DE69005786T2

DE69005786T2 - Mit Verbrennungsgas betriebenes Eintreibwerkzeug für Befestigungsmittel.

Info

Publication number: DE69005786T2
Application number: DE90120492T
Authority: DE
Inventors: Yoshinori Ishizawa; Yo Kawakami; Yoshimitsu Kawasaki; Toshifumi Kubota; Shinki Ohtsu; Teruo Suzuki; Tsunehisa Terayama; Takuji Torii; Hiromu Utsumi
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 1989-10-27
Filing date: 1990-10-25
Publication date: 1994-04-28
Anticipated expiration: 2010-10-26
Also published as: US5090606A; EP0424941B1; EP0424941A1; DE69005786D1

Description

Mit Verbrennungsgas betriebenes Eintreibwerkzeug für Befestigungsmittel

Die vorliegende Erf indung betrifft allgemein mit Brenngas betriebene Befestiger-Eintreibwerkzeuge und insbesondere ein Befestiger-Eintreibwerkzeug wie einen Tacker oder Nagler mit einein bewegbaren Kolben, der durch den Verbrennungsdruck eines Luft/Brennstoff-Gemisches angetrieben wird, das Flüssiggas wie flüssiges Butangas enthält.
Ein bekanntes brenngasgasgetriebenes Befestiger-Eintreibwerkzeug ist in US-A-4 403 722 beschrieben. Das da geoffenbarte Befestiger-Eintreibwerkzeug enthält Anschlüßöffnungen, die zwischen dem oberen und dem unteren Totpunkt eines bewegbaren Kolbens angeordnet sind, um Verbrennungsgase von einer Verbrennungskaminer aus dem Werkzeug nach außen strömen zu lassen, nachdem der in einem Zylinder gleitende Kolben sich an den Anschlüssen unter Einwirkung des Verbrennungsdrucks eines Luft/Brennstoff-Semisches innerhalb der Brennkammer vorbeibewegt. Die Verbrennung eines Gemisches aus Luft und Brennstoff schreitet von einer oberen Seite des oberen Totpunktes benachbart einer Zündkerze nach unten fort gegen eine untere Endfläche des Kolbens hin. Das bedeutet, daß die Verbrennung eines Teils des in der Umgebung der Zündkerze vorhandenen Luft/Brennstoff-Gemischs den Druck in der Brennkainmer erhöht, wodurch der Kolben nach unten in Bewegung gesetzt wird. Dabei ist es wahrscheinlich, daß ein Teil des um die obere Endfläche des Kolbens vorhandenen Luft/Brennstoff-Gemischs der Abwärtsbewegung des Kolbens folgt und aus den Anschlüssen an die Umgebung abgezogen wird, bevor es verbrannt ist. Der Verbrennungs-Wirkungsgrad des Brennstoffs bei dem üblichen Befestiger-Eintreibwerkzeug ist deswegen relativ schlecht. Wenn das Befestiger-Eintreibwerkzeug an einem schlecht belüfteten Arbeitsplatz oder einer solchen Arbeitsstelle benutzt wird, sammeln sich die unverbrannten Brenngase, die au& dem Werkzeug entwichen sind, allmählich an dem Arbeitsplatz an und können explodieren, wenn sie aus irgendeinem Grunde entzündet werden.
Das bekannte Befestiger-Eintreibwerkzeug nach US-A-4 483 473 enthält ein elektrisches Gebläse, das innerhalb der Verbrennungskammer zum gründlichen Durchmischen von Luft und Brennstoff angebracht ist. Bei dieser Anordnung wird das Gebläse auf hohe Temperaturen aufgeheizt, wenn das Befestiger-Eintreibwerkzeug kontinuierlich im Einsatz ist. Diese hohen Temperaturen neigen dazu, die Standhaftigkeit verschiedener Bestandteile des elektrischen Gebläses zu verschlechtern, so daß sich eine Fehlfunktion des elektrischen Gebläses ergibt.
Im Hinblick auf die eben besprochenen Nachteile des Standes der Technik ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein brenngas-betriebenes Befestiger-Eintreibwerkzeug zu schaffen, das ohne Ausströmen von unverbrannten Brenngasen wirksam ist und deswegen einen hohen Wirkungsgrad ihrer Verbrennung aufweist und keine Gefahr einer zufälligen Explosion von unverbrannten Brenstoffgasen birgt, auch wenn das Werkzeug an schlecht belüfteten Arbeitsplätzen eingesetzt wird, das einen dauerhaften Aufbau besitzt und im Betrieb zu verlässig ist.
Kurz gesagt enthält ein brenngas-betriebenes Befestiger-Eintreibwerkzeug, das die vorliegende Erfindung verkörpert, Einlaß- und Auslaßöffnungen, durch welche die Brenngase von einer Brennkammer entlassen werden. Diese Öffnungen liegen über der obersten Antriebslage (dem oberen Totpunkt) eines gleitbaren Kolbens, so daß ein Luft/Brennstoff-Gemisch in der Brennkammer bis nach seiner Verbrennung vollständig eingeschlossen bleibt. Da ein Ausströmen von unverbranntem Luft/Brennstoff-Gemisch vollständig verhindert wird, ist die Verbrennungsrate des Befestiger-Eintreibwerkzeugs hoch und es besteht keine Gefahr einer zufälligen Explosion von unverbranntem Brennstoff, auch wenn das Befestiger-Eintreibwerkzeug in schlecht belüfteten Arbeitsplätzen oder -stellen benutzt wird. Ein elektrisches Gebläse zum Eintreiben frischer Luft in die Brennkammer ist außerhalb des Zylinders angeordnet und gegen hohe Temperaturen geschützt. Das Gebläse ist aus diesem Grunde dauerhaft aufgebaut und arbeitet zuverlässig. Eine Turbulenzplatte mit einer einzigen zentralen Düse ist in die Brennkarnmer eingesetzt, um in der Brennkammer Turbulenz zu erzeugen.
Erfindungsgemäß wird ein brenngas-betriebenes Befestiger-Eintreibwerkzeug geschaffen, welches umfaßt einen Zylinder; einen dichtend mit einem oberen Ende des Zylinders in Eingriff bringbaren Zylinderkopf; einen gleitbar innerhalb des Zylinders angeordneten Kolben, der zwischen einer obersten Antreibposition und einer untersten angetriebenen Position hin- und herbewegbar ist, wobei der Zylinder, der Zylinderkopf und der Kolben eine Brennkammer bestimmen, einen an dem Kolben angebrachten Befestiger-Eintreiber, mindestens eine Brennstoff-Einspritzdüse, die in der Brennkammer angeordnet ist zum Einspritzen von Brennstoff in die Brennkammer, wo der Brennstoff und Luft miteinander vermischt werden, und eine Zündkerze, die an dem Zylinderkopf angebracht und innerhalb der Brennkammer zum Entzünden eines Brennstoff/Luft-Gemischs angeordnet ist, um den Kolben durch einen Antriebshub von der Antriebposition zu der angetriebenen Position zu bewegen, und dadurch den Befestiger-Eintreiber zum Eintreiben eines Befestigers in ein Werkstück zu beaufschlagen, wobei der Zylinder Einlaß- und Auslaßöffnungen besitzt, die über dem Kolben angeordnet sind, wenn der Kolben in seiner obersten Antriebsposition ist, wobei der Zylinder zu dem Zylinderkopf hin und von ihm weg hin- und herbewegbar ist, um die Einlaß- und Auslaßoffnungen zu verschließen und die Brennkammer während der Verbrennung abzudichten, und die Einlaß- und Auslaßöffnungen zu öffnen, um ein Spülen der Brennkammer zuzulassen und den Kolben nach dem Antriebshub des Kolbens zurückzuholen, und ein außerhalb des Zylinders angeordnetes Gebläse, um Frischluft von der Einlaßöffnung in die Brennkammer einströmen zu lassen und gleichzeitig Verbrennungsgase von der Brennkammer durch die Auslaßöffnung an die Umgebung zu entlassen.
Die vorstehenden und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden besser ersichtlich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezug auf die detaillierte Beschreibung und die beigefügten Zeichnungsblätter, in denen eine bevorzugte strukturelle Ausführung als illustratives Beispiel gezeigt ist, das die Prinzipien der vorliegenden Erfindung enthält.
Fig. 1 ist eine Querschnittsdarstellung eines brenngas-betriebenen Befestiger-Eintreibwerkzeugs nach einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung, wobei die relative Lage der Hauptkomponenten dargestellt wird, die sich in der Spül- und Bereitschaftsposition befinden;
Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht des Befestiger- Eintreibwerkzeugs nach Fig. l, das die relative Lage der Hauptkomponenten darstellt, wenn das Befestiger-Eintreibwerkzeug gezündet ist;
Fig. 3(a) ist eine Draufsicht auf eine kreisförmige Turbulenzplatte oder -scheibe, die in dem Befestiger-Eintreibwerkzeug der Fig. 1 enthalten ist;
Fig. 3(b) ist eine Querschnittsansicht der Turbulenzplatte;
Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht des Befestiger-Eintreibwerkzeugs nach Fig. 1, die die relative Lage der Hauptkomponenten während eines Befestiger-Eintreibvorganges zeigt;
Fig. 5 ist eine Querschnittsansicht des Befestiger-Eintreibwerkzeugs nach Fig. 1, welche die relative Lage der Hauptkomponenten darstellt, bevor der Kolben infolge des in der Brennkammer erzeugten Unterdrucks zu dem oberen Totpunkt zurückkehrt;
Fig. 6 und 7 sind Querschnittsansichten eines brenngas-betriebenen Befestiger-Eintreibwerkzeugs in jeweils unterschiedlichen Stellungen entsprechend einer zweiten Ausführung dieser Erfindung;
Fig. 8 und 9 sind Teilschnittansichten eines brenngas-betriebenen Befestiger-Eintreibwerkzeugs in jeweils unterschiedlichen Zuständen nach einer dritten Ausführung dieser Erfindung;
Fig. 10 und 11 sind Ansichten ähnlich Fig. 8 bzw. 9, die ein brenngas-betriebenes Befestiger-Eintreibwerkzeug nach einer vierten Ausführung dieser Erfindung zeigen;
Fig. 12 und 13 sind Teilschnittansichten eines brenngas-betriebenen Befestiger-Eintreibwerkzeugs in jeweils unterschiedlichen Zuständen nach einer fünften Ausführung dieser Erfindung;
Fig. 14 und 15 sind Ansichten ähnlich Fig. 12 bzw. 13, die ein brenngas-betriebenes Befestiger-Eintreibwerkzeug nach einer sechsten Ausführung dieser Erfindung zeigen; und
Fig. 16 und 17 sind Teilschnittansichten eines brenngas-betriebenen Befestiger-Eintreibwerkzeugs in jeweils unterschiedlichen Zuständen nach einer siebten Ausführung dieser Erfindung.
In der Zeichnung, in der gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile in allen verschiedenen Ansichten bezeichnen, zeigt Fig. 1 ein brenngas-betriebenes Befestiger-Eintreibwerkzeug oder einen Nagler nach einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung. In dieser Figur ist das Befestiger-Eintreibwerkzeug so dargestellt, daß seine Teile in der Spül- und Bereitschaftsposition sind.
Das Befestiger-Eintreibwerkzeug enthält ein rohrförmiges Gehäuse 1, einen mit einem oberen Ende des Gehäuses 1 verbundenen Zylinderkopf 2, einen in dem Gehäuse 1 untergebrachten und sich koaxial mit diesem erstreckenden Gleitzylinder 3 und einen gleitend in dem Zylinder 3 untergebrachten Scheibenkolben 4. Der Zylinderkopf 2, der Zylinder 3 und der Kolben 4 bestimmen eine Brennkammer 5, in der Luft und Brennstoff gemischt werden. Der Zylinder 3 ist in axialer Richtung so bewegbar, daß ein oberes Ende des Zylinders 3 mit dem Zylinderkopf 2 zum Schließen bzw. Öffnen der Brennkammer 5 in Dichtanlage gebracht und aus dieser gelöst wird. Der Zylinder 3 besitzt obere Öffnungen 6, die von seinem oberen Ende abgehen und mit einer Luft-Auslaßöffnung 7 im Gehäuse 1 in Verbindung stehen, und untere Öffnungen 8, die in einer Höhe unmittelbar über dem unteren Totpunkt des Kolbens 4 angeordnet sind und mit Luft-Einlaßöffnungen 9 im Gehäuse 1 in Verbindung stehen. Ein an dem Gehäuse 1 vor der Luft-Auslaßöffnung 7 angeordnetes Elektrogebläse 10 dient dazu, Luft längs eines Weges einstromen zu lassen, der sich aufeinanderfolgend durch die Luft-Einlaßöffnungen 9, die unteren Öffnungen 8, durch die Brennkammer 5, die oberen Öffnungen 6 und die Luft-Auslaßöffnung 7 erstreckt. Mit dieser Luftströmung werden Brenngase aus der Brennkammer 5 entlassen, während gleichzeitig für einen nächsten Verbrennungszyklus benutzte Frischluft in die Brennkammer 5 eingeführt wird. In der Zeichnung ist die Richtung der Brenngase und der Luft durch Pfeile angezeigt.
Mindestens eine Brennstoff-Einspritzduse 11 (bei der dargestellten Ausführung sind es drei) ist/sind innerhalb der Brennstoff-Einspritzkammer 5 zum Einspritzen von Brennstoff in die Brennkammer 5 angeordnet. Der Brennstoff besteht aus Flüssiggas, beispielsweise Butan-Flüssiggas. Der in die Brennkammer 5 eingespritzte Brennstoff wird mit der Luft gemischt, die durch das Elektrogebläse 10 in die Brennkammer 5 eingeführt wurde. Eine an dem zylinderkopf 2 angebrachte Zündkerze 12 ist in der Brennkammer 5 untergebracht, um ein Luft/Brennstoff-Gemisch innerhalb der Brennkammer 5 zu entzünden, wenn ein (nicht dargestellter) Auslöseschalter des Wewrkzeugs betätigt wird. Durch die Verbrennung steigt der Druck in der Brennkammer 5 an und dadurch wird der Kolben 4 von der oberen Antriebsposition (Fig. 1) zu der unteren angetriebenen Position (Fig. 5) hin in Bewegung gesetzt. Die Abwärtsbewegung des Kolbens 4 definiert den Antriebshub des Kolbens 4, während die Aufwärtsbewegung des Kolbens 4 den Rückhub des Kolbens 4 bestimmt.
Eine Turbulenz-Einrichtung in Form einer kreisförmigen Turbulenzplatte 13 ist innerhalb der Brennkammer 5 mittels eines Stabes 14 gehalten, der vom Zylinderkopf 2 herabreicht. Die Turbulenzplatte 13 besitzt einen Außendurchmesser, der im wesentlichen gleich dem Innendurchmesser des Zylinders 3 ist, und besitzt eine Zentralöffnung oder Düse 15. Wie in Fig. 3(a) und 3(b) gezeigt, ist der Durchmesser der Düse 15 beträchtlich kleiner als der Außendurchmesser der Turbulenzplatte 13.
Der Kolben 4 trägt einen Befestiger-Eintreibstab oder einen -Eintreiber 16 zum Eintreiben eines Befestigers F in ein Werkstück W. Das untere Ende des Befestiger-Eintreibers 16 paßt in eine rohrförmige Hülse 17, die am unteren Ende des Gehäuses 1 angeschlossen ist. Eine rohrförmige Gleitführung 18 erstreckt sich koaxial zum Zylinder 3 und ist an einem unteren Ende eines Ringteils l9 angeschlossen, das gleitbar zwischen das Gehäuse 1 und den Zylinder 3 eingepaßt ist. Die Führung 18 ist so ausgelegt, daß sie sich an das Werkstück W vor der Hülse 17 und dem Befestiger-Eintreiber 16 anlegt. Ein Dichtring 20 ist gleitend über den Zylinder 3 aufgezogen und an einer inneren Umgangswand des Gehäuses 1 befestigt, um die unteren Öffnungen 8 des Zyxlinders 3 abzuschließen, wenn der Zylinder 3 relativ zum Gehäuse 1 nach oben bewegt wird, wie später beschrieben wird. Eine äußere Wendeldruckfeder 21 ist längs der inneren Umfangswand des Gehäuses 1 angeordnet und wirkt zwischen dem Dichtring 20 und dem Ringteil 19, um den letzteren nach unten zu drangen. Eine innere Wendeldruckfeder 22 ist um den Zylinder 3 angeordnet und wirkt zwischen einem integralen Flansch des Zylinders 3 und dem Ringteil 19, um diese auseinanderzudrängen. Das Ringteil 19 und der Zylinder 3 bestimmen eine ringförmige Druckkammer 23, welche mit der Brennkammer 5 über Verbindungsöffnungen 24 in dem Zylinder 3 in Verbindung stehen, wenn der Kolben 4 in seiner am weitesten nach unten getriebenen Position nach Fig. 5 angeordnet ist. Ein Magazin oder eine Zuführung 25 ist an der Führung 18 angebracht, um Befestiger F einzeln in die Hülse 17 unter dem Befestiger-Eintreiber 16 zuzuführen, zeitlich abgestimmt mit der Hin- und Herbewegung des Kolbens 4.
Der Betrieb des Befestiger-Eintreibwerkzeugs mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau wird nun beschrrieben. Zu Darstellungszwecken beginnt der Betrieb in der in Fig. 1 gezeigten Spül- und Bereitschaftsstellung. In diesem Zustand befindet sich der Kolben 4 in seiner obersten Antriebsposition (oberer Totpunkt) und das Innere der Brennkammer 5 steht mit der Umgebung durch die oberen und unteren Öffnungen 6, 8 in dem Zylinder 3 und durch die Lufteinlaß- und Auslaßöffnungen 9, 7 im Gehäuse l in Verbindung. Das elektrische Gebläse 10 ist eingeschaltet, so daß Frischluft in die Brennkammer 5 eingeführt wird und Brenngase aus der Brennkammer 5 an die Umgebung abgeführt werden. Nachdem die Brennkammer 5 vollständig mit Frischluft gespült ist, wird die Führung 18 gegen das Werkstück W angedrückt, woraufhin das Ringteil 19 gegen die Kraft der Außenfeder 21 nach oben verschoben wird. Diese Aufwärtsbewegung des Ringteils 19 läßt die Innenfeder 22 elastisch den Zylinder 3 anheben, mit dem Ergebnis, daß die oberen und unteren Öffnungen 6, 8 durch den Zylinderkopf 2 bzw. den Dichtring 20 verschlossen werden. So ist die Brennkammer 5 gegen die Umgebung abgedichtet, wie in Fig. 2 zu sehen. Damit ist die Frischluft in der Brennkammer 5 eingefangen.
Dann wird Brennstoff wie Flüssig-Butangas über die Brennstoff-Einspritzdüsen 11 in die Brennkammer 5 eingespritzt. Der so eingespritzte Brennstoff vermischt sich mit Luft und bildet ein Luft/Brennstoff-Gemisch. Daraufhin wird der nicht dargestellte Auslöseschalter betätigt, woraufhin bei der Zündkerze 12 ein Funken auftritt. Dieser Funken entzündet das Luft/Brennstoff-Gemisch entfernt vom Kolben 4. Das so entzündete Luft/Brennstoff-Gemisch verbrennt in der Umgebung der Zündkerze 12, dehnt sich rasch aus, und drängt dadurch das noch nicht verbrannte Luft/Brennstoff-Gemisch durch die Düse 15 der Turbulenzplatte 13 zu dem Kolben 4 hin. Da der Durchmesser der Düse 15 betrachtlich kleiner als der Innendurchmesser des Zylinders 3 ist, wird dabei das unverbrannte Luft/Brennstoff-Gemisch zusammengepreßt und dehnt sich darauffolgend rasch aus und erzeugt dadurch Strömungen mit hoher Turbulenz in dem Luft/Brennstoff-Gemisch unter der Turbulenzplatte 13. Mit den so geschaffenen turbulenten Strömen wird die Verbrennung des Luft/Brennstoff-Gemischs gefordert und läuft so in einem kurzen Zeitraum mit geringem Wärmeverlust und bei einem hohen Verbrennungsdruck ab. Da weiter die Düse 15 zentral in der Turbulenzplatte 13 gelegen ist, wie in Fig. 3(a) und 3(b) gezeigt, geht die Verbrennung von einem Zentralbereich der Brennkammer 5 zu der Umfangswand des Zylinders 3 voran. Der Zylinder 3 wird deshalb nur während eines kurzen Zeitraum hohen Temperaturen ausgesetzt. Damit kann der Wärmeverlust, der sich von der Wärmeübertragung von dem Brenngas zu dem Zylinder 3 ergibt, verringert und ein hoher Brenndruck erhalten werden.
Wenn das Luft/Brennstoff-Gemisch brennt, steigen die Temperatur und der Druck in der Brennkammer so an, daß der Kolben 4 in seinem Antriebshub nach unten bewegt wird. Der Befestiger-Eintreiber 16 bewegt sich zusammen mit dem Kolben 4. Wenn sich der Befestiger-Eintreiber l6 zu dem Werkstück W hin bewegt, trifft der Befestiger-Eintreiber 16 auf einen Befestiger F auf und treibt dann den Befestiger F in das Werkstück W ein, wie in Fig. 4 gezeigt.
Wenn der Eintreibhub des Kolbens 4 abgelaufen ist, befindet sich der Kolben 4 in seiner untersten angetriebenen Position (unterer Totpunkt), in der der Kolben 4 unter den Verbindungsöffnungen 24 liegt. Die Brennkammer 5 steht dann über die Verbindungsöffnungen 24 mit der Druckkammer 23 in Verbindung, so daß die Brenngase mit hohem Druck in die Druckkammer 23 ausströmen und den Zylinder 3 gegen die Kraft der Innenfeder 22 nach unten drücken, wie in Fig. 5 gezeigt. Die hohen Verbrennungsdrücke bringen die Außenfeder 2l nicht zum Nachgeben, da die Federkraft der Außenfeder 21 größer als die der Innenfeder 22 ist. Die Abwärtsbewegung des Zylinders 3 öffnet die oberen und unteren Öffnungen 6, 8 und diese bringen das Innere der Brennkammer 5 mit der Umgebung in Verbindung. Die unter hohem Druck stehenden Verbrennungsgase bewegen sich von der Brennkammer 5 über die oberen und unteren Öffnungen 6, 8 und die Lufteinlaß- bzw. Auslaßöffnungen 9, 7 zur Umgebung nach außen. Dann wird wieder Frischluft durch das Elektrogebläse 10 in die Brennkammer 5 durch die Luft-Einlaßöffnungen 9 des Gehäuses l und durch die unteren Öffnungen 8 des Zylinders 3 eingedrückt. Wenn die Hochdruck- Brennkammer 5 vollständig mit Frischluft gespült ist, befindet sich die Brennkammer 5 auf Umgebungsdruck. Dadurch kann sich die Innenfeder 22 wieder ausdehnen und ihre Ursprungsform einnehmen, so daß der Zylinder 3 nach oben bewegt wird zu einer Position, die etwa die gleiche wie die in Fig. 4 gezeigte Position ist. Dabei ist nun die Temperatur der Brennkammer 5 höher als die Raumtemperatur. Im weiteren Verlauf wird die Brennkammer 5 allmählich abgekühlt, und wenn die Brennkammer 5 auf unter 100ºC abgekühlt ist, kondensiert Dampf innerhalb der Brennkammer 5. Bei dieser Dampfkondensation fällt der Druck in der Brennkammer 5 unter den Umgebungsdruck ab. Da die Unterseite des Kolbens 4 dem Umgebungsdruck ausgesetzt ist, wird der Kolben 4 von der untersten angetriebenen Stellung zu der obersten Antriebsstellung zurückgeführt. Danach wird die Schubkraft auf die Führung 18 gelöst, worauf das Befestiger-Eintreibwerkzeug zu dem in Fig. 1 gezeigten Zustand zurückkehrt. Auf diese Wiese wird ein Befestiger-Eintreibzyklus des Werkzeugs vollendet. Wie vorstehend beschrieben, befinden sich die oberen und unteren Öffnungen 6, 8 durch welche die Brenngase von der Brennkammer 5 entlassen werden, über der obersten Antriebsposition (oberer Totpunkt) des Kolbens 4 und das Luft/Brennstoff-Gemisch ist vollständig in der Brennkammer 5 eingeschlossen, bis die Verbrennung abgelaufen ist. Da ein Ausströmen von unverbranntem Luft/Brennstoff-Gemisch vollständig verhindert wird, ist der Wirkungsgrad des Brennstoffverbrauchs bei diesem Befestiger-Eintreibwerkzeug hoch und es besteht keine Gefahr einer zufälligen Explosion von unverbranntem Brennstoff, auch dann nicht, wenn das Befestiger- Eintreibwerkzeug an einem schlecht belüfteten Arbeitsplatz oder einer solchen Stelle benutzt wird. Das außerhalb des Zylinders angeordnete Elektrogeblase 10 ist gegen hohe Temperaturen isoliert und damit von sehr dauerhaftem Aufbau und zuverlässig im Betrieb. Die Turbulenzplatte 13 mit einer einzigen zentralen Düse 15 ist ebenso beständig und bewirkt eine Herabsetzung der Zeitlänge, während der die bei hoher Temperatur befindlichen Brenngase die Innenumfangswand des Zylinders 3 berühren. Mit dieser Turbulenzplatte 13 kann ein hoher Verbrennungsdruck erhalten werden.
Fig. 6 und 7 zeigen ein durch brenngas-betriebenes Befestiger-Eintreibwerkzeug nach einer zweiten Ausführung dieser Erfindung. Dieses Befestiger-Eintreibwerkzeug ist im wesentlichen das gleiche wie das in Fig. 1 bis 5 gezeigte Befestiger-Eintreibwerkzeug der ersten Ausführung mit der Ausnahme, daß der Zylinder 3 einen nach außen versetzten oder erweiterten Umfangswandabschnitt 26 besitzt. Der erweiterte Abscnitt 26 ist relativ zur kreisförmigen Turbulenzplatte 13 so angeordnet, daß der erweiterte Abschnitt 26 und die Turbulenzplatte 13 in der gleichen Ebene liegen, wenn das Befestiger- Eintreibwerkzeug sich in der in der Fig. 6 gezeigten Bereitschafts- und Spülstellung befindet, und der erweiterte Abschnitt 26 und die Turbulenzplatte 13 in verschiedenen Ebenen liegen, wenn das Befestiger-Eintreibwerkzeug sich in der Betriebs- oder Eintriebstellung nach Fig. 7 befindet. In der Bereitschafts- und Spülstellung können die Brenngase frei nicht nur durch die Düse 15, sondern auch durch einen Ringraum strömen, der zwischen dem Umfang der Turbulenzplatte 13 und dem erweiterten Umfangsabschnitt des Zylinders 3 bestimmt ist. Die Brenngase werden deshalb rasch aus der Brennkammer 5 entlassen. Das ermöglicht es, mit dem Werkzeug einen schnell wiederholten Befestiger-Eintreibbetrieb durch zuführen. Während des Befestiger-Eintreibbetriebs ist der erweiterte Abscnitt 26 nach oben gegen die Turbulenzplatte 13 versetzt und damit paßt die Turbulenzplatte 13 eng in den Zylinder 3 ein. So schafft die Turbulenzplatte 13 wirksam turbulente Strömung in dem Luft/Brennstoff-Gemisch, wenn das Gemisch durch die Zentraldüse 15 nach unten gedrängt wird. Der erweiterte Umfangsabschnitt 26 dient als Spül-Unterstützungsmittel.
Fig. 8 und 9 zeigen Teilansichten eines brenngas-betriebenen Befestiger-Eintreibwerkzeugs nach einer dritten Ausführung dieser Erfindung. Dieses Befestiger-Eintreibwerkzeug unterscheidet sich von dem in Fig. 1 bis 5 gezeigten Befestiger- Eintreibwerkzeug der ersten Ausführung darin, daß die Turbulenzeinrichtung aus einem Innenteil 27 und einem Außenteil 28 besteht. Das Innenteil 27 umfaßt eine kreisförmige Platte, die durch einen Stab l4 mit dem Zylinderkopf 2 verbunden ist und eine zentrale Düse 15 besitzt. Die kreisförmige Turbulenzplatte 27 hat einen Außendurchmesser, der kleiner als der Innendurchmesser des Zylinders 3 ist. Das Außenteil 28 umfaßt einen Ringflansch, der mit der Innenumfangswand des Zylinders 3 integral ist und von ihr nach innen absteht. Der Ringflansch 28 besitzt einen Innendurchmesser, der kleiner als der Außendurchmesser der kreisförmigen Turbulenzplatte 27 ist. Die kreisförmige Turbulenzplatte 27 und der Ringflansch 28 sind lösbar in Eingriff zu bringen in Reaktion auf die Hin- und Herbewegung des Zylinders 3 relativ zum Zylinderkopf 2. Sie sind so angeordnet, daß die kreisförmige Turbulenzplatte 27 und der Ringflansch 28 Abstand voneinander haben, damit die Verbrennungsgase durch die Düse 15 und durch den Zwischenraum zwischen der Turbulenzplatte und dem Ringflansch 28 strömen können, wenn das Werkzeug sich im Bereitschafts- und Spülbetrieb (Fig. 8) befindet, während die kreisförmige Turbulenzplatte 27 und der Ringflansch aneinander anliegen und die Strömung der Verbrennungsgase durch einen zwischenliegenden Freiraum sperren, wenn sich das Werkzeug im Eintreibbetrieb (Fig. 9) befindet.
Fig. 10 und 11 zeigen einen Teil eines Befestiger-Eintreibwerkzeugs nach einer vierten Ausführung dieser Erfindung. Dieses Befestiger-Eintreibwerkzeug enthält eine zweiteilige Turbulenz-Einrichtung, die strukturell und funktional identisch mit der Turbulenz-Einrichtung des in Fig. 8 und 9 gezeigten Werkzeugs ist, bis auf die folgenden Merkmale. Die Turbulenz-Einrichtung besteht aus einem inneren Teil 29 und einem äußeren Teil 30, die in Abhängigkeit von einer Hinund Herbewegung des Zylinders 3 relativ zum Zylinderkopf 2 lösbar miteinander in Eingriff bringbar sind. Das innere Teil 29 umfaßt eine kreisförmige Turbulenzplatte mit einer zentralen Düse 15, die über Stützarme 31 mit dem Zylinder 3 verbunden ist. Die kreisförmige Turbulenzplatte 29 besitzt einen Außendurchmesser, der kleiner als der Innendurchmesser des Zylinders 3 ist. Das äußere Teil 30 umfaßt eine ringförmige Scheibe, die mit einem Stab 14 mit dem Zylinderkopf 2 verbunden ist und einen Außendurchmesser besitzt, der im wesentlichen gleich dem Innendurchmesser des Zylinders 3 ist.
Der Innendurchmesser der Ringscheibe 30 ist kleiner als der Außendurchmesser der kreisförmigen Turbulenzplatte 29.
Fig. 12 und 13 zeigen einen Teil eines brenngas-betriebenen Befestiger-Eintreibwerkzeugs nach einer fünften Ausführung dieser Erfindung. Das Befestiger-Eintreibwerkzeug dieser Ausführung ist gleichartig zum Werkzeug der in Fig. 6 und 7 gezeigten Ausführung und unterscheidet sich von diesem darin, daß der Zylinderkopf 2 eine im wesentlichen konische, der Brennkammer 5 zugewendete Innenfläche 32 besitzt, um die Brenngase sanft zur Außenseite des Werkzeugs abzuleiten und dadurch den Spülvorgang für die Brennkammer 5 zu beschleunigen.
Fig. 14 und 15 zeigen einen Teil eines Befestiger-Eintreibwerkzeugs nach einer sechsten Ausführung dieser Erfindung. Das Befestiger-Eintreibwerkzeug dieser Ausführung ist im wesentlichen identisch mit dem Werkzeug der in Fig. 12 und 13 gezeigten Ausführung, bis auf die folgenden Merkmale. Der Zylinder 3 besitzt Umfangsöf fnungen 33, durch welche die Verbrennungsgase strömen, wenn sie aus der Brennkammer 5 entlassen werden. Ein zweiter Dichtring 34 ist fest an das Gehäuse 1 angepaßt und besitzt sich axial hindurch erstreckende Verbindungsöffnungen 35. Die Umfangsöffnungen 33 werden durch den Dichtring 34 wahlweise geschlossen in Reaktion auf die Hin- und Herbewegung des Zylinders 3. Wenn der Zylinder 3 während des Bereitschafts- und Spülbetriebs gegen den Zylinderkopf 2 versetzt wird, sind die Umfangsöffnungen 33 in der gleichen Ebene wie die kreisförmige Turbulenzplatte 13 angeordnet und werden ,nicht durch den Dichtring 34 verschlossen, wie in Fig. 14 zu sehen. In diesem Fall werden die Verbrennungsgase nicht nur durch die oberen Öffnungen und durch die Einlaßöffnungen 7 aus der Brennkammer 5 entlassen, sondern auch noch durch die Umfangsöffnungen 33 und die Verbindungsöffnungen 35. Wenn umgekehrt der Zylinder 3 während des Eintreibbetriebs für die Befestiger von dem Zylinderkopf 2 abgesetzt wird, sind die Umfangsöffnungen 33 durch den Dichtring 34 geschlossen und sie werden nach oben außer Ausrichtung der Ebene der kreisförmigen Turbulenzplatte 13 versetzt.
Fig. 16 und 17 zeigen ein Befestiger-Eintreibwerkzeug nach einer siebten Ausführung dieser Erfindung. Dieses Werkzeug unterscheidet sich von dem Werkzeug der in Fig. 14 und 15 gezeigten Ausführung darin, daß das Elektrogebläse 10 in einer solchen position angebracht ist, daß frische Luft von den oberen und unteren Öffnungen 6, 8 in die Brennkammer hinein gezogen wird und sich aus der Brennkammer 5 durch die Umfangsöffnungen 33 herausbewegt. Insbesondere ist das Elektrogebläse 10 vor einer Auslaßbohrung 36 angeordnet, die in dem Gehäuse zwischen dem ersten und dem zweiten Dichtring 20, 34 gebildet ist. Der erste Dichtring 20 besitzt ebenfalls Verbindungsbohrungen 20a, die sich axial hindurch erstrecken. Bei dieser Ausführung dienen die oberen und unteren Öffnungen 6, 8 als Luft-Einlaßöffnungen, während die Umfangsöffnungen als Luft-Auslaßöffnungen dienen.
Offensichtlich sind kleinere Änderungen und Abwandlungen der vorliegenden Erfindung im Licht der vorstehenden Lehre möglich. Es ist deswegen zu verstehen, daß innerhalb des Schutzbereichs der angefüten Ansprüche die Erfindung auch in etwas abgewandelter Weise ausgeführt werden kann, als hier besonders beschrieben wurde.

Claims

1. Brenngas-betriebenes Befestiger-Eintreibwerkzeug, welches enthält einen Zylinder (3), einen dichtend mit einem oberen Ende des Zylinders (3) in Eingriff bringbaren Zylinderkopf (2), einen gleitbar innerhalb des Zylinders (3) angeordneten Kolben (4) , der zwischen einer obersten Antreibposition und einer untersten angetriebenen Position hin- und herbewegbar ist, wobei der Zylinder (3), der Zylinderkopf (2) und der Kolben (4) eine Brennkammer (5) bestimmen, einen an dem Kolben (4) angebrachten Befestiger-Eintreiber (16), mindestens eine Treibstoff-Einspritzdüse (11), die innerhalb der Brennkammer (5) angeordnet ist zum Einspritzen von Brennstoff in die Brennkammer (5) , wo der Brennstoff und Luft miteinander vermischt werden, und eine Zündkerze (12), die an dem Zylinderkopf (2) angebracht und innerhalb der Brennkammer (5) zum Entzünden eines Treibstoff/Luft-Gemisches angeordnet ist, um den Kolben (4) durch einen Antriebshub von der Antriebposition zu der angetriebenen Position zu bewegen, und dadurch den Befestiger-Eintreiber zum Eintreiben eines Befestigers (F) in ein Werkstück (W) zu beaufschlagen, wobei der Zylinder (3) Einlaß- und Auslaßöffnungen (6, 8, 33) besitzt, die über dem Kolben (4) angeordnet sind, wenn der Kolben (4) in seiner obersten Antriebsposition ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (3) zu dem Zylinderkopf (2) hin und von ihm weg hin- und herbewegbar ist, um die Einlaß- und Auslaßöffnungen (6, 8, 33) zu verschließen und die Brennkammer (5) während der Verbrennung abzudichten, und die Einlaß- und Auslaßöffnungen (6, 8) zu öffnen, um ein Spülen der Brennkammer (5) zuzulassen und den Kolben (4) zuruckzuholen nach dem Antriebshub des Kolbens (4), und daß ein Gebläse (10) außerhalb des Zylinders (3) angeordnet ist, um Frischluft von der Einlaßöffnung (8; 6, 8) in die Brennkammer (5) einströmen zu lassen und gleichzeitig Verbrennungsgase von der Brennkammer (5) an die Umgebung durch die Auslaßöffnung (6; 33) zu entlassen.

2. Brenngas-betriebenes Befestiger-Eintreibwerkzeug nach Anspruch 1, das weiter enthält Mittel zum Hin- und Herbewegen des Zylinders (3) relativ zu dem Zylinderkopf (2) in zeitlich abgestimmter Beziehung zu dem Antriebshub des Kolbens.

3. Brenngas-betriebenes Befestiger-Eintreibwerkzeug nach Anspruch 2, bei dem das Hin- und Herbewege-Mittel enthält ein gleitbar über den Zylinder (3) gepaßtes Ringteil (19), eine Führung (18), die sich von einem Ende des Ringteils (19) zur Anlage an dem Werkstück (W) vor und während des Antriebshubs des Kolbens (4) erstreckt, erstes Federmittel (21), um das Ringteil (19) von dem Zylinderkopf (2) wegzudrängen, zweites Federmittel (22) , das zwischen dem Zylinder (3) und dem Ringteil (19) wirkt, um diese auseinander zu drangen, eine zwischen dem Zylinder (3) und dem Ringteil (19) definierte Druckkammer (23) und eine in dem Zylinder (3) definierte Verbindungsöffnung (24) zum Verbinden der Brennkammer (5) mit der Druckkammer (23) , wenn der Kolben (3) in seiner untersten angetriebenen Position angeordnet ist.

4. Brenngas-betriebenes Befestiger-Eintreibwerkzeug nach Anspruch 1, das weiter enthält ein rohrförmiges Gehäuse (1), das an einem oberen Ende mit dem Zylinderkopf (2) verbunden ist und sich koaxial mit dem Zylinder (3) erstreckt, wobei der Zylinder (3) in dem Gehäuse (1) aufgenommen und das Gebläse (10) an dem Gehäuse (1) angebracht ist.

5. Brenngas-betriebenes Befestiger-Eintreibwerkzeug nach Anspruch 4, das weiter enthält einen fest innerhalb des Gehäuses (1) eingepaßten Ring (20) zum Verschließen der Einlaßöffnung (8), wenn der Zylinder (3) zu dem Zylinderkopf (2) hin versetzt ist.

6. Brenngas-betriebenes Befestiger-Eintreibwerkzeug nach Anspruch 1, das weiter enthält Mittel (13; 27, 28; 29, 30) in der Brennkammer (5), um in der Brennkammer (5) eine Turbulenz zu erzeugen.

7. Brenngas-betriebenes Befestiger-Eintreibwerkzeug nach Anspruch 6, bei dem das Turbulenz-Erzeugungsmittel (13) eine kreisförmige Turbulenzplatte mit einer zentralen Mündung (15) umfaßt, wobei die kreisförmige Turbulenzplatte (13) einem Außendurchmesser besitzt, der im wesentlichen gleich dem Innendurchmesser des Zylinders (3) ist.

8. Brenngas-betriebenes Befestiger-Eintreibwerkzeug nach Anspruch 7, bei dem der Zylinderkopf (2) eine der Brennkammer (5) zugewendete, im wesentlichen kegelförmige Innenfläche (32) besitzt.

9. Brenngas-betriebenes Befestiger-Eintreibwerkzeug nach Anspruch 7, das weiter Mittel (26) enthält, die mit der kreisförmigen Turbulenzplatte (13) zusammenwirken, um das Spülen der Brennkammer (5) zu unterstützen.

10. Brenngas-betriebenes Befestiger-Eintreibwerkzeug nach Anspruch 9, bei dem das Spül-Unterstützungsmittel (26) einen erweiterten Umfangsabschnitt des Zylinders (3) umfaßt, wobei der erweiterte Abschnitt (28) sich in einer gleichen Ebene wie die kreisförmige Turbulenzplatte (13) während des Verbrennungsvorgangs erstreckt und der erweiterte Abschnitt (28) und die kreisförmige Turbulenzplatte (13) nach Vollendung des Antriebshubes des Kolbens (4) sich in unterschiedlichen Ebenen erstrecken.

11. Brenngas-betriebenes Befestiger-Eintreibwerkzeug nach Anspruch 10, bei dem der Zylinderkopf (2) eine der Brennkammer (5) zugewendete im wesentlichen konische Innenfläche (32) besitzt.

12. Brenngas-betriebenes Befestiger-Eintreibwerkzeug nach Anspruch 6, bei dem das Turbulenz-Verursachungsmittel ein mit dem Zylinderkopf (2) verbundenes Innenteil (27) und ein mit dem Zylinder (3) integrales Außenteil (28) umfaßt, wobei das Innen- und das Außenteil (27, 28) während der Verbrennung in Berührung miteinander gehalten und nach dem Eintreibhub des Kolbens (4) voneinander getrennt werden.

13. Brenngas-betriebenes Befestiger-Eintreibwerkzeug nach Anspruch 12, bei dem das Innenteil (27) eine kreisförmige Turbulenzplatte umfaßt mit einer zentralen Mündung (15) und auch mit einem Außendurchmesser, der kleiner ist als der Innendurchmesser des Zylinders (3) , das Außenteil (28) einen von einer Innenumfangswand des Zylinders (3) vorstehenden Ringflansch umfaßt, wobei der Ringflansch (28) einen Innendurchmesser besitzt, der kleiner als der Außendurchmesser der kreisförmigen Turbulenzplatte (27) ist.

14. Brenngas-betriebenes Befestiger-Eintreibwerkzeug nach Anspruch 6, bei dem das Turbulenz-Verursachungsmittel umfaßt ein mit dem Zylinder (3) verbundenes Innenteil (29) und ein mit dem Zylinderkopf (2) verbundenes Außenteil (30) , wobei das Innen- und das Außenteil (29, 30) während der Verbrennung in Berührung miteinander gehalten und nach dem Eintreibhub des Kolbens (4) voneinander getrennt werden.

15. Brenngas-betriebenes Befestiger-Eintreibwerkzeug nach Anspruch 14, bei dem das Tnnenteil (29) eine kreisförmige Turbulenzplatte mit einer zentralen Mündung (15) umfaßt und auch einen Außendurchmesser besitzt, der kleiner als der Innendurchmesser des Zylinders (3) ist, wobei das Außenteil (30) eine Ringscheibe umfaßt mit einem Innendurchmesser, der kleiner als der Außendurchmesser der kreisförmigen Turbulenzplatte (29) ist.

16. Brenngas-betriebenes Befestiger-Eintreibwerkzeug nach Anspruch 1, das weiter enthält eine in der Brennkammer (5) angeordnete kreisförmige Turbulenzplatte (13) mit einer zentralen Mündung (15), wobei die kreisförmige Turbulenzplatte (13) einen Außendurchmesser besitzt, der im wesentlichen gleich dem Innendurchmesser des Zylinders (3) ist, die Anzahl der Einlaßöffnungen (6, 8) zwei beträgt und diese Öffnungen in einer Längsrichtung des Zylinders (3) an gegenüberliegenden Seiten der Auslaßöffnung (33) liegen, und weiter einen stationären Dichtring (34> enthält, der um den Zylinder (3) angeordnet ist, um die Auslaßöffnung (33) während der Verbrennung zu verschließen und die Auslaßöffnung (33) nach dem Eintreibhub des Kolbens (4) zu öffnen.

17. Brenngas-betriebenes Befestiger-Eintreibwerkzeug nach Anspruch 1, bei dem der Zylinderkpf (2) eine der Brennkammer (5) zugewendete, im wesentlichen kegelförmige Innenfläche (32) besitzt.