48 über die kleine Ausnehmung 52 an die Umgebungsluft entweicht und damit der Luftdruck in dem Verbindungsweg 39 auf den Atmosphärendruck abfällt, wird der Körper 38 des Auslassventiles nach oben in die obere Totpunktlage durch die Speicherkraft der Feder 381 verschoben, so dass die Verbindung zwischen den Verbindungswegen 40, 41 unterbunden und damit der Zutritt von Druckluft aus der Luftkammer 21 in die Verbrennungskammer 15 abgeschaltet wird. Die zuvor beschriebenen Schlagwerkzeuge mit Innenverbrennung umfassen damit die Arbeitsvorgänge des Eingebens einer brennbaren Gasmischung in die Verbrennungskammer, Explosion des Verbrennungsgases, Eintreiben des Nagels und Ausstossen des Verbrennungsgases und Durchspülen der Kammer in einem Hub, wonach die in Fig. 2 gezeigte Stellung der Bauteile wieder angenommen wird. Dabei wird ein Betätigungselement, wie beispielsweise ein nicht gezeigter Auslöser, so manipuliert, dass der Körper 35des Steuerventils nach oben geschoben wird, wonach die zuvor genannten Arbeitsschritte kontinuierlich zum Eintreiben des nachfolgenden Nagels wiederholt werden. Wie dargestellt, ist der Hauptzylinder 12 getrennt zur Verbrennungskammer 15 angeordnet,und nur zur Bewerkstelligung einer Explosion stellt das Ventil 18 eine Verbindung zwischen dem Zylinder 12 und der Kammer 15 her.
• Erfindungsgemäss wird ein höherer Verbrennungswirkungsgrad erzielt, da der Druck der brennbaren Gasmischung vor Explosion derselben durch das Ventil 18 entsprechend beibehalten wird.
• Des weiteren wird der Nachteil bekannter Vorrichtungen vermieden, bei denen die brennbare Gasmischung und nicht vollständig verbranntes Gas direkt in den Hauptzylinder hineingeführt werden.
• Dies führt zu einem unzweckmässigen Anstieg des Innendruckes in der Verbrennungskammer und bedingt Fehlzündungen oder eine unvollständige Verbrennung, da das Ventil 18 sich in Verbindung mit dem Druckanstieg in der Verbrennungskammer 15 öffnet.
• Ferner wird die brennbare Gasmischung mit einem angepassten Mischungsverhältnis in einfacher und zuverlässiger Weise eingegeben, da die Verbrennungskammer 15 in Verbindung mit der Explosion der brennbaren Gasmischung entleert wird, und der Druck der brennbaren Gasmischung in geeigneter Weise auf der Basis des Druckes der Druckluft eingestellt ist.

Claims (10)

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Mit Innenverbrennung arbeitendes Schlagwerkzeug, g e k e n n z e i c h n e t durch ein Ventil (18), das eine Verbindung zwischen einer oberen Kolbenkammer (121) eines Zylinders und einer um eine Seitenwand des Zylinders angeordnetm Verbrennungskammer (15) herstellt, wenn in Aer Verbrennungskammer eine Explosion erzeugt wird, wobei der Zylinder (12) in einem Gehäuse angeordnet ist und gleitbar einen Kolben (14) zur Betätigung eines Treibelementes (142) trägt.

2. Mit Innenverbrennung arbeitendes Schlagwerkzeug, g e k e n n z e i c h n e t durch ein Kopfventil -(18), das zwischen einer oberen Kolbenkammer (121) eines Zylinders und einer um eine Seitenwand des Zylinders angeordneten Verbrennungskammer (15) angeordnet ist, wobei der Zylinder sich in einem Gehäuse (11) befindet und gleitbar einen Kolben (14) zur Betätigung eines Treibelementes (142) trägt, wobei das Ventil normalerweise eine Verbindung zwischen der oberen Kolbenkammer (121) und der Luft herstellt und zur gleichen Zeit normalerweise die Verbindung zwischen der oberen Kolbenkammer (121) und der Verbrennungskammer (15) abschliesst, jedoch bei Erzeugung einer-Explosion in der Verbrennungskammer (15) die Verbindung zwischen der oberen Kolbenkammer (121) und der Luft abschliesst und zur gleichen Zeit die Verbindung zwischen der oberen Kolbenkammer (121) und der Verbrennungskammer (15) öffnet.

3. Mit Innenverbrennung arbeitendes Schlagwerkzeug, g e k e n n z e i c h n e t durch eine Abtasteinrichtung (50), deren druckaufnehmender Endbereich (501) einer um eine Seitenwand des Zylinders (12) angeordneten Verbrennungskammer (15) ausgesetzt ist, wobei der Zylinder sich in einem Gehäuse (11) befindet und gleitbar einen Kolben (14) zur Betätigung eines Treibelementes (142) trägt, wobei die Abtasteinrichtung einen Anstieg des Druckes in der Verbrennungskammer (15) feststellt und ein Signal erzeugt, so dass die Verbindung zwischen der oberen Kolbenkammer (121) des Zylinders (12) und der Verbrennungskammer (15) geöffnet wird und der Explosionsdruck zur oberen Kolbenkammer (121) geleitet wird.

4. Schlagwerkzeug nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , dass als Druckabtasteinrichtung ein Freigabeventil vorgesehen ist, um selektiv die Verbindung zwischen der oberen Kammer des Kopfventils (18) und-einer Druckluftquelle (21) oder eine Verbindung zwischen einer Luftkammer (30) zum Ausstossen und Ausspülen des Verbrennungsgases und der Luftdruckquelle herzustellen.

5. Mit Innvenverbrennung arbeitendes Schlagwerkzeug, g e k e n n z e i c h n e t durch ein Ventil (18), welches eine Verbindung zwischen einer oberen Kolbenkammer (121) eines Zylinders (12) und einer um eine Seitenwand des Zylinders angeordneten Verbrennungskammer (15) herstellt, wenn in der Verbrennungskammer eine Explosion erzeugt wird, wobei der Zylinder (12) in einem Gehäuse (11) angeordnet ist und gleitbar einen Kolben (14) zur Betätigung eines Treibelementes (142) trägt; durch einen Zutrittsweg für Druckluft, der an eine Druckluftquelle angeschlossen ist und Druckluft über ein Zuführventil (36) zuführt; durch einen Zutrittsweg für ein Verbrennungsgas, der mit einer Verbrennungsgasquelle (23) verbunden ist und das Verbrennungsgas über ein weiteres Zuführventil zuführt und durch eine Gasmischeinrichtung längs der beiden Zuführwege, so daß eine Mischung aus dem Verbrennungsgas und der Druckluft in die Verbrennungskammer (15), geleitet wird,

6. Schlagwerkzeug nach Anspruch 5, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , dass der Durchmesser des Zuführweges für die Druckluft grösser als der Durchmesser für den Zuführweg für das Verbrennungsgas ist.

7. Schlagwerkzeug nach Anspruch 5, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , dass ein Zuführventil Druckluft nur von der Druckluftquelle in die Verbrennungskammer (15) durch einen Zuführweg für die Druckluft zuführt und ein anderes Zuführventil das Verbrennungsgas von einer Verbrennungsgasquelle in die Verbrennungskammer (15) durch einen Zuführweg für das Verbrennungsgas nur dann zuführt, wenn in die Verbrennungskammer (15) Druckluft eingeführt wird.

8. Schlagwerkzeug nach Anspruch 5,dadurch g e k e n n z e i c hn e t , dass der Zuführweg für das Verbrennungsgas zwischen der Verbrennungsgasquelle und dem Zuführventil einen Autoregler enthält, der den Druck des durch den Zuführweg hindurchgehenden Verbrennungsgases in ein direktes Verhältnis zum Druck der Druckluft setzt.

9. Mit Innenverbrennung arbeitentes Schlagwerkzeug, g e -k e n n z e i c h n e t durch ein Ventil CI8),das eine Verbindung zwischen einer oberen Kolbenkammer (121) eines Zylinders (12) und einer uw eine Seitenwand des Zylinders angeordneten Verbrennungskammer (15) herstellt, wenn in der Verbrennungskammer eine Explosion erzeugt wird, wobei der Zylinder (12) in einem Gehäuse (11) angeordnet ist und gleitbar einen Kolben (14) zur Betätigung eines Treibelementes (142) trägt; und durch einen Ausstoss- und Spülmechanismus,der einen Zutrittskanal für Druckluft und einen an der Verbrennungskammer (15) angeordneten Ausstosskanal für das Verbrennungsgas aufgrund eines ersten Signals öffnet, das die untere Totpunktlage des Kolbens im Zylinder (12) angibt und den Zutrittskanal für die Druckluft aufgrund eines zweiten gegenüber dem ersten verzögerten Signal abschliesst.

10. Mit Innenverbrennung arbeitendes Schlagwerkzeug, g e k e n n z e i c h n e t durch ein Ventil (18), das eine Verbindung zwischen einer oberen Kolbenkammer (121) eines Zylinders (12) und einer um eine Seitenwand des Zylinders angeordneten Verbrennungskammer (15) herstellt, wenn in der Verbrennungskammer eine Explosion erzeugt wird, wobei der Zylinder (12) in einem Gehäuse (11) angeordnet ist und gleitbar einen Kolben (14) zur Betätigung eines Treibelementes (142) trägt; und durch ein weiteres Ventil zur Freigabe eines Rückdruckes an eine: untere: Kolbenkammer des Zylinders bei einem Schlaghub und zur Herstellung einer Verbindung zwischen der Verbrennungskammer (15) und der unteren Kolbenkammer aufgrund eines Signals, welches angibt, dass der Kolben seine untere Totpunktstellung erreicht hat, so dass der Kolben in seine explosionsdruckempfangende Stellung zurückkehrt.

L e e r s e i t e