DE4243617A1 - Tragbares, brennkraftbetriebenes Arbeitsgerät, insbesondere Setzgerät - Google Patents
Tragbares, brennkraftbetriebenes Arbeitsgerät, insbesondere SetzgerätInfo
- Publication number
- DE4243617A1 DE4243617A1 DE19924243617 DE4243617A DE4243617A1 DE 4243617 A1 DE4243617 A1 DE 4243617A1 DE 19924243617 DE19924243617 DE 19924243617 DE 4243617 A DE4243617 A DE 4243617A DE 4243617 A1 DE4243617 A1 DE 4243617A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- piston
- chamber
- prechamber
- cylinder
- sub
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25C—HAND-HELD NAILING OR STAPLING TOOLS; MANUALLY OPERATED PORTABLE STAPLING TOOLS
- B25C1/00—Hand-held nailing tools; Nail feeding devices
- B25C1/08—Hand-held nailing tools; Nail feeding devices operated by combustion pressure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25D—PERCUSSIVE TOOLS
- B25D9/00—Portable percussive tools with fluid-pressure drive, i.e. driven directly by fluids, e.g. having several percussive tool bits operated simultaneously
- B25D9/06—Means for driving the impulse member
- B25D9/10—Means for driving the impulse member comprising a built-in internal-combustion engine
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Portable Nailing Machines And Staplers (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein tragbares, brennkraftbetriebenes Arbeits
gerät, insbesondere Setzgerät für Befestigungselemente mit einer zylin
derförmigen Brennkammer zur Verbrennung eines Luft-Brennstoffge
mischs, wo durch über einen durch den Brennkammerzylinder geführten
Kolben ein Stößel antreibbar ist.
Ausgangspunkt für die Erfindung sind brennkraftbetriebene Setzgeräte,
wie sie beispielsweise aus den Druckschriften US-A 4 759 318 und DE-A
40 32 202 bekannt sind. Wie diese beiden Druckschriften verdeutlichen,
wurden in den vergangenen Jahren erhebliche Anstrengungen unternom
men, um einerseits die Setzenergie des Arbeitsgeräts durch Optimierung
des Verbrennungsprozesses, durch Verbesserung der Spülung der Rest
gase und dergleichen zu erhöhen und andererseits Geräte der genannten
Gattung räumlich kompakter zu gestalten und das Gewicht zu reduzieren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Arbeitsgerät, insbesondere
Setzgerät der eingangs genannten Gattung bei vorgegebener Setzenergie
räumlich kompakter und gewichtsmäßig leichter zu gestalten oder bei vor
gegebenen Abmessungen und Gewichtsdaten eine erheblich höhere Setze
nergie zu erreichen.
Es könnte daran gedacht werden, die erzielbare Setzenergie bekannter Ge
räte durch Verwendung von reinem Sauerstoff als Oxidator für den Ver
brennungsprozeß zu steigern. Eine solche Lösung muß jedoch aus sicher
heitstechnischen, in vielen Fällen auch aus Gründen der Handhabung
und Versorgung ausscheiden, da eine O2-Flasche mit beispielsweise 200
bar Überdruck am Anwendungsort zur Verfügung stehen müßte. Denkt
man andererseits an eine Lösung der gestellten Aufgabe über die Auswahl
energiereicherer Brennstoffe, so stehen auch hier nur sehr begrenzte Aus
wahlmöglichkeiten zur Verfügung, die sich für tragbare Geräte eignen.
Aus Sicherheits- und handhabungstechnischen Gründen kommen zur
Zeit und in erster Linie Flüssiggase in Betracht, wie sie als Kompaktgassy
steme in Form von Kartuschen, eventuell auch in Form von Aerosoldosen
bekannt sind.
Die Erfindung ist bei einem tragbaren, brennkraftbetriebenen Arbeitsge
rät, insbesondere einem Setzgerät gekennzeichnet durch eine mit der der
Brennkammer abgekehrten Unterfläche des Kolbens in Verbindung ste
henden Vorkammer, in der zur im wesentlichen isentropen Kompression
des Luft-Brennstoffgemischs in der Brennkammer ein zündungsinduzier
ter, rasch ablaufender Verbrennungsprozeß eines gut durchmischten
Luft-Brennstoffgemischs auslösbar ist.
Vorzugsweise ist die Vorkammer in mehrere, untereinander verbundene
Teilkammern unterteilt, die über Überströmverbindungen derart mitein
ander verbunden sind, daß - von der der Unterfläche des Kolbens am weite
sten entfernten Teilkammer ausgehend - eine zündungsinduzierte Flam
menfront sich über die Überströmverbindungen in die übrigen Vorkam
mern ausbreitet und dadurch eine extrem hohe Verwirbelung und Durch
mischung des Gas/Luftgemischs einerseits sowie ein impulsartiger Ver
brennungsprozeß in der gesamten Vorkammer andererseits bewirkt wird.
Vorzugsweise ist eine erste Teilkammer unmittelbar unterhalb des unte
ren Totpunkts beziehungsweise der Bereitschaftsstellung des Kolbens in
nerhalb des Brennkammerzylinders ausgebildet, während zwei weitere se
parate Teilkammern innerhalb eines außerhalb des Brennkammerzylin
ders angeordneten Vorkammerzylinders ausgebildet sind, wobei eine
zweite Teilkammer mit der ersten Teilkammer über eine Überströmöffnung
verbunden ist sowie innerhalb des gleichen Vorkammerzylinders eine drit
te Teilkammer vorhanden ist, die von der zweiten Teilkammer durch eine
Zwischenplatte getrennt ist, welche als Überströmverbindung zwischen
der dritten und zweiten Teilkammer eine vorzugsweise im Randbereich,
und in der Nähe der Innenwand des Vorkammerzylinders ausgebildete
Aussparung aufweist.
Durch diese Unterteilung der Vorkammer in mehrere, untereinander
durch Überströmverbindungen verbundene Teilkammern, vorzugsweise
drei Teilkammern, wird einerseits eine isentrope Verdichtung des
Gas/Luft-Gemischs im Brennkammerzylinder vor dem Arbeitstakt durch
zweifache Nutzung des Arbeitskolbens erreicht. Andererseits läßt sich
gleichzeitig eine klar definierte Ausgangslage vor der Auslösung des Ar
beitshubs, d. h. vor jedem (Eintreib)-Zyklus und damit eine einwandfreie
Funktion bei geringen Streuungen der Setzenergie gewährleisten.
Während bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die erste
Teilkammer der zur Vorkompression dienenden Vorkammer auf der der
(Haupt-)Brennkammer gegenüberliegende Seite des Kolbens ausgebildet
ist, kann der die beiden weiteren Teilkammern bildende Vorkammerzylin
der asymmetrisch angeordnet sein.
Versuche haben ergeben, daß die zur isentropen Verdichtung mit genü
gend hohem Kompressionsdruck erforderliche schnelle, Impulsartige Ver
brennung durch die asymmetrische Anordnung einzelner Abschnitte der
Vorkammer keinen oder nur einen unwesentlichen negativen Einfluß be
wirken. Um eine möglichst genau definierte Ausgangsposition des (Ar
beits-)Kolbens vor Auslösung der Zündung des Gas/Luftgemischs in der
Vorkammer beziehungsweise einen genau definierten Volumeninhalt der
Vorkammer und damit eine für alle Arbeitshübe weitgehend gleichbleiben
de Vorkompression zu gewährleisten, wird der Kolben bei Inbetriebnahme
des Arbeitsgeräts, beispielsweise beim Anpressen des Setzgeräts an einer
Arbeitsposition, durch eine vorzugsweise bolzenartige Verschiebevorrich
tung aus der unteren Totpunktposition des Kolbens um einen definierten
Hub in Kompressionsrichtung verschoben. Bei dieser Inbetriebnahme
(Anpressen) wird gleichzeitig ein im Vorkammerzylinder geführter Vor
kammerkolben sowie die Zwischenplatte in eine definierte Bereitschafts
position verschoben, so daß sowohl die Vorkammer insgesamt als auch die
drei Teilkammern jeweils für sich ein genau definiertes Volumen umgren
zen, um - genaue Dosierung des Gas/Brennstoffgemischs vorausgesetzt -
eine gleichbleibend hohe Vorkompression zu gewährleisten.
Im Gegensatz zu einer Dreikammerverbrennung nach Adams (US-A 4 365 471),
die durch symmetrische Anordnung von Unterteilungswänden und
Durchlässen von der ersten bis zur dritten Teilkammer eine sehr hohe
Durchmischung und Verwirbelung des Gas/Brennstoffgemischs und da
mit eine sehr schnelle Verbrennung erreicht, wird im Falle der Erfindung
zur Vorkompression ein Verbrennungsprozeß in einer in mehrere Teilkam
mern unterteilten Vorkammer ausgenützt, bei der die einzelnen Teilkam
mern asymmetrisch angeordnet sein können und bei der bevorzugten Aus
führungsform der Erfindung aus Raumgründen und zur Vereinfachung
des Konstruktionsprinzips auch asymmetrisch angeordnet sein werden.
Versuche haben ergeben, daß bei asymmetrischer Anordnung der Über
strömöffnung zwischen der dritten Teilkammer der Vorkammer, in wel
cher der zur Vorkompression dienende Verbrennungsprozeß gezündet
wird, und der zweiten (mittleren) Teilkammer der Vorkammer, d. h. durch
asymmetrische Anordnung der Aussparung in der Zwischenplatte eine
deutliche Verbesserung im Verwirbelungsgrad des in der Vorkammer ent
haltenen Gas/Luftgemischs erreicht wird, was zur Beschleunigung des
Verbrennungsprozesses und damit zur Verkürzung der Kompressionszeit
beiträgt.
Vorteilhafte Ergänzungen des Erfindungsgedankens sind in abhängigen
Patentansprüchen definiert und werden nachfolgend anhand eines Aus
führungsbeispiels der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnung beschrie
ben.
Die einzige Figur zeigt in schematischer Teilschnittdarstellung ein durch
einen Freikolben-Brennkraftmotor angetriebenes Setzgerät, das erfin
dungsgemäß zur Vorkompression eines Arbeitskolbens mit einer in meh
rere Teilkammern unterteilten Vorkammer ausgerüstet ist, in welcher ein
durch einen Zündimpuls auslösbarer Verbrennungsprozeß zur Vorkom
pression abläuft.
Das dargestellte Setzgerät wird hinsichtlich seiner einzelnen Teile und
Baugruppen zugleich in einzelnen Stufen eines Funktionsablaufs be
schrieben.
In der Ausgangsstellung sind ein Magazin 1 für Setzelemente 20, bei
spielsweise Nägel und das eigentliche gehäuseummantelte Setzgerät 2
durch eine Anpressfeder 3 auseinandergeschoben. Eine exzentrisch gela
gerte Rücklaufsperre 4 für einen Arbeitskolben oder Hauptkolben, im fol
genden als Kolben 60 bezeichnet, der starr mit einem die Setzelemente 20
eintreibenden Stößel 5 verbunden ist, ist gespannt. Der Stößel 5 und da
mit der Kolben 60 stehen in einer unteren Totpunktposition (UTP) 61. Eine
Ventilhülse 6 wird durch eine Druckfeder 37 in Schließstellung gehalten,
in der sie Abblasöffnungen 38 für Rauchgase verdeckt. Ein Einlaßventil 7
wird über einen Hebelarm 8 durch eine Zugfeder 9 und eine Klinke 10 ge
schlossen gehalten.
Ein in einem Vorkammerzylinder 71 geführter Vorkammerkolben 11 und
eine Zwischenplatte 12, die auf einer mit dem Vorkammerkolben 11 ver
bundenen Kolbenstange 74 geführt ist, befinden sich innerhalb des Vor
kammerzylinders 71 in einer (strichliert eingezeichneten) zusammenge
schobenen Position. Die als wesentlicher Teil der Erfindung angesehene
Vorkammer ist in drei Teilkammern unterteilt, wobei die erste Teilkammer
70 1 durch den Raum unterhalb des Kolbens 60 innerhalb eines Hauptzy
linders 15 gebildet ist, während die zweite Teilkammer 70 2 innerhalb des
Vorkammerzylinders 71 durch das Volumen zwischen dem Vorkammer
kolben 11 und der Zwischenplatte 12 gebildet ist und die dritte Teilkam
mer 70 3 das Restvolumen innerhalb des Vorkammerzylinders 71 unter
halb der Zwischenplatte 12 einnimmt.
Da in der Ausgangsstellung voraussetzungsgemäß der Vorkammerkolben
11 in der zusammengeschobenen Position steht, sei angenommen - was
weiter unten näher erläutert wird - ein auf der Oberseite des Vorkammer
kolbens 1 1 axial angeordneter und fixierter Balg 13 sei etwa auf Umge
bungsdruck aufgeblasen, d. h. mit Brenngas aus einer Gasdose 33 gefüllt.
Ein Speicher - und Verdampferraum 14 zwischen der Gasdose 33 und dem
Vorkammerzylinder 71 ist in diesem Fall entleert. Im Hauptzylinder 15 be
finde sich ein brennbares Gas/Luftgemisch.
Ein Arbeitszyklus mit dem Setzgerät beginnt durch Anpressen des Geräts
gegen den Untergrund. In welchen ein Setzelement eingetrieben werden
soll. Durch diesen Anpreßvorgang wird über einen Anpreßstift 16 als er
stes die Rücklaufsperre 4 gelöst. Durch das Anpressen des Nagelmagazins
1 gegen das Setzgerät 2 werden gleichzeitig und parallel durch einen Mit
nehmer 24 der Stößel 5 über einen Bolzen 25 und der Vorkammerkolben 11
über seine Kolbenstange 74 um den Anpreßhub Δs nach oben verschoben.
Dieser Anpresshub Δs kann je nach Gerätetyp und Größe im Bereich zwi
schen Δs = 5 bis 100 mm, vorzugsweise im Bereich von 15 bis 40 mm lie
gen. Dabei wird über eine Schulter 74a der Kolbenstange 74, welche die
untere feststehende Stirnwand 73 des Vorkammerzylinders 71 durch
setzt, die durch einen Stift 50 drehgesicherte Zwischenplatte 12 auf hal
bem Wege mitgenommen und nach oben verschoben. Wie die Zeichnung
erkennen läßt, ist der Verschiebeweg der Zwischenplatte 12 durch die Län
ge der mit einem unterseitigen Flansch versehene, auf der Kolbenstange
74 geführte Führungshülse 64 begrenzt.
Bei diesem Verschiebevorgang wird das im Balg 13 befindliche Brenngas
über ein Rückschlagventil 51 in den Brennraum der Vorkammer 70 mit ihren
untereinander verbundenen drei Teilkammern 70 1. 70 2. 70 3 ausge
stoßen und mit der durch eine Bohrung 17 im Vorkammerkolben 11 ange
saugten Frischluft kontinuierlich vermischt. Die (Lufteinlaß-)Bohrung 17
ist ebenfalls mit einem Rückschlagventil in Form eines Federverschlusses 52
versehen.
Am Ende des Anpreßhubs des Nagelmagazins 1 befindet sich in den drei
Teilkammern, gebildet aus der ersten Teilkammer 70 1 unterhalb des Kol
bens 11, der zweiten Teilkammer 70 2 unterhalb des Vorkammerkolbens
11 bis zur Oberseite der Zwischenplatte 12 sowie der dritten Teilkammer
70 3 unterhalb der Zwischenplatte 12 bis zur feststehenden Stirnwand 73,
ein brennbares Gemisch.
Das Gas/Luftgemisch in der Hauptkammer 15 wurde beim Anpreßvor
gang durch die Verschiebung des Kolbens 60 mit Stößel 5 leicht kompri
miert. Dieses Hauptkammergemisch kann sich jedoch über das Einlaß
ventil 7 entlasten, das durch den Anpreßhub über einen mit dem ver
schiebbaren Magazin 1 verbundenen Hebestift 18, eine Feder 19 und den
Hebel 8 innerhalb des Spiels der Raste 10 leicht geöffnet wird. Der Kolben
60 steht jetzt also in der durch den Anpreßhub Δs bestimmten Anpreß-
Hubposition 62 (AHP).
Durch den Anpreßhub Δs des Nagelmagazins 1 wird gleichzeitig ein Setze
lement 20 aus einem Magazinstreifen 21 durch eine scharfe Schneide 22
der Stößelführung 23 ausgestanzt und in die Stößelführung 23 hineinge
stoßen. Am Ende des Anpreßhubwegs wird der Mitnehmer 24 durch ein
Blattfederelement 26 nach rechts gedrückt, sobald ein Abzug 27 betätigt
wird. Dadurch springt der durch eine Feder 53 vorbelastete Bolzen 25 in
seine Ausgangslage, so daß er durch den folgenden Setzvorgang durch den
nach unten fahrenden Kolben 60 nicht beschädigt werden kann. Der Kol
ben 60 bleibt noch in der Anpreß-Hubposition 62 aufgrund der Haftrei
bung zwischen dem Kolbendichtring (nicht gezeigt) und der Wandung des
Hauptzylinders 15.
Mit dem Abzug 27 wird durch einen Nocken 54 ein Hebelarm 28a eines Pie
zoquartz-Zünders 28 betätigt. Über einen Kontakt 29a wird in einer Zünd
kerze 29 ein Funken ausgelöst, der das Gas/Luftgemisch in der Vorkam
mer, nämlich zunächst in der dritten Teilkammer 70 3 zündet, wodurch die
Vorkammerverbrennung ausgelöst wird. Die Flammenfront bewegt sich
in der dritten Teilkammer 70 3 zunächst laminar in Richtung des Über
strömschlitzes 72 in der Zwischenplatte 12 und wandert dann umgelenkt
und beschleunigt durch die zweite Teilkammer 70 2 zu einer Überström
bohrung 30. Der jetzt sehr turbulente Flammenstrahl entzündet das
Gas/Luftgemisch in der ersten Teilkammer 70 1 in deren gesamten Raum
fast gleichzeitig, wodurch eine sehr schnelle Verbrennung abläuft.
Mit dem Abzug 27 wird gleichzeitig über einen verschiebbaren Hebel 31 ein
in der Gasdose 33 integriertes Dosierventil 32 für Flüssiggas betätigt. Da
bei wird der Speicher- und Verdampferraum 14 mit dem gasförmigen
Brenngas gefüllt. Die Abwärme der Vorkammer-Verbrennung wird dabei
als Verdampfungswärme genutzt, so daß auch bei hoher Setzfrequenz ge
nügend Gasdruck für die anschließende gasförmige Dosierung vorhanden
ist.
Die Gasdose 33 ist, wie die Zeichnung gut erkennen läßt, in ein mit dem
Gehäuse des Arbeitsgeräts 2 integral verbundenes Handgriffgehäuse 75
eingesetzt, das am distalen Ende mit einer druckfederbelasteten Schließ
klappe 76 versehen ist, wodurch die Gasdose 33 abgedichtet gegen die Um
randung des Verdampferraums 14 gedrückt wird.
Der durch die schnelle Verbrennung, insbesondere in der ersten Teilkam
mer 70 1 der Vorkammer entstandene Druckimpuls beschleunigt nun den
Kolben 60 samt Stößel 5 in Richtung zum oberen Totpunkt 63 (OTP). Dabei
wird das im Hauptzylinder 15 enthaltene Gas/Luftgemisch starkverdich
tet und durch turbulenzerzeugende Einbauten wie Quetschkanten 55 und
darin vorgesehene Verwirbelungsbohrungen homogen vermischt. Wäh
rend des Verdichtungshubs auf dem Weg zum oberen Totpunkt 63 durch
fährt der Kolben 60 mit hoher Geschwindigkeit ein durch einen außen an
geordneten Permanentmagneten 56 aufgebautes Magnetfeld. Aufgrund
seiner Weicheisenbestandteile ändert der am feststehenden Permanent
magneten 56 vorbei bewegte Kolben dessen Magnetfeld, wodurch in einer
Zündspule 57 ein Induktionsstrom erzeugt wird, der beim Erreichen der
Durchbruchspannung an den Elektroden einer Zündkerze 34 einen Fun
ken überspringen läßt.
Mit diesem Zündfunken wird das verdichtete Gas/Luftgemisch in der
Hauptbrennkammer, also im Hauptzylinder 15 gezündet. Der hohe Turbu
lenzgrad und die kleinen freien Weglängen der Moleküle im verdichteten
Gas/Luftgemisch erbringen für die Hauptkammerverbrennung eine sehr
schnelle Verbrennung mit hohem Wirkungsgrad.
Der impulsartige Druckaufbau beschleunigt den Kolben 60 und damit den
Stößel 5 in Richtung UTP 61 bis er durch eine mit elastischem Material
ausgefütterte konische Kolbenbremse 58 still gesetzt wird. Durch diesen
Arbeitshub wird das Setzelement (Nagel) 20 mit hoher Geschwindigkeit in
den Untergrund eingetrieben.
Damit der Kolben 60 während des Arbeitshubs nicht gegen die Verbren
nungsgase der Vorkammerverbrennung Arbeit leisten muß, ist die Ventil
hülse 6 entgegen der Wirkung einer Druckfeder 37 verschieblich. Die er
forderliche Verschiebekraft wird durch den Kompressions- und sofort an
schließenden Verbrennungsdruck über eine Verbindungsbohrung 35 in
der Wand des Hauptzylinders 15 auf eine Differenzdruckfläche 36 bewirkt.
Durch die resultierende Kraft wird die Ventilhülse 6 gegen die Druckfeder
37 angehoben, wodurch die Abblasöffnungen 38 freigegeben werden, so
daß die Abgase in eine Auspuffkammer 39 und damit an einer geeigneten
Stelle über eine Bohrung im Gehäuse des Geräts 2 entweichen können.
Mit dem Anheben der Ventilhülse 6 wird gleichzeitig über einen Bügel 40
die Klinke 10 entgegen der Wirkung einer Druckfeder 65 verdreht und der
Hebelarm 8 gelöst. Sobald der Stößel 5 das Setzelement 20 eingetrieben
und die Abblasöffnungen 38 überfahren hat, werden sich die Abgase der
Hauptkammerverbrennung sehr schnell entspannen. Eine Feder 19 öffnet
über den Hebel 8 nach Überschreiten des Kräftegleichgewichts (Feder
kraft- Ventilfläche × Brennkammerdruck < 0 [N]) das Einlaßventil 7, wo
durch die Hauptkammerspülung eingeleitet wird.
Infolge des Rückstoßimpulses hebt sich das Arbeitsgerät 2 nach dem Ein
treibvorgang vom Untergrund ab. Die Anpreßfeder 3 schiebt den Anpreß
stift 16 nach unten und die Rücklaufsperre 4 wird wieder aktiviert, wo
durch der Stößel 5 mit Kolben 60 durch Reibwirkung in der unteren Tot
punktposition (UTP) 61 gehalten wird. Damit ist auch sichergestellt, daß
die Abblasöffnungen 38 offen bleiben bis die Druckfeder 37 die Ventilhülse
6 aufgrund des über die Verbindungsbohrung 35 an der Differenzdruckflä
che 36 nun abfallenden Druck wieder über die Abblasöffnungen 38
schiebt.
Auch das Einlaßventil 7 bleibt durch die Kraft der Feder 19 so lange offen,
bis das Setzgerät 2 und das Magazin 1 auseinandergefahren sind.
Der Spülvorgang im Hauptzylinder 15 ist durch das angewandte gasdyna
mische Spülprinzip auf der Basis der trägen Gasmassen oder des Saugwel
leneffekts im wesentlichen innerhalb von 50 ms abgeschlossen. Bedingt
durch die größere Trägheit der Masse des Einlaßventils 7 und der Ventil
hülse 6 bleiben die Ein- und Auslaßöffnungen während dieser Zeit mit Si
cherheit offen. Dies gilt auch dann, wenn zur Verstärkung des Spülgrads
zusätzlich ein Injektionseffekt genutzt wird. In letzterem Fall ist die Spü
lung ebenfalls innerhalb von 100 ms abgeschlossen.
Mit dem Entlasten des Arbeitsgeräts 2 beziehungsweise dem Auseinander
schieben von Setzgerät 2 und Magazin 1 durch die Anpreßfeder 3 werden
durch die Druckfeder 41 der Vorkammerkolben 11 und die Zwischenplatte
12 zusammengeschoben, wobei die in der Vorkammer, insbesondere in der
zweiten und dritten Teilkammer 70 2, 70 3, enthaltenen Restgase über eine
Lippendichtung 42 in der unteren feststehenden Stirnwand 73 des Vor
kammerzylinders 71 ausgestoßen werden. Damit ist auch die Vorkam
merspülung abgeschlossen.
Der beim vorhergehenden Dosiervorgang ausgepreßte (Dosier-)Balg 13
verbleibt beim Ausstoßen der Restgase aus dem Brennraum der Vorkam
mer 70 in seiner Auspreßposition auf der Oberseite des Vorkammerkol
bens 11, mit dem er fest verbunden ist. Sobald der Vorkammerkolben 11
wiederum die zusammengeschobene Ausgangs- und Endposition (strich
liert eingezeichnet) erreicht hat, öffnet er durch Verschieben eines Betäti
gungsgestänges 43 nach unten ein Gaseinlaßventil 77, wodurch der seit
der Betätigung des Abzugs 27 unter Gasdruck stehende Speicherraum 14
geöffnet wird. Das Brenngas tritt jetzt über einen Schlauch 44 und ein wei
teres Rückschlagventil 78 in den Innenraum des Balgs 13 aus. Dabei wird
der Balg 13 aufgeblasen, bis er an einem mit dem Gerätegehäuse verbun
denen Anschlag 45 ansteht. Das im Balg 13 eingebaute Rückschlagventil
46 wird durch ein durch eine Blattfeder 79 verschiebbaren Bolzen 80 da
durch gesteuert, daß in der zusammengeschoben Position von Vorkam
merkolben 11 und Zwischenplatte 12 die Blattfeder 79 auf den Bolzen 80
wirkt, wobei aufgrund des größeren Durchmessers des Bolzens 80 das
Rückschlagventil 46 beaufschlagt wird. Das Brenngas kann jetzt über eine
Verbindungsleitung 47 in die Hauptbrennkammer des Hauptzylinders 15
eindringen und sich auf Umgebungsdruck entlasten. Die Brennstoffdo
sierung für den Hauptzylinder 15 ist damit abgeschlossen.
Nachdem das Setzgerät 2 und das Magazin 1 die auseinandergeschobene
Endposition erreicht haben, schiebt eine Rollfeder 48 über eine Vorschub
klinke 49 den Magazinstreifen 21 bis zum Anschlag in die Schlagposition
innerhalb der Führung des Stößels 5.
Mit der automatischen Nachführung des Setzelements 20 ist ein vollstän
diger Arbeitszyklus abgeschlossen. Das Setzgerät ist für einen weiteren
Eintreibvorgang vorbereitet.
Versuche haben ergeben, daß sich mit der erfindungsgemäßen Vorkom
pression, insbesondere über eine in drei Teilkammern unterteilte Vorkam
mer, Kompressionsdrücke von 9 bar problemlos erreichen lassen. Damit
lassen sich dann Arbeitsdrücke von 30 bis 40 bar erzielen. Mit bekannten
Geräten vergleichbarer Baugröße und ähnlichem Gewicht können zur Zeit
nur Arbeitsdrücke von ca. 8 bis 10 bar erreicht werden.
Claims (10)
1. Tragbares, brennkraftbetriebenes Arbeitsgerät, insbesondere Setz
gerät für Befestigungselemente mit
- - einer zylinderförmigen Brennkammer zur Verbrennung eines Luft- Brennstoffgemischs, wodurch über einen durch den Brennkammerzylin der (15) geführten Kolben (60) ein Stößel (5) antreibbar ist, gekennzeichnet durch
- - eine mit der der Brennkammer abgekehrten Unterfläche des Kolbens (60) in Verbindung stehende Vorkammer (70), in der zur im wesentlichen isen tropen Kompression des Luft-Brennstoffgemischs in der Brennkammer ein zündungsinduzierter Verbrennungsprozeß eines Luft-Brennstoffge mischs auslösbar ist.
2. Arbeitsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Vorkammer (70) in mehrere, untereinander verbundene Teilkammern
(70 1, 70 2, 70 3) unterteilt ist.
3. Arbeitsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
- - eine erste Teilkammer (70 1) unterhalb des unteren Totpunkts (61) bezie hungsweise einer Anpreßhubposition (AHP 62) des Kolbens innerhalb des Brennkammerzylinders (15) und
- - mindestens eine weitere, separate Teilkammer (70 2, 70 3) außerhalb des Brennkammerzylinders (15) angeordnet ist.
4. Arbeitsgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
weitere, separate Teilkammer innerhalb eines Vorkammerzylinders (71)
ausgebildet und in eine zweite Teilkammer (70 2), die mit der ersten Teil
kammer (70 1) über eine Überströmöffnung (30) verbunden sowie in eine
dritte Teilkammer (70 3) unterteilt ist, die von der zweiten Teilkammer
(70 2) durch eine Zwischenplatte (12) getrennt ist, die als Überströmver
bindung zwischen der dritten und der zweiten Teilkammer einen Über
strömschlitz (72) aufweist.
5. Arbeitsgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der
Vorkammerzylinder (71) auf einer Stirnfläche durch einen verschieblichen
Vorkammerkolben (11) abgeschlossen ist, der durch eine Druckfeder (41)
vorbelastet ist, welche den Vorkammerkolben (11) und die axial verschieb
liche Zwischenplatte (12) vor Auslösung eines Arbeitszyklus des Arbeits
gerät gemeinsam innerhalb des Vorkammerzylinders (71) soweit ver
schiebt, daß das Volumen des Vorkammerzylinders (71) im wesentlichen
auf Null reduziert ist.
6. Arbeitsgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der
Vorkammerkolben (11) mit einer die Zwischenplatte (12) und die gegenü
berstehende starre Stirnwandfläche (73) durchsetzenden Kolbenstange
(74) verbunden ist, über welche der Vorkammerkolben (11) beim Inbe
triebnehmen des Arbeitsgeräts in Bereitschaftsstellung soweit verschieb
bar ist, daß im wesentlichen das volle Volumen des Vorkammerzylinders
(71) zur Verfügung steht.
7. Arbeitsgerät nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine
auf den Kolben (60) wirkende Verschiebevorrichtung (25), über welche der
Kolben (60) beim Inbetriebnehmen des Arbeitsgeräts aus der unteren Tot
punktposition (60) um einen definierten Hub (Δs) verschoben wird, so daß
das Vorkammervolumen etwas vergrößert wird.
8. Arbeitsgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
Verschiebevorrichtung ein auf Ausrückposition federvorbelasteter Bolzen
(25) ist, der die vorkammerseitige Stirnwand des Brennkammerzylinders
(15) durchsetzt und beim Inbetriebnehmen des Arbeitsgeräts durch einen
Mitnehmer (24) verschoben wird und den Kolben um den definierten Hub
(Δs) anhebt.
9. Arbeitsgerät nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß
der definierte Hub (Δs) im Bereich von 5 bis 100 mm, vorzugsweise im Be
reich von 15 bis 40 mm liegt.
10. Arbeitsgerät nach einem der vorstehenden Ansprüche 6 bis 9, da
durch gekennzeichnet, daß das Arbeitsgerät ein Setz- bzw. Nagel- oder
Schlagtrenn- oder Prägegerät ist und daß das Verschieben des Vorkam
merkolbens (11), der Zwischenplatte (12) sowie des Kolbens (60) gleichzei
tig durch Anpressen des Arbeitsgeräts an der Bearbeitungsstelle aus der
Vorbereitungs- in die Bereitschaftsstellung erfolgt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924243617 DE4243617B4 (de) | 1992-12-22 | 1992-12-22 | Tragbares, brennkraftbetriebenes Arbeitsgerät, insbesondere Setzgerät |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924243617 DE4243617B4 (de) | 1992-12-22 | 1992-12-22 | Tragbares, brennkraftbetriebenes Arbeitsgerät, insbesondere Setzgerät |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4243617A1 true DE4243617A1 (de) | 1994-06-23 |
DE4243617B4 DE4243617B4 (de) | 2005-04-14 |
Family
ID=6476212
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19924243617 Expired - Fee Related DE4243617B4 (de) | 1992-12-22 | 1992-12-22 | Tragbares, brennkraftbetriebenes Arbeitsgerät, insbesondere Setzgerät |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4243617B4 (de) |
Cited By (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19950352A1 (de) * | 1999-10-19 | 2001-05-03 | Hilti Ag | Tragbares, brennkraftbetriebenes Arbeitsgerät und Verfahren zum Antrieb seines Kolbens |
DE19962598A1 (de) * | 1999-12-23 | 2001-07-12 | Hilti Ag | Tragbares, brennkraftbetriebenes Arbeitsgerät, insbesondere Setzgerät für Befestigungselemente und Verfahren zu seiner Betriebssteuerung |
DE10116010A1 (de) * | 2001-03-30 | 2002-10-02 | Umarex Gmbh & Co Kg | Druckgasbetribene Schusseinrichtung sowie Druckversorgungsvorrichtung für eine derartige Schusseinrichtung |
FR2843327A1 (fr) * | 2002-07-16 | 2004-02-13 | Hilti Ag | Outil de scellement actionne par combustion interne |
FR2847192A1 (fr) * | 2002-11-19 | 2004-05-21 | Hilti Ag | Outil de scellement actionne par combustion interne |
FR2847501A1 (fr) * | 2002-11-26 | 2004-05-28 | Hilti Ag | Outil de scellement actionne par combustion |
FR2854587A1 (fr) * | 2003-04-24 | 2004-11-12 | Hilti Ag | Outil de scellement actionne par combustion interne |
DE10326473B3 (de) * | 2003-06-12 | 2004-12-16 | Hilti Ag | Brennkraftbetriebenes Setzgerät |
US6874452B2 (en) | 2002-01-15 | 2005-04-05 | Joseph S. Adams | Resonant combustion chamber and recycler for linear motors |
DE10357842A1 (de) * | 2003-12-11 | 2005-07-21 | Hilti Ag | Brennkraftbetriebenes Setzgerät |
DE102004022365A1 (de) * | 2004-05-06 | 2005-12-08 | Hilti Ag | Brennkraftbetriebenes Setzgerät und Treibmittelbehälter für brennkraftbetriebene Setzgeräte |
DE10260702B4 (de) * | 2002-12-23 | 2014-01-30 | Hilti Aktiengesellschaft | Brennkraftbetriebenes Setzgerät |
EP3184255A1 (de) | 2015-12-22 | 2017-06-28 | HILTI Aktiengesellschaft | Brennkraftbetriebenes setzgerät und verfahren zum betreiben eines derartigen setzgeräts |
EP3184253A1 (de) | 2015-12-22 | 2017-06-28 | HILTI Aktiengesellschaft | Brennkraftbetriebenes setzgerät und verfahren zum betreiben eines derartigen setzgeräts |
EP3184251A1 (de) | 2015-12-22 | 2017-06-28 | HILTI Aktiengesellschaft | Brennkraftbetriebenes setzgerät und verfahren zum betreiben eines derartigen setzgeräts |
EP3184248A1 (de) | 2015-12-22 | 2017-06-28 | HILTI Aktiengesellschaft | Brennkraftbetriebenes setzgerät und verfahren zum betreiben eines derartigen setzgeräts |
US20180236645A1 (en) * | 2017-02-22 | 2018-08-23 | Illinois Tool Works Inc. | Powered fastener driving tool having fuel/gas mixture compressed ignition |
US10926390B2 (en) | 2015-12-22 | 2021-02-23 | Hilti Aktiengesellschaft | Fuel-operated firing device and method for operating a firing device of this type |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4365471A (en) * | 1979-11-05 | 1982-12-28 | Adams Joseph S | Compression wave former |
US4759318A (en) * | 1985-02-21 | 1988-07-26 | Joseph Adams Technical Arts Ltd. | Differential piston and valving system for detonation device |
DE4032202C2 (de) * | 1990-10-11 | 1999-10-21 | Hilti Ag | Setzgerät für Befestigungselemente |
-
1992
- 1992-12-22 DE DE19924243617 patent/DE4243617B4/de not_active Expired - Fee Related
Cited By (34)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19950352A1 (de) * | 1999-10-19 | 2001-05-03 | Hilti Ag | Tragbares, brennkraftbetriebenes Arbeitsgerät und Verfahren zum Antrieb seines Kolbens |
DE19950352C2 (de) * | 1999-10-19 | 2002-03-07 | Hilti Ag | Tragbares, brennkraftbetriebenes Arbeitsgerät und Verfahren zum Antrieb seines Kolbens |
DE19962598A1 (de) * | 1999-12-23 | 2001-07-12 | Hilti Ag | Tragbares, brennkraftbetriebenes Arbeitsgerät, insbesondere Setzgerät für Befestigungselemente und Verfahren zu seiner Betriebssteuerung |
DE19962598C2 (de) * | 1999-12-23 | 2002-03-14 | Hilti Ag | Tragbares, brennkraftbetriebenes Arbeitsgerät, insbesondere Setzgerät für Befestigungselemente und Verfahren zu seiner Betriebssteuerung |
DE10116010A1 (de) * | 2001-03-30 | 2002-10-02 | Umarex Gmbh & Co Kg | Druckgasbetribene Schusseinrichtung sowie Druckversorgungsvorrichtung für eine derartige Schusseinrichtung |
US6997145B2 (en) | 2002-01-15 | 2006-02-14 | Adams Joseph S | Recycler for linear motor |
US6874452B2 (en) | 2002-01-15 | 2005-04-05 | Joseph S. Adams | Resonant combustion chamber and recycler for linear motors |
DE10232035B4 (de) | 2002-07-16 | 2021-10-14 | Hilti Aktiengesellschaft | Brennkraftbetriebenes Setzgerät |
US6830017B2 (en) * | 2002-07-16 | 2004-12-14 | Hilti Aktiengesellschaft | Internal combustion-engined tool |
FR2843327A1 (fr) * | 2002-07-16 | 2004-02-13 | Hilti Ag | Outil de scellement actionne par combustion interne |
FR2847192A1 (fr) * | 2002-11-19 | 2004-05-21 | Hilti Ag | Outil de scellement actionne par combustion interne |
FR2847501A1 (fr) * | 2002-11-26 | 2004-05-28 | Hilti Ag | Outil de scellement actionne par combustion |
DE10260702B4 (de) * | 2002-12-23 | 2014-01-30 | Hilti Aktiengesellschaft | Brennkraftbetriebenes Setzgerät |
FR2854587A1 (fr) * | 2003-04-24 | 2004-11-12 | Hilti Ag | Outil de scellement actionne par combustion interne |
DE10318554B4 (de) * | 2003-04-24 | 2005-03-24 | Hilti Ag | Brennkraftbetriebenes Setzgerät |
DE10318554A1 (de) * | 2003-04-24 | 2004-11-25 | Hilti Ag | Brennkraftbetriebenes Setzgerät |
DE10326473B3 (de) * | 2003-06-12 | 2004-12-16 | Hilti Ag | Brennkraftbetriebenes Setzgerät |
DE10357842A1 (de) * | 2003-12-11 | 2005-07-21 | Hilti Ag | Brennkraftbetriebenes Setzgerät |
DE10357842B4 (de) * | 2003-12-11 | 2012-06-06 | Hilti Aktiengesellschaft | Brennkraftbetriebenes Setzgerät |
DE102004022365A1 (de) * | 2004-05-06 | 2005-12-08 | Hilti Ag | Brennkraftbetriebenes Setzgerät und Treibmittelbehälter für brennkraftbetriebene Setzgeräte |
US11103987B2 (en) | 2015-12-22 | 2021-08-31 | Hilti Aktiengesellschaft | Fuel-operated firing device and method for operating a firing device of this type |
EP3184255A1 (de) | 2015-12-22 | 2017-06-28 | HILTI Aktiengesellschaft | Brennkraftbetriebenes setzgerät und verfahren zum betreiben eines derartigen setzgeräts |
EP3184248A1 (de) | 2015-12-22 | 2017-06-28 | HILTI Aktiengesellschaft | Brennkraftbetriebenes setzgerät und verfahren zum betreiben eines derartigen setzgeräts |
US11204046B2 (en) | 2015-12-22 | 2021-12-21 | Hilti Aktiengesellschaft | Fuel-operated firing device and method for operating a firing device of this type |
EP3184251A1 (de) | 2015-12-22 | 2017-06-28 | HILTI Aktiengesellschaft | Brennkraftbetriebenes setzgerät und verfahren zum betreiben eines derartigen setzgeräts |
EP3184253A1 (de) | 2015-12-22 | 2017-06-28 | HILTI Aktiengesellschaft | Brennkraftbetriebenes setzgerät und verfahren zum betreiben eines derartigen setzgeräts |
US10898996B2 (en) | 2015-12-22 | 2021-01-26 | Hilti Aktiengesellschaft | Combustion-powered placing tool and method for operating such a placing tool |
US10926390B2 (en) | 2015-12-22 | 2021-02-23 | Hilti Aktiengesellschaft | Fuel-operated firing device and method for operating a firing device of this type |
US10926388B2 (en) | 2015-12-22 | 2021-02-23 | Hilti Aktiengesellschaft | Fuel-powered setting device and method for operating such a setting device |
US10898995B2 (en) | 2017-02-22 | 2021-01-26 | Illinois Tool Works Inc. | Powered fastener driving tool having fuel/gas mixture compressed ignition |
WO2018156356A1 (en) * | 2017-02-22 | 2018-08-30 | Illinois Tool Works Inc. | Powered fastener driving tool having fuel/gas mixture compressed ignition |
US20180236645A1 (en) * | 2017-02-22 | 2018-08-23 | Illinois Tool Works Inc. | Powered fastener driving tool having fuel/gas mixture compressed ignition |
US11752610B2 (en) | 2017-02-22 | 2023-09-12 | Illinois Tool Works Inc. | Powered fastener driving tool having fuel/gas mixture compressed ignition |
AU2018225329B2 (en) * | 2017-02-22 | 2024-02-22 | Illinois Tool Works Inc. | Powered fastener driving tool having fuel/gas mixture compressed ignition |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4243617B4 (de) | 2005-04-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE4243617B4 (de) | Tragbares, brennkraftbetriebenes Arbeitsgerät, insbesondere Setzgerät | |
DE69005786T2 (de) | Mit Verbrennungsgas betriebenes Eintreibwerkzeug für Befestigungsmittel. | |
DE3854440T2 (de) | Handbetriebenes Innenverbrennungs-Schlaggerät. | |
DE4032204C2 (de) | Setzgerät für Befestigungselemente | |
DE4032202C2 (de) | Setzgerät für Befestigungselemente | |
EP2106883B1 (de) | Brennkraftbetriebenes Setzgerät | |
DE19962597C2 (de) | Tragbares, brennkraftbetriebenes Arbeitsgerät und Verfahren zum Bereitstellen eines Gasgemisches in seiner Brennkammer | |
DE4308708A1 (de) | ||
EP1844904B1 (de) | Brennkraftbetriebenes Setzgerät | |
DE10232035A1 (de) | Brennkraftbetriebenes Setzgerät | |
DE102005000200A1 (de) | Brennkraftbetriebenes Setzgerät | |
EP0743141B1 (de) | Pulverkraftbetriebenes Setzgerät mit Magazin für Befestigungselemente | |
DE3540953A1 (de) | Pulverkraftbetriebenes bolzensetzgeraet | |
DE19962696C1 (de) | Brennkraftbetriebenes Arbeitsgerät mit Bremseinrichtung für seinen Kolben | |
DE10226878A1 (de) | Gasbetriebenes Setzgerät | |
DE69601715T2 (de) | Vorrichtung zum zünden einer treibladung in einem werkzeug | |
EP3393717B1 (de) | Brennkraftbetriebenes setzgerät und verfahren zum betreiben eines derartigen setzgeräts | |
DE102005006168A1 (de) | Brenngasbetriebenes Setzgerät | |
EP3349944A1 (de) | Brenngasbetriebenes eintreibgerät mit ventilglied | |
EP0805003B1 (de) | Pulverkraftbetriebenes Bolzensetzgerät | |
DE4010517B4 (de) | Gasbetriebenes Arbeitsgerät | |
DE69601712T2 (de) | Federnd ausdehnbarer dichtungsring für eine verbrennungskammer in einem durch ein treibmittel angetriebenes werkzeug | |
DE2730125A1 (de) | Gasdruckwaffe, insbesondere gasdruckgewehr | |
DE4243616A1 (de) | Vorrichtung zum dosierten Einspeisen von gasförmigem Brennstoff in die Vor- und Hauptbrennkammer eines brennkraftbetriebenen Arbeitsgeräts | |
DE2736461C2 (de) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |