EP2855090A1 - Brennkraftbetriebenes setzgerät - Google Patents

Brennkraftbetriebenes setzgerät

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Publication number
EP2855090A1
EP2855090A1 EP12723871.5A EP12723871A EP2855090A1 EP 2855090 A1 EP2855090 A1 EP 2855090A1 EP 12723871 A EP12723871 A EP 12723871A EP 2855090 A1 EP2855090 A1 EP 2855090A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
piston guide
piston
grooves
tool according
hand tool
Prior art date
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Granted
Application number
EP12723871.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2855090B1 (de
Inventor
Orlaw Massler
Josef Fünfer
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
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Filing date
Publication date
Application filed by Hilti AG filed Critical Hilti AG
Publication of EP2855090A1 publication Critical patent/EP2855090A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2855090B1 publication Critical patent/EP2855090B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25C—HAND-HELD NAILING OR STAPLING TOOLS; MANUALLY OPERATED PORTABLE STAPLING TOOLS
    • B25C1/00—Hand-held nailing tools; Nail feeding devices
    • B25C1/08—Hand-held nailing tools; Nail feeding devices operated by combustion pressure

Definitions

  • the present invention relates to a combustion-powered setting tool, as known for example from DE 10 2008 000 909 A1.
  • a nail or similar fastener can be driven by the setting tool in a background.
  • the necessary energy is generated by burning a fuel in a combustion chamber.
  • a driving piston converts the energy released during combustion into a movement and strikes a nail with a pestle.
  • the drive piston is mounted in a piston guide, in which the hot combustion gases can escape from the combustion chamber.
  • the pressure-tight piston guide ensures that the excess pressure of the combustion gases can only dissipate under propulsion of the driving piston.
  • the piston guide and the driving piston must be made to fit accurately to ensure the pressure-tight closure.
  • the preparation of both the piston guide and the piston is therefore made of a solid body, which are trimmed by machining to the desired inner diameter and outer diameter. The surfaces must be aftertreated to achieve a high quality, also to remove burrs caused by drilling.
  • the fastener-setting tool of the present invention has a combustion chamber for burning a fuel into combustion gases.
  • a driving piston is guided on an inner surface of a tubular piston guide.
  • the driving piston is driven by the combustion gases in the combustion chamber and the piston guide.
  • the piston guide is formed from a bent to a tube sheet metal strip whose two opposite longitudinal edges are connected by a seam and / or a toothed positive connection. An albeit smaller but sufficient dimensional accuracy and dimensional stability can be achieved by means of a metal strip.
  • the manufacturing method according to the invention makes it possible to introduce a vent opening into the piston guide, without complicated post-processing steps such as Grooving, deburring etc ..
  • the manufacturing method provides to introduce holes in a metal strip, cold form the metal strip to a piston guide and connect longitudinal edges of the metal strip by a seam material fit and / or positively connect by a toothing. Subsequently, a drive piston is inserted into the piston guide.
  • the inventive method represents a departure from the prejudice, the piston guide must be made of a solid body machined.
  • vent openings are punched through an end of the piston guide remote from the combustion chamber.
  • the punching foot is on the inner surface piston guide. The punching starting from the later inner surface ensures a burr-free inner surface. Although the inner surface is slightly deformed by the vaulted conical punch foot, but requires no post-processing, in particular no deburring.
  • the inner surface is adapted in shape to the outer contour of the piston, so that it is clean and sealed pressure-tight.
  • a slight deviation through depressions proves to be advantageous in terms of friction, without affecting the guide and in particular the pressure-tight seal essential for the concept of propulsion by means of the combustion gases.
  • An embodiment provides that the depressions have a depth between 10 ⁇ and 100 ⁇ . Smaller depressions show no influence, it is assumed that the lubricating film compensates for these depressions. Larger depressions increased the abrasion of the sealing elements and thus reduced the life.
  • a dimension of the recess parallel to the working axis is preferably less than 200 ⁇ .
  • the depressions have an area fraction between 1% and 10% of the inner surface.
  • An inner surface of the guide tube may be provided with a plurality of grooves running obliquely to the working axis and / or circular, square or diamond-shaped dents.
  • the grooves have a length at least an order of magnitude greater than width.
  • the dents are about the same length as they are wide.
  • the oblique grooves reduce the frictional force without, as initially feared, significantly worsening a seal of the pneumatic chamber for the air spring. Overall, the efficiency of the impact mechanism could be increased, ie the ratio of the impact energy delivered by the racket to the tool to the energy supplied by the motor via the exciter could be increased.
  • An embodiment provides that the grooves cross each other diamond-shaped.
  • One group of grooves has a different direction of rotation about the working axis than the grooves of another group.
  • An angle of inclination of the grooves with respect to the working axis is preferably in the range between 30 degrees and 50 degrees. This is especially true when the inclination of the grooves is constant over their entire length. In one embodiment, it is provided that the angle of inclination decreases along a direction of impact. The inclination angle is in the range of the impact point at 20 degrees to 40 degrees.
  • Fig. 1 a setting device
  • Fig. 2 is a piston guide
  • Fig. 5 is a rolled inner surface of the piston guide
  • Fig. 1 shows an exemplary setting tool 1 for nails 2, which is operated by means of a combustible fuel.
  • the fuel is preferably a gas or a volatile liquid fuel.
  • the setting tool 1 has a handle 3, with which the user can guide the setting tool and hold when setting the nails 2.
  • the handle 3 is inseparable, rigid or by means of damping elements, connected to a housing 4 of the setting device 1.
  • a trigger switch 5 At or near the handle 3 is a trigger switch 5, which triggers a setting operation when actuated by the user.
  • a safety mechanism for example, by pressing the setting device to a wall, unlock.
  • a cartridge 6 with the fuel is insertable into the housing 4.
  • the cartridge 6 can be exchanged or refilled to replenish fuel.
  • a combustion chamber 7 can be supplied with a portion of the fuel.
  • a valve 8 releases a supply line 9 between the cartridge 6 and the combustion chamber 7 for a predefined time.
  • the valve 8 measures a flow rate through the supply line 9 and closes after a predefined amount has flowed into the combustion chamber 7.
  • the combustion chamber 7 is provided with a spark plug 10 or similar ignition device to ignite the gas flowed into the combustion chamber 7 or gases of the fuel evaporated in the combustion chamber 7.
  • the combustion chamber 7 has a single outlet 11 through which the combustion gases can flow.
  • a pulverulent fuel can also be used.
  • the powder is advantageously portioned into cartridges, which can be inserted into the combustion chamber 7.
  • the ignition device is designed to ignite the cartridges.
  • the driving piston 12 driving combustion gases.
  • a piston guide 13 and a drive piston 12 arranged in the piston guide 13 close off the outlet 11.
  • the piston guide 13 is essentially a cylindrical tube which adjoins the combustion chamber 7.
  • a diameter of the piston guide 13 is equal to or greater than the outlet 11.
  • the combustion gases can flow from the combustion chamber 7 only in the piston guide 13.
  • the piston guide 13 is circumferentially closed.
  • a vent opening 14 is provided at one end of the piston guide 13 facing away from the combustion chamber 7. The combustion gases can only flow out through this vent opening 14 provided.
  • the driving piston 12 is inserted into the piston guide 13.
  • the driving piston 12 is movably mounted in the piston guide 13 along the working axis 15 predetermined by the piston guide 13.
  • the example of a cylindrical drive piston 12 is precisely matched to the inner cross section of the piston guide 13.
  • the drive piston 12 is fully against an inner wall 16 of the piston guide 13.
  • a sealing ring can span the circumference of the drive piston 12 to compensate for manufacturing tolerances.
  • the drive piston 12 closes the defined by the piston guide 13 and the combustion chamber 7 cavity. Since the combustion gases can escape neither through the combustion chamber 7 nor the piston guide 13, the combustion gases push the driving piston 12 along the working axis 15 in a direction away from the combustion chamber 7 drive direction 17.
  • the driving piston 12 is accelerated and preferably achieves a predefined kinetic energy with low losses .
  • the drive piston 12 is provided with a rigidly connected plunger 18.
  • the rod-shaped plunger 18 projects into a nail holder 19.
  • the nail holder 19 is for example tubular.
  • a user inserts a nail into the nail receiver 19, or an automatic or semi-automatic delivery inserts a nail into the nail receiver 19.
  • the accelerated with the drive piston 12 plunger 18 strikes the nail and pushes it in the direction of drive 17, for example, in a workpiece.
  • the movement of the drive piston 12 and the plunger 18 in the drive direction 17 are stopped by a stop 20.
  • the drive piston 12 passes over the vent opening 14 when the stop 20 is reached. The combustion gases can then escape.
  • the piston guide 13 is made of a bent sheet metal strip 21, which is closed by a seam and / or a toothed closure along the working axis 15 (Fig. 2).
  • the opposite edges 22 of the sheet metal strip 21 may be provided with a toothing, which engage in the bent to the piston guide 13 sheet metal strip 21.
  • the toothing 23 may additionally be hermetically sealed by a weld. Alternatively, the toothing 23 may be hermetically sealed with a plastic.
  • the sheet metal strip 21 is shown unrolled in FIG. 3.
  • Fig. 4 shows the piston guide 13 in a cross section.
  • An exemplary manufacturing method for the piston guide 13 begins with an endless belt.
  • the endless belt preferably has a width which is about 0.5% to 2% less than a circumference of the piston guide 13 to be produced.
  • a punch punches the Vent holes 14 in the endless belt.
  • the punch preferably presses outward from the later inner surface 16 so that the punching indentation forms on the inner surface 16.
  • the stamping indentation is an approximately funnel-shaped depression in the material of the endless band, which arises when the stamp is pressed through.
  • a plurality of rollers roll the endless belt in several stages to form an endless tube. The page with the Stanzeinzug comes to lie on the inner surface of the tube.
  • the opposite edges 22 of the endless band after forming are welded together. The welding can be done for example by induction. A corresponding welding probe can be held in the area in which the two edges 22 begin to touch. By welding, a seam 24 forms, which connects the two edges material fit and airtight.
  • a punch can provide the edges 22 with the teeth 23.
  • the toothing 23 of the two edges 22 come into engagement with each other during rolling of the endless belt.
  • the toothing 23 can be created with a high accuracy of fit to achieve a sufficiently pressure-tight closure for the piston guide 13.
  • the toothing 23 may be used alternatively or in addition to the weld 24.
  • the toothing 23 can be closed on the outside by a silicone compound or other sealing means.
  • the tube for the piston guide 13 is cut to length from the manufactured endless tube.
  • the piston guide 13 is pushed one or more times over a calibration cylinder or calibration cone and thereby expanded to the desired extent.
  • the circumference of the calibration cylinder is preferably perfectly circular and slightly larger than the inner circumference of the endless tube.
  • the piston guide 13 is welded at one end to the combustion chamber 7.
  • the driving piston 12 is inserted into the piston guide 13.
  • Another manufacturing process begins with an endless belt whose width corresponds for example approximately to the length of the piston guide.
  • the vents and if necessary toothing 23 are punched.
  • a sheet metal strip 21 is separated and wound to the piston guide 13.
  • the sheet metal strip 21 may be rectangular or rhombic.
  • the edges 22 are welded together and / or connected by the teeth 23 pressure-tight with each other.
  • the friction losses of the drive piston 12 on the inner surface 16 of the piston guide 13 should be as minimal as possible.
  • a first reduction in friction is achieved by a lubricating film.
  • a structured inner surface 16 also proves to be advantageous opposite a completely smooth inner surface.
  • the inner surface 16 is provided with obliquely to the working axis 15 extending grooves 25.
  • Fig. 3 shows the unrolled inner surface 16 of the piston guide 13.
  • the grooves 25 have a depth 26 of more than 10 ⁇ (microns) and a depth 26 of less than 100 ⁇ .
  • a width 27 of the grooves 25 is in the region of the depth 26.
  • the grooves 25 are about easy to five times as wide as deep.
  • the depth 26 is the dimension of the groove 25 in the radial direction, the width 27 the smallest dimension of the groove 25 on the inner surface 16 and the length is the largest dimension on the inner surface 16.
  • the grooves 25 can be over the entire length 28 of the piston guide 13 extend.
  • the grooves 25 extend helically along the inner surface 16. An inclination of the grooves 25 relative to the working axis 15 preferably remains constant over the length thereof.
  • a first group 29 of the grooves 25 extends in a positive direction of rotation and a second group 30 of the grooves 25 runs in a negative direction of rotation.
  • the grooves 25 of the two groups 29, 30 intersect alternately.
  • Adjacent grooves 25, a group 29, 30, are arranged offset to one another at a distance of between 5,000 ⁇ m to 20,000 ⁇ m along the working axis 15.
  • the inner surface 16 between the adjacent grooves 25 is preferably smooth. Smooth means that a roughness of the inner surface 16 between the grooves 25 is at least an order of magnitude smaller than the depth 26 of the grooves 25th
  • An amount of the inclination angle 31 of the grooves 25 with respect to the working axis 15 is in the range between 30 degrees and 50 degrees.
  • the relationship between the inclination in interaction with the driving piston 12, the sealing ring, the lubricating film and the periodically changing temperature and pressure conditions is not fully understood. Tilt angles 31 out of range, both smaller and larger, however, result in greater losses of the setting tool 1.
  • the angle of inclination 31 of the helical grooves 25 is the difference of the pitch angle to 90 degrees.
  • the grooves 25 are preferably rolled in the sheet metal strip 21 or introduced by another non-cutting method.
  • the inner surface 16 thus remains free of burrs.
  • a further embodiment provides for a variation of the angle of inclination 31 along the working axis 15.
  • the inclination angle 31 with respect to the working axis 15 increases in the direction of drive 17. Near the rear reversal point, the piston guide 13 against the high air pressure in the combustion chamber 7 to be tight.
  • vertical grooves 25 are preferred. However, this orientation of the grooves 25 probably creates a greater frictional resistance than grooves 15 parallel to the working axis 15.
  • the angle of inclination 31 is between 40 degrees and 60 degrees near the combustion chamber 7 and decreases towards the stop 20 to between 20 degrees and 30 degrees ,
  • One embodiment has punctiform dents 32 (FIG. 5) instead of or in addition to the grooves 25.
  • the dents 32 have a depth 26 between 10 ⁇ and 100 ⁇ .
  • a diameter 33 of the dimples 32 is approximately in the region of their depth 26.
  • the dimples 32 are preferably arranged regularly, e.g. on nodes of a grid with rectangular or rhombic cells.
  • the total area of the dimples 32 is significantly less than the inner surface 16, e.g. less than 10%.
  • the remaining inner surface 16 is preferably smooth, i. has a roughness of significantly less than 10 ⁇ .
  • the drive piston 12 is guided by the smooth inner surface 16.
  • the dents 32 can be embossed, for example, with a stamp in the inner surface 16.
  • the Aufsch embossing can be leveled by a subsequent rolling or stamping.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Das erfindungsgemäße Setzgerät (1) zum Setzen von Befestigungselementen (2) hat eine Brennkammer (7) zum Verbrennen eines Brennstoffs zu Verbrennungsgasen. Ein Treibkolben (2) ist an einer Innenfläche (16) einer rohrförmigen Kolbenführung (12) geführt. Der Treibkolben (12) ist durch die Verbrennungsgase in der Brennkammer (7) und der Kolbenführung (13) angetrieben. Die Kolbenführung ist aus einem zu einem Rohr gebogenen Blechstreifen (21), gebildet, dessen zwei gegenüberliegende Längskanten (22) durch eine Naht (24) und/oder einen verzahnten Formschluss (23) verbunden sind.

Description

Brennkraftbetriebenes Setzgerät
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein brennkraftbetriebenes Setzgerät, wie beispielsweise aus der DE 10 2008 000 909 A1 bekannt.
Ein Nagel oder ähnliches Befestigungsmittel kann von dem Setzgerät in einen Untergrund getrieben werden. Die dafür notwendige Energie wird durch Verbrennen eines Brennstoffs in einer Brennkammer erzeugt. Ein Treibkolben setzt die bei der Verbrennung freiwerdende Energie in eine Bewegung um und schlägt mit einem Stößel auf einen Nagel. Der Treibkolben ist in einer Kolbenführung gelagert, in welche die heißen Verbrennungsgase aus der Brennkammer entweichen können. Die druckdichte Kolbenführung stellt sicher, dass sich der Überdruck der Verbrennungsgase nur unter Vortrieb des Treibkolbens abbauen kann. Die Kolbenführung und der Treibkolben müssen passgenau gefertigt sein, um den druckdichten Abschluss zu gewährleisten. Die Herstellung sowohl des Kolbenführung und des Kolbens erfolgt daher aus einem Vollkörper, die durch spanende Verfahren auf die gewünschten Innendurchmesser und Außendurchmesser getrimmt werden. Die Oberflächen müssen zum Erreichen einer hohen Güte nachbehandelt werden, auch um durch Bohrungen entstandene Grate zu entfernen.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG Das erfindungsgemäße Setzgerät zum Setzen von Befestigungselementen hat eine Brennkammer zum Verbrennen eines Brennstoffs zu Verbrennungsgasen. Ein Treibkolben ist an einer Innenfläche einer rohrförmigen Kolbenführung geführt. Der Treibkolben ist durch die Verbrennungsgase in der Brennkammer und der Kolbenführung angetrieben. Die Kolbenführung ist aus einem zu einem Rohr gebogenen Blechstreifen gebildet, dessen zwei gegenüberliegende Längskanten durch eine Naht und/oder einen verzahnten Formschluss verbunden sind. Eine wenn auch geringere so doch ausreichende Formgenauigkeit und Formstabilität kann mittels eines Blechstreifens erreicht werden.
Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren ermöglicht ein Einbringen einer Entlüftungsöffnung in die Kolbenführung, ohne aufwändige Nachbearbeitungsschritte wie Höhnen, Entgraten etc.. Das Herstellungsverfahren sieht vor Löcher in einen Blechstreifen einzubringen, den Blechstreifen zu einem Kolbenführung kalt umzuformen und Längskanten des Blechstreifens durch eine Naht miteinander materialschlüssig zu verbinden und/oder durch eine Verzahnung formschlüssig zu verbinden. Anschließend wird ein Treibkolben in das Kolbenführung eingesetzt. Das erfindungsgemäße Verfahren stellt eine Abkehr von dem Vorurteil dar, die Kolbenführung müsse aus einem Vollkörper spanend hergestellt werden.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass Entlüftungsöffnungen durch ein der Brennkammer entferntes Ende der Kolbenführung gestanzt sind. Der Stanzfuss ist an der Innenfläche Kolbenführung. Das Stanzen ausgehend von der späteren Innenfläche sorgt für eine gratfreie Innenfläche. Der Innenfläche ist zwar durch den eingewölbten kegelförmigen Stanzfuss leicht deformiert, aber bedarf keiner Nachbearbeitung, insbesondere kein Entgraten.
Die Innenfläche ist seiner Form nach der Außenkontur des Kolbens angepasst, damit dieser sauber geführt ist und druckdicht abschließt. Eine geringfügige Abweichung durch Vertiefungen erweist sich als vorteilhaft hinsichtlich der Reibung, ohne die Führung und insbesondere den für das Konzept des Vortriebs mittels der Brenngase essentiellen druckdichten Abschluss zu beeinträchtigen. Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Vertiefungen eine Tiefe zwischen 10 μηη und 100 μηη aufweisen. Geringere Vertiefungen zeigen keinen Einfluss, es wird vermutet der Schmierfilm gleicht diese Vertiefungen aus. Größere Vertiefungen erhöhten der Abrieb der Dichtelemente und verringerten somit die Lebensdauer. Eine Abmessung der Vertiefung parallel zu der Arbeitsachse ist vorzugsweise geringer als 200 μηη. Die Vertiefungen haben einen Flächenanteil zwischen 1 % und 10 % der Innenfläche.
Eine Innenfläche des Führungsrohrs kann mit mehreren, schräg zu der Arbeitsachse verlaufenden Rillen und/oder kreisförmigen, quadratischen oder rautenförmigen Dellen versehen sein. Die Rillen haben eine um wenigstens eine Größenordnung größere Länge als Breite. Die Dellen sind etwa gleich lang wie breit.
Die schräg verlaufenden Rillen verringern die Reibkraft ohne, wie zunächst befürchtet, eine Abdichtung der pneumatischen Kammer für die Luftfeder deutlich zu verschlechtern. Insgesamt konnte die Effizienz des Schlagwerks gesteigert werden, d.h. das Verhältnis der von dem Schläger an das Werkzeug abgegebenen Schlagenergie zu der von dem Motor über den Erreger eingespeisten Energie konnte gesteigert werden. Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Rillen einander rautenförmig kreuzen. Eine Gruppe von Rillen hat eine andere Umlaufsrichtung um die Arbeitsachse als die Rillen einer anderen Gruppe. Ein Neigungswinkel der Rillen gegenüber der Arbeitsachse liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 30 Grad und 50 Grad. Dies gilt insbesondere, wenn die Neigung der Rillen über deren gesamte Länge konstant ist. Bei einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Neigungswinkel längs einer Schlagrichtung abnimmt. Der Neigungswinkel liegt im Bereich des Schlagpunkts bei 20 Grad bis 40 Grad.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Die nachfolgende Beschreibung erläutert die Erfindung anhand von exemplarischen Ausführungsformen und Figuren. In den Figuren zeigen:
Fig. 1 ein Setzgerät;
Fig. 2 eine Kolbenführung;
Fig. 3 eine abgerollte Innenfläche der Kolbenführung;
Fig. 4 einen Querschnitt durch die Kolbenführung
Fig. 5 eine abgerollte Innenfläche der Kolbenführung
Fig. 6 einen Querschnitt durch die Kolbenführung
Gleiche oder funktionsgleiche Elemente werden durch gleiche Bezugszeichen in den Figuren indiziert, soweit nicht anders angegeben.
AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Fig. 1 zeigt ein beispielhaftes Setzgerät 1 für Nägel 2, welches mittels eines brennbaren Kraftstoffs betrieben wird. Der Kraftstoff ist vorzugsweise ein Gas oder ein leicht flüchtiger Flüssigbrennstoff. Das Setzgerät 1 hat einen Handgriff 3, mit welchem der Anwender das Setzgerät führen und beim Setzen der Nägel 2 halten kann. Der Handgriff 3 ist unlösbar, starr oder mittels Dämpfungselementen, mit einem Gehäuse 4 des Setzgeräts 1 verbunden. Am oder nahe des Handgriffs 3 ist ein Triggerschalter 5, welcher bei Betätigung durch den Anwender einen Setzvorgang auslöst. Vorzugsweise ist neben dem Betätigen des Triggerschalters 5 noch ein Sicherheitsmechanismus, z.B. durch Anpressen des Setzgeräts an eine Wand, freizuschalten.
Eine Kartusche 6 mit dem Kraftstoff ist in das Gehäuse 4 einsetzbar. Die Kartusche 6 kann zum Nachfüllen von Kraftstoff getauscht oder nachgefüllt werden.
Einer Brennkammer 7 kann eine Portion des Kraftstoffs zugeführt werden. Dies erfolgt vorzugsweise ansprechend auf ein Betätigen des Triggerschalters 5. Beispielsweise gibt ein Ventil 8 eine Zuleitung 9 zwischen der Kartusche 6 und der Brennkammer 7 für eine vordefinierte Zeit frei. Alternativ oder zusätzlich misst das Ventil 8 eine Durchflussmenge durch die Zuleitung 9 und schließt, nachdem eine vordefinierte Menge in die Brennkammer 7 eingeströmt ist.
Die Brennkammer 7 ist mit einer Zündkerze 10 oder ähnlichen Zündeinrichtung versehen, um das in die Brennkammer 7 eingeströmte Gas oder in der Brennkammer 7 sich verflüchtigte Gase des Brennstoffs zu zünden. Die Brennkammer 7 hat einen einzigen Auslass 11 , durch welchen die Verbrennungsgase ausströmen können.
Anstelle eines gasförmigen oder flüssigen Brennstoffs kann auch ein pulverförmiger Brennstoff verwendet werden. Das Pulver ist vorteilhafterweise in Patronen portioniert, welche in die Brennkammer 7 eingesetzt werden können. Die Zündeinrichtung ist zum Zünden der Patronen ausgelegt. Bei der Explosion des Pulvers entstehen ebenfalls den Treibkolben 12 treibende Verbrennungsgase. Eine Kolbenführung 13 und ein in der Kolbenführung 13 angeordneter Treibkolben 12 verschließen den Auslass 11. Die Kolbenführung 13 ist im Wesentlichen ein zylindrisches Rohr, welches sich an die Brennkammer 7 anschließt. Ein Durchmesser der Kolbenführung 13 ist gleich oder größer wie der Auslass 11. Die Verbrennungsgase können von der Brennkammer 7 nur in die Kolbenführung 13 einströmen. Die Kolbenführung 13 ist umfänglich geschlossen. Eine Entlüftungsöffnung 14 ist an einem der Brennkammer 7 abgewandten Ende der Kolbenführung 13 vorgesehen. Die Verbrennungsgase können erst durch diese vorgesehene Entlüftungsöffnung 14 ausströmen. Der Treibkolben 12 ist in die Kolbenführung 13 eingesetzt. Der Treibkolben 12 ist längs der von der Kolbenführung 13 vorgegebenen Arbeitsachse 15 in dem Kolbenführung 13 beweglich gelagert. Der beispielsweise zylindrische Treibkolben 12 ist passgenau an den Innenquerschnitt der Kolbenführung 13 angepasst. Der Treibkolben 12 liegt vollumfänglich an einer Innenwand 16 der Kolbenführung 13 an. Ein Dichtungsring kann den Umfang des Treibkolben 12 umspannen, um Toleranzen in der Fertigung auszugleichen. Der Treibkolben 12 verschließt den von dem Kolbenführung 13 und der Brennkammer 7 definierten Hohlraum. Da die Verbrennungsgase weder durch die Brennkammer 7 noch das Kolbenführung 13 entweichen können, drücken die Verbrennungsgase den Treibkolben 12 längs der Arbeitsachse 15 in eine von der Brennkammer 7 wegweisende Treibrichtung 17. Der Treibkolben 12 wird beschleunigt und erreicht vorzugsweise mit geringen Verlusten eine vordefinierte kinetische Energie. Der Treibkolben 12 ist mit einem starr verbunden Stößel 18 versehen. Der stabförmige Stößel 18 ragt in eine Nagelaufnahme 19 hinein. Die Nagelaufnahme 19 ist beispielsweise rohrförmig. Ein Anwender legt in die Nagelaufnahme 19 ein Nagel ein, oder ein automatische oder semiautomatische Zuführung legt einen Nagel in die Nagelaufnahme 19 ein. Der mit dem Treibkolben 12 beschleunigte Stößel 18 schlägt auf den Nagel auf und schiebt diesen in Treibrichtung 17 vor, z.B. in ein Werkstück.
Die Bewegung des Treibkolbens 12 und des Stößels 18 in Treibrichtung 17 werden durch einen Anschlag 20 gestoppt. Der Treibkolben 12 überfährt beim Erreichen des Anschlags 20 die Entlüftungsöffnung 14. Die Verbrennungsgase können dann entweichen.
Die Kolbenführung 13 ist aus einem gebogenen Blechstreifen 21 hergestellt, der durch eine Naht und/oder einen verzahnten Verschluss längs der Arbeitsachse 15 geschlossen ist (Fig. 2). Die gegenüberliegenden Ränder 22 des Blechstreifens 21 können mit einer Verzahnung versehen sein, die bei dem zu der Kolbenführung 13 gebogenen Blechstreifen 21 ineinandergreifen. Die Verzahnung 23 kann zusätzlich durch eine Schweißnaht luftdicht verschlossen werden. Alternativ kann die Verzahnung 23 mit einem Kunststoff luftdicht versiegelt sein. Der Blechstreifen 21 ist in Fig. 3 abgerollt dargestellt. Fig. 4 zeigt die Kolbenführung 13 in einem Querschnitt. Ein beispielhaftes Herstellungsverfahren für die Kolbenführung 13 beginnt mit einem Endlosband. Das Endlosband hat vorzugsweise eine Breite, die etwa um 0,5 % bis 2 % geringer als ein Umfang der herzustellenden Kolbenführung 13 ist. Eine Stanze stanzt die Entlüftungsöffnungen 14 in das Endlosband. Die Stanze drückt vorzugsweise von der späteren Innenfläche 16 nach außen, damit sich der Stanzeinzug auf der Innenfläche 16 ausbildet. Der Stanzeinzug ist eine etwa trichterförmige Vertiefung in dem Material des Endlosbandes, welche beim Durchdrücken des Stempels entsteht. Eine Mehrzahl von Rollen walzt das Endlosband in mehreren Stufen zu einem endlosen Rohr. Die Seite mit dem Stanzeinzug kommt dabei an der Innenfläche des Rohrs zu liegen. Die nach dem Umformen gegenüberliegenden Ränder 22 des Endlosbandes werden miteinander verschweißt. Das Verschweißen kann beispielsweise per Induktion erfolgen. Eine entsprechende Schweißsonde kann in den Bereich, in dem die beiden Ränder 22 sich zu berühren beginnen, gehalten sein. Durch das Verschweißen bildet sich eine Naht 24, welche die beiden Ränder materialschlüssig und luftdicht miteinander verbindet.
Eine Stanze kann die Ränder 22 mit der Verzahnung 23 versehen. Die Verzahnung 23 der beiden Ränder 22 kommen beim Rollen des Endlosbandes miteinander in Eingriff. Die Verzahnung 23 kann mit einer hohen Passgenauigkeit erstellt werden, um einen ausreichend druckdichten Verschluss für das Kolbenführung 13 zu erreichen. Die Verzahnung 23 kann alternativ oder zusätzlich zu der Schweißnaht 24 verwendet werden. In weiteren Ausgestaltungen kann die Verzahnung 23 an der Außenseite durch eine Silikonmasse oder andere Dichtmittel verschlossen werden.
Das Rohr für die Kolbenführung 13 wird von dem hergestellten Endlosrohr abgelängt. Die Kolbenführung 13 wird ein oder mehrfach über einen Kalibrationszylinder oder Kalibrationskonus geschoben und dabei auf den gewünschten Umfang aufgeweitet. Der Umfang des Kalibrationszylinders ist vorzugsweise perfekt kreisförmig und etwas größer als der innere Umfang des endlosen Rohrs. Die Kolbenführung 13 wird an einem Ende mit der Brennkammer 7 verschweißt. Der Treibkolben 12 wird in die Kolbenführung 13 eingesetzt.
Eine weiteres Herstellungsverfahren beginnt mit einem Endlosband, dessen Breite beispielsweise etwa der Länge der Kolbenführung entspricht. Die Entlüftungsöffnungen und ggf. Verzahnung 23 werden gestanzt. Ein Blechstreifen 21 wird abgetrennt und zu der Kolbenführung 13 gewickelt. Der Blechstreifen 21 kann rechtwinklig oder rautenförmig sein. Die Ränder 22 werden miteinander verschweißt und/oder durch die Verzahnung 23 druckdicht miteinander verbunden. Die Reibungsverluste des Treibkolbens 12 an der Innenfläche 16 der Kolbenführung 13 sollen möglichst minimal sein. Eine erste Verminderung der Reibung wird durch einen Schmierfilm erreicht. Eine strukturierte Innenfläche 16 erweist sich zusätzlich als vorteilhaft gegenüber einen vollständig glatten Innenfläche. Die Innenfläche 16 ist mit schräg zu der Arbeitsachse 15 verlaufenden Rillen 25 versehen. Fig. 3 zeigt die abgerollte Innenfläche 16 der Kolbenführung 13. Die Rillen 25 haben eine Tiefe 26 von mehr als 10 μηη (Mikrometer) und eine Tiefe 26 von weniger als 100 μηη. Eine Breite 27 der Rillen 25 liegt im Bereich der Tiefe 26. Beispielsweise sind die Rillen 25 etwa einfach bis fünffach so breit wie tief. Die Tiefe 26 ist die Abmessung der Rille 25 in radialer Richtung, die Breite 27 die geringste Abmessung der Rille 25 auf der Innenfläche 16 und die Länge ist die größte Abmessung auf der Innenfläche 16. Die Rillen 25 können sich über die gesamte Länge 28 der Kolbenführung 13 erstrecken.
Die Rillen 25 verlaufen schraubenförmig entlang der Innenfläche 16. Eine Neigung der Rillen 25 gegenüber der Arbeitsachse 15 bleibt über deren Länge vorzugsweise konstant. Eine erste Gruppe 29 der Rillen 25 verläuft in einem positiven Drehsinn und eine zweite Gruppe 30 der Rillen 25 verläuft in einem negativen Drehsinn. Die Rillen 25 der beiden Gruppen 29, 30 kreuzen sich wechselseitig.
Benachbarte Rillen 25, einer Gruppe 29, 30, sind zueinander in einem Abstand zwischen 5 000 μηη bis 20 000 μηη längs der Arbeitsachse 15 versetzt angeordnet. Die Innenfläche 16 zwischen den benachbarten Rillen 25 ist vorzugsweise glatt. Glatt bedeutet, eine Rauigkeit der Innenfläche 16 zwischen den Rillen 25 ist um wenigstens eine Größenordnung geringer als die Tiefe 26 der Rillen 25.
Ein Betrag des Neigungswinkels 31 der Rillen 25 gegenüber der Arbeitsachse 15 liegt im Bereich zwischen 30 Grad und 50 Grad. Der Zusammenhang der Neigung im Wechselspiel mit dem Treibkolben 12, dem Dichtring, dem Schmierfilm und den sich periodisch ändernden Temperatur- und Druckverhältnissen ist nicht vollständig verstanden. Neigungswinkel 31 außerhalb des Bereichs, sowohl geringere als auch größere, resultieren jedoch in größeren Verlusten des Setzgeräts 1. Der Neigungswinkel 31 der schraubenförmigen Rillen 25 ist die Differenz von dem Gangwinkel zu 90 Grad.
Die Rillen 25 werden vorzugsweise in den Blechstreifen 21 gewalzt oder mit einem anderen spanlosen Verfahren eingebracht. Die Innenfläche 16 bleibt somit gratfrei. Eine weitere Ausführungsform sieht eine Variation des Neigungswinkels 31 längs der Arbeitsachse 15 vor. Der Neigungswinkel 31 gegenüber der Arbeitsachse 15 nimmt in Treibrichtung 17 zu. Nahe der hinteren Umkehrpunkt muss die Kolbenführung 13 gegen den hohen Luftdruck in der Brennkammer 7 dicht sein. Hierfür werden möglichst zu der Arbeitsachse 15 senkrechte Rillen 25 bevorzugt. Diese Orientierung der Rillen 25 erzeugen jedoch wohl einen größeren Reibwiderstand als zu der Arbeitsachse 15 parallele Rillen 25. Der Neigungswinkel 31 liegt nahe der Brennkammer 7 zwischen 40 Grad und 60 Grad und nimmt in Richtung zu dem Anschlag 20 auf zwischen 20 Grad und 30 Grad ab.
Eine Ausführungsform hat anstelle oder zusätzlich zu den Rillen 25 punktförmige Dellen 32 (Fig. 5). Die Dellen 32 haben eine Tiefe 26 zwischen 10 μηη und 100 μηη. Ein Durchmesser 33 der Dellen 32 liegt etwa im Bereich ihrer Tiefe 26. Die Dellen 32 sind vorzugsweise regelmäßig angeordnet, z.B. auf Knotenpunkten eines Gitters mit rechtwinkligen oder rautenförmigen Zellen. Die gesamte Fläche der Dellen 32 ist deutlich geringer als die Innenfläche 16, z.B. geringer als 10 %. Die restliche Innenfläche 16 ist vorzugsweise glatt, d.h. hat eine Rauhigkeit von deutlich weniger als 10 μηη. Der Treibkolben 12 ist von der glatten Innenfläche 16 geführt.
Die Dellen 32 können beispielsweise mit einem Stempel in die Innenfläche 16 eingeprägt werden. Der Aufwurf beim Prägen kann durch ein nachfolgendes Einwalzen oder Stempeln eingeebnet werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1 . Brennkraftbetriebenes Setzgerät zum Eintreiben von Befestigungselementen (2) in eine Werkstück, mit einer Brennkammer (7) zum Verbrennen eines Brennstoff zu Verbrennungsgasen, mit einem Treibkolben (12), mit einer rohrformigen Kolbenführung
(13) an deren Innenfläche (16) der Treibkolben (12) geführt ist, wobei der Treibkolben durch die Verbrennungsgase in der Brennkammer (7) und der Kolbenführung (13) angetrieben ist, dadurch gekennzeichnet, dass
die Kolbenführung (13) aus einem zu einem Rohr gebogenen Blechstreifen (21 ) gebildet, dessen zwei gegenüberliegende Längskanten (22) durch eine Naht (24) und/oder einen verzahnten Formschluss (23) verbunden sind.
2. Setzgerät (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass Entlüftungsöffnungen
(14) durch ein der Brennkammer (7) entferntes Ende der Kolbenführung (13) gestanzt sind, wobei ein Stanzfuss an der Innenfläche (16) Kolbenführung (13) ist.
3. Setzgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenfläche (16) mit einer Vielzahl von eingeformten Vertiefungen (25, 32) versehen ist.
4. Setzgerät (1 ) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen (25, 32) eine Tiefe (26) zwischen 10 μηη und 100 μηη aufweisen.
5. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abmessung der Vertiefung (25, 32) parallel zu der Arbeitsachse (15) geringer als 200 μηη ist.
6. Handwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen (25, 32) einen Flächenanteil zwischen 1 % und 10 % der Innenfläche (16) einnehmen.
7. Handwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen (25, 32) quadratische, rautenförmige, kreisförmige Dellen (32) beinhalten, deren jeweilige Länge und Breite (27) im wesentlichen gleich groß sind.
8. Handwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenfläche (16) der Kolbenführung (13) mit mehreren, schräg zu der Arbeitsachse (15) verlaufenden Rillen (25) versehen ist. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rillen (25) einander rautenförmig kreuzend sind.
0. Handwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Neigungswinkel (31 ) der Rillen (25) zu der Arbeitsachse (15) zwischen 30 Grad und 50 Grad liegt.
1 . Handwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 8 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Neigungswinkel (31 ) der Rillen (25) längs einer Treibrichtung (17) abnimmt.
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