EP2457698A2 - Fastening device - Google Patents

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Publication number
EP2457698A2
EP2457698A2 EP11186754A EP11186754A EP2457698A2 EP 2457698 A2 EP2457698 A2 EP 2457698A2 EP 11186754 A EP11186754 A EP 11186754A EP 11186754 A EP11186754 A EP 11186754A EP 2457698 A2 EP2457698 A2 EP 2457698A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
thermo
fuel
mechanical element
combustion chamber
tacker according
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.)
Withdrawn
Application number
EP11186754A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP2457698A3 (en
Inventor
Simon Beauvais
Tilo Dittrich
Norbert Heeb
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hilti AG
Original Assignee
Hilti AG
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hilti AG filed Critical Hilti AG
Publication of EP2457698A2 publication Critical patent/EP2457698A2/en
Publication of EP2457698A3 publication Critical patent/EP2457698A3/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25CHAND-HELD NAILING OR STAPLING TOOLS; MANUALLY OPERATED PORTABLE STAPLING TOOLS
    • B25C1/00Hand-held nailing tools; Nail feeding devices
    • B25C1/08Hand-held nailing tools; Nail feeding devices operated by combustion pressure

Definitions

  • the invention relates to a tacker, in particular a hand-held tacker, according to the preamble of claim 1.
  • DE 102 60 703 A1 describes a liquid gas driven driving tool having a metering chamber with an adjustable metering volume.
  • the metering volume can be changed by an electromotive drive, and a discharge of liquid gas into a combustion chamber is initiated by a pneumatic drive by means of compressed air.
  • the temperature-dependent change in the amount of fuel introduced into the combustion chamber ensures in a simple manner a reliable ignition and a uniform function of the tacker, even if ambient temperatures or operating temperatures of the device change.
  • the relevant temperature may be, for example, the temperature in or within the combustion chamber, or the ambient temperature of the tacker.
  • thermo-mechanical element in the context of the invention is understood to mean any component that directly achieves a controlled mechanical effect by changing its temperature, without the thermo-mechanical element resorting to other energy sources such as electric batteries.
  • the metering volume can be changed by the thermo-mechanical element.
  • the thermo-mechanical element can be provided, for example, as a body in the dosing volume or also act as an actuator which alters a limiting wall or membrane of the dosing volume.
  • the metering device comprises a movable displacement member for expelling the defined amount of the fuel, wherein preferably a stop position of the displacement member via the thermo-mechanical element is variable.
  • a movable displacement member for expelling the defined amount of the fuel, wherein preferably a stop position of the displacement member via the thermo-mechanical element is variable.
  • the metering of the fuel takes place predominantly or exclusively in the liquid phase, as a result of which the amount of fuel spent in the combustion chamber is defined particularly precisely.
  • exclusive metering of liquid phase can be ensured, for example, by providing a membrane in the fuel tank is arranged, wherein in the membrane, the liquid gas is held in exclusively liquid phase and outside the membrane, for example, an inert gas is provided under a defined overpressure. In the course of the consumption of the fuel expands while the intergas and keeps due to its overpressure, the liquid gas at any time in the liquid phase.
  • Such a per se known embodiment of a fuel tank is basically accompanied in practice with a certain change in the pressure in the fuel tank in the course of its emptying. This makes a difference to conventional storage tanks for liquefied petroleum gas, in which liquid gas is stored in coexistence of gaseous and liquid phase in a constant volume thus provides a constant pressure.
  • a drive of the displacement member via a pressure of the fuel in particular via a connection to the fuel tank, driven.
  • additional drives such as electric or pneumatic actuators for the displacement.
  • the stored in the fuel tank mechanical energy is used to make it possible to quickly and accurately the metering of the fuel into the combustion chamber.
  • the displacer can be held in a starting position by force, preferably, but not necessarily, by means of a spring.
  • force preferably, but not necessarily, by means of a spring.
  • the thermo-mechanical element is designed as a bimetallic element.
  • it may be a bimetallic disc, as known per se.
  • bimetallic elements work according to the known principle, two metals or other substances with different thermal expansion coefficients in particular cohesively to each other set.
  • the temperature changes then it comes to significant and defined deformations, such as bulges of the bimetallic disc, and thus to a thermo-mechanically induced stroke of much greater extent than a pure thermal expansion of a homogeneous piece of metal of the same size.
  • the thermo-mechanical element may comprise an expansion mass.
  • the wax can, for example, to a liquid or a pasty mass, in particular a wax act. This mass is arranged in a suitable device in which an isotropic volume expansion of the expansion material is converted into a defined stroke or the like.
  • such an expansion mass optionally enclosed in a membrane, may be arranged in the metering volume, whereby the metering volume which can be filled by the fuel is variable as a function of an expansion of the expansion material.
  • the thermo-mechanical element can preferably be designed as a thermo-actuator, which comprises a temperature-dependent positioned crank pin. Such thermal actuators are known per se and are offered for other applications.
  • the crank pin can be connected, for example, to an adjustable wall of the metering volume or serve as a variable stop for a movable displacement member.
  • the metering device comprises at least one valve member, wherein the valve member is particularly preferably operated electrically.
  • the valve member in the interest of a simple and effective implementation as a three-way valve, in particular with two switching positions, be formed. Overall, this allows a simple and reliable control of the metering device.
  • the two switching positions of the three-way valve can be configured as bistable positions, whereby a particularly low consumption of electrical energy for the valve member is made possible.
  • a characteristic curve of the defined quantity of fuel has a substantially bilinear course as a function of an ambient temperature.
  • This can be used to advantage that, for example, a change in the metered amount of fuel takes place only in the range of low temperatures, from a certain limit temperature, for example in the range of an ambient temperature of 20 ° C, a constant amount of fuel is metered.
  • the thermo-mechanical element can continue to change even at higher temperatures than the limit temperature, without affecting the metered amount of fuel.
  • thermo-mechanical element comprises a remote sensor.
  • the influencing of the metered amount can be effected as a function of a temperature which is not directly in the Area of mechanical connection of the thermo-mechanical element to the metering occurs.
  • this may be the temperature in or in the region of the combustion chamber, wherein the remote sensor is arranged on the combustion chamber and the metering device at a distance from the combustion chamber.
  • a remote sensor may comprise, for example, a relatively larger container placed in the vicinity of the temperature source and a smaller, deformable container in the region of the metering device, the two containers being connected by a capillary tube. The volume ratios of the two containers then allow the system to substantially respond to the temperature of the larger container.
  • thermo-mechanical element for example an expansion element
  • metering volume in order to achieve a more accurate adaptation of a characteristic of the thermomechanical element to a desired temperature-dependent characteristic of the metering volume.
  • non-linear relations can be achieved, for example by means of link plates or other measures.
  • the line 3 connects a metering device 4 with the combustion chamber 2, wherein the metering device 4 in turn is connected to the fuel tank 5 arranged in or on the housing 1.
  • the fuel tank can be designed in particular as a replaceable cartridge.
  • the tacker also includes an electronic control 6 with an electric accumulator as energy storage. Via the electronic control 6, a spark plug 7 in the combustion chamber 2 is controlled and optionally the metering device 4, provided that it has electrical valves or other electrically controlled components.
  • a magazine 8 for storing fasteners, such as nails is arranged in a front portion of the tacker.
  • a pressing member 9 can be pressed against a workpiece to release a triggering of the tacker.
  • Fig. 2 shows a first embodiment of the metering device 4.
  • the metering device 4 comprises a metering volume 12 which is connected via an input side, electrically controllable valve 13 to the fuel tank 5 and is connected via an output side, electrically controllable valve 14 to the combustion chamber 2.
  • thermo-mechanical element 15 In or on the dosing volume is a thermo-mechanical element 15, which in the present case comprises a Dehnstoffmasse.
  • the expansion mass of the thermo-mechanical element 15 expands according to prevailing in the metering volume or the environment Temperature more or less, so that the remaining, fillable by LPG volume at higher temperatures is lower than at low temperatures. This is illustrated by a comparison of the left (low temperature) and the right (higher temperature).
  • the expansion mass may be enclosed in an inert membrane relative to the liquefied gas and located in the metering volume.
  • a dehnstoffmasse is located on the other side of the wall.
  • a bimetallic element such as a bimetallic disc may be provided to change the dosing volume by the displacement or deformation of the wall of the metering volume.
  • the input-side valve 13 is closed and the output-side valve 14 is opened, so that the liquefied gas can flow into the combustion chamber 2.
  • the metered into the combustion chamber 2 amount of liquid depending on the extent of the thermo-mechanical element 15 at low temperatures is greater, so that even with a slower evaporation a reasonably fast provision of an ignitable mixture in the combustion chamber 2 takes place.
  • Fig. 3a to Fig. 4b show a second embodiment of the invention.
  • An essential difference from the preceding embodiment is that the liquid gas is expelled from the metering volume 12 by means of a movable displacement member 16.
  • the displacement member 16 is formed as a linearly displaceable piston, which in a
  • Cylinder 17 is located, which is part of the dosing volume 12.
  • the cylinder 17 connects to an electrically operated valve member 18, which in addition to the connection with the cylinder 17 has a connection to the fuel tank 5 and a connection to the combustion chamber 2.
  • a valve spool 19 closes either the connection 18a with the fuel tank 5 or the connection 18b with the combustion chamber 2.
  • the valve member 18 is formed as a 3-way valve with two valve positions.
  • the positions of the valve slide 19 can each be stable positions (bistable valve slide), so that only a short, low-energy-requiring electrical pulse is required to switch over the valve.
  • the valve spool 19 is always in a de-energized rest position as in Fig. 3a arranged, so under closure of the connection 18b with the combustion chamber 2 (monostable valve spool). By applying an electrical voltage, the valve spool is in the opposite position (see Fig. 3b ), in which it closes the connection 18a with the fuel tank 5.
  • valve member 18 includes a certain own volume, which contributes to the dosing volume 12.
  • a branch pipe 20 leads to an end of the cylinder 17 opposite to the valve member 18.
  • the branch pipe 20 connects an upper end of the piston-shaped displacer 16 to the fuel tank 5.
  • thermo-mechanical element 15 is also arranged, which provides a temperature-dependent upper stop for the displacement member 16.
  • a temperature-dependent movable stop pin 15a As shown in Fig. 3a , which corresponds to a high ambient temperature, the stop is provided by a temperature-dependent movable stop pin 15a.
  • a second stop 21 which is fixed depending on the requirements or is provided by other means, for example manual adjustment, is additionally provided.
  • This second stop 21 defines the uppermost position of the displacer 16 at warm temperatures; please refer Fig. 4a and Fig. 4b , A temperature-dependent change of this second stop 21 is therefore not provided.
  • the piston 16 is also biased by a spring (not shown) in its upper stop position, which is indicated by the upward arrow in Fig. 3a and Fig. 4a is symbolized. At this starting position after Fig. 3a respectively. Fig. 4a is located above and below the piston 16, the pressure of the fuel tank 5 in the cylinder 17 at.
  • the spring force is used only for a defined positioning of the piston 16 in a starting position. Accordingly, the force of the positioning spring can be made relatively small.
  • a triggering operation of the tacker is now carried out by switching the valve spool 19 of the valve member in the opposite position.
  • the cylinder 17 is acted upon via the line 20 with the pressure in the fuel tank 5.
  • the piston 16 is accelerated according to the drawings down or in the direction of the valve member 18, wherein he presses the liquid from the metering volume 12, ie the lower part of the cylinder 17 and the volume in the valve member 18 in the combustion chamber 2.
  • the piston 16 has taken a lower stop position, each in Fig. 3b and Fig. 4b is shown. According to this sequence, the drive of the displacer 16 takes place via the pressure of the fuel into the tank 5.
  • thermo-mechanical element 15 comprises an expansion element actuator 22 which is filled with an expansion material mass.
  • expansion element actuator 22 is filled with an expansion material mass.
  • Fig. 5 shows a particularly preferred arrangement of the thermo-mechanical element 15, through which a bilinear characteristic of the metering volume with respect to the temperature can be achieved, in particular by simple means.
  • the Dehnstoffaktuator 22 is supported on the one hand via a first support spring 23 against a housing 1, wherein its linearly displaceable crank pin 22a is connected to an extension 22b, which in turn is supported by a second spring 24 against the housing 1 to a return of the crank pin at to ensure a cooling of the wax.
  • a stroke control range HR Via a stroke control range HR (see left figures Fig. 5 ) can now be a temperature-dependent change in the dosing volume. From a certain temperature, the extension 22b abuts on a housing-fixed stop, whereby a maximum reduction of the dosing volume is reached. A further expansion of the expansion material or a further extension of the crank pin 22a is subsequently absorbed by a compression of the first spring 23, which has the function of an overstroke spring. The extension 22b and the crank pin 22a remain stationary relative to the housing.
  • the over the stop position (middle illustration in Fig. 5 ) outgoing stroke is thus no longer used as excess lift HU for controlling the metering volume.
  • the characteristic of the dosing volume as a function of the temperature is thus a horizontal or the dosing volume is constant from this temperature.
  • a variation of the metering volume in the range between -10 ° C and + 20 ° C for hand-driven tackers is typically about 15 mm 3 , which corresponds to a technically easy to implement stroke of 1 to 1.5 mm for the thermo-mechanical element in appropriate embodiments.

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Abstract

The tacker has a tank (5) for storing a fuel, particularly liquefied gas, a combustion chamber (2) connected with the tank and a metering device (4) arranged between the tank and the combustion chamber. The metering device has a thermo mechanical element, by which the defined quantity is changed as a function of temperature.

Description

Die Erfindung betrifft ein Eintreibgerät, insbesondere ein handgeführtes Eintreibgerät, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a tacker, in particular a hand-held tacker, according to the preamble of claim 1.

DE 102 60 703 A1 beschreibt ein mit Flüssiggas angetriebenes Eintreibgerät, das eine Dosierkammer mit einem verstellbaren Dosiervolumen aufweist. Das Dosiervolumen ist über einen elektromotorischen Antrieb veränderbar, und ein Ausstoss von Flüssiggas in eine Brennkammer wird durch einen pneumatischen Antrieb mittels Druckluft eingeleitet. DE 102 60 703 A1 describes a liquid gas driven driving tool having a metering chamber with an adjustable metering volume. The metering volume can be changed by an electromotive drive, and a discharge of liquid gas into a combustion chamber is initiated by a pneumatic drive by means of compressed air.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein brennstoffgetriebenes Eintreibgerät anzugeben, das eine Einstellung auf veränderliche Betriebsbedingungen ermöglicht.It is the object of the invention to provide a fuel-driven tacker that allows adjustment to varying operating conditions.

Diese Aufgabe wird für ein eingangs genanntes Eintreibgerät erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Durch die temperaturabhängige Veränderung der Menge des in die Brennkammer eingebrachten Brennstoffs wird auf einfache Weise eine zuverlässige Zündung und eine gleichmäßige Funktion des Eintreibgeräts gewährleistet, auch wenn Umgebungstemperaturen oder Betriebstemperaturen des Gerätes sich ändern. Je nach Anforderungen kann die relevante Temperatur zum Beispiel die Temperatur im Bereich oder innerhalb der Brennkammer sein oder auch die Umgebungstemperatur des Eintreibgerätes.This object is achieved according to the invention for a drive-in device mentioned above with the characterizing features of claim 1. The temperature-dependent change in the amount of fuel introduced into the combustion chamber ensures in a simple manner a reliable ignition and a uniform function of the tacker, even if ambient temperatures or operating temperatures of the device change. Depending on the requirements, the relevant temperature may be, for example, the temperature in or within the combustion chamber, or the ambient temperature of the tacker.

Es wird dabei berücksichtigt, dass insbesondere bei Verwendung von Flüssiggas als Brennstoff eine Phasenumwandlung zur Herstellung eines zündfähigen Gas-Luft-Gemisches erforderlich ist, wobei die Kinetik dieses Vorgangs signifikant von den herrschenden Temperaturen beeinflusst ist. Allgemein ist es zum Beispiel bekannt, bei niedrigen Umgebungstemperaturen die Menge des in die Brennkammer eingebrachten Flüssiggases zu erhöhen, um in ausreichend kurzer Zeit eine ausreichend große Menge an zündfähigem Gas-Luft-Gemisch bereit zu stellen.It is thereby taken into account that, in particular when liquefied petroleum gas is used as the fuel, a phase transformation is required to produce an ignitable gas-air mixture, the kinetics of this process being significantly influenced by the prevailing temperatures. Generally it is known, for example, at low Ambient temperatures to increase the amount of liquid gas introduced into the combustion chamber to provide a sufficiently large amount of ignitable gas-air mixture in a sufficiently short time.

Unter einem thermomechanischen Element im Sinne der Erfindung ist dabei jedes Bauteil zu verstehen, das unmittelbar durch Veränderung seiner Temperatur eine kontrollierte mechanische Wirkung erzielt, ohne dass das thermomechanische Element auf weitere Energiequellen wie zum Beispiel elektrische Batterien zurückgreift.Under a thermo-mechanical element in the context of the invention is understood to mean any component that directly achieves a controlled mechanical effect by changing its temperature, without the thermo-mechanical element resorting to other energy sources such as electric batteries.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist es dabei vorgesehen, dass das Dosiervolumen durch das thermomechanische Element veränderbar ist. Hierdurch ergibt sich eine besonders einfache und effektive Ausgestaltung der Erfindung, die zum Beispiel ein einfaches Dosieren durch Abmessen des Brennstoffs in dem einstellbaren Dosiervolumen als Zwischenspeicher ermöglicht, zum Beispiel mittels Öffnen und Schließen von an das veränderbare Dosiervolumen angeschlossenen Ventilen. Dabei kann das thermomechanische Element zum Beispiel als Körper in dem Dosiervolumen vorgesehen sein oder auch als ein Aktuator wirken, der eine begrenzende Wand oder Membran des Dosiervolumens verändert.In a preferred embodiment, it is provided that the metering volume can be changed by the thermo-mechanical element. This results in a particularly simple and effective embodiment of the invention, which allows, for example, a simple dosing by measuring the fuel in the adjustable dosing as a buffer, for example by opening and closing connected to the variable dosing volume valves. In this case, the thermo-mechanical element can be provided, for example, as a body in the dosing volume or also act as an actuator which alters a limiting wall or membrane of the dosing volume.

Bei einer alternativen oder auch ergänzenden Ausführungsform der Erfindung umfasst die Dosiervorrichtung ein bewegliches Verdrängerglied zum Austreiben der definierten Menge des Brennstoffs, wobei bevorzugt eine Anschlagposition des Verdrängerglieds über das thermomechanische Element veränderbar ist. Diese Ausführungsformen haben allgemein den Vorteil, dass über das Verdrängerglied ein besonders schneller Transport des Brennstoffes in die Brennkammer ermöglicht wird. Ein solches Verdrängerglied kann insbesondere, muss aber nicht notwendig als ein linear verschieblicher Hubkolben oder Ähnliches ausgebildet sein. Die dosierte Brennstoffmenge kann dabei dem Produkt aus Kolbenhub und seiner Querschnittsfläche entsprechen, wobei der Kolbenhub über den veränderlichen Anschlag variierbar ist.In an alternative or supplementary embodiment of the invention, the metering device comprises a movable displacement member for expelling the defined amount of the fuel, wherein preferably a stop position of the displacement member via the thermo-mechanical element is variable. These embodiments generally have the advantage that a particularly fast transport of the fuel is made possible in the combustion chamber via the displacement member. Such a displacement member may in particular, but need not necessarily be designed as a linearly displaceable reciprocating piston or the like. The metered amount of fuel can correspond to the product of piston stroke and its cross-sectional area, wherein the piston stroke is variable over the variable stop.

Bevorzugt wird im Sinne der vorliegenden Erfindung angenommen, dass die Dosierung des Brennstoffs überwiegend oder ausschließlich in flüssiger Phase erfolgt, wodurch die in die Brennkammer verbrachte Brennstoffmenge besonders genau definiert ist. Im Fall von Flüssiggas als Brennstoff kann eine solche ausschließliche Dosierung von flüssiger Phase zum Beispiel dadurch sichergestellt werden, dass in dem Brennstofftank eine Membran angeordnet ist, wobei in der Membran das Flüssiggas in ausschließlich flüssiger Phase gehalten ist und außerhalb der Membran zum Beispiel ein Inertgas unter definiertem Überdruck vorgesehen ist. Im Zuge des Verbrauchs des Brennstoffs dehnt sich dabei das Intergas aus und hält auf Grund seines Überdrucks das Flüssiggas jederzeit in der flüssigen Phase. Eine solche, an sich bekannte Ausgestaltung eines Brennstofftanks geht in der Praxis grundsätzlich mit einer gewissen Veränderung des Druckes in dem Brennstofftank im Zuge seiner Entleerung einher. Dies bildet einen Unterschied zu herkömmlichen Vorratsbehältern für Flüssiggas, bei denen Flüssiggas in Koexistenz von gasförmiger und flüssiger Phase in einem konstanten Volumen gespeichert ist somit einen konstanten Druck bereitstellt.For the purposes of the present invention, it is preferably assumed that the metering of the fuel takes place predominantly or exclusively in the liquid phase, as a result of which the amount of fuel spent in the combustion chamber is defined particularly precisely. In the case of LPG fuel, such exclusive metering of liquid phase can be ensured, for example, by providing a membrane in the fuel tank is arranged, wherein in the membrane, the liquid gas is held in exclusively liquid phase and outside the membrane, for example, an inert gas is provided under a defined overpressure. In the course of the consumption of the fuel expands while the intergas and keeps due to its overpressure, the liquid gas at any time in the liquid phase. Such a per se known embodiment of a fuel tank is basically accompanied in practice with a certain change in the pressure in the fuel tank in the course of its emptying. This makes a difference to conventional storage tanks for liquefied petroleum gas, in which liquid gas is stored in coexistence of gaseous and liquid phase in a constant volume thus provides a constant pressure.

Bei einer weiteren bevorzugten Detailgestaltung der Erfindung ist ein Antrieb des Verdrängerglieds über einen Druck des Brennstoffs, insbesondere über eine Verbindung mit dem Brennstofftank, antreibbar. Hierdurch kann kostengünstig auf zusätzliche Antriebe, zum Beispiel elektrische oder pneumatische Antriebe, für das Verdrängerglied verzichtet werden. Letztlich wird die in dem Brennstofftank gespeicherte mechanische Energie sinnvoll genutzt, um die Dosierung des Brennstoffs in die Brennkammer schnell und genau zu ermöglichen.In a further preferred detailed embodiment of the invention, a drive of the displacement member via a pressure of the fuel, in particular via a connection to the fuel tank, driven. As a result, can be dispensed costly to additional drives, such as electric or pneumatic actuators for the displacement. Ultimately, the stored in the fuel tank mechanical energy is used to make it possible to quickly and accurately the metering of the fuel into the combustion chamber.

In weiterer Detailgestaltung kann dabei das Verdrängerglied kraftbeaufschlagt in einer Ausgangsposition gehalten sein, bevorzugt, aber nicht notwendig, mittels einer Feder. Hierdurch wird auf einfache Weise eine definierte Ausgangsposition des Verdrängerglieds vor einer Einleitung des Dosiervorgangs sichergestellt.In a further detailed design, the displacer can be held in a starting position by force, preferably, but not necessarily, by means of a spring. As a result, a defined starting position of the displacement member is ensured in a simple manner before an initiation of the dosing process.

Bei einer möglichen Ausführungsform der Erfindung ist das thermomechanische Element als ein Bimetallglied ausgebildet. Bevorzugt, aber nicht notwendig kann es sich um eine Bimetallscheibe handeln, wie sie an sich bekannt ist. Solche Bimetallglieder arbeiten nach dem bekannten Prinzip, zwei Metalle oder sonstige Stoffe mit unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten insbesondere stoffschlüssig aneinander festzulegen. Bei Temperaturänderungen kommt es dann zu erheblichen und definierten Deformationen, zum Beispiel Aufwölbungen der Bimetallscheibe, und somit zu einem thermomechanisch bedingten Hub von erheblich größerem Umfang als einer reinen thermischen Ausdehnung eines homogenen Metallstücks der gleichen Größe.In one possible embodiment of the invention, the thermo-mechanical element is designed as a bimetallic element. Preferably, but not necessarily, it may be a bimetallic disc, as known per se. Such bimetallic elements work according to the known principle, two metals or other substances with different thermal expansion coefficients in particular cohesively to each other set. When the temperature changes then it comes to significant and defined deformations, such as bulges of the bimetallic disc, and thus to a thermo-mechanically induced stroke of much greater extent than a pure thermal expansion of a homogeneous piece of metal of the same size.

Bei einer alternativen oder ergänzenden Ausführungsform kann das thermomechanische Element eine Dehnstoffmasse umfassen. Bei dem Dehnstoff kann es sich zum Beispiel um eine Flüssigkeit oder eine pastöse Masse, insbesondere ein Wachs, handeln. Diese Masse ist in einer geeigneten Vorrichtung angeordnet, bei der eine isotrope Volumenausdehnung des Dehnstoffs in einen definierten Hub oder Ähnliches umgewandelt wird. Bei einer der möglichen Ausführungsformen der Erfindung kann eine solche Dehnstoffmasse, gegebenenfalls in eine Membran eingeschlossen, in dem Dosiervolumen angeordnet sein, wodurch das von dem Brennstoff ausfüllbare Dosiervolumen in Abhängigkeit von einer Ausdehnung des Dehnstoffs veränderlich ist. Bei alternativen Ausgestaltungen kann das thermomechanische Element bevorzugt als ein Thermo-Aktuator ausgebildet sein, der einen temperaturabhängig positionierten Hubzapfen umfasst. Solche Thermo-Aktuatoren sind an sich bekannt und werden für andere Einsatzzwecke angeboten. Der Hubzapfen kann zum Beispiel an eine verstellbare Wand des Dosiervolumens angeschlossen sein oder als veränderlicher Anschlag für ein bewegbares Verdrängerglied dienen.In an alternative or supplementary embodiment, the thermo-mechanical element may comprise an expansion mass. The wax can, for example, to a liquid or a pasty mass, in particular a wax act. This mass is arranged in a suitable device in which an isotropic volume expansion of the expansion material is converted into a defined stroke or the like. In one of the possible embodiments of the invention, such an expansion mass, optionally enclosed in a membrane, may be arranged in the metering volume, whereby the metering volume which can be filled by the fuel is variable as a function of an expansion of the expansion material. In alternative embodiments, the thermo-mechanical element can preferably be designed as a thermo-actuator, which comprises a temperature-dependent positioned crank pin. Such thermal actuators are known per se and are offered for other applications. The crank pin can be connected, for example, to an adjustable wall of the metering volume or serve as a variable stop for a movable displacement member.

In allgemein vorteilhafter Detailgestaltung umfasst die Dosiervorrichtung zumindest ein Ventilglied, wobei das Ventilglied besonders bevorzugt elektrisch betrieben ist. Weiterhin vorteilhaft kann das Ventilglied im Interesse einer einfachen und effektiven Realisierung als Drei-Wege-Ventil, insbesondere mit zwei Schaltstellungen, ausgebildet sein. Insgesamt wird hierdurch eine einfache und zuverlässige Ansteuerung der Dosiervorrichtung ermöglicht. Weiterhin vorteilhaft können die zwei Schaltstellungen des Drei-Wege-Ventils als bistabile Stellungen ausgebildet sein, wodurch ein besonders niedriger Verbrauch an elektrischer Energie für das Ventilglied ermöglicht ist.In a generally advantageous detail design, the metering device comprises at least one valve member, wherein the valve member is particularly preferably operated electrically. Further advantageously, the valve member in the interest of a simple and effective implementation as a three-way valve, in particular with two switching positions, be formed. Overall, this allows a simple and reliable control of the metering device. Further advantageously, the two switching positions of the three-way valve can be configured as bistable positions, whereby a particularly low consumption of electrical energy for the valve member is made possible.

Allgemein vorteilhaft ist es vorgesehen, dass eine Kennlinie der definierten Brennstoffmenge in Abhängigkeit von einer Umgebungstemperatur einen im Wesentlichen bilinearen Verlauf aufweist. Dies kann vorteilhaft dazu genutzt werden, dass zum Beispiel eine Veränderung der dosierten Brennstoffmenge nur im Bereich von niedrigen Temperaturen erfolgt, wobei ab Erreichen einer gewissen Grenztemperatur, zum Beispiel im Bereich einer Umgebungstemperatur von 20°C, eine konstante Menge an Brennstoff dosiert wird. Durch geeignete mechanische Maßnahmen kann sich das thermomechanische Element dabei auch bei höheren Temperaturen als der Grenztemperatur weiter verändern, ohne dass dies Einfluss auf die dosierte Brennstoffmenge hat.Generally, it is provided that a characteristic curve of the defined quantity of fuel has a substantially bilinear course as a function of an ambient temperature. This can be used to advantage that, for example, a change in the metered amount of fuel takes place only in the range of low temperatures, from a certain limit temperature, for example in the range of an ambient temperature of 20 ° C, a constant amount of fuel is metered. By suitable mechanical measures, the thermo-mechanical element can continue to change even at higher temperatures than the limit temperature, without affecting the metered amount of fuel.

Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das thermomechanische Element einen Fernfühler umfasst. Hierdurch kann die Beeinflussung der dosierten Menge in Abhängigkeit von einer Temperatur erfolgen, die nicht unmittelbar im Bereich der mechanischen Anbindung des thermomechanischen Elements an die Dosiervorrichtung auftritt. Insbesondere kann dies die Temperatur in oder im Bereich der Brennkammer sein, wobei der Fernfühler an der Brennkammer und die Dosiervorrichtung beabstandet von der Brennkammer angeordnet ist. Ein solcher Fernfühler kann zum Beispiel einen verhältnismäßig größeren, in der Nähe der Temperaturquelle platzierten Behälter und einen kleineren, verformbaren Behälter im Bereich der Dosiervorrichtung umfassen, wobei die beiden Behälter durch ein Kapillarrohr verbunden sind. Die Volumenverhältnisse der beiden Behälter lassen das System dann im Wesentlichen auf die Temperatur des größeren Behälters reagieren.In a further possible embodiment of the invention, it is provided that the thermo-mechanical element comprises a remote sensor. As a result, the influencing of the metered amount can be effected as a function of a temperature which is not directly in the Area of mechanical connection of the thermo-mechanical element to the metering occurs. In particular, this may be the temperature in or in the region of the combustion chamber, wherein the remote sensor is arranged on the combustion chamber and the metering device at a distance from the combustion chamber. Such a remote sensor may comprise, for example, a relatively larger container placed in the vicinity of the temperature source and a smaller, deformable container in the region of the metering device, the two containers being connected by a capillary tube. The volume ratios of the two containers then allow the system to substantially respond to the temperature of the larger container.

Je nach Detailgestaltung kann zwischen dem thermomechanischen Element, zum Beispiel einem Dehnstoff-Element, und dem Dosiervolumen ein geeignetes mechanisches Getriebe zwischengeschaltet sein, um eine genauere Anpassung einer Kennlinie des thermomechanischen Elements an eine gewünschte temperaturabhängige Kennlinie des Dosiervolumens zu erzielen. Hierdurch können bei Bedarf auch nicht-lineare Relationen erzielt werden, zum Beispiel mittels Kulissenscheiben oder anderen Maßnahmen.Depending on the detailed design, a suitable mechanical transmission can be interposed between the thermo-mechanical element, for example an expansion element, and the metering volume in order to achieve a more accurate adaptation of a characteristic of the thermomechanical element to a desired temperature-dependent characteristic of the metering volume. As a result, if necessary, non-linear relations can be achieved, for example by means of link plates or other measures.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie aus den abhängigen Ansprüchen.Further advantages and features of the invention will become apparent from the embodiments described below and from the dependent claims.

Nachfolgend werden mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben und anhand der anliegenden Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1
zeigt eine schematische Gesamtansicht eines erfindungsgemäßen Eintreibgerätes.
Fig. 2
zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der Erfindung bei niedrigen und hohen Temperaturen.
Fig. 3a
zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung bei hohen Temperaturen in einem Bereitschaftszustand der Dosiervorrichtung.
Fig. 3b
zeigt das Ausführungsbeispiel aus Fig. 3a während einer Dosierung des Brennstoffs.
Fig. 4a
zeigt das Ausführungsbeispiel aus Fig. 3a bei niedrigen Temperaturen.
Fig. 4b
zeigt das Ausführungsbeispiel aus Fig. 4a während einer Dosierung des Brennstoffs.
Fig. 5
zeigt ein thermomechanisches Element des Ausführungsbeispiels nach Fig. 3a bis Fig. 4b in drei verschiedenen Zuständen.
Fig. 6
zeigt einen Thermo-Aktuator bei zwei verschiedenen Temperaturen.
Hereinafter, several embodiments of the invention will be described and explained in more detail with reference to the accompanying drawings.
Fig. 1
shows a schematic overall view of a tacker according to the invention.
Fig. 2
shows a schematic representation of a first embodiment of the invention at low and high temperatures.
Fig. 3a
shows a second embodiment of the invention at high temperatures in a standby state of the metering device.
Fig. 3b
shows the embodiment Fig. 3a during a metering of the fuel.
Fig. 4a
shows the embodiment Fig. 3a at low temperatures.
Fig. 4b
shows the embodiment Fig. 4a during a metering of the fuel.
Fig. 5
shows a thermo-mechanical element of the embodiment according to Fig. 3a to Fig. 4b in three different states.
Fig. 6
shows a thermo-actuator at two different temperatures.

Das in Fig. 1 schematisch gezeigte Eintreibgerät umfasst ein Gehäuse 1, in dem eine Brennkammer 2 angeordnet ist. Flüssiggas ist als Brennstoff in einem Brennstofftank 5 gespeichert und kann über eine Leitung 3 in die Brennkammer 2 eingespritzt werden. Die Leitung 3 verbindet eine Dosiervorrichtung 4 mit der Brennkammer 2, wobei die Dosiervorrichtung 4 ihrerseits mit dem in oder an dem Gehäuse 1 angeordneten Brennstofftank 5 verbunden ist. Der Brennstofftank kann insbesondere als auswechselbare Kartusche ausgebildet sein.This in Fig. 1 schematically shown tacking device comprises a housing 1, in which a combustion chamber 2 is arranged. Liquefied gas is stored as fuel in a fuel tank 5 and can be injected via a line 3 into the combustion chamber 2. The line 3 connects a metering device 4 with the combustion chamber 2, wherein the metering device 4 in turn is connected to the fuel tank 5 arranged in or on the housing 1. The fuel tank can be designed in particular as a replaceable cartridge.

Das Eintreibgerät umfasst zudem eine elektronische Steuerung 6 mit einem elektrischen Akkumulator als Energiespeicher. Über die elektronische Steuerung 6 wird eine Zündkerze 7 in der Brennkammer 2 angesteuert sowie gegebenenfalls die Dosiervorrichtung 4, sofern diese über elektrische Ventile oder andere elektrisch gesteuerte Komponenten verfügt. In einem vorderen Bereich des Eintreibgeräts ist ein Magazin 8 zur Speicherung von Befestigungsmitteln, wie zum Beispiel Nägeln, angeordnet. Ein Anpressglied 9 kann gegen ein Werkstück gedrückt werden, um ein Auslösen des Eintreibgeräts freizugeben.The tacker also includes an electronic control 6 with an electric accumulator as energy storage. Via the electronic control 6, a spark plug 7 in the combustion chamber 2 is controlled and optionally the metering device 4, provided that it has electrical valves or other electrically controlled components. In a front portion of the tacker, a magazine 8 for storing fasteners, such as nails, is arranged. A pressing member 9 can be pressed against a workpiece to release a triggering of the tacker.

Das Eintreiben eines Befestigungsglieds aus dem Magazin 8 erfolgt über die Zündung eines Flüssiggas-Luft-Gemisches in der Brennkammer 2 mittels der Zündkerze 7, wonach ein Kolben (nicht dargestellt) nach vorne getrieben wird und über einen Eintreibstößel (nicht dargestellt) das Befestigungsglied bzw. den Nagel in das Werkstück eintreibt. Dieser Eintreibvorgang wird von einer Bedienperson über einen Schalter 10 ausgelöst, der vorliegend in einem Griffbereich 11 des Gehäuses 1 angeordnet ist.The driving of a fastener member from the magazine 8 via the ignition of a liquid-air mixture in the combustion chamber 2 by means of the spark plug 7, after which a piston (not shown) is driven forward and a Eintreibstößel (not shown), the fastening member or drives the nail into the workpiece. This driving operation is triggered by an operator via a switch 10, which is presently arranged in a grip region 11 of the housing 1.

Fig. 2 zeigt eine erste Ausführungsform der Dosiervorrichtung 4. Die Dosiervorrichtung 4 umfasst ein Dosiervolumen 12, das über ein eingangsseitiges, elektrisch ansteuerbares Ventil 13 mit dem Brennstofftank 5 verbunden ist und über ein ausgangsseitiges, elektrisch ansteuerbares Ventil 14 mit der Brennkammer 2 verbunden ist. Fig. 2 shows a first embodiment of the metering device 4. The metering device 4 comprises a metering volume 12 which is connected via an input side, electrically controllable valve 13 to the fuel tank 5 and is connected via an output side, electrically controllable valve 14 to the combustion chamber 2.

In oder an dem Dosiervolumen befindet sich ein thermomechanisches Element 15, das vorliegend eine Dehnstoffmasse umfasst. Die Dehnstoffmasse des thermomechanischen Elements 15 dehnt sich je nach in dem Dosiervolumen bzw. der Umgebung herrschender Temperatur mehr oder weniger aus, so dass das verbleibende, von Flüssiggas befüllbare Volumen bei höheren Temperaturen kleiner ist als bei niedrigen Temperaturen. Dies wird durch einen Vergleich der linken (niedrige Temperatur) und der rechten Darstellung (höhere Temperatur) verdeutlicht. Zur genauen Ausgestaltung der Anordnung der Dehnstoffmasse in dem Dosiervolumen sind verschiedene Varianten möglich. So kann zum Beispiel die Dehnstoffmasse in eine gegenüber dem Flüssiggas inerte, elastische Membran eingeschlossen sein und sich in dem Dosiervolumen befinden. Es kann aber auch eine elastische oder verschiebbare Wand an dem Dosiervolumen vorgesehen sein, wobei sich die Dehnstoffmasse auf der anderen Seite der Wand befindet. Bei einer solchen Anordnung kann anstelle einer Dehnstoffmasse auch ein Bimetallglied wie zum Beispiel eine Bimetallscheibe vorgesehen sein, um durch die Verschiebung oder Deformation der Wand des Dosiervolumens das Dosiervolumen zu ändern.In or on the dosing volume is a thermo-mechanical element 15, which in the present case comprises a Dehnstoffmasse. The expansion mass of the thermo-mechanical element 15 expands according to prevailing in the metering volume or the environment Temperature more or less, so that the remaining, fillable by LPG volume at higher temperatures is lower than at low temperatures. This is illustrated by a comparison of the left (low temperature) and the right (higher temperature). For the exact configuration of the arrangement of the Dehnstoffmasse in the dosing different variants are possible. For example, the expansion mass may be enclosed in an inert membrane relative to the liquefied gas and located in the metering volume. But it can also be provided on the metering volume, an elastic or displaceable wall, wherein the Dehnstoffmasse is located on the other side of the wall. In such an arrangement, instead of a Dehnstoffmasse also a bimetallic element such as a bimetallic disc may be provided to change the dosing volume by the displacement or deformation of the wall of the metering volume.

Die Dosiervorrichtung gemäß Fig. 2 funktioniert nun wie folgt:

  • Zunächst wird mittels der Steuerung 6 das eingangsseitige Ventil 13 geöffnet, so dass Flüssiggas in flüssiger Phase in das Dosiervolumen einströmen kann. Dabei liegt das Flüssiggas in dem Tank 5 ausschließlich in flüssiger Phase vor. Dies wird auf an sich bekannte Weise dadurch erreicht, dass das Flüssiggas in dem Tank in eine Membran eingeschlossen ist und der Raum außerhalb der Membran mit einem Inertgas unter höherem Druck als dem Dampfdruck des Flüssiggases gefüllt ist. Aufgrund dieses Überdrucks findet kein Verdampfungsvorgang im Zuge des Einströmens des Flüssiggases in das Dosiervolumen 12 statt, so dass im Wesentlichen keine Temperaturänderung im Zuge des Einströmens des Flüssiggases erfolgt.
The metering device according to Fig. 2 works like this:
  • First, the input-side valve 13 is opened by means of the controller 6, so that liquid gas can flow into the metering volume in the liquid phase. In this case, the liquefied gas in the tank 5 is present exclusively in the liquid phase. This is achieved in a manner known per se by enclosing the liquefied gas in the tank in a membrane and filling the space outside the membrane with an inert gas at a pressure higher than the vapor pressure of the liquefied gas. Due to this overpressure no evaporation process takes place in the course of the inflow of the liquefied gas into the metering volume 12, so that substantially no temperature change takes place in the course of the inflow of the liquefied gas.

Wird das Eintreibgerät ausgelöst, so wird das eingangsseitige Ventil 13 verschlossen und das ausgangsseitige Ventil 14 geöffnet, so dass das Flüssiggas in die Brennkammer 2 strömen kann. Dabei ist die in die Brennkammer 2 dosierte Menge an Flüssigkeit je nach Ausdehnung des thermomechanischen Elements 15 bei niedrigen Temperaturen größer, so dass auch bei einer langsameren Verdampfung ein ausrechend schnelles Bereitstellen eines zündfähigen Gemisches in der Brennkammer 2 erfolgt.If the tacker is triggered, the input-side valve 13 is closed and the output-side valve 14 is opened, so that the liquefied gas can flow into the combustion chamber 2. In this case, the metered into the combustion chamber 2 amount of liquid depending on the extent of the thermo-mechanical element 15 at low temperatures is greater, so that even with a slower evaporation a reasonably fast provision of an ignitable mixture in the combustion chamber 2 takes place.

Fig. 3a bis Fig. 4b zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung. Ein wesentlicher Unterschied zum vorhergehenden Ausführungsbeispiel besteht darin, dass das Flüssiggas aus dem Dosiervolumen 12 mittels eines beweglichen Verdrängerglieds 16 ausgestoßen wird. Fig. 3a to Fig. 4b show a second embodiment of the invention. An essential difference from the preceding embodiment is that the liquid gas is expelled from the metering volume 12 by means of a movable displacement member 16.

Das Verdrängerglied 16 ist als linear verschiebbarer Kolben ausgeformt, der sich in einemThe displacement member 16 is formed as a linearly displaceable piston, which in a

Zylinder 17 befindet, welcher Teil des Dosiervolumens 12 ist. Der Zylinder 17 schließt an ein elektrisch betriebenes Ventilglied 18 an, das neben der Verbindung mit dem Zylinder 17 eine Verbindung mit dem Brennstofftank 5 und eine Verbindung mit der Brennkammer 2 hat. Ein Ventilschieber 19 verschließt entweder die Verbindung 18a mit dem Brennstofftank 5 oder die Verbindung 18b mit der Brennkammer 2. Insgesamt ist das Ventilglied 18 als 3-Wege-Ventil mit zwei Ventilstellungen ausgebildet.Cylinder 17 is located, which is part of the dosing volume 12. The cylinder 17 connects to an electrically operated valve member 18, which in addition to the connection with the cylinder 17 has a connection to the fuel tank 5 and a connection to the combustion chamber 2. A valve spool 19 closes either the connection 18a with the fuel tank 5 or the connection 18b with the combustion chamber 2. Overall, the valve member 18 is formed as a 3-way valve with two valve positions.

Je nach Anforderungen kann es sich bei den Stellungen des Ventilschiebers 19 um jeweils stabile Positionen (bistabiler Ventilschieber) handeln, so dass lediglich ein kurzer, wenig Energie benötigender elektrischer Impuls zum Umschalten des Ventils erforderlich ist. Bei einer anderen Ausführungsform ist der Ventilschieber 19 in einer stromfreien Ruheposition immer wie in Fig. 3a angeordnet, also unter Verschluss der Verbindung 18b mit der Brennkammer 2 (monostabiler Ventilschieber). Durch Anlegen einer elektrischen Spannung wird der Ventilschieber in die entgegen gesetzte Position (siehe Fig. 3b) verbracht, in der er die Verbindung 18a mit dem Brennstofftank 5 verschließt.Depending on the requirements, the positions of the valve slide 19 can each be stable positions (bistable valve slide), so that only a short, low-energy-requiring electrical pulse is required to switch over the valve. In another embodiment, the valve spool 19 is always in a de-energized rest position as in Fig. 3a arranged, so under closure of the connection 18b with the combustion chamber 2 (monostable valve spool). By applying an electrical voltage, the valve spool is in the opposite position (see Fig. 3b ), in which it closes the connection 18a with the fuel tank 5.

In jeder der Stellungen des Ventilschiebers 19 bleibt der Zylinder 17 des Dosiervolumens 12 mit dem Ventilglied 18 verbunden. Das Ventilglied 18 umfasst ein gewisses eigenes Volumen, das zu dem Dosiervolumen 12 beiträgt.In each of the positions of the valve spool 19, the cylinder 17 of the metering volume 12 remains connected to the valve member 18. The valve member 18 includes a certain own volume, which contributes to the dosing volume 12.

Von der Verbindung des Brennstofftanks 5 mit dem Ventilglied 18 führt eine Zweigleitung 20 zu einem dem Ventilglied 18 entgegengesetzten Ende des Zylinders 17. Die Zweigleitung 20 verbindet ein oberes Ende des kolbenförmigen Verdrängerglieds 16 mit dem Brennstofftank 5.From the connection of the fuel tank 5 to the valve member 18, a branch pipe 20 leads to an end of the cylinder 17 opposite to the valve member 18. The branch pipe 20 connects an upper end of the piston-shaped displacer 16 to the fuel tank 5.

In diesem oberen Endbereich des Zylinders 17 ist zudem ein thermomechanisches Element 15 angeordnet, welches einen temperaturabhängigen oberen Anschlag für das Verdrängerglied 16 bereit stellt.In this upper end region of the cylinder 17, a thermo-mechanical element 15 is also arranged, which provides a temperature-dependent upper stop for the displacement member 16.

Gemäß der Darstellung in Fig. 3a, die einer hohen Umgebungstemperatur entspricht, wird der Anschlag durch einen temperaturabhängig bewegbaren Anschlagstift 15a bereitgestellt. Neben dem Anschlagstift 15a ist zudem ein je nach Anforderungen fester oder durch andere Mittel, zum Beispiel Handjustage, verstellbarer zweiter Anschlag 21 vorgesehen. Dieser zweite Anschlag 21 definiert die oberste Position des Verdrängerglieds 16 bei warmen Temperaturen; siehe Fig. 4a und Fig. 4b. Eine temperaturabhängige Änderung dieses zweiten Anschlags 21 ist daher nicht vorgesehen.As shown in Fig. 3a , which corresponds to a high ambient temperature, the stop is provided by a temperature-dependent movable stop pin 15a. In addition to the stopper pin 15a, a second stop 21, which is fixed depending on the requirements or is provided by other means, for example manual adjustment, is additionally provided. This second stop 21 defines the uppermost position of the displacer 16 at warm temperatures; please refer Fig. 4a and Fig. 4b , A temperature-dependent change of this second stop 21 is therefore not provided.

Der Kolben 16 ist zudem mittels einer Feder (nicht dargestellt) in seine obere Anschlagposition vorgespannt, was durch den nach oben gerichteten Pfeil in Fig. 3a und Fig. 4a symbolisiert wird. Bei dieser Ausgangsposition nach Fig. 3a bzw. Fig. 4a liegt sowohl oberhalb als auch unterhalb des Kolbens 16 der Druck des Brennstofftanks 5 in dem Zylinder 17 an. Die Federkraft dient lediglich einer definierten Positionierung des Kolbens 16 in eine Ausgangsposition. Entsprechend kann die Kraft der Positionierfeder relativ klein ausgelegt sein.The piston 16 is also biased by a spring (not shown) in its upper stop position, which is indicated by the upward arrow in Fig. 3a and Fig. 4a is symbolized. At this starting position after Fig. 3a respectively. Fig. 4a is located above and below the piston 16, the pressure of the fuel tank 5 in the cylinder 17 at. The spring force is used only for a defined positioning of the piston 16 in a starting position. Accordingly, the force of the positioning spring can be made relatively small.

Ein Auslösevorgang des Eintreibgeräts erfolgt nun durch Umschalten des Ventilschiebers 19 des Ventilglieds in die entgegen gesetzte Position. Hierdurch wird der untere Teil des Zylinders 17, der mit dem Ventilglied 18 verbunden ist, über den Anschluss 18b mit der Brennkammer 2 verbunden, in der ein erheblich niedrigerer Druck (Umgebungsdruck) vorliegt. Oberhalb des Kolbens 16 bleibt der Zylinder 17 über die Leitung 20 mit dem Druck in dem Brennstofftank 5 beaufschlagt. Hierdurch wird der Kolben 16 gemäß der Zeichnungen nach unten bzw. in Richtung des Ventilglieds 18 beschleunigt, wobei er das Flüssiggas aus dem Dosiervolumen 12, also dem unteren Teil des Zylinders 17 und dem Volumen in dem Ventilglied 18 in die Brennkammer 2 drückt. Nach diesem Vorgang hat der Kolben 16 eine untere Anschlagposition eingenommen, die jeweils in Fig. 3b und Fig. 4b dargestellt ist. Diesem Ablauf gemäß erfolgt der Antrieb des Verdrängerglieds 16 über den Druck des Brennstoffs in den Tank 5.A triggering operation of the tacker is now carried out by switching the valve spool 19 of the valve member in the opposite position. As a result, the lower part of the cylinder 17, which is connected to the valve member 18, connected via the port 18 b with the combustion chamber 2, in which a significantly lower pressure (ambient pressure) is present. Above the piston 16, the cylinder 17 is acted upon via the line 20 with the pressure in the fuel tank 5. As a result, the piston 16 is accelerated according to the drawings down or in the direction of the valve member 18, wherein he presses the liquid from the metering volume 12, ie the lower part of the cylinder 17 and the volume in the valve member 18 in the combustion chamber 2. After this operation, the piston 16 has taken a lower stop position, each in Fig. 3b and Fig. 4b is shown. According to this sequence, the drive of the displacer 16 takes place via the pressure of the fuel into the tank 5.

Zur Verdeutlichung sind in Fig. 3a bis Fig. 4b jeweils diejenigen Volumenbereiche, in denen Flüssiggas im Gleichgewicht in flüssiger Phase bzw. unter hohem Druck vorliegt, mit einer Schraffur dargestellt.For clarity, in Fig. 3a to Fig. 4b in each case those volume areas in which liquid gas is in equilibrium in the liquid phase or under high pressure, represented by a hatching.

Die temperaturabhängige Veränderung der in die Brennkammer eingespritzten Brennstoffmenge erfolgt über die veränderliche Länge des Anschlagteils 15a des thermomechanischen Elements 15. Das thermomechanische Element 15 umfasst dabei vorliegend einen Dehnstoff-Aktuator 22, der mit einer Dehnstoffmasse gefüllt ist. Solche Dehnstoff-Aktuatoren sind handelsüblich und beispielhaft in Fig. 6 gezeigt.The temperature-dependent change in the amount of fuel injected into the combustion chamber takes place over the variable length of the stop part 15a of the thermo-mechanical element 15. In this case, the thermo-mechanical element 15 comprises an expansion element actuator 22 which is filled with an expansion material mass. Such expandable actuators are commercially available and exemplary in Fig. 6 shown.

Fig. 5 zeigt eine besonders bevorzugte Anordnung des thermomechanischen Elements 15, durch die insbesondere mit einfachen Mitteln eine bilineare Kennlinie des Dosiervolumens gegenüber der Temperatur erzielbar ist. Dabei ist der Dehnstoffaktuator 22 einerseits über eine erste Stützfeder 23 gegen ein Gehäuse 1 abgestützt, wobei sein linear verschiebbarer Hubzapfen 22a mit einer Verlängerung 22b verbunden ist, welche ihrerseits mittels einer zweiten Feder 24 gegen das Gehäuse 1 abgestützt ist, um eine Rückführung des Hubzapfens bei einem Abkühlen des Dehnstoffes sicher zu stellen. Fig. 5 shows a particularly preferred arrangement of the thermo-mechanical element 15, through which a bilinear characteristic of the metering volume with respect to the temperature can be achieved, in particular by simple means. In this case, the Dehnstoffaktuator 22 is supported on the one hand via a first support spring 23 against a housing 1, wherein its linearly displaceable crank pin 22a is connected to an extension 22b, which in turn is supported by a second spring 24 against the housing 1 to a return of the crank pin at to ensure a cooling of the wax.

Über einen Hubregelbereich HR (siehe linke Abbildungen Fig. 5) kann nun eine temperaturabhängige Änderung des Dosiervolumens erfolgen. Ab einer gewissen Temperatur schlägt die Verlängerung 22b an einem gehäusefesten Anschlag an, wodurch eine maximale Verkleinerung des Dosiervolumens erreicht ist. Eine hierüber weitere Ausdehnung des Dehnstoffs bzw. ein weiteres Ausfahren des Hubzapfens 22a wird nachfolgend durch eine Stauchung der ersten Feder 23, die die Funktion eine Überhubfeder hat, aufgenommen. Die Verlängerung 22b und der Hubzapfen 22a bleiben hierbei ortsfest gegenüber dem Gehäuse.Via a stroke control range HR (see left figures Fig. 5 ) can now be a temperature-dependent change in the dosing volume. From a certain temperature, the extension 22b abuts on a housing-fixed stop, whereby a maximum reduction of the dosing volume is reached. A further expansion of the expansion material or a further extension of the crank pin 22a is subsequently absorbed by a compression of the first spring 23, which has the function of an overstroke spring. The extension 22b and the crank pin 22a remain stationary relative to the housing.

Der über die Anschlagposition (mittlere Darstellung in Fig. 5) hinaus gehende Hub wird somit als Überhub HU nicht mehr zur Regelung des Dosiervolumens verwendet. In diesem Bereich ist die Kennlinie des Dosiervolumens in Abhängigkeit von der Temperatur somit eine Waagerechte bzw. das Dosiervolumen ist ab dieser Temperatur konstant.The over the stop position (middle illustration in Fig. 5 ) outgoing stroke is thus no longer used as excess lift HU for controlling the metering volume. In this range, the characteristic of the dosing volume as a function of the temperature is thus a horizontal or the dosing volume is constant from this temperature.

In der Praxis und bei Verwendung von üblichem Flüssiggas wie zum Beispiel Propan oder Propan-Butan-Gemischen zeigt sich, dass eine Änderung des Dosiervolumens bzw. der in die Brennkammer eingebrachten Flüssiggasmenge in Bereichen unterhalb von rund 20°C bis 25°C sinnvoll ist. Bei höheren Temperaturen ist eine solche Regelung nicht mehr sehr effektiv und bevorzugt wird das Dosiervolumen in diesen Temperaturbereichen konstant gehalten.In practice and when using conventional liquid gas such as propane or propane-butane mixtures shows that a change in the dosing volume or introduced into the combustion chamber amount of liquefied gas in areas below about 20 ° C to 25 ° C is useful. At higher temperatures, such a control is no longer very effective and preferably the dosing volume is kept constant in these temperature ranges.

Eine Variation des Dosiervolumens im Bereich zwischen -10°C und +20°C für handgetriebene Eintreibgeräte beträgt typisch etwa 15 mm3, was bei geeigneten Ausführungsformen einem technisch einfach realisierbaren Hub von 1 bis 1,5 mm für das thermomechanische Element entspricht.A variation of the metering volume in the range between -10 ° C and + 20 ° C for hand-driven tackers is typically about 15 mm 3 , which corresponds to a technically easy to implement stroke of 1 to 1.5 mm for the thermo-mechanical element in appropriate embodiments.

Claims (12)

Eintreibgerät, umfassend
einen Tank (5) zur Speicherung eines Brennstoffs, insbesondere Flüssiggas,
eine mit dem Tank (5) verbundene Brennkammer (2), wobei die Brennkammer (2) einen beweglichen Kolben zum Antrieb eines Eintreibstößels aufweist, und
eine zwischen dem Tank (5) und der Brennkammer (2) angeordnete Dosiervorrichtung (4),
wobei mittels der Dosiervorrichtung (4) eine definierte Menge des Brennstoffs aus einem Dosiervolumen (12) in die Brennkammer (2) verbracht werden kann,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Dosiervorrichtung (4) ein thermomechanisches Element (15) umfasst, mittels dessen die definierte Menge in Abhängigkeit von einer Temperatur veränderbar ist.
A tacker comprising
a tank (5) for storing a fuel, in particular LPG,
a combustion chamber (2) connected to the tank (5), the combustion chamber (2) having a movable piston for driving a driving ram, and
a metering device (4) arranged between the tank (5) and the combustion chamber (2),
wherein by means of the metering device (4) a defined amount of the fuel from a metering volume (12) can be brought into the combustion chamber (2),
characterized,
that the metering device (4) comprises a thermo-mechanical element (15), by means of which the amount varies depending on a temperature defined is variable.
Eintreibgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dosiervolumen (12) durch das thermomechanische Element (15) veränderbar ist.A tacker according to claim 1, characterized in that the metering volume (12) by the thermo-mechanical element (15) is variable. Eintreibgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosiervorrichtung (4) ein bewegliches Verdrängerglied (16) zum Austreiben der definierten Menge des Brennstoffs umfasst, wobei eine Anschlagposition des Verdrängerglieds (16) über das thermomechanische Element (15) veränderbar ist.A tacker according to claim 1 or 2, characterized in that the metering device (4) comprises a movable displacement member (16) for expelling the defined amount of the fuel, wherein a stop position of the displacement member (16) via the thermo-mechanical element (15) is variable. Eintreibgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Antrieb des Verdrängerglieds (16) über einen Druck des Brennstoffs, insbesondere über eine Verbindung mit dem Tank (5), antreibbar ist.A tacker according to claim 3, characterized in that a drive of the displacement member (16) via a pressure of the fuel, in particular via a connection to the tank (5), can be driven. Eintreibgerät nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdrängerglied (16) kraftbeaufschlagt in einer Ausgangsposition gehalten ist, insbesondere mittels einer Feder.A tacker according to claim 3 or 4, characterized in that the displacement member (16) is subjected to force in an initial position, in particular by means of a spring. Eintreibgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das thermomechanische Element (15) ein Bimetallglied, insbesondere eine Bimetallscheibe, umfasst.A tacker according to one of the preceding claims, characterized in that the thermo-mechanical element (15) comprises a bimetal member, in particular a bimetal disc. Eintreibgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das thermomechanische Element (15) eine Dehnstoffmasse umfasst.A tacker according to any one of the preceding claims, characterized in that the thermo-mechanical element (15) comprises a Dehnstoffmasse. Eintreibgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das thermomechanische Element (15) als ein Thermo-Aktuator ausgebildet ist, der einen temperaturabhängig positionierten Hubzapfen (22a) umfasst.A tacker according to claim 7, characterized in that the thermo-mechanical element (15) is designed as a thermo-actuator, which comprises a temperature-dependent positioned crankpin (22a). Eintreibgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosiervorrichtung (4) zumindest ein Ventilglied (13, 14, 19) umfasst, wobei das Ventilglied insbesondere elektrisch betrieben ist.A tacker according to one of the preceding claims, characterized in that the metering device (4) comprises at least one valve member (13, 14, 19), wherein the valve member is in particular electrically operated. Eintreibgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilglied als 3-Wege-Ventil, insbesondere mit zwei Schaltstellungen, ausgebildet ist.A tacker according to claim 9, characterized in that the valve member is designed as a 3-way valve, in particular with two switching positions. Eintreibgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kennlinie der definierten Brennstoffmenge in Abhängigkeit von einer Umgebungstemperatur einen im Wesentlichen bilinearen Verlauf aufweist.A tacker according to one of the preceding claims, characterized in that a characteristic of the defined amount of fuel in dependence on an ambient temperature has a substantially bilinear course. Eintreibgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das thermomechanische Element (15) einen Fernfühler umfasst.A tacker according to any one of the preceding claims, characterized in that the thermo-mechanical element (15) comprises a remote sensor.
EP11186754.5A 2010-11-25 2011-10-26 Fastening device Withdrawn EP2457698A3 (en)

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