DE3030151A1

DE3030151A1 - Thermischer stossgenerator

Info

Publication number: DE3030151A1
Application number: DE19803030151
Authority: DE
Inventors: Spaeter Genannt Werden Wird
Original assignee: Agence National de Valorisation de la Recherche ANVAR
Current assignee: LIESSE, MAURICE, ST. DENIS-LES-SENS, FR
Priority date: 1979-08-08
Filing date: 1980-08-08
Publication date: 1981-02-26
Also published as: JPH02529B2; GB2060768A; IT1132355B; IT8024061A0; JPS5652524A; CA1145264A; ES494085A0; ES8105442A1; GB2060768B; FR2463267B1; FR2463267A1; DE3030151C2; US4377991A

Description

Die Erfindung betrifft einen thermischen Stoßgenerator. Aus der OE-OS 27 36 461 ist eine Schlag- bzu. Stoßeinrichtung mit einem Schlag- bzu. Stoßorgan bekannt, uelches einem in einem Zylinder verschiebbaren Hauptarbeitskolben zugeordnet ist, und die außerdem einen zuischen einer oberen und unteren Hubendstellung verschiebbaren Hilfskolben enthält. Dieser Hilfskolben kann zum einen eine dosierte Menge an Treib- bzu. Brennstoff speichern und zum anderen in der unteren Hubendstellung einen Raum freigeben, der eine-il/erbrennungskammer bzu. einen Verbrennungsraum für ein zündfähiges Gemisch freigibt, uelches durch eine Zündvorrichtung entzündet uird. Des ueiteren sind Einrichtungen zum Ablassen der Verbrennungs-/Abgase vorgesehen.

Diese Vorrichtung, die eine vollständige Einrichtung zur Versorgung und Speisung mit Brennstoff, beispielweise einem Gas, und eine Einrichtung zum Entzünden des zündfähigen Gemisches enthält, kann mittels eines Betätigungsdrückers automatisch arbeiten oder Stoß für Stoß, und zuar autonom.

Diese Vorrichtung kann auf verschiedene Ueise angeuendet werden. Der Hauptarbeitskolben uird bei dieser Vorrichtung durch Hin- und Rückbeuegungen angetrieben, und zuar mit einer beachtlichen Kraft bei der Hinbeuegung. Er kann an verschiedene Vorrichtungen angekuppelt uerden, insbesondere zum Eintreiben von Nägeln, Stiften, Klammern, Haken, Falzen, Ringnägeln, zum Einspritzen von Flüssigkeiten, usu. Diese Anuendungsbeispiele sind in keiner Ueise einschränkend.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung der genannten Art mit einer im Vergleich zur bekannten Technik vereinfachten Ausführung, und zuar besteht ihr Ziel im

130009/0905

- ff -

wesentlichen darin, die bekannte Stoßvorrichtung zu ergänzen und zu verbessern» um bestimmten, speziellen Anwendungsfällen Rechnung zu tragen, bei denen die schnelle automatische Arbeitsweise nicht erforderlich ist.

Ein erfindungsgemäßer thermischer Stoßgenerator enthält einen Zylinder mit einem Gleitführungselement (culasse), mit einem Hauptarbeitskolben, der in diesem Zylinder unter der Uirkung der Entzündung eines in eine Verbrennungskammer eingeleiteten zündfähigen Gemisches und einer auf ihn in Richtung der oberen Position wirkenden Rückholeinrichtung in dem Zylinder hin und her beweglich ist.

Der erfindungsgemäße thermische Stoßgenerator ist dadurch gekennzeichnet, daß in einer mit einem zwischen dem Hauptarbeitskolben und dem Gleitführungselement in Verbindung stehenden Hauptkammer ein Teller angeordnet ist, der wenigstens einen Ausström- bzw. Entweich-Einwegkanal enthält und in axialer Richtung beweglich ist, um nacheinander in der Hauptkammer zwischen einer oberen und einer unteren Hubendstellung einen eine Zuführungskammer bildenden Raum freigibt, in den ein Sauerstoffträger, z.B. Luft, und ein Brennstoff eingeleitet werden, und zwischen einer unteren und einer oberen Hubendstellung einen eine Verbrennungskammer bildenden RaumTfreizugeben, in den fortschreitend ein zündfähiges Gemisch eingeleitet wird, das durch das Vermischen des Sauerstoffträgers und des Brennstoffes bei der Überführung des Luft-Brennstoffgemisches durch den Ausströrn-Einwegkanal gebildet wird.

Beim Übergang von der oberen zur unteren Hubendstellung wird der Teller vorteilhafterweise manuell betätigt, so daß der Brennstoff und der Sauerstoffträger, bei Vorhandensein von Luft,fortschreitend in die so geschaffene Zuführungskammer eingeleitet werden, und es entsteht so im

130009/0905

l/erlauf der Verschiebung des Tellers eine Vormischung von Brennstoff und Luft· Diese Vormischung führt jedoch nicht zu einem v/ollkommen homogenen zündfähigen Gemisch, und hier greift der Ausström-Einwegkanal ein. Während der Verschiebung des Tellers zu seiner Anfangsposition hin, d.h. von der unteren zur oberen Hubendstellung, gewährleistet der Ausström-Einwegkanal eine besonders wirksame Vermischung der Vormischung. Durch diesen Kanal wird tatsächlich in der Verbrennungskammer im Verlauf der Bildung während der Verschiebung des Tellers zu seiner oberen Hubendstellung hin Turbulenzen geschaffen, die ein zündfähiges Gemisch erzeugen, das entzündet wird, wenn die Wirkungen der so geschaffenen Turbulenzen noch spürbar sind, und zwar erfolgt die Zündung, wenn der Teller die obere Hubendstellung erreicht.

Der Ausström-Einwegkanal wird vorteilhafterweise durch die Kombination von einem Gitter, das mit der gegenüber dem Hauptarbeitskolben befindlichen Fläche des Tellers einen Raum bildet, und mit einer vorzugsweise torischen Dichtung gebildet, die in einem Raum bzw. Sitz zwischen dem Gitter und dem Teller angeordnet ist und zwei Positionen einnehmen kann, im Auflager am Teller oder im Auflager auf dem Gitter. Diese erste Position entsprjb ht dabei der Zuführung des Brennstoffs und der Luft in die Zuführungskammer,und die zweite Position entspricht der Bildung des zündfähigen Gemisches.

Die Vermischung erfolgt entsprechend der Verschiebung des Tellers von der unteren zur oberen Hubendstellung, wo ein Zündsystem eingreift. Es gibt keine Totzeit, so da8 das zündfähige Gemisch unter den bestmöglichen Bedingungen entzündet wird, da die Entzündung eigentlich simultan betätigt wird, wenn der Teller die obere-.Hubendstellung erreicht und sich das Gemisch noch in Bewegung befindet.

130009/0905

Vom Gesichtspunkt der dem Hauptarbeitskolben übertragenen Kraft tier führen diese Einrichtungen zu einer erhöhten Leistung der Vorrichtung.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Teller fest mit einem Behälter mittels einer einen" Betätigungsknopf tragenden Stange verbunden, die eine dosierte Menge an Brennstoff freigeben kann, uenn sie betätigt wird. Diese Stange trägt außerdem ein Entueichbzu. Ablaßventil, das das Ablassen der Verbrennungsgase gestattet und außerdem dazu dient, einen laminaren Ausström-Durchlaß für den dosierten Brennstoff zu erwärmen.

Mit einer kompakten Anordnung und einer einfachen Ausführungsform uird so nicht nur eine vollkommene Dosierung des für einen Arbeitszyklus erforderlichen Brennstoffs erhalten, sondern auch eine Konditionierung bzw. Herstellung der erforderlichen Beschaffenheit des Brennstoffs durch sein Strömen durch den laminaren Durchlaß erreicht.

Der Sauerstoffträger im Fall von Luft ist ebenfalls durch einen geeignet kalibrierten Kanal dosiert.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung erfüllt somit das Ziel, einen thermischen Stoßgenerator zu schaffen, der zuverlässig arbeitet und es den Anwendern ermöglicht, für durchzuführende Arbeiten geeignete Vorrichtungen anzuordnen und zu verwenden.

Die Erfindung uird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt:

130009/0905

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht des in Fig. 1 durch Linien begrenzten und mit II bezeichneten Teils der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2A einen Querschnitt nach Linie IIA-IIA von Fig. 2,

Fig. 3 eine Ansicht -der erfindungsgemäßen Vorrichtung analog Fig. 2, bei der der Brennstoff-Dosierstößel eingedrückt ist, ·

Fig. 4 eine Ansicht der Vorrichtung uährend eines Arbeitszyklus, uobei sich der Teller in der unteren Hub-Endstellung befindet,

Fig. 5 eine vergrößerte Teilansicht des in Fig. 4 durch Linien begrenzten und mit V bezeichneten Teils der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 6 eine Teilansicht der Vorrichtung uährend eines Arbeitszyklus, uährend sich der Teller von seiner unteren Hub-Entstellung zur oberen Hub-Enästellung verschiebt,

Fig. 7 ein anderes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die sich in Bereitschaftsstellung befindet,

Fig. 7A eine Detailansicht des in Fig. 7 mit VII A bezeichneten Teils der Vorrichtung,

130009/0905

$030151

Fig. 8 eine Ansicht analog Fig. 7, bei der die Vorrichtung arbeitet, und

Fig. 9 ein anderes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Im gewählten Ausführüngsbeispiel, das in den Fig. 1 bis gezeigt ist, enthält der erfindungsgemäße thermische Stoßgenerator einen Zylinder 10, in dessen Innenraum ein Gleitführungselement 11 angeordnet ist, das zusammen mit einem Hauptarbeitskolben 12 eine Hauptkammer C bildet. Der Hauptarbeitskolben 12 ist im Zylinder 10 zwischen einer oberen Hubendstellung, die durch eine periphere . Anschlageinrichtung 13 bestimmt ist, und einer unteren Hubendsteliung verschiebbar, die durch ein zylindrisches, mit einem Puffer-/Dämpfungsteil 15 versehenen Bodenteil begrenzt ist·

Der Hauptarbeitskolben 12 ist mit einem Stab 16 versehen, der ein Stoßorgan bildet, welches eine beliebige Vorrichtung betätigen kann· Diese Vorrichtung ist hier nicht dargestellt, da sie nicht Gegenstand der Erfindung ist. Das zylindrische Bodenteil 14 trägt außerdem einen Führungsfortsatz 17 für das Stoßorgan· Eine Feder 18 ist zwischen dem Hauptarbeitskolben 12 und dem zylindrischen Bodenteil 14 angeordnet.

In der Hauptkammer C ist ein Teller bzw. eine Schale 20 angeordnet, die später noch eingehend beschrieben wird. Er ist mit einem Ende einer verschiebbaren Stange 21 im Gleitführungselement 11 fest verbunden, wobei zwischen diesen Teilen Dichtungen 22 eingesetzt sind. Das andere Ende der Stange bildet einen Brennstoffbehälter 25·

130009/0905

Mit dem Zylinder 1Q ist ebenso ein Wandgriff 26 verbunden, der eine bekannte Zündvorrichtung 27 enthält, die in der FG-P5 1 346 969 beschrieben ist.

Uie gut aus Fig. 2 zu ersehen ist, befindet »ich oberhalb des Tellers 20 eine zylindrische Hülse 2OA, die auf der Außenfläche mehrere, z.B. vier (Fig. 2A), Rippen 2OB trägt, die mit der Innenfläche der Stange 21 genauso viele Ausström-Durchlässe 30 für den Brennstoff bilden.

Die Stange 21 enthält oberhalb der zylindrischen Hülse 2OA einen Ring 31, der mit der Stange beispielsweise mittels der steifen Enden von zuei Stutzen oder Zuführungen TZ, 33 /.tin im Behälter steckender Dosierkolben

34 kann sich in diesem Ring verschieben. Der Dosierkolben endet in einem Betätigungsknopf bzw. Druckknopf 35, der der Uirkung einer Rückholfeder 36 unterliegt, uelche zwischen dem Betätigungsknopf und der oberen Fläche des Behälters angeordnet ist.

Die Dosierung des Brennstoffs für einen Arbeitszyklus ist durch eine kreisförmige Nut 40 festgelegt, auf deren beiden Seiten Dichtungen 41, 42 angeordnet sind, die zur Sicherstellung der Abdichtung zwischen dem Dosierkolben und dem Ring geeignet sind. Der Ring besitzt zuei radiale Kanäle 43, die die Zuführungen 32, 33 mit der Nut 40 verbinden können.

Ein Dichtungselement 48 ist oben an der Hülse 2OA angeordnet, die zu diesem Zweck einen Absatz 2OD zur Auflage besitzt.

Der Teller 20 besitzt im Zentrum einen Sitz 2OE für ein Ventil 50, dessen Stange 5OA durch den Betätigungsknoßf

35 bewegt wird. Zu diesem Zweck ist das Ende der Ventilstange mit einem Ende eines Röhrenelementes 51''verbunden,

130009/0905

3D30151

und das andere Ende dieses Elementes, das in einen Raum bzu. eine Kammer 52 mündet, trägt einen diametralen Stift 53, der zwischen einer Lauffläche 56A, einer in dieser Kammer eingefügten Kappe 56 und einem Bodenteil 52A im Dosierkolben 34 eingeschlossen ist·

Längs des Verlaufs in der Hülse 2OA bildet die Ventil-· stange 5OA mit der Innenfläche der Hülse 2OA eine ringförmige Kammer 60 zum Ablassen der von der Explosion des zündfähigen Gemisches herrührenden Gase.

Die ringförmige Kammer steht über Kanäle 61 ;mit dem Röhrenelement 51 in Verbindung· Das Ende des Röhrenelementes mündet in die Kammer 52, und diese steht über in dem Betätigungsknopf 35 angeordnete radiale Löcher 63 mit der Atmosphäre in Verbindung·

Die Einrichtung für das Entweichen der Verbrennungsgase wird somit durch die ringförmige-Kammer BO, die Kanäle 61, das Röhrenelement 51 und die Löcher 62, 63 gebildet.

Die heißen Verbrennungsgase heizen unmittelbar nach der Explosion, wenn sie in der ringförmigen Kammer 60 hindurchfließen, die Hülse 2OA und infolgedessen die laminaren Ausström-Durchlässe 30 für den Brennstoff auf, so daß dieser einer Verdampfungsuirkung unterliegt, bevor er iai in der Stange .21 in Höhe der Schnittfläche des Tellers 20 und des Gleitführungselementes angeordnete Volumina V eintritt, uenn sich der Teller 20 in der obsren Hubendstellung befindet, uie in Fig. 2 gezeigt ist.

Der Teller 20 enthält eine kreisförmige Platte 2OF, deren Durchmesser D so gewählt ist, daß sie bezüglich der Wand des Zylinders 10 mit einem Spiel 3 angeordnet ist.

130009/0905

. . trägt Gegenüber dem Hauptarbeitskolben /die Platte 2OF ein Gitter 2OG, in dem eine Reihe von Löchern 2OH angeordnet ist, deren Achsen vorzugsweise nicht parallel zueinander liegen. An der Peripherie trägt die kreisförmige Platte 2OF eine Nut 201. Zwischen dieser Nut und der entsprechenden Fläche der Platte ist eine Dichtung 203 angeordnet, die vorzugsweise in selbstschmierendem Gummi ausgeführt ist, uelches gegen hohe Temperaturen beständig ist.

Der Behälter 25 trägt an seiner Innenfläche eine Rückhalteeinrichtung, z.B. einen Ring oder ein Schnabelelement 70, das mit einer fest mit einer: Stange 72 verbundenen Klinke 71 zusammenwirken kann. Die Stange 72 ist schwenkbar im Gleitfuhrungselement angeordnet und über ein Gestänge 73 mit einem Drücker 74 verbunden, der auf einer Schwenkachse 75 im Handgriff 26 angebracht ist.

Der Zylinder 10 trägt außerdem in Höhe des Haupt'arbeitskolben 12 eine oder mehrere Zündkerzen 76, die mit der Zündvorrichtung verbunden sind.

Die Funktionsweise dieser Stoßvorrichtung wird im folgenden erläutert, indem von der Position der verschiedenen Organe ausgegangen wird, die in den Fig. 1 und 2 dargestellt sind, während sich die Vorrichtung in Ruhestellung befindet.

In dieser Position befindet sich der Teller 20 in der oberen Hubendstellung, der Betätigungsknopf 35, der zugeordnete Dosierkolben 34 und das Ventil 50 befinden . sich in der oberen Position. Diese obere Position oder auch Schließposition des Ventils wird durch das Bodenteil 52A der Kammer 52 erhalten, das den Stift 53 unter Einwirkung der Feder 36, die mit dem Betätigungsknopf 35 zusammenwirkt, nach oben zurückschiebt.

130009/0905

— Io —

Der Brennstoff kann so in die Mut 40 für die Dosierung eingeführt werden, die sich gegenüber dert Brennstoffzuführurtgen 32, 33 befindet»

Während eines ersten Zeitabschnittes des Arbeitszyklus i&t der Betätigungskngpf 35 in Richtung des Pfeils F (Fig. 3) eingedrückt, uocdurch die Dosiernut 4& gegenüber den Öffnungen der laminaren Ausström-Durchlässe liegt, so daß sich der Brennstoff in den Volumina V ausbreitet. Das Ventil 50 ist mittels der Lagerflache 56 A der Kappe 56 geöffnet, uelche einen Stoß auf den Stift ausübt, und die durch die vorausgegangene Verbrennung gebildeten Gase entweichen in Richtung der Pfeile f und heizen dabei die laminaren Äusström-Durchiäss& 30 für den Brennstoff und die Volumina \f auf.

Die Kraft der Rückholfeder 36 des Betätigungsknopfes ist geringer als die einer Rückholfeder R, uelche zuischen der unteren Fläche des Behälters 25 und dem Gleitführungselement 11 angeordnet ist.

Bei Verfolgen des Stoßes, der auf den Betätigungsknopf 35 in Richtung des' Pfeiles Ft (vergleiche Fig. 4 und 5) ausgeübt wird, werden der Behälter 25, die Stange 21 und der Teller 20 zusammen im Inneren des Zylinders und der Kammer C zum Hauptarbeitskolben 12 hin verschoben, bis der Tellei?2D in die direkte Nähe des Hauptarbeitskolbens gelangt und in dieser unteren Hubendstellung durch Zusammenwirken des Rings 70 mit der Klinke 71 festgehalten ist. Während dieserPhase wurde der Treibstoff in einen so gebildeten Zuführungsraum C1 zugeführt, und der Sauerstofftrager, beim Vorliegen von Luft, wurde über eine durch das Gleitführungselement getragene deformierbare Membran BO zugeführt.

130009/0905

_ «j η _ VU tJ-%J ί O X

Während dieser Phase sitzt die Dichtung 202 auf der Platte 2OF/ wie in Fig. 3 gestrichelt angedeutet ist. Die Abgase uerden vor dem Teller 20 tiergetrieben und entweichen durch das Ventil 50, das nun offen ist» Beim¹ Nachlassen der Einwirkung auf den Betätigungsknopf 35 schließt sich das Ventil 50 unter der Wirkung der Feder 36, woraufhin die verschiedenen Elemente die in Fig. 5-gezeigte Position annehmen. ·

Durch Einwirken auf den Drücker 74 in Richtung des Pfeiles F3( vergleiche Fig. 4) wird das Entkuppeln der Klinke 71 von dem Ring 70 bewirkt, woraufhin sich der Teller 20 heftig unter der Wirkung der vorher komprimierten Rückholfeder R von der unteren Hubendstellung zur oberen Hubendstellung hochbewegt.

Fig. 6 zeigt den Teller 20 während des Hochbewegens. Während dieses Hochbewegens in Richtung des Pfeils F2 wird die durch den Brennstoff und die Luft gebildete, im Raum C1 zwischen einer Fläche des Tellers 20 und einer entsprechenden Fläche des Gleitführungselementes 11 in Bereitschaft befindliche Vormischung vom Zuführungsraum C1 in einen Verbrennungsraum C2 überführt. Dieser Verbrennungsraum C2 wird entsprechend der Verschiebung des Tellers im Zylinder 10 gebildet, wobei während dieser Überführung eine besonders wirksame Vermischung des Brennstoffes mit der Luft zwecks Bildung eines homogenen zündfähigen Gemisches erfolgt. Eine derartige Mischung wird durch den Umlauf der Luft und des Brennstoffes durch drei aufeinanderfolgende Kanäle P, P1, P2 erreicht, die jeweils durch den peripheren Rand der kreisförmigen Platte 2OF um die Wand des Zylinders, die Dichtung 203 mit der kreisförmigen Platte und die im Gitter angeordneten orientierten Löcher 20H gebildet sind. Letztere bilden dabei Strahlen, die sich kreuzen und die Turbulenzen

130009/0905

unterhalb des'Gitters 2QS entsprechend der Bildung des eine Verbrennungskammer bildenden Raums C2 erzeugen.

Uenn sich der Teller 2fl in der --oberen Hubendstellung befindet» betätigt ein dem Behälter 25 zugeordneter Fühler 85 die Zündvorrichtung 27^ die den Zündkerzen 76 einen Funken zuführt* so daß das zündfähige Gemisch entzündet uird, während es sich unter Einwirkung der durch den Einuegkanal gebildeten Turbulenzen befindet.

Die Explosion des zündfähigen Gemisches stößt den Hauptarbeitskolben 12 heftig gegen die Feder 18 und nimmt infolgedessen das Stoßorgan 16 mit, dem eine beliebige Vorrichtung, die z.B.zum Einschlagen von Nägeln; Stiften, Klammern, Haken, usu. geeignet ist, oder eine Vorrichtung zugeordnet ist, die zum Einspritzen einer Flüssigkeit oder dergleichen geeignet ist. Die hier genannten Vorrichtungen sind nur beispielsweise genannt, da sie .nicht Teil der Erfindung sind, und es können auch andere Vorrichtungen veruendet werden. -

Die Vorrichtung arbeitet

Stoß für StoS, d.h. ein Arbeitszyklus uird jedesmal ausgelöst, uenn eine Einwirkung auf das Ensemble Betätigungsknopf, Stange, Teller und Drücker ausgeübt wird. ,

Im folgenden uird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben, das in Fig. 7 gezeigt ist.

In Fig. 7 sind Teile mit denselben Bezugszeichen uie die analogen in bezug auf die Fig· 1 bis 6 beschriebenen Teile der Vorrichtung beschrieben. Das in Fig. 7 gezeigte Aus führungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten beschriebenen Ausführungsbeispiel dadurch, daß der gasförmige, unter Druck stehende Brennstoff dazu veruendet uird, den Teller 20 von einer oberen Hubendstellung in

130009/0905

- 19 - 303015t

eine untere Bereitschafts-Hubendstellung zu überführen.

Zu diesem Zweck enthält der Handgriff 26 einen Behälter 90 für den unter Druck stehenden Brennstoff, der über ein Druckreduzierventil 91 und eine Leitung 92 mit einem Dreiuegehahri oder Schieber 93 in Verbindung steht. Der Schieber 93 wird über einen Drücker 95 mittels eines Gestänges 96 betätigt.

Vom Dreiwegehahn oder Schieber zweigen zwei Leitungen 97» 99 ab. Die Leitung 97 verläuft zu einem Röhrenelement 98 hin, das axial mit dem Zylinder fest verbunden ist. Die Leitung 99 mündet in die Kammer C, welche zwischen dem Gleitführungselement 11 und dem Teller 20 angeordnet ist.

Bei diesem Ausführungsbeispiel trägt der Teller 20 einen Fortsatz 101, der mit dazwischen angeordneter Dichtung 102 gleitbar auf dem Röhrenelement 98 angebracht ist. Eine Rückholfeder 103 befindet sich mit einem Ende im Auflager auf dem Gleitführungselement und mit dem anderen Ende im Auflager auf einer Platte 104, die fest mit dem Fortsatz 101 verbunden ist. Die Rückholfeder 103 strebt danach, den Teller 20 in die obere Hubendstellung zurückzuführen.

Das Gleitführungselement 11 trägt einen Fühler 105, auf den der Teller 20 einwirkt, und der dazu bestimmt ist, die Zündvorrichtung 27 zu betätigen. Das Gleitführungselement trägt außerdem eine deformierbare Klappe 106 zur Luftzufuhr. Der Zylinder wird beispielsweise mittels eines Lochs 107, das im gezeigten Ausführungsbeispiel im oberen Zylinderteil angeordnet ist, atmosphärischem Druck ausgesetzt·

130009/09OS

Ein im Ganzen mit 120 bezeichnetes Ventil außerhalb des Zylinders TO ist mit dem Drücker 95 gekoppelt und in derselben Hohe wie eine oder vorzugsweise zwei Zündkerzen 121 angeordnet. Diese Organe befinden sich im wesentlichen in derselben Höhe, in der sich der Hauptarbeitskolben 12 in Ruhestellung, d.h. in der oberen Hubendstellung^ befindet·

Das Ventil 120 ist hinsichtlich des Zylinders radial gleitbar in einem Ansatz oder Vorsprung 120A angeordnet, der zum-einen einen Ventilsitz 120B und zum anderen Löcher 120C zum Ablassen der Verbrennungsgase besitzt. Eine Feder 12Qlist vorgesehen, um das betreffende Ventil in eine SchließposifcLon durch Auflager auf seinem Sitz zu bringen, uenn der Drücker 95 beansprucht ist.

Die Arbeitsweise dieser Vorrichtung wird im folgenden erläutert:

In Fig* 7 befinden sich die verschiedenen Organe in gespannter Uarteposition. Der Teller 20 befindet sich in der unteren Hubendstellung. Uenn der Drücker 95 nicht betätigt ist, kann der Schieber 93 unter Druck stehenden Brennstoff in Richtung des PfeilesF4 in das Röhrenelement 98 ablassen, während das Ventil 120 offen ist.

Solange der Drücker nicht betätigt ist, wird der Teller in der unteren Hubendstellung festgehalten, und Luft mit atmosphärischem Druck wird in diet-so gebildete Kammer C eingeleitet..

Uenn die Bedienungsperson den Drücker 95 in Richtung des Pfeils F5 betätigt, betätigt das Gestänge 96 gleichzeitig den Schieber 93 und den Teller 120. Der Schieber 93 schaltet den Druck im Röhrenelement 98 aus und gibt die

130009/0905

Gasdosis (die jetzt in diesem Zylinder eingeschlossen ist) in denRaum C durch das Röhrenelement bzw. die Leitung 99 frei, während der Teller 120 auf seinem Sitz zum Auflager kommt.

Während der Druck im Röhrenelement 98 abgebaut wird (vergl. Fig. B), wird der Teller 20 unter Einwirkung der Feder 103 won der unteren Hubendstellung in die obere Hubendstellung zurückgeführt. Uährend der Verschiebung des Tellers uird die im Fortsatz 101 und im Röhrenelement eingeschlosserie~Brennstoffdosis über die Leitung bzu. das Rohr 99 in den mit Luft gefüllten Raum C eingeleitet, der zwischen dem Gleitführungselament 11 und dem Teller 20 gebildetiist.Uährend der Verschiebung wird dem Raum C1 durch das Durchströmen der Luft und des Brennstoffes im Einueg-Entweichdurchlaß, der im Teller vorgesehen ist und zuvor beschrieben uurde, ein zündfähiges Gemisch gebildet.

Uenn der Teller 20 die obere Hubendstellung erreicht, betätigt er den Fühler 105, der wiederum mittels hier nicht dargestellter Leitungen die Zündvorrichtung 27 und infolgedessen die Zündkerzen 121 betätigt.

Die Zündung des zündfähigen Gemisches wird ausgeführt, während dieses sich noch unter der Einwirkung der insbesondere durch das Gitter 2OG hervorgerufenen Turbulenzen befindet, und bewirkt das heftige Mitnehmen des Hauptarbeitskolbens 12 aus der oberen Uarteposition in eine untere Position, wobei er so das ihm zugeordnete Organ bzw. den Stab 16 betätigt.

Der Arbeitszyklus ist beendet, wenn die Bedienungsperson den Drücker freigibt. Die Organe kehren in die in Fig. 7 gezeigte Bereitschaftsposition für einen neuen Arbeitszyklus zurück.

Eine solche Vorrichtung ist ebenfalls automatisch, wenn eine manuelle Rückstellung nicht erforderlich ist, aber diese Vorrichtungsart kann nur mit Brennstoffen unter dem zur Betätigung des Ensembles .104-101 erforderlichen

130009/0905

303Θ151

Druck arbeiten.

Bei den beiden beschriebenen Ausführungsformen kann der zuischen dem Gleitführungselement 11 und dem Hauptarbeitskolben 12 angeordnete bewegliche Teller 20 in der fischen dem Gleitführungselement und dem Hauptarbeitskolben gebildeten Hauptkammer C fßukzessive einen eine Zuführungskammer bildenden Raum C1 frei machen^ uenn der Teller von einer Position in eine andere gelangt, und einen eine Verbrennungskammer bildenden Raum C2 frei machen, wenn der Teller von dieser anderen Position in die Anfangsposition zurückkehrt.

Die Hauptkammer indessen, in deren Ipmenraum der Teller 20 verschoben uerden kann, kann nicht verlegt werden.

In der DE-OS 27 36 461 uurde eine Vorrichtung der betrachteten Art vorgeschlagen, bei der der Sauerstoffträger in eine von der Verbrennungskammer getrennte Kammer eingeleitet und beim Verschieben eines fest mit einem Hilfskolben verbundenen Tellers mit dem Brennstoff vermischt uird.

In Fig. 9 ist eine derartige Technik schematisch veranschaulicht. Ein Teller bzu. eine Schale 110 ist in einem Zylinder 111 zuischen einer Gleitführungselementfläche und _einem Zylinderoberteil 113 beweglich angeordnet, und der Hauptarbeitskolben 114 ist im Zylinder mit einer Fläche gegenüber dem Gleitführungselement angeordnet.

Bei dieser Ausführungsform sind Lufteintrittskanäle im Zylinder in der Nähe des Gleitführungselementes 112 angeordnet. Im Hilfsdosierkolben 118 für·:¹ den Brennstoff sind jeweils Kanäle 116 für den Eintritt von Brennstoff angeordnet. Im Teller 110 befindet sich eine Reihe von

130009/0905

Löchern 117, die zum Uermischen der Brennstoff-/Sauerstoffträgervormischung geeignet sind.

Das Uermischen der Uormischung uird durch .das Verschieben des Tellers 110 bewirkt. Es ber.uht auf einer Saugwirkung, die durch den Niedergang des Koxbens 114 hervorgerufen uird. Die die Kanäle 116 v/erlass enden Strahlen werden durch den Niedergang des Dosierkolbens 11B und das Herstellen der Verbindung der Kanäle 116 mit der im Inneren des Dosierkolbens 118 v/orgesehenen nosierkammer bewirkt. Die Verbindung zwischen der Dosierkammer und den Kanälen 116 erfolgt vor der Öffnung der Kanäle bzu. Öffnungen 130, 131. Hierdurch uird die Bildung des zündfähigen Gemisches vor der Überführung in die Explosionskammer merklich verbessert.

Die Löcher 117 besitzen vorzugsweise Achsen, die so orientiert sind, daß sie eine Reihe von sich'.kreuzenden Brennstoff- und Luftstrahlen bilden. Die Außenlufteintrittskanäle 115 können .-vorzugsweise mit einer hier nicht gezeigten Platte versehen sein. Diese könnte beispielsweise durch eine elastisch deformierbare Membran gebildet sein.

Die Erfindung betrifft also einen thermischen Stoßgenerator, der z.B. zur Betätigung von Vorrichtungen und Geräten zum Einschlagen bzu. Eintreiben von Nägeln, Stiften, Klammern, Haken, usw., zum Lochen, zum Stanzen, ubu. geeignet ist.

Gemäß der Erfindung enthält der Generator bzw. die Vorrichtung einen in einer in einem Zylinder 10 angeordneten Kammer C beweglichen Teller 20, der dazu geeignet ist, im Zylinder im Verlauf einer Hin- und Herverschiebung ein zündfähiges Gemisch zu erzeugen. Dieses überträgt

130009/0905

nach dem Entzünden durch eine Zündvorrichtung 76 einem einem selbst mit einer beliebigen Vorrichtung verbundenen Organ 16 zugeordneten Hauptarbeitskolben 12 einen heftigen Stoß. Der Hauptarbeitskolben 12 kehrt unter der Einwirkung einer Feder 18 in die anfängliche Bereitschaftsposition zurück«

130009/0905

Leerseite

Claims

Patentansprüche

f 1.) Thermischer Stoßgenerator mit einem Zylinder mit einem Gleitführungselement, einem Hauptarbeitskolben, der in diesem Zylinder unter der Einwirkung der Entzündung eines· in der Verbrennungskammer eingeleiteten zündfähigen Gemisches und einer Rückholeinrichtung für den Kolben in die obere Position hin und her beweglich ist, uobei der Hauptarbeitskolben ein beliebiges Organ betätigen kann, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teller (20) in einer mit einem zwischen dem Hauptarbeitskolben und dem Gleifcführungselement gebildeten Kammer in Uerbindung stehenden Hauptkammer (C) angeordnet ist, daß der Teller (20) zumindest einen Ausström-Einwegkanal

130009/0'9OS

MANlTZ · FINSTERWALD · HEYN ■ MORGAN - 8000 MÜNCHEN 22 · ROBERT-KOCH-STRASSE1 · TEL. (089) 22 4211 TELEX 05-29 672 PATMF

GRXMKOW · ROTERMUND ■ 7000 STUTTGART 50 (BAD CANNSTATT) ■ SEELBERGSTR. 23/25 ■ TEL. (0711) 567261 ZENTRALKASSE BAYER. VOLKSBANKEN · MÜNCHEN KONTO-NUMMER 7270 POSTSCHECK: MÖNCHEN 77062 -805

besitzt, daß der Teller (20) in der Hauptkammer (C) zwis chen einer oberen und einer unteren Hubendstellung sukzessive verschiebbar ist, um einen Zuführungsraum (C1) freizumachen, in den ein Sauerstoffträger, z.B. Luft, und ein Brennstoff eingeleitet werden,und daß der Teller (20) zwischen einer unteren und einer oberen Hubendstellung verschiebbar ist, um einen Raum(C2) freizumachen, der eine Verbrennungskammer bildet, in die der Sauerstoffträger und der Brennstoff zunehmend in Form eines zündfähigen Gemisches eingeleitet werden, das durch bei der Überführung des Luft-Brennstoff-Gemisches durch den Ausström-Einuegkanal erzeugte Turbulenzen gebildet wird.

2. Thermischer Stoßgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptkammer (C) zwischen dem Hauptarbeitskolben (12) und dem Gleitführungselement (11) gebildet ist, und daß der Teller (20) während eines Arbeitszyklus in der Hauptkammer hin und her beweglich ist, um sukzessive in ihr einen Zuführungsraum (C1) zu bilden, in den eine dosierte Menge an Brennstoff und Luft einge-

Verbrennungskammer bildet, in leitet wird, und anschließend einen Rauirt(C2) zu bilden, der eine/ der fortschreitend während der Überführung von einem Raum in den anderen durch Ausström-Einweg-Einrichtungen bzw. -Kanäle ein zündfähiges Gemisch aus dem Brennstoff und dem Sauerstoffträger gebildet wird.

3. Thermischer Stoßgenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Teller (2D) einer röhrenförmigen Stange (21) zugeordnet ist, die in dem Gleitführungselement (11) mit dazwischen angeordneten Dichtungseinrichtungen verschiebbar angebracht ist, und daß die Stange einen Brennstoffbehälter (25) trägt.

130009/0905

4. Thermischer StoBgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Teller (20) eine zentrale Entueichöffnung bzu. einen Sitz (20 E) für die l/erbrennungsgase besitzt, welche durch ein einem Betätigungsknopf (35) zugeordnetes Ventil (50) verschlossen uerden kann.

5. Thermischer Stoßgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsknopf (35) einen Fortsatz (34) besitzt, der einen Brennstoffdosierkolben bildet, uelcher gleitbar in einer axial in der Stange festsitzenden Hülse (31) verschiebbar angebracht ist und mit dem Brennstoffbehälter (25) in V/erbindung steht.

6. Thermischer Stoßgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Teller (20.) einen Fortsatz bzu. eine Hülse (20 A) besitzt, die sich in die röhrenförmige Stange (21) erstreckt und an der Außenfläche eine Reihe von Rippen (20 B) besitzt, die laminare Ausström-Durchlässe (30) für den durch den Dosierkolben (34) freigegebenen Brennstoff bilden.

7. Thermischer Stoßgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Dosierkolben (34) eine kreisförmige Rille oder Nut (40) besitzt, die gegenüber von Kanälen (43) mit dem Behälter (25) oder infolge einer axialen Verschiebung gegenüber Kanälen (42) mit den laminaren Ausström-Durchlässen (30) in Verbindung stehen kann.

130Ö09/O905

θ. Thermischer Stoßgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Kammer (60) zwischen der Stange (50 A) des Uentils und dem Fortsatz (20 A) des Tellers angeordnet ist und daß die Kammer selbst mit der Atmosphäre über ein röhrenförmiges Element (51) in \/erbindung stehen kann, welches das Ventil mit dem Betätigungsknopf (35) v/erbindet·

9. Thermischer Stoßgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Teller (20) eine kreisförmige Platte (20 F) besitzt, die an der Fläche gegenüber dem Hauptarbeitskolben ein Gitter (20 G) mit einer Reihe von kalibrierten Löchern (20.H) trägt.'

10. Thermischer Stoßgenerator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Gitter (20 G) angeordneten Löcher (20 H) zueinander parallele Achsen besitzen.

11. Thermischer Stoßgenerator nach Anspruch 9, dadurch g e k e η π ζ ei c h η e t , daß die in dem Gitter (20 G) angeordneten Löcher (20 H) so orientiert sind, daß sie nicht parallel sind.

12. Thermischer Stoßgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausström-Einuegkanal in Kombination durch einen Durchmesser D der kreisförmigen Platte, der kleiner als der Durchmesser des Zylinders (10) ist, durch eine periphere Nut (20 I), die in der Fläche der Platte gegenüber dem Hauptarbeitskolben angeordnet ist, und durch die Anordnung einer Dichtung (20 3) zwischen dem Gitter und der Nut gebildet ist, wobei der Außendurchmesser

130009/0905

ORlGiNAL ENSPEGTED

der Dichtung (20 3) etuas größer als der Innendurchmesser des Zylinders (10) ist und die Dichtung (20 3) bei der Verschiebung des Tellers alternativ auf diesem und auf dem Gitter aufliegt.

13. Thermischer Stoßgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitführungselement (11) ein Verriegelungsorgan (71) für den Teller (20) in der unteren Position trägt und daß dieses Organ durch einen Auslöse-Drücker (74) betätigt uird und mit einem komplementären Element (70) zusammenwirken kann, das auf der Innenseite des Behälters (25) vorgesehen ist, uobei eine Rückholfeder (36) außerdem zwischen dem Behälter (25) und dem Gleitführungselement (11) angeordnet ist.

14. Thermischer Stoßgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine dem Teller (20) zugeordnete Stange bzw, ein Fortsatz (101) gleitbar auf einem fest mit dem Zylinder (10) verbundenen Röhrenelement (98) angebracht ist und über einen zu diesem Zweck vorgesehenen Schieber (93) mit einer Druckquelle oder einem Behälter (90) verbunden werden kann, der den Brennstoff enthält, so daß die Verschiebung des Tellers (20) von der oberen in die untere Hubeinstellung mittels des unter Druck stehenden Brennstoffs betätigt wird, während der Schieber (93) eine dosierte Menge an Brennstoff in die durch die Verschiebung des Tellers gebildete Zuführungskammer (C1) überführen kann, während die Kammer selbst Außenluft aufnimmt.

15. Thermischer Stoßgerator nach Anspruch 14, dadurch g e k e η η ζ e'.i c h η e t , daß der Zylinder (10) eine Vorrichtung für das Entweichen der Verbrennungsgase besitzt, die vorteilhafterweise durch zumindest ein radiales Ventil

130009/0905

(120) gebildet ist, das im wesentlichen in der Höhe des Hauptarbeitskolbens (12) in der oberen Hubendstellung angeordnet ist.

16. Thermischer StoßgeneTator nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß das l/entil (120) mit einem Betätigungsdrücker (95) gekoppelt ist.

17. Thermischer Stoßgenerator mit einem Zylinder mit einem Gleitführungselement, mit einem Hauptarbeitskolben, der in diesem Zylinder zwischen seiner oberen und unteren Position unter der Einwirkung der Entzündung eines zündfähigen zwischen einem Gleitführungselement und dem Hauptarbeitskolben eingeschlossenen Gemisches beweglich ist, wobei das zündfähige Gemisch durch eine in einem Hilfskolben begrenzte Brennstoffdosis und durch Zufuhr von Aussenluft gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des im Hilfsdosierkolben unter

Überdrück stehenden Brennstoffs und der Luft von einer Seite eines Tellers (110) mit kalibrierten Kanälen (116, 117) zugeführt werden, welcher einem Hilfskolben (118) zugeordnet ist und in einem zylindrischen Volumen zwischen einer oberen Bereitschaftshubendstellung und einer unteren Hubendstellung beweglich angebracht ist, während denen die Außenluft und das Gas durch die Kanäle (116, 117, 118) hindurchtreten und dabei ein zündfähiges Gemisch bilden, das unter Einwirkung von Turbulenz bis zur Entzündung vermischt wird.

18. Thermischer Stoßgenerator nach Anspruch 15, dadurch g e k e η η ζ e.'.i c h η e t , daß das zylindrische Volumen zwischen dem Gleitführungselement (112) und einem zylindrischen Bodenteil gebildet ist.

130009/0905